JP7334585B2

JP7334585B2 - プレス装置及びプレス成形品の製造方法

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Publication number: JP7334585B2
Application number: JP2019204688A
Authority: JP
Inventors: 真平小野; 肇坂野; 良彦住田
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2023-08-29
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: JP2021074760A

Description

本発明は、ワークを順送りしつつプレス成形するプレス装置及びプレス成形品の製造方法に関する。

従来、板状の金属部材であるワークを順送りしつつプレス成形するプレス装置が知られている。プレス装置では、フィーダによりワークを間欠的に順に送り出しつつ、上成形型を下成形型に対して昇降させることでプレス成形を行う。

このようなプレス装置として、ワークに形成されたパイロット穴に、上成形型に設けられたパイロットピンを挿入してワークの精密な位置決めを行うように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００－２４６３６５号公報

しかしながら、特にワークとして薄く剛性が低いものを用いた場合、パイロットピンをパイロット穴に挿入する際に、パイロット穴が変形してしまい、この影響によりワークの位置決め精度が低下してしまう場合があった。

そこで、本発明は、薄いワークを用いた場合であっても、パイロット穴の変形による位置決め精度の低下を抑制可能なプレス装置及びプレス成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、帯状の金属部材であるワークを順送りしつつ、上成形型を下成形型に対して昇降させることで前記ワークのプレス成形を行うに際して、前記ワークに形成されたパイロット穴に、前記上成形型に設けられたパイロットピンを挿入して前記ワークの位置決めを行うように構成されたプレス装置であって、前記下成形型には、前記ワークを下方から支持し前記ワークの送りを支援するための複数のリフタが設けられており、前記複数のリフタは、前記パイロット穴が形成された位置の前記ワークを下方から支持する受けリフタを含み、前記受けリフタは、前記ワークの下面に当接する本体部と、前記本体部の下方に設けられ、前記本体部を弾性的に支持するコイルバネとを有し、前記本体部は、前記パイロットピンの先端部を収容するピン逃げ穴を有すると共に前記ピン逃げ穴の底面を貫通するように排出穴が形成されており、前記ワークのプレス時に、前記ピン逃げ穴に前記パイロットピンの先端部を収容すると共に、その上面で前記パイロット穴の周縁の前記ワークを支持するように構成されており、前記パイロットピンの外径が前記パイロット穴の直径よりも小さく、前記パイロットピンの先端部に先端ほど径が小さくなるテーパ部が形成されており、前記排出穴の直径が前記ピン逃げ穴の直径よりも小さい、プレス装置を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、帯状の金属部材であるワークを順送りしつつ、上成形型を下成形型に対して昇降させることで前記ワークのプレス成形を行うに際して、前記ワークに形成されたパイロット穴に、前記上成形型に設けられたパイロットピンを挿入して前記ワークの位置決めを行うプレス成形品の製造方法であって、前記下成形型には、前記ワークを下方から支持し前記ワークの送りを支援するための複数のリフタが設けられており、前記複数のリフタは、前記パイロット穴が形成された位置の前記ワークを下方から支持する受けリフタを含み、前記受けリフタは、前記ワークの下面に当接する本体部と、前記本体部の下方に設けられ、前記本体部を弾性的に支持するコイルバネとを有し、前記本体部は、前記パイロットピンの先端部を収容するピン逃げ穴を有すると共に前記ピン逃げ穴の底面を貫通するように排出穴が形成されており、前記ワークのプレス時に、前記ピン逃げ穴に前記パイロットピンの先端部を収容すると共に、その上面で前記パイロット穴の周縁の前記ワークを支持し、前記パイロットピンの外径が前記パイロット穴の直径よりも小さく、前記パイロットピンの先端部に先端ほど径が小さくなるテーパ部が形成されており、前記排出穴の直径が前記ピン逃げ穴の直径よりも小さい、プレス成形品の製造方法を提供する。

本発明によれば、薄いワークを用いた場合であっても、パイロット穴の変形による位置決め精度の低下を抑制可能なプレス装置及びプレス成形品の製造方法を提供できる。

本発明の一実施の形態に係るプレス装置の全体構成を示す概略構成図である。プレス成形品の一例であるステータコア用の金属板の平面図である。（ａ）は下成形型の一例を示す平面図、（ｂ）は上成形型及び下成形型の一部を模式的に示した断面図、（ｃ）は上成形型を下降させた際の断面図である。受けリフタの本体部を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。受けリフタを有さない場合にワークが変形することを説明する図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本実施の形態に係るプレス装置の全体構成を示す概略構成図である。図１に示すように、プレス装置１は、帯状の金属部材であるワーク２を順送りしつつ、上成形型３を下成形型４に対して昇降させることでワーク２のプレス成形を行う装置である。

本実施の形態では、ワーク２をプレス加工することにより、プレス成形品として、モータのロータコア及びステータコア用の金属板を製造する場合について説明する。例えば、ステータコア用の金属板１０は、図２に示すように、円筒状の基体部１１と、基体部１１の内周面から径方向内方に突出した複数のティース部１２と、基体部１１から径方向外方に突出した複数の被固定部１３と、を一体に有している。複数枚の金属板１０を積層し、積層体の各ティース部１２に、図略の磁気コイルがそれぞれ巻回することで、ステータが構成される。

ロータコア及びステータコアでは、鉄損を抑制するために、できるだけ薄い金属板を複数積層して構成されることが望ましい。そのため、ワーク２としては、非常に薄い電磁鋼板が用いられる。具体的には、ワーク２の厚さは、０．４ｍｍ以下である。なお、本発明は、ロータコア用の金属板やステータコア用の金属板１０に限らず、薄いワーク２をプレス加工する際に好適に用いることができる。

ワーク２は、アンコイラ５より供給され、フィーダ６により間欠的に送り出され、上成形型３と下成形型４との間へと供給される。下成形型４におけるワーク２の入口及び出口の近傍には、ワーク２の幅方向の位置決めを行うための位置決め機構７が設けられている。

図３（ａ）は下成形型４の一例を示す平面図、図３（ｂ）は上成形型３及び下成形型４の一部を模式的に示した断面図、図３（ｃ）は上成形型を下降させた際の断面図である。

図３（ａ）に示すように、下成形型４（及び上成形型３）には複数のステージが設定されており、各ステージで順次プレス成形を行う構成となっている。上成形型３の昇降動作に同期させてフィーダ６でワーク２を間欠的に順に送り出し、上成形型３を昇降させることで、複数のプレス成形工程が順次行われる。図３（ａ）では、一例としてステータコア用の金属板１０を成形する場合について模式的に示しているが、この場合、ティース部１２間の空間に相当する部分をステージＡで打ち抜き、その後、ロータコアが収容される中央部（内周部分）をステージＢで打ち抜き、その後、外周部分をステージＣにて打ち抜くことになる。本実施の形態では、１度の加工で２枚の金属板を形成する２枚取りの構成となっており、使用するワーク２は比較的幅が広い。なお、打ち抜き加工のみならず、ワーク２を所定の形状に変形させる加工等を行ってもよい。

プレス装置１では、ワーク２の入口側の位置決め機構７の近傍にて、打ち抜き加工によりワーク２にパイロット穴２１が形成される。パイロット穴２１は、平面視で円形状の穴であり、ワーク２の幅方向の両端部にそれぞれ形成される。

図３（ｂ），（ｃ）に示すように、上成形型３には、下方に突出した円柱状のパイロットピン３１が設けられている。パイロットピン３１の外径は、パイロット穴２１の直径よりも若干（所定のクリアランス分）小さく形成されている。また、パイロットピン３１の先端部には、先端ほど径が小さくなるテーパ部３１ａが形成されている。

プレス成形の際には、フィーダ６によりワーク２を送り出し、ワーク２の大まかな位置決めがなされた後、上成形型３が下降される。この際、ワーク２に形成されたパイロット穴２１に、パイロットピン３１が挿入され、ワーク２の精密な位置決めが行われる。パイロットピン３１をパイロット穴２１に挿入する際には、テーパ部３１ａがパイロット穴２１の周縁に干渉することで、ワーク２の位置修正が行われる。その後、上成形型３がさらに下降され、プレス成形が行われる。

下成形型４には、ワーク２を下方から支持しワーク２の送りを支援するための複数のリフタ８が設けられている。リフタ８は、ワーク２の下面に当接される本体部８ａと、本体部８ａの下方に設けられ、本体部８ａを弾性的に支持する弾性部材としてのコイルバネ８ｂと、を有している。リフタ８を備えることで、ワーク２を送る際にワーク２を下成形型４から離間させて、ワーク２をスムーズに送ることが可能になる。

（受けリフタ８１）
本実施の形態に係るプレス装置１では、複数のリフタ８は、パイロット穴２１が形成された位置のワーク２を下方から支持する受けリフタ８１を含んでいる。

図４は、受けリフタ８１の本体部８１ａを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。図３及び図４に示すように、受けリフタ８１は、ワーク２の下面に当接される本体部８１ａと、本体部８１ａの下方に設けられ、本体部８ａを弾性的に支持する弾性部材としてのコイルバネ８１ｂと、を有している。本体部８１ａには、上方に開口し、パイロットピン３１の先端部を収容する凹状のピン逃げ穴８１ｃが形成されている。ピン逃げ穴８１ｃは、平面視で円形状に形成され、その直径は、パイロット穴２１の直径と略等しく形成されている。本体部８１ａの一部（下部）は、下成形型４に上方に開口するように形成されたガイド穴４ａに上下方向に移動可能に収容されている。

受けリフタ８１は、そのピン逃げ穴８１ｃが上成形型３のパイロットピン３１と対向するように下成形型４に設けられており、プレス時に、ピン逃げ穴８１ｃにパイロットピン３１の先端部を収容すると共に、その上面８１ｄでパイロット穴２１の周縁のワーク２を支持するように構成されている（図３（ｃ）参照）。

本実施の形態では、０.４ｍｍ以下と薄い電磁鋼板をワーク２として用いているために、ワーク２の剛性が低い。そのため、受けリフタ８１がない状態では、図５に示すように、パイロットピン３１をパイロット穴２１に挿入する際、パイロットピン３１先端のテーパ部３１ａがワーク２に接触したときにワーク２にたわみが始まってしまい、パイロットピン３１がうまく挿入されずに変形してしまう（パイロット穴２１の周縁のワーク２が変形してしまう）場合がある。本実施の形態のように２枚取りの構成とする場合、使用するワーク２の幅が比較的広くなるために、パイロット穴２１がより変形しやすくなる場合がある。

これに対して、本実施の形態では、プレス時に、ピン逃げ穴８１ｃにパイロットピン３１の先端部を収容すると共に、受けリフタ８１の上面８１ｄでパイロット穴２１の周縁のワーク２を支持する。これにより、パイロット穴２１の周縁が受けリフタ８１により支持されるために、パイロットピン３１をパイロット穴２１に挿入する際に、パイロット穴２１が変形することが抑制可能される。その結果、パイロット穴２１の変形によるワーク２の位置決め精度の低下を抑制でき、加工精度を向上できる。

ピン逃げ穴８１ｃは上方に開口する凹状に形成されるため、ピン逃げ穴８１ｃ内にワーク２に付着した油等が溜まってしまうことも考えられる。そこで、本実施の形態では、ピン逃げ穴８１ｃの底面を貫通するように油等を排出するための排出穴８１ｅを形成し、ピン逃げ穴８１ｃに油等が溜まってしまうことを抑制している。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るプレス装置１は、パイロット穴２１が形成された位置のワーク２を下方から支持する受けリフタ８１を有し、受けリフタ８１は、パイロットピン３１の先端部を収容するピン逃げ穴８１ｃを有し、プレス時に、ピン逃げ穴８１ｃにパイロットピン３１の先端部を収容すると共に、その上面８１ｄでパイロット穴２１の周縁のワーク２を支持するように構成されている。

これにより、薄いワーク２を用いた場合であっても、パイロット穴２１の変形による位置決め精度の低下を抑制することが可能になり、高精度な加工を実現することができる。また、パイロット穴２１の変形に起因するワーク２の位置ずれによって加工が中断されることが抑制されるため、生産性の向上にもつながる。

さらに、本実施の形態によれば、薄いワーク２を高精度に加工できることから、ロータコア及びステータコアに用いる金属板をより薄くし、鉄損の小さいロータコア及びステータコアを高精度に製造することが可能になる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…プレス装置、２…ワーク、２１…パイロット穴、３…上成形型、３１…パイロットピン、３１ａ…テーパ部、４…下成形型、５…アンコイラ、６…フィーダ、７…位置決め機構、８…リフタ、８ａ…本体部、８ｂ…コイルバネ、８１…受けリフタ、８１ａ…本体部、８１ｂ…コイルバネ、８１ｃ…ピン逃げ穴、８１ｄ…上面、８１ｄ…パイロット穴、８１ｅ…排出穴、１０…ステータコア用の金属板、１１…基体部、１２…ティース部、１３…被固定部

Claims

帯状の金属部材であるワークを順送りしつつ、上成形型を下成形型に対して昇降させることで前記ワークのプレス成形を行うに際して、前記ワークに形成されたパイロット穴に、前記上成形型に設けられたパイロットピンを挿入して前記ワークの位置決めを行うように構成されたプレス装置であって、
前記下成形型には、前記ワークを下方から支持し前記ワークの送りを支援するための複数のリフタが設けられており、
前記複数のリフタは、前記パイロット穴が形成された位置の前記ワークを下方から支持する受けリフタを含み、
前記受けリフタは、前記ワークの下面に当接する本体部と、前記本体部の下方に設けられ、前記本体部を弾性的に支持するコイルバネとを有し、
前記本体部は、前記パイロットピンの先端部を収容するピン逃げ穴を有すると共に前記ピン逃げ穴の底面を貫通するように排出穴が形成されており、前記ワークのプレス時に、前記ピン逃げ穴に前記パイロットピンの先端部を収容すると共に、その上面で前記パイロット穴の周縁の前記ワークを支持するように構成されており、
前記パイロットピンの外径が前記パイロット穴の直径よりも小さく、前記パイロットピンの先端部に先端ほど径が小さくなるテーパ部が形成されており、
前記排出穴の直径が前記ピン逃げ穴の直径よりも小さい、
プレス装置。
前記ワークの厚さが０．４ｍｍ以下である、
請求項１に記載のプレス装置。
帯状の金属部材であるワークを順送りしつつ、上成形型を下成形型に対して昇降させることで前記ワークのプレス成形を行うに際して、前記ワークに形成されたパイロット穴に、前記上成形型に設けられたパイロットピンを挿入して前記ワークの位置決めを行うプレス成形品の製造方法であって、
前記下成形型には、前記ワークを下方から支持し前記ワークの送りを支援するための複数のリフタが設けられており、
前記複数のリフタは、前記パイロット穴が形成された位置の前記ワークを下方から支持する受けリフタを含み、
前記受けリフタは、前記ワークの下面に当接する本体部と、前記本体部の下方に設けられ、前記本体部を弾性的に支持するコイルバネとを有し、
前記本体部は、前記パイロットピンの先端部を収容するピン逃げ穴を有すると共に前記ピン逃げ穴の底面を貫通するように排出穴が形成されており、前記ワークのプレス時に、前記ピン逃げ穴に前記パイロットピンの先端部を収容すると共に、その上面で前記パイロット穴の周縁の前記ワークを支持し、
前記パイロットピンの外径が前記パイロット穴の直径よりも小さく、前記パイロットピンの先端部に先端ほど径が小さくなるテーパ部が形成されており、
前記排出穴の直径が前記ピン逃げ穴の直径よりも小さい、
プレス成形品の製造方法。