JP7722262B2 - プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置に関する。

従来、回転電機のロータコアやステータコアなどの鉄心は、電磁鋼板から打ち抜かれた複数の鉄心片が積層された筒状の積層体を備えている。
電磁鋼板は、２つの圧延ロールの隙間を通過して圧延されることによって帯状に形成されている。２つの圧延ロールの隙間は、２つの圧延ロールの平行度や、各圧延ロールに作用する荷重などに起因して、圧延ロールの軸方向において一定ではないことがある。この場合、上記隙間を通過する電磁鋼板には、板厚が大きい部分と小さい部分とが存在することになる。こうした電磁鋼板から打ち抜かれた鉄心片が積層された積層体では、鉄心片の板厚が大きい部分同士及び小さい部分同士が重なり合う。このため、積層体の厚さがその周方向の位置によってばらつく。この場合、積層体が偏心するため、回転電機の性能が損なわれるおそれがある。

特許文献１には、積層体の厚さばらつきを抑制するために積層体の回転積層を行う装置が開示されている。回転積層では、所定枚数の鉄心片が積層された積層体が周方向に回転された後、当該積層体に対して次の鉄心片の積層が行われる。

特許文献１に記載の装置は、ダイを有する下ダイセットと、パンチを有する上ダイセットとを備えている。上ダイセットは、下ダイセットに対して昇降可能に設けられている。ダイに対してパンチが昇降することによって、電磁鋼板から鉄心片が打ち抜かれる。

下ダイセットは、ダイに連通して設けられ、鉄心片を保持するスクイズリングと、ダイ及びスクイズリングを一体に回転させる転積駆動機構とを有している。スクイズリングの内部において、複数の鉄心片が順次積層されることで積層体が形成される。

上ダイセットは、電磁鋼板をダイに対して押さえ付けるストリッパプレートと、パンチによる鉄心片の打ち抜き及び空打ちを切り替えるカムプレートとを有している。
カムプレートは、パンチの基端面に接触するとともにパンチの昇降方向に対して直交する方向にスライド可能に設けられている。パンチは、カムプレートのスライド動作に伴って、下ダイセットに対して突出した状態と退避した状態とに切り替えられる。これにより、パンチによる鉄心片の打ち抜き及び空打ちが切り替えられる。

また、特許文献１に記載の装置は、電磁鋼板の搬送方向に並ぶ２組の積層ステーションを備えている。各積層ステーションは、上述したダイと、スクイズリングと、転積駆動機構とを有している。

各積層ステーションでは、スクイズリングの内部において積層体が形成されると、パンチが空打ち状態となるとともに、転積駆動機構によって当該積層体が周方向に回転される。その後、パンチが打ち抜き状態となることで、上記積層体に対して鉄心片が積層される。このようにして、各積層ステーションにおいて積層体の回転積層が行われる。

更に同装置では、一方の積層ステーションにおいて鉄心片の打ち抜き動作を行っている際には、他方の積層ステーションにおいて打ち抜き動作を停止するとともに積層体の回転動作を行う。２つの積層ステーションのそれぞれにおいて打ち抜き動作と回転動作とが交互に行われることで、積層体の生産効率が高められている。

特開２０１１－２０５８３６号公報

ところで、上ダイセットが下ダイセットに対して接近すると、下ダイセットがストリッパプレートによって電磁鋼板を介して押さえ付けられる。このため、ダイ及びスクイズリングには、電磁鋼板を介してストリッパからの負荷が作用する。

各積層ステーションでは、積層体の回転動作が完了するまでの間に、上ダイセットが下ダイセットに対して複数回昇降する。したがって、各積層ステーションにおける回転動作は、ダイ及びスクイズリングにストリッパからの負荷が作用しているか否かに関わらず行われる。ダイ及びスクイズリングに負荷が作用している状態で回転動作が行われると、ダイ及びスクイズリングの回転が阻害されたり、転積駆動機構に負荷が生じたりするおそれがある。このため、積層体の回転時にダイ及びスクイズリングに生じる負荷を低減させることが望まれている。

上記課題を解決するためのプレス装置は、間欠的に搬送されるワークが配置される筒状のダイと、前記ダイに対して昇降可能に設けられ、前記ダイと共に前記ワークから鉄心片を打ち抜くパンチと、前記ダイに連通して設けられ、前記鉄心片を保持するスクイズリングと、前記パンチの昇降に伴って昇降するとともに前記鉄心片の打ち抜き時に前記ワークを前記ダイに対して押さえ付けるストリッパと、を備えるプレス装置であって、前記パンチと、前記ダイ及び前記スクイズリングを含む回転体と、前記ストリッパと、前記回転体を前記ダイの周方向に回転させる回転機構と、前記パンチの昇降方向において前記パンチを前記ワークから離れる方向に退避させる退避機構と、を有する積層ユニットが前記ワークの搬送方向に２組並んで設けられており、前記積層ユニットの各々は、前記ダイ及び前記パンチにより前記ワークから前記鉄心片を打ち抜くとともに、前記鉄心片を前記スクイズリングの内部において積層させることで積層体を形成する積層モードと、前記退避機構により前記パンチを前記ワークから退避させた状態で、前記ストリッパが前記ワークから離れている間に前記回転機構により前記回転体を回転させる回転動作を、前記ストリッパが複数回昇降する間に複数回行う回転モードと、に切り替え可能に構成されており、前記２組の積層ユニットのうち前記搬送方向における上流側の積層ユニットが前記積層モードの際には、前記搬送方向における下流側の積層ユニットが前記回転モードに設定され、前記上流側の積層ユニットが前記回転モードの際には、前記下流側の積層ユニットが前記積層モードに設定される。

同構成によれば、積層モードにおける積層ユニットでは、スクイズリングの内部において積層体が形成される。その後、この積層ユニットが回転モードとなることで回転体と共に積層体が周方向に回転する。このため、同一積層ユニットにおいて積層体の形成及び回転が繰り返し行われることで、回転位相が互いに異なる積層体同士が積層される。

ここで、回転モードにおいては、退避機構によりパンチがワークから離れる方向に退避するため、当該パンチによってワークから鉄心片が打ち抜かれることがない。また、回転体の回転は、ストリッパがワークから離れている間、すなわち、ストリッパからワークを介してダイ及びスクイズリングに負荷が作用していない間に行われる。したがって、積層体の回転時にダイ及びスクイズリングに負荷が作用することを抑制できる。

また、回転モードでは、ストリッパがワークから離れている間の回転体の回転動作が、ストリッパが複数回昇降する間に複数回行われる。つまり、回転モードでは、回転体の回転動作が間欠的に行われる。このため、所望の回転角度まで回転体を回転させる上で、１回あたりの回転角度を上記所望の回転角度よりも小さい角度にすることができる。これにより、パンチの昇降間隔を大きくしたり、パンチを停止させたりすることなく積層体を回転させることができる。したがって、積層体の生産効率の低下を抑制できる。

図１は、一実施形態のプレス装置を示す断面図である。 図２は、一実施形態のプレス装置によるプレス工程を示す概略図である。 図３は、図２の３－３線に沿った下型の断面図である。 図４は、図２の４－４線に沿った下型の断面図である。 図５は、一実施形態の上型を示す断面図である。 図６は、一実施形態の積層モードの積層ユニットにおいて、ストリッパによってワークが押さえ付けられている状態を示す断面図である。 図７は、一実施形態の積層モードの積層ユニットにおいて、ワークから鉄心片が打ち抜かれている状態を示す断面図である。 図８は、一実施形態の回転モードの積層ユニットにおいて、回転体が回転している状態を示す断面図である。 図９は、一実施形態の回転モードの積層ユニットにおいて、ストリッパによってワークが押さえ付けられている状態を示す断面図である。 図１０は、プレス装置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図１～図１０を参照して、プレス装置の一実施形態について説明する。
（プレス装置１０の構成）
図１及び図２に示すように、プレス装置１０は、図示しないフィーダにより間欠的に搬送される帯状のワーク２００に対して、穴抜き工程や打ち抜き工程などの複数の工程を１つの装置内で行うように構成された順送プレス装置である。

図２に示すように、ワーク２００には、複数種類の穴抜き工程が行われた後、打ち抜き工程Ｓ１または打ち抜き工程Ｓ２が行われる。打ち抜き工程Ｓ１は、打ち抜き工程Ｓ２よりもワーク２００の搬送方向の上流側で行われる。また、打ち抜き工程Ｓ１と打ち抜き工程Ｓ２との間には、ワーク２００が加工されることなく搬送されるアイドル工程Ａが存在する。本実施形態では、ワーク２００の搬送方向に並ぶとともに複数の工程を行う一連の金型セットが、搬送方向において所定ピッチずれた状態でワーク２００の幅方向に２列に並んで配置されている。

図１に示すように、プレス装置１０は、電磁鋼板などのワーク２００から複数の鉄心片２０１を打ち抜くとともに当該鉄心片２０１を順次積層させることで積層体２０４を形成する。積層体２０４は、例えば、回転電機のロータコアやステータコアの鉄心に用いられる。

以下では、プレス装置１０の一例として、ステータコアの鉄心に用いられる鉄心片２０１をワーク２００から打ち抜くプレス装置１０について説明する。まず、プレス装置１０によってワーク２００から打ち抜かれる鉄心片２０１について説明する。

図２に示すように、鉄心片２０１は、中心孔２０２を有する環状をなしている。鉄心片２０１は、周方向の外側に突出する複数の突出部２０３を有している。鉄心片２０１には、例えば、３つの突出部２０３が周方向に１２０°間隔にて設けられている。鉄心片２０１は、中心軸を対称軸とした３回対称となる形状をなしている。すなわち、鉄心片２０１は、中心軸を中心に周方向に１２０°回転させた際に元の形状と一致する形状をなしている。

鉄心片２０１には、積層方向の一方に突出した図示しない結合部が設けられている。結合部は、打ち抜き工程Ｓ１，Ｓ２よりも前の工程において、所謂ダボ加工により形成される。積層方向において互いに隣り合う２つの鉄心片２０１は、それらの結合部同士が凹凸の関係によりかしめられることで互いに結合されている。

図１に示すように、プレス装置１０は、下型２０と、下型２０に対して昇降可能に設けられた上型８０とを備えている。上型８０は、上下方向に往復動する図示しないスライドに連結されることで下型２０に対して昇降可能に設けられている。

以降において、ワーク２００の搬送方向を搬送方向Ｘと称し、ワーク２００の幅方向を幅方向Ｙと称し、上型８０の昇降方向を昇降方向Ｚと称する。搬送方向Ｘと、幅方向Ｙと、昇降方向Ｚとは、互いに直交している。なお、昇降方向Ｚは、上下方向と一致している。

（下型２０の構成）
下型２０は、ダイ３１及びスクイズリング３３を含む回転体３０と、ダイホルダ４０と、回転機構６０と、位置決め機構７０とを有している。回転体３０は、全体として円筒状をなしている。ダイホルダ４０は、回転体３０を回転可能に収容している。回転機構６０は、回転体３０を周方向に回転させる機能を有している。位置決め機構７０は、回転体３０を周方向において位置決めする機能を有している。

（回転体３０の構成）
図３に示すように、回転体３０は、ダイ３１と、スクイズリング３３と、第１ギア３５とを有している。

ダイ３１は、貫通孔３２を有する円筒状をなしている。貫通孔３２は、鉄心片２０１の外縁に応じた形状をなしている。
スクイズリング３３は、貫通孔３４を有する円筒状をなしている。スクイズリング３３は、ダイ３１の直下においてダイ３１に連通して設けられている。貫通孔３４は、貫通孔３２の形状よりも僅かに小さい相似形状をなしている。

図１に示すように、スクイズリング３３は、鉄心片２０１の外周面を押圧することで鉄心片２０１を保持する機能を有している。スクイズリング３３の内部において、複数の鉄心片２０１が順次積層されることで積層体２０４が形成される。

図３に示すように、第１ギア３５は、スクイズリング３３におけるダイ３１とは反対側の端面に固定されている。第１ギア３５は、貫通孔３６を有する環状をなしている。貫通孔３６は、貫通孔３２，３４のそれぞれよりも大きい形状をなしている。第１ギア３５の外周面には、図示しない複数の歯が設けられている。

回転体３０の下面、より詳しくは、第１ギア３５の下面には、複数のブッシュ３７が設けられている。第１ギア３５の下面には、例えば、３つのブッシュ３７が周方向に１２０°間隔にて設けられている。ブッシュ３７は、後述する位置決めピン７１が挿入される位置決め凹部３８を有している。位置決め凹部３８は、下方に開口している。各位置決め凹部３８は断面円形状をなしている。

（ダイホルダ４０の構成）
図１及び図３に示すように、ダイホルダ４０は、回転体３０を収容する収容凹部４１と、収容凹部４１に連通するとともに積層体２０４が排出される排出口４２とを有している。

図３に示すように、収容凹部４１は、ダイホルダ４０の上面に開口している。収容凹部４１の断面形状は、回転体３０の外径よりも大きい直径を有する円形状をなしている。
収容凹部４１の内周面と回転体３０の外周面との間には、図示しないベアリングが設けられている。これにより、回転体３０は、ダイホルダ４０に対して回転可能に構成されている。

排出口４２は、収容凹部４１の底部に連通するとともにダイホルダ４０の下面に開口している。排出口４２の開口の直径は、回転体３０の貫通孔３２，３４，３６のそれぞれよりも大きい。

排出口４２の下方には、排出口４２から排出された積層体２０４を外部に搬送するベルトコンベア５０が設けられている。ベルトコンベア５０は、例えば、幅方向Ｙに延びている。

（回転機構６０の構成）
図４に示すように、回転機構６０は、モータ６１と、制御部６２と、第２ギア６３と、第３ギア６４とを有している。制御部６２は、モータ６１の駆動を制御している。第２ギア６３は、モータ６１の出力軸に連結されている。第３ギア６４は、第２ギア６３に噛合している。

モータ６１は、出力軸が上方を向く姿勢で下型２０の内部に配置されている。
制御部６２は、上型８０の昇降回数に関する信号に基づいてモータ６１の回転及び停止を制御している。

第３ギア６４は、第１ギア３５と第２ギア６３との間に配置されている。第３ギア６４は、第１ギア３５と第２ギア６３とに噛合することで、第２ギア６３の回転運動を第１ギア３５に伝達している。

モータ６１の回転に伴って各ギア６３，６４，３５が回転することで、ダイ３１及びスクイズリング３３がダイホルダ４０の内部において周方向に回転する。これにより、回転体３０の内部に保持された積層体２０４が周方向に回転する。

（位置決め機構７０の構成）
図３に示すように、位置決め機構７０は、ブッシュ３７の位置決め凹部３８に挿入される位置決めピン７１と、位置決めピン７１を進退させるアクチュエータ７２と、位置決めピン７１及びアクチュエータ７２を連結する連結部材７３とを有している。位置決め機構７０は、下型２０の内部における回転体３０の下方に位置している。

位置決めピン７１は、昇降方向Ｚに延びる円柱状をなしている。
アクチュエータ７２は、位置決めピン７１に対して回転体３０の径方向外側に偏倚した位置、より詳しくは、位置決めピン７１よりも搬送方向Ｘの上流側に偏倚した位置に設けられている。アクチュエータ７２は、例えば、ピストンロッドがケースに対して進退可能に構成されたエアシリンダである。アクチュエータ７２のピストンロッドは、上方を指向している。ピストンロッドの進退方向は、回転体３０の軸線方向、すなわち昇降方向Ｚと一致している。

連結部材７３は、搬送方向Ｘに長い長尺状をなしている。連結部材７３は、位置決めピン７１が連結される第１端部７３ａと、アクチュエータ７２のピストンロッドが連結される第２端部７３ｂとを有している。第１端部７３ａと第２端部７３ｂとは搬送方向Ｘにおいて互いに反対側に位置している。

アクチュエータ７２のピストンロッドが昇降方向Ｚに進退することで、連結部材７３を介して位置決めピン７１が昇降方向Ｚに進退する。これにより、位置決めピン７１が位置決め凹部３８に対して出没する。位置決めピン７１が位置決め凹部３８に挿入されることで第１ギア３５の回転が規制される。これにより、回転体３０が周方向において位置決めされる。なお、位置決めピン７１は、回転体３０の周方向における位置に応じて、複数の位置決め凹部３８のそれぞれに挿入可能に構成されている。

（上型８０の構成）
図５に示すように、上型８０は、パンチホルダ９０と、パンチプレート１００と、パンチ１１０と、ストリッパ１２０と、退避機構１３０とを有している。パンチホルダ９０は、プレス装置１０の図示しないスライドに連結されている。パンチプレート１００は、パンチホルダ９０の下面に連結されている。ストリッパ１２０は、パンチプレート１００の下方に位置するとともに下方に向けて付勢されている。パンチ１１０は、パンチプレート１００とストリッパ１２０とを貫通している。退避機構１３０は、パンチホルダ９０の内部に収容されている。

（パンチホルダ９０の構成）
パンチホルダ９０は、凹部９１と、複数の第１貫通孔９２と、複数の第２貫通孔９３と、第３貫通孔９４とを有している。

凹部９１は、パンチホルダ９０の中央部において上面に開口している。凹部９１には、退避機構１３０が収容されている。
各第１貫通孔９２は、凹部９１の外周側においてパンチホルダ９０を昇降方向Ｚに貫通している。第１貫通孔９２には、留め具１２３の上端部が収容されている。留め具１２３は、第１貫通孔９２の下部においてパンチホルダ９０に固定されている。

各第２貫通孔９３は、第１貫通孔９２よりも凹部９１の外周側においてパンチホルダ９０を昇降方向Ｚに貫通している。第２貫通孔９３には、後述するストリッパボルト１２５の上端部が収容されている。

第３貫通孔９４は、昇降方向Ｚに延びるとともに凹部９１の底面とパンチホルダ９０の下面とに開口している。
（パンチプレート１００の構成）
パンチプレート１００は、保持孔１０１と、複数の第１挿入孔１０２と、複数の第２挿入孔１０３とを有している。

保持孔１０１は、パンチプレート１００の中央部においてパンチプレート１００を昇降方向Ｚに貫通している。保持孔１０１には、パンチ１１０が配置されている。
各第１挿入孔１０２は、保持孔１０１の外周側においてパンチプレート１００を昇降方向Ｚに貫通している。第１挿入孔１０２には、後述する支持ピン１２２、留め具１２３、及びスプリング１２４が挿入されている。

各第２挿入孔１０３は、第１挿入孔１０２よりも保持孔１０１の外周側においてパンチプレート１００を昇降方向Ｚに貫通している。第２挿入孔１０３には、ストリッパボルト１２５の一部が挿入されている。

（パンチ１１０の構成）
図１に示すように、パンチ１１０は、上型８０の昇降に伴ってダイ３１に対して昇降可能に設けられている。パンチ１１０は、上型８０の降下に伴ってダイ３１の内部に進入する。これにより、パンチ１１０がダイ３１と共にワーク２００から鉄心片２０１を打ち抜く。

図５に示すように、パンチ１１０の上端部には、支持ピン１１１が連結されている。支持ピン１１１は、第３貫通孔９４の内部に収容されている。第３貫通孔９４の内部には、支持ピン１１１を上方に向けて付勢するスプリング１１２が設けられている。パンチ１１０は、スプリング１１２によって支持ピン１１１を介して上方に向けて付勢されている。

（ストリッパ１２０の構成）
ストリッパ１２０は、パンチ１１０の昇降に伴って昇降方向Ｚに昇降する。ストリッパ１２０は、パンチ１１０による鉄心片２０１の打ち抜き時にワーク２００をダイ３１に対して押さえ付ける機能を有している。

ストリッパ１２０は、例えば、板状をなしている。ストリッパ１２０は、パンチ１１０が挿入される挿入孔１２１を有している。挿入孔１２１は、ストリッパ１２０の中央部においてストリッパ１２０を昇降方向Ｚに貫通している。

ストリッパ１２０の上面には、複数の支持ピン１２２と、複数のストリッパボルト１２５が連結されている。
各支持ピン１２２の上端部は、第１挿入孔１０２に挿入されている。支持ピン１２２の上端部は、第１挿入孔１０２の内部において、留め具１２３の下端部に対向している。

第１挿入孔１０２の内部には、コイル状のスプリング１２４が設けられている。留め具１２３と支持ピン１２２とは、スプリング１２４に挿入されている。ストリッパ１２０は、スプリング１２４によって下方に向けて付勢されている。

ストリッパボルト１２５は、第２挿入孔１０３の内面に対して摺動可能に設けられている。
（退避機構１３０の構成）
退避機構１３０は、パンチ１１０による鉄心片２０１の打ち抜き及び空打ちを切り替える切替部１４０と、切替部１４０を回転させる駆動部１５０とを有している。

（切替部１４０の構成）
切替部１４０は、板状のベースプレート１４１と、ベースプレート１４１の下面に連結された円柱状の支持部材１４２とを有している。ベースプレート１４１は、パンチホルダ９０の凹部９１を閉塞している。

切替部１４０は、支持部材１４２が挿入される円筒状の切替部材１４３と、切替部材１４３の下面に対向する複数のピン１４５とを有している。
支持部材１４２の外周面と切替部材１４３の内周面との間には、ベアリング１４６が設けられている。したがって、切替部材１４３は、支持部材１４２に回転可能に支持されている。

複数のピン１４５は、切替部材１４３の周方向に互いに間隔をおいて設けられている。各ピン１４５は、第３貫通孔９４の外周側においてパンチホルダ９０を貫通している。ピン１４５の上端部は、円錐台状をなしている。ピン１４５の下端部は、パンチ１１０の上面に接触している。

図５に二点鎖線にて示すように、切替部材１４３の下面には、複数のピン１４５の上端部のそれぞれを逃がす複数の逃がし凹部１４４が設けられている。各逃がし凹部１４４は、ピン１４５の上端部の形状よりも僅かに大きい形状をなしている。

上述したように、パンチ１１０は上方に向けて付勢されているため、各ピン１４５の上端部は切替部材１４３の下面に押し付けられている。このため、切替部材１４３が回転することによってピン１４５の上端部と逃がし凹部１４４とが対向すると、ピン１４５の上端部が逃がし凹部１４４に退避する。これにより、パンチ１１０が上方に退避する。

切替部材１４３の下端部には、外周側に突出するピニオンギア１４７が設けられている。ピニオンギア１４７は、例えば、切替部材１４３の周方向における一部に設けられている。

（駆動部１５０の構成）
駆動部１５０は、ピニオンギア１４７に噛合するラックギア１５１と、ラックギア１５１を幅方向Ｙに往復動させる直動式のアクチュエータ１５２とを有している。

アクチュエータ１５２は、ベースプレート１４１の下面に固定された複数のガイドブロック１５３を有している。複数のガイドブロック１５３は、幅方向Ｙに互いに間隔をおいて設けられている。ガイドブロック１５３は、幅方向Ｙに延びる収容溝を有している。

アクチュエータ１５２は、ガイドブロック１５３に対して相対移動可能に設けられたガイドレール１５４を有している。ガイドレール１５４は、各ガイドブロック１５３の収容溝に収容されている。ガイドレール１５４は、幅方向Ｙに延びる長尺状をなしている。

ガイドレール１５４の下面には、スライダ１５５が固定されている。スライダ１５５は、幅方向Ｙに延びる長尺状をなしている。スライダ１５５の下面には、ラックギア１５１が固定されている。

幅方向Ｙにおけるスライダ１５５の端部には、スライダ１５５を幅方向Ｙに往復動させる図示しないエアシリンダが連結されている。エアシリンダによってスライダ１５５が往復動することにより、ラックギア１５１とピニオンギア１４７とを介して切替部材１４３が回転するように構成されている。

切替部１４０は、駆動部１５０によって切替部材１４３を回転させることで、切替部材１４３の位置を当接位置と、退避位置とに切り替える。
切替部材１４３の位置が当接位置のとき、各ピン１４５の上端部が切替部材１４３の下面に当接する。このとき、パンチ１１０の上面とパンチホルダ９０の下面との間には隙間が設けられている。切替部材１４３の位置が当接位置となることで、パンチ１１０はワーク２００を打ち抜き可能な打ち抜き状態となる。

切替部材１４３の位置が退避位置のとき、各ピン１４５の上端部が逃がし凹部１４４に退避する。このとき、パンチ１１０の上面とパンチホルダ９０の下面とが接触している。切替部材１４３の位置が退避位置となることで、パンチ１１０は、上型８０が下型２０に向かって降下してもワーク２００を打ち抜き不可能な空打ち状態となる。

（積層ユニット１１の構成）
図１に示すように、プレス装置１０には、搬送方向Ｘに並ぶ２組の積層ユニット１１が設けられている。各積層ユニット１１は、同一の構成を有している。

以降では、２組の積層ユニット１１のうち搬送方向Ｘの上流側に位置するものを積層ユニット１１Ａと称し、搬送方向Ｘの下流側に位置するものを積層ユニット１１Ｂと称してこれらを区別することがある。

積層ユニット１１は、パンチ１１０と、回転体３０と、ストリッパ１２０と、回転機構６０と、退避機構１３０と、位置決め機構７０とを有している。積層ユニット１１は、積層体２０４を形成する積層モードと、回転体３０を回転させる回転モードとに切り替え可能に構成されている。

積層モードにおける積層ユニット１１は、ダイ３１及びパンチ１１０によりワーク２００から鉄心片２０１を打ち抜くとともに、鉄心片２０１をスクイズリング３３の内部において積層させることで積層体２０４を形成する。

図６に示すように、積層モードでは、切替部材１４３の位置が当接位置であるため、パンチ１１０は打ち抜き状態となる。積層モードでは、位置決め機構７０によって回転体３０が位置決めされている。積層モードでは、上型８０が降下すると、パンチ１１０よりも先にストリッパ１２０がワーク２００に接触する。

図７に示すように、上型８０が更に降下すると、パンチ１１０がダイ３１の内部に進入することでワーク２００から鉄心片２０１が打ち抜かれる。このとき、ストリッパボルト１２５とパンチプレート１００とが摺動するとともにスプリング１２４が圧縮される。このため、ストリッパ１２０は上型８０と共に降下することなくワーク２００を押さえ付けたままとなる。

図８に示すように、回転モードにおける積層ユニット１１は、ストリッパ１２０がワーク２００から離れている間に回転機構６０により回転体３０を回転させる回転動作を、ストリッパ１２０が複数回昇降する間に複数回行う。より詳しくは、回転モードにおける積層ユニット１１は、ストリッパ１２０がワーク２００から離れる度に回転機構６０により回転体３０を所定の回転角度θずつ回転させる。

図９に示すように、回転モードでは、切替部材１４３の位置が退避位置であるため、パンチ１１０は空打ち状態となる。回転モードでは、位置決め機構７０によって回転体３０の回転が規制されていない、すなわち回転体３０の回転が許容されている。

以上説明したプレス装置１０では、積層ユニット１１Ａが積層モードの際には、積層ユニット１１Ｂが回転モードに設定される。また、積層ユニット１１Ａが回転モードの際には、積層ユニット１１Ｂが積層モードに設定される。

ここで、上述したように、鉄心片２０１の形状は３回対称であるため、一度の回転モードでは、回転体３０の回転によって積層体２０４が周方向に１２０°回転するように設定されている。また、一度の積層モードにおいて形成される積層体２０４を構成する鉄心片２０１の数は、例えば、３０枚である。一度の回転モードではストリッパ１２０がワーク２００から３０回離れることから、回転モードにおける１回あたりの回転角度θは、例えば、４°（＝１２０°/３０）に設定されている。

次に、図１０を参照して、プレス装置１０の動作について説明する。
まず、積層ユニット１１Ａが積層モードであり、且つ積層ユニット１１Ｂが回転モードである場合のプレス装置１０の動作について説明する。

積層ユニット１１Ａが積層モードのとき、退避機構１３０はＯＦＦである、すなわち退避機構１３０の切替部材１４３が当接位置にある。したがって、パンチ１１０は打ち抜き状態となっている。またこのとき、位置決め機構７０はＯＮである、すなわち位置決め機構７０によって回転体３０の回転が規制されている。またこのとき、回転機構６０はＯＦＦである、すなわち回転機構６０による回転体３０の回転動作が行われない。

一方、積層ユニット１１Ｂが回転モードのとき、退避機構１３０はＯＮである、すなわち退避機構１３０の切替部材１４３が退避位置にある。したがって、パンチ１１０は空打ち状態となっている。またこのとき、位置決め機構７０はＯＦＦである、すなわち位置決め機構７０によって回転体３０の回転が規制されていない。またこのとき、回転機構６０はＯＮである、すなわち回転機構６０による回転体３０の回転動作が行われる。ただし、回転体３０の回転動作は、ストリッパ１２０がワーク２００から離れている間に行われる。したがって、ストリッパ１２０がワーク２００に接触している間は、回転機構６０がＯＦＦとなり回転体３０の回転動作が停止する。つまり、回転モードでは、回転体３０が間欠的に回転する。

図示は省略するが、本実施形態では、一方の積層ユニット１１が積層モードから回転モードに切り替わったときに、双方の積層ユニット１１が回転モードとなる期間が存在する。また、一方の積層ユニット１１が回転モードから積層モードに切り替わった際に、双方の積層ユニット１１が積層モードとなる期間が存在する。

例えば、積層ユニット１１Ａが積層モードから回転モードに切り替わったとき、積層ユニット１１Ｂでは、回転モードの終了までに２回分の回転動作を残した状態となっている。すなわち、積層ユニット１１Ａの回転モードにおける最初の２回の回転動作と、積層ユニット１１Ｂの回転モードにおける最後の２回の回転動作とが同時に行われる。これら２回の回転動作が行われる期間では、積層ユニット１１Ａ及び積層ユニット１１Ｂの双方が回転モードとなっている。なお、積層ユニット１１Ａの積層モードが終了してから３ストローク目に積層ユニット１１Ｂの積層モードが開始される。

その後、積層ユニット１１Ａが回転モードから積層モードに切り替わったとき、積層ユニット１１Ｂでは、積層モードの終了までに２回分の打ち抜き動作を残した状態となっている。すなわち、積層ユニット１１Ａの積層モードにおける最初の２回の打ち抜き動作と、積層ユニット１１Ｂの積層モードにおける最後の２回の打ち抜き動作とが同時に行われる。これら２回の打ち抜き動作が行われる期間では、双方の積層ユニット１１が積層モードとなっている。なお、積層ユニット１１Ａの回転モードが終了してから３ストローク目に積層ユニット１１Ｂの回転モードが開始される。

こうした動作が複数回繰り返されることで、各積層ユニット１１において積層体２０４が形成される。なお、各積層ユニット１１において形成された積層体２０４は、排出口４２を通じて排出された後、ベルトコンベア５０によって外部に搬送される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）プレス装置１０には、パンチ１１０と、回転体３０と、ストリッパ１２０と、回転機構６０と、退避機構１３０とを有する積層ユニット１１が搬送方向Ｘに２組並んで設けられている。積層ユニット１１の各々は、積層モードと回転モードとに切り替え可能に構成されている。積層モードの積層ユニット１１は、ダイ３１及びパンチ１１０によりワーク２００から鉄心片２０１を打ち抜くとともに、鉄心片２０１をスクイズリング３３の内部において積層させることで積層体２０４を形成する。回転モードの積層ユニット１１は、退避機構１３０によりパンチ１１０をワーク２００から退避させた状態で、ストリッパ１２０がワーク２００から離れている間に回転機構６０により回転体３０を回転させる。回転モードにおける回転動作は、ストリッパ１２０が複数回昇降する間に複数回行われる。積層ユニット１１Ａが積層モードの際には、積層ユニット１１Ｂが回転モードに設定される。積層ユニット１１Ａが回転モードの際には、積層ユニット１１Ｂが積層モードに設定される。

こうした構成によれば、積層モードにおける積層ユニット１１では、スクイズリング３３の内部において積層体２０４が形成される。その後、この積層ユニット１１が回転モードとなることで回転体３０と共に積層体２０４が周方向に回転する。このため、同一積層ユニット１１において積層体２０４の形成及び回転が繰り返し行われることで、回転位相が互いに異なる積層体２０４同士が積層される。

ここで、回転モードにおいては、退避機構１３０によりパンチ１１０がワーク２００から離れる方向に退避するため、当該パンチ１１０によってワーク２００から鉄心片２０１が打ち抜かれることがない。また、回転体３０の回転は、ストリッパ１２０がワーク２００から離れている間、すなわち、ストリッパ１２０からワーク２００を介してダイ３１及びスクイズリング３３に負荷が作用していない間に行われる。したがって、積層体２０４の回転時にダイ３１及びスクイズリング３３に負荷が作用することを抑制できる。

また、回転モードでは、ストリッパ１２０がワーク２００から離れている間の回転体３０の回転動作が、ストリッパ１２０が複数回昇降する間に複数回行われる。つまり、回転モードでは、回転体３０の回転動作が間欠的に行われる。このため、所望の回転角度まで回転体３０を回転させる上で、１回あたりの回転角度θを上記所望の回転角度よりも小さい角度にすることができる。これにより、パンチ１１０の昇降間隔を大きくしたり、パンチ１１０を停止させたりすることなく積層体２０４を回転させることができる。したがって、積層体２０４の生産効率の低下を抑制できる。

（２）回転モードでは、ストリッパ１２０がワーク２００から離れる度に回転機構６０により回転体３０を所定の回転角度θずつ回転させる。
こうした構成によれば、回転モードにおける回転体３０の１回あたりの回転角度θが一定となる。したがって、回転機構６０の制御、より詳しくは制御部６２によるモータ６１の制御を容易に行うことができる。

（３）各積層ユニット１１は、回転体３０の下方に位置するとともに回転モードから積層モードに切り替わる際に、回転体３０の周方向における位置決めを行う位置決め機構７０を有している。位置決め機構７０は、第１ギア３５の下面に設けられた位置決め凹部３８に挿入される位置決めピン７１と、位置決めピン７１を進退させるアクチュエータ７２とを有している。

例えば、回転体３０の回転が完了した際に回転体３０の周方向における位置が正規の位置から僅かにずれている場合、パンチ１１０とダイ３１とが干渉するため、鉄心片２０１の打ち抜きを行うことが困難となる。

この点、上記構成によれば、回転モードにおける回転体３０の回転が完了した際に、回転体３０の周方向における位置決めが行われる。このため、次の積層モードにおける鉄心片２０１の打ち抜き時に、パンチ１１０がダイ３１に干渉することなくダイ３１の内部に進入する。これにより、回転モードから積層モードに切り替わった際の鉄心片２０１の打ち抜きが円滑に行われる。

（４）アクチュエータ７２は、位置決めピン７１に対して回転体３０の径方向外側に偏倚した位置に設けられている。位置決め機構７０は、位置決めピン７１とアクチュエータ７２とを連結する連結部材７３を有している。

こうした構成によれば、アクチュエータ７２が位置決めピン７１よりも回転体３０の径方向外側に位置している。このため、回転体３０から排出された積層体２０４がアクチュエータ７２に干渉することを抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・位置決めピン７１が連結部材７３を介することなくアクチュエータ７２に連結されていてもよい。この場合、アクチュエータ７２が位置決めピン７１の直下に位置するため、回転体３０から排出された積層体２０４に干渉しない形状や大きさを有するアクチュエータ７２を選定することが望ましい。

・プレス装置１０から位置決め機構７０が省略されてもよい。
・回転モードにおける回転体３０の回転角度θは一定でなくてもよい。一度の回転モードにおける１回目の回転体３０の回転角度θと、それ以降の回転体３０の回転角度θとが互いに異なっていてもよい。

・回転モードでは、ストリッパ１２０がワーク２００から離れる度に回転体３０を回転させなくてもよい。例えば、回転モードでは、ストリッパ１２０がワーク２００から２回離れる度に回転体３０を回転させてもよい。この場合、回転体３０の１回あたりの回転角度θを本実施形態の回転角度θよりも大きく設定すればよい。

・回転モードでは、ストリッパ１２０の昇降が３０回行われる前に、回転体３０の回転が完了してもよい。例えば、回転角度θをθ＝５°に設定することで、ストリッパ１２０がワーク２００から２４回（＝１２０／５）離れた段階で１２０°の回転が完了していてもよい。

・ストリッパ１２０は、積層ユニット１１Ａ及び積層ユニット１１Ｂにそれぞれ設けられるものであったが、積層ユニット１１Ａ及び積層ユニット１１Ｂに共通して設けられるものであってもよい。この場合、各積層ユニット１１Ａ，１１Ｂでは、上型８０に設けられた共通のストリッパ１２０によってワーク２００がダイ３１に対して押さえ付けられる。

・本実施形態では、積層モードと回転モードとの切り替わり時に、双方の積層ユニット１１が積層モードまたは回転モードとなる期間が存在していたが、こうした期間は存在しなくてもよい。すなわち、一方の積層ユニット１１が積層モードのとき、他方の積層ユニット１１は常に回転モードとなり、一方の積層ユニット１１が回転モードのとき、他方の積層ユニット１１は常に積層モードとなっていてもよい。

・回転体３０から第１ギア３５を省略するとともに、スクイズリング３３の外周に第２ギア６３と噛合するギア部を設けてもよい。この場合、ブッシュ３７は、スクイズリング３３の下面に設けられることが好ましい。

・回転機構６０は、モータ６１の回転運動をベルトを介して回転体３０に伝達するものであってもよい。
・プレス装置１０は、ｎ（ｎは２以上の自然数）回対称となる形状をなす鉄心片２０１を打ち抜く場合にも適用できる。この場合、一度の積層モードの間に積層される鉄心片２０１の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とるすと、回転モードにおける１回あたりの回転角度θは、θ＝３６０／ｎＮであることが好ましい。

・プレス装置１０は、ロータコアの鉄心に用いられる鉄心片の打ち抜きに適用されてもよい。

１０…プレス装置
１１，１１Ａ，１１Ｂ…積層ユニット
３０…回転体
３１…ダイ
３３…スクイズリング
３８…位置決め凹部
６０…回転機構
７０…位置決め機構
７１…位置決めピン
７２…アクチュエータ
７３…連結部材
１１０…パンチ
１２０…ストリッパ
１３０…退避機構
２００…ワーク
２０１…鉄心片
２０４…積層体

Claims (4)

1. 間欠的に搬送されるワークが配置される筒状のダイと、
   前記ダイに対して昇降可能に設けられ、前記ダイと共に前記ワークから鉄心片を打ち抜くパンチと、
   前記ダイに連通して設けられ、前記鉄心片を保持するスクイズリングと、
   前記パンチの昇降に伴って昇降するとともに前記鉄心片の打ち抜き時に前記ワークを前記ダイに対して押さえ付けるストリッパと、を備えるプレス装置であって、
   前記パンチと、前記ダイ及び前記スクイズリングを含む回転体と、前記ストリッパと、前記回転体を前記ダイの周方向に回転させる回転機構と、前記パンチの昇降方向において前記パンチを前記ワークから離れる方向に退避させる退避機構と、を有する積層ユニットが前記ワークの搬送方向に２組並んで設けられており、
   前記積層ユニットの各々は、
   前記ダイ及び前記パンチにより前記ワークから前記鉄心片を打ち抜くとともに、前記鉄心片を前記スクイズリングの内部において積層させることで積層体を形成する積層モードと、
   前記退避機構により前記パンチを前記ワークから退避させた状態で、前記ストリッパが前記ワークから離れている間に前記回転機構により前記回転体を回転させる回転動作を、前記ストリッパが複数回昇降する間に複数回行う回転モードと、に切り替え可能に構成されており、
   前記２組の積層ユニットのうち前記搬送方向における上流側の積層ユニットが前記積層モードの際には、前記搬送方向における下流側の積層ユニットが前記回転モードに設定され、前記上流側の積層ユニットが前記回転モードの際には、前記下流側の積層ユニットが前記積層モードに設定される、
   プレス装置。
2. 前記回転モードでは、前記ストリッパが前記ワークから離れる度に前記回転機構により前記回転体を所定の回転角度ずつ回転させる、
   請求項１に記載のプレス装置。
3. 前記２組の積層ユニットの各々は、前記回転体の下方に位置するとともに前記回転モードから前記積層モードに切り替わる際に前記回転体の周方向における位置決めを行う位置決め機構を有しており、
   前記回転体の下面には、位置決め凹部が設けられており、
   前記位置決め機構は、
   前記位置決め凹部に挿入される位置決めピンと、
   前記位置決めピンを前記回転体の軸線方向に進退させるアクチュエータと、を有している、
   請求項１または請求項２に記載のプレス装置。
4. 前記アクチュエータは、前記位置決めピンに対して前記回転体の径方向外側に偏倚した位置に設けられており、
   前記位置決め機構は、前記位置決めピンと前記アクチュエータとを連結する連結部材を有している、
   請求項３に記載のプレス装置。