JPH0612943B2 - 積層鉄心製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電気機器用積層鉄心の製造装置に関し、特に
積層鉄心の積層厚さを補正する積厚制御手段を持った積
層鉄心製造装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の製造装置としては、特開昭５２−１５６
３０５号公報、特公昭５９−８４５７号公報、特公昭５
９−３７６５９号公報等に示されているものがある。

従来の積層鉄心製造装置を一般的に説明すると、それら
は、鉄心薄板の一部にかしめ用突起を選択的に形成し得
る間欠打抜き機構と、前記鉄心薄板の外径打抜きを行な
う外径抜きパンチと、この外径抜きパンチを受け入れ且
つ外径抜きが行なわれた各鉄心薄板を積層状態で内側に
収容するダイと、このダイ内の積層鉄心の支持および所
定厚さに達した前記積層鉄心からなる製品の取り出しを
行なう製品取出し装置とを備えており、前記ダイ内の積
層鉄心が所定厚さに達する以前は、前記間欠打抜き機構
が前記鉄心薄板の各々にかしめ用突起を形成し、また所
定厚さに達した後は、次の最初の鉄心薄板に後続の鉄心
薄板のかしめ用突起のための逃げ孔を形成し、前記鉄心
薄板が前記かしめ用突起の相互かしめ作用を利用して互
いに一体に積層されるようになっている。

しかし、上記した装置により積層鉄心を製造する場合、
鉄心薄板の材料は必ずしも全体に亘ってほぼ均一な板厚
を有しているわけではないので、所定枚数の鉄心薄板を
積層したとしても、完成後の製品には製品毎に積層厚さ
が異なるという問題が生じる。

それゆえ、従来より各製品毎に積層鉄心の枚数を修正す
ることが提案されており、前記した各公報においてはそ
の修正方法の種々な例が開示されている。

すなわち、前記特開昭５２−１５６３０５号のものは、
１枚毎の薄板片の最大厚みを検出して加算し、設定値と
比較して制御する方式である。しかし、これは最大厚み
を検出するセンサの精度を著しく高めないと実質制御が
困難であるという問題がある。すなわち特公昭５９−３
７６５９号明細書な従来例として説明されている通り、
センサで読み取った最大厚みと実際の薄板片の最大厚み
との間には測定誤差による差があり、この誤差は積層枚
数に比例して増大する。

また、前記特公昭５９−８４５７号のものは、各鉄心片
の側面へマークを付け、このマークの積層レベルを検出
することにより、それまでに積層された鉄心片の枚数と
を対比して鉄心片の平均板厚を計算し、その値をプレス
動作毎に加算して目標値と比較し、その結果に応じて前
記間欠打抜き機構にある突起形成パンチを制御する方式
である。しかし、マークを鉄心片側面へ付す機構が必要
で、装置全体が複雑化し、且つ高速化に追従できず、さ
らに製品厚の変更に容易に対応できないという問題があ
る。

さらに、前記特公昭５９−３７６５９号のものは、積層
する前の平均板厚と積層中の平均板厚との差を補正値と
して、１枚積層する毎に積層前の平均板厚へプラスし
て、累計が製品積厚の目標値を越えたら、逃げ孔用突子
パンチを作動させようとするものである。しかし、制御
装置が複雑化するとともに、この発明装置では明細書に
記載されている通り、最初に積層される製品１ケ分を補
正できないので、全数を同様に積厚制御できないという
不満がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記したような従来の問題を解決するためにな
されたもので、その目的は、簡単で安価な制御手段によ
り全製品について積厚制御を行なうことができる積層鉄
心製造装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の積層鉄心製造装置は、突起パンチの下死点を制
御して鉄心薄板の一部にかしめ用突起と逃げ孔のいずれ
かを選択的に形成する間欠打抜き機構と、前記鉄心薄板
の外径打抜きを行なう外径抜きパンチと、この外径抜き
パンチを受け入れ且つ順次外径抜きされた各鉄心薄板を
積層状態で内側に収容するダイと、このダイ内の積層鉄
心薄板の支持および所定厚さＬに積層された積層鉄心製
品の取り出しを行なう製品取出し装置と、前記外径抜き
パンチの下端面の下死点から前記ダイ内の最下層の鉄心
薄板の下面までの距離を測定し、この距離が前記製品の
所定厚さＬよりも幾分小さい所定値ｌに達したときに信
号を発生する検知手段と、前記ダイ内へ抜き込まれる鉄
心薄板の枚数を計数する計数手段と、この計数手段と前
記検知手段の各信号に基づいて、前記間欠打抜き機構と
前記製品取出し装置を制御する制御装置とを備え、この
制御装置は、前記距離ｌに到達したときの鉄心薄板の枚
数ｎから、各鉄心薄板の平均板厚ｔ［ｔ＝ｌ／ｎ］を算
出し、この平均板厚ｔから前記所定厚さＬに達するまで
に不足する鉄心薄板の枚数ｍ［ｍ＝（Ｌ−ｌ）／ｔ］を
算出する手段と、前記間欠打抜き機構に対して常時は前
記かしめ用突起形成作業を指示し、前記検知手段が距離
ｌの信号を発した後に前記計数手段が枚数ｍを計数した
際に、前記間欠打抜き機構に対して逃げ孔の形成作業を
指示すると共に、前記製品取出し装置に対しては製品取
出し作業を指示する手段とを備え、前記間欠打抜き機構
は、上型内に介在させて前記突起パンチの下死点の位置
を上下二様に可変させるカム部材と、このカム部材を前
記制御装置の指示によって切換え作動させる駆動手段と
で構成されている。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第１〜２図において、本発明の積層鉄心製造装置は従来
と同様、鉄心薄板１の一部にかしめ用突起２を選択的に
形成し得る間欠打抜き機構３と、前記鉄心薄板１の外径
打抜きを行なう外径抜きパンチ４と、この外径抜きパン
チ４を受け入れ且つ外径抜きが行なわれた各鉄心薄板１
を積層状態で内側に収容するダイ５と、このダイ５内の
積層鉄心薄板１の支持および所定厚さＬに達した前記積
層鉄心薄板１からなる製品の取り出しを行なう製品取出
し装置６とを具備しており、前記ダイ５内の積層鉄心薄
板１が前記所定厚さＬに達する以前は、前記間欠打抜き
機構３が前記鉄心薄板１の各々にかしめ用突起２を形成
し、また所定厚さＬに達した後は、次の最初の鉄心薄板
に後続の鉄心薄板１のかしめ用突起２のための逃げ孔
（かしめ突起２と同一部位の孔…後述する）を形成す
る。前記鉄心薄板１は前記かしめ用突起２の相互かしめ
作用を利用して互いに一体に積層される。

ところで、第１図の積層鉄心製造装置は順送り金型装置
として作られており、この順送り金型装置は矢印方向に
間欠的に送られてくるストリップ（帯板）材料Ｔａに対
し、加工ステーションＩ〜IVにおいて、第１〜第４工程
に亘る各種の打抜き加工を施す。すなわち、第１工程
（ステーションＩ）では、後に鉄心薄板１となる部位に
軸穴ａと逃げ穴ｂを打抜き、第２工程（ステーションI
I）で多数のスロットｃの打抜きを行ない、第３工程
（ステーションIII）で前記かしめ用突起２または前記
かしめ用突起のための逃げ孔１７（第４図）を形成し、
第４工程（ステーションIV）で外径抜きおよび積層かし
めを行なう。

前記ステーションIIIには前記間欠打抜き機構３が設け
られ、前記ステーションIVに前記外径抜きパンチ４およ
びダイ５が設置されている。なお、ステーションＩ，II
にも既知のパンチやダイが設けられるが、詳細な図示は
省略する。また、ステーションＩ〜IVの各パンチ（外径
抜きパンチ４を含む）は、前記順送り金型装置の上型１
０に取り付けられ、これらに対応するステーションＩ〜
IVの各ダイ（ダイ５を含む）は下型１１内に配置されて
おり、それゆえ、ステーションＩ〜IVの各パンチは上型
１０の下降時に同時にそれぞれの打抜き加工を行なう。

また、前記間欠打抜き機構３を第３〜４図に基づいて詳
細に説明すると、これは前記上型１０に取り付けられる
前記かしめ用突起２を形成するための突起パンチ１２
（複数）と、突起パンチ１２の位置を上型１０内の上下
位置間で切換調節するカム１３と、カム１３を作動させ
る駆動シリンダー１４と、駆動シリンダー１４を制御す
る制御弁１５とを備えている。第３図では、カム１３が
図の右方向に移動されて、突起パンチ１２が上型１０に
対して上方位置に位置されている。この状態では、突起
パンチ１２は上型１０の下降時に材料Ｔａに対してかし
め用突起２を形成することになる。次に、第４図ではカ
ム１３が図の左方向に移動されて、突起パンチ１２が上
型１０に対して下方位置に位置されている。このとき、
突起パンチ１２は上型１０の下降時に、材料Ｔａに対し
てかしめ用突起２に対応する逃げ孔１７を形成する。

次に、前記製品取出し装置６の詳細を第１，５図に関連
して説明すると、同装置６は、前記ダイ５の底部側に位
置してダイ５より下降される積層鉄心薄板１を受け取っ
て載置支持する受け台１８と、受け台１８を上下同させ
る流体シリンダー１９と、受け台１８の下降時に受け台
１８上の鉄心製品を受け台１８から押し除ける製品送り
出し用シリンダー２０とを備えている。なお、製品送り
出し用シリンダー２０は、製品を材料Ｔａの送り方向と
直交する方向に送り出す。また、前記ダイ５内に抜き込
まれた鉄心薄板１は直ちに受け台１８上に落下するもの
ではなく、ダイ５の内面に対する鉄心薄板１の摩擦係合
力により、ダイ５内の高位置に係止する。つまり、ダイ
５内の上部の内側寸法は狭く設定されている。そして、
後続の鉄心薄板１が抜き込まれる毎に順次下降される
が、その後はダイ５の内面から離れるように、ダイ５の
下部の内側寸法は広く設定されている。したがって、所
定厚Ｌになった製品が前記受け台１８に載る。

上記のように構成された積層鉄心製造装置は本発明によ
ると、第１図に示すように、前記外径抜きパンチ４の下
端面の下死点から前記ダイ５内の最下層の鉄心薄板１の
下面までの距離を測定し得るとともに、この距離が前記
製品の所定厚Ｌよりも幾分小さい所定値ｌに達したとき
に信号を発生する検知手段３０と、前記ダイ５内へ鉄心
薄板１が抜き込まれる毎に発生するタイミング信号をカ
ウントすることにより、前記ダイ５内の鉄心薄板１の枚
数を計数する計数手段３１と、この計数手段３１および
前記検知手段３０からの信号に基づいて、前記間欠打抜
き機構３および前記製品取出し装置６の制御を行なう制
御装置３２とを備えている。

前記検知手段３０は、第５図に示すように、ダイ５の下
端部に設けられたセンサからなり、センサ３０はダイ５
内で下降される鉄心薄板１により受け台１８が下降され
たとき、受け台１８により作動されて前記ダイ５内の積
層鉄心薄板の厚さ所定値ｌに達したことを知らせる信号
を発する。したがって、外径抜きパンチ４の下端面の下
死点から受台１８の上面の上端位置までの距離はｌに設
定されている。なお、センサ３０は第６図に示すよう
に、前記製品取出し装置６に設けてもよく、この場合セ
ンサ３０は前記受け台１８を支持する前記流体シリンダ
ー１９のピストン２１が、鉄心薄板１により押し下げら
れ始めたときに同ピストン２１により作動される。ま
た、第７図のように、センサ３０は第６図のものと同一
場所に設けるが、受け台１８がダイ５内に入って鉄心薄
板１により押し下げられる構造としてもよい。この場合
も、第６図のものと同様、受け台１８およびピストンロ
ッド２２を介してピストン２１が押し下げられ始めたと
きに、ピストン２１により作動される。

次に、前記計数手段３１は、前記上型１０が下降する毎
に、すなわちダイ５内へ鉄心薄板１が抜き込まれる毎
に、上型１０により作動されてタイミング信号を発生す
るリミットスイッチ３３（第１図）を有している。

また、前記制御装置３２は普通のコンピューター等から
なり、前記検知手段３０からダイ５内の積層鉄心薄板の
厚さが前記ｌに達したことを知らせる信号を受け取ると
ともに、そのときの積層鉄心薄板の枚数ｎの信号を前記
計数手段３１から受け取ったとき、各鉄心薄板の平均板
厚ｔ［ｔ＝ｌ／ｎ］を算出する。そして、この値ｔに基
づいて、前記所定の製品厚Ｌに達するまでに不足する鉄
心薄板１の残り枚数ｍ［ｍ＝（Ｌ−ｌ）／ｔ］を算出
し、前記検知手段３０が距離ｌの信号を発した後、前記
計数手段３１が残り枚数ｍを計数したときに、前記間欠
打抜き機構３に対して前記逃げ孔１７（第４図）の形成
作業を行なわせる。その結果、所定厚Ｌの製品がダイ５
内に形成されるので、前記製品取出し装置６に対して製
品取出し作業を行なわせる。したがって、制御装置３２
は、第１図のように間欠打抜き機構３の制御弁１５と、
製品取出し装置６における流体シリンダー１９のための
シリンダ制御装置２３とに、命令信号を送る。

以上のように構成された本発明の積層鉄心製造装置の動
作を説明すると、第１図以下に示された実施例装置は、
モーターの回転子用積層鉄心を製造するもので、前記ス
テーションＩ〜IVで第１〜第４工程を経て成形する。

前記したように、１工程では材料Ｔａに軸穴ａおよび逃
げ穴ｂが打抜き形成され、第２工程では多数のスロット
ｃが打抜かれ、第３工程においてはかしめ用突起２また
は逃げ孔１７が形成され、第４工程で鉄心外径打抜きと
ダイ５内への積層かしめが行なわれる。すなわち、上型
１０がプレス機械の動作に同期して１回の上昇および下
降動作をする毎に、各工程距離間に等しい所定ピッチ分
づつ材料Ｔａが送られるので、順次この動作の繰返しに
より、下型１１の第４ステーションIVのダイ５内へ鉄心
薄板１が積層される。

また、上型１０の上下動は前記リミットスイッチ３３を
介して計数手段３１によりカウントされ、それにより計
数手段３１はダイ５内の鉄心薄板１の枚数を計数する。
しかし、実施例装置では、最初にダイ５内に実際に鉄心
薄板１が抜き込まれるまでに、第１〜３工程分の上下動
（３回）が計数されているので、計数手段３１は最初の
み、その計数枚数から３枚分カウント数を減じておく必
要がある。このような計数方法の他に、直接ダイ５内に
鉄心薄板１が抜き込まれる毎に信号を取り出す別の方式
にすれば、上記のような減算は不要である。

こうして、ダイ５内に抜き込まれた鉄心薄板１は、それ
ぞれのかしめ用突起１２の相互の嵌合により、互いに一
体に積層されていく。そして、ダイ５内が満杯になる
と、外径抜きパンチ４により抜き込まれるときの鉄心薄
板１の下降力により受け台１８が押し下げられ、その結
果センサ３０が作動し、センサ３０はダイ５内の積層鉄
心薄板の厚さがｌに達したことを制御装置３２へ知らせ
る。

制御装置３２はそれまでに計数手段３１でカウントされ
た計数値ｎを用いて、ダイ５内に積層された各鉄心薄板
１の平均板厚ｔ［ｔ＝ｌ／ｎ］を求める。また、制御装
置３２は、その中に予め設定されている制御厚（Ｌ−
ｌ）を用いて、不足枚数ｍ［ｍ＝（Ｌ−ｌ）／ｔ］を求
める。前記センサ（検知手段）３０がｌの信号を発した
後もプレス動作は続行しているから、センサ３０がｌの
信号を発した後の計数値がｍに到したときに、制御装置
３２は間欠打抜き機構３に命令を送り、材料Ｔａに対し
てかしめ突起用逃げ孔１７を形成させる。

この逃げ孔１７をもった鉄心薄板１はダイ５内に入って
も、先に積層されている鉄心薄板とは嵌合できず、一体
化されないのでダイ５内で一体に積層される鉄心薄板の
所定厚み寸法Ｌが決定される。したがって、逃げ孔１７
を持つた鉄心薄板１がダイ５内に抜き込まれたとき、そ
れまでに一体化された鉄心薄板１がダイ５の下方側へ押
し出されてダイ５から外れ、完全に受け台１８に載る。
このとき、製品取出し装置６は制御装置３２の命令に基
づいて、製品をダイ５外へ送り出す。以下、同じ作業が
繰り返される。

このように、積層かしめ工程において、プレス下死点で
の外径抜パンチ先端からダイ側の製品受け台上面までの
距離ｌを、製品積層鉄心の所定厚み寸法Ｌより小さい設
定してあるので、上述の制御により、製品厚みのうち大
部分を固定寸法、すなわちｌ寸法とし、残りの数mm以
下、換言すればＬ−ｌ分の厚さの制御のみを行なえばよ
いので、制御が容易であり且つ精度も向上する。

また、実施例装置では、間欠打抜き工程（ステーション
III）が積層かしめ工程（ステーションIV）の前工程に
位置するので、間欠打抜き機構３が実際に逃げ孔１７を
形成する時期は、計数手段３１がｍ−１を計数したとき
となる。これが同一工程にある場合はｍを計数したとき
でよい。したがって、一般的に積層かしめ工程と間欠打
抜き工程とが別の場合には、逃げ孔１７の形成時期は、
間欠打抜き工程を含めて積層かしめ工程までの間に存在
する鉄心薄板の枚数をｘとすると、制御枚数ｍに対して
ｍ−ｘが計数されたときとなる。

なお、前記平均板厚ｔの精度を高めるため、センサ３０
として非接触式変位計を用いることも可能である。実
際、前記受け台１８が押し下げられ始めてから押し下げ
が終るとき（下死点状態）まで、受け台１８が移動する
距離α（α＜ｔ）が考えられるが、このαはセンサ３０
を非接触式変位計として用いることにより測定可能とな
り、制御装置３２内で ｔ＝（ｌ＋α）／ｎの式で平均
板厚を演算することにより、平均厚ｔの精度を高めるこ
とができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明は、製品積厚Ｌに対し
てそれより幾分少ない所定厚さｌ分を機械的にダイ側へ
設定しておいて、Ｌ−ｌ分に相当する残り枚数ｍを、ｌ
分内に積層したｎ枚の鉄心薄板の平均厚みｔ［ｔ＝ｌ／
ｎ］に基づいて制御するので、制御枚数が少なくて済む
とともに制御精度が向上し、また全製品について積厚の
制御が可能であり、それゆえ従来に比べて簡単かつ安価
で精度のよい積層鉄心製造装置が得られる。

また、構成中における間欠駆動機構は、製品の所定厚さ
Ｌに到達したか否かを判別した制御信号の指示により、
制御弁やシリンダーによる駆動手段が上型内に介在され
たカム部材を切換え作動させ、突起パンチの下死点の位
置を上下二様に可変させて鉄心薄板にかしめ用突起また
は逃げ孔を選択的に形成するので、簡単かつ安価な構成
により容易で確実な加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る積層鉄心製造装置の
一部を破断した概略正面図、第２図は鉄心薄板の材料の
平面図、第３図および第４図はそれぞれ第１図の装置に
おける間欠打抜き機構の要部説明断面図、第５図は第１
図の装置の要部の側面断面図、第６図および第７図はそ
れぞれ第５図に示された部位の他の実施例を示す断面図
である。 ［符号の説明］ １……鉄心薄板、２……かしめ用突起 ３……間欠打抜き機構、４……外径抜きパンチ ５……ダイ、６……製品取出し装置 １０……上型、１１……下型 １２……突起パンチ、１３……カム １４……駆動シリンダー、１５……制御弁 １８……受け台、１９……流体シリンダー ２０……製品送り出し用シリンダー ２１……ピストン、２２……ピストンロッド ３０……検知手段（センサ） ３１……計数手段、３２……制御装置 ３３……リミットスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】突起パンチの下死点を制御して鉄心薄板の
   一部にかしめ用突起と逃げ孔のいずれかを選択的に形成
   する間欠打抜き機構と、前記鉄心薄板の外径打抜きを行
   なう外径抜きパンチと、この外径抜きパンチを受け入れ
   且つ順次外径抜きされた各鉄心薄板を積層状態で内側に
   収容するダイと、このダイ内の積層鉄心薄板の支持およ
   び所定厚さＬに積層された積層鉄心製品の取り出しを行
   なう製品取出し装置と、前記外径抜きパンチの下端面の
   下死点から前記ダイ内の最下層の鉄心薄板の下面までの
   距離を測定し、この距離が前記製品の所定厚さＬよりも
   幾分小さい所定値ｌに達したときに信号を発生する検知
   手段と、前記ダイ内へ抜き込まれる鉄心薄板の枚数を計
   数する計数手段と、この計数手段と前記検知手段の各信
   号に基づいて、前記間欠打抜き機構と前記製品取出し装
   置を制御する制御装置とを備え、この制御装置は、前記
   距離ｌに到達したときの鉄心薄板の枚数ｎから、各鉄心
   薄板の平均板厚ｔ［ｔ＝ｌ／ｎ］を算出し、この平均板
   厚ｔから前記所定厚さＬに達するまでに不足する鉄心薄
   板の枚数ｍ［ｍ＝（Ｌ−ｌ）／ｔ］を算出する手段と、
   前記間欠打抜き機構に対して常時は前記かしめ用突起形
   成作業を指示し、前記検知手段が距離ｌの信号を発した
   後に前記計数手段が枚数ｍを計数した際に、前記間欠打
   抜き機構に対して逃げ孔の形成作業を指示すると共に、
   前記製品取出し装置に対しては製品取出し作業を指示す
   る手段とを備え、前記間欠打抜き機構は、上型内に介在
   させて前記突起パンチの下死点の位置を上下二様に可変
   させるカム部材と、このカム部材を前記制御装置の指示
   によって切換え作動させる駆動手段とで構成したこと特
   徴とする積層鉄心製造装置。