JPH1080732A - 打抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鋼板材料を一定の向きで供給しても、圧延方
向に対する位相が順次変化した状態で所定形状の部材が
自動的に打抜くことができる打抜き装置を得ることであ
る。 【解決手段】 下型１１の第１の主金型１５と上型１２
の第２の主金型１９とで所定形状の主形状を成形し、そ
の主形状に対して副形状を加工するときは、下型１１の
第１の補助金型１６と上型１２の第２の補助金型２０と
の関係を第１の共働手段１８ａ及び第２の共働手段１８
ｂで定める。つまり、上型１２の第２の補助金型２０が
鋼板材料を打ち抜き可能になるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板材料を上型と
下型との間に挿入し、上型を押下して鋼板材料を所定形
状の鋼板板材に加工する打抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鋼板材料を所定形状の鋼板板材
に加工する打抜き装置としては、回転機の回転子等に用
いられる電磁鋼板等を抜型にて加工する打抜き装置があ
る。最近、回転子鉄心の鉄心材として使用される電磁鋼
板は、回転機の単機容量の増大に伴いその信頼性が厳し
く要求されていることから、打抜き装置についても信頼
性の高いものが要求されている。

【０００３】一般に、回転電機の回転子に用いられる電
磁鋼板の鋼板材料は圧延成形されるが、圧延時に鋼板材
料の幅方向の厚みに微小ではあるが偏差が生じる。この
ような偏差を完全に解消することは現在の技術において
は困難である。したがって、このような幅方向に厚み偏
差を有する鋼板材料から打抜き加工によって、回転子鉄
心等の積層体に用いられる鋼板板材を製造した場合に
は、各板材に圧延方向にて決まる一定の方向性を有する
厚み偏差がそのまま残ることになる。

【０００４】圧延方向を常に一定の状態に保ったまま、
鋼板材料の打抜き加工を行い、得られた板材をそのまま
積層して回転子鉄心等の積層体を製作すると、この積層
体には各板材が有する微小な厚み偏差量が集積され、大
きな厚み偏差量となって現れる。したがって、積層体を
均一に締付固定することが困難であり、一部に締付不足
が発生する。かかる締付不足は積層体が回転機の回転子
鉄心である場合には、回転機全体の大事故発生の要因と
なる危険性がある。

【０００５】このような事態を回避するために、従来
は、次のような手順で回転子鉄心を製造していた。ま
ず、圧延成形された鋼板材料から打抜き加工によって、
例えば、図４に示すような正方形の鋼板板材１を複数枚
製作する。なお、図４中の２は圧延方向を示す。

【０００６】次に、各鋼板板材に対し回転軸を通すため
の軸穴（主形状）の成形と、その主形状の成形と同時に
キー溝（副形状）を成形する。すなわち、図５（ａ）〜
図５（ｄ）に示すように、キー溝３の位置が圧延方向２
に対して９０°ずつ位相がずれるように、鋼板板材１の
方向を手作業で変化させ、次工程の打抜き装置に供給
し、軸穴４を打抜き加工して鉄心成形用部材５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄを得る。そして、各鉄心成形用部材５
ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ毎にスロット加工を施したのち
に、各鉄心成型用部材５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄから順次
１枚ずつ取り出して、キー溝３を合せて積層することに
より、回転子鉄心を形成するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手順で厚み偏差を解消して、回転子鉄心等の積層体
を形成する製造方法にあっては、工程数が多いばかりで
なく、自動化を図ることが困難である。したがって、積
層体の製造に要する工程の短縮および製造費用の低減を
図り難い問題があり、厚み偏差を簡単に解消できる打抜
き装置の開発が待たれていた。

【０００８】本発明の目的は、鋼板材料を一定の向きで
供給しても、圧延方向に対する位相が順次変化した状態
で所定形状の部材が自動的に打抜くことができる打抜き
装置を得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、鋼板
材料を上型と下型との間に挿入し上型を押下して鋼板材
料を所定形状の鋼板板材に加工する打抜き装置であり、
下型は、所定形状の主形状を得るための第１の主金型
と、主形状に対して副形状の加工の有無を決めるための
第１の補助金型と、副形状の加工の有無に基づいて第１
の主金型と第１の補助金型とを共働にするための第１の
共働手段とを有し、上型は、第１の主金型と共に所定形
状の主形状を得るための第２の主金型と、第１の補助金
型と共に副形状の加工の有無を決めるための第２の補助
金型と、副形状の加工の有無に基づいて第２の主金型と
第２の補助金型とを共働にするための第２の共働手段と
を有したものである。

【００１０】請求項１の発明では、下型の第１の主金型
と上型の第２の主金型とで所定形状の主形状を成形し、
その主形状に対して副形状を加工するときは、下型の第
１の補助金型と上型の第２の補助金型との関係を第１の
共働手段及び第２の共働手段で定める。つまり、上型の
第２の補助金型が鋼板材料を打ち抜き可能になるように
設定する。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、主形状のみを有する鋼板板材を得る場合には、第１
の共働手段は、第１の主金型と第１の補助金型とを共働
にし、第２の共働手段は、第２の主金型と第２の補助金
型との共働を解除するようにしたものである。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１の発明の作
用に加え、第１の補助金型は第１の主金型と同じ位置に
固定して設定される。一方、第２の補助金型は第２の主
金型から共働が解除されていることから、第２の主金型
が打抜き動作となっても第２の補助金型は第１の補助金
型によりその打抜き動作は阻止される。従って、第２の
補助金型により副形状が成形されることはなく、第２の
主金型により主形状だけが成形される。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１の発明におい
て、主形状と共に副形状を有した鋼板板材を得る場合に
は、第２の共働手段は、副形状を成形する箇所の第２の
補助金型を第２の主金型と共働にし、第１の共働手段
は、副形状を成形する箇所の第１の補助金型と第１の主
金型との共働を解除するようにしたものである。

【００１４】請求項３の発明では、請求項１の発明の作
用に加え、第２の補助金型は第２の主金型と同じ位置に
固定して設定され、一方、第１の補助金型は第１の主金
型から共働が解除されている。従って、第２の主金型が
打抜き動作となったとき同様に第２の補助金型も打抜き
動作となり、第１の補助金型は第１の主金型から共働が
解除されていることから、第１の補助金型により第２の
補助金型の打抜き動作が阻止されることはなく、第２の
主金型及び第２の補助金型により主形状及び副形状が成
形される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は、本発明の実施の形態の説明図である。図
１（ａ）は、打抜き装置９を用いた打抜き工程ラインを
示す平面図である。

【００１６】打抜き工程ラインは、圧延成形されロール
６に巻かれた鋼板材料７を、支持ローラ８を介して打抜
き装置９内に導き、打抜き装置９内の抜型部１０にて鉄
心成型用部材５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを連続的に形成す
るようになっている。抜型部１０は大きく分けて、下型
（第１の金型）１１と上型（第２の金型）１２とからな
る。

【００１７】図１（ｂ）は、打抜き装置９の抜型部１０
の平面図である。下型１１の主要構成要素である第１の
主金型１５（以下、主ダイス１５という）には、鉄心成
型用部材５ａ〜５ｄの軸穴４の円形部（主形状）に対応
する円周部１３と、副形状であるキー溝３に対応する形
状の凹部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが４箇所設け
られている。このキー溝に対応する形状の凹部１４ａ〜
１４ｄは、円周部１３の９０°ずつずれた位置に４箇所
設けられている。また、ガイドポスト２７は主ダイス１
５を固定するものである。

【００１８】一方、上型１２の第２の主金型１９（以下
主ポンチ１９という）は、主ダイス１５の円周部１３に
嵌入するように円形刃状に形成されている。そして、そ
の主ポンチ１９には、主ダイス１５の各凹部１４ａ〜１
４ｄに嵌入し、キー溝３を形成するための４個の第２の
補助金型２０（以下サブポンチ２０という）が設けられ
ている。

【００１９】次に、図１（ｃ）は、図１（ｂ）の二点鎖
線で囲った部分の切欠拡大断面図である。図１（ｃ）か
ら分かるように、下型１１は、主ダイス１５、第１の補
助金型１６（以下サブダイス１６という）、及び第１の
共働手段１８ａから構成されている。主ダイス１５は上
述の図１（ｂ）で示したように、鉄心成型用部材５ａ〜
５ｄの軸穴４の円形部に対応する円周部１３を有し、こ
の円周部１３の９０°ずつずれた位置にキー溝３に対応
する形状の凹部１４ａ〜１４ｄを４箇所設けた形状をし
ている。

【００２０】サブダイス１６は、主ダイス１５の各凹部
１４ａ〜１４ｄに嵌入し、軸穴４の円形部の一部を成形
するためのものである。また、第１の共働手段１８ａ
は、これらの各サブダイス１６を各凹部１４ａ〜１４ｄ
の各内面１７に選択的に固定するものである。

【００２１】この第１の共働手段１８ａは、サブダイス
１６を支持するためのバネ２３ａ、サブダイス１６と主
ダイス１５とを共働させるための保持ブロック２４ａ、
及び保持ブロック２４ａを駆動するためのシリンダ２５
ａとから構成されている。すなわち、第１の共働手段１
８ａは、下端が加重機の下枠２２に固定されたバネ２３
ａにてサブダイス１６を各内面１７に対し上下方向に摺
動自在に支持する。一方、保持ブロック２４にてサブダ
イス１６の下方への移動を規制する。シリンダ２５ａは
下枠２２と主ダイス１５との間に介挿され、保持ブロッ
ク２４ａを図中左右方向に摺動させる。これにより、主
ダイス１５とサブダイス１６との共働を設定したり解除
したりする。

【００２２】一方、上型１２は、主ポンチ１９、第２の
補助金型２０（以下サブポンチ２０という）、及び第２
の共働手段１８ｂから構成されている。主ポンチ１９は
上述の図１（ｂ）で示したように、主ダイス１５の円周
部１３に嵌入する円形刃状を有する。そして、サブポン
チ２０は、主ダイス１５の各凹部１４ａ〜１４ｄに嵌入
されてキー溝３を成形する。また、第２の共働手段１８
ｂは、これらの各サブポンチ２０を各凹部１４ａ〜１４
ｄの各内面１７に対向する主ポンチ１９の外周面２１に
選択的に固定するものである。

【００２３】この第２の共働手段１８ｂは、サブポンチ
２０を支持するためのバネ２３ｂ、サブポンチ２０と主
ポンチ１９とを共働させるための保持ブロック２４ｂ、
及び保持ブロック２４ｂを駆動するためのシリンダ２５
ｂとから構成されている。すなわち、第２の共働手段１
８ｂは、上端が加重機の加圧体２６に固定されたバネ２
３ｂにてサブポンチ２０を各外周面２１に対し、上下方
向に摺動自在に支持する。一方、保持ブロック２４ｂに
てサブポンチ２０の上下への移動を規制する。シリンダ
２５ｂは加圧体２６と主ポンチ１９との間に介挿され、
保持ブロック２４ｂを図中左右方向に摺動させる。これ
により、主ポンチ１９とサブポンチ２０との共働を設定
したり解除したりする。

【００２４】さらに、各シリンダ２５ａ、２５ｂは、図
示しない選択駆動制御装置に接続されており、次のよう
に駆動制御される。４箇所のシリンダ２５ｂのうち常に
１箇所のシリンダ２５ｂのみが伸長駆動される。そし
て、この伸長駆動されるシリンダ２５ｂの位置は加圧体
２６の１往復動作毎に隣接した位置に移動制御される。

【００２５】一方、４箇所のシリンダ２５ａのうち常に
１箇所のシリンダ２５ａのみが縮小駆動される。この縮
小駆動されるシリンダ２５ａの位置は伸長駆動されるシ
リンダ２５ｂの位置と同期するように制御される。

【００２６】このように構成された本発明の実施の形態
による打抜き装置９にて、積層体に用いられる鉄心成型
用部材５ａ〜５ｄの製造過程を図２に示す。

【００２７】まず、図２（ａ）に示すように、鋼板材料
７を抜型の下型１１と上型１２との間に供給する。以下
の説明においては、鉄心成形用部材５ａを製造する場合
について説明する。この場合には、主ダイス１５の凹部
１４ａに対向する主ポンチ１９の上面に位置するシリン
ダ２５ｂを、図２（ａ）に示すように伸長させて保持ブ
ロック２４ｂをサブポンチ２０の上面と加圧体２６との
間に挿入する。つまり、主ポンチ１９とサブポンチ２０
とが共働するように設定する。

【００２８】一方、主ダイス１５の下面の凹部１４ａに
近接して設置されたシリンダ２５ａは縮小させておく。
これにより、サブダイス１６はバネ２３ａにより支持さ
れた状態となり主ダイス１５との共働は解除された状態
である。

【００２９】また、他の３箇所の凹部１４ｂ、１４ｃ、
１４ｄにおいては、主ポンチ１９側のシリンダ２５ｂを
すべて縮小（主ポンチ１９とサブポンチ２０との共働を
解除）させ、主ダイス１５側のシリンダ２５ａをすべて
伸長（主ポンチ１９とサブポンチ２０との共働を設定）
させておく。

【００３０】このような状態で加圧体２６を押下する
と、主ダイス１５の凹部１４ａ位置においては、図２
（ｂ）に示すように、サブポンチ２０は主ポンチ１９の
外周面２１から離れることなく共働する。一方、サブダ
イス１６はバネ２３で支持されているのみであるので、
凹部１４ａの内面１７から離れ主ダイス１５より下方に
移動する。その結果、凹部１４ａ位置にキー溝３が成形
される。

【００３１】また、他の３箇所の凹部１４ｂ、１４ｃ、
１４ｄにおいては、図２（ｃ）に示すように、反対に、
サブダイス１６は各凹部１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの各内
面１７から離れることなく共働し、サブポンチ２０は各
外周面２１から離れ、主ポンチ１９より上方に移動す
る。その結果、凹部１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ位置にはキ
ー溝３が成形されずに軸穴４の円形部が形成される。

【００３２】このようにして、鉄心成形用部材５ａが製
造された後に、各４個のシリンダ２５ａ、２５ｂを順次
操作して、キー溝３の圧延方向２に対する位相が９０°
ずつ異なる鉄心成形用部材５ｂ、５ｃ、５ｄを製造す
る。そして、順次製造された鉄心成形用部材５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄをキー溝３の位置を整えて順次積層して
積層体を形成すると、積層体を構成している各鉄心成形
用部材の圧延方向がそれぞれ異なるので、この積層体に
は厚み偏差が生じない。

【００３３】このように、本発明の実施の形態では、打
抜かれる鉄心成形用部材５の第１の形状、例えば、キー
溝を有する円孔に対応する刃部を内周部に有する第１の
主金型（主ダイス１５）と、第１の形状の一部または全
部を切除した第２の形状、例えば、キー溝のない円孔に
対応する刃部を外周部に有する第２の主金型（主ポンチ
１９）とを主たる抜型として用いる。この打抜き装置に
設けた刃部は、摩損時にその刃部のみを交換可能であ
り、キー溝３の形状が変更になった場合、キー溝３の加
工部の刃部のみを交換するたけで、容易に異種の板材を
加工することが可能である。

【００３４】そして、第１の主金型（主ダイス１５）に
は、この金型と適時共働可能な所定形状、例えば、キー
溝に相当する形状の第１の補助金型（サブダイス１６）
を付設すると共に、第２の主金型（主ポンチ１９）に
は、この金型と適時共働可能な同様の形状の第２の補助
金型（サブポンチ２０）を付設する。

【００３５】そこで、第１の形状を有する鉄心成形用部
材を得る場合には、一方の金型として第１の主金型（主
ダイス１５）のみを用い、他方の金型として第２の主金
型（主ポンチ１９）に第２の補助金型（サブポンチ２
０）が共働するようにセットしたものを用いる。また、
第２の形状を有する鉄心成形用部材を得る場合には、一
方の金型として第１の主金型（主ダイス１５）に第１の
補助金型（サブダイス１６）が共働するようにセットし
たものを用い、他方の金型として第２の主金型（主ポン
チ１９）のみを用いる。かくして、例えば特定箇所にキ
ー溝を有する円孔とキー溝をもたない円孔とが打抜き加
工される。

【００３６】また、例えば、円孔の９０°ずつ位相が異
なる４箇所にキー溝３が形成されたり、形成されなかっ
たりするように、第１の主金型（主ダイス１５）および
第２の主金型（主ポンチ１９）にそれぞれ４個の第１の
補助金型（サブダイス１６）および第２の補助金型（サ
ブポンチ２０）を付設し、これらを打抜き加工する各鉄
心成形用部材毎に順次選択的に主金型と共働するように
制御する。こうすることにより、各鉄心成形用部材に形
成されるキー溝３の位置は鉄心成形用部材毎に９０°異
なったものとなる。

【００３７】このように、本発明の実施の形態における
打抜き装置においては、連続して打抜き成形される鉄心
成形用部材５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに圧延方向２に対し
て９０°ずつ位相の異なるキー溝３を有する軸穴４が自
動的に形成されるので、手作業を含んだ従来の製造方法
に比較して、製造工程を大幅に短縮することができる。
また、各鉄心成形用部材５ａ〜５ｄの外縁および軸穴４
を同一の装置で打抜き成形することができるので、鋼板
板材１および軸穴４を別々の装置で成形する場合に比べ
て設備費が低廉ですむ。

【００３８】ここで、圧延成形された鋼板材料を用い
て、図３に示すような間欠スロット３１を有する円板状
の電磁鋼板３２を製造する場合において、間欠スロット
３１の圧延方向２に対する位相を、例えば図３の方向よ
り４５°ずつずらした数種類の電磁鋼板３２を製造する
ことも可能である。

【００３９】また、以上述べた実施の形態では、キー溝
３等を円形部の内周等に設ける場合に、その設ける位置
を順次自動的にずらすことによって、鉄心成形用部材積
層時における厚み偏差を解消する場合について説明した
が、単にキー溝３等を有する鉄心成型用部材とキー溝３
等を持たない鉄心成形用部材とを選択的に得る場合にも
使用できる。例えば、第１の主金型（主ダイス１５）に
単一の第１の補助金型（サブダイス）を付設した構成の
ものが考えられる。

【００４０】さらに、上述の実施の形態では、第１の形
状および第２の形状を円形状のものとし、その差の形状
が短形状のキー溝あるいはスロット等となる如くにした
場合を示したが、第１の形状が多角形状のもの、第２の
形状が多角形状の内側に内接する円形状のもの等であっ
てもよく、さらには大形な円形状のものとその内側に同
心円的に位置する小形な円形状のもの等の組合わせであ
ってもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば第
１の主金型（主ダイス）に付設した第１の補助金型（サ
ブダイス）と、第２の主金型（主ポンチ）に付設した第
２の補助金型（サブポンチ）とが択一的に共働状態とさ
れるので、第１の主金型（主ダイス）に対応した第１の
形状を有する鉄心成形用部材、または第２の主金型（主
ポンチ）に対応する第２の形状を有する鉄心成形用部材
を同一の抜型装置により連続的に打抜き加工することが
できる。

【００４２】また、それぞれ複数個配設された第１の補
助金型（サブダイス１６）、第２の補助金型（サブポン
チ２０）の各共働手段が選択駆動制御装置により、順次
選択的に駆動制御されるので、鋼板材料を一定の向きで
供給しても圧延方向に対する位相が順次変化した状態で
所定形状の鉄心成形用部材が自動的に打抜かれる。

【００４３】その結果、鉄心成形用部材を積層して回転
子鉄心等の積層体を積層する場合の厚み偏差を解消し得
ると共に、積層体の製造工程の短縮および製造費の低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明図であり、図１
（ａ）は本発明の実施の形態に係わる打抜き装置を打抜
き工程ラインに適用した平面図、図１（ｂ）は打抜き装
置の抜型部の平面図、図１（ｃ）は図１（ｂ）の二点鎖
線で囲った部分の切欠拡大断面図である。

【図２】本発明の実施の形態における打抜き装置の動作
の説明図。

【図３】本発明の実施の形態における打抜き装置を用い
て製造した電磁鋼板の説明図。

【図４】鉄心成形用の鋼板板材の説明図。

【図５】従来例による鉄心成形用部材の製造工程の説明
図。

【符号の説明】

１ 鋼板板材 ２ 圧延方向 ３ キー溝 ４ 軸穴 ５ 鉄心成形用部材 ６ ロール ７ 鋼板材料 ８ 支持ローラ ９ 打抜き装置 １０ 抜型部 １１ 下型 １２ 上型 １３ 円周部 １４ 凹部 １５ 主ダイス（第１の主金型） １６ サブダイス（第１の補助金型） １７ 内面 １８ 共働手段 １９ 主ポンチ（第２の主金型） ２０ サブポンチ（第２の補助金型） ２１ 外周面 ２２ 下枠 ２３ バネ ２４ 保持ブロック ２５ シリンダー ２６ 加圧体 ２７ ガイドポスト ３１ スロット ３２ 電磁鋼板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板材料を上型と下型との間に挿入し前
   記上型を押下して前記鋼板材料を所定形状の鋼板板材に
   加工する打抜き装置において、前記下型は、前記所定形
   状の主形状を得るための第１の主金型と、前記主形状に
   対して副形状の加工の有無を決めるための第１の補助金
   型と、前記副形状の加工の有無に基づいて前記第１の主
   金型と前記第１の補助金型とを共働にするための第１の
   共働手段とを有し、前記上型は、前記第１の主金型と共
   に前記所定形状の主形状を得るための第２の主金型と、
   前記第１の補助金型と共に前記副形状の加工の有無を決
   めるための第２の補助金型と、前記副形状の加工の有無
   に基づいて前記第２の主金型と前記第２の補助金型とを
   共働にするための第２の共働手段とを有したことを特徴
   とする打抜き装置。
2. 【請求項２】 前記主形状のみを有する前記鋼板板材を
   得る場合には、前記第１の共働手段は、前記第１の主金
   型と前記第１の補助金型とを共働にし、前記第２の共働
   手段は、前記第２の主金型と前記第２の補助金型との共
   働を解除するようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載の打抜き装置。
3. 【請求項３】 前記主形状と共に前記副形状を有した前
   記鋼板板材を得る場合には、前記第２の共働手段は、前
   記副形状を成形する箇所の前記第２の補助金型を前記第
   ２の主金型と共働にし、前記第１の共働手段は、前記副
   形状を成形する箇所の前記第１の補助金型と前記第１の
   主金型との共働を解除するようにしたことを特徴とする
   請求項１に記載の打抜き装置。