JPS6031092B2 - 積層鉄心製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気機器用成層鉄心の製造装置に関し、特に公
開特許公報昭５２一１５６３０５などで公知の金型内か
しめ方式による積層鉄心製造装置を改良することを目的
とする。

第１図は、従来方式の積層鉄心製造装置の縦断面を示す
概略図、第２図は、鉄心板が成形される状態を示す平面
図である。

製品積層鉄Ｄの材料である鉄心板１は案内ローラ２を介
して、上金型３、下金型４内に導かれる。上金型３が下
降すると、鉄０板１は、第２図のように、第１，ロステ
ーションで穴あげ加工され、第ｍステーションでかしめ
用突子１１または通し孔が形成され、第Ｗステーション
で外形抜きおよびかしめが行なわれる。上金型３が１回
上昇、下降動作をするたびに、所定ピッチ分、鉄心板１
が案内ローラ２で送られ、順次この動作が繰返されると
、下金型４の第Ｎステーションの中には、鉄心板が積層
される。一方、上金型３の上下動を検知するマイクロス
イッチ６より得られるタイミングで、鉄心板１の板厚は
、金型に入るまでに板厚センサＴにより計測され、その
データは制御装置８において、金型の第ｍステーション
のところに実際の鉄心板の板厚測定部分が来るまで順次
シフトされて記憶される。そして制御装置８は金型の第
ｍステーションにおける板厚を順次加算する。さて、第
ｍステーションのポンチ１０は、ソレノイド９により位
置を第３図、第４図のように可変できるようになってい
る。制御装置８は、ソレノィド９を制御して前記の加算
値が、あらかじめ設定された成層鉄心の目標以下の時は
、第３図のように鉄心板１にかしめ用突子１１を形成さ
せ、加算値が目標値に達すると第４図のように通し孔を
形成させる。すると第Ｎステーションの金型内の積層さ
れた鉄」０板５は、設定された目標厚みごとに非結合状
態が形成され、所定厚みの積層鉄Ｄ製品となる。 夕
ところで、通常の製品積層鉄心は、４功父〜１００枚の
鉄心板構成片を積重ねて成形され、積厚設定値はたとえ
ば板厚０．５肌の鉄心板では２０側〜５０側となる。製
品の寸法精度は、積厚によって異なるが、たとえば仕様
積厚が５仇舷のものでは、５仇肋土 ＺＯ．５肌程度で
あり、今、板厚の標準値が、０．５側であれば１０の父
積層するとになる。この場合、制御装置８がポンチ駆動
ソレノィド９を制御して通し孔を形成する時点は、前記
加算合計値が目標値Ｔ以上の時であり、Ｔは次式により
決定している。ＺすなわちＴ＝（積厚設定側−陸興で積
厚設定値が５０柳、板厚が０．５肋では Ｔ＝５ｏ‐ｏｏｏ−Ｓ弊＝４９‐７５物 である。

この時得られる製品積層鉄心の厚さ日は４９．７５肋ミ
Ｈ＜５０．２５側となる。この時の許される製品鉄心積
厚は前述のごとく５０側士０．５であるため積厚の許さ
れる測定誤差は±０．２５伽であり１枚当りの板厚測定
誤差は０．００２５側となる。すなわち、板厚０．５肌
に鉄心板を±２．段ｍの絶対精度で測定できる板厚セン
サ７が必要である。さらに、この板厚センサは、鉄心板
１が、順次高速で間欠送りされる間に測定できる応答速
度の速いものでなければならない。ところが、市販され
ているセンサにおいては、鉄心板に直接センサを接触さ
せて測定する接触式の板厚センサの他には前記精度を満
足するものは現存しない。そして、接触式の板厚センサ
を使用した場合にはセンサと鉄心板とが接触しているた
め、長時間使用していると、センサが摩耗してくるため
精度が保証されなくなる。そのため短かし、期間に定期
的に保守してゆく必要がある。また前記応答速度の点で
、仕様が満足できない場合も多い。したがって、従釆方
式においては、現状ではセンサの精度が不十分なため、
高精度の積厚制御を行なうことができない。

本発明は、一般の非接触近接センサを用いて、従来方式
では得られなかった高精度の積厚制御を行なうとができ
る方式を提供するもので、原理的にも、従来方式と異な
っている。

本発明の一実施例を第５図に基づいて説明する。

図において１〜６、および９，１０の番号のついたもの
は、従来例の第１図で説明したものと同じである。なお
、本実施例においては、マイクロスイッチ６が、本発明
の製造装置における一枚積層するごとにタイミング信号
を発生する手段を構成し、また、従来例に示すようにソ
レノィド９およびポンチ１０が、本発明の製造装置にお
ける間欠打抜機構を構成している。１２は近接センサで
、下金型４の第Ｗステーションの製品積層鉄心５が押出
される出口に取付けられ、積層鉄心の端面を検出し、そ
のアナログ出力はＡ−Ｄ変換器１４を介してディジタル
化される。

１３は、マイクロコンピュータを組込んだ加減乗除計算
ができるディジタル式の制御装置である。

第６図には金型４の第Ｎステーションより、積層された
製品が押出される状態の移り変りをイ〜二の各図で示す
。金型４の下部の製品積層鉄心Ａがイの状態から上金型
３が３度上下すると、口の状態となり、センサー２で製
品Ａの一番下の通し孔のある鉄心板ａの端面が検出され
る。ハの状態を経て、二のように製品Ａの上の製品Ｂの
かしめ用突子１１のない、すなわち通し孔がある鉄心板
ｂの端面が金型４の下面位置にくると、製品ＡはＢと分
離されて落下する。ここで、センサ１２の出力Ｅｓと上
金型３の動きのタイミングをとるマイクロスイッチ６の
信号Ｔｓの関係を、第７図に示す。第６図イ，二の時セ
ソサ１２の出力は零で、ハの状態の時には、飽和点Ｅｍ
ａｘに達する。そして、第６図口のようにセンサ１２に
製品の端面が鉄心板の板厚１枚以内の距離で近づいた時
、その距離１に１対１で対応してアナログ出力ＥＡ，Ｅ
Ｂなどを出力夕する。このセンサ出力Ｂｓと製品鉄心の
端面との距離１とは第８図に示すような関係があり、セ
ンサーを取付ける前あらかじめ測定し、制御装置１３に
登録しておく。センサ１２の出力ＥｓはＡ−Ｄ変換器１
４を介して制御装置１３に入力され、０ディジタル制御
装置１３において近接距離１を知ることができる。次に
、このセンサの出力から求めた近接距離１より、ポンチ
駆動ソレノィド９を制御して所定の積厚を得る動作につ
いて説明する。

第９図は、第５図の中の本発明の原理に関する部分を抜
き出したもので、第６図口のように、センサ１２で製品
Ａの端面が検出された時点を示す。

今、第Ｗステーションの下金型４の長さをＬ肋金型の出
口から製品Ａの下端面までの距離を１肌とし、金型の中
には、製品Ａと現在積層中の半製品Ｂが入っており、そ
れぞれの枚数をＮ枚、ｎ枚とする。

すると金型内の鉄心板１枚の平均板厚ｔａは次式より求
めることができる。ね＝Ｎ品・小・・．・・・■ところ
で、電気機器用積層鉄心に使用される電磁鋼板はＪＩＳ
規格において士１０％の公差を許容されている。

したがって鉄心板の平均板厚は、たとえば、標準値０．
５肌のものであれば０．４５柳〜０．５５側の範囲で変
動する。しかし、連続して積層された製品ＡとＢにおけ
る平均板厚を比較すると、使用する鉄心板の製造工程の
状況が急変するわけではないので、鉄心板の一定の長さ
における板厚はほぼ等しい。したがって製品Ａ，Ｂ相互
の平均板厚はほぼ等しいと考えてよく、実測して確かめ
られる。よって、式■で求められる平均板厚ｔａを現在
積層中の半製品Ｂの平均板厚と等しいものと仮定し、半
製品Ｂの積厚はこの平均板厚にすでに金型の中にある半
製品Ｂの積層枚数を秦算した結果すなわちｔａｘｎと等
しいと考えてよい。したがって、この乗算結果に上金型
３が１回上昇下降するごとに、前記平均板厚を順次加算
してゆき、その結果が目標値以上となる時、ポンチ駆動
用ソレノィド９を制御することにより、正確な積厚の製
品が得られる。さて、このようにして、金型内の鉄心板
の平均板厚はを正確に計算することができれば、高精度
の積厚制御を行なえる。

そのためには、式｛２）のＬ，１，Ｎ，ｎの数値を制御
装置１３が知って、第９図の状態、すなわち第７図の口
の時点で、平均板厚を計算する必要がある。式■におい
て、Ｌの値は下金型４の長さを実測して、あらかじめ、
制御装置１３に記憶しておける定数である。また前記の
ように第８図からセンサの出力Ｅｓを制御装置１３に入
力することにより１の値を求めることができる。一方、
ｎの値は、鉄心板の積枚数であるから、制御装置１３で
、マイクロスイッチ９のタイミングＴｓのたびに計数し
、記憶されており、Ｎは、ひとつ前の製品のポンチ駆動
用ソレノィド９の動作時までの計数値すなわち積枚数を
記憶しておき使用すればよい。

したがって式■にこれらの数値をあてはめて平均板厚を
求めることができる。

そして制御装置１３を、マイクロコンピュータを内蔵し
た横成にすれば、記のデータの記憶、計算等の処理を簡
単な構成で行なうことができる。従来装置においては、
製品積厚５仇舷士０．５柳のものを得るためには前述の
計算により板厚の測定誤差は０．００２５側である必要
があるが、本実施例では計算により平均積厚を求めてい
るため、式■におけるＬ十１の測定誤差を所定の範囲内
にすればよく、従来の１枚当り０．００２５側以内の測
定誤差と同等にするためには０．００２５×〔Ｌ＋１内
の積層枚数〕すなわち。

・〇。２５岬号となり Ｔａ二０．５伽，Ｌ＋１壬７５脚とした時０．３７５側
となる。

したがってセンサ１２の誤差は余裕をみても士０．２側
もあれば充分であり、市販されている渦電流型の磁気所
俵センサや製品によって光がさえぎられるようにした、
光電センサなどを利用して、前記精度を得ることは容易
である。

ただし、金型長さＬもまた０．２以上の精度で実測され
なければならないが、ノギス、マイクロメータ等により
この精度で測定することは容易である。ところで、製造
装置を動かす一番最初の時点においては、金型の中には
鉄心板が存在せず、平均板厚ねの値もわからないため、
前述のような制御を行なうことはできない。

そこで、一番最初の時点のみ、次のような動作をする。
鉄心板の最小板厚ｔｍｉｎと製品積層鉄心の積厚設定値
日から、起り得る最大穣枚数Ｎｍａｘを次式（３’より
求めると、日 Ｎｍａｘ＝肉市・・・・・・…・・・・・‘３｝このＮ
ｍａｘを制御装置１３に記憶させておき、いかなる場合
においても、マイクロスイッチ６の信号を計数した製造
中の製品の積放数がＮｍａｘ以上となる時は、ポンチ駆
動ソレノィド９を無条件に動作させ、その製品の積層を
終了させるような安全回路を内蔵させておく。

すると最初の製品は、センサーの信号が出ないのでＮｍ
ａｘ積層される。次の製品においては、第９図と同様な
状態が起こり、式■中、Ｎ＝Ｎｍａｘとおいて平均板厚
を計算できる。以後のＮはマイクロスイッチ６の信号を
計数して得、前述のような平均板厚を求めることができ
る。

これまでの説明では、金型の中の製品の数は製品が１個
と半製品が１個として説明してきたが、同様の原理にて
、製品の数が２個以上の場合、半製品のみの場合も同様
にして平均板厚を計算し、積厚制御を行なうことができ
る。

たとえば、第１０図のように製品の数が３個と、半製品
が１個含まれる場合は、次式で平均板厚ねが求められる
。Ｌ＋１ …．．．．．・【４｝ＷヱＮ，十Ｎ２十
Ｎ３十ｎ ただし、Ｎ，，Ｎ２，Ｎ３は、金型の中の先に積まれた
順の製品債枚数を示す。

第１１図のように、半製品のみの場合は平均板厚灘ま次
式のようになる。

Ｑ＝Ｌヒ凸肌肌肌…｛５〕 このように本発明によれば、市販の精度が０．２肋程度
のセンサで板厚を高精度で算出できる。

そして従来方式に比べ、製造装置の精度を維持するため
のセンサ部の保守が非常に容易となる。またセンサのコ
ストも非常に安価にできる特長を有する。さらに、セン
サを製造すべき製品の厚さの位置に設けて打抜き量を制
御する装置においては、製造すべき製品の厚さが変わる
たびに、前記センサの位置を上下して調整する必要があ
るが、本発明によれば、センサの位置を調整する必要が
なく、精度の高い積層鉄心製造装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の積層鉄心製造装置の縦断面を示す概略図
、第２図はその鉄Ｄ板の成形される状態を示す平面図、
第３図は鉄○板のかしめ用突子の形成図、第４図は通し
孔の形成図、第５図は本発明の一実施例の積層鉄心製造
装置の縦断面の概略図、第６図は実施例における金型の
中の製品積層鉄Ｄと近接センサとの関係を示す図、第７
図は近接センサの出力のタイミングチャート、第８図は
近接センサの特性図、第９図は実施例の原理を示す詳細
図、第１０図および第１１図は池実施例の原理を示す詳
細図である。 ６・・…・タイミング検出用マイクロスイッチ、９・…
・・ポンチ駆動用ソレノィド、１２・・・・・・近接セ
ンサ、１３・・・・・・ディジタル制御装置、１４・…
・・Ａ−Ｄ変換器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄心板の一部に設けたかしめ用の突子部相互の嵌合
   かしめ作用を利用して積層し、この突子部の間欠打抜制
   御により積層鉄心の厚みを決定する積層鉄心製造装置に
   おいて、製造途中の製品鉄心の先端面の位置を検知する
   近接センサを同製品の金型に設けるとともに、前記製造
   装置が１枚積層するごとにタイミング信号を発生する手
   段と、前記突子部の形成を行なうか否かのどちらかの動
   作を電気的に選択制御できる間欠打抜機構と、前記タイ
   ミング信号を計数した値を積層板枚数とし、前記近接セ
   ンサが端面を検出する時得られた計測値を積層厚さ寸法
   として、この積層厚さ寸法を前記積層板枚数で割算して
   １枚の鉄心板の平均板厚値を算出し、更にこの平均板厚
   値を前記タイミング信号毎に加算累計し、この累計値が
   所定の値を越えた時に、前記間欠打抜機構の動作制御を
   行う機能を備えた制御装置とを有することを特徴とする
   積層鉄心製造装置。