KR20160130400A - 순차 이송 금형 장치용 배압 장치 및 이를 구비한 순차 이송 금형 장치 - Google Patents

Abstract

순차 이송 금형 장치용 배압 장치에 있어서, 간단한 구성에 의해, 철심 박판의 들림을 방지하면서, 철심 박판의 타발시에 적절한 배압을 발생시킨다.
순차 이송 금형 장치용 배압 장치(6)는, 순차 이송 금형 장치(1)에 있어서, 띠형 박강판(W)으로부터 타발된 철심 박판(2)을 홀딩하는 철심 홀딩 부재 내에 승강 가능하게 설치되고, 철심 박판(2)이 순차 놓여지는 받침대(31)와, 받침대를 지지하는 지지 유닛(32)과, 지지 유닛을 개재하여 받침대의 승강 동작을 행하는 승강용 모터(33)와, 승강용 모터의 회전 동작을 제어하는 제어 장치(34)를 구비하고, 제어 장치는, 순차 이송 금형 장치의 동작에 따라 승강용 모터의 출력 토크를 제한하기 위한 복수의 토크 제한치를 설정하고, 철심 박판의 타발시에는, 그 복수의 토크 제한치에 있어서의 최대의 토크 제한치에 따라 출력 토크를 제한하는 구성으로 한다.

Description

순차 이송 금형 장치용 배압 장치 및 이를 구비한 순차 이송 금형 장치{Back pressure device for progressive die apparatus, and progressive die apparatus provided therewith}

본 발명은 복수의 철심 박판을 적층하여 이루어지는 적층 철심을 제조하기 위한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치 및 이를 구비한 순차 이송 금형 장치에 관한 것이다.

회전 전기용 적층 철심에 대해서는, 전자 강판의 후프재(띠형 박강판)를 소재로 하여, 순차 이송 금형 장치에 의해 제조하는 방법이 보급되어 있다. 순차 이송 금형 장치에서는, 후프재에 대해 파일럿 홀이나 슬롯부, 내경 티스(teeth) 등의 타발 가공이 순차 행해져서 철심 박판이 연속적으로 형성되고, 최종적으로 외형이 타발된 철심 박판을 소정 매수 적층하여 고착시킴으로써 적층 철심이 제조된다.

철심 박판의 적층시에는, 펀치에 의해 외형을 타발한 각 철심 박판은, 다이의 하방에 마련된 스퀴즈 링에 차례로 압입되고, 그들의 외경과 동일 또는 약간 작은 직경인 스퀴즈 링 내에서 측압을 부여받음으로써 서로 밀착된 상태로 적층된다. 이 적층 상태의 철심 박판을 고착하는 방법으로는, 각 철심 박판에 코킹용의 요철을 형성해 두고, 적층시에 압착시켜 코킹 결합시키는 방법(적층 코킹법), 순차 이송 금형 장치 내에서 후프재의 표면에 접착제를 도포하고, 외형 타발과 더불어, 철심 박판을 적층하여 접착시키는 방법(적층 접착법), 적층 후의 철심 박판에 레이저를 조사하여 용접하는 방법(레이저 용접법) 등이 채용되고 있다.

상기 스퀴즈 링 내에서의 철심 박판의 적층을 보다 효과적으로 실시하기 위해, 스퀴즈 링의 하방측(적층 철심의 배출측)에 받침대를 설치하고, 이 받침대에 의해 최하층 철심 박판의 하면에 상향 압력(배압(背壓))을 부여하는 배압 장치가 개발되고 있다. 이러한 배압 장치에서는, 예컨대, 적층 코킹법에 의한 코킹 강도를 향상시키기 위해, 철심 박판에 대한 배압을 증대시키는 것을 생각할 수 있는데, 증대시킨 배압이 스퀴즈 링의 측압에 기초한 철심 박판의 홀딩력을 넘으면, 스퀴즈 링(또는 다이) 내의 철심 박판이 받침대에 의해 들리게 되는(이하, “철심 박판의 들림”이라 함) 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 그러한 철심 박판의 들림 문제를 회피하기 위한 배압 장치가 개발되고 있다. 예컨대, 승강 가능한 받침대와, 이 받침대 상에 배치된 탄성 부재(가스 스프링 등)와, 이 탄성 부재의 상단부에 설치되고, 복수의 철심 박판이 쌓이는 지지 플레이트를 구비하고, 펀치에 의한 압압시에는, 받침대의 높이 위치가 고정됨과 더불어, 펀치의 압압에 의한 지지 플레이트의 하강에 의해 압축 상태가 된 탄성 부재가, 펀치의 압압 방향과는 반대 방향의 힘을 지지 플레이트에 부여함으로써, 배압을 보다 효과적으로 작용시키도록 한 배압 장치가 알려져 있다(특허 문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 제4578272호 공보

그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 종래 기술에서는, 지지 플레이트를 가스 스프링 등에 의해 지지하기 위한 기구를 받침대에 설치할 필요가 있으므로, 배압 장치의 구조가 복잡해지고, 또한 장치 비용도 증가하는 문제가 있다. 또한 상기 종래 기술에서는, 탄성 부재의 상단부에 설치된 지지 플레이트를 대략 수평으로 유지하기 위해, 지지 플레이트의 상하 운동을 가이드하기 위한 가이드 부재 등(보조 기구)을 설치할 필요도 생긴다.

본 발명은, 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여 안출된 것으로, 간단한 구성에 의해, 철심 박판의 들림을 방지하면서, 철심 박판의 타발시에 적절한 배압을 발생시키는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치 및 이를 구비한 순차 이송 금형 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

본 발명의 제1 측면에서는, 간헐 이송되는 띠형 박강판(W)으로부터 철심 박판(2)을 타발하고, 상기 철심 박판을 복수 적층하여 이루어지는 적층 철심(3)을 제조하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치(6)로서, 순차 이송 금형 장치(1)에 있어서, 상기 띠형 박강판으로부터 타발된 상기 철심 박판을 홀딩하는 철심 홀딩 부재(22) 내에 승강 가능하게 설치되고, 상기 철심 박판이 순차 놓여지는 받침대(31)와, 상기 받침대를 지지하는 지지 유닛(32)과, 상기 지지 유닛을 개재하여 상기 받침대의 승강 동작을 행하는 승강용 모터(33)와, 상기 승강용 모터의 회전 동작을 제어하는 제어 장치(34)를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 순차 이송 금형 장치의 동작에 따라 상기 승강용 모터의 출력 토크를 제한하기 위한 복수의 토크 제한치를 설정하고, 상기 철심 박판의 타발시에는, 상기 복수의 토크 제한치에 있어서의 최대의 토크 제한치에 기초하여 상기 출력 토크를 제한하는 것을 특징으로 한다.

이 제1 측면에 의한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치에서는, 간단한 구성에 의해, 받침대로부터의 배압이 과도하게 부여됨에 따른 철심 박판의 들림을 방지하면서, 철심 박판의 타발시에 적절한 배압을 발생시킬 수 있게 된다. 보다 상세하게는, 비타발시에 비교적 낮은 토크 제한치(즉, 부여 가능한 배압)에 의해 철심 박판의 들림을 방지하면서, 철심 박판의 타발시의 토크 제한치를 증대시킴으로써, 각 철심간의 밀착도(즉, 각 철심 박판간의 고착력)를 더욱 높이고, 나아가서는 적층 철심의 점적율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제2 측면에서는, 상기 제1 측면에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 승강용 모터의 출력 토크를 상시(常時) 제한하고, 상기 복수의 토크 제한치는 상기 철심 박판의 타발시의 고토크 제한치와, 상기 철심 박판의 타발시 이외의 저토크 제한치로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이 제2 측면에 의한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치에서는, 고토크 제한치 및 저토크 제한치의 두 토크 제한치를 이용하는 승강용 모터의 간단한 제어에 의해, 철심 박판의 타발시 및 비타발시에 있어서 적절한 배압을 부여할 수 있다.

본 발명의 제3 측면에서는, 상기 제1 또는 제2 측면에 있어서, 상기 제어 장치는 적어도 상기 철심 박판의 타발시에 있어서, 상기 승강용 모터의 위치 결정 제어를 실시하는 것을 특징으로 한다.

이 제3 측면에 의한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치에서는, 철심 박판의 타발시에 있어서, 토크 제한치에 기초하여 승강용 모터의 출력 토크를 제한하면서 위치 결정 제어를 실시함으로써, 철심 박판의 타발시에 적절한 배압을 고정밀도로 발생시킬 수 있고, 또한 받침대를 적절히 위치 결정함으로써 토크 제한치의 크기에 관계없이 철심 박판의 들림을 방지할 수 있다.

본 발명의 제4 측면에서는, 상기 제1 내지 제3 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 지지 유닛은 승강용 모터에 의해 회전 구동됨으로써 상기 받침대를 승강시키는 볼 스크류(42)를 포함하고, 상기 볼 스크류는 상기 철심 박판의 타발시에 상기 받침대에 작용하는 하향 압압력에 의해 역작동하는 것을 특징으로 한다.

이 제4 측면에 의한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치에서는, 받침대를 지지하는 지지 유닛에 볼 스크류를 역작동(즉, 직선(축방향) 운동을 회전 운동으로 변환) 가능하게 설치함으로써, 철심 타발시에 적절한 배압을 부여하면서, 타발시에 있어서의 받침대의 하강에 의해 생기는 볼 스크류의 역작동에 의해, 지지 유닛 등에 대한 부하를 경감(타발 하중을 완충)할 수 있다.

본 발명의 제5 측면에서는, 상기 제1 내지 제4 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 철심 박판의 타발시에 있어서 상기 받침대를 상승 또는 하강시키도록 상기 승강용 모터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 제5 측면에 의한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치에서는, 철심 박판의 타발 조건(철심 홀딩 부재의 측압의 크기 등)에 따라 받침대를 상승 또는 하강시킴으로써, 철심 박판의 타발시에 보다 적절한 배압을 발생시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제6 측면에서는, 상기 제5 측면 중 어느 하나에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 철심 박판의 타발시에 있어서 상기 받침대를 목표 위치에 이동시키도록, 상기 승강용 모터를 위치 결정 제어하는 것을 특징으로 한다.

이 제6 측면에 의한 순차 이송 금형 장치용 배압 장치에서는, 철심 박판의 타발 조건에 따라 받침대를 적절한 범위에서 상승 또는 하강시킴으로써, 철심 박판의 타발시에 보다 적절한 배압을 발생시킬 수 있게 된다.

본 발명의 제7 측면은, 상기 제1 내지 제6 중 어느 하나에 따른 순차 이송 금형 장치용 배압 장치를 구비한 적층 철심 제조 장치이다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 간단한 구성에 의해, 철심 박판의 들림을 방지하면서, 철심 박판의 타발시에 적절한 배압을 발생시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 배압 장치를 구비한 순차 이송 금형 장치의 주요부를 나타내는 구성도이다.
도 2는 순차 이송 금형 장치에 있어서의 펀치의 위치와 크랭크축의 회전 각도와의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 3은 철심 박판(1장째)의 타발에 관한 배압 장치의 일련의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 4는 철심 박판(2장째)의 타발에 관한 배압 장치의 일련의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 5는 적층 철심의 반출시에 있어서의 배압 장치의 동작을 나타내는 설명도이다.
도 6은 배압 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 도 6 중의 스텝 ST105의 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 6 중의 스텝 ST105의 처리의 변형예를 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 배압 장치를 구비한 순차 이송 금형 장치의 요부를 나타내는 구성도이다. 순차 이송 금형 장치(1)는 전자 강판으로 이루어진 후프재(띠형 박강판)(W)에 대해 금속 프레스 가공을 실시함으로써, 철심 박판(2)을 복수 적층하여 이루어지는 적층 철심(3)을 제조하는 장치이다. 순차 이송 금형 장치(1)는 상하 방향으로 왕복 운동 가능하게 설치된 상형(上型)(4)과, 홀더(미도시)에 고정된 하형(下型)(5)과, 하형(5)에 있어서 적층되는 철심 박판(2)의 하면에 대해 상향 압력(배압)을 부여하는 배압 장치(6)로 주로 구성된다.

상형(4)은 후프재(W)를 타발하기 위한 복수의 펀치(도 1에는, 외형 타발용 펀치(10)만을 나타냄)와, 그 펀치들을 홀딩하는 펀치 홀딩체(11)와, 펀치 홀딩체(11)의 승강 동작을 가이드하기 위해 상하로 연장되는 복수의 가이드 포스트(여기서는, 가이드 포스트(12)만을 나타냄)와, 스트리퍼용 가이드(미도시)에 의해 슬라이드 가능하게 지지되고, 타발 후의 후프재(W)를 펀치로부터 분리시키는 스트리퍼 플레이트(13)를 가지고 있다.

또한, 상형(4)의 상부는 상하 방향으로 왕복 운동(예컨대, 25mm~35mm 정도의 스트로크로 상하 운동)하는 슬라이드부(미도시)에 고정되고 있다. 슬라이드부에서는, 상형 구동용 모터(15)에 의해 구동되는 크랭크축(16)의 회전 운동이 커넥팅 로드(미도시)를 통해 상형(4)의 상하 방향 운동으로 변환된다. 또한, 슬라이드부에는 크랭크축(16)의 회전 위상(크랭크축(16)의 기준 회전 위치로부터의 회전 각도)을 검출하고, 그 검출 결과를 나타내는 인코더 신호(이하, “동기 신호”라 함)를 발생시키는 인코더(17)가 설치되어 있다.

하형(5)은 대략 원주상의 펀치(10)가 삽입되는 대략 원형의 외형 타발 홀이 설치된 다이(20)와, 다이(20)의 주위를 홀딩하는 다이 플레이트(21)와, 다이(20)의 하단으로 이어지며, 적층된 철심 박판(2)에 대해 측압(체결력)을 부여하는 스퀴즈 링(철심 홀딩 부재)(22)과, 스퀴즈 링(22)을 홀딩함과 더불어, 다이 플레이트(21)의 하면을 지지하는 다이 홀더(23)와, 다이 홀더(23)의 하면을 지지하는 서브 플레이트(25)를 가지고 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 타발된 철심 박판(2)을 홀딩하기 위한 철심 홀딩 부재로서 스퀴즈 링(22)을 이용한 구성을 나타내었지만, 적어도 복수의 철심 박판(2)을 수용하고, 또한 그러한 적층에 제공되는 것이라면, 스퀴즈 링(22)에 한정하지 않고, 대략 통형상을 이루는 임의의 부재를 이용할 수 있다. 또한, 철심 홀딩 부재로는, 적층된 철심 박판(2)에 대해 측압을 부여하는 것을 목적으로 하는 것 뿐만 아니라, 통공(가이드공)에 의해 철심편을 정렬시키는 것을 목적으로 하는 것일 수도 있고, 그 구멍 형상으로는, 원형 뿐만 아니라, 철심 박판(2)의 형상에 맞추어, 사각형, 부채꼴형, 사다리꼴, T형 등 다양한 형상을 채용할 수 있다.

스퀴즈 링(22)의 내경은 다이(20)의 내경과 동등한 크기로 설정(내경과 동일하게 설정, 또는 내경 보다 약간 작거나 약간 크게 설정)되어 있고, 스퀴즈 링(22)은 펀치(10)에 의해 다이(20) 내에 타발된 철심 박판(2)을 소정의 측압을 가지고 홀딩하면서 순차적으로 하방으로 이동시킨다.

배압 장치(6)는, 다이(20) 내에 타발된 철심 박판(2)이 순차 놓여지는 받침대(31)와, 받침대(31)를 하방으로부터 지지하는 지지 유닛(32)과, 지지 유닛(32)을 개재하여 받침대(31)를 승강시키기 위한 동력을 발생시키는 승강용 모터(33)와, 승강용 모터(33)의 회전 동작을 제어하는 컨트롤러(제어 장치)(34)와, 컨트롤러(34)로부터의 지령에 기초하여 승강용 모터(33)를 구동하는 드라이버(35)를 주로 구비한다. 승강용 모터(33)로는, 서보 모터나 스텝 모터 등의 공지된 모터를 이용할 수 있다.

받침대(31)는, 다이(20) 내부나 스퀴즈 링(22) 내부에 있어서, 철심 박판(2)의 하면에 접촉하는 평탄한 상면(31a)을 가지고, 상면(31a)에 놓여진 철심 박판(2)을 상방으로 압압함으로써, 철심 박판(2)에 배압(압압력)을 부여한다. 받침대(31)는 다이(20)의 상단 부근에 설정된 상한 위치로부터, 스퀴즈 링(22) 하부의 하한 위치(반출 위치) 사이를 승강 가능하다. 또한, 적층 철심(3)은 하형(5)의 하방의 반출 위치까지 이동한 받침대(31)로부터 푸셔(36)(후술하는 도 5의 (D) 참조)에 의해 반송 라인으로 압출되고, 반송 라인의 컨베이어 장치 등에 의해 조립 라인으로 반송된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 각 철심 박판(2)을 고착하는 방법으로서 적층 코킹법이 이용되고, 상하에 인접하는 철심 박판(2)에 형성된 코킹용 요철을 코킹 결합시킴으로써 적층 철심(3)이 형성된다. 단, 본 발명의 순차 이송 금형 장치(1)는, 적층 코킹법에 한정하지 않고, 각 철심 박판(2)을 고착하는 방법으로서 접착제를 이용하는 적층 접착법이나, 레이저를 이용하는 레이저 용접법 등의 다른 공지된 방법을 적용할 수도 있다.

지지 유닛(32)에는 상하 방향으로 연장되는 지지축(41)과, 볼 스크류(42)를 구성하는 한 쌍의 너트(43) 및 나사축(44)이 설치되어 있다. 지지축(41)은 강성이 높은 샤프트로 이루어지고, 가이드(미도시)에 의해 수평 방향 이동이 제한되어 있다. 또한, 지지축(41)의 상단부는 받침대(31)의 하부에 접속되는 한편, 그 하단부는 너트(43)에 고정되어 있다. 여기에는 도시하지 않았지만, 너트(43)의 내부에는, 공지된 너트와 마찬가지로, 나사축(44)에 설치된 나사축측 나사홈과 더불어 볼(강구(剛球))을 구름운동 가능하게 수용하는 너트측 나사홈과, 볼을 순환시키기 위한 순환 통로 및 디플렉터 등이 설치되어 있다. 나사축(44)은 그 축심이 모터 회전 축심이 되도록 승강용 모터(33)의 회전축에 직결되어 있다.

이러한 구성에 의해, 지지 유닛(32)에서는, 승강용 모터(33)의 정회전에 의해 나사축(44)이 정방향으로 회전하면, 너트(43)가 상승하고, 이에 따라, 너트(43)에 고정된 지지축(41)(및 받침대(31))도 상승한다. 한편, 승강용 모터(33)의 역회전에 의해 나사축(44)이 역방향으로 회전하면, 너트(43)가 하강하고, 이에 따라, 너트(43)에 고정된 지지축(41)도 하강한다.

본 실시 형태에서는, 승강용 모터(33)에 의해 나사축(44)이 회전하는 구성으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 승강용 모터(33)의 회전에 의해 너트가 회전하는 구성으로 할 수도 있다. 그 경우, 받침대는 나사축에 장착되고, 너트의 회전에 의해 나사축이 상하 방향으로 진퇴 이동(즉, 받침대가 상승 또는 하강)한다.

승강용 모터(33)에는, 그 속도 및 회전 각도(위치)를 검출하기 위한 속도·위치 검출 장치로서의 인코더(51)가 부설되어 있다. 인코더(51)는 속도 및 회전 각도의 검출 결과를 인코더 신호(이하, “속도·위치 검출 신호”라 함)로서 드라이버(35)로 송출한다. 또한, 승강용 모터(33)의 속도·위치 검출 장치로서는, 인코더에 한정하지 않고, 리졸버 등의 다른 검출 장치를 이용할 수도 있다. 또한, 리니어 스케일 등의 속도·위치 검출 장치를 이용하여 너트(43)의 위치를 검출하고, 그 검출 결과를 속도·위치 검출 신호로서 드라이버(35)로 송출할 수도 있다.

컨트롤러(34)는 상형(4)측 인코더(17)로부터 크랭크축(16)의 회전 위상(즉, 펀치(10)의 승강 동작의 타이밍)의 정보를 포함한 동기 신호를 취득하고, 이 동기 신호에 기초하여 드라이버(35)에 대해 승강용 모터(33)의 속도 지령 및 위치 지령을 송출함으로써, 모터의 회전 동작(즉, 받침대(31)의 승강 동작)을 제어한다. 드라이버(35)는 컨트롤러(34)로부터의 속도 지령 및 위치 지령의 적어도 하나와, 인코더(51)로부터의 속도·위치 검출 신호(즉, 속도 및 위치 피드백)에 기초하여, 전원(미도시)으로부터 승강용 모터(33)에 인가되는 전류를 제어함으로써, 승강용 모터(33)의 회전 속도 및 정지 위치(즉, 받침대(31)의 승강 속도 및 정지 위치)를 제어한다.

또한, 컨트롤러(34)는 미리 설정된 1 이상의 토크 제한치에 기초하여 드라이버(35)에 대해 토크 제한 지령(즉, 토크 제한치)을 송출한다. 토크 제한치는 스퀴즈 링(22)으로부터 철심 박판(2)의 둘레면에 대해 부여되는 압력(측압)이나, 철심 박판(2)의 판두께 등에 기초하여 적어도 철심 박판(2)의 들림을 방지하는 관점에서 설정할 수 있다. 드라이버(35)는 컨트롤러(34)로부터의 토크 제한 지령에 따라 승강용 모터(33)에 인가되는 전류 제한치를 설정하여 승강용 모터(33)의 출력 토크(즉, 배압 장치(6)의 배압)를 제한한다. 승강용 모터(33)의 토크 제한치에 대해서는, 승강용 모터(33)에 의해 받침대(31)를 상승시키는 힘이 펀치(10)에 의한 압압력 보다 작아지도록 설정하는 것이 바람직하다.

상기 구성의 순차 이송 금형 장치(1)에서는, 펀치(10)에 의해 타발된 1장째 철심 박판(2)이 받침대(31) 상에 놓여진다. 2장째 이후의 철심 박판(2)은, 그보다 먼저 타발되어 다이(20) 내에 적층되어 있는 철심 박판군 상에 순차 적층되고, 다이(20) 하방의 스퀴즈 링(22) 내로 차례로 압입되며, 규정 매수의 철심 박판군(즉, 적층 철심(3))에서 서로 고착된다. 펀치(10)에 의한 타발시에는, 철심 박판(2)이 놓여진 받침대(31)에 펀치(10)에 의한 하향 압압력이 발생하나, 볼 스크류(42)가 역작동 가능한 모양으로 마련되어 있기 때문에, 토크 제한치를 넘는 부하가 가해진 경우에는 모터(33)가 역회전한다. 이 볼 스크류(42)의 역작동(즉, 받침대(31)의 하강)에 의해 종래 기술에서의 가스 스프링 등과 마찬가지로, 배압을 증대시킴과 아울러, 펀치에 의한 충격의 완충 효과를 얻을 수 있고, 지지 유닛(32) 등에 대한 부하를 경감(타발 하중을 완충)할 수 있다. 배압 장치(6)의 구성에 대해서는, 적어도 볼 스크류가 역작동 가능한 모양으로 마련되어 있는 한, 여기에 개시한 것으로 한정하지 않고, 다른 구성을 이용할 수도 있다.

또한, 본 명세서에서는 설명을 생략하였지만, 순차 이송 금형 장치(1)에서는, 상술한 구성에 관한 철심 박판(2)의 외형 타발 및 적층(고착) 공정의 전(前)공정으로서 종래 장치와 마찬가지로 파일럿 홀이나 슬롯부, 내경 티스 등의 타발 가공 등의 각 공정이 순차적으로 실시되어 철심 박판(2)이 연속적으로 형성된다. 또한, 순차 이송 금형 장치(1)에 관한 스트립 레이아웃(철심 박판(2)의 형상 등)에 대해서는, 철심 박판(2)의 외형을 타발할 때 배압 장치(6)에 의해 배압을 부여할 수 있는 한 임의의 형태를 적용할 수 있다.

도 2는, 순차 이송 금형 장치에 있어서의 펀치의 위치와 크랭크축의 회전 각도와의 관계를 나타내는 설명도이고, 도 3의 (A)~(C)는, 순차 이송 금형 장치에 있어서의 1장째 철심 박판의 타발에 관한 배압 장치의 일련의 동작을 나타내는 설명도이다.

도 2에 있어서, 세로축은 크랭크축(16)의 크랭크 핀(16a)의 높이 위치에 따라 상하 운동하는 펀치(10)의 선단(10a)의 위치이고, 횡축은 크랭크축(16)의 회전 각도이다. 또한, 도 2에 있어서, T1~T5는, 각 점에서의 시각(즉, 경과 시간)을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 펀치(10)는 1회의 승강 동작에 있어서, 시각 T0(크랭크축 회전 각도 0°)에서의 상사점으로부터, 시각 T3(크랭크축 회전 각도 180°)에서의 하사점을 거쳐 다시 시각 T5에서 상사점으로 돌아온다. 또한, 시각 T2는 펀치(10)의 선단(10a)이 후프재(W)의 표면 위치까지 하강한 시각에 해당하고, 시각 T4는 펀치(10)의 선단(10a)이 하사점으로부터 다시 후프재(W)의 표면 위치까지 상승한 시각에 해당한다.

펀치(10)에 의한 후프재(W)의 타발 동작은, 펀치(10)가 후프재(W)에 접촉하고 나서부터, 원래의 위치로 돌아올 때까지의 시각 T2~T4에 대해 실시된다. 단, 철심 박판(2)의 다이(20) 내로의 타발에 대해서는, 펀치(10)가 후프재(W)에 접촉하고 나서부터 하사점을 넘을 때까지의 시각 T2~T3에서 대체로 완료된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 인코더(17)로부터의 동기 신호로서, 철심 박판(2)의 타발 개시 직후(도 2에서 시각 T0 또는 T5)의 타이밍에 인코더(17)로부터 순차적으로 송출되는 동기 신호 1와, 적어도 펀치(10)가 하사점에 도달하는 예정 시각(도 2에서 시각 T3 참조)부터 소정 시간(Tz) 만큼 이전 타이밍으로 인코더(17)로부터 순차적으로 송출되는 동기 신호 2가 이용된다.

도 3의 (A)에서는, 펀치(10)의 승강 동작 개시전 상태를 나타내고 있고, 펀치(10)의 선단(10a)은 상한 위치(도 2에서 시각 T0에서의 상사점에 해당)에 있다. 또한, 받침대(31)는 다이(20)의 상단면(20a)을 기준으로 하여 소정 길이 만큼 하강한 초기 위치(여기서는, 받침대(31)의 상한 위치)에 있다. 받침대(31)는 이 초기 위치에서 일단 정지한 후, 1장째 철심 박판(2)의 타발 동작에 대응하기 위한 타발 위치까지 하강한다.

도 3의 (B)에서는, 펀치(10)가 도 3의 (A)의 상한 위치로부터 후프재(W)를 향해 하강 개시한 상태를 나타내고 있고, 펀치(10)의 선단(10a)은 상한 위치와 하한 위치(도 2에서 시각 T3에서의 하사점에 해당)와의 사이의 위치(도 2에서 시각 T1에서의 중간점에 해당)에 있다. 또한, 받침대(31)의 상면(31a)은 도 3의 (A)와 동일 위치에 있다.

도 3의 (C)에서는, 펀치(10)에 의한 1장째 철심 박판(2)의 타발 동작 도중의 상태를 나타내고 있고, 펀치(10)의 선단(10a)은 하한 위치(도 2에서 시각 T3에서의 하사점에 해당)에 있다. 또한, 받침대(31)는 펀치(10)의 압압에 의해 볼 스크류(42)가 역작동함으로써, 상기 도 3의 (B)의 위치로부터 강하한다. 이 때, 받침대(31)의 상면(31a)은 다이(20)의 상단면(20a)을 기준으로 하여, 하한 위치에서의 펀치(10)의 다이(20)에 대한 삽입 깊이(맞물림 길이)(L; 도 3의 (C) 참조)와 철심 박판(2)의 두께(t)를 가산한 길이(L＋t) 만큼 하방 위치(타발 위치)까지 이동한다.

도 4는, 순차 이송 금형 장치에 있어서의 2장째 철심 박판의 타발에 관한 배압 장치의 동작을 나타내는 설명도이다.

도 4의 (A)에서는, 1장째 철심 박판(2)의 타발 동작 후에, 펀치(10)가 다시 상한 위치(도 2의 시각 T5에 있어서의 상사점에 해당)로 돌아온 상태를 나타내고 있다. 한편, 받침대(31)의 상면(31a)은, 도 3의 (C)와 마찬가지로, 다이(20)의 상단면(20a)을 기준으로 L＋t 만큼 하방 위치에 있다.

도 4의 (B)에서는, 펀치(10)가 도 4의 (A)의 상한 위치로부터 다시 후프재(W)를 향해 하강 개시한 상태를 나타내고 있고, 펀치(10)의 선단(10a)은, 도 3의 (B)과 마찬가지로, 상한 위치와 하한 위치 사이의 위치에 있다. 또한, 받침대(31)의 상면(31a)은, 도 4의 (A)와 동일한 위치에 있다.

도 4의 (C)에서는, 펀치(10)에 의한 2장째 철심 박판(2)의 타발 동작 도중 상태를 나타내고 있고, 펀치(10)의 선단(10a)은, 도 3의 (C)의 경우와 마찬가지로 하한 위치에 있다. 또한, 받침대(31)의 상면(31a)은, 펀치(10)의 압압에 의해 볼 스크류(42)가 역작동함으로써, 상기 도 4의 (B)의 위치로부터 강하한다. 이 때, 받침대(31)의 상면(31a)은, 다이(20)의 상단면(20a)을 기준으로 하여, 펀치(10)의 삽입 깊이(L; 도 4의 (C) 참조)와 2장의 철심 박판(2)의 두께(2t)를 가산한 길이(L＋2t) 만큼 하방의 타발 위치까지 이동한다. 또한, 3장째 이후의 철심 박판(2)의 타발에 대해서도 상기와 같은 동작이 반복된다.

도 5의 (A)~(E)는, 적층 철심의 반출시에 있어서의 배압 장치의 동작을 나타내는 설명도이다. 여기서, 도 5의 (A)는, 도 3의 (A)와 마찬가지의 상태를 나타내고 있다. 그 후, 상술한 바와 같이, 순차 이송 금형 장치(1)에서는, 도 3 및 도 4에 도시한 동작(외형 타발 및 적층 공정)이 반복 실행됨으로써, 다이(20) 내에 철심 박판(2)이 순차적으로 타발되어 적층된다. 또한 타발된 각 철심 박판(2)은 스퀴즈 링(22)에 의한 측압 및 배압 장치(6)에 의한 배압이 부여되면서, 도 5의 (B)에 도시한 바와 같이, 다이(20)로부터 스퀴즈 링(22) 내로 차례로 압입되고, 스퀴즈 링(22) 내에서 강하게 밀착된 상태로 고착(여기서는, 코킹 결합)된다.

도 5의 (C)는, 소정 매수의 철심 박판(2)이 서로 고착된 철심 박판군이 하나의 적층 철심(3)으로서 스퀴즈 링(22)의 하단으로부터 배출된 상태를 나타내고 있다. 이 때, 적층 철심(3)이 놓여진 받침대(31)는 하형(5)의 하방의 반송 위치(여기서는, 하한 위치)까지 하강한 상태에 있다.

도 5의 (D)에서는, 반송 위치에서의 받침대(31) 상의 적층 철심(3)이 푸셔(36)에 의해 반송 라인(미도시)으로 압출되는 도중의 상태를 나타내고 있다. 적층 철심(3)이 반송 라인에 압출되면(즉, 상면(31a)으로부터 제거되면), 받침대(31)는 다시 상승하여 초기 위치로 돌아온다. 이 때, 받침대(31) 상면(31a)은, 도 5의 (E)에 도시한 바와 같이, 스퀴즈 링(22) 내에 홀딩된 가장 하방에 위치하는 적층 철심(3)에 있어서의 최하층 철심 박판(2)의 하면에 접촉한다. 이에 따라, 스퀴즈 링(22) 내의 철심 박판군에 대해 다시 배압이 부여된 상태가 된다.

도 6은, 배압 장치의 동작의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 배압 장치(6)가 기동되면, 컨트롤러(34)는 순차 이송 금형 장치(1)에서의 타발 개시전의 초기 동작으로서 이하의 스텝 ST101~ST104를 실시한다.

초기 동작에 관하여, 우선, 컨트롤러(34)는 토크 제한치를 “저(低)”로 설정하기 위한 토크 제한 지령을 드라이버(35)에 대해 송출하고, 드라이버(35)는 그 토크 제한 지령에 기초하여, 승강용 모터(33)에 인가되는 전류 제한치를 설정한다(ST101).

본 실시 형태에서는, 토크 제한치는 “고(高)” 및 “저”의 2 단계로 설정되고, 항상 “고” 및 “저” 중 어느 하나의 토크 제한이 이루어지고 있다. 토크 제한치 “저”는 철심 박판(2)의 들림이 발생하지 않는 정도의 값으로 설정되고, 보다 바람직하게는, 철심 박판(2)의 들림이 발생하지 않으며, 또한 스퀴즈 링(22)의 측압에 의해 발생하는 철심 박판(2)의 휨의 발생을 억제할 수 있는 정도의 값으로 설정된다. 토크 제한치 “저”는 적어도 받침대(31)가 승강 동작 가능한 크기로 설정되어 있으면 무방하다. 한편, 토크 제한치 “고”는 적어도 토크 제한치 “저” 보다 높은 값이다. 본 실시 형태의 토크 제한치 “고”에서는 펀치(10)의 타발 동작에서의 하방의 압압을 받지 않는 경우(즉, 비타발시)에는, 철심 박판(2)의 들림이 발생할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 토크 제한치 “고”는 비타발시에 철심 박판(2)의 들림이 발생하지 않는 크기로 설정될 수도 있다.

그 후, 컨트롤러(34)는 드라이버(35)에 대해 승강용 모터(33)의 속도 지령을 송출함으로써 속도 제어를 개시하고(ST102), 이에 따라, 받침대(31)는 소정의 속도로 초기 위치까지 상승한다(ST103). 이 때, 다이(20) 또는 스퀴즈 링(22) 내에 철심 박판(2)이 존재하지 않는 경우에는, 미리 설정된 상한 위치(도 3의 (A) 참조)가 받침대(31)의 초기 위치가 된다. 한편, 이미 타발 완료된 철심 박판(2)이 다이(20) 또는 스퀴즈 링(22) 내에 존재하는 경우에는, 컨트롤러(34)가 그 철심 박판(2)의 하면에 대한 받침대(31)의 접촉(충돌)을 검출하고, 그 접촉이 검출된 위치(도 5의 (E) 참조)가 받침대(31)의 초기 위치가 된다. 철심 박판(2)의 하면에 대한 받침대(31)의 접촉은 승강용 모터(33)의 부하 전류에 의해 검출할 수 있다. 한편, 예컨대, 받침대(31)의 상부에 힘 센서(55)(도 1 참조)를 설치하고, 이 힘 센서(55)에 의해 받침대(31)의 접촉을 검출할 수도 있다. 또한, 힘 센서(55) 대신에 근접 센서 등 다른 공지된 센서를 이용함으로써, 철심 박판(2)의 하면에 대한 받침대(31)의 접촉을 검출할 수도 있다. 또한, 여기서는 바람직한 예로서 스텝 ST102의 제어를 속도 제어로 하고, 스텝 ST104의 제어를 위치 결정 제어로 하였지만, 각각의 제어는 속도 제어, 위치 결정 제어, 및 토크 제어 중 어떠한 것에 의해서도 실시 가능하다.

그 후, 컨트롤러(34)는 속도 제어로부터 위치 결정 제어로 전환하고(ST104), 이어서, 외형 타발시의 배압 부여 동작을 수행한다(ST105). 이 스텝 ST105에 관한 동작에 대해서는 나중에 상세히 설명하겠지만, 스텝 ST105에서는 토크 제한치가 “고”로 설정된다. 스텝 ST105에서의 배압 부여 동작이 종료되면(즉, 스퀴즈 링(22) 내로부터 적층 철심(3)이 배출되고, 그 반출이 필요해지면), 컨트롤러(34)는 순차 이송 금형 장치(1)에서의 적층 철심(3)의 반출 동작으로서, 이하의 스텝 ST106~ST110을 실시한다.

반출 동작에 관하여, 우선 컨트롤러(34)는 드라이버(35)에 대해 위치 결정 지령을 송출함으로써, 받침대(31)를 반출 위치까지 하강시킨다(ST106). 그 후, 컨트롤러(34)는 토크 제한치를 “저”로 설정하기 위한 토크 제한 지령을 드라이버(35)에 대해 송출하고(ST107), 또한 드라이버(35)에 대해 속도 지령을 송출함으로써 다시 속도 제어를 개시한다(ST108). 이에 따라, 받침대(31)는 소정의 속도로 초기 위치까지 상승한다(ST109). 이 때, 컨트롤러(34)는 이미 타발 완료된 철심 박판(2)의 하면에 대한 받침대(31)의 접촉(충돌)을 검출함으로써, 그 접촉 위치를 초기 위치라고 한다.

그 후, 컨트롤러(34)는 속도 제어로부터 위치 결정 제어로 전환한다(ST110). 여기서, 모든 철심 박판(2)의 타발이 종료되지 않은 경우(ST111：No)에는, 다시 스텝 ST105로 돌아와 상술한 각 스텝을 반복 실행한다. 최종적으로, 모든 철심 박판(2)의 타발이 종료되면(ST111：Yes), 배압 장치(6)의 일련의 동작도 종료된다. 또한, 바람직한 예로서 ST108의 제어를 속도 제어, ST110의 제어를 위치 결정 제어로 하였지만, 각각의 제어는 속도 제어, 위치 결정 제어, 토크 제어 중 어떠한 것에 의해서도 가능하다.

도 7은, 도 6 중의 스텝 ST105의 처리를 나타내는 흐름도이다. 순차 이송 금형 장치(1)에서 철심 박판(2)의 타발이 개시되면, 컨트롤러(34)는 상형(4)측 인코더(17)로부터의 동기 신호 2의 수신 대기 상태가 된다(ST201).

그 후, 컨트롤러(34)가 동기 신호 2를 수신하면(ST201：Yes), 컨트롤러(34)는 토크 제한치를 “고”로 설정하기 위한 토크 제한 지령을 드라이버(35)에 대해 송출하고, 드라이버(35)는 그 토크 제한 지령에 기초하여, 승강용 모터(33)에 인가되는 전류 제한치를 설정한다(ST202). 이어서, 컨트롤러(34)는 동기 신호 1의 수신으로부터 미리 설정된 시간(펀치(10)가 하사점에 도달할 때까지의 시간)(Ty)이 경과하였다고 판단하면(ST203：Yes), 그 시점의 받침대(31)의 위치를 펀치(10)의 하사점 도달시의 위치(이하, “위치 A”라 함)로서 결정(기억)한다(ST204).

그 후, 컨트롤러(34)는 토크 제한치를 “저”로 설정하기 위한 토크 제한 지령을 드라이버(35)에 대해 송출하고(ST205), 이어서, 드라이버(35)에 대해 승강용 모터(33)의 위치 결정 지령을 송출하고, 이에 따라, 받침대(31)는 위치 A로부터 어긋남이 발생한 경우에는, 위치 A까지 이동한다(ST206). 상기 스텝 ST201~ST206의 동작은, 각 적층 철심(3)이 스퀴즈 링(22)으로부터 배출되는 타이밍이 올 때까지(ST207：Yes), 반복 실행된다. 컨트롤러(34)는, 스텝 ST207에서의 적층 철심(3)의 배출 타이밍에 대해 미리 설정된 반출 가능 위치에 받침대(31)가 도달하였는지 여부에 의해 판정한다.

도 8은, 도 6 중의 스텝 ST105의 처리의 변형예를 나타내는 흐름도이다. 순차 이송 금형 장치(1)에서 철심 박판(2)의 타발이 개시되면, 컨트롤러(34)는 상형(4)측 인코더(17)로부터의 동기 신호 2의 수신 대기 상태가 된다(ST301).

그 후, 컨트롤러(34)가 동기 신호 2를 수신하면(ST301：Yes), 컨트롤러(34)는 토크 제한치를 “고”로 설정하기 위한 토크 제한 지령을 드라이버(35)에 대해 송출한다(ST302). 이어서, 컨트롤러(34)는 드라이버(35)에 대해 받침대(31)를 미리 설정된 위치 B(목표 위치)로 이동시키기 위한 위치 결정 지령을 송출한다(ST303).

그 후, 받침대(31)는 스텝 ST302의 위치 결정 지령에 기초하여, 미리 설정된 위치 B로 이동한다(ST304). 또한, 상기 시간(Tz)은 펀치(10)가 하사점에 도달하였을 때, 받침대(31)가 위치 B로의 이동 도중에 있도록 설정할 수 있다. 즉, 도 7에서는, 받침대(31)가 정지된 상태에서, 펀치(10)가 하사점에 도달하지만, 도 8의 변형예에서는, 받침대(31)가 상승 또는 하강하고 있는 상태에서, 펀치(10)가 하사점에 도달한다. 이에 따라, 배압 장치(6)는 철심 박판(2)의 타발시에 보다 적절한 배압을 발생시킬 수 있다. 상기 받침대(31)의 상승 또는 하강은 스퀴즈 링(22)의 측압이나, 철심 박판(2)의 판두께 등에 따라 선택할 수 있다. 또한, 스텝 ST303의 받침대(31)의 이동은 위치 결정 제어에 의하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않으며, 복수의 제어 모드를 설정할 수 있고, 예컨대, 받침대(31)의 상승 또는 하강(모터(33)의 정회전 또는 역회전)의 지령과, 속도 제어 또는 토크 제어와의 조합에 의해서도 가능하다.

이어지는 스텝 ST305~ST309는, 각각 상술한 도 7의 스텝 ST203~ST207와 마찬가지이다.

이와 같이, 상기 순차 이송 금형 장치(1)의 배압 장치(6)에서는, 컨트롤러(34)가 2개의 토크 제한치(“고”, “저”)를 설정하고, 철심 박판(2)의 타발시의 토크 제한치 “고”를, 비타발시의 토크 제한치 “저” 보다 큰 값으로 설정하기 때문에, 비타발시에는 비교적 낮은 토크 제한치 “저”에 의해 철심 박판(2)의 들림을 방지하면서, 철심 박판(2)의 타발시에는 비교적 높은 토크 제한치 “고”를 설정함으로써, 각 철심간의 밀착도(즉, 각 철심 박판(2)간의 고착력)를 더욱 높이고, 나아가서는 적층 철심(3)의 점적율을 향상시킬 수 있다.

또한, 토크 제한치는, 여기에 나타낸 것에 한정되지 않고, 철심 박판의 타발시(적어도 도 2에 도시한 시각(T3)을 포함하는 타이밍)에 있어서, 최대의 토크 제한치가 적용되는 한, 순차 이송 금형 장치(1)의 동작에 따라 보다 많은 토크 제한치를 설정할 수도 있다. 단, 2개의 토크 제한치( “고”, “저”)를 이용하는 경우에는, 승강용 모터(33)의 제어가 용이하다.

이상, 본 발명을 특정의 실시 형태에 기초하여 설명하였지만, 이러한 실시 형태는 어디까지나 예시로서, 본 발명이 이러한 실시 형태에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 실시 형태에 나타낸 본 발명에 따른 순차 이송 금형 장치용 배압 장치 및 이를 구비한 순차 이송 금형 장치의 각 구성 요소는 반드시 모두가 필수적인 것은 아니며, 적어도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 적절히 취사 선택할 수 있는 것이다.

1　 순차 이송 금형 장치
2　 철심 박판
3　 적층 철심
4　 상형
5　 하형
6　 배압 장치
10　 펀치
16　 크랭크축
20　 다이
20a　 다이 상단면
22　 스퀴즈 링(철심 홀딩 부재)
31　 받침대
31a　 받침대 상면
32　 지지 유닛
33　 승강용 모터
34　 컨트롤러(제어 장치)
35　 드라이버
41　 지지축
42　 볼 스크류
43 　너트
44　 나사축
51　 인코더
55　 힘 센서
W　 후프재(띠형 박강판)

Claims (7)

1. 간헐 이송되는 띠형 박강판으로부터 철심 박판을 타발하고, 상기 철심 박판을 복수 적층하여 이루어지는 적층 철심을 제조하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치로서,
   순차 이송 금형 장치에 있어서, 상기 띠형 박강판으로부터 타발된 상기 철심 박판을 홀딩하는 철심 홀딩 부재 내에 승강 가능하게 설치되고, 상기 철심 박판이 순차 놓여지는 받침대와,
   상기 받침대를 지지하는 지지 유닛과,
   상기 지지 유닛을 개재하여 상기 받침대의 승강 동작을 행하는 승강용 모터와,
   상기 승강용 모터의 회전 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하고,
   상기 제어 장치는, 상기 순차 이송 금형 장치의 동작에 따라 상기 승강용 모터의 출력 토크를 제한하기 위한 복수의 토크 제한치를 설정하고, 상기 철심 박판의 타발시에는 상기 복수의 토크 제한치에 있어서의 최대의 토크 제한치에 기초하여 상기 출력 토크를 제한하는 것을 특징으로 하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어 장치는 상기 승강용 모터의 출력 토크를 상시(常時) 제한하고,
   상기 복수의 토크 제한치는 상기 철심 박판의 타발시의 고토크 제한치와, 상기 철심 박판의 타발시 이외의 저토크 제한치로 이루어진 것을 특징으로 하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 제어 장치는, 적어도 상기 철심 박판의 타발시에 있어서, 상기 승강용 모터의 위치 결정 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 지지 유닛은 승강용 모터에 의해 회전 구동됨으로써 상기 받침대를 승강시키는 볼 스크류를 포함하고,
   상기 볼 스크류는 상기 철심 박판의 타발시에 상기 받침대에 작용하는 하향 압압력에 의해 역작동하는 것을 특징으로 하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 철심 박판의 타발시에 있어서 상기 받침대를 상승 또는 하강시키도록, 상기 승강용 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제어 장치는 상기 철심 박판의 타발시에 있어서 상기 받침대를 목표 위치에 이동시키도록, 상기 승강용 모터를 위치 결정 제어하는 것을 특징으로 하는 순차 이송 금형 장치용 배압 장치.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 순차 이송 금형 장치용 배압 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 적층 철심 제조 장치.

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