WO2016098145A1

WO2016098145A1 - 順送り金型装置用の逆押え装置及びこれを備えた順送り金型装置

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Publication number: WO2016098145A1
Application number: PCT/JP2014/006336
Authority: WO
Inventors: 英朗堀井; 健一進藤
Original assignee: 黒田精工株式会社
Priority date: 2014-12-18
Filing date: 2014-12-18
Publication date: 2016-06-23
Also published as: JPWO2016098145A1; EP3235577A1; JP6621762B2; EP3235577A4; EP3235577B1; US11065665B2; JPWO2016098354A1; JP6531114B2; WO2016098354A1; US20170361369A1

Abstract

【課題】順送り金型装置用の逆押え装置において、打抜き時の薄板片に対するパンチと受け台とによる必要な挟持力を確保しつつ、抜き孔に対して薄板片を押し戻す力を低減する。【解決手段】順送り金型装置用の逆押え装置（６）は、フープ材（Ｗ）から鉄心薄板（２）を仮打抜きするパンチ（９）と協働するダイ（１９）内に昇降自在に設けられ、仮打抜き時に鉄心薄板（２）をパンチ（９）側に向けて押圧可能な受け台（３１）と、支持ユニット（３２）を介して受け台（３１）を昇降駆動する昇降用モータ（３３）と、昇降用モータ（３３）の動作を制御することにより、受け台（３１）の位置および鉄心薄板（２）に対する押圧力を変更可能なコントローラ（３４）とを備えたことを特徴とする。

Description

順送り金型装置用の逆押え装置及びこれを備えた順送り金型装置

　本発明は、間欠移送される帯状薄板から薄板片を打ち抜くための順送り金型装置用の逆押え装置及びこれを備えた順送り金型装置に関する。

　従来、順送り金型装置による積層鉄心の製造においては、積層鉄心を構成する鉄心薄板の打ち抜き時のバリの発生を抑制するなどの目的で、いわゆるプッシュバック方式が採用されている（特許文献１参照）。このプッシュバック方式では、電磁鋼板のフープ材（帯状薄鋼板）から鉄心薄板の外形等を仮打抜き（半抜きまたは全抜き）し、続いてその抜かれた部分をフープ材にプッシュバックし（押し戻し）、そのプッシュバックされた鉄心薄板を後の工程で打抜いてフープ材から離脱させる。

　また、プッシュバック方式では、パンチによる鉄心薄板の仮打抜きの際に、そのパンチの打抜き方向とは逆方向に鉄心薄板を適切な逆押え力で押圧することにより、鉄心薄板の平坦度の向上（すなわち、打抜き時の鉄心薄板の反りの抑制）等が可能となることが知られている。そのような鉄心薄板の押圧には、例えば、パンチ側に向けてばね付勢され、仮打抜き時にパンチとの間に鉄心薄板を挟み込む受け台（逆押え部）を用いることができ、そのばねの弾性力（鉄心薄板を押し戻す力）は、仮打抜き後の鉄心薄板をフープ材の抜き孔に完全に嵌め込むことが可能な大きさに設定される。

特開２００４－３５７３４９号公報

　ところで、上記プッシュバック方式では、仮打抜きされた鉄心薄板の径が、バリなどの形成によってフープ材側の抜き孔の径よりも実質的に大きくなる場合があり、そのような鉄心薄板が抜き孔に強制的にプッシュバックされる（すなわち、圧入される）と、抜き孔部分の変形等に起因するトラブル（例えば、抜き孔の周辺に配置されたパイロット孔等の位置の変位）が生じるという問題がある。

　これに対し、本願発明者らは、仮打抜きされた鉄心薄板に対する押圧力を低減し、鉄心薄板を抜き孔に完全に嵌め込むことを回避する（例えば、（１）鉄心薄板が抜き孔に安定的に保持される程度に、全抜き後の鉄心薄板を抜き孔に対して部分的に嵌め込む、（２）半抜き後の鉄心薄板をプッシュバックせずにそのまま保持する、（３）全抜き後の鉄心薄板をプッシュバックせずに、鉄心薄板の外周縁と抜き孔部の内周縁との間に形成した連結部によって保持する）ことで、上述のような抜き孔部分の変形等によるトラブルを防止できることを見出した。

　しかしながら、鉄心薄板を抜き孔に完全に嵌め込むことを回避するように、プッシュバック時の鉄心薄板に対する押圧力（ばねの弾性力）を低減すると、これに応じて仮打抜き時における鉄心薄板に対するパンチと受け台との挟持力も低下するため、鉄心薄板の平坦度が低下するという問題が生じる。

　本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、薄板片の仮打抜き時の当該薄板片に対するパンチと受け台とによる必要な挟持力を確保しつつ、その仮打抜きされた薄板片を抜き孔に対して押し戻す力を低減可能とする順送り金型装置用の逆押え装置及びこれを備えた順送り金型装置を提供することを主目的とする。

　本発明の第１の側面では、間欠移送される帯状薄板（Ｗ）から薄板片（２）を打ち抜くための順送り金型装置（１）用の逆押え装置であって、前記帯状薄板から前記薄板片を仮打抜きするパンチ（９）と協働するダイ（１９）内に昇降自在に設けられ、前記仮打抜き時に前記薄板片を前記パンチ側に向けて押圧可能な受け台（３１）と、前記受け台を支持する支持ユニット（３２）と、前記支持ユニットを介して前記受け台を昇降駆動する駆動装置（３３）と、前記駆動装置の動作を制御することにより、前記受け台の位置および前記薄板片に対する押圧力を変更可能な制御装置（３４）とを備えたことを特徴とする。

　この第１の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、受け台の位置および薄板片に対する押圧力（逆押え力）を変更可能な構成としたため、薄板片の仮打抜き（半抜きまたは全抜き）時の当該薄板片に対するパンチと受け台とによる必要な挟持力を確保しつつ、その仮打抜きされた薄板片を抜き孔に対して押し戻す力を低減することが可能となる。より詳細には、薄板片の仮打抜き時には、薄板片に対するパンチと受け台とによる挟持力を高めることによって、薄板片の平坦度の向上を実現する一方、薄板片の仮打抜き後（例えば、プッシュバック時）には、帯状薄板の抜き孔に対して薄板片を完全に嵌め込むことを回避する（例えば、（１）鉄心薄板が抜き孔に安定的に保持される程度に、全抜き後の鉄心薄板を抜き孔に対して部分的に嵌め込む、（２）半抜き後の鉄心薄板をプッシュバックせずにそのまま保持する、（３）全抜き後の鉄心薄板をプッシュバックせずに、鉄心薄板の外周縁と抜き孔部の内周縁との間に形成した連結部によって保持する）ことによって、薄板片のプッシュバック時の抜き孔部分の変形等に起因するトラブルを防止できる。

　本発明の第２の側面では、上記第１の側面に関し、前記制御装置は、前記駆動装置の動作を制御することにより、前記薄板片の仮打抜き時に、前記パンチの下降にともない第１位置から下降する前記受け台に対して第１上向き力を付与し、かつ前記薄板片の仮打抜き後に当該薄板片とともに上昇する前記受け台に対して前記第１上向き力よりも小さい第２上向き力を付与することを特徴とする。

　この第２の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、薄板片の仮打抜き時には、第１上向き力に基づき薄板片に対するパンチと受け台とによる必要な挟持力を確保することができる一方、薄板片の仮打抜き後（プッシュバック時）には、第１上向き力よりも小さい第２上向き力に基づき帯状薄板の抜き孔に対して薄板片を部分的に嵌め込む（すなわち、抜き孔に対して薄板片を完全に嵌め込むことを回避する）ことができる。

　本発明の第３の側面では、上記第２の側面に関し、前記駆動装置は、モータ（３３）を含み、前記第１上向き力は、前記モータの発生するトルクまたは前記モータに入力される電流に対して設定された第１上限値によって制限されることを特徴とする。

　この第３の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、仮打抜き時の鉄心薄板に対するパンチと受け台とによる必要な挟持力を容易に設定することが可能となる。

　本発明の第４の側面では、上記第２または第３の側面に関し、前記駆動装置は、モータ（３３）を含み、前記第２上向き力は、前記モータの発生するトルクまたは前記モータに入力される電流に対して設定された第２上限値によって制限されることを特徴とする。

　この第４の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、仮打抜き後に帯状薄板の抜き孔に対して薄板片を部分的に嵌め込むための押圧力を容易に設定することが可能となる。

　本発明の第５の側面では、上記第１側面に関し、前記制御装置は、前記駆動装置の動作を制御することにより、前記薄板片の仮打抜き時に、前記パンチの下降にともない第１位置から下降する前記受け台に対して第１上向き力を付与し、かつ前記薄板片の仮打抜き後に前記受け台を前記第１位置よりも下方の第２位置まで上昇させることを特徴とする。

　この第５の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、薄板片の仮打抜き後に受け台を第１位置（初期位置）よりも下方の第２位置に移動させることにより、帯状薄板の抜き孔に対して薄板片を部分的に嵌め込むことが容易となる。

　本発明の第６の側面では、上記第１から第５の側面のいずれかに関し、前記制御装置は、前記薄板片の前記仮打抜き時に前記受け台を上昇状態とするように、前記駆動装置の動作を制御することを特徴とする。

　この第６の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、薄板片の仮打抜き時に打抜き条件（薄板片の厚みや、打抜き速度等）に応じて受け台を上昇状態とすることで、薄板片に対してパンチと受け台とによる必要な挟持力を発生させることが容易となる。

　本発明の第７の側面では、上記第１から第６の側面のいずれかに関し、前記駆動装置は、モータを含み、前記支持ユニットは、前記モータによって回転駆動されることにより前記受け台を昇降させるボールねじ（４２）を含み、前記ボールねじは、前記薄板片の前記仮打抜き時に、前記パンチの下降にともない前記受け台に作用する下向きの力によって逆作動することを特徴とする。

　この第７の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、受け台を支持する支持ユニットにボールねじを逆作動（すなわち、直線（軸方向）運動を回転運動に変換）可能に設けることにより、薄板片の仮打抜き時にパンチと受け台とによる適切な挟持力を付与しつつ、ボールねじの逆作動により、受け台等に対する負荷を軽減（打抜き荷重を緩衝）することができる。

　本発明の第８の側面では、上記第１から第７の側面のいずれかに関し、前記薄板片が積層鉄心用の鉄心薄板（２）からなることを特徴とする。

　この第８の側面による順送り金型装置用の逆押え装置では、積層鉄心用の鉄心薄板の製造において、薄板片の平坦度の向上を実現することが可能となる。

　本発明の第９の側面は、上記第１から第８のいずれかに係る逆押え装置を備えた順送り金型装置である。

　このように本発明によれば、薄板片の仮打抜き時の当該薄板片に対するパンチと受け台とによる必要な挟持力を確保しつつ、その仮打抜きされた薄板片を抜き孔に対して押し戻す力を低減することが可能となる。

本発明に係る逆押え装置を備えた順送り金型装置の要部を示す構成図順送り金型装置のストリップレイアウトを示す図順送り金型装置におけるパンチの位置とクランク軸の回転角度との関係を示す説明図仮打抜き・プッシュバック工程における仮打抜きまでの一連の動作を示す説明図図４（Ｃ）の要部拡大図仮打抜き・プッシュバック工程における仮打抜き後のプッシュバックまでの一連の動作を示す説明図図５に示した鉄心薄板の仮打抜き動作の変形例を示す図逆押え装置の動作の流れを示すフロー図図８に示した逆押え装置の動作の流れの変形例を示すフロー図

　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

　図１は本発明に係る逆押え装置を備えた順送り金型装置の要部を示す構成図であり、図２は順送り金型装置のストリップレイアウトを示す図である。

　順送り金型装置１は、電磁鋼板からなるフープ材（帯状薄鋼板）Ｗに対して金属プレス加工を行うことにより、鉄心薄板（薄板片）２を複数積層してなる積層鉄心３を製造する装置である。順送り金型装置１は、上下方向に往復運動可能に設けられた上型４と、図示しないホルダに固定された下型５と、この下型５側に配置され、鉄心薄板２を仮打抜き（半抜きまたは全抜き）する際に当該鉄心薄板２の下面に対して上向きの押圧力（逆押え力）を付与する逆押え装置６とから主として構成される。

　上型４は、フープ材Ｗを打ち抜くための複数のパンチ（図１には、外形の仮打抜き用のパンチ９および外形打ち抜き用のパンチ１０のみを示す。）と、それらパンチを保持するパンチ保持体１１と、パンチ保持体１１の昇降動作をガイドするために上下に延在する複数のガイドポスト（ここでは、ガイドポスト１２のみを示す。）と、図示しないストリッパ用ガイドによって上下にスライド自在に支持され、打ち抜き後のフープ材Ｗをパンチから分離させるストリッパプレート１３とを有している。

　また、上型４の上部は、上下方向に往復運動（例えば、２５ｍｍ～３５ｍｍ程度のストロークで上下動）するスライド部（図示せず）に固定されている。スライド部では、上型駆動用モータ１５によって駆動されるクランク軸１６の回転運動がコネクティングロッド（図示せず）を介して上型４の上下方向の運動に変換される。また、スライド部には、クランク軸１６の回転位相（クランク軸１６の基準回転位置からの回転角度）を検出し、その検出結果を示すエンコーダ信号（以下、「同期信号」という。）を発生するエンコーダ１７が設けられている。

　下型５は、略円柱状のパンチ９、１０がそれぞれ挿入される略円形の外形打ち抜き穴が設けられたダイ１９、２０と、ダイ１９、２０の周囲を保持するダイプレート２１と、ダイ２０の下端に連なり、積層された鉄心薄板２に対して側圧（締め付け力）を付与するスクイズリング２２と、スクイズリング２２を保持すると共に、ダイプレート２１の下面を支持するダイホルダ２３と、ダイホルダ２３の下面を支持するサブプレート２５とを有している。

　パンチ９およびダイ１９は、後に詳述するように、逆押え力を付与した状態で鉄心薄板２の外形を仮打抜きした後にプッシュバックする仮打抜き・プッシュバック工程（図２参照）の実施に供されるものである。また、パンチ１０およびダイ２０は、プッシュバックされた鉄心薄板２の外形を打抜いた後に各鉄心薄板２を積層する外形打抜き・積層工程（図２参照）の実施に供されるものである。

　スクイズリング２２の内径は、ダイ２０の内径と同等の大きさに設定（内径と同一に設定または内径よりも僅かに小さく若しくは僅かに大きく設定）されており、スクイズリング２２は、パンチ１０によってダイ２０内に打ち抜かれた鉄心薄板２を所定の側圧をもって保持しながら順次下方に移動させる。

　なお、本実施形態では、鉄心薄板２の外形を略円形とするが、これに限らず鉄心薄板２の外形形状は任意の形状（例えば、方形、扇型、台形、Ｅ型、Ｉ型、Ｔ型など）とすることができる。また、逆押え装置６は、鉄心薄板２の外形の打抜きに限らず、他の任意の部位を形成するための打抜きに対して適用することが可能である。

　順送り金型装置１では、各鉄心薄板２を固着する方法として積層かしめ法が用いられ、上下に隣接する鉄心薄板２に形成されたかしめ用の凹凸をかしめ結合させることによって積層鉄心３が形成される。ただし、本発明の順送り金型装置１には、積層かしめ法に限らず、各鉄心薄板２を固着する方法として接着剤を用いる積層接着法や、レーザを用いるレーザ溶接法などの他の公知の方法を適用することもできる。

　逆押え装置６は、パンチ９およびダイ１９による鉄心薄板２の仮打抜き時や、その仮打抜き後のプッシュバック時に逆押え力を付与すべく、鉄心薄板２を上方のパンチ９に向けて押圧可能な受け台（逆押え部）３１と、受け台３１を下方から支持する支持ユニット３２と、支持ユニット３２を介して受け台３１を昇降させるための動力を発生する昇降用モータ３３と、昇降用モータ３３の回転動作を制御するコントローラ（制御装置）３４と、コントローラ３４からの指令に基づき昇降用モータ３３を駆動するドライバ３５とを主として備える。昇降用モータ３３としては、サーボモータやステッピングモータ等の公知のモータを用いることができる。

　受け台３１は、パンチ９の外径と略同一の外径を有する。受け台３１は、平坦な略円形の上面３１ａを有し、仮打抜きされる鉄心薄板２の下面に上面３１ａを当接させた状態で上昇することにより、鉄心薄板２に押圧力を付与することが可能である。受け台３１は、その上面３１ａがダイ１９の上端面と同じ高さとなる（またはその近傍に位置する）上限位置と、その上面３１ａが上限位置から所定の間隔をおいて下方に位置する下限位置との間を支持ユニット３２の進退移動に基づき昇降可能である。受け台３１の上面３１ａの形状やサイズについては、鉄心薄板２における当接部位の形態に応じて種々の変更が可能である。

　支持ユニット３２には、上下方向に延在する支持軸４１と、ボールねじ４２を構成する一対のナット４３及びねじ軸４４とが設けられている。支持軸４１は、剛性の高いシャフトからなり、図示しないガイドにより水平方向の移動が制限されている。また、支持軸４１の上端部は受け台３１の下部に接続される一方、その下端部はナット４３に固定されている。ここでは図示しないが、ナット４３の内部には、公知のナットと同様に、ねじ軸４４に設けられたねじ軸側ねじ溝と共にボール（剛球）を転動可能に収容するナット側ねじ溝や、ボールを循環させるための循環通路及びデフレクタ等が設けられている。ねじ軸４４は、その軸心がモータ回転軸心となるように昇降用モータ３３の回転軸に直結されている。

　このような構成により、支持ユニット３２では、昇降用モータ３３の正転によってねじ軸４４が正方向に回転すると、ナット４３が上昇し、これにより、ナット４３に固定された支持軸４１（及び受け台３１）も上昇する。一方、昇降用モータ３３の逆転によってねじ軸４４が逆方向に回転すると、ナット４３が下降し、これにより、ナット４３に固定された支持軸４１も下降する。

　本実施形態では、昇降用モータ３３によってねじ軸４４が回転する構成としたが、これに限らず、昇降用モータ３３の回転によってナットが回転する構成としてもよい。その場合、受け台は、ねじ軸に取り付けられ、ナットの回転によりねじ軸が上下方向に進退移動（すなわち、受け台が上昇または下降）する。

　昇降用モータ３３には、その速度及び回転角度（位置）を検出するための速度・位置検出装置としてのエンコーダ５１が付設されている。エンコーダ５１は、速度及び回転角度の検出結果をエンコーダ信号（以下、「速度・位置検出信号」という。）としてドライバ３５に送出する。なお、昇降用モータ３３の速度・位置検出装置としては、エンコーダに限らず、レゾルバ等の他の検出装置を用いてもよい。また、リニアスケール等の速度・位置検出装置を用いてナット４３の位置を検出し、その検出結果を速度・位置検出信号としてドライバ３５に送出することもできる。

　コントローラ３４は、上型４側のエンコーダ１７からクランク軸１６の回転位相（すなわち、パンチ１０の昇降動作のタイミング）の情報を含む同期信号を取得し、この同期信号に基づきドライバ３５に対して昇降用モータ３３の位置指令、速度指令及びトルク指令を送出することにより、モータの回転動作（すなわち、受け台３１の昇降動作）を制御する。ドライバ３５は、コントローラ３４からの位置指令、速度指令及びトルク指令の少なくとも一つと、エンコーダ５１からの速度・位置検出信号（すなわち、速度及び位置フィードバック）とに基づき、電源（図示せず）から昇降用モータ３３に印加される電流を制御することにより、昇降用モータ３３の停止位置、回転速度及びトルク（すなわち、受け台３１の位置、昇降速度及び押圧力）を制御する。

　後に詳述するが、上記構成の順送り金型装置１では、仮打抜き・プッシュバック工程において、鉄心薄板２の仮打抜き時に、パンチ９と受け台３１との間に鉄心薄板２を挟持することにより、鉄心薄板２に対して所定の押圧力（挟持力）が付与される。さらに、鉄心薄板２の打抜き後には、受け台３１が鉄心薄板２に押圧力を付与することにより、フープ材Ｗの抜き孔（図示せず）に対して鉄心薄板２がプッシュバックされる。したがって、コントローラ３４がドライバ３５に対して送出する位置指令、速度指令及びトルク指令の内容は、鉄心薄板２の打抜き条件（鉄心薄板の厚みや、プレス速度等）に基づき、パンチ９およびダイ１９による鉄心薄板２の打抜き時の鉄心薄板２に対して適切な押圧力（挟持力）を付与する観点や、鉄心薄板２の打抜き後にプッシュバックする鉄心薄板２に対して適切な押圧力を付与する観点から設定することができる。

　パンチ９による仮打抜き時には、鉄心薄板２に当接する受け台３１にパンチ９による下向きの力が発生するが、ボールねじ４２が逆作動可能な態様で設けられているため、大きな負荷（例えば、トルク制限値を越える負荷）が加わった場合は昇降用モータ３３が逆回転する。つまり、逆押え装置６は、昇降用モータ３３によって比較的大きな押圧力を鉄心薄板２に対して付与可能でありながら、ボールねじ４２の逆作動（すなわち、受け台３１の下降）によって、従来技術におけるばね等と同様にパンチ９による衝撃の緩衝効果が得られ、支持ユニット３２等に対する負荷を軽減（打抜き荷重を緩衝）することができる。逆押え装置６の構成については、少なくともボールねじが逆作動可能な態様で設けられている限りにおいて、ここに示すものに限らず、他の構成を用いてもよい。ボールねじ４２によるパンチの衝撃の緩衝効果は、その後のプッシュバックの態様に拘わらず得られるものである。

　また、外形打ち抜き・積層工程では、パンチ１０によって打ち抜かれた鉄心薄板２がダイ２０内に打ち抜かれ、このダイ２０内において順次積層された鉄心薄板２は、ダイ２０の下方のスクイズリング２２内へと順次押し込まれ、規定枚数の鉄心薄板群（すなわち、積層鉄心３）において互いに固着される。

　なお、図２に示したストリップレイアウトでは省略したが、順送り金型装置１では、鉄心薄板２の仮打抜き・プッシュバック工程の前工程として、従来装置と同様にパイロット孔やスロット部、内径ティース等の打ち抜き加工等の各工程が順次実施されて鉄心薄板２が連続的に形作られる。また、順送り金型装置１では、パンチ９、１０やダイ１９、２０の間隔を考慮し、仮打抜き・プッシュバック工程および外形打抜き・積層工程の間に、打ち抜きを実施しないアイドル工程を設けてもよい。ただし、鉄心薄板２の各部の形状については、逆押え装置６によって鉄心薄板２に対して押圧力を付与可能である限りにおいて任意の形態を適用することができる。

　図３は、順送り金型装置におけるパンチの位置とクランク軸の回転角度との関係を示す説明図であり、図４（Ａ）～（Ｃ）は、仮打抜き・プッシュバック工程における仮打抜きまでの一連の動作を示す説明図であり、図５は、図４（Ｃ）の要部拡大図であり、図６（Ａ）～（Ｃ）は、仮打抜き・プッシュバック工程における仮打抜き後のプッシュバックまでの一連の動作を示す説明図である。

　図３において、縦軸は、クランク軸１６のクランクピン１６ａ（図１参照）の高さ位置に応じて上下するパンチ９の先端９ａの位置であり、横軸は、クランク軸１６の回転角度である。また、図３中に示したＴ１～Ｔ５は、各点における時刻（すなわち、経過時間）を示している。図に示すように、パンチ９は、１回の昇降動作において、時刻Ｔ０（クランク軸回転角度０°）における上死点から、時刻Ｔ３（クランク軸回転角度１８０°）における下死点を経て再び時刻Ｔ５において上死点に戻る。また、時刻Ｔ２は、パンチ９の先端９ａがフープ材Ｗの表面の位置まで下降した時刻に相当し、時刻Ｔ４は、パンチ９の先端９ａが下死点から再びフープ材Ｗの表面の位置まで上昇した時刻に相当する。

　パンチ９によるフープ材Ｗの打ち抜き動作は、パンチ９がフープ材Ｗに当接してから元の位置に戻るまでの時刻Ｔ２～Ｔ４において実施される。ただし、鉄心薄板２のダイ１９内への打ち抜きについては、パンチ９がフープ材Ｗに当接してから下死点を超えるまでの時刻Ｔ２～Ｔ３で概ね完了する。

　なお、本実施形態では、上述のエンコーダ１７からの同期信号として、鉄心薄板２の打ち抜き開始直後（図３中の時刻Ｔ０またはＴ５）のタイミングでエンコーダ１７から順次送出される同期信号１と、少なくともパンチ９が下死点に到達する予定時刻（図３中の時刻Ｔ３参照）から所定の時間Ｔｚだけ前のタイミングでエンコーダ１７から順次送出される同期信号２が用いられる。

　次に、図４を参照して順送り金型装置１の仮打抜き・プッシュバック工程における仮打抜きまでの一連の動作について説明する。図４（Ａ）では、パンチ９の昇降動作の開始前の状態を示しており、パンチ９の先端９ａは、上限位置（図３中の時刻Ｔ０における上死点に相当）にある。同様に、ストリッパプレート１３も上限位置にある。また、受け台３１の上面３１ａは、ダイ１９の上端面１９ａと同じ高さとなる初期位置（第１位置）にある。

　続く図４（Ｂ）では、パンチ９が図４（Ａ）の上限位置から下降してフープ材Ｗの上面当接した状態を示しており、パンチ９の先端９ａは、下限位置（図３中の時刻Ｔ３における下死点に相当）の僅かに上方にある。また、ストリッパプレート１３は、パンチ９とともに下降し、フープ材Ｗをダイ１９およびダイプレート２１に向けて下方に押圧した状態にある。一方、受け台３１の上面３１ａは、図４（Ａ）と同じ位置にあり、これにより、パンチ９との間にフープ材Ｗ（鉄心薄板２）を挟持した状態にある。

　続く図４（Ｃ）では、パンチ９によってフープ材Ｗを仮打抜きした状態を示しており、パンチ９の先端９ａは、下限位置（図３中の時刻Ｔ３における下死点に相当）にある。また、受け台３１は、パンチ９の押圧によってボールねじ４２が逆作動することにより、上記図４（Ｂ）の位置から下降する。このとき、受け台３１の上面３１ａは、図５に示すように、ダイ１９の上端面１９ａを基準として、下限位置におけるパンチ９のダイ１９に対する挿入深さＬ（かみ合い長さ）と鉄心薄板２の厚さｔとを加算した長さ（Ｌ＋ｔ）だけ下方の位置（打ち抜き位置）まで移動する。また、下降する受け台３１に対しては、その第１の位置に復帰させようとする力（第１上向き力）が付与される。

　次に、図６を参照して順送り金型装置１の仮打抜き・プッシュバック工程における仮打抜き後のプッシュバックまでの一連の動作について説明する。図６に示される一連の動作は、上述の図４の動作に続いて実施されるものである。

　図６（Ａ）では、パンチ９が、鉄心薄板２の打ち抜き後に図４（Ｃ）の状態から上昇を開始した状態を示しており、このとき、ストリッパプレート１３は、依然としてフープ材Ｗをダイ１９およびダイプレート２１に向けて下方に押圧した状態にある。このとき、ストリッパプレート１３によってフープ材Ｗが押圧された状態で、受け台３１には、パンチ９に追従して上昇する力（第２上向き力）が付与され、これにより、鉄心薄板２には受け台３１による上方への押圧力が作用する。これにより、抜き孔６０に対する鉄心薄板２のプッシュバックが開始される。

　続く図６（Ｂ）では、ストリッパプレート１３によってフープ材Ｗが押圧された状態で、受け台３１が所定位置まで上昇することにより、抜き孔６０に対する鉄心薄板２のプッシュバックが完了する。このプッシュバックでは、鉄心薄板２は抜き孔６０に完全には嵌め込まれた状態にはならず、鉄心薄板２が抜き孔６０に安定的に保持される程度に、鉄心薄板２の一部（上部周縁）が抜き孔６０に嵌め込まれた状態となる。その後、パンチ９は、その上限位置に向けて上昇し、このパンチ９の上昇に遅れてストリッパプレート１３もその上限位置に向けて上昇する。

　続く図６（Ｃ）では、フープ材Ｗが搬送され（図６（Ｂ）でプッシュバックされた鉄心薄板２が右方（次工程）に移動し）、パンチ９およびストリッパプレート１３は、図４（Ａ）と同様に初期位置まで再び上昇する。また、受け台３１も初期位置に移動する。その後は、上述のような一連の動作が繰り返される。なお、図４～図６では、説明の便宜上、打ち抜かれる鉄心薄板２の厚みを実際よりも誇張して表しているが、実際には、図６（Ｂ）の状態においても、プッシュバックされた鉄心薄板２のフープ材Ｗからの下方への突出量は、フープ材Ｗの搬送に大きく影響しない（ダイ１９によって阻害されない）程度である。また、ストリッパプレート１３の上昇後には、ダイ１９付近の下型の上面に設けられたリフタ（図示せず）によってフープ材Ｗが持ち上げられるため、鉄心薄板２がフープ材Ｗから下方に突出した状態にあってもフープ材Ｗの搬送は阻害されない。

　また、上述のような仮打抜き・プッシュバック工程では、図５に示した全抜き（完全打抜き）後の鉄心薄板２を抜き孔６０に対してプッシュバックしない構成も可能である。この場合、例えば、上述の図４（Ｃ）に関し、鉄心薄板２は、その外周縁とフープ材Ｗ（抜き孔６０を画成する内周縁）とを連結する連結部を残留させるようにパンチ９によって仮打抜きされる。そのような連結部は、例えば、鉄心薄板２の外周縁に所定の間隔で配置された複数の連結片として形成することができ、仮打抜きされた鉄心薄板２は、それらの連結片を介してフープ材Ｗから吊り下げられた状態となり、フープ材Ｗから完全に離脱することはない。それらの連結片は、その後の外形打ち抜き・積層工程においてパンチ１０によって切断され、これにより、上述の場合と同様に鉄心薄板２がダイ２０内に打ち抜かれる。

　図７は、図５に示した鉄心薄板の仮打抜き動作の変形例を示す図である。上述の例では、鉄心薄板２を全抜き（すなわち、パンチ９での打抜きによって鉄心薄板２をフープ材Ｗから一旦分離）する構成としたが、これに限らず、図７に示すように、半抜き（すなわち、打ち抜きによって鉄心薄板２をフープ材Ｗから完全に分離しない部分打抜き）する構成としてもよい。この場合、上述の図６（Ｂ）に対応する動作では、鉄心薄板２が半抜き状態から抜き孔６０に対して僅かに押し戻されることになる。なお、半抜き状態にある鉄心薄板２の押し戻し量については、少なくとも抜き孔６０に対して鉄心薄板２を完全に押し戻さない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、押圧力を高めて従来の上下抜き法のように、パンチ９での打抜きによって半抜き状態にある鉄心薄板２を、受け台３１の上昇により抜き孔６０を超えて押し上げることも可能である。この場合、押し上げられた鉄心薄板２は、その下部周縁が抜き孔６０に対して部分的に嵌め込まれた状態で、その上部がフープ材Ｗの上面よりも上側に突出する。

　また、上述のような仮打抜き・プッシュバック工程では、図７に示した半抜き後の鉄心薄板２を抜き孔６０に対してプッシュバックしない構成も可能である。この場合、例えば、上述の図６（Ｂ）に関し、ストリッパプレート１３の上昇開始後に、受け台３１を所定位置まで上昇させることにより、鉄心薄板２を抜き孔６０に対して押し戻すことなく、鉄心薄板２をダイ１９内から外に押し出すことができる。つまり、ストリッパプレート１３の上昇動作に対する受け台３１の上昇動作の開始のタイミングを制御することにより、仮打抜き後のプッシュバックの有無を制御することが可能となる。

　図８は、逆押え装置の動作の流れを示すフロー図である。逆押え装置６が起動されると、コントローラ３４は、ドライバ３５に対して昇降用モータ３３の位置指令を送出することにより位置制御を開始し（ＳＴ１０１）、これにより、受け台３１を第１位置（初期位置）に移動させる（ＳＴ１０２）。受け台３１の第１位置は、図４（Ａ）に示した位置（上面３１ａがダイ１９の上端面１９ａと同じ高さとなる位置）となるが、これに限らず、上面３１ａがダイ１９の上端面１９ａと異なる高さとなる位置を受け台３１の第１位置としてもよい。

　続いてドライバ３５は、受け台３１を初期位置に保持するための保持トルクを昇降用モータ３３に発生させ、受け台３１の静止状態を保持する（ＳＴ１０３）。このとき、ドライバ３５は、保持トルクの上限値（第１上限値）を設定するためのトルク指令をコントローラ３４から取得し、そのトルク指令に基づき、昇降用モータ３３に印加する電流制限値（或いはトルク制限値）を設定する。或いは、ドライバ３５は、コントローラ３４からのトルク指令によって予め設定されたトルクの目標値に基づき昇降用モータ３３に印加する電流値（或いはトルク出力）を設定してもよい。保持トルクの値は、鉄心薄板２の打抜き条件によって変更され得るが、仮打抜き時に鉄心薄板２に対してパンチ９と受け台３１とによる適切な挟持力を発生させることにより、鉄心薄板２の平坦度を向上させる（すなわち、鉄心薄板２の反りを抑制する）観点から設定することが可能である。

　その後、パンチ９による鉄心薄板２の仮打抜きが開始されると、コントローラ３４は、パンチ９による仮打抜きが終了したか否かを判定する（ＳＴ１０４）。そこで、仮打抜きが終了したと判定すると（Ｙｅｓ）、ドライバ３５に対して昇降用モータ３３の位置指令を送出することにより、受け台３１を第１位置よりも低い第２位置に移動（上昇）させる（ＳＴ１０５）。ここで、コントローラ３４による仮打抜きの終了の判定は、種々の方法によって実現できるが、例えば、エンコーダ１７からの同期信号２（パンチ９が下死点に到達する予定時刻（図２中の時刻Ｔ３参照）から所定の時間だけ前のタイミングで送出される）をコントローラ３４が受信した時（またはその受信から所定時間経過した時）を仮打抜の終了とみなすことができる。或いは、エンコーダ１７からの同期信号１（打抜き開始直後のタイミングで送出される）をコントローラ３４が受信した時から所定時間経過した時を仮打抜の終了とみなしてもよい。なお、ステップＳＴ１０５に関し、上述のように、受け台３１の上昇により抜き孔６０を超えて鉄心薄板２を押し上げる態様では、第２位置は、第１位置よりも高い位置に設定される。

　第１位置と第２位置との距離は、フープ材Ｗの抜き孔６０に対する鉄心薄板２の押し戻し量（抜き孔６０に対する鉄心薄板２の嵌め込み深さ）に概ね相当する。第２の位置は、打抜き条件によって変更され得るが、鉄心薄板２の打抜き後のプッシュバック時に鉄心薄板２をフープ材Ｗの抜き孔６０に対して完全には嵌め込まない（すなわち、鉄心薄板２を抜き孔６０に対して部分的に嵌め込むことにより、抜き孔６０部分の変形等を抑制する）観点から設定することが可能である。

　ステップＳＴ１０５の位置制御は、コントローラ３４によってプッシュバックが終了したと判定される（ＳＴ１０６：Ｙｅｓ）まで継続される。プッシュバックが終了したと判定されると、（ＳＴ１０６：Ｙｅｓ）、コントローラ３４は、全ての鉄心薄板２の打ち抜きが終了したか否かを判断し（ＳＴ１０７）、最終的に、全ての鉄心薄板２の打ち抜きが終了するまで（Ｙｅｓ）、上述のステップＳＴ１０２～ＳＴ１０６を繰り返し実行する。なお、ステップ１０６におけるプッシュバックの終了の判定は、種々の方法によって実現できるが、例えば、コントローラ３４が検出する昇降用モータ３３の負荷電流の大きさに基づき判定することができる。或いは、受け台３１の上部に力センサ５５（図１参照）を設け、この力センサ５５の検出結果に基づきプッシュバックの終了を判定してもよい。

　なお、本実施形態では、受け台３１を第１位置に移動させた後に（すなわち、受け台３１が静止状態で）パンチ９による仮打抜きが開始される構成としたが、受け台３１の上昇状態において仮打抜きが実施される構成としてもよい。この場合、コントローラ３４は、ステップＳＴ１０１～ＳＴ１０４の代わりに、例えば、パンチ９が図４（Ｂ）の位置（フープ材Ｗの上面当接する位置）に到達する時に受け台３１が第１位置またはその近傍に到達するように、同期信号１の受信後に昇降用モータ３３を速度制御して下限位置にある受け台３１を所定の速度で上昇させるとよい。

　図９は、図８に示した逆押え装置の動作の流れの変形例を示すフロー図である。図９の変形例では、図８に示したステップＳＴ１０１～ＳＴ１０４、ＳＴ１０６、Ｓ１０７とそれぞれ同様のステップＳＴ２０１～ＳＴ２０４、ＳＴ２０６、ＳＴ２０７が実行されるが、仮打抜き終了後の受け台３１の動作（ＳＴ２０５）が図８のＳＴ１０５とは異なる。

　より詳細には、コントローラ３４は、パンチ９による仮打抜きが終了したと判断すると（ＳＴ２０４：Ｙｅｓ）、ドライバ３５に対して昇降用モータ３３の位置指令を送出することにより、受け台３１を再び初期位置（第１位置）に戻すように上昇させる（ＳＴ１０５）。このとき、ドライバ３５は、昇降用モータ３３のトルクの上限値（第２上限値）を設定するためのトルク指令をコントローラ３４から取得し、そのトルク指令に基づき、昇降用モータ３３に印加する電流制限値（或いはトルク制限値）を設定する。このトルクの上限値は、打抜き条件によって変更され得るが、図８のステップＳＴ１０５の場合と同様に、鉄心薄板２のプッシュバック時に鉄心薄板２をフープ材Ｗの抜き孔６０に対して完全には嵌め込まない観点から設定することが可能であり、少なくとも上述の保持トルクの上限値よりも低い値に設定される。この変形例では、受け台３１が第１位置に移動する前にプッシュバックが終了する（ＳＴ２０６：Ｙｅｓ）。フープ材Ｗの抜き孔６０に対する鉄心薄板２の押し戻し量は、昇降用モータ３３のトルクの上限値の大きさに応じて定まる。

　このように、上記順送り金型装置１の逆押え装置６では、受け台３１を昇降駆動する昇降用モータ３３と、昇降用モータ３３の動作を制御することにより、受け台３１の位置および鉄心薄板２に対する押圧力を変更可能なコントローラ３４及びドライバ３５とを設けることにより、鉄心薄板２の仮打抜き時には、鉄心薄板２に対するパンチ９と受け台３１とによる挟持力を高めることによって、鉄心薄板２の平坦度の向上を実現する一方、鉄心薄板２の仮打抜き後（プッシュバック時）には、フープ材Ｗの抜き孔６０に対して鉄心薄板２を部分的に嵌め込むことによって、鉄心薄板２のプッシュバックによる抜き孔部分の変形等によるトラブルを防止できる。

　以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。上記実施形態では、受け台をモータ（電動機）によって駆動する構成としたが、受け台の昇降動作には、油圧式や空気圧式の駆動装置を用いることもできる。また、受け台を支持する支持ユニットは、必ずしもボールねじを備える必要はなく、駆動装置によって進退移動可能に設けられたロッド等であってもよい。また、受け台に圧電（ピエゾ）アクチュエータの駆動ロッドを接続し、当該圧電アクチュエータにおける圧電素子の伸縮により受け台の昇降動作を行う構成も可能である。また、本発明は、積層鉄心用の鉄心薄板を打ち抜くための金型に限らず帯状薄板から任意の薄板片（部品等）を打ち抜く金型に適用可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係る順送り金型装置用の逆押え装置及びこれを備えた順送り金型装置の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１　順送り金型装置
２　鉄心薄板（薄板片）
３　積層鉄心
４　上型
５　下型
６　逆押え装置
９　パンチ
１０　パンチ
１６　クランク軸
１９　ダイ
１９ａ　ダイ上端面
２０　ダイ
３１　受け台
３１ａ　受け台上面
３２　支持ユニット
３３　昇降用モータ（駆動装置）
３４　コントローラ（制御装置）
３５　ドライバ
４１　支持軸
４２　ボールねじ
４３　ナット
４４　ねじ軸
５１　エンコーダ
５５　力センサ
Ｗ　フープ材（帯状薄鋼板）

Claims

　間欠移送される帯状薄板から薄板片を打ち抜くための順送り金型装置用の逆押え装置であって、
　前記帯状薄板から前記薄板片を仮打抜きするパンチと協働するダイ内に昇降自在に設けられ、前記仮打抜き時に前記薄板片を前記パンチ側に向けて押圧可能な受け台と、
　前記受け台を支持する支持ユニットと、
　前記支持ユニットを介して前記受け台を昇降駆動する駆動装置と、
　前記駆動装置の動作を制御することにより、前記受け台の位置および前記薄板片に対する押圧力を変更可能な制御装置と
を備えたことを特徴とする順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記制御装置は、前記駆動装置の動作を制御することにより、前記薄板片の仮打抜き時に、前記パンチの下降にともない第１位置から下降する前記受け台に対して第１上向き力を付与し、かつ前記薄板片の仮打抜き後に当該薄板片とともに上昇する前記受け台に対して前記第１上向き力よりも小さい第２上向き力を付与することを特徴とする請求項１に記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記駆動装置は、モータを含み、
　前記第１上向き力は、前記モータの発生するトルクまたは前記モータに入力される電流に対して設定された第１上限値によって制限されることを特徴とする請求項２に記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記駆動装置は、モータを含み、
　前記第２上向き力は、前記モータの発生するトルクまたは前記モータに入力される電流に対して設定された第２上限値によって制限されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記制御装置は、前記駆動装置の動作を制御することにより、前記薄板片の仮打抜き時に、前記パンチの下降にともない第１位置から下降する前記受け台に対して第１上向き力を付与し、かつ前記薄板片の仮打抜き後に前記受け台を前記第１位置よりも下方の第２位置まで上昇させることを特徴とする請求項１に記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記制御装置は、前記薄板片の前記仮打抜き時に、前記受け台を上昇状態とするように、前記駆動装置の動作を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記駆動装置は、モータを含み、
　前記支持ユニットは、前記モータによって回転駆動されることにより前記受け台を昇降させるボールねじを含み、
　前記ボールねじは、前記薄板片の前記仮打抜き時に前記パンチの下降にともない前記受け台に作用する下向きの力によって逆作動することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　前記薄板片が積層鉄心用の鉄心薄板からなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の順送り金型装置用の逆押え装置。
　請求項１から請求項８のいずれかに記載の逆押え装置を備えた順送り金型装置。