JP2730974B2 - 溶接された打抜き部材の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも２つの互いに結合された打抜き
部材、例えばローター、ステーター等の積層鉄心を製造
する方法および装置に関する。

（従来の技術と問題点） 打抜き装置内で２つの材料を結合させる方法には、接
触溶接法があり、例えばコントラップシステムとして既
知である。この場合、あらかじめ打抜き部材を接触さ
せ、リボン電線による抵抗溶接で結合させる。この溶接
には相当多くのエネルギーを要するので、連続溶接の回
数は毎分400回に制限される。

この他、黒田精密産業株式会社によって開発されたフ
ァステック（FASTEC）が知られている。この方法では、
個々の打抜き部材が打抜き装置内で互いに結合される。
これらの結合は打抜き部材の凹部で行われ、打抜き部材
は互いに組み合わされて結合する。この方法は、例えば
ローターまたはステーター等の積層鉄心の製造に利用さ
れ、その１例がドイツ特許出願3203123に開示されてい
る。

これらの方法は、すべての工程が１つの雄金型の多数
回使用によって実施される。

この方法には次のような不具合がある。すなわち、 ・平均打抜き速度が毎分３〜400回のストロークで遅い
こと、 ・このような打抜き部材の製造には複雑な構造の装置が
必要なため、製造コストが高くなること、さらに ・個々の打抜き部材の接合位置が限定され、打抜き部材
が変形しやすく、積層体にし難いことである。

さらに、ドイツ特許出願2839928から、１台の連続装
置内に、スタンピング、パンチング、ベンディングなど
のモジュールのほかに、打抜き部と供給部での接合にレ
ーザ溶接を設けることが知られている。

この方法の欠点は、打抜き工程と関係なく連続ストロ
ークの段階で型にかかる負担が大きいことである。

（課題解決のための手段） 本発明の目的は、上記問題点を回避し、少なくとも２
つの互いに結合した打抜き部材の製造方法および装置を
提供することであり、本発明によれば打抜き部材の結合
保持力は本質的に高く、打抜き部材の寸法精度が一層改
善される。

本発明の目的は、特許請求の範囲１の構成により解決
される。本発明によって得られる利点は、打抜き速度を
上げることができ、打抜き部材の形状に及ぼす悪影響を
最少にできることである。

優れた実施方法により、打抜き部材を一つの積層体に
することにより、積層中の互いに隣接して存在する打抜
き部材の縁で相互に溶接される。この方法により得られ
る利点は、結合が質的に改良され、打抜き装置内部で正
確な相互積層がなされ、打抜き時間が短縮されることで
ある。この方法を実施する装置の構成は、特許請求の範
囲７にあげられている。この装置では、打抜き装置は簡
素化され、打抜きプレスの往復頻度を上げることができ
る利点がある。

次に本発明を実施例によってさらに詳しく説明する。

第１図ないし第４図は、本発明による方法の異なる実
施態様を図式化した説明図である。第５図は、本発明に
よる積層鉄心の製造装置を図式化したものである。第６
図は、第５図の装置の部分拡大図である。第７図は、積
層鉄心製造の時間的推移を図式化したものである。

以下に述べる方法では、各打抜き部材は、打抜き工程
中にレーザ光照射によって溶接される。打抜き工程は打
抜き部材数に依存し、最も単純なのは一回の打抜き操作
である。打抜き工程の継続は、たとえば打抜き装置の偏
心軸に結合する軸コード板によって予め決められてい
る。２個の打抜き部材を溶接する場合、溶接は次の打抜
き行程でのみ行い、打抜き部材を静止状態にしなければ
ならない。

第１図から第４図には本発明の種々な実施態様が示さ
れているが、ここで同じ要素には同じ引出し番号がつけ
られている。なお、図中の打抜き部材（１、２）は、雌
型内の最上部に位置する打抜き部材（１、２）のみが図
示されている。

第１図の実施態様では、打抜き部材１と２、穴部３が
示され、打抜き部材の外縁４および／または穴部３で形
成される内縁５は、レーザ装置７からのレーザ光線６に
よって溶接される。

第１図に示す実施態様に対して、第２図では溶接部
に、レーザ光線が反射板８、例えば鏡で反射されて放射
される。

第３図は打抜き部材1,2に点溶接を実施する例を示
し、第４図は２つの直角打抜き部材９および10を溶接す
る例を示しているが、本発明の方法はこれらの実施態様
に限定されるものではない。

第５図に示すように、本発明の溶接された打抜き部材
の製造方法を実施する装置は、プレス上基盤11とプレス
下基盤12をもつ打抜きプレス機、打抜きツール13および
焦点調整装置15をもつレーザ装置を備えている。プレス
上基盤11には打抜きツール13が取付けられている。打抜
きツール13は打抜き部材に応じて作られ、公知のように
下部材16、上部材17、下部材に取付けられている機械上
部の案内柱18、案内柱に接するかき取り具20、プレス板
21、雄型22および機械上部に取付けられた雄型保持板23
ならびに材料バンド（図示せず）の案内板24,25と下部
材16に取付けられた雌型26からなり、材料バンドは雄型
22と雌型26とにより打抜かれる。プレス下基盤12上には
保持装置31と焦点調整装置15が配置されている。この焦
点調整装置15はレーザ装置と光透過ケーブル32で結ばれ
ている。レーザ装置はパルスレーザの利点を有し、その
光線源はガラス棒またはYAG棒である。焦点調整装置15
を調整するため、保持装置31には調節具33が設けられて
いる。この実施例では、第２図に示すように、複数個所
を溶接するための光線分割器をもつレーザが用いられ
る。しかし、互いに対向する位置にある保持装置31にそ
れぞれが保持された２組の溶接装置を設けることもでき
る。

レーザ光線を調整するために、焦点調整装置に結合し
た観察装置を設けることもできる。図に示すレーザ装置
と焦点調整装置15が別々になったもの以外に、両者が結
合した装置も使用できる。なお、材料バンドは同一材料
にかぎらず、異なる材料のものを混ぜて供給し、異なる
材料のものが互いに溶接された打抜き部材を得ることも
できる。

溶接装置14,15は制御装置34によって制御される。こ
の制御装置は、打抜きプレス機の偏心軸と機械的に結合
したコード盤、これと共動する走査装置および走査装置
から信号を受けて工程中に対応した機能を発揮させる制
御信号を送る制御回路を備えている。

雌型26の下部には、個々の打抜き部材を一括パックし
て放出する制御装置27が取付けられている。

第６図に示すように、機械下部の雌型26および雄型22
には、溶接する打抜き部材1,2にレーザ光線を到達させ
るための溝36、傾斜穴37がそれぞれ設けられている。溶
接は、雌型26内の最上層域で、最上層の打抜き部材と隣
接する下層の打抜き部材との間で行われる。雄型22の傾
斜穴37からレーザ光線を打抜き部材の内縁５に照射し
て、また、雌型26に上方に開口して設けた溝36から、レ
ーザ光線を打抜き部材の外縁４に照射して打抜き部材を
溶接することができる。溶接は雄型22が雌型26内にある
ときでも可能である。このため、極めて高い溶接精度が
保証されるとともに、レーザ光線の照射を打抜き操作と
連動させることにより、積層鉄心パックの高速度加工が
実現される。溝36は取出し部でもある。

この方法の有利な実施態様としては、例えばロータ
ー、ステーターおよび変圧器などの積層鉄心の製造であ
る。第７図は、偏心軸の回転に依存するこの方法の経過
を示している。

第７図に示すように、切断行程Ｉは下死点（U.T）に
達したとき終了する。続いてポンチIIの出番になる。レ
ーザ光線６は、下死点（U.T）の領域で型に長方形の溝3
6、傾斜穴37があると、外縁４または内縁５に達する。

長方形の穴のないポンチ（雄型）22では、IIIでレー
ザ光線６の照射が行われる。続いて溶接IVが行われ、上
死点（O.T）またはその前で溶接が終了する。上死点後
に材料バンド送りＶが起こり、続いてクランピングVIが
行われる。材料バンド送りＶとクランピングVIの間に、
パック行程VIIIが行われる。クランピングVIの後、パッ
キングピンの調整VIIによって、再び切断工程が準備さ
れ、新たな工程のサイクルが開始される。

以上の記述から、本発明の方法によれば、上下の死点
で溶接工程が特に有利に行われることがわかる。これに
よって、積層鉄心パックの製造が可能になり、公知の方
法による品質および運転特性、電気特性が広い範囲で改
善される。特に注目すべきは、例えば、毎分800ストロ
ークの高速度で加工することができ、打抜きツールが実
質的に簡略化されることである。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図，第３図および第４図は本発明の実施態
様を示す説明図で、第５図は本発明を実施する装置を図
式化した断面図、第６図は第５図のレーザ光線による溶
接個所を示す部分断面拡大図、第７図は本発明の打抜き
部材製造工程における時間的推移を示す説明図である。 1,2……打抜き部材 ３……穴部 ４……外縁 ５……内縁 ６……レーザ光線 ７……レーザ装置 ８……反射板 9,10……直角打抜き部材 11……プレス上基盤 12……プレス下基盤 13……打抜きツール 14……レーザ光源 15……焦点調整装置 16……下部材 17……上部材 18……案内柱 26……雌型 27……制御装置 33……調節具 34……制御装置

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】打抜き工程で、打抜かれた２個の部材
   （１、２）がパルス光線照射によって少なくとも１箇所
   で互いに溶接された打抜き部材の製造方法であって、雌
   型（26）内の最上部に位置して互いに重なり合う打抜き
   部材の縁（４、５）に光線照射方向を合わせ、雄型（2
   2）が下死点と上死点間の所定の位置に達したときに光
   線を照射し、前記縁（４、５）で互いに重なり合う打抜
   き部材を溶接することを特徴とする溶接された打抜き部
   材の製造方法。
2. 【請求項２】打抜き部材（１、２）が、その外縁（４）
   の少なくとも１箇所で溶接される請求項１に記載の溶接
   された打抜き部材の製造方法。
3. 【請求項３】打抜き部材（１、２）が、穴部（３）によ
   って形成された縁で溶接される請求項１又は２に記載の
   溶接された打抜き部材の製造方法。
4. 【請求項４】打抜き部材が１個の積層体にまとめられ、
   積層体内の隣接する打抜き部材が、積層された縁の、少
   なくとも２個所で互いに溶接され、該個所が打抜き部材
   の互いに対向する位置にある請求項１乃至３のいずれか
   に記載の溶接された打抜き部材の製造方法。
5. 【請求項５】前記対向する位置での溶接工程が、同時に
   または時間差を設けて行われる請求項１乃至４のいずれ
   かに記載の溶接された打抜き部材の製造方法。
6. 【請求項６】異なる材料からなる打抜き部材が互いに溶
   接される請求項１乃至５のいずれかに記載の溶接された
   打抜き部材の製造方法。
7. 【請求項７】請求項１に記載の製造方法を実施する装置
   であって、プレス基盤（11,12）には、打抜きツール（1
   3）と、プレス機の打抜き操作に依存して制御されるパ
   ルスレーザ装置とその制御装置とを備えた溶接装置
   （７、14）とが設けられ、レーザ装置（７）はレーザ光
   線を調節する焦点調整位置（15）を有し、制御装置（3
   4）は打抜きストロークあるいは打抜き操作に依存して
   レーザ光源（14）を制御するカムシャフトギヤを有する
   ことを特徴とする溶接された打抜き部材の製造装置。
8. 【請求項８】レーザ装置（７）が、プレス基盤（11,1
   2）にあるいは打抜きツール（13）に設けられている請
   求項７に記載の溶接された打抜き部材の製造装置。
9. 【請求項９】焦点調整装置（15）が、打抜きツールの下
   部材（16）に取り付けられ、光透過ケーブル（32）でレ
   ーザ光源（14）に結合されている請求項７又は８に記載
   の溶接された打抜き部材の製造装置。
10. 【請求項１０】反射装置（８）が、打抜きツール（13）
    に取り付けられ、冷却剤の供給が可能である請求項７に
    記載の溶接された打抜き部材の製造装置。
11. 【請求項１１】レーザ装置（７）を支持し、光線の方向
    を調節する手段（31）を有する請求項７乃至10のいずれ
    かに記載の溶接された打抜き部材の製造装置。
12. 【請求項１２】雌型（26）が、この最上層域で打抜き部
    材の外縁を溶接するためのレーザ光線の通路となる上方
    と側方に開口する溝（36）を有する請求項７乃至11のい
    ずれかに記載の溶接された打抜き部材の製造装置。
13. 【請求項１３】雄型（22）が、打抜き部材の内縁を溶接
    するためのレーザ光線の通路となる傾斜穴（37）を有す
    る請求項７乃至12のいずれかに記載の溶接された打抜き
    部材の製造装置。