JP6600166B2 - 順送プレス加工方法 - Google Patents

Description

実施例は順送プレス加工方法に関する。

例えば回転電機には複数枚の打抜板を軸方向に積層することで固定子鉄心または回転子鉄心を構成したものがある。この打抜板は帯状板から順送プレス装置で打抜かれるものであり、回転電機の効率向上を目的に薄板化が進んでいる。この打抜板が薄板化された場合には打抜板の積層枚数を増やすことで固定子鉄心等の積層厚を確保する必要があるので、帯状板の搬送速度を上げることで打抜板の生産性を高める必要が生じる。しかしながら、打抜板が薄板化された場合には金型のクリアランスが狭くなるので、現実的には金型の寿命および安全性の面で帯状板の搬送速度を上げることは難しい。

特開２０１２−１７８９２０号公報

従来では複数枚の帯状板を互いに重なる状態で金型に搬送し、複数枚の帯状板にプレス加工を互いに重なる状態で施すことに応じて打抜板の生産性を確保することが行われていた。この順送プレス加工方法の場合にはプレス加工時に複数枚の帯状板間がばらけたり、複数枚の帯状板相互間の位置関係が安定せず、複数枚の帯状板にプレス加工を互いに重なる状態で円滑に施すことが困難だった。

実施例の順送プレス加工方法は、複数枚の帯状板を互いに重なる状態で複数の加工ステージに順に搬送する搬送工程と、前記複数枚の帯状板に前記複数の加工ステージで順にプレス加工を施すプレス工程と、前記複数の加工ステージのうち前記複数枚の帯状板に最初にプレス加工を施すものに比べて搬送方向の上流側で前記複数枚の帯状板間をかしめ付けするかしめ工程を備えたものである。

実施例１を示す図（固定子鉄心の外観を示す図） 順送プレス装置を示す図 帯状鋼板を示す図 Ｖ型かしめ部を示す図 （ａ）は下孔を示す図、（ｂ）は円型かしめ部およびパイロット孔を示す図

図１の固定子鉄心１はハイブリッド車両の駆動源として使用される三相同期モータを構成するものである。この固定子鉄心１は複数の固定子打抜板４を軸方向に積層することで構成されたものであり、ヨーク５と複数のティース６と複数の取付片７を有している。ヨーク５は円筒状をなすものであり、複数のティース６はヨーク５の内周面から内側へ突出し、複数の取付片７はヨーク５の外周面から外側へ突出している。これら複数の取付片７のそれぞれは貫通孔８を有するものであり、固定子鉄心１は複数の貫通孔８のそれぞれを通して座面にネジを螺合することで固定される。この固定子鉄心１は積層鉄心に相当し、固定子打抜板４は打抜板に相当する。

図２の順送プレス装置１０はアンコイラー１１とレベラー１２とプレス機１３を備えている。アンコイラー１１は上駆動シャフト１４および下駆動シャフト１５を有するものであり、上駆動シャフト１４および下駆動シャフト１５のそれぞれは軸心線を中心に回転可能にされている。これら上駆動シャフト１４および下駆動シャフト１５は上下方向および左右方向に位置をずらして配置されたものであり、上駆動シャフト１４および下駆動シャフト１５のそれぞれにはコイル状に巻回された帯状鋼板１６が装着されている。この帯状鋼板１６は帯状板に相当する。

両帯状鋼板１６のそれぞれは板厚と幅寸法とグレードと材質と方向性等を含む全てが同一な電磁鋼板から構成されたものであり、板厚が０．３ｍｍ以下に設定されている。これら両帯状鋼板１６のそれぞれは、図２に示すように、矢印Ｘ方向に向けて巻戻され、両帯状鋼板１６の巻戻し部分間は上駆動シャフト１４の帯状鋼板１６が上で下駆動シャフト１５の帯状鋼板１６が下となるように上下方向に重ねられている。

レベラー１２は、図２に示すように、アンコイラー１１の矢印Ｘ方向側に設置されたものであり、上ローラー１７および下ローラー１８を有している。これら上ローラー１７および下ローラー１８のそれぞれは軸心線を中心に回転可能にされたものであり、上下方向に互いに対向している。これら上ローラー１７および下ローラー１８間には両帯状鋼板１６の巻戻し部分が上下方向に重ねられた状態で挿入されている。これら上ローラー１７および下ローラー１８は両帯状鋼板１６に外力を加えることで両帯状鋼板１６を塑性変形させるものであり、両帯状鋼板１６を塑性変形させることで両帯状鋼板１６から巻癖を除去する。

両帯状鋼板１６のうち上側の一方には、図２に示すように、油膜１９が形成されている。この油膜１９は上側の帯状鋼板１６の下面に打抜き油を霧吹きで付着させることで形成されたものであり、打抜き油の付着作業は両帯状鋼板１６が上下方向に重なる前に作業者によってアンコイラー１１およびレベラー１２間で行われる。この油膜１９は潤滑性によって円滑にせん断を行わせるものであり、両帯状鋼板１６間はレベラー１２を通過するときに油膜１９の粘性で接触状態に仮止めされる。

プレス機１３は、図２に示すように、レベラー１２の矢印Ｘ方向側に設置されたものであり、フィーダーを備えている。このフィーダーは軸心線を中心に回転可能な２つのローラーを有するものである。これら２つのローラーは上下方向に対向するものであり、両帯状鋼板１６は互いに接触した状態で２つのローラー間に挿入されている。これら２つのローラーのうち一方は電気的な駆動源に連結されている。この駆動源は一方のローラーを一方向へ回転操作するものであり、両帯状鋼板１６は一方のローラーが回転操作されることに応じて矢印Ｘ方向へ互いに接触したまま搬送される。

プレス機１３はプレスモータの回転運動を直線的な往復運動に変換する機械式プレスからなるものであり、図２に示すように、上型２０および下型２１を備えている。上型２０はパンチＰ１とパンチＰ２とパンチＰ３を支持するものであり、プレスモータの運転状態において上死点および下死点間で往復動を繰返す。下型２１はダイＤ１とダイＤ２とダイＤ３を支持するものである。これらダイＤ１〜Ｄ３は反矢印Ｘ方向から矢印Ｘ方向に向けて一列に等ピッチＰで配列されたものであり、上型２０の上昇状態でパンチＰ１はダイＤ１に上から対向し、パンチＰ２はダイＤ２に上から対向し、パンチＰ３はダイＤ３に上から対向している。

プレス機１３のフィーダーは両帯状鋼板１６を反矢印Ｘ方向から矢印Ｘ方向へ断続的に搬送するものである。この搬送ピッチはダイＤ１〜Ｄ３の配列ピッチと同一値Ｐに設定されており、両帯状鋼板１６は搬送ピッチＰで断続的に搬送されることに応じて互いに接触したまま「ダイＤ１およびパンチＰ１間」→「ダイＤ２およびパンチＰ２間」→「ダイＤ３およびパンチＰ３間」に順に供給される。これらダイＤ１〜Ｄ３およびパンチＰ１〜Ｐ３は、図３に示すように、両帯状鋼板１６にせん断加工を施すことで両帯状鋼板１６から短手方向に２列に固定子打抜板４を打抜くものであり、フィーダーは両帯状鋼板１６にせん断加工が施されるタイミングで両帯状鋼板１６を搬送停止する。

ダイＤ１およびパンチＰ１は、図３に示すように、加工ステージＳ１を構成するものであり、加工ステージＳ１では両帯状鋼板１６に複数の長孔２２が短手方向に２列にせん断加工される。これら各列の複数の長孔２２のそれぞれは固定子鉄心１のスロットとなるものであり、円形軌跡上に配列されている。

ダイＤ２およびパンチＰ２は、図３に示すように、加工ステージＳ２を構成するものであり、加工ステージＳ２では両帯状鋼板１６から円板３が短手方向に２列に打抜かれる。ダイＤ３およびパンチＰ３は加工ステージＳ３を構成するものであり、加工ステージＳ３では両帯状鋼板１６から固定子打抜板４が短手方向に２列に打抜かれる。この固定子打抜板４はダイＤ３内に落下するものであり、ダイＤ３内には固定子打抜板４の打抜きが繰返されることに応じて固定子打抜板４が下から上に向けて順に積層される。

下型２１は、図２に示すように、かしめダイＫＤ１を支持するものである。このかしめダイＫＤ１はダイＤ１の反矢印Ｘ方向側に配置されたものであり、上型２０にはかしめパンチＫＰ１が支持されている。このかしめパンチＫＰ１は上型２０の上昇状態でかしめダイＫＤ１に上から対向するものであり、図３の符号ＫＳ１はかしめダイＫＤ１およびかしめパンチＫＰ１から構成されるかしめステージである。

かしめステージＫＳ１は、図３に示すように、両帯状鋼板１６に６つのＶ型かしめ部２３を短手方向に２列に成形するものである。これら各列の６つのＶ型かしめ部２３のそれぞれは、図４に示すように、円周方向の中央部が最も下へ凹むＶ字状をなすものであり、両帯状鋼板１６間は各列の６つのＶ型かしめ部２３のそれぞれで係合されている。

両帯状鋼板１６の各列の６つのＶ型かしめ部２３は、図３に示すように、円形軌跡上に配列されている。これら各列の６つのＶ型かしめ部２３は両帯状鋼板１６のうちヨーク５となる部分に成形されるものであり、加工ステージＳ３ではせん断加工が行われる毎に２枚の固定子打抜板４がＶ型かしめ部２３を介した係合状態で下型２１のダイＤ３内に落下する。この固定子打抜板４はダイＤ３内から取出された後に２枚を１組として軸方向へ積層されるものであり、６つのＶ型かしめ部２３のそれぞれを軸方向に隣接する１組の固定子打抜板４のＶ型かしめ部２３内に圧入することで積層状態に結合される。

かしめステージＫＳ１は、図３に示すように、両帯状鋼板１６に円形状をなす２つの下孔２４（図５のａ参照）を成形するものである。これら２つの下孔２４のうち一方は両帯状鋼板１６の短手方向の一端部に成形され、他方は両帯状鋼板１６の短手方向の他端部に成形されるものであり、いずれも両帯状鋼板１６のうち固定子打抜板４とならない残材となる部分に成形される。

下型２１は、図２に示すように、かしめダイＫＤ２を支持するものである。このかしめダイＫＤ２はかしめダイＫＤ１およびダイＤ１間に配置されたものであり、上型２０にはかしめパンチＫＰ２が支持されている。このかしめパンチＫＰ２は上型２０の上昇状態でかしめダイＫＤ２に上から対向するものであり、図３の符号ＫＳ２はかしめダイＫＤ２およびかしめパンチＫＰ２から構成されるかしめステージである。

かしめステージＫＳ２は、図５の（ｂ）に示すように、両帯状鋼板１６に２つのパイロット孔２５を成形するものである。これら２つのパイロット孔２５のそれぞれは下孔２４にバーリング加工を施したものであり、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、下孔２４に比べて直径寸法が大きな円形状をなしている。これら２つのパイロット孔２５内のそれぞれはパイロットピンが挿入されるものである。これら２つのパイロットピンのそれぞれは上型２０に支持されたものであり、両帯状鋼板１６は上型２０が上死点から下死点へ下降する途中で２つのパイロットピンのそれぞれがパイロット孔２５内に進入することに応じてプレス機１３の目標位置に位置決めされる。このパイロット孔２５は位置決め孔に相当し、パイロットピンは位置決めピンに相当する。

両帯状鋼板１６には、図５の（ｂ）に示すように、２つの円型かしめ部２６が成形されている。これら２つの円型かしめ部２６のそれぞれはパイロット孔２５を取囲む円筒状をなすものであり、両帯状鋼板１６から下に向けて突出している。これら２つの円型かしめ部２６のそれぞれは両帯状鋼板１６にバーリング加工を施すことで成形されたものであり、両帯状鋼板１６間は２つの円型かしめ部２６で係合されている。即ち、Ｖ型かしめ部２３および円型かしめ部２６は加工ステージＳ１に比べて両帯状鋼板１６の搬送方向Ｘの上流側で両帯状鋼板１６間を接合するものであり、加工ステージＳ１〜Ｓ３では両帯状鋼板１６間の接合状態で両帯状鋼板１６にせん断加工が施される。これらＶ型かしめ部２３および円型かしめ部２６のそれぞれはかしめ部に相当する。

上記実施例１によれば次の効果を奏する。
加工ステージＳ１〜Ｓ３のうち両帯状鋼板１６に最初にプレス加工を施す加工ステージＳ１に比べて搬送方向Ｘの上流側で両帯状鋼板１６間をかしめ付けしたので、両帯状鋼板１６が加工ステージＳ１〜Ｓ３に接合状態で搬送される。従って、加工ステージＳ１〜Ｓ３で両帯状鋼板１６にせん断加工を施すときに両帯状鋼板１６間がばらけず、両帯状鋼板１６相互間の位置関係も安定するので、両帯状鋼板１６にせん断加工を互いに重なる状態で円滑に施すことができる。

両帯状鋼板１６をかしめ付け状態で搬送したので、特に加工ステージＳ３で両帯状鋼板１６の短手方向の両端部の棧幅部が強度不足で垂れ下がることを防止できる。従って、両帯状鋼板１６の棧幅部が下型２１のダイＤ３内の固定子打抜板４に引っ掛ることを防止できるので、両帯状鋼板１６を円滑に搬送することが可能となる。

両帯状鋼板１６間を固定子打抜板４となる部分でかしめ付けすることに応じてＶ型かしめ部２３を成形した。従って、複数組の固定子打抜板４間をＶ型かしめ部２３でかしめ付けすることに応じて積層状態に結合することができるので、複数組の固定子打抜板４の積層作業が簡単になる。

両帯状鋼板１６にバーリング加工を施すことに応じてパイロット孔２５および円型かしめ部２６を成形したので、両帯状鋼板１６間でパイロット孔２５の位置関係がずれることがなくなる。従って、両パイロット孔２５内のそれぞれに対してパイロットピンを円滑に抜差しすることができるので、両帯状鋼板１６にパイロットピンが引っ掛ることに応じて両帯状鋼板１６の搬送に支障が生じることを防止できる。

両帯状鋼板１６の棧幅部にパイロット孔２５および円型かしめ部２６を成形したので、両帯状鋼板１６間が棧幅部で接合される。従って、両帯状鋼板１６のうち特に棧幅部の強度が高まるので、両帯状鋼板１６の棧幅部が下型２１のダイＤ３内の固定子打抜板４に引っ掛ることを確実に防止できる。

両帯状鋼板１６が互いに重なる状態となる前に上側の帯状鋼板１６の下面に打抜き油を付着させることで油膜１９を形成した。従って、両帯状鋼板１６間がレベラー１２を通過するときに油膜１９の粘性で仮止めされるので、両帯状鋼板１６にかしめステージＫＳ１でＶ型かしめ部２３および下孔２４を成形するときに両帯状鋼板１６間がばらけたり、両帯状鋼板１６相互間の位置関係が安定しないことを防止できる。しかも、かしめステージＫＳ１〜ＫＳ２および加工ステージＳ１〜Ｓ３でせん断加工用の刃物が損傷することを防止できる。

上記実施例１においては、３枚以上の帯状鋼板１６を上下方向に重ねてプレス機１３に搬送しても良い。
上記実施例１においては、プレス機１３の反矢印Ｘ方向側に別のプレス機を設置し、両帯状鋼板１６間を当該別のプレス機でかしめ付けしても良い。

上記実施例１においては、両帯状鋼板１６として板厚と幅寸法とグレードと材質と方向性等の少なくとも１つが異なる電磁鋼板を用いても良い。
上記実施例１においては、両帯状鋼板１６間を固定子打抜板４とならない部分でかしめ付けしても良い。

上記実施例１においては、両帯状鋼板１６から回転子打抜板を打抜く場合に両帯状鋼板１６間を回転子打抜板となる部分または回転子打抜板とならない部分でかしめ付けしても良い。この回転子打抜板は積層されることで回転子となるものである。

上記実施例１においては、変圧器等の静止誘導機器の積層鉄心を本発明の順送プレス加工方法によって製造しても良い。
上記実施例１においては、単体で製品となる非積層用の打抜板を複数枚の帯状板から打抜いても良い。

以上、本発明の実施例を説明したが、この実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施例やその変形は発明の範囲や要旨に含まれると共に特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Ｓ１〜Ｓ３は加工ステージ、４は固定子打抜板（打抜板）、１６は帯状鋼板（帯状板）、２３はＶ型かしめ部（かしめ部）、２５はパイロット孔（位置決め孔）、２６は円型かしめ部（かしめ部）である。

Claims (4)

1. 複数枚の帯状板を互いに重なる状態で複数の加工ステージに順に搬送する搬送工程と、
   前記複数枚の帯状板に前記複数の加工ステージで順にプレス加工を施すプレス工程と、
   前記複数の加工ステージのうち前記複数枚の帯状板に最初にプレス加工を施すものに比べて搬送方向の上流側で前記複数枚の帯状板間をかしめ付けするかしめ工程を備え、
   前記かしめ工程では、前記プレス工程において帯状板と金型とを位置決めするために前記金型に設けられている位置決めピンが挿入される位置決め孔が、前記複数枚の帯状板にバーリング加工を施すことにより成形されることを特徴とする順送プレス加工方法。
2. 前記プレス工程では、前記複数枚の帯状板から複数枚の積層用の打抜板が打抜かれ、
   前記かしめ工程では、かしめ付けされることで前記複数枚に比べて多数枚の前記打抜板間を積層状態に結合するための部位であって積層方向にＶ字状に凹んだかしめ部が、前記複数枚の帯状板の前記打抜板となる部分に成形されることを特徴とする請求項１に記載の順送プレス加工方法。
3. 前記かしめ工程では、前記複数枚の帯状板間をかしめ付けする部位であって積層方向にＶ字状に凹んだかしめ部が、前記複数枚の帯状板の前記打抜板となる部分に成形されることを特徴とする請求項１または２に記載の順送プレス加工方法。
4. 前記複数枚の帯状板が互いに重なる状態となる前に前記帯状板のうち隣接する１枚に重なることとなる一面に打抜き油を付着させる付着工程を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の順送プレス加工方法。

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