JP3850232B2 - 積層コアの加工方法と装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、帯材を順送して積層する積層コアの加工方法と装置に関し、さらに、積層工程において積層体が金型内で回転可能に構成される積層コアの加工方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、積層コア、例えばモータコアは、薄板状の帯材が送り装置で搬送されてプレス機に装着された金型の各ステーションでそれぞれ加工され、積層ステーションで１枚の積層板として打ち抜かれながら順次積層されることによって形成される。しかし、帯材が各ステーションで加工されてかつ剪断によって１枚毎打ち抜かれた積層板は、その板厚にばらつきが発生することから、従来では積層ステーションにおいては所定角度順次回転され、回転停止後に圧接される。これによって各積層板の厚みが均一化されるとともにカシメられる。そして、積層ステーションにおける積層板（又は複数の積層板が積層された積層体）を回転する装置として、プレス機からの回転出力が伝達されて駆動する角度割り出し装置が装着されていた。
【０００３】
角度割り出し装置は、プレス機の送りタイミング（一般にクランク角度２７０°から９０°）の範囲内で所定角度回転するように駆動され、角度割り出し装置の回転駆動が終了すると（つまりクランク角度９０°を越えると）、プレス機は加工タイミング（一般にクランク角度９０°から２７０°）に入り、各ステーションで加工される。特に、積層ステーションでは積層された複数の積層板を圧接してカシメ加工を行なうことになる。
【０００４】
そして、この角度割り出し装置は、カム軸で駆動されるカムを有するカム部と、出力軸を有しカム部に係合する複数のカムローラを有する割り出し部と、を備えて構成され、カムローラがカム部によって回転中心に対して所定角度回転されることによって、出力軸が所定角度回転されて角度割り出しが行なわれるように構成されている。
【０００５】
従来の積層コアの加工装置は、角度割り出し装置のカム軸がプレス機の駆動部に伝達部材を介して連結されていることから、角度割り出し装置のカム軸はプレス機の駆動部の回転と同期されて等速で連続回転され、角度割り出し装置の出力軸は、プレス機の送りタイミング（クランク角度２７０°から９０°）中に所定角度回転され、加工タイミング（クランク角度９０°から２７０°）中は、回転停止された状態にあるというように間欠駆動されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の積層コアの加工装置は、角度割り出し装置の出力軸が回転停止されるタイミングは、送りタイミングの送り終了時（クランク角度９０°）と一致することから、角度割り出しが終了すると同時に加工タイミングに入ることになる。つまり、上型に配置されているパイロットパンチは、積層体が回転されて停止されると速やかに積層体に突入することになるので、特に高速でプレス機を稼働する際には、回転されている積層体は、回転停止による静止位置を即座に確保することができずに、ぶれ（振動）を発生させることになる。このぶれが発生している最中に上型のパイロットパンチが積層体に突入すると、積層体の所定の位置（例えば、孔）に挿入する場合に、他の部位に衝突してパイロットパンチを破損又は損傷しかねない。そのために、高速化を図ることができなかった。
【０００７】
この対策としては角度割り出し装置の出力軸を入力軸１８０°回転に対して、１８０°以下（例えば、１５０°、１２０°等）にして停止時のぶれを減衰する時間を設けることが考えられるが、角度割り出し装置自体の強度低下を招き、高速化を実現することができなかった。
【０００８】
この発明は、上述の課題を解決するものであり、角度割り出し装置の強度を維持した状態で高速化を図ることのできる積層コアの加工方法と装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかわる積層コアの加工方法では、上記の課題を解決するために、以下のように行うものである。すなわち、
プレス機の１回転において、帯材を送る送りタイミングと、前記帯材を加工する加工タイミングが設定され、帯材を前記プレス機内に搬送して積層コアを加工する際に、積層工程における積層体を角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工方法であって、
前記積層工程には、設定された前記送りタイミングの時間内で、前記プレス機の駆動部から駆動伝達された前記角度割り出し装置によって前記積層体が所定角度回転された後、前記送りタイミングの終了時との間に、前記角度割り出し装置の出力駆動軸が停止される停止区間が形成され、
前記停止区間が、所定の送りタイミングの時間内において、角度割り出し装置の出力駆動軸が早送り回転で駆動されることによって設定されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、この発明にかかわる積層コアの加工装置では、プレス機と、前記プレス機内に帯材を搬送する送り装置と、前記プレス機からの駆動が伝達されて間欠的な回転出力を発生する角度割り出し装置とを備えて構成され、前記帯材を順送して積層コアとして加工する際に、積層工程における積層体を前記角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工装置であって、
前記角度割り出し装置は前記プレス機の駆動部に対して不等速運動機構を介して連結され、前記不等速運動機構の出力軸が、前記プレス機の１回転における送りタイミングの時間内において、前記不等速運動機構の入力軸に対して早送り回転で駆動されるタイミングを有することによって、前記角度割り出し装置の出力軸が前記積層体を所定角度回転させた後前記送りタイミングの終了時との間に回転停止する、停止区間が形成されるように構成することを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記不等速運動機構の入力軸と出力軸とは、前記不等速運動機構の本体ケースを介して回転伝達可能に連結され、さらに偏心された位置に配置されるとともに、前記入力軸の軸心及び前記出力軸の軸心に対してそれぞれ偏心位置にあるピンに回転可能に軸支された連結レバーで連結されていればよい。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の積層コアの加工方法は、上記のように、角度割り出し装置で積層体を所定角度回転させた後、送りタイミングの終了時までに停止区間を設けることから、積層体の回転によるぶれが停止区間中に解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【００１４】
そして、角度割り出し装置の出力駆動軸を早送りで回転させることによって、前述の停止区間を設けることができることから、角度割り出し装置自体の強度を弱めることがなく積層コアのぶれを解消することができる。
【００１５】
また、本発明の積層コアの加工装置は、プレス機の回転出力が不等速運動機構に伝達され、不等速運動機構内で、等速で回転された入力軸の回転出力が、出力軸に不等速で伝達されることから、入力軸より速く回転する位置をプレス機の送りタイミング中に設定することによって、送りタイミングの送り終了前に、角度割り出し装置が回転終了位置に達することになる。そして、角度割り出し装置の回転が終了してから送りタイミングの終了時までに、角度割り出し装置が停止区間を要することとなる。従って、この停止区間中に、積層体の回転によるぶれが解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【００１６】
そして、この不等速運動機構は、不等速運動機構の入力軸（プレス機側回転軸）が回転すると、その回転出力は、連結レバーによって入力軸と偏心位置にある出力軸（角度割り出し装置側回転軸）に伝達されることから、入力軸の等速回転が出力軸の不等速回転となって出力されることになる。つまり、不等速運動機構の出力軸に連結された角度割り出し装置は、プレス機の送りタイミングの角度に対して早送りのタイミングを有することができることから、早送りのタイミングをプレス機の送りタイミング中に設定することによって、積層体を回転させて停止するまでの時間を送りタイミングの終了時より早く到達することができる。従って、角度割り出し装置の割り出し角度を小さくすることなく停止区間を設けることができることから、角度割り出し装置自体の強度を弱めることなく構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の積層コアの加工装置（以下、加工装置という）Ｍは、図１に示すように、加工機としてのプレス機１と、プレス機１に帯材Ｗを搬送する送り装置３と、プレス機のボルスタ２上に装着された金型５と、プレス機１からの駆動が伝達されて、金型５の積層ステーション５１に連結駆動する角度割り出し装置７と、角度割り出し装置７とプレス機１の駆動部との間に配置される不等速運動装置１０とを有して構成され、プレス機１内に薄板状の帯材Ｗを送り装置３で搬送し、プレス機１内に装着された金型５内の各ステーションで順次加工された後、積層ステーション５１において１枚毎積層された積層板（コア）をカシメることによって積層コアとして形成される。そして、積層ステーション５１においては、コアは金型５内で１枚積層されるごとに、順次、所定角度回転された後カシメ加工が行なわれる。
【００１８】
プレス機１のボルスタ２上に装着された金型５には、搬送された帯材Ｗを順次加工するために各加工ステーションが設けられ、最終ステーションには、帯材Ｗからコアを打ち抜いて積層する積層ステーション５１が配置されている。
【００１９】
一方、不等速運動装置１０は、図２に示すように、入力軸１２がプレス機１の駆動部（図示しないクランクシャフト）の一端からベルト８を介して連結され、出力軸１３がプレス機１の後部に配置された角度割り出し装置７にカップリング２０を介して連結するように、プレス機１の後部に配置されている。
【００２０】
不等速運動装置１０は、図３〜４に示すように、内部を中空に形成した本体ケース１１と、本体ケース１１内を一方から軸方向に挿通する入力軸１２と、本体ケース１１内を他方から軸方向に挿通する出力軸１３とを有し、一端が本体ケース１１外に突出してプーリ９を装着した入力軸１２の他端には、本体ケース１１の内部底壁から立ち上がる支持壁１１１に支持されるとともに略扇状に形成された第１回転レバー１５が入力軸１２と共に回転可能に軸支されている。
【００２１】
出力軸１３は、一端が本体ケース１１外でカップリング２０（図２参照）に連結され、他端が本体ケース１１内で本体ケース１１の内部底壁から立ち上がる支持壁１１２に支持されるとともに略扇状に形成された第２回転レバー１６を、入力軸１２に装着された第１回転レバー１５と対向するように装着している。
【００２２】
第１回転レバー１５と第２回転レバー１６との間には、連結レバー１７が配置され、連結レバー１７は、一方で第１回転レバー１５に入力軸１２と偏心した位置に配置される第１連結ピン１８を介して回動可能に連結され、他方で第２回転レバー１６に出力軸１３と偏心した位置に配置される第２連結ピン１９を介して回動可能に連結されている。
【００２３】
そして、第１回転レバー１５の回転中心（入力軸１２の軸心）と第１連結ピン１８との軸心との軸心間距離Ｌ１と、第２回転レバー１６の回転中心（出力軸の軸心）と第２連結ピン１９との軸心間距離Ｌ２とは、同一寸法に形成され、入力軸１２と出力軸１３とは本体ケース１１に偏心した位置に配置されている。
【００２４】
入力軸１２は一端がプーリ９を装着した本体ケース１１及び支持壁１１１に軸受けで支持され、出力軸１３は本体ケース１１及び支持壁１１２に軸受けで支持されることによって、プレス機１の駆動部の回転は、順に入力軸１２、第１回転レバー１５、第１連結ピン１８、連結レバー１７、第２連結ピン１９、第２回転レバー１６、出力軸１３に伝達される。そして、入力軸１２と出力軸１３が偏心位置にあり、連結レバー１７が第１回転レバー１５と第２回転レバー１６に軸心と偏心位置で連結されることによって、連結レバー１７は１回転の間に入力軸の回転より遅い回転位置と速い回転位置を作ることができ、不等速となって出力軸１３に回転出力を付与することとなる。この関係は図５によって示される。
【００２５】
図５において、入力軸１２は等速で駆動されることから、第１連結ピン１８の軸心の軌跡（第１回転レバー１５の回転中心と第１連結ピン１８との軸心との軸心間距離Ｌ１（実線）の一端で示される）Ｐは、３０°間隔の位置（Ｐ１〜Ｐ１２）で示されている。入力軸１２と偏心された位置にある出力軸１３は、連結レバー１７の介在によって、第２連結ピン１９の軸心の軌跡（第２回転レバー１６の回転中心と第２連結ピン１９との軸心間距離Ｌ２（二重線）の一端で示される）Ｒは、入力軸１２の３０°間隔に対応する位置として、図５における略三角形の１頂点（Ｒ１〜Ｒ１２）を描くこととなり、不等間隔で示される。従って、１回転中における速い回転位置（Ｒ３〜Ｒ８）をクランク角度の送りタイミングの範囲内に設定することにより、送りタイミング時における、出力軸１３の回転タイミングＴ１は、図６に示すグラフに示すように、入力軸１２の回転速度より速い回転で出力されることとなる。
【００２６】
このことは、入力軸１２がクランク角度における送りタイミング（２７０°〜９０°）の範囲内で回転する際に、出力軸１３の送りタイミング終了時（クランク角度９０°）は、入力軸１２の送りタイミング終了時（クランク角度９０°）より、速い時間で到達してしまう（図６におけるＴ１）。従って、入力軸１２がクランク角度９０°に到達する時間までの間、出力軸１３は回転が停止された状態となる（図６における停止区間Ｔ）。つまり、入力軸１２が送りタイミング中に、例えば、１６０°回転される間に出力軸１３が１８０°回転することになれば、入力軸１２がクランク角度７０°〜９０°の２０°の間、出力軸１３は停止されていることとなる。
【００２７】
不等速運動装置１０の出力軸１３は、カップリング２０（図２参照）を介して、角度割り出し装置７の本体ケース３１から突出されたカム軸３２に連結され、不等速運動装置１０の出力軸１３の回転を角度割り出し装置７の駆動軸３３に伝達する。角度割り出し装置７は、実施形態においては、カム軸３２に連結された円筒カムを有するカム部と、円筒カムに係合して複数等分に配置されたカムローラとを有して駆動軸３３に所定角度回転させる角度割り出し部とを有して構成される、公知の角度割り出し機構を採用している。
【００２８】
駆動軸３３は、本体ケース３１の上壁から上方に突出するように配置され、図７に示すように、中間テンション部３５を介して金型５の積層ステーション５１の図示しない回転駆動部に連結されている。中間テンション部３５は、駆動軸３３に装着されたプーリ３６と金型に装着されたプーリ３７とをベルト３８で連結するとともに、ベルト３８にテンションを掛ける一対のテンションプーリ３９・３９を配置させて構成されている。
【００２９】
次に、上記のように構成された加工装置Ｍの作用を、図１〜５に基づいて説明する。
【００３０】
プレス機１が作動されると、送り装置３が帯材Ｗをプレス機１内に搬送する。金型５内においては、帯材Ｗは各ステーションに順次搬送されて各加工が行なわれる。この際、プレス機１の１回転においてクランク角度２７０°〜９０°の範囲内（送りタイミング）では、上型は上死点位置付近にあるため、送り装置３が作動されて帯材Ｗを搬送し、９０°〜２７０°の範囲内（加工タイミング）では、上型は下型に向かって下降し各パイロットパンチが帯材Ｗに突入して加工を行なう。
【００３１】
一方、送りタイミングの際に、プレス機１のクランクシャフトにベルト８とプーリ９を介して回転出力が伝達された不等速運動装置１０の入力軸１２はクランクシャフトの回転と同じ回転で、等速で連続回転されて、第１回転レバー１５を入力軸１２の軸心に沿って回転させる。
【００３２】
第１回転レバ１５に一方で第１連結ピン１８で連結された連結レバー１７は、他方で第２連結ピン１９が、入力軸１２と偏心した位置にある出力軸１３と共に回転される第２揺動レバー１６に連結されていることから、図５に示すように、入力軸１２の等速回転を出力軸１３に不等速な回転で伝達することとなる。出力軸１３の不等速な回転出力は、カップリング２０を介して角度割り出し装置７のカム軸３２に伝達され、角度割り出し部７の駆動軸３３の間欠回転となって金型５の積層ステーション５１の回転駆動部に伝達される。そのため、積層コアは所定角度回転されることとなる。この積層コアの回転が高速であれば、積層コアは慣性力によって回転停止時にぶれを発生する。
【００３３】
この際、不等速に回転される不等速運動装置１０の出力軸１３は、速い回転で駆動される位置が、送りタイミング時に設定されていることから、角度割り出し装置７の駆動軸３３の回転は、１割り出し角度の回転が、図６に示すように、不等速運動装置１０の入力軸１２の送りタイミング終了時より以前に終了することになる。従って、駆動軸３３は１割り出し角度分の停止位置と、送りタイミングの終了位置との間で回転が停止されることとなって、送りタイミングの終了位置になるまでに停止区間Ｔとされる。この停止区間Ｔの間に、積層されたコアの回転によるぶれが納まり所定の位置に配置されることとなる。
【００３４】
クランク角度が加工タイミングに入ると、上型に配置されたパイロットパンチが帯材Ｗに突入し、特に積層ステーション５１においては、パイロットパンチは積層されたコアの所定の位置に突入して所定の加工を行なうとともにカシメ加工を行なうこととなって積層コアとして形成する。
【００３５】
上述のように、実施形態の加工方法は、角度割り出し装置７で積層体を所定角度回転させた後、送りタイミングの終了時までに停止区間Ｔを設けることから、積層体の回転によるぶれが停止区間Ｔ中に解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【００３６】
そして、角度割り出し装置７の駆動軸３３を早送りで回転させることによって、前述の停止区間Ｔを設けることができることから、角度割り出し装置１０自体の強度を弱めることがなく積層コアのぶれを解消することができる。
【００３７】
また、実施形態の積層コアの加工装置Ｍは、プレス機１の回転出力が不等速運動装置１０に伝達され、不等速運動装置１０内で、等速で回転された入力軸１２の回転出力が、出力軸１３に不等速で伝達されることから、入力軸１２より速く回転する位置をプレス機１の送りタイミング中に設定することによって、送りタイミングの送り終了前に、角度割り出し装置７が回転終了位置に達することになる。そして、角度割り出し装置７の回転が終了してから送りタイミングの終了時までに、角度割り出し装置７が停止区間Ｔを要することとなる。従って、この停止区間Ｔ中に、積層体の回転によるぶれが解消でき、上型のパイロットパンチが積層体に突入する際に、所定の位置に向かって突入することができて、積層体の別の部位に干渉して衝突することがない。従って高速化を達成することが可能となる。
【００３８】
そして、この不等速運動装置１０は、不等速運動装置１０の入力軸（プレス機１側回転軸）１２が回転すると、その回転出力は、連結レバー１７によって入力軸１２と偏心位置にある出力軸（角度割り出し装置７側回転軸）１３に伝達されることから、入力軸１２の等速回転が出力軸１３の不等速回転となって出力されることになる。つまり、不等速運動装置１０の出力軸１２に連結された角度割り出し装置７は、プレス機１の送りタイミングの角度に対して早送りのタイミングを有することができることから、早送りのタイミングをプレス機１の送りタイミング中に設定することによって、積層体を回転させて停止するまでの時間を送りタイミングの終了時より早く到達することができる。従って、角度割り出し装置７の割り出し角度を小さくすることなく停止区間Ｔを設けることができることから、角度割り出し装置７自体の強度を弱めることなく構成することができる。
【００３９】
なお、本発明の加工方法及び装置は、上記の形態に限定するものではない。例えば、角度割り出し装置７の替わりにサーボモータを使用して駆動軸を所定の位置で停止させるようにしてもよく、また、不等速運動装置を使用する場合に、公知の不等速運動機構を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態による加工装置を示す概略平面図である。
【図２】図１における不等速運動装置と角度割り出し装置を示す背面図である。
【図３】図２における不等速運動装置を示す断面図である。
【図４】図３におけるIV−IV断面図である。
【図５】出力軸の不等速運動を示すグラフである。
【図６】プレス機のクランク角度を示すグラフである。
【図７】図２における角度割り出し装置を示す側面図である。
【符号の説明】
Ｍ…加工装置
１…プレス機
３…送り装置
５…金型
５１…積層ステーション
７…角度割り出し装置
１０…不等速運動装置（不等速運動機構）
１２…入力軸
１３…出力軸
１５…第１回転レバー
１６…第２回転レバー
１７…連結レバー
１８…第１連結ピン
１９…第２連結ピン
２０…カップリング
３２…カム軸
３３…駆動軸（出力駆動軸）
Ｗ…帯材
Ｔ…停止区間

Claims (3)

  1. プレス機の１回転において、帯材を送る送りタイミングと、前記帯材を加工する加工タイミングが設定され、帯材を前記プレス機内に搬送して積層コアを加工する際に、積層工程における積層体を角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工方法であって、
    前記積層工程には、設定された前記送りタイミングの時間内で、前記プレス機の駆動部から駆動伝達された前記角度割り出し装置によって前記積層体が所定角度回転された後、前記送りタイミングの終了時との間に、前記角度割り出し装置の出力駆動軸が停止される停止区間が形成され、
    前記停止区間が、所定の送りタイミングの時間内において、角度割り出し装置の出力駆動軸が早送り回転で駆動されることによって設定されることを特徴とする積層コアの加工方法。
  2. プレス機と、前記プレス機内に帯材を搬送する送り装置と、前記プレス機からの駆動が伝達されて間欠的な回転出力を発生する角度割り出し装置とを備えて構成され、前記帯材を順送して積層コアとして加工する際に、積層工程における積層体を前記角度割り出し装置で順次回転させて積層加工を行う積層コアの加工装置であって、
    前記角度割り出し装置は前記プレス機の駆動部に対して不等速運動機構を介して連結され、前記不等速運動機構の出力軸が、前記プレス機の１回転における送りタイミングの時間内において、前記不等速運動機構の入力軸に対して早送り回転で駆動されるタイミングを有することによって、前記角度割り出し装置の出力軸が前記積層体を所定角度回転させた後前記送りタイミングの終了時との間に回転停止する、停止区間が形成されるように構成することを特徴とする積層コアの加工装置。
  3. 前記不等速運動機構の入力軸と出力軸とは、前記不等速運動機構の本体ケースを介して回転伝達可能に連結され、さらに偏心された位置に配置されるとともに、前記入力軸の軸心及び前記出力軸の軸心に対してそれぞれ偏心位置にあるピンに回転可能に軸支された連結レバーで連結されていることを特徴とする請求項２記載の積層コアの加工装置。
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