(57)【要約】    【課題】  本発明は、先にカシメ用突起／凹部の形成された金属薄板からパンチおよびダイを用いて所定形状に外形抜きした積層片を、先に外形抜きされて前記ダイの内部に保持された積層片と互いにカシメ積層するカシメ積層金型装置を対象とし、積層片の外形抜き・カシメ積層の初期から、カシメ不良を招くことなく積層片同士を確実にカシメ積層させることの可能な、カシメ積層金型装置の提供を目的とする。    【解決手段】  本発明に関わるカシメ積層金型装置は、ダイの内部へ進入可能かつ昇降自在に設けられた支持台を有し、金属薄板から積層片を外形抜きしてカシメ積層する際、先に外形抜きされた積層片を支えて背圧を与える支持手段と、支持手段を駆動して支持台を昇降動作させかつ所定位置に停止させる電動モータと、支持手段に設けられ金属薄板から積層片を外形抜きしてカシメ積層する際に積層片から受ける圧力を検出する圧力センサと、圧力センサからの検出値に基づいて電動モータの動作を制御する制御手段とを具備して成る。    【選択図】  図１
2005334930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先にカシメ用突起／凹部の形成された金属薄板からパンチおよびダイを用いて所定形状に外形抜きした積層片を、先に外形抜きされて前記ダイの内部に保持された積層片と互いにカシメ積層するカシメ積層金型装置であって、
前記ダイの内部へ進入可能かつ昇降自在に設けられた支持台を有し、前記金属薄板から積層片を外形抜きしてカシメ積層する際、先に外形抜きされた積層片を支えて背圧を与える支持手段と、
前記支持手段を駆動して前記支持台を昇降動作させかつ所定位置に停止させる電動モータと、
前記支持手段に設けられ、前記金属薄板から積層片を外形抜きしてカシメ積層する際に前記積層片から受ける圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサからの検出値に基づいて前記電動モータの動作を制御する制御手段と、
を具備して成ることを特徴とするカシメ積層金型装置。
【請求項２】
前記電動モータが、サーボモータまたはステッピングモータであることを特徴とする請求項１記載のカシメ積層金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、先にカシメ用突起／凹部の形成された金属薄板からパンチおよびダイを用いて所定形状に外形抜きした積層片を、先に外形抜きされて前記ダイの内部に保持された積層片と互いにカシメ積層するカシメ積層金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動モータの固定子等を構成する積層鉄心は、図４に示す如き所定形状の鉄心片(積層片)Ｔをカシメ積層して成り、１枚目の鉄心片Ｔ(１)に形成されたカシメ用貫通孔Ｔｏに、２枚目の鉄心片Ｔ(２)に形成されたカシメ用突起／凹部Ｔｘを係合させ、２枚目以降、カシメ用突起／凹部Ｔｘを互いに係合させて、所定枚数の鉄心片Ｔ、Ｔ…を互いにカシメ積層することで構成されている。
【０００３】
一方、先にカシメ用突起／凹部の形成された金属薄板からパンチおよびダイを用いて所定形状に外形抜きした鉄心片を、先に外形抜きされてダイの内部に保持された鉄心片と互いにカシメ積層するための、様々なカシメ積層金型装置が従来より提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図５に示したカシメ積層金型装置Ａは、パンチＰ、ストリッパプレートＳ、ダイＤおよびスキューズリングＲを設けたダイホルダＨを備え、パンチＰの下降により金属薄板Ｗから鉄心片Ｔを外形抜きしてダイＤに抜き込むとともに、スキューズリングＲの側圧によって保持された先行する鉄心片Ｔに対し、ダイＤに抜き込まれた鉄心片ＴをパンチＰの押込み力によりカシメ積層している。
【０００５】
ここで、上記カシメ積層金型装置Ａにおいては、ダイＤの高さ(抜き方向長さ)の範囲に占位している鉄心片Ｔには、スキューズリングＲによる強い側圧が作用しないため、積層時においてカシメ用突起／凹部が十分に係合せずにカシメ不良を生じる虞れがあった。また、特に板厚が薄くサイズの大きい鉄心片Ｔにおいては、中央部が垂れ下がる如く変形するため、より頻繁にカシメ不良が発生してしまう不都合があった。
【０００６】
このような不都合に鑑み、図６に示したカシメ積層金型装置Ａ′は、パンチＰ、ストリッパプレートＳ、ダイＤを設けたダイホルダＨ、油圧シリンダ等の流体圧シリンダＦのロッドＦａに支えられた支持台Ｃを備えており、パンチＰの下降によって金属薄板Ｗから鉄心片Ｔを外形抜きしてダイＤに抜き込むとともに、ダイＤの側圧と支持台Ｃとによって保持された先行する鉄心片Ｔに対し、ダイＤに抜き込まれた鉄心片ＴをパンチＰの押込み力によりカシメ積層している。
【特許文献１】特公昭５５−１８１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述の如く流体圧シリンダＦに支えられた支持台Ｃによって鉄心片Ｔを保持するよう構成したカシメ積層金型装置Ａ′では、ダイＤに何ら抜き込まれていない状態から鉄心片Ｔの外形抜きを開始する際、支持台Ｃは後述する理由からダイＤの下方に位置しているため、複数枚の鉄心片ＴがダイＤに抜き込まれて支持台Ｃに達するまでは、これら鉄心片Ｔに対して保持力を作用させることができず、もって鉄心片Ｔの外形抜き・カシメ積層の初期において、鉄心片同士にカシメ不良が生じてしまう不都合を免れ得なかった。
【０００８】
ここで、鉄心片Ｔの外形抜きを開始する際に、支持台Ｃの位置を上げておくことは可能であるが、この場合、ダイＤの内部に抜き込まれて支持台Ｃに保持される鉄心片Ｔの枚数は極く少なく、流体圧シリンダＦに繋がる流体配管の弾性等によってロッドＦａが不用意に伸長した際、数枚の鉄心片Ｔに対するダイＤの側圧では支持台Ｃの上昇を抑えきれず、鉄心片Ｔが突き上げられてパンチＰ等の金型構成要素に損傷を及ぼすことがあるので、このような事態を防ぐために支持台Ｃの位置を下げておかねばならず、もって鉄心片Ｔの外形抜き・カシメ積層の初期において、鉄心片同士にカシメ不良が生じてしまう不都合を免れ得なかった。
【０００９】
本発明は上述した実状に鑑みて、積層片の外形抜き・カシメ積層の初期から、カシメ不良を招くことなく積層片同士を確実にカシメ積層させることの可能な、カシメ積層金型装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わるカシメ積層金型装置は、先にカシメ用突起／凹部の形成された金属薄板からパンチおよびダイを用いて所定形状に外形抜きした積層片を、先に外形抜きされて前記ダイの内部に保持された積層片と互いにカシメ積層するカシメ積層金型装置であって、ダイの内部へ進入可能かつ昇降自在に設けられた支持台を有し、金属薄板から積層片を外形抜きしてカシメ積層する際、先に外形抜きされた積層片を支えて背圧を与える支持手段と、支持手段を駆動して支持台を昇降動作させかつ所定位置に停止させる電動モータと、支持手段に設けられ金属薄板から積層片を外形抜きしてカシメ積層する際に積層片から受ける圧力を検出する圧力センサと、圧力センサからの検出値に基づいて電動モータの動作を制御する制御手段とを具備して成ることを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明に関わるカシメ積層金型装置は、請求項１の発明に関わるカシメ積層金型装置において、支持手段を昇降・静止させるための電動モータを、サーボモータまたはステッピングモータから構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明に関わるカシメ積層金型装置によれば、支持手段における支持台は、電動モータにより駆動されかつ制御手段により位置制御されるため、ダイに何ら抜き込まれていない状態から積層片の外形抜きを開始する際において、何らの支障もなくダイ内における上位に位置させておくことができ、もって積層片の外形抜き・カシメ積層の当初からダイ内に抜き込まれた積層片を支え、次いでダイ内に抜き込まれた積層片とのカシメ積層に十分な背圧を与えることで、ダイ内の積層片同士を互いに強固にカシメ積層することができる。  
かくして、本発明に関わるカシメ積層金型装置によれば、積層片の外形抜き・カシメ積層の初期から、カシメ不良を招くことなく積層片同士を確実にカシメ積層させることが可能となる。
【００１３】
請求項２の発明に関わるカシメ積層金型装置によれば、請求項１の発明に関わるカシメ積層金型装置と同様の効果に併せ、支持手段を昇降・静止させるための電動モータとして、動作制御に特化されたサーボモータまたはステッピングモータを用いることで、支持台の位置制御を極めて精度良く、かつ容易に実施することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。  
図１〜図３は、電動モータの固定子(積層鉄心)を製造するためのカシメ積層金型装置に、本発明を適用した一実施例を示している。なお、固定子を構成する鉄心片(積層片)の形状およびカシメ積層の態様は、図４に示した従来の構成と何ら変わるところはない。
【００１５】
図１に示す如く、本実施例におけるカシメ積層金型装置１は、電磁鋼板(金属薄板)Ｗから鉄心片(積層片)Ｔを外形抜きする円柱状のパンチ２およびストリッパプレート３と、上記パンチ２の下方域に設けられた円環状のダイ４とスキューズリング５とを有しており、これらダイ４およびスキューズリング５はダイホルダ６に固設されている。
【００１６】
上記ダイホルダ６の下方域には、所定寸法だけ下方へ離隔した位置にベース７が配設され、さらにベース７の下方域にはベースフレーム８が配設されており、上記ベース７およびベースフレーム８には、後に詳述する支持手段１０が昇降可能に支承されている。
【００１７】
上記支持手段１０は、支持台１１と該支持台１１から下方に延びる支持軸１２とから成り、支持台１１はダイ４およびスキューズリング５に対応した円盤状を呈している一方、支持軸１２は上下方向に沿って延在する円柱部材であって、この支持軸１２がベース７およびベースフレーム８に支承されることより、上記支持台１１はダイ４の内部に進入可能かつ昇降自在に設けられている。
【００１８】
また、上記支持手段１０における支持軸１２の外部には、軸方向(上下方向)に沿ってラック歯１２ｒが形成されている一方、上記ベースフレーム８には電動モータ(サーボモータまたはステッピングモータ)２０が設置されており、上記支持手段１０における支持軸１２と電動モータ２０とは、動力伝達機構３０を介して連係されている。
【００１９】
図２に示す如く、電動モータ２０における駆動軸２０Ｓの回転は、駆動平歯車３１、従動平歯車３２、中間軸３３、駆動傘歯車３４、従動傘歯車３５および最終軸３６を介して、上記支持軸１２のラック歯１２ｒと噛合するピニオン３７に伝達され、もって電動モータ２０の動作(駆動／停止)に基づいて、支持手段１０の支持台１１が昇降動作しかつ停止させられることとなる。
【００２０】
図１に示す如く、上記支持手段１０における支持台１１には、後述する如く電磁鋼板から鉄心片を外形抜きしてカシメ積層する際、鉄心片から受ける圧力を検出するための圧力センサ４０が設置されている。なお、上記圧力センサ４０は、支持手段１０を構成する支持軸１２に設置してもよい。
【００２１】
上記圧力センサ４０からの信号線は制御手段５０に接続されており、この制御手段５０によって電動モータ２０の動作が制御され、延いては動力伝達手段３０を介して支持手段１０の昇降／停止が制御されることとなる。
【００２２】
図３に示す如く上記制御手段５０は、設定器５１と、圧力センサ４０および設定器５１からの信号を受容する比較器５２と、外形抜き計数器６１および打抜き信号出力器６２と比較器５２からの信号を受容しかつ電動モータ２０へ指令信号を発する作動指令器５３とを具備している。
【００２３】
ここで、上記設定器５１は、鉄心片の板厚、大きさ、形状等に基づいたカシメ積層に要する圧力(背圧)を予め設定するためのものであり、上記比較器５２は、カシメ積層時に圧力センサ４０からの検出値と設定値とを比較し、検出値と設定値との差分が無くなるように差信号を出力するものでり、上記作動指令器５３は、比較器５２からの差信号および打抜き信号出力器６２からの信号に基づいて電動モータ２０を作動させるものである。
【００２４】
なお、図１に示す如く、ダイホルダ６とベース７との間隙は、カシメ積層品である固定子(図示せず)を外部に取り出すための送出口１ｅを構成しており、ベース７にはプッシャ１ｐを進退させるための払出しシリンダ１ｓが設けられている。
【００２５】
上述した如き構成のカシメ積層金型装置１では、前工程において先にカシメ用突起／凹部の形成された電磁鋼板Ｗから、パンチＰの下降によって鉄心片Ｔを外形抜きしてダイ４に抜き落とすとともに、ダイ４の側圧と支持台１１とによって保持された先行する鉄心片Ｔに対し、ダイ４に抜き込まれた鉄心片Ｔをパンチ２の押込み力によってカシメ積層する。
【００２６】
ここで、支持手段１０における支持台１１は、電動モータ２０によって駆動されるとともに、制御手段５０によって位置制御されるものであるため、ダイ４に何ら抜き込まれていない状態から鉄心片Ｔの外形抜きを開始する際に、何らの支障もなく、言い換えれば流体圧シリンダで支持台を支えていた従来技術における問題を生じることなく、ダイ４の内部における上位に位置させることが可能である。
【００２７】
かくして、上記支持台１１により鉄心片Ｔの外形抜き・カシメ積層の当初からダイ４内に抜き込まれた鉄心片Ｔを支え、次いでダイ４内に抜き込まれた鉄心片Ｔとのカシメ積層に十分な背圧を与えることによって、ダイ４内の鉄心片Ｔ同士を互いに強固にカシメ積層することができ、もって鉄心片の外形抜き・カシメ積層の初期から、カシメ不良を招くことなく鉄心片同士を確実にカシメ積層させることが可能となる。
【００２８】
また、上述した如き構成のカシメ積層金型装置１においては、次の鉄心片Ｔが外形抜きされてダイ４内へ抜き落とされる前に、支持台１１は制御手段５０の指令に基づく電動モータ２０の動作によって、鉄心片Ｔの板厚に相当する距離(高さ)だけ下降され、上記鉄心片Ｔが抜き込まれて先行する鉄心片Ｔとカシメ積層される際に背圧を与える。
【００２９】
このとき、ダイ４内に抜き込まれる鉄心片Ｔから受ける圧力が圧力センサ４０によって検出され、この検出値が予設定された所期の圧力(背圧)と相違する場合には、制御手段５０の指令に基づく電動モータ２０の動作により、圧力センサ４０からの検出値が所期の圧力(背圧)と合致するよう、支持手段１０を昇降させて支持台１１の位置を調整する。
【００３０】
このように、圧力センサ４０からの検出値が所期の値となるよう、電動モータ２０を動作させて支持台１１の位置を調整することで、カシメ積層時において常に適正な背圧を与えることができるので、カシメ不良を招くことなく鉄心片同士が確実にカシメ積層されることとなり、所定枚数の鉄心片Ｔをカシメ積層して成る固定子のプロポーションが優れたものとなる。
【００３１】
また、上記支持台１１を昇降させる電動モータ２０として、動作制御に特化されたサーボモータあるいはステッピングモータを用いたことで、上記支持台１１の位置制御を極めて精度良くかつ容易に実施でき、もって板厚の薄い鉄心片Ｔをカシメ積層して成る固定子においても、カシメ不良を招くことなく鉄心片同士を確実にカシメ積層することが可能となる。
【００３２】
なお、上述した実施例においては、電動モータの固定子を製造するためのカシメ積層金型装置を例示したが、本発明は電動モータの固定子や回転子に限定されることなく、例えば積層トランス等、種々の製品を構成する積層片をカシメ積層するための金型装置にも、極めて有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に関わるカシメ積層金型装置の一実施例を示す概念的な断面図。
【図２】図１のカシメ積層金型装置における駆動機構を示す外観図。
【図３】図１のカシメ積層金型装置における制御手段を示す概念図。
【図４】(ａ)は従来の積層片の一例である鉄心片を示す平面図、(ｂ)は鉄心片におけるカシメ用突起／凹部を示す断面図、(ｃ)はカシメ用突起／凹部により鉄心片をカシメ積層した状態を示す断面図。
【図５】従来のカシメ積層金型装置における要部を示す概念的な断面図。
【図６】従来のカシメ積層金型装置における要部を示す概念的な断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１…カシメ積層金型装置、
２…パンチ、
４…ダイ、
１０…支持手段、
１１…支持台、
１２…支持軸、
２０…電動モータ、
４０…圧力センサ、
５０…制御手段、
Ｗ…電磁鋼板(金属薄板)、
Ｔ…鉄心片(積層片)。
【図１】
2005334930.tif 000003
【図２】
2005334930.tif 000004
【図３】
2005334930.tif 000005
【図４】
2005334930.tif 000006
【図５】
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【図６】
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