JPS598457B2

JPS598457B2 - 積層鉄心製造装置

Info

Publication number: JPS598457B2
Application number: JP12461479A
Authority: JP
Inventors: 義文原; 博次高野; 祥之椛島; 幹夫長谷川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-09-26
Filing date: 1979-09-26
Publication date: 1984-02-24
Also published as: JPS5647225A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電気機器用成層鉄心の製造装置に関し、特に
公開特許公報昭５２−１５６３０５などで公知の金型内
かしめ方式による積層鉄心製造装置の改良に関する。

第１図は、従来方式の積層鉄心製造装置の縦断面を示す
概略図で、第２図は、鉄心板が成形される状態を示す平
面図である。

製品積層鉄心の材料である鉄心板１は案内ローラ２を介
して上金型３、下金型４内に導かれる。上金型３が下降
すると、鉄心板１は第２図のように第１、第■ステーシ
ョンで穴あけ加工され、第１ステーションでは、かしめ
用突子１１、または通し孔が形成され、第■ステーショ
ンで外形抜きおよびカルめが行なわれる。上金型３の１
回の上昇下降のたびに、所定ピッチ分の鉄心板１が案内
ローラ２で送られ、順次この動作が繰返されると、下金
型４の第■ステーションの中には鉄心板が積層される。
一方、上金型３の上下動を検知するマイクロスイッチ６
より得られるタイミングで鉄心板１の板厚が板厚センサ
Ｔにより金型に入るまでに計測され、そのデータは制御
装置８において金型の第１ステーションのところに実際
の鉄心板の板厚測定済の部分が来るまで順次シフトされ
て記憶される。そして制御装置８は金型の第１ステーシ
ョンにおける板厚を゜順次加算、合計する。さて第１ス
テーションのポンチ１０は、ソレノイド９により位置を
第３図、第４図のように可変できるようになつている。
制御装置８はソレノイド９を制御して前記の板厚加算合
計値が、あらかじめ設定された成層鉄心の目標値以下の
時は第３図のように鉄心板１にかしめ用突子１１を形成
させ、加算値が目標値に達すると第４図のように通し孔
を形成させるようポンチ１０を突出させ、同時に加算合
計値を零にセツトする。すると第ステーシヨンの金型内
の積層された鉄心板５は設定された目標厚みごとに非結
合伏態が形成され所定厚みの製品積層鉄心となる。とこ
ろで、通常の製品積層鉄心は４０〜１００枚の鉄心構成
片を積重ねて形成され、積厚設定値はたとえば板厚０．
５ｍｍの鉄心板では２０〜５０１ｍとなる。製品の寸法
精度は、積厚によつて異なるが、たとえば仕様積厚が５
０詣のものでは、５０ｍｍ±０．５１１程度であり、今
板厚の標準値が０．５１ｍＩであれば１００枚積層する
ことになる。この場合、制御装置８が前記ソレノイド９
（通し孔用ソレノイドとよぶ）を制御して通し孔を形成
する時点は、前記加算合計値が目標値Ｔ以上の時であり
、Ｔは次式により定めている。積厚設定値５０１ｔＱ１
板厚０．５１１を代入するとＴ＝４９．７５０１！とな
り、この時得られる製品積層鉄心の加算合計積厚Ｈの値
は４９．７５１１≦Ｈく５０．２５ｍ１Ｌとなる。

一方、許容される製品鉄心の積厚は前述のごとく５０ｍ
１±０．５１１であるため、許される積厚の測定誤差は
、±０．２５１１となる。したがつて鉄心板１枚の枚厚
測定誤差はこの値を１００枚で割算して±０．００２５
１１となる。すなわち、板厚０．５１！の鉄心板を土２
．５μｍの絶対精度で測定できる板厚センサ７が必要で
ある。さらに、この板厚センサは鉄心板１が順次高速で
間欠送りされる間に測定できる応答速度の速いものでな
ければならない。ところが市販されているセンサにおい
ては、鉄心板に直接センサを接触させて測定する接触式
の板厚センサの他には前記精度を満足するものは現存し
ない。そして、接触式の板厚センサを使用した場合には
センサと鉄心板が接触しているため、長時間使用してい
るとセンサが次第に摩耗し、精度が保証されなくなる。
そのため短かい期間に定期的に保守してゆく必要がある
。また前記応答速度の点で仕様が満足できない場合も多
い。したがつて、従来方式によると現伏ではセンサの精
度が不十分なため高精度の積厚制御を行なうことができ
ない。

本発明は、一般の低精度の非接触センサを用いて従来方
式では得られなかつた高精度の積厚制御を行なうことが
できる方式を提供するもので、原理的にも従来方式と異
なつている。

本発明を１実施例の第５図および第６図に基づいて説明
する。

図において１〜６、および９〜１１の番号のついたもの
は従来例の第１図で説明したものと同じである。１３は
マーク穴打抜きポンチで、マーク用ソレノイド１２と連
結され、ソレノイドを動作させると、その時の鉄心板に
は第６図のようなマーク穴１４を形成できるようになつ
ている。

１５はマーク穴１４との距離に比例した出力信号が得ら
れる公知のマーク穴近接センサ（詳細後述）で、下金型
４のステーシヨンの内部に取付けられ、製品積層鉄心の
マーク穴１４のある鉄心板１６の位置を検出する。

センサ１５のアナログ出力はＡ−Ｄ変換器１８によりデ
イジタル信号に変換され、制御装置１７に入力される。
制御装置１７はマイクロコンピユータを組込んだ加減乗
除計算と、ソレノイド９，１２の制御を行なうことがで
きるものである。１９は、上下の鉄心板のかしめが行わ
れないよう通し孔が形成された鉄心板を示し、この部分
を境に製品積層鉄心が分離される。

そして鉄心板１９より下の部分が完成品の積層鉄心であ
り、上の部分が半製品である。マーク穴近接センサ１５
と、マーク穴１４のある鉄心板１６と中心線間距離ｔと
センサの出力Ｅ８との関係は鉄心板の公称板厚を０．５
１１とした時第７図のようになつており、鉄心板１６が
近づいてくると、センサの出力Ｅｓは徐々に増加し、近
接センサと鉄心板１６の中心線が一致した時最大ＥＷＩ
Ｌになり、離れるにつれて再び小さくなる。金型内にお
いて第８図の移動方向にしたがつて、マーク穴のある鉄
心板１６が近接センサ１５に近づき、ぞの出力Ｅｓの値
が第７図のＡ−Ｂ間に入ると、センサの出力Ｅｓと近接
距離ｔ（負の値）との間にはｔ＝Ｃ，ＥＳ＋Ｃ２（Ｃ，
・Ｃ２は定数）なる近似関係式が成立するので、この式
をあらかじめ制御装置１７に登録しておく。すると、セ
ンサ出力Ｅｓより近接距離ｔの値を制御装置１７が計算
することができる〇今、マーク穴１４のついた鉄心板１
６が金型内にあるものとして、センサの出力Ｅｓから求
めた鉄心板１６の近接距離ｔより、正確な製品鉄心の積
厚を求める方法について説明する。

第９図は第５図の中の本発明の原理に関する部分を抜き
出したもので、金型の上下動のたびに次々と形成される
鉄心板により下方へ押し出され、近接センサ１５により
、マーク穴のある鉄心板１６が検出された時点を示す。
図において、第ステーシヨンの下金型の積層鉄心板の入
口から近接センサ１５の中心線までの長さをＬ（Ｍｍ）
、近接センサ１５と鉄心板１６相互の中心線間の距離を
ｔ（７７！ｍ）（負の値）とし、鉄心板１６より上に積
層されている積層鉄心板Ｂの枚数を鉄心板１６を含めて
Ｎ枚とする。今、これらＮ枚の鉄心板の平均板厚Ｔａを
考えると、鉄心板１６は、中心線が検出されているので
０．５枚として計算できるから、Ｔａは次式により求め
ることができる。ところで、電気機器用鉄心に使用され
る電磁剛板ＪＩＳ規格において±１０％の公差を許容さ
れている。

よつて鉄心板の平均板厚は、たとえば、標準板厚が０．
５ｍ７！Ｌのものであれば０．４５ｍｍ−０．５５ｍ１
Ｌの範囲で変動する。しかし素材の鉄心板をある一定の
長さに区切つて考えた場合、鉄心板のある部分と次の部
分の平均板厚を比較すると、使用する鉄心板の製造工程
の伏況が急変するわけではないので、相互の平均の板厚
はほぼ等しい。すなわち第５図のマーク穴のある鉄心板
１６より上の鉄心板群Ｂとそれより下の鉄心板群Ａとの
平均板厚は、ほぼ等しいと考えてよく、実測して確かめ
られる。また、これから形成され、鉄心板群Ｂの上に順
次積層されていく鉄心板のある一定枚数以内での平均板
厚は鉄心板群Ｂの平均板厚とほぼ等しい。したがつて、
今、鉄心群Ｂの中の鉄心板１９を通し孔のある鉄心板と
すれば、鉄ノビ板より上のｎ枚の鉄心板が、金型の中の
半製品であり、その積厚は、先に計算で求めた平均板厚
Ｔａに枚数ｎを乗算した結果、つまりＴａｘｎと等しい
と考えてよい。

上金型３が１度上昇下降するたびに、この乗算結果に前
記平均板厚を加算してゆくと、順次、その時点の半製品
の積層となるから、この値が、前記目標値となる時、通
し孔用ソレノイド９を制御して、通し孔を鉄心板に形成
すれば、正確な積厚の製品となる。さて、このようにし
て金型内の鉄心板の平均板Ｔａを正確に計算することが
できれば高精度の積厚制御を行なえる。

そのためには、第９図の伏態における式（２）のＬ，ｔ
，Ｎの数値を制御装置１７が知る必要がある。Ｌの値は
下金型の上端面から近接センサ１５の中心まで距離を実
測して、あらかじめ制御装置１７に記憶しておける定数
である。

また前記のように第７図の関係から、センサの出力Ｅ８
をＡ−Ｄ変換器１８を介して匍脚装置１７に入力するこ
とにより、ｔの値を求めることができる。一方Ｎの値は
、マーク穴用ソレノイド１２を動作させてからの鉄心板
の積枚数であるので、マイクロスイツチ６の信号を計数
することにより制御装置１７において既知の値となる。
したがつて式（２）にこれらの数値をあてはめて平均板
厚を計算することができる。そしてＦｂｌ卿装置１７を
マイクロコンビユータを内蔵した構成にすれば前記デー
タの記憶、計算等の処理を簡単な構成で行なうことがで
きる。一方、平均板厚は順次、新しく計算していく必要
があるので、平均板厚を計算するためのマーク穴のある
鉄心板を形成するソレノイド１２は、近接センサ１５が
マーク穴１４を検出した時、すなわち第９図のようにな
つた時点で動作させる。すると金型内には、約Ｎ枚ごと
にマーク穴のある鉄心板が送りこまれ、平均板厚を計算
できる。また一定枚数ごとに無条件にソレノイド１２を
動作させる様にしても、同様に平均板厚の計算を更新す
ることができる。ところで製造装置を動かす最初の時点
においては、マーク穴用のソレノイド１２を動作させる
前述のタイミングがとれないので、マーク穴用ソレノイ
ド１２を無条件に動作させ、マーク穴のある鉄心板をつ
くるような制御回路を制御装置１７に内蔵しておく。さ
て、従来装置においては、製品積厚５０１ｍ±０．５１
１のものを得るためには前述の計算により板厚の測定誤
差は±０．００２５１１である必要がある。

本実施例では計算により平均板厚を求めているため、式
（２）におけるＬ＋ｔの測定誤差ｘを所定の範囲内にす
ればよく、従来の一枚当り０．００２５ｍ１１ｔ以内の
測定誤差と同等にするためにはｘ＝０．００２５ｎ×（
金型上端面からセンサまでの鉄心板の枚数Ｌ＋ＴＮ）と
なればよい。

式（２）よりＮ二一＋０．５でＴａ゛あるから、たとえ
ばＬ＋ｔ＋４０ｍ１，．ｔａ＋０．５ｍｍとすればＮ＋
８０となるので、ｘ＝０．２ｍ！となる。

したがつて、マーク穴近接センサ１５には、測定誤差が
０．２Ｕ１以下のものを使う必要があるが、この程度の
精度であれば第１０図のような構造にした金型４と空気
の背圧センサ２０〔たとえば、東京精密株式会社製のＡ
−Ｅ変換器（型式Ｅ−ＤＴ−ＡＧ）と専用増幅器〕を用
いて、マーク穴近接センサ１５を構成することができる
。第１０図は下金型４のセンサ近傍の横断面図であり、
数Ｋｆ／（１７７１の圧力のエアーは背圧センサ２０を
通り噴出口２１と、マーク穴１４を通り、排気口２２か
ら出てゆく。噴出口２１は高さ方向が０．５ｍＩの角穴
になつている。マーク穴１４がある時、第１０図のよう
にエアーが流れてエアーの背圧が下降するが、マーク穴
がないとエアーが流れずエアーの背圧が高くなる。した
がつてマーク穴１４と噴出口２１とが重なる断面積にほ
ぼ比例して背圧が変化するその結果出力特性は第７図の
ようになる。前述のようにマーク穴近接センサ１５の出
力Ｅｓと近接距離ｔとの間の近似関係式は誤差が０．２
ｍ！以下なら許されるので、第７図においてＡやＢの部
分において直線性が悪くても、特に問題とならない。こ
れまでは圧縮エアーを用いたマーク穴近接センサを説明
したが、鉄心板のマーク穴の近接距離は先端が０．５ｍ
７！Ｌ程度の大きさに作られた指向性の鋭い渦電流型の
近接センサを金型４内に埋込むことによつて検出するこ
とも可能である。なお、本発明ではマーク穴１４を形成
して、これを近接センサ１５で検出しているが、鉄心板
の金型の直接接触しない部分に、たとえば鉄心板にマー
クとして塗料を吹きつけ、この塗料マークをセンサで検
出するような方法においても、同様な原理にて構成する
ことができる。ただし、下金型の上端面から近接センサ
の中心までの距離Ｌもまた０．２１１以下の誤差で実測
されなければならないが、ノギス、マイクロメータ等に
より、この精度で測定することは容易である。

これまでの説明では、マーク穴用ソレノイド１２と通し
孔用ソレノイド９とは別々に制御するものとして考えて
きたが、第１１図のように、１個のソレノイド２１で同
じ鉄心板に通し孔とマーク穴１４を形成しても良い。こ
の時は第９図においてＮ二ｎとなる。これまでは下金型
上端から近接センサ１５の中心までの間に半製品が１個
ある場合のみ述べてきたが第１１図のように製品が１個
と半製品が１個ある場合はその積枚数Ｎｌ，ｎとすれば
、平均板厚Ｔａは、で求められる。

一方、マーク穴用ソレノイド９が別々に制御された場合
は積枚数Ｎｌ，ｎはマーク穴のある鉄心板からの枚数を
使い式（３）により平均板厚Ｔａが計算される。このよ
うに本発明によれば、センサの精度が０．２ｍ１程度で
、積層鉄心板の板厚を高精度で算出できる。

そのため、従来方式に比べ製造装置の精度を維持するた
めのセンサ部の保守が非常に容易となる。また、センサ
のコストも安価になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の積層鉄心製造装置の縦断面を示す概略図
、第２図はその鉄心板が成形される伏態を示す平面図、
第３図は鉄心板のかしめ用突子の形成図、第４図は通し
孔の形成図、第５図は本発明の一実施例の積層鉄心製造
装置の縦断面の概略図、第６図は実施例における鉄心板
の成形される状態を示す平面図、第７図は近接センサの
特性図、第８図は金型内における近接センサとマーク穴
のある鉄心板との位置関係図、第９図は実施例の原理を
示す詳細図、第１０図は１実施例としての空圧センサの
概略図、第１１図は他の実施例の原理を示す詳細図であ
る。６・・・・・・積層枚数計数用マイクロスイツチ、９・
・・・・・通し孔用ソレノイド、１２，２１・・・・・
・マーク穴用ソレノイド、１４・・・・・・鉄心板のマ
ーク穴、１５・・・・・・近接センサ、１７・・・・・
・制御装置、１８・・・・・・Ａ−Ｄ変換器、２０・・
・・・・空気背圧式近接センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

１鉄心板の一部にかしめ用の突子を設け、この突子部
相互の嵌合かしめ作用を利用して積層し、この突子部の
間欠打抜き制御により製品積層鉄心の厚みを決定する積
層鉄心製造装置において、鉄心板の打抜かれる部分の側
面に選択的にマークを付するマーク機構と製造途中の前
記マークのついた鉄心板の近接距離に対応した信号を出
す近接センサを金型内に固定して設けた積層厚み寸法の
計測手段と、前記製造装置が１枚積層するごとにタイミ
ング信号を発生する手段と、製品鉄心の積厚寸法の目標
値をあらかじめ設定する手段と、前記突子部の形成を行
なうか否かの動作を電気的に制御できる間欠打抜機構と
、前記マーク機構を任意の時点で動作させ、その後の前
記タイミング信号を計数した値を積層枚数とし、前記マ
ークのある鉄心板を近接センサが検出する時得られる計
測値より計算して求めた積層厚さ寸法を、前記積層枚数
で割算して１枚の鉄心板の平均板厚値を算出し、更にこ
の平均板厚を前記タイミング信号毎に加算累計し、この
累計値が前記目標値を越えた時に前記打抜機構の動作を
制御する制御装置とを有することを特徴とする積層鉄心
製造装置。