WO2025142995A1 - 打ち抜き装置及び方法 - Google Patents

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WO2025142995A1
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punch
punches
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利康 町井
陽一 上田
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NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B13/00—Methods of pressing not special to the use of presses of any one of the preceding main groups
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/021—Magnetic cores
    • H02K15/027—Punching the cores

Definitions

  • the present invention relates to a punching device and method for punching out core pieces used in laminated cores for rotating electrical machines.
  • a conventional punching device is one equipped with multiple stages, as shown in Patent Document 1, for example.
  • the multiple stages are straddled by a steel plate, and punches are sequentially performed on the steel plate with a punch to form an iron core piece in the final stage.
  • This punching device is designed so that the punch with the heaviest punching load presses the steel plate at the earliest possible timing, since quality would be reduced if punching was performed simultaneously on all stages.
  • the problem to be solved is the decrease in machining accuracy of the core pieces.
  • the present invention provides a punching device that includes punches provided for a plurality of stages across which a common steel plate is positioned and which punch the steel plate in sequence to form iron core pieces, the punches of the plurality of stages descend together to punch the steel plate, and the punches have a tip position in the punching direction such that the punching timing of the stage with the largest punching load is delayed relative to the punching timing of at least one other stage.
  • the present invention provides a punching method in which a common steel plate is placed across multiple stages in which punching is performed sequentially on the steel plate to form iron core pieces, and punches of the multiple stages are lowered together to punch the steel plate in the multiple stages, and the punch timing of the punch in the stage with the largest punching load is delayed relative to at least one other stage.
  • the present invention can improve the machining accuracy of the core pieces.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a punching device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a steel plate punched by the punching apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an upper die of a punching device according to a first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an upper die of a punching device according to a second modified example of the first embodiment, as viewed from the feeding direction of the steel plate.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a punching device according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of a steel plate punched by the punching device of FIG.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a punching device according to a modified example of the second embodiment.
  • the punching device 1 is provided with punches 9, 11, 13, 41, 43, and 45 on multiple stages 3, 5, 7, 35, 37, and 39, respectively, across which a common steel plate 2 is positioned and which sequentially punch the steel plate 2 to form the iron core pieces 27 and 53.
  • the punches 9, 11, 13, 41, 43, and 45 on the multiple stages 3, 5, 7, 35, 37, and 39 all descend to punch the steel plate 2.
  • the punches 9, 11, 13, 41, 43, and 45 have tip positions in the punching direction where the punching timing on stage 7, where the punching load is maximum, is delayed relative to the punching timing on at least one of the other stages 3, 5, 35, 37, and 39.
  • punches 9, 11, 13, 41, 43, and 45 have a slower punching timing in stage 7, where the punching load is the largest, compared to all other stages 3, 5, 35, 37, and 39.
  • the stages may include a first stage 3, a second stage 5, and a third stage 7.
  • the first stage 3 punches out the inner circumference 21 of the core piece 27.
  • the second stage 5 punches out the outer circumference 23 of the core piece 27.
  • the third stage 7 punches out the punched portion 25 of the core piece 27.
  • the punching load of the third stage 7 is relatively large compared to the first and second stages 3 and 5. In this case, the tip position of the third stage 7 in the punching direction is set so that the punching timing is later than the punches 9 and 11 of the first and second stages 3 and 5.
  • the punching device 1 may include at least one other stage 3, 5, 35, 37, 39 upstream and downstream of stage 7, where the punching load is maximum.
  • the punching method involves placing the steel plate 2 across multiple stages 3, 5, 7, 35, 37, and 39, which sequentially punch the common steel plate 2 to form the iron core pieces 27 and 53, and punches 9, 11, 13, 41, 43, and 45 of the multiple stages 3, 5, 7, 35, 37, and 39 all descending to punch the steel plate 2 at the multiple stages 3, 5, 7, 35, 37, and 39.
  • the punching timing of punch 13 is delayed relative to at least one of the other stages 3, 5, 35, 37, and 39.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a punching device according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a plan view of a steel plate punched by the punching device of Fig. 1.
  • the punching device 1 in FIG. 1 punches out core pieces 27 to be used in a motor core, which is a laminated core for a rotating electrical machine.
  • the motor core in this embodiment is a stator core, but it may also be a rotor core.
  • the punching device 1 includes an upper die 15 and a lower die 17.
  • the upper die 15 and the lower die 17 include first, second, and third stages 3, 5, and 7, which are arranged along the feed direction of the steel plate 2.
  • the stages represent the individual steps when the iron core piece 27 is formed in multiple steps.
  • the first to third stages 3, 5, and 7 are positioned across a common steel plate 2, and punching of the steel plate 2 is performed sequentially in the feed direction to form the core pieces 27. These first to third stages 3, 5, and 7 are equipped with punches 9, 11, and 13, respectively.
  • Punches 9, 11, and 13 are attached to upper die 15. Punches 9, 11, and 13 are configured to descend together with upper die 15. This descent causes a stripper (not shown) to press the steel sheet 2 against lower die 17 in advance, and upper die 15 descends further relative to lower die 17. As a result, punches 9, 11, and 13 of first to third stages 3, 5, and 7 descend further to punch out the steel sheet 2.
  • the lower die 17 has a die 17a corresponding to the second stage 5.
  • the die 17a is provided with a squeeze ring 17c connected to the die body 17b.
  • the die body 17b cooperates with the punch 11 to punch out the core pieces 27, and the squeeze ring 17c applies lateral pressure to the punched core pieces 27 to hold them in place. Therefore, in the second stage 5, the core pieces 27 punched out by the punch 11 and die 17a are sequentially held and stacked in the die 17a.
  • the lower die 17 is provided with dies corresponding to the first and third stages 3 and 7, although these are not shown.
  • the first stage 3 punches the inner circumference of the core piece 27
  • the second stage 5 punches the outer circumference of the core piece 27
  • the third stage 7 punches the shape of the core piece 27.
  • stage settings are optional. Other stages can be added for forming crimped parts using uneven surfaces, applying adhesive, etc.
  • the inner circumference punching in the first stage 3 punches out the inner circumference circle 21 of the core piece 27.
  • the outer circumference punching in the second stage 5 punches out the outer circumference circle 23 of the core piece 27.
  • the shape punching in the third stage 7 punches out the slot portion 25 of the core piece 27. Note that in Figure 2, the part that will become the outer circumference circle 23 of the core piece 27 is shown by the dashed line D. Also, the hole after the outer circumference punching of the core piece 27 is shown as the outer circumference circle 23.
  • the inner circumference circle 21 and the outer circumference circle 23 are punched concentrically to form the iron core piece 27, and the slots 25 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the inner circumference circle 21 and the outer circumference circle 23.
  • the slots 25 are arranged concentrically with respect to the inner circumference circle 21 and the outer circumference circle 23.
  • the punching load of the third stage 7 is relatively large compared to the first and second stages 3 and 5. For this reason, the tip positions of the punches 9, 11, and 13 are set so that the punching timing of the third stage 7, which has the largest punching load, is delayed compared to all the other stages 3 and 5.
  • the punching timing can be set so that the third stage 7, which has the largest punching load, is delayed relative to at least one of the other stages 3 or 5.
  • the punching timing can be set so that the third stage 7 is slower than the first stage 3 and the second stage 5 is faster than the third stage 7, or the third stage 7 is slower than the second stage 5 and the first stage 3 is faster than the third stage 7.
  • the punching load is the load required for punching by the press, and depends on the machining circumference of punches 9, 11, and 13.
  • the machining circumference is the outer perimeter dimension of the cross section of each punch. The longer the machining circumference, the larger the punching load.
  • the machining circumference of the punch 13 in the third stage 7 is the sum of the punches that punch each slot portion 25, and is longer than the first and second stages 3 and 5. Therefore, the punching load in the third stage 7 is the largest among the first to third stages 3, 5, and 7.
  • the machining circumference of the punch 13 in the third stage 7 may be relatively shorter than the punches 9 and 11 in the first and second stages 3 and 5. For this reason, the punching load of the punch 13 is not necessarily the greatest in the third stage 7. The same applies when other stages are added.
  • the heights of the tip positions of punches 9, 11, and 13 from the upper die 15 are in the following relationship: height H0 of tip position of punch 9 > height H1 of tip position of punch 11 > height H2 of tip position of punch 13.
  • the protruding length of punch 13 in the third stage 7 from the upper die 15 is shorter than the protruding length of punches 9 and 11 in the first and second stages 3 and 5, and the protruding length of punch 11 in the second stage 5 is shorter than the protruding length of punch 9 in the first stage 3.
  • the timing of punching the steel sheet 1 by the lowering of the upper die 15 is the order of punches 9, 11, and 13 on the first, second, and third stages 3, 5, and 7.
  • the timing of punching by the punch 13 in the third stage 7 may be intermediate among the first to third stages 3, 5, and 7.
  • [Punching method] In the punching method of this embodiment, first, the steel sheet 2 is fed and placed between the upper die 15 and the lower die 17. At this time, the steel sheet 2 is placed across the multiple stages 3, 5, and 7. In the first punching, the leading end of the steel sheet 2 in the feed direction is placed on the third stage 7, and in the second punching, the steel sheet 2 is placed across the first stage 3 and the third stage 7. Then, in the third punching and thereafter, the steel sheet 2 is placed across the first to third stages 3, 5, and 7.
  • the timing of this punching is as follows: punches 9, 11, and 13 in the first, second, and third stages 3, 5, and 7. Note that in the second punching, the order is punches 9 and 13 in the first and third stages 3 and 7.
  • punch 9 which has the smallest punching load, punches the steel plate 2 first, followed by punch 11, and punch 13, which has the largest punching load, punches last.
  • punch 9 which has the smallest punching load, punches first, followed by punch 13, which has the largest punching load.
  • the timing of punching by punch 13 in the third stage 7 may be intermediate among the first to third stages 3, 5, and 7, as described above.
  • the third stage 7 which has the largest punching load, has a slower punching timing than the other first and second stages 3 and 5.
  • the steel plate 2 can be positioned by the punches 9 and 11 of the first and second stages 3 and 5 that have previously performed punching, while punching can be performed by the punch 13 of the third stage 7, which has the largest punching load. This makes it possible to improve the processing accuracy of punching in the third stage 7 and suppress distortion of the steel plate 2 during punching in the third stage 7, thereby more reliably improving the processing accuracy of the core pieces 27.
  • punching in the first and second stages 3 and 5, which are subsequent processes in the feed direction can be performed on steel plate 2 with reduced distortion, so the machining accuracy of core piece 27 can be improved more reliably.
  • the punching timing of the punch 11 of the second stage 5 which has a relatively high punching load, is delayed relative to the punching timing of the punch 9 of the first stage 3, which has a relatively low punching load.
  • the processing accuracy of the punching in the first stage 3, which is performed first can be improved. Also, while the steel plate 2 is positioned by the punch 9 in the first stage 3, which has performed the punching first, punching can be performed by the punch 11 in the second stage 5, which has a relatively large punching load. This makes it possible to more reliably improve the processing accuracy of the core pieces 27 and suppress distortion of the steel plate 2 during punching in the first stage 3. Therefore, it is possible to more reliably improve the processing accuracy of the core pieces 27. Also, even if the punching timing of the first and third stages 3 and 7 or the punching timing of the second and third stages 5 and 7 are simultaneous, the processing accuracy of the core pieces 27 can be improved.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an upper die of a punching device according to a first modified example of the first embodiment.
  • the height of the tip position is varied within the punch 13 of the third stage 7.
  • punch 13 is configured as a punch that punches out slot portion 25, and has multiple punch portions 13a that correspond to slot portion 25. These punch portions 13a have different tip heights. Punch portions 13a are arranged along the circumferential direction, and accordingly, punching timing of punch 13 differs in the circumferential direction.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an upper die of a punching device according to a second modified example of the first embodiment, as viewed from the feeding direction of the steel plate.
  • the inner circumference circle 21, the outer circumference circle 23, and the slot portion 25 are punched out using punches 9, 11, and 13 in a single row of the first to third stages 3, 5, and 7, but in modification 2, punching is performed simultaneously in multiple rows.
  • the first, second, and third stages 3, 5, and 7, each having the same processing order are provided in multiple rows, for example two rows, in the width direction of the steel plate 2.
  • the mutual tip positions of the punches 9, 11, or 13 of the same stage 3, 5, or 7 may be set not only to be the same, but also to be different.
  • the relationship between the tip positions of the punches 9, 11, and 13 of the different stages 3, 5, and 7 may be set by the average length of the punches 9, 11, or 13 of the same stage 3, 5, or 7, the length of the longest punch, or the length of the shortest punch.
  • the punches 9 of the first stage 3 are arranged in two rows in the width direction of the steel plate 2, and the tip positions of the punches 9 of the same stage 3 differ depending on their length.
  • the tip position of the punch 9 as the first stage 3 can be set using any of the following lengths: the average value of the tip positions of the punches 9 of the same stage 3 in two rows, the longest length, or the shortest length.
  • the tip positions of the punches 9, 11, and 13 can be set arbitrarily as long as the relationship is maintained.
  • the punching device 1 of Example 2 has rotor core stages 35, 37, and 39 arranged in succession upstream of stator core stages 3, 5, and 7 in the feed direction of the steel plate 2, as shown in Figures 5 and 6.
  • the configuration has at least one other stage 3, 5, 35, 37, and 39 upstream and downstream of the third stage 7 of the stator core, where the punching load is maximum.
  • rotor core stages 35, 37, and 39 are located upstream of the third stage 7 of the stator core
  • stator core stages 3 and 5 are located downstream of the third stage 7 of the stator core.
  • the punching device 1 of this embodiment has an upper die 15A equipped with punches 9, 11, and 13 configured in the same manner as in embodiment 1, and a lower die 17A equipped with a die 17a, for the stages 3, 5, and 7 of the stator core.
  • stages 35, 37, and 39 of the rotor core there is an upper die 15B equipped with punches 41, 43, and 45, and a lower die 17B equipped with a die 17a.
  • the upper die 15B is separated so as to operate separately from the upper die 15A.
  • the lower die 17B is also separated from the lower die 17A and provided separately.
  • the first stage 35 punches the inner circumference
  • the second stage 37 punches the outer circumference
  • the third stage 39 punches the shape.
  • the inner circumference punching of the first stage 35 of the rotor core punches out the inner circumference circle 47 of the iron core piece 53.
  • the outer circumference punching of the second stage 37 punches out the outer circumference circle 49 of the iron core piece 53.
  • the shape punching of the third stage 39 punches out the magnet insertion hole 51 of the iron core piece 53.
  • the inner circumference circle 47 and the outer circumference circle 49 are punched concentrically to form the iron core piece 53, and the magnet insertion holes 51 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the magnet insertion holes 51 are arranged concentrically with the inner circumference circle 47 and the outer circumference circle 49.
  • FIG. 6 the portion that will become the outer circumferential circle 23 of the stator core piece 27 is shown by dashed line D1, and the portion that will become the outer circumferential circle 49 of the rotor core piece 53 is shown by dashed line D2.
  • the holes that remain after punching out the outer circumferential circle of the core pieces 27 and 53 are shown as the outer circumferential circles 23 and 49.
  • the punching timing of the punches 9, 11, and 13 of the first to third stages 3, 5, and 7 of the stator core and the punches 41, 43, and 45 of the first to third stages 35, 37, and 39 of the rotor core is different between at least two stages, and the punching tip positions are set in the punching direction.
  • the punching load of the punch 13 of the third stage 7 of the stator core is the highest. For this reason, of all the punches for the iron core pieces 27 and 53 of the stator core and rotor core, the punch 13 is set to the lowest tip position height H2.
  • the punches 9 and 11 of the first and second stages 3 and 5 of the stator core have the heights of the tip positions of the punches 9 and 11 set to H0 and H1, similar to Example 1.
  • the punches 41, 43, and 45 of the first to third stages 35, 37, and 39 of the rotor core have tip heights set to H0, H1, and H0, respectively.
  • the punch 43 in the second stage 37 which has the largest punching load, has its tip position set in the punching direction so that its punching timing differs from that of the other punches 41 and 45 in the first and third stages 35 and 39.
  • the steel sheet 2 is first fed and placed between the upper die 15B and the lower die 17B.
  • the leading end of the steel sheet 2 in the feed direction is placed in the third stage 39 of the rotor core
  • the steel sheet 2 is placed across the first stage 35 to the third stage 39 of the rotor core.
  • the steel sheet 2 is placed across the first to third stages 35, 37, and 39 of the rotor core.
  • the steel sheet 2 sequentially straddles the first to third stages 3, 5, and 7 of the stator core during the fourth to sixth punchings. After that, the steel sheet 2 is placed across all the stages of the rotor core and the stator core.
  • the timing of the punching process is such that punches 41 and 45 punch the rotor core first at the same time, followed by punch 43, depending on the tip position setting.
  • punches 41 and 45 which have a relatively low punching load, perform punching first
  • punch 43 which has a relatively high and maximum punching load, performs punching later.
  • the stator core is punched in the same manner as in Example 1, with punches 9, 11, and 13 in that order.
  • punch 9 of the stator core is punched simultaneously with punches 41 and 45 of the rotor core
  • punch 11 of the stator core is punched simultaneously with punch 43 of the rotor core
  • punch 13 of the stator core is punched.
  • the punching timing of the rotor core iron piece 53 is delayed with respect to at least one of the stages 41 and 45 in the punch 43.
  • the machining precision of the iron core pieces 53 of the rotor core can be improved more reliably.
  • the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a punching device according to a modified example of the second embodiment.
  • the punching device 1 As shown in FIG. 7, the punching device 1 according to the modified example is provided with punches 41, 43, 45, 9, 11, and 13 for the rotor core and the stator core in a common upper die 15. Accordingly, a die 17a is provided in a common lower die 17 corresponding to the second stages 37 and 5 of the rotor core and the stator core.

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Abstract

鉄心片の真円度を考慮した打ち抜きを可能にする打ち抜き装置を提供する。共通の鋼板２が跨って配置され、鋼板２に対する打ち抜きを順次行って鉄心片２７を形成する複数のステージ３、５、及び７にそれぞれ対応してパンチ９、１１、及び１３を備え、複数のステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３が共に下降して鋼板２に対する打ち抜きを行い、パンチ１３は、パンチ９及び１１に対して打ち抜きタイミングが後になるように打ち抜き方向の先端位置が設定された。

Description

打ち抜き装置及び方法
　本発明は、回転電機の積層鉄心に用いられる鉄心片を打ち抜く打ち抜き装置及び方法に関する。
　従来の打ち抜き装置としては、例えば特許文献１のように複数のステージを備えたものがある。複数のステージは、鋼板が跨って配置され、パンチにより鋼板に対する打ち抜きを順次行って最終ステージで鉄心片を形成する。
　この打ち抜き装置は、全ステージの打ち抜きが同時に行われると品質が低下することから、打ち抜き荷重が最も大きいパンチが最も早いタイミングで鋼板を押圧するように構成されている。
　しかし、かかる従来の打ち抜き装置では、最初に鋼板を押圧する打ち抜き荷重が最も大きいパンチによって金型に局所的に高荷重が作用する。これにより、金型の変形等が生じてパンチが鋼板に対して傾いてしまい、その後に鋼板を押圧する他のステージのパンチによる打ち抜き精度が低下する。この結果、鉄心片の加工精度が低下するという問題があった。
特開２０２３－１７９３５９号公報
　解決しようとする問題点は、鉄心片の加工精度が低下する点である。
　本発明は、共通の鋼板が跨って配置され前記鋼板に対する打ち抜きを順次行って鉄心片を形成する複数のステージにそれぞれ対応して設けられたパンチを備え、前記複数のステージの前記パンチが共に下降して前記鋼板に対する打ち抜きを行い、前記パンチは、打ち抜き荷重が最大であるステージでの打抜タイミングが少なくとも１つの他のステージの打抜タイミングに対して遅くなる打ち抜き方向の先端位置を有する、打ち抜き装置を提供する。
　本発明は、共通の鋼板に対する打ち抜きを順次行って鉄心片を形成する複数のステージに前記鋼板を跨って配置し、前記複数のステージのパンチが共に下降して前記鋼板に対する打ち抜きを前記複数のステージにおいて行い、打ち抜き荷重が最大であるステージで少なくとも１つの他のステージに対して前記パンチの打ち抜きタイミングが遅い、打ち抜き方法を提供する。
　本発明は、鉄心片の加工精度を向上することができる。
図１は、本発明の実施例１に係る打ち抜き装置の概略図である。 図２は、図１の打ち抜き装置で打ち抜いた鋼鈑の平面図である。 図３は、実施例１の変形例１に係る打ち抜き装置の上型の概略図である。 図４は、実施例１の変形例２に係る打ち抜き装置の上型を鋼鈑の送り方向から見た概略図である。 図５は、実施例２に係る打ち抜き装置の概略図である。 図６は、図５の打ち抜き装置で打ち抜いた鋼鈑の平面図である。 図７は、実施例２の変形例に係る打ち抜き装置の一部を断面にして示す概略図である。
　一実施形態の打ち抜き装置１は、共通の鋼板２が跨って配置され、鋼板２に対する打ち抜きを順次行って鉄心片２７及び５３を形成する複数のステージ３、５、７、３５、３７、及び３９にそれぞれパンチ９、１１、１３、４１、４３、及び４５を備える。複数のステージ３、５、７、３５、３７、及び３９のパンチ９、１１、１３、４１、４３、及び４５は、共に下降して鋼板２に対する打ち抜きを行う。このパンチ９、１１、１３、４１、４３、及び４５は、打ち抜き荷重が最大であるステージ７での打抜タイミングが少なくとも１つの他のステージ３、５、３５、３７、３９の打抜タイミングに対して遅くなる打ち抜き方向の先端位置を有する。
　パンチ９、１１、１３、４１、４３、及び４５は、打ち抜き荷重が最大であるステージ７で他の全てのステージ３、５、３５、３７、３９に対して打ち抜きタイミングが遅いのが好ましい。
　ステージは、第１ステージ３と、第２ステージ５と、第３ステージ７とを備えてもよい。第１ステージ３は、鉄心片２７の内周円２１を打ち抜く。第２ステージ５は、鉄心片２７の外周円２３を打ち抜く。第３ステージ７は、鉄心片２７の形抜部２５を打ち抜く。第３ステージ７は、第１及び第２ステージ３及び５に対し打ち抜き荷重が相対的に大きく、この場合、第３ステージ７は、第１及び第２ステージ３及び５のパンチ９及び１１に対して打ち抜きタイミングが後になるように打ち抜き方向の先端位置が設定される。
　打ち抜き装置１は、打ち抜き荷重が最大であるステージ７の上流と下流にそれぞれ少なくとも１つの他のステージ３、５、３５、３７、３９を備えてもよい。
　打ち抜き方法は、共通の鋼板２に対する打ち抜きを順次行って鉄心片２７及び５３を形成する複数のステージ３、５、７、３５、３７、及び３９に鋼板２を跨って配置し、複数ステージ３、５、７、３５、３７、及び３９のパンチ９、１１、１３、４１、４３、及び４５が共に下降して複数ステージ３、５、７、３５、３７、及び３９において鋼板２に対する打ち抜きを行う。打ち抜き荷重が最大であるステージ７では、少なくとも１つの他のステージ３、５、３５、３７、３９に対してパンチ１３の打ち抜きタイミングが遅い。
［打ち抜き装置］
　図１は、本発明の実施例１に係る打ち抜き装置の概略図である。図２は、図１の打ち抜き装置で打ち抜いた鋼鈑の平面図である。
　図１の打ち抜き装置１は、回転電機の積層鉄心であるモーターコアに用いられる鉄心片２７の打ち抜きを行う。本実施例のモーターコアは、ステーターコアであるが、ローターコアであってもよい。
　この打ち抜き装置１は、上型１５及び下型１７を備える。これら上型１５及び下型１７が、鋼板２の送り方向に沿って配列された複数のステージとして第１、第２、及び第３ステージ３、５、及び７を備えている。ステージは、鉄心片２７を複数回の工程で形成する場合の個々の工程である。
　第１～第３ステージ３、５、及び７は、共通の鋼板２が跨って配置され、鋼板２に対する打ち抜きを送り方向で順次行って鉄心片２７を形成する。これら第１～第３ステージ３、５、及び７は、それぞれパンチ９、１１、及び１３を備えている。
　パンチ９、１１、及び１３は、上型１５に取り付けられている。パンチ９、１１、及び１３は、上型１５と共に下降する構成である。この下降により図示しないストリッパーが下型１７に対して鋼板２を先行して押え、上型１５が下型１７に対してさらに下降する。これにより、第１～第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３がさらに下降して鋼板２に対する打ち抜きを行う。
　下型１７には、第２ステージ５に応じてダイ１７ａを有する。ダイ１７ａは、ダイ本体１７ｂに続くスクイーズリング１７ｃが備えられている。ダイ本体１７ｂは、パンチ１１と協働して鉄心片２７を打抜き、スクイーズリング１７ｃは、打ち抜かれた鉄心片２７に側圧を付与して保持する。従って、第２ステージ５では、パンチ１１及びダイ１７ａにより打ち抜かれた鉄心片２７がダイ１７ａ内に順次保持されて積層される。なお、下型１７には、図示しないが第１及び第３ステージ３及び７に対応してダイが設けられている。
　本実施例の打ち抜き装置１では、図１及び図２のように、第１ステージ３が鉄心片２７の内周打ち抜き、第２ステージ５が鉄心片２７の外周打ち抜き、第３ステージ７が鉄心片２７の形状打ち抜きを行う。
　ただし、ステージの設定は任意である。凹凸によるかしめ部の形成や接着剤塗布等を他のステージとして追加することもできる。
　第１ステージ３の内周打ち抜きは、鉄心片２７の内周円２１を打ち抜く。第２ステージ５の外周打ち抜きは、鉄心片２７の外周円２３を打ち抜く。第３ステージ７の形状打ち抜きは、鉄心片２７のスロット部２５を打ち抜く。なお、図２では、鉄心片２７の外周円２３となる部分を破線Ｄで示している。また、鉄心片２７の外周打ち抜き後の孔を外周円２３として示している。
　内周円２１及び外周円２３は、鉄心片２７として同心に打ち抜かれ、スロット部２５は、内周円２１及び外周円２３の周方向で等間隔に配列されている。スロット部２５の配列は、内周円２１及び外周円２３に対して同心円上での配列となっている。
［先端位置］
　第１～第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３は、打ち抜き荷重の相違によって打ち抜き方向の先端位置が設定されている。
　本実施例においては、第３ステージ７が第１及び第２ステージ３及び５に対し打ち抜き荷重が相対的に大きい。このため、パンチ９、１１、及び１３は、打ち抜き荷重が最大である第３ステージ７で他の全てのステージ３及び５に対して打ち抜きタイミングが遅くなるように先端位置が設定されている。
　打ち抜きタイミングの設定は、打ち抜き荷重が最大である第３ステージ７が少なくとも１つの他のステージ３又は５に対して遅くなるように行えばよい。例えば、打ち抜きタイミングは、第３ステージ７で第１ステージ３よりも遅くすると共に第２ステージ５で第３ステージ７より早くし、或いは第３ステージ７で第２ステージ５よりも遅くすると共に第１ステージ３で第３ステージ７より早くしてもよい。
　打ち抜き荷重は、プレスによる打ち抜きに必要な荷重であり、パンチ９、１１、及び１３の加工周長に応じたものとなる。加工周長は、個々のパンチの横断面における外周寸法である。加工周長が長くなると、打ち抜き荷重が大きくなる。
　本実施例において、第３ステージ７のパンチ１３の加工周長は、各スロット部２５を打ち抜くパンチの合計であり、第１及び第２ステージ３及び５よりも長い。このため、第３ステージ７では、第１～第３ステージ３、５、及び７中で打ち抜き荷重が最大となっている。
　ただし、スロット部２５の数によっては第３ステージ７のパンチ１３の加工周長が、第１及び第２ステージ３及び５のパンチ９及び１１に対して相対的に短くなることもある。このため、第３ステージ７は、パンチ１３の打ち抜き荷重が必ずしも最大となる訳ではない。また、他のステージが追加された場合も同様である。
　図１では、パンチ９を鋼鈑１の表面に当接させた状態で、パンチ９、１１、及び１３の先端位置の高さを示している。この鋼鈑１の表面は、鋼鈑１が下型１７上に送り込まれ、ストリッパーで下型１７上に押さえ込まれたときのものである。
　この鋼鈑１の表面を基準とし、上型１５からのパンチ９、１１、及び１３の先端位置の高さは、パンチ９の先端位置の高さＨ０＞パンチ１１の先端位置の高さＨ１＞パンチ１３の先端位置の高さＨ２の関係とした。換言すると、第３ステージ７のパンチ１３の上型１５からの突出長さは、第１及び第２ステージ３及び５のパンチ９及び１１の突出長さよりも短く、第２ステージ５のパンチ１１の突出長さは、第１ステージ３のパンチ９の突出長さより短い。
　かかる先端位置の設定により、上型１５の下降による鋼鈑１の打ち抜きタイミングは、第１、第２、及び第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３の順になる。
　なお、第３ステージ７のパンチ１３による打ち抜きタイミングを、第１～第３ステージ３、５、及び７中で中間であってもよい。
　第１及び第３ステージ３及び７は、第２ステージ５よりも鋼鈑１の送り方向で上流に配置されている。なお、送り方向は、鋼板１の延設方向並びにステージ３、５、及び７の配列方向でもある。第１及び第３ステージ３及び７間では、第１ステージ３が第３ステージ７の上流側に配置されることもある。この場合、第３ステージ７の上流と下流とにそれぞれ少なくとも１つの他のステージ３及び５が位置することになる。
［打ち抜き方法］
　本実施例の打ち抜き方法では、まず鋼板２が送られて上型１５及び下型１７間に配置される。このとき、鋼板２が複数のステージ３、５、及び７に跨って配置される。なお、最初の打ち抜きにおいては、鋼板２の送り方向の先端部が第３ステージ７に配置され、二回目の打ち抜きにおいては、鋼板２が第１ステージ３から第３ステージ７に跨って配置される。そして、三回目以降の打ち抜きにおいては、鋼板２が第１～第３ステージ３、５、及び７に跨って配置される。
　打ち抜きにおいては、上型１５が下降すると、第１、第２、及び第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３が共に下降する。この下降により上型１５側の図示しないストリッパーが鋼板２を押さえ込む。続いてパンチ９、１１、及び１３がストリッパーから突出し、三回目以降の打ち抜きにおいては内周円２１、外周円２３、及びスロット部２５を打ち抜く。
　この打ち抜きのタイミングは、上記の先端位置の設定により、第１、第２、及び第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３の順になる。なお、二回目の打ち抜きにおいては、第１及び第３ステージ３及び７のパンチ９及び１３の順になる。
　つまり、三回目以降の打ち抜きにおいては、鋼板２に対し、打ち抜き荷重が最小となるパンチ９が最初に打ち抜きを行い、続いてパンチ１１が打ち抜きを行い、打ち抜き荷重が最大となるパンチ１３が最後に打ち抜きを行う。二回目の打ち抜きにおいては、打ち抜き荷重が最小となるパンチ９が最初に打ち抜きを行い、続いて打ち抜き荷重が最大となるパンチ１３が打ち抜きを行う。なお、第３ステージ７のパンチ１３による打ち抜きタイミングは、上記のように第１～第３ステージ３、５、及び７中で中間としてもよい。
　従って、パンチ９、１１、及び１３は、打ち抜き荷重が最大である第３ステージ７が他の第１及び第２ステージ３及び５に対して打ち抜きタイミングが遅い。　　
　このため、本実施例では、第３ステージ７での打ち抜きによって上型１５及び下型１７に一時的に変形が生じたとしても、それよりも前に第１及び第２ステージ３及び５の打ち抜きが完了している。従って、第１及び第２ステージ３及び５での打ち抜きの加工精度を向上することができ、鉄心片２７の加工精度を向上できる。
　また、本実施例では、先に打ち抜きを行った第１及び第２ステージ３及び５のパンチ９及び１１で鋼板２の位置決めを行いながら、打ち抜き荷重が最大の第３ステージ７のパンチ１３による打ち抜きを行わせることができる。このため、第３ステージ７での打ち抜きの加工精度を向上することができると共に第３ステージ７での打ち抜き時の鋼板２の歪みを抑制でき、より確実に鉄心片２７の加工精度を向上できる。
　さらに、送り方向での後工程となる第１及び第２ステージ３及び５での打ち抜きを歪みが抑制された鋼板２に対して行うことができるので、より確実に鉄心片２７の加工精度を向上することができる。
　第１及び第２ステージ３及び５のパンチ９及び１１間では、打ち抜き荷重が相対的に高い第２ステージ５のパンチ１１の打ち抜きタイミングを、打ち抜き荷重が相対的に低い第１ステージ３のパンチ９の打ち抜きタイミングに対して遅らせている。
　従って、本実施例では、先に行われる第１ステージ３での打ち抜きの加工精度を向上することができる。また、先に打ち抜きを行った第１ステージ３のパンチ９で鋼板２の位置決めを行いながら、相対的に打ち抜き荷重が大きい第２ステージ５のパンチ１１による打ち抜きを行わせることができる。このため、より確実に鉄心片２７の加工精度を向上することができると共に第１ステージ３での打ち抜き時の鋼板２の歪みを抑制できる。従って、より確実に鉄心片２７の加工精度を向上することができる。また、仮に第１及び第３ステージ３及び７の打ち抜きタイミング又は第２及び第３ステージ５及び７の打ち抜きタイミングが同時であっても、鉄心片２７の加工精度を向上できる。
［変形例１］
　図３は、実施例１の変形例１に係る打ち抜き装置の上型の概略図である。
　変形例１では、第３ステージ７のパンチ１３内において、先端位置の高さを異ならせている。
　具体的には、パンチ１３は、スロット部２５を打ち抜くパンチとして構成されており、スロット部２５に対応した複数のパンチ部１３ａを有する。これらパンチ部１３ａは、先端位置の高さが異なっている。パンチ部１３ａは、周方向に沿って配置されており、これに応じて、パンチ１３は、周方向で打ち抜きタイミングが異なっている。
　かかる打ち抜きタイミングの設定により、パンチ１３での打ち抜き荷重を緩和させて、より確実に打ち抜き精度を向上させることができる。この結果、本変形例では、より確実にスロット部２５の精度を向上することができると共にスロット部２５の打ち抜き時における鋼板２の歪みを抑制できる。
［変形例２］
　図４は、実施例１の変形例２に係る打ち抜き装置の上型を鋼鈑の送り方向から見た概略図である。
　上記実施例１では、内周円２１、外周円２３、及びスロット部２５の打ち抜きを１列の第１～第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３で行う例を示したが、変形例２では、複数列で同時に抜きを行う。
　変形例２では、同一の加工順序とした第１、第２、及び第３ステージ３、５、及び７が鋼板２の幅方向に複数列、例えば２列備えられている。
　第１、第２、及び第３ステージ３、５、及び７の複数列の間では、同一ステージ３、５、又は７のパンチ９、１１、又は１３相互の先端位置が同一だけでなく異なる設定になってもよい。同一ステージ３、５、又は７のパンチ９、１１、又は１３相互の先端位置が異なる場合、異なるステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３の先端位置の関係は、同一ステージ３、５、又は７のパンチ９、１１、又は１３の長さの平均値、最長のパンチの長さ、又は最短のパンチの長さによって設定すればよい。
　例えば、図４では、第１ステージ３のパンチ９が鋼板２の幅方向に２列併設され、同一ステージ３のパンチ９の先端位置が長さに応じて異なっている。この場合、第１ステージ３としてのパンチ９の先端位置の設定は、２列の同一ステージ３のパンチ９の先端位置の平均値、最長の長さ、又は最短の長さの何れかの長さを用いて先端位置の設定を行わせることができる。ただし、各列において、パンチ９、１１、及び１３の先端位置は、その関係性が保持されている限り任意に設定可能である。
［打ち抜き装置］
　図５は、実施例２に係る打ち抜き装置の概略図である。図６は、図５の打ち抜き装置で打ち抜いた鋼板の平面図である。なお、実施例２は、基本的な構成が実施例１と共通し、対応する構成を同符号で示して重複した説明を省略する。
　実施例２の打ち抜き装置１は、図５及び図６のように、鋼板２の送り方向において、ステーターコアのステージ３、５、及び７の上流にローターコアのステージ３５、３７、及び３９を連続して備えた。
　これにより、打ち抜き荷重が最大であるステーターコアの第３ステージ７の上流と下流にそれぞれ少なくとも１つの他のステージ３、５、３５、３７、及び３９を備えた構成となっている。具体的には、ステーターコアの第３ステージ７の上流にローターコアのステージ３５、３７、及び３９が位置し、ステーターコアの第３ステージ７の下流にステーターコアのステージ３及び５が位置する。
　かかる本実施例の打ち抜き装置１は、ステーターコアのステージ３、５、及び７に対し、実施例１と同様に構成されたパンチ９、１１、１３を備えた上型１５Ａとダイ１７ａを備えた下型１７Ａとを有する。
　ローターコアのステージ３５、３７、及び３９に対しては、パンチ４１、４３、及び４５を備えた上型１５Ｂとダイ１７ａを備えた下型１７Ｂとを有する。上型１５Ｂは、上型１５Ａとは別に動作するように切り離されている。下型１７Ｂも、下型１７Ａとは切り離されて別に設けられている。
　本実施例２のローターコアの鉄心片５３の打ち抜きでは、第１ステージ３５が内周打ち抜き、第２ステージ３７が外周打ち抜き、第３ステージ３９が形状打ち抜きを行う。
　ローターコアの第１ステージ３５の内周打ち抜きは、鉄心片５３の内周円４７を打ち抜く。第２ステージ３７の外周打ち抜きは、鉄心片５３の外周円４９を打ち抜く。第３ステージ３９の形状打ち抜きは、鉄心片５３の磁石挿入孔５１を打ち抜く。
　内周円４７及び外周円４９は、鉄心片５３として同心に打ち抜かれ、磁石挿入孔５１は、周方向で等間隔に配列されている。磁石挿入孔５１の配列は、内周円４７及び外周円４９に対し同心円上の配列となっている。
　なお、図６では、ステーターコアの鉄心片２７の外周円２３となる部分を破線Ｄ１及びローターコアの鉄心片５３の外周円４９となる部分を破線Ｄ２で示している。また、鉄心片２７及び５３の外周打ち抜き後の孔を外周円２３及び４９として示している。
［先端位置］
　図５のように、実施例２では、ステーターコアの第１～第３ステージ３、５、及び７のパンチ９、１１、及び１３とローターコアの第１～第３ステージ３５、３７及び３９のパンチ４１、４３、及び４５とにおいて、少なくとも２つのステージ間で打ち抜きタイミングが異なるように打ち抜き方向の先端位置を設定している。
　具体的には、ステーターコアの第３ステージ７のパンチ１３の打ち抜き荷重が最も高くなる。このため、ステーターコア及びローターコアの鉄心片２７及び５３に対する全てのパンチの内、パンチ１３を最も低い先端位置の高さＨ２に設定している。
　ステーターコアの第１及び第２ステージ３及び５のパンチ９及び１１は、実施例１と同様に、パンチ９及び１１の先端位置の高さをＨ０及びＨ１に設定されている。
　ローターコアの第１～第３ステージ３５、３７、及び３９のパンチ４１、４３、及び４５は、それぞれ先端位置の高さがＨ０、Ｈ１、及びＨ０に設定されている。
　パンチ４１、４３、及び４５の中では、打ち抜き荷重が最大である第２ステージ３７のパンチ４３で他の第１及び第３ステージ３５及び３９のパンチ４１及び４５に対し打ち抜きタイミングが異なるように打ち抜き方向の先端位置が設定されている。
［打ち抜き方法］
　本実施例の打ち抜き方法では、まず鋼板２が送られて上型１５Ｂ及び下型１７Ｂ間に配置される。最初の打ち抜きにおいては、鋼板２の送り方向の先端部がローターコアの第３ステージ３９に配置され、二回目の打ち抜きにおいては、鋼板２がローターコアの第１ステージ３５から第３ステージ３９に跨って配置される。そして、三回目以降の打ち抜きにおいては、鋼板２がローターコアの第１～第３ステージ３５、３７、及び３９に跨って配置される。ステーターコアの第１～第３ステージ３、５、及び７には、四回目～六回目の打ち抜き時に鋼板２が順次跨る。その後は、ローターコア及びステーターコアの全てのステージに鋼板２が跨って配置される。
　打ち抜きにおいては、上型１５Ｂ、１５Ａが下降すると、ローターコア及びステーターコアの第１～第３ステージ３５、３７、及び３９並びに３、５、及び７のパンチ４１、４３、及び４５並びに９、１１、及び１３が共に下降する。この下降により上型１５Ｂ及び１５Ａの図示しないストリッパーが鋼板２を押さえ込む。続いてパンチ４１、４３、及び４５並びに９、１１、及び１３が図示しないストリッパーから突出して内周円４７及び２１、外周円４９及び２３、並びに磁石挿入孔５１及びスロット部２５を打ち抜く。
　打ち抜き加工のタイミングは、先端位置の設定により、ローターコアの打ち抜きにおいて、パンチ４１及び４５の打ち抜きが同タイミングで先行し、遅れてパンチ４３の打ち抜きの順になる。
　つまり、打ち抜き荷重が相対的に低いパンチ４１及び４５が最初に打ち抜きを行い、打ち抜き荷重が相対的に高く最大となるパンチ４３が遅れて打ち抜きを行う。
　また、ステーターコアの打ち抜きは、実施例１と同様に行われ、パンチ９、１１、及び１３の順で行われる。ローターコア及びステーターコアの全体の打ち抜きにおいては、ステーターコアのパンチ９がローターコアのパンチ４１及び４５と同時に打ち抜きが行われ、ステーターコアのパンチ１１がローターコアのパンチ４３と同時に打ち抜きが行われ、最後にステーターコアのパンチ１３による打ち抜きが行われる。
　従って、ローターコア及びステーターコアの鉄心片２７及び５３に対する打ち抜きを一括して行う場合でも、鉄心片２７及び５３の加工精度を向上することができる。
　また、ローターコアの鉄心片５３の打ち抜き自体も、パンチ４３において、少なくとも１つのステージ４１及び４５に対して打ち抜きタイミングが遅い。
　このため、より確実にローターコアの鉄心片５３の加工精度を向上できる。その他、実施例２においても、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。
［変形例］
　図７は、実施例２の変形例に係る打ち抜き装置の一部を断面にして示す概略図である。
　図７のように、変形例に係る打ち抜き装置１は、共通の上型１５にローターコア及びステーターコアのパンチ４１、４３、４５、９、１１、及び１３が備えられている。これに応じて、共通の下型１７にローターコア及びステーターコアの第２ステージ３７及び５に対応してダイ１７ａが備えられている。
　かかる変形例においても、実施例２と同様の作用効果を奏することができる。
１　鋼板
３　第１ステージ（ステーターコア用）
５　第２ステージ（ステーターコア用）
７　第３ステージ（ステーターコア用）
９、１１、１３　パンチ（ステーターコア用）
２７　鉄心片（ステーターコア用）
３５　第１ステージ（ローターコア用）
３７　第２ステージ（ローターコア用）
３９　第３ステージ（ローターコア用）
４１、４３、４５　パンチ（ローターコア用）
５３　鉄心片（ローターコア用） 

 

Claims (8)

  1. 　共通の鋼板が跨って配置され前記鋼板に対する打ち抜きを順次行って鉄心片を形成する複数のステージにそれぞれ対応して設けられたパンチを備え、
    　前記複数のステージの前記パンチが共に下降して前記鋼板に対する打ち抜きを行い、
    　前記パンチは、打ち抜き荷重が最大であるステージでの打抜タイミングが少なくとも１つの他のステージの打抜タイミングに対して遅くなる打ち抜き方向の先端位置を有する、
    　打ち抜き装置。
  2. 　請求項１の打ち抜き装置であって、
    　前記パンチは、前記先端位置により、前記打ち抜き荷重が最大であるステージで他の全てのステージに対して打ち抜きタイミングが遅い、
    　打ち抜き装置。
  3. 　請求項１の打ち抜き装置であって、
    　前記ステージは、前記鉄心片の内周円を打ち抜く第１ステージと、前記鉄心片の外周円を打ち抜く第２ステージと、前記鉄心片の形抜部を打ち抜く第３ステージとを備え、
    　前記第３ステージは、前記第１及び第２ステージに対して打ち抜き荷重が相対的に大きく、
    　前記第３ステージのパンチは、前記先端位置により、前記第１及び第２ステージのパンチに対して打ち抜きタイミングが後になる、
    　打ち抜き装置。
  4. 　請求項１の打ち抜き装置であって、
    　前記打ち抜き荷重が最大であるステージの上流と下流にそれぞれ少なくとも１つの前記他のステージを備えた
    　打ち抜き装置。
  5. 　共通の鋼板に対する打ち抜きを順次行って鉄心片を形成する複数のステージに前記鋼板を跨って配置し、
    　前記複数のステージのパンチが共に下降して前記鋼板に対する打ち抜きを前記複数のステージにおいて行い、
    　打ち抜き荷重が最大であるステージで少なくとも１つの他のステージに対して前記パンチの打ち抜きタイミングが遅い、
    　打ち抜き方法。
  6. 　請求項５の打ち抜き方法であって、
    　前記打ち抜き荷重が最大であるステージで他の全てのステージに対して前記パンチの打ち抜きタイミングが遅い、
    　打ち抜き方法。
  7. 　請求項５の打ち抜き方法であって、
    　前記ステージは、前記鉄心片の内周円を打ち抜く第１ステージと、前記鉄心片の外周円を打ち抜く第２ステージと、前記鉄心片の形抜部を打ち抜く第３ステージとを備え、
    　前記第３ステージは、前記第１及び第２ステージに対し打ち抜き荷重が相対的に大きく、
    　前記第３ステージのパンチは、前記第１及び第２ステージのパンチに対して打ち抜きタイミングが異なる、
    　打ち抜き方法。
  8. 　請求項５の打ち抜き方法であって、
    　前記打ち抜き荷重が最大であるステージの上流と下流にそれぞれ少なくとも１つの前記他のステージを位置させる、
    　打ち抜き方法。
     

     
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