特開 2024-151482 金型装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024151482

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】金型装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 28/00 20060101AFI20241018BHJP

   B21D 28/02 20060101ALI20241018BHJP

   B21D 28/14 20060101ALN20241018BHJP

   H02K 15/02 20060101ALN20241018BHJP

【ＦＩ】

B21D28/00 D

B21D28/02 C

B21D28/14 Z

H02K15/02 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023064850

(22)【出願日】2023-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】513296958

【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】弁理士法人サトー

(72)【発明者】

【氏名】山際 晃平

(72)【発明者】

【氏名】浦野 雅春

(72)【発明者】

【氏名】赤塚 剛之

【テーマコード（参考）】

4E048

5H615

【Ｆターム（参考）】

4E048FA09

5H615AA01

5H615PP06

5H615SS03

(57)【要約】

【課題】高精度かつ安定した加工を行うことができる金型装置を提供する。
【解決手段】金型装置は、板状の材料を打ち抜くためのポンチを有する上型と、上型の下方に位置するストリッパ部と、を備え、ストリッパ部は、ポンチが通過する第１孔部を有するプレートと、第１孔部に上方から重なる位置に設けられ第１孔部よりも径が小さい第２孔部を有しポンチの上下方向の移動を案内するガイド部と、を有する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の材料を打ち抜くためのポンチを有する上型と、
前記上型の下方に位置するストリッパ部と、を備え、
前記ストリッパ部は、前記ポンチが通過する第１孔部を有するプレートと、前記第１孔部に上方から重なる位置に設けられ前記第１孔部よりも径が小さい第２孔部を有し前記ポンチの上下方向の移動を案内するガイド部と、を有する、
金型装置。

【請求項2】

前記プレートと前記ガイド部とは、別部品で構成されている、
請求項１に記載の金型装置。

【請求項3】

前記第２孔部は、下方に向かうにつれて径が拡大している、
請求項１又は２に記載の金型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、金型装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば産業機械や自動車等の駆動源として用いられるモータの回転子や固定子の鉄心は、電磁鋼板等の材料から打ち抜かれた鉄心材を積層して構成されている。当該鉄心材を製造するための装置として、ロール状に巻かれた材料を所定のピッチで順次送り、材料を段階的に打ち抜く順送型の金型装置が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１６８５７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年ではモータの効率を高めるために、材料の薄板化や高効率材料の適用が考えられており、高精度の打ち抜き加工が求められている。また、例えば鉄心スロット部のスロット形状等が複雑化してきており、材料を打ち抜く刃物形状の複雑化が必要となるとともに、刃物のカケ等に起因した不具合の発生確率が高まっている。そのため、従来構成では、高精度かつ安定した加工を行う点において課題があった。

【0005】

そこで、高精度かつ安定した加工を行うことができる金型装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、一実施形態による金型装置は、板状の材料を打ち抜くためのポンチを有する上型と、前記上型の下方に位置するストリッパ部と、を備え、前記ストリッパ部は、前記ポンチが通過する第１孔部を有するプレートと、前記第１孔部に上方から重なる位置に設けられ前記第１孔部よりも径が小さい第２孔部を有し前記ポンチの上下方向の移動を案内するガイド部と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態による金型装置を備える順送加工装置の一例を概略的に示す図

【図2】一実施形態による金型装置の一例を概略的に示す断面図

【図3】一実施形態による金型装置について、プレート及びガイド部の各孔部の周辺を拡大して示す断面図

【図4】一実施形態による金型装置について、ガイド部の一例を概略的に示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図では、説明の便宜上、必要に応じて各構成の寸法を適宜拡大している場合があり、各構成同士の寸法比は実際と同一であるとは限らない。

【0009】

図１に示す順送加工装置１は、板状に形成された材料２に打ち抜き加工を施すことで、例えば三相同期モータを構成する回転子鉄心及び固定子鉄心の鉄心材を製造する。材料２は、例えば電磁鋼板、非晶質磁性材料、及びナノ結晶磁性材料等の軟磁性材料で構成され、０．０数ｍｍ～０．数ｍｍ程度の厚みで形成されている。材料２は、例えばロール状に巻かれたいわゆるフープ材で構成されている。順送加工装置１は、モータに限らず発電機の製造に用いることもできる。

【0010】

順送加工装置１は、例えばフィーダ３、金型装置１０、及び図示しないレベラ等を含んで構成できる。フィーダ３は、例えばロールフィーダで構成されており、金型装置１０の上流側に設けられている。フィーダ３は、搬送されてきた材料２を所定のピッチで間欠的に金型装置１０に送り出す。金型装置１０は、搬送された材料２に対して段階的に打ち抜き加工を施すことによって、例えば回転子鉄心及び固定子鉄心の鉄心材を製造するための装置である。金型装置１０は、図示しない制御装置によって駆動が制御される。本実施形態では、金型装置１０による打抜き方向は、上下方向である。

【0011】

金型装置１０は、図１及び図２に示すように、下型２０、上型３０、及びストリッパ部４０を有している。下型２０は、搬送されてきた材料２を受ける。下型２０は、複数のダイ２１を含んで構成されている。複数のダイ２１は、例えば下型２０の長手方向に沿って複数列で並ぶように設けられている。互いに隣接するダイ２１同士は、例えば千鳥状に配置されている。ダイ２１は、搬送されてきた材料２を上面で受けて、材料２を下方から支持する。ダイ２１は、例えば超硬合金で構成されている。ダイ２１は、挿入孔部２１ａが形成されている。挿入孔部２１ａは、ダイ２１を厚み方向に貫通して形成されており、所定の形状で形成されている。所定の形状とは、打ち抜く材料２の加工形状に応じて、任意に設定されるものである。

【0012】

上型３０は、下型２０の上方に位置している。上型３０は、図示しない駆動機構に接続されており、下型２０に対して上下方向に相対的に移動する。上型３０は、ホルダ３１及びポンチユニット３２を有している。ホルダ３１は、上型３０の大部分を構成しており、上型３０の上面を構成している。ポンチユニット３２は、ホルダ３１の下方に位置している。ポンチユニット３２は、ポンチプレート３２１及びポンチ３２２を有している。ポンチプレート３２１は、図示しない敷板を介して例えばボルト等の締結部材によってホルダ３１に固定されている。敷板は、ポンチユニット３２に作用する荷重を負担する機能を有する。

【0013】

ポンチ３２２は、ポンチプレート３２１の下面から下方に突出するように設けられている。ポンチ３２２は、例えば超硬合金で構成され、材料２を所定の形状に打ち抜くためのものである。ポンチ３２２は、複数のダイ２１に対応した位置に複数設けられており、ダイ２１の挿入孔部２１ａに挿入可能に形成されている。ポンチ３２２及びダイ２１が協働することで、材料２に対する打ち抜き加工が施される。

【0014】

また、ポンチユニット３２は、図２に示すように、ガイドポスト３３及びガイドブッシュ３４を介して、ホルダ３１及び下型２０に対して上下方向に相対的に移動可能に構成されている。ガイドポスト３３及びガイドブッシュ３４は、ポンチ３２２を、打ち抜き状態と、非打ち抜き状態と、に切り替える機能を有する。打ち抜き状態とは、ポンチ３２２が材料２を打ち抜く状態を意味し、一方非打抜き状態は、ポンチ３２２が材料２を打ち抜かない状態を意味する。ガイドポスト３３及びガイドブッシュ３４は、切替機構として機能する。

【0015】

ガイドポスト３３は、上下方向に延びる略円柱状の部材で構成されている。ガイドポスト３３は、ポンチプレート３２１を貫いてホルダ３１に固定されている。ガイドブッシュ３４は、例えばボールブッシュで構成されており、ガイドポスト３３を上下方向に摺動可能に支持している。上型３０の下降移動に伴って、ガイドブッシュ３４に対してガイドポスト３３が摺動することで、ポンチ３２２が打ち抜き状態と非打ち抜き状態とに切り替わる。

【0016】

ストリッパ部４０は、上型３０の下方であって、上型３０と下型２０との間に位置している。ストリッパ部４０は、例えば圧縮バネを有する図示しない接続部材を介して上型３０に弾性的に取り付けられており、上型３０とともに下型２０に向かって上昇又は下降する。ストリッパ部４０は、材料２の打ち抜き加工時に、ダイ２１との間で材料２を挟む機能を有する。なお、詳細は図示しないが、打ち抜き加工時には、例えば下型２０の上面に窪んで形成された受け部に対して、ストリッパ部４０の底面から下方に突出して形成されたピンの先端が挿入されることで、材料２を位置決めした状態で水平方向の移動が規制される。

【0017】

図２に示すように、ストリッパ部４０は、窪み部４０１を有している。窪み部４０１は、ガイドポスト３３と対向する位置であって、例えばストリッパ部４０の上面を下方に窪んで形成されている。窪み部４０１は、ガイドポスト３３の先端つまり下端を収容可能に形成されている。

【0018】

ストリッパ部４０は、図２及び図３に示すように、プレート４１及びガイド部４２を有している。本実施形態では、プレート４１とガイド部４２とは、別部品で構成されている。また、プレート４１とガイド部４２との材質は同一であって、例えば合金工具鋼で構成されている。ガイド部４２とプレート４１との材質は、異なっていても良い。

【0019】

プレート４１は、ストリッパ部４０の主体を構成しており、ストリッパ部４０の底面を構成している。プレート４１は、第１孔部としてのプレート孔部４１１及び載置部４１２を有している。プレート孔部４１１は、プレート４１を厚み方向に貫通して形成されており、ポンチ３２２が通過可能に形成されている。プレート孔部４１１の径寸法Ｄ１は、ポンチ３２２の径寸法Ｄ０よりも大きく設定されている。プレート孔部４１１の径寸法Ｄ１は、略均一に設定されている。そして、プレート孔部４１１は、ポンチ３２２の刃先つまり先端部と重なる位置に配置されている。載置部４１２は、プレート４１の上面側に設けられ、プレート４１の上面を下方に窪むように形成されている。

【0020】

ガイド部４２は、プレート４１の載置部４１２に載置される。ガイド部４２の上面は、載置部４１２に載置された状態で、プレート４１の上面と略同一面に配置される。ガイド部４２は、図４に示すように、例えば略円環状に構成されている。ガイド部４２は、位置決め用孔部４２１、固定用孔部４２２、及び第２孔部としてのガイド部孔部４２３を有している。位置決め用孔部４２１は、ガイド部４２を厚み方向に貫通して形成されており、ガイド部４２を載置部４１２に配置する際に位置決めをするために用いられる。位置決め用孔部４２１は、複数例えば２つ設けられており、載置部４１２に形成された図示しない位置決めピンが挿入可能に形成されている。

【0021】

固定用孔部４２２は、ガイド部４２を厚み方向に貫通して形成されており、ガイド部４２をプレート４１に固定するためのものである。固定用孔部４２２は、複数例えば６つ設けられている。詳細は図示しないが、プレート４１には、固定用孔部４２２に対応した位置に、内面が雌ねじ加工された孔部が形成されている。そして、固定用孔部４２２を通したボルト５１を当該孔部に締め付けることで、プレート４１に対してガイド部４２を固定できる。

【0022】

ガイド部孔部４２３は、ガイド部４２を厚み方向に貫通して形成され、プレート孔部４１１に上方から重なる位置に設けられている。本実施形態では、ガイド部孔部４２３は、プレート孔部４１１と同心円状に設けられている。ガイド部孔部４２３の形状は、プレート孔部４１１の形状と略同一に設定されている。ガイド部孔部４２３は、ポンチ３２２が通過可能に形成されている。ガイド部孔部４２３の径寸法Ｄ２は、ポンチ３２２の径寸法Ｄ０よりも大きく設定されている。そして、ガイド部孔部４２３は、ポンチ３２２の刃先つまり先端部とは重ならない位置に配置されている。

【0023】

図３に示すように、ガイド部孔部４２３の径寸法Ｄ２は、プレート孔部４１１の径寸法Ｄ１よりも小さく設定されている。つまり、ガイド部孔部４２３の内面とポンチ３２２の外面との間の隙間は、プレート孔部４１１の内面とポンチ３２２の外面との間の隙間よりも小さく設定される。

【0024】

ここで、材料２を打ち抜き加工するために、例えばガイドポスト３３を下方に摺動させてポンチ３２２を下降させると、ポンチ３２２には微振動が生じる場合がある。この場合に、ポンチ３２２の刃先がプレート孔部４１１の内面に接触すると、当該刃先が摩耗することで、加工精度の悪化等の不具合を招いてしまう。

【0025】

そこで、本実施形態では、上述したように、ガイド部孔部４２３の径寸法Ｄ２は、プレート孔部４１１の径寸法Ｄ１よりも小さく設定されているため、ポンチ３２２に対してガイド部孔部４２３の内面がプレート孔部４１１の内面よりも先に接触する。この場合、ポンチ３２２は、ガイド部孔部４２３によって移動が案内される。つまり、ガイド部孔部４２３は、ポンチ３２２の上下方向の移動を案内する機能を有する。そして、ガイド部孔部４２３は、プレート孔部４１１よりもポンチ３２２の刃先とは反対側つまり基端部側であって、ポンチ３２２の刃先とは離れた位置に設けられている。そのため、ガイド部孔部４２３によってポンチ３２２の移動を案内する際に、ポンチ３２２の刃先の摩耗が抑制される。

【0026】

また、ガイド部孔部４２３は、上面から所定距離離れた位置から下方に向かうにつれて径が拡大している。つまり、ガイド部孔部４２３は、下端部付近において、ガイド部孔部４２３の内面とポンチ３２２の外面との隙間が下方に向かうにつれて徐々に大きくなる。ガイド部孔部４２３の内面の傾斜角度θこの場合垂直方向に対する傾斜角度θは、例えば１°～５°の範囲で設定されている。

【0027】

以上説明した実施形態によれば、金型装置１０は、上型３０と、ストリッパ部４０と、を備える。上型３０は、板状の材料を打ち抜くためのポンチ３２２を有する。ストリッパ部４０は、上型３０の下方に位置する。ストリッパ部４０は、プレート４１及びガイド部４２を有する。プレート４０は、ポンチ３２２が通過するプレート孔部４１１を有する。ガイド部４２は、プレート孔部４１１に上方から重なる位置に設けられプレート孔部４１１よりも径が小さいガイド部孔部４２３を有し、ポンチ３２２の上下方向の移動を案内する。

【0028】

これによれば、ガイド部孔部４２３によって、ポンチ３２２先端の刃先から離れた位置でポンチ３２２の上下方向の移動を案内することができる。これにより、ポンチ３２２の刃先の摩耗を抑制しつつ、ポンチ３２２を所定の加工位置に精度よく移動させることができる。よって、高精度かつ安定した加工を行うことができる。

【0029】

また、プレート４１とガイド部４２とは、別部品で構成されている。これによれば、プレート４１とガイド部４２との材質や寸法設定等の部品設計の自由度を高めることができる。また、ポンチ３２２の移動を案内するガイド部４２が摩耗した場合に、ガイド部４２の交換のみで加工精度の回復ができるため、メンテナンス性の向上を図ることができる。

【0030】

更に、ガイド部孔部４２３は、下方に向かうにつれて径が拡大している。これによれば、例えば上型３０が下降移動する際の振動等によって、ポンチ３２２先端の刃先に水平方向の微動が生じたとしても、当該刃先がガイド部４２の先端部に接触することを抑制できる。これにより、ポンチ３２２の刃先が摩耗による加工精度の悪化等の不具合の発生をより一層抑制できる。

【0031】

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

【符号の説明】

【0032】

図面中、１０は金型装置、３０は上型、３２２はポンチ、４０はストリッパ部、４１はプレート、４１１はプレート孔部（第１孔部）、４２はガイド部、４２３はガイド部孔部（第２孔部）、を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】