積層体の製造方法及び製造ライン
【課題】新たに加工される積層コアの積層高さを許容範囲内に収めることのできる積層体の製造方法及び製造ラインを提供すること。
【解決手段】製造ラインＭは、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを備えて構成する。プレス加工ライン１０に、プレス機１１を配置して搬送された帯状ワークＷから積層鋼板を形成して積層加工する。測定ライン２０では、油圧サーボプレス機２１を配置する。油圧サーボプレス機２１は、仮積層体を本カシメして積層コアを形成するとともに、積層コアの積層高さを測定する。測定した積層高さの測定結果を制御装置１７に入力する。制御装置１７では、積層高さの測定値が、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、新たな積層コアを加工する際、積層鋼板の枚数を増減させるように、プレス加工ライン１０に指令する。
【解決手段】製造ラインＭは、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを備えて構成する。プレス加工ライン１０に、プレス機１１を配置して搬送された帯状ワークＷから積層鋼板を形成して積層加工する。測定ライン２０では、油圧サーボプレス機２１を配置する。油圧サーボプレス機２１は、仮積層体を本カシメして積層コアを形成するとともに、積層コアの積層高さを測定する。測定した積層高さの測定結果を制御装置１７に入力する。制御装置１７では、積層高さの測定値が、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、新たな積層コアを加工する際、積層鋼板の枚数を増減させるように、プレス加工ライン１０に指令する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板ワークを積層して形成する積層体の製造方法及び製造ラインに関し、さらに詳しくは、加工された積層体の積層高さを測定し、その測定結果を新たに加工される積層体に反映させて良品の積層体を製造する積層体の製造方法及び製造ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層体は、薄板状の鋼板を積層してかしめることによって製造されていた。例えば、電気部品として使用されるモータコアは、積層体として形成されることが多い。積層体を構成する各積層鋼板には、カシメ部が形成され、積み重ねられた積層鋼板のカシメ部を圧着することによって、１個のモータコアが形成されていた。
【０００３】
従来、積層体の製造に関して、その技術内容が特許文献１によって知られている。これによると、積層鉄心及びその製造方法は、積層される鉄心片間の隙間をなくして、歪なく、鉄心片のコーティングを破損させず、座崩れも起こさないで製造できるものであって、積層鉄心は、積層される鉄心片のカシメ部の端部に、積層方向に向かって左右交互に貫通孔を穿孔している。カシメ部の折れ曲がった元部が、隣接する鉄心片の貫通孔に位置している。このため、隣接する積層鉄心のカシメ部の傾斜面が接触することがなくなり、傾斜面が接触することによりそれぞれの鉄心片間に隙間ができて積層高さが高くなる、ことを防止することとなっていた。
【特許文献１】特許第２７２０１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示されている積層鉄心は、積層されるそれぞれの鉄心片間の隙間をなくして、その積層高さが高くなるのを防止しているものの、それぞれの鉄心片には、許容範囲内において板厚のばらつきがある。この板厚のばらつきの積み重ねは、設定された鉄心片の枚数で形成される積層高さのばらつきとなって現れてくる。そのため、設定された積層高さを確保するために、加工前の鉄心片の厚みを測定して、積層枚数を設定することとなっていた。しかし、板厚の測定は、加工前に行なうものであり、積層加工した後に測定するものでなかったから、実際の積層鉄心は、積層高さが、設定された高さの許容範囲から外れる虞が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、積層高さを設定された範囲内で製造できる積層体の製造方法と製造ラインを提供することを目的とする。そのため、本発明に係る積層体の製造方法及び製造ラインは、以下のようにするものである。すなわち、
請求項１記載の発明に係る積層体の製造方法では、加工手段により加工された薄板ワークを積層して積層体を形成し、前記積層体の積層高さを測定手段により測定し、前記測定手段により測定された測定結果を制御手段に入力して前記積層体の積層高さの良否を判定し、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記加工手段に指令することを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２記載の発明に係る積層体の製造方法では、プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、前記仮積層体を本カシメして積層体を形成するとともに、前記積層体の積層高さを測定手段により測定する測定ラインと、前記測定手段により測定された測定結果が入力され前記積層体の積層高さの良否を判定する制御手段と、を備え、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記プレス加工ラインに指令することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２の発明に係るものであって、前記測定手段は、測定基準となる一定量の圧力が付加された積層体の積層高さを測定することを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の発明に係る積層体の製造ラインでは、プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、前記仮積層体を本カシメして積層体を形成する加圧機と前記積層体の積層高さを測定する測定手段とを備えた測定ラインと、前記測定ラインで測定された測定結果が入力されるとともに、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記プレス加工ラインに指令する制御装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項４の発明に係るものであって、前記プレス加工ラインと前記測定ラインとの間に、前記仮積層体を搬送するコンベアが配設されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５の発明に係るものであって、前記測定ラインに配設される加圧機が、本カシメする圧力に設定された第１の圧力と、測定基準となる圧力に設定された第２の圧力と、に切り替え可能な油圧回路を有して構成された油圧サーボプレス機であることを特徴としている。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項６の発明に係るものであって、前記測定手段が前記油圧サーボプレス機に配設されたリニアスケールを備え、前記リニアスケールで、前記積層体の積層高さが測定されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１の構成による積層体の製造方法によれば、積層体の積層高さを、加工手段により薄板ワークを積層して形成した積層体に対して測定手段で測定することから、設定された積層体の積層高さに対して、各薄板ワークの板厚のばらつきを含んだ最終製品として測定することができる。測定結果において、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された積層高さ寸法に合わせて、新たに加工される積層体の積層枚数を増減させるように調整することになる。したがって、最終製品を測定して得られた測定結果を、新たに加工される積層体に反映することができることから、新たに加工される積層体の積層高さは、設定された許容範囲内に収まることになる。したがって、加工された積層体の積層高さが良品のものを提供することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２の構成の積層体の製造方法によれば、薄板ワークを加工・積層して積層体を形成する際、プレス加工ライン内で加工された仮積層体を、測定ラインで本カシメして積層体として形成している。本カシメされた積層体の積層高さは、測定手段により測定される。測定された積層体の積層高さは、設定された積層体の積層高さに対して、各薄板ワークの板厚のばらつきを含んだ最終製品として測定することができる。測定結果において、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて、新たに加工される積層体の積層枚数を増減させるように調整することになる。したがって、最終製品を測定して得られた測定結果を、新たに加工される積層体に反映することができることから、新たに加工される積層体の積層高さは、設定された許容範囲内に収まることになる。したがって、加工された積層体の積層高さが良品のものを提供することができる。しかも、制御手段が、測定ラインで測定した測定結果をプレス加工ラインに指令することから、プレス加工ラインと測定ラインとを含んだ一つのシステム内で、積層体の積層高さを修正することができて、全自動化を図ることができる。
【００１４】
本発明の請求項３の構成によれば、積層体の積層高さを測定する際に、測定基準となる一定量の圧力を付加して測定すれば、測定結果は、基準圧力内での積層高さ値となって表示され、品質を向上することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４の構成の積層体の製造ラインによれば、薄板ワークを加工・積層して積層体を形成する際、プレス加工ライン内で加工された仮積層体を、測定ラインに配設された加圧機で本カシメして積層体を形成している。加圧機で本カシメした積層体の積層高さは、測定手段により測定される。測定された積層体の積層高さは、設定された積層体の積層高さに対して、各薄板ワークの板厚のばらつきを含んだ最終製品として測定することができる。測定結果において、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて、新たに加工される積層体の積層枚数を増減させるように調整することになる。したがって、本発明の積層体の製造ラインでは、請求項２の発明の効果と同様、最終製品を測定して得られた測定結果を、新たに加工される積層体に反映することができることから、新たに加工される積層体の積層高さは、設定された許容範囲内に収まることになる。したがって、加工された積層体の積層高さが良品のものを提供することができる。しかも、制御手段が、測定ラインで測定した測定結果をプレス加工ラインに指令することから、プレス加工ラインと測定ラインとを含んだ一つのシステム内で、積層体の積層高さを修正することができて、全自動化を図ることができる。
【００１６】
本発明の請求項５の構成によれば、プレス加工ラインと測定ラインとの間にコンベアを配設させていることから、プレス加工ラインで仮カシメした仮積層体を、コンベア上に載せて測定ラインまで搬送することになる。プレス加工ラインを測定ラインと別のラインに構成することによって、プレス加工ラインに配設されるプレス機を小さくすることができ、設備に係るコストを廉価にすることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項６の構成によれば、測定ラインに配設される加圧機は、仮カシメした積層体を本カシメするために設定する第１の圧力と、測定するために設定する第２の圧力とを切り替え可能に構成する油圧回路を備えている。つまり、仮積層体を本カシメして積層体に形成する場合では、積層する各薄板ワークを密着できるようにかしめることから第１の圧力を大きな圧力にする必要があり、本カシメした積層体を測定する場合には、測定基準とする圧力で測定することから、第２の圧力を第１の圧力より小さな圧力に設定することができる。つまり、加圧機が、第１の圧力と第２の圧力に切り替えることができることによって、加圧機を１台で行えることから、測定ラインをコンパクトに構成して廉価なコストで設備することができる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項７の構成によれば、測定手段として、油圧サーボプレス機に装着したリニアスケールを使用し、リニアスケールで、積層体の積層高さ測定する。リニアスケールは電気的な信号を制御装置に入力し、制御装置がその測定結果を演算して、その良否の判定をする。これによって、制御装置はプレス加工ラインに、新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように指令することができるから、品質を安定させることができる。また、リニアスケールをサーボプレス機に装着することは、短時間で容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の積層体の製造方法と製造ラインの実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、製造ラインＭの平面図を示すものであり、図２はプレス加工ライン１０の正面図を示すものであり、図３は、製造ラインＭの側面図を示すものである。また、図１〜３に示すように、帯状ワークＷから打抜かれた単体の薄板ワークを積層鋼板３(図７参照)として説明する。また、積層鋼板３を積層して仮カシメする積層体を仮積層体５とする。仮積層体５は、加工ラインをプレス機１１で構成するプレス加工ライン１０内で形成される。また、仮積層体５を本カシメする積層体を積層コア１(図７参照)とする。積層コア１は、プレス加工ライン１０と平行して配置された測定ライン２０で形成される。
【００２０】
製造ラインＭは、図１及び図３に示すように、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを備えて構成されている。プレス加工ライン１０と測定ライン２０とは、前後方向(図１における上下方向)に並列した位置に設置されていて、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とは、コンベア１９で接続されている。
【００２１】
プレス加工ライン１０には、図２に示すように、プレス機１１を間にして搬入側にアンコイラ１２とダンサローラ１３と送り装置１４が配置され、搬出側にスクラップコンベア１５が配置されている。プレス機１１の搬出側後方には、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを電気的に制御する制御装置１７が配置されている。
【００２２】
アンコイラ１２には、コイル状の帯状ワークＷが巻き付けられていて、アンコイラ１２は、プレス機１１に向かって帯状ワークＷを搬送可能に構成されている。ダンサローラ１３は、アンコイラ１２から搬送された帯状ワークＷをループ状に形成して、プレス機１１に搬送される帯状ワークＷに無理な張力をかけないようにループ状の帯状ワークの上下移動を自動調整可能に構成されている。送り装置１４は、プレス機１１の一端側に装着されるとともに、帯状ワークＷを把持して帯状ワークＷをプレス機１１に向かって間歇移動で搬送できるように構成されている。スクラップコンベア１５は、製品となる積層鋼板３を除いた帯状ワークＷをスクラップとして排出するための搬送部として配置されているものである。
【００２３】
プレス機１１は、帯状ワークＷを加工して打抜かれた積層鋼板３を積層するために図示しない複数のステーションを備えて搬送方向に沿って広幅に形成されている。帯状ワークＷは、プレス機１１の各ステーションで所定の加工を施されながら、搬送方向に沿って順に搬送される。そして所定のステーションにおいて、帯状ワークＷから単体の積層鋼板３が打抜かれるとともに残りのスクラップをスクラップコンベア１５に搬送する。積層鋼板３は、図７に示すように、上下方向に沿って所定の枚数で積み重ねられた後、プレス機１１の最終工程となるステーションでかしめられる。このカシメは仮カシメ段階であり、所定の枚数で積層された積層鋼板３は仮積層体５として形成される。仮積層体５は、各積層鋼板３間の密着度が粗くなっていて、設定された積層高さ寸法内には収められていない。仮積層体５はコンベア１９を介して測定ライン２０に搬送される。
【００２４】
コンベア１９の構成は、特に限定するものではないが、実施形態においては、エンドレスに移動するベルトを備えたベルトコンベアが使用されている。コンベア１９の一端は、プレス機１１の最終ステーションに対向するプレス機１１の前面部に配置され、他端は、測定ライン２０の搬送部２８の一端に対向する位置に配置されている。なお、仮積層体５は、プレス機１１の後部に配置されたシリンダ１６で押圧されて、コンベア１９上をプレス機１１から測定ライン２０に向かって搬送される。
【００２５】
測定ライン２０では、油圧サーボプレス機２１が配置されている。油圧サーボプレス機２１は、図４に示すように、機枠２２と、機枠２２の上部に配置された油圧ユニット２３と、油圧ユニット２３に連結されて上下移動可能に配置されるスライド２４と、積層コア１を支持するワーク支持台２５と、を備えて構成されている。
【００２６】
油圧ユニット２３は、図５に示す油圧回路３０によって作動される。この油圧ユニット２３は、本カシメする際に高い圧力で加圧する第１の圧力と、測定する際に低い圧力で加圧する第２の圧力の２段に切り替え可能に構成されている。第１の圧力から第２の圧力に切り替える際には、油圧の圧力を調整することによって行われる。
【００２７】
つまり、実施形態の油圧回路３０は、図５に示すように、油圧シリンダ３１の両端に流入側油圧通路３２、流出側油圧通路３３を介して接続されるサーボポンプユニット３４と、流入側油圧通路３２の中間部に配置される圧力センサ３５と、流出側油圧通路３３の中間部に配置されるバルブ３６と、を備えている。サーボポンプユニット３４は、油圧の圧力を調整する機能を有し、第１の圧力と第２の圧力とに切り替え可能に構成されている。油圧シリンダ３１には、ピストンロッド３１１が往復移動可能に配置され、ピストンロッド３１１の先端がスライド２４(図４参照)に連結されている。
【００２８】
スライド２４は、図４に示すように、その側面で機枠２２に装着されたスライドガイド２６で移動案内されるとともに、スライド２４の下面には、仮積層体５を上方から加圧するための加圧ブロック２４１が装着されている。
【００２９】
また、スライド２４と機枠２２との間には、図６に示すように、リニアスケール２７が装着されてスライド２４の高さ位置を電気的に検出している。リニアスケール２７は、機枠２２に縦方向に長尺状に装着された固定部２７１と、スライド２４の一端に装着されて固定部２７１に対して上下移動可能な可動部２７２とを備えて構成されている。スライド２４が下降して、加圧ブロック２４１で仮積層体５の上面を加圧することによって、本カシメされた積層コア１の上面位置を電気的に検出する。積層コア１の上面位置を検出することによって、積層コア１の高さが測定されることになる。
【００３０】
なお、図１に示すように、測定ライン２０では、油圧サーボプレス機２１内を挿通する搬送部２８が、油圧サーボプレス機２１を間にして両側に突出して配置されている。搬送部２８の搬入側２８１においては、その端部がコンベア１９と対向する位置に配置されるとともに、搬出側２８２においては、測定された積層コア１を不良品として排出するか又は良品として搬出するための搬送スペース２９が形成されている。
【００３１】
次に、製造ラインＭの作用について、図２、図４〜５及び図７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明では、設定されている積層コア１の積層高さの基準高さをＴとし、加工された積層コア１の積層高さをＴＳとする。ＴＳは測定された積層コア１の積層高さも含むものとする。
【００３２】
アンコイラ１２から巻き解された帯状ワークＷは、ダンサローラ１３でループを形成しつつ送り装置１４で把持されてプレス機１１内に搬送される。プレス機１１では、複数のステーションでそれぞれの加工が行なわれた後、帯状ワークＷから積層鋼板３が打抜かれて積層される。積層された各積層鋼板３は、最終ステーションにおいて、仮カシメされた仮積層体５として形成される。仮積層体５は、各積層鋼板３のカシメ部が外れない程度に加圧されている。
【００３３】
仮積層体５は、プレス機１１の最終ステーションの後方に配置されたシリンダ１６によって、前方に押し出されてコンベア１９上に移動する。コンベア１９上に移動した仮積層体５は、コンベア１９で搬送されて、測定ライン２０の搬送部２８上に移動する。測定ライン２０において、搬送部２８の搬入側２８１に移動した仮積層体５は、例えば、図示しないフィンガで把持されて油圧サーボプレス機２１内に搬送される。
【００３４】
油圧サーボプレス機２１内では、搬入された仮積層体５が、スライド２４の加圧で本カシメされた積層コア１として形成される。積層コア１は、図７に示すように、各積層鋼板３が上下に隣接する積層鋼板３に隙間なく密着して形成される。製造された積層コア１の積層高さＴＳは、スライド２４の高さ位置が検出されることによって制御装置１７内で演算されて検出される。この間の作用を図４に示す油圧サーボプレス機２１の正面図及び図８に示すフローチャートに基づいて、さらに詳細に説明する。
【００３５】
油圧サーボプレス機２１内に仮積層体５が搬入される（Ｓ１）。スライド２４は、設定された移動開始位置（スライド２４の下面に装着された加圧ブロック２４１の下面の位置）Ｈに移動する。移動開始位置Ｈは、予め設定されている積層コア１の積層高さＴ(基準高さ)より上方の位置(例えば、Ｔ＋１０ｍｍ)にある。
【００３６】
つまり、スライド２４の位置制御（Ｓ２）が行なわれて、スライド２４が移動開始位置Ｈに移動する。スライド２４が、仮積層体５に向かって移動し、スライド２４が仮積層体５の上面から僅かに上方の位置、例えば１ｍｍ程度の位置に達すると、仮積層体５の上面から１ｍｍ上方の位置にあるかどうかの判定がなされ（Ｓ３）、「ＹＥＳ」であれば圧力制御が行われる（Ｓ４）。圧力制御（Ｓ４）において、油圧回路３０内の油圧力が、本カシメできる第１の圧力Ｆ１に切り替えられる。第１の圧力Ｆ１は積層鋼板３の積層枚数によって異なるが、実施形態では、例えば、１〜１０トンの範囲内で設定される。油圧回路３０のバルブ３６を開き、サーボポンプ３４を作動させることにより、流入側油圧通路３２から油を油圧シリンダ３１内に流入し、流出側油圧通路３３から油を排出することによってピストンロッド３１１を移動させる。これによってスライド２４が下降して加圧ブロック２４１で仮積層体５を加圧する。スライド２４の移動が停止した位置において、加圧ブロック２４１が仮積層体５を数秒間加圧する（Ｓ５）。なお、以下、加圧ブロック２４１の下面をスライド２４の下面として説明する。
【００３７】
仮積層体５の各積層鋼板３間は隙間なく密着されて、積層コア１が形成される。
【００３８】
その後、スライド２４が停止している状態（積層コア１を加圧している状態）で、圧力を第２の圧力Ｆ２に切り替える（Ｓ６）。第２の圧力Ｆ２は、第１の圧力より小さい圧力に設定されている。この設定圧力は積層高さＴを測定する際の基準圧力となるもので、測定された積層コア１の積層高さＴＳは、この基準圧力Ｆ２で加圧した状態の積層高さＴＳをとして表される。実施形態では、基準圧力Ｆ２は、例えば、１トン以内に設定されている。
【００３９】
スライド２４が基準圧力Ｆ２で積層コア１を加圧している状態で、リニアスケール２７がスライド２４の下面位置(実際には、加圧ブロック２４１の下面位置)を検出する（Ｓ７）。リニアスケール２７で検出されたスライド２４の下面位置は、ワーク支持台２５からのスライド２４の下面との距離を表すこととなる。つまり、積層コア１の積層高さＴＳを表すこととなる。ワーク高さＴＳが測定されると、測定されたワーク高さＴＳの結果に基づいて、新たに加工される積層コア１の積層枚数を増減させるかどうかの判定をすることになる（Ｓ８）。
【００４０】
また、制御装置１７では、測定された積層コア１の積層高さＴＳが、基準高さとして設定された積層高さＴに対して、積層鋼板３の１枚分の板圧ｔ１分の上限値又は下限値を超えるとＮＧ品として判定する。積層鋼板３の板圧ｔ１は、実施形態においては、例えば、０．２〜０．３ｍｍとする。
【００４１】
つまり、判定内容は、Ｓ９で示すように、５段階に分けられる。積層コア１の測定高さＴＳが、
（Ｓ９Ａ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の上限値を超えた（「Ｔ＋ｔ１＜ＴＳ」）場合、
（Ｓ９Ｂ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の下限値を超えた（「Ｔ−ｔ１＞ＴＳ」）場合、
（Ｓ９Ｃ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の下限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに低い値（「Ｔ−ｔ１≦ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）との間にある場合、
（Ｓ９Ｄ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の中心値に近い値（「Ｔ−ｔ１＜ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）場合、
（Ｓ９Ｅ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の上限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに高い値（「Ｔ＋ｔ２＜ＴＳ≦Ｔ＋ｔ１」）との間にある場合、
のいずれかを選択することとなる。なお、ｔ２は、積層コア１の設定された積層高さＴの中心値に近い数字を任意に設定したものであり、例えば、ｔ２の値は、積層高さＴが６５〜８０ｍｍの場合で、０．０２〜０．０５ｍｍの範囲で設定される。
【００４２】
Ｓ９Ａの場合、積層コア１の積層高さＴＳが「Ｔ＋ｔ１＜ＴＳ」であるから、設定された積層高さＴの許容上限値を超えることとなり、ＮＧ品として判定される。ＮＧ品として判定された積層コア１はＮＧ品ルートを選択（Ｓ９Ａ１）することになり、搬送スペース２９に移動して排出される。制御装置１７には、新たな積層コア１の積層枚数増減指示用プリセット値(以下、単にプリセット値という)を入力して記憶するＮカットカウンター(以下、単にカウンターという)が配置されている。この場合、カウンターのプリセット値には、例えば「−１」が入力される（Ｓ９Ａ２）。「−１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分多いために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすこと、を示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすように指令することとなる。
【００４３】
Ｓ９Ｂの場合、積層コア１の積層高さＴＳが、「Ｔ−ｔ１＞ＴＳ」であるから、設定された積層高さＴの許容下限値を超えることとなり、ＮＧ品として判定される。ＮＧ品として判定された積層コア１はＮＧ品ルートを選択（Ｓ９Ｂ１）することになり、搬送スペース２９に移動して排出される。この場合、カウンターのプリセット値（Ｓ９Ｂ２）には、例えば「＋１」が入力される。「＋１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分不足しているために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすことを、示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすように指令することとなる。
【００４４】
Ｓ９Ｃの場合、測定高さＴＳが、設定された許容範囲の下限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに低い値（「Ｔ−ｔ１≦ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）との間にあるから、積層コア１はＯＫ品として判定される。ＯＫ品として判定された積層コア１はＯＫ品ルートを選択（Ｓ９Ｃ１）することになり、搬送スペース２９に移動して搬出される。この場合、積層コア１がＯＫ品であっても、積層コア１の測定された積層高さＴＳが、設定された積層高さＴに対して低めに形成されたものであり、新たに加工される積層コア１が許容範囲から外れてＮＧ品となる可能性があるため、カウンターのプリセット値には、例えば「＋１」が入力される（Ｓ９Ｃ２）。前述のように、「＋１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分不足しているために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすことを、示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすように指令することとなる。
【００４５】
Ｓ９Ｄの場合、測定高さＴＳが、設定された許容範囲の中心値付近（「Ｔ−ｔ１＜ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）の範囲にあるから、積層コア１はＯＫ品として判定される。ＯＫ品として判定された積層コア１はＯＫ品ルートを選択（Ｓ９Ｄ１）することになり、搬送スペース２９に移動して搬出される。カウンターのプリセット値は「プリセット値維持」（Ｓ９Ｄ２）とされる。「プリセット値維持」の表示は、設定されている積層高さＴが、設定された許容範囲の中心位置にあるから新たに加工される積層コア１に対して増減の必要がないことを示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に積層鋼板３を増減させないことを指令することとなる。
指令することとなる。
【００４６】
（Ｓ９Ｅ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の上限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに高い値（「Ｔ＋ｔ２＜ＴＳ≦Ｔ＋ｔ１」）との間にあるから、積層コア１はＯＫ品として判定される。ＯＫ品として判定された積層コア１はＯＫ品ルートを選択（Ｓ９Ｅ１）することになり、搬送スペース２９に移動して搬出される。この場合、積層コア１がＯＫ品であっても、積層コア１の測定された積層高さＴＳが、設定された積層高さＴに対して高めに形成されたものであり、新たに加工される積層コア１が許容範囲から外れてＮＧ品となる可能性があるため、カウンターのプリセット値には、例えば「−１」が入力される（Ｓ９Ｅ２）。したがって、「−１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分多くなる可能性があるために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすことを、示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすように指令することとなる。
【００４７】
これで、積層コア１の１個分の判定が終了し、スライド２４が上昇する（Ｓ１０）。スライド２４が上昇すると、積層コア１は搬送スペース２９に搬出して（Ｓ１１）、選択されたそれぞれのルートに移動することになる。これによって、積層コア１の測定が終了することとなる。そして次に、油圧サーボプレス機２１内に搬入された新たな積層コア１の積層高さＴＳを測定することとなる。
【００４８】
上述のように、実施形態の積層コア１の製造ラインＭによれば、プレス加工ライン１０、測定ライン２０で形成された積層コア１の積層高さＴＳが測定ラインで測定されることによって、その測定結果をプレス加工ライン１０にフィードバックすることができる。つまり、加工された積層コア１の積層高さＴＳの測定結果が反映されることから、新たに加工される積層コア１の積層高さＴＳは、設定された積層高さＴの許容範囲内に収まることとなって、積層高さＴを良品とする積層コア１を確実に搬出することができる。したがって、製造ラインＭ外で積層コア１の積層高さＴＳを測定するのではなく、製造ラインＭ内で積層高さＴＳを修正して加工することができることから、積層コア１を製造するための全自動化を達成することができる。
【００４９】
また、実施形態の製造ラインＭによれば、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを分割して設置し、プレス加工ライン１０と測定ライン２０との間に、仮積層体５を搬送するコンベア１９を設置しているから、プレス加工ライン１０内に配置するプレス機１１を小さいプレス機１１で設置することができ廉価な設備費用で構成することができる。
【００５０】
さらに、実施形態の製造ラインＭでは、本カシメする第１の圧力Ｆ１と測定基準となる第２の圧力Ｆ２とを別に設定していることから、積層コア１の積層高さＴＳを基準圧力Ｆ２での測定値とすることができ、品質精度の向上を図ることができる。
【００５１】
また、積層コア１の積層高さＴＳをリニアスケール２７で測定することから、容易で正確な測定を行うことが可能となる。
【００５２】
なお、本発明の積層体の製造ラインでは、上述の形態に限定するものではない。例えば、積層コアの積層高さを測定する際、第１の圧力と第２の圧力に分割しなくても、本カシメする第１の圧力をかけた状態でその積層高さを測定してもよい。
【００５３】
また測定手段として、リニアスケールの代わりに光を投射する光学手段で測定してもよい。
【００５４】
さらに、積層コアを形成する積層鋼板の板圧や枚数、仮積層体を加圧する第１の圧力、基準圧力として設定する第２の圧力の数値等は、積層鋼板の材料や積層枚数等によって、適宜決定される。
【００５５】
また、本発明の積層体の製造方法や製造ラインで加工される積層体は、積層して形成するものであれば、積層コアに限定するものではなく、他の積層体でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態による積層体の製造ラインを示す平面図である。
【図２】同プレス加工ラインを示す正面図である。
【図３】同製造ラインを示す側面図である。
【図４】同測定ラインを示す側面図である。
【図５】図４における油圧サーボプレス機の油圧回路を示す回路図である。
【図６】図４における油圧サーボプレス機のスライド周りを示す拡大正面図である。
【図７】加工された積層コアを示す正面図である。
【図８】積層コアの積層高さを測定してフィードバックする流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｍ、製造ライン
１、積層コア
３、積層鋼板
５、仮積層体
１０、プレス加工ライン(加工手段)
１１、プレス機
１７、制御装置(制御手段)
１９、コンベア
２０、測定ライン
２１、油圧サーボプレス機(加圧機)
２３、油圧ユニット
２４、スライド
２４１、加圧ブロック
２５、ワーク支持台
２７、リニアスケール(測定手段)
２８、搬送部
３０、油圧回路
３１、油圧シリンダ
３４、サーボポンプユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板ワークを積層して形成する積層体の製造方法及び製造ラインに関し、さらに詳しくは、加工された積層体の積層高さを測定し、その測定結果を新たに加工される積層体に反映させて良品の積層体を製造する積層体の製造方法及び製造ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
積層体は、薄板状の鋼板を積層してかしめることによって製造されていた。例えば、電気部品として使用されるモータコアは、積層体として形成されることが多い。積層体を構成する各積層鋼板には、カシメ部が形成され、積み重ねられた積層鋼板のカシメ部を圧着することによって、１個のモータコアが形成されていた。
【０００３】
従来、積層体の製造に関して、その技術内容が特許文献１によって知られている。これによると、積層鉄心及びその製造方法は、積層される鉄心片間の隙間をなくして、歪なく、鉄心片のコーティングを破損させず、座崩れも起こさないで製造できるものであって、積層鉄心は、積層される鉄心片のカシメ部の端部に、積層方向に向かって左右交互に貫通孔を穿孔している。カシメ部の折れ曲がった元部が、隣接する鉄心片の貫通孔に位置している。このため、隣接する積層鉄心のカシメ部の傾斜面が接触することがなくなり、傾斜面が接触することによりそれぞれの鉄心片間に隙間ができて積層高さが高くなる、ことを防止することとなっていた。
【特許文献１】特許第２７２０１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示されている積層鉄心は、積層されるそれぞれの鉄心片間の隙間をなくして、その積層高さが高くなるのを防止しているものの、それぞれの鉄心片には、許容範囲内において板厚のばらつきがある。この板厚のばらつきの積み重ねは、設定された鉄心片の枚数で形成される積層高さのばらつきとなって現れてくる。そのため、設定された積層高さを確保するために、加工前の鉄心片の厚みを測定して、積層枚数を設定することとなっていた。しかし、板厚の測定は、加工前に行なうものであり、積層加工した後に測定するものでなかったから、実際の積層鉄心は、積層高さが、設定された高さの許容範囲から外れる虞が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、積層高さを設定された範囲内で製造できる積層体の製造方法と製造ラインを提供することを目的とする。そのため、本発明に係る積層体の製造方法及び製造ラインは、以下のようにするものである。すなわち、
請求項１記載の発明に係る積層体の製造方法では、加工手段により加工された薄板ワークを積層して積層体を形成し、前記積層体の積層高さを測定手段により測定し、前記測定手段により測定された測定結果を制御手段に入力して前記積層体の積層高さの良否を判定し、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記加工手段に指令することを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２記載の発明に係る積層体の製造方法では、プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、前記仮積層体を本カシメして積層体を形成するとともに、前記積層体の積層高さを測定手段により測定する測定ラインと、前記測定手段により測定された測定結果が入力され前記積層体の積層高さの良否を判定する制御手段と、を備え、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記プレス加工ラインに指令することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２の発明に係るものであって、前記測定手段は、測定基準となる一定量の圧力が付加された積層体の積層高さを測定することを特徴としている。
【０００８】
請求項４記載の発明に係る積層体の製造ラインでは、プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、前記仮積層体を本カシメして積層体を形成する加圧機と前記積層体の積層高さを測定する測定手段とを備えた測定ラインと、前記測定ラインで測定された測定結果が入力されるとともに、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記プレス加工ラインに指令する制御装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項４の発明に係るものであって、前記プレス加工ラインと前記測定ラインとの間に、前記仮積層体を搬送するコンベアが配設されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５の発明に係るものであって、前記測定ラインに配設される加圧機が、本カシメする圧力に設定された第１の圧力と、測定基準となる圧力に設定された第２の圧力と、に切り替え可能な油圧回路を有して構成された油圧サーボプレス機であることを特徴としている。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項６の発明に係るものであって、前記測定手段が前記油圧サーボプレス機に配設されたリニアスケールを備え、前記リニアスケールで、前記積層体の積層高さが測定されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１の構成による積層体の製造方法によれば、積層体の積層高さを、加工手段により薄板ワークを積層して形成した積層体に対して測定手段で測定することから、設定された積層体の積層高さに対して、各薄板ワークの板厚のばらつきを含んだ最終製品として測定することができる。測定結果において、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された積層高さ寸法に合わせて、新たに加工される積層体の積層枚数を増減させるように調整することになる。したがって、最終製品を測定して得られた測定結果を、新たに加工される積層体に反映することができることから、新たに加工される積層体の積層高さは、設定された許容範囲内に収まることになる。したがって、加工された積層体の積層高さが良品のものを提供することができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２の構成の積層体の製造方法によれば、薄板ワークを加工・積層して積層体を形成する際、プレス加工ライン内で加工された仮積層体を、測定ラインで本カシメして積層体として形成している。本カシメされた積層体の積層高さは、測定手段により測定される。測定された積層体の積層高さは、設定された積層体の積層高さに対して、各薄板ワークの板厚のばらつきを含んだ最終製品として測定することができる。測定結果において、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて、新たに加工される積層体の積層枚数を増減させるように調整することになる。したがって、最終製品を測定して得られた測定結果を、新たに加工される積層体に反映することができることから、新たに加工される積層体の積層高さは、設定された許容範囲内に収まることになる。したがって、加工された積層体の積層高さが良品のものを提供することができる。しかも、制御手段が、測定ラインで測定した測定結果をプレス加工ラインに指令することから、プレス加工ラインと測定ラインとを含んだ一つのシステム内で、積層体の積層高さを修正することができて、全自動化を図ることができる。
【００１４】
本発明の請求項３の構成によれば、積層体の積層高さを測定する際に、測定基準となる一定量の圧力を付加して測定すれば、測定結果は、基準圧力内での積層高さ値となって表示され、品質を向上することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項４の構成の積層体の製造ラインによれば、薄板ワークを加工・積層して積層体を形成する際、プレス加工ライン内で加工された仮積層体を、測定ラインに配設された加圧機で本カシメして積層体を形成している。加圧機で本カシメした積層体の積層高さは、測定手段により測定される。測定された積層体の積層高さは、設定された積層体の積層高さに対して、各薄板ワークの板厚のばらつきを含んだ最終製品として測定することができる。測定結果において、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて、新たに加工される積層体の積層枚数を増減させるように調整することになる。したがって、本発明の積層体の製造ラインでは、請求項２の発明の効果と同様、最終製品を測定して得られた測定結果を、新たに加工される積層体に反映することができることから、新たに加工される積層体の積層高さは、設定された許容範囲内に収まることになる。したがって、加工された積層体の積層高さが良品のものを提供することができる。しかも、制御手段が、測定ラインで測定した測定結果をプレス加工ラインに指令することから、プレス加工ラインと測定ラインとを含んだ一つのシステム内で、積層体の積層高さを修正することができて、全自動化を図ることができる。
【００１６】
本発明の請求項５の構成によれば、プレス加工ラインと測定ラインとの間にコンベアを配設させていることから、プレス加工ラインで仮カシメした仮積層体を、コンベア上に載せて測定ラインまで搬送することになる。プレス加工ラインを測定ラインと別のラインに構成することによって、プレス加工ラインに配設されるプレス機を小さくすることができ、設備に係るコストを廉価にすることができる。
【００１７】
また、本発明の請求項６の構成によれば、測定ラインに配設される加圧機は、仮カシメした積層体を本カシメするために設定する第１の圧力と、測定するために設定する第２の圧力とを切り替え可能に構成する油圧回路を備えている。つまり、仮積層体を本カシメして積層体に形成する場合では、積層する各薄板ワークを密着できるようにかしめることから第１の圧力を大きな圧力にする必要があり、本カシメした積層体を測定する場合には、測定基準とする圧力で測定することから、第２の圧力を第１の圧力より小さな圧力に設定することができる。つまり、加圧機が、第１の圧力と第２の圧力に切り替えることができることによって、加圧機を１台で行えることから、測定ラインをコンパクトに構成して廉価なコストで設備することができる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項７の構成によれば、測定手段として、油圧サーボプレス機に装着したリニアスケールを使用し、リニアスケールで、積層体の積層高さ測定する。リニアスケールは電気的な信号を制御装置に入力し、制御装置がその測定結果を演算して、その良否の判定をする。これによって、制御装置はプレス加工ラインに、新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように指令することができるから、品質を安定させることができる。また、リニアスケールをサーボプレス機に装着することは、短時間で容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の積層体の製造方法と製造ラインの実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、製造ラインＭの平面図を示すものであり、図２はプレス加工ライン１０の正面図を示すものであり、図３は、製造ラインＭの側面図を示すものである。また、図１〜３に示すように、帯状ワークＷから打抜かれた単体の薄板ワークを積層鋼板３(図７参照)として説明する。また、積層鋼板３を積層して仮カシメする積層体を仮積層体５とする。仮積層体５は、加工ラインをプレス機１１で構成するプレス加工ライン１０内で形成される。また、仮積層体５を本カシメする積層体を積層コア１(図７参照)とする。積層コア１は、プレス加工ライン１０と平行して配置された測定ライン２０で形成される。
【００２０】
製造ラインＭは、図１及び図３に示すように、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを備えて構成されている。プレス加工ライン１０と測定ライン２０とは、前後方向(図１における上下方向)に並列した位置に設置されていて、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とは、コンベア１９で接続されている。
【００２１】
プレス加工ライン１０には、図２に示すように、プレス機１１を間にして搬入側にアンコイラ１２とダンサローラ１３と送り装置１４が配置され、搬出側にスクラップコンベア１５が配置されている。プレス機１１の搬出側後方には、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを電気的に制御する制御装置１７が配置されている。
【００２２】
アンコイラ１２には、コイル状の帯状ワークＷが巻き付けられていて、アンコイラ１２は、プレス機１１に向かって帯状ワークＷを搬送可能に構成されている。ダンサローラ１３は、アンコイラ１２から搬送された帯状ワークＷをループ状に形成して、プレス機１１に搬送される帯状ワークＷに無理な張力をかけないようにループ状の帯状ワークの上下移動を自動調整可能に構成されている。送り装置１４は、プレス機１１の一端側に装着されるとともに、帯状ワークＷを把持して帯状ワークＷをプレス機１１に向かって間歇移動で搬送できるように構成されている。スクラップコンベア１５は、製品となる積層鋼板３を除いた帯状ワークＷをスクラップとして排出するための搬送部として配置されているものである。
【００２３】
プレス機１１は、帯状ワークＷを加工して打抜かれた積層鋼板３を積層するために図示しない複数のステーションを備えて搬送方向に沿って広幅に形成されている。帯状ワークＷは、プレス機１１の各ステーションで所定の加工を施されながら、搬送方向に沿って順に搬送される。そして所定のステーションにおいて、帯状ワークＷから単体の積層鋼板３が打抜かれるとともに残りのスクラップをスクラップコンベア１５に搬送する。積層鋼板３は、図７に示すように、上下方向に沿って所定の枚数で積み重ねられた後、プレス機１１の最終工程となるステーションでかしめられる。このカシメは仮カシメ段階であり、所定の枚数で積層された積層鋼板３は仮積層体５として形成される。仮積層体５は、各積層鋼板３間の密着度が粗くなっていて、設定された積層高さ寸法内には収められていない。仮積層体５はコンベア１９を介して測定ライン２０に搬送される。
【００２４】
コンベア１９の構成は、特に限定するものではないが、実施形態においては、エンドレスに移動するベルトを備えたベルトコンベアが使用されている。コンベア１９の一端は、プレス機１１の最終ステーションに対向するプレス機１１の前面部に配置され、他端は、測定ライン２０の搬送部２８の一端に対向する位置に配置されている。なお、仮積層体５は、プレス機１１の後部に配置されたシリンダ１６で押圧されて、コンベア１９上をプレス機１１から測定ライン２０に向かって搬送される。
【００２５】
測定ライン２０では、油圧サーボプレス機２１が配置されている。油圧サーボプレス機２１は、図４に示すように、機枠２２と、機枠２２の上部に配置された油圧ユニット２３と、油圧ユニット２３に連結されて上下移動可能に配置されるスライド２４と、積層コア１を支持するワーク支持台２５と、を備えて構成されている。
【００２６】
油圧ユニット２３は、図５に示す油圧回路３０によって作動される。この油圧ユニット２３は、本カシメする際に高い圧力で加圧する第１の圧力と、測定する際に低い圧力で加圧する第２の圧力の２段に切り替え可能に構成されている。第１の圧力から第２の圧力に切り替える際には、油圧の圧力を調整することによって行われる。
【００２７】
つまり、実施形態の油圧回路３０は、図５に示すように、油圧シリンダ３１の両端に流入側油圧通路３２、流出側油圧通路３３を介して接続されるサーボポンプユニット３４と、流入側油圧通路３２の中間部に配置される圧力センサ３５と、流出側油圧通路３３の中間部に配置されるバルブ３６と、を備えている。サーボポンプユニット３４は、油圧の圧力を調整する機能を有し、第１の圧力と第２の圧力とに切り替え可能に構成されている。油圧シリンダ３１には、ピストンロッド３１１が往復移動可能に配置され、ピストンロッド３１１の先端がスライド２４(図４参照)に連結されている。
【００２８】
スライド２４は、図４に示すように、その側面で機枠２２に装着されたスライドガイド２６で移動案内されるとともに、スライド２４の下面には、仮積層体５を上方から加圧するための加圧ブロック２４１が装着されている。
【００２９】
また、スライド２４と機枠２２との間には、図６に示すように、リニアスケール２７が装着されてスライド２４の高さ位置を電気的に検出している。リニアスケール２７は、機枠２２に縦方向に長尺状に装着された固定部２７１と、スライド２４の一端に装着されて固定部２７１に対して上下移動可能な可動部２７２とを備えて構成されている。スライド２４が下降して、加圧ブロック２４１で仮積層体５の上面を加圧することによって、本カシメされた積層コア１の上面位置を電気的に検出する。積層コア１の上面位置を検出することによって、積層コア１の高さが測定されることになる。
【００３０】
なお、図１に示すように、測定ライン２０では、油圧サーボプレス機２１内を挿通する搬送部２８が、油圧サーボプレス機２１を間にして両側に突出して配置されている。搬送部２８の搬入側２８１においては、その端部がコンベア１９と対向する位置に配置されるとともに、搬出側２８２においては、測定された積層コア１を不良品として排出するか又は良品として搬出するための搬送スペース２９が形成されている。
【００３１】
次に、製造ラインＭの作用について、図２、図４〜５及び図７に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明では、設定されている積層コア１の積層高さの基準高さをＴとし、加工された積層コア１の積層高さをＴＳとする。ＴＳは測定された積層コア１の積層高さも含むものとする。
【００３２】
アンコイラ１２から巻き解された帯状ワークＷは、ダンサローラ１３でループを形成しつつ送り装置１４で把持されてプレス機１１内に搬送される。プレス機１１では、複数のステーションでそれぞれの加工が行なわれた後、帯状ワークＷから積層鋼板３が打抜かれて積層される。積層された各積層鋼板３は、最終ステーションにおいて、仮カシメされた仮積層体５として形成される。仮積層体５は、各積層鋼板３のカシメ部が外れない程度に加圧されている。
【００３３】
仮積層体５は、プレス機１１の最終ステーションの後方に配置されたシリンダ１６によって、前方に押し出されてコンベア１９上に移動する。コンベア１９上に移動した仮積層体５は、コンベア１９で搬送されて、測定ライン２０の搬送部２８上に移動する。測定ライン２０において、搬送部２８の搬入側２８１に移動した仮積層体５は、例えば、図示しないフィンガで把持されて油圧サーボプレス機２１内に搬送される。
【００３４】
油圧サーボプレス機２１内では、搬入された仮積層体５が、スライド２４の加圧で本カシメされた積層コア１として形成される。積層コア１は、図７に示すように、各積層鋼板３が上下に隣接する積層鋼板３に隙間なく密着して形成される。製造された積層コア１の積層高さＴＳは、スライド２４の高さ位置が検出されることによって制御装置１７内で演算されて検出される。この間の作用を図４に示す油圧サーボプレス機２１の正面図及び図８に示すフローチャートに基づいて、さらに詳細に説明する。
【００３５】
油圧サーボプレス機２１内に仮積層体５が搬入される（Ｓ１）。スライド２４は、設定された移動開始位置（スライド２４の下面に装着された加圧ブロック２４１の下面の位置）Ｈに移動する。移動開始位置Ｈは、予め設定されている積層コア１の積層高さＴ(基準高さ)より上方の位置(例えば、Ｔ＋１０ｍｍ)にある。
【００３６】
つまり、スライド２４の位置制御（Ｓ２）が行なわれて、スライド２４が移動開始位置Ｈに移動する。スライド２４が、仮積層体５に向かって移動し、スライド２４が仮積層体５の上面から僅かに上方の位置、例えば１ｍｍ程度の位置に達すると、仮積層体５の上面から１ｍｍ上方の位置にあるかどうかの判定がなされ（Ｓ３）、「ＹＥＳ」であれば圧力制御が行われる（Ｓ４）。圧力制御（Ｓ４）において、油圧回路３０内の油圧力が、本カシメできる第１の圧力Ｆ１に切り替えられる。第１の圧力Ｆ１は積層鋼板３の積層枚数によって異なるが、実施形態では、例えば、１〜１０トンの範囲内で設定される。油圧回路３０のバルブ３６を開き、サーボポンプ３４を作動させることにより、流入側油圧通路３２から油を油圧シリンダ３１内に流入し、流出側油圧通路３３から油を排出することによってピストンロッド３１１を移動させる。これによってスライド２４が下降して加圧ブロック２４１で仮積層体５を加圧する。スライド２４の移動が停止した位置において、加圧ブロック２４１が仮積層体５を数秒間加圧する（Ｓ５）。なお、以下、加圧ブロック２４１の下面をスライド２４の下面として説明する。
【００３７】
仮積層体５の各積層鋼板３間は隙間なく密着されて、積層コア１が形成される。
【００３８】
その後、スライド２４が停止している状態（積層コア１を加圧している状態）で、圧力を第２の圧力Ｆ２に切り替える（Ｓ６）。第２の圧力Ｆ２は、第１の圧力より小さい圧力に設定されている。この設定圧力は積層高さＴを測定する際の基準圧力となるもので、測定された積層コア１の積層高さＴＳは、この基準圧力Ｆ２で加圧した状態の積層高さＴＳをとして表される。実施形態では、基準圧力Ｆ２は、例えば、１トン以内に設定されている。
【００３９】
スライド２４が基準圧力Ｆ２で積層コア１を加圧している状態で、リニアスケール２７がスライド２４の下面位置(実際には、加圧ブロック２４１の下面位置)を検出する（Ｓ７）。リニアスケール２７で検出されたスライド２４の下面位置は、ワーク支持台２５からのスライド２４の下面との距離を表すこととなる。つまり、積層コア１の積層高さＴＳを表すこととなる。ワーク高さＴＳが測定されると、測定されたワーク高さＴＳの結果に基づいて、新たに加工される積層コア１の積層枚数を増減させるかどうかの判定をすることになる（Ｓ８）。
【００４０】
また、制御装置１７では、測定された積層コア１の積層高さＴＳが、基準高さとして設定された積層高さＴに対して、積層鋼板３の１枚分の板圧ｔ１分の上限値又は下限値を超えるとＮＧ品として判定する。積層鋼板３の板圧ｔ１は、実施形態においては、例えば、０．２〜０．３ｍｍとする。
【００４１】
つまり、判定内容は、Ｓ９で示すように、５段階に分けられる。積層コア１の測定高さＴＳが、
（Ｓ９Ａ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の上限値を超えた（「Ｔ＋ｔ１＜ＴＳ」）場合、
（Ｓ９Ｂ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の下限値を超えた（「Ｔ−ｔ１＞ＴＳ」）場合、
（Ｓ９Ｃ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の下限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに低い値（「Ｔ−ｔ１≦ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）との間にある場合、
（Ｓ９Ｄ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の中心値に近い値（「Ｔ−ｔ１＜ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）場合、
（Ｓ９Ｅ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の上限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに高い値（「Ｔ＋ｔ２＜ＴＳ≦Ｔ＋ｔ１」）との間にある場合、
のいずれかを選択することとなる。なお、ｔ２は、積層コア１の設定された積層高さＴの中心値に近い数字を任意に設定したものであり、例えば、ｔ２の値は、積層高さＴが６５〜８０ｍｍの場合で、０．０２〜０．０５ｍｍの範囲で設定される。
【００４２】
Ｓ９Ａの場合、積層コア１の積層高さＴＳが「Ｔ＋ｔ１＜ＴＳ」であるから、設定された積層高さＴの許容上限値を超えることとなり、ＮＧ品として判定される。ＮＧ品として判定された積層コア１はＮＧ品ルートを選択（Ｓ９Ａ１）することになり、搬送スペース２９に移動して排出される。制御装置１７には、新たな積層コア１の積層枚数増減指示用プリセット値(以下、単にプリセット値という)を入力して記憶するＮカットカウンター(以下、単にカウンターという)が配置されている。この場合、カウンターのプリセット値には、例えば「−１」が入力される（Ｓ９Ａ２）。「−１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分多いために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすこと、を示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすように指令することとなる。
【００４３】
Ｓ９Ｂの場合、積層コア１の積層高さＴＳが、「Ｔ−ｔ１＞ＴＳ」であるから、設定された積層高さＴの許容下限値を超えることとなり、ＮＧ品として判定される。ＮＧ品として判定された積層コア１はＮＧ品ルートを選択（Ｓ９Ｂ１）することになり、搬送スペース２９に移動して排出される。この場合、カウンターのプリセット値（Ｓ９Ｂ２）には、例えば「＋１」が入力される。「＋１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分不足しているために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすことを、示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすように指令することとなる。
【００４４】
Ｓ９Ｃの場合、測定高さＴＳが、設定された許容範囲の下限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに低い値（「Ｔ−ｔ１≦ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）との間にあるから、積層コア１はＯＫ品として判定される。ＯＫ品として判定された積層コア１はＯＫ品ルートを選択（Ｓ９Ｃ１）することになり、搬送スペース２９に移動して搬出される。この場合、積層コア１がＯＫ品であっても、積層コア１の測定された積層高さＴＳが、設定された積層高さＴに対して低めに形成されたものであり、新たに加工される積層コア１が許容範囲から外れてＮＧ品となる可能性があるため、カウンターのプリセット値には、例えば「＋１」が入力される（Ｓ９Ｃ２）。前述のように、「＋１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分不足しているために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすことを、示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を増やすように指令することとなる。
【００４５】
Ｓ９Ｄの場合、測定高さＴＳが、設定された許容範囲の中心値付近（「Ｔ−ｔ１＜ＴＳ＜Ｔ−ｔ２」）の範囲にあるから、積層コア１はＯＫ品として判定される。ＯＫ品として判定された積層コア１はＯＫ品ルートを選択（Ｓ９Ｄ１）することになり、搬送スペース２９に移動して搬出される。カウンターのプリセット値は「プリセット値維持」（Ｓ９Ｄ２）とされる。「プリセット値維持」の表示は、設定されている積層高さＴが、設定された許容範囲の中心位置にあるから新たに加工される積層コア１に対して増減の必要がないことを示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に積層鋼板３を増減させないことを指令することとなる。
指令することとなる。
【００４６】
（Ｓ９Ｅ）測定高さＴＳが、設定された許容範囲の上限値の範囲内にあり、且つ設定された中心値より僅かに高い値（「Ｔ＋ｔ２＜ＴＳ≦Ｔ＋ｔ１」）との間にあるから、積層コア１はＯＫ品として判定される。ＯＫ品として判定された積層コア１はＯＫ品ルートを選択（Ｓ９Ｅ１）することになり、搬送スペース２９に移動して搬出される。この場合、積層コア１がＯＫ品であっても、積層コア１の測定された積層高さＴＳが、設定された積層高さＴに対して高めに形成されたものであり、新たに加工される積層コア１が許容範囲から外れてＮＧ品となる可能性があるため、カウンターのプリセット値には、例えば「−１」が入力される（Ｓ９Ｅ２）。したがって、「−１」とされたプリセット値の表示は、設定されている積層高さＴが積層鋼板３の１枚分多くなる可能性があるために新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすことを、示している。したがって、制御装置１７は、プレス加工ライン１０に、新たに加工される積層コア１に１枚分の積層鋼板３を減らすように指令することとなる。
【００４７】
これで、積層コア１の１個分の判定が終了し、スライド２４が上昇する（Ｓ１０）。スライド２４が上昇すると、積層コア１は搬送スペース２９に搬出して（Ｓ１１）、選択されたそれぞれのルートに移動することになる。これによって、積層コア１の測定が終了することとなる。そして次に、油圧サーボプレス機２１内に搬入された新たな積層コア１の積層高さＴＳを測定することとなる。
【００４８】
上述のように、実施形態の積層コア１の製造ラインＭによれば、プレス加工ライン１０、測定ライン２０で形成された積層コア１の積層高さＴＳが測定ラインで測定されることによって、その測定結果をプレス加工ライン１０にフィードバックすることができる。つまり、加工された積層コア１の積層高さＴＳの測定結果が反映されることから、新たに加工される積層コア１の積層高さＴＳは、設定された積層高さＴの許容範囲内に収まることとなって、積層高さＴを良品とする積層コア１を確実に搬出することができる。したがって、製造ラインＭ外で積層コア１の積層高さＴＳを測定するのではなく、製造ラインＭ内で積層高さＴＳを修正して加工することができることから、積層コア１を製造するための全自動化を達成することができる。
【００４９】
また、実施形態の製造ラインＭによれば、プレス加工ライン１０と測定ライン２０とを分割して設置し、プレス加工ライン１０と測定ライン２０との間に、仮積層体５を搬送するコンベア１９を設置しているから、プレス加工ライン１０内に配置するプレス機１１を小さいプレス機１１で設置することができ廉価な設備費用で構成することができる。
【００５０】
さらに、実施形態の製造ラインＭでは、本カシメする第１の圧力Ｆ１と測定基準となる第２の圧力Ｆ２とを別に設定していることから、積層コア１の積層高さＴＳを基準圧力Ｆ２での測定値とすることができ、品質精度の向上を図ることができる。
【００５１】
また、積層コア１の積層高さＴＳをリニアスケール２７で測定することから、容易で正確な測定を行うことが可能となる。
【００５２】
なお、本発明の積層体の製造ラインでは、上述の形態に限定するものではない。例えば、積層コアの積層高さを測定する際、第１の圧力と第２の圧力に分割しなくても、本カシメする第１の圧力をかけた状態でその積層高さを測定してもよい。
【００５３】
また測定手段として、リニアスケールの代わりに光を投射する光学手段で測定してもよい。
【００５４】
さらに、積層コアを形成する積層鋼板の板圧や枚数、仮積層体を加圧する第１の圧力、基準圧力として設定する第２の圧力の数値等は、積層鋼板の材料や積層枚数等によって、適宜決定される。
【００５５】
また、本発明の積層体の製造方法や製造ラインで加工される積層体は、積層して形成するものであれば、積層コアに限定するものではなく、他の積層体でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態による積層体の製造ラインを示す平面図である。
【図２】同プレス加工ラインを示す正面図である。
【図３】同製造ラインを示す側面図である。
【図４】同測定ラインを示す側面図である。
【図５】図４における油圧サーボプレス機の油圧回路を示す回路図である。
【図６】図４における油圧サーボプレス機のスライド周りを示す拡大正面図である。
【図７】加工された積層コアを示す正面図である。
【図８】積層コアの積層高さを測定してフィードバックする流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｍ、製造ライン
１、積層コア
３、積層鋼板
５、仮積層体
１０、プレス加工ライン(加工手段)
１１、プレス機
１７、制御装置(制御手段)
１９、コンベア
２０、測定ライン
２１、油圧サーボプレス機(加圧機)
２３、油圧ユニット
２４、スライド
２４１、加圧ブロック
２５、ワーク支持台
２７、リニアスケール(測定手段)
２８、搬送部
３０、油圧回路
３１、油圧シリンダ
３４、サーボポンプユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工手段により加工された薄板ワークを積層して積層体を形成し、
前記積層体の積層高さを測定手段により測定し、
前記測定手段により測定された測定結果を制御手段に入力して前記積層体の積層高さの良否を判定し、
測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記加工手段に指令することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】
プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、
前記仮積層体を本カシメして積層体を形成するとともに、前記積層体の積層高さを測定手段により測定する測定ラインと、
前記測定手段により測定された測定結果が入力され前記積層体の積層高さの良否を判定する制御手段と、を備え、
測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記プレス加工ラインに指令することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項３】
前記測定手段は、測定基準となる一定量の圧力が付加された積層体の積層高さを測定することを特徴とする請求項１又は２記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、
前記仮積層体を本カシメして積層体を形成する加圧機と前記積層体の積層高さを測定する測定手段とを備えた測定ラインと、
前記測定ラインで測定された測定結果が入力されるとともに、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記プレス加工ラインに指令する制御装置と、
を備えていることを特徴とする積層体の製造ライン。
【請求項５】
前記プレス加工ラインと前記測定ラインとの間に、前記仮積層体を搬送するコンベアが配設されていることを特徴とする請求項４記載の積層体の製造ライン。
【請求項６】
前記測定ラインに配設される加圧機が、本カシメする圧力に設定された第１の圧力と、測定基準となる圧力に設定された第２の圧力と、に切替可能な油圧回路を有して構成された油圧サーボプレス機であることを特徴とする請求項４又は５記載の積層体の製造ライン。
【請求項７】
前記測定手段が前記油圧サーボプレス機に配設されたリニアスケールを備え、前記リニアスケールで、前記積層体の積層高さが測定されることを特徴とする請求項６記載の積層体の製造ライン。
【請求項１】
加工手段により加工された薄板ワークを積層して積層体を形成し、
前記積層体の積層高さを測定手段により測定し、
前記測定手段により測定された測定結果を制御手段に入力して前記積層体の積層高さの良否を判定し、
測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記加工手段に指令することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項２】
プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、
前記仮積層体を本カシメして積層体を形成するとともに、前記積層体の積層高さを測定手段により測定する測定ラインと、
前記測定手段により測定された測定結果が入力され前記積層体の積層高さの良否を判定する制御手段と、を備え、
測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記制御手段が前記プレス加工ラインに指令することを特徴とする積層体の製造方法。
【請求項３】
前記測定手段は、測定基準となる一定量の圧力が付加された積層体の積層高さを測定することを特徴とする請求項１又は２記載の積層体の製造方法。
【請求項４】
プレス加工により加工された薄板ワークを積層して仮カシメした仮積層体を形成するプレス加工ラインと、
前記仮積層体を本カシメして積層体を形成する加圧機と前記積層体の積層高さを測定する測定手段とを備えた測定ラインと、
前記測定ラインで測定された測定結果が入力されるとともに、測定された前記積層体の積層高さが、設定された高さ寸法の許容限界値に近づいた場合に、前記プレス加工ラインにおいて、設定された高さ寸法に合わせて新たに加工される積層体の積層枚数を調整するように、前記プレス加工ラインに指令する制御装置と、
を備えていることを特徴とする積層体の製造ライン。
【請求項５】
前記プレス加工ラインと前記測定ラインとの間に、前記仮積層体を搬送するコンベアが配設されていることを特徴とする請求項４記載の積層体の製造ライン。
【請求項６】
前記測定ラインに配設される加圧機が、本カシメする圧力に設定された第１の圧力と、測定基準となる圧力に設定された第２の圧力と、に切替可能な油圧回路を有して構成された油圧サーボプレス機であることを特徴とする請求項４又は５記載の積層体の製造ライン。
【請求項７】
前記測定手段が前記油圧サーボプレス機に配設されたリニアスケールを備え、前記リニアスケールで、前記積層体の積層高さが測定されることを特徴とする請求項６記載の積層体の製造ライン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１４３１２５（Ｐ２０１０−１４３１２５Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２３８３８（Ｐ２００８−３２３８３８）
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００１４４７９５）株式会社山田ドビー (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１９日（２００８．１２．１９）
【出願人】（０００１４４７９５）株式会社山田ドビー (34)
【Ｆターム（参考）】
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