(57)【要約】【課題】形状精度の確保を可能にした積層体製造装置及びプレス加工機を提供する。【解決手段】巻き加工機９は、母材２を環状に巻き送りしてプレス加工機１０に搬送する。プレス加工機１０は、環状の母材２に切欠部６及び接合部７をプレス成形する。このとき、プレス加工機１０は、切欠部６の加工と接合部７の加工とを同時に実行する。切欠部６及び接合部７が形成された母材２は、環状に巻き送られることにより、複数層の筒形状に形成される。接合加工機１１は、積層された複数の層３の群を、接合部７を介してカシメ加工により、一体に固定する。【選択図】図２
2020146692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス加工によって母材に加工形状部を形成するプレス加工機と、
前記母材が複数層に積層されてなる層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して固定する接合加工機とを備え、
前記プレス加工機は、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行する積層体製造装置。
【請求項２】
前記加工形状部は、前記母材の縁部に形成された切欠部であり、
前記接合部は、前記母材の片方の面側に凹部を有するボス状の突起であり、
前記プレス加工機は、前記突起を前記切欠部の両側に一対形成する
請求項１に記載の積層体製造装置。
【請求項３】
前記プレス加工機は、環状に巻き送りされた前記母材をプレス加工し、
前記接合加工機は、前記母材が巻き送りされて複数層の筒形状に形成された前記層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、前記各層に各々形成された前記接合部を介して固定する
請求項１又は２に記載の積層体製造装置。
【請求項４】
金型部によるプレス加工によって母材に加工形状部を形成し、前記母材が複数層に積層されてなる層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して固定する積層体製造装置に使用されるプレス加工機であって、
前記金型部は、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行するプレス加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層体を製造する積層体製造装置及びプレス加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、母材が環状に複数層巻かれた積層体を製造する積層体製造装置が周知である（特許文献１等参照）。この積層体の内周面には、例えば切り欠き等からなる加工形状部が形成されている。この種の積層体製造装置は、例えば母材に切り欠き等の加工を入れながら、これを周状に巻き送りしていくことで、複数の層からなる筒形状積層体を製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３０３７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述した工法の場合、母材に切り欠き等の加工を入れた後に母材を環状に加工するので、切欠部とそれ以外とで曲率が変化し、積層体の真円度や径精度を確保することができない問題があった。この対応策としては、例えば母材を環状に加工してから、切欠部を形成する工法が想定される。しかし、この工法の場合、プレスの切り欠き加工で発生する力によって、環状の母材の径が切欠部で広がってしまい、径精度が安定しない可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、形状精度の確保を可能にした積層体製造装置及びプレス加工機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決する積層体製造装置は、プレス加工によって母材に加工形状部を形成するプレス加工機と、前記母材が複数層に積層されてなる層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して固定する接合加工機とを備え、前記プレス加工機は、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行する。
【０００７】
前記問題点を解決するプレス加工機は、金型部によるプレス加工によって母材に加工形状部を形成し、複数層に積層された前記層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して固定する積層体製造装置に使用される構成であって、前記金型部は、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、積層体において、形状精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態の積層体の斜視図。
【図２】積層体製造装置の構成図。
【図３】プレス加工機の概略図。
【図４】接合加工機の概略図。
【図５】プレス加工機の作動図であり、（ａ）が非作動時の図、（ｂ）が作動時の図。
【図６】接合加工機の作動図であり、（ａ）が非作動時の図、（ｂ）が作動時の図。
【図７】接合加工機の座部が移動した様子を示す作動図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、積層体製造装置及びプレス加工機の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、積層体１は、母材２を環状に複数周巻き付けることにより、複数の環状の層３が積層方向（図１のＺ軸方向）に積まれた筒形状をなしている。母材２は、例えば帯状の鋼板からなる。積層体１の内周面には、積層体１の高さ方向（図１のＺ軸方向）に延びる加工形状部４が、積層体１の内周面５の周方向において等間隔に複数（本例は４箇所）形成されている。加工形状部４は、母材２の一部を切り欠いて形成される切欠部６である。各層３は、各々の層３に形成された接合部７を介して上下層同士が固定されている。
【００１１】
図２に示すように、積層体１を製造する積層体製造装置８は、母材２を巻き取って環状に送る巻き加工機９と、巻き加工後の母材２をプレス加工するプレス加工機１０と、プレス加工後に積層された層状の母材２を固定する接合加工機１１とを備える。巻き加工機９、プレス加工機１０及び接合加工機１１は、一体の装置としてユニット化されている。
【００１２】
巻き加工機９は、複数の搬送ローラ１２と、環状に加工される母材２の径に応じて可動する可動ローラ１３とを備える。可動ローラ１３は、母材２の径方向（図２の矢印Ａ方向）において位置が切り替わることにより、環状に形成される母材２の径を設定する。
【００１３】
図３に示すように、プレス加工機１０の金型部１４は、固定型１５と、固定型１５に対して可動する可動型１６とを備える。本例のプレス加工機１０、すなわち金型部１４は、母材２に加工形状部４を形成する加工と、母材２に接合部７を形成する加工とを同時に実行する。可動型１６は、母材２の一部分を切断する切断部１７と、母材２を所定圧によって押し出す打出部１８とを備える。打出部１８は、切断部１７の両側に配置されるように一対設けられている。固定型１５には、切断部１７及び打出部１８が通過できる逃げ部１９が形成されている。逃げ部１９は、例えば貫通孔である。プレス加工機１０は、切断部１７によって母材２の縁部に加工形状部４をプレス成形するとともに、一対の打出部１８によって母材２に複数の接合部７をプレス加工する。切欠部６は、母材２の縁部の一部分を切り欠いた形状となっている。
【００１４】
図４に示すように、接合加工機１１は、層状に複数周積み重ねられた層３の群を載置する座部２０と、機械的な衝撃を接合部７に与えて各層３を固定するヘッド部２１とを備える。ヘッド部２１は、座部２０に対して上下方向に移動する。接合加工機１１は、カシメ加工によって層３の群を一体に固定するカシメ機である。ヘッド部２１には、カシメ加工において、上下層同士で位置決めされた接合部７に上方から押圧する力を加える棒状のツール２２が一対形成されている。接合加工機１１は、積層された複数の層３の群を、各層３の加工形状部４の位置が合わされながら、各層３に各々形成された接合部７を介して固定する。
【００１５】
次に、図２、図５〜図７を用いて、本実施形態の積層体製造装置８及びプレス加工機１０の作用について説明する。
図５（ａ）に示すように、帯状の母材２は、巻き加工機９によって環状に巻かれながらプレス加工機１０に搬送される。図５（ｂ）に示すように、母材２が所定量搬送されると、母材２の搬送が一旦停止され、プレス加工機１０の可動型１６が下方に作動することで母材２がプレス加工される。本例の場合、プレス加工において、母材２に加工形状部４を形成する加工と、母材２に接合部７を形成する加工とが、同時に実行される。すなわち、このプレス加工時、切断部１７によって母材２に切欠部６が形成され、打出部１８によって一対の接合部７が形成される。プレス加工機１０は、環状に巻かれながら搬送されてくる母材２に対し、周方向に等間隔で切欠部６が形成されるように、母材２のプレス加工を周期的に繰り返す。
【００１６】
図６（ａ）、（ｂ）の各々の部分拡大図に示すように、接合部７は、母材２の片方の面側が穴形状となったボス状の突起からなる。ボス状の突起をなす接合部７は、凸部２７及び凹部２８を有した形状となっている。接合部７は、例えば円筒状の突起であって、切欠部６の両側に一対配置されている。接合部７の凹部２８は、開口が円形状となっている。
【００１７】
ここで、図２の部分拡大図に示すように、母材２に切欠部６をプレス加工した場合、母材２において加工の応力Ｆが発生する。この応力Ｆは、切欠部６から母材２の径方向外側に向かって発生する。母材２に応力Ｆが発生してしまうと、母材２の径が広がってしまう形状変化が生じ、円形状が安定しない可能性に繋がる。しかし、本例の場合、プレス加工において切欠部６及び接合部７を同時に形成するので、接合部７によって応力Ｆを相殺することが可能となる。よって、母材２に切欠部６をプレスによって形成しても、母材２の径の変化が防止される。
【００１８】
図６（ａ）に示すように、プレス加工された母材２が複数周巻かれて層状とされた後、接合加工機１１は、この層状の母材２に対してカシメ加工を実行する。カシメ加工は、例えば母材２が１周分積層される度に毎回実施されることが好ましい。また、カシメ加工時、最下層の層３の接合部７は、座部２０の上面に複数形成された溝３０に各々嵌合される。
【００１９】
図６（ｂ）に示すように、接合加工機１１は、カシメ加工時、座部２０上に層状の母材２を乗せ、ヘッド部２１を下方に作動させる。このとき、ヘッド部２１のツール２２を、最上層に位置する接合部７の凹部２８に挿し込んで上から押し込むことにより、積層方向に並ぶ接合部７同士を固定する。これにより、上の層３の接合部７の凸が、下の層３の凹にきつく嵌め込まれ、層３の群が一体に固定される。
【００２０】
図７に示すように、接合加工機１１は、座部２０に載置される層３の数が増加していくにつれて、座部２０が下方に移動する。すなわち、層３が順次積層されていくにつれて、接合加工機１１の座部２０が下方に移動することにより、座部２０の高さ方向の位置が調整される。そして、一連の巻き工程、プレス工程及びカシメ加工が実施されることにより、複数の層３が積層方向に連なった積層体１が製造される。
【００２１】
上記実施形態の積層体製造装置８及びプレス加工機１０によれば、以下のような効果を得ることができる。
プレス加工時、切欠部６の加工と接合部７の加工とを同時に実行するようにした。このため、プレス加工時、母材２において切欠部６の付近に加工の応力Ｆが発生したとしても、プレス加工時に同時形成された接合部７によって、この応力Ｆを相殺することが可能となる。これにより、母材２には、切欠部６の形成によって生じる応力Ｆに起因した変形が生じ難くなる。よって、積層体１において、形状精度を確保することができる。
【００２２】
加工形状部４は、母材２の縁部に形成された切欠部６である。接合部７は、母材２の片方の面側に凹部２８を有するボス状の突起である。プレス加工機１０は、ボス状の突起からなる接合部７を切欠部６の両側に一対形成する。これにより、プレス加工によって切欠部６を母材２に設けた場合に母材２に発生する応力Ｆを、ボス状の突起からなる一対の接合部７によって相殺することが可能となる。よって、簡易な形状の複数の接合部７によって、応力Ｆを効果的に相殺することができる。
【００２３】
プレス加工機１０は、環状に巻き送りされた母材２をプレス加工する。接合加工機１１は、母材２に巻き送りされて複数層の筒形状に形成された層３の群を、各層３の切欠部６の位置が合わされつつ、各層３に各々形成された接合部７を介して固定する。よって、径の形状精度が高い積層体１を製造することができる。
【００２４】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・切欠部６は、積層体１の内周面５に設けられることに限らず、例えば積層体１の外周面に形成されてもよい。
【００２５】
・加工形状部４は、切欠部６に限定されず、例えば孔や穴等の他の形状としてもよい。
・加工形状部４は、母材２の縁部に形成されず、母材２の幅方向の中心等の他の位置に設けてもよい。
【００２６】
・カシメ加工は、例えば母材２がある程度（例えば５巻き程度）巻かれた際に実施されてもよい。この場合、母材２がある程度巻かれてからカシメが行われるので、効率よく各層３のカシメを実行することができる。
【００２７】
・接合部７は、複数設けられることに限定されず、例えば母材２の周方向に十分な長さをとった１つの長穴としてもよい。
・接合部７は、例えば切り欠き加工の応力を相殺できる効果が確保できるのであれば、切欠部６からある程度離れた位置に配置されてもよい。
【００２８】
・接合部７は、ボス形状の突起に限定されず、母材２の上下層を係止することができる形状であればよい。
・母材２は、鋼板に限定されず、例えば樹脂材でもよい。
【００２９】
・母材２は、帯状に限定されず、円柱や四角柱等の他の形状としてもよい。
・積層体製造装置８は、接合加工機１１による接合加工時、母材２の各層３を積層体１の径方向に整列させる位置決め機構を備えてもよい。
【００３０】
・積層体１は、円筒形状に限定されず、例えば多角形状でもよい。
・積層体１は、例えば電機部品の鉄心などとしてもよい。また、積層体１は、母材２を積層してなる種々の機器や物品であればよい。
【００３１】
次に、上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）プレス加工機によって母材に加工形状部を形成するプレス工程と、前記母材が複数層に積層されてなる前記層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して接合加工機により固定する接合工程とを備え、前記プレス工程では、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行する積層体製造方法。
【符号の説明】
【００３２】
１…積層体、２…母材、３…層、４…加工形状部、６…切欠部、７…接合部、８…積層体製造装置、１０…プレス加工機、１１…接合加工機、１４…金型部、２７…凸部、２８…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月30日(2020.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
環状に巻き送りされた母材に、プレス加工によって加工形状部を形成するプレス加工機と、
前記プレス加工された母材が巻き送りされて複数層に積層されてなる層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して固定する接合加工機とを備え、
前記プレス加工機は、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行する積層体製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
環状に巻き送りされた母材に、金型部によるプレス加工によって加工形状部を形成し、前記プレス加工された母材が巻き送りされて複数層に積層されてなる層の群を、各層の前記加工形状部の位置が合わされつつ、各層に形成された接合部を介して固定する積層体製造装置に使用されるプレス加工機であって、
前記金型部は、前記母材に前記加工形状部を形成する加工と、前記母材に前記接合部を形成する加工とを同時に実行するプレス加工機。