(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに張り付いた部品を分離する方法であって、部品は、積層体のスタック内に一緒に積み重ねられた積層体であり、部品を振動装置内に置くことと、部品を振動させる振動装置の振動する振動ヘッドに部品を接触させることによってこれらを振動させることとを含み、さらに部品が振動させられているときに振動ヘッドにより部品を拘束することを含む、方法。
【請求項２】
積層体のスタックを振動ヘッドに接触させることが、積層体のスタックが熱処理された後で積層体のスタックを振動する振動ヘッドに接触させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
積層体のスタックが側部を有し、方法が、積層体のスタックを振動装置内に横にして配置することと、積層体のスタックの側部を振動する振動ヘッドに接触させることとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
積層体スタックを振動装置内に横にして配置することが、これを振動装置のテーブル内のアンビル上に横にして配置することを含み、アンビルは、長手方向にそれに沿って離間された一連のエッジを有するアンビル面を有し、このとき各エッジはアンビル面を横断して横方向に延びており、方法は、アンビル面のエッジに、振動ヘッドが積層体スタックに当たって振動するときに隣り合う積層体のエッジ間の空隙を捕らえさせ、積層体の分離を容易にすることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
積層体スタックの側部を振動ヘッドに接触させることが、これを、長手方向にそれに沿って離間された一連のエッジを有する工具面を有する振動ヘッドの工具に接触させることを含み、このとき、各エッジは、振動ヘッドの工具の工具面を横断して横方向に延びており、方法は、振動ヘッドの工具の工具面のエッジに、振動する振動ヘッドが積層体スタックに当たって振動するときに積層体の隣り合う積層体のエッジ間の空隙を捕らえさせ、積層体の分離を容易にすることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
積層体スタックの側部を振動ヘッドに接触させることが、これを、長手方向にそれに沿って離間された一連のエッジを有する工具面を有する振動ヘッドの工具に接触させることを含み、このとき、各エッジは、振動ヘッドの工具の工具面を横断して横方向に延びており、方法は、振動ヘッドの工具の工具面のエッジに、振動ヘッドが積層体スタックに当たって振動するときに積層体スタックの隣り合う積層体のエッジ間の空隙を捕らえさせ、積層体の分離を容易にすることを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
部品が、スタック内に一緒に積み重ねられ中央孔を有するディスクであり、振動装置は、シャフトを有する工具を有する振動ヘッドを含み、ディスクを振動装置内に置くことは、これらを工具上に置くことを含み、このときシャフトはディスクの中央孔を貫通して延びており、ディスクを振動させることは、振動ヘッドを振動装置によって振動させて工具と、ディスクの中央孔を貫通して延びるシャフトとを振動させてシャフト上に配置されたディスクを振動させることと、ディスクをシャフトによって拘束することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
積層体のスタック内に一緒に積み重ねられた積層体を分離するための振動装置であって、
振動ヘッドと、
積層体のスタックの側部がその上に受け入れられるアンビルを含むテーブルであって、アンビルは、アンビルの面に沿って長手方向に離間された一連のエッジを有し、このとき各エッジはアンビル面を横断して横方向に延びる、テーブルとを備え、
振動装置が、積層体スタックの側部を振動ヘッドに接触させ、振動ヘッドを積層体のスタックの側部に当てて振動させ、積層体を振動ヘッドで拘束し、このときアンビル面のエッジは、振動する振動ヘッドが積層体スタックに当たって振動しているときに積層体スタックの隣り合う積層体のエッジ間の空隙を捕らえ、積層体の分離を容易にする、振動装置。
【請求項９】
振動ヘッドが、振動ヘッドの工具の工具面に沿って長手方向に離間された一連のエッジを有する工具を含み、このとき各エッジは、振動ヘッドの工具の工具面を横断して横方向に延びており、振動ヘッドの工具のエッジは、振動する振動ヘッドが積層体スタックに当たって振動するときに積層体スタックの隣り合う積層体のエッジ間の空隙を捕らえ、積層体の分離を容易にする、請求項８に記載の振動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年２月６日出願の米国特許出願第１３／３６６，４７９号明細書の優先権および２０１１年２月９日出願の米国特許仮出願第６１／４４０，９３１号明細書の利益を主張するものである。上記出願の開示全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、互いに張り付いた部品を分離することに関する。
【背景技術】
【０００３】
一部の製造プロセスでは、部品は、いくつかの工程中に加工され、その後、製品内で部品を使用する前に分離され得る。部品が一緒に加工されるこれらの工程の結果、部品は互いに張り付くことがある。これらは、たとえば、一緒に積み重ねられ、熱処理された後でスタック内で互いに張り付くことがあり、この場合熱処理した結果、部品はスタック内で互いに張り付く。
【０００４】
部品は次いで、部品の１つまたは複数を含む製品を作製するなどにおいて引き続いて使用される前に分離されなければならない。部品のスタック内などで互いに張り付いた部品を分離する一般的な方法は、部品を互いから引き離すのに十分な力で部品のスタックに打撃を与えることを含む。たとえば、部品のスタックにゴム製マレットで打撃を与える、スタックをテーブルなどの表面に打ち付けるなどがある。とりわけこの方法は、人間工学的問題および廃棄物問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第３９２０５０４号明細書
【特許文献１】米国特許第４３５２７１１号明細書
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００５４０５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一部の製品は、少なくとも部分的には、積層することによって作製される。すなわち、複数の積層体が一緒に固定される。たとえば、電気モータで使用されるステータは、一緒に固定された積層体から作製されることが多い。積層体は、強磁性の鋼または鉄などの強磁性材料のシートから型打ちされ得る。ステータ用の積層体が型打ちされた後、これらは、（型打ち工程からまだ積層されていない場合）積み重ねられ、熱処理される。この点において、積層体のスタックは、複数のステータ用の積層体を含むことができる。積層体はまた、熱処理以外の製造プロセスの結果としてスタック内で互いに張り付くこともあり、一緒に積層される前に分離される必要があることを理解されたい。積層体は次いで、上記で説明されたように手動の力をかけることによって互いから分離される。この方法が有し得る人間工学的問題および廃棄物問題に加えて、これはまた、積層体の強磁性の特性において何らかの劣化を引き起こす恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様によれば、スタック内で互いに張り付いた部品は、部品を振動装置内に置き、部品のスタックを振動装置の振動ヘッドを用いて振動させてこれらを分離し、さらに部品が振動されるときに振動ヘッドによって部品を拘束することによって分離される。
【０００８】
一態様では、部品は、積層体のスタック内で一緒に積み重ねられた積層体であり、積層体のスタックを振動させることは、積層体のスタックを振動装置の振動ヘッドの工具と接触させることを含み、振動装置の振動ヘッドは、部品を振動させるように振動しており、さらに部品を振動させるときに工具によって部品を拘束している。
【０００９】
一態様では、積層体のスタックは、振動装置内に横にして配置され、積層体のスタックの側部は、工具によって接触される。
【００１０】
一態様では、振動装置は、アンビルが中に装着されたテーブルを有し、アンビル上には積層体のスタックが配置される。積層体のスタックは、アンビル上に横にして配置される。積層体のスタックに接触するアンビルの面は、それに沿って長手方向に続く一連のエッジを有し、このとき各エッジはアンビル面を横断して横方向に延びている。エッジは、積層体のスタックが振動されているときに個々の積層体を掴み、積層体の分離を容易にする。一態様では、一連のエッジは、一連のセレーションである。一態様では、一連のセレーションは、鋸歯状のセレーションである。一態様では、一連のエッジは、アンビルの面にギザギザを付けることによってもたらされる。
【００１１】
一態様では、代替的にまたは加えて、振動ヘッドの工具は、それに沿って長手方向に続く一連のエッジを有し、このとき、各エッジは工具面を横断して横方向に延びており、工具の面のエッジは、積層体のスタックが振動されているときに積層体を掴んで積層体の分離を容易にしている。
【００１２】
一態様では、部品は、一緒に積み重ねられたディスクのスタックである。ディスクのスタックは、振動装置内に置かれ、振動装置の振動ヘッドの工具によって振動され、さらに工具によって拘束される。一態様では、ディスクは中央孔を有する。一態様では、工具はシャフトを有し、ディスクを振動装置内に置くことは、これらをシャフト上に置くことを含み、このときシャフトはディスクの中央孔を貫通して延びている。ディスクを振動させることは、振動ヘッドを振動させてシャフトを振動させることを含み、シャフトはシャフト上に置かれたディスクを振動させる。
【００１３】
一態様では、振動ヘッドは、６０Ｈｚから３２０Ｈｚの範囲内の周波数で振動する。
【００１４】
一態様では、振動ヘッドは、超音波周波数で振動する。一態様では、振動ヘッドは、１０ｋＨｚから６０ｋＨｚの範囲内の周波数で振動する。
【００１５】
本発明は、詳細な説明および添付の図からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の一態様による振動装置内の積層体のスタックを示す図である。
【図２】図１の振動装置用のアンビル工具を示す図である。
【図３】図１の振動装置用の別のアンビルを示す図である。
【図４】本開示の一態様による振動装置内のディスクのスタックを示す図である。
【図５】図４の態様の変更形態による振動装置内のディスクのスタックを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
好ましい実施形態（複数可）の以下の説明は、単に例示的な性質のものであり、本発明、その用途、または使用を限定することが意図されるものではない。
【００１８】
図１は、振動装置１００内に横にして配置された積層体１２の積層体スタック１０を示している。積層体スタック１０は、一緒に積み重ねられたいくつかの個々の積層体１２（参照番号１２への引き出し線によって３つのみが特定される）から構成される。たとえば積層体１２が電気モータ用のステータを作製するために使用されるとき、積層体１２は、積層体スタック１０内に一緒に積み重ねられた後で熱処理される。熱処理により、積層体１２は、上記で説明したように互いに張り付く。積層体は、電気モータ用のステータ以外の製品を作製するために使用され、熱処理以外の理由でスタック内で互いに張り付く可能性があることを理解されたい。振動装置１００は、例証として、米国特許第３，９２０，５０４号明細書、Ｓｈｏｗらの「Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」および米国特許第４，３５２，７１１号明細書、Ｔｏｔｈの「Ｆｒｉｃｔｉｏｎ  Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」に記載されたものなどの振動溶接機に類似する装置でよく、これは以下で説明されるように改造される。
【００１９】
振動装置１００は、例証として、積層体スタック１０の側部１４と接触し、したがって個々の積層体１２と接触し、さらにこれらが振動されるときにこれらを拘束する工具１０４を有することができる振動ヘッド１０２を含む。油圧式、電気式、または空気式でよいシリンダ１０６が、基礎プレート１０８上に装着されテーブル１１０に取り付けられる。
【００２０】
図１に示される例証的な実施形態では、積層体スタック１０は、テーブル１１０上に横にして配置される。シリンダ１０６は、振動ヘッド１０２に対してテーブル１１０を移動させる。積層体スタック１０は、ある力によって振動ヘッドに１０２に押し付けられ、この力は、振動ヘッド１０２が積層体スタック１０を振動させて積層体１２を分離するとともにこれらを拘束することができるような十分なものであるが、これらを一緒に接合させるのに十分ではない。振動装置１００は、代替的には、テーブル１１０が固定されたままであり、振動ヘッド１０２が工具１０４をスタック１０の側部１４に接触させるべく下がるように構成され得ることを理解されたい。また、振動装置１００は、積層体スタック１０が、スタック１０の上方以外からの方向、例として、また非限定的には、スタック１０の下方からなどの方向から振動ヘッド１０２によって接触されるように構成され得ることも理解されたい。
【００２１】
アンビル１１２は、テーブル１１０の上部１１４に装着され、その中に引っ込められ得る。アンビル１１２は、長手方向にそれに沿って離間された一連のエッジ１１８を有する面１１６を有する。各エッジ１１８は、図２に最適に示されるように、アンビル面１１６を横断して横方向に延びる。
【００２２】
積層体スタック１０は、アンビル１１２上に配置されたとき、アンビル面１１６に沿って長手方向に延び、アンビル面１１２のエッジ１１８は、積層体スタック１０を横断して横方向に延びる。例示的な実施形態では、各積層体１２は、環状（または準環状）であり、積層体スタック１０はしたがって円筒状（または準円筒状）である。したがって、エッジ１１８は、積層体スタック１０の長手方向軸に対して垂直に積層体スタック１０を横断して延びる。積層体スタック１０が振動ヘッド１０２によって振動されたとき、エッジ１１８は、積層体スタック１０内の隣り合う積層体１２のエッジ間の空隙（空隙内に突出させるなどによって）を捕らえ、実際には積層体１２を掴み、それによって積層体１２の分離を容易にする。これはまた、積層体１２を勢いよく打つ（ｒｉｆｌｉｎｇ）効果も有し、したがってその分離を容易にする。
【００２３】
一連のエッジ１１８は、例証として、一連のセレーションとすることができ、これは、例証として、図１に示されるように一連の鋸歯状のセレーションとすることができる。一連のエッジ１１８は、例証として、図３に示されるようにギザギザが付けられた表面３００を有するアンビル面１１６によって設けられ得る。前述は例であり、エッジ１１８がどのように設けられ得るかの包括的なものではないことを理解されたい。この点において、エッジ１１８は、隣り合う積層体１２のエッジ間の空隙内に突出させるなどによってスタック１０の積層体１２と係合するエッジをもたらすようなあらゆる方法でアンビル面１１６を形成することにより、提供され得る。この点において、各エッジは、連続エッジである必要はなく、たとえば一連の点、指部などとすることができ、また粗くされた表面を有する工具面１１６によって設けられてよいことを理解されたい。
【００２４】
エッジ１１８は、例証として、エッジ１１８がスタック１０内の積層体１２と最適に係合するように、積層体スタック１０内の積層体１２の形状に基づいて決定され得ることを理解されたい。たとえば、アンビル面１１６内のエッジ１１８の間隔は、例証として、積層体１２の厚さに対応することができる。すなわち、隣接するエッジ１１８は、積層体１２の厚さと同じ距離だけ互いから離間される。
【００２５】
振動ヘッド１０２の工具１０４はまた、類似のエッジ（図１の想像線で示されるような工具１１２’）も含むことができる。
【００２６】
例証として、振動ヘッド１０２は、６０Ｈｚから３２０Ｈｚの範囲内で振動する。これらの周波数は例示であり、振動ヘッド１０２は、他の周波数で振動できることを理解されたい。この点において、最適な周波数は、たとえば、実験的に決定されることが可能であり、また、積層体、および積層体スタック１０内の積層体１２が熱処理後に互いに張り付く程度によって異なり得る。
【００２７】
また、振動装置１００は、超音波溶接機などの超音波振動装置とすることもでき、この超音波振動装置は、振動ヘッド１０２を備える超音波装置のホーンが、積層体１２を振動させて互いから緩めるとともにこれらを拘束するのに十分であるが、これらを接合するには十分でない力で積層体スタック１０に接触するように改造されることも理解されたい。この点において改造され得る従来技術の超音波溶接機は、米国特許出願公開第２００８／００５４０５１号明細書、Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ｕｓｉｎｇ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｐｒｏｆｉｌｉｎｇに開示される。本開示の一態様によれば、振動ヘッドは、例証として、約１０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数で振動する。
【００２８】
積層体のスタック内の積層体を、上記によってスタックを振動ヘッドに接触させることによって分離させることにより（「振動によって分離された積層体」と称され得る）、振動によって分離された積層体によって作製されたステータを有する電気モータの効率が高められる。積層体のスタック内の積層体は、「積層物を手動で引き離す」方法によって分離されていないため、積層体は、この方法固有のタイプの急激な力にさらされない。したがって、積層体の強磁性の特性の劣化が減少し、振動によって分離された積層体によって作製されたステータの磁心損失の測定値が改良される。さらに、部品が振動されているときに部品を振動ヘッドによって拘束することにより、拘束されなかった場合の跳ね返りによる部品の損傷の可能性が低減される。
【００２９】
前述は、積層体のスタック内の積層体を分離する文脈で説明されてきたが、振動装置は、複数の部品が何らかの方法で互いに張り付けられ、製品を作製するのに使用される前に分離される必要がある場合の製品を作製する際に使用される他のタイプの部品を分離させるために、上記によって使用され得ることを理解されたい。
【００３０】
別の例として、また非限定的には、図４を参照すれば、ディスク４００のスタック４０２内のディスク４００は、ディスク４００のスタック４０２を振動装置４０４内に置き、ディスク４００のスタック４０２を振動させることによって分離され得る。図４では、振動装置４０４は、工具４０８を有する振動ヘッド４０６を含む。図示される実施形態では、工具４０８は垂直シャフト４１０を含む。ディスク４００のスタック４０２は工具４０８上に置かれ、このとき垂直シャフト４１０は、ディスク４００の中央孔４１２を貫通して延びている。スタック４０２内のディスク４００を分離するために、振動ヘッド４０６は、振動装置４０４によって振動され、その結果シャフト４１０は振動する。ディスク４００は振動するシャフト４１０と接触状態であり、振動により、スタック４０２内のディスク４００は互いから引き離される。シャフト４１０はまた、ディスク４００を拘束する。ディスク４００は、例として、また非限定的には、研磨ディスクでよい。
【００３１】
図５は、振動ヘッド４０６（図４）が、水平シャフト５０２を有する工具５００を有する図５の変形形態を示している。図５の実施形態では、ディスク４００のスタック４０２は工具５００上に置かれ、このとき水平シャフト５０２は、ディスク４００の中央孔４１２を貫通して延びている。
【００３２】
上記で説明された態様では、部品のスタックは、振動ヘッドの工具が部品のスタックの１つの表面に接触することによって拘束されるが、工具は、部品のスタックの２つ以上の表面に接触してこれらを拘束できることを理解されたい。例として、また非限定的には、図５の態様では、ディスク４００のスタック４０２はまた、水平シャフト５０２を横断して延びることもでき、水平シャフト５０２を保持する両側のブラケット５０４によって拘束され得る。
【００３３】
本発明の説明は、単に例示的な性質のものであり、したがって、本発明の要点から逸脱しない変形形態は、本発明の範囲内にあることが意図される。そのような変形形態は、本発明の趣旨および範囲からの逸脱としてみなされるものではない。
【図１】
0006023724.tif 000002
【図２】
0006023724.tif 000003
【図３】
0006023724.tif 000004
【図４】
0006023724.tif 000005
【図５】
0006023724.tif 000006