JP2016039339A - 板材整列治具および板材整列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 異なる幅に切断された板材を整列させて積層させるための板材整列治具等を提供する。
【解決手段】 板材整列治具１は、主に、第１分割体群３ａと、第２分割体群３ｂに区分される。また、第１分割体群３ａおよび第２分割体群３ｂは、それぞれ複数の分割体で構成されている。第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとを組み合わせると、内部に空間９が形成される。空間９は、板材の整列形状に対応する。第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂは、一対のガイド部１１で嵌合する。ガイド部１１は、分割体５ａ、５ｂに形成された凸部１１ａと、分割体７ａ、７ｂに形成された凹部１１ｂからなる。凸部１１ａの内面位置は、分割体７ａ、７ｂの最大幅部における内面位置とほぼ一致する。
【選択図】図２

Description

本発明は、積層させた板材を整列させるために用いられる板材整列治具等に関するものである。

レアアースの高騰等により、レアアースを用いないモータの一つとして、アキシャルギャップモータが注目されている。このアキシャルギャップモータの鉄心材料には、軟磁性材料が使用されおり、この材料を鉄損の小さいアモルファス金属にすることで、高効率かつ低コストのモータを得ることができる。

一方、アモルファス金属は高硬度であり、プレスによる打抜き加工が困難である。そこで、アモルファステープを所定幅に切断して積層することで、鉄心形状を効率的に製造する方法が提案されている（例えば特許文献１）特許文献１のように、アモルファステープを所定幅に短冊状に切断して積層し、一体化することで、略扇形の鉄心を得ることができる。

特開２０１４−６４４２１号公報

しかし、短冊状に切断したアモルファステープ（以下、板材）を、単に切断装置の受け型に落としたのみでは、板材の端部位置がそろわず、所望の形状にすることが困難である。このため、切断後に各板材の端部位置を手作業で揃える必要があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、異なる幅に切断された板材を整列させて積層させるための板材整列治具等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために、第１の発明は、直交座標における座標軸をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とおいたとき、ｚ軸方向の辺長さが実質的に同じ複数の矩形状の軟磁性の板材をｘ軸方向の辺長さを徐々に変えつつｙ軸方向に積層した積層体に対して、前記板材を整列してｚ軸方向の辺長さを高さとする柱状体を形成する板材整列治具であって、前記板材整列治具は、ｘ軸方向およびｙ軸方向に分割された複数の分割体を具備し、前記分割体の内面に、ｘ軸方向およびｙ軸方向から前記積層体に接触可能な整列壁面の一部が形成され、加えて、前記板材整列治具は、ｙ軸方向に分割された前記分割体の間隙に形成され、前記間隙を形成する少なくとも一方側の前記分割体に嵌合し、前記整列壁面によって形成される内側空間を収縮可能にするガイド部を具備し、前記ガイド部が、前記整列壁面の一部を形成することを特徴とする板材整列治具である。

そして、前記板材整列治具は、ｘ軸方向を前記内側空間の幅方向とした際、前記内側空間の幅が最大となるｙ軸方向の位置に、前記ガイド部が形成されることが望ましい。

さらに、前記板材整列治具は、前記ガイド部が、前記分割体と一体にして形成されていることが望ましく、加えて、前記ガイド部が、前記間隙を形成する一方の前記分割体に設けられた凸部と、前記間隙を形成する他方の前記分割体に設けられ、前記凸部が挿入される凹部により構成されていてもよい。

また、前記板材整列治具は、一対の前記分割体からなり、前記内側空間の、ｙ軸方向に対する一方の端部側である最小幅部から最大幅部までを保持する第１分割体群と、一対の前記分割体からなり、前記内側空間の、前記最大幅部からｙ軸方向に対する他方の端部までを保持する第２分割体群とを有し、前記第１分割体群において、ｘ軸方向に分割された前記分割体同士の嵌合部は、嵌合部を起点として、前記最大幅部の幅が狭くなるような遊びを有することが望ましい。

第１の発明の板材整列治具によれば、ｘ軸方向およびｙ軸方向の複数に分割された分割体が、内面に整列壁面の一部を構成した空間を形成して、その空間に板材を配置し、ｙ軸方向に分割された分割体同士の間隙に形成されたガイド部が、空間を収縮可能にするので、確実に板材を整列させることができる。

特に、ガイド部を最大幅部に形成することで、板材を分割体同士の隙間に挟まらないように整列させることができる。また、ガイド部を分割体と一体に構成することで、整列の作業性を良くすることができる。さらに、ガイド部を凸部と凹部とで構成することで、簡単な構造にすることもできる。

また、第１分割体群において、ｘ軸方向に分割された前記分割体同士の嵌合部に、嵌合部を起点として、前記最大幅部の幅が狭くなるような遊びを設けることで、板材を効率よく整列させることができる。

第２の発明は、第１の発明にかかる板材整列治具を用い、前記板材整列治具が配置される基台と、前記板材整列治具を、ｘ軸方向に押圧可能なｘ方向押圧部と、前記板材整列治具を、ｙ軸方向に押圧可能なｙ方向押圧部と、前記板材整列治具の内部空間に配置された前記板材をｚ軸方向に押圧するｚ方向押圧部と、ｚ軸方向の加振成分を有する第１加振器と、を具備し、前記ｘ方向押圧部が作動した後、前記第１加振器が作動し、前記第１加振器が作動した後または前記第１加振器の作動と同時に、前記ｚ方向押圧部が作動することを特徴とする板材整列装置である。

そして、前記板材整列装置は、前記第１加振器が作動した後、前記ｙ方向押圧部が作動して弱い力で仮押圧し、前記ｙ方向押圧部の仮押圧の後または仮押圧と同時に、前記ｚ方向押圧部が作動し、前記ｚ方向押圧部が作動した後、前記ｙ方向押圧部が前記仮押圧よりも強い力で押圧するものとしてもよい。
加えて、前記ｚ方向押圧部が、z方向に往復動作して押圧するものとしてもよい。

さらに、前記板材整列装置は、ｘ軸方向の加振成分を有する第２加振器を具備し、前記第１加振器とともに前記第２加振器が作動するものとしてもよい。

また、前記板材整列装置は、前記ｘ方向押圧部の押圧面には段差が形成され、前記ｘ方向押圧部の段差によって、ｙ軸方向に分割された一方の前記分割体が、ｙ軸方向に分割された他方の前記分割体よりも強く押圧されるものにしてもよい。

第２の発明の板材整列装置によれば、確実に板材整列治具で規制される形状に板材を整列させることができる。

特に、ｘ軸方向の加振成分を有する第２加振器で加振することで、より効率よく板材を整列させることができる。そして、ｙ方向押圧部の押圧面に段差を設け、その段差によって、ｙ軸方向に分割された一方の分割体を、他方の分割体よりも強く押圧することで、確実に板材を整列壁面によって整列させることができる。

本発明によれば、異なる幅に切断された板材を整列させて積層させるための板材整列治具等を提供することができる。

板材整列治具１の組立斜視図。 板材整列治具１の分解斜視図。 板材整列治具１に板材を配置した状態を示す平面図。 図３のＣ−Ｃ線断面図。 板材整列治具１で板材が整列した状態を示す平面図。 （ａ）、（ｂ）は、板材整列治具１の動作を示す平面図。 板材整列装置２０を示す平面図。 板材整列装置２０を示す正面図。 押圧部２９ａ近傍の拡大図。 （ａ）〜（ｄ）は、各工程における各部の動作タイミングを示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一例であり、アキシャルギャップモータの鉄心を形成する際に用いられる板材整列治具１の組立斜視図、図２は、板材整列治具１の分解斜視図である。

以下の説明において、各分割体の厚み方向（図中ｚ方向）をｚ軸方向とし、分割体５ａ、５ｂ同士、または、分割体７ａ、７ｂ同士の嵌合方向（分割方向）（図中矢印ｘ方向であって幅方向）をｘ軸方向とし、幅方向とは略垂直な方向であって、第１分割体群３ａと、第２分割体群３ｂとの嵌合方向（分割方向）（図中矢印ｙ方向であって板材の積層方向）をｙ軸方向とする。

板材整列治具１は、主に、第１分割体群３ａと、第２分割体群３ｂに区分される。また、第１分割体群３ａおよび第２分割体群３ｂは、それぞれ複数の分割体（図では、それぞれ２分割）で構成される。具体的には、第１分割体群３ａは、分割体５ａ、５ｂからなり、第２分割体群３ｂは、分割体７ａ、７ｂからなる。なお、各分割体の材質は特に問わないが、耐摩耗性のある金属製であることが望ましく、または、表面に硬質皮膜等を施した部材であることが望ましい。

図１に示すように、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとを組み合わせると、内側に空間９が形成される。空間９は、板材の整列形状に対応する形状であり、略扇形形状である。すなわち、一方の端部が最も幅が狭く、他方の側に行くにつれて徐々に幅が広くなる形状である。ここで、第１分割体群３ａは、空間９の、ｙ軸方向に対する一方の端部側である最小幅部から最大幅部までを保持し、第２分割体群３ｂは、空間９の、最大幅部からｙ軸方向に対する他方の端部までを保持する。そして、空間９の内面が、後述する板材とｘ軸方向およびｙ軸方向から接触可能な整列壁面の一部となる。なお、略扇形の幅の狭い側を最小幅部（図中Ｆ）とし、最も幅の広い部位を最大幅部（図中Ｅ）とする。

そして、第１分割体群３ａは、空間９の一方の端部側である最小幅部から最大幅部までを構成し、第２分割体群３ｂは、空間９の最大幅部から他方の端部側までを構成する。すなわち、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂが、最大幅部の位置で空間９を分離可能にしている。

図２に示すように、分割体５ａ、５ｂは、最小幅部側の端部近傍の嵌合部１５で嵌合して、第１分割体群３ａを構成する。嵌合部１５は、ｘ軸方向に分割された分割体５ａと分割体５ｂの間隙に形成され、分割体５ａに形成された凸部１５ａと、分割体５ｂに形成された凹部１５ｂからなり、凸部１５ａが凹部１５ｂに挿入されて、分割体５ａ、５ｂが嵌合する。そして、分割体５ａ、５ｂの分割部において、空間９の内面形状は嵌合部１５により連続される。

同様に、分割体７ａ、７ｂは、他方の端部近傍の嵌合部１３で嵌合して、第２分割体群３ｂを構成する。嵌合部１３は、ｘ軸方向に分割された分割体７ａと分割体７ｂの間隙に形成され、分割体７ｂに形成された凸部１３ａと、分割体７ａに形成された凹部１３ｂからなり、凸部１３ａが凹部１３ｂに挿入されて、分割体７ａ、７ｂが嵌合する。そして、分割体７ａ、７ｂの分割部において、空間９の内面形状は嵌合部１３により連続される。

また、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂは、一対のガイド部１１で嵌合する。そして、ガイド部１１は、分割体５ａ、５ｂに形成された凸部１１ａと、分割体７ａ、７ｂに一体で形成された凹部１１ｂからなり、凸部１１ａが凹部１１ｂに挿入されて、分割体５ａと分割体７ａ、および、分割体５ｂと分割体７ｂがそれぞれ嵌合する。そして、ガイド部１１は、ｙ軸方向に分割された分割体群の間隙に形成され、間隙を形成する少なくとも一方側の分割体群に嵌合し、整列壁面によって形成される内側空間を収縮可能にする。前述した様に、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂは、空間９の最大幅部で分離可能にされているため、嵌合部における第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂの内面位置は一致する。この際、ｘ軸方向を空間９の幅方向とした際、空間９の幅が最大となるｙ軸方向の位置に、ガイド部１１が形成される。

なお、上記の嵌合部１３、嵌合部１５、ガイド部１１において、凸部および凹部は配置を逆にしてもよい。凸部１１ａの詳細な位置については後述する。また、ガイド部１１を、分割体に形成された凹部と凸部以外の形態としてもよい。例えば、間隙を形成する分割体の双方に凹部を形成し、双方の凹部に別体の部材を嵌合させてガイド部１１を構成することもできる。

次に、板材整列治具１を用いた板材の整列方法について説明する。図３は、板材整列治具１に板材を配置した状態を示す平面図、図４は、図３のＣ−Ｃ線断面図である。

図３に示すように、第１分割体群３ａ（分割体５ａ、５ｂ）、第２分割体群３ｂ（分割体７ａ、７ｂ）を組み合わせた状態で形成される空間９に複数の板材１７の積層体が配置される。この際、板材１７は、ｘ軸方向およびｚ軸方向（紙面に対して垂直な方向）に互いにずれて積層される。すなわち、積層体は、ｚ軸方向の辺長さが実質的に同じ複数の矩形状の軟磁性の板材１７を、ｘ軸方向の辺長さを徐々に変えつつｙ軸方向に積層されて構成される。

このような、非整列状態の板材１７を保持する際には、図３に示すように、各嵌合部を深く嵌合させず、各分割体同士の間に、比較的大きな隙間が形成されようにする。したがって、空間９は、最終形状よりも大きな形状となる。

本実施形態であるアキシャルギャップモータの鉄心の形成では、板材１７は、アモルファス金属などの軟磁性材料であり、互いに幅の異なる短冊状の板材が積層されて空間９に配置される。前述した様に、板材１７の積層方向は、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂの嵌合方向に一致し、板材１７の幅方向が、板材整列治具１の幅方向に一致する。すなわち、最小幅部には、最も幅の狭い板材１７が配置され、最大幅部には、最も幅の広い板材１７が配置される。

図４は、最大幅部における断面図である。凸部１１ａの内面位置は、分割体７ａ、７ｂの最大幅部における内面位置とほぼ一致する。すなわち、凸部１１ａの内面位置は、第１分割体群および第２分割体群の分割部（端部）における内面位置とほぼ一致する。すなわち、ガイド部１１が、整列壁面の一部を構成する。

このように、凸部１１ａの内面位置を、第１分割体群３ａおよび第２分割体群３ｂの分割部の最大幅部における内面位置とほぼ一致させることで、第１分割体群と第２分割体群の間に隙間が形成された際にも、板材１７が、この隙間に入りこむことがない。したがって、第１分割体群および第２分割体群の分割部近傍の板材１７に対しても、確実に、幅方向に対して位置を規制することができる。

また、各分割体同士の嵌合部をより深く嵌合させていくと、空間９が狭くなり、空間９が最終整列形状に近くなる。そして、各分割体同士の嵌合部を、所定量以上深く嵌合させると、空間９が、最終整列形状となり、これによって規制された板材１７が整列される。

なお、図４に示すように、分割体７ａ、７ｂの高さ方向の寸法は、板材１７の高さ方向の寸法よりも小さくされる。言い換えれば、板材整列治具１のｚ軸方向の寸法は、板材１７のｚ軸方向の寸法よりも小さくされる。これにより、後に説明する整列装置において、ｚ軸方向に整列しやすくなる。

図５は、板材整列治具１で板材が整列した状態を示す平面図である。図５に示すように、板材１７が完全に整列して、所望の形状（すなわち略空間９の形状）となった際、各分割体同士の間には、わずかに隙間が残る。このようにすることで、板材１７のサイズ等にばらつきが生じた場合でも、各分割体の内面によって、板材１７の幅方向側面およびに両端部の板材１７の面を押さえることができる。

次に、板材整列治具１を用いた、板材１７の整列手順をより詳細に説明する。図６（ａ）は、整列前の板材１７を空間９に配置した状態を示す平面図である。前述した様に、板材１７は、ｘ軸方向およびｚ軸方向に互いにずれて積層されている。このずれを整列させるためには、板材１７同士が、ｘ軸方向およびｚ軸方向に互いに移動する必要がある。

ここで、積層された板材１７をその積層方向に強く押さえつけてしまうと、板材１７の面同士が強く押し付けられて、板材１７のｘ軸方向およびｚ軸方向の移動が抑制される。したがって、板材１７を整列させる際には、積層方向に対して、強く押さえつけず、ややフリーな状態を維持することが望ましい。

図６（ａ）に示すような整列前の状態の例では、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂの間隙にあるガイド部１１を、深く強く嵌合させないようにする。この状態では、空間９に配置された板材１７の位置は、積層方向に対して強く規制されないので、板材１７の積層体は、板材１７個々の厚みのばらつきや歪みなどの影響で、ｙ軸方向に伸びた外形となる。

一方、板材１７の幅方向については、各分割体の整列壁面を板材１７に接触させ、板材１７を幅方向に押圧する必要がある。すなわち、各分割体の整列壁面を板材１７の幅方向側面に確実に密着させる必要がある。

しかしながら、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとを深く嵌合させない状態では、板材１７の積層体全体の外形が、ｙ軸方向に伸びた外形となり、積層体の最小幅部である端部側から最大幅部までの広がり角であるテーパ角度が、最終整列形状の角度よりも鋭角になる。

一方、整列前の板材整列治具１は、ｙ軸方向に伸びた積層体を保持した状態から、各分割体を互いに平行な方向に移動しても、整列壁面の最小幅部である端部側から最大幅部までのテーパ角度は、最終整列形状における積層体の最小幅部から最大幅部までのテーパ角度を維持したままである。したがって、分割体を移動させて、最小幅部側における空間９の幅を、整列状態における幅に近づける、すなわち、最小幅部側の板材１７の整列を進行させると、積層体のテーパ角度が整列壁面より鋭角であることから、最大幅部側の空間９の幅が過剰に広くなり、板材１７を幅方向に押さえつけにくくなって、積層体が整列されにくくなる。

そこで、本発明では、嵌合部１５において、凸部１５ａと凹部１５ｂとの間に多少の遊びを形成する。具体的には、図６（ｂ）に示すように、嵌合部１５を起点として、最大幅部が閉じる方向に分割体５ａ、５ｂが回動して、最大幅部の幅が狭くなるような遊びを設けることが望ましい。

このようにすることで、図６（ａ）の不完全嵌合状態において、第２分割体群３ｂ（分割体７ａ、７ｂ）の幅を狭くするように力を加えると（図中矢印Ｇ）、第１分割体群３ａ（分割体５ａ、５ｂ）が、嵌合部１５を起点として、内側に倒れ込むように回動し、分割体５ａ、５ｂで形成される整列壁面の最小幅部から最大幅部までのテーパ角度が鋭角になって、積層体のテーパ角度に対応した空間９の形状とすることができる。これにより、確実に板材を整列壁面によって整列させることができる。

なお、嵌合部１５に設けたような遊びは、ガイド部１１、嵌合部１３にも設けることができる。
例えば、ガイド部１１は、不完全嵌合時には、分割体５ａ、５ｂの回動を許容するようにし、完全に嵌合した際、分割体５ａ、５ｂの回動を規制し、分割体５ａ、５ｂが互いにまっすぐに対向するように（図６（ａ）の状態）、分割体５ａ、５ｂの向きを誘導するような遊びを設けることができる。より具体的には、ガイド部１１の凹部１１ｂは、浅い部分には凸部１１ａとの遊びを広く形成し、深い部分には凸部１１ａとの遊びを狭く形成することができる。

以上のように、本実施形態の板材整列治具１によれば、板材１７を効率よく整列させることができる。また、複数の分割体によって空間９を形成し、空間９に配置した板材１７を整列させるため、互いに幅の異なる板材１７を積層させた任意の形状に対して適用可能である。したがって、アモルファス金属製のアキシャルギャップモータの鉄心を形成するのに適している。

また、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとの嵌合部（ガイド部１１）において、凸部１１ａの内面位置を、最大幅部における第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂの内面位置と一致させることで、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとの間に隙間が形成されている状態でも、板材１７が、それらの間に挟まることがない。

また、略扇形状の最小幅部近傍の嵌合部１５が遊びを有し、分割体５ａ、５ｂが、最大幅部が狭くなる方向に互いに回動可能であるため、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとのガイド部１１を強く嵌合していない状態でも、板材１７の側面を分割体５ａ、５ｂと接触させることができる。したがって、効率よく板材１７を整列させることができる。

次に、板材整列治具１を用いた板材整列装置２０について説明する。図７は、板材整列装置２０の平面図であり、図８は、板材整列装置２０の正面図である。なお、図７においては、押圧部２９ｃの図示を省略する。板材整列装置２０は、主に、基台２１、加振器２７ａ、２７ｂ、押圧部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ等からなる。

基台２１は、ベース上にゴムブッシュ３３によって支持される（図８参照）。ゴムブッシュ３３は、ベースに対して、基台２１の振動を許容する。基台２１上には、板材整列治具１が配置される。板材整列治具１の幅方向（図７の左右方向であってｘ軸方向）の一方の側には、ｘ方向押圧部である押圧部２９ａが配置され、板材整列治具１の幅方向の他方の側には、加振板２５が配置される。

板材１７の積層方向（図７の上下方向であってｙ軸方向）に対する板材整列治具１の一方の端部には、ストッパ２３が設けられる。板材１７の積層方向に対する板材整列治具１の他方の端部には、ｙ方向押圧部である押圧部２９ｂが設けられる。

押圧部２９ａは、板材整列治具１をｘ軸方向に所望の圧力（Ｐｘ）で押圧可能である。すなわち、押圧部２９ａと加振板２５は、板材整列治具１を幅方向に挟み込み、分割体５ａと分割体５ｂとを押し付けるとともに、分割体７ａと分割体７ｂとを押し付けることが可能である。

押圧部２９ｂは、板材整列治具１を、板材１７の積層方向に所望の圧力（Ｐｙ）で押圧可能である。すなわち、押圧部２９ｂとストッパ２３は、板材整列治具１をｙ軸方向に挟み込み、第１分割体群３ａ（分割体５ａ、５ｂ）と第２分割体群３ｂ（分割体７ａ、７ｂ）とを押し付けることが可能である。

また、ｚ方向押圧部である押圧部２９ｃは、板材整列治具１を上方から押圧する。すなわち、板材１７をｚ軸方向に押圧する。図４に示したように、板材１７のｚ軸方向寸法が、板材整列治具１のｚ軸方向寸法より小さいので、板材整列治具１の上面からは、板材１７の端面が突出する。これにより、押圧部２９ｃを、板材１７の端面に接触させることができる。

ここで、図９に示すように、押圧部２９ａの押圧面には、段差３１を形成することもできる。これにより、板材整列治具１の側面の全体を均一に押圧せずに、段差３１によって、強く押圧される部位と、弱く押圧される部位とを形成することができる。

段差３１を形成する場合、段差３１は、図９に示すように、第１分割体群３ａ（分割体７ａ）と第２分割体群３ｂ（分割体５ａ）との境界近傍に形成し、段差３１によって、押圧部２９ａの押圧面の、第２分割体群３ｂ（分割体５ａ）と接触する部位を、第１分割体群３ａ（分割体７ａ）に接触する部位よりも突出させることができる。これにより、押圧部２９ａは、第１分割体群３ａ（分割体７ａ）よりも第２分割体群３ｂ（分割体５ａ）を強く押圧することができ、図６（ｂ）に示したような、分割体５ａ、５ｂの回動を効率よく生じさせることができる。

なお、段差３１は、板材整列治具１に接触する加振板２５の表面に形成してもよい。また、段差を傾斜としても同様の効果が得られる。

また、上記のような、押圧部２９ａ、２９ｂ、２９ｃは、互いに直交する方向であって、板材整列治具１を押圧動作が可能であれば、エアや油などの流体によって駆動させてもよく、電気アクチュエータなどを用いてもよい。なお、各部の動作の詳細は後述する。

また、基台２１には、第１加振器である加振器２７ｂが固定される。加振器２７ｂは、基台２１を面方向（ｚ軸方向）に所定の振幅および周波数で加振する（図中Ｖｚ）。すなわち、加振器２７ｂは、押圧部２９ｃの押圧方向に対して、基台２１を加振する。

なお、加振器２７ｂは、ｚ軸方向に加振成分を有していれば、基台２１に斜めに取り付けられていてもよい。また、加振器２７ｂは、所定の振幅で加振するものだけでなく、一方向に連続した衝撃が加えられるものであってもよい。

また、必要に応じて、加振板２５には、第２加振器である加振器２７ａが固定されることが望ましい。加振器２７ａは、加振板２５を面方向（ｘ軸方向）に所定の振幅および周波数で加振する（図中Ｖｘ）。すなわち、加振器２７ａは、押圧部２９ａの押圧方向に対して、加振板２５を加振する。なお、加振器２７ａは、ｘ軸方向の加振成分を有していれば、加振板２５に斜めに取り付けられていてもよい。また、加振器２７ａも、所定の振幅で加振するものだけでなく、一方向に連続した衝撃が加えられるものであってもよい。

なお、加振器２７ａ、２７ｂは、所定の方向に対して加振可能であれば、エア駆動であっても電気駆動であってもよい。

次に、板材整列装置２０の各部の動作について詳細に説明する。図１０は、各部の動作タイミングの一例を示す図であり、図１０（ａ）は、押圧部２９ａの動作を示し、図１０（ｂ）は、押圧部２９ｂの動作を示し、図１０（ｃ）は、押圧部２９ｃの動作を示す。また、図１０（ｄ）は、加振器２７ａ、２７ｂの動作を示す。各図とも、横軸は、時間（各ステップの経過）を示し、縦軸は、各部の押圧力又は加振力を示す。
例えば、図１０（ｂ）において、縦軸が１００％とあるのは、押圧部２９ｂがあらかじめ設定された最大押圧力で動作した状態を示し、縦軸のａは、それよりも低い押圧力で動作していることを表す。

まず、押圧部２９ａ、２９ｂ、２９ｃを、それぞれ原位置（非押圧状態）に戻した状態で、板材１７が収容された板材整列治具１を基台２１上に配置する（ステップＳ０）。この際、板材整列治具１の側面をストッパ２３および加振板２５と接触するように配置する。

この状態で、板材整列装置２０を起動すると、まず、押圧部２９ａが動作し、板材整列治具１を幅方向に押圧するとともに、押圧部２９ｂが動作し、板材整列治具１を、板材１７の積層方向に弱い力で仮押さえする（ステップＳ１）。ここで、仮押さえは、第２分割体群が第１分割体群から外れない程度の弱い力である。前述した様に、積層方向に強く押圧すると、板材１７同士のずれが生じにくくなるためである。

なお、第２分割体群と第１分割体群とが外れないような機構、例えば、ガイド部１１の凹部１１ｂと凸部１１ａのクリアランスを小さくし、第２分割体群と第１分割体群とが分離しにくくしたり、基台２１にストッパを設けて、第２分割体群と第１分割体群とが分離しないようにすれば、必ずしも、押圧部２９ｂによる仮押圧を行わなくてもよい。

また、同時に、加振器２７ａ、２７ｂが稼働する。加振器２７ａは、板材１７の幅方向に加振板２５を加振するため、振動は、加振板２５と接触する板材整列治具１の幅方向に付与される。板材整列治具１は、押圧部２９ａによって、幅方向に押圧されているため、板材整列治具１の内面が、一部の板材１７の幅方向端面と接触し、板材１７には幅方向に振動が加えられる。したがって、板材１７が幅方向に整列される。

なお、前述した様に、この状態では、分割体５ａ、５ｂが回動して、内面が板材１７と確実に接触する。したがって、板材１７に効率よく加振力を加えることができ、板材１７を幅方向に整列することができる。板材１７の整列が進行すると、分割体５ａ、５ｂ同士の嵌合および、分割体７ａ、７ｂ同士の嵌合が深くなり、空間９が最終形状へと近くなる。

また、加振器２７ｂは、板材１７のｚ軸方向に基台２１を加振するため、振動は、基台２１と接触する板材１７のｚ軸方向に付与される。

なお、この状態では、押圧部２９ｃは非押圧状態であるため、板材１７は、自重によって、基台２１上に端面がそろうように整列されていく。これは、非整列状態の初期では、ｚ軸方向に大きくずれた板材１７が存在し得るため、この状態で押圧部２９ｃを稼働させると、飛び出している一枚の板材１７の端部を折り曲げてしまう恐れがあるためである。したがって、整列初期状態においては、板材１７のｚ軸方向について、押圧部２９ｃを用いずに、加振と自重による粗整列を行う。

この状態で、所定時間の加振および押圧を行った後、押圧部２９ｃをさらに動作させる。すなわち、押圧部２９ｃによって、板材１７のｚ軸方向の端面を基台２１に対して押圧する（ステップＳ２）。ステップＳ１において、ある程度まで板材１７のｚ軸方向の整列が進行しているため、この状態では、板材の内、１枚だけ大幅にｚ軸方向にずれているような状態が解消されている。したがって、押圧部２９ｃで板材１７を押圧しても、板材１７の端部が折れ曲がるようなことがない。

この状態で、所定時間の加振および押圧を行うことで、板材１７は、板材整列治具１内で、徐々にｘ軸方向およびｚ軸方向の位置がそろい、所望の形状に整列されていく。

なお、板材１７のｚ軸方向のずれが小さい場合には、加振器２７ａ、２７ｂの加振と同時に押圧部２９ｃを作動させてもよい。または、押圧部２９ｂによる仮押圧と同時に押圧部２９ｃを作動させてもよい。
また、押圧部２９ｃは、ｚ軸方向に往復運動して押圧するようにしてもよい。言い換えれば、押圧部２９ｃが、板材１７の端部を繰り返し叩くようにしてもよい。このようにすることで、板材１７のｚ軸方向の整列を早めることができる。

その後、押圧部２９ｂを動作させる（ステップＳ３）。押圧部２９ｂを動作させることで、第１分割体群３ａと第２分割体群３ｂとが仮押圧の時よりも強い力で互いに押し付けられる。したがって、空間９が、最終形状と略同一形状となる。この状態で、さらに所定時間の加振および押圧を行うことで、板材１７は完全に整列する。なお、押圧部２９ｂを動作させることで、板材１７同士が強く押さえつけられるため、板材１７はｘ軸方向およびｚ軸方向に移動しにくくなるが、この時点では、ｘ軸方向およびｚ軸方向の整列はほぼ完了しているため、板材１７が大きく移動する必要がない。したがって、板材１７は、最終的な空間９形状（板材１７のｚ軸方向の辺長さを高さとする柱状体）に整列される。

以上のように、本実施形態では、ｙ方向押圧部によって、板材整列治具１を仮押圧させた状態で、幅方向およびｚ軸方向の整列を行うため、効率よく、板材を整列させることができる。この際、ｚ軸方向の押圧のタイミングを遅らせることで、板材１７の端部の折れ曲がりなどを抑制することができる。

また、押圧部２９ａの押圧面に段差を形成し、ｙ方向押圧部が仮押圧状態において、第２分割体群を幅方向に強く押圧することで、分割体５ａ、５ｂを中心側に倒れ込むように回動させて、分割体５ａ、５ｂの内面を板材１７の側面に確実に接触させることができる。このため、効率よく板材１７を整列させることができる。

なお、上述の説明では、板材整列治具１のｚ軸方向が、板材整列装置２０の上下方向（図８の上下方向）となるように、板材整列治具１を基台２１に設置した例について示したが、本発明はこれに限られない。板材整列治具１のｚ軸方向は、任意の方向に向けて設置できるものであり、例えば、板材整列治具１のｘ軸方向が、板材整列装置２０の上下方向となるようにしてもよい。この場合、板材整列治具１のｚ軸方向が水平方向（図８の左右方向）に向くようにセットされる。

この場合には、押圧部２９ａはｚ軸方向押圧部として機能し、押圧部２９ｃはｘ軸方向押圧部として機能する。また、加振器２７ａはｚ軸方向の加振成分を有し、加振器２７ｂはｘ軸方向の加振成分を有する。したがって、上述した説明において、押圧部２９ａと押圧部２９ｃの動作および説明を入れ替えればよい。このように、本発明の板材整列装置としては、板材整列治具１の設置方向は特に限定されず、板材整列治具１のｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向のそれぞれに対して、各押圧部および加振器等が配置されればよい。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本発明について、アキシャルギャップモータの鉄心を形成する実施形態を基に説明してきたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。他の用途に用いられる鉄心を形成する際に用いることも可能であり、鉄心以外の用途について、薄板の積層体を形成する際に用いることも可能である。

１………板材整列治具
３ａ………第１分割体群
３ｂ………第２分割体群
５ａ、５ｂ………分割体
７ａ、７ｂ………分割体
９………空間
１１………ガイド部
１３、１５………嵌合部
１１ａ、１３ａ、１５ａ………凸部
１１ｂ、１３ｂ、１５ｂ………凹部
１７………板材
２０………板材整列装置
２１………基台
２３………ストッパ
２５………加振板
２７ａ、２７ｂ………加振器
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ………押圧部
３１………段差
３３………ゴムブッシュ

Claims (10)

1. 直交座標における座標軸をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸とおいたとき、
   ｚ軸方向の辺長さが実質的に同じ複数の矩形状の軟磁性の板材をｘ軸方向の辺長さを徐々に変えつつｙ軸方向に積層した積層体に対して、前記板材を整列してｚ軸方向の辺長さを高さとする柱状体を形成する板材整列治具であって、
   前記板材整列治具は、ｘ軸方向およびｙ軸方向に分割された複数の分割体を具備し、前記分割体の内面に、ｘ軸方向およびｙ軸方向から前記積層体に接触可能な整列壁面の一部が形成され、
   加えて、前記板材整列治具は、ｙ軸方向に分割された前記分割体の間隙に形成され、前記間隙を形成する少なくとも一方側の前記分割体に嵌合し、前記整列壁面によって形成される内側空間を収縮可能にするガイド部を具備し、
   前記ガイド部が、前記整列壁面の一部を形成することを特徴とする板材整列治具。
2. ｘ軸方向を前記内側空間の幅方向とした際、
   前記内側空間の幅が最大となるｙ軸方向の位置に、前記ガイド部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の板材整列治具。
3. 前記ガイド部が、前記分割体と一体にして形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の板材整列治具。
4. 前記ガイド部が、
   前記間隙を形成する一方の前記分割体に設けられた凸部と、
   前記間隙を形成する他方の前記分割体に設けられ、前記凸部が挿入される凹部により構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の板材整列治具。
5. 一対の前記分割体からなり、前記内側空間の、ｙ軸方向に対する一方の端部側である最小幅部から最大幅部までを保持する第１分割体群と、
   一対の前記分割体からなり、前記内側空間の、前記最大幅部からｙ軸方向に対する他方の端部までを保持する第２分割体群とを有し、
   前記第１分割体群において、ｘ軸方向に分割された前記分割体同士の嵌合部は、嵌合部を起点として、前記最大幅部の幅が狭くなるような遊びを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の板材整列治具。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の板材整列治具を用い、
   前記板材整列治具が配置される基台と、
   前記板材整列治具を、ｘ軸方向に押圧可能なｘ方向押圧部と、
   前記板材整列治具を、ｙ軸方向に押圧可能なｙ方向押圧部と、
   前記板材整列治具の内部空間に配置された前記板材をｚ軸方向に押圧するｚ方向押圧部と、
   ｚ軸方向の加振成分を有する第１加振器と、
   を具備し、
   前記ｘ方向押圧部が作動した後、前記第１加振器が作動し、
   前記第１加振器が作動した後または前記第１加振器の作動と同時に、前記ｚ方向押圧部が作動することを特徴とする板材整列装置。
7. 前記第１加振器が作動した後、前記ｙ方向押圧部が作動して弱い力で仮押圧し、
   前記ｙ方向押圧部の仮押圧の後または仮押圧と同時に、前記ｚ方向押圧部が作動し、
   前記ｚ方向押圧部が作動した後、前記ｙ方向押圧部が前記仮押圧よりも強い力で押圧することを特徴とする請求項６記載の板材整列装置。
8. 前記ｚ方向押圧部が、z方向に往復動作して押圧することを特徴とする請求項６または請求項７記載の板材整列装置。
9. さらに、ｘ軸方向の加振成分を有する第２加振器を具備し、
   前記第１加振器とともに前記第２加振器が作動することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の板材整列装置。
10. 前記ｘ方向押圧部の押圧面には段差が形成され、
    前記ｘ方向押圧部の段差によって、ｙ軸方向に分割された一方の前記分割体が、ｙ軸方向に分割された他方の前記分割体よりも強く押圧されることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の板材整列装置。

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