JP2020146698A

JP2020146698A - 積層体の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP2020146698A
Application number: JP2019044339A
Authority: JP
Inventors: 智行木下; Tomoyuki Kinoshita; 辰郎日野; Tatsuo Hino
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: JP7278112B2

Abstract

【課題】板状素体の傾きが無く整列性が良好で生産性を向上できる積層体の製造方法および積層体の製造装置を提供する。【解決手段】接着剤を表面に塗布した複数の電磁鋼板からなる板状素体を積層した積層ブロック６に対し、積層ブロック６を整列しながら加熱して積層ブロック６の電磁鋼板を互いに固着し積層体を得るものにおいて、積層ブロック６は、積層ブロック６の一方の側面を形成する周面ＳＦ1と、周面ＳＦ１と隣り合い周面ＳＦ１の延在方向と直交する方向に延在する周面ＳＦ２と、積層ブロック６の他方の側面を形成する周面ＳＦ３と、周面ＳＦ３と隣り合い周面ＳＦ３の延在方向と直交する方向に延在する周面ＳＦ４とを有するものであって、積層ブロック６の周面ＳＦ１および周面ＳＦ２を基準板８の基準面８ａ，８ｂに当接した状態で周面ＳＦ３および周面ＳＦ４から加圧して積層ブロック６の鋼板を整列させる。【選択図】図６

Description

この出願は、積層体の製造方法および製造装置、特にプレスで打抜いた薄板鋼板を整列、加熱して固着する積層鉄心からなる積層体の製造方法および製造装置に関するものである。

電磁鋼板などの薄板鋼板からプレス加工により打ち抜いた板状素体の積層ブロックを整列して積層しながら加圧および加熱し相互に固着することにより構成するモータあるいはトランスの積層鉄心などの積層体を製造する方法およびその装置に関する技術がある（例えば特許文献１参照）。

特許第４２３３９７９号公報

複数の対向する方向から圧力を付加すると、均等に圧力が付加せず、薄板の傾きなどを生じてしまい、整列性を悪化させる。

この出願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、板状素体の傾きが無く整列性が良好で生産性を向上できる積層体の製造方法および積層体の製造装置を提供することを目的としている。

この出願に開示される積層鉄心の製造方法は、接着剤を表面に塗布した複数の板状素体を積層した積層ブロックに対し、前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着し積層体を得る製造方法において、前記板状素体の積層方向と直交する方向における少なくとも２方向から可動要素により前記板状素体を基準要素の基準面に向け加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させることを特徴とするものである。

この出願に開示される積層鉄心の製造装置は、接着剤を表面に塗布した複数の板状素体を積層した積層ブロックに対し、前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着し積層体を得る製造装置において、前記板状素体の積層方向と直交する方向における少なくとも２方向から前記板状素体を基準要素の基準面に向け加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させる可動要素を設けたことを特徴とするものである。

この出願に開示される積層鉄心の製造方法によれば、板状素体の傾きが無く整列性に優れた積層体を生産性良く得ることができる。
また、この出願に開示される積層鉄心の製造装置によれば、板状素体の傾きが無く整列性に優れた積層体を良好な生産性で製造することができる。

実施の形態１に係る複数の電磁鋼板で構成される積層体の製造装置を示す縦断面図である。実施の形態１に係る積層体が適用される電動機の固定子を示す平面図である。実施の形態１に係る複数の電磁鋼板が積層された積層ブロックを示す斜視図である。実施の形態１に係る打抜かれた単板の電磁鋼板に接着剤が塗布された状態を示す単体平面図である。実施の形態１に係る固着前における積層ブロックの積層状態を示す側面図である。実施の形態１に係る整列および加熱を可能とする整列加熱機構を示す横断面図である。実施の形態２に係る複数の電磁鋼板で構成される積層体の製造装置を示す縦断面図である。実施の形態３に係る複数の電磁鋼板で構成される積層体の製造装置を示す縦断面図である。

実施の形態１．
図１から図６はこの出願を実施するための実施の形態１に係る技術を説明するものであり、図１は複数の電磁鋼板で構成される積層体の製造装置を示す縦断面図、図２は積層体が適用される電動機の固定子を示す平面図、図３は複数の電磁鋼板が積層された積層ブロックを示す斜視図、図４は打抜かれた単板の電磁鋼板に接着剤が塗布された状態を示す単体平面図、図５は固着前の積層ブロックの積層状態を示す側面図、図６は整列および加熱を可能とする整列加熱機構を示す横断面図である。

本実施の形態１に係る図１に示す積層体の製造装置１を用いた電磁鋼板２で構成される積層体の製造方法は、例えば電動機などの回転電機の固定子に用いられる。図２に示す電動機の固定子１４は、複数の電磁鋼板２が積層された積層ブロック６を、円環状に整列して成形される。各積層ブロック６は、図３に示すように組立て後、円環状をなすヨーク部６ａと、コイルが巻回されるティース部６ｂからなる。本構造のように、電磁鋼板２の積層ブロック６が周方向に分割されておらず、周方向に一体となったリング状の電磁鋼板を積層して成形される固定子鉄心構造も一般的に用いられているが、積層ブロック６が周方向に分割されていることで、前記構造に比べてコイルを高密度に巻回できるため、銅損失を低減することができ、電動機の性能を向上することができる。本出願は、このように、分割された電磁鋼板２の積層ブロック６を製造する方法および装置に関するものである。

電磁鋼板２を積層する工程には帯状で例えば板厚０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板２の表面に接着剤１５を塗布する塗布工程と、接着剤１５が塗布された電磁鋼板２を所定の大きさ、形状の単板に打抜くための、打抜加工具としてのパンチ４とダイ５よりなるプレス工程と、打抜いた電磁鋼板２が落下し、順次積層され、積層された電磁鋼板２を周囲から加圧すると同時に加熱源からの熱により熱せられた金属片を介して加熱し、電磁鋼板２上の接着剤１５を溶融し、積層間を相互に固着して積層ブロック６を得る整列固着工程からなる。

従来、電磁鋼板２の積層間を固着する方法として、電磁鋼板２をプレス工程で打ち抜く際に、電磁鋼板２に凹凸の加工を付与し、シューター内に収まった所定枚数の電磁鋼板２を押圧し、かしめ嵌合いすることにより、かしめて固着された積層体を得る技術が一般的であった。しかし、この工法にあっては、かしめられた部分で、電磁鋼板２の鉄損失が増加してしまい、電動機の性能を向上できないといった問題がある。

本出願の接着剤１５による積層間の固着方法を適用すれば、かしめが不要となるため、電動機の性能を向上させることが可能となる。また、かしめによる工法にあっては、板厚偏差の影響で、面内で板厚が１〜２μｍ違う電磁鋼板２を用いた場合でも、数百枚を積層すると、板厚偏差が積み上がり、積倒れを招くが、接着による本工法を用いることで、接着剤１５が積層鋼板２の面内の隙間に接着剤１５が自由に流動できるため、偏差の影響による積倒れを抑制することが可能となり、積層体の直角度を向上することができる。
以下に各工程を詳しく説明する。

塗布工程で電磁鋼板２に塗布される接着剤１５は、アクリル系樹脂又は、エポキシ系樹脂の熱硬化性の接着剤１５を用い、打抜き後の電磁鋼板２の形状に合わせた位置に、任意の個所へ塗布される。接着剤１５は、搭載する製品用途に応じ、例えば自動車部品に用いる場合、−４０℃から１７０℃付近までの環境下で用いられることを想定し、温度変化に対応した接着剤１５を選定するのが望ましい。接着剤１５の塗布方法として、接着剤１５の圧送ポンプからノズル３先端に接着剤１５が送られ、電磁鋼板２の表面に塗布される。このとき、帯状の電磁鋼板２が、フィーダーなどの、材料の送り装置によって連続して送られるため、電磁鋼板２が打ち抜かれるタイミングと同時に間欠的に電磁鋼板２へ塗布される。

プレス工程においては、パンチ４とダイ５からなるプレスに、前記の送り装置により電磁鋼板２が送られ、間欠的に塗布された接着剤１５の位置に合わせ、パンチ４が下降することにより電磁鋼板２の単板が打抜かれる。打抜かれた単板の電磁鋼板２は図４に示すように接着剤１５が任意の位置に塗布されている。接着剤１５の塗布箇所は１点もしくは多点でも問わず、使用上の必要強度を満足すればよい。

上述した塗布工程とプレス工程はそれぞれ工程が異なるが、例えばプレス工程内で接着剤１５が塗布される構成でもよく、これに依れば、電磁鋼板２の送りを短縮できるため、装置を省スペース化できる。

整列固着工程においては、プレスにより打ち抜かれた単板の電磁鋼板２が、図６に示す整列及び加熱を可能とする機構を備える装置に送られ、所定の枚数に積層され、積層間が相互に固着し、積層ブロック６の成形がなされる。なお、図５は固着前の積層方向の構成を模式的に示したものであり、電磁鋼板２の各層間に、接着剤１５が塗布されており、これらの接着剤１５が加熱源からの熱で溶融することにより電磁鋼板２の積層間で相互に固着する。固着後の電磁鋼板１５の積層間の隙間は、３〜６μｍ程度が望ましく、製品使用上の必要強度を満たす範囲であれば、隙間が小さいほど占積率が向上するため、望ましい。

図６に示す整列および加熱を可能とする機構を備えた装置は、固定された基準板８からなる基準要素と、摺動可能な可動板９からなる可動要素で構成され、この摺動可能な可動板９は、電磁鋼板２の積層方向に対して垂直で、積層ブロック６の周方向および円周方向にあたる２方向から電磁鋼板２の積層ブロック６を基準板８に対して押圧し、加圧される。基準板８および可動板９の電磁鋼板２と接する部分の形状は、電磁鋼板２の単板の外形形状と合致している。これらの形状は、電磁鋼板２の外形形状と必ずしも完全に一致している必要はなく、部分的に合致していて、電磁鋼板２を加圧できる機能を実現できればよい。
図３に示すように、積層ブロック６は、前記積層ブロック６の一方の側面を形成する第１の周面ＳＦ１と、前記第１の周面ＳＦ１と隣り合い前記第１の周面ＳＦ１の延在方向と直交する方向に延在する第２の周面ＳＦ２と、前記積層ブロック６の他方の側面を形成する第３の周面ＳＦ３と、前記第３の周面ＳＦ３と隣り合い前記第３の周面ＳＦ３の延在方向と直交する方向に延在する第４の周面ＳＦ４とを有するものであって、周面ＳＦ３が弾性部材１０からなる加圧要素により駆動される可動板９の加圧面９ａにより加圧されて周面ＳＦ１が基準板８の基準面８ａに圧接されるとともに、周面ＳＦ４が弾性部材１０からなる加圧要素により駆動される可動板９の加圧面９ｂにより加圧されて周面ＳＦ２が基準板８の基準面８ｂに圧接されるものである。

可動板９は、固定ガイド１３との間に装備された例えば圧縮ばねのような弾性部材１０からなる加圧要素によって、加圧力が付加されている。これらの加圧力は、電磁鋼板２がプレス工程で、パンチ４により打ち抜かれ、下向きに押出される圧力に比べて小さく設定されているため、積層された電磁鋼板２で構成される積層ブロック６は徐々に下方へ移動し、可動板９の加圧力とプレスのパンチ４の圧力とにより、下方に移動しながら積層された電磁鋼板２同士は緩みなく密着する。
積層ブロック６を構成する板状素体としての電磁鋼板２は、ケイ素鋼板からなる帯状の板状素材から打抜加工具としてのパンチ４によって打ち抜き形成され積層されるものであって、パンチ4による打ち抜き方向の圧力によって加圧され積層された複数の電磁鋼板２は圧接されて互いに密着された状態で下方に移動する。接着剤を表面に塗布した板状素体としての複数の電磁鋼板２を整列しながら加熱して互いに固着する整列固着工程において、複数の電磁鋼板２は、弾性部材１０からなる加圧要素による加圧力によって整列作用を受けるととともに、パンチ4による打ち抜き方向の圧力により加圧要素による加圧力に抗して下方へ移動し、互いに圧接し密着した状態で工程内容が進捗されるものである。積層ブロック６における複数の電磁鋼板２は整列状態で互いに緩みなく密着して確実に固着される。
なお、パンチ4による打ち抜き方向の圧力によって移動する複数の電磁鋼板２により構成される積層ブロック６の移動方向は、積層ブロック６が下方向へ移動する下向きの移動に限るものではなく、パンチ4による打ち抜き方向の圧力によるものであれば何れの方向への移動であっても良い。例えば、積層ブロック６が水平方向に移動する場合において、前後方向あるいは左右方向に積層ブロック６が移動するように構成することができる。パンチ4による打ち抜き方向の圧力により積層ブロック６は加圧要素による加圧力に抗して打ち抜き方向へ移動し、複数の電磁鋼板２は互いに圧接し密着した状態で工程内容が進捗され、積層ブロック６における複数の電磁鋼板２は整列状態で互いに緩みなく密着して確実に固着されるものである。
また、図６において、可動板９は積層ブロック６の積層方向と直交する方向における２方向、ここでは積層ブロック６を基準板８の基準面８ａ，８ｂに向けて２つの可動要素によって加圧するようにしたが、これに限定されないことは勿論であり、基準板８に予め設定された複数の基準面の方向に対して、積層ブロック６の対応する所定の周面がそれぞれ当接するように前記積層ブロック６を付勢されるようにしたものであればよく、電磁鋼板２で構成される積層ブロック６の積層方向に傾きを生じない範囲で、３箇所以上から押圧してもよいものであって、可動板９からなる可動要素の数および作用のさせ方なども特に限定されるものではない。

また、可動板９により、基準板８に対して積層ブロック６の周方向および円周方向にあたる２方向から加圧されており、尚且つ、基準板８と可動板９の形状が電磁鋼板２の単板の外形と合致するため、積層された電磁鋼板２が積層方向に垂直な積層ブロック６の周方向及び、円周方向にあたる２方向が積層方向に段差無く整列される。特許文献１の開示技術にあっては、複数の対向する方向から圧力を付加する構造となっており、弾性部材１０の劣化等により対向する方向の加圧力が不均衡となった場合、電磁鋼板２に対して均等に加圧力が作用せず、整列機構の中で電磁鋼板２が傾いてしまうといった問題を生じる可能性があったが、本出願に依れば、基準板８に対して押し付けるため、加圧力は一方向に付加し、不均衡を生じることが無いため、傾きを生じない。

そのため、整列性の良い電磁鋼板２の積層ブロック６を成形することができる。積層ブロック６に傾きを生じると、接着剤１５が、電磁鋼板２からはみ出す可能性があるが、本出願においては、それらのはみ出しを抑制できる。また、周方向の向きを、積層ブロック６のヨーク側の外径側からティース側の内径側に押圧しているため、電動機の組立て時に真円度が要求される内径側を精度よく整列することができる。電動機の固定子の内径真円度が悪化すると、コギングトルクと呼ばれる、回転子の回転とともに永久磁石磁界による磁気的エネルギーが角度変化することが原因で発生する脈動トルクが増加するが、本出願により、真円度の良い組立てが可能となるため、コギングトルクを低減できる。そして、従来用いられていたような、かしめによる固定が不要となるため、電動機の性能を向上させることが可能となる。

さらに、構造が簡易となるため、組立て性もよく、弾性部材１０の加圧力を頻繁に調整する必要が無くなるため、調整のために装置を停止する時間が削減でき、生産性の良い製造装置を提供することができる。また、例えば接着剤１５が、本装置内部に付着し、内部の清掃をする場合、容易に分解、組立てが可能であり、メンテナンス性が良くなる。また、基準板８と可動板９の、積層ブロックとの接触面に、例えばテフロン（登録商標）コーティングなど、本装置への接着剤１５の付着を抑制または、清掃し易くする加工を加えてもよい。

基準板８と可動板９は、熱伝導率のよい鋼材などの金属で成形されており、それぞれに、カートリッジ式のヒーター１６を内部に備えており、ヒーター１６の熱を基準板８及び可動板９を通して電磁鋼板２の積層ブロック６に伝熱する。積層ブロック６に、ヒーター１６の熱が伝熱することにより、電磁鋼板２が熱せられ、積層間に塗布された熱硬化性の接着剤１５が電磁鋼板２の持つ熱により溶融して固化し、電磁鋼板２が積層間で相互に固着する。

基準板８および可動板９が電磁鋼板２に接している間、連続的に電磁鋼板２が加熱される状態にあるため、プレス速度及び接着剤１５の硬化条件に応じて基準板８及び可動板９の積層方向の長さが決定される。また、この硬化条件は、必ずしも完全に硬化する条件で無くとも、一連の工程が完了し、積層ブロック６を取出す際に、積層ブロック６の自重で電磁鋼板２の積層間が引き剥がれることなく、固着できる条件でもよい。基準板８及び可動板９の外側は、例えば、セラミックスまたはＰＥＥＫのような耐熱性の材質で構成される断熱材１２で覆われており、ヒーター１６の熱を外側へ放出することなく、効率的に電磁鋼板２へ伝熱できる。

特許文献１のような従来の技術においては、加熱源から空気層を介して金属片を加熱しており、伝熱効率が悪いが、この実施の形態１においては、ヒーター１６の熱を、基準板８及び可動板９を通して直接的に電磁鋼板２を加熱できることから、伝熱効率が良く、消費電力を抑制することができる。また、これまでに、短時間で接着剤１５を溶融し、積層間を固着する加熱方式として、誘導加熱が広く用いられてきたが、本出願の構成であれば、高価である誘導加熱方式を用いることなく、安価な抵抗加熱方式により積層間の固着ができるため、設備費を安価にすることができる。

さらに、誘導加熱で加熱する場合の誘導コイルは円筒状であり、形状が制約され誘導コイルを配置するスペースが必要となるが、本出願では、基準板８および可動板９に直接ヒーター１６を設けており、加熱対象物に合わせた形状を自由に設定できるほか、加熱源のスペースを新たに設ける必要が無いため、設備を省スペース化できる。図６においては、ヒーター１６が６箇所に設けられているが、これに限定されず、接着剤１５の硬化条件に合わせて自由に追加または減らしてもよい。

また、ヒーター１６を設ける位置についても、効率的に積層ブロック６を加熱できる位置に自由に配置できる。また、ヒーター１６を基準板８及び可動板９の両方に設けているが、どちらか一方に設けてもよい。
可動板９と弾性部材１０との間には、例えばセラミックまたはＰＥＥＫのような耐熱性の樹脂材質のブッシュ１１が装備されており、可動板９とブッシュ１１が接触するため、可動板９の持つ熱が弾性部材１０に伝わることを抑制している。このことにより、弾性部材１０が熱によって劣化し、加圧機能が損なわれることを抑制できる。

従来の技術では、加熱源と弾性部材１０との距離が近く、熱遮断されていないため、弾性部材１０が熱劣化してしまい、使用寿命が短くなり、交換頻度が多くなり、生産性の低下を招きかねない。さらに、複数の対向する方向から加圧されているため、弾性部材１０の劣化の影響による加圧力の不均衡を生じないように、加圧力の調整と交換に時間を要してしまう。

それに対して本出願に依れば、基準板８に対して積層ブロック６の周方向及び、円周方向にあたる２方向から片側のみに加圧されていることから、弾性部材１０が熱劣化した場合でも、加圧力の不均衡を生じることが無いため、加圧力の調整と交換等のメンテナンスにかかる時間を短縮できる。
電動機の固定子１４の製造工程を例に説明したが、これに限らず、トランスなどの積層体を成形する製造工程にも適用できる。

実施の形態１における積層体の製造方法においては、図１から図６に示す通り、次の構成が適用されている。
プレス前またはプレス工程で接着剤１５を表面に塗布した電磁鋼板２からなる複数の板状素体を積層した積層ブロック６に対し、積層ブロック６の前記板状素体を整列しながら加熱して積層ブロック６の電磁鋼板２からなる前記板状素体を互いに固着し積層体を得る製造方法において、前記板状素体の積層方向と直交する方向における少なくとも２方向から可動要素により前記板状素体を固定されている基準要素の基準面に向け加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させるものであり、前記積層ブロック６は、前記積層ブロック６の一方の側面を形成する第１の周面ＳＦ１と、前記第１の周面ＳＦ１と隣り合い前記第１の周面ＳＦ１の延在方向と直交する方向に延在する第２の周面ＳＦ２と、前記積層ブロック６の他方の側面を形成する第３の周面ＳＦ３と、前記第３の周面ＳＦ３と隣り合い前記第３の周面ＳＦ３の延在方向と直交する方向に延在する第４の周面ＳＦ４とを有するものであって、前記積層ブロック６の前記第１の周面ＳＦ１および前記第２の周面ＳＦ２を基準板８からなる基準部片の基準面８ａ，８ｂに当接した状態で前記第３の周面ＳＦ３および前記第４の周面ＳＦ４から加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させるものであって、前記可動要素および前記基準要素の少なくとも一方に前記可動要素および前記基準要素の少なくとも一方からの熱伝導により積層ブロック６を加熱することを特徴とする。

すなわち、プレス前またはプレス工程で接着剤１５を表面に塗布した薄板の鋼板をプレスで打抜いた積層ブロック６に対し、積層ブロック６を整列しながら加熱して積層ブロック６の積層間を固着して積層体を得る製造方法において、前述した積層ブロック６を整列しながら加熱する工程には、固定の基準板８と摺動可能な可動板９を備え、可動板９は積層方向に対して垂直な方向から積層ブロック６を挟んだ基準板８に向かって、弾性部材１０によって加圧されており、それらの基準板８と可動板９の何れかまたは両方にヒーター１６からなる加熱源を備えていることを特徴とした、積層体の製造方法である。接着剤１５は熱硬化性物質からなり、前述した積層ブロック６を整列しながら加熱する工程においては、接着剤１５に係る熱硬化プロセスからなる熱硬化工程が含まれている。

この構成によれば、積層ブロックが、対向する向きから加圧されて、傾きを生じることなく、整列性のよい積層体を得ることができる。積層ブロックを効率的に加熱することができ、省電力化と装置の小型化を実現できる。

実施の形態１における積層体の製造装置は、図１から図６に示す通り、次の構成が適用されている。
プレス前またはプレス工程で接着剤１５を表面に塗布した電磁鋼板２からなる複数の板状素体を積層した積層ブロック６に対し、積層ブロック６の前記板状素体を整列しながら加熱して積層ブロック６の電磁鋼板２からなる前記板状素体を互いに固着し積層体を得る製造装置において、前記板状素体の積層方向と直交する方向における少なくとも２方向から前記板状素体を固定されている基準板８からなる基準要素の基準面８ａ，８ｂに向け加圧して積層ブロック６の前記板状素体を整列させる可動板９からなる可動要素を設けたものであり、積層ブロック６は、前記積層ブロック６の一方の側面を形成する第１の周面ＳＦ１と、前記第１の周面ＳＦ１と隣り合い前記第１の周面ＳＦ１の延在方向と直交する方向に延在する第２の周面ＳＦ２と、前記積層ブロック６の他方の側面を形成する第３の周面ＳＦ３と、前記第３の周面ＳＦ３と隣り合い前記第３の周面ＳＦ３の延在方向と直交する方向に延在する第４の周面ＳＦ４とを有するものであって、積層ブロック６の第１の周面ＳＦ１および第２の周面ＳＦ２を基準板８からなる基準部片の基準面８ａ，８ｂに当接した状態で第３の周面ＳＦ１および第４の周面ＳＦ４から加圧して積層ブロック６の前記板状素体を整列させる前記可動要素を設けたものであり、可動板９からなる前記可動要素および基準板８からなる前記基準要素の少なくとも一方にヒーター１６からなる加熱源を設け、前記可動要素および前記基準要素の少なくとも一方からの熱伝導により積層ブロック６を加熱することを特徴とする。
この構成によれば、積層ブロックが、対向する向きから加圧されて、傾きを生じることなく、整列性のよい積層体を得ることができる。積層ブロックを効率的に加熱することができ、省電力化と装置の小型化を実現できる。

実施の形態２．
実施の形態２を図７に基づいて説明する。図７は、実施の形態２に係る複数の電磁鋼板で構成される積層体の製造装置を示す縦断面図である。
実施の形態１で示した、積層体の製造方法および製造装置と基本的な構成要素は同じであるが、本実施の形態において、整列固着工程の内部から、外部に駆動可能な機構で、電磁鋼板２の積層ブロック６の下端面を積層方向の下側から上に向かって支える、バックアップ支持機構１７を備えることを特徴とする。
実施の形態１において、積層ブロック６の移動方向は下向きの移動に限らないものであるところ、実施の形態２では、下向きに移動する積層ブロック６の下端面をバックアップ支持機構１７により支えることによって、積層ブロック６の整列固着工程を安定した状態で進行させようとするものである。

バックアップ支持機構１７は、プレスのパンチ４の打ち抜き時に生じる下向きの圧力より小さくなるように圧力が設定されているため、積層ブロック６は下方向に押出される。その動きと同様に、バックアップ支持機構１７は、積層ブロック６の下端面に追従している。
板状素体としての電磁鋼板２で構成される積層ブロック６は、打抜加工具としてのパンチ４による打ち抜き加工によって生じる下向きの圧力により、弾性部材１０で付勢される可動板９による整列作用を受けながら、下方へ移動するとともに、積層ブロック６の下端面はバックアップ支持機構１７により安定して支承されるものである。複数の電磁鋼板２で構成される積層ブロック６の整列固着工程は安定した状態で進行される。
また、積層ブロック６を支える部分は、積層ブロック６の形状に合わせた形状で成形されている。この構成によれば、たとえ、生産時に整列固着装置７に設けた弾性部材１０の加圧力が低下し、積層ブロック６に面内方向に傾く力が生じた場合にも積層方向の端面が、常に支えられるため、傾きを抑制できる。

実施の形態２における積層体の製造方法においては、図７に示す通り、前述した実施の形態１における構成において、次の構成が適用されている。
電磁鋼板２からなる板状素体は上下方向に積層されて積層ブロック６を構成し、積層ブロック６を整列しながら加熱して積層ブロック６の前記板状素体を互いに固着する工程において、水平方向に少なくとも２方向から加圧されるものであり、積層ブロック６の下端面が支持部材としてのバックアップ支持機構１７により支持されていることを特徴とする。
すなわち、実施の形態１に示した積層ブロック６を整列しながら加熱する工程には、積層ブロックが、積層方向に対して垂直な少なくとも２方向から加圧されているのに加えて、積層ブロックの下端面にバックアップを備えて、下から支持されていることを特徴とする。
これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、たとえ、生産時に弾性部材の加圧力が低下し、積層体に傾く力が生じた場合にも積層方向の端面が、常に支えられるため、傾きを抑制でき、更に整列性に優れた積層体を製造することができる。

実施の形態２における積層体の製造装置においては、図７に示す通り、前述した実施の形態１における構成において、次の構成が適用されている。
基準板８からなる前記基準要素は上下方向に電磁鋼板２からなる前記板状素体を積層した積層ブロック６の周面に水平方向から基準面８ａ，８ｂを当接するものであり、弾性部材１０からなる前記加圧要素により駆動される可動板９からなる前記可動要素は積層ブロック６の周面に水平方向から当接し前記積層ブロックにおける前記板状素体を加圧して整列させるものであり、積層ブロック６の下端面を支持する支持部材としてのバックアップ支持機構１７が設けられていることを特徴とする。
これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、たとえ、生産時に弾性部材の加圧力が低下し、積層体に傾く力が生じた場合にも積層方向の端面が、常に支えられるため、傾きを抑制できる積層体の製造装置を得ることができる。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係る複数の電磁鋼板で構成される積層体の製造方法を示す図である。実施の形態３に係る電磁鋼板で構成される積層体の製造方法は実施の形態１で示した、積層体の製造方法と基本的な構成要素は同じであるが、本実施の形態３においては、プレス工程と整列固着工程との間に電磁鋼板２の積層ブロック６を予熱する予熱源１８を設ける。加熱対象の積層ブロック６の熱容量が大きく、昇温に時間を要する場合あるいは接着剤１５の種類によって、硬化に時間を要する場合がある。

それらの場合、効率的に硬化を促進するため、整列固着工程で本硬化する前に、電磁鋼板２の積層ブロック６をヒーター１６または誘導加熱などの加熱源により加熱し、硬化条件の温度まで昇温させる。

この構成によれば、熱容量が大きく、昇温に時間を要する場合あるいは硬化時間が長い場合でも電磁鋼板２の積層ブロック６を整列固着工程の前に昇温できるため、整列固着工程で与える熱を、積層ブロック６の昇温で奪われることなく、接着剤１５の硬化のために利用でき、効率的に固着できる。

実施の形態３における積層体の製造方法においては、図８に示す通り、前述した実施の形態１における構成において、次の構成が適用されている。
積層ブロック６を整列しながら加熱して積層ブロック６の電磁鋼板２からなる前記板状素体を互いに固着する工程の前に、予熱源１８により積層ブロック６を予熱する工程を含むことを特徴とする。
実施の形態１に示す薄板の電磁鋼板２をプレスで打ち抜くプレス工程と、積層ブロック６を整列しながら加熱する工程の間に、積層ブロックを予熱する工程を含むことを特徴とする。
これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、熱容量が大きく、昇温に時間を要する場合あるいは硬化時間が長い場合でも積層ブロックを整列固着する工程の前に昇温できるため、整列固着工程で与える熱を、積層ブロックの昇温で奪われることなく、接着剤の硬化のために利用でき、効率的に固着できる。

実施の形態３における積層体の製造方法においては、図８に示す通り、前述した実施の形態１における構成において、次の構成が適用されている。
積層ブロック６を整列しながら加熱し積層ブロック６の電磁鋼板２からなる前記板状素体を互いに固着する前に、積層ブロック６を予熱する予熱源１８を設けたことを特徴とする。
これにより、実施の形態１と同様の効果に加え、熱容量が大きく、昇温に時間を要する場合あるいは硬化時間が長い場合でも積層ブロックを整列固着する工程の前に昇温できるため、整列固着工程で与える熱を、積層ブロックの昇温で奪われることなく、接着剤の硬化のために利用でき、効率的に固着できる積層体の製造装置を得ることができる。

なお、この出願における技術思想としての開示事項は、その技術範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１積層体の製造装置、２電磁鋼板、３ノズル、４パンチ（打抜加工具）、５ダイ、６積層ブロック、６ａヨーク部、６ｂティース部、７整列固着装置、８基準板（基準要素）、９可動板（可動要素）、１０弾性部材（加圧要素）、１１ブッシュ、１２断熱材、１３固定ガイド、１４電動機の固定子、１５接着剤、１６ヒーター（加熱源）、１７バックアップ支持機構（支持部材）、１８予熱源。

Claims

接着剤を表面に塗布した複数の板状素体を積層した積層ブロックに対し、前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着し積層体を得る製造方法において、前記板状素体の積層方向と直交する方向における少なくとも２方向から可動要素により前記板状素体を基準要素の基準面に向け加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させることを特徴とする積層体の製造方法。
前記積層ブロックは、前記積層ブロックの一方の側面を形成する第１の周面と、前記第１の周面と隣り合い前記第１の周面の延在方向と直交する方向に延在する第２の周面と、前記積層ブロックの他方の側面を形成する第３の周面と、前記第３の周面と隣り合い前記第３の周面の延在方向と直交する方向に延在する第４の周面とを有するものであって、前記積層ブロックの前記第１の周面および前記第２の周面を前記基準要素の基準面に当接した状態で前記第３の周面および前記第４の周面から加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させることを特徴とする請求項１に記載の積層体の製造方法。
前記積層ブロックは、打抜加工具により板材から打ち抜き形成され積層された前記板状素体によって構成されるものであって、前記板状素体に加えられる打ち抜き方向の圧力により前記板状素体は前記可動要素による加圧力に抗して打ち抜き方向に移動され互いに固着されることを特徴とする請求項1または請求項２に記載の積層体の製造方法。
前記可動要素および前記基準要素の少なくとも一方からの熱伝導により前記積層ブロックを加熱することを特徴とする請求項１から請求項３までの何れか１項に記載の積層体の製造方法。
前記板状素体は上下方向に積層されて前記積層ブロックを構成し、前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着する工程において、水平方向に少なくとも２方向から加圧されることを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載の積層体の製造方法。
前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着する工程において、前記積層ブロックの下端面が支持されていることを特徴とする請求項５に記載の積層体の製造方法。
前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着する工程の前に、前記積層ブロックを予熱する工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の積層体の製造方法。
前記接着剤として熱硬化性物質を用いるものであり、前記接着剤についての熱硬化工程を含むことを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の積層体の製造方法。
前記板状素体は電磁鋼板からなるものであり、前記積層ブロックは回転電機の固定子に用いられる積層体として製造されることを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の積層体の製造方法。
接着剤を表面に塗布した複数の板状素体を積層した積層ブロックに対し、前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着し積層体を得る製造装置において、前記板状素体の積層方向と直交する方向における少なくとも２方向から前記板状素体を基準要素の基準面に向け加圧して前記積層ブロックの前記板状素体を整列させる可動要素を設けたことを特徴とする積層体の製造装置。
前記積層ブロックは、前記積層ブロックの一方の側面を形成する第１の周面と、前記第１の周面と隣り合い前記第１の周面の延在方向と直交する方向に延在する第２の周面と、前記積層ブロックの他方の側面を形成する第３の周面と、前記第３の周面と隣り合い前記第３の周面の延在方向と直交する方向に延在する第４の周面とを有するものであって、前記積層ブロックの前記第１の周面および前記第２の周面に前記基準面を当接する前記基準要素と、加圧要素により駆動され前記第３の周面および前記第４の周面から前記積層ブロックにおける前記板状素体を加圧して整列させる前記可動要素を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の積層体の製造装置。
板材から前記板状素体を打ち抜き形成して積層し前記積層ブロックを構成する打抜加工具を備え、前記打抜加工具によって前記板状素体に加えられる打ち抜き方向の圧力により前記可動要素による加圧力に抗して前記板状素体を打ち抜き方向に移動させ互いに固着させることを特徴とする請求項1０または請求項１１に記載の積層体の製造装置。
前記基準要素および前記可動要素の少なくとも一方に加熱要素を設け、前記基準要素および前記可動要素の少なくとも一方からの熱伝導により前記積層ブロックを加熱することを特徴とする請求項１０から請求項１２までの何れか１項に記載の積層体の製造装置。
前記加熱要素が設けられた前記基準要素および前記可動要素の少なくとも一方と、前記加熱要素との間に熱遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１３に記載の積層体の製造装置。
前記基準要素は上下方向に前記板状素体を積層した前記積層ブロックの周面に水平方向から基準面を当接するものであり、加圧要素により駆動される前記可動要素は前記積層ブロックの周面に水平方向から当接し前記積層ブロックにおける前記板状素体を加圧して整列させるものであることを特徴とする請求項１０から請求項１４までの何れか１項に記載の積層体の製造装置。
前記積層ブロックの下端面を支持する支持部材を設けたことを特徴とする請求項１５に記載の積層体の製造装置。
前記積層ブロックを整列しながら加熱して前記積層ブロックの前記板状素体を互いに固着する前に、前記積層ブロックを予熱する予熱源を設けたことを特徴とする請求項１０から請求項１６までの何れか１項に記載の積層体の製造装置。