JP4372981B2

JP4372981B2 - 積層体の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP4372981B2
Application number: JP2000239760A
Authority: JP
Inventors: 昭二二村; 力村田
Original assignee: Japan Science and Technology Agency; Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co Ltd; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Current assignee: Japan Science and Technology Agency; Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co Ltd; National Institute of Japan Science and Technology Agency
Priority date: 2000-08-08
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2020-08-08
Also published as: JP2002045937A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の外形輪郭を有する複数個の構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化す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。
【０００２】
【従来の技術】
図１は本発明の対象である積層体を示す説明図であり、（ａ）、（ｂ）は各々積層体の正面および平面、（ｃ）ないし（ｇ）は夫々積層体を構成する構成部材の平面を示す。図１において、積層体１００は例えば高さ方向の夫々の位置における横断面形状に対応する複数種類の構成部材１０１〜１０５を複数個宛（図１においては２個宛の例を示す）積層一体化して形成される。
【０００３】
１０６はダボ穴（半抜穴とも称される）であり、夫々の構成部材１０１〜１０５の平面の中央部に、後述するような手段によって、同一の相対位置にかつ同一の形状寸法に形成される。なお夫々の構成部材１０１〜１０５は、１個のみとしても、また３個以上の複数個としてもよく、積層体１００の形状寸法によって適宜選定される。
【０００４】
図２は本発明の対象である構成部材の積層一体化の例を示す要部拡大縦断面図であり、同一部分は前記図１と同一の参照符号で示す。図２において、１０７はダボであり、ダボ穴１０６と同軸的に形成される。このようなダボ穴１０６とダボ１０７を形成するには、例えば横断面が円形のパンチおよびダイを使用し、パンチのダイへの進入深さｄ₁を構成部材１０３〜１０５（図１における構成部材１０１、１０２についても同様）の厚さ寸法ｔより小に形成することによって可能である。なお上記ダボ穴１０６およびダボ１０７は、図１における構成部材１０１〜１０５を、例えば鉄板からパンチ・ダイセットにより打抜き成形と同時に形成してもよく、または構成部材１０１〜１０５の打抜き成形と別個の工程で成形してもよい。
【０００５】
上記のようにして成形した構成部材１０１〜１０５を、図２に示すように隣接する構成部材間において、ダボ穴１０６にダボ１０７を係合させて圧着すれば、構成部材１０１〜１０５を順次積層一体化させることができる。この場合において、ダボ穴１０６およびダボ１０７は、夫々の構成部材１０１〜１０５の中央部に、かつ同一の相対位置に同一の形状寸法に形成されて設けられているから、積層一体化における位置決めともなる。なお構成部材１０５の最下層のものにはダボ１０７を形成することなく、貫通した通し穴１０６ａを形成することが好ましい。以上のようにして構成部材１０１〜１０５を順次積層一体化すれば、図１（ａ）（ｂ）に示すような積層体１００を製造することができる。
【０００６】
図４は従来の積層体の製造装置の例を示す要部正面図である。図４において、１は送り装置、２はパンチ・ダイセット、５は積層装置であり、被加工材４の送り方向に沿ってこの順に配設される。すなわち、送り装置１は、フープ状に巻き取られた被加工材４を、長手方向に間欠的にピッチ送りするように構成され、例えば被加工材４の送り方向の最上流側に設けられる。なお送り装置１の設置位置は積層装置５の下流側としてもよく、また後述するベースマシン３，３間としてもよい。
【０００７】
次にパンチ・ダイセット２は、被加工材４の送り方向にｍＰ（ｍは任意の正の整数、Ｐは被加工材４の送りピッチ）の間隔に配設される。この場合、パンチ・ダイセット２には、打抜いた部材を打抜穴に押込み係止させるプッシュバック装置（図示せず）を設けておく。なおパンチ・ダイセット２は、例えばベースマシン３内に複数個（図４においては３個）設けられると共に、夫々のパンチ・ダイセット２は、被加工材４の送り方向に位置調整可能に、および夫々選択的に作動可能に構成されている。これらの複数個のパンチ・ダイセット２は、夫々前記図１に示すような構成部材を成形可能とするため、構成部材の種類に対応して設けられる。この場合、複数個のパンチ・ダイセット２を備えたベースマシン３を、被加工材４の送り方向に沿って適宜の台数をタンデムに連結して構成することができる。
【０００８】
次に積層装置５は被加工材４の送り方向の最下流側に、前記パンチ・ダイセット２とｎＰ（ｎは任意の正の整数）の間隔を置いて設けられ、ベース５１、保持装置５２、支持装置５３および圧着装置５４によって構成される。まず保持装置５２には被加工材４の下方移動を拘束し、かつ構成部材（図示せず、例えば図１における符号１０１〜１０５参照）の通過を許容する穴５５を有する保持プレート５６と、被加工材４を押圧解放可能に形成されたガイド部材５７とを設ける。また保持装置５２の下方に設けられる支持装置５３は、前記構成部材および積層体１００を載置可能に形成される。
【０００９】
更に保持装置５２の上方に設けられる圧着装置５４には、前記構成部材を被加工材４から押抜いて積層圧着するように、上下動可能に形成された圧着パンチ５８を設ける。６０は作動装置であり、例えば油圧シリンダによって構成され、ベース５１上に立設されたコラム６１および支持板６２を介して、作動部材６３に着脱可能に設けられた圧着パンチ５８を作動可能に構成されている。
【００１０】
図５は前記図４に示す装置による被加工材の加工態様を示す要部平面図であり、前記図１に示す積層体１００を製造するための構成部材１０１〜１０５を加工する場合を示している。図５において、被加工材４は前記図４に示す送り装置１により矢印方向に定ピッチＰ宛間欠的にピッチ送りされる。６はパイロット穴であり、前記図４に示すパンチ・ダイセット２の最上流側のものにより、被加工材４に定ピッチＰの間隔で規則的に加工され、以後の加工工程における位置決めの基準穴となる。
【００１１】
次に前記同様のパンチ・ダイセット２により、ダボ穴１０６およびこれと同軸的にダボ（図示せず、図２における符号１０７参照）を加工する。この場合、パンチ・ダイセット２にはパイロット穴６と係合するパイロットピンを設け、パンチ・ダイセット２による加工位置は上記パイロット穴６を基準として位置決め加工される（以後の加工工程におけるパンチ・ダイセットにおいても同様とする）。
【００１２】
更に被加工材４を順次ピッチＰ宛送りながら、構成部材１０１〜１０５の打抜きおよびプッシュバックを行う。この場合には、前記図４におけるパンチ・ダイセット２として構成部材１０１〜１０５の外形輪郭に対応する５種類のパンチ・ダイを備えたものを配設し、それらのパンチ・ダイセット２を夫々選択的に作動可能に形成しておく。そして前記図１に示す積層体１００に対応する構成部材１０１〜１０５を例えば夫々２個宛成形し、図５に示すように順次加工を進める。なお打抜き成形された構成部材１０１〜１０５は、被加工材４の打抜穴内に押込み係止（プッシュバック）され、被加工材４と共に最終ステージまで搬送される。
【００１３】
上記のようにして被加工材４にプッシュバックされた構成部材１０１〜１０５は、前記図４において最終ステージに設けられた積層装置５に搬送され、構成部材１０５→１０１の順に順次積層一体化される。すなわち、ガイド部材５７の下降により、被加工材４のパイロット穴にパイロットピンが係合して位置決め押圧した状態で、作動装置６０を作動させ、作動部材６３および圧着パンチ５８を介して上記構成部材１０１〜１０５を被加工材４から順次押抜いて、支持装置５３上に載置する。
【００１４】
この場合、構成部材１０１〜１０５が積層されると、隣接する構成部材間は前記図２に示すようにダボ穴１０６にダボ１０７が係合するから、一体化が可能となるのである。なお保持装置５２上の保持プレート５６に設けられる穴５５は、構成部材１０１〜１０５の最大外形輪郭より大に形成されているため、構成部材１０１〜１０５の何れをも支障なく通過させることができる。また構成部材１０１〜１０５を支持する支持装置５３は、圧着パンチ５８による構成部材１０１〜１０５の積層圧着毎に、それらの厚さ寸法相当量だけ下降し、その位置で停止するように構成することが好ましい。以上のようにして図１に示す積層体１００が形成された後、これを支持装置５３から排出し、次の積層圧着を繰返すのである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような積層体によれば、高さ方向の横断面形状が夫々異なる異形状のものであっても比較的容易に形成できるという利点を有するが、構成部材相互間をダボ１０７とダボ穴１０６との係合のみによって一体化させた構成であるため、固着強度が不充分であり、強度が要求される構造部品にはそのまま適用することが困難であるという問題点がある。
【００１６】
一方、構成部材間に接着剤を介装させる手段も考えられるが、積層作業が煩雑であると共に、構成部材の原料である板材に前処理を施す必要があり、更には高温強度が不足するという問題点もある。
【００１７】
更に、積層体の積層方向に貫通する穴を設けて、ボルトその他の締結手段によって締結する手段もあるが、一体化後において余剰の締結作業を要するため、コスト高となるのみならず、締結部材が積層体の外方に突出して、他の構成部品と干渉するという問題点がある。
【００１８】
また上記のような順送り加工装置によれば、長尺状の被加工材４から連続して積層体１００を効率的に製造できるのであるが、積層装置５における処理時間が比較的に長いという問題点がある。すなわち、積層装置５においては、被加工材４に係止された構成部材を順次押抜いて積層した後、支持装置５３から積層体１００を排出し、その後支持装置５３の上面を所定のレベルまで上昇復帰させること、その他の付随作業を行なう必要があり、これらの処理に若干の余剰の時間が必要となる。
【００１９】
この場合、パンチ・ダイセット２における加工タクトが比較的長いときには、全体としての加工タクトに影響はないが、上記タクトが短い場合には、積層装置５における処理作業が完了するまでの間、パンチ・ダイセット２における加工を中断し、被加工材４の送りを止めなければならない。従って、装置全体の加工効率を低下させるという問題点がある。
【００２０】
なお、上記順送り加工装置におけるプッシュバック手段においては、まず、打抜かれた構成部材は打抜穴に摩擦力のみによって係止されているため、被加工材の順送り加工中の振動その他の原因により、構成部材が打抜穴から脱落することがあり、順送り加工を中断しなければならないことがある。また打抜かれた構成部材を打抜穴にプッシュバックする際に、若干の変形または寸法の変化が起こることがある。
【００２１】
本発明は、上記従来技術に存在する問題点を解決し、固着強度が大なる積層体を容易に製造でき、また装置全体の加工効率を向上させ得る積層体の製造方法および製造装置を提供することを課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、第１の発明においては、積層体の横断面形状に対応する外形輪郭を有する構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化する積層体の製造方法において、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向に順送りし、複数個のステージにおいて前記外形輪郭内に逃げ穴またはこの逃げ穴と対応する位置に突起部を形成し、所定の外形輪郭を有する構成部材を非分離押込加工によりそれらの外形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に成形し、被加工材の順送り最終ステージにおいて構成部材を順次押抜いて積層すると共に、突起部を下方の構成部材の逃げ穴を貫通させ非隣接状態の他の構成部材と溶接して積層一体化するする、という技術的手段を採用した。
【００２３】
本発明において、外形輪郭形状および／または外形寸法の異なる複数種類の構成部材により、高さ方向の位置における横断面形状が異なる異形状の積層体を形成することができる。
【００２４】
上記の発明において、被加工材の厚さ寸法をｔ、突起部の高さ寸法をｈとしたときに、ｈ＞ａｔ（ａは１以上の正の整数）に形成することができる。
【００２５】
また上記の発明において、突起部をバーリング加工または切り曲げ加工によって形成することができる。
【００２６】
更に上記の発明において、突起部の外側面と逃げ穴の内側面とを非導通状態に形成することができる。
【００２７】
なお上記の発明において、外形輪郭内の上下面に各々ダボ穴とダボとを同軸的に形成し、隣接する構成部材間のダボ穴とダボとの係合によって積層することができる。
【００２８】
次に第２の発明においては、積層体の横断面形状に対応する外形輪郭を有する構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化する積層体の製造装置において、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向にピッチ送りする送り装置と、前記外形輪郭内に貫通する逃げ穴または突起部を形成する複数個のパンチ・ダイセットと、複数個の構成部材を非分離押込加工によりそれらの外形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に成形する複数個のパンチ・ダイセットと、被加工材の送り方向最下流側に設けられ構成部材を順次押抜いて積層する積層装置とによって構成すると共に、
前記積層装置を、構成部材の通過を許容する穴を有し被加工材の下方移動を拘束するように形成された保持装置と、この保持装置の上方に設けられ構成部材を押抜いて積層圧着溶接するように上下動可能の圧着電極を備えてなる圧着装置と、前記保持装置の下方に設けられ押抜き後の構成部材を載置可能かつ上下動可能の支持部材を備えてなる支持装置とによって構成し、前記圧着装置と支持装置との間に選択的に作動可能な溶接電源を接続する、という技術的手段を採用した。
【００２９】
上記の発明において、積層装置を被加工材の送り方向に沿って複数台設けると共に、これらの積層装置が交互に作動するように構成することができる。
【００３０】
更に第３の発明においては、積層体の横断面形状に対応する外形輪郭を有する構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化する積層体の製造装置において、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向に間欠的にピッチ送りする送り装置と、複数個の構成部材を非分離押込加工によりそれらの外形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に成形する複数個のパンチ・ダイセットと、被加工材送り方向最下流側に設けられ構成部材を順次押抜いて積層一体化させる積層装置とによって構成すると共に、
前記積層装置を、構成部材の通過を許容する穴を有し被加工材の下方移動を拘束するように形成された保持装置と、この保持装置の上方に設けられ構成部材を押抜きおよび積層圧着するように上下動可能の圧着パンチを備えてなる圧着装置と、前記保持装置の下方に設けられ押抜き後の構成部材を載置可能かつ上下動可能の支持部材を備えてなる支持装置とによって構成し、
かつ前記積層装置を被加工材の送り方向に沿って複数台設けると共に、これらの積層装置が交互に作動するように構成する、という技術的手段を採用した。
【００３１】
上記の発明において、圧着装置による構成部材の積層圧着毎に支持部材が構成部材の厚さ寸法相当量下降しその位置で停止するように構成することができる。
【００３２】
また上記の発明において、外形輪郭内の上下面に各々ダボ穴とダボとを同軸的に形成するパンチ・ダイセットを設けることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図６は本発明の実施の形態におけるパンチ・ダイセット２の例を示す要部側面図である。図６において、２１は本体であり、例えば鉄鋼材料により略Ｕ字状に形成し、下端部に鳩尾状のあり２２を一体に設け、ベース２０に設けたあり溝２３と係合させることによって、被加工材４の送り方向（紙面と直角方向）に移動調整可能、かつ被加工材４の送り方向と直角方向、すなわち図６における左右方向の移動を拘束するように形成する。そして本体２１を位置決め後において、クランプ装置２４によってベース２０上に固定するのである。なおパンチ・ダイセット２としては、上型と下型とを４本のガイドバーによって連結した門型の本体を使用したものとしてもよい。
【００３４】
次に２５はカセットであり、例えば鉄鋼材料によって略Ｕ字状に形成し、上部にパンチ２６を上下動可能に、下部にパンチ２６と対をなすダイ２７を設け、本体２１に着脱可能に設ける。２８はクランプねじであり、カセット２５を本体２１に固定するためのものである。２９は油圧シリンダであり、本体２１の上端部に設けられ、作動桿３０を介してパンチ２６を作動させ得るように構成する。
【００３５】
図７は本発明の実施の形態における非分離押込加工手段の例を示す要部拡大断面図であり、同一部分は前記図４および図６と同一の参照符号で示す。構成部材は符号１０４として表示する。図７において、３１はストリッパであり、パンチ２６の作動前後において被加工材４をダイ２７の表面に押圧保持するものである。
【００３６】
３２は非分離押込加工手段であり、ダイ２７内に設けられ、上下動可能に形成された受け部材３３と、この受け部材３３を上方に付勢する圧縮コイルばね３４とによって構成される。なお受け部材３３の上方への付勢手段としては、油圧シリンダ等の駆動手段を使用してもよい。この場合、受け部材３３の上端面は、ダイ２７の上端面から（ｄ−δ）の位置に保持する。すなわち被加工材４の厚さｄに対して、被加工材４の圧縮変形分も含めて例えばδ＝０．１〜０．２ｍｍ小なる値に設定する。
【００３７】
上記の構成により、図７に示すようにストリッパ３１によって被加工材４をダイ２７の上面に押圧した状態でパンチ２６を下降させると、構成部材１０４が押込加工され、受け部材３３をその下限位置まで下降させる。この場合、構成部材１０４は被加工材４から完全に打抜かれることなく、その外形輪郭部分が例えばδの微小厚さの係止部１０４ａを介して被加工材４と係止しており、所謂非分離押込加工が行なわれるのである。
【００３８】
上記の係止部１０４ａは、構成部材１０４の外形輪郭の全部に亘って形成してもよいが、パンチ２６の先端部の形状を適宜選定することにより、構成部材１０４の外形輪郭の少なくとも一部に形成されるようにする。次にパンチ２６が上昇した後、ストリッパ３１の上昇と共に、圧縮コイルばね３４の上方への付勢力により、構成部材１０４は被加工材４と共にダイ２７から上方に押出される。そしてその後の被加工材４のピッチ送りにより、被加工材４に係止された状態で最終ステージまで搬送されるのである。上記非分離押込成形による加工以外の被加工材４の搬送、および構成部材の積層圧着の態様は、前記図４に示すものと同様である。
【００３９】
図８は被加工材４の支持態様を示す要部拡大断面図である。本発明においては、前記図７に示すように、非分離押込加工によって成形される構成部材１０４が、被加工材４の下面に少なくともｄ−δだけ突出するため、被加工材４の搬送中に装置の構成部分と干渉するおそれがあるので、図８に示すように浮上させた態様で搬送する必要がある。
【００４０】
図８において、４０はベース板であり、パンチ・ダイセットまたは積層装置等の被加工材４と対面する構成部分を代表して示してある。４１はガイドピンであり、ベース板４０内に上下動可能に介装され、ばね４２により上方に付勢されている。ガイドピン４１の上端部近傍には溝４３を設けると共に、この溝４３の幅寸法を被加工材４の厚さ寸法より若干大に形成し、被加工材４の移動を容易とする。上記の構成により、被加工材４の搬送時においては図８に示すように浮上状態を確保し、一方装置の作動時には装置の作動部材の下降によりガイドピン４１が下降し、作動後においてはばね４２により上方に復帰するのである。
【００４１】
図９および図１０は各々本発明の実施の形態における積層装置の例を示す一部断面正面図および一部断面側面図であり、同一部分は前記図４と同一の参照符号で示す。図９および図１０において、積層装置５は前記図４に示すように被加工材４の送り方向の最下流側に、パンチ・ダイセット２とｎＰの間隔に、例えば２台設けられる。なお積層装置５、５間はｓＰ（ｓは任意の正の整数）の間隔とするが、ｓは可能な限り小さい数とするのが好ましい。保持プレート５６上には、材料ガイド６４を上下動可能に設け、被加工材４の長手方向縁辺部と係合するように、かつ被加工材４の長手方向移動を許容し、送り方向と直交する方向の移動を拘束するように形成する。
【００４２】
次に支持装置５３の構成について説明する。まず支持装置５３は、全体をベース５１に設けられた支持棒７０および支持プレート７１によってベース５１内に介装支持されている。７２は載置台であり、ベース５１を貫通して設けられたガイドバー７３およびガイドプレート７４ならびに支持プレート７１に立設され上端部におねじ７５を備えてなる支持シャフト７６を介して支持されている。７７はめねじ部材であり、ガイドプレート７４に設けられ、前記おねじ７５と螺合する。なお前記おねじ７５およびめねじ部材７７のめねじは、多条ねじとし、リードが大になるように形成することが好ましい。
【００４３】
７８はディスクであり、支持プレート７１の下方において支持シャフトに固着され、ベース５１から立設されたキャリパ８１に設けられたシリンダ（図示せず）によって選択的に挟着されることにより、ディスクブレーキ８２を構成し、支持シャフト７６の回転を制動解除可能に形成する。８０は駆動モータであり、支持プレート７１に設けられ、前記支持シャフト７６を正逆回転可能に構成する。７９は軸受であり、支持シャフト７６の下端部を支持する。
【００４４】
上記の構成により、前記図６に示す複数個のパンチ・ダイセット２を選択的に作動させることにより、前記図１に示す構成部材１０１〜１０５を非分離押込成形により成形された被加工材４が、最終ステージである図９および図１０に示す一方の積層装置５に搬送されると、材料ガイド６４が下降して被加工材４を保持プレート５６上に押圧固定する。
【００４５】
次に作動装置６０の作動により圧着装置５４を駆動し、被加工材４から構成部材を押抜いて支持装置５３を構成する載置台７２上に載置する。圧着パンチ５８を上方に退避させた後、被加工材４を１ピッチＰだけピッチ送りし、次の構成部材を上記同様にして、先の構成部材上に押抜き積層圧着する。圧着パンチ５８の作動により、隣接する構成部材間は前記図２に示すダボ穴１０６にダボ１０７が係合して、強固に積層圧着されるのである。
【００４６】
上記圧着パンチ５８による積層圧着時においては、駆動モータ８０は不作動状態にしてあるが、ディスクブレーキ８２を制動状態にしておくことにより、載置台７２をその位置で停止させることができる。そして圧着パンチ５８による構成部材の積層圧着時の押圧力により、ディスクブレーキ８２の制動力に抗してめねじ部材７７を介してこれと螺合するおねじ７５が回動され、載置台７２が構成部材の１枚の厚さ寸法相当量だけ下降し、その位置で停止する。すなわち、圧着パンチ５８の押圧力をディスクブレーキ８２の制動力より大になるように構成しておくことにより、上記のような構成部材を載置する載置台７２の逐次下降、停止を繰り返すことができ、所定個数を積層一体化してなる積層体１００を形成することができるのである。
【００４７】
上記のように積層体１００を形成した後、作動装置６０の作動により、圧着パンチ５８を上昇させ、排出装置８５の作動により積層圧着後の積層体１００を、排出シュート８６を介して排出することができる。積層体１００を載置台７２から排出後、ディスクブレーキ８２を解除した状態で駆動モータ８０を作動させ、支持シャフト７６の回転により、載置台７２を保持プレート５６の直下まで上昇させ、駆動モータ８０を停止し、ディスクブレーキ８２を制動状態とし、載置台７２をその位置に確保する。そして次の構成部材の受け入れを可能にし、以下上記動作を繰り返すのである。
【００４８】
上記の積層体１００の排出ないし載置台７２の復帰を行なう間においては、被加工材４のピッチ送りおよびパンチ・ダイセット２による加工が実施できないので、この場合には他方の積層装置５を作動させる。これにより被加工材４に対する加工作業が中断されず、連続した加工が遂行できるのである。
【００４９】
すなわち、被加工材４の送り方向に沿って設けられた２台の積層装置５を交互に作動させることにより（被加工材４の送り方向下流側の積層装置５から上流側の積層装置５に移行する場合には、一時的に両者が同時に作動することがあるが）、装置全体として連続して稼動させることができ、加工効率を大幅に向上させ得るのである。なお積層装置５の設置台数は、パンチ・ダイセット２の加工タクト、積層装置５における処理時間等を勘案して、３台以上の複数台とし、これらを交互に作動させることができる。
【００５０】
図３は本発明の他の実施の形態における積層体および構成部材を示す説明図であり、（ａ）は積層体の正面、（ｂ）ないし（ｅ）は夫々積層体を構成する構成部材の平面を示す。図３において、積層体２００は前記図１に示すものと同様に、例えば鉄板からパンチ・ダイセットにより打抜き成形された構成部材２０１〜２０４によって積層一体化されて構成される。
【００５１】
図３において、２０５はダボ穴であり、夫々の構成部材２０１〜２０４の例えば上面に形成され、それらの下面には前記図２に示すものと同様にダボ穴２０５と同軸的にダボ（図示せず）が形成されている。２０６は固着部であり、後述するように形成されて、構成部材２０１〜２０４を相互に固着するためのものである。なお２０７は中空穴、２０８はスプライン穴であり、構成部材２０１および構成部材２０２〜２０４の中心部に貫通して設けられる。
【００５２】
上記のように成形した構成部材２０１〜２０４を図３（ａ）に示すように順次積層一体化すれば、夫々複数個の構成部材２０１〜２０４により積層体２００が形成される。すなわち、構成部材２０２，２０４によって歯車部が、また構成部材２０３によってカム部が夫々外周面に形成され、カム部と歯車部との間にスペーサー部が形成され得るのである。なお構成部材２０１〜２０４は、ダボ穴２０５とダボ（図示せず）との係合によって位置決めされるから、上記のカム部および歯車部の外周表面が正確に合致し、高精度に形成され、所定の機能を充分に発揮させ得るのである。
【００５３】
図１１および図１２は各々本発明の他の実施の形態における構成部材の固着態様の例を示す要部拡大縦断面図である。図１１および図１２においては、構成部材２０１について記述するが、他の構成部材２０２〜２０４についても同様である。
【００５４】
まず図１１において、２０９はダボであり、ダボ穴２０５と同軸的に形成される。次に２１０は突起部であり、例えばバーリング加工により、構成部材２０１の下方に突出するように形成される。この突起部２１０は、例えば中空円筒状に、かつ外径ｄおよび高さｈに形成されると共に、ｈ＝ｔ＋α、すなわちｈ＞ｔに形成される。この場合αは溶接代であり、後述する溶接により溶接部が形成され得る寸法に選定される。なお溶接代αは、構成部材２０１の材質、厚さ寸法ｔ、突起部２１０の高さ寸法その他の条件によって適宜に選定される。また溶接手段としては、スポット溶接、抵抗溶接、ろう付等を適宜に選定することができる。
【００５５】
次に２１１は逃げ穴であり、前記突起部２１０に対応する位置に構成部材２０１を貫通して形成される。この逃げ穴２１１は例えば円形に形成され、その内径をＤとしたときに、Ｄ＞ｄに形成され、後述するように構成部材２０１を積層した場合に、突起部２１０の外側面と逃げ穴２１１の内側面とが電気的に非導通状態となるようにする。具体的には、突起部２１０の外側面と逃げ穴２１１の内側面との間に、例えば０．２ｍｍ以上の間隙が形成されるように、非接触状態にする。なお、最下層の構成部材２０１ａには、貫通状態のダボ穴２０５ａを設けるのみで、突起部２１０および逃げ穴２１１は形成しないものとする。
【００５６】
上記の構成により、図１２に示すように、導電材料からなる載置台２１２上にまず構成部材２０１ａを載置し、次に逃げ穴２１１を有する構成部材２０１をダボ穴２０５ａとダボ２０９との係合によって位置決めし、圧着電極２１３を介して圧着すれば、両構成部材を積層一体化することができる。
【００５７】
次に突起部２１０を有する構成部材２０１を、上記同様にダボ穴２０５とダボ２０９の係合によって位置決めすると共に、突起部２１０の先端が下方の構成部材２０１の逃げ穴２１１を貫通して、非接触状態の他の構成部材２０１に当接するように圧着電極２１３を介して圧着し、かつ溶接電源２１４からの電流を圧着電極２１３と載置台２１２間に流せば、突起部２１０先端に溶接部２１５が形成されて、構成部材２０１が溶接されるのである。
【００５８】
図１１および図１２においては、逃げ穴２１１を有する構成部材２０１と、突起部２１０を有する構成部材２０１とを、一枚おき、すなわち交互に積層した例について示したが、逃げ穴２１１を有するものを複数枚連続して積層してもよい。この場合において、突起部２１０の高さ寸法は、ｈ＞ａｔ（ａは１以上の正の整数）に形成する。すなわち上記連続積層する枚数に対応して突起部２１０の高さ寸法ｈを選定すればよい。
【００５９】
なお、圧着電極２１３は当然に導電材料によって形成されるのであるが、溶接が行なわれる突起部２１０に集中して電流を流し得る構成とすると共に、比較的大なる電流が流れるため、適宜の冷却手段を設けることが好ましい。
【００６０】
図１３は突起部および逃げ穴の他の例を示す要部拡大断面図である。図１３において突起部２１０は切り曲げ加工によって形成し、例えばＬ字形の舌片状とする。一方逃げ穴２１１は例えば長穴状に形成する。このような構成により、前記同様の作用に加えて、構成部材２０１の重量が低減されることとなり、特に軽量化が要求される積層体の場合に好適である。上記の他、突起部２１０および逃げ穴２１１の形状としては種々の形状のものを選定することができる。
【００６１】
図１４は本発明の他の実施の形態における被加工材の加工態様の一部を示す要部平面図であり、前記図３に示す積層体２００を製造するための構成部材２０１〜２０４の一部を加工する場合を示している。図１４において、被加工材４は前記図４に示す送り装置１により矢印方向に定ピッチＰ宛間欠的にピッチ送りされる。６はパイロット穴であり、前記図４に示すパンチ・ダイセット２の最上流側のものにより、被加工材４に定ピッチＰの間隔で規則的に加工され、以後の加工工程における位置決めの基準穴となる。
【００６２】
次に前記同様のパンチ・ダイセット２により、ダボ穴２０５およびこれと同軸的にダボ（図示せず、図１１における符号２０９参照）を加工する。この場合、パンチ・ダイセット２にはパイロット穴６と係合するパイロットピンを設け、パンチ・ダイセット２による加工位置は上記パイロット穴６を基準として位置決め加工される（以後の加工工程におけるパンチ・ダイセットにおいても同様とする）。
【００６３】
次に被加工材４を順次ピッチＰ宛送りながら、突起部２１０および逃げ穴２１１を選択的に加工する。この場合、構成部材２０１〜２０４を１枚おきに固着するものにおいては、突起部２１０と逃げ穴２１１とを交互に加工するが、複数枚を連続して積層するものにおいては、それに対応して逃げ穴２１１を連続して加工する。以後は構成部材２０１における中空穴２０７を所定個数連続して加工し、更に構成部材２０２〜２０４におけるスプライン穴２０８を所定個数連続して加工する。更に被加工材を順次ピッチＰ宛送りながら、図示省略したステージにおいて、構成部材２０１〜２０４の外形輪郭の非分離押込加工を行なう。
【００６４】
上記の順送り加工においては、前記図６におけるパンチ・ダイセットとしては、パイロット穴６およびダボ穴２０５とダボ２０９を加工するパンチ・ダイを備えたもの（常時作動）の他に、中空穴２０７、スプライン穴２０８および構成部材２０１〜２０４の外形輪郭に対応する６種類のパンチ・ダイを備えたものを配設し、これらのパンチ・ダイセットを夫々選択的に作動可能に形成しておく。そして例えば前記図３に示す積層体２００に対応する構成部材２０１を６個、構成部材２０２〜２０４を夫々５個宛成形して、被加工材４と共に最終ステージまで搬送される。
【００６５】
上記のようにして被加工材４に非分離押込加工された構成部材２０１〜２０４は、前記図４において最終ステージに設けられた積層装置５に搬送され、構成部材２０１を挟んで構成部材２０４→２０１の順に順次積層一体化される。すなわち、ガイド部材５７の下降により、被加工材４のパイロット穴にパイロットピンが係合して位置決め押圧した状態で、作動装置６０を作動させ、作動部材６３および圧着パンチ５８を介して上記構成部材２０１〜２０４を被加工材４から順次押抜いて、支持装置５３上に載置する。
【００６６】
この場合において使用される積層装置としては、溶接電源を備えたものが必要であり、図１５および図１６にその例を示している。すなわち、図１５および図１６は各々本発明の実施の形態における積層装置の他の例を示す一部断面正面図および一部断面側面図であり、同一部分は前記図９および図１０と同一の参照符号で示す。
【００６７】
図１５において、圧着装置５４には、前記構成部材を被加工材４から押抜いて積層圧着するように、上下動可能に形成された圧着電極５８ａを設ける。なお圧着電極５８ａは導電材料によって形成され、絶縁材料からなるスペーサ５９を介して作動部材６３に固着される。６５は溶接電源であり、圧着電極５８ａと支持装置５３との間に接続され、選択的に作動可能に形成されている。
【００６８】
そして上記構成部材２０１〜２０４を押抜く場合、構成部材２０１〜２０４は被加工材４に形成された係止部１０４ａ（図７参照）によってガイドされて積層され、隣接する構成部材間は前記図１１に示すようにダボ穴２０５にダボ２０９が係合すると共に突起部２１０の先端に溶接部２１５が形成されるから、一体化が可能となるのである。なお保持装置５２上の保持プレート５６に設けられる穴５５は、構成部材２０１〜２０４の最大外形輪郭より大に形成されているため、構成部材２０１〜２０４の何れをも支障なく通過させることができる。
【００６９】
また構成部材２０１〜２０４を支持する支持装置５３は、圧着電極５８ａによる構成部材２０１〜２０４の積層圧着毎に、それらの厚さ寸法相当量だけ下降し、その位置で停止するように構成することが好ましい。以上のようにして図３に示す積層体２００が形成された後、これを支持装置５３から排出し、次の積層圧着を繰返すのである。なお、積層装置５を複数台設置することによる装置全体の連続稼動作用は、前記の実施例におけるものと同様である。
【００７０】
上記の実施の形態においては、構成部材相互間の位置決めをダボ穴とダボとの係合によって行なう例について記述したが、これに限らず構成部材の外形輪郭内に貫通するガイド穴を穿設し、積層時においてガイドピンを介して係合させるか、構成部材の外形輪郭をガイドピンに係合させて位置決めを行なってもよい。
【００７１】
【発明の効果】
本発明は、以上記述するような構成および作用であるから、下記の効果を奏することができる。
（１）複数種類の構成部材を打抜くことなく非分離押込加工によって順送り成形した後、長尺状の被加工材と共に搬送するため、工程管理および部品管理が容易であり、素材からの一貫生産により高効率かつ低コストの生産が可能である。
（２）積層装置を複数台設けると共にこれらを交互に作動させることにより、被加工材に対する加工を中断させることなく、装置全体として連続して稼動させることができ、加工効率を大幅に向上させ得る。
（３）通常の機械加工では不可能であるような異形部材であっても、構成部材の積層により比較的容易に製造することができる。
（４）積層体の局部的仕様変更に対しても、構成部材の一部を変更することにより迅速に対応でき、多品種少量生産も可能である。
（５）板材を積層したものに拘らず、構成部材を溶接することにより、夫々の構成部材間の固着強度が大であり、高機能の積層体の製造が可能である。
（６）複数種類の構成部材を長尺状の被加工材と共に順送り加工によって製作するため、工程管理および部品管理が容易であり、素材からの一貫生産により高効率かつ低コストの生産が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象である積層体を示す説明図であり、（ａ）は正面、（ｂ）は平面を示し、（ｃ）ないし（ｇ）は夫々積層体を構成する構成部材の平面を示す。
【図２】本発明の対象である構成部材の積層一体化の例を示す要部拡大縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態における積層体および構成部材を示す説明図であり、（ａ）は積層体の正面、（ｂ）ないし（ｅ）は夫々積層体を構成する構成部材の平面を示す。
【図４】従来の積層体の製造装置の例を示す要部正面図である。
【図５】図４に示す装置による被加工材の加工態様を示す要部平面図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるパンチ・ダイセット２の例を示す要部側面図である。
【図７】本発明の実施の形態における非分離押込加工手段の例を示す要部拡大断面図である。
【図８】被加工材４の支持態様を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態における積層装置の例を示す一部断面正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態における積層装置の例を示す一部断面側面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態における構成部材の固着態様の例を示す要部拡大縦断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態における構成部材の固着態様の例を示す要部拡大縦断面図である。
【図１３】突起部および逃げ穴の他の例を示す要部拡大断面図である。
【図１４】本発明の他の実施の形態における被加工材の加工態様の一部を示す要部平面図である。
【図１５】本発明の実施の形態における積層装置の他の例を示す一部断面正面図である。
【図１６】本発明の実施の形態における積層装置の他の例を示す一部断面側面図である。
【符号の説明】
２パンチ・ダイセット
４被加工材
５積層装置
１０１〜１０５、２０１〜２０４構成部材

Claims

積層体の横断面形状に対応する外形輪郭を有する構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化する積層体の製造方法において、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向に順送りし、複数個のステージにおいて前記外形輪郭内に逃げ穴またはこの逃げ穴と対応する位置に突起部を形成し、所定の外形輪郭を有する構成部材を非分離押込加工によりそれらの外形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に成形し、被加工材の順送り最終ステージにおいて構成部材を順次押抜いて積層すると共に、突起部を下方の構成部材の逃げ穴を貫通させ非隣接状態の他の構成部材と溶接して積層一体化することを特徴とする積層体の製造方法。
外形輪郭形状および／または外形寸法の異なる複数種類の構成部材により、高さ方向の位置における横断面形状が異なる異形状の積層体を形成することを特徴とする請求項１記載の積層体の製造方法。
被加工材の厚さ寸法をｔ、突起部の高さ寸法をｈとしたときに、ｈ＞ａｔ（ａは１以上の正の整数）に形成したことを特徴とする請求項１または２記載の積層体の製造方法。
突起部をバーリング加工または切り曲げ加工によって形成したことを特徴とする請求項１ないし３何れかに記載の積層体の製造方法。
突起部の外側面と逃げ穴の内側面とを非導通状態に形成したことを特徴とする請求項１ないし４何れかに記載の積層体の製造方法。
外形輪郭内の上下面に各々ダボ穴とダボとを同軸的に形成し、隣接する構成部材間のダボ穴とダボとの係合によって積層することを特徴とする請求項１ないし５何れかに記載の積層体の製造方法。
積層体の横断面形状に対応する外形輪郭を有する構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化する積層体の製造装置において、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向にピッチ送りする送り装置と、前記外形輪郭内に貫通する逃げ穴または突起部を形成する複数個のパンチ・ダイセットと、複数個の構成部材を非分離押込加工によりそれらの外形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に成形する複数個のパンチ・ダイセットと、被加工材の送り方向最下流側に設けられ構成部材を順次押抜いて積層する積層装置とによって構成すると共に、
前記積層装置を、構成部材の通過を許容する穴を有し被加工材の下方移動を拘束するように形成された保持装置と、この保持装置の上方に設けられ構成部材を押抜いて積層圧着溶接するように上下動可能の圧着電極を備えてなる圧着装置と、前記保持装置の下方に設けられ押抜き後の構成部材を載置可能かつ上下動可能の支持部材を備えてなる支持装置とによって構成し、前記圧着装置と支持装置との間に選択的に作動可能な溶接電源を接続したことを特徴とする積層体の製造装置。
積層装置を被加工材の送り方向に沿って複数台設けると共に、これらの積層装置が交互に作動するように構成したことを特徴とする請求項７に記載の積層体の製造装置。
積層体の横断面形状に対応する外形輪郭を有する構成部材を板材から成形し、これらの構成部材を順次積層して一体化する積層体の製造装置において、
フープ状の長尺の被加工材を長手方向に間欠的にピッチ送りする送り装置と、複数個の構成部材を非分離押込加工によりそれらの外形輪郭の少なくとも一部が被加工材に係止した状態に成形する複数個のパンチ・ダイセットと、被加工材送り方向最下流側に設けられ構成部材を順次押抜いて積層一体化させる積層装置とによって構成すると共に、
前記積層装置を、構成部材の通過を許容する穴を有し被加工材の下方移動を拘束するように形成された保持装置と、この保持装置の上方に設けられ構成部材を押抜きおよび積層圧着するように上下動可能の圧着パンチを備えてなる圧着装置と、前記保持装置の下方に設けられ押抜き後の構成部材を載置可能かつ上下動可能の支持部材を備えてなる支持装置とによって構成し、
かつ前記積層装置を被加工材の送り方向に沿って複数台設けると共に、これらの積層装置が交互に作動するように構成したことを特徴とする積層体の製造装置。
圧着装置による構成部材の積層圧着毎に支持部材が構成部材の厚さ寸法相当量下降しその位置で停止するように構成したことを特徴とする請求項７ないし９の何れかに記載の積層体の製造装置。
外形輪郭内の上下面に各々ダボ穴とダボとを同軸的に形成するパンチ・ダイセットを設けたことを特徴とする請求項７ないし１０の何れかに記載の積層体の製造装置。