KR20030077011A - 적층체의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

Abstract

적층체의 제조 방법은 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 방법에 있어서, 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송함과 동시에, 적층체 각각의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 복수 종류의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하여, 피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시킨다.

Description

적층체의 제조 방법 및 제조 장치 {Method and system for producing laminate}

도 1은 본 발명의 대상인 적층체를 도시하는 설명도로서, (a)는 정면을, (b)는 평면을 도시하며, 도 2는 도 1의 (a)에서의 각각의 위치에 있어서의 횡단면도로서, 도 2의 (a) 내지 도 2의 (e)는 각각 도 1의 (a)에 있어서의 A-A선 단면, B-B선 단면, C-C선 단면, D-D선 단면 및 E-E선 단면을 도시한다.

도 1에 도시하는 바와 같은 적층체(100)를 예를 들면 철강 재료에 의해 제작할 경우에는, 도 2의 (b), (d)에 도시되는 바와 같은 원형 횡단면 부분은 선삭 가공에 의해 가공할 수 있지만, 도 2의 (a), (c), (e)에 도시되는 바와 같은 정방형, 정육각형 및 유사 십자형의 횡단면 부분은 매우 번잡한 특수 가공이 필요함과 동시에, 가공에 소요되는 공정수 및 시간이 극히 커진다.

상기한 바와 같은 적층체(100)는 비가공된 환봉 혹은 블록재로부터 기계 가공에 의해 제작하는 것이 극히 번잡함과 동시에, 기계 가공이 전혀 불가능한 경우도 있다. 따라서 적층체(100)를 분할하여 가공한 후, 각각의 부재를 조립하여 일체화하는 수단을 생각할 수 있지만, 적층체(100)의 치수가 작은 경우에는 부재의 조립 자체가 불가능해지는 경우도 있다.

한편, 상기한 바와 같은 복잡한 적층체(100)를 제조하기 위해서는, 예를 들면 주조 수단이 채용되고 있다. 그렇지만, 주조 수단에 의해 적층체(100)를 제조하기 위해서는, 모형 제작 후, 이 모형에 기초하여 주형을 성형하고, 용융 금속 재료를 주입하는 등의 다수의 공정을 필요로 하여, 이것도 또한 많은 공정수와 시간을 요한다.

또한, 상기 주조 수단에 의한 경우에는, 예를 들면 로스트 왁스(lost wax)법과 같은 정밀 주조법에 의해서도 고정밀도를 확보하는 것이 곤란함과 동시에, 주조 후의 표면을 극도로 평활하게 형성하는 것이 곤란하고, 주조 후의 표면 마무리 가공이 필요하며, 적층체(100) 제조에 소요되는 비용이 높아진다고 하는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 출원인은 이미 후프형의 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송함과 동시에, 복수 개의 스테이지에 있어서 적층체 각각의 횡단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 복수 종류의 구성 부재를 펀칭하고, 펀칭한 구성 부재를 푸시 백에 의해 피가공재의 펀칭 구멍에 결합시키고, 피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시키는 것을 내용으로 하는 발명에 대해서 일본국 출원하고 있다(일본국 특개평 10-235598호).

그렇지만, 상기 개량 발명에 있어서도, 약간의 문제점이 있는 것이 판명되었다. 즉, 펀칭한 구성 부재는 펀칭 구멍에 대하여 상기 펀칭 구멍에 대한 마찰력만에 의해 결합되어 있기 때문에, 피가공재의 순차 이송 가공 중의 진동이나 그 외의 원인에 의해, 구성 부재가 펀칭 구멍으로부터 탈락되는 경우가 있어, 순차 이송 가공을 중단해야만 하는 경우가 있었다.

또한, 일단 펀칭한 구성 부재를 펀칭 구멍으로 되돌리기 위해 푸시 백할 때에, 약간의 변형 또는 치수 변화가 일어나는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체를 비교적 용이하게 제조할 수 있는 적층체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 고착 강도를 용이하게 크게 하는 적층체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체를 비교적 용이하게 제조할 수 있는 적층체의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 고착 강도를 용이하게 크게 하는 적층체의 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체(laminate)의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 대상인 적층체를 도시하는 설명도로서, (a)는 정면도, (b)는 평면도.

도 2는 도 1의 (a)에서의 각각의 위치에 있어서의 횡단면도로서, (a) 내지 (e)는 각각 도 1의 (a)에 있어서의 A-A선 단면, B-B선 단면, C-C선 단면, D-D선 단면 및 E-E선 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의 적층체 및 구성 부재를 도시하는 설명도로서, (a), (b)는 각각 적층체의 정면 및 평면도, (c) 내지 (g)는 각각 적층체를 구성하는 구성 부재의 평면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 있어서의 구성 부재의 적층 일체화의 예를 도시하는 주요부 확대 종단면도.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서의 다른 적층체 및 구성 부재를 도시하는 설명도로서, (a)는 적층체의 종단면도, (b) 내지 (e)는 각각 적층체를 구성하는 구성 부재의 평면도.

도 6은 본 발명의 실시예를 도시하는 주요부 정면도.

도 7은 도 6에 있어서의 펀치ㆍ다이 세트의 예를 도시하는 주요부 측면도.

도 8은 본 발명의 실시예에 있어서의 비분리 압입 가공 수단의 예를 도시하는 주요부 확대 단면도.

도 9는 본 발명의 실시예에 있어서의 피가공재의 가공 양태를 도시하는 주요부 평면도.

도 10은 피가공재의 지지 양태를 도시하는 주요부 확대 단면도.

도 11은 본 발명의 실시예에 있어서의 피가공재의 다른 예에 의한 구성 부재의 적층 상태를 도시하는 주요부 확대 종단면도.

도 12는 본 발명의 실시예에 있어서의 피가공재의 또다른 예를 도시하는 주요부 평면도.

도 13은 본 발명의 실시예에 있어서의 적층 장치의 예를 도시하는 일부 단면 정면도.

도 14는 도 13에 도시하는 구성의 측면도.

도 15는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 구성 부재의 고착 양태의 예를 도시하는 주요부 확대 종단면도.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 구성 부재의 고착 양태의 예를 도시하는 주요부 확대 종단면도.

도 17은 돌기부 및 여유 구멍의 다른 예를 도시하는 주요부 확대 단면도.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 피가공재의 가공 양태의 일부를 도시하는 주요부 평면도.

도 19는 본 발명의 실시예에 있어서의 적층 장치의 다른 예를 도시하는 일부 단면 정면도.

도 20은 도 19에 도시하는 구성의 측면도.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 적층체의 제조 방법은 단면 형상을달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 방법에 있어서, 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송함과 동시에, 적층체 각각의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 복수 종류의 구성 부재를 비분리 압입(indenting) 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하여, 피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시킨다.

또한, 상기 발명에 있어서, 구성 부재에 동축적으로 다월(dowel)과 다월 구멍을 형성하고, 인접하는 구성 부재간에 있어서 다월과 다월 구멍을 결합시킬 수 있다. 이 경우에 있어서, 최하층을 구성하는 구성 부재에는 관통한 통과 구멍만을 형성할 수 있다.

또한, 상기 발명에 있어서, 구성 부재에 관통한 복수 개의 가이드 구멍을 형성하고, 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 가이드 핀에 가이드 구멍을 결합시켜 위치 결정할 수 있다.

더욱이, 상기 발명에 있어서, 표면에 접착제를 피착시킨 피가공재를 사용할 수 있다. 이 경우에 있어서, 접착제를 줄무늬 또는 띠 모양으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 발명에 있어서, 윤활제를 함유하는 박막을 표면에 피착시킨 피가공재를 사용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 적층체의 제조 방법은 적층체의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 판재로 형성하고, 이들 구성 부재를 순차 적층하여 일체화됨과 동시에, 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 방법에 있어서, 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송하고, 상기 외형 윤곽 내에 여유 구멍(clearance hole) 또는 이 여유 구멍과 대응하는 위치에 돌기부를 형성하고, 소정의 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하고, 피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층함과 동시에, 돌기부를 아래쪽 구성 부재의 여유 구멍을 관통시켜 비인접 상태의 다른 구성 부재와 용접하여 적층 일체화한다.

상기 적층체의 제조 방법의 발명에 있어서, 외형 윤곽 형상 및/또는 외형 치수가 다른 복수 종류의 구성 부재에 의해, 연속하여 형성된 단면 형상이 다른 이(異)형상의 적층체를 형성할 수 있다.

또한, 상기 적층체의 제조 방법의 발명에 있어서, 피가공재의 두께 치수를 t, 돌기부의 높이 치수를 h로 하였을 때에, h > at (a는 1이상의 양의 정수)로 형성할 수 있다.

또한, 상기 적층체의 제조 방법의 발명에 있어서, 돌기부를 버링(burring) 가공 또는 벤딩(bending) 가공에 의해 형성할 수 있다.

더욱이, 상기 적층체의 제조 방법의 발명에 있어서, 돌기부의 외측면과 여유 구멍의 내측면을 비도통(非導通) 상태로 형성할 수 있다.

또한, 상기 적층체의 제조 방법의 발명에 있어서, 외형 윤곽 내의 상하면에 각각 다월 구멍과 다월을 동축적으로 형성하고, 인접하는 구성 부재간의 다월 구멍과 다월과의 결합에 의해 적층할 수 있다.

그리고, 본 발명의 적층체의 제조 장치는 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 장치에 있어서, 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 간헐적으로 피치 이송하는 이송 장치와, 피가공재의 이송 방향을 따라 배치됨과 동시에, 적층체 각각의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 복수 종류의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하는 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트와, 이들 펀치ㆍ다이 세트의 피가공재 이송 방향 최하류측에 설치되어 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시키는 적층 장치를 구비함과 동시에, 상기 펀치ㆍ다이 세트를 선택적으로 작동 가능하게 구성하여 이루어진다.

그리고, 본 발명의 적층체의 제조 장치는, 적층체의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 판재로 형성하고, 이들 구성 부재를 순차 적층하여 일체화됨과 동시에, 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 장치에 있어서, 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 피치 이송하는 이송 장치와, 상기 외형 윤곽 내에 관통하는 여유 구멍 또는 돌기부를 형성하는 복수 개의 제 1 펀치ㆍ다이 세트와, 복수 개의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하는 복수 개의 제 2 펀치ㆍ다이 세트와, 피가공재의 이송 방향 최하류측에 설치되어 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층하는 적층 장치를 구비하고, 상기 적층 장치는 구성 부재의 통과를 허용하는 구멍을 가지고 피가공재의 하향 이동을 구속하도록 형성된 유지 장치와, 이 유지 장치 위쪽에 설치되어 구성 부재를 펀칭하여 적층 압착 용접하도록상하 이동 가능한 압착 전극을 구비하여 이루어지는 압착 장치와, 상기 유지 장치의 아래쪽에 설치되어 펀칭한 후의 구성 부재를 배치 가능하고 또한 상하 이동 가능한 지지 부재를 구비하여 이루어지는 지지 장치를 구비하고, 상기 압착 장치와 지지 장치의 사이에 선택적으로 작동 가능한 용접 전원이 접속되어 이루어진다.

상기 적층체의 제조 장치의 발명에 있어서, 적층 장치를 피가공재의 이송 방향을 따라 복수 대 설치함과 동시에, 이들 적층 장치가 교대로 작동하도록 구성할 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 적층체의 제조 장치는 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 장치에 있어서, 적층체의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 판재로 형성하고, 이들 구성 부재를 순차 적층하여 일체화됨과 동시에, 길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 간헐적으로 피치 이송하는 이송 장치와, 복수 개의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하는 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트와, 피가공재 이송 방향 최하류측에 설치되어 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시키는 적층 장치를 구비하고, 상기 적층 장치는 구성 부재의 통과를 허용하는 구멍을 가지고 피가공재의 하향 이동을 구속하도록 형성된 유지 장치와, 이 유지 장치 위쪽에 설치되어 구성 부재를 펀칭 및 적층 압착하도록 상하 이동 가능한 압착 펀치를 구비하여 이루어지는 압착 장치와, 상기 유지 장치의 아래쪽에 설치되어 펀칭한 후의 구성 부재를 배치 가능하고 또한 상하 이동 가능한 지지 부재를 구비하여 이루어지는 지지 장치를 구비하고, 또한 상기 적층 장치를 피가공재의 이송 방향을 따라 복수 대 설치함과 동시에, 이들 적층 장치가 교대로 작동하도록 구성되어 이루어진다. 상기 다른 적층체의 제조 장치의 발명에 있어서, 압착 장치에 의한 구성 부재의 적층 압착마다 지지 부재가 구성 부재의 두께 치수 상당량만큼 하강하여 그 위치에서 정지하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 다른 적층체의 제조 장치의 발명에 있어서, 외형 윤곽 내의 상하면에 각각 다월 구멍과 다월을 동축적으로 형성하는 펀치ㆍ다이 세트를 설치할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 있어서의 적층체 및 구성 부재를 도시하는 설명도로서, (a), (b)는 각각 적층체의 정면도 및 평면도, (c) 내지 (g)는 각각 적층체를 구성하는 구성 부재의 평면을 도시한다.

도 3에 있어서, 적층체(100)는 예를 들면 상기 도 1에 도시하는 것과 실질적으로 동일 형상인 것으로서, 높이 방향의 각각의 위치에 있어서의 횡단면 형상에 대응하는 외부 윤곽을 갖는 복수 종류의 구성 부재(101 내지 105)를 복수 개씩(도 3에 있어서는 2개씩의 예를 도시함) 적층 일체화하여 형성된다.

106은 다월 구멍(반 빠짐 구멍이라고도 불림)으로서, 각각의 구성 부재(101 내지 105)의 평면 중앙부에, 후술하는 바와 같은 수단에 의해, 동일한 상대 위치에 또한 동일한 형상 치수로 형성된다. 또한, 각각의 구성 부재(101 내지 105)는 1개만으로 하여도, 또한 3개 이상의 복수 개로 하여도 되며, 적층체(100)의 형상 치수에 의해 적당히 선정된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 있어서의 구성 부재의 적층 일체화의 예를 도시하는 주요부 확대 종단면도로서, 동일 부분은 상기 도 3과 동일한 참조 부호로 도시한다.

도 4에 있어서, 107은 다월로서, 다월 구멍(106)과 동축적으로 형성된다. 이러한 다월 구멍(106)과 다월(107)을 형성하기 위해서는, 예를 들면 횡단면이 원형인 펀치 및 다이를 사용하여, 펀치의 다이로의 진입 깊이(d)를 구성 부재(103 내지 105)[도 3에 있어서의 구성 부재(101, 102)에 대해서도 동일]의 두께 치수(t)보다 작게 형성함으로써 가능하다. 또한, 상기 다월 구멍(106) 및 다월(107)은 도 3에 있어서의 구성 부재(101 내지 105)를, 예를 들면 철판으로부터 펀치ㆍ다이 세트에 의해 펀칭하여 성형과 동시에 형성하여도 되며, 또는 구성 부재(101 내지 105)의 펀칭 성형과 별개의 공정에서 성형하여도 된다.

상기한 바와 같이 하여 성형한 구성 부재(101 내지 105)를 도 4에 도시하는 바와 같이 인접하는 구성 부재 사이에 있어서, 다월 구멍(106)에 다월(107)을 결합시켜 압착하면, 구성 부재(101 내지 105)를 순차 적층 일체화시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 다월 구멍(106) 및 다월(107)은 각각의 구성 부재(101 내지 105)의 중앙부에, 또한 동일한 상대 위치에 동일한 형상 치수로 형성되어 설치되어 있기 때문에, 적층 일체화에 있어서의 위치 결정도 된다.

또한, 구성 부재(105)의 최하층의 것에는 다월(107)을 형성하지 않고, 관통한 통과 구멍(106a)을 형성하는 것이 바람직하다. 이상과 같이 하여 구성 부재(101 내지 105)를 순차 적층 일체화하면, 도 3의 (a), (b)에 도시하는 바와 같은 적층체(100)를 제조할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 있어서의 다른 적층체 및 구성 부재를 도시하는설명도로서, (a)는 적층체의 종단면도, (b) 내지 (e)는 각각 적층체를 구성하는 구성 부재의 평면을 도시한다. 도 5의 적층체(200)는 상기 도 3에 도시하는 것과 마찬가지로, 예를 들면 철판으로부터 펀치ㆍ다이 세트에 의해 펀칭하여 성형된 구성 부재(201 내지 204)에 의해 적층 일체화되어 구성된다.

도 5에 있어서, 205는 다월 구멍으로서, 각각의 구성 부재(201 내지 204)의 예를 들면 상면에 형성되고, 그들 하면에는 상기 도 4에 도시하는 것과 동일하게 다월 구멍(205)과 동축적으로 다월(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 206은 가이드 구멍으로서, 각각의 구성 부재(201 내지 204)에 관통하여 설치되고, 적층 압착 시에 있어서 적층 장치에 세워 설치된 가이드 핀에 결합함으로써, 상기 구성 부재(201 내지 204)의 위치 결정 정밀도를 보다 향상시키기 위한 것이다. 또한, 207은 중공 구멍, 208은 스플라인(spline) 구멍으로서, 구성 부재(201) 및 구성 부재(202 내지 204)의 중심부에 관통하여 설치된다.

상기한 바와 같이 성형한 구성 부재(201 내지 204)를 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이 순차 적층 일체화하면, 각각 복수 개의 구성 부재(201 내지 204)에 의해 적층체(200)가 형성된다. 즉, 구성 부재(202, 204)에 의해 기어부가 또한 구성 부재(203)에 의해 캠부가 각각 외주면에 형성되며, 캠부와 기어부 사이에 스페이서부가 형성될 수 있다. 또한, 구성 부재(201 내지 204)는 다월 구멍(205)과 다월(도시하지 않음)과의 결합과 더불어, 가이드 구멍(206)이 가이드 핀에 결합함으로써, 위치 결정 정밀도가 보다 향상되기 때문에, 상기 캠부 및 기어부의 외주 표면이 정확하게 합치하여, 고정밀도로 형성되고, 소정의 기능을 충분히 발휘시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예를 도시하는 주요부 정면도이다.

도 6에 있어서, 1은 이송 장치, 2는 펀치ㆍ다이 세트, 5는 적층 장치로서, 피가공재(4)의 이송 방향을 따라 이 순서대로 배치된다. 즉, 이송 장치(1)는 후프형으로 감긴 피가공재(4)를 길이방향으로 간헐적으로 피치 이송하도록 구성되며, 예를 들면 피가공재(4)의 이송 방향의 최상류측에 설치된다. 또한, 이송 장치(1)의 설치 위치는 적층 장치(5)의 하류측으로 하여도 되며, 또한 후술하는 베이스 머신(3, 3) 사이로 하여도 된다.

펀치ㆍ다이 세트(2)는 후술하는 바와 같이 구성되며, 피가공재(4)의 이송 방향으로 mP[m은 임의의 양의 정수, P는 피가공재(4)의 이송 피치]의 간격으로 배치된다. 또한, 펀치ㆍ다이 세트(2)는, 예를 들면 베이스 머신(3) 내에 복수 개(도 6에 있어서는 3개) 설치됨과 동시에, 각각의 펀치ㆍ다이 세트(2)는 피가공재(4)의 이송 방향으로 위치 조정 가능하게 및 각각 선택적으로 작동 가능하게 구성되어 있다. 이들 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트(2)는 각각 상기 도 3 및 도 5에 도시하는 바와 같은 구성 부재를 성형 가능하게 하기 위해, 구성 부재의 종류에 대응하여 설치된다. 이 경우, 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트(2)를 구비한 베이스 머신(3)을 피가공재(4)의 이송 방향을 따라 적당한 대수를 직렬로 연결하여 구성할 수 있다.

적층 장치(5)는 피가공재(4)의 이송 방향의 최하류측에 상기 펀치ㆍ다이 세트(2)와 nP(n은 임의의 양의 정수)의 간격을 두고 설치되며, 베이스(51), 유지 장치(52), 지지 장치(53) 및 압착 장치(54)에 의해 구성된다.

유지 장치(52)에는 피가공재(4)의 하향 이동을 구속하고, 또한 구성 부재(도시하지 않고, 예를 들면 도 3에 있어서의 부호 101 내지 105의 각각)의 통과를 허용하는 구멍(55)을 갖는 유지 플레이트(56)와, 피가공재(4)를 가압 해방 가능하게 형성된 가이드 부재(57)를 설치한다. 또한, 유지 장치(52)의 아래쪽에 설치되는 지지 장치(53)는 상기 구성 부재 및 적층체(100)를 배치 가능하게 형성된다.

더욱이, 유지 장치(52) 위쪽에 설치되는 압착 장치(54)에는 상기 구성 부재를 피가공재(4)로부터 펀칭하여 적층 압착하도록 상하 이동 가능하게 형성된 압착 펀치(58)를 설치한다. 또한, 압착 펀치(58)는 상기 구성 부재 각각의 외형 윤곽과 유사 또는 대응하는 외형 윤곽의 것을 복수 개 준비하여, 홀더(59)에 설치되며, 예를 들면 홀더(59)의 수직축 둘레의 회동에 의해, 소정의 압착 펀치(58)가 선택적으로 피가공재(4) 바로 위에 위치하도록 구성되어 있다.

60은 작동 장치로서, 예를 들면 유압 실린더에 의해 구성되며, 베이스(51) 상에 세워 설치된 컬럼(61) 및 지지판(62)을 통해 상기 압착 펀치(58)에 작동 부재(63)가 접촉 이탈하도록 구성되어 있다.

도 7은 도 6에 있어서의 펀치ㆍ다이 세트의 예를 도시하는 주요부 측면도이다.

도 7에 있어서, 21은 본체로서, 예를 들면 철강 재료에 의해 대략 U자형으로 형성하고, 하단부에 비둘기 꼬리형 도브테일부(22; dovetail)를 일체로 설치하고, 베이스(20)에 설치한 도브테일 홈(23)과 결합시킴으로써, 피가공재(4)의 이송 방향(지면과 직각 방향)으로 본체(21)의 위치를 이동 조정 가능하고, 또한 피가공재(4)의 이송 방향과 직각 방향, 즉, 도 7에 있어서의 좌우 방향의 이동을 구속하도록 형성한다. 그리고 본체(21)를 위치 결정 후에 있어서, 클램프 장치(24)에 의해 베이스(20) 상에 고정시킨다. 또한, 펀치ㆍ다이 세트(2)로서는, 상형과 하형을 4개의 가이드 바에 의해 연결한 도어형 본체를 사용한 것으로 하여도 된다.

25는 카세트로서, 예를 들면 철강 재료에 의해 대략 U자형으로 형성하고, 상부에 펀치(26)를 상하 이동 가능하게 설치하며, 하부에 다이(27)를 펀치(26)와 쌍을 이루는 위치에 설치하고, 본체(21)에 착탈 가능하게 설치한다. 28은 클램프 나사로서, 카세트(25)를 본체(21)에 고정시키기 위한 것이다. 29는 유압 실린더로서, 본체(21)의 상단부에 설치되며, 작동 로드(30)를 통해 펀치(26)를 작동시킬 수 있도록 구성한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 있어서의 비분리 압입 가공 수단의 예를 도시하는 주요부 확대 단면도로서, 동일 부분은 상기 도 4 및 도 7과 동일한 참조 부호로 도시한다. 구성 부재는 부호 104 로서 표시한다.

도 8에 있어서, 31은 스트리퍼(stripper)로서, 펀치(26)의 작동 전후에 있어서 피가공재(4)를 다이(27)의 표면에 가압 유지하는 것이다.

32는 비분리 압입 가공 수단으로서, 다이(27) 내에 설치되며, 상하 이동 가능하게 형성된 수용 부재(33)와, 이 수용 부재(33)를 상향으로 가압하는 압축 코일 스프링(34)에 의해 구성된다. 또한, 수용 부재(33) 상향으로의 가압 수단으로서는, 유압 실린더 등의 구동 수단을 사용하여도 된다. 이 경우, 수용 부재(33)의 상단면은 다이(27)의 상단면으로부터 (d - δ) 의 위치에 유지한다. 즉, 피가공재(4)의 두께(d)에 대하여, 피가공재(4)의 압축 변형분도 포함하여, 예를 들면 δ= 0.1 내지 0.2mm가 되는 값으로 설정한다.

상기 구성에 의해, 도 8에 도시하는 바와 같이 스트리퍼(31)에 의해 피가공재(4)를 다이(27)의 상면에 가압한 상태에서 펀치(26)를 하강시키면, 구성 부재(104)가 압입 가공되어, 수용 부재(33)를 그 하한 위치까지 하강시킨다. 이 경우, 구성 부재(104)는 피가공재(4)로부터 완전히 펀칭되지 않고, 그 외형 윤곽 부분이, 예를 들면 δ의 미소두께의 결합부(104a)를 통해 피가공재(4)와 결합하고 있고, 소위 비분리 압입 가공이 행하여진다.

상기 결합부(104a)는 구성 부재(104)의 외형 윤곽 전부에 걸쳐 형성하여도 되지만, 펀치(26)의 선단부 형상을 적당히 선정함으로써, 구성 부재(104)의 외형 윤곽의 적어도 일부에 형성되도록 한다.

펀치(26)가 상승한 후, 스트리퍼(31)의 상승과 함께, 압축 코일 스프링(34)의 상향으로의 가압력에 의해, 구성 부재(104)는 피가공재(4)와 함께 다이(27)로부터 상향으로 밀려나온다. 그리고 그 후의 피가공재(4)의 피치 이송에 의해, 피가공재(4)에 결합된 상태에서 최종 스테이지까지 반송된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 있어서의 피가공재의 가공 양태를 도시하는 주요부 평면도로서, 상기 도 3에 도시하는 적층체(100)를 제조하기 위한 구성 부재(101 내지 105)를 가공하는 경우를 도시하고 있다.

도 9에 있어서, 피가공재(4)는 상기 도 6에 도시하는 이송 장치(1)에 의해 화살표 방향으로 정피치(P)씩 간헐적으로 피치 이송된다. 6은 파일럿 구멍으로서, 상기 도 6에 도시하는 펀치ㆍ다이 세트(2)의 최상류에 있어서, 피가공재(4)에 정피치(P)의 간격으로 규칙적으로 가공되며, 이후의 가공 공정에 있어서의 위치 결정의 기준 구멍이 된다.

상기와 같은 펀치ㆍ다이 세트(2)에 의해, 다월 구멍(106) 및 이와 동축적으로 다월[도시하지 않음, 도 4에 있어서의 부호(107) 참조]을 가공한다. 이 경우, 펀치ㆍ다이 세트(2)에는 파일럿 구멍(6)과 결합하는 파일럿 핀을 설치하고, 펀치ㆍ다이 세트(2)에 의한 가공 위치는 상기 파일럿 구멍(6)을 기준으로 하여 위치 결정 가공된다(이후의 가공 공정에 있어서의 펀치ㆍ다이 세트에 있어서도 동일하게 한다). 더욱이, 피가공재(4)를 순차 피치(P)씩 이송하면서 상기 도 8과 같이 하여 구성 부재(101 내지 105)의 비분리 압입 가공에 의한 성형을 행한다. 이 경우에는, 상기 도 6에 있어서의 펀치ㆍ다이 세트(2)로서 구성 부재(101 내지 105)의 외형 윤곽에 대응하는 5종류의 펀치ㆍ다이를 구비한 것을 배치하고, 그들 펀치ㆍ다이 세트(2)를 각각 선택적으로 작동 가능하게 형성해 둔다. 그리고, 상기 도 3에 도시하는 적층체(100)에 대응하는 구성 부재(101 내지 105)를 예를 들면 각각 2개씩 성형하고, 도 9에 도시하는 바와 같이 순차 가공을 진행시켜 최종 스테이지까지 반송된다.

상기한 바와 같이 하여 피가공재(4)에 비분리 압입 가공에 의해 성형된 구성 부재(101 내지 105)는 상기 도 6에 있어서 최종 스테이지에 설치된 적층 장치(5)에 반송되고, 구성 부재 105에서 101을 향하는 순서대로 순차 적층 일체화된다. 즉, 가이드 부재(57)의 하강에 의해, 피가공재(4)의 파일럿 구멍(6)에 파일럿 핀이 결합하여 위치 결정 가압된 상태에서, 작동 장치(60)를 작동시켜 작동 부재(63) 및압착 펀치(58)를 통해 상기 구성 부재(101 내지 105)를 피가공재(4)로부터 각각 순서대로 완전히 펀칭하고[도 8에 있어서의 미소한 두께의 결합부(104a)의 전단에 의해], 지지 장치(53) 상에 배치한다.

이 경우, 구성 부재(101 내지 105)는 상기 도 8에 도시하는 바와 같이 미소한 두께의 결합부(104a)를 통해 피가공재(4)에 결합하고 있을 뿐이기 때문에, 압착 펀치(58)에 의해 용이하게 펀칭되어 적층되며, 인접하는 구성 부재간은 상기 도 4에 도시하는 바와 같이 다월 구멍(106)에 다월(107)이 결합하기 때문에, 일체화가 가능해진다.

또한, 유지 장치(52) 상의 유지 플레이트(56)에 설치되는 구멍(55)은 구성 부재(101 내지 105)의 최대 외형 윤곽보다 크게 형성되어 있기 때문에, 구성 부재(101 내지 105) 모두를 지장 없이 통과시킬 수 있다. 또한, 구성 부재(101 내지 105)를 지지하는 지지 장치(53)는 압착 펀치(58)에 의한 구성 부재(101 내지 105)의 적층 압착마다 그들 두께 치수 상당량만큼 하강하여, 그 위치에서 정지하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이상과 같이 하여 도 3에 도시하는 적층체(100)가 형성된 후, 이것을 지지 장치(53)로부터 배출하고, 다음의 적층 압착을 반복한다.

도 10은 피가공재의 지지 양태를 도시하는 주요부 확대 단면도이다. 본 발명에 있어서는, 상기 도 8에 도시하는 바와 같이, 비분리 압입 가공에 의해 성형되는 구성 부재(104)가 피가공재(4)의 하면에 적어도 d - δ만큼 돌출하기 때문에, 피가공재(4)의 반송 중에 장치의 구성 부분과 간섭할 우려가 있기 때문에, 도 10에 도시하는 바와 같이 부상시킨 양태로 반송할 필요가 있다.

도 10에 있어서, 40은 베이스판으로서, 펀치ㆍ다이 세트 또는 적층 장치 등의 피가공재(4)와 대면하는 구성 부분을 대표하여 도시하고 있다. 41은 가이드 핀으로서, 베이스판(40) 내에 상하 이동 가능하게 삽입 장치되고, 스프링(42)에 의해 상향으로 가압되고 있다. 가이드 핀(41)의 상단부 근방에는 홈(43)을 설치함과 동시에, 이 홈(43)의 폭 치수를 피가공재(4)의 두께 치수보다 약간 크게 형성하여, 피가공재(4)의 이동을 용이하게 한다.

상기 구성에 의해, 피가공재(4) 반송 시에 있어서는 도 10에 도시하는 바와 같이 부상 상태를 확보하여, 한쪽 장치의 작동 시에는 장치의 작동 부재의 하강에 의해 가이드 핀(41)이 하강하고, 작동 후에 있어서는 스프링(42)에 의해 상향으로 복귀한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 있어서의 피가공재의 다른 예에 의한 구성 부재의 적층 상태를 도시하는 주요부 확대 종단면도이다.

도 11에 있어서 10은 접착제로서, 예를 들면 구성 부재(101, 101)간에 개재되어, 적층 압착 시에 있어서, 또는 적층 후의 가열 처리에 의해, 구성 부재 상호간을 강고하게 접착할 수 있다. 이러한 적층 상태를 형성하기 위해서는, 피가공재의 표면에 미리 예를 들면 두께 10 내지 50㎛의 접착제 또는 열 압착 시트재를 피착시킨 것을 사용하면 된다.

도 12는 도 11에 도시하는 접착제를 전체면에 피착하는 측으로 바뀌는 다른 예를 도시하는 주요부 평면도이다.

도 12에 있어서 해칭(hatching)한 부위는 피가공재(4)의 표면에 접착제(10)를 줄무늬 또는 띠 모양으로 피착한 것을 도시한다. 이러한 피가공재(4)를 사용하여 예를 들면 상기 도 5에 도시하는 바와 같은 적층체(200)를 성형한 경우에, 줄무늬 또는 띠 모양 접착제(10, 10) 사이에 미소한 간극이 형성되어, 이 미소한 간극에 윤활제를 침투 또는 저류시킬 수 있어, 적층체(200)의 기어부, 캠부 그 외에 윤활제를 공급할 수 있다. 이 밖에 피가공재(4)의 표면에, 예를 들면 미세 분말형 카본 분말과 같은 윤활제를 함유하는 박막을 피착시킨 것을 사용하는 것도, 적층체(200)의 윤활을 위해 유용하다.

도 13은 본 발명의 실시예에 있어서의 적층 장치의 예를 도시하는 일부 단면 정면도이고 도 14는 도 13에 도시하는 구성의 측면도로서, 동일 부분은 상기 도 6과 동일한 참조 부호로 도시한다.

도 13 및 도 14에 있어서, 적층 장치(5)는 상기 도 6에 도시하는 바와 같이 피가공재(4)의 이송 방향의 최하류측에 펀치ㆍ다이 세트(2)와 nP의 간격에, 예를 들면 2대 설치된다. 또한, 적층 장치(5, 5)간은 sP(s는 임의의 양의 정수)의 간격으로 하지만, s는 가능한 한 작은 수로 하는 것이 바람직하다.

유지 플레이트(56) 상에는 재료 가이드(64)를 상하 이동 가능하게 설치하고, 피가공재(4)의 길이방향 주변부와 결합하도록, 또한 피가공재(4)의 길이방향 이동을 허용하고, 이송 방향과 직교하는 방향의 이동을 구속하도록 형성한다.

다음으로, 지지 장치(53)의 구성에 대해서 설명한다. 지지 장치(53)는 전체를 베이스(51)에 설치된 지지봉(70) 및 지지 플레이트(71)에 의해 베이스(51) 내에 삽입되어 지지되어 있다.

72는 배치대로서, 베이스(51)를 관통하여 설치된 가이드 바(73) 및 가이드 플레이트(74)와 지지 플레이트(71)에 세워 설치되어 상단부에 수나사(75)를 구비하여 이루어지는 지지 샤프트(76)를 통해 지지되어 있다. 77은 암나사 부재로서, 가이드 플레이트(74)에 설치되어 상기 수나사(75)와 나사 결합한다. 또한, 상기 수나사(75) 및 암나사 부재(77)의 나사는, 다수 조의 나사로 하고, 리드가 커지도록 형성하는 것이 바람직하다.

78은 디스크로서, 지지 플레이트(71)의 아래쪽에 있어서 지지 샤프트에 고착되며, 베이스(51)로부터 세워 설치된 캘리퍼(81; caliper)에 설치된 실린더(도시하지 않음)에 의해 선택적으로 삽입 부착됨으로써, 디스크 브레이크(82)를 구성하고, 지지 샤프트(76)의 회전을 제동 해제 가능하게 형성한다.

80은 구동 모터로서, 설치판을 통해 지지 플레이트(71)에 설치되며, 상기 지지 샤프트(76)를 정역 회전 가능하게 구성한다. 79는 베어링으로서, 지지 샤프트(76)의 하단부를 지지한다.

상기 구성에 의해, 상기 도 7에 도시하는 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트(2)를 선택적으로 작동시킴으로써, 상기 도 3에 도시하는 구성 부재(101 내지 105)를 비분리 압입 성형에 의해 성형된 피가공재(4)가 최종 스테이지인 도 13 및 도 14에 도시하는 한쪽의 적층 장치(5)에 반송되면, 재료 가이드(64)가 하강하여 피가공재(4)를 유지 플레이트(56) 상에 가압 고정시킨다.

다음으로, 작동 장치(60)의 작동에 의해 압착 장치(54)를 구동하고, 피가공재(4)로부터 구성 부재를 펀칭하여 지지 장치(53)를 구성하는 배치대(72) 상에 배치한다. 압착 펀치(58)를 상향으로 후퇴시킨 후, 피가공재(4)를 1피치(P)만큼 피치 이송하고, 다음의 구성 부재를 상기와 동일하게 하여, 이전의 구성 부재 상에 펀칭 적층 압착한다. 압착 펀치(58)의 작동에 의해, 인접하는 구성 부재간은 상기 도 4에 도시하는 다월 구멍(106)에 다월(107)이 결합하여 강고하게 적층 압착된다.

상기 압착 펀치(58)에 의한 적층 압착 시에 있어서는, 구동 모터(80)는 비작동 상태로 하고 있지만, 디스크 브레이크(82)를 제동 상태로 해 둠으로써, 배치대(72)를 그 위치에서 정지시킬 수 있다. 그리고, 압착 펀치(58)에 의한 구성 부재의 적층 압착 시의 가압력에 의해, 디스크 브레이크(82)의 제동력에 저항하여 암나사 부재(77)를 통해, 이와 나사 결합하는 수나사(75)가 회동되어, 배치대(72)가 구성 부재의 1장의 두께 치수 상당량만큼 하강하여, 그 위치에서 정지한다. 즉, 압착 펀치(58)의 가압력을 디스크 브레이크(82)의 제동력보다 커지도록 구성해 둠으로써, 상기한 바와 같은 구성 부재를 배치하는 배치대(72)의 순차 하강, 정지를 반복할 수 있어, 소정 개수를 적층 일체화하여 이루어지는 적층체(100)를 형성할 수 있다.

상기한 바와 같이 적층체(100)를 형성한 후, 작동 장치(60)의 작동에 의해 압착 펀치(58)를 상승시키고, 배출 장치(85)의 작동에 의해 적층 압착 후의 적층체(100)를 배출 슈트(86; 도 14 참조)를 통해 배출할 수 있다. 적층체(100)를 배치대(72)로부터 배출 후, 디스크 브레이크(82)를 해제한 상태에서 구동 모터(80)를 작동시켜, 지지 샤프트(76)의 회전에 의해 배치대(72)를 유지 플레이트(56; 도 13 참조) 바로 아래까지 상승시켜 구동 모터(80)를 정지시키고, 디스크브레이크(82)를 제동 상태로 하여, 배치대(72)를 그 위치에 확보한다. 그리고, 다음 구성 부재 수용을 가능하게 하여, 이하 상기 동작을 반복한다.

상기 적층체(100)의 배출 내지는 배치대(72)의 복귀를 행하는 동안에 있어서는, 피가공재(4)의 피치 이송 및 펀치ㆍ다이 세트(2)에 의한 가공을 실시할 수 없기 때문에, 이 경우에는 다른쪽 적층 장치(5)를 작동시킨다. 이로써 피가공재(4)에 대한 가공 작업이 중단되지 않아, 연속된 가공을 수행할 수 있다.

즉, 피가공재(4)의 이송 방향을 따라 설치된 2대의 적층 장치(5)를 교대로 작동시킴으로써[피가공재(4)의 이송 방향 하류측의 적층 장치(5)에서 상류측의 적층 장치(5)로 이행할 경우에는, 일시적으로 양자가 동시에 작동하는 경우가 있지만], 장치 전체를 연속하여 가동시킬 수 있어, 가공 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 적층 장치(5)의 설치 대수는 펀치ㆍ다이 세트(2)의 가공 택트, 적층 장치(5)에 있어서의 처리 시간 등을 감안하여, 2대 이상의 복수 대로 하여, 이들을 교대로 작동시킬 수 있다.

도 15 및 도 16은 각각 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 구성 부재의 고착 양태의 예를 도시하는 주요부 확대 종단면도이다. 도 15 및 도 16에 있어서는, 구성 부재(201)에 대해서 기술하지만, 다른 구성 부재(202 내지 204)에 대해서도 동일하다.

도 15에 있어서, 209는 다월로서, 다월 구멍(205)과 동축적으로 형성된다. 210은 돌기부로서, 예를 들면 버링 가공에 의해, 구성 부재(201)의 하향으로 돌출하도록 형성된다. 이 돌기부(210)는, 예를 들면 중공 원통형으로, 또한 외경(d) 및 높이(h)로 형성됨과 동시에, h = t + α, 즉, h > t 로 형성된다. 이 경우 α는 용접값으로서, 후술하는 용접에 의해 용접부가 형성될 수 있는 치수로 선정된다. 또한, 용접값(α)은 구성 부재(201)의 재질, 두께 치수(t), 돌기부(210)의 높이 치수 그 밖의 조건에 의해 적절하게 선정된다. 또한, 용접 수단으로서는, 스폿 용접, 저항 용접, 납땜 등을 적절하게 선정할 수 있다.

211은 여유 구멍으로서, 상기 돌기부(210)에 대응하는 위치에 구성 부재(201)를 관통하여 형성된다. 이 여유 구멍(211)은 예를 들면 원형으로 형성되며, 그 내경을 D로 하였을 때에, D > d로 형성되며, 후술하는 바와 같이 구성 부재(201)를 적층한 경우에, 돌기부(210)의 외측면과 여유 구멍(211)의 내측면이 전기적으로 비도통 상태가 되도록 한다. 구체적으로는, 돌기부(210)의 외측면과 여유 구멍(211)의 내측면 사이에, 예를 들면 0.2mm 이상의 간극이 형성되도록 비접촉 상태로 한다. 또한, 최하층의 구성 부재(201a)에는 관통 상태의 다월 구멍(205a)을 설치할 뿐으로, 돌기부(210) 및 여유 구멍(211)은 형성하지 않는 것으로 한다.

상기 구성에 의해, 도 16에 도시하는 바와 같이, 도전 재료로 이루어지는 배치대(212) 상에 구성 부재(201a)를 배치하고, 다음으로 여유 구멍(211)을 갖는 구성 부재(201)를 다월 구멍(205a)과 다월(209)과의 결합에 의해 위치 결정하여, 압착 전극(213)을 개재시켜 압착하면, 양 구성 부재를 적층 일체화할 수 있다.

다음으로 돌기부(210)를 갖는 구성 부재(201)를 상기와 마찬가지로 다월 구멍(205)과 다월(209)의 결합에 의해 위치 결정함과 동시에, 돌기부(210)의 선단이아래쪽의 구성 부재(201)의 여유 구멍(211)을 관통하여, 비접촉 상태의 다른 구성 부재(201)에 접촉하도록 압착 전극(213)을 통해 압착하고, 또한 용접 전원(214)으로부터의 전류를 압착 전극(213)과 배치대(212) 사이에 흘리면, 돌기부(210) 선단에 용접부(215)가 형성되어 구성 부재(201)가 용접된다.

도 15의 구성의 경우, 더욱이, 돌기부(210)를 갖는 구성 부재(201)를 상기와 마찬가지로 다월 구멍(205)과 다월(209)의 결합에 의해 위치 결정함과 동시에, 돌기부(210)의 선단이 아래쪽 구성 부재(201)의 여유 구멍(211)을 관통하여, 비접촉 상태의 다른 구성 부재(201)에 접촉하도록 압착 전극(213)을 개재시켜 압착하고, 또한 용접 전원(214)으로부터의 전류를 압착 전극(213)과 배치대(212) 사이에 흘리면, 돌기부(210) 선단에 용접부(215)가 형성되어, 구성 부재(201)가 용접되며, 도 16과 같이 5개의 구성 부재(201)가 강고하게 고착되는 형태가 된다.

도 15 및 도 16에 있어서는, 여유 구멍(211)을 갖는 구성 부재(201)와, 돌기부(210)를 갖는 구성 부재(201)를 1장 걸러, 즉 교대로 적층한 예에 대해서 도시하였지만, 여유 구멍(211)을 갖는 것을 복수 장 연속하여 적층하여도 된다. 이 경우에 있어서, 돌기부(210)의 높이 치수는 h > at(a는 1이상의 양의 정수)로 형성한다. 즉, 상기 연속 적층하는 매수에 대응하여 돌기부(210)의 높이 치수(h)를 선정하면 된다.

또한, 압착 전극(213)은 당연히 도전 재료에 의해 형성되는 것이지만, 용접이 행하여지는 돌기부(210)에 집중하여 전류를 흘릴 수 있는 구성으로 함과 동시에, 비교적 큰 전류가 흐르기 때문에, 적당한 냉각 수단을 설치하는 것이 바람직하다.

도 17은 돌기부 및 여유 구멍의 다른 예를 도시하는 주요부 확대 단면도이다.

도 17에 있어서, 돌기부(210)는 벤딩 가공에 의해 형성하며, 예를 들면 L자형 설상체(tongue)로 한다. 한쪽 여유 구멍(211)은 예를 들면 긴 구멍형으로 형성한다. 이러한 구성에 의해, 상기와 동일한 작용과 더불어, 구성 부재(201)의 중량이 저감되게 되며, 특히 경량화가 요구되는 적층체의 경우에 적합하다. 상기 외에, 돌기부(210) 및 여유 구멍(211)의 형상으로서는 각종 형상의 것을 선정할 수 있다.

도 18은 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 피가공재의 가공 양태의 일부를 도시하는 주요부 평면도로서, 상기 도 5에 도시하는 적층체(200)를 제조하기 위한 구성 부재(201 내지 204)의 일부를 가공하는 경우를 도시하고 있다.

도 18에 있어서, 피가공재(4)는 상기 도 6에 도시하는 이송 장치(1)에 의해 화살표 방향으로 정피치(P)씩 간헐적으로 피치 이송된다. 6은 파일럿 구멍으로서, 상기 도 6에 도시하는 펀치ㆍ다이 세트(2)의 최상류측의 것에 의해, 피가공재(4)에 정피치(P)의 간격으로 규칙적으로 가공되어, 이후의 가공 공정에 있어서의 위치 결정의 기준 구멍이 된다.

다음으로 상기와 동일한 펀치ㆍ다이 세트(2)에 의해, 다월 구멍(205) 및 이와 동축적으로 다월[도시하지 않음, 도 15에 있어서의 부호(209) 참조]을 가공한다. 이 경우, 펀치ㆍ다이 세트(2)에는 파일럿 구멍(6)과 결합하는 파일럿 핀을 설치하고, 펀치ㆍ다이 세트(2)에 의한 가공 위치는 상기 파일럿 구멍(6)을 기준으로하여 위치 결정 가공된다(이후의 가공 공정에 있어서의 펀치ㆍ다이 세트에 있어서도 동일하게 한다).

다음으로, 피가공재(4)를 순차 피치(P)씩 이송하면서 돌기부(210) 및 여유 구멍(211)을 선택적으로 가공한다. 이 경우, 구성 부재(201 내지 204)를 1장 걸러 고착하는 것에 있어서는, 돌기부(210)와 여유 구멍(211)을 교대로 가공하지만, 복수 장을 연속하여 적층하는 것에 있어서는, 그에 대응하여 여유 구멍(211)을 연속하여 가공한다. 이후는 구성 부재(201)에 있어서의 중공 구멍(207)을 소정 개수 연속하여 가공하고, 더욱이 구성 부재(202 내지 204)에 있어서의 스플라인 구멍(208)을 소정 개수 연속하여 가공한다. 더욱이, 피가공재를 순차 피치(P)씩 이송하면서 도시를 생략한 스테이지에 있어서, 구성 부재(201 내지 204)의 외형 윤곽의 비분리 압입 가공을 행한다.

상기 순차 이송 가공에 있어서는, 상기 도 7에 있어서의 펀치ㆍ다이 세트로서는, 파일럿 구멍(6) 및 다월 구멍(205)과 다월(209)을 가공하는 펀치ㆍ다이를 구비한 것(상시 작동) 외에, 중공 구멍(207), 스플라인 구멍(208) 및 구성 부재(201 내지 204)의 외형 윤곽에 대응하는 6종류의 펀치ㆍ다이를 구비한 것을 배치하여, 이들 펀치ㆍ다이 세트를 각각 선택적으로 작동 가능하게 형성해 둔다. 그리고 예를 들면 상기 도 5에 도시하는 적층체(200)에 대응하는 구성 부재(201)를 6개, 구성 부재(202 내지 204)를 각각 5개씩 성형하여, 피가공재(4)와 함께 최종 스테이지까지 반송된다.

상기한 바와 같이 하여 피가공재(4)에 비분리 압입 가공된 구성 부재(201 내지 204)는 상기 도 6에 있어서 최종 스테이지에 설치된 적층 장치(5)로 반송되며, 구성 부재(201)를 삽입하여 구성 부재 204로부터 201의 순서로 순차 적층 일체화된다. 즉, 가이드 부재(57)의 하강에 의해, 피가공재(4)의 파일럿 구멍(6)에 파일럿 핀이 결합하여 위치 결정 가압된 상태에서, 작동 장치(60)를 작동시켜, 작동 부재(63) 및 압착 펀치(58)를 통해 상기 구성 부재(201 내지 204)를 피가공재(4)로로부터 순차 펀칭하여 지지 장치(53) 상에 배치한다.

이 경우에 있어서 사용되는 적층 장치로서는, 용접 전원을 구비한 것이 필요하며, 도 19 및 도 20에 그 예를 도시하고 있다. 즉, 도 19는 본 발명의 실시예에 있어서의 적층 장치의 다른 예를 도시하는 일부 단면 정면도이고, 도 20은 도 19에 도시하는 구성의 측면도로서, 동일 부분은 상기 도 13 및 도 14와 동일한 참조 부호로 도시한다.

도 19, 도 20에 있어서, 압착 장치(54)에는 상기 구성 부재를 피가공재(4)로부터 펀칭하여 적층 압착하도록, 상하 이동 가능하게 형성된 압착 전극(58a)을 설치한다. 또한, 압착 전극(58a)은 도전 재료에 의해 형성되며, 절연 재료로 이루어지는 스페이서(59)를 통해 작동 부재(63)에 고착된다. 65는 용접 전원으로서, 압착 전극(58a)과 지지 장치(53) 사이에 접속되며, 선택적으로 작동 가능하게 형성되어 있다.

그리고, 상기 구성 부재(201 내지 204)를 펀칭할 경우, 구성 부재(201 내지 204)는 피가공재(4)에 형성된 결합부(104a; 도 8 참조)에 의해 가이드되어 적층되며, 인접하는 구성 부재간은 상기 도 15에 도시하는 바와 같이 다월 구멍(205)에다월(209)이 결합함과 동시에 돌기부(210)의 선단에 용접부(215)가 형성되기 때문에, 일체화가 가능해진다.

또한, 유지 장치(52) 상의 유지 플레이트(56)에 설치되는 구멍(55)은 구성 부재(201 내지 204)의 최대 외형 윤곽보다 크게 형성되어 있기 때문에, 구성 부재(201 내지 204) 모두를 지장 없이 통과시킬 수 있다.

또한, 구성 부재(201 내지 204)를 지지하는 지지 장치(53)는 압착 전극(58a)에 의한 구성 부재(201 내지 204)의 적층 압착마다, 그들 두께 치수 상당량만큼 하강하여, 그 위치에서 정지하도록 구성하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여 도 5에 도시하는 적층체(200)가 형성된 후, 이것을 지지 장치(53)로부터 배출하고, 다음의 적층 압착을 반복한다. 또한, 적층 장치(5)를 복수 대 설치하는 것에 의한 장치 전체의 연속 가동 작용은 상기 실시예에 있어서의 것과 동일하다.

상기 실시예에 있어서는, 구성 부재 상호간의 위치 결정을 다월 구멍과 다월과의 결합에 의해 행하는 예에 대해서 기술하였지만, 이에 한정되지 않고 구성 부재의 외형 윤곽 내에 관통하는 가이드 구멍을 펀칭에 의해 설치하고, 적층 시에 있어서 가이드 핀을 통해 결합시키거나, 구성 부재의 외형 윤곽을 가이드 핀에 결합시켜 위치 결정을 행해도 된다.

본 발명은 이상 기술하는 바와 같은 구성 및 작용이기 때문에, 하기의 효과를 낼 수 있다.

(1) 통상의 기계 가공으로는 불가능한 적층체라도, 비교적 용이하게 제조할 수 있다.

(2) 적층체의 국부적 사양 변경에 대해서도, 구성 부재의 일부를 변경함으로써 신속하게 대응할 수 있어, 다품종 소량 생산도 가능하다.

(3) 판재를 적층한 것에 상관 없이, 각각의 구성 부재간의 고착 강도가 크고, 고기능의 적층체의 제조가 가능하다. 또한, 구성 부재를 용접함으로써, 각각의 구성 부재간의 고착 강도가 보다 커진다.

(4) 복수 종류의 구성 부재를 펀칭하지 않고 비분리 압입 가공에 의해 순차 이송 성형한 후, 길이가 긴 형상의 피가공재와 함께 반송하기 때문에, 혹은 복수 종류의 구성 부재를 길이가 긴 형상의 피가공재와 함께 순차 이송 가공에 의해 제작하기 때문에, 공정 관리 및 부품 관리가 용이하고, 소재로부터의 일관 생산에 의해 고효율 및 저비용의 생산이 가능하다.

(5) 적층 장치를 복수 대 설치함과 동시에 이들을 교대로 작동시킴으로써, 피가공재에 대한 가공을 중단시키지 않고, 장치 전체를 연속하여 가동시킬 수 있어 가공 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

1. 형상을 달리 하는 구성 부재를 순차 제조함에 있어서,

   길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송함과 동시에,

   상기 형상을 달리 하는 구성 부재의 각각의 외형 윤곽을 비분리 압입(indenting) 가공에 의해 그 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공 부재에 결합한 상태로 성형하여 순차 이송하고,

   피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 상기 각각의 구성 부재를 피가공재로부터 분리하여 넣도록 한 것을 특징으로 하는 구성 부재의 제조 방법.
2. 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 방법에 있어서,

   길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송함과 동시에,

   적층체 각각의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 복수 종류의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하고,

   피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시키는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 구성 부재에 동축적으로 다월(dowel)과 다월 구멍을 형성하고, 인접하는 구성 부재간에 있어서 다월과 다월 구멍을 결합시킨 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 최하층을 구성하는 구성 부재에 관통한 통과 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 구성 부재에 관통한 복수 개의 가이드 구멍을 형성하고, 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 가이드 핀에 가이드 구멍을 결합시켜 위치 결정하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
6. 제 2 항에 있어서, 표면에 접착제를 피착시킨 피가공재를 사용하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 접착제를 줄무늬 또는 띠 모양으로 형성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활제를 함유하는 박막을 표면에 피착시킨 피가공재를 사용하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
9. 적층체의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 판재로 형성하고, 이들 구성 부재를 순차 적층하여 일체화됨과 동시에, 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 방법에 있어서,

   길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 순차 이송하고,

   상기 외형 윤곽 내에 여유 구멍(clearance hole) 또는 이 여유 구멍과 대응하는 위치에 돌기부를 형성하며,

   소정의 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하고,

   피가공재의 순차 이송 최종 스테이지에 있어서 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층함과 동시에,

   돌기부를 아래쪽의 구성 부재의 여유 구멍을 관통시켜 비인접 상태의 다른 구성 부재와 용접하여 적층 일체화하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
10. 제 9 항에 있어서, 외형 윤곽 형상 및/또는 외형 치수가 다른 복수 종류의 구성 부재에 의해, 연속하여 형성된 단면 형상이 다른 이(異)형상의 적층체를 형성하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
11. 제 9 항에 있어서, 피가공재의 두께 치수를 t, 돌기부의 높이 치수를 h로 하였을 때에, h > at(a는 1 이상의 양의 정수)로 형성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
12. 제 9 항에 있어서, 돌기부를 버링(burring) 가공 또는 벤딩(bending) 가공에 의해 형성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
13. 제 9 항에 있어서, 돌기부의 외측면과 여유 구멍의 내측면을 비도통(非導通) 상태로 형성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
14. 제 9 항에 있어서, 외형 윤곽 내의 상하면에 각각 다월 구멍과 다월을 동축적으로 형성하고, 인접하는 구성 부재간의 다월 구멍과 다월의 결합에 의해 적층하는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 방법.
15. 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 장치에 있어서,

    길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 간헐적으로 피치 이송하는 이송 장치와,

    피가공재의 이송 방향을 따라 배치됨과 동시에, 적층체 각각의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽를 갖는 복수 종류의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하는 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트와,

    이들 펀치ㆍ다이 세트의 피가공재 이송 방향 최하류측에 설치되며 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시키는 적층 장치를 구비함과 동시에,

    상기 펀치ㆍ다이 세트를 선택적으로 작동 가능하게 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 장치.
16. 적층체의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 판재로 형성하고, 이들 구성 부재를 순차 적층하여 일체화됨과 동시에, 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 장치에 있어서,

    길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 피치 이송하는 이송 장치와,

    상기 외형 윤곽 내에 관통하는 여유 구멍 또는 돌기부를 형성하는 복수 개의 제 1 펀치ㆍ다이 세트와,

    복수 개의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하는 복수 개의 제 2 펀치ㆍ다이 세트와,

    피가공재의 이송 방향 최하류측에 설치되며 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층하는 적층 장치를 구비하고,

    상기 적층 장치는,

    구성 부재의 통과를 허용하는 구멍을 가지며 피가공재의 하향 이동을 구속하도록 형성된 유지 장치와,

    이 유지 장치의 위쪽에 설치되며 구성 부재를 펀칭하여 적층 압착 용접하도록 상하 이동 가능한 압착 전극을 구비하여 이루어지는 압착 장치와,

    상기 유지 장치의 아래쪽에 설치되며 펀칭한 후의 구성 부재를 배치 가능하고 또한 상하 이동 가능한 지지 부재를 구비하여 이루어지는 지지 장치를 구비하고,

    상기 압착 장치와 지지 장치의 사이에 선택적으로 작동 가능한 용접 전원이 접속되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 적층 장치를 피가공재의 이송 방향을 따라 복수 대 설치함과 동시에, 이들 적층 장치가 교대로 작동하도록 구성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 장치.
18. 적층체의 단면 형상에 대응하는 외형 윤곽을 갖는 구성 부재를 판재로 형성하고, 이들 구성 부재를 순차 적층하여 일체화됨과 동시에, 단면 형상을 달리 하는 복수의 구성 부재가 연속하여 형성된 적층체의 제조 장치에 있어서,

    길이가 긴 피가공재를 길이방향으로 간헐적으로 피치 이송하는 이송 장치와,

    복수 개의 구성 부재를 비분리 압입 가공에 의해 그들의 외형 윤곽의 적어도 일부가 피가공재에 결합한 상태로 성형하는 복수 개의 펀치ㆍ다이 세트와,

    피가공재 이송 방향 최하류측에 설치되며 구성 부재를 순차 펀칭하여 적층 일체화시키는 적층 장치를 구비하고,

    상기 적층 장치는,

    구성 부재의 통과를 허용하는 구멍을 가지며 피가공재의 하향 이동을 구속하도록 형성된 유지 장치와,

    이 유지 장치의 위쪽에 설치되며 구성 부재를 펀칭 및 적층 압착하도록 상하 이동 가능한 압착 펀치를 구비하여 이루어지는 압착 장치와,

    상기 유지 장치의 아래쪽에 설치되며 펀칭한 후의 구성 부재를 배치 가능하고 또한 상하 이동 가능한 지지 부재를 구비하여 이루어지는 지지 장치를 구비하고,

    또한, 상기 적층 장치를 피가공재의 이송 방향을 따라 복수 대 설치함과 동시에, 이들 적층 장치가 교대로 작동하도록 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 장치.
19. 제 16 항 또는 제 18 항에 있어서, 압착 장치에 의한 구성 부재의 적층 압착마다 지지 부재가 구성 부재의 두께 치수 상당량만큼 하강하여 그 위치에서 정지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 장치.
20. 제 16 항 또는 제 18 항에 있어서, 외형 윤곽 내의 상하면에 각각 다월 구멍과 다월을 동축적으로 형성하는 펀치ㆍ다이 세트를 설치한 것을 특징으로 하는 적층체의 제조 장치.