WO2014038257A1 - 積層装置及び積層体製造システム - Google Patents

Abstract

【課題】　精度及び生産性の高い積層装置及び積層体製造システムを提供する。 【解決手段】　積層装置１０は、被積層材９０を載置する台部４と、台部４に対して上下方向に移動可能であって、台部４との間に被積層材９０を挟持する挟持部材１１と、挟持部材１１に対して上下方向に移動可能であって、被積層材９０をプレスするプレス部材１３と、被積層材９０のうちプレス部材１３によってプレスされて打ち抜かれた積層体９１ａを案内するガイドピン１４と、を備えることを特徴とする。

Description

積層装置及び積層体製造システム

　本発明は、複数個の構成部材を積層して一体化する積層装置及び積層体製造システムに関する。

　従来、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積層体の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を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積層体製造装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００２－４５９３７号公報

　本発明は、さらに精度及び生産性の高い積層装置及び積層体製造システムを提供することを目的としている。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置は、
　被積層材を載置する台部と、
　前記台部に対して上下方向に移動可能であって、前記台部との間に前記被積層材を挟持する挟持部材と、
　前記挟持部材に対して上下方向に移動可能であって、前記被積層材をプレスするプレス部材と、
　前記被積層材のうち前記プレス部材によってプレスされて打ち抜かれた積層体を案内するガイドピンと、
を備える
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置では、
　前記ガイドピンは、前記積層体に形成された孔に挿通されて前記積層体を案内する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置は、
　前記ガイドピンを弾性支持する弾性部材を有する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置は、
　第１の位置で第１被積層材を載置し、第２の位置で第２被積層材を載置する回転台部と、
　前記第１の位置において前記回転台部に対して上下方向に移動可能であって、前記回転台部との間に前記第１被積層材を挟持する第１挟持部材と、
　前記第１挟持部材に対して上下方向に移動可能であって、前記第１被積層材をプレスする第１プレス部材と、
　前記第１被積層材のうち前記第１プレス部材によってプレスされて打ち抜かれた第１積層体を案内する第１ガイドピンと、
　前記第２の位置において前記回転台部に対して上下方向に移動可能であって、前記回転台部との間に前記第２被積層材を挟持する第２挟持部材と、
　前記第２挟持部材に対して上下方向に移動可能であって、前記第２被積層材をプレスする第２プレス部材と、
　前記第２被積層材のうち前記第２プレス部材によってプレスされて打ち抜かれた第２積層体を案内する第２ガイドピンと、
を備える
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置では、
　前記第１ガイドピンは、前記第１積層体に形成された第１孔に挿通されて前記第１積層体を案内し、
　前記第２ガイドピンは、前記第２積層体に形成された第２孔に挿通されて前記第２積層体を案内する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置は、
　前記第１ガイドピンを弾性支持する第１弾性部材と、
　前記第２ガイドピンを弾性支持する第２弾性部材と、
を有する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置では、
　前記回転台部は、
　　打ち抜かれた前記第１積層体及び前記第２積層体を載置するガイドベースと、
　　前記ガイドベースを上下方向に移動させるアクチュエータと、
を有する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置では、
　前記回転台部は、
　前記ガイドベース及び前記アクチュエータを少なくとも２つ有する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置は、
　前記第１被積層材のうち前記第１積層体が打ち抜かれた後の第１スクラップ部を切断する第１切断部と、
　前記第２被積層材のうち前記第２積層体が打ち抜かれた後の第２スクラップ部を切断する第２切断部と、
を備える
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層装置は、
　前記第１切断部で切断された前記第１スクラップ部
及び
　前記第２切断部で切断された前記第２スクラップ部
を廃棄するスクラップ廃棄部を前記回転台部の中央に備える
ことを特徴とする。

　さらに、本発明にかかる一実施形態の積層体製造システムでは、
　前記積層装置と、
　前記第１被積層材のうち前記第１プレス部材によってプレスされて打ち抜かれる前記第１積層体を加工する第１加工ユニットと、
　前記第２被積層材のうち前記第２プレス部材によってプレスされて打ち抜かれる前記第２積層体を加工する第２加工ユニットと、
を備える
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層体製造システムでは、
　前記第１加工ユニットは、前記第１孔を加工し、
　前記第２加工ユニットは、前記第２孔を加工する
ことを特徴とする。

　本発明にかかる一実施形態の積層体製造システムでは、
　前記第１加工ユニットが前記第１被積層材を搬送する方向及び前記第２加工ユニットが前記第２被積層材を搬送する方向は、前記スクラップ廃棄部を中心として放射状に配置される
ことを特徴とする。

　本発明によれば、精度及び生産性の高い積層装置及び積層体製造システムを提供することが可能となる。

本発明に係る一実施形態の積層装置を示す概略図である。 本発明に係る一実施形態の第１積層部付近を示す図である。 本発明に係る一実施形態の第２積層部付近を示す図である。 本発明に係る一実施形態の第３積層部付近を示す図である。 本発明に係る一実施形態の第２積層部の作動を示す図である。 本発明に係る一実施形態の第２積層部の作動を示す図である。 本発明に係る一実施形態の積層装置によって積層された積層体を示す図である。 本発明に係る一実施形態の積層体製造システムを示す正面図である。 本発明に係る一実施形態の積層体製造システムを示す平面図である。 本発明に係る一実施形態の積層体製造システムの工程を示す図である。

　図１は、本発明に係る一実施形態の積層装置を示す概略図である。

　図１に示すように、本実施形態の一例としての積層装置１０は、第１積層部１、第２積層部２、第３積層部３、回転台部４、及びスクラップ廃棄部５を備える。

　第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３は、それぞれ第１被積層材９１、第２被積層材９２及び第２被積層材９３を積層する部分である。回転台部４は、第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３でそれぞれ積層された積層体を回転移動させる部分である。スクラップ廃棄部５は、回転台部４の中央に配置されて第１被積層材９１、第２被積層材９２及び第２被積層材９３の積層後のスクラップを排出する部分である。

　なお、積層部１，２，３は、１つの種類の被積層材９０を積層する場合に対応するため、少なくとも１つ設ければよい。好ましくは、積層部１，２，３の数は、積層体を構成する被積層材９０の種類に応じて設ければよい。

　このように、積層部を複数設けることで、それぞれの積層部において、厚みの異なる被積層材、形状の異なる被積層材、及び材質の異なる被積層材等を積層することができ、異寸法、異形状、異材質等の積層体を含む積層体を製造することが可能となる。

　本実施形態では、第１被積層材９１、第２被積層材９２及び第３被積層材９３を用いて積層体を形成する例を示す。したがって、積層装置１０は、少なくとも３つの第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３を備えればよい。

　次に、各部分を具体的に説明する。

　図２は、本発明に係る一実施形態の第１積層部付近を示す図である。

　回転台部４は、回転テーブル４１、支持台４２、アクチュエータ４３、ガイドベース４４を備える。回転テーブル４１は、支持台４２を設置する環状の水平な平面が形成されて、中心に対して回転可能な部材である。

　回転テーブル４１の上には支持台４２が設置されている。支持台４２は、円筒状の支持筒４２ａと、支持筒４２ａの上に設置された中心に開口を有する円盤部４２ｂと、を含む。アクチュエータ４３は、伸縮可能な構造であり、回転テーブル４１に設置される。本実施形態では、アクチュエータ４３を回転テーブル４１に設けた孔部４１ａに設置して、アクチュエータ４３の伸縮する作動距離を大きくしている。

　アクチュエータ４３の上方には、ガイドベース４４が設置される。ガイドベース４４は、アクチュエータ４３によって上下方向に移動可能となっている。ガイドベース４４の上面には、凸部４４ａが形成されている。凸部４４ａは、第１被積層材９１の厚みよりも小さい寸法で突き出ている。

　このように、アクチュエータ４３によってガイドベース４４を上下方向に移動可能にすることによって、ガイドベース４４の上に積層された積層体の枚数が多くなったとしても、ガイドベース４４上の積層体の枚数にあわせてアクチュエータ４３を伸縮作動させて、ガイドベース４４の位置を調整できるので、積層体を的確に積層させることが可能となる。

　回転テーブル４１が回転することで、支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４は、第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３に位置することが可能となる。

　なお、支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４は、各積層部にあわせた数を、回転テーブル４１に設置してもよい。例えば、本実施形態では、第１積層部１にあわせた第１の位置、第２積層部２にあわせた第２の位置、及び第３積層部３にあわせた第３の位置に、少なくとも３つの支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４をそれぞれ設置してもよい。また、予備の支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４をそれぞれ設置してもよい。なお、支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４は、第１の位置、第２の位置、第３の位置、及び予備位置を周方向に均等に同じ間隔で配置し、それぞれ周方向に均等に同じ間隔で設けることが好ましい。

　このように、複数の支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４を回転テーブル４１に設置することで、各積層部１，２，３で、各被積層材９０をそれぞれ同時にシンクロして積層することが可能となり、作業の効率化がはかれ、生産性を向上させることが可能となる。

　第１積層部１は、第１被積層材９１を積層する部分である。第１積層部１は、第１挟持部材１１、第１押圧部材１２、第１プレス部材１３、第１ガイドピン１４、及び弾性部材としての第１スプリング１５を備える。

　第１挟持部材１１は、図示しない駆動部材によって図示しない支柱に沿って上下動可能であり、支持台４１との間で第１被積層材９１の第１スクラップ部９１ｂを挟むことが可能である。第１押圧部材１２は、第１プレス部材１３を保持する。第１押圧部材１２及び第１プレス部材１３は、第１挟持部材１１に対して、図示しない駆動部材によって図示しない支柱に沿って、一体で上下動可能である。第１プレス部材１３は、第１被積層材９１をプレスし、第１スクラップ部９１ｂに対して、第１積層体９１ａを打ち抜く部材である。第１ガイドピン１４は、第１プレス部材１３に挿通され、第１プレス部材１３に対して上下動可能である。第１ガイドピン１４は、第１被積層材９１にあらかじめ加工してある第１孔９１ｃを貫通して第１プレス部材１３にプレスされ切断された第１被積層材９１を案内する。第１スプリング１５は、第１押圧部材１２に対して第１ガイドピン１４を上方から付勢しており、第１押圧部材１２が下方から押された場合に弾性支持することが可能である。

　このような構造によって、第１ガイドピン１４は、第１プレス部材１３が第１被積層材９１をプレスして打ち抜いた第１積層体９１ａを、すでに打ち抜かれてガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ的確に案内することが可能である。なお、第１ガイドピン１４の水平断面の形状は、第１積層体９１ａの第１孔９１ｃに対応した形状で設けることが好ましい。第１ガイドピン１４の水平断面の形状を、第１積層体９１ａの第１孔９１ｃに対応した形状とすることで、第１ガイドピン１４は、第１プレス部材１３が第１被積層材９１をプレスして打ち抜いた第１積層体９１ａを、さらに的確に案内することが可能となる。

　また、第１スプリング１５は、第１積層体９１ａを、すでに打ち抜かれてガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ積層する際に、第１ガイドピン１４がガイドベース４４又は積層体９０ａに衝突する衝撃を和らげることが可能である。

　なお、ガイドベース４４の上面の凸部４４ａの水平断面の形状は、第１積層体９１ａの第１孔９１ｃに対応した形状で設けることが好ましい。このように凸部４４ａを第１積層体９１ａの第１孔９１ｃに対応した形状で設けることで、ガイドベース４４は、一番に打ち抜かれた第１積層体９１ａを上面に安定して保持することが可能となる。

　図３は、本発明に係る一実施形態の第２積層部付近を示す図である。

　回転台部４は、図２と同様なので説明は省略する。

　第２積層部２は、第２被積層材９２を積層する部分である。第２積層部２は、第２挟持部材２１、第２押圧部材２２、第２プレス部材２３、第２ガイドピン２４、及び弾性部材としての第２スプリング２５を備える。

　第２挟持部材２１は、図示しない駆動部材によって図示しない支柱に沿って上下動可能であり、支持台４２との間で第２被積層材９２の第２スクラップ部９２ｂを挟むことが可能である。第２押圧部材２２は、第２プレス部材２３を保持する。第２押圧部材２２及び第２プレス部材２３は、第２挟持部材２１に対して、図示しない駆動部材によって図示しない支柱に沿って、一体で上下動可能である。第２プレス部材２３は、第２被積層材９２をプレスし、第２スクラップ部９２ｂに対して、第２積層体９２ａを打ち抜く部材である。第２ガイドピン２４は、第２プレス部材２３に挿通され、第２プレス部材２３に対して上下動可能である。第２ガイドピン２４は、第２被積層材９２にあらかじめ加工してある第２孔９２ｃを貫通して第２プレス部材２３にプレスされ切断された第２被積層材９２を案内する。第２スプリング２５は、第２押圧部材２２に対して第２ガイドピン２４を上方から付勢しており、第１押圧部材１２が下方から押された場合に弾性支持することが可能である。

　このような構造によって、第２ガイドピン２４は、第２プレス部材２３が第２被積層材９２をプレスして打ち抜いた第２積層体９２ａを、すでに打ち抜かれてガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ的確に案内することが可能である。なお、第２ガイドピン２４の水平断面の形状は、第２積層体９２ａの第２孔９２ｃに対応した形状で設けることが好ましい。第２ガイドピン２４の水平断面の形状を、第２積層体９２ａの第２孔９２ｃに対応した形状とすることで、第２ガイドピン２４は、第２プレス部材２３が第２被積層材９２をプレスして打ち抜いた第２積層体９２ａを、さらに的確に案内することが可能となる。

　また、第２スプリング２５は、第２積層体９２ａを、すでに打ち抜かれてガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ積層する際に、第２ガイドピン２４がガイドベース４４又は積層体９０ａに衝突する衝撃を和らげることが可能である。

　図４は、本発明に係る一実施形態の第３積層部付近を示す図である。

　回転台部４は、図２と同様なので説明は省略する。

　第３積層部３は、第３被積層材９３を積層する部分である。第３積層部３は、第３挟持部材３１、第３押圧部材３２、第３プレス部材３３、第３ガイドピン３４、及び弾性部材としての第３スプリング３５を備える。

　第３挟持部材３１は、図示しない駆動部材によって図示しない支柱に沿って上下動可能であり、支持台４３との間で第３被積層材９３の第３スクラップ部９３ｂを挟むことが可能である。第３押圧部材３２は、第３プレス部材３３を保持する。第３押圧部材３２及び第３プレス部材３３は、第３挟持部材３１に対して、図示しない駆動部材によって図示しない支柱に沿って、一体で上下動可能である。第３プレス部材３３は、第３被積層材９３をプレスし、第３スクラップ部９３ｂに対して、第３積層体９３ａを打ち抜く部材である。第３ガイドピン３４は、第３プレス部材３３に挿通され、第３プレス部材３３に対して上下動可能である。第３ガイドピン３４は、第３被積層材９３にあらかじめ加工してある第３孔９３ｃを貫通して第３プレス部材３３にプレスされ切断された第３被積層材９３を案内する。第３スプリング３５は、第３押圧部材３２に対して第３ガイドピン３４を上方から付勢しており、第１押圧部材１２が下方から押された場合に弾性支持することが可能である。

　このような構造によって、第３ガイドピン３４は、第３プレス部材３３が第３被積層材９３をプレスして打ち抜いた第３積層体９３ａを、すでに打ち抜かれてガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ的確に案内することが可能である。なお、第３ガイドピン３４の水平断面の形状は、第３積層体９３ａの第３孔９３ｃに対応した形状で設けることが好ましい。第３ガイドピン３４の水平断面の形状を、第３積層体９３ａの第３孔９３ｃに対応した形状とすることで、第３ガイドピン３４は、第３プレス部材３３が第３被積層材９３をプレスして打ち抜いた第３積層体９３ａを、さらに的確に案内することが可能となる。

　また、第３スプリング３５は、第３積層体９３ａを、すでに打ち抜かれてガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ積層する際に、第３ガイドピン３４がガイドベース４４又は積層体９０ａに衝突する衝撃を和らげることが可能である。

　次に、本発明に係る一実施形態の積層装置１０の作動方法について説明する。本実施形態では、第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３の基本的な作動方法は、同様なので、第２積層部２の作動方法について説明し、第１積層部１及び第３積層部３の作動方法については、説明を省略する。

　図５及び図６は、本発明に係る一実施形態の第２積層部２の作動を示す図である。

　図５（ａ）に示すように、第２積層部２にガイドベース４４が回転して来た時、すでに第１積層体９１ａがガイドベース４４の上に積層されている。なお、図５及び図６は、簡略化のため第１積層体９１ａが１枚の状態で示している。

　図５（ａ）の状態は、第２被積層材９２が、第２積層部２に搬送されて円盤部４２ｂに載置されている状態である。本実施形態の第２被積層材９２は、この時すでに加工されており、ダボ部９２ｄ₁が形成されている。また、第２被積層材９２は、１枚目の第２積層体９２ａ₁の外形輪郭の少なくとも一部が第２スクラップ部９２ｂ₁に係止された状態で整形される、いわゆる半抜きという被分離押込加工の状態となっていることが好ましい。なお、第２被積層材９２は、第２積層体９２ａ₁の外形輪郭を加工していない状態でもよい。

　図５（ｂ）の状態は、第２被積層材９２の第２スクラップ部９２ｂ₁が、第２挟持部材２１と円盤部４２ｂとの間に挟まれ、その後、第２押圧部材２２及び第２プレス部材２３が下方へ移動して、第２プレス部材２３が１枚目の第２積層体９２ａ₁に当接した状態である。また、１枚目の第２積層体９２ａ₁の第２孔９２ｃ₁には、第２ガイドピン２４が挿入されている。

　図５（ｃ）の状態は、第２プレス部材２３が下方へ移動して、１枚目の第２積層体９２ａ₁を打ち抜いた状態である。１枚目の第２積層体９２ａ₁は、第２孔９２ｃ₁に挿入された第２ガイドピン２４にガイドされて下方へ移動する。

　図５（ｄ）の状態は、第２プレス部材２３がさらに下方へ移動して、１枚目の第２積層体９２ａ₁が第１積層体９１ａに積層された状態である。積層状態では、１枚目の第２積層体９２ａ₁のダボ部９２ｄ₁が第１積層体９１ａのダボ穴９１ｅに嵌り込むようにすることが好ましい。ダボ部９２ｄ₁がダボ穴９１ｅに嵌り込むことによって、強固に積層することが可能となる。

　図５（ｄ）の状態の後、第２プレス部材２３が上方に移動する。その後、第２被積層材９２の２枚目の第２積層体９２ａ₂に対応する部分が、第２積層部２に搬送される。

　図６（ａ）の状態は、第２被積層材９２が、第２積層部２に搬送されて、円盤部４２ｂに載置されている状態である。なお、第２被積層材９２は、１枚目と同じように加工された状態で第２積層部２に搬送される。

　図６（ｂ）の状態は、第２被積層材９２の第２スクラップ部９２ｂ₁が、第２挟持部材２１と円盤部４２ｂとの間に挟まれ、その後、第２押圧部材２２及び第２プレス部材２３が下方へ移動して、第２プレス部材２３が第２被積層材９２の２枚目の第２積層体９２ａ₂に当接した状態である。また、２枚目の第２積層体９２ａ₂の第２孔９２ｃ₂には、第２ガイドピン２４が挿入されている。

　図６（ｃ）の状態は、第２プレス部材２３が下方へ移動して、２枚目の第２積層体９２ａ₂を打ち抜いた状態である。２枚目の第２積層体９２ａ₂は、第２孔９２ｃ₂に挿入された第２ガイドピン２４にガイドされて下方へ移動する。

　図６（ｄ）の状態は、第２プレス部材２３がさらに下方へ移動して、２枚目の第２積層体９２ａ₂が１枚目の第２積層体９２ａ₁に積層された状態である。積層状態では、２枚目の第２積層体９２ａ₂のダボ部９２ｄ₁が１枚目の第２積層体９２ａ₁のダボ穴９２ｅ₁に嵌り込むようにすることが好ましい。ダボ部９２ｄ₁がダボ穴９２ｅ₁に嵌り込むことによって、強固に積層することが可能となる。

　図６（ｄ）の状態の後、第２プレス部材２３が上方に移動する。その後、第２被積層材９２の３枚目の第２積層体９２ａ₂に対応する部分が、第２積層部２に搬送される。

　なお、第２積層部２での積層が終了した場合には、図６（ｄ）の状態の後、第２プレス部材２３が上方に移動する。その後、回転台部４が回転する。

　図７は、本発明に係る一実施形態の積層装置によって積層された積層体を示す図である。

　図５～図６に示した工程を、第１積層体９１ａに対して４回、第２積層体９２ａに対して４回、及び第３積層体９３ａに対して１回、実行すると、図７に示すような積層体９０ａが完成する。なお、第１積層体９１ａ、第２積層体９２ａ、及び第３積層体９３ａは、本実施形態の枚数に限らず、何枚ずつ積層してもよい。

　図１に示すように、完成した積層体９０ａは、図２～図４に示したアクチュエータ４３を作動させて、ガイドベース４４を上方に持ち上げることで、落下させて排出する。なお、積層体９０ａに当接して落下させるための当接部材を設けてもよい。

　また、本実施形態では、被積層材９０の積層後にスクラップ部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂを廃棄するため、図１に示した切断部５０を用いることが好ましい。第１切断部５１は、第１被積層材９１の第１積層体９１ａを第１積層部１で積層した後、残った第１スクラップ部９１ｂを切断する。その後、切断された第１スクラップ部９１ｂは、スクラップ廃棄部５に排出される。第２切断部５２は、第２被積層材９２の第２積層体９２ａを第２積層部２で積層した後、残った第２スクラップ部９２ｂを切断する。その後、切断された第２スクラップ部９２ｂは、スクラップ廃棄部５に排出される。第３切断部５３は、第３被積層材９３の第３積層体９３ａを第３積層部３で積層した後、残った第３スクラップ部９３ｂを切断する。その後、切断された第３スクラップ部９３ｂは、スクラップ廃棄部５に廃棄される。

　切断部５０を設けることで、積層体９１ａ，９２ａ，９３ａを積層部１，２，３で積層した後に残ったスクラップ部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂを、すぐに切断することができるので、効率的に作業を進めることが可能であると共に、スペースを有効に活用することが可能となる。また、スクラップ廃棄部５を設けることで、積層後に発生したスクラップ部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂを、短い移動距離で１カ所にまとめることができ、効率的に廃棄することが可能となる。

　次に、積層装置を用いた積層体製造システムについて説明する。

　図８は、本発明に係る一実施形態の積層体製造システムを示す正面図である。また、図９は、本発明に係る一実施形態の積層体製造システムを示す平面図である。

　積層体製造システム１００は、積層装置１０、加工ユニット６０、被積層材設置部７０を備える。

　被積層材設置部７０は、加工前の被積層材９０を設置する部分である。本実施形態の被積層材設置部７０は、加工前の被積層材９０をコイル状にして外周に巻き付けた円盤状の部材を用いる。

　加工ユニット６０は、被積層材設置部７０から送られた被積層材９０を加工するユニットである。加工ユニット６０は、特許文献１及び特許文献２に記載された技術と同様に、順送りで被積層材９０を加工する。加工ユニット６０での加工機は、プレス機に限らず、切削機等の加工機械を含んでもよい。

　なお、加工ユニット６０及び被積層材設置部７０の数は、被積層材９０の積層構造に応じて少なくとも１つの加工ユニット６０及び少なくとも１つの被積層材設置部７０を備えればよい。例えば、１つの部材で積層体を構成する場合、１つの加工ユニット６０及び１つの被積層材設置部７０を用いればよく、５つの部材で積層体を構成する場合、５つの加工ユニット６０及び５つの被積層材設置部７０を用いればよい。また、積層装置１０は、被積層材９０の種類、すなわち加工ユニット６０及び被積層材設置部６０の数にあわせた積層部１，２，３を備えることが好ましい。さらに、被積層材９０の種類、すなわち加工ユニット６０及び被積層材設置部６０の数にあわせた支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４を回転テーブル４１に設置することが好ましい。

　次に、積層体製造システムによる積層体製造方法について説明する。

　図１０は、本発明に係る一実施形態の積層体製造システムの工程を示す図である。

　第１被積層材９１は、第１被積層材設置部７１から第１加工ユニット６１に送られる。続いて、第１被積層材９１は、第１加工ユニット６１で加工される。本実施形態では、ステップ１₁、ステップ１₂、及びステップ１₃の３つの加工工程を行う（ＳＴ１₁、ＳＴ１₂、ＳＴ１₃）。その後、加工された第１被積層材９１は、積層装置１０に送られる。

　ただし、第１被積層材９１の第１加工ユニット６１は、第１積層部１において第１ガイドピン１４に案内される第１孔９１ｃを加工することが好ましい。なお、第１孔９１ｃは、第１ガイドピン１４の水平断面と同じ形状で、同じ又は少し大きい寸法であることが好ましい。

　また、第１被積層材９１の第１加工ユニット６１での最終加工状態は、前述した通り、外形輪郭の少なくとも一部が第１被積層材９１に係止された状態で整形される、いわゆる半抜き状態という被分離押込加工の状態が好ましい。

　第２被積層材９２は、第２被積層材設置部７２から第２加工ユニット６２に送られる。続いて、第２被積層材９２は、第２加工ユニット６２で加工される。本実施形態では、ステップ２₁の加工工程を行う（ＳＴ２₁）。その後、加工された第２被積層材９２は、積層装置１０に送られる。

　ただし、第２被積層材９２の第２加工ユニット６２は、第２積層部２において第２ガイドピン２４に案内される第２孔９２ｃを加工することが好ましい。なお、第２孔９２ｃは、第２ガイドピン２４の水平断面と同じ形状で、同じ又は少し大きい寸法であることが好ましい。

　また、第２被積層材９２の第２加工ユニット６２での最終加工状態は、前述した通り、外形輪郭の少なくとも一部が第２被積層材９２に係止された状態で整形される、いわゆる半抜き状態という被分離押込加工の状態が好ましい。

　第３被積層材９３は、第３被積層材設置部７３から第３加工ユニット６３に送られる。続いて、第３被積層材９３は、第３加工ユニット６３で加工される。本実施形態では、ステップ３₁の加工工程を行う（ＳＴ３₁）。その後、加工された第３被積層材９３は、積層装置１０に送られる。

　ただし、第３被積層材９３の第３加工ユニット６３は、第３積層部３において第３ガイドピン３４に案内される第３孔９３ｃを加工することが好ましい。なお、第３孔９３ｃは、第３ガイドピン３４の水平断面と同じ形状で、同じ又は少し大きい寸法であることが好ましい。

　また、第３被積層材９３の第２加工ユニット６３での最終加工状態は、前述した通り、外形輪郭の少なくとも一部が第２被積層材９３に係止された状態で整形される、いわゆる半抜き状態という被分離押込加工の状態が好ましい。

　なお、各加工ユニット６０による加工工程は、第１加工ユニット６１、第２加工ユニット６２、第３加工ユニット６３の順に行う必要はない。あらかじめ、加工した状態で、第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３で待機していればよい。

　次に、ステップ４として、第１積層部１で第１積層体９１ａを積層する（ＳＴ４）。その後、回転台部４を矢印Ａのように、回転させる。次に、ステップ５として、第２積層部２で第２積層体９２ａを積層する（ＳＴ５）。その後、回転台部４を矢印Ａのように、回転させる。次に、ステップ６として、第３積層部３で第３積層体９３ａを積層する（ＳＴ６）。その後、回転台部４を矢印Ａのように、回転させる。なお、第１積層部１、第２積層部２、及び第３積層部３での積層作業の説明については、図５及び図６を参考にしてすでに説明しているので、ここでは省略する。

　なお、ステップ４、ステップ５、及びステップ６は、回転台部４に、各積層部にあわせた数以上の支持台４２、アクチュエータ４３、及びガイドベース４４を、各積層部の位置にあわせて周方向に均等の間隔で設置することで、それぞれ同時にシンクロして行うことが可能である。ステップ４、ステップ５、及びステップ６を同時にシンクロして行うことで、作業の効率化がはかれ、生産性を向上させることが可能となる。

　最後に、ステップ７として、図７に示した完成した積層体９０ａを排出する（ＳＴ７）。

　このように、一実施形態の積層装置１０は、被積層材を載置する台部４と、台部４に対して上下方向に移動可能であって、台部４との間に第１被積層材９１を挟持する第１挟持部材１１と、第１挟持部材１１に対して上下方向に移動可能であって、第１被積層材９１をプレスする第１プレス部材１３と、第１被積層材９１のうち第１プレス部材１３によってプレスされて打ち抜かれた第１積層体９１ａを案内する第１ガイドピン１４と、を備えるので、第１ガイドピン１４が、第１プレス部材１３が第１被積層材９１をプレスして打ち抜いた第１積層体９１ａを台部４に的確に案内し、精度及び生産性を高めることが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０では、第１ガイドピン１４は、第１積層体９１ａに形成された第１孔９１ｃに挿通されて第１積層体９１ａを案内するので、他の部分に案内する部材を設ける必要がなく、スペースを有効に活用することが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０は、第１ガイドピン１４を弾性支持する第１スプリング１５を有するので、第１積層体９１ａを、すでに打ち抜かれて回転台部４のガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ積層する際に、第１ガイドピン１４がガイドベース４４又は積層体９０ａに衝突する衝撃を和らげることが可能である。

　また、一実施形態の積層装置１０は、第１の位置で第１被積層材９１を載置し、第２の位置で第２被積層材９２を載置する回転台部４と、第１の位置において回転台部４に対して上下方向に移動可能であって、回転台部４との間に第１被積層材９１を挟持する第１挟持部材１１と、第１挟持部材１１に対して上下方向に移動可能であって、第１被積層材９１をプレスする第１プレス部材１３と、第１被積層材９１のうち第１プレス部材１３によってプレスされて打ち抜かれた第１積層体９１ａを案内する第１ガイドピン１４と、第２の位置において回転台部４に対して上下方向に移動可能であって、回転台部４との間に第２被積層材９２を挟持する第２挟持部材２１と、第２挟持部材２１に対して上下方向に移動可能であって、第２被積層材９２をプレスする第２プレス部材２４と、第２被積層材９２のうち第２プレス部材２４によってプレスされて打ち抜かれた第２積層体９２ａを案内する第２ガイドピン２４と、を備えるので、第１ガイドピン１４が、第１プレス部材１３が第１被積層材９１をプレスして打ち抜いた第１積層体９１ａを回転台部４に的確に案内し、第２ガイドピン２４が、第２プレス部材２３が第２被積層材９２をプレスして打ち抜いた第２積層体９２ａを回転台部４に的確に案内し、精度及び生産性を高めることが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０では、第１ガイドピン１４は、第１積層体９１ａに形成された第１孔９１ｃに挿通されて第１積層体９１ａを案内し、第２ガイドピン２４は、第２積層体９２ａに形成された第２孔９２ｃに挿通されて第２積層体９２ａを案内するので、他の部分に案内する部材を設ける必要がなく、スペースを有効に活用することが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０は、第１ガイドピン１４をガイドベース４４側に付勢する第１スプリング１５と、第２ガイドピン２４をガイドベース４４側に付勢する第２スプリング２５と、を有するので、第１積層体９１ａを、すでに打ち抜かれて回転台部４のガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ積層する際に、第１ガイドピン１４がガイドベース４４又は積層体９０ａに衝突する衝撃を和らげ、第２積層体９２ａを、すでに打ち抜かれて回転台部４のガイドベース４４に載置された積層体９０ａ上へ積層する際に、第２ガイドピン２４がガイドベース４４又は積層体９０ａに衝突する衝撃を和らげることが可能である。

　また、一実施形態の積層装置１０は、打ち抜かれた第１積層体９１ａ及び第２積層体９２ａを載置するガイドベース４４と、ガイドベース４４を上下方向に移動させるアクチュエータ４３と、を有するので、第１積層体９１ａ及び第２積層体９２ａを安定して保持することが可能となると共に、ガイドベース４４の上に積層された積層体の枚数が多くなったとしても、ガイドベース４４上の第１積層体９１ａ及び第２積層体９２ａの枚数にあわせてアクチュエータ４３を伸縮作動させて、ガイドベース４４の位置を調整できるので、第１積層体９１ａ及び第２積層体９２ａを的確に積層させることが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０では、回転台部４は、ガイドベース４４及びアクチュエータ４３を少なくとも２つ有するので、各積層部１，２，３で、各被積層材９０をそれぞれ同時にシンクロして積層することが可能となり、作業の効率化がはかれ、生産性を向上させることが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０は、第１被積層材のうち第１積層体が打ち抜かれた後の第１スクラップ部を切断する第１切断部と、第２被積層材のうち第２積層体が打ち抜かれた後の第２スクラップ部を切断する第２切断部と、を備えるので、積層体９１ａ，９２ａ，９３ａを積層部１，２，３で積層した後、残ったスクラップ部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂを、すぐに切断することができるので、効率的に作業を進めることが可能であると共に、スペースを有効に活用することが可能となる。

　また、一実施形態の積層装置１０は、第１切断部で切断された第１スクラップ部及び第２切断部で切断された第２スクラップ部を廃棄するスクラップ廃棄部を前記回転台部の中央に備えるので、積層後に発生したスクラップ部９１ｂ，９２ｂ，９３ｂを、短い移動距離で１カ所にまとめることができ、効率的に廃棄することが可能となる。

　さらに、一実施形態の積層体製造システム１００は、前記積層装置１０と、第１被積層材９１のうち第１プレス部材１３によってプレスされて打ち抜かれる第１積層体９１ａを加工する第１加工ユニット６１と、第２被積層材９２のうち第２プレス部材２３によってプレスされて打ち抜かれる第２積層体９２ａを加工する第２加工ユニット６２と、を備えるので、第１積層体９１ａ及び第２積層体９２ａを、それぞれ異寸法、異形状、異材質に積層直前に加工することが可能となり、設計の自由度が増すと共に、第１積層体９１ａ及び第２積層体９２ａの、寸法、形状、材質等の変更に対して迅速に対応することが可能となる。

　また、一実施形態の積層体製造システム１００では、第１加工ユニット６１は、第１積層体９１ａの一部に少なくとも第１孔９１ｃを加工し、第２加工ユニット６２は、第２積層体９２ａの一部に少なくとも第２孔９１２を加工し、第１ガイドピン１４は、第１孔９１ｃを挿通して第１積層体９１ａを案内し、第２ガイドピン２４は、第２孔９２ｃを挿通して第２積層体９２ａを案内するので、加工工程の中で案内する孔を加工することができ、効率的に加工することが可能となる。

　また、一実施形態の積層体製造システム１００では、第１加工ユニットから搬送される第１被積層材及び第２加工ユニットから搬送される第２被積層材は、スクラップ廃棄部を中心として放射状に配置されるので、効率的に作業を進めることが可能であると共に、スペースを有効に活用することが可能となる。

１００…積層体製造システム
１０…積層装置
１…第１積層部
２…第２積層部
３…第３積層部
４…回転台部
５…スクラップ廃棄部
６０…加工ユニット
７０…被積層体設置部
９０…被積層材

Claims (13)

1. 　被積層材を載置する台部と、
   　前記台部に対して上下方向に移動可能であって、前記台部との間に前記被積層材を挟持する挟持部材と、
   　前記挟持部材に対して上下方向に移動可能であって、前記被積層材をプレスするプレス部材と、
   　前記被積層材のうち前記プレス部材によってプレスされて打ち抜かれた積層体を案内するガイドピンと、
   を備える
   ことを特徴とする積層装置。
2. 　前記ガイドピンは、前記積層体に形成された孔に挿通されて前記積層体を案内する
   ことを特徴とする請求項１に記載の積層装置。
3. 　前記ガイドピンを弾性支持する弾性部材を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層装置。
4. 　第１の位置で第１被積層材を載置し、第２の位置で第２被積層材を載置する回転台部と、
   　前記第１の位置において前記回転台部に対して上下方向に移動可能であって、前記回転台部との間に前記第１被積層材を挟持する第１挟持部材と、
   　前記第１挟持部材に対して上下方向に移動可能であって、前記第１被積層材をプレスする第１プレス部材と、
   　前記第１被積層材のうち前記第１プレス部材によってプレスされて打ち抜かれた第１積層体を案内する第１ガイドピンと、
   　前記第２の位置において前記回転台部に対して上下方向に移動可能であって、前記回転台部との間に前記第２被積層材を挟持する第２挟持部材と、
   　前記第２挟持部材に対して上下方向に移動可能であって、前記第２被積層材をプレスする第２プレス部材と、
   　前記第２被積層材のうち前記第２プレス部材によってプレスされて打ち抜かれた第２積層体を案内する第２ガイドピンと、
   を備える
   ことを特徴とする積層装置。
5. 　前記第１ガイドピンは、前記第１積層体に形成された第１孔に挿通されて前記第１積層体を案内し、
   　前記第２ガイドピンは、前記第２積層体に形成された第２孔に挿通されて前記第２積層体を案内する
   ことを特徴とする請求項４に記載の積層装置。
6. 　前記第１ガイドピンを弾性支持する第１弾性部材と、
   　前記第２ガイドピンを弾性支持する第２弾性部材と、
   を有する
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の積層装置。
7. 　前記回転台部は、
   　　打ち抜かれた前記第１積層体及び前記第２積層体を載置するガイドベースと、
   　　前記ガイドベースを上下方向に移動させるアクチュエータと、
   を有する
   ことを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の積層装置。
8. 　前記回転台部は、
   　前記ガイドベース及び前記アクチュエータを少なくとも２つ有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の積層装置。
9. 　前記第１被積層材のうち前記第１積層体が打ち抜かれた後の第１スクラップ部を切断する第１切断部と、
   　前記第２被積層材のうち前記第２積層体が打ち抜かれた後の第２スクラップ部を切断する第２切断部と、
   を備える
   ことを特徴とする請求項４乃至請求項８のいずれか１項に記載の積層装置。
10. 　前記第１切断部で切断された前記第１スクラップ部
    及び
    　前記第２切断部で切断された前記第２スクラップ部
    を廃棄するスクラップ廃棄部を前記回転台部の中央に備える
    ことを特徴とする請求項９に記載の積層装置。
11. 　請求項４乃至請求項１０のいずれか１項に記載の積層装置と、
    　前記第１被積層材のうち前記第１プレス部材によってプレスされて打ち抜かれる前記第１積層体を加工する第１加工ユニットと、
    　前記第２被積層材のうち前記第２プレス部材によってプレスされて打ち抜かれる前記第２積層体を加工する第２加工ユニットと、
    を備える
    ことを特徴とする積層体製造システム。
12. 　前記第１加工ユニットは、前記第１孔を加工し、
    　前記第２加工ユニットは、前記第２孔を加工する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の積層体製造システム。
13. 　前記第１加工ユニットが前記第１被積層材を搬送する方向及び前記第２加工ユニットが前記第２被積層材を搬送する方向は、前記スクラップ廃棄部を中心として放射状に配置される
    ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の積層体製造システム。

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