JP5570374B2 - 積層体製造方法及び積層体製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄板から切断された薄板部材セグメントを積層することにより積層体を製造するための積層体製造方法及び積層体製造装置に関する。

例えば、電動機のロータコアは、リング状に成形された電磁鋼板からなるプレートを積層することにより、リング状（円筒状）に構成されている。このようなロータコアとして、周方向に分割された複数の扇状のプレートからなる分割コアプレートから構成されたロータコアが知られている（特許文献１参照）。

本出願人は、特許文献１において、分割コアプレートの積層時間をより短縮すると共に、より高精度に分割コアプレートを積層するロータコアの積層体製造装置を提案している。このロータコアの積層体製造装置によれば、複数の分割ロータプレートをリング状に配置しながら積層してロータコアを成形する場合に、分割ロータプレートをより迅速にかつ効率的に、さらにより高精度に積層することが可能となる。

このような積層体製造装置において、複数の分割ロータプレートを切断して切り出した時にスクラップ部材が発生する。特許文献１に記載の積層体製造装置は、発生したスクラップ部材を連結した状態で積層体製造装置の外部に排出させてから所定の大きさに切断している。

ところで、プレートの厚さよりも薄くした薄板（例えば０．２ｍｍの厚さ以下のプレート）を採用するステータコアの製造が望まれている。

国際公開第２００８／０６５８３０号

しかし、ステータコアのようなプレートの厚さが薄い薄板を用いると、プレス装置によってプレートから切り出されたスクラップ部材が積層体製造装置の外部に排出されるまでの間に、スクラップ部材が撓みやすく、積層体製造装置から排出しにくいという問題がある。

本発明は、薄板から切断され薄板部材セグメントから分離されたスクラップ部材を効率的に排出することができる積層体製造方法及び積層体製造装置を提供することを目的とする。

（１）上型（例えば、後述する上型１１０ａ）及び下型（例えば、後述する下型１１０ｂ）を備えたプレス装置（例えば、後述するプレス装置１１０）によって薄板（例えば、後述する板部材３２）から切断された薄板部材セグメント（例えば、後述する分割コアプレート１２）を積層することにより積層体（例えば、後述するステータコア１０）を製造するための積層体製造方法であって、前記薄板が前記下型に載置された状態で前記下型によって前記薄板から前記薄板部材セグメント及びチップ状のスクラップ部材（例えば、後述するスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２）を切り出す切断工程と、前記スクラップ部材が前記下型に載置された状態で、前記下型を回転させて、前記スクラップ部材に作用する遠心力により、前記スクラップ部材を前記下型の外部に排出する排出工程と、を含む積層体製造方法。

（１）に記載の発明によれば、切断工程により薄板から切り出されたチップ状のスクラップ部材が下型に載置された状態で、下型を回転させて、スクラップ部材に作用する遠心力により、スクラップ部材を下型の外部に排出する。

このため、切断工程が実行される毎に、薄板からチップ状のスクラップ部材が切り出され、スクラップ部材が下型から外部に排出されるので、スクラップ部材が撓みスクラップ部材が下型から排出されないという虞はほとんどない。

また、チップ状のスクラップ部材は、下型の回転により外部に排出されるので、薄板から切断され薄板部材セグメントから分離されたスクラップ部材を下型の外部に効率的に排出できる。

（２）前記排出工程は、前記下型に設けられたスクラップ部材保持装置（例えば、後述する下パイロットピン１３０）が前記スクラップ部材を保持した状態で前記下型を回転させる工程と、前記スクラップ部材を保持した状態で前記下型が回転しているときに、排出しようとするタイミングで、前記スクラップ部材保持装置が前記スクラップ部材の保持を解除する工程と、を含む。

（２）に記載の発明によれば、スクラップ部材はスクラップ部材保持装置によって下型に保持され、下型が回転し、排出しようとするタイミングにおいてスクラップ部材保持装置がスクラップ部材の保持を解除するため、より確実にスクラップ部材を下型の外部に排出できる。排出しようとするタイミングは、例えば、下型の回転角度によって設定されてもよい。

（３）薄板（例えば、後述する板部材３２）から切断された薄板部材セグメント（例えば、後述する分割コアプレート１２）を積層することにより積層体（例えば、後述するステータコア１０）を製造する積層体製造装置（例えば、後述する積層体製造装置１００）であって、前記薄板が載置された状態で前記薄板から前記薄板部材セグメント及びチップ状のスクラップ部材（例えば、後述するスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２）をプレスによって切断する上型（例えば、後述する上型１１０ａ）及び下型（例えば、後述する下型１１０ｂ）を備えるプレス装置（例えば、後述するプレス装置１１０）と、前記スクラップ部材が前記下型に載置された状態で、前記下型を回転させて、前記スクラップ部材に作用する遠心力により、前記スクラップ部材を前記下型の外部に排出する回転装置（例えば、後述する回転装置２００）と、を含む積層体製造装置。

（３）に記載の発明によれば、上型及び下型により薄板から切り出されたチップ状のスクラップ部材が下型に載置された状態で、回転装置で下型を回転させて、スクラップ部材に作用する遠心力により、スクラップ部材を下型の外部に排出する。

このため、上型及び下型によるプレス切断が実行される毎に、薄板からチップ状のスクラップ部材が切り出され、スクラップ部材が下型から外部に排出されるので、スクラップ部材が撓み、スクラップ部材が下型から排出されないという虞はほとんどない。

また、チップ状のスクラップ部材は、下型の回転により下型の外部に排出されるので、薄板から切断され薄板部材セグメントから分離されたスクラップ部材を効率的に排出できる。

（４）前記下型は、同期装置（例えば、後述するカム機構１４０）によって駆動されるスクラップ部材保持装置（例えば、後述する下パイロットピン１３０）を備え、前記スクラップ部材保持装置は、前記下型を回転させているとき前記スクラップ部材を保持し、前記スクラップ部材を保持している状態で前記下型が回転しているとき、排出しようとするタイミングで、前記スクラップ部材の保持を解除する。

（４）に記載の発明によれば、スクラップ部材は一時的にスクラップ部材保持装置に保持され、排出しようとするタイミングにおいてスクラップ部材保持装置がスクラップ部材の保持を解除することによって、より確実にスクラップ部材を外部に排出することができる。排出しようとするタイミングは、例えば、下型の回転角度によって設定されてもよい。

本発明によれば、薄板から切断され薄板部材セグメントから分離されたスクラップ部材を効率的に排出することができる積層体製造方法及び積層体製造装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る積層体を製造する積層体製造装置及び積層体製造方法により製造された積層体の斜視図である。 図１に示す積層体の一部を分解した分解斜視図である。 図１に示す積層体の製造ラインの構成を示す概略平面図である。 図１に示す積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のａ−ａ概略断面図である。 図３に示す積層体の製造ラインの積層体製造装置の概略平面図である。 図４に続く積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のａ−ａ概略断面図である。 図６に続く積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のａ−ａ概略断面図である。 図７に続く積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のａ−ａ概略断面図である。 図８に続く積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のａ−ａ概略断面図である。 図９に続く積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のｂ−ｂ概略断面図である。 図１０に続く積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置における図３のｃ−ｃ概略断面図である。 図１１に示す積層体の製造方法の工程を説明する積層体製造装置の概略斜視図である。

以下、本発明に係る積層体の積層体製造装置１００、及びその積層体製造装置１００を用いた製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、図１乃至図１２に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る積層体の積層体製造装置１００により製造された積層体（ステータコア１０）の斜視図である。図２は、図１に示す積層体の一部を分解した分解斜視図である。ステータコア１０は、例えば、図示しないロータ（回転子）と共に電動機（モータ）を構成する。

ステータコア１０は、薄板扇状の電磁鋼板からなる分割コアプレート（ステータコアピース）１２を周方向に複数枚（本実施形態では３枚）配置してリング状に形成した第１コアプレート１４と、薄板扇状の電磁鋼板からなる分割コアプレート（ステータコアピース）１２を第１コアプレート１４から所定の位相（本実施形態では６０度）だけずらして周方向に複数枚（本実施形態では３枚）配置してリング状に形成した第２コアプレート１８と、から構成される。該ステータコア１０では、最下層を形成する第１コアプレート１４上に第２コアプレート１８が積層されている。そして、この第２コアプレート１８上に、第１コアプレート１４及び第２コアプレート１８が交互に積層されている。

このようなステータコア１０では、重なり合う層間、すなわち、奇数層（第１層、第３層等）と偶数層（第２層、第４層等）の間では、各層を構成する分割コアプレート同士は、互いに当接する端部（突き当て面）の位相が所定角度ずれた状態で積層されている。具体的には、図２に示すように、例えば、奇数層である第１層（最下層）を構成する第１コアプレート１４では、分割コアプレート１２同士が当接する端部の位置Ａ１は、所定角度θ１（本実施形態では１２０度）刻みで合計３箇所に配置されている。一方、偶数層である第２層を構成する第２コアプレート１８では、分割コアプレート１２同士が当接する端部の位置Ａ２は、位置Ａ１から所定角度θ２（本実施形態では６０度）ずれた位置とされ、所定角度θ３（本実施形態では１２０度）刻みで合計３箇所に配置されている。第１コアプレート１４と第２コアプレート１８とは、所定角度θ２の位相差を有する以外、同一形状を有する。

図２に示すように、分割コアプレート１２には、その外周側の円弧状縁部に略半円状の一対の凸部（突出部、プレート側凸部）２４、２４が形成されている。各凸部２４は、分割コアプレート１２が３枚配置された第１コアプレート１４において等間隔に（６０度間隔に）、６個配置される。凸部２４の略中央部には、ピン２２（図１参照）が嵌挿される孔部２０が形成されている。各凸部２４は、第２コアプレート１８においても同様に、等間隔に（６０度間隔に）６個配置されている。凸部２４の略中央部には、ピン２２（図１参照）が嵌挿される孔部２０が形成されている。

ここで、第１コアプレート１４と第２コアプレート１８との間の位相差は６０度であり、孔部２０の間隔も６０度である。そのため、第１コアプレート１４と第２コアプレート１８の孔部２０の位置は、一致する。

また、分割コアプレート１２には、その内周側の円弧状縁部に沿って略等間隔にかつその内周側の円弧状縁部に開放した複数のスリット２８が形成されている。そのため、第１コアプレート１４及び第２コアプレート１８にも、同様に、その内周側の円弧状縁部に沿って略等間隔にかつその内周側の円弧状縁部に開放した複数のスリット２８が形成される。

ステータコア１０では、積層された第１コアプレート１４及び第２コアプレート１８の各層に６個ずつ設けられた孔部（結合部、貫通孔）２０に、ピン（結合部材）２２が積層方向（軸方向）に沿って嵌挿され、各層間が結合されている。ステータコア１０を形成する第１及び第２コアプレート１４及び１８の積層枚数は、その使用条件等に応じて適宜変更可能である。さらに、ステータコア１０の各層間は、分割コアプレート１２の上下面に塗布された接着剤２３により、より強固に結合されている。このような接着剤２３は、板部材３２（図３参照）や分割コアプレート１２等の表面に塗布されている状態では略薄膜状に構成されており、その接着力は発生しておらず、加熱処理及び冷却処理が施された際に接着力が発生するものであることが好ましい。

次に、上記のように構成されるステータコア１０を製造する製造方法の一例について、図面を参照しながら説明する。
まず、ステータコア製造ライン３０について説明する。

図３に示すように、ステータコア１０を製造するステータコア製造ライン３０は、成形装置３１と積層体製造装置１００とを備える。このステータコア製造ライン３０では、成形装置３１に載置された薄板帯状の電磁鋼板からなる板部材３２は、矢印Ｘ方向に１ピッチずつ（図３中の矢印１Ｐが１ピッチに相当する。）搬送され、成形装置３１により所定の加工を行われ、積層体製造装置１００によって分割コアプレート１２に成形され、ステータコア１０に形成される。

成形装置３１は、板部材３２が搬送される上流側から下流側（矢印Ｘ方向）に向かって、パイロット孔成形金型３４と、カシメカット成形金型３６と、カシメベンドスロット成形金型３８と、窓抜き孔形成金型４０とを備える。これら各金型は、例えば、孔部や分割コアプレートを打ち抜くためのパンチを備える上型（図示せず）と、該上型に対向配置され、その上面を板部材３２が搬送される下型（図示せず）と、から構成される。これらの動作については、後述する。

図４は図３のａ−ａ概略断面図である。図３に示すように、積層体製造装置１００は、成形装置３１において、矢印Ｘの方向（板部材３２の搬送方向下流側）に配置されている。積層体製造装置１００は、上型１１０ａ及び下型１１０ｂを備えたプレス装置１１０と、プレス装置１１０の下型１１０ｂを回転させる回転装置２００（図５参照）と、を備える。
また、下型１１０ｂは回転中心Ｃを中心軸とした略円筒形状のアウターガイド１２２と、アウターガイド１２２の内側に配置された回転中心Ｃを中心軸とした円筒形状のインナーガイド１２１とを備える。アウターガイド１２２とインナーガイド１２１との間に、略リング状の空間１２３が形成されている。

積層体製造装置１００は、成形装置３１によって所定の加工が行われた板部材３２を上型１１０ａと下型１１０ｂとによるプレス切断によって分割コアプレート１２を成形し、第１コアプレート１４及び第２コアプレート１８を略リング状の空間１２３に順次積層するように構成されている。

以下、積層体製造装置１００の構成を説明する。
先ず、上型１１０ａの構成につき説明する。
図４に示すように、上型１１０ａは、図示しないプレス機構によって待機位置（上死点位置）から下死点位置に往復移動できるように構成されている。このプレス機構は、例えば、クランク機構を有する変位機構であってもよく、あるいは、プレス機構全体がステータコア製造ライン３０のフレームＭに固定されていてもよい。
待機位置は、クランク機構のカムが上死点位置に配置されているときの上型１１０ａの位置であり、上型１１０ａが最も上に移動した位置である（図４参照）。下死点位置は、クランク機構のカムが下死点位置に配置されているときの上型１１０ａの位置であり、上型１１０ａが最も下に移動した位置である（図８参照）。

上型１１０ａは、「上押さえ部材１１５」と、「上パイロットピン１１１」と、「第１パンチ１１２」と、第１パンチ１１２を下型１１ｂの方向に付勢する「圧縮コイル１１３」と、「第２パンチ１１４」とを１組として、これらを２組備えている。
「圧縮コイル１１３」によって下型１１０ｂの方向に付勢された「第１パンチ１１２」及び「第２パンチ１１４」は、プレス機構によって上下動するフレームＭａに取り付けられている。
また、「上押さえ部材１１５」及び「上パイロットピン１１１」は、フレームＭａの矢印Ｘの反対方向（板部材３２の搬送方向上流側）に、弾性部材（図示しない）を介してフレームＭａに対して相対的に上下動可能に配置されたフレームＭｂに取り付けられている。

２個の上押さえ部材１１５は、板部材３２の両端に１ピッチ毎に形成される２個のパイロット孔４７のそれぞれの周囲を押さえることができるように形成されている。
２個の上パイロットピン１１１は、それぞれ、上押さえ部材１１５の中央を貫通するように形成され、パイロット孔４７に挿通可能な外径を有する。上パイロットピン１１１は、板部材３２から切り出される切断部材３２ａ（図７参照）に対して、残りの板部材３２の側から位置決めを行うものである。

図４に示すように、２個の第１パンチ１１２は、板部材３２から切り出される切断部材３２ａ（分割コアプレート１２とスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２とが繋がっている状態の部材）を、板部材３２から切り出すように構成される（図７参照）。２個の第１パンチ１１２の下面（下型１１０ｂに対向する面）には、板部材３２から切り出した切断部材３２ａのうち、スクラップ部材Ｓ１、Ｓ２となる部分を保持するための押さえ面１１２ａが形成されている。それぞれの押さえ面１１２ａの矢印Ｘの反対方向（板部材３２の搬送方向上流側）のエッジ部１１２ｂには、板部材３２から切断部材３２ａを切り出す切断刃が形成されている。２個の第１パンチ１１２のそれぞれの略中央には、下側が開口している挿通孔１１２ｃが形成されている。それぞれの挿通孔１１２ｃは、板部材３２に形成されたパイロット孔４７に挿通可能な外径を有する２個の下パイロットピン１３０の先端部がそれぞれ挿通可能なように、下パイロットピン１３０の先端部の外径と略同じ大きさを有する孔である。

ここで、上パイロットピン１１１の中心軸と下パイロットピン１３０の中心軸との間の距離は、板部材３２の搬送における１ピッチに対応している。

フレームＭａと第１パンチ１１２との間にそれぞれ配置されている２個の圧縮コイル１１３は、所定の弾性値に設定されている。所定の弾性値は、板部材３２を切断可能な下向きの付勢力を第１パンチ１１２に付与するだけの「剛性」を確保しながら（図７参照）、下死点位置において板部材３２から切り出した切断部材３２ａが下治具１２５に突き当たった後、さらにフレームＭａが下型１１０ｂの方向に移動するときフレームＭａの動きに対抗して第１パンチ１１２が切断部材３２ａを下治具１２５に突き当てた状態で停止できるような弾性値である（図８参照）。

図４に示すように、フレームＭａに取り付けられた２個の第２パンチのそれぞれの下面（下型１１０ｂに対向する面）の矢印Ｘの反対方向（板部材３２の搬送方向上流側）のエッジ部１１４ａには、第１パンチ１１２によって切り出された切断部材３２ａ（分割コアプレート１２とスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２とがつながっている状態の部材）を、分割コアプレート１２とスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２とにプレス切断する切断刃が形成されている（図８参照）。

次に、下型１１０ｂの構成につき説明する。
下型１１０ｂは、前述のとおり、略円筒形状のアウターガイド１２２とアウターガイド１２２の内側に配置された円筒形状のインナーガイド１２１とを備える。下型１１０におけるアウターガイド１２２とインナーガイド１２１との間には、略リング状の空間１２３が形成されている。下型１１０ｂは、回転装置２００によって回転される回転テーブル２０４に載置されている。

図５は、積層体製造装置１００の平面図である。
第１コアプレート１４を構成する３つの分割コアプレート１２は、それぞれ、下型１１０ｂに形成された空間１２３を３等分した範囲α１、範囲α２及び範囲α３に収容される。また、第２コアプレート１８を構成する３つの分割コアプレート１２は、それぞれ、空間１２３を３等分した範囲β１、範囲β２及び範囲β３に収容される。

アウターガイド１２２は、範囲α１、範囲α２及び範囲α３のそれぞれに対応するアウターガイド１２２の領域、並びに範囲β１、範囲β２及び範囲β３のそれぞれに対応するアウターガイド１２２の領域（計６つの領域）のそれぞれに、「下押さえ部材１２４」と、「下治具１２５」と、下治具１２５に上下方向に移動可能に収容された「プッシャー１２６」と、プッシャー１２６を上側（上型１１０ａの方向）に付勢する「圧縮コイル１２８」と、切断部材３２ａの位置決め及び切断部材３２ａの保持のための「下パイロットピン１３０」と、下パイロットピン１３０が切断部材３２ａから切り出されたスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２の保持を解除する「カム機構１４０」と、を１組として、それらを２組備えている。従って、アウターガイド１２２は、これらを１２組備えている。

ここで、図５には、プッシャー１２６及び下パイロットピン１３０のみを示しているが、範囲α１、範囲α２及び範囲α３に関するプッシャー１２６及び下パイロットピン１３０には、その符号の後ろに「◎」を付している。また、範囲β１、範囲β２及び範囲β３に関するプッシャー１２６及び下パイロットピン１３０には、その符号の後ろに「＊」を付している。

なお、上型１１０ａは、上型１１０ａの上下往復移動に同期して下型１１０ｂが回転することによって、下型１１０ｂの範囲α１、範囲α２及び範囲α３、並びに範囲β１、範囲β２及び範囲β３（計６つの範囲）に順番に対応する。

以下、下型１１０ｂのアウターガイド１２２に設けられている「下押さえ部材１２４」と、「下治具１２５」と、下治具１２５に上下方向に移動可能に収容された「プッシャー１２６」と、プッシャー１２６を上側（上型１１０ａの方向）に付勢する「圧縮コイル１２８」と、切断部材３２ａの位置決め及び切断部材３２ａの保持のための「下パイロットピン１３０」と、下パイロットピン１３０が切断部材３２ａから切り出されたスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２の保持を解除する「カム機構１４０」と、について説明する。

図４に示すように、下押さえ部材１２４は、上型１１０ａの上押さえ部材１１５に対向してアウターガイド１２２に設けられている。下押さえ部材１２４の上面１２４ａには、上パイロットピン１１１の先端が挿通可能な挿入孔１２４ｂが形成されている。下押さえ部材１２４の側面（アウターガイド１２２の外側面）には、カム機構１４０のピン１４１が挿通される凹部１２４ｃが形成されている。

下治具１２５は、上型１１０ａの第１パンチ１１２に対向して設けられている。下治具１２５の上面には、所定の深さを有する凹形状の段差部１２５ｂが形成されている。下治具１２５の段差部１２５ｂの矢印Ｘの反対方向（板部材３２の搬送方向上流側）の端部１２５ｅには、切断刃が形成されている。下治具１２５は、端部１２５ｅと第１パンチ１１２のエッジ部１１２ｂとが協働して板部材３２を切断して切断部材３２ａを切り出すように構成されている。下治具１２５の段差部１２５ｂの反対側、すなわち矢印Ｘの方向（板部材３２の搬送方向下流側）の端部１２５ｇには、切断刃が形成されている。下治具１２５は、端部１２５ｇと第２パンチ１１４のエッジ部１１４ａとが協働して切断部材３２ａを切断して、分割コアプレート１２とスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２とを分離するように構成されている。

プッシャー１２６は、円筒部１２６ａと、円筒部１２６ａの一端に形成された鍔部１２６ｂとを有する。プッシャー１２６は、プッシャー１２６を円筒部１２６ａの軸方向に貫通する貫通孔１２６ｃを有する。

下治具１２５は、その略中央に、プッシャー１２６の円筒部１２６ａが挿通可能な、上下方向に伸びる挿通孔１２５ａを備え、挿通孔１２５ａの下方には、プッシャー１２６の鍔部１２６ｂを収容する収容部１２５ｃを備えている。プッシャー１２６は、円筒部１２６ａが挿通孔１２５ａに挿入され、鍔部１２６ｂが収容部１２５ｃの内壁に当接するように、下治具１２５に配置されている。
また、下治具１２５の挿通孔１２５ａの中央には、下方からプッシャー１２６の貫通孔１２６ｃを貫通して上に伸びる下パイロットピン１３０が配置されている。下パイロットピン１３０の先端は、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端から上方に突出しており、第１パンチ１１２の挿通孔１１２ｃに挿通可能である。

プッシャー１２６の鍔部１２６ｂの下側には、プッシャー１２６を上側（上型１１０ａ）に付勢する圧縮コイル１２８が設けられている。プッシャー１２６においては、圧縮コイル１２８の上方（上型１１０ａの側）への付勢力によって、円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂより上方に突出している。円筒部１２６ａの先端の下治具１２５の上面の段差部１２５ｂからの突出量は、上述の「段差部１２５ｂの所定の深さ」であることが好ましい。円筒部１２６ａの先端は、切断部材３２ａを介した第１パンチ１１２の押圧力が圧縮コイル１２８の付勢力を上回ると、段差部１２５ｂまで後退する。
圧縮コイル１２８の付勢力は、第１パンチ１１２の圧縮コイル１１３の付勢力よりも小さくなるように設定されている。

カム機構１４０は、ピン１４１と、ピン１４１をプッシャー１２６から遠ざかる方向に付勢する圧縮コイルバネ１４２と、ピン１４１の基端に弾性体１４３を介して配置された摺動部材１４４と、を備える。弾性体１４３は、摺動部材１４４がプッシャー１２６に近づく方向に押されたとき、ピン１４１をプッシャー１２６に近づく方向に所定の力で付勢する。

図４に示すように、ピン１４１は、水平方向に移動可能に下押さえ部材１２４に挿通されている。ピン１４１は、先端が尖った棒状のピン本体１４１ａと、ピン本体１４１ａの中央に形成され、凹部１２４ｃの内周面を摺動する鍔部１４１ｂと、を有する。ピン本体１４１ａは、下押さえ部材１２４の水平方向に形成された凹部１２４ｃの底面をプッシャー１２６に向けて、貫通して配置されている。

プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂより突出している場合、ピン１４１の先端がプッシャー１２６の鍔部１２６ｂに当接し、また、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退している場合、ピン１４１の先端がプッシャー１２６の鍔部１２６ｂの上側（上型１１０ａの側）に位置するように、ピン１４１は構成されている。

圧縮コイルバネ１４２は、ピン１４１の鍔部１４１ｂと凹部１２４ｃの底面との間に、圧縮状態で配置されている。したがって、圧縮コイルバネ１４２は、ピン１４１をプッシャー１２６から遠ざかる方向に付勢している。プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退している場合、ピン１４１は、圧縮コイルバネ１４２に抗してプッシャー１２６に向かって前進することができる。ピン１４１の先端が鍔部１２６ｂの上側（上型１１０ａの側）に位置する場合（図７参照）、ピン１４１は、プッシャー１２６が上方向（上型１１０ａの方向）に移動しないように規制できる。

ピン１４１の基端には、弾性体１４３を介して摺動部材１４４が配置されている。弾性体１４３の付勢力は、圧縮コイルバネ１４２の付勢力よりも大きい。プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂより突出している場合、ピン１４１の先端はプッシャー１２６の鍔部１２６ｂに位置する（図４、図６参照）。

摺動部材１４４は、プッシャー１２６の反対側に、フレームＭの摺動面Ｍｓａ及び摺動面Ｍｓｂ（図３参照）と係合する摺動面１４４ａを有する。摺動面１４４ａは、下型１１０ｂ（回転テーブル２０４）の回転に伴って摺動部材１４４が摺動面Ｍｓａ及び摺動面Ｍｓｂの周方向に移動しても、弾性体１４３の付勢力及び圧縮コイルバネ１４２の付勢力によって、摺動面Ｍｓａ及び摺動面Ｍｓｂから離れないように構成されている。

図３に示すように、１つの分割コアプレート１２の両端部の角度は１２０度であるため、下型１１０ｂ（回転テーブル２０４）が１２０度回転する間に、１つの分割コアプレート１２が形成される。前述のとおり、下型１１０ｂのアウターガイド１２２は、「下押さえ部材１２４」と、「下治具１２５」と、「プッシャー１２６」と、「圧縮コイル１２８」と、「下パイロットピン１３０」と、「カム機構１４０」とを１組として備えている。１組の要素が１サイクルの動作を行う間に、カム機構１４０の摺動部材１４４は、Ａの位置からＢの位置まで１２０度移動する。Ａの位置からＢの位置までの摺動面においては、摺動面Ｍｓａが１２０度のうちの最初の３／４程度であり、続いて摺動面Ｍｓｂがそれに連続している。

摺動面Ｍｓｂと回転中心Ｃとの間の距離Ｒｂは、摺動面Ｍｓａと回転中心Ｃとの間の距離Ｒａよりも距離δだけ大きい（図３参照）。すなわち、摺動部材１４４が、位置Ｂに向かって移動すると、摺動面Ｍｓａから摺動面Ｍｓｂに切り替わる所定のタイミングにおいて、摺動部材１４４は、距離δだけプッシャー１２６から遠ざかる方向に移動し、ピン１４１は、プッシャー１２６から遠ざかる方向に移動する。

摺動部材１４４と摺動する面が摺動面Ｍｓａから摺動面Ｍｓｂに切り替わるタイミングにおいては、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端は下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退しており、ピン１４１の先端はプッシャー１２６の鍔部１２６ｂの上側（上型１１０ａ）に位置している。そのため、ピン１４１がプッシャー１２６から遠ざかるように移動することにより、ピン１４１の先端の鍔部１２６ｂに対する上方向（上型１１０ａの方向）への移動の規制がなくなる。したがって、プッシャー１２６は、圧縮コイル１２８の付勢力により、上方向に移動し、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端は、下治具１２５の上面の段差部１２５ｂより突出する。このとき、プッシャー１２６は、下パイロットピン１３０に差し込まれていたスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２を下パイロットピン１３０から外れるように押し上げる。

次に、図３から図１２を参照して、ステータコア製造ライン３０によるステータコア１０の製造方法を説明する。
まず、成形装置３１によるステータコア１０の製造方法を説明する。この製造方法において、各工程は板部材３２を１ピッチ搬送する毎に実施される。

図３に示すように、先ず、図示しない搬送手段により搬送された板部材３２に対し、成形装置３１のパイロット孔成形金型３４により、パイロット孔４７、４７を開ける。これらパイロット孔４７は、工程毎に、各金型やステータコア製造ライン３０上に設けられたパイロットピン（図示せず）と係合され、以後の各工程において、板部材３２を所定位置に位置決めする機能を果たす。

板部材３２にパイロット孔４７を開けた後、板部材３２を１ピッチ搬送し（矢印Ｘの方向）、パイロット孔４７をパイロットピンに係合させて、板部材３２を位置決めする。パイロット孔４７とパイロットピンとによる位置決め作業は、各工程とも同様に実施されるため、以下では説明を省略する。

成形装置３１のカシメカット成形金型３６により、板部材３２にカシメ用の凸部４８を成形する。凸部４８の裏側は、凹んでいる。

その後、搬送手段によって板部材３２を３ピッチ搬送し（矢印Ｘの方向）、カシメベンドスロット成形金型３８により、板部材３２に複数の長孔４９を開ける。

その後、搬送手段によって、板部材３２を２ピッチ搬送し（矢印Ｘの方向）、窓抜き孔形成金型４０により、板部材３２に三日月状の窓抜き孔５０を開ける。

次に、積層体製造装置１００によるステータコア１０の製造方法を説明する。この製造方法においても、各工程は板部材３２を１ピッチ搬送する毎に実施される。

積層体製造装置１００は、板部材３２を１ピッチ搬送する間に、板部材３２から分割コアプレート１２を１個成形し、プレス装置１１０の下型１１０ｂを、回転中心Ｃを中心に１２０度回転させ、下型１１０ｂ空間１２３の所定の位置に配置し、第１コアプレート１４及び第２コアプレート１８を交互に形成する。
第１コアプレート１４と第２コアプレート１８との間の位相角度は、６０度であるので、回転装置２００は、３枚の分割コアプレート１２が空間１２３に収容されて第１コアプレート１４が形成された後、その第１コアプレート１４の上に第２コアプレート１８を形成するとき、下型１１０ｂを１８０度回転させる。第２コアプレート１８が形成された後、その第２コアプレート１８の上に第１コアプレート１４を形成するときも同様に、下型１１０ｂを１８０度回転させる。

図４に示すように、板部材３２が１ピッチ矢印Ｘの方向に搬送されると、板部材３２の搬送方向で最も下流のパイロット孔４７、４７は、下パイロットピン１３０の位置に配置され、また、搬送方向で１つ上流のパイロット孔４７、４７は、上パイロットピン１１１の位置に配置される。

次に、上型１１０ａが下方向に移動すると、図６に示すように、上パイロットピン１１１がパイロット孔４７を貫通して下押さえ部材１２４の挿入孔１２４ｂに挿通され、板部材３２を、プレス装置１１０（下型１１０ｂ）に対して位置決めする。次に、その位置決めした位置において板部材３２を、上押さえ部材１１５と下押さえ部材１２４とにより挟んで保持する。

また、第１パンチ１１２の押さえ面１１２ａは、板部材３２の上側面に接触して、板部材３２を、第１パンチ１１２の押さえ面１１２ａと、下治具１２５の上面と下治具１２５の上面の段差部１２５ｂより突出しているプッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端との間で挟む。

図７に示すように、更に、圧縮コイル１１３は、板部材３２を切断可能な下向きの付勢力を第１パンチ１１２に付与するだけの「剛性」を有している。そのため、上型１１０ａが下方向（下型１１０ｂの方向）に移動すると、第１パンチ１１２は、板部材３２を第１パンチ１１２のエッジ部１１２ｂに形成された切断刃と下治具１２５の端部１２５ｅに形成された切断刃とによりプレス切断し、板部材３２から分割コアプレート１２とスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２とが繋がっている状態の切断部材３２ａを切り出す。

このとき、切り出された切断部材３２ａを介した第１パンチ１１２の押圧力によって、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端は、下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退する。また、前述の「搬送方向で最も下流のパイロット孔４７、４７」は、切り出された切断部材３２ａのパイロット孔４７、４７になる。この切断部材３２ａのパイロット孔４７、４７に下パイロットピン１３０が挿通され、これにより、切り出された切断部材３２ａは、下パイロットピン１３０により位置決めされる。

第１パンチ１１２は、切断部材３２ａを切り出した後も、圧縮コイル１１３の付勢力により、第１パンチ１１２の押さえ面１１２ａと、下治具１２５の上面の段差部１２５ｂ及び下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退したプッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端との間で、切断部材３２ａを強く挟んでいる。

切り出された切断部材３２ａを介した第１パンチ１１２の押圧力によって、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退すると、プッシャー１２６の鍔部１２６ｂは下方に移動する。
切断部材３２ａを切り出すタイミングでは、ピン１４１に連結されている摺動部材１４４は、小径の摺動面Ｍｓａと摺動するように構成されている。そのため、ピン１４１は、弾性体１４３の膨張力によって（弾性体１４３は、寸法Ｒ１（図６参照）から寸法Ｒ２（図７参照）に膨張）、プッシャー１２６に近づく方向に移動する。従って、ピン１４１の先端が鍔部１２６ｂの上側に配置され、プッシャー１２６は、上方向（上型１１０ａ方向）への移動が規制され、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端が下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退している状態に保持される。

図８に示すように、更に、上型１１０ａが下死点位置に向けて下方向に移動すると、第２パンチ１１４は、下側のエッジ部１１４ａに形成された切断刃と段差部１２５ｂの他方の端部１２５ｇに形成された切断刃とによって、切断部材３２ａをプレス切断し、分割コアプレート１２とスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２とを切り出す。
切断された分割コアプレート１２は、第２パンチ１１４によって、インナーガイド１２１と、アウターガイド１２２との間の空間１２３に押し込まれ、第１コアプレート１４と第２コアプレート１８を形成する。この際、分割コアプレート１２（板部材３２）に設けられたカシメ用の凸部４８を、分割コアプレート１２を重ね合わせたときに積層方向で一致させ、凸部４８を嵌合させることで、分割コアプレート１２を結合させることができる。

図９に示すように、上型１１０ａが下死点位置を過ぎて逆に上方向に移動すると、第１パンチ１１２は、スクラップ部材Ｓ１、Ｓ２の把持を解除する。このとき、スクラップ部材Ｓ１のパイロット孔４７には、下パイロットピン１３０が挿通されているので、スクラップ部材Ｓ１は段差部１２５ｂに配置された状態を維持する。
更に、上型１１０ａが上方向に移動すると、上押さえ部材１１５は、板部材３２の把持を解除し、上パイロットピン１１１は、切断部材３２ａのパイロット孔４７、４７から抜かれる。尚、この切断部材３２ａのパイロット孔４７、４７は、次のサイクルにおける「搬送方向で最も下流のパイロット孔４７、４７」になる。

上パイロットピン１１１が切断部材３２ａのパイロット孔４７、４７から抜かれると、上型１１０ａと下型１１０ｂとの係合が解除され、下型１１０ｂは回転可能になる。

図１０は、図３のｂ−ｂ概略断面図である。この状態は、下型１１０ｂが回転可能になってから、下型１１０ｂのスクラップ部材Ｓ１が載置されている段差部１２５ｂの位置が、位置Ａ（ａ−ａ線）から、位置Ｂ（ｃ−ｃ線）に向けて回転する途中のｂ−ｂ線の位置まで回転した状態である。
このとき、スクラップ部材Ｓ１には、下型１１０ｂの回転により、外向きの力としての遠心力が作用する。しかし、スクラップ部材Ｓ１においてはパイロット孔４７に下パイロットピン１３０が挿通されているので、スクラップ部材Ｓ１は、依然として下パイロットピン１３０から外れない。

図１１は、図３のｃ−ｃ概略断面図である。この状態は、下型１１０ｂの回転により、摺動部材１４４と摺動する面が摺動面Ｍｓａから摺動面Ｍｓｂに切り替わっている。摺動部材１４４と回転中心Ｃとの間の距離は、フレームＭの摺動面Ｍｓａと回転中心Ｃとの間の距離Ｒａから、フレームＭの摺動面Ｍｓｂと回転中心Ｃとの距離Ｒｂに広がる。ここで、この摺動面Ｍｓａから摺動面Ｍｓｂに移行する位置が、スクラップ部材Ｓ１を排出しようとするタイミングとなる。このタイミングにおいて、ピン１４１はプッシャー１２６から遠ざかる方向に移動する。

このとき、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端は、下治具１２５の上面の段差部１２５ｂまで後退しており、ピン１４１の先端は、プッシャー１２６の鍔部１２６ｂの上側（上型１１０ａ）に位置している。そのため、ピン１４１がプッシャー１２６から遠ざかるように移動することにより、ピン１４１の先端の鍔部１２６ｂに対する上方向（上型１１０ａの方向）への移動の規制がなくなる。このため、プッシャー１２６は、圧縮コイル１２８の付勢力により、上方向に移動する。そして、プッシャー１２６の円筒部１２６ａの先端は、下治具１２５の上面の段差部１２５ｂより突出する。このとき、プッシャー１２６は、下パイロットピン１３０に差し込まれていたスクラップ部材Ｓ１、Ｓ２を下パイロットピン１３０から外れるように押し上げる。
従って、図１２に示すように、スクラップ部材Ｓ１は、外向きの力としての遠心力により、プレス装置１１０（下型１１０ｂ）の外部に排出される。スクラップ部材Ｓ２も、所定のタイミングで同様に外部に排出される。

このように、本実施形態によれば、図４及び図６乃至図８に示す切断工程により薄板から切り出されたチップ状のスクラップ部材がプレス装置１１０に載置された状態で、図９乃至図１１に示すように、下型１１０ｂを回転させて、スクラップ部材Ｓ１、Ｓ２に作用する遠心力により、スクラップ部材Ｓ１、Ｓ２をプレス装置１１０の外部に排出する。

このため、切断工程が実行される毎に、薄板からチップ状のスクラップ部材が切り出されるので、スクラップ部材がプレス装置の下型から下型の外部に排出される排出工程において、スクラップ部材が撓んでしまうという虞はほとんどない。

また、チップ状のスクラップ部材は、回転装置による回転によりプレス装置の下型の外部に排出されるので、薄板から切断され薄板部材セグメントから分離されたスクラップ部材を効率的に排出することができる。

以上、本発明の実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。
例えば、上記実施形態においては、外向きの力として遠心力を利用しているが、これに制限されない。外向きの力は、例えば、エアーによる吸引力、磁石による磁力でもよい。
また、上記実施形態においては、積層体における各層間の結合は、接着剤による結合であるが、これに制限されない。例えば、各層間の結合は、カシメによる結合でもよい。この場合、プレス装置によって薄板から薄板部材セグメントを成形する際に、薄板部材セグメントにカシメダボを形成しておき、第２パンチによって薄板部材セグメントを押し込む際にカシメダボ同士を結合させればよい。
上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

Ｃ 回転中心
Ｍｓａ 摺動面
Ｍｓｂ 摺動面
Ｓ１ スクラップ部材
Ｓ２ スクラップ部材
１０ ステータコア
１２ 分割コアプレート
３０ ステータコア製造ライン
３１ 成形装置
３２ 板部材（薄板）
１００ 積層体製造装置
１１０ プレス装置
１１０ａ 上型
１１０ｂ 下型
１１１ 上パイロットピン
１１２ 第１パンチ
１１３ 圧縮コイル
１１４ 第２パンチ
１１５ 上押さえ部材
１２４ 下押さえ部材
１２５ 下治具
１２６ プッシャー
１２８ 圧縮コイル
１３０ 下パイロットピン
１４３ 弾性体
１４４ 摺動部材
１４４ａ 摺動面
２００ 回転装置

Claims (4)

1. 上型及び下型を備えたプレス装置によって薄板から切断された薄板部材セグメントを積層することにより積層体を製造するための積層体製造方法であって、
   前記薄板が前記下型に載置された状態で前記下型によって前記薄板から前記薄板部材セグメント及びチップ状のスクラップ部材を切り出す切断工程と、
   前記スクラップ部材が前記下型に載置された状態で、前記下型を回転させて、前記スクラップ部材に作用する遠心力により、前記スクラップ部材を前記下型の外部に排出する排出工程と、を含む積層体製造方法。
2. 前記排出工程は、前記下型に設けられたスクラップ部材保持装置が前記スクラップ部材を保持した状態で前記下型を回転させる工程と、前記スクラップ部材を保持した状態で前記下型が回転しているときに、排出しようとするタイミングで、前記スクラップ部材保持装置が前記スクラップ部材の保持を解除する工程と、を含む請求項１に記載の積層体製造方法。
3. 薄板から切断された薄板部材セグメントを積層することにより積層体を製造する積層体製造装置であって、
   前記薄板が載置された状態で前記薄板から前記薄板部材セグメント及びチップ状のスクラップ部材をプレスによって切断する上型及び下型を備えるプレス装置と、
   前記スクラップ部材が前記下型に載置された状態で、前記下型を回転させて、前記スクラップ部材に作用する遠心力により、前記スクラップ部材を前記下型の外部に排出する回転装置と、を含む積層体製造装置。
4. 前記下型は、同期装置によって駆動されるスクラップ部材保持装置を備え、
   前記スクラップ部材保持装置は、前記下型を回転させているとき前記スクラップ部材を保持し、前記スクラップ部材を保持している状態で前記下型が回転しているとき、排出しようとするタイミングで、前記スクラップ部材の保持を解除する、請求項３に記載の積層体製造装置。

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