JP2020036485A - Manufacturing device of laminated component - Google Patents

Abstract

To manufacture a high-quality laminated component by welding plates in a laminated state without generating excess temperature variation to the laminated plates.SOLUTION: A manufacturing device 1 of a laminated component comprises: a die 11 which perforates a steel plate 3 into disc-like plates 3A to hold the plates 3A in a laminated state; and a laser irradiation device 7 which irradiates the plates 3A in the laminated state with laser light L via an opening 11D formed on a sidewall of the die 11. When the plates 3A are sequentially perforated from the steel plate 3 by the die 11 and punch 12, the perforated plates 3A are held in the laminated state in a holding part 11C of a die hole 11A. At a point of time when 20 plates 3A are exposed to the opening 11D, the plates 3A in the laminated state are irradiated with the laser light L from an irradiation head 18 via the opening 11D, and the irradiation head 18 is raised from a lowering end to a rising end. Thus, the 20 plates 3A in the laminated state are laser-welded and a laminated component 2 is completed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は積層部品の製造装置に関し、より詳しくは、金属の板材を複数枚積層させてそれらをレーザ光により溶接することにより、例えばモータの積層コアを製造する場合に好適な積層部品の製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a laminated part, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a laminated part suitable for manufacturing a laminated core of a motor, for example, by laminating a plurality of metal plate members and welding them with a laser beam. About.

従来、金属の板材を積層してそれらを溶接することで積層部品を製造するようにした製造装置は公知である（例えば特許文献１）。
この特許文献１の製造装置においては、積層状態の上下の板材（芯部材４）の双方にかかるようにレーザ光によるスポット溶接を繰り返すことにより、製品としての積層部品を製造するようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a manufacturing apparatus that manufactures a laminated component by laminating metal plate members and welding them is known (for example, Patent Document 1).
In the manufacturing apparatus of this Patent Document 1, a laminated part as a product is manufactured by repeating spot welding with a laser beam so as to cover both upper and lower plate members (core members 4) in a stacked state. .

特開平１１−４１８７１号公報JP-A-11-41871

しかしながら、特許文献１の製造装置においては、スポット溶接を繰り返すことで板材への入熱と冷却を繰り返すことになり、その温度変化の繰り返しによって板材が変質し、結果として製品としての積層部品の品質が低下する恐れがあった。 However, in the manufacturing apparatus of Patent Document 1, heat input and cooling to the sheet material are repeated by repeating spot welding, and the sheet material is deteriorated by the repetition of the temperature change. As a result, the quality of the laminated component as a product is deteriorated. Could be reduced.

上述した事情に鑑み、本発明は、往復移動されるパンチと、上記パンチが挿入されるダイ穴によって板状素材から所定形状の板材を打ち抜くとともに、上記ダイ穴に連設されて打ち抜かれた板材を順次積層して保持する保持部が設けられるダイと、上記保持部に形成された開口部から露出する板材にレーザ光を照射するレーザ照射装置とを備え、
上記開口部を介して板材にレーザ光を照射して隣接する板材同士を溶接することにより、所定枚数の板材からなる積層部品を製造する積層部品の製造装置において、
上記開口部の上記板材の積層方向に沿った長さは、上記所定枚数の板材を露出可能な長さに設定されており、
上記レーザ照射装置は、上記開口部を介して保持部に保持された板材にレーザ光を照射する照射ヘッドと、当該照射ヘッドを上記板材の積層方向に沿って移動させる移動機構とから構成されており、
上記開口部を介して上記照射ヘッドから板材にレーザ光を照射させながら当該照射ヘッドを上記板材の積層方向に沿って上記開口部の一端側から他端側へと移動させることにより、上記積層部品を製造するようにしたものである。 In view of the above-described circumstances, the present invention provides a punch that is reciprocated and a plate material having a predetermined shape is punched out of a plate-shaped material by a die hole into which the punch is inserted, and a punched plate material that is continuously provided in the die hole. A die provided with a holding portion for sequentially stacking and holding, and a laser irradiation device for irradiating a plate member exposed from an opening formed in the holding portion with a laser beam,
By irradiating the plate material with a laser beam through the opening and welding the adjacent plate materials to each other, a laminated component manufacturing apparatus for manufacturing a laminated component composed of a predetermined number of plate materials,
The length of the opening along the stacking direction of the plate members is set to a length that allows the predetermined number of plate members to be exposed,
The laser irradiation apparatus includes an irradiation head that irradiates the plate material held by the holding unit through the opening with laser light, and a moving mechanism that moves the irradiation head along the stacking direction of the plate materials. Yes,
By irradiating the plate member with laser light from the irradiation head through the opening and moving the irradiation head from one end to the other end of the opening along the stacking direction of the plate, the laminated component Is manufactured.

このような構成によれば、板材に過度な温度変化を生じさせることなく、その変質を可及的に低減させ、品質の高い積層部品を製造することができる。   According to such a configuration, the quality of the plate material can be reduced as much as possible without causing an excessive temperature change in the plate material, and a high-quality laminated component can be manufactured.

本発明の一実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention.

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において、１は積層部品２の製造装置であり、この製造装置１は、一枚の鋼板３から順次所定形状の板材３Ａを打ち抜くとともに、打ち抜かれた板材３Ａを一時的に積層させて保持する金型装置６と、積層状態に保持された所定数（２０枚）の板材３Ａに側方からレーザ光Ｌを照射してそれらを溶接するレーザ照射装置７と、金型装置６及びレーザ照射装置７の作動を制御する制御装置８とを備えている。
なお、本実施例では２０枚積層した板材３Ａを溶接して積層部品２を製造するようにしているが、この板材３Ａの積層枚数は例示であって、所要に応じて積層枚数を変更しても良い。 The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiment. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an apparatus for manufacturing a laminated component 2, and the apparatus 1 sequentially punches a sheet material 3A having a predetermined shape from a single steel sheet 3 and punches the sheet material. A mold device 6 for temporarily stacking and holding the extracted plate members 3A, and a laser for irradiating a predetermined number (20) of the plate members 3A held in a stacked state with laser light L from the side and welding them together An irradiation device 7 and a control device 8 for controlling operations of the mold device 6 and the laser irradiation device 7 are provided.
In the present embodiment, the laminated component 2 is manufactured by welding 20 laminated plate members 3A, but the number of laminated plate members 3A is an example, and the number of laminated members may be changed as necessary. Is also good.

金型装置６は、上下方向に貫通するダイ穴１１Ａを有するダイ１１と、このダイ１１のダイ穴１１Ａの上端開口部の上方側に配置されて、昇降ヘッド１３によって昇降されてダイ穴１１Ａに嵌合可能なパンチ１２とを備えている。
鋼板３は図示しない間欠送り機構により左方側から供給されてから間欠的に所定寸法ずつ右方側へ送りこまれるようになっており、それに伴って鋼板３がダイ穴１１Ａ上と載置面１１Ｂ上に間欠的に搬入されるようになっている。
非作動状態の昇降ヘッド１３はダイ１１の載置面１１Ｂよりも上方側の上昇端に停止している。昇降ヘッド１３は制御装置８によって昇降作動を制御されるようになっており、間欠送り機構による鋼板３の間欠搬入作動に合わせて昇降ヘッド１３はパンチ１２を上昇端と下降端とに交互に昇降させるようになっている。パンチ１２が下降端まで下降されると、パンチ１２の下端部１２ａがダイ穴１１Ａに鋼板３の厚さと同じ寸法だけ嵌合（挿入）されるようになっており、パンチ１２が上昇端まで上昇されるとパンチ１２の下端部１２ａは載置面１１Ｂ上の鋼板３よりも少し上方側に支持されるようになっている。
昇降ヘッド１３によりパンチ１２が上昇端にある状態で、鋼板３が間欠送り機構により載置面１１Ｂ（ダイ穴１２Ａ）に搬入されると、昇降ヘッド１３によりパンチ１２が下降端まで下降されるので、ダイ穴１１Ａを覆った鋼板３に上方側からパンチ１２が降下されてその下端部１２ａがダイ穴１１Ａに嵌合される。これにより、ダイ穴１１Ａの形状に倣った板材３Ａが打ち抜かれるようになっている。
このように、鋼板３が間欠的に所定寸法ずつダイ穴１１Ａ上に搬入されるタイミングに合わせて、昇降ヘッド１３によってパンチ１２が上昇端から下降端へ下降されることで、順次、同一形状の板材３Ａが打ち抜かれるようになっている。
パンチ１２によって打ち抜かれる板材３Ａは円板状となっており、この板材３Ａが２０枚積層された状態でレーザ光Ｌにより溶接されることで積層部品２が製造されるようになっている。製品としての積層部品２はモータの心材として用いられるようになっている。 The die apparatus 6 has a die 11 having a die hole 11A penetrating in the vertical direction, and is disposed above the upper end opening of the die hole 11A of the die 11, and is moved up and down by the elevating head 13 to the die hole 11A. And a punch 12 that can be fitted.
The steel plate 3 is supplied from the left side by an intermittent feed mechanism (not shown), and is then intermittently fed to the right side by a predetermined size, whereby the steel plate 3 is placed on the die hole 11A and the mounting surface 11B. It is to be carried intermittently on top.
The lifting head 13 in a non-operating state is stopped at a rising end above the mounting surface 11B of the die 11. The lifting head 13 is controlled by the control device 8 to move up and down. The lifting head 13 raises and lowers the punch 12 alternately between the rising end and the falling end in accordance with the intermittent carrying-in operation of the steel plate 3 by the intermittent feeding mechanism. It is made to let. When the punch 12 is lowered to the lower end, the lower end 12a of the punch 12 is fitted (inserted) into the die hole 11A by the same dimension as the thickness of the steel plate 3, and the punch 12 rises to the upper end. Then, the lower end 12a of the punch 12 is supported slightly above the steel plate 3 on the mounting surface 11B.
When the steel plate 3 is carried into the mounting surface 11B (die hole 12A) by the intermittent feeding mechanism while the punch 12 is at the rising end by the lifting head 13, the punch 12 is lowered by the lifting head 13 to the lower end. Then, the punch 12 is lowered from above into the steel plate 3 covering the die hole 11A, and the lower end portion 12a is fitted into the die hole 11A. Thereby, the plate material 3A following the shape of the die hole 11A is punched.
In this way, the punch 12 is lowered by the lifting head 13 from the rising end to the falling end in synchronization with the timing at which the steel plate 3 is intermittently carried into the die hole 11A by a predetermined size. The plate 3A is punched.
The plate material 3A punched out by the punch 12 has a disk shape, and the laminated component 2 is manufactured by welding with the laser beam L in a state where 20 plate materials 3A are stacked. The laminated component 2 as a product is used as a core material of a motor.

本実施例では、ダイ穴１１Ａに積層された２０枚の板材３Ａを溶接して積層部品２を製造するようにしているので、積層される２０枚の板材３Ａ毎にスペーサ３Ｂを介在させるようにしている。スペーサ３Ｂは、板材３Ａと同じ寸法の円形となっているが、スペーサ３Ｂとしてはレーザによる溶接性が悪い材料を採用している。
上述したように、鋼板３が間欠的にダイ穴１１Ａ上に搬入されるタイミングに合わせてパンチ１２が昇降されて順次、同一形状の板材３Ａが２０枚打ち抜かれると、図示しない切断・挿入機構によってスペーサ３Ｂがダイ穴１１Ａ内の２０枚毎の板材３Ａ上に積層されるようになっている。なお、スペーサ３Ｂの切断・挿入技術としては、例えば特公平５５−６１３３１号公報に開示された方法で実施することができる。また、板材３Ａと同一形状で異なる材料のスペーサ３Ｂを用いることは、例えば特公平４−８０６２５号公報等により公知である。 In the present embodiment, the laminated component 2 is manufactured by welding the 20 plate members 3A stacked in the die hole 11A, so that the spacer 3B is interposed for each of the 20 plate members 3A to be laminated. ing. The spacer 3B has a circular shape having the same size as the plate 3A, but a material having poor laser weldability is used as the spacer 3B.
As described above, the punch 12 is moved up and down in synchronization with the timing at which the steel plate 3 is intermittently carried into the die hole 11A, and successively 20 plate materials 3A of the same shape are punched out. The spacers 3B are laminated on every 20 plate members 3A in the die hole 11A. As a technique for cutting and inserting the spacer 3B, for example, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-61331 can be used. The use of a spacer 3B of the same shape and different material as the plate 3A is known, for example, from Japanese Patent Publication No. 4-80625.

次に、ダイ１１は、上下方向にダイ穴１１Ａが貫通した筒状に形成されて、図示しない固定フレームの所定高さ位置に固定されている。ダイ穴１１Ａにおける上端部よりも下方側の領域は、打ち抜かれた数十枚の板材３Ａを積層状態で一時的に保持する保持部１１Ｃとなっている。
上述したように、鋼板３が所定寸法ずつダイ穴１１Ａに間欠的に搬入されるタイミングに合わせて昇降ヘッド１３によりパンチ１２が下降端まで下降されることで板材３Ａが打ち抜かれると、打ち抜かれた板材３Ａは順次ダイ穴１１Ａ内の下方側へ押し下げられるので、上下位置の板材３Ａが重合して積層状態となって保持部１１Ｃに保持され、その後、積層状態における２０枚の板材３Ａがレーザ光Ｌによって溶接されると、製品としての積層部品２はダイ穴１１Ａの下端部１１Ａａの開口から下方側の図示しない回収容器内に落下するようになっている。
本実施例においては、昇降ヘッド１３によりパンチ１２を順次２０回繰り返し昇降させて鋼板３から板材３Ａを２０枚打ち抜くことで、それら２０枚の板材３Ａをダイ穴１１Ａ内の保持部１１Ｃ内に積層状態で保持させ、その後、上述したように1枚のスペーサ３Ｂをダイ穴１１Ａ内に挿入することで、２０枚の板材３Ａ毎にそれらの上に１枚のスペーサ３Ｂが介在された状態で、数十枚の板材３Ａをダイ穴１１Ａの保持部１１Ｃに一時的に保持するようになっている。そして、上下の２０枚毎の板材３Ａの境界部として、スペーサ３Ｂが介在されている。
なお、板材３Ａの打ち抜きが終わってスクラップとなる残材部分は、間欠送り機構による搬入作動に伴って載置面１１Ｂの隣接位置の支持部材１０上を摺動して図示しない廃棄手段上に載置されるようになっている。 Next, the die 11 is formed in a cylindrical shape with a die hole 11A penetrating vertically, and is fixed to a predetermined height position of a fixed frame (not shown). A region below the upper end of the die hole 11A is a holding portion 11C for temporarily holding several tens of punched plate members 3A in a stacked state.
As described above, when the sheet material 3A is punched by the punch 12 being lowered to the lower end by the lifting head 13 at the timing at which the steel sheet 3 is intermittently carried into the die hole 11A by a predetermined size, the punching is performed. Since the plate members 3A are sequentially pushed down in the die hole 11A, the plate members 3A at the upper and lower positions are superimposed to be stacked and held by the holding portion 11C. Thereafter, the twenty plate members 3A in the stacked state are irradiated with the laser light. When welded by L, the laminated component 2 as a product falls from the opening of the lower end 11Aa of the die hole 11A into a lower collection container (not shown) on the lower side.
In this embodiment, the punch 12 is repeatedly moved up and down 20 times sequentially by the lifting head 13 to punch out 20 plate members 3A from the steel plate 3 to stack the 20 plate members 3A in the holding portion 11C in the die hole 11A. Then, by inserting one spacer 3B into the die hole 11A as described above, with one spacer 3B interposed on each of the 20 plate members 3A, Dozens of plate members 3A are temporarily held in the holding portion 11C of the die hole 11A. A spacer 3B is interposed as a boundary between the upper and lower 20 plate members 3A.
In addition, the remaining material part which becomes scrap after the punching of the plate material 3A is slid on the supporting member 10 at a position adjacent to the mounting surface 11B with the loading operation by the intermittent feeding mechanism and is mounted on the discarding means (not shown). Is to be placed.

しかして、本実施例のダイ１１の側壁には、保持部１１Ｃとしてのダイ穴１１Ａに連通させて上下方向の細長いスリットからなる開口部１１Ｄが形成されており、この開口部１１Ｄを介して積層状態の２０枚の板材３Ａにレーザ光Ｌを上下方向の直線状に照射できるようになっている。
開口部１１Ｄを右方側から見た形状は、上下方向に細長い長方形となっている。開口部１１Ｄの上下方向寸法（長さ）は、積層状態となった２０枚の板材３Ａの上下方向寸法に、上下位置の２枚分のスペーサ３Ｂの上下方向寸法を合わせた寸法よりも少し長い寸法に設定されている。また、開口部１１Ｄの幅は、レーザ光Ｌが干渉することなく通過できる寸法に設定されている。
これにより、積層された２０枚分の板材３Ａの側部（外周部）及び上下２枚のスペーサ３Ｂの側部（外周部）が、開口部１１Ｄを介してダイ１の外部に一度に露出できるようになっている。
そしで、本実施例では、このように積層状態の２０枚分の板材３Ａが開口部１１Ｄから露出した状態となったら、開口部１１Ｄを介して積層状態の２０枚の板材３Ａの側部（外周部）にレーザ光Ｌを上下方向一直線状に照射して、溶接するようになっている。 In the side wall of the die 11 of the present embodiment, an opening 11D formed of a vertically elongated slit is formed so as to communicate with a die hole 11A as a holding portion 11C, and the opening 11D is stacked through the opening 11D. The 20 plate members 3A in the state can be irradiated with the laser beam L in a vertical straight line.
The shape of the opening 11D viewed from the right side is a vertically elongated rectangle. The vertical dimension (length) of the opening 11D is slightly longer than the vertical dimension of the 20 spacers 3B in the vertical position, and the vertical dimension of the two spacers 3B at the vertical position. Dimensions are set. The width of the opening 11D is set to a size that allows the laser light L to pass through without interference.
Thereby, the side portions (outer peripheral portion) of the twenty stacked plate members 3A and the side portions (outer peripheral portion) of the upper and lower two spacers 3B can be exposed to the outside of the die 1 at a time through the opening 11D. It has become.
Then, in the present embodiment, when the twenty plate materials 3A in the stacked state are exposed from the opening 11D in this manner, the side portions of the twenty plate materials 3A in the stacked state via the opening 11D ( The outer peripheral portion) is irradiated with the laser beam L in a straight line in the vertical direction and welded.

次に、レーザ照射装置７は、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器１７と、上記開口部１１Ｄを介して積層状態の板材３Ａの側部にレーザ光Ｌを照射する照射ヘッド１８と、レーザ発振器１７から照射ヘッド１８にレーザ光Ｌを導く光ファイバ１９と、下降端と上昇端とにわたって昇降ヘッド１８を往復昇降させる昇降機構２１と、開口部１１Ｄ内にシールドガスＧを供給するガス供給機構２２とを備えている。上記レーザ発振器１７、昇降機構２１及びガス供給機構２２の作動は制御装置８に制御されるようになっている。
レーザ発振器１７はＹＡＧレーザであり、照射スポット径が板材３Ａの厚さの４〜５倍程度のパルスレーザ光Ｌを発振するようになっている。
照射ヘッド１８は、支持部材１０Ｂに固定された鉛直方向のガイド軸２３に沿って昇降可能となっており、かつ、昇降ヘッド１８は昇降機構２３によって破線で示した下降端と実線で示した上昇端とに往復昇降されるようになっている。これにより、開口部１１Ｄに露出した積層状態の２０枚の板材３Ａの最下端の板材３Ａから最上端の板材３Ａにわたってレーザ光Ｌを照射できるようになっている。なお、レーザ発振器１７はファイバーレーザやその他適宜の方式のレーザ発振器に変更しても良い。また、パルスレーザ光Ｌを発振する代わりに、連続波（ＣＷ）レーザ光を発振するレーザ発振器１７を用いても良い。
開口部１１Ｄにおける下端の底部には、ガス供給通路１１Ｅの先端を上方に向けて開口させてあり、このガス供給通路１１Ｅはパイプ２４を介してガス供給機構２２と連通している。レーザ光Ｌが照射ヘッド１８から開口部１１Ｄを介して板材３Ａに照射される際には、シールドガスＧとしての窒素がガス供給通路１１Ｅを介して開口部１１Ｄ内に上方に向けて供給される。その際、シールドガスＧとしての窒素は空気よりも軽いため、開口部１１Ｄの上方へとシールドガスＧが噴射されて、溶接個所に供給されるようになっている。これにより、レーザ光Ｌにより板材３Ａが溶接される際に酸化等による溶接欠陥が発生するのを防止できるようにしている。 Next, the laser irradiation device 7 includes a laser oscillator 17 that oscillates the laser light L, an irradiation head 18 that irradiates the side of the laminated plate 3A with the laser light L through the opening 11D, and a laser oscillator 17. An optical fiber 19 for guiding the laser beam L to the irradiation head 18 from above, an elevating mechanism 21 for reciprocating the elevating head 18 up and down between the lower end and the upper end, and a gas supply mechanism 22 for supplying the shield gas G into the opening 11D. It has. The operation of the laser oscillator 17, the lifting mechanism 21 and the gas supply mechanism 22 is controlled by the control device 8.
The laser oscillator 17 is a YAG laser, and oscillates a pulse laser beam L whose irradiation spot diameter is about 4 to 5 times the thickness of the plate 3A.
The irradiation head 18 can be moved up and down along a vertical guide shaft 23 fixed to the support member 10B, and the elevating head 18 is moved up and down by a raising and lowering mechanism 23 shown by a broken line and a solid line. It is designed to be reciprocated up and down to the end. Thereby, the laser beam L can be irradiated from the lowermost plate 3A to the uppermost plate 3A of the 20 plate members 3A in a stacked state exposed to the opening 11D. Note that the laser oscillator 17 may be changed to a fiber laser or another appropriate type of laser oscillator. Instead of oscillating the pulse laser beam L, a laser oscillator 17 that oscillates a continuous wave (CW) laser beam may be used.
At the bottom of the lower end of the opening 11D, the tip of the gas supply passage 11E is opened upward, and this gas supply passage 11E communicates with the gas supply mechanism 22 via a pipe 24. When the laser beam L is irradiated from the irradiation head 18 onto the plate 3A via the opening 11D, nitrogen as the shielding gas G is supplied upward into the opening 11D via the gas supply passage 11E. . At this time, since nitrogen as the shielding gas G is lighter than air, the shielding gas G is injected above the opening 11D and supplied to the welding location. Thus, it is possible to prevent the occurrence of welding defects due to oxidation or the like when the plate material 3A is welded by the laser beam L.

以上の構成において、以下のようにして積層部品２の製造が行われる。すなわち、照射ヘッド１８が破線で示す下降端に位置し、かつ、レーザ発振器１７及びガス供給機構２２が作動されていない状態において、間欠送り機構による鋼板３の間欠搬入作動に合わせてパンチ１２が上昇端と下降端とに昇降されることで、鋼板３から順次板材３Ａが打ち抜かれ、打ち抜かれた板材３Ａは保持部１１Ｃに積層状態で保持される。そして、パンチ１２により２０枚の板材３Ａが打ち抜かれると、上述したようにして１枚のスペーサ３Ｂが下方側の板材３Ａ上に積層される。
このように、鋼板３が間欠送りされることに伴って、パンチ１２による２０枚の板材３Ａの打ち抜きと、１枚のスペーサ３Ｂのダイ穴１１Ａへの挿入作動が交互に行われることにより、積層状態の２０枚の板材３Ａと１枚のスペーサ３Ｂとが交互に位置した状態で保持部１１Ｃ内に保持され、それ等は徐々に下方の開口部１１Ａａに向けて降下されていく。
そして、ダイ１１の保持部１１Ｃ内に積層状態となった２０枚の板材３Ａが上記開口部１１Ｄから露出すると、その時点でレーザ発振器１７からレーザ光Ｌをパルス発振させるので、照射ヘッド１８を介して積層状態の最下端の板材３Ａにレーザ光Ｌが照射されるとともに、昇降機構２３により照射ヘッド１８が実線で示した上昇端まで上昇される。また、その際にはガス供給機構２２を作動させて、シールドガスＧを開口部１１Ｄ内に供給する。
これにより、積層状態の２０枚の板材３Ａの側部（外周部）に対して、それらの最下端部の板材３Ａから最上端の板材３Ａにわたって、レーザ光Ｌが照射されながら上昇されることで、それら積層状態の２０枚の板材３Ａの側部が上下方向の一直線状に溶接されるようになっている。これにより、積層状態の２０枚の板材３Ａが溶接部２Ａによって一体に溶接されて、製品としての最初の積層部品２が完成する。なお、レーザ光Ｌはスペーサ３Ｂに多少照射されても良く、その場合であってもスペーサ３Ｂは溶接性が悪い材料であるため、スペーサ３Ｂと製品部分とが溶接されることはない。
この後、レーザ発振器１７の作動が停止されて照射ヘッド１８によるレーザ光Ｌの照射が停止されるとともに、ガス供給機構２２によるシールドガスＧの供給も停止される。また、昇降機構２１により照射ヘッド１８は、実線で示す上昇端から破線で示す下降端まで下降して停止する。 In the above configuration, the manufacture of the laminated component 2 is performed as follows. That is, in a state where the irradiation head 18 is located at the lower end indicated by the broken line and the laser oscillator 17 and the gas supply mechanism 22 are not operated, the punch 12 moves up in accordance with the intermittent carrying-in operation of the steel plate 3 by the intermittent feeding mechanism. The plate material 3A is punched sequentially from the steel plate 3 by being raised and lowered to the end and the descending end, and the punched plate material 3A is held in the holding portion 11C in a stacked state. When the punch 12 punches out 20 plate members 3A, one spacer 3B is stacked on the lower plate member 3A as described above.
As described above, the intermittent feeding of the steel plate 3 causes the punching of the 20 plates 3A by the punch 12 and the insertion operation of the single spacer 3B into the die hole 11A to be performed alternately. The 20 plate members 3A and one spacer 3B in the state are held in the holding portion 11C in a state where they are alternately positioned, and they are gradually lowered toward the lower opening 11Aa.
When the twenty plate materials 3A stacked in the holding portion 11C of the die 11 are exposed from the opening 11D, the laser beam L is oscillated from the laser oscillator 17 at that time. The lowermost plate 3A in the stacked state is irradiated with the laser beam L, and the irradiation head 18 is raised by the elevating mechanism 23 to the rising end shown by the solid line. In this case, the gas supply mechanism 22 is operated to supply the shield gas G into the opening 11D.
As a result, the laser beam L is applied to the side portions (outer peripheral portions) of the 20 plate materials 3A in the stacked state from the lowermost plate material 3A to the uppermost plate material 3A while being raised while being irradiated. The side portions of the 20 plate members 3A in the stacked state are welded in a straight line in the vertical direction. As a result, the twenty plate materials 3A in a laminated state are integrally welded by the welded portion 2A, and the first laminated component 2 as a product is completed. The spacer 3B may be slightly irradiated with the laser beam L. Even in this case, since the spacer 3B is a material having poor weldability, the spacer 3B and the product portion are not welded.
Thereafter, the operation of the laser oscillator 17 is stopped, the irradiation of the laser beam L by the irradiation head 18 is stopped, and the supply of the shield gas G by the gas supply mechanism 22 is also stopped. Further, the irradiation head 18 is moved down from the rising end shown by the solid line to the falling end shown by the broken line and stopped by the elevating mechanism 21.

他方、パンチ１２による板材３Ａの２０枚の打ち抜き作動と、１枚のスペーサ３Ｂのダイ穴１１Ａへの挿入作動とは継続して交互に行われているので、その後も積層状態の２０枚の板材３Ａと１枚のスペーサ３Ｂとが積層した状態で保持部１１Ｃ内に保持され、それ等は徐々に下方の開口部１１Ａａに向けて降下され、製造後の最初の積層部品２も保持部１１Ｃ内を下方の開口部１１Ａａに向けて降下されていく。
そして、ダイ１１の保持部１１Ｃ内に積層状態となった次の２０枚の板材３Ａが上記開口部１１Ｄから露出したら、その時点でレーザ発振器１７からレーザ光Ｌをパルス発振させて照射ヘッド１８を介して積層状態の最下端の板材３Ａに先ずレーザ光Ｌを照射するとともに、昇降機構２３により照射ヘッド１８を破線で示す下降端から実線で示した上昇端まで上昇させる。また、その際にはガス供給機構２２を作動させて、シールドガスＧをガス供給通路１１Ｅを介して開口部１１Ｄに上方に向けて供給する。
これにより、開口部１１Ｄに露出した積層状態の２０枚の板材３Ａに対して、それらの最下端部の板材３Ａから最上端の板材３Ａにわたってレーザ光Ｌが照射されながら上昇されることで、それら積層状態の２０枚の板材３Ａの側部が上下方向の一直線状に溶接される。これにより、積層状態の２０枚の板材３Ａが溶接部２Ａにより一体に溶接されて、製品として第２の積層部品２が完成する。
このような作動が繰り返されることで、保持部１１Ｃに積層状態で保持された２０枚の板材３が直線状の溶接部２Ａにより一体となって、製品としての積層部品２が製造されるようになっている。製造後の積層部品２は、鋼板３から打ち抜かれて順次保持部１１Ｃに積層されてくる２０枚の板材３Ａとスペーサ３Ｂとによって降下された後にダイ穴１１Ａの下端の開口部１１Ａａから下方側の回収容器に落下して回収される。
なお、この時、相上下する積層部品２の間には、１枚のスペーサ３Ｂが介在しているので、相前後する積層部品２は支障なく離隔して、スペーサ３Ｂとともに回収容器に回収されるようになっている。 On the other hand, since the punching operation of 20 sheets of the plate material 3A by the punch 12 and the insertion operation of one spacer 3B into the die hole 11A are continuously performed alternately, the 20 plate materials 3A in a laminated state are continuously thereafter. 3A and one spacer 3B are held in the holding portion 11C in a stacked state, and they are gradually lowered toward the lower opening 11Aa, and the first laminated component 2 after manufacturing is also held in the holding portion 11C. To the lower opening 11Aa.
Then, when the next 20 plate materials 3A stacked in the holding portion 11C of the die 11 are exposed from the opening 11D, the laser beam L is pulse-oscillated from the laser oscillator 17 at that time, and the irradiation head 18 is moved. First, the lowermost plate 3A in the stacked state is irradiated with the laser beam L, and the raising / lowering mechanism 23 raises the irradiation head 18 from the lower end shown by the broken line to the upper end shown by the solid line. In this case, the gas supply mechanism 22 is operated to supply the shield gas G upward to the opening 11D via the gas supply passage 11E.
As a result, the 20 plate members 3A in the stacked state exposed to the opening 11D are raised while being irradiated with the laser beam L from the lowermost plate member 3A to the uppermost plate member 3A. The side portions of the twenty plate materials 3A in the stacked state are welded in a straight line in the vertical direction. Thereby, the 20 plate members 3A in a laminated state are integrally welded by the welded portion 2A, and the second laminated component 2 is completed as a product.
By repeating such an operation, the twenty plate members 3 held in a stacked state on the holding portion 11C are united by the linear welded portion 2A, so that the laminated component 2 as a product is manufactured. Has become. After being manufactured, the laminated component 2 is punched out of the steel plate 3 and dropped by the 20 plate members 3A and the spacers 3B which are sequentially laminated on the holding portion 11C, and then is lowered from the opening 11Aa at the lower end of the die hole 11A. Drops into a collection container and is collected.
At this time, since one spacer 3B is interposed between the laminated components 2 that are adjacent to each other, the laminated components 2 that are adjacent to each other are separated without any trouble, and are collected in the collection container together with the spacers 3B. It has become.

以上のように、本実施例においては、金型装置６におけるダイ１１の側壁に上下方向の開口部１１Ｄを形成してあり、積層状態の２０枚の板材３Ａが開口部１１Ｄから露出した際にレーザ光Ｌをそれらの板材３Ａに下方から上方にわたって照射して溶接するようにしている。このような溶接を行うことにより、各板材３Ａに過度な温度変化を生じさせることなく、その変質を可及的に低減させ、品質の高い積層部品２を製造することができる。
また、保持部１１Ｃに積層状態で保持される板材３Ａは、下方側に位置する板材３Ａほど上方からの荷重が掛かることになるので、下方側において重合した上下の板材３Ａの隙間がなく密に積層されることになる。そのため、本実施例では、そのように隙間なく密に積層された状態の板材３Ａを効率的に溶接できるように、照射ヘッド１８と昇降機構２１により下方から上方にわたってレーザ光Ｌを移動させて照射するようにしている。 As described above, in the present embodiment, the opening 11D in the vertical direction is formed in the side wall of the die 11 in the mold apparatus 6, and when the twenty plate materials 3A in the stacked state are exposed from the opening 11D. The laser beam L is applied to the plate members 3A from below to above and welded. By performing such welding, the deterioration of each plate 3A is reduced as much as possible without causing an excessive temperature change, and a high-quality laminated component 2 can be manufactured.
In addition, since the plate material 3A held in a stacked state on the holding portion 11C receives a load from the upper side as the plate material 3A is located on the lower side, there is no gap between the upper and lower plate materials 3A that are overlapped on the lower side, and the plate material 3A is denser. It will be laminated. Therefore, in this embodiment, the irradiation head 18 and the elevating mechanism 21 move the laser light L from below to irradiate so that the plate members 3A in such a tightly stacked state can be efficiently welded without gaps. I am trying to do it.

なお、上記実施例においては所定枚数（２０枚）の板材３Ａが開口部１１Ｄから全て露出してからレーザ溶接を開始しているが、２０枚の板材３Ａが全て開口部１１Ｄから露出する前に板材３Ａにレーザ光Ｌの照射を開始しても良い。つまり、積層状態の所定枚数（２０枚）における上部に位置する数枚の板材３Ａが開口部１１Ｄの上端部から露出していない状態で、下方側の板材３Ａに対してレーザ光Ｌの照射を開始し、レーザ光Ｌを照射している間に上部の数枚の板材３Ａが降下されて開口部１１Ｄから露出するのに合わせて、それらの板材３Ａにレーザ光Ｌを照射するようにしても良い。
また、上記実施例においては、照射ヘッド１８と昇降機構２１を１組だけ配置した構成となっているが、ダイ１１の側壁に開口部１１Ｄを並列に２箇所形成するとともに、それらに対向するように照射ヘッド１８、昇降機構２１を２組配置するようにしても良い。この場合には、積層状態の板材３Ａの側部（外周部）の２箇所をレーザ光Ｌによって上下方向直線状に溶接して積層部品２が製造されることになる。
また、上記スペーサ３Ｂとして板材３Ａと同じ材質の鋼板を採用して、スペーサ３Ｂの側部におけるレーザ光Ｌが照射される箇所を切り欠くことにより、上下の積層部品２を分離させるようにしても良い。その場合には、特公平４−８０６２５号公報や特開平１１−６９７３３号公報に開示された技術を用いてスペーサ３Ｂの形状を変更することができる。
さらに、上記実施例においては、積層状態の２０枚毎の板材３Ａの間に１枚のスペーサ３Ｂを介在させているが、スペーサ３Ｂは省略しても良い。この場合には、同一形状の板材３Ａのみが保持部１１Ｃに積層されることになるが、積層部品２を分離するために次のようにレーザ溶接すれば良い。つまり、所定枚数（２０枚）の板材３Ａにレーザ光Ｌを照射した後に、所要時間レーザ光Ｌの照射を停止させることで、上下位置の積層部品２を分離させることができる。
また、スペーサ３Ｂを省略する場合、製品としての積層部品２が分離しやすくするために、所定枚数（２０枚）の最上部の板材３Ａの形状を一部変形させるようにしても良い。 In the above embodiment, laser welding is started after a predetermined number (20) of the plate members 3A are all exposed from the opening 11D, but before the 20 plate members 3A are entirely exposed from the opening 11D. The irradiation of the plate material 3A with the laser light L may be started. In other words, in a state where several upper plate members 3A in the predetermined number (20) of the stacked state are not exposed from the upper end of the opening 11D, the lower plate member 3A is irradiated with the laser beam L. When the laser beam L is irradiated, the upper plate members 3A are lowered and exposed from the opening 11D while the laser beam L is being irradiated. good.
In the above embodiment, only one set of the irradiation head 18 and the elevating mechanism 21 is arranged. However, two openings 11D are formed on the side wall of the die 11 in parallel and opposed to them. The irradiation head 18 and the lifting mechanism 21 may be arranged in two sets. In this case, the laminated part 2 is manufactured by welding two portions of the side (outer peripheral portion) of the laminated plate 3A in the vertical direction with the laser beam L.
Also, a steel plate made of the same material as the plate material 3A may be adopted as the spacer 3B, and the upper and lower laminated parts 2 may be separated by cutting out a portion of the side of the spacer 3B where the laser beam L is irradiated. good. In that case, the shape of the spacer 3B can be changed by using the technology disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-80625 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-69733.
Further, in the above embodiment, one spacer 3B is interposed between every 20 plate members 3A in the stacked state, but the spacer 3B may be omitted. In this case, only the plate material 3A having the same shape is laminated on the holding portion 11C, but the laminated component 2 may be laser-welded as follows. That is, after irradiating the predetermined number (20) of the plate members 3A with the laser light L and then stopping the irradiation of the laser light L for a required time, the laminated components 2 at the upper and lower positions can be separated.
When the spacers 3B are omitted, a predetermined number (20) of the uppermost plate members 3A may be partially deformed in order to facilitate separation of the laminated component 2 as a product.

１‥積層部品の製造装置 ２‥積層部品（製品）
３‥鋼板（板状素材） ３Ａ‥板材
６‥金型装置 ７‥レーザ照射装置
１１‥ダイ １１Ａ‥ダイ穴
１１Ｃ‥保持部 １１Ｄ‥開口部
１２‥パンチ １７‥レーザ発振器
１８‥照射ヘッド ２１‥昇降機構（移動機構）
Ｌ‥レーザ光 1) Laminated parts manufacturing equipment 2) Laminated parts (products)
3 Steel plate (plate material) 3A Plate material 6 Mold device 7 Laser irradiation device 11 Die 11A Die hole 11C Holding unit 11D Opening 12 Punch 17 Laser oscillator 18 Irradiation head 21 Lift Mechanism (moving mechanism)
L ‥ laser beam

Claims (3)

往復移動されるパンチと、上記パンチが挿入されるダイ穴によって板状素材から所定形状の板材を打ち抜くとともに、上記ダイ穴に連設されて打ち抜かれた板材を順次積層して保持する保持部が設けられるダイと、上記保持部に形成された開口部から露出する板材にレーザ光を照射するレーザ照射装置とを備え、
上記開口部を介して板材にレーザ光を照射して隣接する板材同士を溶接することにより、所定枚数の板材からなる積層部品を製造する積層部品の製造装置において、
上記開口部の上記板材の積層方向に沿った長さは、上記所定枚数の板材を露出可能な長さに設定されており、
上記レーザ照射装置は、上記開口部を介して保持部に保持された板材にレーザ光を照射する照射ヘッドと、当該照射ヘッドを上記板材の積層方向に沿って移動させる移動機構とから構成されており、
上記開口部を介して上記照射ヘッドから板材にレーザ光を照射させながら当該照射ヘッドを上記板材の積層方向に沿って上記開口部の一端側から他端側へと移動させることにより、上記積層部品を製造することを特徴とする積層部品の製造装置。 A punch that is reciprocated and a holding portion that punches out a plate material of a predetermined shape from a plate material by a die hole into which the punch is inserted, and sequentially stacks and holds the punched plate materials connected to the die hole. Die provided, comprising a laser irradiation device for irradiating the plate member exposed from the opening formed in the holding portion with laser light,
By irradiating the plate material with a laser beam through the opening and welding the adjacent plate materials to each other, a laminated component manufacturing apparatus for manufacturing a laminated component composed of a predetermined number of plate materials,
The length of the opening along the stacking direction of the plate members is set to a length that allows the predetermined number of plate members to be exposed,
The laser irradiation apparatus includes an irradiation head that irradiates the plate material held by the holding unit through the opening with laser light, and a moving mechanism that moves the irradiation head along the stacking direction of the plate materials. Yes,
By irradiating the plate member with laser light from the irradiation head through the opening and moving the irradiation head from one end to the other end of the opening along the stacking direction of the plate, the laminated component An apparatus for manufacturing a laminated component, comprising: 上記板材の積層方向は上下方向であり、上記レーザ照射装置は、照射ヘッドによってレーザ光を板材に照射しながら、上記移動機構により上記照射ヘッドを上記開口部の下方側から上方側へと移動させることを特徴とする請求項１に記載の積層部品の製造装置。   The lamination direction of the plate material is a vertical direction, and the laser irradiation device moves the irradiation head from the lower side of the opening to the upper side by the moving mechanism while irradiating the plate material with laser light by the irradiation head. The apparatus for manufacturing a laminated component according to claim 1, wherein: 上記開口部は、上記板材の積層方向を長手方向とするスリット状に形成されており、
上記開口部の下方側の端部から上記板材の積層方向に沿って上記開口部の上方側に向けてシールドガスを供給するガス供給機構が設けられることを特徴とする請求項２に記載の積層部品の製造装置。 The opening is formed in a slit shape having a longitudinal direction in a laminating direction of the plate material,
3. The lamination according to claim 2, wherein a gas supply mechanism for supplying a shield gas from an end on a lower side of the opening toward an upper side of the opening along a laminating direction of the plate material is provided. Parts manufacturing equipment.

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