JP2008221230A - 回転電機用鉄心片の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鉄心片を能率良く製造することが可能なものであって、製造される鉄心片の撓みを抑える。
【解決手段】鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板２３を所定速度で送出す送出し装置と、円柱形状でその外周面に製造する鉄心片の形状に合せた凸状切刃２９ａを形成したカッターローラ２９と円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラ３０とを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラ２９，３０を互いに反対方向に回転させて該両ローラ２９，３０間に送出された素材鋼板２３を挟んで引込みつつ、素材鋼板２３をカッターローラ２９の凸状切刃２９ａで押切って鉄心片を切抜く切抜装置２８と、切抜いた鉄心片を集積する集積箱とを備える。そして、受けローラ３０の直径寸法Ｄを、素材鋼板２３の厚み寸法ｔの７２０倍以上にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層して回転電機の固定子積層鉄心や回転子積層鉄心を組立てる部品である磁性鋼板製の鉄心片を製造するための回転電機用鉄心片の製造装置及び製造方法に関する。

回転電機の固定子には、例えば図１５の（ａ）に示すような、環状ヨーク部１から中心に向け突出した複数の磁極歯２を有する固定子用鉄心片３を、図１５の（ｂ）に示すように複数枚積層し、積層方向にかしめて組立てた固定子積層鉄心４が用いられる。又、図１５の（ａ）に示した固定子用鉄心片３を磁極数分に分割展開した図１６の（ａ）に示すような展開鉄心片５を製作し、それを積層後に筒状に塑性変形させ両端を溶接接合して図１６の（ｂ）に示すように組立てた固定子積層鉄心６も用いられる。

回転電機の回転子には、例えば図１７の（ａ）に示すような、中心に回転軸挿通用の軸孔７を、外周部位に永久磁石埋設用の所要数のスロット８を形成した回転子用鉄心片９を複数枚積層し、積層方向にかしめて図１７の（ｂ）に示すように組立てた回転子積層鉄心１０が用いられる。

従来、この固定子積層鉄心４，６、回転子積層鉄心１０を組立てる部品である鉄心片３，５，９は、図１８に示すように、帯状の磁性鋼板のコイル１１をアンコイルしてロールフィーダ１２にて送出し、プレス装置１３を用いて型抜きする方法で製造されていた。しかし、図１８に示した従来の鉄心片３，５，９の製造装置では、プレス装置１３を使用した型抜き作業であるため素材供給をタクト送りにせざるを得ない。そのため、材料送り速度の限界から、薄い鉄心片３，５，９を製造する場合には生産能率が低くなる問題があった。又、磁性鋼板の板厚が薄くなると型抜きの際に生ずるバリ（返り）が板厚に対して相対的に大きくなり、ひいては積層した場合に鉄心片３，５，９の端面の短絡による鉄損増加、積み精度低下などを招来して製品性能が低下するという問題もあった。更に、プレス荷重が大きくなることに伴うプレス装置１３の大型化により、設備コストのアップや、設置面積の大型化による製造ラインの固定費アップを招いていた。

ところで、近年では、ロータリーダイカッターと称される、外周面に刃型が設けられた円柱状（ローラ状）のダイと、円柱状（ローラ状）のアンビルとの間で、加工物、例えば、紙、銅箔等、薄いシート等を挟んで切抜する切抜装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。そこで、このようなロータリーダイカッターを、回転電機用鉄心片の製造にも適用することができれば、生産効率を高めることができる。
特許第３４０９４６２号公報

しかしながら、上記したロータリーダイカッターを用いて、紙等に比べて硬くて厚みのある磁性鋼板から鉄心片を切抜く場合には、次のような不具合の発生が予想される。即ち、紙や箔等の切抜では認められない鉄ならではの問題として、ローラ（アンビル）の外径に沿った鉄心片の撓みの問題がある。これは、切抜刃の刃先が鉄心片をローラ面に押付けることにより発生し、強度が高く塑性材質である帯状磁性鋼板では避けて通れない現象である。現在、鉄心片に使用されている磁性鋼板の板厚は、０．１〜０．７５ｍｍであるが、板が厚いほど撓み量は大きくなる。このような鉄心片の撓みの発生により、積層時に要求される平板状態を維持できなってしまうことになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、鉄心片を能率良く製造することが可能なものであって、製造される鉄心片の撓みを抑えることができる回転電機用鉄心片の製造装置及び製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第１の回転電機用鉄心片の製造装置は、積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための装置であって、前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し装置と、円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜装置と、前記切抜いた鉄心片を集積する集積箱とを備えると共に、前記受けローラの直径寸法Ｄが、前記素材鋼板の厚み寸法ｔの７２０倍以上とされているところに特徴を有する（請求項１の発明）。

本発明の第１の回転電機用鉄心片の製造方法は、積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための製造方法であって、前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し工程と、円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜工程と、前記切抜いた鉄心片を集積する集積工程とを有し、前記受けローラの直径寸法Ｄが、前記素材鋼板の厚み寸法ｔの７２０倍以上とされているところに特徴を有する（請求項１４の発明）。

上記の本発明の第１の回転電機用鉄心片の製造装置及び製造方法構成によれば、素材鋼板を連続送りしながら、回転する凸状切刃により、鉄心片を高速連続切抜きすることができるため、鉄心片を能率良く製造することができる。

ここで、カッターローラの凸状切刃が素材鋼板に食込むと、素材鋼板は受けローラ面に押付けられ、素材鋼板には受けローラ面の曲率で曲げモーメントが加わる。素材鋼板に生じる最大曲げ応力が素材鋼板の鋼板耐力を超えると、その超えた応力に対応して永久ひずみが素材鋼板に残ることがある。この永久ひずみが鉄心片の撓みの原因になると考えられる。従って、この永久ひずみを発生させないようにすれば、曲げ応力は素材鋼板の弾性範囲内に収まり、撓みが生じないことになる。

本発明者らは、上記受けローラとカッターローラとを用いた切抜装置における、鉄心片に使用される板厚の磁性鋼板の、曲げ応力及び永久ひずみに関して、様々な試験、研究を行った。その結果、曲げ応力は、磁性鋼板の厚みにほぼ比例し、受けローラの径にほぼ反比例する、つまり、磁性鋼板の厚み寸法ｔが大きいほど曲げ応力は大きくなり、受けローラの直径寸法Ｄが小さいほど曲げ応力が大きくなることが判明した。そして、更なる実験により、永久ひずみを回避できる関係式は、Ｄ／ｔ≧７２０であることが確認されたのである。尚、受けローラの直径の上限値に関しては、撓みの発生を防止する観点からは、直径寸法Ｄが大きいほど効果的であるため、特に規定されるものではないが、実使用上は、あまりに大きくなると設備の大形化やコストアップを招くため、例えば最大でも２ｍ以下程度にすることが好ましい。

又、上記目的を達成するために、本発明の第２の回転電機用鉄心片の製造装置は、積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための装置であって、前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し装置と、円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜装置と、前記受けローラの外周に前記カッターローラよりも下流側に位置して設けられ、前記切抜かれた鉄心片が通されることにより、該鉄心片の撓みを修正する修正用ローラと、この修正用ローラを通った鉄心片を集積する集積箱とを備えているところに特徴を有する（請求項２の発明）。

本発明の第２の回転電機用鉄心片の製造方法は、積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための製造方法であって、前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し工程と、円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜工程と、この切抜工程により切抜かれた鉄心片を、前記受けローラの外周に前記カッターローラよりも下流側に位置して設けられた修正用ローラを通すことにより、該鉄心片の撓みを修正する修正工程と、この修正工程を通った鉄心片を集積する集積工程とを有しているところに特徴を有する（請求項１５の発明）。

上記の本発明の第２の回転電機用鉄心片の製造装置及び製造方法構成においても、鉄心片を高速連続切抜きすることができる。又、カッターローラと受けローラとの間で切抜かれた鉄心片が修正用ローラに通されることにより、切抜時に鉄心片に撓みが生じても、その撓みが修正用ローラで矯正されるようになる。

本発明の回転電機用鉄心片の製造装置及び製造方法によれば、鉄心片を能率良く製造することができると共に、製造される鉄心片の撓みを抑えることができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明を、積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造する製造装置に適用した、いくつかの実施形態について、図１ないし図１４を参照しながら説明する。

（１）第１の実施形態
まず、図１ないし図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態について述べる。図２には、本実施形態に係る鉄心片２１の製造装置２２（製造ライン）の構成が概略的に示されている。鉄心片２１は、電磁鋼板などの磁性鋼板で製作される。素材である磁性鋼板としては、厚み寸法ｔ（図１参照）が、例えば０．１〜０．７５ｍｍの帯状の鋼板（以下、素材鋼板２３という）をコイル状に巻いたコイル材２４が使用される。

コイル材２４は、アンコイラー装置２５に水平軸を中心に回転可能にセットされる。このコイル材２４から素材鋼板２３の一端が引出されてレベラフィーダ２６に引入れられる。レベラフィーダ２６はアンコイルした素材鋼板２３の巻き癖を矯正し一定速度で矢印Ａ方向に送出すようになっている（送出し工程）。これらアンコイラー装置２５及びレベラフィーダ２６から送出し装置２７が構成される。

レベラフィーダ２６から送出された素材鋼板２３は、次に切抜装置２８に送り込まれる。切抜装置２８は、製造する鉄心片２１を素材鋼板２３から切抜く装置であり、図１及び図２に示すように、カッターローラ２９と受けローラ３０とを組合せて構成されている。

カッターローラ２９は、外観が略円柱状に形成されたロールであり、そのロールの外周面に、製造する鉄心片２１の形状に合せた凸状切刃２９ａが形成されている。凸状切刃２９ａは、素材鋼板２３から鉄心片２１を切抜くためのものであり、凸状切刃２９ａの先端部断面は、三角形状を成している。

一方、受けローラ３０は、平滑な外周面を持つ円柱形状のロールである。この受けローラ３０は、切抜かれた鉄心片２１がカッターローラ２９から容易に落下できるようにカッターローラ２９の下側に設けられている。又、カッターローラ２９及び受けローラ３０は、互いに外周面を突合せた状態で対向するように配置されている。

カッターローラ２９は、図示しない駆動モータ等の駆動手段により、図２中の矢印Ｂ方向に回転駆動されるようになっている。一方、受けローラ３０は、カッターローラ２９と同期して、カッターローラ２９の回転方向に対して反対方向（図２中の矢印Ｃ方向）に回転される。これにより、両ローラ２９，３０間に素材鋼板２３が送込まれると、素材鋼板２３は両ローラ２９，３０間に挟まれて引込まれ、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａが受けローラ３０上を移動する素材鋼板２３上に回転押圧する。そして、凸状切刃２９ａと受けローラ３０の外周面との間で素材鋼板２３が押切られ、凸状切刃２９ａを平面展開した形状と同一形状の鉄心片２１が切抜かれる（切抜工程）。切抜かれた鉄心片２１は、受けローラ３０の下流側の下方に配置された集積箱３１（図２参照）に集積される（集積工程）。一方、鉄心片２１が切抜かれた後の素材鋼板２３（残材）は、切抜装置２８の下流に設けられた巻取ローラ３２で巻取って回収される。

さて、本実施形態においては、図１に示すように、前記受けローラ３０は、その直径寸法Ｄが、前記素材鋼板２３の厚み寸法ｔに対し７２０倍以上の寸法を有したものとされている。具体的には、図３に示したように、素材鋼板２３の厚み寸法ｔが０．５ｍｍの場合には、受けローラ３０の直径寸法Ｄが、４５０ｍｍ（９００倍）或いは３６０ｍｍ（７２０倍）とされる。又、素材鋼板２３の厚み寸法ｔが０．３ｍｍの場合には、受けローラ３０の直径寸法Ｄは、２７０ｍｍ（９００倍）或いは２１６ｍｍ（７２０倍）とされる。尚、前記カッターローラ２９の直径寸法は、例えば１２０ｍｍ〜２００ｍｍとされている。

上記構成においては、受けローラ３０の直径寸法Ｄを素材鋼板２３の厚み寸法ｔに対し十分大きく（７２０倍或いは９００倍）構成したことにより、切抜かれる鉄心片２１の撓みの発生を抑制することができた。ひいては、積層時に要求される鉄心片２１の平板状態を確保することができる。

４種類の素材鋼板２３に関しては、鋼板ヤング率はすべて同等であり、鋼板耐力については、試料１，２が一般的なもの、試料３，４がそれよりやや良いものを採用している。各素材鋼板２３の厚み寸法ｔと、切抜装置２８の受けローラ３０の直径寸法Ｄとは、図示の通りである。

そして、これら４種類の素材鋼板２３を、直径寸法Ｄの異なる受けローラ３０を夫々用いて切抜いた場合、４種類の素材鋼板２３とも目視観察において撓みが生じていない鉄心片２１を得ることができた。このことからも、受けローラ３０の直径寸法Ｄを素材鋼板２３の厚み寸法ｔの７２０倍以上とすることにより、製造される鉄心片２１の撓みの発生を防止できることが理解できる。

上記のような第１の実施形態によれば、カッターローラ２９と受けローラ３０とで素材鋼板２３を切抜く構成としたので、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａを平面展開した形状と同一形状の鉄心片２１を素材鋼板２３から連続的に切抜くことができる。従って、素材鋼板２３を連続送りしながら、回転する凸状切刃２９ａにより、鉄心片２１を高速連続切抜きすることができるため、鉄心片２１を能率良く製造することができる。

そして、直径寸法Ｄが素材鋼板２３の厚み寸法ｔの７２０倍以上である受けローラ３０を用いることにより、鉄心片２１に加わる曲げ応力を鋼板耐力未満に収めることができ、鉄心片２１の撓みの発生を回避することができる。

尚、受けローラ３０の直径寸法Ｄの上限値に関しては、撓みの発生を防止する観点からは、直径寸法Ｄが大きいほど効果的であるため、特に規定されるものではないが、実使用上は、あまりに大きくなると設備の大形化やコストアップを招くため、例えば最大でも２ｍ以下程度にすることが好ましい。

（２）第２、第３の実施形態
図４及び図５は、夫々、本発明の第２及び第３の実施形態を示すものである。尚、以下に述べる各実施形態（第２の実施形態以降の実施形態）において、上記第１の実施形態と同一部分については、同一符号を付して新たな図示や詳しい説明を省略し、以下、異なる点についてのみ説明する。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る鉄心片２１の製造装置の構成を概略的に示すものであり、本実施形態では、切抜装置４０には、前記第１の実施形態の受けローラ３０よりもやや径小な受けローラ４１が用いられていると共に、受けローラ４１の外周のカッターローラ２９よりも下流側に位置して切抜装置４０で切抜かれた鉄心片２１の撓みの矯正をする修正用ローラ４２が設けられている。この修正用ローラ４２は、第１，第２の２個のローラ４２ａ，４２ｂ及びガイドローラ４３を備えて構成されている。

前記第１のローラ４２ａは、前記受けローラ４１の図で右側に圧接するように設けられ、第２のローラ４２ｂは、前記第１のローラ４２ａの図で右側に圧接するように設けられている。更に、前記ガイドローラ４３は、前記第１のローラ４２ａの図で下側に圧接するように設けられている。これにて、第１のローラ４２ａは、前記受けローラ４１の回転に伴い、受けローラ４１の回転方向（図４中の矢印Ｃ方向）と反対方向（図４中の矢印Ｅ方向）に回転される。第２のローラ４２ｂは、第１のローラ４２ａの回転方向と反対方向（図４中の矢印Ｆ方向）に回転される。前記ガイドローラ４３は、第１のローラ４２ａの回転方向と反対方向（矢印Ｇ方向）に回転される。

このとき、図示はしないが、修正用ローラ４２の近傍には、複数のガイド部材が設けられている。これにより、カッターローラ２９によって、切抜かれた鉄心片２１は、受けローラ４１と第１のローラ４２ａとの間に案内され、次に第１のローラ４２ａとガイドローラ４３との間に案内され、更に第１のローラ４２ａと第２のローラ４２ｂとの間に案内されるようになっている。従って、図示のように、鉄心片２１は、第１のローラ４２ａのほぼ半周分（下半分）に巻付けられるようにしながら送られるようになっている。

この構成においては、切抜工程において切抜かれた鉄心片２１に受けローラ４１の曲率に倣うような撓みが生じても、その鉄心片２１が修正用ローラ４２に送られ、第１のローラ４２ａに巻付けられることによって、撓み方向とは逆方向に撓ませるような力を受け、撓みが矯正されて送出される（修正工程）。そして、撓みが修正された鉄心片２１は、第２のローラ４２ｂの下流側の下方に配置された集積箱３１に集積される。

このような第２の実施形態によれば、切抜かれる鉄心片２１に撓みが生じてしまっても、修正用ローラ４２に通すことにより、撓みが矯正された状態の平板に近い鉄心片２１を得ることができる。従って、上記第１の実施形態と同様に、素材鋼板２３を連続送りしながら、回転する凸状切刃２９ａにより、鉄心片２１を高速連続切抜きすることができるため、鉄心片２１を能率良く製造することができる。
又、受けローラ４１として、比較的径小のものを使用できるので、装置全体の小型化を図ることができる。

図５は、本発明の第３の実施形態に係る鉄心片２１の製造装置の要部構成を概略的に示すものである。この第３の実施形態が上記第２の実施形態と異なる点は、修正用ローラ４４の構成にある。即ち、本実施形態では、修正用ローラ４４は、第１，第２，第３の３個のローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃを備えている。第１のローラ４４ａは、受けローラ４１の図で右側に圧接するように設けられ、第２のローラ４４ｂは、第１のローラ４４ａの下側に圧接する（受けローラ４１からは離れている）ように設けられ、第３のローラ４４ｃは、第２のローラ４４ｂの左下に、該第２のローラ４４ｂ及び受けローラ４１の双方に圧接するように設けられている。

これにて、受けローラ４１が、矢印Ｃ方向に回転することに伴い、第１，第２，第３のローラ４４ａ，４４ｂ，４４ｃは、夫々矢印Ｈ方向，矢印Ｉ方向，矢印Ｊ方向に回転されるようになっている。

この構成により、カッターローラ２９と受けローラ４１とで切抜かれた鉄心片２１は、先ず受けローラ４１と第１のローラ４４ａとの間を通され、次いで第１のローラ４４ａと第２のローラ４４ｂとの間を通され、更に、第２のローラ４４ｂと第３のローラ４４ｃとの間を通され、最後に、第３のローラ４４ｃと受けローラ４１との間に通される。このとき、鉄心片２１は、第２のローラ４４ｂの外周のほぼ３／４周程度巻付けられながら送られるようになる。送られた鉄心片２１は、修正用ローラ４４の下流側の下方に配置された集積箱３１に集積される。

上記構成によれば、上記第２の実施形態と同様に修正用ローラ４４（修正工程）によって、鉄心片２１の撓みを矯正することができる。従って、この第３の実施形態によっても、素材鋼板２３を連続送りしながら、回転する凸状切刃２９ａにより、鉄心片２１を高速連続切抜きすることができるため、鉄心片２１を能率良く製造することができる。

（３）第４，第５の実施形態
図６は、本発明の第４の実施形態に係る鉄心片２１の製造装置の要部構成を概略的に示すものであり、上記第１の実施形態と異なるところは、送出し装置２７から送出された素材鋼板２３を、切抜装置２８の切抜位置（カッターローラ２９の凸状切刃２９ａが受けローラ３０に押付けられる位置）に至る前に、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａに予め当接させるための案内機構５０を設けた点である。又、送出し装置２７（レベルフィーダ２６）は、素材鋼板２３を上記第１の実施形態よりもやや高い位置において、ローラ５１，５１まで矢印Ａ方向に水平に送るように構成されている。

前記案内機構５０は、カッターローラ２９の図で左側の、前記ローラ５１，５１と切抜位置との間に、一対の案内ローラ５２，５２を備えて構成されている。これらの案内ローラ５２，５２は、前記ローラ５１，５１を通って右斜め下向きに送られる素材鋼板２３を、斜め方向から挟むように設けられ、以って、素材鋼板２３は、切抜装置２８の切抜位置に至る前の位置（図に符号Ｋで示す位置）に、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａに予め当接するようになっている。

上記構成によれば、素材鋼板２３は、案内機構５０により、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａが予め当接され、凸状切刃２９ａの先端部分が食付いた状態のままで切抜装置２８の切抜位置に至るようになる。従って、この第４の実施形態によれば、凸状切刃２９ａが素材鋼板２３に対して位置ずれしにくい状態で切抜工程が実行されるようになり、素材鋼板２３に対する凸状切刃２９ａの滑りを防止して、切抜かれる鉄心片２１の寸法精度を高めることができる。上記第１の実施形態と同様の作用効果が得られることは勿論である。

図７は、本発明の第５の実施形態を示すものであり、この実施形態では、案内機構５３に、前記一対の案内ローラ５２，５２に加え、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａを素材鋼板２３に食込ませるためのプレローラ５４が設けられている。即ち、プレローラ５４は、上記第４の実施形態で説明した、素材鋼板２３がカッターローラ２９の凸状切刃２９ａに切抜前に予め当接される当接位置Ｋにおいて、素材鋼板２３をカッターローラ２９に対して押付けるように設けられている。これにより、当接位置Ｋにおいてカッターローラ２９の凸状切刃２９ａが素材鋼板２３に食込むようになる。

従って、この第５の実施形態によれば、素材鋼板２３は、カッターローラ２９の凸状切刃２９ａが食込んだ状態で切抜装置２８の切抜位置に至るので、凸状切刃２９ａの滑りをより確実に防止することができ、切抜かれる鉄心片２１の寸法精度をより高めることができる。

（４）第６，第７，第８の実施形態
図８は、本発明の第６の実施形態を示すものであり、受けローラ６０の構成が上記第１の実施形態と異なっている。即ち、受けローラ６０には、素材鋼板２３及び鉄心片２１を受けローラ６０の外周面に吸着（密着）させながら送るための吸引手段としてのエア吸引機構６１が設けられている。ここで、図８（ａ）に示すように、前記受けローラ６０は、中心部に空洞部６０ａを有していると共に、その空洞部６０ａから放射方向に延びる複数個の孔６２が形成されている。図８（ｂ）にも示すように、前記複数個の孔６２は、受けローラ６０の外周面にて開口している。この場合、複数個の孔６２は、受けローラ６０の外周面に円周方向及び軸方向に配列するように開口している。尚、この受けローラ６０の直径寸法Ｄは、素材鋼板２３の厚み寸法ｔの７２０倍以上とされている。

そして、詳しくは図示はしないが、前記受けローラ６０を回転させるためのシャフトには、前記空洞部６０ａに連通する中空部が設けられ、この中空部が、例えば真空ポンプ等の吸引装置６３に接続されている。これにより、吸引装置６３が駆動されることによって、受けローラ６０の外周面に開口している孔６２を通してエアを吸引する吸引機構６１が構成されるのである。

この構成によれば、切抜位置に引込まれた素材鋼板２３は、吸引装置６３のエアの吸引により受けローラ６０の外周面に吸着され、吸着された状態で切抜かれる。従って、切抜き時に、素材鋼板２３が受けローラ６０の外周面をずれ動くことを防止でき、凸状切刃２９ａが素材鋼板２３に対して相対的に滑ることを防止することができる。この結果、鉄心片２１の切抜きの寸法精度を高めることができる。又、鉄心片２１が切抜かれることにより残材の素材鋼板２３が波を打ったように変形して蛇行してしまう虞があったが、素材鋼板２３を受けローラ６０に吸着させることにより、素材鋼板２３の蛇行を防止することができる。

尚、切抜かれた鉄心片２１は、受けローラ６０の外周面に吸着されたまま送られることになるが、受けローラ６０の下流側に設けられた図示しないヘラで剥がされるように構成されている。或いは、鉄心片２１が自重で剥がれ落ちる構成としても良い。

図９は、本発明の第７の実施形態を示すものであり、上記第６の実施形態と異なるところは、各孔６２を選択的に塞ぐための封止部材６５を設けるようにした点である。封止部材６５は、例えば鋼材から丸棒状に構成され、その下半部に雄ねじ部６５ａが形成されている。これに対し、前記受けローラ６０の各孔６２内には、先端の開口部からやや内周側に位置して、前記雄ねじ部６５ａと螺合する雌ねじ部６２ａが形成されている。この場合、受けローラ６０の表層部６０ｂはタングステンカーバイトを主成分とする非磁性の超鋼材から構成され、表層部６０ｂの内側（内層部６０ｃ）に雌ねじ部６２ａの加工がされている。

この構成によれば、例えば素材鋼板２３の幅寸法に応じて、エア吸引の不要な孔６２を封止部材６５で選択的に塞ぐことができる。これにより、不必要なエアの吸引を防ぎ、エア吸引の必要な孔６２からのエアの吸引力を高めることができる。

図１０は、本発明の第８の実施形態を示すものであり、上記第６の本実施形態と異なるところは、受けローラ６０の外周に、素材鋼板２３及び鉄心片２１が送られる部分を除いて、受けローラ６０の外周面をわずかな隙間、例えば２ｍｍの隙間を存して覆う圧力カバー６７を固定的に設けた点にある。

切抜装置２８で切抜かれた鉄心片２１は、圧力カバー６７と受けローラ６０との間を、受けローラ６０の外周面に吸着されながら、受けローラ６０の回転と共に移動される。
この構成によれば、圧力カバー６７が、素材鋼板２３及び鉄心片２１が送られる部分以外の受けローラ６０の外周からのエア吸引を阻害し、これにより、素材鋼板２３及び鉄心片２１が送られる部分の吸引力を高めることができる。

（５）第９，第１０，第１１の実施形態
図１１は、本発明の第９の実施形態を示すものである。本実施形態では、上記第６ないし第８の実施形態のエア吸引機構６１に代えて、素材鋼板２３を受けローラ７０の外周面に吸着させながら送るための吸引手段として、磁気的に吸引する磁気吸引手段が設けられている。尚、受けローラ７０の直径寸法Ｄは、素材鋼板２３の厚み寸法ｔの７２０倍以上である。

受けローラ７０の外周には、複数個の有床の穴７１が形成されている。各穴７１は、底部側（受けローラ７０の表層部７０ａの内側に位置する内層部７０ｂ）の部分に雌ねじ部７１ａが形成されている。そして、各穴７１には、これらを塞ぐ磁性金属材料から成る埋設片７２が夫々設けられている。

前記各埋設片７２は、穴７１に対応した棒状をなすと共に、その中間部が径小な軸部７２ａとされている。そして、軸部７２ａの外周部に全体としてリング状の永久磁石７３が取付けられている。又、埋設片７２の先端部は、雌ねじ部７１ａに螺合する雄ねじ部７２ｂの加工がされており、雌ねじ部７１ａにねじ込まれて取付けられている。

この構成によれば、埋設片７２が磁路を形成し、永久磁石７３の磁力により、素材鋼板２３を受けローラ７０の外周面に吸着させることができる。従って、エア吸引機構６１によるエア吸引と同様の作用を程し、素材鋼板２３がずれることは無く、切抜きの寸法精度を高めることができる。

尚、図示はしないが、切抜かれた鉄心片２１を受けローラ７０から剥がすためのヘラが受けローラ７０の切抜位置の下流側に設けられている。

図１２は、本発明の第１０の実施形態を示すものであり、磁気吸引手段の構成が上記第９の実施形態と異なる。
受けローラ７０は、その表層部７０ａが、非磁性の超鋼材から円筒状に構成され、内層部７０ｂは、鉄材から構成されている。本実施形態では、受けローラ７０の内層部７０ｂに、リング状の磁石挿入穴７０ｃが多数形成されており、各磁石挿入穴７０ｃにリング状の永久磁石７４が埋設されている。前記表層部７０ａは、永久磁石７４の埋込み後に、内層部７０ｂと一体化されるようになっている。

そして、各永久磁石７４（各磁石挿入穴７０ｃ）の中心部に位置して、穴７５が形成されている。各穴７５は、表層部７０ａを貫通する（受けローラ７０の外周面に開口する）ように設けられていると共に、内層部７０ｂに位置して雌ねじ部７５ａが形成されている。
また、各穴７５は、磁性金属材料から成る埋設片７６により塞がれる。この埋設片７６は、棒状を成し、前記雌ねじ部７５ａに螺合する雄ねじ部７６ａが形成されており、雌ねじ部７５ａにねじ込まれる。

この構成によれば、永久磁石７４の磁力が埋設片７６を通して受けローラ７０の外周面に作用し、素材鋼板２３を受けローラ７０の外周面に吸着させるので、上記第９の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

図１３は、本発明の第１１の実施形態を示すものであり、この実施形態では、受けローラ７８の内部に永久磁石７９が埋込まれている。この場合、受けローラ７８の表層部７８ａの内側に位置する内層部７８ｂには複数個の穴７８ｃが形成され、それら各穴７８ｃに棒状の永久磁石７９が埋設された後、表層部７８ａと内層部７８ｂとが結合されて受けローラ７８が構成される。

この構成によれば、素材鋼板２３は、表層部７８ａを介して磁気的に吸引される。この場合、磁気吸引力は、上記第９及び第１０の実施形態の磁気吸引力よりもやや劣るものの、硬くて加工が難しい超鋼材（表層部７８ａ）の加工を不要とすることができるので、受けローラ７８に容易に磁気吸引手段を設けることができる。

（６）第１２の実施形態、その他の実施形態
図１４は、本発明の第１２の実施形態を示すものであり、本実施形態では、複数個、例えば４個のカッターローラ８１を、受けローラ３０の外周に周方向に並んで配置するようにしている。各カッターローラ８１には、夫々鉄心片２１の一部に対応した（各部を分担するような）凸状切刃８１ａが形成されており、素材鋼板２３が４つのカッターローラ８１を順に通されることにより、全体で鉄心片２１が切抜かれるようになっている。又、各カッターローラ８１は、夫々回転自在に支持されていると共に、押圧手段、例えばバネ８２により受けローラ３０の外周面に押付けられるように構成されている。受けローラ３０は、図示しない駆動モータ等の駆動手段により回転駆動される構成である。

更に、素材鋼板２３の最初の切抜位置の上流側には、素材鋼板２３を予め最初のカッターローラ８１の凸状切刃８１ａに押付けるためのプレローラ８３が設けられている。又、最後の切抜位置の下流側には、１対のガイドローラ８４，８４が設けられ、これらガイドローラ８４は押圧手段、例えばバネ８２により、受けローラ３０の外周面に押付けられている。

この構成によれば、受けローラ３０が回転駆動すると、各カッターローラ８１及びガイドローラ８４が従動的に回転する。そして、素材鋼板２３が、最初のカッターローラ８１とプレローラ５４に引込まれることにより、素材鋼板２３にカッターローラ８１の凸状切刃８１ａが食込む。次に、カッターローラ８１の凸状切刃８１ａが食込んだ素材鋼板２３は、最初の切抜位置に引込まれ、凸状切刃８１ａに対応して切抜かれる。一部が切抜かれた素材鋼板２３は、上流側のカッターローラ８１から順に凸状切刃８１ａに対応して切抜かれる。すべてのカッターローラ８１によって、最終的に素材鋼板２３から鉄心片全体が切抜かれ、切抜かれた鉄心片は図示しない集積箱に集積される。尚、鉄心片が切抜かれた素材鋼板２３の残材は、１対のガイドローラ８４，８４で引込まれて、回収される。

上記構成のように１個の受けローラ３０に複数のカッターローラ８１を用いることにより、鉄心片の形状が複雑な場合にも対応することができ、設備費用を抑えることができる。
又、押圧手段をカッターローラ８１及びガイドローラ８４に設け、受けローラ３０を回転駆動させることにより、１個の駆動手段だけで複数のローラ８１，８４を回転駆動させることができる。

尚、本発明は、上記し図面に示した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、切抜装置の構成としては、カッターローラと受けローラとを横に並べて、素材鋼板を上下方向に送るように構成しても良い。
第２及び第３の実施形態の修正用ローラの個数、配置等については、適宜変更しても良い。
第９ないし第１１の実施形態に用いた永久磁石の代わりに、電磁石を用いても良い。
要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の第１の実施形態を示すもので切抜装置を概略的に示す側面図 鉄心片の製造装置の構成を概略的に示す側面図 素材鋼板の材料特性と厚み寸法と、受けローラの直径寸法の関係を示す図 本発明の第２の実施形態を示す切抜装置部分の側面図 本発明の第３の実施形態を示す図４相当図 本発明の第４の実施形態を示す切抜装置部分の側面図 本発明の第５の実施形態を示す図６相当図 本発明の第６の実施形態を示すもので、（ａ）は受けローラとエア吸引装置の概略図、（ｂ）は受けローラの斜視図 本発明の第７の実施形態を示す図８（ｂ）相当図 本発明の第８の実施形態を示すもので、（ａ）は図４相当図、（ｂ）は図８（ｂ）相当図 本発明の第９の実施形態を示すもので、（ａ）は切抜装置部分の断面図、（ｂ）は受けローラの一部を破断して示す斜視図 本発明の第１０の実施形態を示すもので、（ａ）は図１１（ａ）相当図、（ｂ）は図１１（ｂ）相当図 本発明の第１１の実施形態を示すもので、受けローラの一部を破断して示す斜視図 本発明の第１２の実施形態を示す切抜装置部分の側面図 （ａ）は固定子積層鉄心用の鉄心片の平面図、（ｂ）は固定子積層鉄心の斜視図 （ａ）は異なる形状の固定子積層鉄心用の鉄心片の平面図、（ｂ）は固定子積層鉄心の斜視図 （ａ）は回転子積層鉄心用の鉄心片の平面図、（ｂ）は回転子積層鉄心の斜視図 従来の製造装置を示す側面図

符号の説明

図面中、２１は鉄心片、２２は製造装置、２３は素材鋼板、２４はコイル材（コイル）、２７は送出し装置、２８，４０は切抜装置、２９，８１はカッターローラ、２９ａ，８１ａは凸状切刃、３０，４１，６０，７０，７８は受けローラ、６０ｂ，７０ａ，７８ａは表層部、６０ｃ，７０ｂ，７８ｂは内層部、３１は集積箱、４２，４４は修正用ローラ、５０，５３は案内機構、５４，８３はプレローラ、６１はエア吸引機構、６２は孔、６５は封止部材、６７は圧力カバー、７０ｃ，７１，７５，７８ｃは穴、７３，７４，７９は永久磁石、７２，７６は埋設片、８２はバネ（押圧手段）を示す。

Claims (20)

1. 積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための装置であって、
   前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し装置と、
   円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜装置と、
   前記切抜いた鉄心片を集積する集積箱とを備えると共に、
   前記受けローラの直径寸法Ｄが、前記素材鋼板の厚み寸法ｔの７２０倍以上とされていることを特徴とする回転電機用鉄心片の製造装置。
2. 積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための装置であって、
   前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し装置と、
   円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜装置と、
   前記受けローラの外周に前記カッターローラよりも下流側に位置して設けられ、前記切抜かれた鉄心片が通されることにより、該鉄心片の撓みを修正する修正用ローラと、
   この修正用ローラを通った鉄心片を集積する集積箱とを備えていることを特徴とする回転電機用鉄心片の製造装置。
3. 前記送出し装置から送出された素材鋼板を、前記切抜装置の切抜位置に至る前に、前記カッターローラの凸状切刃に予め当接させるように案内する案内機構が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
4. 前記案内機構には、前記切抜位置に至る前の素材鋼板を、前記カッターローラの凸状切刃に食込ませるためのプレローラが設けられていることを特徴とする請求項３記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
5. 前記受けローラには、前記素材鋼板を該受けローラの外周面に吸着させながら送るための吸引手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
6. 前記吸引手段は、前記受けローラの外周面に形成された複数の孔を通してエアを吸引するエア吸引機構から成ることを特徴とする請求項５記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
7. 前記エア吸引用の複数の各孔は、封止部材が着脱可能に装着されることにより、選択的に塞ぐことが可能とされていることを特徴とする請求項６記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
8. 前記受けローラの外周には、前記素材鋼板及び鉄心片が送られる部分を除いて、該受けローラの外周面をわずかな隙間を存して覆う圧力カバーが固定的に設けられていることを特徴とする請求項６又は７記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
9. 前記吸引手段は、前記素材鋼板及び鉄心片を磁気的に吸引する磁気吸引手段から成ることを特徴とする請求項５記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
10. 前記受けローラの外周を構成する表層部は、超鋼材から構成されており、
    前記受けローラの前記表層部の内側に永久磁石が埋設されていることを特徴とする請求項９記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
11. 前記受けローラの前記表層部には、前記永久磁石の埋設位置に対応した位置に複数個の穴が形成されていると共に、それら穴が磁性金属材料から成る埋設片により塞がれていることを特徴とする請求項１０記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
12. 前記カッターローラは、複数個が前記受けローラの外周に周方向に並んで配置され、
    それらカッターローラには、夫々前記鉄心片の一部に対応した凸状切刃が形成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
13. 前記受けローラは、駆動手段により回転駆動されるように構成され、
    前記各カッターローラは、夫々回転自在に支持されていると共に、押圧手段により前記受けローラの外周面に押付けられるように構成されていることを特徴とする請求項１２記載の回転電機用鉄心片の製造装置。
14. 積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための製造方法であって、
    前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し工程と、
    円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜工程と、
    前記切抜いた鉄心片を集積する集積工程とを有し、
    前記受けローラの直径寸法Ｄが、前記素材鋼板の厚み寸法ｔの７２０倍以上とされていることを特徴とする回転電機用鉄心片の製造方法。
15. 積層して回転電機の固定子積層鉄心或いは回転子積層鉄心を組立てる部品である鉄心片を製造するための製造方法であって、
    前記鉄心片の素材たる帯状磁性鋼板のコイルをアンコイルして素材鋼板を所定速度で送出す送出し工程と、
    円柱形状でその外周面に製造する前記鉄心片の形状に合せた凸状切刃を形成したカッターローラと円柱形状で平滑な外周面を持つ受けローラとを互いに外周面を突合せた状態で対向配置し、それら両ローラを互いに反対方向に回転させて該両ローラ間に前記送出された素材鋼板を挟んで引込みつつ、前記素材鋼板を前記カッターローラの凸状切刃で押切って鉄心片を切抜く切抜工程と、
    この切抜工程により切抜かれた鉄心片を、前記受けローラの外周に前記カッターローラよりも下流側に位置して設けられた修正用ローラを通すことにより、該鉄心片の撓みを修正する修正工程と、
    この修正工程を通った鉄心片を集積する集積工程とを有していることを特徴とする回転電機用鉄心片の製造方法。
16. 前記送出し工程から送出された素材鋼板を、前記切抜工程の切抜位置に至る前に、案内機構により前記カッターローラの凸状切刃に予め当接させるように案内する案内工程が設けていることを特徴とする請求項１４又は１５記載の回転電機用鉄心片の製造方法。
17. 前記案内工程において、前記切抜工程の切抜位置に至る前の素材鋼板が、前記案内機構に設けられたプレローラにより、前記カッターローラの凸状切刃に食込んだ状態で送られることを特徴とする請求項１６記載の回転電機用鉄心片の製造方法。
18. 前記受けローラには、前記素材鋼板を該受けローラの外周面に吸着させながら送るための吸引手段が設けられ、
    前記切抜工程においては、前記素材鋼板は、前記吸引手段により前記受けローラの外周面に吸着されながら、切抜かれることを特徴とする請求項１４ないし１７のいずれかに記載の回転電機用鉄心片の製造方法。
19. 前記カッターローラは、前記鉄心片の一部に対応した凸状切刃が夫々形成された複数個が前記受けローラの外周に周方向に並んで配置されており、
    前記切抜工程においては、それらカッターローラには、前記素材鋼板が、前記各カッターローラの一部ずつが順に押切られることにより、最終的に鉄心片全体が切抜かれることを特徴とする請求項１４ないし１８のいずれかに記載の回転電機用鉄心片の製造方法。
20. 前記受けローラは、駆動手段により回転駆動されるように構成され、
    前記各カッターローラは、夫々回転自在に支持されていると共に、押圧手段により前記受けローラの外周面に押付けられるように構成されることにより、
    前記切抜工程においては、前記受けローラが回転駆動されることに伴い、前記各カッターローラが従動的に回転されることを特徴とする請求項１９記載の回転電機用鉄心片の製造方法。
    

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