JP2014168329A - 積層鉄心の製造方法および積層鉄心の製造ライン - Google Patents

Abstract

【課題】加工部材の幅方向に２以上の鉄心板を配置して打ち抜くものにおいて、加工部材の補給の際に先の加工部材の終端部と次の加工部材の始端部とを溶接するもので材料歩留まりの向上と作業性の向上を図る。
【解決手段】積層鉄心の製造方法は、加工部材をアンコイラから繰り出す工程と、加工部材のひずみをレベラーで除去する工程と、加工部材をプレス装置により打ち抜いて鉄心板を形成する工程と、レベラーとプレス装置との間にある切断溶接装置によって先の加工部材の終端部および次の加工部材の始端部を切断しその切断された先の加工部材の終端部と次の加工部材の始端部とを溶接する工程と、を備える。プレス装置は千鳥状に鉄心板を配置して加工部材を打ち抜く。切断溶接装置は、先の加工部材の終端部および次の加工部材の始端部を加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって鉄心板のうち回転子鉄心板を避けた位置で切断および溶接する。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、積層鉄心の製造方法および積層鉄心の製造ラインに関する。

回転電機の固定子鉄心や回転子鉄心は、例えば次のような工程で製造される。まず、加工部材となる薄い帯状の電磁鋼板をロール状に巻回した状態でアンコイラに配置する。ロール状の電磁鋼板は、アンコイラによって繰り出され、レベラーによって巻回などによるひずみが除去された後、プレス装置へ送られる。プレス装置へ送られた電磁鋼板は、プレス装置の金型によって鉄心板の形状に打ち抜かれる。そして、打ち抜かれた鉄心板は、金型内で複数枚積層されて鉄心ブロックを構成する。その後、さらに別の工程においてこの鉄心ブロックを複数個結束させて積層鉄心が完成する。

ここで、アンコイラに配置された電磁鋼板を消費すると、次の加工部材を補給するために、アンコイラに次のロール状の電磁鋼板が配置される。このとき、先の電磁鋼板の終端部と次の電磁鋼板の始端部とを溶接することで、先の電磁鋼板の送りに引っ張られて次の電磁鋼板が繰り出される。これによれば、加工部材の補給の度に、加工部材をプレス装置に配置し直す必要がないため、作業性の向上が図られる。

しかし、先の電磁鋼板の終端部と次の電磁鋼板の始端部とが溶接された溶接部位は、溶接熱などの影響によって加工部材本来の特性から変化していることが多い。そのため、打ち抜かれた鉄心板に溶接部位が含まれると、製品特性に影響を及ぼすおそれがある。そして、高速で回転する回転子鉄心板については、溶接部分が含まれることによる製品特性の影響がより大きい。そのため、従来では、鉄心板に溶接部位が含まれる場合には、その鉄心板を取り除いて廃棄等していたが、この場合、溶接部位を含む鉄心板を取り除くための作業者の手間や廃棄する材料が増えるため、このような溶接部位の存在は、材料歩留まりの向上や作業性の向上を阻害していた。

ここで、加工部材の送り方向に対し鉄心板が一列に配置されるいわゆる単列配置のものでは、溶接部位を隣り合う鉄心板の間に配置することで、溶接部分が打ち抜かれなくなり、上述した問題を回避することができる。しかし、加工部材の幅方向に複数列配置されてこれら列毎に鉄心板の中心を交互にずらして配置するいわゆる千鳥配置のものでは、上述した問題を解消することは難しかった。

特開２０１２−１７８９２０号公報

そこで、加工部材の幅方向に２以上の鉄心板を千鳥状に配置して打ち抜くものにおいて、次の加工部材の補給の際に、先の加工部材の終端部と次の加工部材の始端部とを溶接するものであっても、溶接部位に係る加工部材の廃棄を低減し材料歩留まりの向上を図るとともに作業性の向上を図ることができる積層鉄心の製造方法および積層鉄心の製造ラインを提供する。

本実施形態の積層鉄心の製造方法は、複数の鉄心板を積層して回転電機の積層鉄心を得る積層鉄心の製造方法であって、ロール状に形成された加工部材をアンコイラから繰り出す工程と、前記アンコイラから繰り出された前記加工部材のひずみをレベラーで除去する工程と、前記レベラーを通過した前記加工部材をプレス装置により順次所定の寸法間隔で打ち抜いて前記鉄心板を形成する工程と、前記アンコイラに先に配置されていた先の加工部材が消費されて前記アンコイラに次の加工部材を配置する際に、前記レベラーと前記プレス装置との間に設けられた切断溶接装置によって、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を切断し、その切断された前記先の加工部材の終端部と前記次の加工部材の始端部とを溶接する工程と、を備える。前記プレス装置は、前記加工部材の送り方向に対して直角な幅方向に２列以上となる千鳥状に前記鉄心板を配置して前記加工部材を打ち抜く。前記切断溶接装置は、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を、前記加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって前記鉄心板のうち回転子鉄心を避けた位置で切断および溶接する。

本実施形態の積層鉄心の製造ラインは、積層鉄心の製造方法に用いられるものであって、ロール状に形成された加工部材を繰り出すアンコイラと、前記アンコイラから繰り出された前記加工部材のひずみを除去するレベラーと、前記レベラーを通過した前記加工部材を順次所定の寸法間隔で打ち抜いて前記鉄心板を形成するプレス装置と、前記レベラーと前記プレス装置との間に設けられ、前記アンコイラに先に配置されていた先の加工部材が消費されて前記アンコイラに次の加工部材を配置する際に、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を切断し、その切断された前記先の加工部材の終端部と前記次の加工部材の始端部とを溶接する切断溶接装置と、を備える。前記プレス装置は、前記加工部材の送り方向に対して直角な幅方向に２列以上となる千鳥状に前記鉄心板を配置して前記加工部材を打ち抜く。前記切断溶接装置は、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を、前記加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって前記鉄心板のうち回転子鉄心板を避けた位置で切断および溶接する。

第一実施形態による固定子鉄心を示す図 回転子鉄心を示す図 固定子鉄心および回転子鉄心の製造ラインの概略構成を示す図 プレス装置で打ち抜かれる際の固定子鉄心板と回転子鉄心板との配列および切断溶接部位の位置を示す図 切断溶接装置を示す図 第二実施形態による図４相当図 第三実施形態による図４相当図 第四実施形態による図３相当図 検出装置周辺の構成を示す図 制御装置による制御内容を示すフローチャート

以下、複数の実施形態による積層鉄心の製造方法および積層鉄心の製造ラインを、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。

（第一実施形態）
本実施形態では、例としてインナロータ型の回転電機に用いられる積層鉄心を対象として説明する。本実施形態において、積層鉄心は、図１に示す固定子鉄心１０と、図２に示す回転子鉄心２０とから構成されている。図１に示す固定子鉄心１０は、全体として円筒形に構成されており、複数のスロット１１および複数の耳部１２を一体に有している。スロット１１は、固定子鉄心１０の円筒形の内周に沿って等間隔に設けられ、径方向の内側から外側へ向かって窪むように形成されている。スロット１１には、図示しないコイルが設けられる。

耳部１２は、固定子鉄心１０の外周において径方向の外側へ向かって突出するように形成されている。耳部１２は、固定子鉄心１０の外周に沿って等間隔に三個つまり１２０°間隔で設けられている。耳部１２は、その内側に締結用穴１３を有している。締結用穴１３は、耳部１２を固定子鉄心１０の軸方向へ貫いて形成されている。固定子鉄心１０は、詳細は図示しないが、締結用ボルトを締結用穴１３に通して筺体に固定される。

図２に示す回転子鉄心２０は、全体として円柱形に構成されている。回転子鉄心２０の外径は、固定子鉄心１０の内径よりもやや小さく設定されている。回転子鉄心２０は、シャフト挿入孔２１および複数の磁石挿入孔２２を有している。シャフト挿入孔２１は、回転子鉄心２０の中心部を軸方向に円形に貫いて形成され、図示しないシャフトが挿入される。磁石挿入孔２２は、回転子鉄心２０の径方向の外側近傍にあって回転子鉄心２０を矩形状に貫いて形成され、図示しない永久磁石が挿入される。シャフトおよび永久磁石が取り付けられた回転子鉄心２０は、コイルが設けられた固定子鉄心１０の内側に配置され、これにより回転電機が構成される。

固定子鉄心１０は、図１に示すように、複数個の固定子鉄心ブロック１４を組み合わせて構成されている。同様に、回転子鉄心２０も、図２に示すように、複数個の回転子鉄心ブロック２３を組み合わせて構成されている。固定子鉄心ブロック１４は、固定子鉄心板１５を複数枚積層して構成され、同様に、回転子鉄心ブロック２３も、回転子鉄心板２４を複数枚積層して構成されている。そして、これら固定子鉄心板１５および回転子鉄心板２４は、加工部材となる厚さ０．５ｍｍ程度の薄い電磁鋼板を打ち抜いて形成されている。

次に、固定子鉄心１０および回転子鉄心２０の製造方法について説明する。
図３に示すように、固定子鉄心１０および回転子鉄心２０の製造ライン３０は、アンコイラ４１、レベラー４２、ロールフィーダ４３、プレス装置５０、切断溶接装置６０、および制御装置７０などから構成されている。固定子鉄心１０および回転子鉄心２０の加工部材となる電磁鋼板９０は、ロール状に巻回した状態でアンコイラ４１に配置される。電磁鋼板９０は、ロールフィーダ４３によって順次所定の寸法間隔すなわち一定ピッチで次工程へ送られて加工される。この場合、制御装置７０は、ロールフィーダ４３による電磁鋼板９０のピッチ送りと、プレス装置５０におけるプレス加工とを同期させている。

具体的には、製造ライン３０では、まず、第一工程として、アンコイラ４１に配置された電磁鋼板９０を、アンコイラ４１によってロール状を解きながら繰り出す。次に、第二工程として、ロール状に巻回することにより電磁鋼板９０に生じたひずみを、レベラー４２によって除去する。その後、電磁鋼板９０は切断溶接装置６０を通過し、ロールフィーダ４３によってプレス装置５０へ送られる。そして、第三工程として、プレス装置５０によって、固定子鉄心板１５および回転子鉄心板２４が打ち抜かれ、これら固定子鉄心板１５および回転子鉄心板２４をそれぞれ積層して、固定子鉄心ブロック１４および回転子鉄心ブロック２３を構成する。

プレス装置５０は、上金型５１および下金型５２を有している。上金型５１および下金型５２は複数個、この場合図４に示すように２列×４個の抜き型形状を有している。プレス装置５０は、図４に示すように、白抜き矢印で示す方向へ向って電磁鋼板９０を順番に次の抜き型形状へ送りながら、第一段階Ｓ１から第四段階Ｓ４までの四段階で打ち抜くことで、固定子鉄心板１５および回転子鉄心板２４を形成する。

本実施形態において、プレス装置５０は、図４に示すように、固定子鉄心板１５および回転子鉄心板２４を、電磁鋼板９０の送り方向に対する幅方向に２列の複列配列に配置して打ち抜く。この場合、鉄心板１５、２４は、電磁鋼板９０に対していわゆる千鳥形状に配置されている。なお、図４において、電磁鋼板９０は、紙面左側から右側へ送られる。また、図４では、各段階Ｓ１〜Ｓ４において既に打ち抜かれた形状を実線で示し、次段階以降で打ち抜かれる形状を説明のために二点鎖線で示している。そして、電磁鋼板９０の送り方向へ隣り合う任意の二組の固定子鉄心板１５および回転子鉄心板２４のうち、図４の紙面下側のものを鉄心板Ｎ１１、Ｎ１２とし、紙面上側のものを鉄心Ｎ２１、Ｎ２２とする。この場合、鉄心板Ｎ１１、Ｎ２１は、同一段階において加工される。同様に、鉄心板Ｎ１２、Ｎ２２は、同一段階において加工される。また、鉄心板Ｎ１１、Ｎ２１は、鉄心板Ｎ１２、Ｎ２２より先に加工される。すなわち、鉄心板Ｎ１１、Ｎ２１は、鉄心板Ｎ１２、Ｎ２２の下流側にあるものとする。

また、任意の鉄心板１５、２４を基準とした場合、電磁鋼板９０の送り方向における下流側をその鉄心板１５、２４の前側とし、上流側をその鉄心板１５、２４の後側とする。ここで、電磁鋼板９０の送り方向について見ると、下側の鉄心板Ｎ１１の後側半分は、上側の鉄心板Ｎ２１の前側半分と重なっている。同様に、下側の鉄心板Ｎ１２の前側半分は、上側の鉄心板Ｎ２１の後側半分と重なっている。また、下側の鉄心板Ｎ１２の後側半分は、上側の鉄心板Ｎ２２の前側半分と重なっている。すなわち、電磁鋼板９０の送り方向において、一方の列にある鉄心板１５、２４の中心は、他方の列において前後に隣接する二組の鉄心板１５、１２の間に位置している。

プレス装置５０は、鉄心板Ｎ１１、Ｎ２１を打ち抜く前、つまり第一段階Ｓ１を行う前に、まずパイロット穴９５、９６を打ち抜く。パイロット穴９５、９６は、それぞれ電磁鋼板９０の幅方向の両側部分にあって、電磁鋼板９０の送り方向に隣接する二組の鉄心板１５、２４の間、すなわち鉄心板Ｎ１１、Ｎ１２の間、および鉄心板Ｎ２１、Ｎ２２の間に位置している。パイロット穴９５、９６には図示しないパイロットピンが挿入され、そのパイロットピンの移動に伴って電磁鋼板９０が移動される。また、プレス装置５０は、パイロット穴９５、９６を基準にして、鉄心板１５、２４を打ち抜く位置を決定する。

プレス装置５０は、パイロット穴９５、９６を打ち抜いた後、第一段階Ｓ１において、固定子鉄心１０の締結用穴１３や回転子鉄心２０の磁石挿入孔２２などを打ち抜く。次に、プレス装置５０は、第二段階Ｓ２において、固定子鉄心１０のスロット１１および回転子鉄心２０のシャフト挿入孔２１を打ち抜く。そして、プレス装置５０は、第三段階Ｓ３において、回転子鉄心２０の外形を打ち抜く。これにより、回転子鉄心板２４が得られる。このとき、打ち抜かれた回転子鉄心板２４は、第三段階Ｓ３の金型内で所定枚数が積層され、これにより回転子鉄心ブロック２３が得られる。

その後、プレス装置５０は、第四段階Ｓ４において、固定子鉄心１０の耳部１２を含めた外形を打ち抜く。これにより、固定子鉄心板１５が得られる。このとき、打ち抜かれた固定子鉄心板１５は、回転子鉄心板２４と同様に、第四段階の金型内で所定枚数が積層され、これにより固定子鉄心ブロック１４が得られる。

このように電磁鋼板９０の加工が順次行われ、アンコイラ４１に配置されていた電磁鋼板９０が消費されると、加工部材の補給のために、アンコイラ４１に次のロール状の電磁鋼板９０が配置される。なお、電磁鋼板９０のうち、アンコイラ４１に先に配置されていた電磁鋼板９０と新たに配置される電磁鋼板９０とを区別する場合は、先に配置されていた電磁鋼板９０を先の電磁鋼板９０１と示し、新たに配置される電磁鋼板９０を次の電磁鋼板９０２と示す。

次の電磁鋼板９０２がアンコイラ４１に配置されると、次の電磁鋼板９０２の始端部は、先の電磁鋼板９０１の終端部がロールフィーダ４３を通過する前に、先の電磁鋼板９０１の終端部に接合される。これにより、先の電磁鋼板９０１がロールフィーダ４３で送られることに伴い、先の電磁鋼板９０１に引っ張られて次の電磁鋼板９０２がアンコイラ４１から繰り出される。

次に、図５も参照して、先の電磁鋼板９０１の終端部９０３と次の電磁鋼板９０２の始端部９０４との接合について説明する。先の電磁鋼板９０１の終端部９０３は、アンコイラ４１とプレス装置５０との間に設けられた切断溶接装置６０によって切断および溶接が行われる。これにより、先の電磁鋼板９０１と次の電磁鋼板９０２との接合部分には、図４に示す切断溶接部位９１が形成される。切断溶接装置６０は、図５に示すように、切断部６１および溶接部６５を有している。切断部６１は、上刃６２および下刃６３を有している。切断部６１は、上刃６２および下刃６３によって電磁鋼板９０を送り方向に対して傾斜した直線状に切断する。

溶接部６５は、図５に示すように、基台６６、溶接トーチ６７、およびクランプ６８を有している。基台６６には、レベラー４２およびプレス装置５０における電磁鋼板９０の載置面と同じ高さ位置で、電磁鋼板９０が載置される。溶接トーチ６７は、溶接電極６７１を有し、先の電磁鋼板９０１の終端部９０３と次の電磁鋼板９０２の始端部９０４とを溶接接合する。クランプ６８は、第一クランプ６８１および第二クランプ６８２を有している。第一クランプ６８１は、溶接電極６７１に対して電磁鋼板９０の送り方向の下流側に設けられている。第二クランプ６８２は、溶接電極６７１に対して電磁鋼板９０の送り方向の上流側に設けられている。先の電磁鋼板９０１の終端部９０３と次の電磁鋼板９０２の始端部９０４とを溶接する際、先の電磁鋼板９０１は、第一クランプ６８１と基台６６との間に挟まれて固定され、次の電磁鋼板９０２は、第二クランプ６８２と基台６６との間に挟まれて固定される。

切断部６１によって切断され溶接部６５によって溶接された切断溶接部位９１は、図４に示すように、電磁鋼板９０の幅方向に対して斜めの直線状であって、鉄心板１５、２４のうち回転子鉄心板２４を避けることが可能な角度に形成される。そして、プレス装置５０によって鉄心板１５、２４を打ち抜く際に、切断溶接部位９１を、図４に二点鎖線で示す所定位置Ａ１の線上に位置させる。この所定位置Ａ１は、切断溶接部位９１を該所定位置Ａ１の線上に配置した場合に、鉄心板１５、２４のうち回転子鉄心板２４を避けた位置となるように設定されている。これにより、プレス装置５０は、切断溶接部位９１が回転子鉄心板２４に含まれないようにして、該回転子鉄心板２４を打ち抜くことができる。なお、所定位置Ａ１は、電磁鋼板９０の送り方向に対して前後方向、およびその角度について、ある程度の許容範囲を有していてもよい。

製造ライン３０は、切断溶接部位９１を所定位置Ａ１の線上に位置させるため、プレス装置５０と切断溶接装置６０との位置関係を次のように規定している。すなわち、図４に示すように、プレス装置５０の上金型５１および下金型５２において任意の所定位置Ａ１を基準Ｂとし、図３および図５に示すように、切断溶接装置６０の切断部６１の位置を切断位置Ｃとした場合、基準Ｂから切断位置Ｃまでの距離Ｌ１を、電磁鋼板９０の送り方向へ隣接する鉄心板１５、２４の中心間距離すなわち製品ピッチＰの整数ｎ倍に規定する。

これにより、切断溶接装置６０は、先の電磁鋼板９０１の終端部９０３を、基準Ｂから製品ピッチＰの整数ｎ倍となる一定の位置で切断し、次の電磁鋼板９０２の始端部９０４と溶接により接合する。つまり、先の電磁鋼板９０１は、基準Ｂから切断後の終端部９０３までの長さＬ１が製品ピッチＰの整数ｎ倍となって一定の長さとなる。これにより電磁鋼板９０を製品ピッチＰ間隔で送った際に、切断溶接部位９１を所定位置Ａ１１に位置させることができる。なお、次の電磁鋼板９０２の始端部９０４は、必要に応じて切断溶接装置６０の切断部６１で切断して端面を整えてもよい。

先の電磁鋼板９０１の終端部９０３と次の電磁鋼板９０２の始端部９０４の溶接は、作業者が切断溶接装置６０の溶接部６５を操作して手動で行ってもよいが、次のようにして自動で行うこともできる。すなわち、切断溶接装置６０は、切断部６１の切断位置Ｃと溶接部６５の溶接位置Ｄとの距離Ｌ２を、製品ピッチＰの整数ｍ倍の距離に規定する。すると、電磁鋼板９０をプレス装置５０のプレス動作に同期させて製品ピッチＰ間隔で送った場合に、切断部６１で切断された先の電磁鋼板９０１の終端部９０３を、溶接部６５の下方に位置させることができる。これにより、電磁鋼板９０１の終端部と溶接部６５との位置は、電磁鋼板９０のピッチ送りによって自動で決定されるため、自動で溶接することができる。

また、切断溶接装置６０の切断部６１および溶接部６５は、電磁鋼板９０の送り方向に対して前後方向に移動可能に構成されている。この場合、切断部６１の切断位置Ｃは、プレス装置５０の基準Ｂを基準として決定される。また、溶接部６５の溶接位置Ｄは、切断位置Ｃを基準として決定される。この構成において、対象製品が変更されて打ち抜かれる鉄心板１５、２４の形状が変更された場合は、変更後の製品ピッチＰに応じて、距離Ｌ１、Ｌ２を変更すればよい。これにより、変更後の鉄心板１５、２４にも対応することができる。なお、切断溶接装置６０を本体ごと移動させることによって、距離Ｌ１、Ｌ２を変更することもできる。

さらに、切断部６１および溶接部６５は、電磁鋼板９０の送り方向に対する角度を変更可能に構成されている。つまり、切断部６１および溶接部６５は、対象製品が変更されて鉄心板１５、２４のピッチＰや外径寸法が変わった場合、切断位置Ｃや溶接位置Ｄを変更して距離Ｌ１、Ｌ２を変更するとともに、変更後の所定位置Ａ１に対応して電磁鋼板９０の切断角度を変更する。これにより、切断部６１の上下刃６２、６３を取り換えることなく、変更後の鉄心板１５、２４に対応させることができる。

実施形態の構成によれば、電磁鋼板９０を新たに補給した際に形成される切断溶接部位９１は、プレス装置５０によって鉄心板１５、２４が打ち抜かれる際、鉄心板１５、２４に対して予め設定した場所に位置させることができる。そのため、切断溶接部位９１が含まれることが好ましくない箇所に、切断溶接部位９１を配置しないことができる。

すなわち、本実施形態において、切断溶接部位９１を、鉄心板１５、２４のうち回転子鉄心板２４に重ならない所定位置Ａ１に位置させている。そのため、打ち抜かれた鉄心板１５、２４のうち少なくとも回転子鉄心板２４には、切断溶接部位９１が含まれない。したがって、電磁鋼板９０の幅方向に対して２列以上となる千鳥状に鉄心板１５、２４を配置して打ち抜く構成であっても、切断溶接部位９１が含まれることにより回転子鉄心板２４を廃棄する必要がなくなるため、材料歩留まりが向上する。また、鉄心板１５、２４を積層した後に分解して切断溶接部位９１を含む鉄心板１５、２４を取り除く必要がないため、作業性も向上する。さらに、回転子鉄心板２４に切断溶接部位９１が含まれることによる製品の特性の低下を防ぐことができる。

（第二実施形態）
次に、第二実施形態について図６を参照して説明する。
第二実施形態では、第一実施形態における切断溶接部位９１および所定位置Ａ１に換えて、切断溶接部位９２および所定位置Ａ２が設定されている点で、第一実施形態と異なる。すなわち、第二実施形態の切断溶接部位９２は、電磁鋼板９０を、回転子鉄心板２４に加えて、固定子鉄心板１５のスロット１１を避けることが可能な角度に形成される。そして、プレス装置５０によって鉄心板１５、２４を打ち抜く際に、切断溶接部位９２を、図６に二点鎖線で示す所定位置Ａ２上に位置させる。この所定位置Ａ２は、切断溶接部位９２を該所定位置Ａ２の線上に位置させた場合に、鉄心板１５、２４のうち回転子鉄心板２４および固定子鉄心板１５のスロット１１を避けた位置となるように設定されている。

ここで、プレス装置５０の切断部６１において、スロット１１周辺には、細かい形状のスロット１１を形成するために複数の細かい形状の刃部が密集している。そのため、当該刃部の寿命や形成されるスロット１１の精度品質等を考慮すると、特性の変化した切断溶接部位９２を当該刃部によって切断することは、避けるのが望ましい。本実施形態によれば、プレス装置５０は、切断部６１が、切断溶接部位９２を含んでスロット１１を切断し形成することを避けることができる。これにより、切断部６１のスロット１１周辺の上刃６２および下刃６３が切断溶接部位９２を切断して劣化することを抑制し、その結果、金型５１、５２の寿命を延ばすことができる。さらに、これにより、スロット１１周辺に切断溶接部位９２が含まれることを回避できるため、固定子鉄心板１５すなわち固定子鉄心１０の品質の向上も図られる。なお、所定位置Ａ２も、電磁鋼板９０の送り方向に対して前後方向、およびその角度について、ある程度の許容範囲を有していてもよい。

（第三実施形態）
次に、第三実施形態について図７を参照して説明する。
第三実施形態では、切断溶接部位９３および所定位置Ａ３の構成が、上記各実施形態と異なる。ここでは、電磁鋼板９０の幅方向の両端側に配置されて同一段階で打ち抜かれる二つの鉄心板Ｎ１１、Ｎ２１を基準として説明する。切断溶接装置６０は、二つの鉄心板Ｎ１１、Ｎ２１のうち電磁鋼板９０の送り方向の前側に位置する鉄心板Ｎ１１の後側にあるパイロット穴９５この場合パイロット穴９５１と、電磁鋼板９０の送り方向の後側に位置する鉄心板Ｎ２１の前側にあるパイロット穴９６この場合パイロット穴９６１とを繋ぐような直線状に電磁鋼板９０を切断および溶接する。これにより、切断溶接部位９３は、鉄心板１５、２４のうち回転子鉄心板２４を避けることが可能な角度に形成される。

そして、上記各実施形態と同様に、第一段階Ｓ１から第三段階Ｓ３において、プレス装置５０によって回転子鉄心板２４を打ち抜く際に、切断溶接部位９３を、図７に二点鎖線で示す所定位置Ａ３の線上に位置させる。この所定位置Ａ３も、切断溶接部位９３を該所定位置Ａ３の線上に配置した場合に、鉄心板１５、２４のうち回転子鉄心板２４を避けた位置となるように設定されている。これにより、プレス装置５０は、切断溶接部位９１が回転子鉄心板２４に含まれないようにして、該回転子鉄心板２４を打ち抜くことができる。なお、所定位置Ａ３は、電磁鋼板９０の送り方向に対して前後方向、およびその角度について、ある程度の許容範囲を有していてもよい。

そして、プレス装置５０は、切断溶接部位９３が第四段階Ｓ４における所定位置Ａ３に来た場合に、固定子鉄心板１５の外形を打ち抜くことなく、電磁鋼板９０を通過させる。そして、この切断溶接部位９３を含む電磁鋼板９０は、プレス装置５０の下流側において、他の残材とともに廃棄される。

これによれば、打ち抜かれた鉄心板１５、２４を、切断溶接部位９１が含まれないものとすることができる。したがって、鉄心板１５、２４を積層した後に分解して切断溶接部位９１を含む鉄心板１５、２４を取り除く必要がないため、作業性も向上する。さらに、回転子鉄心板２４に切断溶接部位９１が含まれることによる製品の特性の低下をより確実に防ぐことができる。

（第四実施形態）
次に、第四実施形態について図８から図１０を参照して説明する。
第四実施形態では、プレス装置５０により電磁鋼板９０を打ち抜いて鉄心板１５、２４を形成する工程の前に、切断溶接部位９１が所定の角度範囲内にあるか否かを判別する工程をさらに備えている。すなわち、製造ライン３０は、切断溶接部位９１の有無を検出するための検出装置８０を備えている。検出装置８０は、切断溶接装置６０とロールフィーダ４３との間に設けられている。なお、検出装置８０が検出する切断溶接部位は、切断溶接部位９１に限られず、第二実施形態の切断溶接部位９２又は第三実施形態の切断溶接部位９３であってもよい。

検出装置８０は、図９に示すように、電磁鋼板９０の表面又は裏面の変位を検出する変位センサなどを有しており、電磁鋼板９０の切断溶接部位９１にある溶接ビードなどの有無を検出する。この場合、検出装置８０は、二つの検出部すなわち第一センサ８１と第二センサ８２とを有している。これら第一センサ８１および第二センサ８２は、それぞれ電磁鋼板９０の幅方向の両側部分に設けられている。この場合、第一センサ８１と第二センサ８２との間の距離は、既知の距離Ｗに規定されている。

検出装置８０は、制御装置７０に接続されている。検出装置８０は、第一センサ８１又は第二センサ８２が切断溶接部位９１の変位の変化を検出すると、その検出を示す第一センサ８１又は第二センサ８２からの出力を制御装置７０へ伝える。そして、制御装置７０は、次のようにして、切断溶接部位９１が所定の角度範囲内にあるか否かを判別する。

すなわち、次の電磁鋼板９０２の供給が行われ、電磁鋼板９０に切断溶接部位９１が形成されると、制御装置７０は、図１０に示すように、切断溶接部位９１が所定の角度範囲内にあるか否かを判別する工程を開始する（スタート）。すると、制御装置７０は、まず、ステップＳ１１において、検出装置８０からの信号に基づいて第一センサ８１又は第二センサ８２からの入力の有無を判断する。制御装置７０は、何れのセンサ８１、８２からも入力が無ければ（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１１を繰り返す。一方、制御装置７０は、何れかのセンサ８１、８２からの入力を検出すると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２へ移行する。なお、本実施形態において、ステップＳ１１では、図９に示すように、第一センサ８１により切断溶接部位９１が検出される。

制御装置７０は、ステップＳ１２、Ｓ１３において、電磁鋼板９０の送り速度Ｖに基づいて電磁鋼板９０の送り量ｄＬの積算を行う。この送り量ｄＬの積算は、ステップＳ１３において、第二センサ８２又は第一センサ８１からの入力、この場合、ステップＳ１１で検出されなかった第二センサ８２からの入力があるまで行われる。その後、制御装置７０は、第二センサ８２からの入力を検出すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４において送り量ｄＬの積算を停止する。そして、ステップＳ１５において、制御装置７０は、積算した送り量ｄＬと既知の距離Ｗとの関係から、電磁鋼板９０の幅方向に対する切断溶接部位９１の傾斜角度θを算出する。

その後、制御装置７０は、ステップＳ１６において、傾斜角度θが許容範囲であるか否かを判断する。傾斜角度θが許容範囲内であれば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、当該工程を終了する（終了）。一方、制御装置７０は、傾斜角度θが許容範囲から外れている場合（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１７へ移行し、製造ライン３０を停止させる。そして、製造ライン３０の管理者等の作業者に対し、図示しない報知手段によって切断溶接部位９１の傾斜角度θが許容範囲から外れている旨を報知する。

これにより、管理者は、切断溶接部位９１の傾斜角度θが許容範囲から外れている場合には、その旨を認識することができる。そして、この場合、製造ライン３０が停止することから、管理者は、その後、電磁鋼板９０の切断および溶接をやり直したり、許容範囲から外れた切断溶接部位９１を取り除いたりするなど適切な処置を行うことができる。したがって、切断溶接部位９１が誤って回転子鉄心板２４に含まれることを回避することができ、その結果、回転子鉄心２０の品質をより確実に維持することができる。

制御装置７０は、製造ライン３０を稼働させている間、図１０に示す工程を常に行っていてもよい。この場合、ステップＳ１６で傾斜角度θが許容範囲内であれば（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１１へ戻るようにすればよい。
なお、上記各実施形態は、適宜組み合わせることができる。

以上説明した実施形態の積層鉄心の製造方法によれば、切断溶接装置は、先の加工部材の終端部および次の加工部材の始端部を、加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって鉄心板のうち回転子鉄心板を避けた位置で切断および溶接する。これによれば、打ち抜かれた鉄心板のうち少なくとも回転子鉄心板には、切断溶接部が含まれない。したがって、切断溶接部が含まれることにより固定子鉄心板を廃棄する必要がなくなるため、材料歩留まりが向上する。また、回転子鉄心板を積層した後に分解して切断溶接部を含む回転子鉄心板を取り除く必要がないため、作業性も向上する。さらに、回転子鉄心板に切断溶接部が含まれることによる製品の特性の低下を防ぐことができる。

また、以上説明した実施形態による製造ラインは、先の加工部材の終端部および次の加工部材の始端部を、加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって鉄心板のうち回転子鉄心板を避けた位置で切断および溶接する切断溶接装置を備える。これによれば、上記積層鉄心の製造方法を実現することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変更は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

図面中、１０は固定子鉄心（積層鉄心）、１１はスロット、１５は固定子鉄心板、２０は回転子鉄心（積層鉄心）、２４は回転子鉄心板、３０は製造ライン、４１はアンコイラ、４２はレベラー、５０はプレス装置、６０は切断溶接装置、９０は電磁鋼板（加工部材）、９０１は先の電磁鋼板（先の加工部材）、９０２は次の電磁鋼板（次の加工部材）、９０３は終端部、９０４は始端部、９１、９２、９３は切断溶接部位、９５、９５１、９６、９６１はパイロット穴を示す。

Claims (6)

1. 複数の鉄心板を積層して回転電機の積層鉄心を得る積層鉄心の製造方法であって、
   ロール状に形成された加工部材をアンコイラから繰り出す工程と、
   前記アンコイラから繰り出された前記加工部材のひずみをレベラーで除去する工程と、
   前記レベラーを通過した前記加工部材をプレス装置により順次所定の寸法間隔で打ち抜いて前記鉄心板を形成する工程と、
   前記アンコイラに先に配置されていた先の加工部材が消費されて前記アンコイラに次の加工部材を配置する際に、前記レベラーと前記プレス装置との間に設けられた切断溶接装置によって、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を切断し、その切断された前記先の加工部材の終端部と前記次の加工部材の始端部とを溶接する工程と、を備え、
   前記プレス装置は、前記加工部材の送り方向に対して直角な幅方向に２列以上となる千鳥状に前記鉄心板を配置して前記加工部材を打ち抜き、
   前記切断溶接装置は、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を、前記加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって前記鉄心板のうち回転子鉄心板を避けた位置で切断および溶接する積層鉄心の製造方法。
2. 前記切断溶接装置は、前記加工部材を、前記鉄心板のうち固定子鉄心板のスロットを避けた位置で切断および溶接する請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
3. 前記プレス装置は、前記鉄心板を打ち抜く前に、前記加工部材の幅方向の両側部分において前記加工部材の送り方向に隣接する二つの鉄心板の間に位置するパイロット穴を形成し、
   前記切断溶接装置は、前記加工部材の幅方向の両端側に配置されて同一段階で打ち抜かれる二つの鉄心板のうち前記加工部材の送り方向の前側に位置する鉄心板の後側にあるパイロット穴と前記加工部材の送り方向の後側に位置する鉄心板の前側にあるパイロット穴とを繋ぐような直線状に前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を切断および溶接する請求項１又は２に記載の積層鉄心の製造方法。
4. 前記切断溶接装置が前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を切断および溶接することにより形成された切断溶接部位を前記プレス装置が打ち抜くことなく排出する工程をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。
5. 前記プレス装置により前記加工部材を打ち抜いて鉄心板を形成する工程の前に、前記切断溶接装置により前記加工部材に形成された切断溶接部位が所定の角度範囲内にあるか否かを判別する工程をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の積層鉄心の製造方法に用いられるものであって、
   ロール状に形成された加工部材を繰り出すアンコイラと、
   前記アンコイラから繰り出された前記加工部材のひずみを除去するレベラーと、
   前記レベラーを通過した前記加工部材を順次所定の寸法間隔で打ち抜いて前記鉄心板を形成するプレス装置と、
   前記レベラーと前記プレス装置との間に設けられ、前記アンコイラに先に配置されていた先の加工部材が消費されて前記アンコイラに次の加工部材を配置する際に、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を切断し、その切断された前記先の加工部材の終端部と前記次の加工部材の始端部とを溶接する切断溶接装置と、を備え、
   前記プレス装置は、前記加工部材の送り方向に対して直角な幅方向に２列以上となる千鳥状に前記鉄心板を配置して前記加工部材を打ち抜き、
   前記切断溶接装置は、前記先の加工部材の終端部および前記次の加工部材の始端部を、前記加工部材の送り方向に直角な幅方向に対して斜めの直線状であって前記鉄心板のうち回転子鉄心板を避けた位置で切断および溶接する積層鉄心の製造ライン。

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