JP2024042876A - 積層鋼板の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋼板の転積を可能としつつ、低コスト化及び効率化を図る。
【解決手段】複数の鋼板を積層した積層鋼板の製造方法であって、保持装置に対して積層鋼板に係るワークの外周部を保持させつつ、鋼板を順次積層してワークに含まれる鋼板の枚数を増加させる積層工程と、積層工程の進行に伴い、保持装置に保持されているワークの一部である下部を、保持装置に保持されているワークの残りの部分から分離する分離工程と、分離工程により分離された下部を、保持装置に保持されているワークに対して、ワークの中心軸まわりに回転させる下部回転工程と、下部回転工程により回転された下部を、保持装置に保持されているワークに結合させる転積工程とを含む、製造方法が開示される。
【選択図】図７

Description

本開示は、積層鋼板の製造方法及び製造装置に関する。

パンチに対向して配置されるダイと、ダイの直下にあってパンチとダイで打ち抜き形成された鋼板を保持するスクイズリングとを、ダイホルダーを介して回転駆動させることで、鋼板の転積又はスキューを実現する技術が知られている。

特開２０１１－１５６５８５号公報

しかしながら、上記のような従来技術では、プレス用の金型が加工していないタイミングで転積のための回転駆動を実行する必要があるため、プレスの加工速度（及びそれに伴い積層効率）を高めることができない。なお、プレスの加工速度を高めるべくダイの回転速度の高速化を実現しようとすると、転積用モータの大型化が必要となり、スペースや設備の高額化等の問題が生じる。

そこで、１つの側面では、本開示は、鋼板の転積を可能としつつ、低コスト化及び効率化を図ることを目的とする。

１つの側面では、複数の鋼板を積層した積層鋼板の製造方法であって、
保持装置に対して前記積層鋼板に係るワークの外周部を保持させつつ、前記鋼板を順次積層して前記ワークに含まれる前記鋼板の枚数を増加させる積層工程と、
前記積層工程の進行に伴い、前記保持装置に保持されている前記ワークの一部である下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークの残りの部分から分離する分離工程と、
前記分離工程により分離された前記下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークに対して、前記ワークの中心軸まわりに回転させる下部回転工程と、
前記下部回転工程により回転された前記下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークに結合させる転積工程とを含む、製造方法が提供される。

１つの側面では、本開示によれば、鋼板の転積を可能としつつ、低コスト化及び効率化を図ることが可能となる。

積層鋼板を形成するブロック（積層体）の構成の説明図である。 積層鋼板の構成の説明図である。 上側ブロック、中間ブロック、及び下側ブロックのそれぞれの鋼板構成の一例の説明図である。 鋼板種別の説明図である。 各種の連結関連要素の説明図である。 鋼板種別Ｃの鋼板の一例を示す平面図である。 鋼板種別Ｄの鋼板の一例を示す平面図である。 本実施例による製造方法の説明図であり、製造装置の各装置における動作の関係を示す概略的なタイミングチャートである。 図７に示す製造方法における積層工程での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における分離工程（その１）での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における下部回転工程での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における転積工程（その１）での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における転積工程（その２）での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における分離工程（その２）での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における分離工程（その３）での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。 図７に示す製造方法における搬出工程での製造装置及びワークの状態を示す概略図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率はあくまでも一例であり、これに限定されるものではなく、また、図面内の形状等は、説明の都合上、部分的に誇張している場合がある。

図１は、積層鋼板２０を形成するブロック１２の構成の説明図である。図１において、中心軸Ｉは、回転電機の回転軸に対応する軸である。

本実施例では、積層鋼板２０（図２参照）は、電磁鋼板のような鋼板１０を複数枚積層してなる積層体であるブロック１２から形成される。本実施例では、ブロック１２は、Ｍ枚（以下、「規定枚数Ｍ」とも称する）の鋼板１０を積層して形成される。なお、ここでは、一例として、鋼板１０は、回転電機のステータ用であるが、以下で説明する実施例は、ロータ用の積層鋼板の製造にも適用可能である。

図２は、積層鋼板の構成の説明図である。

本実施例では、積層鋼板２０は、複数のブロック１２（図２に示す例では３つのブロック１２）を転積（回転積層）することにより形成される。転積とは、一のブロック１２に対して、回転方向の角度をずらして他のブロック１２を、軸方向に積層する形態を意味する。転積は、圧延工程により磁気的に方向性が残りうる鋼板を、同一方向に積層することで生じうる不都合（例えば有意なコギングトルクの発生）等を低減又は無くすために実行されてよい。

以下では、積層鋼板２０を形成する複数のブロック１２のそれぞれを区別する場合、最も上側に位置するブロック１２を、「上側ブロック１２１」とも称し、最も下側に位置するブロック１２を、「下側ブロック１２３」とも称し、上側ブロック１２１と下側ブロック１２３の間のブロック１２を、「中間ブロック１２２」とも称する。なお、本実施例では、積層鋼板２０は、一つの中間ブロック１２２を有する３つのブロック１２により形成されるが、変形例では、２つ以上の中間ブロック１２２を含んでもよいし、中間ブロック１２２が省略されてもよい。

また、本実施例では、複数のブロック１２は、それぞれ、同じＭ枚（規定枚数Ｍ）の鋼板１０により形成されるが、複数のブロック１２の一部又はそれぞれは、他のブロック１２とは異なる枚数の鋼板１０により形成されてもよい。すなわち、規定枚数Ｍは、ブロック１２ごとの可変値であってもよい。例えば、上側ブロック１２１及び下側ブロック１２３は、中間ブロック１２２とは異なる枚数の鋼板１０により形成されてもよい。

図３は、上側ブロック１２１、中間ブロック１２２、及び下側ブロック１２３のそれぞれの鋼板構成の一例の説明図である。図３では、表３０１は、上側ブロック１２１の鋼板構成の一例を示し、表３０２は、中間ブロック１２２の鋼板構成の一例を示し、表３０３は、下側ブロック１２３の鋼板構成の一例を示す。鋼板種別ＡからＤまでのそれぞれの間の相違は、鋼板１０に形成される連結関連要素の配置に関する相違である。連結関連要素とは、上下方向で隣り合う２つの鋼板１０の加圧時の結合可否に影響する要素であり、本実施例では、図４Ｂを参照して後述するダボ、ダボ逃し穴、及びジャンプカット穴を含む。

本実施例では、上側ブロック１２１は、表３０１に示すように、最上層（例えば１層）が鋼板種別Ｂの鋼板１０により形成され、最下層（例えば１層）が鋼板種別Ｄの鋼板１０により形成され、その間の中間層（例えばＭ－２層、ただし、Ｍ－２≧１）が鋼板種別Ｂの鋼板１０により形成される。鋼板種別Ｂ、Ｄの特徴については、図４Ａを参照して後述する。

また、中間ブロック１２２は、表３０２に示すように、最上層（例えば１層）が鋼板種別Ｃの鋼板１０により形成され、最下層（例えば１層）が鋼板種別Ｄの鋼板１０により形成され、その間の中間層（例えばＭ－２層、ただし、Ｍ－２≧１）が鋼板種別Ｂの鋼板１０により形成される。鋼板種別Ｃの特徴については、図４Ａを参照して後述する。

また、下側ブロック１２３は、表３０３に示すように、最上層（例えば１層）が鋼板種別Ｃの鋼板１０により形成され、最下層（例えば１層）が鋼板種別Ａの鋼板１０により形成され、その間の中間層（例えばＭ－２層、ただし、Ｍ－２≧１）が鋼板種別Ｂの鋼板１０により形成される。鋼板種別Ａの特徴については、図４Ａを参照して後述する。

図４Ａは、図３を参照して上述した鋼板種別の説明図である。図４Ｂは、各種の連結関連要素に関する加圧時の結合可否を示す表図である。図４Ａでは、上下２つの鋼板１０の間の結合可否であって、加圧時の結合可否について、鋼板種別のいくつかの組み合わせに対して表図で示されている。また、図４Ｂでは、２つの連結関連要素の間の結合可否であって、加圧時の結合可否について、連結関連要素のいくつかの組み合わせに対して表図で示されている。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、記号「○」は、加圧時に結合する関係を表し、記号「×」は、加圧時に結合しない関係を表し、記号「－」は、当該組み合わせは利用（存在）しないことを表す。なお、図４Ａに関して、上下２つの鋼板１０の間のダボ同士の結合が実現される場合に、当該２つの鋼板１０同士の結合が実現されるものとする。また、図４Ａにおいては、下側が“Ｃ”と上側が“Ｄ”の組み合わせに関しては、２通りの可能性があり、具体的には、後述する下部回転前の加圧時と、下部回転後の再加圧時とで、加圧時の結合可否が変化する。この点の技術的意義は、後述する。

この場合、鋼板種別Ａの鋼板１０は、ジャンプカット穴のみを有する種別であり、鋼板種別Ｂの鋼板１０は、ダボのみを有する種別である。ジャンプカット穴は、図４Ｂに示すように、上側の鋼板１０のダボに対しては結合するが、下側の鋼板１０のダボに対して結合しないように形成される穴である。従って、下側が鋼板種別Ｂである場合、上側に鋼板種別Ａの鋼板１０が積層され加圧されても、両者は結合しない。他方、下側が鋼板種別Ａである場合、上側に鋼板種別Ｂの鋼板１０が積層され加圧されると、両者は結合する。

また、鋼板種別Ｃの鋼板１０は、ダボとダボ逃し穴との組み合わせを有する種別（図５参照）であり、鋼板種別Ｄの鋼板１０は、ダボとジャンプカット穴との組み合わせを有する種別（図６参照）である。ダボ逃し穴は、図４Ｂに示すように、上側の鋼板１０のダボに対して結合しないように形成される穴である。

例えば、上側ブロック１２１では、図３に示すように、最下層の鋼板種別Ｄの鋼板１０と、中間層の鋼板種別Ｂの鋼板１０とが、上下２つの鋼板１０を構成する。このとき、図４Ａに示すように、下側が“Ｄ”と上側が“Ｂ”の組み合わせは記号「○」であり、加圧時に結合する関係である。

このようにして、各ブロック１２は、最下層から最上層までのそれぞれの鋼板１０が加圧時に結合する関係となるような鋼板種別に設定される。従って、各ブロック１２は、後述する製造方法における積層工程による最初の加圧後から、それぞれ上下方向に隣り合う鋼板１０同士が結合して一体物となる。

他方、本実施例では、図３及び図４Ａに示すように、各ブロック１２は、中間ブロック１２２が上側ブロック１２１及び下側ブロック１２３のいずれに対しても、転積が完了するまでは、結合しない関係となるような鋼板種別に設定される。従って、中間ブロック１２２は、上側ブロック１２１及び下側ブロック１２３のいずれに対しても、上側ブロック１２１及び下側ブロック１２３のそれぞれに対する転積が完了するまでは、結合せずに分離可能である。

具体的には、図３及び図４Ａに示すように、下側ブロック１２３と中間ブロック１２２との間の境界では、２枚の鋼板１０のうちの、下側の鋼板１０が、下側ブロック１２３の最上層の鋼板種別Ｃであり、上側の鋼板１０が、中間ブロック１２２の最下層の鋼板種別Ｄである。従って、この場合、下側ブロック１２３の回転前（すなわち、後述する転積用の回転角度の回転前）は、加圧しても両者（下側ブロック１２３と中間ブロック１２２）は結合せず、下側ブロック１２３の回転後（すなわち、後述する転積用の回転角度の回転後）は、加圧すると両者（下側ブロック１２３と中間ブロック１２２）は結合する。

同様に、図３及び図４Ａに示すように、中間ブロック１２２と上側ブロック１２１の間の境界では、２枚の鋼板１０のうちの、下側の鋼板１０が、中間ブロック１２２の最上層の鋼板種別Ｃであり、上側の鋼板１０が、上側ブロック１２１の最下層の鋼板種別Ｄである。従って、この場合、中間ブロック１２２の回転前（すなわち、後述する転積用の回転角度の回転前）は、加圧しても両者（中間ブロック１２２と上側ブロック１２１）は結合せず、中間ブロック１２２の回転後（すなわち、後述する転積用の回転角度の回転後）は、加圧すると両者（中間ブロック１２２と上側ブロック１２１）は結合する。

このようにして、本実施例では、各ブロック１２の鋼板構成は、転積用の回転角度の回転前と回転後とでブロック１２間の結合状態が変化するように鋼板種別が設定されている。これにより、以下で説明するような製造装置及び製造方法の説明において、詳説するように、製造工程の効率化を図ることができる。

図５は、鋼板種別Ｃの鋼板１０の一例を示す平面図であり、図６は、鋼板種別Ｄの鋼板１０の一例を示す平面図である。

本実施例では、一例として、ダボ等の連結関連要素は、どのような種別の鋼板１０においても、３０度ごとに設けられる。ただし、変形例では、他の角度ごとに設けられてもよい。

鋼板種別Ｃの鋼板１０は、ダボとダボ逃し穴の２つの連結関連要素が４種類の連結関連要素群を形成する。具体的には、図５に示すように、第１連結関連要素群は、２つのダボＴＢ１と、１つのダボ逃し穴ＴＨ１とが、１２０度ごとに設けられる。また、第２連結関連要素群は、２つのダボＴＢ２と、１つのダボ逃し穴ＴＨ２とが、１２０度ごとに設けられる。また、第３連結関連要素群は、２つのダボＴＢ３と、１つのダボ逃し穴ＴＨ３とが、１２０度ごとに設けられる。また、第４連結関連要素群は、２つのダボＴＢ４と、１つのダボ逃し穴ＴＨ４とが、１２０度ごとに設けられる。そして、これらの４種類の連結関連要素群は、周方向で２つのダボが隣り合う関係（ダボ逃し穴が９０度ごとに現れる関係）で、配置されている。

鋼板種別Ｄの鋼板１０は、ジャンプカット穴とダボの２つの連結関連要素が４種類の連結関連要素群を形成する。具体的には、図６に示すように、第５連結関連要素群は、２つのジャンプカット穴ＪＣ５と、１つのダボＴＢ５とが、１２０度ごとに設けられる。また、第６連結関連要素群は、２つのジャンプカット穴ＪＣ６と、１つのダボＴＢ６とが、１２０度ごとに設けられる。また、第７連結関連要素群は、２つのジャンプカット穴ＪＣ７と、１つのダボＴＢ７とが、１２０度ごとに設けられる。また、第８連結関連要素群は、２つのジャンプカット穴ＪＣ８と、１つのダボＴＢ８とが、１２０度ごとに設けられる。そして、これらの４種類の連結関連要素群は、周方向で２つのジャンプカット穴が隣り合う関係（ダボが９０度ごとに現れる関係）で、配置されている。

なお、上下２つの鋼板１０のうちの一方の一の連結関連要素に対して、他方の複数の連結関連要素のうちのどの一の連結関連要素が軸方向に当接するかは、一方の鋼板１０が他方の鋼板１０に対して中心軸Ｉまわりに回転すると変化しうる。以下では、このような上下２つの鋼板１０間における連結関連要素間の関係を説明するために、鋼板１０の位相とは、中心軸Ｉまわりの回転位相を意味する。

ここで、図５に示す鋼板種別Ｃの鋼板１０と、図６に示す鋼板種別Ｄの鋼板１０とは、鋼板種別Ｃの鋼板１０のダボ逃し穴と、鋼板種別Ｄの鋼板１０のダボとが軸方向に当接し合う位相関係である場合、加圧時は結合しない。本実施例では、初期的には（下部回転前では）、鋼板種別Ｃの鋼板１０と、鋼板種別Ｄの鋼板１０とは、このような位相関係で積層される。この場合、例えば、鋼板種別Ｃの第１連結関連要素群の連結関連要素と、鋼板種別Ｄの第５連結関連要素群の連結関連要素とに着目すると、第１連結関連要素群の連結関連要素である２つのダボＴＢ１、及び１つのダボ逃し穴ＴＨ１と、第５連結関連要素群の連結関連要素である２つのジャンプカット穴ＪＣ５、及び１つのダボＴＢ５とは、図５の鋼板１０の位相と図６の鋼板１０の位相との間の位相関係では、加圧時に結合しない。２つのダボＴＢ１の位相には、２つのジャンプカット穴ＪＣ５の位相が対応し、１つのダボＴＢ５の位相には、１つのダボ逃し穴ＴＨ１の位相が対応するためである。他方、図５に示す鋼板種別Ｃの鋼板１０を、転積用の回転角度１２０度だけ回転させると（図５の矢印Ｒ５参照）、２つのダボＴＢ１のうちの１つの位相が、１つのダボＴＢ５の位相が一致する。従って、この場合、加圧時に両者が結合する関係となる。

このようにして、鋼板種別Ｃの鋼板１０及び鋼板種別Ｄの鋼板１０は、加圧されると結合する位相関係（第１位相関係の一例）と、加圧しても結合しない位相関係（第２位相関係の一例）のいずれかの位相関係であることができる。以下では、加圧されると結合する位相関係は、「加圧により結合可能な位相関係」とも称し、加圧しても結合しない位相関係は、「加圧によっても結合不能な位相関係」とも称する。なお、ここでは、図示して説明しないが、鋼板種別Ａの鋼板１０は、周方向に沿って設けられる１２個のすべての連結関連要素がジャンプカット穴であってよく、鋼板種別Ｃの鋼板１０は、周方向に沿って設けられる１２つのすべての連結関連要素が、タボであってよい。この場合、例えば鋼板種別Ｃの鋼板１０同士は、位相関係に関係なく、加圧されると結合する。

次に、図７以降を参照して、本実施例の製造装置４０及び製造方法について説明する。

図７は、本実施例による製造方法の説明図であり、製造装置４０を形成する各装置（積層装置４２等）における動作の関係を示す概略的なタイミングチャートである。図８～図１５は、図７に示す製造方法における特定のいくつかの工程での製造装置４０及びワークＷの状態を示す概略図である。図８～図１５は、製造装置４０の基準軸Ｉ０を含む断面視で、図示されている。なお、製造装置４０は、基本的には、基準軸Ｉ０に関して回転対称の形態であり、図８～図１５は、基準軸Ｉ０を含む任意の断面視であってよい。図８～図１５には、上下方向に対応したＺ方向が定義されており、Ｚ１側が上側（Ｚ２側が下側）である。

なお、以下の説明において、ワークＷとは、本製造方法又は製造装置４０により製造されている製造過程のワークであり、積層鋼板２０に係るワークである。ワークの一単位は、基本的には、積層鋼板２０の一単位と同じであるが、本実施例では、後述するように、ワークＷの一部である下部が、製造過程（後述する分離工程）で分離する場合がある。

本製造方法は、図７に示すように、製造装置４０を形成する各装置（積層装置４２等）を互いに連携させて実現される。

以下では、まず製造装置４０について詳細に説明し、ついで、図７に示す本製造方法について詳細に説明する。

製造装置４０は、積層装置４２と、保持装置４４と、支持装置４６と、搬送装置４８とを含む。

積層装置４２は、順送型の金型の一部であってよく、鋼板１０の外形（外側の輪郭）を打ち抜くプレス加工装置であってよい。積層装置４２は、例えば、上下方向に移動可能なパンチ４２１と、ダイス（ダイ）４２２とを含む。パンチ４２１がダイス４２２内に入ることで、素材（例えば、各種前工程の処理を受けた圧延シート）が鋼板１０へと打ち抜かれる。なお、積層装置４２自体は、例えばここでの参照により、その開示内容が本願明細書に組み込まれるＷＯ２０１９／０６６０３２号に記載のプレス加工装置のうちの対応する部分により実現されてもよい。

なお、パンチ４２１の中心軸は、製造対象の積層鋼板２０の中心軸Ｉ（回転電機用のロータの中心軸）と一致する。ここでは、説明上、パンチ４２１の中心軸は、製造装置４０の基準軸Ｉ０を形成する。

積層装置４２は、図８に示すように、プレス加工と積層が同時に実現される態様で、積層工程を実現する。積層工程は、図８に示すように、保持装置４４に対して積層鋼板２０に係るワークＷの外周部を保持させつつ、鋼板１０を順次積層してワークＷに含まれる鋼板１０の枚数を増加させることを含む。

積層装置４２は、プレス加工の際の軸方向の力（例えば油圧シリンダからの力）を利用して、上述したダボによる結合用の加圧を実現する。すなわち、積層装置４２は、新たな一枚の鋼板１０を打ち抜くプレス加工（以下、「プレス成形」とも称する）を行うと同時に、当該プレス成形した鋼板１０を、その下方のワークＷの最上層の鋼板１０に対して加圧する。この際、図４Ａを参照して上述したように、これら２枚の鋼板１０の鋼板種別の関係及びこれら２枚の鋼板１０の位相関係に依存して、これら２枚の鋼板が結合する場合もあれば、結合しない場合もある。

本実施例では、積層装置４２は、図７を参照して後述するが、保持装置４４に対してワークＷの外周部を保持させつつ、鋼板１０を順次積層してワークＷに含まれる鋼板１０の枚数を増加させる。具体的には、積層装置４２は、図２を参照して上述した構成の積層鋼板２０を製造すべく、下側ブロック１２３の最下層の鋼板１０を最初にプレス成形し、ついで、下側ブロック１２３の中間層の鋼板１０及び下側ブロック１２３の上層の鋼板１０をプレス成形することで、下側ブロック１２３を形成する（図７のステップＳ７１参照）。続いて、中間ブロック１２２の最下層の鋼板１０をプレス成形し、ついで、中間ブロック１２２の中間層の鋼板１０及び中間ブロック１２２の上層の鋼板１０をプレス成形することで、中間ブロック１２２を形成する（図７のステップＳ７２参照）。この際、中間ブロック１２２の最下層の鋼板１０は、図３を参照して上述したように鋼板種別Ｄであり、すでに積層済の下側ブロック１２３の上層の鋼板１０（鋼板種別Ｃ）に対して、加圧によっても結合不能な位相関係を有する。そして、上側ブロック１２１の最下層の鋼板１０をプレス成形し、ついで、上側ブロック１２１の中間層の鋼板１０及び上側ブロック１２１の上層の鋼板１０をプレス成形することで、上側ブロック１２１を形成する（図７のステップＳ７３参照）。この際、上側ブロック１２１の最下層の鋼板１０は、図３を参照して上述したように鋼板種別Ｄであり、すでに積層済の中間ブロック１２２の上層の鋼板１０（鋼板種別Ｃ）に対して、加圧によっても結合不能な位相関係を有する。このような順でプレス成形を順次行うことで、図２を参照して上述した積層鋼板２０の構成（各鋼板１０の積層順）を実現できる。

なお、図８に示す状態では、１つ目の積層鋼板２０に係る下側ブロック１２３、中間ブロック１２２、及び上側ブロック１２１がすでにプレス成形された状態であり、後述する保持装置４４に保持されている。また、図８に示す状態では、２つ目の積層鋼板２０に係る下側ブロック１２３もすでにプレス成形された状態であり、後述する保持装置４４に保持されている。図８に示す状態は、２つ目の積層鋼板２０に係る中間ブロック１２２を形成するためのプレス成形状態（図７のステップＳ７２参照）に対応する。

保持装置４４は、図８に示すように、円筒状の形態であり、ダイス４２２の下方に配置される。保持装置４４は、ダイス４２２と一体化される態様で、ダイス４２２に固定されてよい。なお、保持装置４４は、ダイス４２２の一部として形成されてもよい。保持装置４４は、円筒状の形態であり、スクイズリングとも称される部材であってよい。保持装置４４の中心軸（円筒状の中心軸）は、製造装置４０の基準軸Ｉ０と同軸である。保持装置４４の内周側の形状は、鋼板１０の外形に対応し、鋼板１０の外形に対してわずかに小さくてもよい。保持装置４４は、積層装置４２による積層過程におけるワークＷの外周部を保持する。なお、保持装置４４は、設備に固定された部材であり、可動型の部材ではない。保持装置４４は、積層装置４２により鋼板１０の積層枚数が順次増加されていくワークＷの外周部を保持する。

保持装置４４は、上下が開口しており、ワークＷに含まれる鋼板１０の積層枚数が一定数Ｎ１（＜Ｍ）を超えると、ワークＷの下部が保持装置４４から解放される。なお、図８に示す状態では、４つのブロック１２を形成する鋼板１０が積層済みであるが、下側ブロック１２３を形成する複数の鋼板１０の一部（下側の一部）が、保持装置４４から解放されている。この状態では、下側ブロック１２３を形成する各鋼板１０は、加圧により一体化されており、かつ、当該下側ブロック１２３の上部が保持装置４４により保持されていることから、依然として、全体としては保持装置４４に保持されている。従って、仮に、この状態で、後述する支持装置４６が下降しても、支持装置４６とともに下降するワークＷ内の鋼板１０（下側ブロック１２３の鋼板１０）は存在しない。

保持装置４４から解放されるワークＷの下部に含まれる鋼板１０の枚数は、積層工程の進行に伴い、徐々に増加する。そして、保持装置４４から解放されるワークＷの下部の枚数が規定枚数Ｍ（又はＭ×ｋ、ただし、ｋは、正の整数）に達すると、当該下部は、保持装置４４に保持されている残りの部分（ワークＷの部分）に対して、分離可能となる。図８に示す例では、図８に示す状態から積層工程が更に進行して、下側ブロック１２３の全体が保持装置４４から解放されると、下側ブロック１２３全体が保持装置４４に保持されているワークＷの中間ブロック１２２から分離可能となる。以下、このように、保持装置４４に保持されているワークＷの一部である下部が、保持装置４４に保持されているワークＷ（他の部分）から分離して下方に移動可能となることを、保持装置４４から“排出”とも表現する。

本実施例では、積層工程の進行に伴い、保持装置４４からは、一のワークに係る下側ブロック１２３、中間ブロック１２２、及び上側ブロック１２１が、この順で排出可能となる（図７のステップＳ７４１からステップＳ７４３まで参照）。また、一のワークに係る上側ブロック１２１が排出されると、その後の積層工程の進行に伴い、保持装置４４からは、次の一のワークに係る下側ブロック１２３、中間ブロック１２２、及び上側ブロック１２１が、この順で排出可能となる。

なお、積層工程の進行に伴い、一のワークＷに係る上側ブロック１２１の上側には、次のワークＷに係る下側ブロック１２３が積層されるが、下側ブロック１２３の最下層の鋼板１０は、図３を参照して上述したように鋼板種別Ａである、従って、下側ブロック１２３の最下層の鋼板１０は、図４Ａを参照して上述したように、加圧されても、上側ブロック１２１の最上層の鋼板１０（鋼板種別Ｂ）とは結合しない。すなわち、次のワークＷに係る下側ブロック１２３を上側ブロック１２１に連続して積層した場合でも、上側ブロック１２１を排出可能である。

支持装置４６は、背圧パッドと称される部材であってよい。支持装置４６は、保持装置４４により保持されているワークＷを支持する。この場合、支持装置４６は、ワークＷの下端面に対して下側から上下方向に当接する態様で、ワークＷを支持してよい。支持装置４６は、上下方向で、パンチ４２１に対向する態様で設けられる。支持装置４６は、パンチ４２１と協動して、上述したプレス加工に伴うダボによる結合のための加圧を実現する。すなわち、図８に示すように、パンチ４２１がワークＷを下向きに押圧する力Ｆ１に対する反力Ｆ２を発生することで、上述した加圧による鋼板１０同士の結合を実現する。

支持装置４６は、保持装置４４に対して、基準軸Ｉ０に沿って上下方向に移動可能である。上述した反力Ｆ２を発生可能なプレス加工時の上昇位置と、後述する転積又は搬出用の下降位置との間で移動可能である。なお、上昇位置は、一定でなく、ワークＷの状態（積層枚数）に応じて変動する。下降位置は、一定位置であってよいし、後述するワーク下部Ｗ１の状態（積層枚数）に応じて変動してもよい。

支持装置４６は、上述したように積層工程の進行に伴いワークＷの一部（以下、「ワーク下部Ｗ１」とも称する）が保持装置４４から排出されると、排出されたワーク下部Ｗ１を支持しつつ、下降位置へと下降する（図９の矢印Ｒ９参照）。このようにして、保持装置４４に保持されているワークＷのうちから、ワーク下部Ｗ１を分離する分離工程（図７のステップＳ７５１参照）が実現される。

支持装置４６は、下降位置へと下降すると、ワーク下部Ｗ１を転積用の回転角度（本実施例では、１２０度）だけ回転させる（図１０の矢印Ｒ１０参照）。すなわち、支持装置４６は、図５に矢印Ｒ５で示したように、ワーク下部Ｗ１の最上層の鋼板１０（鋼板種別Ｃ）と、保持装置４４により保持されているワークＷの最下層の鋼板（鋼板種別Ｄ）とが、加圧により結合可能な位相関係となるように、ワーク下部Ｗ１を回転させる。このようにして、ワーク下部Ｗ１を回転させる下部回転工程（図７のステップＳ７５２参照）が実現される。

また、支持装置４６は、ワーク下部Ｗ１を回転させると、回転させたワーク下部Ｗ１を支持したまま、上昇位置まで上昇する。すなわち、支持装置４６は、回転させたワーク下部Ｗ１が、保持装置４４により保持されているワークＷに接触（当接）する上昇位置まで上昇する（図１１の矢印Ｒ１１参照）。この場合、ワーク下部Ｗ１の最上層の鋼板１０（鋼板種別Ｃ）と、保持装置４４により保持されているワークＷの最下層の鋼板（鋼板種別Ｄ）とが、加圧により結合可能な位相関係で、当接し合うことになる。従って、その後の積層工程で、これら２つの鋼板１０同士が結合し、下側ブロック１２３と中間ブロック１２２との間の転積が完了する。すなわち、図１２に模式的に示すように、積層装置４２が発生するプレス加工の際の軸方向の力Ｆ１により、これら２つの鋼板１０間に、互いに対して軸方向の荷重Ｆ１２１，Ｆ１２２が発生し、かかる荷重Ｆ１２１，Ｆ１２２に基づく加圧によりこれら２つの鋼板１０同士が結合する。このようにして、回転させたワーク下部Ｗ１（下側ブロック１２３）を、保持装置４４に保持されているワークＷ（中間ブロック１２２）に結合させる転積工程（図７のステップＳ７５３参照）が実現される。本実施例では、プレス加工の際の力を利用して転積の際の加圧を実現できるので、転積の際の加圧のための特別な構成が不要であり、転積に起因した支持装置４６の構造の複雑化を防止できる。

なお、このような転積のための支持装置４６の下降位置への下降から上昇位置への上昇の間（すなわち図７のステップＳ７５１からステップＳ７５３までの間）、保持装置４４からワークＷの下部が排出されることはない。換言すると、このような転積のための支持装置４６の下降位置への下降から上昇位置への上昇は、次の排出が発生するまでに完了される。

本実施例では、保持装置４４により保持されている中間ブロック１２２に下側ブロック１２３が結合されると、下側ブロック１２３も、中間ブロック１２２を介して保持装置４４により保持されている状態となる。そして、その後、上述したように積層工程の進行に伴い、中間ブロック１２２が排出可能となると、支持装置４６は、再び、下降位置へと下降する（図１３の矢印Ｒ１３参照、図７のステップＳ７５４参照）。この際、ワーク下部Ｗ１は、互いに結合済（転積済）の中間ブロック１２２及び下側ブロック１２３となる。すなわち、支持装置４６は、互いに結合済（転積済）の中間ブロック１２２及び下側ブロック１２３を支持しつつ、下降する。そして、図示しないが、支持装置４６は、図１０を参照して上述したように回転し（図７のステップＳ７５５参照）、図１１を参照して上述したように再び上昇位置へと上昇する。この場合、ワーク下部Ｗ１の最上層の鋼板１０（鋼板種別Ｃ）と、保持装置４４により保持されているワークＷの最下層の鋼板（鋼板種別Ｄ）とが、加圧により結合可能な位相関係で、当接し合うことになる。従って、その後の積層工程で、これら２つの鋼板１０同士が結合する。すなわち、図１２を参照して上述したように、積層装置４２が発生するプレス加工の際の軸方向の力Ｆ１により、これら２つの鋼板１０間に、互いに対して軸方向の荷重Ｆ１２１，Ｆ１２２が発生し、かかる荷重Ｆ１２１，Ｆ１２２に基づく加圧によりこれら２つの鋼板１０同士が結合する。このようにして、回転させたワーク下部Ｗ１（下側ブロック１２３及び中間ブロック１２２）を、保持装置４４に保持されているワークＷ（上側ブロック１２１）に結合させる転積工程（図７のステップＳ７５６参照）が実現される。

本実施例では、保持装置４４により保持されている上側ブロック１２１に中間ブロック１２２（及びそれに伴い下側ブロック１２３）が結合されると、中間ブロック１２２（及びそれに伴い下側ブロック１２３）も、上側ブロック１２１を介して保持装置４４により保持されている状態となる。そして、その後、上述したように積層工程の進行に伴い、上側ブロック１２１が排出可能となると、支持装置４６は、再び、下降位置へと下降する（図１４の矢印Ｒ１４参照）（図７のステップＳ７５７参照）。この際、支持装置４６には、上側ブロック１２１、中間ブロック１２２及び下側ブロック１２３が結合されてなる積層鋼板２０が排出されることになる。

搬送装置４８は、支持装置４６上の積層鋼板２０を排出する（図１５の矢印Ｒ１５参照）。搬送装置４８は、例えば、プッシャー等の形態であってよい。このようにして、積層鋼板２０が支持装置４６上に排出されると、搬送装置４８による搬出工程（図７のステップＳ７６参照）が実現される。

このように本実施例の製造装置４０によれば、“発明が解決しようとする課題”で上述したように、転積のためにダイス及びスクイズリングを回転させるような従来構成において生じる不都合を低減又は無くすことができる。具体的には、転積のために支持装置４６を回転させる構成を利用することで、積層工程の高速化を妨げることなく、ワーク下部Ｗ１を回転させることができるので、転積のため駆動源や回転機構の簡略化を図ることができる。

より具体的には、本実施例によれば、上述したように、転積のための支持装置４６の下降位置への下降から上昇位置への上昇は、ブロック１２ごとの次の排出が発生するまでに完了されればよく、比較的長い時間をかけて実現できる。この結果、支持装置４６の上下動や回転用の駆動源の大型化（高速化のための大型化）が不要であり、転積のための駆動源や回転機構の簡略化を図ることができる。

次に、図７を再度参照して、上述した製造装置４０を利用した場合の本製造方法を説明する。

図７には、一のワークＷに対する処理を中心とした製造方法の一例が、下方に向かうにつれて時間が経過する態様のタイミングチャートに基づき示されている。なお、上下方向の時間軸と各処理の位置（上下方向の位置）は、厳密な関係でなく、大まかな前後関係を示しているにすぎない。

積層装置４２は、図７に示すように、下側ブロック１２３に対する各積層工程７０１（図７では、「積層（プレス加工）」と表記）を実行し（ステップＳ７１）、次に、中間ブロック１２２に対する各積層工程７０２（図７では、「積層（プレス加工）」と表記）を実行し（ステップＳ７２）、ついで、上側ブロック１２１に対する各積層工程７０３（図７では、「積層（プレス加工）」と表記）を実行する（ステップＳ７３）ことで、一のワークＷに対する処理を完了させる。本製造方法では、積層工程７０１から積層工程７０２までの間の間隔は、積層工程７０１間の間隔と同じであってもよく、積層工程７０２と積層工程７０３の間の間隔も、積層工程７０１間の間隔と同じであってもよい。

保持装置４４では、図７に示すように、下側ブロック１２３に対する各積層工程７０１が終了すると、下側ブロック１２３の転積のためのワーク下部Ｗ１（下側ブロック１２３）の排出が可能となる（ステップＳ７４１）。また、中間ブロック１２２に対する各積層工程７０２が終了すると、中間ブロック１２２の転積のためのワーク下部Ｗ１（下側ブロック１２３及び中間ブロック１２２）の排出が可能となる（ステップＳ７４２）。そして、その後、上側ブロック１２１に対する各積層工程７０３が終了すると、完成状態の積層鋼板２０の払い出しのための排出が可能となる（ステップＳ７４３）。

支持装置４６は、図７に示すように、保持装置４４から下側ブロック１２３が排出可能となると（ステップＳ７４１）、下降する分離工程（ステップＳ７５１）と、転積用の回転角度だけ回転する下部回転工程（ステップＳ７５２）と、上昇する転積工程（ステップＳ７５３）とを、順に実行する。これらの一連の転積のための動作は、保持装置４４から中間ブロック１２２（及びそれに結合した下側ブロック１２３）が排出可能となる（ステップＳ７４２）までに完了する。次に、支持装置４６は、保持装置４４から中間ブロック１２２が排出可能となると、同様の動作を行い（ステップＳ７５４からステップＳ７５６まで）、中間ブロック１２２の転積を実現する。この場合も、これらの一連の転積のための動作は、保持装置４４から上側ブロック１２１が排出可能となる（ステップＳ７４３）までに完了する。そして、保持装置４４から上側ブロック１２１が排出可能となると、支持装置４６は、下降し（ステップＳ７５７）、完成状態の積層鋼板２０の払い出し（搬出）が可能な状態とする。

搬送装置４８は、完成状態の積層鋼板２０の払い出し（搬出）が可能な状態となると、積層鋼板２０を搬出する搬出工程（ステップＳ７６）を実行する。

このようにして、一のワークＷに対する製造工程が終了すると（ステップＳ７７）、支持装置４６が上昇位置まで上昇し（ステップＳ７８）、次のワークＷに対する製造工程が同様に実行される。このようにして、複数のワークＷに対して繰り返し同様の製造工程が実行可能である。

本製造方法によれば、上述したように、転積の際にダイス４２２及び保持装置４４の回転が不要であるので、積層工程７０１から積層工程７０３までの各積層工程は、転積のための待機時間なく、実行できる。これにより、一のワークＷに対して要する製造工程の時間を効率的に短縮できる。

例えば、ステップＳ７５１からステップＳ７５３までの間、ステップＳ７０２が１回以上実行されてよい。この場合、転積工程（ステップＳ７５３）が完了するまでステップＳ７０２が待機される場合に比べて、一のワークＷに対して要する製造工程の時間を効率的に短縮できる。

なお、本製造方法では、上述したように一の積層鋼板２０が３つのブロック１２から形成されるため、分離工程（ステップＳ７５１）、下部回転工程（ステップＳ７５２）、及び転積工程（ステップＳ７５３）は、一の積層鋼板２０に係るワークに対しては、２回実行される。一般的には、一の積層鋼板２０がＮ個のブロック１２から形成される場合、分離工程（ステップＳ７５１）、下部回転工程（ステップＳ７５２）、及び転積工程（ステップＳ７５３）は、一の積層鋼板２０に係るワークに対しては、Ｎ－１回実行されればよい。このようにして、本製造方法によれば、分離工程（ステップＳ７５１）、下部回転工程（ステップＳ７５２）、及び転積工程（ステップＳ７５３）を任意の回数で実行可能であるため、多様な積層態様に対しても機動的に対応可能である。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

１０・・・鋼板、１２・・・ブロック（積層体）、２０・・・積層鋼板、４０・・・製造装置、４２・・・積層装置、４４・・・保持装置、４６・・・支持装置、４８・・・搬送装置、Ｗ・・・ワーク、Ｗ１・・・ワーク下部（下部）

Claims (11)

1. 複数の鋼板を積層した積層鋼板の製造方法であって、
   保持装置に対して前記積層鋼板に係るワークの外周部を保持させつつ、前記鋼板を順次積層して前記ワークに含まれる前記鋼板の枚数を増加させる積層工程と、
   前記積層工程の進行に伴い、前記保持装置に保持されている前記ワークの一部である下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークの残りの部分から分離する分離工程と、
   前記分離工程により分離された前記下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークに対して、前記ワークの中心軸まわりに回転させる下部回転工程と、
   前記下部回転工程により回転された前記下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークに結合させる転積工程とを含む、製造方法。
2. 前記下部回転工程は、前記積層工程と並列して実行される、請求項１に記載の製造方法。
3. 一連の前記分離工程から前記転積工程までの間に、少なくとも１回以上、前記積層工程が実行される、請求項２に記載の製造方法。
4. 前記積層工程は、プレス加工を含み、
   前記転積工程は、前記プレス加工の際の力を利用して、前記下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークに結合させることを含む、請求項１に記載の製造方法。
5. 前記分離工程、前記下部回転工程、及び前記転積工程は、一の前記積層鋼板に係る前記ワークに対して、前記下部に含まれる前記鋼板の枚数を増加させつつ、複数回、実行される、請求項１に記載の製造方法。
6. 一の前記積層鋼板は、Ｎを正の整数としたとき、前記鋼板を複数枚積層して形成される積層体を、Ｎ個、積層して形成され、
   前記分離工程、前記下部回転工程、及び前記転積工程は、一の前記積層鋼板に対してＮ－１回、実行され、
   前記下部は、ｋを正の整数としたとき、一の前記積層鋼板に対してｋ回目の前記分離工程では、ｋ個の前記積層体からなる、請求項５に記載の製造方法。
7. 前記積層工程は、プレス加工を含み、
   前記複数の鋼板のうちの、上下方向で隣り合う２つの前記積層体の境界を形成する２つの鋼板は、前記プレス加工の際の力によって結合する第１位相関係と、前記プレス加工の際の力によっても結合しない第２位相関係とを選択的に形成可能であり、
   前記積層工程は、Ｎ個の前記積層体のうちの、上下方向で隣り合う２つの前記積層体を、その前記境界に係る２つの鋼板同士が前記第２位相関係となるように、積層することを含み、
   前記下部回転工程は、Ｎ個の前記積層体のうちの、上下方向で隣り合う２つの前記積層体について、その前記境界に係る２つの鋼板同士が前記第２位相関係から前記第１位相関係に変化するように、前記下部を回転させることを含む、請求項６に記載の製造方法。
8. 複数の鋼板を積層した積層鋼板の製造装置であって、
   前記鋼板を順次積層して前記積層鋼板に係るワークに含まれる前記鋼板の枚数を増加させることが可能な積層装置と、
   前記積層装置による積層過程における前記ワークの外周部を保持可能な保持装置と、
   前記保持装置の下方から排出される前記ワークの一部である下部を支持しつつ下降可能であるとともに、下降した位置において、前記下部を、前記保持装置に保持されている前記ワークに対して、前記ワークの中心軸まわりに転積用の回転角度だけ回転可能な支持装置とを含む、製造装置。
9. 前記支持装置は、前記転積用の回転角度だけ回転させた前記下部を支持した状態で上昇可能である、請求項８に記載の製造装置。
10. 前記積層装置は、前記支持装置とともに上昇した前記下部と、前記保持装置で保持されている前記ワークとの間に、前記鋼板間の結合のための軸方向の荷重を発生可能である、請求項９に記載の製造装置。
11. 前記積層装置は、プレス加工装置の形態であり、プレス加工の際の力により前記軸方向の荷重を発生可能である、請求項１０に記載の製造装置。