JP5691462B2 - 積層鉄心の製造方法及び積層鉄心製造システム - Google Patents

Description

本発明は、積層鉄心の製造方法及び積層鉄心製造システムに係り、特に、帯材の幅方向の両端の厚さの差である板厚偏差がある帯材ロットから打ち抜いた鉄心片を積層する積層鉄心の製造方法及び積層鉄心製造システムに関する。

回転電機のステータまたはロータの鉄心は、例えば、薄い電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて、所定の枚数に積層することで製造される。積層枚数は数十枚以上にもなることがあるので、電磁鋼板に板厚のばらつきがあると、積層鉄心においてかなりの厚さばらつきが生じる。

例えば、特許文献１には、積層鉄心の製造方法として、分割ヨーク部とティース部とを有する分割積層鉄心を互いに接続する方法が述べられている。ここでは、各分割鉄心片を積層する際に、転積を行なうことも可能であるとされている。

また、特許文献２には、アモルファス鉄心の製造方法として、アモルファス薄帯を巻き回しまたは積み重ねて積層鉄心を製造する際に、積層の途中でアモルファス薄帯のサイドを交互に入れ替え、全積層数の半数を逆向きに積層させることが述べられている。このときに、１枚ずつサイドを入れ替えてもよいが、工数が増大するので、数枚〜数十枚を束として考え、各束ごとにサイドを入れ替えることがよいとされている。

また、特許文献３には、回転電機の積層回転子のバランス補正方法について、積層鉄心を形成するための加工材の巾方向における両端部の板厚寸法を測定することが述べられている。そして、その測定結果から、加工材の鉄心部における径方向の厚肉側と薄肉側との板厚偏差を演算し、これに基づいて鉄心を積層するときのアンバランス重量を演算し、厚肉側と薄肉側のアンバランスを補正するために、予め設定されたバランス穴の大きさで、厚肉側の所定位置にバランス穴を設けるのに必要な鉄心の枚数を演算することが開示されている。

特開２０１０−８１７９９号公報 特開平１１−１７６６５４号公報 特開昭６２−２４４２５６号公報

帯材の幅方向に板厚偏差がある場合、鉄心片を積層するときに、左右反転または表裏反転して積層することで、積層鉄心における厚さばらつきを抑制することができる。このように、積層の途中で、左右反転または表裏反転を行なう方法は転積と呼ばれる。

ところで、帯材は、幅広の素材帯材を適当な幅寸法で切断したものが用いられる。幅広の素材帯材にも幅方向に板厚偏差があるので、例えば、素材帯材の幅方向の右端から得られる帯材と、左端から得られる帯材とでは、板厚偏差の絶対値はほぼ同じであっても、板厚偏差の方向が逆になる。素材帯材の板厚偏差が、幅方向の中央部が比較的厚い板厚で、左右両端が比較的薄い板厚であるとすると、素材帯材の幅方向の右端から得られる帯材は、幅方向の右端の方が左端に比べ板厚が薄い。逆に、素材帯材の幅方向の左端から得られる帯材は、幅方向の左端の方が右端に比べ板厚が薄い。

実際には、幅広の素材帯材を適当な幅寸法でいくつかの帯材として切断したものが、区別されないで、打ち抜き・積層工程に供給される。帯材の幅方向の板厚偏差が、幅の左右方向に関して同じ傾向であれば、鉄心片に板厚偏差があっても、転積することで積層鉄心における厚さばらつきを抑制できるが、幅の左右方向に関して逆の傾向であると、転積することで積層鉄心の厚さばらつきがかえって拡大する。

本発明の目的は、鉄心片の板厚偏差による積層鉄心の厚さばらつきを効果的に抑制できる積層鉄心の製造方法及び積層鉄心製造システムを提供することである。

本発明に係る積層鉄心の製造方法は、帯材の幅方向の両端の厚さの差である板厚偏差について、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材と、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも薄い第２型のロット帯材と、を用い、帯材を所定の形状に打ち抜いて鉄心片を得て、複数の鉄心片を積層する積層鉄心の製造方法であって、現在使用中のロット帯材と、次のロット帯材のそれぞれについて、第１型のロット帯材か第２のロット帯材かに関するロット帯材情報を取得する工程と、取得したロット帯材情報に従い、現在使用中のロット帯材が第１のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転することを選択し、現在使用中のロット帯材が第１型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転しないことを選択する工程と、現在使用中のロット帯材を使い終わったときに、表裏反転について選択された結果に従って、次のロット帯材を用い、打ち抜きと積層とを継続する工程と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る積層鉄心の製造方法において、幅広の素材帯材を予め所定の幅寸法に切断して、切断におけるせん断側の面を表面とし破断側でバリが生じる面を裏面として、第１型のロット帯材と第２型のロット帯材を生成する工程を含むことが好ましい。

また、本発明に係る積層鉄心製造システムは、帯材の幅方向の両端の厚さの差である板厚偏差について、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材と、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも薄い第２型のロット帯材と、を用い、帯材を所定の形状に打ち抜いて鉄心片を得て、複数の鉄心片を積層する積層鉄心製造システムであって、現在使用中のロット帯材と、次のロット帯材のそれぞれについて、第１型のロット帯材か第２のロット帯材かに関するロット帯材情報を取得する手段と、取得したロット帯材情報に従い、現在使用中のロット帯材が第１のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転することを選択し、現在使用中のロット帯材が第１型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転しないことを選択する手段と、現在使用中のロット帯材を使い終わったときに、表裏反転について選択された結果に従って、次のロット帯材を用い、打ち抜きと積層とを継続する手段と、を備えることを特徴とする。

上記構成により、積層鉄心の製造は、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材と、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも薄い第２型のロット帯材とを用いる。そして、現在使用中のロット帯材と、次のロット帯材のそれぞれについて、第１型のロット帯材か第２のロット帯材かに関するロット帯材情報を取得する。次に、取得したロット帯材情報に従い、現在使用中のロット帯材が第１のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転することを選択し、現在使用中のロット帯材が第１型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転しないことを選択する。この選択に従って、次のロット帯材を用い、打ち抜きと積層とを継続する。

このように、現在使用中のロット帯材の性質と次のロット帯材の性質に応じた積層を行なうことで、鉄心片の板厚偏差による積層鉄心の厚さばらつきを効果的に抑制できる。

また、積層鉄心の製造方法において、幅広の素材帯材を予め所定の幅寸法に切断して、切断におけるせん断側の面を表面とし破断側でバリが生じる面を裏面として、第１型のロット帯材と第２型のロット帯材を生成する。このように、帯材の表裏判断を容易に行うことができるので、転積を行ったか否かの判断が容易となる。

本発明に係る実施の形態における積層鉄心の製造の様子を説明する図である。 幅広の素材帯材を切断して、所定の幅寸法の帯材を得る様子を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、帯材の幅の左右方向についての板厚偏差が同じロット帯材を続けて用いるときの積層の様子を説明する図である。 本発明に係る実施の形態の積層鉄心の製造方法で得られる積層鉄心の様子を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、帯材の幅の左右方向についての板厚偏差が互いに逆方向であるロット帯材を続けて用いるときの積層の様子を説明する図である。 本発明に係る実施の形態において、帯材の幅の左右方向についての板厚偏差が互いに逆方向であるロット帯材を重ねて同時に打ち抜き積層する様子を説明する図である。 本発明に係る実施の形態の積層鉄心の製造方法を用いた積層鉄心製造システムの構成例を示す図である。 本発明に係る実施の形態の積層鉄心の製造方法を用いた積層鉄心製造システムの別の構成例を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、帯材として、電磁鋼板を材料とする場合を説明するが、鉄心片を打ち抜き積層するために用いられる帯材であればよい。例えば、電磁鋼板以外のコア用薄板の帯材でもよく、アモルファス帯材であってもよい。以下では、回転電機のステータコアに用いられる積層鉄心を説明するが、ロータコアに用いられる積層鉄心であってもよい。

以下では、幅広の素材帯材を幅方向に４つに切断した４種類のロット帯材について、幅方向の左右両端の２種類のロット帯材を用いて積層を行なう場合を述べるが、これは説明の例示である。幅方向の中央部の２種類のロット帯材を用いて積層を行なうものとしてもよく、４種類のロット帯材の間における板厚偏差の大きさがある程度の範囲に収まっている等の場合には、４種類のロット帯材の全部を使いまわすものとしてもよい。また、幅広の素材帯材の切断数は、４以外であっても勿論構わない。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、積層鉄心５０を製造する積層鉄心製造システム１０の様子を示す図である。積層鉄心５０は、電磁鋼板の帯材３０から、所定の形状に鉄心片を打ち抜き、打ち抜かれた鉄心片を順に厚さ方向に複数枚積層することで製造される。図１において、帯材３０は、中心輪に巻かれたコイルの状態で示されている。以下では、この帯材をコイル状に巻いた状態のものを、ロット帯材と呼ぶことにする。図１では、加工中のロット帯材３８と、次ロットとして待機中のロット帯材４２，４８が示されている。なお、ロット帯材３８，４２，４８に付されているＡ，Ｄ、およびＳ，Ｂの意味については後述する。

図１において、アンコイラー１２は、ロット帯材３８の中心輪を回転可能に支持し、帯材３０をプレス１８のほうに繰り出す材料供給部である。バッファ１４は、加工中に帯材３０が不必要に引っ張られないようにするためにある程度の余裕のたるみを持たせるものである。レベラ１６は、コイル状に巻かれていた帯材３０を平坦にするものである。プレス１８は、複数のステージで構成される金型２０を用いて帯材３０から所定の形状の鉄心片を打ち抜き、次に打ち抜かれた鉄心片を既に打ち抜かれた他の鉄心片の上に位置決めしながらカシメ等で順次積層する装置である。鉄心片が所定の枚数だけ積層されると積層鉄心５０となり、プレス１８から順次搬出される。

ここで、加工中のロット帯材３８において、帯材３０がなくなると、次ロットとして待機中のロット帯材がアンコイラー１２に掛けられる。図１には、次ロット用として、２種類のロット帯材４２，４８が示されている。ここで、ロット帯材４８には、いままで加工中であったロット帯材３８と同じ符号Ｄがつけられているが、ロット帯材４２には、符号Ａが付けられている。この符号Ａ，Ｄは、ロット帯材における帯材３０の幅方向の板厚偏差の状態を示すものである。

次に、このロット帯材における幅方向の板厚偏差の状態について、図２を用いて説明する。ロット帯材は、積層鉄心５０を構成する鉄心片の大きさに合わせた幅を有する。鋼材供給メーカでは、この幅よりも幅広の素材帯材４０を製造している。そこで、この素材帯材４０は、積層鉄心の製造用に適した幅のロット帯材に切断されることになる。

図２では、鉄心片が打ち抜かれた後の穴５１が示されているが、ロット帯材の幅は、この穴５１の外形に合わせて設定される。ここでは、ロット帯材の幅方向に１つの穴５１に対応する鉄心片が打ち抜かれるものとしてあるが、プレス１８と金型２０の仕様によっては、ロット帯材の幅方向に沿って複数の鉄心片を打ち抜くものとできる。その場合には、穴５１の外形の数倍の幅広のロット帯材となる。以下では、ロット帯材の幅方向に１つの鉄心片が打ち抜かれるものとして、説明を続ける。

図２では、素材帯材４０が、符号Ａで示されるロット帯材４２、符号Ｂで示されるロット帯材４４、符号Ｃで示されるロット帯材４６、符号Ｄで示されるロット帯材４８の４つに切断される。符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図２の紙面上で、素材帯材４０の左端から右端に向かって、アルファベット順に順次付したものである。

素材帯材４０は、鋼材供給メーカにおいて、鋼板を所定の厚さ、幅、長さに圧延される際に、幅方向に沿って板厚が必ずしも一様にならない。一般的には、開放端である左右両端側の板厚が中央部の板厚に比べ薄くなる。したがって、素材帯材４０の幅方向の中心より左側にある符号Ａで示されるロット帯材４２は、Ｌとして示される左端の板厚がＲとして示される右端の板厚よりも薄い。符号Ｂで示されるロット帯材４４も同様に左端の板厚が右端の板厚よりも薄い。ところが、素材帯材４０の幅方向の中心を超えると、板厚が右端に向かって薄くなるので、符号Ｃで示されるロット帯材４６は、左端の板厚が右端の板厚よりも厚い。符号Ｄで示されるロット帯材４８も同様に、左端の板厚が右端の板厚よりも厚い。

このように、符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで区別される４種類のロット帯材４２，４４，４６，４８は、帯材３０の幅方向の板厚偏差が、幅の左右方向に関してそれぞれ特徴を有する。
符号Ａ，Ｂで示されるロット帯材４２，４４は、Ｌとして示される左端の板厚がＲとして示される右端の板厚よりも薄い。これに対し、符号Ｃ，Ｄで示されるロット帯材４６，４８は、Ｌとして示される左端の板厚がＲとして示される右端の板厚よりも厚い。そこで、幅方向の板厚偏差において同じ特徴を有するロット帯材を用いて鉄心片を打ち抜き積層すると、積層鉄心５０において、左右方向の厚さが異なることになる。そこで、積層の途中で、ロット帯材の表裏を反転させることで左右を反転させる転積が行われる。

ここで、帯材３０の幅方向の板厚偏差が、幅の左右方向に関して同じ特徴を有するロット帯材を使用し続ける場合には、この転積で、板厚偏差を補償して、積層鉄心５０の左右方向の厚さの差を少なくすることができる。例えば、現在、符号Ｄで示されるロット帯材３８を使用しているとして、これがなくなって次のロット帯材のときに転積を行う場合、次のロット帯材が、符号Ｄで示されるロット帯材４８であれば、表裏反転させて使用を続ければよい。ところが、次のロット帯材が、符号Ａで示されるロット帯材４２であると、表裏反転させて使用すると、かえって、積層鉄心５０の左右方向の厚さの差が拡大する。

このように、幅広の素材帯材４０から複数のロット帯材４２，４４，４６，４８を作り出して、これらを用いて積層鉄心５０を製造する際には、いままで行われてきた転積の方法では、鉄心片の板厚偏差を補償できないことがある。これが本発明によって解決しようとする課題である。

なお、図２では、転積の有無を判断するために、ロット帯材４２，４４，４６，４８の表裏の判別をする方法の１つが示されている。その方法は、ロット帯材４２，４４，４６，４８の右端から見た切断面を観察することである。ここで、表の面がＳ、裏の面がＢで示されている。ロット帯材４２，４４，４６，４８は、Ｓで示される素材帯材４０の表側から、切断工具によって切断されて、それぞれが分離される。したがって、切断面において、切断工具が押し当てられる表（Ｓ）の面の側には、せん断面４１があり、それより裏（Ｂ）の側の方には、破断面４３があり、裏（Ｂ）の面には、破断によるバリ４５が現れる。せん断面４１は、切断工具によって素材が切断された面であるので、比較的滑らかな表面を有する。これに対し破断面４３は、素材が破断によって分離した面であるので、かなり粗い表面を有する。

このように、ロット帯材４２，４４，４６，４８の表（Ｓ）と裏（Ｂ）は、切断面を観察することで容易に区別できる。例えば、バリ４５の有無で表（Ｓ）と裏（Ｂ）の判断を行うことができる。この方法の他に、表面粗さが表面（Ｓ）の方が裏面（Ｂ）に比べて滑らかであること、圧延等の加工の際に現れる加工縞が表（Ｓ）と裏（Ｂ）で異なること、コーティングが表（Ｓ）と裏（Ｂ）とで異なることがある等によっても、ロット帯材４２，４４，４６，４８の表（Ｓ）と裏（Ｂ）の判別をすることができる。
そこで、帯材３０の幅方向の両端の厚さの差である板厚偏差について、幅方向の一方側端部（Ｌ）の厚さが他方側端部（Ｒ）の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材４６，４８と、幅方向の一方側端部（Ｌ）の厚さが他方側端部（Ｒ）の厚さよりも薄い第２型のロット帯材４２，４４とを用い、帯材３０を所定の形状の鉄心片に打ち抜いて積層鉄心５０を得る場合に、鉄心片の左右の板厚偏差を補償する方法について説明する。

第１型のロット帯材は、図２で説明した符号Ｃ，Ｄが付されるロット帯材であり、第２型のロット帯材は、図２で説明した符号Ａ，Ｂが付されるロット帯材である。

第１型のロット帯材と、第２型のロット帯材を用いながら、鉄心片の左右の板厚偏差を補償するには、次の手順による。まず、予め、全てのロット帯材について、第１型のロット帯材か、第２型のロット帯材かの情報を取得する。この情報は、ロット帯材の識別情報に関連付けて取得される。次に、使用中のロット帯材の識別情報と、次のロット帯材の識別情報を取得する。この情報は、ロット帯材の供給計画から取得することができる。次に、これらの情報に基づいて、使用中のロット帯材と、次のロット帯材が、第１型のロット帯材か、第２型のロット帯材かの情報を取得する（ロット帯材情報取得工程）。

このようにして、使用中のロット帯材が第１型のロット帯材か、第２型のロット帯材かを取得し、次のロット帯材が第１型のロット帯材か、第２型のロット帯材かを取得したら、その組合せによって、次のロット帯材を表裏反転するかしないかの選択を行う。具体的には、使用中のロット帯材が第１のロット帯材であって、次のロット帯材が第１のロット帯材の場合、あるいは、使用中のロット帯材が第２のロット帯材であって、次のロット帯材が第２のロット帯材の場合には、次のロット帯材を表裏反転する。一方、使用中のロット帯材が第１のロット帯材であって、次のロット帯材が第２のロット帯材の場合、あるいは、使用中のロット帯材が第２のロット帯材であって、次のロット帯材が第１のロット帯材の場合には、次のロット帯材は表裏反転しない（表裏反転選択処理工程）。

このように表裏反転選択を行った結果に従って、現在使用中のロット帯材を使い果たしたときに、次のロット帯材をアンコイラー１２に掛ける（アンコイラー搭載処理工程）。そして、帯材３０を繰り出して、打ち抜きと積層を行なう。

その手順の内容を図３から図５を用いて説明する。ここでは、図１で説明したように、現在使用中のロット帯材３８が、幅方向の一方側端部（Ｌ）の厚さが他方側端部（Ｒ）の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材に属するものであるときに、次のロット帯材が第１型のロット帯材か第２型のロット帯材かによって、どのようにすれば、鉄心片の左右の板厚偏差を補償できるかを説明する。

図３は、現在使用中のロット帯材３８が符号Ｄで示される第１型であり、次のロット帯材４８がやはり符号Ｄで示される第１型の場合である。図３（ａ）は、現在使用中のロット帯材３８がちょうど使い切って、次のロット帯材４８が準備された様子を示す図である。図３の紙面上で、ロット帯材３８の表（Ｓ）を上方に、裏（Ｂ）を下方にとると、図３の紙面上で、第１型のロット帯材３８，４８は、左端（Ｌ）の板厚が右端（Ｒ）の板厚よりも厚い。

そこで、この場合には、次のロット帯材４８の表裏を反転させることで左右を反転させて用いる。図３（ａ）において、ロット帯材４８をロット帯材３８の次に配置することを示す矢印が一回転しているのは、表裏反転をすることを示している。

第１型のロット帯材３８の次に、第１型のロット帯材４８を表裏反転して用いる様子が図３（ｂ）に示されている。すなわち、ロット帯材３８に対し、ロット帯材４８は、表（Ｓ）と裏（Ｂ）の関係、左端（Ｌ）と右端（Ｒ）の関係が逆になっている。

このようにして、ロット帯材３８から打ち抜いた鉄心片５２とロット帯材４８から打ち抜いた鉄心片５４とを積層した様子が積層鉄心５０の一部として、図３（ｃ）に示されている。このように、第１型のロット帯材３８から打ち抜いた１つの鉄心片５２と、ロット帯材３８に対し表裏反転させた第１型のロット帯材４８から打ち抜いた鉄心片５４の組合せは、左右の板厚偏差が相殺されて、一様な厚さとなる。

図４は、積層鉄心５０において、前半の積層部分には、第１型のロット帯材３８から打ち抜いた鉄心片５２を用い、後半の積層部分には、ロット帯材３８に対し表裏反転させた第１型のロット帯材４８から打ち抜いた鉄心片５４を用いた様子を示す図である。前半の積層部分の鉄心片５２の枚数と、後半の積層部分の鉄心片５４の枚数が、仮に同じであれば、積層鉄心５０の左右の板厚偏差はゼロにできる。仮に、前半の積層部分の鉄心片５２の枚数と、後半の積層部分の鉄心片５４の枚数が、多少の差があったとしても、全て鉄心片５２で構成した積層鉄心、あるいは全て鉄心片５４で構成した積層鉄心に比べ、左右の板厚偏差は大幅に改善される。

図３、図４では、第１型のロット帯材を用いて、これの積層の途中で表裏反転させるものとして説明したが、第２型のロット帯材を用いて、これの積層の途中で表裏反転させても、同様の効果を得ることができる。

図５は、現在使用中のロット帯材３８が符号Ｄで示される第１型であり、次のロット帯材４２が符号Ａで示される第２型の場合である。図５（ａ）は、現在使用中のロット帯材３８がちょうど使い切って、次のロット帯材４２が準備された様子を示す図である。図５の紙面上で、ロット帯材３８の表（Ｓ）を上方に、裏（Ｂ）を下方にとると、図５の紙面上で、第１型のロット帯材３８は、左端（Ｌ）の板厚が右端（Ｒ）の板厚よりも厚く、第２型のロット帯材４２は、左端（Ｌ）の板厚が右端（Ｒ）の板厚よりも薄い。

そこで、この場合には、次のロット帯材４２の表裏を反転させないで、そのまま用いる。図５（ａ）において、ロット帯材４２をロット帯材３８の次に配置することを示す矢印が図３（ａ）のように一回転せず、そのまま移っているのは、表裏反転をしないことを示している。

第１型のロット帯材３８の次に、第２型のロット帯材４２を表裏反転させないで用いる様子が図５（ｂ）に示されている。すなわち、ロット帯材３８に対し、ロット帯材４２は、表（Ｓ）と裏（Ｂ）の関係、左端（Ｌ）と右端（Ｒ）の関係が同じになっている。

このようにして、ロット帯材３８から打ち抜いた鉄心片５２とロット帯材４２から打ち抜いた鉄心片５４とを積層した様子が積層鉄心５０の一部として、図５（ｃ）に示されている。このように、第１型のロット帯材３８から打ち抜いた１つの鉄心片５２と、ロット帯材３８に対し表裏反転させないで用いる第２型のロット帯材４２から打ち抜いた鉄心片５４の組合せは、左右の板厚偏差が相殺されて、一様な厚さとなる。

図５では、第１型のロット帯材の次に、第２型のロット帯材を表裏反転せずに用いることを説明したが、第２型のロット帯材の次に、第１型のロット帯材を表裏反転せずに用いても、同様の効果を得ることができる。

図６は、ロット帯材を表裏反転するかしないかを考慮しないで、鉄心片の板厚偏差を相殺できる方法を説明する図である。ここでは、第１型のロット帯材と第２型のロット帯材とを重ねて供給し、重ねられた第１型のロット帯材と第２型のロット帯材について、打ち抜きと積層を行なう。

具体的には、図１のアンコイラー１２を２段重ねとし、下段に第１型のロット帯材、上段に第２型のロット帯材をそれぞれセットし、それぞれから繰り出される帯材を上下方向に重ね合わせ、その状態でバッファ１４、レベラ１６を通し、重ねあわされた状態で、金型２０を用いるプレス１８によって、第１型のロット帯材と第２型のロット帯材から、２枚重ねあわされた状態の鉄心片を打ち抜く。

図６（ａ）には、現在使用中のロット帯材３９として、符号Ｄで示される第１型のロット帯材と、符号Ａで示される第２型のロット帯材が重ねあわされた複合帯材が示されている。図６（ａ）の紙面上で、ロット帯材３９の下側の第１型のロット帯材は、左端（Ｌ）の板厚が右端（Ｒ）の板厚よりも厚く、上側の第２型のロット帯材は、左端（Ｌ）の板厚が右端（Ｒ）の板厚よりも薄い。したがって、複合帯材であるロット帯材３９の左端（Ｌ）の板厚と、右端（Ｒ）の板厚は同じである。

図６（ａ）には、現在使用中のロット帯材３９がちょうど使い切って、次のロット帯材４９が準備された様子が示されている。次のロット帯材４９も、ロット帯材３９と同様に、符号Ｄで示される第１型のロット帯材と、符号Ａで示される第２型のロット帯材が重ねあわされた複合帯材である。したがって、次のロット帯材４９の左端（Ｌ）の板厚と、右端（Ｒ）の板厚も同じである。このことから、ロット帯材３９に対し、次のロット帯材４９は、そのまま打ち抜きと積層を続けることができる。

ロット帯材３９，４９から打ち抜かれたものは、第１型のロット帯材からの鉄心片５２と第２型のロット帯材からの鉄心片５４を積層したものである。図６（ｂ）に示されるように、左右の板厚偏差が相殺されて、一様な厚さとなっている。

図６では、第１型のロット帯材の上に第２型のロット帯材とを重ね合わせることを説明したが、第２型のロット帯材の次に、第１型のロット帯材を重ね合わせるものとしても、同様の効果を得ることができる。

また、上記では、第１型のロット帯材の表（Ｓ）と第２型のロット帯材の裏（Ｂ）とが向かい合うように重ねるものとして説明した。ところで、第１型のロット帯材を表裏反転すると、第２型のロット帯材と同じ板厚偏差の状態となる。したがって、ロット帯材の供給の状況によっては、第１型のロット帯材の表（Ｓ）と、第１型のロット帯材を表裏反転させたものの表（Ｓ）とが向かい合うように重ねるものとしてもよい。

上記では、積層鉄心製造システム１０において適用される積層鉄心の製造方法として説明した。積層鉄心製造システム１０を改良して、この製造方法を自動的に実行させる積層鉄心製造システムとして構成することができる。

図６の方法を実現するには、既に述べたように、図１の構成において、２段重ねのアンコイラーとするシステムとすれば足りる。そのような構成の積層鉄心製造システム１１を図７に示す。ここでは、アンコイラー１２の下段に第１型のロット帯材３８が取り付けられ、上段に第２型のロット帯材３２が取り付けられる。そして、第１型のロット帯材３８から繰り出された帯材３０の表（Ｓ）と、第２型のロット帯材３２から繰り出された帯材３１の裏（Ｂ）とが向かい合うように重ね合わされる。その重ねあわされた状態で、バッファ１４、レベラ１６、プレス１８を経て、積層鉄心５０が製造される。

図３、図５の方法を用いる場合には、ロット帯材の板厚偏差に関する情報に基づいて、アンコイラー１２に搭載するロット帯材の表裏反転選択を行うシステムとして構成することができる。図８に、そのような構成の積層鉄心製造システム６０のブロック図である。

この積層鉄心製造システム６０においては、ロット帯材を自動的にアンコイラー１２に搭載するアンコイラー搭載部６２と、その動作を制御する制御装置７０を含んで構成される。制御装置７０は、ロット帯材情報取得部７２と、表裏反転選択処理部７４と、アンコイラー搭載処理部７６を含んで構成される。このような制御装置７０としては、適当なコンピュータを用いることができる。ロット帯材情報取得部７２と、表裏反転選択処理部７４と、アンコイラー搭載処理部７６の機能は、ソフトウェアを実行することで実現することができる。これらの機能の一部をハードウェアで実現するものとしてもよい。

ロット帯材情報取得部７２は、未使用のロット帯材４２，４４，４６，４８と、現在使用中のロット帯材３８について、その幅方向の板厚偏差に関する情報を取得する機能を有する。幅方向の板厚偏差に関する情報とは、その板厚偏差の幅方向の左右に関しての傾向の種類の情報である。具体的には、ロット帯材が、図２において説明した符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれに相当するかの情報である。ロット帯材情報は、ロット帯材の識別情報に関連付けて取得される。

ロット帯材情報の取得は、各ロット帯材の幅方向の両端の板厚を測定したデータに基づいて取得してもよい。また、鋼材メーカから、ロット帯材の識別情報に関連付けて、符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのいずれに属するかの情報を取得するものとしてもよい。ロット帯材の識別情報に関連付けられたロット帯材情報は、記憶部７８に記憶される。なお、記憶部７８には、ロット帯材の供給計画がロット帯材の識別情報に関連付けられて記憶される。

表裏反転選択処理部７４は、記憶部７８に記憶されるロット帯材の供給計画に基づいて、使用中のロット帯材３８の識別情報と、次のロット帯材の識別情報を取得する。そして、ロット帯材情報に基づいて、使用中のロット帯材３８のロット帯材情報と、次のロット帯材のロット帯材情報を取得する。これらの取得された情報に基づいて、次のロット帯材を表裏反転するか、表裏反転しないかを選択する。具体的には、図３に説明した場合に該当するときは、表裏反転を選択し、図５に説明した場合に該当するときは、表裏反転を選択しない。

アンコイラー搭載処理部７６は、表裏反転選択処理部７４の選択結果に基づいて、次のロット帯材を表裏反転させた状態で搭載し、あるいは、次のロット帯材を表裏反転させない状態で搭載することを、アンコイラー搭載部６２に指示する機能を有する。

アンコイラー搭載部６２は、この指示に従って、まず、次のロット帯材を適当なピックアップアームでピックアップする。次に、表裏反転指示があるときはピックアップアームを適当に回転して、使用中のロット帯材３８に対し表裏反転した状態とする。そして、アンコイラー１２にそのロット帯材を掛ける。このようなアンコイラー搭載部６２としては、適当なロボット機構を用いることができる。

本発明に係る積層鉄心の製造方法は、積層鉄心を製造する装置に利用され、積層鉄心の製造方法によって製造された積層鉄心は、回転電機のスタータコアまたはロータコアに利用できる。

１０，１１，６０ 積層鉄心製造システム、１２ アンコイラー、１４ バッファ、１６ レベラ、１８ プレス、２０ 金型、３０，３１ 帯材、３２，３８，３９，４２，４４，４６，４８，４９ ロット帯材、４０ 素材帯材、４１ 断面、４３ 破断面、４５ バリ、５０ 積層鉄心、５１ 穴、５２，５４ 鉄心片、６２ アンコイラー搭載部、７０ 制御装置、７２ ロット帯材情報取得部、７４ 表裏反転選択処理部、７６ アンコイラー搭載処理部。

Claims (3)

1. 帯材の幅方向の両端の厚さの差である板厚偏差について、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材と、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも薄い第２型のロット帯材と、を用い、帯材を所定の形状に打ち抜いて鉄心片を得て、複数の鉄心片を積層する積層鉄心の製造方法であって、
   現在使用中のロット帯材と、次のロット帯材のそれぞれについて、第１型のロット帯材か第２のロット帯材かに関するロット帯材情報を取得する工程と、
   取得したロット帯材情報に従い、現在使用中のロット帯材が第１のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転することを選択し、現在使用中のロット帯材が第１型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転しないことを選択する工程と、
   現在使用中のロット帯材を使い終わったときに、表裏反転について選択された結果に従って、次のロット帯材を用い、打ち抜きと積層とを継続する工程と、
   を含むことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
2. 請求項１に記載の積層鉄心の製造方法において、
   幅広の素材帯材を予め所定の幅寸法に切断して、切断におけるせん断側の面を表面とし破断側でバリが生じる面を裏面として、第１型のロット帯材と第２型のロット帯材を生成する工程を含むことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
3. 帯材の幅方向の両端の厚さの差である板厚偏差について、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも厚い板厚偏差を有する第１型のロット帯材と、幅方向の一方側端部の厚さが他方側端部の厚さよりも薄い第２型のロット帯材と、を用い、帯材を所定の形状に打ち抜いて鉄心片を得て、複数の鉄心片を積層する積層鉄心製造システムであって、
   現在使用中のロット帯材と、次のロット帯材のそれぞれについて、第１型のロット帯材か第２のロット帯材かに関するロット帯材情報を取得する手段と、
   取得したロット帯材情報に従い、現在使用中のロット帯材が第１のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転することを選択し、現在使用中のロット帯材が第１型のロット帯材で、次のロット帯材が第２型のロット帯材である場合、または、現在使用中のロット帯材が第２型のロット帯材で、次のロット帯材が第１型のロット帯材である場合には、次のロット帯材の表裏を反転しないことを選択する手段と、
   現在使用中のロット帯材を使い終わったときに、表裏反転について選択された結果に従って、次のロット帯材を用い、打ち抜きと積層とを継続する手段と、
   を備えることを特徴とする積層鉄心製造システム。

Images