JP5766046B2 - 回転鉄心用の積層体の製造装置 - Google Patents

Description

この発明は、順送り金型で薄板の電磁鋼帯を打ち抜き加工し、回転電機の回転鉄心に用いられる積層体を製造する製造装置である。

この種の積層体を製造する順送り金型として、一般に、図４に示すように、金型１３０を備えた製造装置１２０が用いられている。製造装置１２０において、薄板の電磁鋼帯Ｐは、金型１３０の上型１３１と下型１３２の間を間欠送りされながら、種々の打ち抜き加工が行われた後、最終工程にて外形打抜き加工がなされる。この最終工程では、パンチ１３１ａとダイ１３２ａにより鉄心片ＣＰを打抜き、打抜かれた鉄心片ＣＰはダイ１３２ａの下方に設けられた集積路１４０に向けて排出され、集積路１４０内には鉄心片ＣＰがバラバラに積み重ねられた状態で配置され、これらの積み重ねられた鉄心片ＣＰにより積層体ＬＣが形成される。そして、集積路１４０内にバラバラに積み重ねられた積層体ＬＣから、予め定められた枚数の鉄心片ＣＰの積層体ＬＣが順に抜き取られる。また、この抜き取られた積層体ＬＣ（鉄心片ＣＰ）の中心部には打抜き加工により挿通孔Ｈが形成されており、この挿通孔ＨにシャフトＳが圧入にて挿入され、積層体ＬＣはシャフトＳに固定される。そして、この鉄心片ＣＰが積層された積層体ＬＣとシャフトＳにより回転電機の回転鉄心ＲＣが形成される。

ここで、鉄心片ＣＰの製造に用いられる電磁鋼帯Ｐは、１対の圧延ローラによる圧延成形にて形成される。しかしながら、この一対の圧延ローラ間は平行でなく多少傾いている。そのため、圧延成形される電磁鋼帯Ｐは、一方の側端から他方の側端に向けて徐々に厚く（薄く）、その断面形状は台形となり板厚が異なる（板厚偏差がある）。そのため、図４に示す順送り金型１３０により集積路１４０内にバラバラに積み重ねられた鉄心片ＣＰの積層体ＬＣは、板厚の厚い箇所同士あるいは薄い箇所同士が互いに重ね合わされた状態で集積路１４０内に形成される。そして、回転電機の回転鉄心ＲＣは、このバラバラに積層された状態のまま抜き取られた積層体ＬＣにより形成される。そのため、回転鉄心ＲＣは周方向において「質量の大きい箇所」と「小さい箇所」とが対向した状態で存在し、回転電機にした際における回転のバランスがよくない。

そのため、例えば、特許文献１に開示されているように、鉄心片を製造する最終工程において、ダイを回転させながら外形打抜きを行い、打ち抜かれた複数の鉄心片をかしめ結合し積層体を形成する、いわゆる回転積層を行う積層体の製造装置が実用化されている。

この積層体の製造装置２２０は、図５に示すように、主要な構成として、積層体ＬＣを形成する金型２３０と、角度割り出し装置２５０と、形成された積層体ＬＣを集積する集積路２４１が形成された集積手段２４０とを備える。ここで、金型２３０は、パンチ２３１ａを有する上型２３１と、回転ダイ２３２ａおよびスクイズリング２３２ｂを有する下型２３２を備える。ここで、回転ダイ２３２ａとスクイズリング２３２ｂは同軸状に隣接し、下型２３２内に回転自在に配置されるとともに、ダイ２３２ａとスクイズリング２３２ｂには、これらを回転するための回転プーリ２３２ｃが設けられている。一方、角度割り出し装置２５０には出力プーリ２５１が取り付けられ、この出力プーリ２５１および回転プーリ２３２ｃ間には動力ベルト２５２が掛け回されている。そして、角度割り出し装置２５０の出力プーリ２５１の回転により、回転ダイ２３２ａおよびスクイズリング２３２ｂは回転する。ここで、出力プーリ２５１は１回のパンチ動作（１ストローク）ごとに１回だけ所定の角度回転するよう設定されており、回転プーリ２３２ｃが取り付けられた回転ダイ２３２ａおよびスクイズリング２３２ｂは、出力プーリ２５１の回転により１回の
パンチ動作（１ストローク）ごとに所定の角度（例えば、９０度とか１８０度）ずつ回転する。

上記の製造装置２２０では、最終工程である外形打抜きの前工程において、間欠送りされながら連結用の鉄心片ＣＰ１と分離用の鉄心片ＣＰ２の２種類の鉄心片ＣＰを作るための突き加工がなされる。この加工により、連結用の鉄心片ＣＰ１には上面に凹部・下面に凸部を形成する係止突起ＣＰ１ａが形成され、計量用の鉄心片ＣＰ２には係止突起と同じ位置に分離孔ＣＰ２ａが形成される。なお、この分離孔ＣＰ２ａの内径は、係止突起ＣＰ１ａの凸部の外径より若干小さい値に設定されている。また、連結用の鉄心片ＣＰ１は所定の個数（枚数）が一連に連続した状態で電磁鋼帯Ｐに形成され、計量用の鉄心片ＣＰ２は上記の一連に連続する連結用の鉄心片（ＣＰ１）群と鉄心片（ＣＰ１）群との間に１つ介在した状態で電磁鋼帯Ｐに形成される。

そして、最終工程に移送された電磁鋼帯Ｐは、外形打抜きパンチ２３１ａと回転ダイ２３２ａによって外形打抜きされ、打ち抜かれた鉄心片ＣＰは回転ダイ２３１aおよびスクイズリング２３２ｂ内に順次落とし込められる。このとき、上記のように回転ダイ２３２ａおよびスクイズリング２３２ｂは１回のパンチ動作（１ストローク）ごとに所定の角度回転するため、鉄心片ＣＰは、外形打ち抜きされる電磁鋼帯Ｐに対し所定の角度ずつ回転した状態で回転ダイ２３２ａおよびスクイズリング２３２ｂ内に順次落とし込められ回し積みされる。ここで、スクイズリング２３２ｂの内径は鉄心片ＣＰの外径に比して若干小さい設定となっており、スクイズリング２３２ｂ内に回し積みされた鉄心片ＣＰはリング２３２ｂ内に摩擦係合により保持され、順次鉄心片ＣＰが落とし込められる際に各鉄心片ＣＰ間に外形抜きパンチ２３１ａの加圧力が上方から作用する。

そして、パンチ２３１ａの加圧力が上方から作用する際、スクイズリング２３２ｂ内には、複数枚の連結用の鉄心片（ＣＰ１，・・・，ＣＰ１）と１枚の計量用の鉄心片ＣＰ２とが交互に順に落とし込められている。そして、複数枚の連結用の鉄心片（ＣＰ１，・・・，ＣＰ１）は、各鉄心片ＣＰ間に作用するパンチ２３１ａの加圧力により係止突起ＣＰ１ａが互いに連結されることにより接合される。ここで、分離孔ＣＰ２ａが設けられた計量用の鉄心片ＣＰ２の上下面には、それぞれ連結用の鉄心片ＣＰ１が配置される。そして、計量用の鉄心片ＣＰ２は上面に配置された連結用の鉄心片ＣＰ１とは分離孔ＣＰ２ａと係止突起ＣＰ１ａの凸部との勘合により連結するのに対し、下面に配置された連結用の鉄心片ＣＰ１とは連結することができない。そのため、スクイズリング内において計量用の鉄心片ＣＰ２を含んで上側に配置する鉄心片ＣＰは順次互いに連結されて一体的に積層され、この工程により所定の枚数にて回し積みされた積層体ＬＣが形成される。そして、スクイズリング２３２ｂ内にて所定の枚数に積層された積層体ＬＣは、順次スクイズリング２３２ｂから下方の集積路２４１に排出される。

上記のように回転積層された積層体ＬＣは、電磁鋼帯Ｐから打抜かれた鉄心片ＣＰが互いに所定の角度ずつ回転した状態で積層されているため、電磁鋼帯Ｐの板厚の厚い箇所（薄い箇所）がそれぞれ周方向に分散した状態で配置されている。そのため、この積層体ＬＣを用いた回転鉄ＲＣ心は周方向において質量の不均一がほとんど存在せず、回転電機にした際における回転のバランスがよい。

特公昭６１−２３０５３号公報

しかしながら、上記のように回転積層において形成される鉄心片には、スクイズリング内でそれぞれの鉄心片を相互に連結して、一体的に積層するための係止突起が設けられている。そのため、この鉄心片の積層体を用いた回転鉄心は、回転電機にした際に、係止突起により形成される凹凸部の構造により鉄心片間が電気的に接続され、鉄心片間に電流値の大きい渦電流が流れる。そして、回転鉄心にはこの渦電流により大きな値の鉄損が生じる。

また、最終工程の外形打抜きの前工程において、連結用の鉄心片には連結用の係止突起を形成する工程と、計量用の鉄心片には計量用の分離孔を形成する工程が設けられ、かかる工程のために金型が大型かつ複雑で高価であり、メンテナンスも容易でない。

さらに、スクイズリング内にてパンチの加圧力により鉄心片の係止突起を接合する回転積層においては、スクイズリング内に摩擦係合により保持される鉄心片の保持力を、係止突起を接合するために必要な力以上とする必要がある。このため、鉄心片はスクイズリング内にある程度以上の保持力で保持さえるため、この保持力により鉄心片自体にソリや歪みが形成されるおそれがある。

そこで、この発明の目的は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、鉄損が少なく回転のバランスのよい積層体を製造する製造装置を、簡易かつ安価な構成にて実現することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の積層体の製造装置は、上型に設けられたパンチと、下型に設けられ、前記パンチとの外形打抜き加工により電磁鋼帯から鉄心片を形成するダイと、形成された前記鉄心片を集積し積層体を形成する集積手段とを備える積層体の製造装置において、前記下型に回転自在に設けられ、前記外形打抜き加工ごとに角度割り出し装置により順次所定の角度、回転するとともに、前記パンチと前記ダイにより打抜かれた前記鉄心片が順次打ち込められ、Ｍの倍数でない予め定められたＮ枚（Ｎ≠Ｍ×ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・））の前記鉄心片を保持し、Ｎ枚を超えて前記鉄心片が順次打ち込められた際、最下層に保持された前記鉄心片を前記集積手段に向けて順次排出する保持手段を備え、前記保持手段は、前記角度割り出し装置により、予め定められたＭ個の異なる角度θｊ、θｊ＝（３６０°／Ｍ）×ｊ （ｊ＝０，１，・・・，Ｍ−１）のいずれかの角度により順次回転することを特徴とする。

請求項１に記載の積層体の製造装置は、下型に回転自在に設けられた保持手段を備える。この保持手段は、外形打抜き加工ごと（１回のパンチ動作ごと）に角度割り出し装置により順次所定の角度、回転するとともに、打抜かれた鉄心片が順次打ち込められ、打ち込まれた鉄心片を所定の枚数、保持することができる。そして、所定の枚数を超える鉄心片が打ち込まれると、最下層に配置されている鉄心片を集積手段に向けて排出する。

ここで、この保持手段は、予め定められたＭ個の異なる角度（θｊ＝（３６０°／Ｍ）×ｊ（ｊ＝０，１，・・・，Ｍ−１））のいずれかの角度により順次回転し、この角度が積算された回転位置となる。例えば、等分数Ｍが５（Ｍ＝５）の場合、順に０°（＝θ１）、７２°（＝θ２）、１４４°（＝θ３）、２１６°（＝θ４）、２８８°（＝θ５）、０°（＝θ１）、・・・の角度、回転される。そのため、保持手段では、これらの回転角度が積算され、電磁鋼帯に対する回転位置は、０°（＝＋０）、７２°（＝０＋７２）、２１６°（＝７２＋１４４）、４３２°（＝２１６＋２１６）、７２０°（＝４３２＋２８８）、７２０°（＝７２０＋０）、・・・となる。

また、保持手段には打抜かれた鉄心片が順次打ち込められ、保持手段は、等分数Ｍの倍数
でない予め定められたＮ枚（Ｎ≠Ｍ×ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・））の鉄心片を保持し、Ｎ枚を超えて前記鉄心片が順次打ち込められた際、最下層に保持された鉄心片を集積手段に向けて順次排出する。例えば、等分数Ｍが５の場合において、保持する枚数Ｎが６（Ｎ＝６，≠５×１）の場合、保持手段には６枚の鉄心片が常に保持（第１層から第６層）され、６枚を超える７枚目の鉄心片が保持手段に打ち込まれた場合には、最下層（第６層）にて保持されていた鉄心片は保持された回転位置にて集積手段に向けて排出される。

上記のように回転する保持手段において、最下層（例えば、第６層）に保持される鉄心片の電磁鋼帯に対する回転位置は、最初に保持手段に打ち込められた鉄心片から順に、以下となる。
最初（１枚目）：０＋７２＋１４４＋２１６＋２８８＋０＝７２０°＋０°
２枚目：７２＋１４４＋２１６＋２８８＋０＋７２＝７２０°＋７２°
３枚目：１４４＋２１６＋２８８＋０＋７２＋１４４＝７２０°＋１４４°
４枚目：２１６＋２８８＋０＋７２＋１４４＋２１６＝７２０°＋２１６°
５枚目：２８８＋０＋７２＋１４４＋２１６＋２８８＝７２０°＋２８８°
６枚目：０＋７２＋１４４＋２１６＋２８８＋０＝７２０°＋０°，・・・
すなわち、順次保持手段に打ち込められ次々に最下層（例えば、第６層）に保持される鉄心片は電磁鋼帯に対し２回転（７２０°）し、さらに、それぞれ順に、０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°、０°、７２°、・・・、回転する。

このように、最下層（例えば、第６層）に保持される鉄心片の回転位置は、電磁鋼帯に対し順に０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°、０°、・・・となり、それぞれ７２°ごとに回転位置がずれた状態で鉄心片が保持手段に保持される。そして、最下層（例えば、第６層）にて保持されていた鉄心片は保持された回転位置にて集積手段に向けて排出され、この回転位置の状態にて集積手段内に集積され、集積された鉄心片により積層体が形成される。このように回転位置が等ピッチにずれた状態で積層体が形成されるため、電磁鋼帯の質量の大きい部分（板厚の厚い箇所）が周方向に分散され、この発明の製造装置により製造される積層体は、回転のバランスのよいものとなる。

一方、保持手段に保持される鉄心片の枚数（Ｎ）が、Ｍの倍数の場合（例えば、Ｍが５の場合に、Ｎが５）の場合には、最下層（例えば、第５層）に保持される鉄心片の回転位置は、常に３６０°の倍数となってしまう。しかしながら、本発明の製造装置においては、保持手段に保持される鉄心片の枚数（Ｎ）は、Ｍの倍数とならないよう設定されている。そのため、常に、最下層に保持される鉄心片の回転位置は、等ピッチにずれた位置となり、積層手段内に形成される積層体は、電磁鋼帯の質量の大きい部分（板厚の厚い箇所）が周方向に分散され、回転のバランスのよいものとなる。

また、上記ように本発明の製造装置は、回転のバランスのよい積層体を製造するに際し、従来例の回転積層を行う積層体の製造装置のように、係止突起が形成された連結用の鉄心片および分離孔が形成された計量用の鉄心片を形成する必要がない。そのため、係止突起および分離孔を成形する前工程が不要となる。そのため、本発明の製造装置は、かかる工程のために金型が大型かつ複雑で高価ということもなく、大型かつ複雑な金型が不要のためメンテナンスも容易である。

さらに、本発明の製造装置により製造される積層体には、各鉄心片間を接合するための係止突起がないため係止突起を通じて各鉄心片同士が導通することがなく、鉄心片間に電流値の大きい渦電流が流れることもない。そのため、積層体に渦電流により形成される鉄損を小さく抑えることができる。

また、請求項２に記載の積層体の製造装置は、請求項１に記載された積層体の製造装置に
おいて、前記ダイは、前記保持手段とともに前記下型に回転自在に設けられ、前記角度割り出し装置により前記保持手段とともに回転することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載の積層体の製造装置は、請求項２に記載された積層体の製造装置において、前記保持手段は、前記ダイの内壁に形成されていることを特徴とする。

本発明の積層体の製造装置によれば、簡易かつ安価な構成にて、鉄損が少なく回転のバランスのよい積層体を製造することができる。

本発明の第１の実施形態における積層体の製造装置を有する製造システムのシステム図である。 本発明の第１の実施形態において積層体の製造装置におけるダイの回転動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態において保持手段に保持される鉄心片の角度を示す図である。 従来例における積層体の製造装置を示す断面図である。 回転積層を行う積層体の製造システムを示す断面図である。

次に、図１に基づき本発明の第１の実施形態である積層体の製造装置について、この製造装置を有する製造システムとともに説明する。ここで、図１は本発明の第１の実施形態における積層体の製造装置を有する製造システムのシステム図であり、図中、積層体の製造装置における金型は断面図にて示す。

本実施形態の製造システム１０は、積層体ＬＣの製造装置２０と、制御装置６０とを備える。製造装置２０は、積層体ＬＣを構成する鉄心片ＣＰを形成する金型３０と、金型３０により形成された鉄心片ＣＰを集積し、積層体ＬＣを形成する集積手段４０と、角度割り出し装置５０とを備える。

金型３０は、略円柱形状のパンチ３１ａが設けられた上型３１と、略円筒形状のダイ３２ａおよびダイ３２ａを固定する固定部材３２ｄが設けられた下型３２とを備える。ダイ３２ａは、固定部材３２ｄを介して下型３２に回転自在に配置されるとともに、パンチ３１ａと協働して外形打抜き加工により電磁鋼帯Ｐから鉄心片ＣＰを形成する。そして、ダイ３２ａはパンチ動作の方向に所定の長さ延びた略円筒形状となっており、打抜かれた鉄心片ＣＰは、順次、ダイ３２ａ内に打ち込められる。

ここで、ダイ３２ａの内壁は、打ち込められた鉄心片ＣＰを保持する保持手段としての保持部３２ｂが形成されている。保持部３２ｂは、パンチ動作の方向に「所定の長さＬ」にわたり形成されており、所定の枚数の鉄心片ＣＰを保持できるよう設定されている。そして、この所定の枚数を超える枚数の鉄心片ＣＰが保持部３２ｂ内に打ち込められると最下層に配置された鉄心片ＣＰは、集積手段４０に形成された集積路４１に向けて排出され、この排出された鉄心片ＣＰが積層されることにより、回転電機の回転鉄心を形成する積層体ＬＣを形成される。

また、固定部材３２ｄの外壁には回転プーリ３２ｃが取り付けられるとともに、角度割り出し装置５０には出力プーリ５１が取り付けられており、この回転プーリ３２ｃおよび出力プーリ５１間には動力ベルト５２が掛け回されている。

そして、角度割り出し装置５０の出力プーリ５１の回転により、動力ベルト５２、回転プーリ３２ｃ、および固定部材３２ｄを介してダイ３２ａは回転する。ここで、角度割り出し装置５０には回転角度に関する制御信号を出力する制御装置６０が接続されており、角度割り出し装置５０の出力プーリ５１は、制御装置６０からの制御信号に基づき、上型３１の１回のパンチ動作（１ストローク）ごとに１回だけ所定の角度回転するよう設定されている。そのため、回転プーリ３２ｃが取り付けられたダイ３２ａは、出力プーリの回転により１回のパンチ動作（１ストローク）ごとに予め定められた「所定の角度」ずつ、回転する。

次に、本実施の形態における製造装置２０において、保持部３２ｂを有するダイ３２ａの回転における「所定の角度」および保持部３２ｂにおいて鉄心片ＣＰを保持する「所定の長さＬ」について説明する。

本実施の形態の製造装置２０において、上記の「所定の角度」および「所定の長さＬ」は、各鉄心片ＣＰを順次所望の角度ずつ回転させた状態で金型３０から集積路４１に向けて排出されるべく設定されている。ここで、本実施の形態では、各鉄心片ＣＰを７２°（５等分，Ｍ＝５）ずつ、回転させた状態で金型３０から集積路４１に向けて排出されるべく設定されている。

まず、「所定の角度」について説明する。本実施の形態では、上記のように鉄心片ＣＰを７２°（５等分，等分数Ｍ＝５）ずつ、回転させた状態で金型３０から排出されるべく設定されている。そのため、保持部３２ｂを備えるダイ３２ａは５個（Ｍ＝５）の異なる角度（θ１＝０°，θ２＝７２°，θ３＝１４４°，θ４＝２１６°，θ５＝２８８°）のいずれかの角度により順次回転するように設定されている。ここで、５個（Ｍ＝５）の異なる角度θｊ（θｊはθ１からθ５）は、以下の式（１）より算出される。
θｊ＝（３６０°／Ｍ）×ｊ （ｊ＝０，１，・・・，Ｍ−１） ・・・（１）

ダイ３２ａは上記に示すように、順に０°（＝θ１）、７２°（＝θ２）、１４４°（＝θ３）、２１６°（＝θ４）、２８８°（＝θ５）、０°（＝θ１）、・・・の角度で回転され、これらの回転角度が積算された回転位置となる。そのため、保持部３２ｂを有するダイ３２ａの電磁鋼帯Ｐに対する回転位置は、１回のパンチ動作（１ストローク）ごとに、０°（＝＋０）、７２°（＝０＋７２）、２１６°（＝７２＋１４４）、４３２°（＝２１６＋２１６）、７２０°（＝４３２＋２８８）、７２０°（＝７２０＋０）、・・・となる。

次に、「所定の長さＬ」について説明する。保持部３２ｂの「所定の長さＬ」は、所定の枚数Ｎの鉄心片ＣＰを保持できるよう設定されており、所定の枚数Ｎは等分数Ｍの倍数でない枚数に設定されている（Ｎ≠Ｍ×ｉ，ｉ＝１，２，３，・・・）。本実施の形態では、所定の枚数Ｎは、６枚（Ｎ＝６，≠５）に設定されている。そして、上記のような所定の枚数Ｎの鉄心片ＣＰを保持するために保持部３２ｂの「所定の長さＬ」は、以下の式（２）に示す長さＬｎを除く長さとなる（Ｌ≠Ｌｎ）をとなる。ここで、「ｔ」は鉄心片ＣＰの板厚を示す。
（Ｍ×ｉ−１）ｔ＜Ｌｎ≦Ｍ×ｉ×ｔ，（ｉ＝１，２，３，・・・） ・・・（２）
なお、本実施の形態において、所定の長さＬは、６枚の鉄心片ＣＰを保持することができる長さとして、所定の長さＬは以下の式（３）に示す長さに設定されている。
５ｔ＜Ｌ≦６ｔ ・・・・（３）

次に、図２の基づき積層体ＬＣの製造装置２０におけるダイ３２ａの回転動作を説明する。図２は、本実施の形態においてダイの回転動作を示すフローチャートである。

上記のように保持部３２ｂを有するダイ３２ａは、角度割り出し装置５０の出力プーリ５１の回転により、動力ベルト５２、回転プーリ５２および固定部材３２を介して、１回のパンチ動作ごとに「所定の角度」ずつ、回転する。ここで、角度割り出し装置５０は、制御装置６０からの制御信号に基づき、回転プーリ５２を「所定の角度」ずつ、回転すべく出力プーリ５１を回転する。また、制御装置６０はパンチ動作の有無を伝える外部信号に基づき角度割り出し装置５０に対し、回転プーリ５２を「所定の角度」ずつ、回転すべく制御信号を出力する。

すなわち、図２に示すように、鉄心片ＣＰの加工が開始されると（Ｓ１００）、制御装置６０は、パンチ動作の有無を外部信号より判断し（Ｓ１）、パンチ動作が行われたと判断すると、回転プーリ５２を「＋０°」回転すべく制御信号を角度割り出し装置５０に供給する（Ｓ２）。次に、パンチ動作の有無を外部信号より判断し（Ｓ３）、パンチ動作が行われたと判断すると、回転プーリ５２を「＋７２°」回転すべく制御信号を角度割り出し装置５０に供給する（Ｓ４）。以下、同様に、パンチ動作の有無を外部信号より判断し（Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９）、パンチ動作が行われたと判断すると、回転プーリ５２を「＋１４４°，＋２１６°，＋２８８°」回転すべく制御信号を角度割り出し装置５０に供給する（Ｓ６，Ｓ８，Ｓ１０）。そして、この処理（Ｓ１〜Ｓ１０）が繰り返し実施される。

上記のように、本実施の形態の製造装置２０においては、各鉄心片ＣＰを７２°（５等分，Ｍ＝５）ずつ、回転させた状態で金型３０から集積路４１に向けて排出されるべく設定されている。以下、図３に基づき本実施の形態の製造装置２０により、各鉄心片ＣＰが７２°（５等分、Ｍ＝５）ずつ、回転された状態で金型３０から排出される仕組みについて説明する。

保持部３２ｂは、打抜かれた鉄心片ＣＰが順次１枚ずつ打ち込められるとともに、角度割り出し装置５０により、１回のパンチ動作ごとに所定の角度回転ずつ回転する。本実施の形態では、保持部３２ｂは、１回のパンチ動作ごとに順に、＋０°、＋７２°、＋１４４°、＋２１６°、＋２８８°、＋０°、・・・の角度で回転される。

また、保持部３２ｂは、等分数５の倍数でない６枚（Ｎ＝６）の鉄心片ＣＰを保持できる設定となっており、パンチ動作により電磁鋼帯Ｐから打抜かれた鉄心片ＣＰは、パンチ３１ａ側から順に第１層、第２層、第３層、第４層、第５層、および最下層である第６層に保持される。そして、保持部３２ｂに鉄心片ＣＰが第１層から最下層（第６層）まで配された状態で、さらにパンチ動作により電磁鋼帯Ｐが保持部３２ｂに打ち込まれると、最下層に保持された鉄心片ＣＰは、保持部３２ｂから集積路４１に向けて排出される。

図３に示すように、１枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ａ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、１枚目の鉄心片ＣＰは保持部３２ａの第１層に配され、その後、鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋０°回転する（１）（回転しない。）。

次に、２枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ｂ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、２枚目の鉄心片ＣＰは第１層に、１枚目の鉄心片ＣＰは第２層に配され、その後、２枚の鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋７２°回転する（２）。

次に、３枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ｃ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、３枚目の鉄心片ＣＰは第１層に、２枚目の鉄心片ＣＰは第２層に、１枚目の鉄心片ＣＰは第３層に配され、その後、３枚の鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋１４４°回転する（３）。

次に、４枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ｄ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、４枚目の鉄心片ＣＰは第１層に、３枚目の鉄心片ＣＰは第２層に、２枚目の鉄心片ＣＰは第３層に、１枚目の鉄心片ＣＰは第４層に配され、その後、４枚の鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋２１６°回転する（４）。

次に、５枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ｅ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、５枚目から１枚目の鉄心片ＣＰは、順に第１層から第５層に配され、その後、５枚の鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋２８８°回転する（５）。

次に、６枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ｆ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、６枚目から１枚目の鉄心片ＣＰは、順に第１層から第６層に配され、その後、６枚の鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋０°回転する（６）（回転しない）。

次に、７枚目の鉄心片ＣＰがパンチ動作（ｇ）により電磁鋼帯Ｐから打抜かれると、７枚目から２枚目の鉄心片ＣＰは、順に第１層から第６層に配され、１枚目の鉄心片ＣＰは最下層（第６層）から排出され（ｇ）、その後、６枚の鉄心片ＣＰは、保持部３２ａとともに＋７２°回転する（７）。

本実施の形態では、図３に示すように、上記のようなパンチ動作、回転動作（７）〜（１２）、および排出動作（ｈ）〜（ｍ）が繰り返し行われる。

上記の保持部３２ｂにおいて、最下層（第６層）に配される鉄心片ＣＰの電磁鋼帯Ｐに対する回転位置、すなわち集積路４１に向けて排出される鉄心片ＣＰの電磁鋼帯Ｐに対する回転位置は、最初に保持手段に打ち込められた鉄心片（１枚目）から順に、以下となる。最初（１枚目）：０＋７２＋１４４＋２１６＋２８８＋０＝７２０°＋０°
２枚目：７２＋１４４＋２１６＋２８８＋０＋７２＝７２０°＋７２°
３枚目：１４４＋２１６＋２８８＋０＋７２＋１４４＝７２０°＋１４４°
４枚目：２１６＋２８８＋０＋７２＋１４４＋２１６＝７２０°＋２１６°
５枚目：２８８＋０＋７２＋１４４＋２１６＋２８８＝７２０°＋２８８°
６枚目：０＋７２＋１４４＋２１６＋２８８＋０＝７２０°＋０°，・・・
つまり、順次保持部３２ｂに打ち込められ次々に最下層（第６層）に保持される鉄心片ＣＰは電磁鋼帯Ｐに対し、２回転（７２０°）するとともに、さらに、それぞれ順に、０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°、０°、７２°、・・・、回転する。

このように、最下層（第６層）に保持される鉄心片ＣＰの回転位置は、電磁鋼帯Ｐに対し順に０°、７２°、１４４°、２１６°、２８８°、０°、・・・となり、それぞれ７２°ごとに回転位置がずれた状態で鉄心片ＣＰが保持手段に保持される。そして、最下層（第６層）にて保持されていた鉄心片ＣＰは保持された回転位置にて集積路４１に向けて排出され、この回転位置の状態にて集積路４１内に集積され、集積された鉄心片ＣＰにより積層体ＬＣが形成される。このように回転位置が等ピッチにずれた状態で積層体ＬＣが形成されるため、電磁鋼帯Ｐの質量の大きい部分（板厚の厚い箇所）が周方向に分散され、本実施の形態により製造される積層体ＬＣは、回転のバランスのよいものとなる。

一方、図３に示すように、保持部３２ｂに保持される鉄心片の枚数（Ｎ）が、５（Ｍ＝５）の倍数の場合（例えば、Ｍが５の場合に、Ｎが５）の場合には、最下層（第５層）に保持される鉄心片ＣＰの回転位置は、常に７２０°となり３６０°の倍数となってしまう。しかしながら、本実施の形態においては、保持手段である保持部３２ｂに保持される鉄心片ＣＰの枚数（Ｎ）は、Ｍの倍数とならないよう設定されている（Ｎ＝６，≠５）。そのため、常に、最下層に保持される鉄心片ＣＰの回転位置は、等ピッチにずれた位置となり、集積路４１内に形成される積層体ＬＣは、電磁鋼帯の質量の大きい部分（板厚の厚い箇
所）が周方向に分散され、回転のバランスのよいものとなる。

また、上記ように本実施の形態は、回転のバランスのよい積層体ＬＣを製造するに際し、図５に示す従来例の回転積層を行う積層体の製造装置２２０のように、係止突起ＣＰ１ａが形成された連結用の鉄心片ＣＰ１および分離孔ＣＰ２ａが形成された計量用の鉄心片ＣＰ２を形成するために、係止突起ＣＰ１ａおよび分離孔ＣＰ２ａを成形する前工程が必要ない。そのため、本実施の形態は、かかる工程のために金型が大型かつ複雑で高価ということもなく、メンテナンスも容易である。

さらに、本実施の形態により製造される積層体ＬＣには、各鉄心片ＣＰ間を接合するための係止突起ＣＰ１ａがないため、鉄心片ＣＰ間に電流値の大きい渦電流が流れることもない。そのため、積層体ＬＣに渦電流により形成される鉄損を小さく抑えることができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本実施の形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、本実施の形態では、５等分（Ｍ＝５）場合について説明したが、５等分（Ｍ＝５）に限られず、３等分（Ｍ＝３）および４等分（Ｍ＝４）であってもよい。ここで、３等分（Ｍ＝３）の場合には、保持手段である保持部の長さは、３の倍数でない枚数（例えば、Ｎ＝５）の鉄心片ＣＰを保持できる設定とし、４等分（Ｍ＝４）の場合には、保持手段である保持部の長さは、４の倍数でない枚数（例えば、Ｎ＝７）の鉄心片ＣＰを保持できる設定とすればよい。
また、本実施の形態では、Ｍ個の異なる角度のすべての角度を用いて保持部３２ｂを回転させたが、Ｍ個の異なる角度のいずれかの角度、例えば、＋０°、＋１４４°、＋２８８°の３つの角度を、５個（Ｍ＝５）から選定し保持部３２ｂを回転させる角度として用いてもよい。
また、本実施の形態では、保持手段である保持部３２ｂをダイ３２ａの内壁に一体的に設けたが、ダイ３２ａとは別体に設けてもよく、ダイを回転させずに保持手段のみを回転させてもよい。

１０ 製造システム
２０，１２０，２２０ 製造装置
３０，１３０，２３０ 金型
３１，１３１，２３１ 上型
３１ａ，１３１ａ，２３１ａ パンチ
３２，１３２，２３２ 下型
３２ａ，１３２ａ，２３２ａ ダイ
３２ｂ 保持部（保持手段）
３２ｃ，２３２ｃ 回転プーリ
３２ｄ 固定部材
４０，１４０，２４０ 集積手段
４１，２４１ 集積路
５０，２５０ 角度割り出し装置
５１，２５１ 出力プーリ
５２，２５２ 動力ベルト
６０ 制御装置
２３２ｂ スクイズリング
Ｐ 電磁鋼帯
ＲＣ 回転鉄心
ＬＣ 積層体
ＣＰ 鉄心片

Claims (3)

1. 上型に設けられたパンチと、下型に設けられ、前記パンチとの外形打抜き加工により電磁鋼帯から鉄心片を形成するダイと、形成された前記鉄心片を集積し積層体を形成する集積手段とを備える積層体の製造装置において、
   前記下型に回転自在に設けられ前記外形打抜き加工ごとに角度割り出し装置により所定の角度順次回転するとともに、前記パンチと前記ダイにより打抜かれた前記鉄心片が順次打ち込められ、Ｍの倍数でない予め定められたＮ枚（Ｎ≠Ｍ×ｉ（ｉ＝１，２，３，・・・））の前記鉄心片を保持し、Ｎ枚を超えて前記鉄心片が順次打ち込められた際、最下層に保持された前記鉄心片を前記集積手段に向けて順次排出する保持手段を備え、
   前記保持手段は、前記角度割り出し装置により予め定められたＭ個の異なる角度θｊ、
   θｊ＝（３６０°／Ｍ）×ｊ （ｊ＝０，１，・・・，Ｍ−１）
   のいずれかの角度により順次回転することを特徴とする積層体の製造装置。
   
2. 請求項１に記載された積層体の製造装置において、
   前記ダイは、前記保持手段とともに前記下型に回転自在に設けられ、前記角度割り出し装置により前記保持手段とともに回転することを特徴とする積層体の製造装置。
3. 請求項２に記載された積層体の製造装置において、
   前記保持手段は、前記ダイの内壁に形成されていることを特徴とする積層体の製造装置。

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