JP7078453B2 - 金属製品の製造方法及び金属製品 - Google Patents

Description

本開示は、金属製品の製造方法及び金属製品に関する。

特許文献１は、金属部材の表面に二次元コードを形成して金属製品を得る方法を開示している。当該方法は、レーザビームを金属部材の表面に照射して金属を酸化させ、ビーム形状に対応する円形ドットを当該表面に焼き付ける処理を繰り返すことにより、所定模様の黒色マーキングを形成することを含む。これにより、複数の円形ドットの集合体である黒色セルと、レーザビームが照射されていない領域である白色セルとの組み合わせからなる二次元コードが、金属部材の表面に形成される。当該二次元コードは、金属製品の個体（例えば、品種、製造日時、使用材料、製造ライン等）を識別する識別コードとしての機能を有する。

特開２０００－２２２５１６号公報

このように、金属製品の製造過程を製造後においても追跡可能とするために、二次元コードは、金属製品が完成する前の段階において、金属製品の中間体である金属部材に対し形成される。ところが、金属製品の製造過程において、金属部材に対して数１００℃を超える高温で熱処理が行われることがある。この場合、金属部材の表面が酸化により変色したり、二次元コード自体の態様が変化（例えば、白色又は黒色の領域が拡大又は縮小）してしまい得る。そのため、二次元コードの読み取り性が低下したり、二次元コードの読み取り性にばらつきが生じてしまうという懸念があった。

そこで、本開示は、製造過程に熱処理が含まれていても識別コードの読み取り性を高めることが可能な金属製品の製造方法及び金属製品を説明する。

本開示の一つの観点に係る金属製品の製造方法は、マーク用レーザビームを金属部材の表面に照射して表面を削ることによりマーキングを形成することと、マーキングが形成された金属部材を熱処理することと、表面で且つマーキングよりも広い領域に対して背景用レーザビームを照射して表面を削ることにより、マーキングよりも浅い背景を形成することとを含む。

本開示に係る金属製品の製造方法及び金属製品によれば、製造過程に熱処理が含まれていても識別コードの読み取り性を高めることが可能となる。

図１は、回転子積層鉄心の一例を示す斜視図である。 図２は、積層体に設けられる識別コードの一例を示す上面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図４は、識別コードの形成過程（金属製品の製造過程）の一例を説明するための概略図である。 図５は、識別コードの形成過程（金属製品の製造過程）の一例を説明するためのフローチャートである。 図６（ａ）は、熱処理前に積層体に設けられた黒色マーキングの一例を示す上面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。 図７（ａ）は、熱処理後の黒色マーキングの一例を示す上面図であり、図７（ｂ）は、積層体に設けられた識別コードの一例を示す上面図である。 図８は、識別コードの形成過程（金属製品の製造過程）の他の例を説明するためのフローチャートである。 図９は、積層体に設けられた仮識別コードの一例を示す断面図である。

以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

［回転子積層鉄心の構成］
まず、図１～図３を参照して、金属製品の一例である回転子積層鉄心１の構成について説明する。回転子積層鉄心１は、回転子（ロータ）の一部である。回転子は、回転子積層鉄心１に端面板及びシャフト（共に図示せず）が取り付けられてなる。回転子積層鉄心１は、図１に示されるように、積層体２（金属部材）と、カシメ部３と、識別コード１０とを備える。

積層体２は、円筒形状を呈している。すなわち、積層体２の中央部分には、図１に示されるように、中心軸Ａｘに沿って延びる貫通孔２ａが設けられている。貫通孔２ａ内には、シャフトが配置可能である。なお、積層体２の熱処理、自然酸化等により、積層体２の表面２ｂに錆層Ｒ１（例えば、いわゆる赤錆（三酸化二鉄；Ｆｅ_２Ｏ_３））が存在している場合がある（例えば図７参照）。当該錆層Ｒ１の厚さは、例えば、数μｍ以下であってもよい。

積層体２は、複数の打抜部材Ｗが積み重ねられて構成されている。打抜部材Ｗは、電磁鋼板（金属板）が所定形状に打ち抜かれた板状体である。積層体２は、打抜部材Ｗ同士の角度を相対的にずらしながら複数の打抜部材Ｗを積層する、いわゆる転積によって構成されていてもよい。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。

カシメ部３は、打抜部材Ｗの積層方向（積層体２の高さ方向）において隣り合う打抜部材同士を締結する機能を有する。複数の打抜部材Ｗ同士は、カシメ部３に代えて、種々の公知の方法にて締結されてもよい。例えば、複数の打抜部材Ｗ同士は、例えば、接着剤又は樹脂材料を用いて互いに接合されてもよいし、溶接によって互いに接合されてもよい。あるいは、打抜部材Ｗに仮カシメを設け、仮カシメを介して複数の打抜部材Ｗを締結して積層体を得た後、仮カシメを当該積層体から除去することによって、積層体２を得てもよい。なお、「仮カシメ」とは、複数の打抜部材Ｗを一時的に一体化させるのに使用され且つ製品（積層体２）を製造する過程において取り除かれるカシメを意味する。

積層体２には、中心軸Ａｘの延在方向（積層方向）に沿って延びると共に自身を貫通する少なくとも一つの磁石挿入孔（図示せず）が設けられていてもよい。磁石挿入孔内には、永久磁石（図示せず）が配置された状態で、樹脂材料が充填されていてもよい。樹脂材料は、永久磁石を磁石挿入孔内において固定する機能と、上下方向で隣り合う打抜部材Ｗ同士を接合する機能とを有する。

［識別コードの詳細］
識別コード１０は、図１に示されるように、積層体２の表面２ｂ（上面又は下面）、すなわち、積層体２の最上層又は最下層をなす打抜部材Ｗの外表面に設けられている。識別コード１０は、当該識別コード１０を備える回転子積層鉄心１の個体（例えば、品種、製造日時、使用材料、製造ライン等）を識別するための個体情報を保持する機能を有する。識別コード１０は、明模様と暗模様との組み合わせにより当該個体情報を保持することができれば特に限定されず、例えば、バーコードであってもよいし、二次元コードであってもよい。二次元コードとしては、例えば、ＱＲコード（登録商標）、ＤａｔａＭａｔｒｉｘ、Ｖｅｒｉｃｏｄｅ等であってもよい。

識別コード１０は、図２に詳しく示されるように、背景１２と、黒色マーキング１４（マーキング）とで構成されている。識別コード１０は、これらの背景１２及び黒色マーキング１４の組み合わせにより、所定模様をなしている。

より詳しくは、識別コード１０は、仮想的な複数のセル１６を有している。複数のセル１６は、格子状に配列されており、全体として識別コード１０の大きさに対応している。なお、図２には各セル１６を区画する格子状の線が示されているが、これらの線は、本実施形態の理解促進のために便宜的に描いたものであり、実際の識別コード１０には存在していない。

セル１６の大きさは、特に限定されず、要求される識別コード１０の性能に応じて種々の大きさであってもよい。セル１６の形状は、特に限定されず、例えば正方形状、矩形状、円形状、多角形状、その他の不定形状等であってもよい。本実施形態では、セル１６は、例えば、０．１５ｍｍ×０．１５ｍｍの正方形状、０．２８５ｍｍ×０．２８５ｍｍの正方形状等に設定されている。以下では、背景１２が形成されたセル１６を白色セル１６ａと呼び、黒色マーキング１４が形成されたセル１６を黒色セル１６ｂと呼ぶこととする。

背景１２は、背景用レーザビームが積層体２の表面２ｂに照射されることで形成される。背景１２の大きさは、特に限定されず、積層体２の大きさ、打抜部材Ｗの素材の種類、識別コード１０の形成位置等に応じて種々の大きさであってもよい。背景１２の形状は、特に限定されず、例えば正方形状、矩形状、円形状、多角形状、その他の不定形状等であってもよい。本実施形態では、背景１２は、例えば、５ｍｍ×５ｍｍの正方形状に設定されている。

背景１２を形成するための背景用レーザビームとしては、例えば、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ファイバレーザ等が挙げられる。背景用レーザビームは、連続波発振（ＣＷ：Continuous Wave）レーザであってもよいし、パルス発振レーザであってもよい。背景用レーザビームのビーム径（ビームが照射対象に至る前の光線の直径）、スポット径（背景用レーザビームが照射対象物に照射されたときの当該照射対象物の表面における光線の直径）及び出力は、特に限定されず、ビームの種類、打抜部材Ｗの素材の種類、打抜部材Ｗの厚さ等に応じて種々の大きさであってもよい。

白色セル１６ａは、背景用レーザビームを表面２ｂに照射しつつ一定の方向に沿って走査することが複数列繰り返されることによって構成されている。換言すれば、白色セル１６ａは、図３に示されるように、背景用レーザによって表面２ｂが削られて生じた窪みによって構成されている。より微視的に見ると、白色セル１６ａは、当該一定の方向に沿って延びるレーザ溝が複数列並んで構成されている。白色セル１６ａの深さは、例えば、数μｍ～数十μｍ程度であってもよく、錆層Ｒ１よりも大きくてもよい。

黒色マーキング１４は、本実施形態では、マーク用レーザビームが表面２ｂに照射されることで形成される。黒色マーキング１４は、マーク用レーザビームによって打抜部材Ｗが酸化し、黒色となったものである。黒色マーキング１４は、所定の模様を呈しており、背景１２内に位置している。黒色マーキング１４は、周囲の背景１２と共に識別コード１０を構成している。具体的には、黒色マーキング１４は、図２に示されるように、セル１６にマーク用レーザビームが照射されてセル１６が黒色に塗りつぶされてなる複数の黒色セル１６ｂの集合体である。

黒色マーキング１４を形成するためのマーク用レーザビームは、背景用レーザビームと同様であってもよい。ただし、マーク用レーザビームの出力は、背景用レーザビームの出力よりも大きく、例えば、背景用レーザビームの出力の１０倍以上であってもよい。

黒色セル１６ｂは、マーク用レーザビームを表面２ｂに照射しつつ一定の方向に沿って走査することが複数列繰り返されることによって構成されている。換言すれば、黒色セル１６ｂは、図３に示されるように、マーク用レーザビームによって表面２ｂが削られて生じた窪みによって構成されている。より微視的に見ると、黒色セル１６ｂは、当該一定の方向に沿って延びるレーザ溝が複数列並んで構成されている。黒色セル１６ｂの深さは、白色セル１６ａの深さよりも深く設定されており、例えば、５０μｍ～７０μｍ程度であってもよい。

詳しくは後述するが、黒色セル１６ｂを構成するレーザ溝の内壁面（主として底壁面）には、ブルーイングによる酸化皮膜Ｒ２（例えば、いわゆる黒錆（四酸化三鉄；Ｆｅ_３Ｏ_４））が形成されている。酸化皮膜Ｒ２の厚さは、ごく薄く、例えば０．０５μｍ～５μｍ程度である。

［識別コードの形成装置の構成］
続いて、図４を参照して、積層体２に識別コード１０を形成する形成装置１００について説明する。形成装置１００は、搬送コンベア１０１と、レーザ装置１０２，１０３と、熱処理炉１０４と、カメラ１０５，１０６（読取装置）と、コントローラ１０７（制御部）とを備える。

搬送コンベア１０１は、コントローラ１０７からの指示に基づいて動作し、載置されている積層体２又は回転子積層鉄心１を所定方向に搬送する機能を有する。

レーザ装置１０２は、搬送コンベア１０１の上方で且つ熱処理炉１０４の上流側に位置している。レーザ装置１０２は、搬送コンベア１０１によって搬送されている積層体２がレーザ装置１０２の下方を通過する際に、コントローラ１０７からの指示に基づいて、マーク用レーザビームを照射可能に構成されている。レーザ装置１０２からマーク用レーザビームが積層体２の表面２ｂに照射されると、表面２ｂに黒色マーキング１４が形成される。

レーザ装置１０３は、搬送コンベア１０１の上方で且つ熱処理炉１０４の下流側に位置している。レーザ装置１０３は、搬送コンベア１０１によって搬送されている積層体２がレーザ装置１０３の下方を通過する際に、コントローラ１０７からの指示に基づいて、背景用レーザビームを照射可能に構成されている。レーザ装置１０３から背景用レーザビームが積層体２の表面２ｂに照射されると、表面２ｂに背景１２が形成される。

熱処理炉１０４は、コントローラ１０７からの指示に基づいて動作し、内部に投入された積層体２を加熱する機能を有する。熱処理炉１０４による熱処理としては、例えば、バーンオフ、焼鈍、ブルーイング等が挙げられる。バーンオフとは、積層体２を構成する打抜部材Ｗの表面に付着している油を除去する（蒸発させる）処理であり、積層体２が例えば４００℃～４５０℃程度に加熱される。焼鈍とは、積層体２を構成する打抜部材Ｗの内部に残留している歪みを除去する処理であり、積層体２が例えば７００℃～９００℃程度に加熱される。ブルーイングとは、積層体２を構成する打抜部材Ｗの防錆を目的として、打抜部材Ｗの表面を意図的に酸化させて打抜部材Ｗの切断面に酸化皮膜Ｒ２を形成する処理であり、積層体２が例えば３５０℃～４００℃程度に加熱される。

カメラ１０５は、搬送コンベア１０１の上方で且つレーザ装置１０２と熱処理炉１０４との間に位置している。カメラ１０５は、コントローラ１０７からの指示に基づいて動作し、搬送コンベア１０１によって搬送されている積層体２がカメラ１０５の下方を通過する際に、表面２ｂ上の黒色マーキング１４を撮像する機能を有する。

カメラ１０６は、搬送コンベア１０１の上方で且つレーザ装置１０３の下流側に位置している。カメラ１０６は、コントローラ１０７からの指示に基づいて動作し、搬送コンベア１０１によって搬送されている積層体２がカメラ１０６の下方を通過する際に、識別コード１０を撮像する機能を有する。

カメラ１０５，１０６は、光源（例えばフラッシュ光源）を含んでいてもよい。この場合、黒色マーキング１４又は識別コード１０の撮像の際に、コントローラ１０７がカメラ１０５，１０６の光源に指示して、積層体２の表面２ｂに光を照射させてもよい。

コントローラ１０７は、例えば、記録媒体（図示せず）に記録されているプログラム又はオペレータからの操作入力等に基づいて、搬送コンベア１０１、レーザ装置１０２，１０３、熱処理炉１０４及びカメラ１０５，１０６をそれぞれ動作させるための指示信号を生成し、当該指示信号をこれらに送信する。コントローラ１０７は、カメラ１０５，１０６によって撮像された撮像画像データを受信し、受信した当該撮像画像データを処理することにより、黒色マーキング１４又は識別コード１０に記録されている情報を識別する。

［回転子積層鉄心の製造方法］
続いて、図５～図７を参照して、積層体２に識別コード１０を形成して回転子積層鉄心１を製造する方法を説明する。まず、帯状の金属板である電磁鋼板（被加工板）から打抜部材Ｗを打ち抜きつつ積層することで、積層体２を形成する（図５のステップＳ１１参照）。

次に、コントローラ１０７が搬送コンベア１０１を制御して、積層体２を下流側に搬送する。積層体２がレーザ装置１０２に到達すると、コントローラ１０７がレーザ装置１０２を制御して、積層体２の表面２ｂ（積層体２の最上層又は最下層をなす打抜部材Ｗの外表面）にマーク用レーザビームを照射する。具体的には、マーク用レーザビームを一定の方向に沿って走査することを複数列繰り返す。これにより、表面２ｂの領域Ａ１（第１の領域）内に黒色マーキング１４が形成される（図５のステップＳ１２及び図６参照）。このとき、表面２ｂには背景用レーザが照射されていないので、表面２ｂに背景１２は形成されていない。

次に、コントローラ１０７が搬送コンベア１０１を制御して、積層体２を下流側に搬送する。積層体２がカメラ１０５の下方に到達すると、コントローラ１０７がカメラ１０５を制御して、光源により表面２ｂを照射しつつ、黒色マーキング１４をカメラ１０５によって撮像する。これにより、黒色マーキング１４とその周囲との間で明暗のコントラストが高まり、黒色マーキング１４に記録されている情報がコントローラ１０７によって読み取られる（図５のステップＳ１３参照）。このときの黒色マーキング１４の読取条件（例えば、露光時間、読取角度、フラッシュ光量等のパラメータ）は、黒色マーキング１４を読み取ることができる適切な条件に設定されていてもよい。黒色マーキング１４の読み取りの結果、読取不良が発生したとコントローラ１０７が判断した場合には、読取不良が発生した積層体２を搬送コンベア１０１から除外してもよい。

次に、コントローラ１０７が搬送コンベア１０１を制御して、積層体２を下流側に搬送する。積層体２が熱処理炉１０４に到達すると、コントローラ１０７が熱処理炉１０４を制御して、積層体２に対して所定の熱処理を行う（図５のステップＳ１４参照）。例えば、積層体２が熱処理炉１０４内を搬送される過程で、積層体２に対して、バーンオフ、焼鈍、ブルーイングがこの順で行われる。

ここで、熱処理炉１０４で積層体２が熱処理される前に、黒色マーキング１４が表面２ｂに形成されている。そのため、積層体２が熱処理を経ると、黒色セル１６ｂを構成するレーザ溝の内壁面（主として底壁面）に、ブルーイングによる酸化皮膜Ｒ２が形成されることがある。酸化皮膜Ｒ２は、当該内壁面の全体に形成されていてもよいし、当該内壁面に部分的に形成されていてもよい。一方、積層体２の熱処理、自然酸化等により、積層体２の表面２ｂに錆層Ｒ１が形成されることがある（図７（ａ）参照）。図７（ａ）に示されるように、錆層Ｒ１が表面２ｂに存在していると、黒色マーキング１４とその周囲との間でのコントラストがほとんど失われる。

次に、コントローラ１０７が搬送コンベア１０１を制御して、積層体２を下流側に搬送する。積層体２がレーザ装置１０３に到達すると、コントローラ１０７がレーザ装置１０３を制御して、表面２ｂに背景用レーザビームを照射する。具体的には、黒色マーキング１４を含む領域Ａ２（第２の領域）に対して、背景用レーザビームを一定の方向に沿って走査することを複数列繰り返す。領域Ａ２は、例えば、領域Ａ１と同等の大きさであってもよいし、領域Ａ１よりも大きくてもよい。すなわち、領域Ａ１は、少なくとも領域Ａ２内に含まれていてもよい。これにより、表面２ｂに背景１２が形成される（図５のステップＳ１５及び図７（ｂ）参照）。背景１２は熱処理炉１０４による積層体２の熱処理後に形成されるので、白色セル１６ａを構成するレーザ溝の内壁面には、酸化皮膜Ｒ２が形成されていない。以上により、積層体２の表面２ｂに識別コード１０が設けられた回転子積層鉄心１が完成する。

次に、コントローラ１０７が搬送コンベア１０１を制御して、積層体２を下流側に搬送する。積層体２がカメラ１０６の下方に到達すると、コントローラ１０７がカメラ１０６を制御して、光源により表面２ｂを照射しつつ、識別コード１０をカメラ１０６によって撮像する。これにより、黒色マーキング１４とその周囲の背景１２との間で明暗のコントラストが高まり、識別コード１０（黒色マーキング１４）に記録されている情報がコントローラ１０７によって読み取られる（図５のステップＳ１６参照）。このときの識別コード１０の読取条件（例えば、露光時間、読取角度、フラッシュ光量等のパラメータ）は、識別コード１０を読み取ることができる適切な条件に設定されていてもよい。識別コード１０の読み取りの結果、読取不良が発生したとコントローラ１０７が判断した場合には、読取不良が発生した回転子積層鉄心１を搬送コンベア１０１から除外してもよい。

［作用］
上記の実施形態では、熱処理が行われた後の積層体２の表面２ｂに対して背景１２が形成される。そのため、背景１２の形成の際に、熱処理により変色等した表面２ｂが、背景用レーザビームによって削られる。従って、形成された背景１２には変色等がほとんど存在していないので、黒色マーキング１４と背景１２との間でのコントラストが向上する。その結果、識別コード１０の読み取り性を高めることが可能となる。

上記の実施形態では、積層体２の熱処理前に黒色マーキング１４が形成されている。そのため、当該黒色マーキング１４の存在により、熱処理の前後において積層体２の同一性を担保することが可能となる。

上記の実施形態では、マーク用レーザビーム及び背景用レーザビームが共に同じ方向に走査されうる。この場合、黒色マーキング１４をなすレーザ溝及び背景１２をなすレーザ溝が、どの列についても、それぞれ一定の方向に延びる。そのため、黒色マーキング１４からの反射光が略同じ方向に反射しやすくなると共に、背景１２からの反射光が略同じ方向に反射しやすくなる。従って、黒色マーキング１４と背景１２との間でのコントラストがより向上する。その結果、識別コード１０の読み取り性をより高めることが可能となる。

上記の実施形態では、背景１２の深さが、表面２ｂに存在する錆層Ｒ１よりも深く且つ黒色マーキング１４の深さよりも浅く設定されうる。この場合、背景１２の形成時に、背景１２によって黒色マーキング１４が潰されることなくなると共に、読み取り性を低める要因となる錆層Ｒ１がより確実に除去される。そのため、黒色マーキング１４と背景１２との間でのコントラストがさらに向上する。従って、識別コード１０の読み取り性をさらに高めることが可能となる。

上記の実施形態では、積層体２の熱処理前に、カメラ１０５，１０６によって黒色マーキング１４を読み取っている。そのため、黒色マーキング１４の形成不良が生じている積層体２を熱処理前に予め除外することができる。従って、積層体２の熱処理を効率的に行うことが可能となる。

上記の実施形態では、背景１２の形成後に、カメラ１０５，１０６によって黒色マーキング１４を読み取っている。そのため、回転子積層鉄心１の出荷に適した識別コード１０が積層体２に設けられているか否かを判定することができる。従って、識別コード１０を安定して読み取り可能な回転子積層鉄心１を出荷することが可能となる。

上記の実施形態では、黒色マーキング１４又は識別コード１０の読み取りの際に、光源によって表面２ｂが照明されうる。この場合、撮像画像の一部であって、黒色マーキング１４の周囲に対応する部分に、白飛びが発生しやすくなる。そのため、黒色マーキング１４とその周囲との間でのコントラストがいっそう向上する。その結果、黒色マーキング１４の読み取り性をいっそう高めることが可能となる。

上記の実施形態では、積層体２の熱処理前に、表面２ｂに背景用レーザビームが照射されていない。積層体２の熱処理前であれば、積層体２の表面２ｂには熱処理による変色等が存在していないので、表面２ｂに背景１２が形成されていなくても、黒色マーキング１４とその周囲との間でのコントラストが比較的高い状態にある。従って、積層体２の熱処理前において、背景１２の形成を省略して黒色マーキング１４を読み取れる。その結果、回転子積層鉄心１の製造効率を高めることが可能となる。

［変形例］
以上、本開示に係る実施形態について詳細に説明したが、特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

（１）識別コード１０は、背景１２及び黒色マーキング１４の組み合わせによって構成されていればよい。そのため、背景１２を形成する際に、黒色マーキング１４を避けることなく黒色マーキング１４よりも広い領域内全体に背景用レーザビームを照射してもよい。この場合、背景用レーザビームによって形成される背景１２は黒色マーキング１４よりも浅いので、黒色マーキング１４に重なるように背景用レーザビームが照射されても、黒色マーキング１４がほとんど影響を受けない。そのため、背景用レーザビームが黒色マーキング１４を避けるようにレーザ装置１０３を制御する必要がないので、背景１２を効率的に形成することが可能となる。

（２）マーク用レーザビームの走査方向は、背景用レーザビームの走査方向と同一であってもよいし異なっていてもよい。すなわち、マーク用レーザビームの走査方向は、背景用レーザビームの走査方向と反対向きであってもよいし、交差していてもよい。

（３）背景用レーザビームの走査方向は、一定の方向でなくてもよい。例えば、蛇行状に変化するように背景用レーザビームが走査されてもよいし、渦巻状に変化するように背景用レーザビームが走査されてもよいし、往路と復路とで正反対の向きとなるように背景用レーザビームが走査されてもよい。マーク用レーザビームの走査方向についても同様に、一定の方向でなくてもよい。

（４）積層体２内に永久磁石が設けられる場合、磁石の減磁を抑制するために、積層体２の両端面にそれぞれ、例えばステンレス製の金属端板を配置し、当該端板に識別コード１０を設けるようにしてもよい。金属端板には所定の表面処理がなされることがあり、金属端板の表面の光沢が不均一になったり、金属端板の表面が鏡面状態となったりすることがある。しかしながら、このような場合であっても、本開示によれば黒色マーキング１４とその周囲とのコントラストが高められるので、識別コード１０の読み取り性を高めることが可能となる。

（５）カメラ１０５，１０６によって黒色マーキング１４又は識別コード１０を撮像する際に、鮮明な撮像画像が得られるよう、照明等の撮像条件を適宜変更してもよい。

（６）識別コード１０は、白色セル１６ａ及び黒色セル１６ｂの組み合わせ以外によって構成されていてもよい。すなわち、識別コード１０は、コントラストを高めることができれば、白色及び黒色の他に、他の種々の色を組み合わせて構成されていてもよい。例えば、識別コード１０は、階層化二次元コード（色情報を多層化してなる二次元形状コード）であってもよい。階層化二次元コードとしては、例えば、ＰＭコード（登録商標）等であってもよい。

（７）積層体２の熱処理前に、表面２ｂに背景用レーザビームが照射されてもよい。当該変形例においては、レーザ装置１０２は、背景用レーザビーム及びマーク用レーザビームの双方を照射可能に構成されていてもよい。当該変形例について、図８及び図９を参照して具体的に説明する。まず、図５のステップＳ１１と同様に積層体２を形成し（図８のステップＳ２１参照）、積層体２をレーザ装置１０２に搬送する。次に、積層体２がレーザ装置１０２に到達すると、コントローラ１０７がレーザ装置１０２を制御して、表面２ｂの所定の領域（第３の領域）に背景用レーザビームを照射する。これにより、表面２ｂに仮背景１８が形成される（図８のステップＳ２１及び図９（ａ）参照）。仮背景１８の深さは、錆層Ｒ１よりも大きくてもよいし、黒色マーキング１４よりも浅くてもよい。仮背景１８の深さは、例えば、数μｍ～数十μｍ程度であってもよい。

次に、コントローラ１０７がレーザ装置１０２を制御して、仮背景１８の領域（第３の領域）に含まれる領域Ａ１にマーク用レーザビームを照射する。仮背景１８の領域（第３の領域）は、例えば、領域Ａ１と同等の大きさであってもよいし、領域Ａ１よりも大きくてもよい。すなわち、領域Ａ１は、少なくとも仮背景１８の領域（第３の領域）内に含まれていてもよい。これにより、表面２ｂで且つ仮背景１８の範囲内に黒色マーキング１４が形成される（図８のステップＳ２３及び図９（ａ）参照）。これにより、表面２ｂに仮識別コード２０が設けられる。なお、仮背景１８と黒色マーキング１４との形成順は逆であってもよい。仮背景１８と黒色マーキング１４とが同じレーザ装置１０２によって同時に形成されてもよい（すなわち、図８のステップＳ２２とステップＳ２３とが同時に行われてもよい）。あるいは、仮背景１８と黒色マーキング１４とが異なるレーザ装置によってそれぞれ形成されてもよい。

次に、積層体２をカメラ１０５の下方に搬送する。積層体２がカメラ１０５の下方に到達すると、コントローラ１０７がカメラ１０５を制御して、光源により表面２ｂを照射しつつ、仮識別コード２０をカメラ１０５によって撮像する。これにより、黒色マーキング１４とその周囲の仮背景１８との間で明暗のコントラストが高まり、黒色マーキング１４に記録されている情報がコントローラ１０７によって読み取られる（図８のステップＳ２４参照）。

次に、図５のステップＳ１４と同様に積層体２を熱処理した後（図８のステップＳ２５参照）、積層体２をレーザ装置１０３に搬送する。積層体２がレーザ装置１０３に到達すると、コントローラ１０７がレーザ装置１０３を制御して、仮背景１８の領域（第３の領域）を含む領域Ａ２に背景用レーザビームを照射する。領域Ａ２は、例えば、仮背景１８の領域（第３の領域）と同等の大きさであってもよいし、仮背景１８の領域（第３の領域）よりも大きくてもよい。すなわち、仮背景１８の領域（第３の領域）は、少なくとも領域Ａ２内に含まれていてもよい。これにより、表面２ｂに背景１２が形成される（図８のステップＳ２６及び図９（ｂ）参照）。このとき、背景１２の深さが仮背景１８よりも深くなるように、背景用レーザビームの照射条件が調節されていてもよい。その後、図５のステップＳ１６と同様に、表面２ｂの識別コード１０を読み取る（図８のステップＳ２７参照）。

上記の変形例７によれば、積層体２の熱処理前において、黒色マーキング１４の周囲に仮背景１８が形成された状態となる。そのため、積層体２の熱処理前において、黒色マーキング１４の読み取り性をより高めることが可能となる。

（８）黒色マーキング１４の外形から背景１２の外形までの離間距離（いわゆる、クワイエットゾーン）が識別コード１０の全周にわたって均一であってもよい。あるいは、背景１２は、黒色マーキング１４に対して偏在していてもよい。換言すれば、クワイエットゾーンが識別コード１０の全周にわたって均一でなくてもよい。この場合、黒色マーキング１４の形成時と背景１２の形成時とでそれぞれ積層体２を高精度で位置決めする必要がなくなる。そのため、回転子積層鉄心１の製造効率を高めることが可能となる。

（９）回転子積層鉄心１のみならず、固定子積層鉄心に対して本開示の主旨を適用してもよいし、その他の種々の金属製品に対して本発明を適用してもよい。

［例示］
例１．本開示の一つの例に係る金属製品（１）の製造方法は、マーク用レーザビームを金属部材（２）の表面（２ｂ）に照射して表面（２ｂ）を削ることにより、表面（２ｂ）の第１の領域（Ａ１）内にマーキング（１４）を形成することと、マーキング（１４）が形成された金属部材（２）を熱処理することと、表面（２ｂ）で且つ第１の領域（Ａ１）を含む第２の領域（Ａ２）に対して背景用レーザビームを照射して表面を削ることにより、マーキング（１４）よりも浅い背景（１２）を形成することとを含む。

例１によれば、熱処理が行われた後の金属部材に対して背景が形成される。そのため、背景の形成の際に、熱処理により変色等した金属部材の表面が、背景用レーザビームによって削られる。従って、形成された背景には変色等がほとんど存在していないので、マーキングと背景との間でのコントラストが向上する。その結果、識別コードの読み取り性を高めることが可能となる。加えて、例１によれば、金属部材の熱処理前にマーキングが形成されている。そのため、当該マーキングの存在により、熱処理の前後において金属部材の同一性を担保することが可能となる。

例２．例１の方法において、マーキング（１４）を形成することは、マーク用レーザビームを一定の方向に走査することを含み、背景（１２）を形成することは、背景用レーザビームを一定の方向に走査することを含んでいてもよい。この場合、マーキングをなすレーザ溝及び背景をなすレーザ溝が、どの列についても、それぞれ一定の方向に延びる。そのため、マーキングからの反射光が略同じ方向に反射しやすくなると共に、背景からの反射光が略同じ方向に反射しやすくなる。従って、マーキングと背景との間でのコントラストがより向上する。その結果、識別コードの読み取り性をより高めることが可能となる。

例３．例１又は例２の方法において、背景（１２）の深さは、表面（２ｂ）に存在する錆層よりも深く且つマーキング（１４）の深さよりも浅くてもよい。この場合、背景の形成時に、背景によってマーキングが潰されることがなくなると共に、読み取り性を低める要因となる錆層がより確実に除去される。そのため、マーキングと背景との間でのコントラストがさらに向上する。従って、識別コードの読み取り性をさらに高めることが可能となる。

例４．例１～例３のいずれかの方法は、金属部材（２）を熱処理することの前に又は背景（１２）を形成することの後に、マーキング（１４）を読取装置（１０５，１０６）によって読み取ることをさらに含んでいてもよい。金属部材の熱処理前にマーキングを読取装置によって読み取る場合には、マーキングの形成不良が生じている金属部材を熱処理前に予め除外することができる。そのため、金属部材の熱処理を効率的に行うことが可能となる。また、背景の形成後にマーキングを読取装置によって読み取る場合には、金属製品の出荷に適した識別コードが金属部材に設けられているか否かを判定することができる。そのため、識別コードを安定して読み取り可能な金属製品を出荷することが可能となる。

例５．例４の方法において、マーキング（１４）を読み取ることは、表面（２ｂ）を照明した状態でマーキング（１４）を読取装置（１０５，１０６）によって読み取ることを含んでいてもよい。この場合、撮像画像の一部であって、マーキングの周囲に対応する部分に、白飛びが発生しやすくなる。そのため、マーキングとその周囲との間でのコントラストがいっそう向上する。その結果、識別コードの読み取り性をいっそう高めることが可能となる。

例６．例１～例５のいずれかの方法において、背景（１２）を形成することは、マーキング（１４）を避けることなく第２の領域（Ａ２）内全体に背景用レーザビームを照射することを含んでいてもよい。この場合、背景用レーザビームによって形成される背景はマーキングよりも浅いので、マーキングに背景用レーザビームが照射されても、マーキングがほとんど影響を受けない。そのため、背景用レーザビームがマーキングを避けるようにレーザ光源を制御する必要がないので、背景を効率的に形成することが可能となる。

例７．例１～例６のいずれかの方法において、金属部材（２）を熱処理することの前に、表面（２ｂ）に背景用レーザビームが照射されなくてもよい。この場合、金属部材の熱処理前において、金属部材の表面には熱処理による変色等が存在していない。そのため、マーキングの周囲に背景がなくても、マーキングとその周囲との間でのコントラストが比較的高い状態にある。従って、金属部材の熱処理前において、背景の形成を省略してマーキングを読み取れるので、金属製品の製造効率を高めることが可能となる。

例８．例１～例６のいずれかの方法は、金属部材（２）を熱処理することの前に、表面（２ｂ）で且つ第１の領域（Ａ１）を含む第３の領域に対して背景用レーザビームを照射して表面（２ｂ）を削ることにより、マーキング（１４）よりも浅い仮背景（１８）を形成することをさらに含み、背景（１２）を形成することは、表面（２ｂ）で且つ第３の領域を含む第２の領域（Ａ２）に対して背景用レーザビームを照射して表面（２ｂ）を削ることにより、マーキング（１４）よりも浅く且つ仮背景よりも深い背景を形成することを含んでいてもよい。この場合、金属部材の熱処理前において、マーキングの周囲に仮背景が形成される。そのため、金属部材の熱処理前において、マーキングの読み取り性を高めることが可能となる。

例９．例１～例８のいずれかの方法において、背景（１２）を形成することは、マーキング（１４）に対して偏在するように背景（１２）を形成することを含んでいてもよい。この場合、マーキングの形成時と背景の形成時とで金属部材を高精度で位置決めする必要がなくなる。そのため、金属製品の製造効率を高めることが可能となる。

例１０．本開示の他の例に係る金属製品（１）は、背景（１２）及びマーキング（１４）の組み合わせにより所定模様をなす識別コード（１０）が金属部材（２）の表面に形成された金属製品（１）である。背景（１２）は表面（２ｂ）から窪んだ凹部である。マーキング（１４）は背景（１２）よりも深く窪んだ凹部である。背景（１２）の内壁面はブルーイング処理に由来する酸化皮膜（Ｒ２）を含んでいない。マーキング（１４）の内壁面はブルーイング処理に由来する酸化皮膜（Ｒ２）を含む。この場合、マーキングの内壁面は酸化皮膜を含むので、熱処理前にマーキングが形成されている。一方、背景の内壁面は酸化皮膜を含まないので、熱処理後に背景が形成されている。そのため、例１０の金属製品によれば、例１と同様の作用効果を奏する。

例１１．例１０の金属製品（１）において、酸化皮膜（Ｒ２）は黒錆であってもよい。

例１２．例１０又は例１１の金属製品（１）において、背景（１２）は、一定の方向に沿って延びるレーザ溝が複数列並んで構成されており、マーキング（１４）は、一定の方向に沿って延びるレーザ溝が複数列並んで構成されていてもよい。この場合、例２と同様の作用効果を奏する。

１…回転子積層鉄心（金属製品）、２…積層体（金属部材）、２ｂ…表面、１０…識別コード、１２…背景、１４…黒色マーキング（マーキング）、１６…セル、１６ａ…白色セル、１６ｂ…黒色セル、１８…仮背景、１００…形成装置、１０２，１０３…レーザ装置、１０４…熱処理炉、１０５，１０６…カメラ（読取装置）、１０７…コントローラ（制御部）、Ａ１…領域（第１の領域）、Ａ２…領域（第２の領域）、Ｒ１…錆層、Ｒ２…酸化皮膜。

Claims (13)

1. マーク用レーザビームを金属部材の表面に照射して前記表面を削ることにより、前記表面の第１の領域内にマーキングを形成することと、
   前記マーキングが形成された前記金属部材を熱処理することと、
   前記表面で且つ前記第１の領域を含む第２の領域に対して背景用レーザビームを照射して前記表面を削ることにより、前記マーキングよりも浅い背景を形成することとを含み、
   前記背景及び前記マーキングの組み合わせにより所定模様をなす識別コードが前記表面に形成され、
   前記識別コードは、明模様と暗模様との組み合わせにより金属製品の個体情報を保持するように構成された明暗模様である、金属製品の製造方法。
2. 前記識別コードは、二次元コード又はバーコードである、請求項１に記載の方法。
3. 前記マーキングを形成することは、前記マーク用レーザビームを一定の方向に走査することを含み、
   前記背景を形成することは、背景用レーザビームを前記一定の方向に走査することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記背景の深さは、前記表面に存在する錆層よりも深く且つ前記マーキングの深さよりも浅い、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記金属部材を熱処理することの前に又は前記背景を形成することの後に、前記マーキングを読取装置によって読み取ることをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記背景を形成することは、前記マーキングを避けることなく前記第２の領域内全体に前記背景用レーザビームを照射することを含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記金属部材を熱処理することの前に、前記表面に前記背景用レーザビームが照射されない、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記金属部材を熱処理することの前に、前記表面で且つ前記第１の領域を含む第３の領域に対して前記背景用レーザビームを照射して前記表面を削ることにより、前記マーキングよりも浅い仮背景を形成することをさらに含み、
   前記背景を形成することは、前記表面で且つ前記第３の領域を含む前記第２の領域に対して前記背景用レーザビームを照射して前記表面を削ることにより、前記マーキングよりも浅く且つ前記仮背景よりも深い前記背景を形成することを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記背景を形成することは、前記マーキングに対して偏在するように前記背景を形成することを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 背景及びマーキングの組み合わせにより所定模様をなす識別コードが金属部材の表面に形成された金属製品であって、
    前記背景は前記表面から窪んだ凹部であり、
    前記マーキングは前記背景よりも深く窪んだ凹部であり、
    前記背景の内壁面はブルーイング処理に由来する酸化皮膜を含んでおらず、
    前記マーキングの内壁面はブルーイング処理に由来する酸化皮膜を含み、
    前記識別コードは、明模様と暗模様との組み合わせにより前記金属製品の個体情報を保持するように構成された明暗模様である、金属製品。
11. 前記識別コードは、二次元コード又はバーコードである、請求項１０に記載の金属製品。
12. 前記酸化皮膜は黒錆である、請求項１０又は１１に記載の金属製品。
13. 前記背景は、一定の方向に沿って延びるレーザ溝が複数列並んで構成されており、
    前記マーキングは、前記一定の方向に沿って延びるレーザ溝が複数列並んで構成されている、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の金属製品。

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