JPH11144970A - 変圧器鉄心の製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】変圧器鉄心のスリットをレーザ切断する際、被
加工物裏面に付着する溶融付着物（ドロス）を皆無にす
るとともに、切断品質を向上させる。 【解決手段】変圧器鉄心材１３をレーザ加工機１０に搬
入して位置決めする位置決め手段１４と、この鉄心材１
３を所定の位置で吸着して固定する磁石１５，１６と、
レーザ光を発振するレーザ発振器１７と、この発振され
たレーザ光を位置決めされた鉄心材１３の所定位置に導
く光学系１８，１９と、レーザ発振器１７の出力とレー
ザ加工機１０の位置を制御する制御装置２０とを備え、
この制御装置２０は、１回目にスリット所定形状の内側
を切断し、２回目に前記スリット所定形状に切断して鉄
心材１３のスリットを形成する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器鉄心のスリ
ット加工をレーザ光を用いた切断によって行う変圧器鉄
心の製造方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に変圧器の鉄心には、運転中の温度
上昇および漏れ磁束を防止する目的で、鉄心自体に部分
的に細長いスリットが加工される。

【０００３】また、変圧器の鉄心は、多数の板状エレメ
ントである鉄心材を重合した構成とされており、その各
鉄心材の成形段階で前記のスリットが形成されている。
このため、各鉄心材に対するスリット加工時に、微小で
あってもバリが付着していると製品トラブルの要因につ
ながる。そのため、鉄心材にはわずかな物も付着しない
ように厳しい品質管理を行っている。

【０００４】従来、鉄心材は高精度のプレス打抜き型を
使用して製作しており、長尺物の場合は順次追い抜きを
行って加工している。図９（ａ），（ｂ）はこの長尺物
加工の様子を示している。まず図９（ａ）に示すよう
に、鉄心材である被加工物１をプレス上型２とプレス下
型３との間に案内し、このプレス下型３にプレス上型２
を圧入して被加工物１を打抜いてスリット１ａの一部を
加工する。この後、プレス上型２およびプレス下型３を
離間させてスリット１ａの長手方向に順送りして再度プ
レスする追い抜き加工を行うことで、スリット１ａ全体
の加工を行っている。

【０００５】また、鉄心材へのスリット加工をレーザ切
断加工装置で行う場合もある。このレーザ切断加工装置
は、図１０に示すように支持台５，６および位置決めガ
イド７を有する加工機の上方に、図示しないレーザ発振
機およびこれから発振されるレーザビームＬＢを集光す
る集光レンズ８等を配置した構成とされている。

【０００６】このように構成されたレーザ切断加工装置
では、まず被加工物１が位置決めガイド７に沿って支持
台５，６上の所定位置にセットされる。次いで、図示し
ないレーザ発振器によって発振されたレーザビームＬＢ
が集光レンズ８に入射して集光され、被加工物１の表面
に照射されてスリットの加工が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したプレス打抜き
型を用いてスリット加工する場合には、その刃部の摩耗
や順次追い抜きする際の位置決め不良などが原因で、打
抜き後の後工程で多くの工数をかけて修正処理している
ため、加工工数が多くなるという課題がある。また、打
抜き型の順送りによるずれや摩耗，破損による打抜き不
具合が発生することもある。

【０００８】また、鉄心の材質としては、製品特性上ケ
イ素鋼板が使用されており、その板厚は、０．２ｍｍ〜
０．４ｍｍ程度のごく薄いものが使用されている。この
ケイ素鋼板は、レーザ切断特性が悪い上に切断中の熱影
響を受けて上下に大きく変動（うねり）するため、図１
０に示すような従来のレーザ切断加工装置では、レーザ
加工時に発生する被加工物裏面の溶融付着物（ドロス）
を皆無にすることが困難である。そのため、後工程でド
ロスの除去作業を行ったり、また完全に除去されずに製
品が稼働してからドロスが離脱して製品トラブルの要因
になるようなケースがあった。

【０００９】さらに、ケイ素鋼板は、上述した変動（う
ねり）を生じるため、レーザ光を集光する集光レンズの
最適加工焦点位置と被加工物であるケイ素鋼板との間隔
が変化することとなって、最適加工点から外れることが
あり、切断品質の低下につながることが多い。したがっ
て、レーザ切断加工の利点を知りつつ見合わせていたの
が現状である。

【００１０】ところで、レーザ切断における加工ガスの
役割は極めて大きく、微小スポット径に集光された高パ
ワー密度のレーザ光を被加工物表面に照射し、同時に加
工ガスを吹き付けることで切断が行われる。仮に、被加
工物表面にレーザ光のみを照射しても切断することがで
きないばかりか、割断することも不可能である。

【００１１】また、上記加工ガスの種類や圧力，流量
は、被加工物の材質，板厚および切断種別（切断面の酸
化，無酸化）によって設定を変える必要がある。例え
ば、切断面が酸化してよい加工であれば、Ｏ₂ を用いる
のが一般的であり、切断面の酸化を防止したい場合は不
活性ガス（Ｎ₂ やＡｒ）を用いて切断を行っている。さ
らに、材質によってはエアが最も適している材質もあ
る。

【００１２】これらの加工ガスは、切断を効率的に行う
ために最も適した流量が規定されるものの、レーザによ
る切断溝幅が極端に狭い（０．１〜０．３ｍｍ）ため、
加工点に吹き付けた加工ガスのほとんどは、上記切断溝
内を通過せずに、周辺に拡散してしまうと考えられる。
しかし、ドロスの付着に最も関係が深い条件は、上記切
断溝内を通過する時の加工ガスの流速であるため、この
加工ガスの流速をドロスが付着しないような流速に設定
すると、切断を効率的に行うための最適流量を超え、切
断に直接効果のない無駄な加工ガスが多く使用される課
題がある。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、変圧器鉄心のスリットをレーザ切断する
際、被加工物裏面に付着するドロスを皆無にするととも
に、切断品質を向上させ、加工ガスの無駄を省いた変圧
器鉄心の製造方法および装置を提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】レーザによる切断では、
通常、被加工物裏面から発生する火花は、切断進行方向
左右に対してほぼ均等に広がった形態を呈して下方に飛
散落下するのが一般的である。

【００１５】この場合、変圧器鉄心材に用いられている
ケイ素綱板のような材質では、被加工物の裏面と火花と
の離脱特性が悪く、加工ガスの流量や流速など最適な加
工条件を選定しても裏面にドロスが付着して残ってしま
う。この原因は材質の切断特性によるものと思われる
が、加工現象から推測すると、切断部の熱容量に関係
し、切断中の被加工物温度が、切断進行方向に対して左
右同じであることが主な原因になっていると考えられ
る。

【００１６】また、レーザによる切断は、熱エネルギー
と加工ガスを使用して行う加工であり、変圧器鉄心のよ
うな板厚の薄いものは、切断中に熱影響や加工ガス圧力
の影響を受けて特に上下に変動（うねり）し易く、切断
結果に悪影響を与えることが多い。

【００１７】そこで、本発明者においては、レーザによ
る切断時に切断部の左右の熱容量に差を与えれば、相対
的に温度の高い側、つまり熱容量の小さい方向が火花の
離脱が遅れるため、偏った火花の飛散落下形状になると
の知見を得た。すなわち、加工することによって、製品
として使用する側の温度を低くして熱容量を大きくし、
ドロスの付着が皆無な状態を得る一方、不要品として廃
棄する側にドロスが付着するような状況を与えればよい
と考えられる。

【００１８】また、本発明者においては、被加工物を水
平に置いた状態で上下方向で固定しつつ、レーザ光によ
る切断を行えば、被加工物が上下に変動（うねり）しに
くくなり、被加工物の最適加工点を保持できるという知
見を得た。

【００１９】本発明に係る変圧器鉄心の製造方法は、以
上の知見に基づいてなされたものであり、変圧器鉄心材
を固定しつつ、この鉄心材にレーザ光を２回に分けて照
射してスリット加工を行う変圧器鉄心の製造方法であっ
て、１回目の加工時に前記スリットの輪郭形状に沿って
その内側を切断し、２回目の加工時に前記スリットの輪
郭に合致する形状に切断することを特徴とする。

【００２０】本発明の製造方法によると、輪郭形状を残
して切断した部分を再度切断することによって、切断溝
を通過した加工ガスの流れる方向が残り幅の少ない方向
となり、温度が高くなる。この温度の高い側、つまり熱
容量の小さい方向が火花の離脱が遅れるため、偏った火
花の飛散落下形状になる。このように加工することによ
って、製品として使用する側は温度が低く、熱容量が大
きくなり、全くドロスの付着がない状態を得ることがで
きる。

【００２１】また、本発明の製造方法によると、被加工
物を固定しつつ、レーザ光による切断を行うことによ
り、被加工物の浮き上がりを防止することができ、最適
加工点から外れることがなく、ドロスの付着を防止可能
にするとともに、切断品質を向上させることができる。

【００２２】したがって、切断を効率的に行うための最
適流量に加工ガスの流量を規定しても、ドロスの付着を
防止することができるため、切断に直接効果のない無駄
な加工ガスを省くことが可能となる。

【００２３】また、本発明の製造方法においては、同時
に切断するスリットの本数を１〜３本とすることが望ま
しい。

【００２４】この場合、スリットの本数を４本以上にす
ると、運転中の温度上昇および漏れ磁束を防止すること
ができないからである。

【００２５】さらに、本発明の製造方法においては、切
断するスリットの幅を３〜１０ｍｍの範囲とすることが
望ましい。

【００２６】この場合、スリットの幅が３〜１０ｍｍの
範囲を逸脱すると、上記と同様に運転中の温度上昇およ
び漏れ磁束を防止することができないからである。

【００２７】一方、スリットの両端形状が角形状であれ
ば、重量数百キロに及ぶ加工機のテーブルの移動方向を
急激に変化する時に、徐々に速度を減速し、瞬間的に移
動を停止させ、再度加速する動きを余儀なくされるた
め、停止時にコーナ部にドロスが付着する不具合があ
る。

【００２８】そこで、本発明の製造方法においては、ス
リットの両端形状を円弧状にすることが望ましい。これ
により、スリットが滑らかな曲線となって切断進行方向
が徐々に変化していくため、自重数百キロの加工機のテ
ーブルを９０度方向転換することなく、加工速度が安定
し、ドロスの付着する要因を排除することができる。

【００２９】また、本発明の製造方法においては、１回
目の加工時にスリットの輪郭形状の０．３〜１．０ｍｍ
内側を切断することが望ましい。

【００３０】この場合、輪郭形状の０．３〜１．０ｍｍ
を残して切断した部分を再度切断することによって、熱
容量の小さい方向で火花の離脱が遅れるため、偏った火
花の飛散落下形状になる。

【００３１】また、１回目で切断したスリットの切断線
に対して９０度に設定して２回目の切断を開始すると、
輪郭形状位置で切断進行方向が急激に変化することとな
り、ドロスが付着するケースが多く、後工程で除去する
必要性が生じる。

【００３２】そこで、本発明の製造方法においては、２
回目の加工時にスリットの輪郭形状にレーザ光を導く
際、１回目の加工時に残した部分の幅を半径とする円弧
状ルートで内側から前記輪郭形状位置まで導くことが望
ましい。これにより、滑らかな曲線でスリットの輪郭形
状に導びかれることとなり、切断進行方向が徐々に変化
することになる。したがって、加工速度が安定し、ドロ
スの付着する要因を確実に排除することができる。

【００３３】さらに、本発明の製造方法においては、相
対的に、廃材として処分される側の温度を高くする一
方、変圧器鉄心として使用する側の温度を低くし、切断
進行方向左右に温度差を持たせて切断することが望まし
い。

【００３４】これにより、上述したように温度の高い
側、つまり熱容量の小さい側が火花の離脱が遅れるた
め、偏った火花の飛散落下形状になり、廃材として処分
される側にドロスが付着する一方、変圧器鉄心として使
用する側は、熱容量が大きいため、ドロスの付着が全く
なくなる。

【００３５】この場合、本発明の製造方法においては、
変圧器鉄心として使用する側に冷却空気を吹き付けて温
度を低くしながら、切断進行方向左右に温度差を持たせ
て切断するようにしてもよい。

【００３６】また、本発明の製造方法においては、廃材
として処分される側にレーザ光を照射して予熱し、切断
進行方向左右に温度差を持たせて切断するようにしても
よい。

【００３７】本発明に係る変圧器鉄心の製造装置は、変
圧器鉄心材を加工位置に搬入および搬出する搬送手段
と、搬入された前記鉄心材を位置決めする位置決め手段
と、位置決めされた前記鉄心材を固定する固定手段と、
切断用レーザ光を発振するレーザ発振器と、このレーザ
発振器から発振されたレーザ光を前記鉄心材に導く光学
系と、前記レーザ発振器の出力およびレーザ照射位置を
制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、１回目の
照射位置をスリットの輪郭形状に沿う内側に設定し、２
回目の照射位置を前記スリットの輪郭形状に合致する位
置に設定する制御を行うことを特徴とする。

【００３８】このような製造装置では、固定手段により
被加工物を固定するので、被加工物の浮き上がりを防止
することができ、光学系の最適加工焦点位置と被加工物
との間隔が変化することなく、ドロスの付着を防止可能
にするとともに、切断品質を向上させることができる。

【００３９】この製造装置において、搬送手段は変圧器
鉄心材を真空吸着するバキュームチャックを有し、固定
手段は変圧器鉄心材を磁力で吸着する磁石を有すること
が望ましい。

【００４０】この場合、固定手段は変圧器鉄心材を磁力
で吸着する磁石を有するので、レーザ光が磁石による磁
場の影響を受けない利点を生かしつつ、被加工物の浮き
上がりを防止することができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る変圧器鉄心の
製造方法および装置の実施形態について図面を参照して
説明する。

【００４２】第１実施形態（図１〜図５） 図１は変圧器鉄心の製造装置を示す構成図であり、図２
は変圧器鉄心の１回目の切断状況を示す説明図であり、
図３は変圧器鉄心の２回目の切断状況を示す説明図であ
る。

【００４３】図１に示すように、加工機１０は、鉄心材
すなわち被加工物１３を支持する支持台１１，１２と、
被加工物１３の位置決めを行う位置決め手段としての縦
長な位置決めガイド１４とを有する。支持台１１，１２
の各上部には、位置決めガイド１４により位置決めされ
た被加工物１３を吸着して固定する固定手段としての電
磁石１５，１６がそれぞれ配置されている。また、加工
機１０は、被加工物１３を支持する支持台１１，１２を
ＸＹ平面上において移動および位置決めが可能に構成さ
れている。

【００４４】なお、鉄心材である被加工物１３は、図示
しない搬送手段により加工機１０に搬送され、この搬送
手段は被加工物１３を真空吸着するバキュームチャック
を備えている。

【００４５】また、本実施形態においては、レーザビー
ム（レーザ光）ＬＢ１を発振するレーザ発振器１７を有
し、このレーザ発振器１７から発振されたレーザビーム
ＬＢ１は、支持台１１，１２の上方に配置された光学系
としての伝送ミラー１８により下方に屈折される。この
下方に屈折されたレーザビームＬＢ２は、支持台１１，
１２の上方に配置された光学系としての集光レンズ１９
により集光される。そして、この集光されたレーザビー
ムＬＢ３は、支持台１１，１２上に固定された被加工物
１３に照射される。

【００４６】制御装置２０は、レーザ発振器１７の出
力、加工機１０の位置および電磁石１５，１６のオン，
オフを制御し、１回目でスリッ卜の輪郭形状に沿ってそ
の内側の切断を終了すると同時に、連続して２回目でス
リットの輪郭に合致する形状に切断する制御を行う。

【００４７】次に、上記のように構成された変圧器鉄心
の製造装置を用いて変圧器鉄心の製造方法を説明する。

【００４８】まず、図示しないバキュームチャックによ
り搬入されてきた被加工物１３は、図１に示すように位
置決めガイド１４に沿って所定位置にセットされる。こ
の所定位置にセットされた被加工物１３は、電磁石１
５，１６により支持台１１，１２上に固定される。

【００４９】次いで、レーザ発振器１７によって発振さ
れたレーザビームＬＢ１は、伝送ミラー１８により下方
に屈折され、レーザビームＬＢ２となって集光レンズ１
９に入射する。この集光レンズ１９に入射したレーザビ
ームＬＢ２は集光されてレーザビームＬＢ３となって位
置決めされた被加工物１３の表面に照射される。

【００５０】ここで、レーザ発振器１７のレーザ出力制
御と加工機１０の位置決め制御および電磁石１５，１６
のオン，オフの制御を行う制御装置２０からの指令によ
り、スリットの輪郭形状の０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ内側
を切断する。このとき予め選択設定された加工ガスを制
御装置２０からの指令で加工点２１にレーザビームＬＢ
３と同軸に噴射する。１回目でスリッ卜の輪郭形状に沿
ってその内側の切断を終了すると同時に、連続して２回
目でスリットの輪郭に合致する形状に切断する。

【００５１】このように本実施形態では、予め決められ
ているスリット加工位置の両側に電磁石１５，１６をそ
れぞれ配置することにより、磁場の影響を受けないレー
ザ加工の特徴を生かして、被加工物１３の浮き上がりを
防止している。この場合、通常の永久磁石を用いてもよ
いが、制御装置２０からの指令でオン，オフ制御が可能
なことから電磁石を使用することが望ましい。

【００５２】次に、図２および図３に基づいて同一スリ
ットを２周切断したときの状況を説明する。図２は１周
目の切断状況を、図３は２周目の切断状況を示す。図２
は、被加工物１３の輪郭形状スリット位置より０．３〜
１．０ｍｍ内側に入った位置を切断した際の火花Ａ１の
状態を示している。

【００５３】このように通常の切断では、図２に示すよ
うに被加工物１３裏面から発生する火花Ａ１は、切断進
行方向左右に対してほぼ均等に広がった形態を呈して下
方に飛散落下している。

【００５４】一方、図３に示すように、図２での輪郭形
状の０．３〜１．０ｍｍ残して切断した部分を再度切断
することによって、温度の高い側、つまり熱容量の小さ
い方向が火花の離脱が遅れるため、偏った火花Ａ２の飛
散落下形状になる。このように加工することによって、
製品として使用する側は温度が低く、熱容量が大きくな
り、全くドロスの付着がない状態を得ることができる。

【００５５】なお、所要加工時間から考えると、同一箇
所を２回切断するため、２倍の時間を要すことになるも
のの、１回目の切断ではドロスの付着有無をはじめとし
た切断性状に関係ない条件で切断することが可能なた
め、加工速度の設定を速くすることで、時間短縮を図る
ことができる。

【００５６】次に、図４および図５に基づいて２回目の
切断を開始するためにレーザビームを輪郭形状の軌跡に
導く方法を説明する。

【００５７】図４に示すように、１回目で切断されたス
リット２２の任意の開始ポイント２２ａから所定のスリ
ットの輪郭形状２２ｂヘレーザビームを誘導する際、１
回目で切断したスリット２２の切断線に対して９０度に
設定して２回目の切断を開始する。

【００５８】この場合、スリットの輪郭形状２２ｂにレ
ーザビームが達したポイント２２ｃにおいては、加工進
行方向が変化する際にドロスが付着するケースが多く、
後工程で除去する必要性がある。

【００５９】一方、図５に示すように、２回目の加工時
にスリットの輪郭形状にレーザ光を導く際には、１回目
で切断したスリット２２の切断線の任意の開始ポイント
２２ａから１回目で残した輪郭形状位置までの幅を半径
とする円弧状ルート２２ｄでスリットの輪郭形状２２ｂ
まで誘導する。これにより、滑らかな曲線でスリットの
輪郭形状２２ｂに入るため、ドロスの付着は１００％防
止可能となる。また、スリットの輪郭形状２２ｂの加工
終端部は、円弧状ルート２２ｄとスリットの輪郭形状２
２ｂの接線までになるような軌跡を、制御装置２０にプ
ログラムすればよいことになる。

【００６０】なお、本実施形態において、被加工物１３
に加工するスリット２２の本数は、被加工物１３一枚当
たり１〜３本が望ましく、４本以上にすると、運転中の
温度上昇および漏れ磁束を防止することができなくな
る。

【００６１】また、本実施形態において、被加工物１３
に加工するスリット２２の幅は、３〜１０ｍｍの範囲に
設定することが望ましく、３〜１０ｍｍの範囲を逸脱す
ると、上記同様に運転中の温度上昇および漏れ磁束を防
止することができなくなる。さらに、同じく図４および
図５において、スリット２２の両端形状を図示のような
滑らかな曲線にすることによって、徐々に方向が変化し
ていくため、加工速度が安定し、ドロスの付着する要因
を排除することができる。

【００６２】ここで、本実施形態では、加工機１０をＸ
Ｙ平面上において移動可能に構成しているので、スリッ
ト２２の両端形状を容易に円弧状にすることができると
ともに、２回目の加工時にスリット２２の輪郭形状にレ
ーザ光を導く際、１回目の加工時に残した部分の幅を半
径とする円弧状ルート２２ｄで内側から輪郭形状位置ま
で導くことも容易に行うことが可能となる。

【００６３】なお、加工機１０のテーブル移動制御形式
としては、２軸方向ともテーブルを移動制御するタイプ
を使用してもよく、また１軸方向でテーブルを移動制御
し、他の１軸でレーザ加工集光光学系を移動制御するタ
イプを使用してもよい。さらに、２軸ともレーザ集光光
学系を移動制御するタイプとしてもよい。スペース効率
を優先した場合には、どちらか１軸テーブルが移動する
タイプを採用することが望ましい。

【００６４】このように本実施形態によれば、鉄心材で
ある被加工物１３のスリット加工をプレス打抜きではな
く、レーザ光で切断するため、抜き型の順送りによるズ
レや摩耗，破損による打抜き不具合がなくなる。また、
レーザ光で切断する際についても、１回目の加工時にス
リットの輪郭形状に切断するのではなく、２回目の加工
時にスリットの輪郭に合致する形状に切断するため、切
断溝を通過した加工ガスの流れる方向が、残り幅の少な
い方向に寄せられると同時に、ドロスが温度の高い方に
寄せられるため、必要な製品側にはドロスが全く付着し
ない切断結果を得ることができる。

【００６５】第２実施形態（図６） 図６は変圧器鉄心の製造装置の第２実施形態を示す構成
図である。この第２実施形態では、レーザ切断進行方向
左右に温度差を与えながら切断する。なお、前記第１実
施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明する。

【００６６】図６に示すように、本実施形態では前記第
１実施形態の構成に加え、伝送ミラ−１８と集光レンズ
１９との間の光路上に光学系としての半透過ミラー２３
が配置されるとともに、この半透過ミラー２３により屈
折されたエネルギーの一部がレーザビームとなって照射
される放物面ミラー２４を備えている。

【００６７】また、加工点２１近傍の冷却点２５には、
冷却管２６の先端が配置され、この冷却管２６から図示
しない冷凍機で作られた低温エア２７が噴射される。

【００６８】次に、上記のように構成された製造装置を
用いて変圧器鉄心の製造方法を説明する。

【００６９】レーザ発振器１７から発振されたレーザビ
ームＬＢ１は、伝送ミラー１８を介して下方に屈折さ
れ、レーザビームＬＢ２になる。このレーザビームＬＢ
２は半透過ミラー２３により、そのエネルギーのほとん
どは、そのまま透過して集光レンズ１９に入射して集光
され、レーザビームＬＢ３となる。

【００７０】一方、半透過ミラー２３により屈折された
エネルギーの一部は、レーザビームＬＢ４となって放物
面ミラー２４に照射され、レーザビームＬＢ５となって
加工点２１近傍の予熱点２８に照射され、被加工物１３
を予熱する。

【００７１】他方、図示しない冷凍機で作られた低温エ
ア２７は、冷却管２６を通って加工点２１近傍の冷却点
２５に噴射され、被加工物１３を冷却する。

【００７２】このように本実施形態によれば、加工点２
１に対して製品として使用する側の被加工物１３の温度
を低く、廃材として処分される側の温度を高くすること
によって、加工時に下方に発生する火花Ａ３の発生方向
が温度の高い方に偏って落下する。したがって、変圧器
鉄心の製品として使用する側の裏面に付着するドロスを
皆無にすることが可能になる。

【００７３】第３実施形態（図７） 図７は変圧器鉄心の製造装置の第３実施形態を示す構成
図である。この第３実施形態でも、レーザ切断進行方向
左右に温度差を与えながら切断する。

【００７４】図７に示すように、本実施形態の装置は、
前記第２実施形態から半透過ミラー２３および放物面ミ
ラー２４を取り除いて構成されている。

【００７５】したがって、図７に示すように加工点２１
近傍の冷却点２５を製品として使用する側にして切断す
ることにより、加工点２１の切断進行方向左右に温度差
を与えることが可能となる。つまり、変圧器鉄心として
使用する側は温度が低くなって、熱容量が大きくなる。
この熱容量が大きい側が火花の離脱が早いため、発生す
る火花Ａ４に偏りを発生させることができる。

【００７６】これにより、変圧器鉄心として使用する側
は、ドロスの付着を皆無にすることが可能になる。

【００７７】第４実施形態（図８） 図８は変圧器鉄心の製造装置の第４実施形態を示す構成
図である。この第２変形例でも、レーザ切断進行方向左
右に温度差を与えながら切断する。

【００７８】図８に示すように、本実施形態の装置は、
前記第２実施形態から加工点２１近傍の冷却点２５に配
置された冷却管２６を取り除いて構成されている。

【００７９】したがって、図８に示すように加工点２１
近傍の予熱点２８を廃材として処分される側にして切断
することにより、加工点２１の切断進行方向左右に温度
差を与えることが可能となる。つまり、廃材として処分
される側は、温度が高くなって、熱容量が小さくなる。
この熱容量が小さい側が火花の離脱が遅いため、発生す
る火花Ａ５に偏りを発生させることができる。

【００８０】これにより、変圧器鉄心として使用する側
は、ドロスの付着を皆無にすることが可能になる。

【００８１】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、鉄心材のスリット加工をプレス打抜きではなく、レ
ーザ光で切断するため、抜き型の順送りによるズレや摩
耗・破損による打抜き不具合がなくなる。

【００８２】また、レーザ光で切断する際についても、
１回目の加工時にスリットの輪郭形状に切断するのでは
なく、２回目の加工時にスリットの輪郭に合致する形状
に切断するため、切断溝を通過した加工ガスの流れる方
向が、残り幅の少ない方向に寄せられると同時に、ドロ
スが温度の高い方に寄せられるため、必要な製品側には
ドロスが全く付着しない切断結果を得ることができとと
もに、高品質の変圧器鉄心を提供することができる。

【００８３】したがって、切断を効率的に行うための最
適流量に加工ガスの流量を規定しても、ドロスの付着を
防止することができるため、切断に直接効果のない無駄
な加工ガスを省くことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変圧器鉄心の製造方法および装置
の第１実施形態を示す構成図。

【図２】第１実施形態において変圧器鉄心の１回目の切
断状況を示す構成図。

【図３】第１実施形態において変圧器鉄心の２回目の切
断状況を示す構成図。

【図４】第１実施形態において変圧器鉄心の１回目のレ
ーザ切断軌跡を示す図。

【図５】第１実施形態において変圧器鉄心の２回目のレ
ーザ切断軌跡を示す図。

【図６】本発明に係る変圧器鉄心の製造方法および装置
の第２実施形態を示す構成図。

【図７】本発明に係る変圧器鉄心の製造方法および装置
の第３実施形態を示す構成図。

【図８】本発明に係る変圧器鉄心の製造方法および装置
の第４実施形態を示す構成図。

【図９】（ａ）は従来の変圧器鉄心のプレス打抜き方法
を示す斜視図、（ｂ）は同正面図。

【図１０】従来の変圧器鉄心のレーザ切断加工装置を示
す構成図。

【符号の説明】

１０ 加工機 １１ 支持台 １２ 支持台 １３ 被加工物（鉄心材） １４ 位置決めガイド（位置決め手段） １５ 電磁石 １６ 電磁石 １７ レーザ発振器 １８ 伝送ミラー（光学系） １９ 集光レンズ（光学系） ２０ 制御装置 ２１ 加工点 ２２ スリット ２２ａ 開始ポイント ２２ｂ スリットの輪郭形状 ２２ｃ ポイント ２２ｄ 円弧状ルート ２３ 半透過ミラー（光学系） ２４ 放物面ミラー ２５ 冷却点 ２６ 冷却管 ２７ 低温エア ２８ 予熱点

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変圧器鉄心材を固定しつつ、この鉄心材
   にレーザ光を２回に分けて照射してスリット加工を行う
   変圧器鉄心の製造方法であって、１回目の加工時に前記
   スリットの輪郭形状に沿ってその内側を切断し、２回目
   の加工時に前記スリットの輪郭に合致する形状に切断す
   ることを特徴とする変圧器鉄心の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の変圧器鉄心の製造方法に
   おいて、同時に切断するスリットの本数を１〜３本とす
   ることを特徴とする変圧器鉄心の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の変圧器鉄心の製
   造方法において、切断するスリットの幅を３〜１０ｍｍ
   の範囲とすることを特徴とする変圧器鉄心の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれかに記載の
   変圧器鉄心の製造方法において、スリットの両端形状を
   円弧状にすることを特徴とする変圧器鉄心の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項１記載の変圧器鉄心の製造方法に
   おいて、１回目の加工時にスリットの輪郭形状の０．３
   〜１．０ｍｍ内側を切断することを特徴とする変圧器鉄
   心の製造方法。
6. 【請求項６】 請求項１から５までのいずれかに記載の
   変圧器鉄心の製造方法において、２回目の加工時にスリ
   ットの輪郭形状にレーザ光を導く際、１回目の加工時に
   残した部分の幅を半径とする円弧状ルートで内側から前
   記輪郭形状位置まで導くことを特徴とする変圧器鉄心の
   製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１から６までのいずれかに記載の
   変圧器鉄心の製造方法において、相対的に、廃材として
   処分される側の温度を高くする一方、変圧器鉄心として
   使用する側の温度を低くし、切断進行方向左右に温度差
   を持たせて切断することを特徴とする変圧器鉄心の製造
   方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の変圧器鉄心の製造方法に
   おいて、変圧器鉄心として使用する側に冷却空気を吹き
   付けて温度を低くしながら、切断進行方向左右に温度差
   を持たせて切断することを特徴とする変圧器鉄心の製造
   方法。
9. 【請求項９】 請求項７記載の変圧器鉄心の製造方法に
   おいて、廃材として処分される側にレーザ光を照射して
   予熱し、切断進行方向左右に温度差を持たせて切断する
   ことを特徴とする変圧器鉄心の製造方法。
10. 【請求項１０】 変圧器鉄心材を加工位置に搬入および
    搬出する搬送手段と、搬入された前記鉄心材を位置決め
    する位置決め手段と、位置決めされた前記鉄心材を固定
    する固定手段と、切断用レーザ光を発振するレーザ発振
    器と、このレーザ発振器から発振されたレーザ光を前記
    鉄心材に導く光学系と、前記レーザ発振器の出力および
    レーザ照射位置を制御する制御装置とを備え、前記制御
    装置は、１回目の照射位置をスリットの輪郭形状に沿う
    内側に設定し、２回目の照射位置を前記スリットの輪郭
    形状に合致する位置に設定する制御を行うことを特徴と
    する変圧器鉄心の製造装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の変圧器鉄心の製造装
    置において、搬送手段は変圧器鉄心材を真空吸着するバ
    キュームチャックを有し、固定手段は変圧器鉄心材を磁
    力で吸着する磁石を有することを特徴とする変圧器鉄心
    の製造装置。