特許 6653619 積層鉄心形成方法及び積層鉄心形成装置並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6653619

(24)【登録日】2020年1月30日

(45)【発行日】2020年2月26日

(54)【発明の名称】積層鉄心形成方法及び積層鉄心形成装置並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20200217BHJP

   B21D 28/02 20060101ALI20200217BHJP

   B21D 43/22 20060101ALI20200217BHJP

   B21D 43/00 20060101ALI20200217BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 F

   B21D28/02 E

   B21D43/22 D

   B21D43/00 A

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-102756(P2016-102756)

(22)【出願日】2016年5月23日

(65)【公開番号】特開2017-212778(P2017-212778A)

(43)【公開日】2017年11月30日

【審査請求日】2019年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100133592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100162259

【弁理士】

【氏名又は名称】末富 孝典

(72)【発明者】

【氏名】永利 勤

【審査官】 宮崎 賢司

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−０１６１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０１６１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１５２００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第５６４９３４９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平６−０９０５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０６２６２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １５／０２

Ｂ２１Ｄ ２８／０２

Ｂ２１Ｄ ４３／００

Ｂ２１Ｄ ４３／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成方法において、
複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測ステップと、
前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ステップと、
前記素材板厚計測ステップで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ステップと、
を有する積層鉄心形成方法。

【請求項2】

前記計測基準点及び前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域の外側に配置される、
請求項１に記載の積層鉄心形成方法。

【請求項3】

前記計測基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域の外側に配置され、
前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置される、
請求項１に記載の積層鉄心形成方法。

【請求項4】

前記計測基準点及び前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置される、
請求項１に記載の積層鉄心形成方法。

【請求項5】

前記回転積層ステップは、前記素材板厚計測ステップで計測された複数の前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、補間演算を行って、前記積層基準点における前記素材の板厚を推定する補間演算ステップを含む、
請求項１に記載の積層鉄心形成方法。

【請求項6】

前記素材から複数の前記鉄心片を打ち抜く場合に、
複数の前記計測基準点の少なくとも一部は、前記鉄心片にされる領域であって前記素材において隣接する２つの領域の中間に配置されていて、当該２つの領域の間で共有されている、
請求項１に記載の積層鉄心形成方法。

【請求項7】

素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成装置において、
複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、
前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、
前記板厚計測ユニットで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットと、
を備える積層鉄心形成装置。

【請求項8】

素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成装置を構成するコンピュータであって、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、前記鉄心片を、中心軸回りに、積層体に対して相対的に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットを制御するコンピュータにインストールされて、
前記板厚計測ユニットを、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測手段として、機能させ、
前記回転積層ユニットを、
前記素材板厚計測手段で計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層手段として、機能させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄心片を積層して積層鉄心を形成する方法及び装置並びにプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

回転電機の電機子を構成する積層鉄心は、鉄心片を積層して形成される。鉄心片は、一般に電磁鋼板あるいは珪素鋼板と呼ばれる板状の素材をプレス加工によって打ち抜いて製造される。鉄心片の素材（以下、本明細書においては、単に「素材」と言う）は、圧延機によって形成されたコイル状の鋼板（原鋼板）を所望の幅にスリット加工して製造される。

【0003】

素材は、完全な平板であること、つまり、全ての部位において板厚が均一であることが求められる。しかしながら、原鋼板を形成する圧延機が備える圧延ローラは、加工対象から反力を受けて、僅かではあるが撓む。この圧延ローラの撓みによって、原材料の板厚は不均一になる。一般に、原鋼板の板厚は幅方向の中央において厚く、幅方向の両端において薄くなる。また、僅かではあるが、原鋼板の板厚は、製造ロット毎に微妙に異なる。そして、前述したように、素材は原鋼板をスリット加工して製造される。そのため、素材から打ち抜かれた鉄心片の板厚も均一にはならない。板厚が不均一な鉄心片の最大板厚と最小板厚の差を板厚偏差と言う。

【0004】

そして、素材から打ち抜かれた鉄心片を、向きを変えずに、つまり打ち抜き加工機から取り出された向きのままで、積層すると、先に積層された鉄心片の板厚が厚い部位の直上に、次に積層される鉄心片の板厚が厚い部位が載置される。そのため、鉄心片を積層すると、板厚偏差も積算される。その結果、積層鉄心は、積層高さが不均一になり、全体として傾いた状態になる。積層鉄心が傾くと、回転子と固定子の間のギャップが不均一になり、トルク変動や振動が発生する。つまり、回転電機に不具合が生じる。

【0005】

このような不具合を解消するために、「転積」が行われる。「転積」とは、鉄心片を積層鉄心の中心軸回りに回転させて、鉄心片の向きを変えて、積層することである。例えば、最初の鉄心片を、打ち抜き加工機から取り出された状態のまま積層し、次に積層される鉄心片を、回転中心軸回りに１２０°回転させて積層し、３回目に積層される鉄心片を、回転中心軸回りに２４０°回転させて積層し、４回目以降は、これらを繰り返すことが知られている。このようにすれば、最初に積層された鉄心片の板厚の厚い部位の直上に、２回目及び３回目に積層される鉄心片の板厚の薄い部位が載置される。その結果、板厚偏差が相殺され、積層鉄心の積層高さが平均化される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３−６２６２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述したように、転積を行えば、転積を行わない場合に比べて、積層鉄心の傾きは一応は減少する。しかしながら、鉄心片の板厚偏差は一定ではない。最大板厚と最小板厚が生じる部位も、鉄心片毎に微妙に変動する。そのため、毎回、同じ角度だけ回転角度を変更する従来の転積法では、板厚偏差を十分に相殺できない場合がある。つまり、積層鉄心の形状精度を十分に改善できない場合がある。また、回転電機の性能を向上させるために、積層鉄心の形状精度を更に改善することが求められている。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、鉄心片の板厚偏差に起因する積層鉄心の傾きをより確実に解消して、積層鉄心の形状精度を更に改善できる積層鉄心形成方法、積層鉄心形成装置及びプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、本発明に係る積層鉄心形成方法は、素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成方法において、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測ステップと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ステップと、前記素材板厚計測ステップで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ステップと、を有するものである。

【0010】

前記計測基準点及び前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域の外側に配置されていても良い。

【0011】

前記計測基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域の外側に配置され、前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置されていても良い。

【0012】

前記計測基準点及び前記積層基準点は、前記素材の前記鉄心片にされる領域内に配置されていても良い。

【0013】

前記回転積層ステップは、前記素材板厚計測ステップで計測された複数の前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、補間演算を行って、前記積層基準点における前記素材の板厚を推定する補間演算ステップを含んでいても良い。

【0014】

前記素材から複数の前記鉄心片を打ち抜く場合に、複数の前記計測基準点の少なくとも一部は、前記鉄心片にされる領域であって前記素材において隣接する２つの領域の中間に配置されていて、当該２つの領域の間で共有されていても良い。

【0015】

本発明に係る積層鉄心形成装置は、素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成装置において、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、前記板厚計測ユニットで計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットと、を備えるものである。

【0016】

本発明に係るプログラムは、素材から打ち抜かれた複数の鉄心片を積層して、積層鉄心を形成する積層鉄心形成装置を構成するコンピュータであって、前記素材の板厚を計測する板厚計測ユニットと、前記素材から前記鉄心片を打ち抜く鉄心片打抜ユニットと、前記鉄心片を、中心軸回りに、積層体に対して相対的に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層ユニットを制御するコンピュータにインストールされて、前記板厚計測ユニットを、複数の計測基準点において、前記素材の板厚を計測する素材板厚計測手段として、機能させ、前記回転積層ユニットを、前記素材板厚計測手段で計測された前記計測基準点における前記素材の板厚に基づいて、前記鉄心片を、先に積層された積層体に対して中心軸回りに相対的に回転させて、前記積層体の上に積層した場合の、複数の積層基準点における積層高さを推定し、推定された複数の前記積層高さの最大値から最小値を減じて積層高偏差を算出する操作を、複数の回転角度について繰り返して、前記積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定し、前記鉄心片を、中心軸回りに、前記積層体に対して相対的に、前記最適回転角度だけ実際に回転させて、前記積層体の上に積層する回転積層手段として、機能させるものである。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、鉄心片の板厚偏差に応じて、鉄心片の転積角度を最適化できるので、積層鉄心の積層高さの偏差を最小化し、積層鉄心の傾きを最小化することができる。その結果、電機子の品質と回転電機の性能が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る積層鉄心形成装置の構成を示す説明図である。

【図2】図１に記載の積層鉄心形成装置が備える板厚計測ユニットの構成を示す図であって、図２（ａ）は板厚計測ユニットの平面図であり、図２（ｂ）は板厚計測ユニットを図１でＡ−Ａ’線で示す断面で切断した断面図である。

【図3】図１に記載の積層鉄心形成装置が備える打抜ユニットの構成を示す図であって、打抜ユニットを図１でＢ−Ｂ’線で示す断面で切断した断面図である。

【図4】図１に記載の積層鉄心形成装置が備える回転積層ユニットの構成を示す図であって、回転積層ユニットを図１でＣ−Ｃ’線で示す断面で切断した断面図である。載置部の変形例を示す図であって、図２に対応する断面図である。

【図5】板厚計測プログラムの一例を示すフローチャートである。

【図6】計測基準点の配置例を示す平面図である。

【図7】積層基準点の配置例を示す平面図である。

【図8】回転積層プログラムの一例を示すフローチャートである。

【図9】鉄心片を中心軸回りに回転させた状態を示す平面図であって、図９（ａ）は回転角度０°の状態、図９（ｂ）は回転角度９０°の状態、図９（ｃ）は回転角度１８０°の状態、図９（ｄ）は回転角度２７０°の状態を、それぞれ示す図である。

【図10】計測基準点の配置の変形例を示す平面図であって、図１０（ａ）は鉄心片の外側の領域に３個の計測基準点を配置した例、図１０（ｂ）は鉄心片の外側の領域に配置された４個に加えて、鉄心片の中心に計測基準点を１個配置した例、図１０（ｃ）は鉄心片の内側の領域に４個の計測基準点を配置した例を、それぞれ示す。

【図11】計測基準点の配置の別の変形例を示す平面図であって、図１１（ａ）は隣接する鉄心片の間で計測基準点を２個ずつ共有する例、図１１（ｂ）は隣接する鉄心片の間で計測基準点を１個ずつ共有する例を、それぞれ示す。

【図12】計測基準点を鉄心片の外側の領域に、積層基準点を鉄心片の内側の領域に、それぞれ配置した例を示す平面図である。

【図13】計測基準点の個数と積層基準点の個数が異なる例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態に係る積層鉄心形成方法、積層鉄心形成装置及びプログラムについて図面を参照しながら詳細に説明する。

【0020】

図１は、本発明の実施形態に係る積層鉄心形成装置１の構成を示す説明図である。積層鉄心形成装置１は、鋼板２から鉄心片３を打ち抜いて、その鉄心片３を積層して積層鉄心４を形成する装置である。また、図１に示すように、積層鉄心形成装置１は、板厚計測ユニット５、打抜ユニット６及び回転積層ユニット７を備えている。これらは、図の左側から右側に順に配列されている。なお、積層鉄心形成装置１は、図示しない送り装置を備えている。鋼板２は該送り装置によって、図１において、左側から右側に向かう方向（送り方向)に移送される。そのため、鋼板２は、板厚計測ユニット５、打抜ユニット６及び回転積層ユニット７に順次、搬入されて、後述するような処理が成される。また、積層鉄心形成装置１はコンピュータ８を備えている。板厚計測ユニット５、打抜ユニット６、回転積層ユニット７、及び前記の送り装置は、コンピュータ８によって制御されて、動作する。

【0021】

鋼板２は、鉄心片３を構成する素材であって、一般に電磁鋼板あるいは珪素鋼板と呼ばれる圧延鋼の帯状の薄板である。なお、鋼板２は、圧延機で連続圧延された幅広の原鋼板を、図示しない前工程において、鉄心片３の製造に適した幅にスリット加工して製造される。また、鋼板２は、コイル状に巻き取られた状態（図示せず）で、図１において積層鉄心形成装置１の左側に配置されている。そして、鋼板２はコイルから引き出されて、図１における右方向に順次移送されて、積層鉄心形成装置１の内部に搬入される。なお、鋼板２の送り方向（図１における左右方向）は、圧延機の送り方向と一致する。鋼板２の幅方向（図１における上下方向）は、圧延機の幅方向と一致する。

【0022】

鉄心片３は、積層鉄心４を構成する部材であって、打抜ユニット６において鋼板２から打ち抜かれる。鉄心片３は、回転積層ユニット７において、順次積層されて、積層鉄心４を構成する。なお、積層鉄心４は図示しない回転電機の電機子（固定子又は回転子）を構成する部品である。

【0023】

板厚計測ユニット５は、積層鉄心形成装置１において、鋼板２が最初に搬入されるユニットである。板厚計測ユニット５では、鋼板２の板厚が複数の部位において計測される。板厚計測ユニット５において計測された鋼板２の板厚はコンピュータ８に記憶される。なお、板厚計測ユニット５の詳細な構成については後述する。板厚の計測が終わった鋼板２は、打抜ユニット６に移送される。

【0024】

打抜ユニット６は、鋼板２から鉄心片３を打ち抜くユニットである。打抜ユニット６の詳細な構成については後述する。また、鋼板２から打ち抜かれた鉄心片３と鋼板２は、回転積層ユニット７に移送される。

【0025】

回転積層ユニット７は、打抜ユニット６から、鋼板２と共に移送された鉄心片３を、鋼板２から分離して、順次積層して積層鉄心４を形成するユニットである。また、回転積層ユニット７は、新たに積層される鉄心片３を、先に積層された鉄心片３（の積層体）に対して、相対的に回転させてから、積層する。つまり、回転積層ユニット７では、転積が行われる。また、鉄心片３が分離された後に残った鋼板２（つまり、スクラップ）は、図１において、右方向（送り方向)に移送されて、積層鉄心形成装置１の外に排出される。回転積層ユニット７の詳細な構成については後述する。

【0026】

図２（ａ）に示すように、板厚計測ユニット５は、４組の板厚計５１を備えている。板厚計５１は、図２（ｂ）に示すように、上プローブ５１ａと下プローブ５１ｂとから構成されて、上プローブ５１ａを鋼板２の上面に、下プローブ５１ｂを鋼板２の下面に、それぞれ接触させて、つまり、上プローブ５１ａと下プローブ５１ｂで鋼板２を挟持して、鋼板２の板厚を計測する接触式の板厚計である。また、図２（ａ）に示すように、４組の板厚計５１は、鋼板２の鉄心片３を構成する領域（鋼板２から分離されて鉄心片３となる領域）の外側に仮想される正方形１０の各頂点に配置されている。また、板厚計測ユニット５はコンピュータ８に制御されて、前述したような計測を行う。板厚計５１で計測された鋼板２の板厚の値はコンピュータ８に入力される。

【0027】

図３に示すように、打抜ユニット６は、打抜パンチ６１、打抜ダイス６２、板押え６３を備えている。また、打抜ダイス６２の内部には、プッシュバック用逆押え６４が配置されている。打抜パンチ６１と板押え６３は、それぞれ、図示しない駆動装置で駆動されて、鋼板２に対して昇降される。板押え６３が押し下げられて、板押え６３と打抜ダイス６２の間に鋼板２が挟まれると、その後に、打抜パンチ６１が押し下げられて、鋼板２から鉄心片３を打ち抜く。鋼板２から鉄心片３を打ち抜いたら、打抜パンチ６１は元の位置に戻される（上方に引き上げられる）。また、プッシュバック用逆押え６４の下方には図示しないばね要素が配置されていて、打抜パンチ６１が上昇すると、鉄心片３は鋼板２に嵌め戻される。鉄心片３が鋼板２に嵌め戻されたら、板押え６３は元の位置に戻される（上方に引き上げられる）。なお、打抜ユニット６はコンピュータ８に制御される。上記の動作はコンピュータ８に制御されてなされる。

【0028】

図４に示すように、回転積層ユニット７は、積層パンチ７１、回転積層ダイス７２、及び回転積層ダイス７２を鉄心片３の中心軸（図４においてＸで示す軸）回りに回転駆動する回転駆動装置７３を備えている。また、回転積層ユニット７は、積層パンチ７１を昇降させる図示しない駆動装置を備えている。鉄心片３が嵌め込まれた状態で鋼板２が、回転積層ユニット７内に搬入されると、後述するような手順で、コンピュータ８において、最適回転角度が決定され、回転駆動装置７３によって、回転積層ダイス７２がＸ軸回りに回転される。その結果、鉄心片３は、回転積層ダイス７２に対して、最適回転角度だけ相対的に回転する。その後で、積層パンチ７１が押し下げられて、鉄心片３が回転積層ダイス７２内に押し入れられる。このようにして、複数の鉄心片３が、回転積層ダイス７２に、逐次、押し入れられて、積層体９を形成する。事前に規定された枚数の鉄心片３が回転積層ダイス７２内で積層されると、積層鉄心４が完成する。

【0029】

回転積層ダイス７２の中には、積層体９が載置されているので、回転積層ダイス７２が回転されて、鉄心片３が、回転積層ダイス７２に対して、最適回転角度だけ相対的に回転すると、鉄心片３は、積層体９に対して、最適回転角度だけ相対的に回転する。

【0030】

さて、前述したように、板厚計測ユニット５と回転積層ユニット７は、コンピュータ８に制御されて、上記のように動作する。かかる制御を行うために、板厚計測プログラムと回転積層プログラムがコンピュータ８にインストールされている。以下において、板厚計測プログラムと回転積層プログラムによってなされる処理を説明する。

【0031】

板厚計測プログラムは、鋼板２が板厚計測ユニット５に搬入されると起動される。図５に示すように、板厚計測プログラムが起動されると、板厚計測ユニット５が備える４組の板厚計５１が動作されて、鋼板２上に設定された４点の計測基準点において、板厚が計測される（ＳＴＥＰ１１）。そして、計測された板厚の値をコンピュータ８に記憶して（ＳＴＥＰ１２）、処理を終える。コンピュータ８に記憶された板厚の計測値は、回転積層プログラムにおいて参照される。なお、前述したように、４点の計測基準点は鋼板２の鉄心片３を構成する領域（鋼板２から打ち抜かれて鉄心片３となる領域）の外側に仮想された正方形１０の各頂点に配置されている。以後、図６に示すように、これら４点の計測基準点に符号ａ，ｂ，ｃ，ｄを付けて説明する。また、計測基準点ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて計測された、鋼板２の板厚の値を、それぞれ、ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｃ，ｔ_ｄで表示する。つまり、板厚計測プログラムの処理が終了すると、コンピュータ８には板厚ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｃ，ｔ_ｄが記憶される。また、板厚ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｃ，ｔ_ｄでは、回転積層プログラムにおいて参照される。

【0032】

このように、積層鉄心形成装置１においては、コンピュータ８が板厚計測プログラムに従って、処理を行うことによって、素材板厚計測ステップが実行される。また、コンピュータ８が板厚計測プログラムに従って、処理を行うことによって、板厚計測ユニット５が、素材板厚計測手段として機能する。

【0033】

回転積層プログラムによる処理を説明する前に、回転積層プログラムで参照される積層基準点について説明する。積層基準点は、図７に示すように、平面形において積層体９の外側に仮想された正方形１０の各頂点に配置されている。また、積層基準点の積層体９に対する相対的な位置は、計測基準点の鉄心片３に対する相対的な位置に等しい。以後、図７に示すように、これら４点の積層基準点に符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを付けて説明する。また、積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける積層高さを、それぞれＴ_Ａ，Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ，Ｔ_Ｄで表示する。積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの積層高さＴ_Ａ，Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ，Ｔ_Ｄは、積層体９を構成する全ての鉄心片３の計測基準点ａ，ｂ，ｃ，ｄにおいて計測された板厚ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｃ，ｔ_ｄに基づいて推定される。

【0034】

さて、回転積層プログラムは、鉄心片３が回転積層ユニット７に搬入されると起動される。図８に示すように、回転積層プログラムが起動されると、まず、鉄心片３を回転させないで（回転角度＝０°）、つまり、回転積層ユニット７に搬入された時の向きのままで、積層体９の上に積層した（図７に示した積層体９の上に、図９（ａ）に示した鉄心片３を積層した）場合の、積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄを推定する（ＳＴＥＰ２１）。積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの推定は下式によってなされる。

【0035】

Ｔ’_Ａ＝Ｔ_Ａ＋ｔ_ａ
Ｔ’_Ｂ＝Ｔ_Ｂ＋ｔ_ｂ
Ｔ’_Ｃ＝Ｔ_Ｃ＋ｔ_ｃ
Ｔ’_Ｄ＝Ｔ_Ｄ＋ｔ_ｄ

【0036】

そして、Ｔ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの最大値Ｔ’_ＭＡＸと最小値Ｔ’_ＭＩＮを求め、その差（Ｔ’_ＭＡＸ−Ｔ’_ＭＩＮ）を積層高偏差ΔＴ’として算出する（ＳＴＥＰ２２）。

【0037】

次に、回転積層ユニット７に搬入された鉄心片３を時計回りに９０°回転させて（回転角度＝９０°）、積層体９の上に積層した（図７に示した積層体９の上に、図９（ｂ）に示した鉄心片３を積層した）場合の、積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄを推定する（ＳＴＥＰ２３）。積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの推定は下式によってなされる。

【0038】

Ｔ’_Ａ＝Ｔ_Ａ＋ｔ_ｄ
Ｔ’_Ｂ＝Ｔ_Ｂ＋ｔ_ａ
Ｔ’_Ｃ＝Ｔ_Ｃ＋ｔ_ｂ
Ｔ’_Ｄ＝Ｔ_Ｄ＋ｔ_ｃ

【0039】

そして、Ｔ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの最大値Ｔ’_ＭＡＸと最小値Ｔ’_ＭＩＮを求め、その差（Ｔ’_ＭＡＸ−Ｔ’_ＭＩＮ）を積層高偏差ΔＴ’として算出する（ＳＴＥＰ２４）。

【0040】

次に、回転積層ユニット７に搬入された鉄心片３を時計回りに１８０°回転させて（回転角度＝１８０°）、積層体９の上に積層した（図７に示した積層体９の上に、図９（ｃ）に示した鉄心片３を積層した）場合の、積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄを推定する（ＳＴＥＰ２５）。積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの推定は下式によってなされる。

【0041】

Ｔ’_Ａ＝Ｔ_Ａ＋ｔ_ｃ
Ｔ’_Ｂ＝Ｔ_Ｂ＋ｔ_ｄ
Ｔ’_Ｃ＝Ｔ_Ｃ＋ｔ_ａ
Ｔ’_Ｄ＝Ｔ_Ｄ＋ｔ_ｂ

【0042】

そして、Ｔ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの最大値Ｔ’_ＭＡＸと最小値Ｔ’_ＭＩＮを求め、その差（Ｔ’_ＭＡＸ−Ｔ’_ＭＩＮ）を積層高偏差ΔＴ’として算出する（ＳＴＥＰ２６）

【0043】

最後に、回転積層ユニット７に搬入された鉄心片３を時計回りに２７０°回転させて（回転角度＝２７０°）、積層体９の上に積層した（図７に示した積層体９の上に、図９（ｄ）に示した鉄心片３を積層した）場合の、積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄを推定する（ＳＴＥＰ２７）。積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの推定は下式によってなされる。

【0044】

Ｔ’_Ａ＝Ｔ_Ａ＋ｔ_ｂ
Ｔ’_Ｂ＝Ｔ_Ｂ＋ｔ_ｃ
Ｔ’_Ｃ＝Ｔ_Ｃ＋ｔ_ｄ
Ｔ’_Ｄ＝Ｔ_Ｄ＋ｔ_ａ

【0045】

そして、Ｔ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの最大値Ｔ’_ＭＡＸと最小値Ｔ’_ＭＩＮを求め、その差（Ｔ’_ＭＡＸ−Ｔ’_ＭＩＮ）を積層高偏差ΔＴ’として算出する（ＳＴＥＰ２８）。

【0046】

次に、ＳＴＥＰ２２，２４，２６，２８で算出された、積層高偏差ΔＴ’を比較して、板厚偏差ΔＴ’が最小になる回転角度θを決定する（ＳＴＥＰ２９）。

【0047】

次に、回転積層ダイス７２を反時計回り方向に、回転角度θだけ回転させる（ＳＴＥＰ３０）。その後、積層パンチ７１を下降させて、鉄心片３を回転積層ダイス７２の中に押し入れて、積層体９の上に積層する。そして、積層パンチ７１を上昇させる（ＳＴＥＰ３１）。そして、積層高さＴ_Ａ，Ｔ_Ｂ，Ｔ_Ｃ，Ｔ_Ｄの値を、積層体９の上に鉄心片３を積層して構成された新たな積層体９の積層高さＴ’_Ａ，Ｔ’_Ｂ，Ｔ’_Ｃ，Ｔ’_Ｄの値に更新して（ＳＴＥＰ３２）、処理を終える。

【0048】

このように、積層鉄心形成装置１においては、コンピュータ８が回転積層プログラムに従って、処理を行うことによって、回転積層ステップが実行される。また、コンピュータ８が回転積層プログラムに従って、処理を行うことによって、回転積層ユニット７が、回転積層手段として機能する。

【0049】

さて、上記において、鉄心片３の外側の領域に仮想された正方形１０の各頂点に計測基準点と積層基準点を配置する例を示したが、計測基準点と積層基準点の配置は、このようなものには限定されない。例えば、図１０（ａ）に示すように、鉄心片３の外側の領域に３個の計測基準点ａ，ｂ，ｃと３個の積層基準点Ａ，Ｂ，Ｃを配置しても良い。この場合、最適回転角度の選択は、鉄心片３を１２０°ずつ回転させて行われる。つまり、最適回転角度は、０°、１２０°、２４０°の中から選択される。あるいは、図１０（ｂ）に示すように、鉄心片３の外側の領域に配置された計測基準点ａ〜ｄ（積層基準点Ａ〜Ｄ）に加えて、計測基準点ｅ（積層基準点Ｅ）を鉄心片３の中心に配置するようにしても良い。また、計測基準点と積層基準点を配置する領域は、鉄心片３の外側の領域には限定されない。図１０（ｃ）に示すように、計測基準点ａ〜ｄ（積層基準点Ａ〜Ｄ）を鉄心片３の内側の領域に配置しても良い。

【0050】

また、上記において、鉄心片３のそれぞれに固有の計測基準点の組が配置される例を示したが、隣接する鉄心片３の間で計測基準点を共有するようにしても良い。例えば、計測基準点ａ〜ｈを図１１（ａ）に示すように配置して、計測基準点ｃ，ｄを鉄心片３ａと鉄心片３ｂの間で、計測基準点ｅ，ｆを鉄心片３ｂと鉄心片３ｃの間で，それぞれ共有するようにしても良い。あるいは、計測基準点ａ〜ｊを図１１（ｂ）に示すように配置して、計測基準点ｄを鉄心片３ａと鉄心片３ｂの間で、計測基準点ｇを鉄心片３ｂと鉄心片３ｃの間で、それぞれ共有するようにしても良い。このように、計測基準点の一部を、隣接する鉄心片３ａ〜３ｃの間に配置して、鉄心片３ａ〜３ｃの間で共有すれば、板厚計測ユニット５が備える板厚計５１の個数を減らすことができる。その結果、板厚計測ユニット５の製造コストが削減される。

【0051】

また、上記においては、計測基準点と積層基準点が同じ位置に配置されて、互いに一対一で対応する例を示した。つまり、鉄心片３を積層体９の上に載置した場合に、平面形において、計測基準点ａ〜ｄがそれぞれ積層基準点Ａ〜Ｄに重なるように構成した例を示した。しかしながら、計測基準点と積層基準点の相互の関係はこのような物には限定されない。例えば図１２に示すように、計測基準点ａ〜ｄを鉄心片３の外側の領域に配置して、積層基準点Ａ〜Ｄを鉄心片３の内側の領域に配置しても良い。この場合、計測基準点ａ〜ｄで計測された鉄心片３の板厚に基づいて補間演算を行って、積層基準点Ａ〜Ｄにおける鉄心片３の積層高さを推定する。図１２の場合において、転積を行わない（回転角度＝０°）時の積層高さＴ’_Ａ〜Ｔ’_Ｄは下式によって推定される。転積を行う（回転角度≠０°）時は、これに準じる。

【0052】

Ｔ’_Ａ＝Ｔ_Ａ＋（ｔ_ａ＋ｔ_ｂ）／２
Ｔ’_Ｂ＝Ｔ_Ｂ＋（ｔ_ｂ＋ｔ_ｃ）／２
Ｔ’_Ｃ＝Ｔ_Ｃ＋（ｔ_ｃ＋ｔ_ｄ）／２
Ｔ’_Ｄ＝Ｔ_Ｄ＋（ｔ_ｄ＋ｔ_ａ）／２

【0053】

計測基準点の個数と積層基準点の個数は異なっていても良い。例えば、図１３（ａ）に示すように、計測基準点を４個（計測基準点ａ〜ｄ）を設定して、図１３（ｂ）に示すように積層基準点を８個（積層基準点Ａ〜Ｈ）を設定するようにしても良い。図１３の場合において、転積を行わない（回転角度＝０°）時に、対応する計測基準点がない積層基準点の積層高さは下式によって推定される。転積を行う（回転角度≠０°）時は、これに準じる。

【0054】

Ｔ’_Ｂ＝Ｔ_Ｂ＋（ｔ_ａ＋ｔ_ｂ）／２
Ｔ’_Ｄ＝Ｔ_Ｄ＋（ｔ_ｂ＋ｔ_ｃ）／２
Ｔ’_Ｆ＝Ｔ_Ｆ＋（ｔ_ｃ＋ｔ_ｄ）／２
Ｔ’_Ｈ＝Ｔ_Ｈ＋（ｔ_ｄ＋ｔ_ａ）／２

【0055】

以上、説明したように、本発明の実施形態によれば、鉄心片３を積層体９の上に積層した場合の、積層高偏差が最小になる最適回転角度を決定して、当該最適回転角度だけ鉄心片３を中心軸周りに、積層体９に対して相対的に回転させて、鉄心片３を積層体９の上に積層するので、積層鉄心の積層高偏差を最小化して、積層鉄心の傾きを最小化することができる。そのため、積層鉄心の形状精度を十分に改善することができる。その結果、回転電機の性能が向上する。

【0056】

上記において、本発明の実施形態と変形例を説明したが、これらは、この発明の具体的実施態様を例示するものであって、この発明の技術的範囲を画すものではない。この発明は特許請求の範囲に記述された技術的思想の限りにおいて、自由に変形、応用あるいは改良して実施することができる。

【0057】

例えば、上記実施形態においては、素材板厚計測ステップで計測された鋼板２の板厚ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｃ，ｔ_ｄを、そのまま、回転積層ステップにおいて参照する例を示したが、素材板厚計測ステップに異常値排除ステップを備えて、異常値を排除するようにしても良い。例えば、閾値Ｅを定めておき、板厚ｔ_ｃが、他の板厚ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｄとの差、つまり、｜ｔ_ｃ−ｔ_ａ｜，｜ｔ_ｃ−ｔ_ｂ｜，｜ｔ_ｃ−ｔ_ｄ｜のいずれもが、閾値Ｅを超えるような極端に大きい、あるいは極端に小さい値である場合には、板厚ｔ_ｃの実際の計測値に代えて、板厚ｔ_ａ，ｔ_ｂ，ｔ_ｄの算術平均を板厚ｔ_ｃの値にしても良い。あるいは、板厚ｔ_ｂと板厚ｔ_ｄの算術平均を板厚ｔ_ｃの値にしても良い。あるいは、当該素材板厚計測ステップの直前のターンに係る素材板厚計測ステップで計測された板厚ｔ_ｃの値を、当該素材板厚計測ステップにおける板厚ｔ_ｃの値にしても良い。なお、閾値Ｅは、素材の基準板厚や経験則等により定めれば良い。閾値Ｅの決定方法は特に限定されない。

【0058】

また、一般に電磁鋼板の磁気特性は、圧延方向に対する角度によって異なる。そこで、最適回転角度を決定する際に、積層鉄心４の磁気特性に偏りが生じないように、各鉄心片３の回転角度を分散させるようにしても良い。

【0059】

また、鉄心片３の積層に当たっては、積層高さによる制御を行っても良い。つまり、積層体９の高さが、事前に規定された積層鉄心４の積層高さに達するまで、鉄心片３の積層を繰り返すようにしても良い。

【0060】

上記実施形態においては、板厚計測ユニット５に接触式の板厚計５１を備える例を示したが、板厚計測ユニット５が備える板厚計５１は接触式のものには限定されない板厚計５１は非接触式のセンサであっても良い。板厚計５１の検出原理は特に限定されない。板厚計５１は例えば、静電容量センサやレーザセンサであっても良い。

【0061】

上記実施形態においては、板厚計測ユニット５、打抜ユニット６及び回転積層ユニット７を独立させて、分散配置した例を示したが、これらの全部又は一部を一体に構成しても良い。例えば、打抜ユニット６に板厚計５１を備えて、板厚計測ユニット５と打抜ユニット６を一体に構成しても良い。また、打抜ユニット６と回転積層ユニット７を一体に構成し、打抜きと積層を同時に行うようにしても良い。あるいは、板厚計測ユニット５、打抜ユニット６及び回転積層ユニット７を一体に構成しても良い。

【0062】

上記実施形態においては、打抜ユニット６に打抜パンチ６１と打抜ダイス６２の組を１組だけ備えて、１工程で鉄心片３を打ち抜く例を示したが、打抜ユニット６に打抜パンチ６１と打抜ダイス６２の組を複数組備えて、複数の工程を経て鉄心片３が完成するようにしても良い。

【0063】

上記実施形態においては、回転積層ユニット７において、回転積層ダイス７２をＸ軸回りに回転させる回転駆動装置７３を備えて、積層体９を回転させる例を示したが、積層体９を固定して、鉄心片３をＸ軸回りに回転させるようにしても良い。

【0064】

上記実施形態においては、鋼板２から１種類の鉄心片３を打抜き、１種類の積層鉄心４を形成する例を示した。しかしながら、本発明の適用対象は、このようなものには限定されない。同一の鋼板２から複数種類の鉄心片３を打抜いて、複数種類の積層鉄心４を形成するようにしても良い。そのために、積層鉄心形成装置１に複数台の回転積層ユニット７を備えるようにしても良い。例えば、同一の鋼板２から、回転子鉄心片と固定子鉄心片を同心円状に打抜いて、回転子鉄心片と固定子鉄心片をそれぞれ積層して、回転子積層鉄心と固定子積層鉄心を形成するようにしても良い。その場合、回転子鉄心片専用の板厚計５１と固定子鉄心片専用の板厚計５１を、それぞれ別個に備えても良いし、同一の板厚計５１で兼用しても良い。

【符号の説明】

【0065】

１ 積層鉄心形成装置
２ 鋼板
３ 鉄心片
３ａ，３ｂ，３ｃ 鉄心片
４ 積層鉄心
５ 板厚計測ユニット
５１ 板厚計
５１ａ 上プローブ
５１ｂ 下プローブ
６ 打抜ユニット
６１ 打抜パンチ
６２ 打抜ダイス
６３ 板押え
６４ プッシュバック用逆押え
７ 回転積層ユニット
７１ 積層パンチ
７２ 回転積層ダイス
７３ 回転駆動装置
８ コンピュータ
９ 積層体
１０ 正方形

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】