JP2013240186A

JP2013240186A - 分割積層鉄心の製造方法

Info

Publication number: JP2013240186A
Application number: JP2012111128A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Hashimoto; 彰博橋本
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2012-05-15
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2013-11-28

Abstract

【課題】本発明はヨーク部とティース部に段差を有する分割積層鉄心を金型内で傾けることなく金型外に排出でき、分割積層鉄心の組付け性が向上した分割積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】薄板条材Ｗからヨーク片部４の内径と同一径の丸孔を打抜き形成するヨーク突出片形成工程と、薄板条材Ｗに所定数のスロットＳを打ち抜くスロット抜き工程と、薄板条材Ｗに環状配置された分割鉄心片１２の隣接する分割鉄心片の連結部９をせん断分離すると共に分離した連結部の一方側を曲げ加工する切曲げ工程と、分割鉄心片１２のティース片部３の歯先を打ち抜き形成する内形抜き工程と、分割鉄心片１２の外形を打ち抜いて個々の分割鉄心片を分離形成すると共に、分割鉄心片を先に打ち抜き形成された下層の分割鉄心片１２に積層して結合する外形抜き工程とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機や発電機等の回転電機に使用する、下部または上部あるいは上下部に段差を有する分割積層鉄心の製造方法に関する。

特許文献１に記載されているように、薄板条材から金型内で打ち抜かれた鉄心片は、金型内で積層されて製品（積層鉄心）を形成し、製品受け台が製品を水平に保持した状態で下降し、製品受け台が最下点に下がった状態で、製品排出用シリンダ（プッシャ）で製品を排出している。

一方、特許文献２に記載されているように、ヨーク部とティース部の積層高さを異ならせることで、積層鉄心自体に段差を形成した分割積層鉄心が提案されている。このような段差付き分割積層鉄心も金型装置を用いて連続的に鉄心片を打ち抜き形成し、これを順次積層して製造することが効率的である。

また、特許文献３に記載されているように、金型から個別に取り出された分割積層鉄心を環状に組付ける際、ヨーク部端に凹部と凸部を形成し、隣り合う分割積層鉄心の凹部と凸部を嵌合させることで分割積層鉄心の組付け性を向上させている。

特開２００１−９６３１９特開２００１−１５７３９０特開２０００−０７８７７９

しかしながら、特許文献１記載の金型装置で、特許文献２に記載の分割積層鉄心を打ち抜き形成する場合、打ち抜きダイ内のスクイズリングで保持されている間は分割鉄心片は水平を保っているが、分割積層鉄心がスクイズリングから上面が平坦なシリンダヘッド（製品受け台）に移動した際に、シリンダヘッド上に傾いた状態で載置されるため、この状態で分割積層鉄心を金型外に排出しようとすると、金型内に分割積層鉄心が転倒し変形するだけでなく、金型を破損させてしまう問題があった。特にモータ特性を向上するためにティース部をカシメによって結合していない分割積層鉄心の場合は、金型内でのひっかかりが頻発するおそれがあった。

また、分割積層鉄心を個別に形成するため、分割積層鉄心の精度に微妙な差が生じており、さらに分割積層鉄心のヨーク部とティース部の高さが異なるため、特に分割積層鉄心を環状に組付ける際に、分割積層鉄心のバランスがとれず、分割積層鉄心どうしが嵌りにくく組付けに手間と時間を要していた。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ヨーク部とティース部に段差を有する分割積層鉄心を金型内で傾けることなく金型外に排出でき、分割積層鉄心の組付け性が向上した分割積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る分割積層鉄心の製造方法は、ヨーク片部とティース片部からなる分割鉄心片を積層して形成され、ヨーク部またはティース部の高さの異なる分割積層鉄心を、最終的に環状に連結して形成する分割積層鉄心の製造方法であって、前記薄板条材から前記ヨーク片部の内径と同一径の丸孔を打抜き形成するヨーク突出片形成工程と、前記薄板条材に所定数のスロットを打ち抜くスロット抜き工程と、前記薄板条材に環状配置された前記分割鉄心片の隣接する前記分割鉄心片の連結部をせん断分離すると共に分離した該連結部の一方側を曲げ加工する切曲げ工程と、前記分割鉄心片の前記ティース片部の歯先を打ち抜き形成する内形抜き工程と、前記分割固定子鉄心片の外形を打ち抜いて個々の該分割鉄心片を分離形成すると共に、該分割鉄心片を先に打ち抜き形成された下層の分割鉄心片に積層して結合する外形抜き工程とを有している。

本発明に係る分割積層鉄心の製造方法は、スロット抜き工程において、各スロットを円周方向に沿って一方向の略半スロット領域と他方側の略半スロット領域に分割し、各スロットの前記一方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程と、各スロットの前記他方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程とを有している。

本発明に係る分割積層鉄心の製造方法は、スロット抜き工程において、各スロットを円周方向に沿って一方向の略半スロット領域と他方側の略半スロット領域の間に中間領域を有し、前記各スロットの前記一方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程と、各スロットの前記他方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程との前に、前記各スロットの前記中間領域を打抜き形成する工程を有していることを特徴とする分割積層鉄心の製造方法。

請求項１記載の分割積層鉄心の製造方法によれば、分割積層鉄心を環状にした状態で金型外に排出できるので、分割積層鉄心のヨーク部とティース部の段差に起因した傾きがなくなり、排出時の転倒、金型の破損を防止することができる。また、巻線後の分割積層鉄心同士の組付け性も向上する。

請求項２記載の分割積層鉄心の製造方法によれば、分割積層鉄心のヨーク部とティース部に段差を有し、ティース幅の異なる製品を一台の金型で製造することができる。

請求項３記載の分割積層鉄心の製造方法によれば、特にティース幅が広い製品や、ティース側面に角度が付いた製品の打抜きを有効にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る分割積層鉄心の製造方法の説明図である。本発明の他の実施の形態に係る分割積層鉄心の製造方法の説明図である。（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る分割積層鉄心の製造方法により製造された分割積層鉄心である。（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係る分割積層鉄心の製造方法により製造された分割積層鉄心である。

以下、本発明の分割積層鉄心の製造方法を具体化した実施の形態につき添付した図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る分割積層鉄心の製造方法について説明する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る分割積層鉄心の製造方法においては、Ａ〜Ｉのステーションを有する金型を用い、磁性材料からなる薄板条材Ｗから最終的にステーションＩの金型内で分割鉄心片１２を積層して分割積層鉄心６を製造する。図中、斜線で示すのは刃物の打抜き箇所である。

図１は本発明に関わる順送り金型装置により加工された薄板条材Ｗの平面図であり、分割積層鉄心６を製造するための順送り金型装置は、パイロット孔形成ステーションＡ、ヨーク突出片形成ステーションＢ、ロータ片抜きステーションＣ、スロット抜きステーションＤ、第１の切り曲げステーションＥ、第２の切り曲げステーションＦ、カシメ部形成ステーションＧ、内径抜きステーションＨ、外形抜きステーションＩを備えている。なお、必要に応じて各工程間には、アイドル工程を設けることができる。

図３（Ａ）はステーションＩで打抜かれカシメ積層された状態の分割積層鉄心６の正面図と側面図である。第２のヨーク突出片１０、分割鉄心片１２及び第１のヨーク突出片１１をカシメ積層したヨーク部７とティース部８に段差を有する分割積層鉄心６が形成される。分割積層鉄心６にはヨーク端部に凹凸からなる連結部９が形成され、ステーションＩから各分割積層鉄心６の連結部同士が嵌合した状態で金型外へ排出される。

ステーションＡは位置決め用のパイロット孔１の加工と後述する切り曲げ加工での刃物の二度切りを防止するミスマッチ孔２の加工を行うステーションである。薄板条材Ｗに所定ピッチでパイロット孔１を形成し、各ステーションで薄板条材Ｗの位置決めを行う。このときミスマッチ孔２も同時に打抜き形成しているが、打抜き時の材料への応力集中を防止するために、パイロット孔１付近のミスマッチ孔２はステーションＢで形成しても良い。

ステーションＢは分割鉄心片１２のヨーク片部４の内径と同一径で、固定状態で配置された刃物で分割鉄心片１２のヨーク片部４の内径と同一径の丸孔を打抜き加工する。これにより環状に形成された分割鉄心片１２を積層すると環状に形成された分割積層鉄心６のヨーク部７とティース部８に段差部を形成することになる。

ステーションＣはロータ片を順次形成してロータを製造するための加工ステーションである。ステーションＤにおいて、開口Ｏの周囲に所定数のスロットＳを打ち抜くことにより、開口Ｏを中心として所定数のティース部８を形成している。

ステーションＥ、Ｆにおいて、薄板条材Ｗ上のヨーク部形成領域、すなわち各分割鉄心片のヨーク片４が環状を成して材料取りされている部位において、図中斜線で示す隣接する分割鉄心片１２同士の連結部９と連結部９とを互いにせん断分離するとともに曲げ加工する。ステーションＥとステーションＦの２工程で刃物の向きを変えてヨーク部形成領域に曲げ加工することで、各分割鉄心片積層後の分割積層鉄心６のヨーク部端に凹凸部を形成している。

ここで、一方の分割鉄心片１２における連結部９と他方の分割鉄心片１２における連結部９とは、薄板条材Ｗ上におけるヨーク部形成領域の外側および内側にまで延びる刃物によってせん断分離される。このとき、ヨーク部形成領域の外側および内側に位置する刃物は前述したミスマッチ孔２とスロットＳ内に入り込むため、薄板条材を二度切りせずに済み、分割鉄心片１２の位置ずれを起こすことはない。

ステーションＧにおいて、所定箇所にカシメ部５を形成する。この場合、ヨーク部形成領域にカシメ部を形成する。最下部の第２のヨーク突出片１０にはカシメ貫通孔が形成され、その上にカシメ積層される第２のヨーク突出片、分割鉄心片１２及び第１のヨーク突出片１１に丸平カシメ又はＶカシメが形成される。

ステーションＨにおいて、ティース片部３の歯先となる環状形成された分割鉄心片１２（ステータ片）の内径を打ち抜く。ステーションＣでロータ片を打ち抜いたときに開口Ｏが形成されているため、パンチの先端部に荷重がかからず、より軽負荷でプレス作業を行うことができ、ティース片部の歯先を精度よく形成できる。

ステーションＩは外形抜きステーションであって、各プレス処理が行われた分割鉄心片１２を環状に形成した分割鉄心片１２の外形抜きを行い、個々の分割鉄心片１２を薄板条材Ｗから分離し、分割鉄心片１２を先に打抜き形成した下層の分割鉄心片に積層して結合される。なお、転積、スキューについては周知であるので、説明を省略する。

以上の積層鉄心の製造方法によって製造された環状分割積層鉄心は、金型装置から排出されたあと各分割積層鉄心６を分離させることができ、巻線が極めて容易となる。また、複数の分割積層鉄心６同士を連結させた状態とすれば、ヨーク部７の載置面積が増えるため、バランスを崩すことなく安定して巻線が行え、さらには組立も極めて容易となる。

続いて、図２を参照しながら、本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
図２に示すように、本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法においては、Ａ〜Ｉのステーションを有する金型を用い、本発明の実施の形態で説明したステーションと異なる構成のステーションＤ１、Ｄ２、Ｄ３のスロット抜き工程についてのみ説明する。

図３（Ｂ）はステーションＤ１、Ｄ２、Ｄ３のスロット抜き工程を含み、ステーションＩで打抜かれカシメ積層された状態の分割積層鉄心１２の正面図と側面図である。ティース部８が俵状に形成され、ティース部８の幅を異ならせ、ヨーク部７とティース部８に段差を有する分割積層鉄心６が形成される。分割積層鉄心６にはヨーク端部に凹凸からなる連結部９が形成され、ステーションＩから各分割積層鉄心６の連結部同士が嵌合した状態で金型外へ排出される。

スロット抜き工程では、薄板条材のスロット形成予定領域を、円周方向に沿って、一方側の略半スロット領域（左半スロット領域）ＳＬと中間領域と他方側の略半径スロット領域（右半スロット領域）ＳＲに分割された複数の領域に分割する。

ステーションＤ１では、スロット形成予定箇所の中央に中間領域ＳＭを打抜き形成する。ステーションＤ２では、スロット形成予定箇所の左側に左半スロット領域ＳＬを打抜き、ステーションＤ３では、スロット形成予定箇所の右側に右半スロット領域ＳＲを打抜き形成する。

前述のステーションＤ２とステーションＤ３には、それぞれのステーションのパンチ及びダイをそれぞれ環状に形成される分割鉄心片の中心周りに回動させる回動手段が設けられており、スロットＳの幅に応じてそれぞれのパンチ及びダイを回転できるようになっている。

中間領域ＳＭの外形を予めスロット径より僅かに大きく形成しておくことで、スロット外形箇所での金型によるヒゲやバリの発生を防止することができる。

また、ステーションＤ２により打ち抜く左半スロット領域ＳＬとステーションＤ３により打ち抜く右半スロット領域ＳＲは、中間領域ＳＭとオーバーラップするように打抜くことにより、そのオーバーラップする領域での金型によるヒゲやバリの発生を防止することができる。

以上のように本発明の他の実施の形態によれば、各スロットを円周方向に沿って左半スロット領域ＳＬと、中間領域ＳＭと、右半スロット領域ＳＲにからなる複数の領域に分割し、先に中間領域ＳＭを形成するので、その中間領域ＳＭの幅の分だけティース幅の可変範囲を広くすることができる。

本発明の他の実施の形態によれば、ティース部８とヨーク部７に段差部が形成され、ティース部８形状が平行でティース幅が小さい製品からティース部８の角度が付けられていてティース幅が広い製品までを同一の金型を用いて製造することができる。すなわち本発明の他の実施の形態では、ティース幅の可変範囲の幅が中間領域ＳＭの幅程度広がった、ティース部８とヨーク部７の高さの異なる分割積層鉄心６を製造することができる。

Ｗ：薄板条材、１：パイロット孔、２：ミスマッチ孔、３：ティース片部、Ｏ：開口、Ｓ：スロット、４：ヨーク片部、５：カシメ部、６：分割積層鉄心、７：ヨーク部、８：ティース部、ＳＭ：中間領域、ＳＬ：左半スロット領域、ＳＲ：右半スロット領域、９：連結部、１０：第２のヨーク突出片、１１：第１のヨーク突出片、１２：分割鉄心片

Claims

ヨーク片部とティース片部からなる分割鉄心片を積層して形成され、ヨーク部またはティース部の高さの異なる分割積層鉄心を、最終的に環状に連結して形成する分割積層鉄心の製造方法であって、前記薄板条材から前記ヨーク片部の内径と同一径の丸孔を打抜き形成するヨーク突出片形成工程と、前記薄板条材に所定数のスロットを打ち抜くスロット抜き工程と、前記薄板条材に環状配置された前記分割鉄心片の隣接する前記分割鉄心片の連結部をせん断分離すると共に分離した該連結部の一方側を曲げ加工する切曲げ工程と、分割鉄心片の前記ティース片部の歯先を打ち抜き形成する内形抜き工程と、前記分割固定子鉄心片の外形を打ち抜いて個々の該分割鉄心片を分離形成すると共に、該分割鉄心片を先に打ち抜き形成された下層の分割鉄心片に積層して結合する外形抜き工程とを有していることを特徴とする分割積層鉄心の製造方法。
請求項１記載のスロット抜き工程において、各スロットを円周方向に沿って一方向の略半スロット領域と他方側の略半スロット領域に分割し、各スロットの前記一方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程と、各スロットの前記他方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程とを有していることを特徴とする分割積層鉄心の製造方法。
請求項３記載のスロット抜き工程において、各スロットを円周方向に沿って一方向の略半スロット領域と他方側の略半スロット領域の間に中間領域を有し、前記各スロットの前記一方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程と、各スロットの前記他方側の略半スロット領域を打抜き形成する工程との前に、前記各スロットの前記中間領域を打抜き形成する工程を有していることを特徴とする分割積層鉄心の製造方法。