JP2014176127A - 積層鉄心及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の金型装置の大規模な変更を伴うことなく、従来のような脱落し易いヒゲ状のバリの発生を防止した積層鉄心及びその製造方法を提供する。
【解決手段】第1の鉄心片11にかしめ貫通孔17を、第1の鉄心片11に接する第2の鉄心片12にかしめ貫通孔17に嵌入する凸部18aを有するかしめ手段13を形成した積層鉄心10及びその製造方法であって、かしめ貫通孔17の下孔部19aの直径は、凸部18aが嵌入する上孔部19の直径より小さく、下孔部19aの上領域には、上孔部19の形成時に発生する余剰金属20の貯留部34が形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】第1の鉄心片11にかしめ貫通孔17を、第1の鉄心片11に接する第2の鉄心片12にかしめ貫通孔17に嵌入する凸部18aを有するかしめ手段13を形成した積層鉄心10及びその製造方法であって、かしめ貫通孔17の下孔部19aの直径は、凸部18aが嵌入する上孔部19の直径より小さく、下孔部19aの上領域には、上孔部19の形成時に発生する余剰金属20の貯留部34が形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は複数枚の鉄心片をかしめ積層した積層鉄心(例えば、固定子、回転子)及びその製造方法に関する。
一般に、図4に示すように、積層鉄心60のプレス加工による製造は、電磁鋼板等からなる薄板の金属材料61(図5参照)にかしめ用の凸部62を設け、この金属材料61を所望の形状に外形抜きして鉄心片63を得る。そして、先行して打ち抜かれている鉄心片63の凸部62の裏面に形成されている凹部64に凸部62を密接嵌入させて両者(即ち、凹部64と凸部62)をかしめ、これを順次繰り返し所定枚数の鉄心片63を積層固着することによって、積層鉄心60が完成している(特許文献1の図8参照)。
なお、図4において、65は軸孔を示す。
なお、図4において、65は軸孔を示す。
このような積層鉄心60は、打ち抜き型で連続的に鉄心片63が打ち抜かれて積層固定されるため、金型66より搬出された積層鉄心60が個別に分離されるように、一つの積層鉄心60の最下層は、凸部62に代えて貫通孔67が設けられた鉄心片68を備えている。この最下層の鉄心片68は、図5(A)に示すように、貫通孔形成工程(I)でパンチ(「カットパンチ」ともいう)69により貫通孔67を形成した後、凸部形成工程(II)に送られる。この凸部形成工程(II)では凸部62を形成するパンチ(「ベンディングパンチ」ともいう)71で金属材料61の所定位置に凸部(具体的には半抜きかしめ)62を形成するのであるが、金型の構成上、貫通孔67にもパンチ71が嵌入する。ここで、75〜77はダイを示し、(III)は外形抜き工程を示す。
この場合、図5(B)に示すように、貫通孔67の打ち抜き精度又は金属材料61の送り精度に僅かでも誤差が生じていた場合、図6(A)〜(C)に示すように、凸部62を形成するパンチ71で貫通孔67の壁面の一部を擦ってヒゲ状のバリ(余剰金属)72を発生させてしまうという問題がある。なお、カットパンチ69の径aとベンディングパンチ71の径bは同一である。
そして、貫通孔67の壁面が擦られて発生したバリ72は、モータ組立時に回転子と固定子の間に脱落し、モータの回転不良を発生させる要因となっていた。
そして、貫通孔67の壁面が擦られて発生したバリ72は、モータ組立時に回転子と固定子の間に脱落し、モータの回転不良を発生させる要因となっていた。
このようなバリの問題を解決する手段として、貫通孔を形成した鉄心片が凸部形成工程に位置した際に、ベンディングパンチが貫通孔に入らないように、間欠動作させる方法もあるが、特別な制御機構を追加する必要があって、金型のコストアップに繋がる。
更に、特許文献1のように、貫通孔を有する鉄心片の下側に逆向きの凸部を有する鉄心片を配置して、貫通孔を下側から凸部で密閉することによって、バリが貫通孔から脱落しないようにする方法もあるが、金型に逆向き凸部を形成する機構が必要となり、刃物(パンチ及びダイ)とそれを間欠駆動するための制御機構を追加しなければならず、金型のコストアップや大型化が避けられないため、容易には採用できない。
更に、特許文献1のように、貫通孔を有する鉄心片の下側に逆向きの凸部を有する鉄心片を配置して、貫通孔を下側から凸部で密閉することによって、バリが貫通孔から脱落しないようにする方法もあるが、金型に逆向き凸部を形成する機構が必要となり、刃物(パンチ及びダイ)とそれを間欠駆動するための制御機構を追加しなければならず、金型のコストアップや大型化が避けられないため、容易には採用できない。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来の金型装置の大規模な変更を伴うことなく、従来のような脱落し易いヒゲ状のバリ(余剰金属)の発生を防止した積層鉄心及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う第1の発明に係る積層鉄心は、第1の鉄心片にかしめ貫通孔を、該第1の鉄心片に接する第2の鉄心片に前記かしめ貫通孔に嵌入する凸部を有するかしめ手段を形成した積層鉄心であって、
前記かしめ貫通孔の下孔部の直径は、前記凸部が嵌入する上孔部の直径より小さく、前記下孔部の上領域には、前記上孔部の形成時に発生する余剰金属(バリ)の貯留部が形成されている。
前記かしめ貫通孔の下孔部の直径は、前記凸部が嵌入する上孔部の直径より小さく、前記下孔部の上領域には、前記上孔部の形成時に発生する余剰金属(バリ)の貯留部が形成されている。
また、第2の発明に係る積層鉄心は、第1の発明に係る積層鉄心において、前記下孔部の直径は、前記上孔部の直径の0.6〜0.9倍の範囲にある。
第3の発明に係る積層鉄心は、第2の発明に係る積層鉄心において、前記余剰金属は前記下孔部の上部周囲に環状に配置されている。
第4の発明に係る積層鉄心は、第1〜第3の発明に係る積層鉄心において、前記かしめ手段は平かしめである。
第5の発明に係る積層鉄心の製造方法は、かしめ貫通孔が形成された第1の鉄心片と、該第1の鉄心片の上に凸部と凹部を有するかしめ手段を介してかしめ積層された複数枚の第2の鉄心片とを有する積層鉄心の製造方法において、
前記第1の鉄心片にカットパンチを用いて前記かしめ手段の凹部の直径より小さい直径を有する基準孔を形成する第1工程と、
前記基準孔に前記かしめ手段の凸部が嵌入する上孔部を形成し、該上孔部を形成するのに使用されたベンディングパンチによって削り取られた余剰金属を前記基準孔の下側に形成される下孔部内に導く第2工程と、
前記第1の鉄心片の上孔部に前記凸部を嵌入させて、前記第1の鉄心片の上に前記第2の鉄心片をかしめ積層する第3工程と、
前記第2の鉄心片の上に更に別の前記第2の鉄心片をかしめ積層する第4工程とを有する。
前記第1の鉄心片にカットパンチを用いて前記かしめ手段の凹部の直径より小さい直径を有する基準孔を形成する第1工程と、
前記基準孔に前記かしめ手段の凸部が嵌入する上孔部を形成し、該上孔部を形成するのに使用されたベンディングパンチによって削り取られた余剰金属を前記基準孔の下側に形成される下孔部内に導く第2工程と、
前記第1の鉄心片の上孔部に前記凸部を嵌入させて、前記第1の鉄心片の上に前記第2の鉄心片をかしめ積層する第3工程と、
前記第2の鉄心片の上に更に別の前記第2の鉄心片をかしめ積層する第4工程とを有する。
そして、第6の発明に係る積層鉄心の製造方法は、第5の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記下孔部の直径は、前記上孔部の直径の0.6〜0.9倍の範囲にある。
第1〜第4の発明に係る積層鉄心、及び第5、第6の発明に係る積層鉄心の製造方法においては、下孔部内の上領域にバリ(余剰金属)を(環状に)形成することによって、バリをかしめ貫通孔の壁面に強固に付着させて、バリをかしめ貫通孔内に留め置くことができる。従って、従来のように、ヒゲ状のバリの発生を抑制できる。
また、ヒゲ状のバリが発生しないので、モータ組立時にバリが脱落することもなく、バリに起因したモータの回転不良を防止できる。
凹部を形成するベンディングパンチに対してカットパンチを小径に製作することで、本発明を成し得るために金型を新たに追加する必要もなく、金型の余分なコストアップや大型化を抑止することができる。
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
本発明の一実施の形態に係る積層鉄心10は、図2に示すように、固定子積層鉄心であって、積層鉄心10は、金型によって打ち抜き形成された複数枚の鉄心片11、12をかしめ手段13を介してかしめ積層して形成されている。なお、鉄心片11は積層鉄心10の最下部の鉄心片(第1の鉄心片)を、鉄心片12はその上に積層される複数枚の鉄心片(第2の鉄心片)を示す。図2に示すように、かしめ手段13は磁極部15、環状ヨーク部16に複数設けられている。
本発明の一実施の形態に係る積層鉄心10は、図2に示すように、固定子積層鉄心であって、積層鉄心10は、金型によって打ち抜き形成された複数枚の鉄心片11、12をかしめ手段13を介してかしめ積層して形成されている。なお、鉄心片11は積層鉄心10の最下部の鉄心片(第1の鉄心片)を、鉄心片12はその上に積層される複数枚の鉄心片(第2の鉄心片)を示す。図2に示すように、かしめ手段13は磁極部15、環状ヨーク部16に複数設けられている。
図1(A)、(B)に示すように、最下部の鉄心片11にはかしめ貫通孔17が、下から2番目以降の鉄心片12には、かしめ手段13が形成されている。この実施の形態においては、かしめ手段13は平かしめ(半抜きかしめ)からなる。平かしめは、鉄心片12の下部に断面円形状の凸部18aが、鉄心片12の上側に断面円形状の凹部18が形成されている。
なお、図1(B)に示すように、鉄心片11のかしめ貫通孔17には、鉄心片12の凸部18aが嵌入する上孔部19が形成されているが、上孔部19の深さは、凸部18aの突出長と同一か、僅少の範囲で長くなっている。鉄心片11の上孔部19の下には、上孔部19と軸心を略同一にしてかしめ貫通孔17の下側部分を構成する下孔部19aが設けられている。また、上孔部19の直径及び深さは凹部18と同一寸法となっている。
下孔部19aの直径は上孔部19直径の0.6〜0.9倍となって、凹部18の直径より小さい直径を有する基準孔21の一部である下孔部19aの上領域には、上孔部19のプレス成形を行う場合に剥離するリング状の余剰金属(バリ)20を有している。
下孔部19aの直径は上孔部19直径の0.6〜0.9倍となって、凹部18の直径より小さい直径を有する基準孔21の一部である下孔部19aの上領域には、上孔部19のプレス成形を行う場合に剥離するリング状の余剰金属(バリ)20を有している。
以下、これらのかしめ手段13を有する積層鉄心の製造方法について説明する。なお、磁性金属からなる帯状板材14(図3参照)を、金型装置によって必要な形状(例えば、固定子積層鉄心の場合は、磁極片部、ヨーク片部、外形、回転子積層鉄心の場合は軸孔、磁石挿入孔、外形)を打ち抜き形成することは従来例と同一であるので、詳しい説明を省略し、本発明の焦点となる鉄心片11、12をかしめる構造について詳細に説明する。
本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法においては、図3(A)に示すように、電磁鋼板等からなる薄板の帯状板材14の状態、即ち、外形抜きがされていない状態で、鉄心片11のかしめ手段13を形成しようとする位置(以下、かしめ位置という)に、対となるカットパンチ24及びダイ25で基準孔21を形成する。この場合、ダイ25の内径がカットパンチ24の外径より僅少の範囲で大きくなっている。
次に、図3(B)に示すように、基準孔21に対して対となるベンディングパンチ27及びダイ28によって、基準孔21の上から上孔部19を帯状板材14の厚みの半分位置まで形成する。この場合のダイ28には、ベンディングパンチ27と同一径か僅かに径大の内孔を有している。ここで、基準孔21の直径a(カットパンチ24の外径と同一)は、上孔部19の直径b(ベンディングパンチ27の外径と同一)より小さく、a=(0.6〜0.9)×bとなっている。
従って、ダイ28に支持された帯状板材14の基準孔21に、基準孔21より直径の大きいベンディングパンチ27を押し込むと、凹部18と同一寸法の上孔部19が形成されると共に、基準孔21の上側の内側壁が削り取られ、基準孔21の下半分(即ち、下孔部19a)の上側位置(上部周囲)に削られた余剰金属(バリ)20が環状になって導かれている。この環状となった余剰金属20は相互に一体的に連結されるので、容易に下孔部19aから除去されない。なお、この場合、下孔部19aの上位置は余剰金属20の貯留部34を形成する(図3(B)参照)。
図1(A)に示すように、鉄心片12にはかしめ位置にベンディングパンチ27によって下側に凸部18a、上側に凹部18を形成する。この凹部18は上孔部19を形成する場合と同一のベンディングパンチ27によって形成されているので、内径及び深さは上孔部19と同一である。
このとき、図1(B)に示すように、最下部の鉄心片11にはかしめ貫通孔17の下半分の下孔部19aの上側位置に環状の余剰金属20が形成される。
このとき、図1(B)に示すように、最下部の鉄心片11にはかしめ貫通孔17の下半分の下孔部19aの上側位置に環状の余剰金属20が形成される。
この後又はこの前に、軸孔、磁極片部を形成するスロット等が形成され、各鉄心片11、12の外形抜きを行う。外形抜きされた鉄心片11の上に図1(A)に示すように通常の方法によって、かしめ手段13が形成され外形抜きされた鉄心片12を複数順次積層すると、図1(C)に示すように鉄心片11と複数枚の鉄心片12がかしめ手段13を介してかしめ積層された積層鉄心10が形成される。
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。
例えば、かしめ手段は平かしめに限らず、V字状かしめとすることもできる。また、凹部(上孔部も同じ)の深さはこの実施の形態においては、板厚の半分であったが、板厚の40〜70%とすることができる。
また、図1には固定子積層鉄心の場合についてその構造を説明したが、回転子積層鉄心であっても本発明は適用される。
例えば、かしめ手段は平かしめに限らず、V字状かしめとすることもできる。また、凹部(上孔部も同じ)の深さはこの実施の形態においては、板厚の半分であったが、板厚の40〜70%とすることができる。
また、図1には固定子積層鉄心の場合についてその構造を説明したが、回転子積層鉄心であっても本発明は適用される。
10:積層鉄心、11、12:鉄心片、13:かしめ手段、14:帯状板材、15:磁極部、16:環状ヨーク部、17:かしめ貫通孔、18:凹部、18a:凸部、19:上孔部、19a:下孔部、20:余剰金属、21:基準孔、24:カットパンチ、25:ダイ、27:ベンディングパンチ、28:ダイ、34:貯留部
Claims (6)
- 第1の鉄心片にかしめ貫通孔を、該第1の鉄心片に接する第2の鉄心片に前記かしめ貫通孔に嵌入する凸部を有するかしめ手段を形成した積層鉄心であって、
前記かしめ貫通孔の下孔部の直径は、前記凸部が嵌入する上孔部の直径より小さく、前記下孔部の上領域には、前記上孔部の形成時に発生する余剰金属の貯留部が形成されていることを特徴とする積層鉄心。 - 請求項1記載の積層鉄心において、前記下孔部の直径は、前記上孔部の直径の0.6〜0.9倍の範囲にあることを特徴とする積層鉄心。
- 請求項2記載の積層鉄心において、前記余剰金属は前記下孔部の上部周囲に環状に配置されていることを特徴とする積層鉄心。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層鉄心において、前記かしめ手段は平かしめであることを特徴とする積層鉄心。
- かしめ貫通孔が形成された第1の鉄心片と、該第1の鉄心片の上に凸部と凹部を有するかしめ手段を介してかしめ積層された複数枚の第2の鉄心片とを有する積層鉄心の製造方法において、
前記第1の鉄心片にカットパンチを用いて前記かしめ手段の凹部の直径より小さい直径を有する基準孔を形成する第1工程と、
前記基準孔に前記かしめ手段の凸部が嵌入する上孔部を形成し、該上孔部を形成するのに使用されたベンディングパンチによって削り取られた余剰金属を前記基準孔の下側に形成される下孔部内に導く第2工程と、
前記第1の鉄心片の上孔部に前記凸部を嵌入させて、前記第1の鉄心片の上に前記第2の鉄心片をかしめ積層する第3工程と、
前記第2の鉄心片の上に更に別の前記第2の鉄心片をかしめ積層する第4工程とを有することを特徴とする積層鉄心の製造方法。 - 請求項5記載の積層鉄心の製造方法において、前記下孔部の直径は、前記上孔部の直径の0.6〜0.9倍の範囲にあることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
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JP2016226109A (ja) * | 2015-05-28 | 2016-12-28 | 東芝産業機器システム株式会社 | 順送プレス加工方法 |
EP3118869A1 (en) | 2015-07-03 | 2017-01-18 | Jtekt Corporation | Manufacturing method of rotor and rotor |
EP3118870A1 (en) | 2015-07-03 | 2017-01-18 | Jtekt Corporation | Manufacturing method of rotor and rotor |
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JP2022166605A (ja) * | 2021-04-21 | 2022-11-02 | 株式会社ミスズ工業 | 積層製品の製造方法及び積層製品 |
-
2013
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