JP2019110644A - 積層鉄心、積層鉄心の製造装置及び積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示によれば、バリの発生を極めて簡便に抑制することが可能となる。【解決手段】回転子積層鉄心１は、複数の打抜部材Ｗが積層された積層体１０を備える。複数の打抜部材Ｗは、積層体１０の積層方向において最外層をなす打抜部材Ｗ２と、打抜部材Ｗ２と隣接する打抜部材Ｗ１とを含む。打抜部材Ｗ２には、長孔状を呈する貫通孔２２が設けられている。打抜部材Ｗ１には、貫通孔２２に嵌合するように構成され且つ貫通孔２２に向けて突出する山型状を呈するカシメ２０が設けられている。貫通孔２２の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部２８が設けられている。【選択図】図３

Description

本開示は、積層鉄心、積層鉄心の製造装置及び積層鉄心の製造方法に関する。

特許文献１は、コイル状に巻回された帯状の金属板（被加工板）であるコイル材をアンコイラーから所定のピッチで間欠的に順次送り出しながら、金属板の所定箇所に貫通孔又はカシメを形成する第１の工程と、金属板をパンチで打ち抜いて、貫通孔又はカシメを有する打抜部材を形成する第２の工程と、複数の打抜部材を積層しつつ貫通孔及びカシメを介して複数の打抜部材を締結して積層鉄心を形成する第３の工程とを含む積層鉄心の製造方法を開示している。

カシメは、打抜部材の表面側に形成された窪みと、打抜部材の裏面側に形成された突起とで構成されている。一の打抜部材のカシメの窪みには、他の打抜部材のカシメの突起が嵌合される。貫通孔には、積層鉄心の最下層に隣接する打抜部材のカシメの突起が嵌合される。貫通孔は、積層体を連続して製造する際、既に製造された積層体に対して次に製造する積層体がカシメによって締結されるのを防ぐ機能を有する。

特開２００７−０１４１２２号公報

ところで、カシメの種類としては、例えば、円柱形状のパンチで形成された丸形カシメ、先端がＶ字形状のパンチで形成されたＶ字形カシメなどが存在する。Ｖ字形カシメの突起は、他の種類のカシメの突起よりも大きい傾向にある。そのため、Ｖ字形カシメの突起は、貫通孔に押し込まれる際に貫通孔の内壁面を広範囲で擦って、貫通孔内にバリを生じさせることがある。このとき、Ｖ字形カシメの突起が比較的大きいことから、Ｖ字形カシメの突起によってバリが貫通孔内から押し出されることがある。このようなバリを有する積層鉄心を用いてモータを構成すると、モータの動作に伴いバリに振動、遠心力等が作用して、バリが脱落しうる。そのため、バリがモータの構成部品と衝突して、モータから異音が生じたり、モータの特性又は動作に影響を与えたりする虞がある。

そこで、本開示は、バリの発生を極めて簡便に抑制することが可能な積層鉄心、積層鉄心の製造装置及び積層鉄心の製造方法を説明する。

積層鉄心は、複数の打抜部材が積層された積層体を備える。複数の打抜部材は、積層体の積層方向において最外層をなす第１の打抜部材と、第１の打抜部材と隣接する第２の打抜部材とを含む。第１の打抜部材には、長孔状を呈する貫通孔が設けられている。第２の打抜部材には、貫通孔に嵌合するように構成され且つ貫通孔に向けて突出する山型状を呈するカシメが設けられている。貫通孔の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部が設けられている。

積層鉄心の製造装置は、帯状の金属板に貫通孔を形成するように構成された第１のパンチ部と、金属板にカシメを形成するように構成された第２のパンチ部と、金属板を打ち抜き加工して打抜部材を形成するように構成された第３のパンチ部と、第１〜第３のパンチ部を駆動させる駆動部と、制御部とを備える。第１のパンチ部は、長孔状を呈する第１のダイ孔が設けられた第１のダイと、第１のダイ孔に対応する形状を呈し且つ第１のダイ孔に対して挿抜可能に構成された第１のパンチとを含む。第１のダイ孔の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部が設けられている。第２のパンチ部は、長孔状を呈する第２のダイ孔が設けられた第２のダイと、第２のダイ孔に対応する形状を呈し且つ第２のダイ孔に対して挿抜可能に構成された第２のパンチとを含む。第２のパンチは、先端に向かうにつれて窄まる山型状を呈している。第３のパンチ部は、打抜部材の外形に対応する形状を呈する第３のダイ孔が設けられた第３のダイと、第３のダイ孔に対応する形状を呈し且つ第３のダイ孔に対して挿抜可能に構成された第３のパンチとを含む。制御部は、第１のパンチ部を制御して、金属板に貫通孔を形成することと、第３のパンチ部を制御して、貫通孔を含む第１の打抜部材を金属板から打ち抜くことと、第２のパンチ部を制御して、金属板にカシメを形成することと、第３のパンチ部を制御して、カシメを含む第２の打抜部材を金属板から打ち抜きつつカシメを貫通孔内に嵌合させることにより、第１及び第２の打抜部材を積層することとを実行する。

積層鉄心の製造方法は、長孔状を呈する第１のダイ孔に、第１のダイ孔に対応する形状を呈する第１のパンチを挿入させることで、帯状の金属板に貫通孔を形成することと、長孔状を呈する第２のダイ孔に、第２のダイ孔に対応する形状を呈し且つ先端に向かうにつれて窄まる山型状を呈する第２のパンチを挿入させることで、金属板にカシメを形成することと、所定形状を呈する第３のダイ孔に、第３のダイ孔に対応する形状を呈する第３のパンチを挿入させることで、貫通孔を含む第１の打抜部材を金属板から打ち抜くことと、第３のダイ孔に第３のパンチを挿入させることで、カシメを含む第２の打抜部材を金属板から打ち抜きつつカシメを貫通孔内に嵌合させることにより、第１及び第２の打抜部材を積層することとを含む。第１のダイ孔の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部が設けられている。

本開示に係る積層鉄心、積層鉄心の製造装置及び積層鉄心の製造方法によれば、バリの発生を極めて簡便に抑制す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、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、貫通孔とカシメとの嵌合状態を説明するために、最下層の打抜部材及びそれに隣接する打抜部材の一部を示す分解斜視図である。 図４は、回転子積層鉄心の製造装置の一例を示す概略図である。 図５（ａ）は貫通孔を形成するためのパンチを示す斜視図であり、図５（ｂ）は当該パンチに対応するダイ孔を示す斜視図である。 図６（ａ）はカシメを形成するためのパンチを示す斜視図であり、図６（ｂ）は当該パンチに対応するダイ孔を示す斜視図である。 図７（ａ）は貫通孔の形成過程を説明するための概略断面図であり、図７（ｂ）はカシメの形成過程を説明するための概略断面図である。 図８は、打抜部材を積層させる機構と、積層体を金型から排出する機構とを模式的に示す断面図であり、電磁鋼板から打抜部材をパンチにより打ち抜く様子を説明するための図である。 図９は、図８におけるパンチの押圧突起を拡大して示す断面図である。 図１０は、打抜部材を積層させる機構と、積層体を金型から排出する機構とを模式的に示す断面図であり、積層体を金型から排出する様子を説明するための図である。 図１１は、バリを有する積層鉄心の一部を拡大して示す断面図である。

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］
まず、図１〜図３を参照して、回転子積層鉄心１（積層鉄心）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。回転子が固定子（ステータ）と組み合わせられることにより、電動機（モータ）が構成される。

回転子積層鉄心１は、図１に示されるように、積層体１０と、複数の永久磁石１２と、複数の固化樹脂１４とを備える。

積層体１０は、図１に示されるように、円筒状を呈している。積層体１０の中央部には、積層体１０の積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう。）において積層体１０を貫通する軸孔１０ａが設けられている。すなわち、軸孔１０ａは、積層体１０の中心軸Ａｘに沿って延びている。本実施形態において、積層体１０は中心軸Ａｘ周りに回転するので、中心軸Ａｘは回転軸でもある。軸孔１０ａ内には、シャフトが挿通可能である。

積層体１０には、複数の磁石挿入孔１６が形成されている。磁石挿入孔１６は、図１に示されるように、積層体１０の外周縁に沿って所定間隔で並んでいる。磁石挿入孔１６は、図２に示されるように、中心軸Ａｘに沿って延びるように積層体１０を貫通している。すなわち、磁石挿入孔１６は積層方向に延びている。

磁石挿入孔１６の形状は、本実施形態では、積層体１０の外周縁に沿って延びる長孔である。磁石挿入孔１６の数は、本実施形態では６個である。磁石挿入孔１６の位置、形状及び数は、モータの用途、要求される性能などに応じて変更してもよい。

積層体１０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、後述する電磁鋼板ＥＳが所定形状に打ち抜かれた板状体であり、積層体１０に対応する形状を呈している。本明細書において、積層体１０を構成する複数の打抜部材Ｗのうち最下層以外をなすものを「打抜部材Ｗ１」（第２の打抜部材）と称し、積層体１０を構成する複数の打抜部材Ｗのうち最下層をなすものを「打抜部材Ｗ２」（第１の打抜部材）と称することがある。

積層体１０は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。「転積」とは、打抜部材Ｗ同士の角度を相対的にずらしつつ、複数の打抜部材Ｗを積層することをいう。転積は、主に積層体１０の板厚偏差を相殺することを目的に実施される。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。

積層方向において隣り合う打抜部材Ｗ同士は、図１〜図３に示されるように、カシメ部１８によって締結されている。具体的には、カシメ部１８は、図２及び図３に示されるように、打抜部材Ｗ１に形成されたカシメ２０と、打抜部材Ｗ２に形成された貫通孔２２とを含む。

カシメ２０は、打抜部材Ｗ１の表面側に形成された凹部２０ａと、打抜部材Ｗ１の裏面側に形成された凸部２０ｂとで構成されている。図３のＸ軸方向から見て、カシメ２０は、全体として山型状を呈している。より詳しくは、カシメ２０は、凸部２０ｂの突出量が最も大きい頂部２４と、図３のＹ軸方向において頂部２４の両側に位置する裾野部２６とを含む。頂部２４は、本実施形態において平坦状を呈している。裾野部２６の突出量は、頂部２４から図３のＹ軸方向外側に向かうにつれて、徐々に小さくなっている。このような形状のカシメ２０は、「Ｖカシメ」とも言われる。

一の打抜部材Ｗ１の凹部２０ａは、当該一の打抜部材Ｗ１の表面側に隣り合う他の打抜部材Ｗ１の凸部２０ｂと接合される。一の打抜部材Ｗ１の凸部２０ｂは、当該一の打抜部材Ｗ１の裏面側において隣り合う更に他の打抜部材Ｗ１の凹部２０ａと接合される。

貫通孔２２は、図３に示されるように、矩形状を呈している。より詳しくは、貫通孔２２は、図３のＹ軸方向に延びる長孔である。貫通孔２２の長辺の長さＡ１は、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ程度であってもよい。貫通孔２２の短辺の長さＢ１は、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であってもよい。

貫通孔２２の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、切欠部２８が設けられている。切欠部２８は、貫通孔２２の当該中央部から図３のＸ方向外側に向けて突出している。切欠部２８は、本実施形態において、矩形状を呈している。貫通孔２２の長手方向（図３のＹ軸方向）における切欠部２８の長さＡ２は、長さＡ１よりも小さくなるように設定されている。長さＡ２は、カシメ２０の頂部２４の長さＡ３と同程度以上であってもよいし、長さＡ１の１／３程度に設定されていてもよい。貫通孔２２の短手方向（図３のＸ軸方向）における切欠部２８の長さＢ２は、ダイ孔Ｄ２ａとパンチＰ２との間のクリアランスＣＬ（詳しくは後述する）の大きさに５μｍを加算した大きさ以上に設定されていてもよい。長さＢ２は、例えば、１５μｍ以上であってもよいし、１５μｍ〜２０μｍ程度であってもよい。

貫通孔２２には、打抜部材Ｗ２に隣接する打抜部材Ｗ１の凸部２０ｂが嵌合される。貫通孔２２は、積層体１０を連続して製造する際、既に製造された積層体１０に対し、続いて形成された打抜部材Ｗがカシメ２０（凸部２０ｂ）によって締結されるのを防ぐ機能を有する。

図３に示されるように、貫通孔２２の内壁面のうちの一部の領域Ｒ（図３において斜線で示されている領域）に、カシメ２０の裾野部２６の外表面が当接することで、カシメ２０が貫通孔２２に嵌合する。一方、カシメ２０が貫通孔２２内に嵌合される際、カシメ２０の頂部２４は切欠部２８の側方を通過する。そのため、頂部２４の外表面は、貫通孔２２と当接していない。

永久磁石１２は、図１及び図２に示されるように、各磁石挿入孔１６内に一つずつ挿入されている。永久磁石１２の形状は、特に限定されないが、本実施形態では直方体形状を呈している。永久磁石１２の種類は、モータの用途、要求される性能などに応じて決定すればよく、例えば、焼結磁石であってもよいし、ボンド磁石であってもよい。

固化樹脂１４は、永久磁石１２が挿入された後の磁石挿入孔１６内に溶融状態の樹脂材料（溶融樹脂）が充填された後に当該溶融樹脂が固化したものである。固化樹脂１４は、永久磁石１２を磁石挿入孔１６内に固定する機能と、積層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。固化樹脂１４を構成する樹脂材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂と、硬化開始剤と、添加剤とを含む樹脂組成物が挙げられる。添加剤としては、フィラー、難燃剤、応力低下剤などが挙げられる。

［回転子積層鉄心の製造装置］
続いて、図４〜図１０を参照して、回転子積層鉄心１の製造装置１００について説明する。

製造装置１００は、図４に示されるように、帯状の金属板である電磁鋼板ＥＳ（被加工板）から回転子積層鉄心１を製造するための装置である。製造装置１００は、アンコイラー１１０と、送出装置１２０と、打抜装置１３０と、磁石取付装置（図示せず）と、コントローラ１４０（制御部）とを備える。

アンコイラー１１０は、コイル状に巻回された帯状の電磁鋼板ＥＳであるコイル材１１１が装着された状態で、コイル材１１１を回転自在に保持する。送出装置１２０は、電磁鋼板ＥＳを上下から挟み込む一対のローラ１２１，１２２を有する。一対のローラ１２１，１２２は、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて回転及び停止し、電磁鋼板ＥＳを打抜装置１３０に向けて間欠的に順次送り出す。

打抜装置１３０は、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて動作する。打抜装置１３０は、送出装置１２０によって間欠的に送り出される電磁鋼板ＥＳを複数のパンチ部により順次打ち抜き加工して打抜部材Ｗを形成する機能と、打ち抜き加工によって得られた打抜部材Ｗを順次積層して積層体１０を製造する機能とを有する。

打抜装置１３０は、ベース１３１と、下型１３２と、ダイプレート１３３と、ストリッパ１３４と、上型１３５と、天板１３６と、プレス機１３７（駆動部）と、複数のパンチとを含む。

ベース１３１は、床面上に設置されており、ベース１３１に載置された下型１３２を支持する。下型１３２は、下型１３２に載置されたダイプレート１３３を保持する。下型１３２には、電磁鋼板ＥＳから打ち抜かれた材料（例えば、打抜部材Ｗ、廃材等）が排出される排出孔が所定の位置に設けられている。

ダイプレート１３３は、複数のパンチと共に、打抜部材Ｗを成形する機能を有する。ダイプレート１３３には、各パンチに対応する位置にダイがそれぞれ設けられている。各ダイには、対応するパンチが挿通可能に構成されたダイ孔が設けられている。

ストリッパ１３４は、各パンチで電磁鋼板ＥＳを打ち抜く際に、電磁鋼板ＥＳをダイプレート１３３との間で挟持する機能と、各パンチに食いついた電磁鋼板ＥＳを各パンチから取り除く機能とを有する。上型１３５は、ストリッパ１３４の上方に位置している。上型１３５には、各パンチの基端部が固定されている。そのため、上型１３５は、各パンチを保持している。

天板１３６は、上型１３５の上方に位置している。天板１３６は、上型１３５を保持している。プレス機１３７は、天板１３６の上方に位置している。プレス機１３７のピストンは、天板１３６に接続されており、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて動作する。プレス機１３７が動作すると、ピストンが伸縮して、ストリッパ１３４、上型１３５、天板１３６、各パンチが全体的に上下動する。

磁石取付装置は、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて動作する。磁石取付装置は、打抜装置１３０によって得られた積層体１０の各磁石挿入孔１６に永久磁石１２を挿通する機能と、永久磁石１２が挿通された磁石挿入孔１６内に溶融樹脂を充填する機能とを有する。

コントローラ１４０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、送出装置１２０、打抜装置１３０及び磁石取付装置をそれぞれ動作させるための指示信号を生成し、送出装置１２０、打抜装置１３０及び磁石取付装置に当該指示信号をそれぞれ送信する。

ここで、打抜装置１３０が含む複数のパンチ及び複数のダイについて、より詳しく説明する。打抜装置１３０は、例えば、図５〜図９に示されるように、パンチ部Ｐ１０，Ｐ２０，Ｐ３０を含む。

パンチ部Ｐ１０（第１のパンチ部）は、打抜部材Ｗ２に貫通孔２２を形成する機能を有する。パンチ部Ｐ１０は、図５及び図７（ａ）に示されるように、パンチＰ１（第１のパンチ）及びダイＤ１（第１のダイ）の組み合わせにより構成されている。

ダイＤ１には、図５（ｂ）に示されるように、ダイ孔Ｄ１ａ（第１のダイ孔）が形成されている。ダイ孔Ｄ１ａは、矩形状を呈している。より詳しくは、ダイ孔Ｄ１ａは、図５（ｂ）のＹ軸方向に延びる長孔である。ダイ孔Ｄ１ａの長辺の長さＡ１１は、貫通孔２２の長辺の長さＡ１と同程度であり、例えば、３ｍｍ〜５ｍｍ程度であってもよい。ダイ孔Ｄ１ａの短辺の長さＢ１１は、貫通孔２２の短辺の長さＢ１と同程度であり、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であってもよい。

ダイ孔Ｄ１ａの一対の長辺の中央部にはそれぞれ、切欠部Ｄ１ｂが設けられている。切欠部Ｄ１ｂは、ダイ孔Ｄ１ａの当該中央部から図５（ｂ）のＸ方向外側に向けて突出している。切欠部Ｄ１ｂは、本実施形態において、矩形状を呈している。ダイ孔Ｄ１ａの長手方向（図５（ｂ）のＹ軸方向）における切欠部Ｄ１ｂの長さＡ１２は、長さＡ１と同程度であり、長さＡ１１よりも小さくなるように設定されている。長さＡ１２は、長さＡ１１の１／３程度に設定されていてもよい。ダイ孔Ｄ１ａの短手方向（図５（ｂ）のＸ軸方向）における切欠部Ｄ１ｂの長さＢ１２は、ダイ孔Ｄ２ａとパンチＰ２との間のクリアランスＣＬ（詳しくは後述する）の大きさに５μｍを加算した大きさ以上に設定されていてもよい。長さＢ１２は、長さＢ２と同程度であり、例えば、１５μｍ以上であってもよいし、１５μｍ〜２０μｍ程度であってもよい。

パンチＰ１は、図５（ａ）に示されるように、直方体形状を呈しており、ダイ孔Ｄ１ａに対応する形状を有する。パンチＰ１は、一対の突条Ｐ１ａを含む。一対の突条Ｐ１ａはそれぞれ、パンチＰ１の短手方向において対向する一対の側面の中央部に位置している。突条Ｐ１ａは、直方体形状を呈しており、切欠部Ｄ１ｂに対応する形状を有する。パンチＰ１は、図７（ａ）に示されるように、ストリッパ１３４の貫通孔１３４ａを通じてダイ孔Ｄ１ａ内に対して挿抜可能に構成されている。

パンチ部Ｐ２０（第２のパンチ部）は、打抜部材Ｗ１にカシメ２０を形成する機能を有する。パンチ部Ｐ２０は、図６及び図７（ｂ）に示されるように、パンチＰ２（第２のパンチ）及びダイＤ２（第２のダイ）の組み合わせにより構成されている。

ダイＤ２には、図６（ｂ）に示されるように、ダイ孔Ｄ２ａ（第２のダイ孔）が形成されている。ダイ孔Ｄ２ａは、矩形状を呈している。ダイ孔Ｄ２ａの大きさは、ダイ孔Ｄ１ａの大きさと同程度であってもよい。

パンチＰ２は、図６（ａ）に示されるように、直方体形状を呈しており、ダイ孔Ｄ２ａに対応する形状を有する。パンチＰ２は、図７（ｂ）に示されるように、ストリッパ１３４の貫通孔１３４ｂを通じてダイ孔Ｄ２ａ内に対して挿抜可能に構成されている。図７（ｂ）に示されるように、パンチＰ２の外形は、ダイ孔Ｄ２ａの外形よりも若干小さく設定されている。ダイ孔Ｄ２ａとパンチＰ２との間のクリアランスＣＬは、カシメ２０と貫通孔２２との間で生じさせようとする嵌合力に応じて種々の大きさに設定しうるが、例えば１０μｍ〜２０μｍ程度であってもよいし、１０μｍ〜１５μｍ程度であってもよい。クリアランスＣＬが２０μｍを超えると、カシメ２０の凸部２０ｂが凹部２０ａに嵌入しがたくなる傾向にある。

パンチＰ２の先端部Ｐ２ａは、全体として山型状を呈している。より詳しくは、先端部Ｐ２ａは、突出量が最も大きい頂部Ｐ２ｂと、図５（ａ）のＹ軸方向において頂部Ｐ２ｂの両側に位置する裾野部Ｐ２ｃとを含む。頂部Ｐ２ｂは、本実施形態において平坦状を呈している。ここで、切欠部Ｄ１ｂの長さＡ１２は、図５（ａ）のＹ軸方向における頂部Ｐ２ｂの幅Ａ１３と同程度以上であってもよい。裾野部Ｐ２ｃの突出量は、頂部Ｐ２ｂから図５（ａ）のＹ軸方向外側に向かうにつれて、徐々に小さくなっている。

パンチ部Ｐ３０（第３のパンチ部）は、電磁鋼板ＥＳを打ち抜き加工して打抜部材Ｗを形成する機能を有する。パンチ部Ｐ３０は、図８に示されるように、パンチＰ３（第３のパンチ）及びダイＤ３（第３のダイ）の組み合わせにより構成されている。

ダイＤ３には、ダイ孔Ｄ３ａ（第３のダイ孔）が形成されている。ダイ孔Ｄ３ａは、打抜部材Ｗの外形形状に対応する形状を呈している。

パンチＰ３は、ダイ孔Ｄ３ａに対応する形状を有する。パンチＰ３は、ストリッパ１３４の貫通孔１３４ｃを通じてダイ孔Ｄ３ａ内に対して挿抜可能に構成されている。パンチＰ３の先端面には、図９に示されるように、複数の押圧突起Ｐ３ａが設けられている。押圧突起Ｐ３ａは、当該先端面から当該先端面に対して交差する方向に突出している。複数の押圧突起Ｐ３ａは、電磁鋼板ＥＳに設けられているカシメ２０に対応する位置にそれぞれ設けられている。

ダイＤ３の下方の空間１３２ａ内には、シリンダ１３２ｂと、ステージ１３２ｃと、プッシャ１３２ｄとが配置されている。シリンダ１３２ｂは、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて上下方向に移動可能に構成されている。具体的には、シリンダ１３２ｂは、シリンダ１３２ｂ上に打抜部材Ｗが積み重ねられるごとに間欠的に下方に移動する。シリンダ１３２ｂ上において打抜部材Ｗが所定枚数まで積層され、積層体１０が形成されると、図１０に示されるように、シリンダ１３２ｂの表面がステージ１３２ｃの表面と同一高さとなる位置へとシリンダ１３２ｂが移動する。

ステージ１３２ｃには、シリンダ１３２ｂが通過可能な孔１３２ｅが設けられている。プッシャ１３２ｄは、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて、ステージ１３２ｃの表面上において水平方向に移動可能に構成されている。シリンダ１３２ｂの表面がステージ１３２ｃの表面と同一高さとなる位置にシリンダ１３２ｂが移動した状態で、プッシャ１３２ｄは、積層体１０をシリンダ１３２ｂからステージ１３２ｃに払い出す。ステージ１３２ｃに払い出された積層体１０は、図示しないコンベア等により後続の工程に搬送される。

［回転子積層鉄心の製造方法］
続いて、回転子積層鉄心１の製造方法について、図４、図７〜図１０を参照して説明する。

図４に示されるように、電磁鋼板ＥＳが送出装置１２０によって打抜装置１３０に送り出され、電磁鋼板ＥＳの加工対象部位が所定のパンチに到達すると、軸孔１０ａに対応する貫通孔の形成（いわゆる内径抜き）、各磁石挿入孔１６に対応する貫通孔の形成、カシメ２０又は貫通孔２２の形成、電磁鋼板ＥＳからの打抜部材Ｗの打ち抜き（いわゆる外径抜き）がそれぞれ行われる。

カシメ２０及び貫通孔２２は、選択的に形成される。すなわち、電磁鋼板ＥＳのうち打抜部材Ｗ１が形成される予定の領域にカシメ２０が形成され、電磁鋼板ＥＳのうち打抜部材Ｗ２が形成される予定の領域に貫通孔２２が形成される。

貫通孔２２は、次のように形成される。すなわち、図７（ａ）に示されるように、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて打抜装置１３０が動作すると、ストリッパ１３４がダイプレート１３３に向けて降下して、電磁鋼板ＥＳがダイプレート１３３及びストリッパ１３４によって挟持される。この状態でさらに打抜装置１３０が動作すると、ストリッパ１３４の貫通孔１３４ａを通じてパンチＰ１が降下して、ダイプレート１３３に保持されたダイＤ１のダイ孔Ｄ１ａ内へと電磁鋼板ＥＳをパンチＰ１の先端部が押し出す。これにより、パンチＰ１によって電磁鋼板ＥＳに貫通孔２２が形成される。

カシメ２０は次のように形成される。すなわち、図７（ｂ）に示されるように、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて打抜装置１３０が動作すると、ストリッパ１３４がダイプレート１３３に向けて降下して、電磁鋼板ＥＳがダイプレート１３３及びストリッパ１３４によって挟持される。この状態でさらに打抜装置１３０が動作すると、ストリッパ１３４の貫通孔１３４ｂを通じてパンチＰ２が降下して、ダイプレート１３３に保持されたダイＤ２のダイ孔Ｄ２ａ内へと電磁鋼板ＥＳをパンチＰ２の先端部が押し出す。これにより、パンチＰ２によって電磁鋼板ＥＳにカシメ２０が形成される。

電磁鋼板ＥＳからの打抜部材Ｗの打ち抜きは次のように行われる。すなわち、図８に示されるように、コントローラ１４０からの指示信号に基づいて打抜装置１３０が動作すると、ストリッパ１３４がダイプレート１３３に向けて降下して、電磁鋼板ＥＳがダイプレート１３３及びストリッパ１３４によって挟持される。この状態でさらに打抜装置１３０が動作すると、ストリッパ１３４の貫通孔１３４ｃを通じてパンチＰ３が降下して、ダイプレート１３３に保持されたダイＤ３のダイ孔Ｄ３ａ内へとパンチＰ３の先端部が挿入される。これにより、パンチＰ３によって電磁鋼板ＥＳから打抜部材Ｗが打ち抜かれる。

パンチＰ３によって電磁鋼板ＥＳから打抜部材Ｗ２が打ち抜かれる際には、押圧突起Ｐ３ａは、貫通孔２２内に挿入され、電磁鋼板ＥＳを加工しない。一方、パンチＰ３によって電磁鋼板ＥＳから打抜部材Ｗ１が打ち抜かれる際には、押圧突起Ｐ３ａが、対応するカシメ２０の凹部２０ａを押圧する（図９参照）。これにより、カシメ２０の凸部２０ｂは、カシメ２０の凹部２０ａ内又は貫通孔２２内に圧入され、両者が嵌合する。

パンチＰ３によって電磁鋼板ＥＳから打ち抜かれた打抜部材Ｗは、図８に示されるように、シリンダ１３２ｂ上において積層され、積層体１０が構成される。積層体１０は、図１０に示されるように、プッシャ１３２ｄによってシリンダ１３１ｂからステージ１３２ｃに払い出される。その後、磁石取付装置において、積層体１０の磁石挿入孔１６内に永久磁石１２及び溶融樹脂が充填され、固化樹脂１４によって永久磁石１２が磁石挿入孔１６内に固定される。これにより、回転子積層鉄心１が完成する。

［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、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。

例えば、ダイ孔Ｄ１ａに設けられている切欠部Ｄ１ｂは、矩形状以外の形状（例えば、三角形状、台形状、半円形状、弓形状など）を呈していてもよい。

２つ以上の永久磁石１２が組み合わされた一組の磁石組が、一つの磁石挿入孔１６内にそれぞれ挿入されていてもよい。この場合、一つの磁石挿入孔１６内において、複数の永久磁石１２が磁石挿入孔１６の長手方向において並んでいてもよい。一つの磁石挿入孔１６内において、複数の永久磁石１２が磁石挿入孔１６の延在方向において並んでいてもよい。一つの磁石挿入孔１６内において、複数の永久磁石１２が当該長手方向に並ぶと共に複数の永久磁石１２が当該延在方向において並んでいてもよい。

上記の実施形態では、回転子積層鉄心１について説明したが、固定子積層鉄心に本発明を適用してもよい。この場合、複数の鉄心片が組み合わされてなる分割型の固定子積層鉄心であってもよいし、非分割型の固定子積層鉄心であってもよい。

［本開示の概要］
ところで、貫通孔２２に切欠部２８が設けられていない場合、図１１に示されるように、カシメ２０の凸部２０ｂが貫通孔２２に圧入された際に、凸部２０ｂが貫通孔２２の内壁面を擦って、貫通孔２２内にバリＷａが生ずることがある（図１１参照）。このようなバリＷａを有する打抜部材Ｗを含む回転子積層鉄心１を用いてモータを構成すると、モータの動作に伴いバリＷａに振動、遠心力等が作用して、バリＷａが脱落しうる。そのため、バリＷａがモータの構成部品と衝突して、モータから異音が生じたり、モータの特性に影響を与えたりする虞がある。特に近年、ハイブリッド自動車、電気自動車などの開発が進められており、モータを動力源として搭載した自動車が急増している。そのため、よりいっそう安全性が高められた車載モータの需要が高まっている。

以下の例示的な形態は、本発明を説明するための一例として提示されるものである。

例１．例１に係る積層鉄心（１）は、複数の打抜部材（Ｗ）が積層された積層体（１０）を備える。複数の打抜部材（Ｗ）は、積層体（１０）の積層方向において最外層をなす第１の打抜部材（Ｗ２）と、第１の打抜部材（Ｗ２）と隣接する第２の打抜部材（Ｗ１）とを含む。第１の打抜部材（Ｗ２）には、長孔状を呈する貫通孔（２２）が設けられている。第２の打抜部材（Ｗ１）には、貫通孔（２２）に嵌合するように構成され且つ貫通孔（２２）に向けて突出する山型状を呈するカシメ（２０）が設けられている。貫通孔（２２）の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部（２８）が設けられている。この場合、Ｖ字形状のカシメ（２０）が貫通孔（２２）に圧入される際に、カシメ（２０）の頂部（２４）近傍は、切欠部（２８）の側方を通過し、貫通孔（２２）と接触し難い。そのため、カシメ（２０）の突起によって貫通孔（２２）の内壁面が強く擦られることが生じ難くなり、バリの発生が極めて抑制される。一方、Ｖ字形状のカシメ（２０）が貫通孔（２２）に圧入される際に、カシメ（２０）の突起（２０ａ）の裾野部（２６）近傍は貫通孔（２２）の内壁面と接触する。これにより、カシメ（２０）と貫通孔（２２）とが嵌合する。以上より、カシメ（２０）と貫通孔（２２）との嵌合を実現しつつ、切欠部（２８）の存在によりバリの発生を極めて簡便に抑制することが可能となる。

例２．上記例１の積層鉄心（１）において、カシメ（２０）の頂部（２４）は平坦状を呈しており、貫通孔（２２）の長手方向における切欠部（２８）の長さ（Ａ２）は、当該長手方向に対応する方向におけるカシメ（２０）の頂部（２４）の幅（Ａ３）以上であってもよい。この場合、カシメ（２０）の頂部（２４）近傍がいっそう貫通孔（２２）と接触し難くなる。そのため、バリの発生をさらに抑制することが可能となる。

例３．上記例２又は例３の積層鉄心（１）において、対向方向における切欠部（２８）の高さは１５μｍ以上であってもよい。一般に、カシメ（２０）を形成するために用いられるダイ孔（Ｄ２ａ）とパンチ（Ｐ２）との間のクリアランス（ＣＬ）は１０μｍ以上に設定されることがある。すなわち、例３によれば、切欠部２８の高さがクリアランス（ＣＬ）を超える大きさに設定されている。そのため、カシメ（２０）が貫通孔（２２）内に圧入されて、カシメ（２０）の頂部（２４）近傍が切欠部（２８）内にまで迫り出しても切欠部（２８）の内壁面と接触し難い。従って、バリの発生をさらに抑制することが可能となる。

例４．上記例１〜例３のいずれかの積層鉄心（１）において、積層方向から見て、切欠部（２８）は矩形状を呈していてもよい。この場合、貫通孔（２２）及び切欠部（２８）の輪郭に対応する形状を有するパンチ（Ｐ１）を形成しやすくなる。

例５．例５に係る積層鉄心の製造装置（１００）は、帯状の金属板（ＥＳ）に貫通孔（２２）を形成するように構成された第１のパンチ部（Ｐ１０）と、金属板（ＥＳ）にカシメ（２０）を形成するように構成された第２のパンチ部（Ｐ２０）と、金属板（ＥＳ）を打ち抜き加工して打抜部材（Ｗ）を形成するように構成された第３のパンチ部（Ｐ３０）と、第１〜第３のパンチ部（Ｐ１０〜Ｐ３０）を駆動させる駆動部（１３７）と、制御部（１４０）とを備える。第１のパンチ部（Ｐ１０）は、長孔状を呈する第１のダイ孔（Ｄ１ａ）が設けられた第１のダイ（Ｄ１）と、第１のダイ孔（Ｄ１ａ）に対応する形状を呈し且つ第１のダイ孔（Ｄ１ａ）に対して挿抜可能に構成された第１のパンチ（Ｐ１）とを含む。第１のダイ孔（Ｄ１ａ）の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部（Ｄ１ｂ）が設けられている。第２のパンチ部（Ｐ２０）は、長孔状を呈する第２のダイ孔（Ｄ２ａ）が設けられた第２のダイ（Ｄ２）と、第２のダイ孔（Ｄ２ａ）に対応する形状を呈し且つ第２のダイ孔（Ｄ２ａ）に対して挿抜可能に構成された第２のパンチ（Ｐ２）とを含む。第２のパンチ（Ｐ２）は、先端に向かうにつれて窄まる山型状を呈している。第３のパンチ部（Ｐ３０）は、打抜部材（Ｗ）の外形に対応する形状を呈する第３のダイ孔（Ｄ３ａ）が設けられた第３のダイ（Ｄ３）と、第３のダイ孔（Ｄ３ａ）に対応する形状を呈し且つ第３のダイ孔（Ｄ３ａ）に対して挿抜可能に構成された第３のパンチ（Ｐ３）とを含む。制御部（１４０）は、第１のパンチ部（Ｐ１０）を制御して、金属板（Ｅｓ）に貫通孔（２２）を形成することと、第３のパンチ部（Ｐ３０）を制御して、貫通孔（２２）を含む第１の打抜部材（Ｗ２）を金属板（ＥＳ）から打ち抜くことと、第２のパンチ部（Ｐ２０）を制御して、金属板（ＥＳ）にカシメ（２０）を形成することと、第３のパンチ部（Ｐ３０）を制御して、カシメ（２０）を含む第２の打抜部材（Ｗ１）を金属板（ＥＳ）から打ち抜きつつカシメ（２０）を貫通孔（２２）内に嵌合させることにより、第１及び第２の打抜部材（Ｗ２，Ｗ１）を積層することとを実行する。この場合、例１の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例６．上記例５の装置（１００）において、第２のパンチ（Ｐ２）の頂部（Ｐ２ｂ）は平坦状を呈しており、第１のダイ（Ｄ１）の長手方向における切欠部（Ｄ１ｂ）の長さ（Ａ１２）は、当該長手方向に対応する方向における第２のパンチ（Ｐ２）の頂部（Ｐ２ｂ）の幅（Ａ１３）以上であってもよい。この場合、例２の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例７．上記例５又は例６の装置（１００）において、対向方向における切欠部（Ｄ１ｂ）の高さは、第２のダイ孔（Ｄ２ａ）と第２のパンチ（Ｐ２）との間のクリアランス（ＣＬ）の大きさに５μｍを加算した大きさ以上であってもよい。この場合、例３の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例８．上記例５〜例７のいずれかの装置（１００）において、第１のダイ孔（Ｄ１ａ）への第１のパンチ（Ｐ１）の挿通方向から見て、切欠部（Ｄ１ｂ）は矩形状を呈していてもよい。この場合、例４の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例９．例９に係る積層鉄心（１）の製造方法は、長孔状を呈する第１のダイ孔（Ｄ１ａ）に、第１のダイ孔（Ｄ１ａ）に対応する形状を呈する第１のパンチ（Ｐ１）を挿入させることで、帯状の金属板（ＥＳ）に貫通孔（２２）を形成することと、長孔状を呈する第２のダイ孔（Ｄ２ａ）に、第２のダイ孔（Ｄ２ａ）に対応する形状を呈し且つ先端に向かうにつれて窄まる山型状を呈する第２のパンチ（Ｐ２）を挿入させることで、金属板（ＥＳ）にカシメ（２０）を形成することと、所定形状を呈する第３のダイ孔（Ｄ３ａ）に、第３のダイ孔（Ｄ３ａ）に対応する形状を呈する第３のパンチ（Ｐ３）を挿入させることで、貫通孔（２２）を含む第１の打抜部材（Ｗ２）を金属板（ＥＳ）から打ち抜くことと、第３のダイ孔（Ｄ３ａ）に第３のパンチ（Ｐ３）を挿入させることで、カシメ（２０）を含む第２の打抜部材（Ｗ１）を金属板（ＥＳ）から打ち抜きつつカシメ（２０）を貫通孔（２２）内に嵌合させることにより、第１及び第２の打抜部材（Ｗ２，Ｗ１）を積層することとを含む。第１のダイ孔（Ｄ１ａ）の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部（Ｄ１ｂ）が設けられている。この場合、例１の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例１０．上記例９の方法において、第２のパンチ（Ｐ２）の頂部（２４）は平坦状を呈しており、第１のダイ（Ｄ１）の長手方向における切欠部（Ｄ１ｂ）の長さ（Ａ１２）は、当該長手方向に対応する方向における第２のパンチ（Ｐ２）の頂部（Ｐ２ｂ）の幅（Ａ１３）以上であってもよい。この場合、例２の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例１１．上記例９又は例１０の方法において、対向方向における切欠部（Ｄ１ｂ）の高さは、第２のダイ孔（Ｄ２ａ）と第２のパンチ（Ｐ２）との間のクリアランス（ＣＬ）の大きさに５μｍを加算した大きさ以上であってもよい。この場合、例３の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

例１２．上記例９〜例１１のいずれかの方法において、第１のダイ孔（Ｄ１ａ）への第１のパンチ（Ｐ１）の挿通方向から見て、切欠部（Ｄ１ｂ）は矩形状を呈していてもよい。この場合、例４の積層鉄心（１）と同様の作用効果が得られる。

１…回転子積層鉄心（積層鉄心）、１０…積層体、１８…カシメ部、２０…カシメ、２０ａ…凹部、２０ｂ…凸部、２２…貫通孔、２４…頂部、２６…裾野部、２８…切欠部、１００…製造装置、１３０…打抜装置、１３７…プレス機（駆動部）、１４０…コントローラ（制御部）、ＣＬ…クリアランス、Ｄ１…ダイ（第１のダイ）、Ｄ１ａ…ダイ孔（第１のダイ孔）、Ｄ１ｂ…切欠部、Ｄ２…ダイ（第２のダイ）、Ｄ２ａ…ダイ孔（第２のダイ孔）、Ｄ３…ダイ（第３のダイ）、Ｄ３ａ…ダイ孔（第３のダイ孔）、ＥＳ…電磁鋼板（金属板；被加工板）、Ｐ１…パンチ（第１のパンチ）、Ｐ２…パンチ（第２のパンチ）、Ｐ２ａ…先端部、Ｐ２ｂ…頂部、Ｐ２ｃ…裾野部、Ｐ３…パンチ（第３のパンチ）、Ｐ１０…パンチ部（第１のパンチ部）、Ｐ２０…パンチ部（第２のパンチ部）、Ｐ３０…パンチ部（第３のパンチ部）、Ｗ…打抜部材、Ｗ１…打抜部材（第２の打抜部材）、Ｗ２…打抜部材（第１の打抜部材）。

Claims (12)

1. 複数の打抜部材が積層された積層体を備え、
   前記複数の打抜部材は、前記積層体の積層方向において最外層をなす第１の打抜部材と、前記第１の打抜部材と隣接する第２の打抜部材とを含み、
   前記第１の打抜部材には、長孔状を呈する貫通孔が設けられており、
   前記第２の打抜部材には、前記貫通孔に嵌合するように構成され且つ前記貫通孔に向けて突出する山型状を呈するカシメが設けられており、
   前記貫通孔の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、前記一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部が設けられている、積層鉄心。
2. 前記カシメの頂部は平坦状を呈しており、
   前記貫通孔の長手方向における前記切欠部の長さは、前記長手方向に対応する方向における前記カシメの頂部の幅以上である、請求項１に記載の積層鉄心。
3. 前記対向方向における前記切欠部の高さは１５μｍ以上である、請求項１又は２に記載の積層鉄心。
4. 前記積層方向から見て、前記切欠部は矩形状を呈する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層鉄心。
5. 帯状の金属板に貫通孔を形成するように構成された第１のパンチ部と、
   前記金属板にカシメを形成するように構成された第２のパンチ部と、
   前記金属板を打ち抜き加工して打抜部材を形成するように構成された第３のパンチ部と、
   前記第１〜第３のパンチ部を駆動させる駆動部と、
   制御部とを備え、
   前記第１のパンチ部は、
   長孔状を呈する第１のダイ孔が設けられた第１のダイと、
   前記第１のダイ孔に対応する形状を呈し且つ前記第１のダイ孔に対して挿抜可能に構成された第１のパンチとを含み、
   前記第１のダイ孔の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、前記一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部が設けられており、
   前記第２のパンチ部は、
   長孔状を呈する第２のダイ孔が設けられた第２のダイと、
   前記第２のダイ孔に対応する形状を呈し且つ前記第２のダイ孔に対して挿抜可能に構成された第２のパンチとを含み、
   前記第２のパンチは、先端に向かうにつれて窄まる山型状を呈しており、
   前記第３のパンチ部は、
   前記打抜部材の外形に対応する形状を呈する第３のダイ孔が設けられた第３のダイと、
   前記第３のダイ孔に対応する形状を呈し且つ前記第３のダイ孔に対して挿抜可能に構成された第３のパンチとを含み、
   前記制御部は、
   前記第１のパンチ部を制御して、前記金属板に前記貫通孔を形成することと、
   前記第３のパンチ部を制御して、前記貫通孔を含む第１の打抜部材を前記金属板から打ち抜くことと、
   前記第２のパンチ部を制御して、前記金属板に前記カシメを形成することと、
   前記第３のパンチ部を制御して、前記カシメを含む第２の打抜部材を前記金属板から打ち抜きつつ前記カシメを前記貫通孔内に嵌合させることにより、前記第１及び第２の打抜部材を積層することとを実行する、積層鉄心の製造装置。
6. 前記第２のパンチの頂部は平坦状を呈しており、
   前記第１のダイの長手方向における前記切欠部の長さは、前記長手方向に対応する方向における前記第２のパンチの頂部の幅以上である、請求項５に記載の装置。
7. 前記対向方向における前記切欠部の高さは、前記第２のダイ孔と前記第２のパンチとの間のクリアランスの大きさに５μｍを加算した大きさ以上である、請求項５又は６に記載の装置。
8. 前記第１のダイ孔への前記第１のパンチの挿通方向から見て、前記切欠部は矩形状を呈する、請求項５〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 長孔状を呈する第１のダイ孔に、前記第１のダイ孔に対応する形状を呈する第１のパンチを挿入させることで、帯状の金属板に貫通孔を形成することと、
   長孔状を呈する第２のダイ孔に、前記第２のダイ孔に対応する形状を呈し且つ先端に向かうにつれて窄まる山型状を呈する第２のパンチを挿入させることで、前記金属板にカシメを形成することと、
   所定形状を呈する第３のダイ孔に、前記第３のダイ孔に対応する形状を呈する第３のパンチを挿入させることで、前記貫通孔を含む第１の打抜部材を前記金属板から打ち抜くことと、
   前記第３のダイ孔に前記第３のパンチを挿入させることで、前記カシメを含む第２の打抜部材を前記金属板から打ち抜きつつ前記カシメを前記貫通孔内に嵌合させることにより、前記第１及び第２の打抜部材を積層することとを含み、
   前記第１のダイ孔の一対の長辺の中央部にはそれぞれ、前記一対の長辺の対向方向において外方に突出する切欠部が設けられている、積層鉄心の製造方法。
10. 前記第２のパンチの頂部は平坦状を呈しており、
    前記第１のダイの長手方向における前記切欠部の長さは、前記長手方向に対応する方向における前記第２のパンチの頂部の幅以上である、請求項９に記載の方法。
11. 前記対向方向における前記切欠部の高さは、前記第２のダイ孔と前記第２のパンチとの間のクリアランスの大きさに５μｍを加算した大きさ以上である、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記第１のダイ孔への前記第１のパンチの挿通方向から見て、前記切欠部は矩形状を呈する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。

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