実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る積層鉄心の製造方法により製造された積層鉄心を示す上面図、図2は、この発明の実施の形態1に係る積層鉄心の製造方法を示す工程フロー図、図3は、この発明の実施の形態1に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図4は、この発明の実施の形態1に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図5は、この発明の実施の形態1に係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
図1において、打ち抜き部材としてのコアピース200は、長方形の平面形状のバックヨーク部201と、バックヨーク部201から一定の幅でバックヨーク部201の幅方向の第1の方向に突出するティース部202と、を有する。積層鉄心20は、設定された枚数のコアピース200が板厚方向に重ねられた状態で、カシメ、溶接などにより一体化されて作製される。コアピース200は、バックヨーク部201同士、およびティース部202同士が重なるように積層される。ここで、バックヨーク部201の長さをL1、ティース部202の幅をL2とする。バックヨーク部201は、バックヨーク部201の内径側の境界線であるバックヨーク内径部201a、バックヨーク部201の長さ方向の境界線であるバックヨーク側面部201b、およびバックヨーク部201の外径側の境界線であるバックヨーク外径部201cを有する。ティース部202は、ティース部202の幅方向の境界線であるティース側面部202a、およびティース部202の突出方向の境界線であるティース先端面部202bを有する。ティース部202は、バックヨーク部201のバックヨーク内径部201aから突出している。
つぎに、積層鉄心20の製造方法を図2から図5を参照しつつ説明する。ここで、打ち抜き部材打ち抜き工程は、図2の工程フロー図における挿入工程101から第二打ち抜き工程107までの工程を含んでいる。
まず、コアピース200のバックヨーク外径部201cとティース先端面部202bとの間の距離に等しい幅を有する帯状の金属板18が用意される。金属板18の幅方向の両端部には、金属板18を送る際に用いられる貫通孔19が金属板18の長さ方向に間隔を置いて形成されている。金属板18は、例えば、0.1mmから1mmの板厚の電磁鋼板などの磁性薄板である。
挿入工程101では、金属板18が長さ方向を送り方向として送られて、金型14と第1押さえ型11との間に挿入される。このとき、金属板18は、上方から見て、その幅方向の両側面がコアピース200の打ち抜き形状のバックヨーク外径部201cとティース先端面部202bとに一致するように、金型14上に配置される。なお、金属板18の送り方向は、図4中右方向である。
第一押さえ工程102では、図3の(a)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図4に示されるように、コアピース200の打ち抜き形状に対応する金属板18の領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図3の(b)に示されるように、第1パンチ10が下降され、図4に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース200の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク側面部201b、バックヨーク内径部201aおよびティース側面部202aが分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク側面部201b、バックヨーク内径部201aおよびティース側面部202aがコアピース200の打ち抜き形状の第1境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、図示されない制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット数とパンチ・金型の摩耗量とのデータに基づいて、コアピース200の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。公差内に入ると判定すると、金属板18の予め設定された送り量が維持される。また、公差内に入らないと判定すると、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る金属板18の送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。このように、送り量調整工程104では、コアピース200の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るように送り量を調整する。ついで、送り工程105では、図3の(c)に示されるように、制御装置により予め設定された送り量または更新された送り量だけ、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図3の(d)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図5に示されるように、コアピース200の打ち抜き形状に対応する金属板18の領域が、第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図3の(d)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図5に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース200の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク側面部201b、バックヨーク内径部201aおよびティース側面部202aが分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク側面部201b、バックヨーク内径部201aおよびティース側面部202aがコアピース200の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。これにより、図3の(e)に示されるコアピース200が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース200が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心20が作製される。
このように作製された積層鉄心20は、バックヨーク部201の積層部のバックヨーク部201の長さ方向の側面同士を突き合わせて一列に配列されて、リニアモータの固定子鉄心として用いられる。
つぎに、送り量調整工程104を有することによる効果について説明する。
バックヨーク部201の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース200を金属板18から打ち抜く場合、ショット数が多くなると、金型14、第1パンチ10および第2パンチ12が消耗する。そのため、金型14、第1パンチ10および第2パンチ12の摩耗量に応じて、コアピース200のバックヨーク部201の長さL1およびティース部202の幅L2が変化する。そこで、一定の送り量で金属板18を送ってコアピース200を打ち抜いていると、コアピース200の長さL1および幅L2の寸法バラツキが大きくなる。そのため、一定のショット数毎に製造をストップして、金型14、第1パンチ10および第2パンチ12を研磨する必要があった。
実施の形態1では、バックヨーク部201の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース200を金属板18から打ち抜いている。第一打ち抜き工程では、コアピース200の第1境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、コアピース200の第2境界線を分離している。さらに、第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。送り量調整工程104では、制御装置が、ショット数に対する金型14、第1パンチ10および第2パンチ12の摩耗量のデータに基づいて、ショット数からコアピース200の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る否かを判定する。長さL1および幅L2が公差内に入ると判断した場合には、送り工程予め設定された送り量が維持される。長さL1および幅L2が公差内に入らないと判定した場合には、長さL1および幅L2が公差内に入る送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。そして、送り工程105では、送り量調整工程104で調整された送り量、すなわち予め設定された送り量または更新された送り量で金属板18が送られる、すなわち移動される。これにより、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入ったコアピース200が打ち抜かれる。その結果、製造をストップすることなく、寸法バラツキの少ないコアピース200を製造できる。さらに、金型14、第1パンチ10および第2パンチ12の研磨の回数を大幅に少なくできる。
また、コアピース200のティース部202の幅L2が設定値に対して公差内に入っている。そこで、積層鉄心20を用いて構成されたリニアモータの固定子鉄心において、ティース部202の積層部を流れる磁束量のばらつきが低減される。
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図7は、この発明の実施の形態2に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図8は、この発明の実施の形態2に係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
なお、実施の形態2による積層鉄心の製造方法の工程フロー図は、実施の形態1と同様であり、打ち抜き部材としてのコアピース200を金属板18から打ち抜いている。
挿入工程101では、金属板18が送られて、金型14と第1押さえ型11との間に挿入される。このとき、金属板18は、上方から見て、その幅方向の両側面がコアピース200のバックヨーク外径部201cとティース先端面部202bとに一致するように、金型14上に配置される。なお、金属板18の送り方向は、図7中右方向である。
第一押さえ工程102では、図6の(a)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図7に示されるように、コアピース200の打ち抜き形状に対応する金属板18の領域より送り方向の前方の領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図6の(b)に示されるように、第1パンチ10が下降され、図7に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース200の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部201a、バックヨーク側面部201b、およびティース側面部202aが分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部201a、バックヨーク側面部201b、およびティース側面部202aがコアピース200の打ち抜き形状の第1境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、上記実施の形態1と同様に、図示されない制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット数とパンチ・金型の摩耗量とのデータに基づいてコアピース200の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。さらに、制御装置は、判定結果に基づいて、予め設定された送り量を維持する、または、送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。ついで、送り工程105では、図6の(c)に示されるように、予め設定された送り量、または更新された送り量で、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図6の(d)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図8に示されるように、コアピース200の打ち抜き形状に対応する領域より送り方向の後方の金属板18の領域が、第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図6の(d)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図8に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース200の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部201a、バックヨーク側面部201b、およびティース側面部202aが分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部201a、バックヨーク側面部201b、およびティース側面部202aがコアピース200の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。ついで、図6の(e)に示されるコアピース200が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース200が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心20が作製される。
このように作製された積層鉄心20は、バックヨーク部201の積層部のバックヨーク部201の長さ方向の側面同士を突き合わせて一列に配列されて、リニアモータの固定子鉄心として用いられる。
実施の形態2においても、バックヨーク部201の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース200を金属板18から打ち抜いている。そして、第一打ち抜き工程では、コアピース200の第1境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、コアピース200の第2境界線を分離している。第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。したがって、実施の形態2は、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
なお、上記実施の形態1,2では、送り量調整工程104において、制御装置が、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判断し、公差内に入らない場合に、金属板18の送り量を再設定している。しかし、作業者が、取り出し工程108で取り出されたコアピース200の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入っているか否かの判定し、公差内に入らない場合に、金属板18の送り量を算出する。そして、作業者が、つぎの送り量調整工程104において、送り量を算出した送り量に更新してもよい。
また、上記実施の形態1,2では、金属板18から打ち抜かれたコアピース200を積層して得られる積層鉄心は、リニアモータの固定子鉄心に適用するものとして説明しているが、コアピース200を積層して得られる積層鉄心は、回転電機の固定子鉄心に適用してもよい。この場合、コアピース200のバックヨーク部201の両バックヨーク側面部201bを傾斜面とし、コアピース200からなる積層鉄心が円環状に配列できるようにすればよい。
なお、上記実施の形態1,2では、第一打ち抜き工程で、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部201a、バックヨーク側面部201b、ティース側面部202aを打ち抜いているが、第一打ち抜き工程では、少なくとも、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク側面部201bおよびティース側面部202aが打ち抜かれていればよい。同様に、第二打ち抜き工程では、少なくとも、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク側面部201bおよびティース側面部202aが打ち抜かれていればよい。
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3に係る積層鉄心の製造方法により製造された積層鉄心を示す上面図、図10は、この発明の実施の形態3に係る積層鉄心の製造方法を示す工程フロー図、図11は、この発明の実施の形態3に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図12は、この発明の実施の形態3に係る積層鉄心の製造方法における外径打ち抜き工程を説明する図、図13は、この発明の実施の形態3に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図14は、この発明の実施の形態3に係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
図9において、打ち抜き部材としてのコアピース300は、円弧形状の平面形状のバックヨーク部301と、バックヨーク部301から一定の幅でバックヨーク部301の幅方向の第1の方向に突出するティース部302と、ティース部202の先端部から幅方向両側に突出するシュー部303と、を有する。積層鉄心30は、設定された枚数のコアピース300が板厚方向に重ねられ状態で、カシメ、溶接などにより一体化されて作製される。コアピース300は、バックヨーク部301同士、ティース部302同士、シュー部303同士が重なるように積層される。ここで、バックヨーク部301の長さをL1、ティース部302の幅をL2とする。バックヨーク部301は、バックヨーク部301の内径側の境界線であるバックヨーク内径部301a、バックヨーク部301の長さ方向の境界線であるバックヨーク側面部301b、およびバックヨーク部301の外径側の境界線であるバックヨーク外径部301cを有する。ティース部302およびシュー部303は、ティース部302の幅方向の境界線であるティース側面部302a、シュー部303の外径側の境界線であるシュー外径部303a、シュー部303の突出方向の境界線であるシュー側面部303b、およびシュー部303を含めてティース部302の突出方向の境界線であるティース先端面部302bを有する。ティース部302は、バックヨーク部301のバックヨーク内径部301aから突出している。
つぎに、積層鉄心30の製造方法を図10から図14に参照しつつ説明する。なお、実施の形態3では、図10に示されるように、第一押さえ工程102に先立って、外径打ち抜き工程109を実施している。ここで、コアピース300は、バックヨーク部301の長さ方向が金属板18の長さ方向に一致し、かつティース部302がバックヨーク部301から金属板18の幅方向の第1の方向に突出する姿勢で金属板18から打ち抜かれる。
まず、コアピース300のバックヨーク外径部301cとティース先端面部302bとの間の距離より大きい幅を有する帯状の金属板18が用意される。
挿入工程101では、金属板18が送られて、金型14と外径押さえ型16との間に挿入される。ついで、外径打ち抜き工程109では、まず、図11の(a)に示されるように、外径側押さえ型16が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図12に示されるように、金属板18のコアピース300の打ち抜き形状のバックヨーク部301より金属板18の幅方向の第2の方向の領域を除く金属板18の領域が、外径押さえ型16により押さえられる。ついで、外径抜き型15が下降される。これにより、コアピース300のバックヨーク外径部301cが分離される。そして、外径側押さえ型16および外径抜き型15が上昇する。なお、金属板18の送り方向は、図13中右方向である。
ついで、第一押さえ工程102では、図11の(b)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図13に示されるように、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域を含む金属板18の領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図11の(c)に示されるように、第1パンチ10が下降され、図13に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第1の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第1境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット回数とパンチ・金型摩耗量とのデータに基づいて、コアピース300の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。公差内に入ると判定すると、金属板18の予め設定された送り量が維持される。また、公差内に入らないと判定すると、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る金属板18の送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。ついで、送り工程105では、図11の(d)に示されるように、制御装置により予め設定された送り量または更新された送り量だけ、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図11の(e)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図14に示されるように、コアピース200の打ち抜き形状に対応する領域を含む金属板18の領域が、第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図11の(e)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図14に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第2の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。これにより、コアピース300が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース300が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心30が作製される。
このように作製された積層鉄心30は、バックヨーク部201の積層部のバックヨーク部201の長さ方向の側面同士を突き合わせて一列に円環状に配列されて、回転電機の固定子鉄心として用いられる。
実施の形態3においても、バックヨーク部301の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース300を金属板18から打ち抜いている。そして、第一打ち抜き工程では、コアピース300の第1境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、コアピース300の第2境界線を分離している。第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。したがって、実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
つぎに、回転電機について図15および図16に基づいて説明する。図15は、回転電機を示す斜視図、図16は、回転電機を軸方向から見た端面図である。
回転電機1は、固定子2と、回転子5と、を有する。固定子2は、固定子鉄心3と、コイル4と、を有する。固定子鉄心3は、バックヨーク部301の積層部の長さ方向の側面同士を付き合わせて積層鉄心30を円環状に配列して構成される。図示されていないが、円環状に配列された積層鉄心30は、圧入、焼き嵌めなどにより円筒状のフレーム内に挿入される。フレームは、鉄、アルミニウムなどの金属材料で作製され、固定子鉄心3を機械的に保持する。コイル4は、積層鉄心30のティース部302の積層部にインシュレータ9を介して巻かれている。インシュレータ9は、紙、樹脂、それらの複合材料により作製され、積層鉄心30とコイル4とを電気的に絶縁する。回転子5は、シャフト6と、シャフト6に固着された回転子鉄心7と、回転子鉄心7の外周面に固着された永久磁石8と、を有する。回転子5は、固定子2の内径側に同軸に配置される。固定子2と回転子5との間には、エアギャップGが形成されている。
実施の形態3では、コアピース300のバックヨーク部301の長さL1が設定値に対して公差の範囲内に入っている。そこで、円環状に配列された積層鉄心30を圧入、焼き嵌めなどにより円筒状のフレームに挿入してフレームに保持させる際に、固定子鉄心3の外周部の一部に加わる応力集中を緩和することができる。
また、コアピース300のティース部302の幅L2が公差寸法の範囲内に入っている。そこで、積層鉄心30を用いて構成された回転電機1の固定子鉄心3において、ティース部302の積層部を流れる磁束量のばらつきが低減される。
実施の形態4.
図17は、この発明の実施の形態4に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図18は、この発明の実施の形態4に係る積層鉄心の製造方法における外径打ち抜き工程を説明する図、図19は、この発明の実施の形態4に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図20は、この発明の実施の形態4係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
なお、実施の形態3による積層鉄心の製造方法の工程フロー図は、実施の形態3と同様であり、コアピース300を金属板18から打ち抜いている。
まず、打ち抜き部材としてのコアピース300のバックヨーク外径部301cとティース先端面部302bとの間の距離より大きい幅を有する帯状の金属板18が用意される。
挿入工程101では、金属板18が送られて、金型14と外径押さえ型16との間に挿入される。ついで、外径打ち抜き工程109では、まず、図17の(a)に示されるように、外径側押さえ型16が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図18に示されるように、コアピース300の打ち抜き形状のバックヨーク部301より金属板18の幅方向の第2の方向の領域が、外径押さえ型16により押さえられる。ついで、外径抜き型15が下降される。これにより、コアピース300のバックヨーク外径部301cが分離される。そして、外径側押さえ型16および外径抜き型15が上昇する。なお、金属板18の送り方向は、図19中右方向である。
ついで、第一押さえ工程102では、図17の(b)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図19に示されるように、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の送り方向の前方の半分の領域を除く領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図17の(c)に示されるように、第1パンチ10が下降される。これにより、図19に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第1の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第1境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット数とパンチ・金型の摩耗量とのデータに基づいて、コアピース300の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。公差内に入ると判定すると、金属板18の予め設定された送り量が維持される。また、公差内に入らないと判定すると、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る金属板18の送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。ついで、送り工程105では、図17の(d)に示されるように、制御装置により予め設定された送り量または更新された送り量だけ、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図17の(e)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図20に示されるように、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の送り方向の後方の半分の領域を除く領域が、第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図17の(e)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図20に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第2の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。これにより、コアピース300が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース300が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心30が作製される。
このように作製された積層鉄心30は、バックヨーク部201の積層部のバックヨーク部301の長さ方向の側面同士を突き合わせて一列に円環状に配列されて、回転電機の固定子鉄心として用いられる。
実施の形態4においても、バックヨーク部301の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース300を金属板18から打ち抜いている。そして、第一打ち抜き工程では、コアピース300の第1境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、コアピース300の第2境界線を分離している。第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。したがって、実施の形態4においても、上記実施の形態3と同様の効果が得られる。
実施の形態5.
図21は、この発明の実施の形態5に係る積層鉄心の製造方法により製造された積層鉄心を示す上面図、図22は、この発明の実施の形態5に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図23は、この発明の実施の形態5に係る積層鉄心の製造方法における外径打ち抜き工程を説明する図、図24は、この発明の実施の形態5に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図25は、この発明の実施の形態5に係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
なお、実施の形態5による積層鉄心の製造方法の工程フロー図は、実施の形態3と同様であり、コアピース連結体400を金属板18から打ち抜いている。
図21において、打ち抜き部材としてのコアピース連結体400は、打ち抜き片としての5つのコアピース300を有する。5つのコアピース300は、バックヨーク部301のバックヨーク側面部301bとバックヨーク外径部301cとの角部同士を薄肉部305により連結して、バックヨーク部301の長さ方向に一続きに繋がっている。積層鉄心40は、設定された枚数のコアピース連結体400が板厚方向に重ねられ状態で、カシメ、溶接などにより一体化されて作製される。コアピース連結体400は、コアピース300同士が重なるように積層される。
つぎに、積層鉄心40の製造方法を図22から図25に参照しつつ説明する。
まず、コアピース300のバックヨーク外径部301cとティース先端面部302bとの間の距離より大きい幅を有する帯状の金属板18が用意される。
挿入工程101では、金属板18が送られて、金型14と外径押さえ型16との間に挿入される。ついで、外径打ち抜き工程109では、まず、図22の(a)に示されるように、外径側押さえ型16が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図23に示されるように、コアピース連結体400の打ち抜き形状のバックヨーク部301より金属板18の幅方向の第2の方向の領域を除く金属板18の領域が、外径押さえ型16により押さえられる。ついで、外径抜き型15が下降される。これにより、送り方向に連なったコアピース連結体400のバックヨーク外径部301cが分離される。そして、外径側押さえ型16および外径抜き型15が上昇する。なお、金属板18の送り方向は、図23中右方向である。
ついで、第一押さえ工程102では、図22の(b)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図24に示されるように、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域より送り方向前方の領域を除く金属板18の領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図22の(c)に示されるように、第1パンチ10が下降され、図24に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第1の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第1境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット数とパンチ・金型の摩耗量とのデータに基づいて、コアピース300の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。公差内に入ると判定すると、金属板18の予め設定された送り量が維持される。また、公差内に入らないと判定すると、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る金属板18の送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。ついで、送り工程105では、図22の(d)に示されるように、制御装置により予め設定された送り量または更新された送り量だけ、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図22の(e)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図25に示されるように、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域より送り方向後方の領域を除く領域が、第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図22の(e)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図25に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第2の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。これにより、5つのコアピース300が一続きに繋がったコアピース連結体400が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース連結体400が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心40が作製される。
このように作製された積層鉄心40は、薄肉部305の積層部で曲げられ、隣り合うバックヨーク部201の積層部のバックヨーク部201の長さ方向の側面同士が突き合わされて、円弧状に形成される。そして、円弧状に形成された複数の積層鉄心40が円環状に配列されて、回転電機の固定子鉄心として用いられる。
実施の形態5においても、バックヨーク部301の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース連結体400を金属板18から打ち抜いている。そして、第一打ち抜き工程では、各コアピース300の第1境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、各コアピース300の第2境界線を分離している。第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。したがって、実施の形態5においても、上記実施の形態3と同様の効果が得られる。
実施の形態6.
図26は、この発明の実施の形態6に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図27は、この発明の実施の形態6に係る積層鉄心の製造方法における外径打ち抜き工程を説明する図、図28は、この発明の実施の形態6に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図29は、この発明の実施の形態6係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
なお、実施の形態6における積層鉄心の製造方法の工程フロー図は、実施の形態5と同様であり、コアピース連結体400を金属板18から打ち抜いている。
まず、コアピース300のバックヨーク外径部301cとティース先端面部302bとの間の距離より大きい幅を有する帯状の金属板18が用意される。
挿入工程101では、金属板18が送られて、金型14と外径押さえ型16との間に挿入される。ついで、外径打ち抜き工程109では、まず、図26の(a)に示されるように、外径側押さえ型16が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図27に示されるように、コアピース連結体400の打ち抜き形状のバックヨーク部301より金属板18の幅方向の第2の方向の金属板18の領域が、外径押さえ型16により押さえられる。ついで、外径抜き型15が下降され、図27に斜線で示されるように打ち抜かれる。これにより、送り方向に連なったコアピース連結体400のバックヨーク外径部301cが分離される。そして、外径側押さえ型16および外径抜き型15が上昇する。
ついで、第一押さえ工程102では、図26の(b)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図28に示されるように、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の送り方向前方の半分の領域を除く金属板18の領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図26の(c)に示されるように、第1パンチ10が下降される、図28に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第1の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第1境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット数とパンチ・金型の摩耗量とのデータに基づいて、コアピース300の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。公差内に入ると判定すると、金属板18の予め設定された送り量が維持される。また、公差内に入らないと判定すると、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る金属板18の送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。ついで、送り工程105では、図26の(d)に示されるように、制御装置により予め設定された送り量または更新された送り量だけ、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図26の(e)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図29に示されるように、各コアピース300の送り方向後方の領域を除く金属板18の領域が、第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図26の(e)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図29に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域の金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303aおよびシュー側面部303bが分離される。さらに、ティース先端面部302bの金属板18の長さ方向の第2の方向の半分が分離される。ここで、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。これにより、5つのコアピース300が一続きに繋がったコアピース連結体400が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース連結体400が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心40が作製される。
このように作製された積層鉄心40は、薄肉部305の積層部で曲げられ、隣り合うバックヨーク部301の積層部のバックヨーク部201の長さ方向の側面同士が突き合わされて、円弧状に形成される。そして、円弧状に形成された複数の積層鉄心40が円環状に配列されて、回転電機の固定子鉄心として用いられる。
実施の形態6においても、バックヨーク部301の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース連結体400を金属板18から打ち抜いている。そして、第一打ち抜き工程では、各コアピース300の第1境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、各コアピース300の第2境界線を分離している。第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。したがって、実施の形態6においても、上記実施の形態5と同様の効果が得られる。
なお、上記実施の形態3−6では、第一打ち抜き工程で、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bを打ち抜いているが、第一打ち抜き工程では、少なくとも、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク側面部301bおよびティース側面部302aが打ち抜かれていればよい。同様に、第二打ち抜き工程では、少なくとも、金属板18の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク側面部301bおよびティース側面部302aが打ち抜かれていればよい。
実施の形態7.
図30は、この発明の実施の形態7に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図、図31は、この発明の実施の形態7に係る積層鉄心の製造方法における外径打ち抜き工程を説明する図、図32は、この発明の実施の形態7に係る積層鉄心の製造方法における第一打ち抜き工程を説明する図、図33は、この発明の実施の形態7係る積層鉄心の製造方法における第二打ち抜き工程を説明する図である。
なお、実施の形態7における積層鉄心の製造方法の工程フロー図は、実施の形態5と同様であり、コアピース連結体400を金属板18から打ち抜いている。
まず、コアピース300のバックヨーク外径部301cとティース先端面部302bとの間の距離より大きい幅を有する帯状の金属板18が用意される。
挿入工程101では、金属板18が送られて、金型14と外径押さえ型16との間に挿入される。ついで、外径打ち抜き工程109では、まず、図30の(a)に示されるように、外径側押さえ型16が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図31に示されるように、コアピース連結体400のバックヨーク部301より金属板18の幅方向の第2の方向の領域を除く金属板18の領域が、外径押さえ型16により押さえられる。ついで、外径抜き型15が下降され、図31に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、送り方向に連なったコアピース連結体400の打ち抜き形状のバックヨーク外径部301cが分離される。そして、外径側押さえ型16および外径抜き型15が上昇する。なお、金属板18の送り方向は、図31中右方向である。
ついで、第一押さえ工程102では、図30の(b)に示されるように、第1押さえ型11が下降し、金属板18を金型14に押し付ける。これにより、図32に斜線で示される領域を除く金属板18の領域が、第1押さえ型11により押さえられる。ついで、第一打ち抜き工程103では、図30の(c)に示されるように、第1パンチ10が下降され、図32に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、各コアピース300の打ち抜き形状に対応する領域においては、金属板18の長さ方向の第1の方向に位置する第1境界線又は金属板18の長さ方向の第2の方向に位置する第2境界線が分離される。また、隣り合うコアピース300の第1コアピースの金属板18の長さ方向の第1の方向に位置する第1境界線が分離され、第2コアピースの金属板18の長さ方向の第2の方向に位置する第2境界線が分離される。ここで、各コアピース300の長さ方向の第1の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第1境界線となる。また、各コアピース300の長さ方向の第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bがコアピース300の打ち抜き形状の第2境界線となる。
ついで、第1パンチ10および第1押さえ型11が上昇し、第1押さえ型11による金属板18の押さえが開放される。ついで、送り量調整工程104が行われる。送り量調整工程104では、制御装置が、第1パンチ10および第2パンチ12のショット数とパンチ・金型の摩耗量とのデータに基づいて、コアピース300の長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入るか否かを判定する。公差内に入ると判定すると、金属板18の予め設定された送り量が維持される。また、公差内に入らないと判定すると、長さL1および幅L2が設定値に対して公差内に入る金属板18の送り量を算出し、送り量を算出された送り量に更新する。ついで、送り工程105では、図30の(d)に示されるように、制御装置により予め設定された送り量または更新された送り量だけ、金属板18が送られる。
ついで、第二押さえ工程106では、図30の(e)に示されるように、第2押さえ型13が下降し、金属板18を金型14に押し付け、図33に斜線で示される領域が第2押さえ型13により押さえられる。ついで、第二打ち抜き工程107では、図30の(e)に示されるように、第2パンチ12が下降され、図33に斜線で示される領域が打ち抜かれる。これにより、各コアピース300の第1境界線および第2境界線のうちの残っている境界線が分離される。
ついで、取り出し工程108では、第2パンチ12および第2押さえ型13が上昇し、第2押さえ型13による金属板18の押さえが開放される。これにより、5つのコアピース300が一続きに繋がったコアピース連結体400が取り出される。
ついで、積層一体化工程において、このようにして金属板18から打ち抜かれたコアピース連結体400が設定枚数だけ積層され、カシメ、溶接などにより一体化されて積層鉄心40が作製される。
このように作製された積層鉄心40は、薄肉部305の積層部で曲げられ、隣り合うバックヨーク部301の積層部のバックヨーク部301の長さ方向の側面同士が突き合わされて、円弧状に形成される。そして、円弧状に形成された複数の積層鉄心40が円環状に配列されて、回転電機の固定子鉄心として用いられる。
実施の形態7においても、バックヨーク部301の長さ方向を帯状の金属板18の長さ方向としてコアピース連結体400を金属板18から打ち抜いている。そして、第一打ち抜き工程では、各コアピース300の第1境界線および第2境界線の一方の境界線を分離している。第二打ち抜き工程では、各コアピース300の第1境界線および第2境界線の残る境界線を分離している。第一打ち抜き工程103の後、送り工程105に先だって送り量調整工程104を行っている。したがって、実施の形態7においても、上記実施の形態5と同様の効果が得られる。
実施の形態8.
図34は、この発明の実施の形態8に係る積層鉄心の製造方法を模式的に示す工程図である。
なお、実施の形態8では、金属板の送り工程105に代えて金型の送り工程を行っている点を除いて、上記実施の形態6と同様に構成されている。
実施の形態8では、送り工程105において、図34の(d)に示されるように、設定された送り量または更新された送り量だけ、金型14が送られる、すなわち移動される。これにより、バックヨーク部301の長さL1およびティース部302の幅L2が設定値に対して公差内に入ったコアピース連結体400が打ち抜かれる。したがって、実施の形態7においても、製造をストップすることなく、寸法バラツキの少ないコアピース連結体400を製造できる。さらに、金型14、第1パンチ10および第2パンチ12の研磨の回数を大幅に少なくできる。
なお、上記実施の形態8では、実施の形態7の送り工程105において、金属板に変えて金型を移動させてが、他の実施の形態の送り工程105において、金属板に変えて金型を移動させて、同様の効果が得られる。
また、上記実施の形態7,8では、第1押さえ型および第2押さえ型がコアピースの打ち抜き形状に対応する領域を押さえているが、第1押さえ型および第2押さえ型がコアピースの打ち抜き形状の外側の領域を押さえてもよい。
なお、上記実施の形態7,8では、第一打ち抜き工程で、各コアピース300の打ち抜き形状の金属板18の長さ方向の第1の方向又は第2の方向に位置するバックヨーク内径部301a、バックヨーク側面部301b、ティース側面部302a、シュー外径部303a、シュー側面部303bおよびティース先端面部302bを打ち抜いているが、第一打ち抜き工程では、少なくとも、各コアピース300の金属板18の長さ方向の第1の方向又は第2の方向に位置するバックヨーク側面部301bおよびティース側面部302aが打ち抜かれていればよい。同様に、第二打ち抜き工程では、少なくとも、各コアピース300の金属板18の長さ方向の第1の方向又は第2の方向に位置するバックヨーク側面部301bおよびティース側面部302aが打ち抜かれていればよい。