JP2592368B2 - 電動機の固定子用積層鉄心の積層金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は分離積層したそれぞれの
積層磁極鉄心部材と、該積層磁極鉄心部材を装着する積
層ヨーク鉄心部材で構成された電動機の固定子用積層鉄
心の積層金型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動機の固定子鉄心は、内側の多
数の磁極とカシメ用突起とをプレス成形した固定子鉄心
片を多数枚積層重合して形成されていたが、磁極が内側
にあるので、巻線が困難となり、巻線作業の自動化も困
難となっていた。そこで、本出願人は先に特公昭５７−
１２３７８号公報に示すように、固定子鉄心を外側の積
層ヨーク鉄心部材と、該積層ヨーク鉄心部材に装着され
て各磁極毎に分割された積層磁極部材とに分離し、巻線
の自動化を図れる回転電機の固定子の製造方法を提案し
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公昭５７−１２３７８号公報において提案された回転電
機の固定子においては、内側の積層磁極部材が全部バラ
バラであるので、該積層磁極部材を所定位置に保持する
為に治具を必要とし、コイル装着装置が複雑化し、更に
はその製造工程も複雑化するという問題点があった。そ
こで、本出願人は先に、隣り合う磁極鉄心片間のギャッ
プを部分的に連結した磁極鉄心片を形成し、これを転積
重合して各磁極が連結した連結磁極鉄心部を、各磁極が
全て分割した主磁極部の上下に設けて全体を一体化した
積層磁極鉄心部材とし、これを積層ヨーク鉄心部材の内
側に備えた電動機の固定子用積層鉄心を提案したが、連
結磁極鉄心部を形成する際に転積重合するので、上部の
パンチと回転する下部のダイの位置決めが困難となり、
位置決めピンが必要となって設備費が高くなり、製品に
バリが発生したり、あるいはパンチが欠損する等の事故
が発生し易いという問題点があった。また、使用する電
磁鋼板は規格で製造されたものであっても厚みの偏差を
有するので、シート状の電磁鋼板を順次プレスしてその
まま積層すると、積層された鉄心にも１〜３％の高さの
偏差を生じる場合があり、これによって積層ヨーク鉄心
部材の装着溝が傾き、前記した積層磁極鉄心部材が装着
し難い場合があるという問題点があった。本発明はかか
る事情に鑑みてなされたもので、特別に治具を必要とす
ることなく、積層磁極鉄心部材の各磁極が所定間隔で保
持され、しかも、巻線及びプレス作業も容易で、更に
は、場所によって厚みの偏差の大きい電磁鋼板を使用し
ても略均等な高さを有し装着溝の傾きの極めて少ない積
層ヨーク鉄心部材を得ることができる電動機の固定子用
積層鉄心の積層金型装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
の電動機の固定子用積層鉄心の積層金型装置は、各磁極
が内側を向いて放射状に配列された積層磁極鉄心部材
と、これを保持する積層ヨーク鉄心部材からなり、しか
も、前記積層磁極鉄心部材は円周配列された各磁極が完
全に分離した主磁極鉄心片を積層した主磁極部と、該主
磁極部の上下に積層されて、円周配列された各磁極のう
ち一部の隣り合う磁極を分離する間隙が均等形成され、
前記間隙の形成位置がそれぞれ異なる第１及び第２の磁
極鉄心片を積層した連結磁極鉄心部とからなる電動機の
固定子用積層鉄心の積層金型装置であって、予め、前記
主磁極鉄心片間の間隙に相当する領域の主要部に角孔を
形成するように所定の角孔パンチ及びダイを備え、且
つ、該角孔パンチを間欠的に作動するスライドカムプレ
ートと、該スライドカムプレートを作動する駆動部を具
備して構成された角孔形成手段と、前記積層磁極鉄心部
材の各磁極とその内側に形成される回転子との間に間隙
を形成するリング状パンチの外周に等配列され、前記第
１の磁極鉄心片に形成される間隙を形成する突起を備え
た第１のエアーギャップ形成パンチ及びそのダイと、該
第１のエアーギャップ形成パンチを間欠的に作動するス
ライドカムプレートと、該スライドカムプレートを作動
する駆動部とを有して構成された第１の磁極鉄心形成手
段と、前記積層磁極鉄心部材の各磁極とその内側に形成
される回転子との間に間隙を形成するリング状パンチの
外周に等配列され、前記第２の磁極鉄心片に形成される
間隙を形成する突起を備えた第２のエアーギャップ形成
パンチ及びそのダイと、該第２のエアーギャップ形成パ
ンチを間欠的に作動するスライドカムプレートと、該ス
ライドカムプレートを作動する駆動部とを有して構成さ
れた第２の磁極鉄心形成手段と、前記第１の磁極鉄心
片、前記第２の磁極鉄心片、及び前記主磁極鉄心片を分
割打ち抜くように外周に分割突起を備えたパンチ、ダイ
及びカシメ加圧機構を備え、前記第１の磁極鉄心片、前
記第２の磁極鉄心片、多数枚の前記主磁極鉄心片、前記
第１の磁極鉄心片、前記第２の磁極鉄心片を順次打ち抜
き重合固着して前記積層磁極鉄心部材を組み立てる積層
組立手段と、前記ヨーク鉄心片を順次積層するパンチ及
びダイと、該ヨーク鉄心片を重合するカシメ加圧機構及
び板厚偏差を解消する転積機構とを備え、前記ヨーク鉄
心片を打ち抜き重合して前記積層ヨーク鉄心部材を形成
する転積組立手段とを有し、前記積層磁極鉄心部材と、
前記積層ヨーク鉄心部材とを金型内で分割組立形成して
いる。

【０００５】

【作用】請求項１記載の電動機の固定子用積層鉄心の積
層金型装置においては、主磁極鉄心片間の間隙に相当す
る領域の主要部に角孔を形成するように所定の角孔パン
チ及びダイを備え、且つ、該角孔パンチを間欠的に作動
するスライドカムプレートと、該スライドカムプレート
を作動する駆動部を具備して構成された角孔形成手段
と、積層磁極鉄心部材の各磁極とその内側に形成される
回転子との間に間隙を形成するリング状パンチの外周に
等配列され、第１の磁極鉄心片に形成される間隙を形成
する突起を備えた第１のエアーギャップ形成パンチ及び
そのダイと、該第１のエアーギャップ形成パンチを間欠
的に作動するスライドカムプレートと、該スライドカム
プレートを作動する駆動部とを有して構成された第１の
磁極鉄心形成手段と、積層磁極鉄心部材の各磁極とその
内側に形成される回転子との間に間隙を形成するリング
状パンチの外周に等配列され、第２の磁極鉄心片に形成
される間隙を形成する突起を備えた第２のエアーギャッ
プ形成パンチ及びそのダイと、該第２のエアーギャップ
形成パンチを間欠的に作動するスライドカムプレート
と、該スライドカムプレートを作動する駆動部とを有し
て構成された第２の磁極鉄心形成手段とを備えているの
で、これを適宜組み合わせて作動させることによって、
各々の磁極間の全てに間隙を有する磁極鉄心片を形成す
ることができる。そして、前記角孔形成手段、第１の磁
極鉄心形成手段、及び第２の磁極鉄心形成手段のそれぞ
れのスライドカムプレートを適宜駆動することによっ
て、前記主磁極部の上下にそれぞれ設けられた連結磁極
鉄心部を形成する第１及び第２の磁極鉄心片を予備形成
することができる。

【０００６】そして、積層組立手段においては、前記第
１の磁極鉄心片、第２の磁極鉄心片及び主磁極鉄心片を
分割打ち抜くように外周に分割突起を備えたパンチとカ
シメ加圧機構を備えているので、前記第１の磁極鉄心片
と第２の磁極鉄心片を順次打ち抜き重合して連結磁極鉄
心部の積層形成を行い、前記主磁極部に前記連結磁極鉄
心部とを相互に固着して積層磁極鉄心部材を形成する。
また、前記積層ヨーク鉄心部材を形成する転積組立手段
においては、ヨーク鉄心片を順次積層するパンチ及びダ
イと前記ヨーク鉄心片を重合するカシメ加圧機構と、転
積機構を備えているので、ヨーク鉄心片の板厚偏差が解
消され、しかも内側に設けられた装着溝も直線状となっ
た積層ヨーク鉄心部材を製造できる。

【０００７】

【実施例】続いて、本発明を具体化した実施例につき説
明し、本発明の理解に供する。ここに、図１は本発明の
一実施例に係る装置を用いる電動機の固定子用積層鉄心
の製造工程を示す概略工程図、図２は同部分平面図、図
３は該電動機の固定子用積層鉄心の組立状態を示す斜視
図、図４は積層ヨーク鉄心部材の斜視図、図５は該電動
機の固定子用積層鉄心の組立て状態を示す中央部の平面
図、図６は磁極鉄心形成手段の主要断面図、図７は角孔
形成手段の主要断面図、図８は転積組立手段の主要断面
図である。

【０００８】図１には金属条材の一例である硅素鋼板か
らなるストリップ１０から、プレス成形によって形成さ
れる全体として１２個の磁極鉄心を有する磁極鉄心片及
びヨーク鉄心片の形成工程を示す。（Ａ）ステーション
においては図２（Ｐ）、図７にも示すように角孔パンチ
１１及び下部のダイ１２によって円周配列される磁極間
に８個の隙間を設ける角孔１３が間欠的に形成される。
なお、ここで１４はセンター孔、１５はパイロット孔、
１６はカシメ用突起を示す。

【０００９】この後図示しないスロットパンチによって
１２個のスロット１７が打ち抜かれた後、（Ｂ）ステー
ションに搬送されるが（Ｂ）ステーションにおいては図
２（Ｑ）及び図６にも示すように第１のエアギャップ形
成パンチ１８（以下、パンチ１８ということもある）及
び下部のダイ１９によって回転子及び固定子間のエアギ
ャップ抜きと４個の突起によって磁極間の間隙形成が行
われる。そして、（Ｃ）ステーションにおいては図２
（Ｒ）及び図６にも示すように第２のエアギャップ形成
パンチ２０（以下、パンチ２０ということもある）と下
部のダイ２１によって同じく回転子及び固定子間のエア
ギャップ抜きと突起によって前記間隙の位置とは異なる
位置に４個の磁極間の間隙形成を行うようになってい
る。

【００１０】前記（Ａ）ステーションは、図７に示すよ
うに角孔パンチ１１の背部には、駆動源の一例である電
磁石２３によって摺動移動するスライドカムプレート２
４を備えて、電磁石２３によって駆動された該スライド
カムプレート２４が角孔パンチ１１の後部の基端部２２
を固定保持する場合には、該角孔パンチ１１が作動し
て、前記ストリップ１０に所定の孔を形成し、前記電磁
石２３を作動させない場合にはスプリング２５によって
常時Ａ方向に付勢され、前記スライドカムプレート２４
の窪み２６に基端部２２が嵌入し、角孔パンチ１１が作
動しないようになっている。なお、２７は角孔パンチ１
１を常時上方に付勢するスプリング、２８はパンチホル
ダーを、２９はストリップホルダーを示し、図７に示す
機構によって角孔形成手段が構成されている。

【００１１】図６に示すように、前記（Ｂ）ステーショ
ン及び（Ｃ）ステーションのパンチ１８、２０の背部に
は駆動源の一例である電磁石３０によって摺動移動する
スライドカムプレート３１を備えている。該スライドカ
ムプレート３１はスプリング３２によって常時Ｃ方向に
付勢され、該スライドカムプレート３１には窪み３３、
３４を備え、該電磁石３０を作動させてスライドカムプ
レート３１をＤ方向に移動させた場合には、窪み３４に
パンチ２０の基端部３５が嵌入して、パンチ２０が作動
しないようになっていると共に、パンチ１８の基端部３
６にはスライドカムプレート３１の平面部が当接し、パ
ンチ１８が作動するようになっている。また、電磁石３
０を作動させない場合には、スプリング３２によってス
ライドカムプレート３１がＣ方向に移動し、窪み３３に
パンチ１８の基端部３６が嵌入し、パンチ２０の基端部
３５にはスライドカムプレート３１の平面部が当接し
て、パンチ２０が作動し、パンチ１８が作動しないよう
になって、電磁石３０を作動させることによってパンチ
１８または２０の何れかを選択的に作動させることがで
きるようになっている。なお、図において３７はパンチ
ホルダーを、３８はストリップホルダーを示し、図６に
示す機構によって第１及び第２の磁極鉄心形成手段が構
成されている。

【００１２】この後、（Ｄ）ステーションにおいてはパ
ンチ３９（図８参照）によって外側のヨーク鉄心片４０
との間に分割線４１を形成し、以下に説明する第１、第
２の磁極鉄心片４２、４３及び主磁極鉄心片４４を図８
に示すように下部のブランクダイ４５に抜き込むように
なっている。（Ｅ）ステーションはアイドルステーショ
ンであって、次の（Ｆ）ステーションにてヨーク鉄心片
４０を切離し、下部のブランクダイ４５に抜き込むよう
になっている。該ブランクダイ４５にはスプロケット４
６が設けられ、モーター連結されるチェーンによって所
定ピッチ（この実施例においては３０度）毎に回転し、
打ち込まれるヨーク鉄心片４０が転積重合されるように
なっている。なお、図８において４７は昇降する受け台
を、４８は製品押出用のシリンダーを、４９はプレスボ
ルスタを示し、以上の構成によって転積組立手段５０が
形成されている。また、図示しないカシメ用突起を第
１、第２の磁極鉄心片４２、４３及び主磁極鉄心片４４
に形成する工程が設けられ、（Ｄ）ステーションで各磁
極鉄心片４２〜４４を下部のブランクダイ４５に抜き込
む際に、上下の磁極鉄心片４２〜４４が固着されるよう
になっている。

【００１３】従って、図３に示すように各磁極を４個の
間隙で分離し３個の磁極を連結部５１で連結した第１の
磁極鉄心片４２を形成する場合には、図７に示すように
電磁石２３を切ってスライドカムプレート２４をＡ方向
にスプリング２５によって移動させ、（Ａ）ステーショ
ンの角孔用の角孔パンチ１１を作動させないようにして
おく。そして、図６に示す電磁石３０を作動させてスラ
イドカムプレート３１をＤ方向に移動させ、（Ｂ）ステ
ーションのエアギャップ抜き用のパンチ１８を作動さ
せ、（Ｃ）ステーションのエアギャップ抜き用のパンチ
２０を作動させない状態にしておく。これによって第１
の磁極鉄心片４２の間隙を形成するようにする。ここ
で、該（Ｂ）ステーションにおいて、外周に等配列した
少なくとも４個の突起を備えた第１のエアーギャップ形
成パンチ１８と、該パンチ１８を間欠的に作動させるス
ライドカムプレート３１と、スライドカムプレート３１
を作動する電磁石３０とを有して第１の磁極鉄心形成手
段が形成される。

【００１４】そして、該第１の磁極鉄心片４２の上に載
る第２の磁極鉄心片４３を形成する場合には、（Ａ）ス
テーションの角孔パンチ１１及び（Ｂ）ステーションの
エアギャップ抜き用のパンチ１８は動作しないようにス
ライドカムプレート２４、３１を移動させ、（Ｃ）ステ
ーションのパンチ２０を作動させ、これによって第２の
磁極鉄心片４３の間隙を形成するようにする。該（Ｃ）
ステーションにおいて、第１のエアーギャップ形成パン
チ１８に備えた突起位置と異なる位置に４個の突起を備
えた第２のエアーギャップ形成パンチ２０と、該パンチ
２０を間欠的に作動させるスライドカムプレート３１
と、スライドカムプレート３１を作動する電磁石３０と
を有して第２の磁極鉄心形成手段が形成される。

【００１５】更に、隣合う各磁極が分離した主磁極鉄心
片４４を形成する場合には、図２（Ｓ）に示すように、
スライドカムプレート２４、３１を作動させて（Ａ）ス
テーションの角孔パンチ１１及び（Ｂ）ステーションの
パンチ１８を駆動して主磁極鉄心片４４の間隙を形成す
るようにする。

【００１６】前記第１、第２の磁極鉄心片４２、４３及
び主磁極鉄心片４４の形成順序は図３に示すように、最
初に第１の磁極鉄心片４２及び第２の磁極鉄心片４３か
らなる連結磁極鉄心部５２を、そして、所定枚数の主磁
極鉄心片４４を重合接合した主磁極部５３を、次に第１
の磁極鉄心片４２及び第２の磁極鉄心片４３を重合接合
した連結磁極鉄心部５４を形成し、これらを（Ｄ）ステ
ーションに配置される積層組立手段によって、それぞれ
を下部のブランクダイ４５に抜き込み、図示しないカシ
メ用突起を利用して、下部の連結磁極鉄心部５２、主磁
極部５３及び上部の連結磁極鉄心部５４を接合し、一体
となった積層磁極鉄心部材５５を形成している。

【００１７】前記（Ｄ）ステーションにおいて、内側の
磁極鉄心片が打ち抜かれた残りは、ヨーク鉄心片４０と
なるが、（Ｆ）ステーションで切り離されて下部のブラ
ンクダイ４５（金型）に抜き込まれる。ここで、下部の
ブランクダイ４５には一枚のヨーク鉄心片４０の抜き込
みを完了すると一ピッチ回転するという転積機構が設け
られ、抜き込まれたヨーク鉄心片４０を転積重合してカ
シメ用突起１６によって結合し積層ヨーク鉄心部材５６
を形成するようになっている。これによって、仮に周辺
部と中央部が厚みの異なる金属条材を使用しても、重合
された厚みが平均化すると共に、内側に設けられた装着
溝５７が直線状となり、図５に示すように積層磁極鉄心
部材５５の外側突起５８が円滑に嵌入できることにな
る。なお、図５において積層磁極鉄心部材５５に装着さ
れるコイルは図示しておらず、図４における破線は該積
層ヨーク鉄心部材を転積重合しないで積層した場合の装
着溝の傾きを示す。

【００１８】

【発明の効果】請求項１記載の電動機の固定子用積層鉄
心の積層金型装置は、以上の説明からも明らかなよう
に、特別に治具を必要とすることなく積層ヨーク鉄心部
材と積層磁極鉄心部材とを分離し、それぞれが一体化し
て組立てられるので、巻線作業が容易である。また、内
側の積層磁極鉄心部材の組立てにおいては、第１及び第
２の磁極鉄心形成手段及び積層組み立て手段によって、
異なる位置にギャップを有する第１及び第２の磁極鉄心
片を形成して、更にこれらと角孔形成手段とを組み合わ
せて主磁極鉄心片を形成して、順次積層するようにして
いるので、金型の構造が簡略化されて正確に積層磁極鉄
心部材を製造することができる。そして、積層ヨーク鉄
心部材の形成にあっては、各々のヨーク鉄心片を転積重
合して組み立てているので、場所によって厚みの偏差の
大きい電磁鋼板を使用しても略均等な高さを有し、内側
に形成される装着溝の傾きの極めて少ないものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る装置を用いる電動機の
固定子用積層鉄心の製造工程を示す概略工程図である。

【図２】同部分平面図である。

【図３】同電動機の固定子用積層鉄心の組立状態を示す
斜視図である。

【図４】積層ヨーク鉄心部材の斜視図である。

【図５】同電動機の固定子用積層鉄心の組立て状態を示
す中央部の平面図である。

【図６】磁極鉄心形成手段の主要断面図である。

【図７】角孔形成手段の主要断面図である。

【図８】転積組立手段の主要断面図である。

【符号の説明】

１０ ストリップ（金属条材） １１ 角孔パ
ンチ １２ ダイ １３ 角孔 １４ センター孔 １５ パイロ
ット孔 １６ カシメ用突起 １７ スロッ
ト １８ パンチ １９ ダイ ２０ パンチ ２１ ダイ ２２ 基端部 ２３ 電磁石 ２４ スライドカムプレート ２５ スプリ
ング ２６ 窪み ２７ スプリ
ング ２８ パンチホルダー ２９ ストリ
ップホルダー ３０ 電磁石 ３１ スライ
ドカムプレート ３２ スプリング ３３ 窪み ３４ 窪み ３５ 基端部 ３６ 基端部 ３７ パンチ
ホルダー ３８ ストリップホルダー ３９ パンチ ４０ ヨーク鉄心片 ４１ 分割線 ４２ 第１の磁極鉄心片 ４３ 第２の
磁極鉄心片 ４４ 主磁極鉄心片 ４５ ブラン
クダイ ４６ スプロケット ４７ 受け台 ４８ シリンダー ４９ プレス
ボルスタ ５０ 転積組立手段 ５１ 連結部 ５２ 連結磁極鉄心部 ５３ 主磁極
部 ５４ 連結磁極鉄心部 ５５ 積層磁
極鉄心部材 ５６ 積層ヨーク鉄心部材 ５７ 装着溝 ５８ 外側突起

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各磁極が内側を向いて放射状に配列され
   た積層磁極鉄心部材と、これを保持する積層ヨーク鉄心
   部材からなり、しかも、前記積層磁極鉄心部材は円周配
   列された各磁極が完全に分離した主磁極鉄心片を積層し
   た主磁極部と、該主磁極部の上下に積層されて、円周配
   列された各磁極のうち一部の隣り合う磁極を分離する間
   隙が均等形成され、前記間隙の形成位置がそれぞれ異な
   る第１及び第２の磁極鉄心片を積層した連結磁極鉄心部
   とからなる電動機の固定子用積層鉄心の積層金型装置で
   あって、 予め、前記主磁極鉄心片間の間隙に相当する領域の主要
   部に角孔を形成するように所定の角孔パンチ及びダイを
   備え、且つ、該角孔パンチを間欠的に作動するスライド
   カムプレートと、該スライドカムプレートを作動する駆
   動部を具備して構成された角孔形成手段と、 前記積層磁極鉄心部材の各磁極とその内側に形成される
   回転子との間に間隙を形成するリング状パンチの外周に
   等配列され、前記第１の磁極鉄心片に形成される間隙を
   形成する突起を備えた第１のエアーギャップ形成パンチ
   及びそのダイと、該第１のエアーギャップ形成パンチを
   間欠的に作動するスライドカムプレートと、該スライド
   カムプレートを作動する駆動部とを有して構成された第
   １の磁極鉄心形成手段と、 前記積層磁極鉄心部材の各磁極とその内側に形成される
   回転子との間に間隙を形成するリング状パンチの外周に
   等配列され、前記第２の磁極鉄心片に形成される間隙を
   形成する突起を備えた第２のエアーギャップ形成パンチ
   及びそのダイと、該第２のエアーギャップ形成パンチを
   間欠的に作動するスライドカムプレートと、該スライド
   カムプレートを作動する駆動部とを有して構成された第
   ２の磁極鉄心形成手段と、 前記第１の磁極鉄心片、前記第２の磁極鉄心片、及び前
   記主磁極鉄心片を分割打ち抜くように外周に分割突起を
   備えたパンチ、ダイ及びカシメ加圧機構を備え、前記第
   １の磁極鉄心片、前記第２の磁極鉄心片、多数枚の前記
   主磁極鉄心片、前記第１の磁極鉄心片、前記第２の磁極
   鉄心片を順次打ち抜き重合固着して前記積層磁極鉄心部
   材を組み立てる積層組立手段と、 前記ヨーク鉄心片を順次積層するパンチ及びダイと、該
   ヨーク鉄心片を重合するカシメ加圧機構及び板厚偏差を
   解消する転積機構とを備え、前記ヨーク鉄心片を打ち抜
   き重合して前記積層ヨーク鉄心部材を形成する転積組立
   手段とを有し、前記積層磁極鉄心部材と、前記積層ヨー
   ク鉄心部材とを金型内で分割組立形成することを特徴と
   する電動機の固定子用積層鉄心の積層金型装置。