JP3813072B2 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の鉄心片をかしめて積層鉄心を製作する積層鉄心の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、モータには、かしめ用突起及びかしめ用突起に係合する係合穴からなるかしめ部(又はかしめ手段)が形成された複数枚の鉄心片を順次、積層重合及びかしめ所定の厚さに製作された積層鉄心が使用されている。モータの出力向上、高効率化、また、小型軽量で高性能化のためには、積層鉄心を構成する鉄心片の板厚が薄いことが、より直接的な効果がある。
昨今のモータの積層鉄心は板厚が約0.35mmの鉄心片から製造されているのが主流である。最近ではモータの出力向上等から板厚の薄い電磁鋼板等の鋼板から鉄心片を打ち抜き、積層鉄心を製造する試みがなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、鉄心片は板厚が薄く、例えば0.2mm未満になると、従来の鉄心片を1枚ずつかしめる切り起こし突起、円形、或いは谷形等のかしめ手段では、十分なかしめ強度を得ることが難しく、このため積層鉄心が分離したり、鉄心片間に隙間ができたり、又は形状劣化等の問題が生じていた。
【0004】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、鉄心片の板厚が極薄い場合でも、鉄心片同士が強固にかしめられ、かつ、形状精度が優れた積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的に沿う本発明に係る積層鉄心の製造方法は、かしめ用突起と係合孔とを形成した第1の鉄心片と、前記かしめ用突起が嵌入する係合孔を形成した第2の鉄心片とを、前記かしめ用突起と前記係合孔を介してかしめ積層する積層鉄心の製造方法であって、
極薄板の鉄心片素材の所定位置に前記係合孔を形成し、前記鉄心片素材から外形抜きした複数枚の前記第2の鉄心片を積層し、
次いで、前記鉄心片素材の所定位置に、突起形成刃の幅方向の中央部が幅狭で刃先中央を突出したパンチで、前記複数枚の第2の鉄心片の係合孔に入り込む、両側が前記鉄心片素材に連結し中央が塑性変形して突出した幅中央細りかしめ突起を形成するとともに前記係合孔を形成し、外形抜きした前記第1の鉄心片の前記幅中央細りかしめ突起を、先に積層した複数枚の前記第2の鉄心片の係合孔に入れて該複数枚の第2の鉄心片と前記第1の鉄心片とをかしめ積層する第1の工程と、
外形抜きした別の第2の鉄心片を1枚以上前記第1の鉄心片上に積層し、次いで前記第1の鉄心片と同一形状の別の外形抜きした前記第1の鉄心片の前記幅中央細りかしめ突起を先に積層した前記第1の鉄心片に形成の係合孔と1枚以上の前記別の第2の鉄心片に形成の係合孔に入れ込みこれら複数枚をかしめ積層する第2の工程とからなり、
前記第2の工程を所望積厚まで繰り返して行う。
これによって、幅中央細りかしめ突起をパンチで形成する際、幅中央細り箇所はパンチとの接触で塑性伸びが従来の同じ幅のかしめ用突起の場合に比べて大幅に大きくなり、このため、かしめ用突起の突出深さが大きくなり、先に積層された複数枚の鉄心片の係合孔に深く嵌入されると共に、楔作用を奏する。従って、鉄心片が極薄くとも強くかしめられる。
【0007】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工工程の説明図、図2は積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工金型の断面図、図3は積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工金型のパンチ及びダイの斜視図、図4は幅中央細りかしめ突起の形成用パンチの突起形成刃を下方から見た図、図5(A)〜(E)はそれぞれ、第1の鉄心片(突起側鉄心片)又は第2の鉄心片(孔側鉄心片)のかしめ用突起、係合孔の形成位置を示す平面図、図6は固定子用積層鉄心の最下段と第2段との位置関係を示す説明図、図7は固定子用積層鉄心の斜視図、図8(A)、(B)はそれぞれ、変形例に係るパンチ、パンチの断面形状を示す説明図である。
【0008】
図1に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工工程においては、各ステーションにおける加工作業は、以下に説明する通りである。
(ステーションI)
10は、幅方向の両端部に長さ方向に所定の間隔をあけて、プレス順送り加工用のパイロット孔11が形成された長尺状の厚さtの鉄心片素材であり、鉄心片素材10の中心部には、後述するステーションIII において回転子用積層鉄心片(第1の鉄心片14、第2の鉄心片14a)の作製に必要な軸孔12が形成される。
【0009】
(ステーションII)
軸孔12を中心として、周方向に等ピッチで、本実施の形態では4か所にかしめ部(かしめ手段)13が形成されており、かしめ部13の一方を構成する幅中央細りかしめ突起及び他の鉄心片の幅中央細りかしめ突起に係合し、かしめ部13の他方を構成する係合孔がそれぞれ形成され、又は、かしめ部13の他方を構成する係合孔のみが形成される。この幅中央細りかしめ突起と係合孔の形成換えは、図2に示すプレス加工金型20のパンチ45の先端がストリッパー41の下面より出る長さを変えることによりなされる。該パンチ45の進退程度の換えは、パンチ45の背面に設けられたスライドカムプレート42を駆動手段43にてスライドさせることにより、該スライドカムプレート42に設けた窪み44とパンチ45の背面の係合を換えることでなされる。
【0010】
(ステーションIII )
幅中央細りかしめ突起及び係合孔が形成された部分の鉄心片素材10を外形抜きして第1の鉄心片14を作製し、又は、係合孔のみが形成された部分の鉄心片素材10を外形抜きして第2の鉄心片14aを作製し、複数枚の第2の鉄心片14aと1枚の第1の鉄心片14を所定の段数繰り返して積層し、第1の鉄心片14の幅中央細りかしめ突起を第2の鉄心片14aの係合孔、あるいは他の第1の鉄心片14の係合孔に入れてかしめる。なお、積層時には受けシリンダー27でかしめ力を与えている。
(ステーションIV)
軸孔12を中心として、周方向に等ピッチで、この実施の形態では8個のスロット孔15が形成される。
【0011】
(ステーションV)
図1に示すように、内形が形成されると共に、かしめ部16、17の一方を構成する幅中央細りかしめ突起と、及び他の鉄心片の幅中央細りかしめ突起に係合し、かしめ部16、17の他方を構成する係合孔がそれぞれ、軸孔12を中心として、周方向に等ピッチで形成されるか、又は、かしめ部16、17の他方を構成する係合孔のみが、軸孔12を中心として、周方向に等ピッチで形成される。なお、図1におけるかしめ部16、17は、幅中央細りかしめ突起又は幅中央細りかしめ突起に係合する係合孔のいずれかを表している(詳細は図5(A)〜(E)を参照のこと)。
【0012】
図5(A)〜(E)中、黒抜きは幅中央細りかしめ突起16a、17aを、一方、白抜きは幅中央細りかしめ突起16a、17aにそれぞれ係合する係合孔16b、17bを表している。なお、前記幅中央細りかしめ突起16a、17aと係合孔16b、17bの形成換えは、図2に示すパンチ36の先端がストリッパー41の下面より出る長さを変えることによりなされる。この形成換えは、パンチ36の背面に設けたスライドカムプレート42を駆動手段43にてスライドさせることにより、スライドカムプレート42に設けた窪み44とパンチ36背面との係合を換えることでなされる。
【0013】
(ステーションVI)
幅中央細りかしめ突起16a、17a、係合孔17b、16bがそれぞれ形成された鉄心片素材10を外形抜きして、図5(A)〜(C)に示すように、3種類の第1の鉄心片18、18a、18bが形成され、また、係合孔16b、17bのみがそれぞれ形成された鉄心片素材10を外形抜きして、図5(D)、(E)に示すように、2種類の第2の鉄心片19、19aが形成され、これらは言うまでなく、外形抜き順に積層され、かしめられる。該かしめは第1の鉄心片18、18a、18bの幅中央細りかしめ突起が、先に積層されている複数枚の第2の鉄心片19、19aの係合孔、又は先に積層された第1の鉄心片18、18aと複数枚の第2の鉄心片19、19aのそれぞれの係合孔に入り込みなされる。
【0014】
図5(A)〜(E)に示す第1の鉄心片18、18a、18b及び第2の鉄心片19、19aはそれぞれ、、ステーションVIにて所定の枚数外形抜き、積層され、積層受けの加圧力を受けて、図6に示すように、幅中央細りかしめ突起を係合孔にかしめ、図7に示す複数枚の鉄心片からなる固定子用積層鉄心40が製造される。なお、図6中の符号38は、幅中央細りかしめ突起16aの背面側の窪みを表している。また、図6では幅中央細りかしめ突起及び係合孔の位置関係が表されているが、幅中央細りかしめ突起及び係合孔の形状は、説明の都合上、展開状態で模式的に表されている。
【0015】
図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工金型20は、前記各ステーションにおける加工作業を実施できるよう以下の通りに構成されている。
前記プレス加工金型20においては、ステーションIII で第1の鉄心片14と、第2の鉄心片14aの回転子用の鉄心片が、回転子用パンチ22を回転子用外形抜きダイ24へ進退させてそれぞれ外形抜きされ、所定の枚数積層される。このかしめ積層は所定積厚まで繰り返して行なわれる。また、ステーションVIで第1の鉄心片18、18a、18bと、第2の鉄心片19、19aの固定子用の鉄心片が、固定子用パンチ23を固定子用外形抜きダイ25に進退させて外形抜きされ、所定の枚数、所定の位置に積層され、かしめられる。
【0016】
図2に示すように、回転子用パンチ22、固定子用パンチ23のそれぞれの下方には、対応する回転子用外形抜きダイ24、固定子用外形抜きダイ25がダイホルダー26に設けられている。回転子用外形抜きダイ24、固定子用外形抜きダイ25の直下にはそれぞれ、受けシリンダー27、28のロッド29、30の先端部に取付けられた受け台31、32が設けられている。なお、符号21はパンチホルダーである。
【0017】
図3には、本実施の形態におけるかしめ部を構成する幅中央細りかしめ突起を形成するパンチ36とダイ37を示している。図4は、パンチ36の下端部に形成された突起形成刃35を下方から見た図である。
幅中央細りかしめ突起を形成するパンチ36は、突起形成刃35の幅中央部が狭くなっており、かつ、突起形成刃35両端部は円弧状で中央部が他より突出している。一方、ダイ37は、前記パンチ36の刃先断面形状に対して幅方向の中央部が狭くなっている。
【0018】
前記パンチ36をダイ37に進退させて、第1の鉄心片18、18a、18bに幅中央細りかしめ突起を形成するには、パンチ36の突起形成刃35の幅を狭めた中央部が先ず第1の鉄心片18、18aに切り込み、パンチ36の進行に伴い端部まで切り込み、さらに、パンチ36をダイ孔37aに進行させて行う。該幅中央細りかしめ突起の形成の際、パンチ36の突起形成刃35は幅方向の中央部を幅狭で、かつ刃先を突出しているので、切り込まれた第1の鉄心片18、18a、18bの幅中央細り箇所は、パンチ36との接触で、塑性変形伸びが従来の同幅のかしめ突起を形成する場合に比べ、大幅に大となる。これにより、板厚が薄い鉄心片からでも突出深さの大きなかしめ突起が形成され、複数枚の他の鉄心片と強くかしめることができる。
【0019】
次いで、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を適用して固定子用積層鉄心40を製造する方法を、図を参照して説明する。なお、プレス加工金型20のステーションIからステーションVまでの加工工程は、既に終了しているものとし、ステーションVIにおける加工作業のみを説明する。即ち、ステーションVIにおいて、かしめ部16、17は既に形成されている。
(1)固定子用パンチ23及び固定子用外形抜きダイ25を作用させ、固定子用外形抜きダイ25の内周面に沿って受けシリンダー28により上下方向に移動する受け台32の上面に、外形抜きした、本実施の形態では3枚の第2の鉄心片19を積層する。
【0020】
(2)積層された第2の鉄心片19の上に、外形抜きした第1段の第1の鉄心片18を積層する際、第1段の第1の鉄心片18の幅中央細りかしめ突起16aを、第2の鉄心片19の係合孔16bに入れてかしめる。
(3)図6に示すように、第1段の第1の鉄心片18の上に、順次、第2の鉄心片19aを積層し、更に、外形抜きした第2段の第1の鉄心片18aを積層する際、前記(2)と同様にして、第2段の第1の鉄心片18aの幅中央細りかしめ突起17aを第1段の第1の鉄心片18の係合孔17bと第2の鉄心片19aの係合孔17bに入れてかしめる。
【0021】
(4)前記(3)に準じて第2段の第1の鉄心片18aの上に第2の鉄心片19を積層し、第3段の第1の鉄心片18を前記と同様にして積層し、かしめる。
(5)更に、前記(3)及び(4)を、繰り返して行い、第4、第5段の第1の鉄心片18a、18をかしめる。
(6)第5段の第1の鉄心片18の上に第2の鉄心片19aを積層し、第6段(最上段)の第1の鉄心片18bを積層し、かしめる。
(7)これにより、図7に示す固定子用積層鉄心40が受け台32上に製作され、受けシリンダー28により受け台32を下降して、排出手段(図示せず)を介して固定子用積層鉄心40を外部に取り出す。
【0022】
図8(A)にパンチ36の変形例であるパンチ36aを示す。パンチ36aの突起形成刃35aの断面形状は、図8(B)に示すように、突起形成刃35と同様に、中央部の幅が細く形成されているが、両端はそれぞれ直線で形成されている。
【0023】
前記実施の形態においては、固定子用積層鉄心40の製造について詳述したが、回転子用積層鉄心の製造についても前記のように適用できる。回転子用積層鉄心の場合には、ステーションIIにおいて、かしめ部13は、固定子用の場合と同様に、半径方向及び周方向に位置をずらして、幅中央細りかしめ突起及び係合孔を形成するのが好ましい。また、図1に示す4か所のかしめ部13の場合には、軸心に対して対向する2か所のかしめ用突起と2か所の係合孔とに分けることもできる。
固定子用積層鉄心40は、1枚の第1の鉄心片18、18a、18bに対して、2枚の第2の鉄心片19、19aを積層したが、これに限定されず、必要に応じて、3枚以上の第2の鉄心片19、19aを積層することもできる。
【0024】
幅中央細りかしめ突起16a、17a及び係合孔16b、17bは周方向に等ピッチで4か所形成したが、これに限定されず、必要に応じて、2か所、3か所又は5か所以上形成することもできる。さらに、幅中央細りかしめ突起16a及び係合孔16bと、幅中央細りかしめ突起17a及び係合孔17bとを半径方向にずらせて配置したが、これに限定されず、ずらせないで配置することもできる。
幅中央細りかしめ突起の幅は対向する円弧で形成したが、これに限定されず、その他の形状で形成することもできる。
【0025】
【発明の効果】
【0026】
請求項1記載の積層鉄心の製造方法においては、かしめ用突起をパンチで形成する際、かしめ突起中央部の幅を狭くするので、この狭くする部分はパンチとの接触により、塑性伸びが従来の同じ幅のかしめ用突起の場合に比べて大幅に大きくなり、このため、幅中央細りかしめ突起は突出深さが大きくなり、先に積層された複数枚の鉄心片の係合孔に深く嵌入すると共に、楔作用を奏する。従って、鉄心片の板厚が極薄い場合でも、積層する鉄心片同士が強固にかしめられ、かつ、形状精度が優れた積層鉄心を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工工程の説明図である。
【図2】積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工金型の断面図である。
【図3】積層鉄心の製造方法を適用したプレス加工金型のパンチ及びダイの斜視図である。
【図4】幅中央細りかしめ突起の形成用パンチの突起形成刃を下方から見た図である。
【図5】(A)〜(E)はそれぞれ、第1の鉄心片又は第2の鉄心片のかしめ用突起、係合孔の形成位置を示す平面図である。
【図6】固定子用積層鉄心の最下段と第2段との位置関係を示す説明図である。
【図7】固定子用積層鉄心の斜視図である。
【図8】(A)、(B)はそれぞれ、変形例に係るパンチ、パンチの断面形状を示す説明図である。
【符号の説明】
10:鉄心片素材、11:パイロット孔、12:軸孔、13:かしめ部、14:第1の鉄心片、14a:第2の鉄心片、15:スロット孔、16:かしめ部、16a:幅中央細りかしめ突起、16b:係合孔、17:かしめ部、17a:幅中央細りかしめ突起、17b:係合孔、18、18a、18b:第1の鉄心片、19、19a:第2の鉄心片、20:プレス加工金型、21:パンチホルダー、22:回転子用パンチ、23:固定子用パンチ、24:回転子用外形抜きダイ、25:固定子用外形抜きダイ、26:ダイホルダー、27、28:受けシリンダー、29、30:ロッド、31、32:受け台、35、35a:突起形成刃、36、36a:パンチ、37:ダイ、37a:ダイ孔、38:窪み、40:固定子用積層鉄心(積層鉄心)、41:ストリッパー、42:スライドカムプレート、43:駆動手段、44:窪み、45:パンチ
Claims (1)
- かしめ用突起と係合孔とを形成した第1の鉄心片と、前記かしめ用突起が嵌入する係合孔を形成した第2の鉄心片とを、前記かしめ用突起と前記係合孔を介してかしめ積層する積層鉄心の製造方法であって、
極薄板の鉄心片素材の所定位置に前記係合孔を形成し、前記鉄心片素材から外形抜きした複数枚の前記第2の鉄心片を積層し、
次いで、前記鉄心片素材の所定位置に、突起形成刃の幅方向の中央部が幅狭で刃先中央を突出したパンチで、前記複数枚の第2の鉄心片の係合孔に入り込む、両側が前記鉄心片素材に連結し中央が塑性変形して突出した幅中央細りかしめ突起を形成するとともに前記係合孔を形成し、外形抜きした前記第1の鉄心片の前記幅中央細りかしめ突起を、先に積層した複数枚の前記第2の鉄心片の係合孔に入れて該複数枚の第2の鉄心片と前記第1の鉄心片とをかしめ積層する第1の工程と、
外形抜きした別の第2の鉄心片を1枚以上前記第1の鉄心片上に積層し、次いで前記第1の鉄心片と同一形状の別の外形抜きした前記第1の鉄心片の前記幅中央細りかしめ突起を先に積層した前記第1の鉄心片に形成の係合孔と1枚以上の前記別の第2の鉄心片に形成の係合孔に入れ込みこれら複数枚をかしめ積層する第2の工程とからなり、
前記第2の工程を所望積厚まで繰り返して行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
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