JP5379522B2 - 分割鉄心片の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、板状材料（条材）から複数の分割鉄心片（分割コア）を歩留りよく板取りすることができ、かつ生産性も優れた分割鉄心片の製造方法に関する。

分割鉄心片の製造方法においては、例えば、図８に示すように、材料の歩留りをよくして分割鉄心片を製造する目的から、材料７０の幅方向に複数の分割鉄心片７１、７２を連続させた状態で、かつ送り方向に分割鉄心片７１、７２がそれぞれ互い違いになるように配置して打ち抜き形成する方法が知られている（特許文献１参照）。なお、７３はパイロット孔を示す。

特開２００２−３２０３５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の分割鉄心片の製造方法においても、分割鉄心片７１、７２同士の隙間、即ち、スクラップとなる領域が比較的大きく、歩留り改善の余地が残されているという問題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、スクラップ量が減って、分割鉄心片を歩留りよく製造でき、更に隣り合う分割鉄心片を送り方向に互い違いに向きを変えて配置し、位置をずらすことによって、効率よく生産できる分割鉄心片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の発明に係る分割鉄心片の製造方法は、環状の積層鉄心を円周方向に複数に分割した分割積層鉄心に積層して使用され、半径方向外側には幅広部が半径方向内側には幅狭部がそれぞれ形成される複数の分割鉄心片の製造方法であって、
１）前記各分割鉄心片の半径方向中心線が平行で、２）前記幅広部の側端部に、隣接する前記分割鉄心片の幅狭部の側端部が当接し、３）前記分割鉄心片の幅広部と幅狭部との間に磁極軸片部を形成する抜き孔を形成するように、隣り合う前記分割鉄心片を互い違いに配置した鉄心片群を、磁性材料からなる条材に板取りする板取り工程と、
前記板取りに沿ってプレス加工により、前記各分割鉄心片を打ち抜くプレス加工工程とを有する。
ここで、幅広部の側端部に幅狭部の側端部が当接するとは、幅広部の側端部と幅狭部の側端部とが同一線上にあることをいう。

また、第２の発明に係る分割鉄心片の製造方法は、第１の発明に係る分割鉄心片の製造方法において、隣合う前記分割鉄心片の前記幅広部の側端部と前記幅狭部の側端部の位置が半径方向にずれて当接している。即ち、幅広部の側端部の角部（即ち、側角部）が幅狭部の側端部に位置する場合、幅狭部の側端部の角部（即ち、側角部）が幅広部の側端部に位置する場合、又はこの双方の場合の態様がある。なお、第２の発明に係る分割鉄心片の製造方法とは逆に、隣り合う前記分割鉄心片の前記幅広部の側端部と、前記幅狭部の側端部の位置が半径方向に一致するようにすることもできる。

第３の発明に係る分割鉄心片の製造方法は、第１、第２の発明に係る分割鉄心片の製造方法において、前記鉄心片群は、前記条材の幅方向に沿って配置されている。

第４の発明に係る分割鉄心片の製造方法は、第１〜第３の発明に係る分割鉄心片の製造方法において、前記プレス加工工程は、前記条材の所定位置に複数のパイロット孔を形成する第１工程と、
前記板取りに沿って、前記分割鉄心片の幅広部及び幅狭部に当接する隣接した前記分割鉄心片の幅狭部及び幅広部の角部に刃物逃がし用の小孔を形成する第２工程と、
前記板取りに沿って、前記鉄心片群の隣り合う前記分割鉄心片の間に前記抜き孔を形成する第３工程と、
前記板取りに沿って、前記鉄心片群に形成された抜き孔に連接する前記各分割鉄心片の半径方向内側を切り曲げした後、曲がった部分を押し戻して平坦にする第４工程と、
前記板取りに沿って、前記鉄心片群に形成された抜き孔に連接する前記分割鉄心片の半径方向外側を打ち抜きして前記各分割鉄心片を前記条材から分離する第５工程と、
前記第１工程の後で前記第５工程の前にあって、前記鉄心片群の各分割鉄心片で、最底部に位置する分割鉄心片にかしめ孔を、最底部以外の分割鉄心片にかしめ突起を有するかしめ部を形成するかしめ形成工程とを有する。

第５の発明に係る分割鉄心片の製造方法は、第４の発明に係る分割鉄心片の製造方法において、前記抜き孔には別工程で使用する刃物逃がし用の切欠きが設けられている。これによって、同一箇所を別の刃物で二度切りする恐れがなくなる。

本発明に係る分割鉄心片の製造方法は、各分割鉄心片の半径方向中心線が平行で、幅広部の側端部に隣接する分割鉄心片の幅狭部の側端部が当接するように、隣り合う分割鉄心片を互い違いに配置した鉄心片群を、磁性材料からなる条材に板取りしているので、スクラップ量が減り、材料歩留りが向上する。
また、複数の分割鉄心片を同時に一体的に生産することができ、生産性に優れ、また、製造装置にかかるコストを削減できる。
そして、鉄心片群の隣り合う分割鉄心片を互い違いに交互に配置し、かつその位置を交互にずらすことによって、打ち抜き積層された分割積層鉄心がダイ（又はその下の金型）で位置決めされることになり、かしめ位置が正確となり、ダイ内での分割積層鉄心の倒れ等による積層不良を無くすことができる。
また、複数の工程でプレス加工を行う場合に、切り抜き又は打ち抜き線の連接部分に刃物逃がし用の小孔や切欠きを形成することによって、同一箇所の二度切りを防止し、切り滓の発生等を抑えることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法の説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法の説明図である。 （Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法で製造された分割鉄心片の平面図、（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法で製造された分割鉄心片の平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法に使用する板取りの説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法に使用する板取りの説明図である。 本発明の第３の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法に使用する板取りの説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る固定子鉄心の斜視図である。 従来例に係る分割鉄心片の製造方法の説明図である。

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。
本発明の第１の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法は、図７に示すように、環状の固定子鉄心１０を円周方向に複数に分割した分割積層鉄心１１に積層して使用される分割鉄心片１２の製造方法に関するものである。分割鉄心片１２は、図３（Ａ）に示すように、半径方向外側には幅広部の一例である分割ヨーク片部１３が、半径方向内側には幅狭部の一例である磁極歯片部１４が形成され、分割ヨーク片部１３と磁極歯片部１４との間には磁極軸片部１５が形成されている。

この実施の形態においては、磁極軸片部１５と磁極歯片部１４が断面溝状の切欠き１７によって明確に分かれているが、図３（Ｂ）に示す他の例に係る分割鉄心片１２ａのように、明確に分かれていない場合もあり、この場合であっても、半径方向外側には幅広部の一例である分割ヨーク片部１９が、半径方向内側には磁極片部２０（幅狭部の一例）が形成され、厳密には磁極片部２０の半径方向内側が磁極歯片部として機能する。なお、分割ヨーク片部１９と磁極片部２０とは段２０ａによって明確に区分される。また、図３（Ａ）、（Ｂ）において、２１はかしめ部である。

図３（Ａ）に示す分割鉄心片１２においては、分割ヨーク片部１３の両側端部２２には、刃物逃がし用の小孔２９（図１参照）に使用した半円切欠き２９ａが形成され、磁極歯片部１４の両側端部２２ａ（両側角部２３）には、刃物逃がし用の小孔２９に使用した１／４円切欠き２９ｂが形成されている。
また、図３（Ｂ）に示す分割鉄心片１２ａにおいては、分割ヨーク片部１９の両側端部２２ｂには、刃物逃がし用の小孔２９に使用した半円切欠き２９ａが形成され、磁極片部２０の両側角部には、刃物逃がし用の小孔２９に使用した１／４円切欠き２９ｃが形成されている。そして、この分割鉄心片１２ａの磁極片部２０の両側端部２２ｃには抜き孔２５ａの一部を構成する刃物逃がし用の切欠き２９ｄが形成されている。

図３（Ａ）に示す分割鉄心片１２を幅広の磁性材料からなる条材１６に対して板取りを行うが、これについて図４を参照しながら説明する。
条材１６に対して、各分割鉄心片１２の半径方向中心線ｍが平行で、かつ分割ヨーク片部（即ち、幅広部）１３の側端部２２（正確にはその両端部を除く中央部分）に、隣接する分割鉄心片１２の磁極歯片部（即ち、幅狭部）１４の側角部２３が位置するように、分割ヨーク片部１３の側端部２２に隣接する分割鉄心片１２の磁極歯片部１４の側端部２２ａを当接させて、隣り合う４つの分割鉄心片１２を互い違いに複数（この実施の形態では４）配置した鉄心片群２４を、条材１６に幅方向に沿って板取りする（板取り工程）。これによって、条材１６に方向性磁性鋼板を使用した場合には、鉄心の磁気的特性が向上する。

この場合、隣り合う分割鉄心片１２の半径方向中心位置には、対向する切欠き１７で形成される四角形の抜き孔２５が形成されるので、隣り合う分割鉄心片１２の切欠き１７の位置を合わせるように、隣り合う分割鉄心片１２の位置を決定するのが好ましいが、隣り合う分割鉄心片１２の対向する切欠き１７の位置が各分割鉄心片１２の半径方向にずれている場合であってもよい。

なお、この実施の形態においては、板端にある分割鉄心片１２においても、四角形の抜き孔２５が形成されるように板取りしている。
また、条材１６の長手方向（送り方向）に配置される鉄心片群２４は、僅少の隙間（１〜３ｍｍ）を有して配置されるのがよい。鉄心片群２４を当接させて板取りすると、プレス加工がしにくくなる。

次に、図３（Ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法に用いる分割鉄心片１２ａを幅広の磁性材料からなる条材１６に対して板取りを行うが、これについて図５を参照しながら説明する。
条材１６に対して、各分割鉄心片１２ａの半径方向中心線ｍが平行で、かつ分割ヨーク片部（即ち、幅広部）１９の側端部２２ｂ（正確にはその両端部を除く中央部分）に、隣接する分割鉄心片１２ａの磁極片部（即ち、幅狭部）２０の側端部２２ｃの半径方向内側部分（即ち、幅狭部）の側角部２３ａが位置するように、隣り合う４つの分割鉄心片１２ａを互い違いに中心線ｍ方向にずらして配置した鉄心片群２４ａを、条材１６に幅方向に沿って板取りする。

なお、前記実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法においては、分割鉄心片１２、１２ａを互い違いに中心線方向（条材の搬送方向）に対してずらして配置したが、図６に示す第３の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法に示すように、各分割鉄心片１２ｂを中心線ｍ方向にその角部２３ｂを一致させるようにして板取りしてもよい。なお、図５に示す分割鉄心片１２ａと同一の構成要素については、同一の番号を付して詳しい説明を省略する。この場合、分割鉄心片１２ｂには、分割ヨーク片部１９の側端部２２ｂの両側角部及び磁極片部２０の両側角部である角部２３ｂに刃物逃がし用の小孔２９に使用した１／４円切欠き２９ｅが形成される。また、図６の第３の実施の形態では、外形抜き及び積層時にダイ内で分割鉄心片のずれや傾きにより、積層不良を起こす可能性があるため、ダイに突起を設けて小孔２９に当接させたり、分割ヨーク片部の外周側に凹部やあり溝を形成し、ここにダイの突起を係合させて、ダイ内で分割鉄心片の位置決めをしてもよい。

そして、隣り合う分割鉄心片１２ａ、１２ｂの半径方向中間位置には、抜き孔２５ａを形成するが、この抜き孔２５ａの外側線が磁極片部２０の側端部２２ｃと交わる部分には、刃物逃がし用の切欠き２９ｄを形成しておく。これによって、抜き孔２５ａを形成する刃物による切断線と、磁極片部２０の外形を切り抜く刃物の切断線が直線状に接続されることになっても、この切欠き２９ｄには別刃物で同一箇所の切断を避けることができる。この図６に示す分割鉄心片１２ｂにおいては、隣り合う分割鉄心片１２ｂの幅広部の側端部２２ｂと、幅狭部の側端部２２ｃの位置が半径方向に一致している。なお、その他の点については、分割鉄心片１２、１２ａの板取りと略同一である。

次に、この板取りに基づくプレス加工工程について、図１、図２を参照しながら説明する。なお、第１の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法について説明するが、第２、第３の実施の形態に係る分割鉄心片の製造方法においても同様である。
このプレス加工工程は、図１の（Ａ）に示すように、条材１６の所定位置である両側部に複数（この実施の形態では２）のパイロット孔２８を形成する（第１工程）。

そして、図１の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、前記した板取りに沿って、鉄心片群２４の隣り合う各分割鉄心片１２の分割ヨーク片部１３の側端部２２に当接する磁極片部１４の側角部２３に小孔２９を形成する（第２工程）。この小孔２９は各分割鉄心片１２について同様に形成する。従って、条材１６の端にある分割鉄心片１２において、隣り合う分割鉄心片１２が存在しない場合であっても、分割ヨーク片部１３の側端部２２、及び磁極歯片部１４の側角部２３に小孔２９が形成されることになる。

この小孔２９の大きさは、０．５〜２ｍｍ直径であり、プレス加工時の隣り合う加工線が正確に一致しない場合の、切り滓やバリの発生を防止する。
次に、図１の（Ｄ）に示すように、板取りに沿って、鉄心片群２４の隣り合う分割鉄心片１２の間に抜き孔２５を形成する（第３工程）。図１（Ｅ）はアイドル工程である。

図１の（Ｆ）で、板取りに沿って、各分割鉄心片１２の抜き孔２５に連接する半径方向内側に対応する磁極歯片部１４の切り曲げ加工を行う。この切り曲げ加工は分割鉄心片１２の中間部を保持して磁極歯片部１４及びこれに続く磁極軸片部１５の一部を１０〜３０度程度折り曲げる加工をいう。そして、次の図１の（Ｇ）において、切り曲げした部分を平たいパンチやストリッパーで押して基の位置に戻し平坦にする。この処理については、例えば、特開２００５−３１８７６３号公報において、「切り曲げ工程」と「プッシュバック工程」として紹介され、公知の技術である（以上、第４工程）。

次の、図２の（Ｈ）で、分割鉄心片１２の中央に形成されているかしめ部２１を構成するかしめ孔を形成する。かしめ孔とは、積層時に最底部に位置する分割鉄心片１２にのみ形成され、その上の分割鉄心片１２のかしめ部２１のかしめ突起を嵌入させる孔である。図２（Ｉ）はアイドル工程であって、図２（Ｊ）では、その他の分割鉄心片１２に対してかしめ部２１を形成する。このかしめ部は半抜きかしめであっても、Ｖ形かしめであってもよい（以上、かしめ形成工程）。

図２の（Ｋ）はアイドル工程で、図２の（Ｌ）において、板取りに沿って抜き孔２５に一端が連通する分割鉄心片１２の半径方向外側（即ち、分割ヨーク片部１３に相当）を打ち抜きして各分割鉄心片１２を条材１６から分離する。これによって、各分割鉄心片１２はダイ内に打ち抜かれてかしめ積層され、分割積層鉄心１１となる（第５工程）。

ここで、隣り合う各分割鉄心片１２（１２ａも同様）は、その中心線ｍ方向（即ち、板材搬送方向）にずれているので、ダイ内で個々の分割鉄心片の位置が正確に保持され、かしめ作業が正確となり、積層した分割鉄心片のずれや倒れもなくなる。
なお、以上の「かしめ形成工程」は、第１工程の後で第５工程の前であれば何時でもよい。
以上の方法によって製造された分割積層鉄心１１を組み合わせると、図７に示すような固定子鉄心１０となる。

本発明は前記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の改良、変形は可能であり、例えば、前記実施の形態においては、鉄心片群を条材の幅方向に形成したが、条材の長さ方向に形成してもよい。
分割鉄心片の製造方法を固定子鉄心に限定して説明したが、環状の積層鉄心であれば、他の鉄心（例えば、ロータ）等であっても本発明は適用される。

１０：固定子鉄心、１１：分割積層鉄心、１２、１２ａ、１２ｂ：分割鉄心片、１３：分割ヨーク片部、１４：磁極歯片部、１５：磁極軸片部、１６：条材、１７：切欠き、１９：分割ヨーク片部、２０：磁極片部、２０ａ：段、２１：かしめ部、２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ：側端部、２３、２３ａ：側角部、２３ｂ：角部、２４、２４ａ：鉄心片群、２５、２５ａ：抜き孔、２８：パイロット孔、２９：小孔、２９ａ：半円切欠き、２９ｂ、２９ｃ：１／４円切欠き、２９ｄ：切欠き、２９ｅ：１／４円切欠き

Claims (6)

1. 環状の積層鉄心を円周方向に複数に分割した分割積層鉄心に積層して使用され、半径方向外側には幅広部が半径方向内側には幅狭部がそれぞれ形成される複数の分割鉄心片の製造方法であって、
   １）前記各分割鉄心片の半径方向中心線が平行で、２）前記幅広部の側端部に、隣接する前記分割鉄心片の幅狭部の側端部が当接し、３）前記分割鉄心片の幅広部と幅狭部との間に磁極軸片部を形成する抜き孔を形成するように、隣り合う前記分割鉄心片を互い違いに配置した鉄心片群を、磁性材料からなる条材に板取りする板取り工程と、
   前記板取りに沿ってプレス加工により、前記各分割鉄心片を打ち抜くプレス加工工程とを有することを特徴とする分割鉄心片の製造方法。
2. 請求項１記載の分割鉄心片の製造方法において、隣合う前記分割鉄心片の前記幅広部の側端部と前記幅狭部の側端部の位置が半径方向にずれて当接していることを特徴とする分割鉄心片の製造方法。
3. 請求項１記載の分割鉄心片の製造方法において、隣り合う前記分割鉄心片の前記幅広部の側端部と、前記幅狭部の側端部の位置が半径方向に一致していることを特徴とする分割鉄心片の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１記載の分割鉄心片の製造方法において、前記鉄心片群は、前記条材の幅方向に沿って配置されていることを特徴とする分割鉄心片の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１記載の分割鉄心片の製造方法において、前記プレス加工工程は、前記条材の所定位置に複数のパイロット孔を形成する第１工程と、
   前記板取りに沿って、前記分割鉄心片の幅広部及び幅狭部に当接する隣接した前記分割鉄心片の幅狭部及び幅広部の角部に刃物逃がし用の小孔を形成する第２工程と、
   前記板取りに沿って、前記鉄心片群の隣り合う前記分割鉄心片の間に前記抜き孔を形成する第３工程と、
   前記板取りに沿って、前記鉄心片群に形成された抜き孔に連接する前記各分割鉄心片の半径方向内側を切り曲げした後、曲がった部分を押し戻して平坦にする第４工程と、
   前記板取りに沿って、前記鉄心片群に形成された抜き孔に連接する前記分割鉄心片の半径方向外側を打ち抜きして前記各分割鉄心片を前記条材から分離する第５工程と、
   前記第１工程の後で前記第５工程の前にあって、前記鉄心片群の各分割鉄心片で、最底部に位置する分割鉄心片にかしめ孔を、最底部以外の分割鉄心片にかしめ突起を有するかしめ部を形成するかしめ形成工程とを有することを特徴とする分割鉄心片の製造方法。
6. 請求項５記載の分割鉄心片の製造方法において、前記抜き孔には別工程で使用する刃物逃がし用の切欠きが設けられていることを特徴とする分割鉄心片の製造方法。

Images