WO2010082465A1 - 積層コアの製造方法及びその製造治具 - Google Patents

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司城大輔
秋田裕之
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a laminated core including a step of punching a core sheet from a steel sheet and laminating to produce a laminated core, a step of attaching an insulator to the laminated core, and a step of winding the laminated core through the insulator.
  • the present invention relates to a method and a manufacturing jig thereof, and particularly relates to a manufacturing method of a laminated core that reduces iron loss of a product and the manufacturing jig thereof.
  • the laminated core is manufactured by punching a core sheet from a steel plate and binding the plural sheets in a laminated state, and is used for a motor core or a transformer core.
  • a fixing means by caulking is used between the laminations of the core sheets, but a method for producing a laminated core that does not leave a caulked part in the product part is also disclosed in order to reduce the iron loss of the product. (For example, refer to Patent Document 1).
  • a progressive die is used, and a core sheet in which a core portion used as a product and a scrap portion pushed back by pushback after punching are integrated is punched from a steel plate.
  • the push back referred to here is a processing method in which the punched portion is once punched in a half punched state or a completely punched state to be almost separated and then pushed back into the punched hole.
  • the punched core sheets are sequentially laminated in the die of the mold, and the laminated core sheets are temporarily bundled at a predetermined number of the crimped portions provided in the scrap portion to form a laminated core.
  • the core part of the laminated core taken out from the progressive press die is finally bound by bonding or welding, and then the scrap part is removed to obtain a product. According to this, since the coupling means such as the crimping portion does not remain in the core as a product, the iron loss can be reduced and the magnetic performance can be improved.
  • the conventional method for manufacturing a laminated core has a problem that the scrap portion has a large contact area with the outer peripheral surface of the core portion, and the contact resistance is large at the time of detachment and cannot be easily removed.
  • the laminated core after separating the scrap part is press-fitted into the frame for maintaining the shape and position of the laminated core, it is easy to assemble with the frame due to deformation that occurred on the outer peripheral surface of the core part at the time of separation. And the roundness of the stator deteriorates.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and a method for manufacturing a laminated core capable of improving the workability of winding and assembling without deteriorating the magnetic performance of the laminated core, and its manufacturing process.
  • the purpose is to provide ingredients.
  • the method for manufacturing a laminated core according to the present invention includes a tooth portion and a tooth portion protruding from a central portion at an arc-shaped central portion, and one wing portion of a butterfly-shaped scrap portion is fitted to the opposite side by pushback.
  • a step of removing the laminated scrap portion from the laminated back yoke portion after fixing between the laminated layers is a step of punching a core sheet composed of a combined back yoke portion from a steel plate, a step of laminating a plurality of core sheets and fixing the front and back surfaces of adjacent scrap portions, and a tooth portion and a back yoke portion of the laminated core sheet.
  • the laminated core manufacturing jig according to the present invention includes a tooth portion and one tooth shape of a butterfly-shaped scrap portion formed by projecting the teeth portion toward the center at an arc-shaped central portion and pushing back on the opposite side.
  • a core sheet composed of a back yoke part fitted with a part is punched out of a steel sheet, a plurality of core sheets are laminated, and the front and back surfaces of adjacent scrap parts are respectively fixed, and the teeth part and back yoke part of the laminated core sheet are fixed. It consists of the laminated
  • the laminated core is permanently bound in a state in which the cross section in the lamination direction is temporarily bound by a butterfly-shaped manufacturing jig, and the manufacturing jig is removed after the binding so that the laminated core does not come into contact with the outer peripheral surface of the laminated core. Since the outer peripheral surface is not deformed, the fixing jig can be easily removed.
  • stator when the stator is formed, even when the laminated core is press-fitted into the frame in order to hold the shape and position, the outer peripheral surface is not deformed, so that the assembly with the frame and the roundness of the stator can be improved.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows an example of the winding process in the winding apparatus in Embodiment 1 of the manufacturing method of the laminated core which concerns on this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the laminated core after the winding process in Embodiment 1 of the manufacturing method of the laminated core which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the process of coat
  • FIG. 1 It is a front view which shows the structure of the stator core in other embodiment of the manufacturing method of the laminated core which concerns on this invention. It is a front view which shows the structure of the stator core in other embodiment of the manufacturing method of the laminated core which concerns on this invention. It is a top view which shows the structure of the core sheet in Embodiment 3 of the manufacturing method of the laminated core which concerns on this invention. It is a perspective view which shows the structure of the laminated core which consists of a core sheet in Embodiment 3 of the manufacturing method of the laminated core which concerns on this invention.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a core sheet that forms a laminated core of a split stator when the laminated core manufacturing method according to Embodiment 1 of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a perspective view of a laminated core formed by laminating the core sheets in FIG. 1
  • FIG. 3 is a front view of a stator including a plurality of laminated cores.
  • a core sheet 50 includes a core part 11 that is a product part and a scrap part 12 as a manufacturing jig that is fitted and fixed to the core part 11 by pushback.
  • the core part 11 forms a T-shaped plate composed of a back yoke part 11a and a tooth part 11b, and a tooth part 11b projects from the central part of the back yoke part 11a toward the center of the annular ring.
  • the back yoke portion 11a is provided with a fitting recess 11c in which the scrap portion 12 is fitted and fixed to the center portion on the opposite side of the teeth portion 11b. At both ends of the back yoke portion 11a, there are provided an engaging concave portion 11d and an engaging convex portion 11e with which the adjacent core portions 11 engage with each other when forming the stator.
  • the scrap part 12 is provided in a butterfly shape, and one wing-shaped part is a fitting convex part 12a fitted and fixed to the fitting concave part 11c of the back yoke part 11a.
  • the other is a gripping convex portion 12b gripped by a fixed portion (not shown) of a manufacturing apparatus such as a winding machine.
  • the fitting convex portion 12a and the gripping convex portion 12b of the scrap portion 12 are both formed in a wedge shape, but the present invention is not limited to this.
  • each may be a substantially circular shape, a substantially elliptical shape, or the like, and need not be symmetrical or similar.
  • the gripping convex portion 12b may be rectangular.
  • the butterfly shape of the scrap portion 12 is such that the fitting convex portion 12a fits and fixes the back yoke portion 11a of the core portion 11 and the gripping convex portion 12b is fixed.
  • fixed part of a manufacturing apparatus should just be the shape which the neck part narrowed. With this shape, the contact portion between the scrap portion 12 and the outer peripheral portion of the core portion 11 can be reduced. Moreover, it can fix reliably to the fixing
  • an end portion of the scraping portion 12 is provided with a detaching concave portion 12f at a predetermined position and shape.
  • a separation recess 11f may be provided at the end on the fitting recess 11c side.
  • the recesses 12 f, 12 g, 12 h for detachment and the recesses 11 f, 11 g, 11 h for detachment are provided at three positions on both sides of the fitting convex portion 12 a and the fitting recess 11 c by punching out in the fitting portion interface. An example is shown.
  • a fixing concave portion 12d and a fixing convex portion 12e are provided, respectively.
  • the core sheet 50 is fixed in the stacking direction by caulking the corresponding fixing concave portions 12d and fixing convex portions 12e between the adjacent scrap portions 12 during stacking.
  • FIG. 2 shows the laminated core 110 that is integrally formed with the insulating resin 13 by die-cast molding in a state of being temporarily bound by the fixing jig 120 and is finally bound.
  • the fixing jig 120 holds the holding projection 120b (stacked holding projection 12b) by caulking even in the laminating direction, and the laminating lateral direction is held at the time of main binding such as the insulating resin molding process and the winding process. It can fix by grasping the convex part 120b for use, and can laminate
  • the fixing jig 120 is removed from the fitting recess 11c of the back yoke portion 11a after the laminated core 110 is integrally formed with the insulating resin 13 and wound, and then slid in the laminating direction (A direction in FIG. 2). . Since the fixing jig 120 has a butterfly-shaped cross section with respect to the axis in the stacking direction and the central portion 120c is constricted, the fixing jig 120 does not come into contact with the outer peripheral surface of the stacked core 110 and does not deform the outer peripheral surface. It can be easily removed.
  • the fixing jig 120 includes separation grooves 120f, 120g, and 120h (stacked separation recesses 12f, 12g, and 12h) at the ends of the fitting protrusions 120a (stacked fitting protrusions 12a), and the laminated core 110.
  • the fitting recesses 110c (stacked fitting recesses 11c) end detachment grooves 110f, 110g, and 110h (stacked detachment recesses 11f, 11g, and 11h), the fitting projections 120a end and the fitting recess 110c.
  • the contact area with the end portion can be reduced, and the end portion of the fitting convex portion 120a and the end portion of the fitting concave portion 110c can be elastically deformed and easily removed.
  • a stator 200 as shown in FIG. 3 is formed by projecting a tooth portion 110b (laminated tooth portion 11b) in the center direction inside the annular shape.
  • FIG. 4 shows a process of forming the core sheet 50 by punching from a steel plate using a press die.
  • FIG. 4 the punching process proceeds in the order of the downward arrow B, and the hatched portion in FIG. 4 represents the punched portion.
  • FIG. 4A shows the first step
  • FIG. 4F shows the last step
  • the drawing shown in the direction of the left arrow C in the drawing is the core sheet 50 after punching is completed.
  • a pilot hole 15 serving as a reference for positioning in press working is punched into a thin steel plate 14 made of a magnetic material such as an electromagnetic steel plate.
  • the steel plate 14 has a thickness of 0.2 to 0.5 mm.
  • a region 17 for cutting out the outer periphery of the portion that becomes the gripping convex portion 12b of the scrap portion 12 and the outer peripheral portion around the fitting concave portion 11c of the back yoke portion 11a is punched out.
  • the fixing concave portion 12d and the fixing convex for fixing the core sheets 50 to be laminated to each other on the front and back surfaces of the central portion of the grip convex portion 12b of the scrap portion 12 by caulking.
  • the portion 12e is provided by pressing.
  • the detaching holes 16f, 16g, and 16h are divided to form the detaching concave portions 12f, 12g, and 12h and the detaching concave portions 11f, 11g, and 11h.
  • a desired number of core sheets 50-1, 50-2,... 50-n (n is an integer) are laminated, the fixing concave portions 12d and the fixing convex portions 12e of the adjacent core sheets are fixed, and the laminated core 110 temporarily bound by the fixing jig 120 is obtained.
  • the first core sheet 50-1 and the last core sheet 50-n of the laminated core 110 temporarily bound by the fixing jig 120 are fixed only on the inner side in the stacking direction.
  • a laminated core 110 temporarily bonded in a desired number can be obtained, and the laminated cores 110 are fixed to each other. Therefore, the laminated core 110 can be obtained continuously.
  • the laminated core 110 in a temporarily bound state is fixed to the mold of the molding machine with the holding protrusion 120b held by the fixing jig 120.
  • the laminated core 110 is integrally formed by die-cast molding, and as shown in FIG. 2, the teeth 110 b (laminated teeth 11 b) and its peripheral part are covered with an insulating resin 13 so as to be permanently bound.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the bundled laminated core 110 after winding.
  • the fixing jig 120 is removed from the fitting recess 110c of the laminated core 110 by sliding in the lamination direction (A direction in FIG. 2).
  • the plurality of laminated cores 110 from which the fixing jig 120 is removed are connected so that the back yoke part 110a is substantially annular, and the teeth part 110b protrudes in the center direction inside the annular shape, so that FIG. A stator 200 as shown is obtained.
  • the laminated core 110 is temporarily bound in a state in which the section in the stacking direction is temporarily bound by the butterfly-shaped fixing jig 120, and the fixing jig 120 is removed after the final binding. Since the central part between the fitting part and the grip part of the fixing jig is constricted, the fixing jig can be easily removed without contacting the outer peripheral surface of the laminated core and without deforming the outer peripheral surface. it can.
  • stator when the stator is formed, even when the laminated core is press-fitted into the frame in order to hold the shape and position, the outer peripheral surface is not deformed, so that the assembly with the frame and the roundness of the stator can be improved.
  • the fixing jig 120 having a butterfly cross section in the stacking direction the gripping by the manufacturing apparatus is facilitated, and the stacking core can be reliably restrained and fixed in the stacking lateral direction.
  • stator without the caulking portion can be manufactured without using welding for the present bundling means of the laminated core, the iron loss of the product can be reduced. Further, there is no difficult work as in the case where adhesion is used for the binding means, and the space factor of the laminated core is not reduced.
  • Embodiment 2 In the manufacturing method of the laminated core according to the first embodiment, the case where the laminated core 110 temporarily bonded by the fixing jig 120 is integrally formed with the insulating resin 13 so as to be bundled is shown. In the second embodiment, a case where the laminated core is covered with a molded product of an insulating resin and then wound and wound is shown.
  • FIG. 7 is a perspective view for explaining a process of covering a molded product of insulating resin in the method for manufacturing a laminated core according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the laminated core 110 in a temporarily bound state obtained in the steps of FIGS. 4A to 4F in the first embodiment is replaced with the winding machine shown in FIG.
  • the holding convex portion 120b is held and fixed by the fixing jig 31 of 300.
  • the laminated core 110 in a temporarily bound state covers the teeth portion 110b (laminated teeth portion 11b) and the peripheral portions thereof with the moldings 19 and 20 of the insulating resin from above and below in a state where the holding convex portion 120b is held. Then, the winding 18 is applied from above, and this binding is performed.
  • the molded products 19 and 20 of the insulating resin constrain the laminating lateral direction of the laminated core 110, and the windings 18 constrain the laminating direction and further strengthen the lateral binding.
  • the insulation resin moldings 19 and 20 and the windings 18 are used to form the bundle, but the insulating resin molding 19 and the insulating resin molding 20 covered from above and below are used. If the fitting portion is provided at the portion where the two are combined and the stacking direction is constrained, the main bundling can be performed only by covering the molded products 19 and 20 of the insulating resin.
  • the laminated core 110 in a temporarily bound state is covered with the previously formed insulating resin moldings 19 and 20 in a state where the gripping convex portion 120b is gripped. Because it is made to bind, it does not require a laminated core to mold the insulating resin, and it is possible to parallelize the molding process of the insulator, so the equipment does not need to be in-line with a large molding machine.
  • the stator production line can be operated without being affected by the insulator forming process having a long process work time.
  • Embodiment 1 and 2 demonstrated the manufacturing method of the lamination
  • the present invention can be applied to manufacture of a connection type stator, a joint type stator, and an integral type stator.
  • FIGS. 8 to 10 are front views of the connected stator core 201, the articulated stator core 202, and the integrated stator core 203, respectively.
  • the same effect can be obtained by providing a fixing jig 120 (laminated scrap portion 12) having a butterfly-shaped cross section in a predetermined position at a predetermined position.
  • Embodiment 3 In the method for manufacturing the laminated core according to the first embodiment, the case where the fixing jig 120 is removed from the fitting recess 11c of the back yoke portion 11a only by sliding in the laminating direction after the main binding is shown. In the third embodiment, a case where the processing force necessary for removing the fixing jig is reduced and then removed by sliding is described.
  • FIG. 11 is a plan view showing an example of a core sheet according to Embodiment 3 of the present invention. 12 shows a process of removing the fixing jig 120 after forming the laminated core 110 from the core sheet shown in FIG. 11 in the same manner as in the first embodiment, and finally binding the laminated core 110 and winding it. It is a perspective view (winding is not shown) which shows a portion.
  • the configuration of the core sheet in the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the core sheet 51 instead of the separation holes 16f, 16g, and 16h in the first embodiment, the space between the entire end portion 12i of the fitting convex portion 12a of the scrap portion 12 and the fitting concave portion 11c of the back yoke portion 11a.
  • a release hole 26 for releasing the fitted state is provided.
  • the portions where the scrap portion 12 and the back yoke portion 11a are fitted and fixed are the fitting surfaces 12j and 11j, the fitting surfaces 12k and 11k, and these fitting portions.
  • the fixing recesses 12d and the fixing protrusions 12e provided on the front and back surfaces of the scrap portion 12 are caulked when the core sheets 50 are stacked, whereby the core sheet 51 is fixed in the stacking direction.
  • the fixing jig 120 is directed from the back yoke portion 11a toward the teeth portion 11b, that is, in the inner diameter direction of the laminated core 110 (FIGS. 11 and 12). Pressurize once in the B direction).
  • FIG. 12 shows a state in which the fixing jig 120 is moved relative to the laminated core 110 in the inner diameter direction after the pressurization.
  • the fixing jig 120 can be relatively moved in the inner diameter direction by the detachment hole 26, and a gap is generated between the fitting surfaces 120j and 110j and the fitting surfaces 120k and 110k. Can be canceled.
  • the fixing jig 120 is moved relative to the laminated core 110 in the inner diameter direction, and then the fixing jig 120 is slid in the lamination direction of the laminated core 110 (A direction in FIG. 12).
  • the fixing jig 120 can be slid in the stacking direction of the laminated core 110 with little force, and the fixing jig 120 can be easily removed from the laminated core 110.
  • the scrap portion 12 is provided in a butterfly shape, so that the fitting surface 12j and the fitting surface 12k of the fitting convex portion 12a become the fitting surface 11j and the fitting surface 11j of the back yoke portion 11a. Even if a force in the outer diameter direction (the direction opposite to B in FIGS. 11 and 12) acts on the laminated core 110 on the fixing jig 120 by being fixed in the outer diameter direction by the fitting surface 11k. The fitting state of the fitting surface can be maintained due to geometric constraints.
  • the laminated core 110 can be attached to a device or a jig without disassembling the laminated core 110 and the fixing jig 120. It can be firmly fixed to the tool.
  • the separation hole 26 is provided between the end of the fitting convex portion 12a of the scrap portion 12 and the fitting concave portion 11c of the back yoke portion 11a.
  • the tool can be relatively moved in the inner diameter direction, and a gap is formed between the tool and the back yoke portion, and the fitted state can be easily released.
  • the fixing jig can be slid in the stacking direction of the laminated core with almost no force by this gap, and the fixing jig can be easily removed from the laminated core.
  • the scrap portion 12 is provided in a butterfly shape, the fitting state can be maintained even if a force in the outer diameter direction of the laminated core acts on the fixing jig. Furthermore, in the manufacturing process of the stator including the process of attaching the insulator to the laminated core and the winding process, the laminated core can be firmly fixed to the apparatus or jig without disassembling the laminated core and the fixing jig. Is possible.
  • the present invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to manufacture of a connection type stator, a joint type stator, and an integral type stator.
  • a fixing jig 120 laminated scrap portion 12 having a butterfly-shaped cross section provided with a detaching hole 26 is provided at a predetermined position.
  • the same effect can be obtained.

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Abstract

課題　積層コアの磁気性能を低下させることなく、巻線、組立の作業性を向上できる積層コアの製造方法及びその製造治具を提供することを目的とする。 解決手段　ティース部１１ｂおよびこのティース部１１ｂを円弧状の中央部で中心側に突設し、反対側にプッシュバックにより蝶型のスクラップ部１２の一方の羽形部である嵌合凸部１２ａを嵌合したバックヨーク部１１ａとからなるコアシート５０を鋼板から打ち抜き、コアシート５０を複数枚積層し、隣接するスクラップ部１２の表裏面をそれぞれ固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅをカシメて固着し、積層したコア部１１の積層間を固着した後、積層したバックヨーク部１１ａから取り外す。

Description

積層コアの製造方法及びその製造治具
　本発明は、コアシートを鋼板から打抜き、積層して積層コアを製造する工程、積層コアに絶縁物を取り付ける工程、及び絶縁物を介して積層コアに巻線する工程等を含む積層コアの製造方法及びその製造治具に関するものであり、特に、製品の鉄損を小さくする積層コアの製造方法及びその製造治具に関するものである。
　積層コアは、鋼板からコアシートを打抜いて、その複数枚を積層状態で結束して製造され、モータコアやトランスコア等に用いられている。従来の積層コアの製造方法では、コアシートの積層間にはカシメ結合による固定手段が用いられるが、製品の鉄損を小さくする目的で製品部にカシメ部を残さない積層コアの製造方法も開示されている（例えば、特許文献１参照）。
　この製造方法では、先ず順送金型を用い、製品として利用するコア部と、打抜き後にプッシュバックによって押し戻されたスクラップ部とが一体となったコアシートを鋼板から打抜く。ここでいうプッシュバックとは、打抜き部を一旦半抜き状態または完全抜き状態で打抜き加工してほぼ分離状態にした後に、この打抜き穴内へ押し戻す加工方法である。
　続いて、打抜いたコアシートを金型のダイ内に順次積層させ、積層したコアシートを所定枚数毎に前記スクラップ部に設けたカシメ部で仮結束することにより積層コアを形成する。次に、順送プレス金型から取り出した積層コアのコア部を接着や溶接によって本結束した後、スクラップ部を除去し製品を得る。これによれば製品となるコアにカシメ部等の結合手段が残らないために鉄損を小さくでき、磁気性能の向上が実現できる。
特開２００７－２９５６６８号公報（００１３段、図３）
　しかしながら、従来の積層コアの製造方法では、スクラップ部は、コア部の外周面との接触面積が大きく、離脱時に接触抵抗が大きく容易に取り外せないという問題があった。
また、スクラップ部を離脱した後の積層コアを、積層コアの形状及び位置保持するためのフレームに圧入する場合、離脱の際にコア部外周面に生じた変形が原因で、フレームとの組立性を損ない、またステータの真円度が悪化するという問題があった。
　更に、積層コアの本結束手段に接着を用いる場合は、既に仮結束されているコアシート間へ接着材を注入すること、コアシート間からはみ出た余分な接着剤を除去することが困難であるし、接着剤注入により積層コアの占積率が低下するという問題があった。また、溶接を用いる場合は、製品となる箇所のコアシート間を溶融するために短絡を生じ、この箇所で鉄損を生じるという問題があった。
　本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、積層コアの磁気性能を低下させることなく、巻線、組立の作業性を向上できる積層コアの製造方法及びその製造治具を提供することを目的とする。
　本発明に係る積層コアの製造方法は、ティース部およびこのティース部を円弧状の中央部で中心側に突設し、反対側にプッシュバックにより蝶型のスクラップ部の一方の羽形部を嵌合したバックヨーク部とからなるコアシートを鋼板から打ち抜く工程と、コアシートを複数枚積層し、隣接するスクラップ部の表裏面をそれぞれ固着する工程と、積層したコアシートのティース部及びバックヨーク部の積層間を固着した後、積層したスクラップ部を積層したバックヨーク部から取り外す工程とを含むものである。
　また、本発明に係る積層コアの製造治具は、ティース部およびこのティース部を円弧状の中央部で中心側に突設し、反対側にプッシュバックにより蝶型のスクラップ部の一方の羽形部を嵌合したバックヨーク部とからなるコアシートを鋼板から打ち抜き、コアシートを複数枚積層し、隣接するスクラップ部の表裏面をそれぞれ固着し、積層したコアシートのティース部及びバックヨーク部の積層間を固着した後、積層したバックヨーク部から取り外される積層されたスクラップ部からなるものである。
　本発明によれば、積層コアを、積層方向断面が蝶型の製造治具により仮結束した状態で本結束し、本結束後製造治具を取り外すことにより、積層コアの外周面と接触せず、外周面を変形させることもないため、容易に固定治具を取り外すことができる。
　また、ステータを形成する際に、積層コアを形状及び位置保持するためにフレームに圧入する場合にも、外周面に変形がないことから、フレームとの組立性及びステータの真円度を向上できる。
本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態１におけるコアシートの構成を示す平面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態１におけるコアシートからなる積層コアの構成を示す斜視図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態１における積層コアからなるステータの構成を示す断面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態１におけるプレス打ち抜きによるコアシートの形成工程を示す平面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態１における巻線装置での巻線工程の一例を示す模式図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態１における巻線工程後の積層コアの構成を示す断面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態２における積層コアに絶縁樹脂の成形物を被覆する工程を示す斜視図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の他の実施の形態におけるステータコアの構成を示す正面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の他の実施の形態におけるステータコアの構成を示す正面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の他の実施の形態におけるステータコアの構成を示す正面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態３におけるコアシートの構成を示す平面図である。 本発明に係る積層コアの製造方法の実施の形態３におけるコアシートからなる積層コアの構成を示す斜視図である。
　以下、本発明に係る積層コアの製造方法の各種実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１での積層コアの製造方法を適用した場合に、分割型ステータの積層コアを形成するコアシートの一例を示した平面図である。図２は、図１におけるコアシートを積層して形成される積層コアの斜視図であり、図３は、複数の積層コアからなるステータの正面図である。
　図１において、コアシート５０は、製品部となるコア部１１、プッシュバックによりコア部１１へ嵌め合い固定される製造治具としてのスクラップ部１２からなる。コア部１１は、バックヨーク部１１ａとティース部１１ｂとからなるＴ字状板を形成し、バックヨーク部１１ａ中央部から円環状内側の中心方向にティース部１１ｂが突設されている。
　バックヨーク部１１ａには、ティース部１１ｂの反対側中央部にスクラップ部１２を嵌め合い固定される嵌合凹部１１ｃが設けられている。バックヨーク部１１ａの両端には、ステータを形成する際に隣接するコア部１１が互いに係合する係合凹部１１ｄ、係合凸部１１ｅが設けられている。
　スクラップ部１２は、蝶型で設けられ、その一方の羽形部がバックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃと嵌め合い固定される嵌合凸部１２ａとなっている。他方は、巻線機等の製造装置の固定部（図示せず）に把持される把持用凸部１２ｂとなっている。
　図１では、スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａ及び把持用凸部１２ｂは、共にくさび形の形状で構成されているが、これに限るものではない。たとえば、それぞれが略円形や、略楕円等であってもよく、対称もしくは類似形状である必要もない。
　また、把持用凸部１２ｂが矩形であってもよく、スクラップ部１２の蝶型形状は、嵌合凸部１２ａがコア部１１のバックヨーク部１１ａを嵌め合い固定し、把持用凸部１２ｂが製造装置の固定部に把持され得る、中央部１２ｃがくびれた形状であればよい。この形状により、スクラップ部１２とコア部１１の外周部との接触部を低減できる。また、製造装置の固定部に確実に固定できる。
　スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａ端部には、バックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃとの嵌合部の接触面積を低減するため、所定の位置・形状で離脱用凹部１２ｆを設ける。
嵌合凹部１１ｃ側の端部に離脱用凹部１１ｆを設けてもよい。図１では、嵌合部界面に穴形状で打ち抜くことにより、嵌合凸部１２ａ及び嵌合凹部１１ｃの両側それぞれ三箇所に離脱用凹部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈと離脱用凹部１１ｆ、１１ｇ、１１ｈを設けた例を示している。
　スクラップ部１２の表裏面には、それぞれ固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅが設けられている。コアシート５０は、積層時に、隣接するスクラップ部１２同士の対応する固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅがそれぞれカシメられることにより積層方向に固定される。
　積層され、カシメられて固定されたスクラップ部１２は、積層されたコア部１１を積層状態で仮結束する固定治具を形成する。固定治具で仮結束されたコア部１１は、本結束され、積層コアが形成される。図２に、固定治具１２０により仮結束した状態で、ダイキャストモールディングにより絶縁樹脂１３で一体成形され、本結束された積層コア１１０を示す。
　固定治具１２０は、把持用凸部１２０ｂ（積層した把持用凸部１２ｂ）をカシメにより積層方向にさえ拘束すれば、積層横方向は絶縁樹脂の成形工程及び巻線工程等の本結束時に把持用凸部１２０ｂを把持することにより固定でき、積層コア１１０（積層したコア部１１）を確実に仮結束できる。
　固定治具１２０は、積層コア１１０が絶縁樹脂１３で一体成形され、巻線された後、積層方向（図２のＡ方向）にスライドさせて、バックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃから取り外される。固定治具１２０は、積層方向の軸に対して断面が蝶型の柱状であり、中央部１２０ｃがくびれていることから、積層コア１１０の外周面と接触せず、外周面を変形させることなく容易に取り外すことができる。
　また、固定治具１２０は、嵌合凸部１２０ａ（積層した嵌合凸部１２ａ）端部の離脱用溝部１２０ｆ、１２０ｇ、１２０ｈ（積層した離脱用凹部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ）、及び積層コア１１０の嵌合凹部１１０ｃ（積層した嵌合凹部１１ｃ）端部の離脱用溝部１１０ｆ、１１０ｇ、１１０ｈ（積層した離脱用凹部１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ）により、嵌合凸部１２０ａ端部と嵌合凹部１１０ｃ端部との接触面積を低減し、更に嵌合凸部１２０ａ端部及び嵌合凹部１１０ｃ端部を弾性変形させ、容易に取り外すことができる。
　本結束された積層コア１１０は、固定治具１２０を取り外した後、複数個の積層コア１１０をバックヨーク部１１０ａ（積層したバックヨーク部１１ａ）が略円環状になるように連結して、円環状内側の中心方向にティース部１１０ｂ（積層したティース部１１ｂ）が突設することにより、図３に示すようなステータ２００を構成する。
　次に、本実施の形態１における積層コア１１０の製造方法を説明する。図４は、鋼板からプレス金型を使っての打ち抜きにより、コアシート５０を形成する工程を示す。
　図４に示すように、下向き矢印Ｂの方向の順で打ち抜き工程が進み、図４の斜線部は打ち抜かれた部分を表す。図４（ａ）は最初の工程で、図４（ｆ）は最後の工程を示し、図面左向き矢印Ｃの方向に示す図は、打ち抜き完了後のコアシート５０である。
　まず最初に、図４（ａ）の工程では、電磁鋼板等の磁性材料からなる薄型の鋼板１４に、プレス加工での位置決めの基準となるパイロット穴１５が打ち抜かれる。鋼板１４は、０．２～０．５ｍｍの板厚のものが用いられる。一つの工程が終了すると、鋼板１４は、パイロット穴１５間の所定寸法ずつ搬送され、次の工程に進む。
　続いて、図４（ｂ）の工程では、鋼板１４に形成されたパイロット穴１５を基準に離脱用凹部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈと離脱用凹部１１ｆ、１１ｇ、１１ｈを形成するための離脱用穴１６ｆ、１６ｇ、１６ｈが打ち抜かれる。
　次いで、図４（ｃ）の工程では、スクラップ部１２の把持用凸部１２ｂとなる部分の外周とバックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃ周辺外周部分を切り出す領域１７が打ち抜かれる。
　続いて、図４（ｄ）の工程では、スクラップ部１２の把持用凸部１２ｂ中央部の表裏面にそれぞれ、積層するコアシート５０同士をカシメにより固定するための固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅとがプレス加工により設けられる。
　次いで、図４（ｅ）の工程では、スクラップ部１２の領域をプッシュバックすることにより、スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａが打ち抜かれた後、嵌合凹部１１ｃに押し戻され嵌め合い固定される。
　スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａが形成されると同時に、離脱用穴１６ｆ、１６ｇ、１６ｈが分断され、離脱用凹部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈと離脱用凹部１１ｆ、１１ｇ、１１ｈが形成される。
　続いて、図４（ｆ）の工程で、コア部１１の外形が打ち抜かれ、スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａが、バックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃに嵌め合い固定されたコア部１１からなるコアシート５０が切り出される（矢印Ｃの方向）。
　同様に、図４（ａ）乃至図４（ｆ）の工程により、コアシート５０の切り出しとカシメによる固定を繰り返すことにより、所望の枚数のコアシート（５０－１、５０－２、・・、５０－ｎ）（ｎは整数）を積層し、それぞれ隣接するコアシートの固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅとが固定され、固定治具１２０により仮結束された積層コア１１０が得られる。
　なお、図４（ｄ）の工程において、固定治具１２０により仮結束された積層コア１１０の一層目のコアシート５０－１と最後の層のコアシート５０－ｎでは、積層方向内側にのみ固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅ、又は固定用穴部と固定用凸部１２ｅを形成することにより、所望の枚数で仮結束された積層コア１１０を得られ、積層コア１１０同士の間は固定されないことから、積層コア１１０を連続して得ることができる。
　次いで、固定治具１２０により仮結束状態の積層コア１１０を、把持用凸部１２０ｂを把持した状態で成形機の金型に固定する。積層コア１１０は、ダイキャストモールディングで一体成形され、図２に示されるように、ティース部１１０ｂ（積層したティース部１１ｂ）及びその周辺部を絶縁樹脂１３で被覆することにより本結束される。
　図５に示すように、本結束された積層コア１１０は、嵌合されたままの状態の固定治具１２０の把持用凸部１２０ｂを巻線機３００の把持部３１で把持し、巻線機３００のノズル３２をティース部１１０ｂ周りに円軌道で回転させることにより、積層コア１１０の絶縁樹脂１３を被覆したティース部１１０ｂ（積層したティース部１１ｂ）に巻線１８が施される。図６に、巻線後の本結束された積層コア１１０の断面図を示す。
　巻線後、固定治具１２０は、積層コア１１０の嵌合凹部１１０ｃから、積層方向（図２のＡ方向）にスライドさせて取り外される。固定治具１２０を取り外した積層コア１１０は、バックヨーク部１１０ａが略円環状になるように複数個を連結し、円環状内側の中心方向にティース部１１０ｂが突設することにより、図３に示すようなステータ２００が得られる。
　以上のように、本実施の形態１では、積層コア１１０を積層方向断面が蝶型の固定治具１２０により仮結束した状態で本結束し、本結束後固定治具１２０を取り外すようにしたので、固定治具の嵌合部と把持部の間の中央部がくびれていることから、積層コアの外周面と接触せず、外周面を変形させることなく、容易に固定治具を取り外すことができる。
　また、ステータを形成する際に、積層コアを形状及び位置保持するためにフレームに圧入する場合にも、外周面に変形がないことから、フレームとの組立性及びステータの真円度を向上できる。
　また、積層方向断面が蝶型の固定治具１２０を用いることにより、製造装置での把持が容易となり、積層横方向においても積層コアを確実に拘束でき、固定できる。
　更に、積層コアの本結束手段に溶接を用いず、かつカシメ部が無いステータを製造できるため、製品の鉄損を小さくすることができる。また、本結束手段に接着を用いた場合のような困難な作業は無く、積層コアの占積率を低下させることも無い。
実施の形態２．
　実施の形態１の積層コアの製造方法においては、固定治具１２０により仮結束された積層コア１１０を絶縁樹脂１３で一体成形することで、本結束する場合について示した。実施の形態２では、積層コアに絶縁樹脂の成形物を被せ、巻線することで本結束する場合について示す。
　図７は、本発明の実施の形態２における積層コアの製造方法での絶縁樹脂の成形物を被覆する工程を説明するための斜視図である。実施の形態２における積層コアの製造方法では、実施の形態１の図４（ａ）乃至図４（ｆ）の工程で得られた仮結束状態の積層コア１１０を、図５に示す巻線機３００の固定治具３１で把持用凸部１２０ｂを把持して固定する。
　次いで、仮結束状態の積層コア１１０は、把持用凸部１２０ｂが把持された状態で、上下からティース部１１０ｂ（積層したティース部１１ｂ）及びその周辺部に絶縁樹脂の成形物１９、２０を被せられ、その上から巻線１８が施されることにより、本結束される。
絶縁樹脂の成形物１９、２０は積層コア１１０の積層横方向を拘束し、巻線１８は積層方向を拘束するとともに、横方向の結束もより強固にする。
　なお、本実施の形態２では、絶縁樹脂の成形物１９、２０の被覆と巻線１８を施すことにより本結束としたが、上下から被せた絶縁樹脂の成形物１９と絶縁樹脂の成形物２０とが合わさる部分に嵌合部を設けて積層方向を拘束すれば、絶縁樹脂の成形物１９、２０の被覆のみで本結束できる。
　以上のように、本実施の形態２では、仮結束状態の積層コア１１０に、把持用凸部１２０ｂが把持された状態で、予め形成しておいた絶縁樹脂の成形物１９、２０を被せて、本結束するようにしたので、絶縁樹脂の成形に積層コアを必要とせず、絶縁物の成形工程を並列化することができるため、設備が大型な成形機をインライン化せずにすみ、また工程作業時間の長い絶縁物成形工程の影響を受けずにステータ製造ラインを稼動できる。
なお、実施の形態１及び２では、分割型ステータの積層コアの製造方法について説明したが、これに限るものではない。例えば、連結型ステータ、関節型ステータ、及び一体型ステータの製造にも適用することができる。
　図８乃至図１０は、それぞれ連結型ステータコア２０１、関節型ステータコア２０２、一体型ステータコア２０３の正面図を示す。いずれの積層コア１１０においても、所定の位置に積層方向断面が蝶型の固定治具１２０（積層されたスクラップ部１２）が設けられることにより、同様の効果を得ることができる。
実施の形態３．
　実施の形態１の積層コアの製造方法においては、固定治具１２０を、本結束後、積層方向へのスライドのみで、バックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃから取り外す場合について示した。実施の形態３では、固定治具の取り外し時に必要な加工力を低減させた後、スライドさせることで取り外す場合について示す。
　図１１は、本発明の実施の形態３におけるコアシートの一例を示した平面図である。図１２は、図１１に示すコアシートを実施の形態１と同様の方法で積層コア１１０を形成し、積層コア１１０を本結束して巻線された後に、固定治具１２０を取り外す過程の一部を示す斜視図（巻線は図示せず）である。
　まず、図１１を用いて、本実施の形態３におけるコアシートの構成を示す。コアシート５１では、実施の形態１における離脱用穴１６ｆ、１６ｇ、１６ｈの代わりに、スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａの端部１２ｉ全面と、バックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃとの間に、嵌合状態を解除するための離脱用穴２６を設けている。
　その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１と同一符号を付して説明を省略する。
　これによれば、コアシート５１においてのスクラップ部１２とバックヨーク部１１ａが嵌め合い固定の状態にある箇所は、嵌合面１２ｊと１１ｊ、嵌合面１２ｋと１１ｋであり、これらの嵌合部を介してスクラップ部１２の表裏面に設けられた固定用凹部１２ｄと固定用凸部１２ｅが、コアシート５０の積層時にカシメられることにより、コアシート５１は積層方向に固定される。
　次に、図１１及び図１２を用いて、固定治具１２０（積層されたスクラップ部１２）を取り外す方法を示す。まず、積層コア１１０（積層されたコア部１１）に対して、固定治具１２０をバックヨーク部１１ａ側からティース部１１ｂ側へ向かう方向、つまり積層コア１１０の内径方向（図１１、図１２のＢ方向）へ一旦加圧する。
　図１２は、前記加圧後、固定治具１２０が積層コア１１０に対して内径方向に相対移動した状態の図を示している。ここで示すように、固定治具１２０は、離脱用穴２６により内径方向に相対移動することができ、嵌合面１２０ｊと１１０ｊ、嵌合面１２０ｋと１１０ｋの間に隙間が生じて嵌合状態が解除できる。
　続いて、固定治具１２０を、積層コア１１０に対して内径方向に相対移動させた後、固定治具１２０を積層コア１１０の積層方向（図１２のＡ方向）へスライドさせる。固定治具１２０は、殆ど力を要さずに積層コア１１０の積層方向へスライドさせることができ、積層コア１１０から固定治具１２０を容易に取り除くことができる。
　また、図１１に示すように、スクラップ部１２が蝶型に設けられていることで、嵌合凸部１２ａの嵌合面１２ｊ及び嵌合面１２ｋが、バックヨーク部１１ａの嵌合面１１ｊ及び嵌合面１１ｋにより外径方向に固定され、固定治具１２０に、積層コア１１０に対してその外径方向（図１１、図１２のＢとは逆の方向）への力が作用しても、幾何学的な制約によって前記嵌合面の嵌合状態は維持できる。
　これを利用すれば、積層コア１１０への絶縁物の取り付け工程や巻線工程等を含むステータの製造過程において、積層コア１１０と固定治具１２０を分解させること無く、積層コア１１０を装置や治具へ強固に固定することが可能である。
　以上のように、本実施の形態３では、スクラップ部１２の嵌合凸部１２ａ端部とバックヨーク部１１ａの嵌合凹部１１ｃとの間に離脱用穴２６を設けるようにしたので、固定治具を内径方向に相対移動することができ、バックヨーク部との間に隙間が生じて、容易に嵌合状態が解除できる。
　また、この隙間により、殆ど力を要さずに固定治具を積層コアの積層方向へスライドさせることができ、積層コアから固定治具を容易に取り除くことができる。
　また、スクラップ部１２を蝶型に設けたことで、積層コアの外径方向への力が固定治具に作用しても、嵌合状態を維持できる。さらに、積層コアへの絶縁物の取り付け工程や巻線工程等を含むステータの製造過程において、積層コアと固定治具を分解させること無く、積層コアを装置や治具へ強固に固定することが可能である。
　なお、本実施の形態３においても、分割型ステータの積層コアの製造方法について説明したが、これに限るものではない。例えば、連結型ステータ、関節型ステータ、及び一体型ステータの製造にも適用することができる。
　図８乃至図１０に示すいずれの積層コア１１０においても、離脱用穴２６を備えた、積層方向断面が蝶型の固定治具１２０（積層されたスクラップ部１２）が所定の位置に設けられることにより、同様の効果を得ることができる。
１１ａ　バックヨーク部
１１ｂ　ティース部
１２　スクラップ部
１２ａ　嵌合凸部
１２ｂ　把持用凸部
１３　絶縁樹脂
１８　巻線
１９、２０　絶縁樹脂の成形物
１１０　積層コア
１１０ａ　バックヨーク部
１１０ｂ　ティース部
１２０　固定治具
１２０ａ　嵌合凸部
１２０ｂ　把持用凸部
５０、５１　コアシート

Claims (9)

  1. 　ティース部およびこのティース部を円弧状の中央部で中心側に突設し、反対側にプッシュバックにより蝶型のスクラップ部の一方の羽形部を嵌合したバックヨーク部を備えたコアシートを鋼板から打ち抜く工程と、
    　このコアシートを複数枚積層し、隣接する前記スクラップ部の表裏面をそれぞれ固着する工程と、
    　前記積層したコアシートの前記ティース部及び前記バックヨーク部の積層間を固着した後、前記積層したスクラップ部を前記積層したバックヨーク部から取り外す工程とを含む積層コアの製造方法。
  2. 　積層したスクラップ部は、積層したバックヨーク部の内径方向に移動させた後に、前記積層したバックヨーク部から取り外されることを特徴とする請求項１に記載の積層コアの製造方法。
  3. 　積層したコアシートは、ティース部及びバックヨーク部を絶縁樹脂と一体成形することにより積層間を固着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層コアの製造方法。
  4. 　積層したコアシートは、ティース部及びバックヨーク部を絶縁樹脂の成形物で覆って嵌合することにより積層間を固着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層コアの製造方法。
  5. 　絶縁樹脂で積層間を固着したティース部は、巻線される際には、受取治具の他方の羽形部を把持して、積層したコアシートを固定することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の積層コアの製造方法。
  6. 　積層したコアシートは、ティース部及びバックヨーク部を絶縁樹脂の成形物で覆った後、ティース部に巻線することにより積層間を固着することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層コアの製造方法。
  7. 　巻線の際には、積層したスクラップ部の他方の羽形部を把持して、積層したコアシートを固定することを特徴とする請求項６に記載の積層コアの製造方法。
  8. 　ティース部およびこのティース部を円弧状の中央部で中心側に突設し、反対側にプッシュバックにより蝶型のスクラップ部の一方の羽形部を嵌合したバックヨーク部とからなるコアシートを鋼板から打ち抜き、このコアシートを複数枚積層し、隣接する前記スクラップ部の表裏面をそれぞれ固着し、前記積層したコアシートの前記ティース部及び前記バックヨーク部の積層間を固着した後、前記積層したバックヨーク部から取り外される前記積層されたスクラップ部からなる積層コアの製造治具。
  9. 　積層したスクラップ部は、積層したバックヨーク部の内径方向に移動させた後に、前記積層したバックヨーク部から取り外されることを特徴とする請求項８に記載の積層コアの製造治具。
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