(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板からなる被加工板材を打ち抜いて加工した回転電機鉄心を製造する方法において、
打抜き加工部の端面に２回以上のシェービング加工を施し、該端面からシェービング加工１回あたり、前記被加工板材の板厚の５〜２５％に相当する領域を除去して、２回以上のシェービング加工で、前記被加工板材の板厚の４０〜６０％に相当する領域を除去するようにし、
さらに、前記シェービング加工を、シェービングパンチとシェービングダイの間隙が、前記被加工板材の板厚の０〜５％であるシェービングパンチと、シェービングダイとで行うことを特徴とする低鉄損の回転電機鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記シェービング加工を、該シェービング加工の進行方向に複数の刃を有するシェービングパンチと、シェービングダイとで行うことを特徴とする請求項１に記載の回転電機鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記打抜き加工を行う打抜きパンチと打抜きダイの間隙が、前記被加工板材の板厚の０〜２０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転電機鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工板材を打ち抜いて加工した回転電動機鉄心の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車、家電製品等の回転電機には、電磁鋼板に代表される被加工板材を打抜き加工した板材を積層した回転電機鉄心が多く用いられている。
【０００３】
図９は、打抜きパンチと打抜きダイによる一般的な打抜き加工を説明する縦断面模式図である。図９中、符号８０は、被加工板材をセットした打抜き加工装置である。
【０００４】
打抜き加工装置８０は、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３を有する。打抜きダイ８３に載置された被加工板材８１は、打抜きパンチ８２が図９中の白抜き矢印の方向に移動することで打抜き加工される。
【０００５】
図１０は、打抜き加工後の被加工板材８１を示す板厚方向断面図である。図１０に示すように、打抜き加工部８４の端面は、被加工板材８１が打抜きパンチ８２により全体的に押し込まれて形成されるダレ面８６、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３の間隙内に被加工板材１が引き込まれ局所的に引き伸ばされて形成されるせん断面８７、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３の間隙内に引き込まれた被加工板材８１が破断して形成される破断面８８、および被加工板材８１の裏面に生じるバリ８９を有する。
【０００６】
ダレ面８６、せん断面８７および破断面８８を有する打抜き加工部８４の端面近傍は、塑性変形によって形成されるため、塑性歪が導入される。そして、この塑性歪によって、回転電機鉄心を励磁した時の鉄心中の磁壁の移動が阻害され、回転電機のエネルギー効率を劣化させる。このような励磁した時の鉄心中の損失を、以下、鉄損と呼ぶ。
【０００７】
鉄損を改善する方法として、特許文献１には、打抜き加工後の被加工板材を焼鈍して塑性歪を除去する方法が提案されている。
【０００８】
特許文献２には、打抜き加工で塑性歪が導入された領域をシェービング加工で除去する方法が提案されている。
【０００９】
特許文献３には、被加工板材に打抜き孔を完全に打抜かず、被加工板材の板厚の途中まで打抜き加工で半抜き孔を形成した後、この半抜き孔よりも一回り大きい孔をシェービング加工で形成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２９８５７０号公報
【特許文献２】特開２００７−２５２０９２号公報
【特許文献３】特開２００４−３４１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に提案される方法では、焼鈍工程の所要時間が長く、また、専用の焼鈍設備が必要であることから、回転電機鉄心の製造コストが上昇する問題がある。
【００１２】
また、特許文献２および３に提案される方法では、塑性歪が導入された打抜き加工部の端面近傍をシェービング加工で完全に除去することができないばかりか、シェービング加工によって、新たに塑性歪をシェービング加工部の端面近傍に導入させてしまう問題がある。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、鉄損を劣化させる原因となる、打抜き加工部の端面近傍に導入された塑性歪を、焼鈍することなく、塑性歪の導入された領域をシェービング加工で除去した低鉄損の回転電機鉄心を有利な製造方法で提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明者は、打抜き加工部の端面近傍に導入された塑性歪を、シェービング加工で除去する方法について鋭意研究した。
【００１５】
その結果、塑性歪が導入された打抜き加工部の端面近傍をシェービング加工する際に発生する変形を、シェービング加工屑側に逃がしてやることで、シェービング加工部の端面近傍に、新たに塑性歪が導入されないことを見出した。
【００１６】
そして、打抜き加工部の端面から、１回のシェービング加工で除去する領域を、被加工板材の板厚に対して所定の割合としたとき、シェービング加工する際に発生する変形をシェービング加工屑側に逃がすことができることを知見した。
【００１７】
本発明は、上記の知見に基づきなされたもので、その要旨は、次の通りである。
【００２２】
（１）電磁鋼板からなる被加工板材を打ち抜いて加工した回転電機鉄心を製造する方法において、
打抜き加工部の端面に２回以上のシェービング加工を施し、該端面からシェービング加工１回あたり、前記被加工板材の板厚の５〜２５％に相当する領域を除去して、２回以上のシェービング加工で、前記被加工板材の板厚の４０〜６０％に相当する領域を除去するようにし、
さらに、前記シェービング加工を、シェービングパンチとシェービングダイの間隙が、前記被加工板材の板厚の０〜５％であるシェービングパンチと、シェービングダイとで行うことを特徴とする低鉄損の回転電機鉄心の製造方法。
【００２４】
（２）前記シェービング加工を、該シェービング加工の進行方向に複数の刃を有するシェービングパンチと、シェービングダイとで行うことを特徴とする上記（１）に記載の回転電機鉄心の製造方法。
【００２６】
（３）前記打抜き加工を行う打抜きパンチと打抜きダイの間隙が、前記被加工板材の板厚の０〜２０％であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の回転電機鉄心の製造方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、塑性歪が導入された打抜き加工部の端面から、シェービング加工で、１回あたり、被加工板材の板厚に対して所定の割合に相当する領域を除去することで、回転電機鉄心を焼鈍することなく、低鉄損の回転電機鉄心を得ることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、同一の回転電機で使用される固定子鉄心と回転子鉄心において、回転子鉄心のサイズよりも、固定子鉄心のサイズの方が大きく、それ故、打抜き加工部の端面の周長が長く、打抜き加工部の端面近傍に導入される塑性歪の総量も多くなる固定子鉄心の場合であっても、塑性歪を確実に除去することができるため、固定子鉄心の鉄損を著しく改善することができる。
【００２９】
そして、本発明の低鉄損の回転電機鉄心を積層することで、低鉄損の回転電機積層鉄心を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】塑性歪が導入された打抜き加工孔の内周面近傍について加工硬化している領域を調査した被加工板材を示す平面図である。
【図２】打抜き加工孔の内周面をシェービング加工で除去しているときの状態を示す縦断面模式図である。
【図３】打抜き孔の内周面をシェービング加工しているときの被加工板材の変形状態を数値解析で求めた結果を示す縦断面図である。図３（ａ）はシェービング加工で除去する領域を被加工板材の板厚の２０％としたとき、図３（ｂ）はシェービング加工で除去する領域を被加工板材の板厚の４０％としたときを示す。
【図４】シェービング加工の進行方向に２つの刃を有するシェービングパンチの要部を示す縦断面図である。
【図５】４つの繋留部を残して打抜き加工を行い、２回目のシェービング加工で４つの繋留部を抜き落とす製造方法の各工程における中間製品を示す平面図である。図５（ａ）は被加工板材準備工程時、図５（ｂ）は打抜き加工工程後、図５（ｃ）は１回目のシェービング加工工程後、（ｄ）は２回目のシェービング加工と同時に行う繋留部抜き落とし工程後を示す。
【図６】繋留部で被加工板材に繋留された回転電機鉄心中間製品をシェービング加工で除去しているときの、図５（ｃ）に示したＩ−Ｉ線に沿う断面における回転電機鉄心中間製品の状態を示す縦断面模式図である。
【図７】同一の回転電機に使用される固定子鉄心および回転子機鉄心の一例を示す平面図である。図７（ａ）は固定子鉄心、図７（ｂ）は回転子鉄心を示す。
【図８】本発明の実施例における、打抜き加工部の端面にシェービング加工を施したときの鉄損改善結果を示すグラフである。
【図９】打抜きパンチと打抜きダイによる一般的な打抜き加工を説明する縦断面模式図である。
【図１０】打抜き加工後の被加工板材を示す板厚方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態を、本発明の完成にあたって行った実験および数値解析の結果とともに、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（本発明の第１実施形態）
まず、本発明者は、被加工板材を打抜き加工して形成された打抜き加工孔の内周面近傍について、塑性歪が導入され、加工硬化している領域を調査した。
【００３３】
図１は、塑性歪が導入された打抜き加工孔の内周面近傍について加工硬化している領域を調査した被加工板材を示す平面図である。図１中、符号８１は被加工板材である。なお、被加工板材８１は、電磁鋼板とすることが一般的であるが、これに限られるものではない。例えば、電磁鋼板以外の鉄系強磁性金属板、または、非鉄系の強磁性金属板などでもよい。
【００３４】
被加工板材８１は、打抜き加工で形成された打抜き孔１０を有する。図１に示すように、被加工板材８１は、内周面１２と外周面５２を有するが、本調査では、内周面１２の近傍について調査した。
【００３５】
調査の結果、打抜き加工時における打抜きパンチと打抜きダイとの間隙を、打抜き孔１０が正常に打抜き加工される範囲としたとき、打抜き孔１０の内周面１２の打抜き方向に対して垂直な方向の領域のうち、被加工板材の板厚の５０〜６０％の領域が加工硬化していることが判明した。
【００３６】
この加工硬化部の領域のうち、打抜き方向と同じ方向に、被加工板材の板厚の５０％、３０％、２５％、１０％に相当する領域を、１回のシェービング加工で除去した。
【００３７】
図２は、被加工板材８１を打抜いて形成された打抜き孔１０の内周面１２をシェービング加工で除去しているときの状態を示す縦断面模式図である。
【００３８】
ダイ３に載置された打抜き孔１０を有する板厚ｔの被加工板材８１は、シェービングパンチ２が図２中の白抜き矢印の方向に押し下げられることによりシェービング加工され、回転電機鉄心１となる。図２中の破線は、シェービング加工される前の打抜き孔１０の形状を示す。
【００３９】
なお、図２におけるシェービング加工の方向は、打抜き方向と同一であるが、打抜き方向と反対方向、すなわち、バリ８９（図１０参照）の側からダレ面８６（図１０参照）に向かってシェービング加工してもよい。
【００４０】
本発明では、図２に示すように、打抜き孔１０の内周面１２から打抜き方向（図２中で白抜き矢印の方向）に対して垂直な方向におけるｔｓで示した領域を、1回のシェービング加工で除去した。図２中、符号１４で示した部分がシェービング加工孔となる。シェービング加工孔１４は、シェービング加工面１６とダレ面１８を有するが、以下の説明で、特に断りのない限り、シェービング加工面１６は、ダレ面１８を含むものとする。
【００４１】
ｔｓは、内周面１２とシェービング加工面１６との距離であり、１回のシェービング加工でのシェービング加工取り代に相当する。また、ｔｓは、上述したように、被加工板材８１の板厚の５０％、３０％、２５％、１０％としたので、それぞれ、０．５ｔ、０．３ｔ、０．２５ｔ、０．１ｔである。
【００４２】
そして、シェービング加工後に、回転電機鉄心１のシェービング加工面１6の近傍において、加工硬化している領域を調査した。
【００４３】
その結果、ｔｓを被加工板材８１の板厚の５０％および３０％としたとき、どちらの場合も、シェービング加工面１６から打抜き方向に対して垂直な方向の領域のうち、被加工板材８１の板厚の約５０％に相当する領域で加工硬化していることが判明した。
【００４４】
打抜き加工のままの状態での加工硬化している領域は、上述したように、打抜き孔１０の内周面１２から打抜き方向に対して垂直な方向の領域のうち、被加工板材８１の板厚の５０〜６０％の領域であることから、加工硬化している領域の大きさが、シェービング加工の前後で、ほとんど変化していないといえる。
【００４５】
一方、ｔｓを被加工板材８１の板厚の２５％としたとき、シェービング加工面１６から打抜き方向に対して垂直な方向の領域のうち、被加工板材８１の板厚の約２５％に相当する領域で加工硬化していることが判明した。この２５％という値は、打抜き加工のままの状態での加工硬化している領域である５０％から、シェービング加工後の加工硬化している領域である２５％を差し引いた値と一致する。
【００４６】
また、ｔｓを被加工板材８１の板厚の１０％としたとき、シェービング加工面１６から打抜き方向に対して垂直な方向の領域のうち、被加工板材８１の板厚の約４０％に相当する領域で加工硬化していることが判明した。この４０％という値は、打抜き加工のままの状態で加工硬化している領域である５０％から、シェービング加工後の加工硬化している領域である１０％を差し引いた値と一致する。
【００４７】
ｔｓが５０％および３０％の場合、２５％および１０％の場合とは異なり、加工硬化している領域の大きさが、シェービング加工の前後で、ほとんど変化しない理由を、数値解析で検証した。
【００４８】
図３は、被加工板材８１を打抜き加工して形成された打抜き孔１０の内周面１２をシェービング加工しているときの被加工板材８１の変形状態を数値解析で求めた結果を示す縦断面図である。図３（ａ）はｔｓを被加工板材８１の板厚の２０％としたとき、図３（ｂ）はｔｓを被加工板材８１の板厚の４０％としたときを示す。なお、図３中、相当塑性歪量が０．３７以上である領域を高変形部３１とした。相当塑性歪は、以下の（１）式にて表わされる。
【００４９】
【数１】
0005598062.tif 000002
【００５０】
図３（ａ）および図３（ｂ）から明らかなように、ｔｓを被加工板材８１の板厚の４０％とした場合（図３（ｂ）参照）に比べて、ｔｓを被加工板材８１の板厚の２０％とした場合（図３（ａ）参照）は、高変形部３１がシェービング加工屑３３の方へ大きく張り出している。
【００５１】
したがって、ｔｓを被加工板材８１の板厚の２０％とした場合、変形がシェービング加工屑３３の方へ逃げているため、シェービング加工面１６（図２参照）となる領域に塑性歪がほとんど導入されず、その結果、打抜き加工時に、打抜き孔１０の内周面１２の近傍に導入された塑性歪を除去することができる。
【００５２】
これに対して、ｔｓを被加工板材８１の板厚の４０％とした場合、変形がシェービング加工屑３３の方へ逃げないため、シェービング加工面１６（図２参照）となる領域に、図３（ｂ）中の黒矢印に示す塑性歪が導入される。
【００５３】
つまり、ｔｓを被加工板材８１の板厚の４０％とした場合には、打抜き孔１０の内周面１２の近傍で加工硬化している領域をシェービング加工で除去しながら、シェービング加工面１６となる領域に新たに塑性歪が導入され、結局、打抜き孔１０の内周面１２の近傍に導入された塑性歪を除去できないのと同じこととなる。
【００５４】
上記の数値解析結果に基づき、ｔｓを種々変化させて実験を行った結果、ｔｓを被加工板材８１の板厚の２５％以下としたときには、シェービング加工時の被加工板材８１に生じる変形がシェービング加工屑３３の方に逃げ、シェービング加工面１６の近傍に塑性歪が新たに導入されることなく、打抜き孔１０の内周面１２に導入された塑性歪を除去することができる。
【００５５】
したがって、ｔｓの上限は、被加工板材８１の板厚の２５％とすることが必要である。一方、ｔｓが被加工板材８１の板厚の５％未満であると、打抜き加工で塑性歪が導入された領域の除去量が非常に少なく、塑性歪を除去することによって磁束の乱れを防止する効果が極めて小さいことから、ｔｓは被加工板材８１の板厚の５％以上とすることが必要である。
【００５６】
そして、１回のシェービング加工におけるシェービング加工取り代であるｔｓが被加工板材８１の板厚の５〜２５％の範囲であるならば、シェービング加工を２回以上行うことにより、打抜き孔１０の内周面１２の近傍に導入された塑性歪をより多く除去することができる。
【００５７】
ただし、打抜き孔１０の内周面１２の近傍で塑性歪が導入された領域は、打抜き孔１０の内周面１２から打抜き方向に対して垂直な方向の領域のうち、被加工板材８１の板厚の５０〜６０％の領域であることから、シェービング加工を２回以上行ったとき、シェービング加工で除去した領域の総和が、打抜き孔内周部１０の内周面１２から打抜き方向に対して垂直な方向の領域の６０％を超えても、除去すべき塑性歪が導入された領域が存在しない。したがって、塑性歪を除去することによって磁束の乱れを防止する効果は飽和する。
【００５８】
例えば、ｔｓを被加工板材８１の板厚の２０％としたときは、シェービング加工の回数が３回までは、回数を重ねるに従って、塑性歪除去による磁束の乱れを防止する効果は上昇する。
【００５９】
しかしながら、シェービング加工３回で、打抜き孔１０の内周面１２から打抜き方向に対して垂直な方向で加工硬化している、被加工板材８１の板厚の６０％に相当する領域をすべて除去してしまう（２０％／回×３回＝６０％）ため、４回以上のシェービング加工を行っても、塑性歪を除去することによる磁束の乱れを防止する効果は飽和する。
【００６０】
一方、２回以上のシェービング加工で除去した打抜き孔１０の内周面１２の打抜き方向に対して垂直な方向の領域の総和が４０％未満であると、加工硬化している領域の除去が充分でない。
【００６１】
したがって、２回以上のシェービング加工で除去した打抜き孔１０の内周面１２から打抜き方向に対して垂直な方向の領域の総和は、被加工板材８１の板厚の４０〜６０％に相当する領域とすることが好ましい。
【００６２】
なお、打抜き孔１０の内周面１２の近傍に、２回以上のシェービング加工を行う場合、１回目のシェービング加工で、打抜き孔１０の内周面１２は、ｔｓだけ大きくなっていることから、２回目のシェービング加工に用いるシェービングパンチはｔｓだけ大きくしておくことはもちろんである。
【００６３】
シェービングパンチ２とシェービングダイ３との間隙（クリアランス）は、被加工板材８１の板厚の０〜２０％の範囲であることが好ましい。シェービングパンチ２とシェービングダイ３との間隙が負である（シェービング加工方向に対して垂直な面において、シェービングパンチ２の外周面がシェービングダイ３の内周面よりも大きい）と、シェービングパンチ２とシェービングダイ３の摩耗が激しく寿命が著しく短い。
【００６４】
一方、シェービングパンチ２とシェービングダイ３との間隙が被加工板材８１の板厚の２５％を超えると、シェービング加工端部に、極僅かではあるが塑性歪が導入され、打抜き加工時に導入された塑性歪をシェービング加工で除去する効果が低下する。したがって、シェービングパンチ２とシェービングパンチ３との間隙の上限値は、２５％とすることが好ましい。なお、本発明では、上限値を後述の実施例で確認されている５％と規定した。
【００６５】
なお、シェービングパンチ２とシェービングダイ３との間隙は、シェービングパンチ２の外周面とシェービングダイの内周面との距離（片側）とする。例えば、シェービング加工孔１０が円の場合、シェービング加工方向に垂直な面において、シェービングダイ３の内周面の半径と、シェービングパンチ２の外周面の半径との差である。
【００６６】
また、シェービングパンチ２とシェービングダイ３との間隙が被加工板材８１の板厚の０％とは、シェービングパンチ２とシェービングダイ３との間隙が全くない状態のことをいうものとする。
【００６７】
また、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３との間隙は、被加工板材８１の板厚の０〜２０％の範囲であることが好ましい。打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３との間隙が負である（打抜き加工方向に対して垂直な面において、打抜きパンチ８２の外周面が打抜きダイ８３の内周面よりも大きい）と、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３の摩耗が激しく寿命が著しく短い。
【００６８】
一方、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３との間隙（クリアランス）が被加工板材８１の板厚の２０％を超えると、打抜き孔１０の内周面１２の近傍で塑性歪が導入される領域が大きくなることから、シェービング加工をするべき領域が大きくなる。
【００６９】
そして、上述したように、１回あたりのシェービング加工による除去領域、すなわちｔｓは、被加工板材８１の板厚の５〜２５％とする必要がある。したがって、シェービング加工をするべき領域が大きくなると、塑性歪が導入された領域をすべて除去するためにはシェービング加工の回数を大幅に増加させる必要が生じ、回転電機鉄心の製造コストの上昇を招く。
【００７０】
なお、打抜きパンチ８２と打抜きダイ８３との間隙が被加工板材８１の板厚の０％とは、打抜きパンチ２と打抜きダイ３との間隙が全くない状態のことをいうものとする。
【００７１】
このようにして得られた本発明の第１実施形態に係る回転電機鉄心１は、被加工板材を打抜き加工したままの回転電機鉄心よりも低い鉄損値を示す。
【００７２】
そして、本発明の第１実施形態に係る回転電機鉄心１を積層して構成した回転電機積層鉄心は、被加工板材を打抜き加工したままの回転電機鉄心を積層して構成した回転電機積層鉄心よりも低い鉄損値を示す。
【００７３】
本発明の第１実施形態では、図１に示したように、打抜き孔１０の内周面１２を打抜き加工部の端面とする場合について説明したが、被加工板材８１を、例えば、薄板のコイルから打抜き加工で得た場合、外周面５２を打抜き加工部の端面として、その外周面５２から、シェービング加工で、１回あたり、被加工板材の板厚の５〜２５％に相当する領域を除去することにより、打抜き孔１０の内周面１２から、シェービング加工で、１回あたり、被加工板材の板厚の５〜２５％に相当する領域を除去した場合と同一の作用・効果を得ることができる。
【００７４】
（本発明の第２実施形態）
２回以上のシェービング加工を、１つのシェービングパンチで行うこともできる。図４は、シェービング加工の進行方向に２つの刃を有するシェービングパンチの要部を示す縦断面図である。図４中、符号６０は２段シェービングパンチを示す。
【００７５】
２段シェービングパンチ６０は、シェービング刃６２、６３を有する。シェービングパンチ６０は、ダイ（図示しない）に向かって、シェービング刃６３からシェービング刃６２の方向へ（図４において、上から下の方向へ）動作する。
【００７６】
そして、シェービング刃６２で１回目のシェービング加工が行われ、シェービング刃６３で２回目のシェービング加工が行われる。
【００７７】
２段シェービングパンチ６０は、シェービング刃６２とシェービング刃６３との間に、シェービング刃６３の側からシェービング刃６２の側に向かう末広がり面６４を有する。２回目のシェービング加工時、シェービング加工屑を、末広がり面６４によって形成される空間に逃がすことができるため、２回目のシェービング加工面となる領域に塑性歪が加わることがなく、図２に示した通常のシェービングパンチ２と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
仮に、２段シェービングパンチが、図４中の太破線で示す形状であった場合、２回目のシェービング加工で発生したシェービング加工屑が、太破線で示した面と、これからシェービング加工される面との間に挟まり、２回目のシェービング加工後にシェービング加工面となる領域に塑性歪を導入させる。
【００７９】
上述したように、１回あたりのシェービング加工で除去する領域は、被加工板材８１の板厚の５〜２５％であることが必要である。したがって、図４中の寸法Ｄと寸法Ｃの差は、被加工板材８１の板厚の０．１〜２５％とすることが必要である。
【００８０】
なお、第２実施形態では、シェービング刃が２つの場合について説明したが、これに限られるものではない。シェービング刃が３以上の場合、すべてのシェービング刃が上記の間隙条件を満たすことが好ましい。したがって、シェービング加工方向に垂直な面において、複数の刃を有するシェービングパンチの最大刃と最小刃の外周面の距離（片側）の差は、被加工板材８１の板厚の５〜２０％とすることが好ましい。
【００８１】
このようにして得られた本発明の第２実施形態に係る回転電機鉄心１は、被加工板材を打抜き加工したままの回転電機鉄心よりも低い鉄損値を示す。
【００８２】
そして、本発明の第２実施形態に係る回転電機鉄心１を積層して構成した回転電機積層鉄心は、被加工板材を打抜き加工したままの回転電機鉄心を積層して構成した回転電機積層鉄心よりも低い鉄損値を示す。
【００８３】
（本発明の第３実施形態）
被加工板材の打抜き加工工程で、少なくとも１つの繋留部を残して打抜き加工を行い、最後のシェービング加工で繋留部のすべてを抜き落とし、回転電機鉄心を得ることもできる。
【００８４】
図５は、４つの繋留部を残して打抜き加工を行い、２回目のシェービング加工で４つの繋留部を抜き落とす製造方法の各工程における中間製品を示す平面図である。図５（ａ）は被加工板材準備工程時、図５（ｂ）は打抜き加工工程後、図５（ｃ）は１回目のシェービング加工工程後、図５（ｄ）は２回目のシェービング加工と同時に行う繋留部抜き落とし工程後を示す。
【００８５】
図５（ａ）に示すように、被加工板材８１を打抜きダイ（図示しない）に載置して打抜き加工の準備をする。
【００８６】
図５（ｂ）に示すように、４つの繋留部７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄを残し、打抜き溝７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを打ち抜く。回転電機鉄心中間品７３は、繋留部７０ａ〜７０ｄにより、被加工板材８１に繋留される。本実施形態では、繋留部を４つとしたが、回転電機鉄心中間製品７３を被加工板材８１に繋留しておくことができれば、繋留部の数は４つに限られるものではない。
【００８７】
図５（ｃ）に示すように、回転電機鉄心中間製品７３の打抜き加工端面７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄについて１回目のシェービング加工をする。シェービング加工取り代であるｔｓは、被加工板材８１の板厚の５〜２５％とする。図５（ｃ）中、破線は、１回目のシェービング加工前の回転電機鉄心中間製品７３の打抜き加工端面７２ａ〜７２ｄを示す。
【００８８】
ついで、シェービング加工面７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄについて２回目のシェービング加工を行うと同時に、繋留部７０ａ〜７０ｄを抜き落とし、図５（ｄ）に示す回転電機鉄心１を得る。２回目のシェービング加工におけるｔｓも、１回目のシェービング加工と同様、被加工板材８１の板厚の５〜２５％とする。
【００８９】
なお、本実施形態では、シェービング加工を２回行ったが、３回以上行ってもよい。その場合には、最後のシェービング加工時に、繋留部７０ａ〜７０ｄの抜き落としを行う。例えば、シェービング加工を４回行う場合には、４回目のシェービング加工を行うと同時に繋留部７０ａ〜７０ｄの抜き落としを行う。
【００９０】
このように、本発明の第３実施形態では、回転電機鉄心１を得るまで、回転電機鉄心中間製品７３が被加工板材８１に繋留されていることから、被加工板材８１の打抜きから、回転電機鉄心１を得るまでを順送工程とすることができる。１枚の被加工板材８１から複数の回転電機鉄心１を得る場合には、各々の回転電機鉄心１がばらばらにならず、回転電機鉄心１の製造工数低減に特に有用である。
【００９１】
次に、シェービング加工と繋留部の抜き落としを同時に行うときの、回転電機鉄心中間製品７３の状態について説明する。図６は、繋留部７０ａ〜７０ｄで被加工板材８１に繋留された回転電機鉄心中間製品７３をシェービング加工で除去しているときの、図５（ｃ）に示したＩ−Ｉ線に沿う断面で示す縦断における回転電機鉄心中間製品７３の状態を示す縦断面図である。
【００９２】
回転電機鉄心中間製品７３が繋留された被加工板材８１はシェービングダイ３に載置され、シェービングパンチ２が図6中の白抜き矢印の方向に押し下げられることにより、回転電機鉄心中間製品７３の外周面であるシェービング加工面７４ａ〜７４ｄは、シェービング屑７５を排出しながら、２回目のシェービング加工が施されると同時に、繋留部７０ａ〜７０ｄ（図５（ｂ）および図（ｃ）参照）が抜き落とされる。
【００９３】
図６に示すように、回転電機鉄心中間製品７３の外周面であるシェービング加工面７４ａ〜７４ｄをシェービング加工する際においては、シェービングポンチ２の進行方向と反対の方向（図６において上方向）にシェービング屑７５が排出されていくが、１回のシェービング加工取り代であるｔｓを、被加工板材８１の板厚の５〜２５％とした場合、シェービング加工時に発生する変形がシェービング屑７５側に逃げることから、回転電機鉄心１の外周面７６となる領域に塑性歪が導入されることはない。
【００９４】
なお、回転電機鉄心１は、その外周面７６のうち、繋留部７０ａ〜７０ｄが存在していた部分については、抜き落としの際に導入される塑性歪が除去されないまま回転電機鉄心１となるため、鉄損の劣化防止の観点から、繋留部７０ａ〜７０ｄの大きさを、回転電機鉄心１の被加工板材８１への繋留が阻害されない範囲で、できるだけ小さくすることが好ましい。
【００９５】
このようにして得られた本発明の第３実施形態に係る回転電機鉄心１は、被加工板材を打抜き加工したままの回転電機鉄心よりも低い鉄損値を示す。
【００９６】
そして、本発明の第3実施形態に係る回転電機鉄心１を積層して構成した回転電機積層鉄心は、被加工板材を打抜き加工したままの回転電機鉄心を積層して構成した回転電機積層鉄心よりも低い鉄損値を示す。
【００９７】
（本発明の第４実施形態）
本発明は、打抜き加工で形成できる形状であれば、様々な形状の回転電機鉄心１に対して適用することができる。
【００９８】
図７は、本発明の第４実施形態である、同一の回転電機に使用される固定子鉄心および回転子鉄心の一例を示す平面図である。図７（ａ）は固定子鉄心、図７（ｂ）は回転子鉄心を示す。
【００９９】
固定子鉄心７７は、図７（ａ）に示した形状に打抜かれた後、内周面１２と外周面５２の両方について、１回または２回以上のシェービング加工を行って製造される。１回あたりのシェービング加工の取り代ｔｓ、および、シェービング加工の取り代の総和は、これまで述べてきた通りである。また、図７（ｂ）に示した回転子鉄心７８についても同様である。
【０１００】
回転電機の中で、固定子鉄心７７は、回転子鉄心７８を取り囲むように配置されるため、同一の回転電機に使用される固定子鉄心７７のサイズは、回転子鉄心７８のサイズよりも大きい。したがって、打抜き加工部の端面の周長は、固定子鉄心７７の方が長く、それ故、打抜き加工の際に導入される塑性歪の総量は、固定子鉄心７７の方が多い。よって、塑性歪除去による鉄損改善効果は、回転子鉄心７８よりも固定子鉄心７７の方が大きい。
【実施例】
【０１０１】
次に、本発明を実施例でさらに説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【０１０２】
直径が４５ｍｍの円盤の中央に、直径が３３ｍｍの貫通孔を設けた５種類（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５）のリング状鉄心を、以下に示す手順で５枚ずつ製作した。
【０１０３】
これらＮｏ．１〜Ｎｏ．５のリング状鉄心は、図１において、内周面１２と外周面５２を同心円の関係とし、Ａを４５ｍｍ、Ｂを３３ｍｍとしたリング状鉄心であり、被加工板材８１は、板厚が０．５ｍｍの電磁鋼板である。
【０１０４】
以下、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５ごとに、リング状鉄心の製作方法を説明する。
【０１０５】
（Ｎｏ．１）
円盤の中央に、直径が３３ｍｍの貫通孔を打抜き加工で設け、打抜き加工のままとしたリング状鉄心を製作した。なお、打抜きパンチと打抜きダイの間隙は、０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）とした。
【０１０６】
（Ｎｏ．２）
円盤の中央に、直径が３２．６ｍｍの貫通孔を打抜き加工で設け、次いで、外径が３３ｍｍのシェービングパンチで、打抜き加工と同じ方向に、シェービング加工を１回行ってリング状鉄心を製作した。すなわち、Ｎｏ．２は、１回のシェービング加工で、内周面１２から、電磁鋼板の板厚の４０％に相当する領域を除去したリング状鉄心である。なお、打抜きパンチと打抜きダイの間隙は、０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）とした。また、シェービングパンチとシェービングダイとの間隙は、０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）とした。
【０１０７】
（Ｎｏ．３）
外径が３２．８ｍｍのシェービングパンチで、１回目のシェービング加工を行い、次いで、外径が３３．０ｍｍのシェービングパンチで、２回目のシェービング加工を行ったこと以外は、Ｎｏ．２と同様の要領でリング状鉄心を製作した。
【０１０８】
すなわち、Ｎｏ．３は、打抜き加工後、１回あたり、内周面１２から、電磁鋼板の板厚の２０％に相当する領域を除去するシェービング加工を２回行い、この２回のシェービング加工で、内周面１２から、電磁鋼板の板厚の４０％に相当する領域を除去したリング状鉄心である。
【０１０９】
なお、１回目と２回目のシェービング加工とも、シェービングパンチとシェービングダイとの間隙が０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）となるように、１回目と２回目のシェービング加工では、異なるシェービングダイを使用した。
【０１１０】
（Ｎｏ．４）
打抜き加工後、図４に示した２段シェービングパンチ６０で、２回のシェービング加工を行ったこと以外は、Ｎｏ．３と同様の要領でリング状鉄心を製作した。なお、図４において、Ｃ＝１６．４ｍｍ、Ｄ＝１６．５ｍｍ、Ｅ＝０．３ｍｍ、Ｆ＝０．４ｍｍ、Ｇ＝０．１ｍｍ、Ｈ＝１６．３ｍｍとした。すなわち、外径が３２．８ｍｍのシェービング刃６２で１回目のシェービングを行い、外径が３３．０ｍｍのシェービング刃６３で２回目のシェービング加工を行った。
【０１１１】
つまり、Ｎｏ．４は、打抜き加工後、１回あたり、内周面１２から、電磁鋼板の板厚の２０％に相当する領域を除去するシェービング加工を２回行い、この２回のシェービング加工で、内周面１２から、電磁鋼板の板厚の４０％に相当する領域を除去した点で、Ｎｏ．３と同一である。
【０１１２】
ただし、２回のシェービング加工を１本の２段シェービングパンチ６０で行うため、１回目と２回目のシェービング加工で同じシェービングダイを使用した。したがって、１回目のシェービング加工でのシェービングパンチ（シェービング刃６２）とシェービングダイとの間隙は０．１２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の２５％）、２回目のシェービング加工でのシェービングパンチ（シェービング刃６３）とシェービングダイとの間隙は０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）とした。
【０１１３】
（Ｎｏ.５）
円盤の中央に、直径が３２．８ｍｍの貫通孔を打抜き加工で設け、次いで、外径が３３ｍｍのシェービングパンチで、打抜き加工と同じ方向に、シェービング加工を１回行ってリング状鉄心を製作した。
【０１１４】
すなわち、Ｎｏ．５は、内周面１２から、電磁鋼板の板厚の２０％に相当する領域を、シェービング加工で１回だけ除去したリング状鉄心である。なお、打抜きパンチと打抜きダイの間隙は、０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）とした。また、シェービングパンチとシェービングダイとの間隙は、０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）とした。
【０１１５】
上記の要領で製作したＮｏ．１のリング状鉄心を５枚積層したリング状積層鉄心に、４００Ｈｚで１Ｔに励磁したときの鉄損を測定した。Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５についても同様である。なお、鉄損は、ＪＩＳ  Ｃ２５５０に準拠する方法で測定した。
【０１１６】
結果を図８に示す。本発明例であるＮｏ．３〜Ｎｏ．４は、いずれも、打抜きのままのＮｏ．１と比べて、非常に優れた鉄損値を有することが確認できた。
【０１１７】
また、１回当たりの除去領域を、電磁鋼板の板厚の５〜２５％にした上で、１回だけシェービング加工したＮｏ．５よりも、２回シェービング加工したＮｏ．３およびＮｏ．４の方が、鉄損の改善効果が大きいことを確認した。
【０１１８】
そして、１回当たりの除去領域を、電磁鋼板の板厚の５〜２５％にした上で、２回シェービング加工した、Ｎｏ．３とＮｏ．４では、１回目と２回目のシェーニング加工の両方について、シェービングパンチとシェービングダイとの間隙を０．０２５ｍｍ（電磁鋼板の板厚の５％）としたＮｏ．３の方が、鉄損改善効果が高いことを確認した。
【０１１９】
１回当りの除去領域を、電磁鋼板の板厚の５〜２５％にした場合においても、シェービング加工の端面には、極僅かではあるが塑性歪が導入される。一般的に、シェービングパンチとシェービングダイとの間隙が小さい方が、シェービング加工端面に導入される塑性歪は小さいが、この極僅かな塑性歪についても同様である。Ｎｏ．３では、１回目のシェービング加工時のシェービングパンチとシェービングダイとの間隙がＮｏ．４に比べてさらに小さいため（Ｎｏ．３は２回とも間隙が５％、Ｎｏ．４は１回目の間隙が２５％、２回目の間隙が５％）、シェービング加工端面に導入される塑性歪量は、さらに小さくなる。その結果、Ｎｏ．４に比べて、Ｎｏ．３の方が鉄損改善効果がさらに高い。したがって、シェービングダイパンチとシェービングダイとの間隙は、上述したように、電磁鋼板の板厚の０〜２５％の範囲とすることが好ましい。
【０１２０】
これに対し、電磁鋼板の板厚の４０％に相当する領域を、１回のシェービング加工で除去したＮｏ．２は、打抜きのままのＮｏ．１と比べ、鉄損値が幾分改善されるに留まることを確認することができた。
【０１２１】
なお、上述したところは、本発明の実施形態を例示したものにすぎず、本発明は、特許請求の範囲の記載範囲内において種々変更を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
前述したように、本発明によれば、塑性歪が導入された打抜き加工部の端面から、シェービング加工で、１回あたり、被加工板材の板厚に対して所定の割合に相当する領域を除去することで、低鉄損の回転電機鉄心を得ることができる。本発明は、工業上、利用価値の高いものである。
【０１２３】
また、本発明によれば、同一の回転電機で使用される固定子鉄心と回転子鉄心において、回転子鉄心のサイズよりも、固定子鉄心のサイズの方が大きく、それ故、打抜き加工部の周長が長く、被加工板材の打抜き加工部の端面近傍に導入される塑性歪の総量も多くなる固定子鉄心の場合であっても、塑性歪を確実に除去することができるため、塑性歪による鉄損の劣化が特に著しい、固定子鉄心に関してのみ本発明を適用して、製造コストと鉄損改善とのバランスが良い、回転電機鉄心を得ることができる。本発明は、工業上、利用価値の高いものである。
【０１２４】
そして、本発明によれば、長時間を要する焼鈍を、打抜き加工後の被加工板材に施すことなく、被加工板材に導入された塑性歪を除去することができるため、大幅な製造コストの上昇を招くことなく、鉄損に優れた回転電機鉄心を得ることができ、工業上、顕著な効果を奏する。
【符号の説明】
【０１２５】
１    回転電機鉄心
２    シェービングパンチ
３    シェービングダイ
１０    打抜き孔（打抜き加工端部）
１２    内周面（打抜き加工端面）
１４    シェービング加工孔
１６    シェービング加工面
１８    ダレ面
３１    高変形部
３３    シェービング加工屑
５２    外周面（打抜き加工端面）
６０    ２段シェービングパンチ
６２、６３    シェービング刃
６４    末広がり面
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ    繋留部
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ    打抜き溝
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ    打抜き加工端面
７３    回転電機鉄心中間製品
７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ    シェービング加工面
７５    シェービング加工屑
７７    固定子鉄心
７８    回転子鉄心
８０    被加工板材をセットした打抜き加工装置
８１    被加工板材
８２    打抜きパンチ
８３    打抜きダイ
８４    打抜き加工端部
８６    ダレ面
８７    せん断面
８８    破断面
ｔｓ    １回のシェービング加工で除去する領域
【図１】
0005598062.tif 000003
【図２】
0005598062.tif 000004
【図３】
0005598062.tif 000005
【図４】
0005598062.tif 000006
【図５】
0005598062.tif 000007
【図６】
0005598062.tif 000008
【図７】
0005598062.tif 000009
【図８】
0005598062.tif 000010
【図９】
0005598062.tif 000011
【図１０】
0005598062.tif 000012