(57)【要約】【課題】工程を増加させることなく打ち抜きによる磁気歪を抑え、また、ソリが無いモータコアシートの製造方法を提供する。【解決手段】磁気歪みを問題にする（嫌う）部位（磁束密度が高くなる部位、工程（ｂ）、（ｃ））をシャー角付きパンチで打ち抜き、磁気歪みを問題にしない部位（磁束密度の低くなる部位、工程（ａ）、（ｄ））をフラットパンチで打ち抜き、それぞれの部位に応じてパンチを使い分けて打ち抜くモータコアシートの製造方法。【選択図】図２
2014207783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械を利用して電磁鋼板を打ち抜いて成形するモータコアシートの製造方法であって、
シャー角付きパンチで電磁鋼板を打ち抜いて磁束密度の高い部位を形成し、
フラットパンチで電磁鋼板を打ち抜いて磁束密度の低い部位を形成する、
モータコアシートの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のモータコアシートの製造方法において、
１又は２以上の線分または曲線を繋いだ環状の刃を呈し、線分または曲線の間の少なくとも一つが段部で連結されているシャー角付きパンチで打ち抜く、モータコアシートの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のモータコアシートの製造方法において、
２以上の線分または曲線を繋いだ環状の刃を呈し、線分または曲線を変曲点で連結しているシャー角付きパンチで打ち抜く、モータコアシートの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載のモータコアシートの製造方法において、
前記磁束密度の高い部位がモータコアシートのティース部またはスロット溝部である、モータコアシートの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか記載のモータコアシートの製造方法において、
前記シャー角付きパンチで打ち抜かれる部材片がスクラップ部材である、モータコアシートの製造方法。
【請求項６】
請求項２記載のモータコアシートの製造方法において、
前記シャー角付きパンチで打ち抜いた後、前記段部に相当する部位を他のシャー角付きパンチで取り除き、磁束密度の高い部位を形成する、モータコアシートの製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか記載のモータコアシートの製造方法において、
打ち抜き速度を所定値に保って、シャー角付きパンチで電磁鋼板を打ち抜く、モータコアシートの製造方法。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか記載の製造方法で製造されたモータコアシートを備えた、モータコア。
【請求項９】
請求項８記載のモータコアを備えた、モータ。
【請求項１０】
シャー角付きパンチ、フラットパンチおよび押圧部材を有する上金型と、
ダイを有する下金型とを備えた、モータコアシート製造用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータコアシートの製造方法、モータコア、モータ及びモータコアシート製造用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁鋼板帯板を順次送りながらプレス装置により打ち抜いてモータ用のコアシートを製造することが知られている（特許文献１）。特許文献１の図１には、鉄心の製造工程が記載されている。つまり、仮のパイロット孔の打ち抜き、スロット孔の打ち抜き、正規のパイロット孔の打ち抜き、かしめ計量孔の形成、かしめ突起の形成、内径の打ち抜き、外形の打ち抜きの７つの工程で鉄心を製造する工程が記載されている。
【０００３】
こうした電磁鋼板（鉄心材料、特許文献１）の打ち抜きによる鉄心の製造には、電磁鋼板に打ち抜き歪が生じ、磁気特性が劣化する問題がある。すなわち、鉄損増加が生じたり、磁束密度が低下することが知られている。打ち抜き時の歪みを除去し、磁気特性の劣化を回復するため、打ち抜き後に電磁鋼板を焼鈍したり（特許文献２）、特別な加工を行なっている（特許文献２、３）。あるいは、打ち抜き箇所や打抜く順を工夫して打抜いた電磁鋼板に歪が残らないようにしている（特許文献４）。
一方、プレスによる板材の打ち抜き加工では、板を打ち抜くパンチの刃部が斜めになっているシャー角付きパンチで打ち抜くことが知られている（特許文献５、６）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１９００４８号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７３１８号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２０３２４号公報
【特許文献４】特開２０１２−５１５５号公報
【特許文献５】特開平５−１３８２６０号公報
【特許文献６】特開２００２−２８３２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の特許文献２、３に記載されている方法は歪み除去には有効であるが、工程数が増加したり、そのための設備が増加する課題がある。また、特許文献４に記載された方法は打ち抜き箇所が増加するので、工程が増えるという問題がある。
一方、特許文献５に記載されているシャー角付きパンチは、一般板材の打ち抜きに用いられるものであり、電磁鋼板に用いることの記載はない。
本発明は前記問題に対してなされたもので、その目的とするところは、工程を増加させることなく打ち抜きによる磁気歪を抑え、また、ソリが無いモータコアシートの製造方法、モータコア、モータ及びモータコアシート製造用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のモータコアシートの製造方法は、プレス機械を利用して電磁鋼板を打ち抜いて成形するモータコアシートの製造方法であって、シャー角付きパンチで電磁鋼板を打ち抜いて磁束密度の高い部位を形成し、フラットパンチで電磁鋼板を打ち抜いて磁束密度の低い部位を形成することを特徴としている。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、１又は２以上の線分または曲線を繋い
だ環状の刃形状を呈し、線分または曲線の間の少なくとも一つが段部で連結されているシャー角付きパンチで打ち抜くのがよい。
本発明のモータコアの製造方法であって、２以上の線分または曲線を繋いだ環状の刃形状を呈し、線分または曲線を変曲点で連結しているシャー角付きパンチで打ち抜いてもよい。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記磁束密度の高い部位がモータコアシートのティース部またはスロット溝部であることが好ましい。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記シャー角付きパンチで打ち抜かれる部材片がスクラップ部材であることが好ましい。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記シャー角付きパンチで打ち抜いた後、前記段部に相当する部位を他のシャー角付きパンチで取り除き、磁束密度の高い部位を形成する。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、打ち抜き速度を所定値に保って、シャー角付きパンチで電磁鋼板を打ち抜くのがよい。
本発明のモータコアは、本発明で製造されたモータコアシートを備えたことを特徴としている。
本発明のモータは、本発明のモータコアを備えたことを特徴としている。
本発明のモータは、シャー角付きパンチ、フラットパンチおよび押圧部材を有する上金型と、ダイを有する下金型とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のモータコアシートの製造方法は、電磁鋼板の磁束密度が高くなる部位をシャー角付きパンチで打ち抜くため、応力を集中させることなく打ち抜くことができ、打ち抜きによる磁気歪みの発生が抑えることができ、かつ、機械的強度を保つことができる。さらに、打ち抜き部を同時に打ち抜かないので、加圧力の小さなプレスでも打ち抜きができ、騒音も小さくできる。そのため、そのモータコアシートを用いることにより、材料本来の値に近い鉄損値および飽和磁束密度が得られる。また、電磁鋼板の磁束密度が低くなる部位をフラットパンチで打ち抜くため、板材にはソリが生じず、金型のメンテナンスが容易である。さらに、フラットパンチおよびシャー角付きパンチを使い分けても打ち抜き工程は従来のフラットパンチによるものと変らないように出来るので、作業性は変わらない。
【０００８】
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記シャー角付きパンチの刃が１又は２以上の線分または曲線を繋いだ環状の刃を呈し、線分または曲線の間の少なくとも一つが段部で連結されている場合、環状の孔の一体打ち抜きが行える。したがって、電磁的特性がよいだけでなく、生産性、抜き精度がよい。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記シャー角付きパンチの刃が２以上の線分または曲線を繋いだ環状の刃を呈し、線分または曲線を変曲点で連結している場合、環状の孔の一体打ち抜きが行える。したがって、電磁的特性がよいだけでなく、生産性、抜き精度がよい。
【０００９】
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記磁束密度の高い部位がモータコアシートのティース部またはスロット溝部である場合、打ち抜く部位の形状に合わせて種々の形状のシャー角付きパンチを使い分けることができる。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記シャー角付きパンチで打ち抜かれた部材片がスクラップ部材となる場合、シャー角付きパンチによって打ち抜かれた部材片にソリが生じても、製造されるモータコアシートには影響がない。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、前記シャー角付きパンチで打ち抜いた後、前記段部に相当する部位を他のシャー角付きパンチで取り除き、磁束密度の高い部位を形成する場合、段部によって打ち抜き歪みができても、その影響を無くすことができる。
本発明のモータコアシートの製造方法であって、打ち抜き速度を所定値に保って、シャー角付きパンチで電磁鋼板を打ち抜く場合、一層磁気歪みの少ないモータコアシートを成形することができる。
本発明のモータコアは、本発明の製造方法によって製造されたモータコアシートを備えているため、磁気歪みが少ない。
本発明のモータは、本発明のモータを備えているため、効率が良く、一層の小型化が可能となる。
本発明の金型は、シャー角付きパンチ、フラットパンチおよび押圧部材を有する上金型と、ダイを有する下金型とを備えているため、上述の効果を備えたモータコアシートの成形に適している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１ａは本発明の製法によって製造されたステータコアシートの一例を示す平面図であり、図１ｂはティース先端部の他の形態を示す拡大図である。
【図２】本発明の製法の一実施形態を示す製造工程図である。
【図３】本発明の金型のダイの一実施形態を示す平面図である。
【図４】図４ａ、ｂは、図２の第１工程の金型の一部断面を示す状態図である。
【図５】図５ａ〜ｃは、図２の第２工程の金型の一部断面を示す工程図である。
【図６】図６ａは図５のパンチを示す側面図であり、図６ｂは図５の工程の流れを示す工程図である。
【図７】図７ａは図２の第３工程の流れを示す工程図であり、図７ｂは図２の第３工程に用いることができるパンチを示す斜視図である。
【図８】図８ａは図２の第２工程に用いることができる金型の他の形態の一部断面を示す状態図であり、図８ｂはそのパンチを示す側面図であり、図８ｃはその工程の流れを示す工程図である。
【図９】図９ａは図２の第２工程に用いることができる金型のさらに他の形態の一部断面を示す状態図であり、図９ｂはそのパンチを示す側面図であり、図９ｃはその工程の流れを示す工程図である。
【図１０】図１０ａは図２の第２工程に用いることができる金型のさらに他の形態の一部断面を示す状態図であり、図１０ｂはそのパンチを示す側面図であり、図１０ｃはその工程の流れを示す工程図である。
【図１１】図１１ａ、ｂは、それぞれ本発明の製法に用いることができるパンチのさらに他の形態を示す側面図である。
【図１２】本発明の製法によって製造されたステータコアシートの他の例を示す平面図である。
【図１３】図１３ａ、ｂは、本発明の製法によって製造されたモータコアシートからなるロータコアの一実施形態を示す一部平面図である。
【図１４】本発明に用いることが出来るサーボプレス装置の簡易構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。
図１のステータコアシート１１は、本発明のモータコアシートの製造方法によって製造されるモータコアシートの一例である。このステータコアシート１１を積層して固定することによりステータコアとなる。
ステータコアシート１１を積層して固定する方法としては、ステータフレーム（図示せず）に組み込んで圧入して積層固定する方法、それぞれのステータコアシートにかしめ構造を設けて積層固定する方法、ステータコアシートの縁部等に通し孔を設け、通しボルトによって積層固定する方法が挙げられる。固定方法は、モータの仕様や要求特定に応じて適宜選択される。
【００１２】
ステータコアシート１１は、図１ａに示すように、外形が正方形である環状のものであり、半径方向内側に突出して環状に配置された複数のティース１２と、そのティース１２間に形成されるスロット溝１３と、四隅に形成された通風孔１４とを備えている。なお、ステータコアシート１１の中心には中心孔１５が形成されている。つまり、ティース１２の先端はオープンスロットの形状となっている。
ティース１２は、ティース先端部１２ａを有する台形状のものであり、等間隔環状に１２個形成されている。しかし、ティースの形状は、図１ｂのように平行ティース形状となっていてもよい。その数は、モータの特性に応じて適宜選択される。ティース１２（あるいは、スロット溝１３間）は、モータコアシート１１を積層したモータコアにおいて、電機子巻線を巻回する部位である。ティース１２は先端に向かって幅が縮小するようになっている。
【００１３】
ティース１２の先端部１２ａの形状は、真っ直ぐ半径方向に延びている。しかし、ティースの先端部の形状としては、図１ｂの先端部１２ｂのように、磁気特性改善をするため半閉形状としてもよく、巻線固定のためのくさび挿入用溝を設けてもよい。このティース１２及びティース１２の先端部の形状は、モータの仕様や要求特性に応じて適宜選択される。
通風孔１４は、モータとして運転する際、ステータフレームと共にステータコアを直接冷却するための冷却空気を流すためのものである。そのため、その形状は、特に限定されるものではない。
このステータコアシート１１において、ティース１２、スロット溝部１３が磁束密度の高い部位に相当し、通風孔１４が磁束密度の低い部位に相当する。
【００１４】
次にステータコアシート１１の製造方法を説明する。
図２は、長い帯状の電磁鋼板２０からステータコアシート１１を成形するための４つの工程（ａ）〜（ｄ）を示す。図の太実線は切り取り線であり、斜線で囲まれる部位は各工程で電磁鋼板２０から打ち抜かれる部分である。
なお、図２は、図１のステータコアシート１１の一製造工程を示すものであり、その順番は特に限定されるものではない。また、その打ち抜き形状等も適宜設計される。
本発明のモータコアシートの製造方法は、対象とするモータコアシートの形状に応じて製造工程、打ち抜き形状を適宜設計すればよく、磁束密度が比較的高い部位をシャー角付きパンチで打ち抜く工程および磁束密度が比較的低い部位をフラットパンチで打ち抜く工程をそれぞれ少なくとも１回ずつ行うものであればよい。
【００１５】
第１工程（ａ）では、２箇所の送り用のパイロット孔２１と、ステータとして組立後にステータコア内に冷却用の空気を流す四箇所の通風孔１４とが同時にあるいは連続的にパンチで打ち抜かれる。パイロット孔２１と通風孔１４は磁気歪みを問題にしない部位（磁束密度の低い部位）を構成するため、フラットパンチが用いられる。パイロット孔２１および通風孔１４は、それぞれ電磁鋼板２０に設けられる環状に並んだ複数の打ち抜いた孔であるため、後述するように、それぞれ環状の刃を備えた第１フラットパンチ、第２フラットパンチが用いられる。
フラットパンチは、鉛直方向に上下することにより対象物（電磁鋼板）と一度に当接する水平刃を有するパンチである。
【００１６】
次に電磁鋼板２０は図示しない送り装置により長さＳだけ送られる。第２工程（ｂ）以降では下降してくる上型に設けられたパイロットピンが、送り完了後の電磁鋼板２０のパイロット孔２１に係合することにより、加工に先立ち電磁鋼板２０の位置を金型に対し正確に位置決めする。第２工程（ｂ）で１２箇所のスロット溝形成部２２がパンチで打ち抜かれる。ここでスロット溝部１３は磁気歪みを問題とする部位（磁束密度の高い部位）を構成するため、シャー角付きパンチが用いられる。スロット溝部の形成部２２は、電磁鋼
板２０に設けられる環状に並んだ複数の打ち抜いた孔であるため、環状の刃を備えた第３シャー角付きパンチが用いられる。打ち抜かれた後の楕円片にはソリが生じるが、この楕円片はスクラップ部なのでステータコアシート１１には影響がなく、積層時にも問題は生じない。
シャー角付きパンチは、鉛直方向に上下することにより対象物（電磁鋼板）と順次経時的に当接する斜め刃（ナイフ状の刃形状）を有するパンチである。
シャー角付きパンチを用いることにより、打ち抜き部付近の対象物（電磁鋼板）に応力が集中しないため、打ち抜き歪を最小限に抑えることができる。そのため、その部位における磁束飽和が本来の材料の持つ特性に近づき、鉄損も材料本来の値に近づき、良い磁気特性が得られる。結果、磁束密度の高い部位の磁気歪が小さくできる。つまり、磁束密度の低下を抑えることによるモータの小型化が実現でき、鉄損を低下させることによるモータ運転時の効率の向上化ができる。さらに、機械的強度低下も防止できる。
さらに、シャー角付きパンチは、打ち抜きを同時に行わないので、加圧力の小さなプレスでも打ち抜きができ、また、打ち抜き時の騒音も小さい。
【００１７】
次いで電磁鋼板２０はさらにＳだけ送られ、第３工程（ｃ）でステータの内側部、すなわち、ティース先端形成部２３がパンチで打ち抜かれる。ティース先端部１２ａは磁気歪みを問題とする部位（磁束密度の高い部位）を構成するため、シャー角付きパンチが用いられる。ティース先端部の形成部２３は、電磁鋼板２０に設けられる環状に並んだ複数の切り落とし線であるため、線状の刃を備えた第４シャー角付きパンチが用いられる。打ち抜かれた後の外周に凹部が形成された円片にはソリが生じるが、スクラップ部材なのでステータコアシートには影響がない。
なお、環状の刃を備えた第４’シャー角付きパンチ（例えば、図７のパンチ４２、あるいは、図６、図８〜図１０のパンチを円柱状にしたもの）を用いて複数の切り落とし線を同時にまたは連続的に切り落としてもよい。特に、特異点を有するシャー角付きパンチを用いる場合、その特異点（段部）が切り落とし線の間にくるように配置する。このように環状の刃を備えた第４’シャー角付きパンチを用いることにより、第３工程が簡素化でき、生産性を向上させることができる。
【００１８】
さらに、電磁鋼板２０はＳだけ送られ、第４工程（ｄ）でコアシート外周部２４がパンチで打ち抜かれ、ステータコアシート１１が製造される。また、同時あるいは連続的に電磁鋼板２０の残余切断部２５がフラットパンチで切り取られる。ここでコアシート外周部２４と残余切断部２５は磁気歪みを問題にしない部位を構成するため、フラットパンチが用いられる。コアシート外周部２４は、電磁鋼板２０に設けられる環状の輪郭線を有する打ち抜いた孔であり、かつ、ステータコアシート１１自体が切り落とされる部位となるため、環状の刃を備えた第５フラットパンチが用いられる。そのため、ステータコアシート１１にソリは生じず、その後の積層が容易に行える。残余切断部２５は、電磁鋼板２０に設けられる切り落とし線であるため、線状の刃を備えた第６フラットパンチが用いられる。なお、残余切断部２５は、パンチを用いずに切り落としてもよい。
【００１９】
このように、磁気歪みを問題にする（嫌う）部位、すなわち、磁束密度が比較的高い部位をシャー角付きパンチで打ち抜き、磁気歪みを問題にしない部位、すなわち、磁束密度が比較的低い部位をフラットパンチで打ち抜き、それぞれの部位に応じてパンチを使い分けて打ち抜くため、磁気歪みが小さく、ソリがないステータコアシート１１を、磁気歪み除去の特別の工程を設けることなく製造できる。また、金型製造に負担をかけずに生産することができる。
【００２０】
図２の製造工程の金型は、電磁鋼板２０を配置させるダイを有する下金型と；第１フラットパンチおよび第１押圧部材からなる第１上金型ないし第２フラットパンチおよび第２押圧部材からなる第２上金型ないし第３シャー角付きパンチおよび第３押圧部材からなる
第３上金型ないし第４シャー角付きパンチおよび第４押圧部材からなる第４上金型ないし第５フラットパンチおよび第５押圧部材からなる第５上金型ないし第６フラットパンチおよび第６押圧部材からなる第６上金型を有する上金型とを備えている。
図３に下金型のダイ３０の一例を示す。ダイ３０は、図３のように、上金型の全てのパンチおよび押圧部材に対応した一つのものとするのが好ましいが、工程によって複数のダイに分けてもよい。
押圧部材も、設備等に応じて全ての押圧部材を一体としたり、別々にしてよい。全ての押圧部材を一体とすることにより、上流から下流に流れる電磁鋼板２０に対して同時に押圧でき、生産性が高い。さらに、複数のパンチを同時に作動できるように、幾つかの押圧部材を一つに併用させてもよい。
例えば、ダイ３０に対応させて、第１工程（ａ）で用いられる押圧部材を第１押圧部材及び第２押圧部材を併用させた同じものとし、第４工程（ｄ）で用いられる押圧部材を第５押圧部材及び第６押圧部材を併用した同じものとする。そして、第１工程（ａ）で用いる押圧部材、第２工程（ｂ）で用いる押圧部材、第３工程（ｃ）で用いる押圧部材、第４工程（ｄ）で用いる押圧部材をダイ３０に合わせて一体化させてもよい。
また、必要に応じてダイ側をシャー角付きとすることができる。さらに、上金型と下金型の役割を反転させてもよい。
【００２１】
次にそれぞれの工程の打ち抜きについて説明する。
第１工程（ａ）の第１フラットパンチによるパイロット孔２1を打ち抜くための金型形
状の断面図を図４ａ、ｂに示す。
電磁鋼板２０は、ダイ３０と上金型（第１上金型）３１によって図４（ａ）→（ｂ）の順に打ち抜かれる。図４ａは、ダイ３０および押圧部材（第１押圧部材）３２で電磁鋼板２０を押圧固定し、フラットパンチ３３（第１フラットパンチ）の刃３３ｂが電磁鋼板２０と当接する直前（打ち抜き始める前）の状態である。図４ｂは、フラットパンチ３３（パンチを組み入れたスライド）を下降させ、打ち抜きが実行され、電磁鋼板２０に打ち抜いた孔（パイロット孔２１）が形成された状態である。打ち抜かれた部位はダイ３０のスクラップ落し孔３０ｂから下に落下する。なお、符号３０ａは、ダイ３０に形成されたパイロット孔加工用の凹み部である。
環状の刃形状を有するフラットパンチ３３は、図４ａ、ｂの概略図に示すように、下面３３ａが水平面（ダイの表面）と平行となっており、下面を構成する環状の縁部が刃３３ｂとなっている。このように下面３３ａと下端の環状の刃３３ｂとが同じ位置にあるため、打ち抜かれる部材にはソリが形成されない。
このように磁気歪みを問題にしない部位の打ち抜きをフラットパンチ３３で行うので、電磁鋼板２０（および打ち抜いたスクラップ）にソリが生じることがない。また、この部分の金型のメンテナンスも容易である。
【００２２】
なお、第１工程（ａ）の第２フラットパンチによる通風孔１４、第４工程（ｄ）の第５フラットパンチによるコア外周部の形成部２４も、それぞれのパンチの環状の刃（縁部）３３ｂの形状が打ち抜き部の形状に合わせて形成されている以外は、上記図４ａ、ｂと同様な工程となる。ただし、上述したように、第１工程（ａ）で第１押圧部材及び第２押圧部材を併用させた押圧部材を用いる場合、第１フラットパンチ及び第２フラットパンチは同時または連続的に上下する。
【００２３】
第２工程（ｂ）の第３シャー角付きパンチによりスロット溝形成部２２（ティースの外縁）を打ち抜くための金型形状の断面図（なお、パンチについては側面図である）を図５ａ〜ｃに示す。パンチ形状は、打ち抜き部の形状に合わせて図６ａのような３次元形状であるが、図示は刃の部分を二次元的に展開している。
【００２４】
電磁鋼板２０は、ダイ３０と上金型３６（第３上金型）によって図５（ａ）→（ｃ）の
順に打ち抜かれる。図５ａは、ダイ３０および押圧部材（第３押圧部材）３７で電磁鋼板２０を押圧固定し、電磁鋼板２０がシャー角付きパンチ（第３シャー角付きパンチ）３８の刃先Ｓ（刃の下端）と当接し、部材が打ち抜かれ始める状態である。この工程では、環状の打ち抜いた孔（スロット溝形成部）を形成するため、打ち抜く孔の縁部全周を押圧部材３７で押さえてシャー角付きパンチ３８は加工を開始する。符号３０ａは、ダイ３０に形成されたスロット溝加工用の凹み部であり、その下部は打ち抜かれた部材の落とし穴３０ｂに通じている。図５ｂは、図５ａよりパンチ３８（スライド）を降下させて、パンチの斜め刃３８ａによる鋼板の打ち抜きが進んでいる状態であり、図５ｃはプレスのスライドが下死点まで下降し、打ち抜きが完了した状態である。
【００２５】
環状の刃を有するシャー角付きパンチ３８（第３シャー角付きパンチ）は、図６ａに示すように、連続した一つの線分３８ａ（または曲線）で環状の刃が形成されており、実質的な始点Ｓと終点Ｅ（平面視では実質的に同じ連続点）との間は高さＤ（シャー量Ｄ）の段部３９となっている。そのため、この段部３９が鋼板を打ち抜く際の特異点となる。このような段部３９の始点Ｓと終点Ｅとの平面視での距離は、０から鋼板板厚程度が好ましい。また、始点Ｓと終点Ｅの高さＤは、鋼板板厚よりも大きくなっていることが好ましい。
図５ａ、図６ｂに示す打ち抜きの開始点Ｓは図６ａの符号Ｓに該当し、図５ｃ、図６ｂに示す終了点Ｅは図６ａの符号Ｅに該当する。このように刃３８ａに段部３９が形成されているため、電磁鋼板２０を打ち抜くとき、この段部３９には他の点より応力がやや増加する。そのため、後述するように特異点（平面視の始点Ｓおよび終点Ｅ）は、コアとして利用する以外の箇所（廃棄部）とすることが好ましい。
第３シャー角付きパンチの下面の形状は、金型の製法に応じて適宜設計され、下面の形状は特に限定されない。
【００２６】
図６ｂは、図６ａの特異点を備えた環状の刃を備えた第３シャー角付きパンチ３８によるスロット溝形成部２２（ティースの外縁）の打ち抜きの流れを示したものである。電磁鋼板２０の打ち抜きは、溝打ち抜き部４０の始点Ｓから始まり、Ｓ→(1)→(2)→(3)→(4)→(5)→Ｅのように時計回りで、始点Ｓから終点Ｅに至り完了する。すなわち、鋏で紙を
切るように第３シャー角付きパンチにより逐次打ち抜きを行う。従来は溝打ち抜き部をフラットパンチにより一気に打ち抜いたが、本発明は、溝打ち抜き部４０の縁部を順次経時的に打ち抜くことが異なる。図６ｂでは１つのスロット溝形成部２２について説明したが、他のスロット溝形成部２２も同様に打ち抜き加工を行い、多数の溝部の打ち抜きを複数の第３シャー角付きパンチで同時に行う。この第３シャー角付きパンチで打ち抜かれた片材４１（図５ｃ参照）にはソリが生じるが、スクラップ部分とされる。そのため、ステータコアシート１１自体にはソリの問題がなく、積層する際にも問題はない。図６ｂのように複数のスロット溝形成部２２は、第２工程（ｂ）の中心から等距離に、且つ第２工程（ｂ）の中心に関し互いに点対称に配置されている。また第２工程（ｂ）の中心を基準に、３６０°をスロット溝形成部の数で等分する角度毎に全周に亘って配置されている。従ってパンチにシャー角を付けても全てのスロット溝形成部２２の横荷重が合成され電磁鋼板帯２０に横荷重は作用しない。またスロット溝形成部２２のうち半数の始点と終点を逆にして、打ち抜きの流れをＥ→(5)→(4)→(3)→(2)→(1)→Ｓのように反時計回りとすれば
、パンチにシャー角を付けたことによる第２工程（ｂ）中心を中心とする水平方向の回転力は互いに相殺され、電磁鋼板２０に作用することはない。このように、スロット溝形成部２２の一体打ち抜きを行うので、電磁的特性が良いだけでなく、生産性が良い、抜き精度も良い、また、そりが出ないという特徴がある。
【００２７】
なお、図６ａのパンチを用いる場合、フラットパンチよりは小さくわずかではあるが特異点（段部３９）での打ち抜き歪みができる場合がある。その影響を避けるために、図６ｂの打ち抜き開始点Ｓ（終了点Ｅ）はコア形成後、廃棄される部分（第３工程（ｃ）の円
片）となるように設計している。つまり、このステータコアシート１１の場合、刃の特異点（段部３９）を半径方向の最内側となるようにパンチを定め、特異点で打ち抜かれた部位が第３工程（ｃ）において切り落とされるようにパンチを配置している。
【００２８】
第３工程（ｃ）の内側部の打ち抜きは、図７ａに示すように、ダイおよび第４押圧部材で電磁鋼板２０を固定し、線状の刃を有する第４シャー角付きパンチで切り落とし線（ティース先端部の形成部２３）をＳ→Ｅの順で切り落とす工程である。
なお、上述したように第４’シャー角付きパンチを用いることにより、同時にまたは連続的に切り落とし線を切り落とすことができ、第３工程が簡素化でき、生産性を向上させることができる。
例えば、図７ｂの隣接する刃４２ａが特異点で連結されている第４’シャー角付きパンチ４２を用いることにより、複数のティース先端部の形成部２３を、ストロークを小さくして同時に切り落とすことができる。この際、パンチ４２の刃４２ａの電磁鋼板２０との当接始点Ｓが終点Ｅとが、刃４２ａの端部より若干内側となるように構成するのが好ましい。つまり、上述したように刃４２ａとの間の特異点（段部）が隣接する切り落とし線の間にくるように配置することにより、応力の集中を避けた打ち抜きができる。なお、図６のように特異点が一つのパンチを用いてもよい。この場合、隣接したティース先端部の形成部２３は連続的に切り落とされる。ストロークは、パンチ４２を用いる場合より大きくなる。
第４工程（ｄ）は、ダイ３０および第６押圧部材で電磁鋼板２０を固定し、環状の刃を備えた第５フラットパンチ（図示せず）での外周部の打ち抜きと、線状の刃を有する第６フラットパンチ（図示せず）での残余部の切り落としを同時あるいは連続的に行う工程である。
【００２９】
次に、第２工程（ｂ）の上金型３６の他の形態（なお、パンチについては側面図である）を示す。図５とはパンチが異なる。
図８ａのダイ３０および第３押圧部材３７で電磁鋼板２０を押圧固定し、電磁鋼板２０にシャー角付きパンチ４５の刃先Ｓ（刃の下端）と当接し、部材が打ち抜かれ始める状態である。このシャー角付きパンチ４５は、特異点を備えていない環状の刃を有する。
図８ｂのシャー角付きパンチ４５は、４つの線分（位置の低い点が先端、位置の高い点が後端）（または曲線）を繋いで環状の刃が形成されている。このパンチ４５は、第１線分４５ａの先端と第３線分４５ｃの先端が連結し、第２線分４５ｂの先端と第４線分４５ｄの先端が連結し、第１線分４５ａの後端と第２線分４５ｂの後端が連結し、第３線分４５ｃの後端と第４線分４５ｄの後端が連結して環状の刃となる。これらのいずれの連結点も変曲点となっている。このように連結点が変曲点となっているため、連結点においても応力は分散されている。
【００３０】
図８ｃは、図８ｂの特異点を備えない環状の刃を備えたシャー角付きパンチ４５によるスロット溝形成部２２（ティース）の打ち抜きの流れを示したものである。図８ｃに示すように、打ち抜きは、溝打ち抜き部の始点Ｓから始まり、Ｓ→(1)→Ｅのように、始点Ｓ
から終点Ｅに向けて順に打ち抜かれる。ここでは、２つの始点Ｓからそれぞれ２方向に分かれて２つの終点Ｅに向かう。それぞれのルートにおいて、鋏で紙を切るようにシャー角付きパンチにより順次打ち抜きが行われる。このパンチで打ち抜かれた片材にもソリが生じるが、スクラップ部分となる。なお、特異点を備えない環状の刃を備えたシャー角付きパンチを使用しているため、始点Ｓと終点Ｅとの間の連続性が保たれ、応力の分散が保たれる。
【００３１】
第２工程（ｂ）の上金型のさらに他の形態（なお、パンチについては側面図である）を示す。この形態もパンチが異なる。
図９ａのダイ３０および第３押圧部材３７で電磁鋼板２０を押圧固定し、電磁鋼板２０
がシャー角付きパンチ４６の刃先Ｓ（刃の下端）と当接し、部材が打ち抜かれ始める状態である。このシャー角付きパンチ４６も、特異点を備えていない環状の刃形状を有する。
このシャー角付きパンチ４６は、図９ｂに示すように４つの線分（位置の低い点が先端、位置の高い点が後端）（または曲線）を繋いで環状の刃が形成されている。このパンチ４６は、第１線分４６ａの先端と第３線分４６ｃの先端が連結し、第２線分４６ｂの先端と第４線分４６ｄの先端が連結し、第１線分４６ａの後端と第２線分４６ｂの後端が連結し、第３線分４６ｃの後端と第４線分４６ｄの後端が連結して環状の刃となる。これらのいずれの連結点も変曲点となっている。
【００３２】
図９ｃは、図９ｂの特異点を備えない環状の刃を備えたシャー角付きパンチ４６によるスロット溝の形成部（ティースの外縁）の打ち抜きの流れを示したものである。図９ｃに示すように、打ち抜きは、溝打ち抜き部の始点Ｓから始まり、Ｓ→(1)→Ｅのように、始
点Ｓから終点Ｅに向けて順に打ち抜かれる。ここでも、２つの始点Ｓからそれぞれ２方向に分かれて２つの終点Ｅに向かい、それぞれ鋏で紙を切るように順次打ち抜きが行われる。このパンチで打ち抜かれた片材にもソリが生じるが、スクラップ部分となる。この場合も、始点Ｓと終点Ｅとの間の連続性が保たれ、応力の分散が保たれる。
図８、図９では、それぞれ４つの線分を繋いで環状の刃を形成したものと挙げたが特異点を備えない環状の刃を有するシャー角付きパンチとしては、複数（２以上）の線分を繋いで形成された環状の刃であって、線分同士の連結点が変曲点となっていればよい。なお、水平な線分を備えている場合は、その水平な線分との連結点は、応力の分散が保たれるため、特異点を有さないものとなる。
【００３３】
第２工程（ｂ）の上金型のさらに他の形態（なお、パンチについては側面図である）を示す。この形態もパンチが異なる。
図１０ａのダイ３０および第３押圧部材３７で電磁鋼板２０を押圧固定し、電磁鋼板２０がシャー角付きパンチ４７の刃先Ｓ（刃の下端）と当接し、部材が打ち抜かれ始める状態である。このシャー角付きパンチ４７は、特異点を備えた環状の刃を有する。
図１０ｂのシャー角付きパンチは、２つの線分（または曲線）を繋いで環状の刃形状が形成されており、第１線分４７ａの始点と第２線分４７ｂの終点、並びに、第２線分４７ｂの始点と第１線分４７ａの終点（平面視では実質的に同じ点）との間に鋼板板厚よりも大きい高さの段部Ｄ（シャー量Ｄ）があるものが挙げられる。段部は、始点Ｓと終点Ｅとの平面視での距離が、０から鋼板板厚程度が好ましい。始点Ｓと終点Ｅの高さＤが、鋼板板厚よりも大きくなっているものが好ましい。
【００３４】
図１０ｃは、この図１０ｂのシャー角付きパンチ４７でスロット溝形成部２２（ティースの外縁）の打ち抜きの流れを示したものである。電磁鋼板２０の打ち抜きは、溝打ち抜き部４０の始点Ｓから始まり、Ｓ→(1)→(2)→Ｅのように、２つの始点Ｓからそれぞれ時計回りに進み終点Ｅ（他方の始点）で完了する。この場合もそれぞれのルートにおいて鋏で紙を切るように逐次打ち抜きが行われる。
特異点を備えた環状の刃を有するシャー角付きパンチとしては、３以上の線分を繋いで環状の刃を構築してもよく、いずれかの線分の連結点において上記段部Ｄが形成されていればよい。
【００３５】
図６、図８〜図１０では、パンチの下端の刃全体が斜め刃（ナイフ状）であるものを挙げている。図１１ａ、ｂのパンチ４９のように刃の一部が水平刃４９ａ（フラットパンチ部）であり、一部が斜め刃４９ｂ（シャー角付きパンチ部）となっていてもよい。図１１ａのパンチ４９は特異点を備えたものであり、図１１ｂのパンチ４９は特異点を備えていないものとなる。刃形状は、部材の打ち抜き部位の電磁的な状態によって選択する。このように水平刃と斜め刃を有するパンチで打ち抜くことにより、図２の製造工程のようにフラットパンチとシャー角付きパンチを別の工程で行わなくてもよい。つまり、図２のステ
ータコアシートの製造工程は、シャー角付きパンチで打ち抜く部位と、フラットパンチで打ち抜く部位を工程で分けたが、モータコアシートの形状、並びに、プレス能力との関係で、同じ工程内に、シャー角付きパンチで打ち抜く部位と、フラットパンチで打ち抜く部位が混在してもよい。磁気歪みを問題にする部位はコア形状、打ち抜き方で決まるので、その部位の特性に応じて２つの打ち抜き方を使い分ける。
【００３６】
上記ステータコアシート１１は板１枚でステータシートの全断面を製造する例を示したが、モータサイズが大きい場合は、分割コアとすることもできる。
図１２は４箇所（その一つが破線で示すＸ部）でステータコアシートを分割した例で、コアシートは１１ａ〜１１ｄと４つの部材に分けて打抜かれる。４つの部材は積層時に互いに組み合わされる。組み合わせ時の強度確保のため、図ではＸ部に係合溝を形成して互いに組み合わせる。図の例はコアシート部材１１ａ〜ｄの形状が同一なので、各コアシート部材を並べるように打ち抜くことができる。すなわち、図２のように１枚板で全断面を打ち抜くのと比較して、約１／４の大きさの板を打ち抜けばよいので、小型の金型で対応でき、加工能力も小さなプレスで打ち抜きができる。また、板取りを工夫することで、廃材を少なくできるので、材料歩留まりが向上できる。この板形状でも図２と同様、工程によってパンチ形状を使い分ける。
【００３７】
ロータに電磁鋼板打ち抜きシートを適用する場合にも本発明は適用できる。例えば、埋め込み型永久磁石モータ（ＩＰＭＳＭ）にも利用できる。図１３ｂはＩＰＭＳＭのロータの一部形状の例を示す。ロータ５０は、図１３ａのロータシート５０ａを複数枚積層固定したものである。ロータシート５０ａは、外周縁に沿って磁石挿入孔５１が複数個形成されており、中央にシャフトを通す中心孔５２が形成されている。磁石挿入孔５１は、磁石を挿入する中央部５１ａと、挿入される磁石５３との間に空隙５４（図１３ｂ参照）を形成するように構成された側部５１ｂとからなる。そして、このロータシート５０ａにおいて、挿入する磁石５３の周辺が磁束密度が高い部位である。すなわち、外周部Ｃやブリッジ部Ｂが磁束密度の高い部位に相当し、ロータシート５０ａの中心孔５２付近が磁束密度の低い部位に相当する。
このロータシート５０ａも、シャー角付きパンチとフラットパンチとを使い分けて製造される。それらは、設備等に応じて適宜選択してよい。
ロータシート５０ａを積層固定したロータ５０の磁石挿入孔５１には、磁石５３が埋め込まれ、磁石両側には空隙５４が形成される。隣接する磁石挿入孔５１を隔てるブリッジ部Ｂは磁束密度の高いところであるが、ロータ回転により各部の遠心力がかかる。すなわち、ブリッジ部Ｂには磁石や外周部Ｃの質量も加わるため、機械的な強度が必要である。この部分の打ち抜きにシャー角付きパンチを利用すれば、打ち抜き部付近の応力集中が緩和され打ち抜き歪みが小さくできるので、材料の機械的強度の低下も防止できる。
【００３８】
クランクプレスや、エキセンプレスの場合、駆動軸が一定回転速度で運転されても、実際に加工が行われる加工域においては、スライドが下死点に近づくほどスライド速度は低下する。このため、シャー角付きパンチで打ち抜くとき、打ち抜く部分により打ち抜き速度が異なる。この結果、打ち抜き歪が適切に低減できない恐れがある。
打ち抜き速度を歪が少ない一定速度に保つと、打ち抜きによる磁気歪が適切に低減される。打ち抜き速度を所定の値に制御してこれを達成する。サーボプレスは、スライドの速度や加減速をスライド位置に応じて自在に調整できる。そこで、サーボプレスを用いてスライドを等速にして打ち抜く。サーボプレスにより打ち抜き速度を一定にして打ち抜くと、より磁気歪みの少ないステータコアが製造できる。図１４はコア製造にサーボプレスを用いた場合の概念図である。
【００３９】
図１４は簡易表現したクランク機構のサーボプレス装置５５の例を示す。サーボモータ５６のドライブ軸５７にはドライブギヤ５８が接続される。ドライブギヤ５８にはメイン
ギヤ５９が噛み合わされ、メインギヤ５９にはクランク軸６０が接続され、クランク軸６０とコネクティングロッド６１とでクランク機構が形成される。クランク機構により、コネクティングロッド６１に接続されたスライド６２は静止側のボルスタ６３に対して昇降可能になる。スライドには前述した上金型６４が装着され、ボルスタには下金型６５が装着される。
【００４０】
サーボモータ５６には交流サーボモータ、例えば、永久磁石を用いた同期モータや、誘導モータ、リラクタンスモータなどが適用される。または、直流サーボモータでもよい。サーボモータ５６は制御装置部６６により制御される。制御装置部６６はモータの回転位置を指令するモーション演算部、演算部の回転位置指令に応じて動作する回転位置制御部、回転速度制御部、モータ電流制御部、パワーアンプなどから構成される。スライドの位置や速度はモーション指令部６７から指令される。スライドのモーション指令は図示しない入力装置により設定される。モーション指令部６７からの指令によりモータの回転位置指令値の演算がモーション演算部によりなされる。こうして、サーボプレス装置はモータの回転位置を制御して、指令したスライド位置に対応するように制御される。
【００４１】
サーボプレス装置５５はスライドの速度や位置を自在に設定して制御できるので、前記実施例に適するスライドモーションを指定する。すなわち、シャー角付きパンチで打ち抜く時のスライド速度を一定にするようにスライドモーション指令を行う。さらに、スライド速度が一定になるようなモーション指令だけでなく、打ち抜き部位に応じた適切な速度での打ち抜きをするようにモーション指令ができる。例えば、打ち抜きの最後の部分などをより低速にして、打ち抜きの影響を避けることが可能である。
このようにして、打ち抜き時の速度を所定値に設定する。打ち抜き速度の適正値は鋼材の特性や打ち抜き部位によって異なるので、理論や実験によって定める。
【００４２】
以上述べたように、このような金型形状と方法で、電磁鋼板を打ち抜くと、次の特徴がある。
（１）シャー角付きパンチとフラットパンチの使い分けにより、磁気歪の小さなステータコアが得られる。
（２）シャー角付きパンチによる打ち抜きで磁気歪みの発生が抑えられ、磁気歪による鉄損の増加が小さく、また、飽和磁束密度の低下を防止できる。
（３）シャー角付きパンチを用いた工程では、打ち抜き部の全周を同時に打ちぬかないので、加圧力の小さなプレスでも打ち抜きができる。騒音も小さくできる。
（４）シャー角付きパンチによって打ち抜かれる部位をスクラップとするため、打ち抜きによる板材ソリの影響を無くすことができる。
（５）シャー角付きパンチの特異点の影響がある場合、それを排除するように打ち抜くことにより、その特異点による影響を無くすことができる。
（６）シャー角付きパンチおよびフラットパンチを使い分けても、打ち抜き工程は従来のフラットパンチによるものと変らないように出来るので、作業性は変らない。
（７）金型全体の中では、パンチのシャー角付き部が限定されるので、金型のメンテナンスが容易である。
（８）材料の機械的強度の低下を防止できる。
これらにより、例えば、スロットの一体打ち抜きを行うことができる。このため、電磁的特性が良いだけでなく、生産性が良い、抜き精度も良い、また、そりが出ないという特徴がある。
また、このような積層コアを用いたモータの特性が向上する。すなわち、磁気歪が小さく、機械的強度が強いモータを得る。
なお、モータ構造は永久磁石モータを例にとったが、別構造のモータ、例えば、界磁巻線式の同期モータ、誘導モータ、リラクタンスモータ、あるいは、他の回転型モータ、さらに、リニアモータにも適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１１  ステータコアシート
１１ａ〜ｄ  ステータコアシート部材
１２  ティース
１２ａ、ｂ  先端部
１３  スロット溝
１４  通風孔
１５  中心孔
２０  電磁鋼板
２１  パイロット孔
２２  スロット溝形成部
２３  ティース先端形成部
２４  コアシート外周部
２５  残余切断部
３０  ダイ
３０ａ  凹み部
３０ｂ  スクラップ落し孔
３１  上金型
３２  押圧部材
３３  フラットパンチ
３３ａ  下面
３３ｂ  刃
３６  上金型
３７  押圧部材
３８  シャー角付きパンチ
３８ａ  斜め刃
３９  段部
４０  溝打ち抜き部
４１  打ち抜かれ片材
４２  シャー角付きパンチ
４２ａ  刃
４５  シャー角付きパンチ
４５ａ  第１線分
４５ｂ  第２線分
４５ｃ  第３線分
４５ｄ  第４線分
４６  シャー角付きパンチ
４６ａ  第１線分
４６ｂ  第２線分
４６ｃ  第３線分
４６ｄ  第４線分
４７  シャー角付きパンチ
４７ａ  第１線分
４７ｂ  第２線分
４９  パンチ
４９ａ  水平刃
４９ｂ  斜め刃
５０  ロータ
５０ａ  ロータシート
５１  磁石挿入孔
５１ａ  中央部
５１ｂ  側部
５２  中心孔
５３  磁石
５４  空隙
５５  サーボプレス装置
５６  サーボモータ
５７  ドライブ軸
５８  ドライブギヤ
５９  メインギヤ
６０  クランク軸
６１  コネクティングロッド
６２  スライド
６３  ボルスタ
６４  上金型
６５  下金型
６６  制御装置部
６７  モーション指令部
Ｓ  刃先（始点）
Ｅ  終点
Ｂ  ブリッジ
Ｃ  ロータシートの外周部
【図１】
2014207783.tif 000003
【図２】
2014207783.tif 000004
【図３】
2014207783.tif 000005
【図４】
2014207783.tif 000006
【図５】
2014207783.tif 000007
【図６】
2014207783.tif 000008
【図７】
2014207783.tif 000009
【図８】
2014207783.tif 000010
【図９】
2014207783.tif 000011
【図１０】
2014207783.tif 000012
【図１１】
2014207783.tif 000013
【図１２】
2014207783.tif 000014
【図１３】
2014207783.tif 000015
【図１４】
2014207783.tif 000016