(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
かしめ用突起とかしめ用突起が嵌入する係合孔を形成した突起側鉄心片と、かしめ用突起が嵌入する係合孔を形成した孔側鉄心片とを、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、
鉄心片素材の所定位置に前記係合孔が形成され、前記鉄心片素材を外形抜きした複数枚の前記孔側鉄心片を受けシリンダー上に積層し、次いで、前記積層された複数枚の孔側鉄心片上に、前記鉄心片素材の所定位置に前記かしめ用突起及び前記係合孔とが形成され、外形抜きして得られた前記突起側鉄心片を積層し、以降、複数枚の前記孔側鉄心片の外形抜き、積層及び前記突起側鉄心片の外形抜き、積層を所定積厚まで繰り返し、該繰り返し途中の前記突起側鉄心片の積層時に、前記かしめ用突起の先端部が下層の前記孔側鉄心片又は隣り合う下方の前記突起側鉄心片の前記係合孔壁面の下に張り出すように、プッシュピンを前記かしめ用突起の背面側の窪みに進退して、且つ前記受けシリンダーで積層受け以上の加圧力を与えてかしめることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄い鉄心片に形成されたかしめ用突起及び／又は該かしめ用突起に係合する係合孔を用いて複数枚の鉄心片を積層し、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、積層及びかしめながら所定の厚さに製作された積層鉄心が使用されている。モータの出力の向上や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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の単枚かしめの谷形や切り起こし突起等のかしめ手段では、鉄心片の板厚が薄くなると、例えば０．２ｍｍ未満では、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、形状が劣化する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、鉄心片の板厚が薄い場合（例えば０．１５ｍｍ未満）でも、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】
前記目的に沿う本発明に係る積層鉄心の製造方法は、かしめ用突起とかしめ用突起が嵌入する係合孔を形成した突起側鉄心片と、かしめ用突起が嵌入する係合孔を形成した孔側鉄心片とを、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、
鉄心片素材の所定位置に前記係合孔が形成され、前記鉄心片素材を外形抜きした複数枚の前記孔側鉄心片を受けシリンダー上に積層し、次いで、前記積層された複数枚の孔側鉄心片上に、前記鉄心片素材の所定位置に前記かしめ用突起及び前記係合孔とが形成され、外形抜きして得られた前記突起側鉄心片を積層し、以降、複数枚の前記孔側鉄心片の外形抜き、積層及び前記突起側鉄心片の外形抜き、積層を所定積厚まで繰り返し、該繰り返し途中の前記突起側鉄心片の積層時に、前記かしめ用突起の先端部が下層の前記孔側鉄心片又は隣り合う下方の前記突起側鉄心片の前記係合孔壁面の下に張り出すように、プッシュピンを前記かしめ用突起の背面側の窪みに進退して、且つ前記受けシリンダーで積層受け以上の加圧力を与えてかしめる。
これによって、たとえ、厚さの薄い鉄心片であっても、突起側鉄心片のかしめ用突起の先端部が下層の孔側鉄心片又は隣り合う下方の突起側鉄心片の係合孔壁面の下に張り出し、複数枚積層された鉄心片を強固にかしめることができる。
【０００６】
【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（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、かしめ用突起の形成方法、係合孔の形状を示す説明図、図４（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、突起側鉄心片又は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５は固定子用積層鉄心の製造過程を示す説明図、図６は図５の要部拡大図、図７は固定子用積層鉄心の斜視図である。
【０００７】
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の鉄心片の素材であり、鉄心片素材１０の中心部には、後述するステーションIII において回転子用鉄心片（突起側鉄心片１４、孔側鉄心片１４ａ）の作製に必要な軸孔１２が形成される。
【０００８】
（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の一方を構成するかしめ用突起、及び他の突起側鉄心片のかしめ用突起に係合し、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。
【０００９】
（ステーションIII)
かしめ用突起及び係合孔が形成された部分の鉄心片素材１０を外形抜きして突起側鉄心片１４を作製し、一方、係合孔のみが形成された部分の鉄心片素材１０を外形抜きして孔側鉄心片１４ａを作製し、複数枚の孔側鉄心片１４ａと１枚の突起側鉄心片１４を所定の段数繰り返して積層し、しかも、突起側鉄心片１４を外形抜きして、積層時に受けシリンダー２７（図２参照）で積層受け以上の加圧力を与え、かしめ用突起の先端部を張り出させて、かしめ力を強化し回転子用積層鉄心（図示せず）を製造する。
（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。
【００１０】
（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の一方を構成するかしめ用突起と、及び他の鉄心片のかしめ用突起に係合し、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４か所形成されるか、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４か所形成される。なお、図１におけるかしめ部１６、１７は、かしめ用突起又はかしめ用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４（Ａ）〜（Ｅ）を参照のこと。図４（Ａ）〜（Ｅ）中、黒抜きはかしめ用突起１６ａ、１７ａを、一方、白抜きはかしめ用突起１６ａ、１７ａにそれぞれ係合する係合孔１６ｂ、１７ｂを表している）。なお、前記かしめ用突起１６ａ、１７ａと係合孔１６ｂ、１７ｂの形成換えは、図２に示すプレス加工金型２０の突起用パンチ３６の先端がストリッパー４１の下面に出る長さを変えることによりなされる。この形成換えは、突起用パンチ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と突起用パンチ３６背面との係合を換えることでなされる。
【００１１】
（ステーションVI）
かしめ用突起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４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、３種類の突起側鉄心片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部分の鉄心片素材１０を外形抜きして、図４（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、２種類の孔側鉄心片１９、１９ａが形成され、これらがかしめ積層される。なお、突起側鉄心片１８、１８ａ、１８ｂは、先に積層された複数枚の孔側鉄心片１９、１９ａをかしめる際に、かしめ用突起１６ａ、１７ａが係合孔１６ｂ、１７ｂに入り込むようになっている。
【００１２】
図４（Ａ）〜（Ｅ）に示す突起側鉄心片１８、１８ａ、１８ｂ及び孔側鉄心片１９、１９ａはそれぞれ、図５及び図６に示すように、、ステーションVIにて所定の枚数、積層され、繰り返し積層の途中で受けシリンダー２８により積層受け以上の加圧力を与えてかしめ用突起の先端部を張り出させ、強力にかしめ、図７に示す複数枚の鉄心片からなる厚さＴの固定子用積層鉄心４０が製造される。前記かしめ強化の状態は、図５及び図６の拡大図で詳細に示すように、受けシリンダー２８で前記加圧力を与えることにより、最下段（第１段）の突起側鉄心片１８のかしめ用突起１６ａの先端部（黒く塗った部分）が、最下層の孔側鉄心片１９の係合孔１６ｂの壁面の直下に張り出すように形成され、また、第２段の突起側鉄心片１８ａのかしめ用突起１７ａの先端部も同様、この第２段積層における最下層の突起側鉄心片１８の係合孔１７ｂの壁面に張り出すように形成される。なお、図６中の符号３８は、かしめ用突起１６ａの背面側の窪みを表しており、窪み３８には、固定子用パンチ２３で外形抜きをし、かしめ時に使用する固定子用パンチ２３内に設けられたプッシュピン３９（図５及び図６参照）が進退する。また、図５及び図６では、かしめ用突起及び係合孔の位置関係を表しているが、かしめ用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。
【００１３】
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 で突起側鉄心片１４と、孔側鉄心片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形成され、所定の枚数積層される。このかしめ積層を所定積厚まで繰り返して行う途中にて、受けシリンダー２７により積層受け以上の加圧力を与え、かしめ用突起の先端部を係合孔に張り出させる。また、ステーションVIで突起側鉄心片１８、１８ａ、１８ｂと、孔側鉄心片、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る。この積層の途中において、受けシリンダー２８により積層受け以上の加圧力で加圧し、かしめ用突起１６ａ、１７ａの先端部を係合孔１６ｂ、１７ｂに張り出させ、かしめを強固にする。
【００１４】
特に、図５及び図６に示すように、突起側鉄心片１８、１８ａ、１８ｂのかしめ用突起１６ａ、１７ａの先端部を、それぞれの段での最下層の孔側鉄心片１９の係合孔１６ｂ又は隣り合う下方の突起側鉄心片１８、１８ａの係合孔１６ｂ、１７ｂの壁面に張り出し、かしめ力を強固にするために、前記のように積層を繰り返して行う途中で、受けシリンダー２８と固定子用パンチ２３でかしめ中に、受けシリンダー２８により積層受け以上の加圧力を与えるのである。なお、かしめ時には、固定子用パンチ２３に設けた前記プッシュピン３９はかしめ用突起１６ａ、１７ａの背面側の窪み３８に進退している。
【００１５】
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。
【００１６】
図３（Ａ）には、本実施の形態におけるかしめ部１６、１７の一方を構成するかしめ用突起３３（具体的には、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すかしめ用突起１６ａ、１７ａを表している）の形成方法を示している。符号３５は突起形成刃を示している。また、図３（Ｂ）には、かしめ部１６、１７の他方を構成する係合孔３４（具体的には、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）に示す係合孔１６ｂ、１７ｂを表している）の形状を示す。
【００１７】
図２に示すように、回転子用パンチ２２と固定子用パンチ２３との間には、かしめ用突起３３或いは係合孔３４を形成するためにパンチ先端がストリッパー４１下面に突出する長さをスライドカムプレート４２によって変えられる突起用パンチ３６がパンチホルダー２１に取付けられている。このパンチ先端の前記突出する長さ換えは、スライドカムプレート４２に設けた窪み４４に突起用パンチ３６の基端部を係合させるか、係合を外すかによりなされる。突起用パンチ３６の下方には、対応するダイ３７がダイホルダー２６に設けられている。
【００１８】
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。
（１）図５及び図６に示すように、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により上下方向に進退する受け台３２の上面に、外形抜きした、本実施の形態では３枚の孔側鉄心片１９を積層する。
【００１９】
（２）積層された孔側鉄心片１９の上に、外形抜きした突起側鉄心片１８を積層する際、突起側鉄心片１８のかしめ用突起１６ａの背面側の窪み３８に、固定子用パンチ２３に設けてあるプッシュピン３９が当接し、受けシリンダー２８には、通常の外形抜きして積層する際に加える力（従来行っている外形抜き、積層時の加圧力）以上の大きな加圧力を付与し、これによって、第１段の突起側鉄心片１８のかしめ用突起１６ａの先端部が、最下層の孔側鉄心片１９の係合孔１６ｂの壁面の下に張り出すようにかしめを行う。
【００２０】
（３）図５及び図６に示すように、第１段の突起側鉄心片１８の上に、順次２枚の孔側鉄心片１９ａを積層し、更に、外形抜きした第２段の突起側鉄心片１８ａを積層する際、前記（２）と同様にして、該第２段の突起側鉄心片１８ａのかしめ用突起１７ａを、第２段に積層の孔側鉄心片１９ａ及び第１段の突起側鉄心片１８の係合孔１７ｂにかしめる。
（４）前記（３）に準じて第２段の突起側鉄心片１８ａの上に２枚の孔側鉄心片１９を積層し、第３段の突起側鉄心片１８を積層する際、かしめる。
【００２１】
（５）更に、前記（３）及び（４）を、繰り返して行い、第４、第５段の突起側鉄心片１８ａ、１８をかしめる。
（６）第５段の突起側鉄心片１８の上に２枚の孔側鉄心片１９ａを積層し、第６段（最上段）の突起側鉄心片１８ｂを積層し、かしめる。
（７）これにより、図７に示すような固定子用積層鉄心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】
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かしめ用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枚の突起側鉄心片１８、１８ａ、１８ｂに対して、２枚の孔側鉄心片１９、１９ａを積層したが、これに限定されず、必要に応じて、３枚以上の孔側鉄心片１９、１９ａを積層することもできる。
【００２３】
かしめ用突起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、かしめ用突起１６ａ及び係合孔１６ｂと、かしめ用突起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。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の積層鉄心の製造方法においては、厚さの薄い、例えば、０．１５ｍｍ以下の鉄心片であっても、突起側鉄心片のかしめ用突起の先端部がそれぞれの段に積層の最下層の孔側鉄心片又は隣り合う下方の突起側鉄心片の係合孔壁面の下に張り出し、複数枚に積層された鉄心片を強固にかしめることができ、従来のような、積層鉄心が分離したり、形状が劣化する等の問題が改善される。また、前記のように板厚の薄い鉄心片から積層鉄心が形状よく製造されるので、得られた積層鉄心は優れた特性を有する等の多大の効果が奏される。
【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】同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】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、かしめ用突起の形成方法、係合孔の形状を示す説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、突起側鉄心片又は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である。
【図５】固定子用積層鉄心の製造過程を示す説明図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】固定子用積層鉄心の斜視図である。
【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：突起側鉄心片、１４ａ：孔側鉄心片、１５：スロット孔、１６：かしめ部、１６ａ：かしめ用突起、１６ｂ：係合孔、１７：かしめ部、１７ａ：かしめ用突起、１７ｂ：係合孔、１８、１８ａ、１８ｂ：突起側鉄心片、１９、１９ａ：孔側鉄心片、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、３３：かしめ用突起、３４：係合孔、３５：突起形成刃、３６：突起用パンチ、３７：ダイ、３８：窪み、３９：プッシュピン、４０：固定子用積層鉄心、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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