(57)【要約】【課題】  鉄心片に形成した半抜き突起が下層の鉄心片の半抜き突起の背面側に形成された窪み部に無理なく入り込み、しかも、かしめ接合力が強く各鉄心片の層間が密着している積層鉄心を提供する。【解決手段】  鉄心片１１同士をかしめ積層してなる積層鉄心１０において、半抜き突起１２の外周には半抜き方向にテーパ突条１５が複数形成され、半抜き突起１２の先端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｐは窪み部１３の内径より小さいか又は実質的に等しく、半抜き突起１２の基端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｑは窪み部１３の内径より大きく形成され、上層に配置される鉄心片１１の半抜き突起１２が下層に配置された鉄心片１１の窪み部１３に入り込み、各テーパ突条１５の一部が窪み部１３の内周面に密接してかしめ積層している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心片同士を、該各鉄心片に形成した円柱状の半抜き突起と該半抜き突起の背面側に形成され平面視して円形の窪み部を備えたかしめ部を介してかしめ積層してなる積層鉄心において、
前記半抜き突起の外周には半抜き方向にテーパ突条が複数形成され、前記半抜き突起の先端で前記各テーパ突条に外接する外接円の直径Ｐは前記窪み部の内径より小さいか又は実質的に等しく、前記半抜き突起の基端で前記各テーパ突条に外接する外接円の直径Ｑは前記窪み部の内径より大きく形成され、
上層に配置される前記鉄心片の前記半抜き突起が下層に配置された前記鉄心片の前記窪み部に入り込み、前記各テーパ突条の一部が前記窪み部の内周面に密接してかしめ積層していることを特徴とする積層鉄心。
【請求項２】
請求項１記載の積層鉄心において、前記各テーパ突条で先端から基端に向かうテーパ部の勾配は、１／１５００以上で１／１０以下であることを特徴とする積層鉄心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄心片に形成した半抜き突起と半抜き突起の背面側に形成される窪み部を介してかしめ積層してなる積層鉄心に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータには固定子積層鉄心及び回転子積層鉄心が主要部材として組み込まれている。そして、固定子積層鉄心及び回転子積層鉄心は共に電磁鋼板から打ち抜きされた固定子鉄心片及び回転子鉄心片をそれぞれかしめ積層して形成される。なお、固定子鉄心片及び回転子鉄心片（以下、総称して鉄心片という）のかしめ積層は、これら鉄心片に形成しているかしめ部、例えば、上層の鉄心片に形成されたかしめ用突起と下層の鉄心片に形成されたかしめ用突起収納部を介して行なわれる。
ここで、かしめ部としては、図５に示すような、鉄心片１００の板厚方向に半抜きした半抜き突起１０１をかしめ用突起とし、この半抜き突起１０１の背面側に形成される窪み部１０２をかしめ用突起収納部とする半抜きかしめ部を採用する場合がある。このような半抜きかしめ部が採用されるのは、かしめ部を小さく、かつ、比較的容易に形成できるためであるが、鉄心片１００に半抜き突起１０１の形成において形成位置がずれることがあり、これらの鉄心片１００を積層して積層鉄心１０３を形成した場合、積層鉄心１０３の形状が劣化する（例えば、ある傾斜角αで積層方向に傾く）という問題がある。
【０００３】
そこで、図６（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）に示すように、鉄心片１０４に形成する半抜き突起１０５の外径Ｓを半抜き突起１０５の背面側に形成される窪み部１０６の内径ｄより小さくすると共に、半抜き突起１０５の外周に外接円Ｐの直径Ｌが窪み部１０６の内径ｄより大きくなるような突起部１０７を複数形成し、鉄心片１０４のかしめ積層において、半抜き突起１０５を下層の鉄心片１０４の窪み部１０６に圧入し、突起部１０７の先端が窪み部１０６の内周面に当接して変形することにより下層の鉄心片１０４に上層の鉄心片１０４をかしめ固着している（例えば、特許文献１参照）。半抜き突起１０５が窪み部１０６に圧入された際に、突起部１０７の先端が窪み部１０６の内周面に当接し、その当接面積に応じて変形することにより、鉄心片１０４毎に半抜きかしめ部の形成位置がずれても積層鉄心が積層方向に傾くことが防止できる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１１９８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明では、半抜き突起１０５の外周に、外接円Ｐの直径Ｌが窪み部１０６の内径ｄより大きくなるように突起部１０７が複数形成されているので、かしめ時に下層の鉄心片１０４の窪み部１０６に半抜き突起１０５が嵌め込み難く、また、嵌め込み開始時から無理に嵌め込むことから、図６（Ｄ）に示すように、下層と上層の各鉄心片１０４が互いに競り合い、層間に隙間１０８が発生するという問題が生じる。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鉄心片に形成した半抜き突起が下層の鉄心片の半抜き突起の背面側に形成された窪み部に無理なく入り込み、しかも、かしめ接合力が強く各鉄心片の層間が密着している積層鉄心を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う本発明の積層鉄心は、鉄心片同士を、該各鉄心片に形成した円柱状の半抜き突起と該半抜き突起の背面側に形成され平面視して円形の窪み部を備えたかしめ部を介してかしめ積層してなる積層鉄心において、
前記半抜き突起の外周には半抜き方向にテーパ突条が複数形成され、前記半抜き突起の先端で前記各テーパ突条に外接する外接円の直径Ｐは前記窪み部の内径より小さいか又は実質的に等しく、前記半抜き突起の基端で前記各テーパ突条に外接する外接円の直径Ｑは前記窪み部の内径より大きく形成され、
上層に配置される前記鉄心片の前記半抜き突起が下層に配置された前記鉄心片の前記窪み部に入り込み、前記各テーパ突条の一部が該窪み部の内周面に密接してかしめ積層している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る積層鉄心においては、半抜き突起の先端で各テーパ突条に外接する外接円の直径Ｐが窪み部の内径より小さいか又は実質的に等しく、半抜き突起の基端で各テーパ突条に外接する外接円の直径Ｑが窪み部の内径より大きく形成されているので、鉄心片の半抜き突起を下層の鉄心片の窪み部に無理なく嵌め込むことができ、該半抜き突起の基端側が嵌まり込んだところで強く嵌合し、かつ、各鉄心片の層間に隙間が形成されるのを防止でき層間が密着した積層鉄心を得ることができる。また、半抜き突起が窪み部に嵌め込まれた際に、各半抜き突起の一部が窪み部の内周面に当接し押圧されて変形するので、各テーパ突条の変形部分は窪み部の内周面に密接した状態になり、かしめ積層力の強い積層鉄心を得ることができる。
【０００９】
特に、各テーパ突条で先端から基端に向かうテーパ部の勾配を１／１５００以上で１／１０以下にすることで、上層の鉄心片に形成した半抜き突起を下層の鉄心片に形成されている窪み部に嵌め込んでいく際にテーパ突条の頂部の変形代を半抜き突起の嵌め込み量の増加と共に徐々に大きくすることができ、テーパ突条の頂部が窪み部の内周面に当接し押圧されるようになった際に、テーパ突条の頂部の変形を容易に開始させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の構造を示す部分断面図、図２（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同積層鉄心を構成する鉄心片に形成する半抜き突起及び半抜き突起の背面側に形成される窪み部の状態を示す平面図、側断面図、及び底面図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれかしめ部を形成するダイの平面図及び断面図、図４はかしめ部の形成過程を示す説明図である。
【００１１】
図１、並びに図２（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心１０は、各鉄心片１１に形成した円柱状の半抜き突起１２、及び各鉄心片１１に形成された半抜き突起１２の背面側に形成される平面視して円形の窪み部１３を備えたかしめ部１４を介して鉄心片１１同士をかしめ積層して構成されている。
【００１２】
半抜き突起１２の外周には、半抜き突起１２の周方向を４等分する位置に半抜き方向にテーパ突条１５が形成され、半抜き突起１２の先端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｐ（半抜き突起１２の外径に一致）は窪み部１３の内径Ｍより小さいか又は実質的に等しく（図１及び図２では、半抜き突起１２の先端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｐは窪み部１３の内径Ｍより小さく形成されている）、半抜き突起１２の基端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｑは窪み部１３の内径Ｍより大きく形成されている。
【００１３】
更に、各テーパ突条１５で先端から基端に向かうテーパ部の勾配の下限値は１／１５００、好ましくは１／１０００で、上限値は１／１０、好ましくは１／１００にするのがよい。ここで、テーパ部の勾配とは、テーパ突条１５の長さをＴとした場合、（Ｑ−Ｐ）／２Ｔで算出される値である。
【００１４】
このような構成とすることにより、下層の鉄心片１１の中心位置に対して上層の鉄心片１１の中心位置を一致させた状態で積層する際に、上層の鉄心片１１に形成した半抜き突起１２を下層の鉄心片１１に形成されている窪み部１３に無理なく嵌め込むことができ、下層と上層の各鉄心片１１に競り合いが生じない。その結果、積層する各鉄心片１１の層間に隙間が形成されるのが防止されて、層間が密着した積層鉄心１０を得ることができる。そして、上層の鉄心片１１に形成した半抜き突起１２を下層の鉄心片１１に形成されている窪み部１３に嵌め込んでいく際に、テーパ突条１５の頂部の変形代を半抜き突起１２の嵌め込み量の増加と共に徐々に大きくすることができ、テーパ突条１５の頂部が窪み部１３の内周面に当接し押圧されるようになった際に、テーパ突条１５の頂部の変形を容易に開始させることが可能になる。
【００１５】
また、下層の鉄心片１１の中心位置に対して上層の鉄心片１１の中心位置を一致させた状態で積層する際に、下層の鉄心片１１に形成されている窪み部１３の中心位置に対して嵌入される上層の鉄心片１１の半抜き突起１２の中心位置が仮にずれていると、半抜き突起１２の中心位置のずれ方向側に配置されているテーパ突条１５の頂部は、半抜き突起１２の嵌め込み量が大きくなるにつれて窪み部１３の内周面に接近して当接するようになる。一方、半抜き突起１２の中心位置のずれ方向と反対側に配置されているテーパ突条１５の頂部と窪み部１３の内周面との間には隙間が存在している。
【００１６】
半抜き突起１２の嵌め込み量が更に大きくなると、半抜き突起１２の外周に形成されたテーパ突条１５の中で、半抜き突起１２の中心位置のずれ方向側に配置されているテーパ突条１５の頂部が始めに変形を開始する。そして、半抜き突起１２の嵌め込み量の増加と共に、半抜き突起１２の中心位置のずれ方向側に配置されているテーパ突条１５の頂部の変形が継続して起こる。このため、かしめ積層時に上層の鉄心片１１に形成された半抜き突起１２の中心位置を下層の鉄心片１１に形成された窪み部１３の中心位置に一致させようとする鉄心片１１のずれが起こらない。その結果、上層の鉄心片１１の半抜き突起１２の中心位置を下層の鉄心片１１の窪み部１３の中心位置に対してずれた状態で、すなわち鉄心片１１同士の中心位置の一致を保った状態で積層することができ、形状精度の高い積層鉄心１０を得ることができる。
【００１７】
そして、更に半抜き突起１２の嵌め込み量が大きくなると、残りのテーパ突条１５の頂部も窪み部１３の内周面に押圧されて変形を開始するようになる。そして、下層の鉄心片１１の窪み部１３に積層される鉄心片１１の半抜き突起１２が完全に嵌め込まれた状態になると、半抜き突起１２に形成されている各テーパ突条１５の頂部は窪み部１３の内周面の内側で押圧されて変形し密着した状態になっている。このようであるから、半抜き突起１２と窪み部１３の競り合いが過大にならず層間に隙間を生じることなく、かしめ接合力の強い積層鉄心１０を得ることができる。
【００１８】
次に、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心１０の製造方法について説明する。
ここで、積層鉄心１０は、鉄心片１１の板厚方向に半抜きした半抜き突起１２と、この半抜き突起１２の背面側に形成される窪み部１３から構成されるかしめ部１４を介して鉄心片１１をかしめ積層して製造されるもので、半抜き突起１２の外周に半抜き方向にテーパ突条１５を複数形成し、半抜き突起１２を窪み部１３に嵌入させた際にテーパ突条１５の基部側を変形させて窪み部１３の内周面に密接させていることが特徴となっている。
従って、半抜き突起１２の外周に半抜き方向にテーパ突条１５を複数形成する方法、及びテーパ突条１５の基部側を変形させて窪み部１３の内周面に密接させながら積層を行なう方法についてのみ説明する。
【００１９】
通板される電磁鋼板から鉄心片を打ち抜いた際に鉄心片１１の所望の位置にかしめ部１４が形成されるように、図３（Ａ）、（Ｂ）及び図１４に示すような半抜き突起１２の形成用の貫通孔１６を備えたダイ１７と、貫通孔１６に装入されるパンチ１９を準備する。
ここで、貫通孔１６の内周面を４等分する位置には貫通孔１６の深さ方向にテーパ窪み１８が形成され、貫通孔１６の同一深さ位置で各テーパ窪み１８に外接する外接円の直径は、貫通孔１６の開口縁位置でＱ、貫通孔１６の底位置でＰになっており、パンチ１９の外径はＭである。なお、外接円の直径Ｐ（貫通孔１６の内径に一致）はパンチ１９の外径Ｍより小さいか又は実質的に等しく、外接円の直径Ｑはパンチ１９の外径Ｍより大きい。
【００２０】
次いで、図４に示すように、ダイ１７上に電磁鋼板を通板させ、鉄心片１１の打ち抜き加工を行なう過程で、パンチ１９を板厚方向に半抜きされる位置まで下降することにより、図２に示すように、ダイ１７側に外径Ｐの円柱状の半抜き突起１２を形成し、パンチ１９側に平面視して内径Ｍの窪み部１３を形成することができ、半抜き突起１２と窪み部１３を備えたかしめ部１４を有する鉄心片１１を得ることができる。
なお、半抜き突起１２の外周を４等分する位置には、テーパ窪み１８に対応した半抜き方向にテーパ突条１５が形成され、半抜き突起１２の先端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径はＰ、半抜き突起１２の基端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径はＱとなっている。
【００２１】
そして、得られた鉄心片１１をかしめ部１４を介してかしめ積層することにより積層鉄心１０が得られる。ここで、半抜き突起１２の先端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｐは窪み部１３の内径Ｍより小さいか又は実質的に等しく、半抜き突起１２の基端で各テーパ突条１５に外接する外接円の直径Ｑは窪み部１３の内径Ｍより大きく形成されている。
このため、上層の鉄心片１１の半抜き突起１２を下層の鉄心片１１の窪み部１３に対して嵌入を開始した際には、テーパ突条１５の頂部と窪み部１３の内周面との間には隙間が形成されるので、上層の鉄心片１１に形成した半抜き突起１２を下層の鉄心片１１に形成されている窪み部１３に無理なく嵌め込みを開始することができる。
【００２２】
半抜き突起１２の嵌め込み量が大きくなるにつれて、テーパ突条１５の頂部と窪み部１３の内周面との間の隙間は徐々に狭まる。そして、更に半抜き突起１２の嵌め込み量が大きくなると、テーパ突条１５の頂部は窪み部１３の内周面に当接し押圧されて変形を開始し、テーパ突条１５の頂部の変形は半抜き突起１２の嵌め込み量の増加と共に進行する。
そして、半抜き突起１２が完全に窪み部１３に嵌め込まれた状態では、各テーパ突条１５の基部側の頂部は窪み部１３の内周面の内側で押圧されて変形し密着した状態になっている。このため、鉄心片１１間には隙間を生じることなくかしめられ、そのかしめ積層力が向上し強固な積層鉄心１０が得られる。
【００２３】
ここで、下層に積層された鉄心片１１に形成されている窪み部１３の中心位置に対して、この窪み部１３に嵌め込まれる半抜き突起１２の中心位置が仮にずれて形成された半抜き突起１２を有する鉄心片１１を積層する場合、上層の鉄心片１１の半抜き突起１２を下層の鉄心片１１の窪み部１３に対して嵌入を開始した際には、テーパ突条１５の頂部と窪み部１３の内周面との間には隙間が存在している。このため、上層の鉄心片１１に形成した半抜き突起１２を下層の鉄心片１１に形成されている窪み部１３に無理なく嵌め込みを開始することができる。
【００２４】
半抜き突起１２の嵌め込み量が大きくなると、半抜き突起１２の中心位置のずれ方向側に配置されているテーパ突条１５の頂部は、中心位置のずれ方向と反対側に配置されているテーパ突条１５の頂部よりも早く窪み部１３の内周面に当接するようになる。更に半抜き突起１２の嵌め込み量が大きくなると、テーパ突条１５の頂部は窪み部１３の内周面に押圧されて変形を開始する。このように、半抜き突起１２の外周に形成されたテーパ突条１５の中で、半抜き突起１２の中心位置のずれ方向側に配置されているテーパ突条１５が当初大きく変形するので、かしめ積層時に上層の鉄心片１１に形成された半抜き突起１２の中心位置を下層の鉄心片１１に形成された窪み部１３の中心位置に重ねようとするずれの発生が生じない。
【００２５】
このため、積層される鉄心片１１毎に半抜き突起１２の中心位置が下層の鉄心片１１の窪み部１３の中心位置に対してずれていても、上層の鉄心片１１の半抜き突起１２は下層の鉄心片１１の窪み部１３の中心位置に対してずれた状態で積層することができ、積層鉄心１０が積層方向に対して傾くのが防止できる。
なお、半抜き突起１２が完全に窪み部１３に嵌め込まれた状態では、残りのテーパ突条１５の頂部も窪み部１３の内周面に押圧されて変形し密着した状態になっているので、かしめ積層力の強い積層鉄心１０を得ることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の積層鉄心を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、半抜き突起の周方向を４等分する位置に半抜き方向にテーパ突条を形成したが、テーパ突条の個数は２又は３、あるいは５以上としてもよい。これらの場合でも、テーパ突条は半抜き突起の周方向に均等に配置するのが好ましい。これによって、かしめ積層力の強い積層鉄心を得ることができる。
また、半抜き突起の外周に半抜き方向にテーパ突条を複数形成したが、円柱状の半抜き突起と半抜き突起の背面側に平面視して円形の窪み部を形成し、窪み部の内周面に深さ方向にテーパ突条を複数形成するようにしてもよい。なお、窪み部の開口端で各テーパ突条に内接する内接円の直径Ｘは半抜き突起の外径より大きいか又は実質的に等しく、窪み部の底で各テーパ突条に内接する内接円の直径Ｙは半抜き突起の外径より小さくなるように形成する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の構造を示す部分断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同積層鉄心を構成する鉄心片に形成する半抜き突起及び半抜き突起の背面側に形成される窪み部の状態を示す平面図、側断面図、及び底面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれかしめ部を形成するダイの平面図及び断面図である。
【図４】かしめ部の形成過程を示す説明図である。
【図５】従来例に係る積層鉄心の部分断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ従来例に係る積層鉄心のかしめ積層の説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０：積層鉄心、１１：鉄心片、１２：半抜き突起、１３：窪み部、１４：かしめ部、１５：テーパ突条、１６：貫通孔、１７：ダイ、１８：テーパ窪み、１９：パンチ
【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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