(57)【要約】　　　（修正有）【課題】順送り金型を用いたロータ・ステータ共取り方式において、切削（シェービング）代を設けずにエアギャップをできるだけ小さくすることを可能にすると共に、特にステッピングモータ鉄心の場合には小歯部スクラップのカス上がりを防止し得るモータ鉄心の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】順送り金型１を用いて、帯状鉄心材料２からロータ鉄心を打ち抜いた後にステータ鉄心を打ち抜くモータ鉄心の製造方法であって、先に打ち抜いたロータ鉄心の外径打抜き穴と、後で打ち抜くステータ鉄心の内径との間に残余されたエアギャップ部３１に対し、パンチ２７とダイ２８側の支持受台２９で両面を狭持して板厚の範囲内で半抜き加工を行うと共に、この半抜き加工したエアギャップ部３１をスクラップとして打ち抜く。【選択図】　　図３
2004034143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順送り金型を用いて、帯状鉄心材料からロータ鉄心を打ち抜いた後にステータ鉄心を打ち抜くモータ鉄心の製造方法であって、先に打ち抜いたロータ鉄心の外径打抜き穴と、後で打ち抜くステータ鉄心の内径との間に残余されたエアギャップ部に対し、パンチとダイ側の支持受台で両面を狭持して板厚の範囲内で半抜き加工を行うと共に、この半抜き加工したエアギャップ部をスクラップとして打ち抜くことを特徴としたモータ鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記モータ鉄心は、ステータ鉄心の内径側に小歯部分を形成したステッピングモータ用鉄心であって、この小歯部分のスクラップを前記エアギャップ部のスクラップと同時に打ち抜く請求項１に記載したモータ鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記半抜き加工は、帯状鉄心材料の板厚の１／２以上の範囲内で行う請求項１又は２に記載したモータ鉄心の製造方法。
【請求項４】
順送り金型を用いて、帯状鉄心材料からロータ鉄心を打ち抜いた後にステータ鉄心を打ち抜くモータ鉄心の製造装置であって、前記順送り金型には、ロータ鉄心を打ち抜く工程とステータ鉄心を打ち抜く工程の間に、ステータ鉄心の内径側の間に残余されたエアギャップ部を半抜き加工する工程と、半抜き加工したエアギャップ部を打抜き加工する工程を設け、この半抜き加工する工程にはエアギャップ部を上方から押圧するパンチを上型側に配置すると共に、エアギャップ部を下方から付勢支持する支持受台を下型側のダイ内に配置したことを特徴とするモータ鉄心の製造装置。
【請求項５】
前記パンチは、帯状鉄心材料の板厚の１／２以上の範囲内でダイ内に嵌入するように下死点を設定すると共に、前記支持受台は、ばね付勢手段で上方に付勢されている請求項４に記載したモータ鉄心の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、順送り金型を用いて連続した帯状鉄心材料から、ロータ鉄心を打ち抜いた後にステータ鉄心を打ち抜く（ロータ・ステータ共取り方式）モータ鉄心の製造方法及び製造装置に関し、例えばステッピングモータなどのロータ及びステータの製造に適用する。
【０００２】
【従来の技術】
順送り金型を用いたロータ・ステータ共取り方式のモータ製造方法は、例えば特許第２６１３７８６号公報などに開示されて公知であるが、一般にロータ（回転子）の外径とステータ（固定子）の内径との隙間であるエアギャップ量はできるだけ小さい方が望ましく、上記製造方法ではエアギャップを得るために生成されるリング形状のスクラップ（カス）の肉厚は０．０８ｍｍ以上が望ましい。
【０００３】
上記製造方法で得られるエアギヤップは０．０４ｍｍ程度が限界とされていたが、最近のニーズとして高トルク化が求められており、高トルク化を図るためにはエアギャップをできるだけ小さくする必要があり、エアギャップを得るために生成されるリング形状のスクラッフ゜（カス）の肉厚を０．０５ｍｍ以下にする要求も出てきているが、上記製造方法では困難であった。
【０００４】
また、高トルク化を図るためには、ロータとステータの対向する磁極歯のせん断面積を大きく取ることが望ましいが、打抜き加工を行うためにはパンチとダイの間に適正なクリアランスが必要であるので、せん断面積を拡大することが困難であった。
【０００５】
別の従来技術として、例えば特開平６−２６９１４９号公報、特開平６−２７６７１２号公報、特開２０００−１７５４１４号公報には、ステッピングモータの例として、ロータを打ち抜いた後に、ステータ内周に切削（シェービング）代を設けて円状の半抜き部を加工し、その後に切削（シェービング）加工を含むプレス加工で、小歯部を半抜き部と一緒に打ち抜く製造方法が提案されている。
【０００６】
これらの提案による製造方法では、切削代を設けたことによって、ステータ内周を打ち抜く際に小歯部がバラバラにならずに、半抜き部であるリングバインダー部分と一緒に打ち抜かれるので、カス上がりのような問題が発生しないと共に、切削加工によって切削面が平滑になるので、モータ性能が向上することも期待できる。
【０００７】
しかしながら、ロータ・ステータ共取り方式による製造方法では、切削（シェービング）代を０．００５ｍｍ〜０．０３０ｍｍ程度とすると、安定したせん断加工ができず、切刃の異常摩耗が発生する恐れがあり、また上記以上の切削代を設けた場合には、必然的にエアギャップ量は大きくなってしまう。
【０００８】
この問題を改善するための対策法として、例えば特開平６−３１３５３号公報や特開平７−７８９５号公報には、回転子を打ち抜いた後のステータ内径部分を板厚方向に押圧し、内径方向に延出させた状態にしてステータ内周を所定内径に打ち抜く方法が提案されている。
【０００９】
この方法によれば、より小さいエアギャップでステータ内径を打ち抜くことが可能となるが、押圧による延出で板厚が薄くなると共に、帯状鉄心材料にストレスを与えてモータ性能に悪影響を及ぼす恐れがあり、特にステッピングモータなどの場合には、ステップ用磁極小歯部分のせん断面積が減少すること、鉄心にはストレスによる磁気歪みが残留すること、などの新たな課題が生ずる。
【００１０】
また、シェービング工程を新たに設けたことにより、微少なクリアランスで打抜き加工を行う場合には、切刃の異常摩耗による金型寿命の低下が懸念されると共に、打抜き加工に適正なクリアランスに設定した場合には、エアギャップ量が大きくなってしまい、しかも順送り金型が大型化するので好ましくない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、これら従来技術の課題を解決し得るモータ鉄心の製造方法及び製造装置を提供するものであって、特に順送り金型を用いたロータ・ステータ共取り方式における各種の課題を効果的に解決することを可能にした。
【００１２】
本発明の主たる目的は、切削（シェービング）代を設けずに、エアギャップをできるだけ小さくすることを可能にし、半抜き加工で仕上げることでパンチとダイ間のクリアランス設定範囲を大きくし、磁極小歯のせん断面積を大きく取ることが可能であり、打抜き加工時に発生するブレイクスルーによる切刃の異常摩耗をなくして金型の高寿命化が期待でき、特にステッピングモータ鉄心の場合には、小歯部スクラップのカス上がりを防止し得ることである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、順送り金型を用いて、帯状鉄心材料からロータ鉄心を打ち抜いた後にステータ鉄心を打ち抜く、所謂ロータ・ステータ共取り方式のモータ鉄心の製造方法及び、モータ鉄心の製造装置を実施対象とするものである。
【００１４】
本発明によるモータ鉄心の製造方法では、先に打ち抜いたロータ鉄心の外径打抜き穴と、後で打ち抜くステータ鉄心の内径との間に残余されたエアギャップ部に対し、パンチとダイ側の支持受台で両面を狭持して板厚の範囲内で半抜き加工を行うと共に、この半抜き加工したエアギャップ部をスクラップとして打ち抜きしている。
【００１５】
このモータ鉄心の製造方法は、従来技術のようにステータ内周に切削代を設けることなく、パンチとダイ内の支持受台とで帯状鉄心材料を上下から狭持して半抜き加工した後に打抜き加工することにより、従来技術では困難であった小さいエアギャップ量（例えば、０．０５ｍｍ以下の幅）でも、リング状スクラップとして確実に打抜き除去することが可能であり、所望のエアギャップ部分を形成することができる。
【００１６】
また、従来技術のように押圧による延出で板厚を薄くすることなく、打ち抜かれた断面（せん断面）が多くとれるので、小さいエアギャップ部分の形成と相俟ってモータ性能を向上して高トルク化に適合できると共に、高速打ち抜きへの追従性が増して量産化が可能になり、製造原価の低減にも寄与できる。
【００１７】
前記モータ鉄心は、ステータ鉄心の内径側に小歯部分を形成したステッピングモータ用鉄心であって、この小歯部分のスクラップを前記エアギャップ部のスクラップと同時に打ち抜く形態を採ることができるが、これによって小歯部スクラップのカス上がりを防止することができる。
【００１８】
前記半抜き加工は、帯状鉄心材料の板厚の１／２以上の範囲内で行う形態を採ることができるが、これによって帯状鉄心材料の厚みの範囲でせん断面をより多く取り、パンチとダイ間のクリアランス設定範囲を大きくし、磁極小歯のせん断面積を大きく取ることが可能であり、打抜き加工時に発生するブレイクスルーによる切刃の異常摩耗をなくして金型の高寿命化が期待できる。
【００１９】
本発明によるモータ鉄心の製造装置では、前記順送り金型には、ロータ鉄心を打ち抜く工程とステータ鉄心を打ち抜く工程の間に、ステータ鉄心の内径側の間に残余されたエアギャップ部を半抜き加工する工程と、半抜き加工したエアギャップ部を打抜き加工する工程を設け、この半抜き加工する工程にはエアギャップ部を上方から押圧するパンチを上型側に配置すると共に、エアギャップ部を下方から付勢支持する支持受台を下型側のダイ内に配置した。
【００２０】
このモータ鉄心の製造装置は、従来から用いられている一般的な順送り金型に半抜き加工する工程を設け、エアギャップ部を上方から押圧するパンチと下方から付勢支持する支持受台を配置した比較的簡単な構造であって、従来技術における切削（シェービング）工程のように順送り金型を大型化することなく、比較的安価に微少なエアギャップの形成を行うことができる。
【００２１】
前記パンチは、帯状鉄心材料の板厚の１／２以上の範囲内でダイ内に嵌入するように下死点を設定すると共に、前記支持受台は、ばね付勢手段で上方に付勢されている形態を採ることができるが、これによって皿ばねなどの小型且つ安価なばね付勢手段を用いて支持受台を付勢支持することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を望ましい実施形態を示す添付図面に基づき詳細に説明するが、図１は本発明を適用したステッピングモータの製品レイアウト図、図２は順送り金型の縦断面図、図３は図２の順送り金型における要部の動作説明を行う拡大断面図、図４は本発明の半抜き加工状態の詳細説明図、図５は従来技術と本発明の半抜き加工状態の対比説明図、をそれぞれ示す。
【００２３】
製品レイアウトは、図１及び図２で示すように、工程Ａのパイロット穴抜き、工程Ｂのロータ計量抜き、工程Ｃのロータ軸穴抜き、工程Ｄのステータ小穴抜き、工程Ｅのロータ切り起し、工程Ｆのロータ外径抜き及び積層、工程Ｇのステータスロット抜き、工程Ｈのステータ計量抜き、工程Ｉのステータ内径半抜き、工程Ｊのステータ内径抜き及びステータ小歯抜き、工程Ｋのステータ切り起し、工程Ｌのステータ外径抜き及び積層、の各工程を備えている。
【００２４】
これらの各工程では、順送り金型１を用いて連続した帯状鉄心材料２を間欠走行させながら、所定の打抜き加工が順次実施されるが、工程Ｉ及び工程Ｊ以外の各工程は、例えば特許第２６１３７８６号公報に開示されている製造方法及び製造装置とほぼ同様であるので概略な説明にとどめ、本発明の要部となる工程Ｉ及び工程Ｊに付いてのみ詳細な説明を行う。
【００２５】
順送り金型１は、上型１Ａと下型１Ｂで構成され、工程Ａではパイロット用のパンチ３とダイ４でパイロット穴５の打抜きを行い、工程Ｂではロータ計量用のパンチ６とダイ７でロータ計量穴８ａの打抜きを行い、工程Ｃではロータ軸穴用のパンチ９とダイ１０でロータ軸穴１１の打抜きを行い、工程Ｄではステータ小穴用のパンチ１２とダイ１３でステータ小穴１４の打抜きを行う。
【００２６】
次に、工程Ｅではロータ切り起し用のパンチ１５とダイ１６でロータ係止突起８ｂの切起しを行い、工程Ｆではロータ外径抜き用のパンチ１７とダイ１９でロータの外径抜きを行うと共に、ダイ１９内に抜き落としたロータ鉄心２０を積層してロータ押込みピン１８でロータ係止突起８ｂのかしめ結合を行い、工程Ｇではステータスロット用のパンチ２１とダイ２２でステータスロット２３の打抜きを行い、工程Ｈではステータ計量用のパンチ２４とダイ２５でステータ計量穴２６ａの打抜きを行う。
【００２７】
次に、工程Ｉでは上型１Ａ側に装着されたステータ内径半抜き用のパンチ２７と、下型１Ｂ側に装着されたダイ２８内に設けた支持受台２９によって、エアギャップ部分３１の半抜き加工を行い、その後に工程Ｊではステータ小歯抜きを含むステータ内径抜き用のパンチ３６とダイ３７によって、ステータ小歯３８ａと同時にステータ内径３８の打抜き加工を行うが、これらの詳細説明を図３〜５に基づいて行う。
【００２８】
エアギャップ部分３１は、ロータ鉄心２０の打抜きで帯状鉄心材料２に形成された打抜き穴の外径であるロータ外径寸法ｄ２と、これから工程Ｊで打抜き加工されるステータ鉄心４４の打抜き穴の内径であるステータ内径寸法ｄ１の間に、残余された状態で形成されており、このエアギャップ部分３１に対して工程Ｉで半抜き加工を行った後に工程Ｊで打抜き加工を行う。
【００２９】
工程Ｉには、ステータ内径寸法ｄ１に適合する外径で形成され、エアギャップ部分３１を上面側から押圧するステータ内径半抜き用のパンチ２７を設け、帯状鉄心材料２の板厚ｔの少なくとも半分以上がステータ内径半抜き用のダイ２８内に嵌入するように下死点が設定されている。
【００３０】
すなわち、帯状鉄心材料２の厚みｔの範囲でせん断面をより多くするために、半抜きする量（高さｈ）は帯状鉄心材料２の板厚ｔの半分以上（ｈ≧ｔ／２）あることが望ましい。
【００３１】
また工程Ｉには、ステータ内径寸法ｄ１に適合する外径で形成され、ダイ２８内へ上下移動可能に嵌合してエアギャップ部分３１を下面側から押圧するた支持受台２９を設け、支持受台２９の上死点はダイ２８の上端面に一致するように設定されている。
【００３２】
支持受台２９は、ダイ２８内の下方に装着した付勢手段で常に上方へ押圧されており、付勢手段にはシリンダなどの使用も可能ではあるが、構造が簡単で安価且つ小型化できるなどの理由からばね付勢手段３２の使用が望ましく、実施形態では重合した皿ばねをねじ蓋によるばね受け部材３０で抜け止めしている。
【００３３】
エアギャップ部分３１は、工程Ｉでステータ内径半抜き用パンチ２７とダイ２８内の支持受台２９で狭持した状態で半抜き加工された後に、工程Ｊでのステータ内径抜き用のパンチ３６とダイ３７によるステータ内径３８の打抜き加工で、ステータ小歯３８ａと同時にダイ３７内へリング状スクラップ３１ａとして抜き落とされる。
【００３４】
すなわち、エアギャップ部分３１をステータ内径半抜き用パンチ２７と支持受台２９で狭持した状態で半抜き加工することによって、エアギャップ量が例えば０．０５ｍｍ以下の小さい場合でも、図４（ｂ）のように打抜きが容易な形状で半抜き加工されるので、その後のステータ内径の打抜き工程ではリング状スクラップ３１ａとして確実に抜き落とすことが可能であり、スクラップが断片化してダイ３７内に詰まる恐れがない。
【００３５】
これに対して、従来技術に基づき図４（ａ）のように支持受台２９を設けない状態でエアギャップ部分３５を、上型側からパンチ３４で下型側のダイ３３内に半抜き加工を行った場合には、小さいエアギャップ量ではその形成が不可能であると共に、スクラップが断片化してダイ３３内に詰まったりする恐れがある。
【００３６】
なお、図示の実施形態では、ステータ内径抜き工程をステータ内径半抜き工程の直後に設けたが、少なくともステータ外径抜き工程の以前で有れば良く、また半抜き後の内径打ち抜き工程において、特にステッピングモータ鉄心の場合は小歯部分を同時抜きすることによって、小歯スクラップ部分をエアギャップ部分と一緒に打ち抜くことができる。
【００３７】
次に、工程Ｋではステータ切り起し用のパンチ３９とダイ４０でステータ係止突起２６ｂの切起しを行い、工程Ｌではステータ外径抜き用のパンチ４１とダイ４３でステータの外径抜きを行うと共に、ダイ４３内に抜き落としたステータ鉄心４４を積層してステータ押込みピン４２でステータ係止突起２６ｂのかしめ結合を行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をステッピングモータの製造に適用した製品レイアウト図である。
【図２】図１の製品レイアウト図に従ってステッピングモータを製造する順送り金型の縦断面図である。
【図３】図２の順送り金型における要部の動作説明を行う拡大断面図である。
【図４】本発明におけるエアギャップ部分の半抜き加工状態の詳細説明図である。
【図５】従来技術と本発明のエアギャップ部分における半抜き加工状態の対比説明図であって、（ａ）は従来技術を（ｂ）は本発明を示す。
【符号の説明】
Ａ　パイロット穴抜き工程
Ｂ　ロータ計量抜き工程
Ｃ　ロータ軸穴抜き工程
Ｄ　ステータ小穴抜き工程
Ｅ　ロータ切り起し工程
Ｆ　ロータ外径抜き及び積層工程
Ｇ　ステータスロット抜き工程
Ｈ　ステータ計量抜き工程
Ｉ　ステータ内径半抜き工程
Ｊ　ステータ内径抜き及びステータ小歯抜き工程
Ｋ　ステータ切り起し工程
Ｌ　ステータ外径抜き及び積層工程
１　順送り金型
２　帯状鉄心材料
３　（パイロット用の）パンチ
４　（パイロット用の）ダイ
５　パイロット穴
６　（ロータ計量用の）パンチ
７　（ロータ計量用の）ダイ
８ａ　ロータ計量穴
８ｂ　ロータ係止突起
９　（ロータ軸穴用の）パンチ
１０　（ロータ軸穴用の）ダイ
１１　ロータ軸穴
１２　（ステータ小穴用の）パンチ
１３　（ステータ小穴用の）ダイ
１４　ステータ小穴
１５　（ロータ切り起し用の）パンチ
１６　（ロータ切り起し用の）ダイ
１７　（ロータ外径抜き用の）パンチ
１８　ロータ押込みピン
１９　（ロータ外径抜き用の）ダイ
２０　ロータ鉄心
２１　（ステータスロット用の）パンチ
２２　（ステータスロット用の）ダイ
２３　ステータスロット
２４　（ステータ計量用の）パンチ
２５　（ステータ計量用の）ダイ
２６ａ　ステータ計量穴
２６ｂ　ステータ係止突起
２７　（ステータ内径半抜き用の）パンチ
２８　（ステータ内径半抜き用の）ダイ
２９（ステータ内径半抜き用の）支持受台
３０　ステータ内径
３１　エアギャップ部分
３２　ばね付勢手段
３６　（ステータ内径抜き用の）パンチ
３７　（ステータ内径抜き用の）ダイ
３８　ステータ内径
３９　（ステータ切り起し用の）パンチ
４０　（ステータ切り起し用の）ダイ
４１　（ステータ外径抜き用の）パンチ
４２　ステータ押込みピン
４３　（ステータ外径抜き用の）ダイ
４４　ステータ　鉄心
【図１】
2004034143.tif 000003
【図２】
2004034143.tif 000004
【図３】
2004034143.tif 000005
【図４】
2004034143.tif 000006
【図５】
2004034143.tif 000007