(57)【要約】【課題】  所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状が得られるとともに、その角部の面取りを量産的に加工することができるようにする。【解決手段】  ヨーク部とティース部を絶縁コーティングで覆い励磁コイルを巻装し用いられるモータ用の、磁性粉末により型で成形し製作される固定子鉄心のティース端部の形状において、成形された固定子鉄心のパンチの強度を高めるための面取り部より生じた角部を、後の工程で金型により加圧して面取り加工を行うという手順で処理する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨーク部とティース部を絶縁コーティングで覆い励磁コイルを巻装し用いられるモータ用の、磁性粉末により型で成形し製作される固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工方法において、成形された固定子鉄心のパンチの強度を高めるための面取り部より生じた角部を、後の工程で金型により加圧して面取り加工を行うという手順で処理することを特徴とするモータ用固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工方法。
【請求項２】
前記加工方法に用いられる固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工用パンチの加圧部斜面は、ティースを跨いで左右対称に設けられていることを特徴とする請求項１記載のモータ用固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工方法。
【請求項３】
前記加工方法に用いられる固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工用パンチの加圧部斜面は、ティースの側面の角度からコイルが巻装されるティース端部への接線より大きな角度まで、ティース端部に向かうに従ってティース側面とのなす角が徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項１記載のモータ用固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工方法。
【請求項４】
前記角部の加圧加工によりはみ出す部分を、励磁コイルの巻装に接しないティース端部の隅部に生じさせることを特徴とする請求項１記載のモータ用固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ用固定子鉄心のティース端部の加工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ用固定子鉄心として、磁性粉末により型で成形し、固定子鉄心のティース部と励磁コイル間の絶縁としてインシュレータ等の別部品を用いずに、固定子鉄心に直接絶縁コーティングを施し、インシュレータ等の部材を廃したものが使用されることがある。
前記固定子鉄心は磁性粉末により型で成形する関係上、ティースの端部にコイル巻装上有害となる角部が生じる。この角部を丸める従来の面取り加工方法は、切削又は研削での除去加工によっていた。
これを量産的に行うものとしては、本モータ用固定子鉄心以外の焼結材での面取り加工方法の例がある（例えば、特許文献１参照）。また、除去加工によらない例としては、金型により加圧して加工する例もある（例えば、特許文献２参照）。
以下、従来の加工方法を図に基づいて簡単に説明する。
図１０は従来技術及び本発明の角部面取り加工方法によって製作の固定子鉄心が用いられるモータ例の軸方向断面図である。図１１は図１０に示すモータの中央部の径方向断面図である。
図１０及び図１１において、１は固定子鉄心、１Ｊは固定子鉄心１のティース端部である。３はモータの反負荷側の端部に取り付けた回転検出器である。固定子鉄心１のコイル巻装部には、絶縁コーティング４が施され、励磁コイル５が巻装される。６は負荷側ブラケットで、７は反負荷側ブラケットである。両ブラケット６，７は、軸受８を介して回転自在に回転子２を支承している。９は外部と通電するコネクタである。
図１２は、図１０及び図１１で説明した固定子鉄心１の磁性粉末により型で成形し製作される固定子鉄心の製造状況説明図である。
図１３は、図１２におけるＣ−Ｃ断面による矢視図である。
図１２において、１は固定子鉄心である。１０は下パンチ、１１は上パンチである。１２はサイドコア、１３はダイ、１４はコアピンである。
図１６の従来の方法の処理手順を示すフローチャートに示すように、固定子鉄心１は磁性粉末により、サイドコア１２、ダイ１３及びコアピン１４の間で、下パンチ１０、上パンチ１１より上下方向より圧縮されて成形される。成形の後の工程で加熱され、形状を修正され固定子鉄心が完成する。絶縁コーティングはさらにその後施される。
このように製作される固定子鉄心１のティース端部１Ｊの形状を、図１３を用いて説明する。
前記のように固定子鉄心１のティース端部１Ｊには、絶縁コーティング４を介して励磁コイル５が巻装される。絶縁コーティングの膜厚は非常に薄いので、巻装時励磁コイルの皮膜を傷つけないためには、ティース端部は丸く成形されることが望ましい。
一方、１Ａは上パンチ及び下パンチの強度を高めるための面取り部により生じる角部であり、角部１Ａはパンチの可動方向に概垂直で、通常0.2〜1mm程度の幅で設けられる。このパンチの面取り部を設けないと周辺部が鋭利な角度となり、パンチの耐久性を確保できない。
図１４は、固定子鉄心のティース端部１Ｊに励磁コイル５を巻装する状態を示す説明図である。図１４において、角部１Ａが未加工の場合、角部１Ａに接触する部分のコイルの皮膜を傷つけやすい。
図１５は、従来の除去加工により面取り加工された固定子鉄心のティース端部１Ｊに励磁コイル５が巻装された状態を示す説明図である。１Ｃは加工により除去された部分であり、１Ｄはその結果成形されるＲ面取り部である。Ｒ面取り部１Ｄにより励磁コイル５の皮膜は傷つかない。
【特許文献１】特開平６−２０１２号公報
【特許文献２】実公平６−２３５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の切削又は研削により丸く除去加工する方法では、固定子鉄心においてティース端部は奥まったところにあることから手間を取り、この除去加工を量産的に行いづらいという問題もあった。また、特許文献１に記載の加工法は、量産的であるが適用できる形状に制約があるため本課題の解決方法としては用い得ない。
また、特許文献２に記載の加工方法が、前記の磁性粉末により型で成形し製作される固定子鉄心のティース端部の面取り加工方法として用いられた前例はなく、本課題の解決方法として応用するためには、特許文献２に記載されていない、面取り金型による加圧加工時の素材の変形によりはみ出し部分の対策が必要である。例えば、この特許文献２の場合、はみ出した部分は歯車の歯面形状を損ない、歯車の効率的かつ静粛な噛合いを損なう。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状が得られるとともに、その角部の面取りを量産的に加工することができる方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のような方法を用いたものである。
請求項１に記載の発明は、ヨーク部とティース部を絶縁コーティングで覆い励磁コイルを巻装し用いられるモータ用の、磁性粉末により型で成形し製作される固定子鉄心のティース端部の形状において、成形された固定子鉄心のパンチの強度を高めるための面取り部より生じた角部を、後の工程で金型により加圧して面取り加工を行うという手順で処理することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工用パンチの加圧部斜面が、ティースを跨いで左右対称に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工用パンチの加圧部斜面が、ティースの側面の角度から励磁コイルが巻装されるティース端部への接線より大きな角度まで、ティース端部に向かうに従ってティース側面とのなす角が徐々に大きくなっていることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工において、角部の加圧加工によりはみ出す部分が、コイルの巻装に接しないティース端部の隅部に生じることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、次のような効果がある。
・  請求項１に記載の発明によれば、固定子鉄心のティース端部の角部の面取り加工時間を飛躍的に短縮することができ、量産的に加工することができる。
・  請求項２に記載の発明によると、固定子鉄心のティース部の姿勢を正しく保とうとする調芯作用を得ることができ、不均一のない所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状を得ることができる。
・  請求項３に記載の発明によれば、励磁コイルの巻装時に面取り加工部の端部をコイルと非接触にすることができ、皮膜が傷つくことはない所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状を得ることができる。
・  請求項４に記載の発明によれば、角部の加圧加工によりはみ出す部分が、励磁コイルの巻装に接しないティース端部の隅部に生じさせることができ、所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状が得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施例を、図に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００７】
図１は、本発明の第１の実施例を実施する面取り加工用金型の構成を示す説明図である。
図２は、本発明の方法の処理手順を示すフローチャートである。
図１において、１Ｊは固定子鉄心のティース端部であり、１Ａは上パンチ及び下パンチの強度を高めるための面取り部により生じる角部である。１５は面取り加工用金型の下パンチであり、１６は面取り加工用金型の上パンチである。
図１１及び図１２に示すように、固定子鉄心１は磁性粉末によって、サイドコア１２、ダイ１３及びコアピン１４の間で、下パンチ１０と上パンチ１１により上下方向から圧縮されて成形される。成形の後の工程で加熱され成形品としての強度を得る。その後の工程で図１に示すように面取り用金型にて固定子鉄心のティース端部１Ｊを、上パンチ１６及び下パンチ１５で上下より加圧し加工する。絶縁コーティングは、さらにその後施される。
図３は、固定子鉄心のティース端部１Ｊが上パンチ１６及び下パンチ１５の加圧により加工された状態の説明図である。１Ｃは加圧加工された部分である。
なお、本発明の方法では、図１及び図３に示すように上下パンチによりティースの上下端部を同時に加工しても、図４に示すように片側ずつ加工しても良い。また、複数のティースを同時に加工しても、個別に加工しても良い。
以上、本発明の実施例１（請求項１に対応）に記載の発明によると、従来の除去加工による固定子鉄心のティース端部の角部の面取り加工時間を飛躍的に短縮することができ、量産的に加工することができる。
【実施例２】
【０００８】
図５は、本発明の第２の実施例を実施する面取り加工用金型の形状の特徴と作用を示す説明図である。
図５において、１６は、加圧部斜面がティースを跨いで左右対称に設けられている固定子鉄心のティース端部の角部面取り加工用パンチであり、１Ｊは固定子鉄心のティース端部である。加圧加工時、仮にティース端部１Ｊの中心とパンチ１６の中心の位置ずれがあって、ティース端部がパンチの斜面１６Ｃに接触しても、加圧部斜面がティースを跨いで左右対称に設けられているため調芯作用が働き、ティ−ス端部は矢印Ａのように移動し、片側が多目に加圧加工されることがない。
同様に図６において、仮に固定子鉄心の姿勢が傾き、ティース端部１Ｊの中心とパンチ１６の中心の位置ずれがあっても、加圧部斜面がティースを跨いで左右対称に設けられているため調芯作用が働き、ティ−ス端部は矢印Ｂのように移動し、１箇所が多目に加圧加工されることがない。
以上、本発明の実施例２（請求項２に対応）に記載の発明によると、固定子鉄心のティース部の姿勢を正しく保とうとする調芯作用を得ることができ、不均一のない所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状を得ることができる。
【実施例３】
【０００９】
図７は、本発明の第３の実施例を実施する面取り加工用金型の形状の特徴と作用を示す説明図であり、図８は図７における加圧部Ｇの拡大図である。
図７及び図８において、１６は上パンチであり、１６Ａはティースとの嵌合入口面取り部である。１６Ｂは上パンチのティース端部からの逃げ部であり、１６Ｃは角部１Ａを加圧加工するパンチの斜面である。１６Ｃａは斜面１６Ｃの上端部である。１Ｂは角部１Ａの加圧加工時に素材の変形によりはみ出した部分である。１Ｃは加圧により加工された部分であり、１Ｄはその結果成形されるＲ面取り部である。１Ｄａは同Ｒ面取り部の上端部であり、１Ｌはティース端部の巻線に接しない窪み部である。図９は、加圧により面取り加工された固定子鉄心のティース端部１Ｊに励磁コイル５が巻装された状態を示す説明図である。
図８において、上パンチ１６の斜面１６Ｃは、ティースの側面の角度からコイルが巻装されるティース端部への接線とティース側面とのなす角Ｄより十分大きな角度Ｆまで、ティース端部に向かうに従ってティース側面とのなす角が徐々に大きくなっている。
上パンチ１６は、成形されるＲ面取り部の上端部１Ｄａにおける接線とティース側面とのなす角Ｅが前記のＤより大きくなる位置まで加圧移動する。従って、励磁コイルは巻装時に前記上端部１Ｄａと接触しないため皮膜が傷つくことはない。
以上、本発明の実施例３（請求項３に対応）によれば、請求項３に記載の発明によると、励磁コイルの巻装時に面取り加工部の端部をコイルと非接触にすることができ、皮膜が傷つくことはない所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状を得ることができる。
【実施例４】
【００１０】
また図８及び図９を用いて、本発明の第４の実施例を実施する面取り加工用金型による加工の特徴を説明する。
図８において、上パンチ１６からの加圧によりＲ面取り部１６Ｄが成形され、素材の変形によりはみ出した部分１Ｂも成形される。１Ｂの形状は不規則に成形されるが、巻線に接しないティース端部の隅部１Ｌに成形されるため、図８に示すように、巻装時も何ら悪影響を生じない。
上記実施例１から４にて述べたように、本発明によると、角部の加圧加工によりはみ出す部分が、励磁コイルの巻装に接しないティース端部の隅部に生じさせることができ、所望の固定子鉄心のティース端部の角部の面取り形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例における面取り加工用金型の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例における処理手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施例における固定子鉄心のティース端部１Ｊが上パンチ１６及び下パンチ１５の加圧により加工された状態を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施例における他の方法を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施例における面取り加工用金型の形状の特徴と作用を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施例における他の方法を示す説明図である。
【図７】本発明の第３の実施例における面取り加工用金型の形状の特徴と作用を示す説明図である。
【図８】図７における加圧部Ｇの拡大図である。
【図９】本発明の第４の実施例において、加圧により面取り加工された固定子鉄心のティース端部１Ｊに励磁コイル５が巻装された状態を示す説明図である。
【図１０】従来技術及び本発明の角部面取り加工方法によって製作の固定子鉄心が用いられるモータ例の軸方向断面図である。
【図１１】図１０に示すモータの中央部の径方向断面図である。
【図１２】従来技術における固定子鉄心の型による製造状況説明図である。
【図１３】図１２におけるＣ−Ｃ断面による矢視図である。
【図１４】従来技術における固定子鉄心のティース端部に励磁コイルを巻装する状態を示す説明図である。
【図１５】従来技術において除去加工により面取り加工された固定子鉄心のティース端部１Ｊに励磁コイル５が巻装された状態を示す説明図である。
【図１６】従来技術における処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００１２】
１      固定子鉄心
２      回転子
３      回転検出器
４      絶縁コーティング
５      励磁コイル
６      負荷側ブラケット
７      反負荷側ブラケット
８      軸受
９      外部と通電するコネクタ
１０    成形金型の下パンチ
１１    成形金型の上パンチ
１２    成形金型のサイドコア
１３    成形金型のダイ
１４    成形金型のコアピン
１５    面取り金型の下パンチ
１６    面取り金型の上パンチ
１７    面取り金型のワーク支持台
１Ａ    パンチの強度を高めるための面取り部により生じる角部
１Ｂ    角部１Ａの加圧加工時に素材の変形によりはみ出した部分
１Ｃ    パンチの強度を高めるための面取り部により生じる角部の加圧加工された部分
１Ｄ    加圧加工の結果成形されるＲ面取り部
１Ｄａ  同Ｒ面取り部の上端部
１Ｆ    ティース端面のＲ面取り部
１Ｊ    固定子鉄心のティース端部
１Ｌ    ティース端部の巻線に接しない窪み部
１６Ａ  ティースとの嵌合入口面取り部
１６Ｂ  パンチのティース端部からの逃げ部
１６Ｃ  角部１Ａを加圧加工するパンチの斜面
１６Ｃａ  同斜面の上端部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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