(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側に設けた連結部を介して複数のセグメントコア片を直線状に延在する形状に連結して成る帯状鉄心片を用い、前記連結部を曲げ変形させて隣合う前記セグメントコア片の会合縁部を合わせつつ、前記帯状鉄心片を螺旋状に巻回するとともに互いに積層して積層鉄心を製造する方法であって、
前記帯状鉄心片における前記連結部の形成工程が、
前記連結部の形成される領域の周囲を仕上げ代を残した形状に成形する予備成形工程と、
前記予備成形工程の後に前記仕上げ代を除去して前記連結部を所期の形状に成形する仕上成形工程と、
を含んで成ることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記仕上成形工程は、シェービング加工により実施されることを特徴とする請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層鉄心の製造方法に関し、詳しくは、外周側に設けた連結部を介して複数のセグメントコア片を直線状に延在する形状に連結して成る帯状鉄心片を用い、前記連結部を曲げ変形させて隣合う前記セグメントコア片の会合縁部を合わせつつ、前記帯状鉄心片を螺旋状に巻回するとともに互いに積層して積層鉄心を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、駆動電動機の積層固定子鉄心(積層鉄心)は、通常、プレス金型装置を用いて金属板から固定子鉄心片を打抜き形成し、この固定子鉄心片を所定枚数積層して互いにカシメ結合することによって製造される。
【０００３】
このような積層固定子鉄心の製造方法によれば、形状精度の良好な積層固定子鉄心を製造し得るものの、積層固定子鉄心を構成する個々の固定子鉄心片は、その外形が円形であるとともに中央に回転子を収容する開口を有するため、打抜き形成に際してスクラップとなる部分が多く発生し、鉄心板の材料歩留りが低下してしまう問題がある。
【０００４】
そこで、上述した如き材料歩留りの低下を解消する技術の一例として、帯状鋼板から複数のセグメントコア片を連結した帯状鉄心片を打抜き形成し、この帯状鉄心片を螺旋状に巻回しつつ積層することにより、積層固定子鉄心を製造する方法が提供されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
図８は、上述した方法によって製造された積層固定子鉄心の一例であり、この積層固定子鉄心Ａは、突極子Ｓｔ、Ｓｔ…を有する複数のセグメントコア片Ｓ、Ｓ…を、連結部Ｊ、Ｊ…を介して直線状に連結して成る帯状鉄心片Ｗを用い、上記連結部Ｊを曲げ変形させて、隣合うセグメントコア片Ｓの会合縁部(図１０中の符号Ｓｅ)を合わせながら、この帯状鉄心片Ｗを螺旋状に巻回しつつ積層し、重なったセグメントコア片Ｓ同士を一体に結合することで製造されている。
【０００６】
図９に示す如く、帯状鉄心片Ｗのセグメントコア片Ｓは、分割ヨーク部Ｓｙと突極子Ｓｔ、Ｓｔ…とを有し、隣合うセグメントコア片Ｓ同士は、会合縁部Ｓｅにおける外周側に設けた連結部Ｊを介して互いに連結されており、上記連結部Ｊは、プレス金型装置において帯状鋼板から各セグメントコア片Ｓ、Ｓ…と共に打抜き形成されている。
【０００７】
すなわち、図１０(ａ)に示す如く、隣合うセグメントコア片Ｓ同士の間に、外周側打抜き部Ｊａと内周側打抜き部Ｊｂとを打抜き形成することで、相対向する会合縁部Ｓｅ、Ｓｅにおける外周側に、上記外周側打抜き部Ｊａと内周側打抜き部Ｊｂとに挟まれた格好の連結部Ｊを形成している。
【特許文献１】特開２００７−２２８７３０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、積層固定子鉄心Ａを製造するに際して、上述した帯状鉄心片Ｗにおける連結部Ｊの形状精度(寸法精度)は、図１０(ｂ)に示す如く連結部Ｊを曲げ変形させ、帯状鉄心片Ｗを巻回して積層した後の、完成した積層固定子鉄心Ａにおける外径寸法や内径寸法、さらには真円度等の重要な寸法に大きな影響を及ぼす要因となる。
【０００９】
一方、上記積層固定子鉄心Ａの量産によって、帯状鉄心片Ｗの製造数量が増加すると、上記帯状鉄心片Ｗを打抜き形成するプレス金型装置における金型刃物(パンチ／ダイ)の摩耗が進行し、上述した連結部Ｊにおける形状精度(寸法精度)の低下を招くこととなる。
【００１０】
上記連結部Ｊにおける形状精度(寸法精度)の低下は、隣合うセグメントコア片Ｓ、Ｓの折り曲げ精度に直接的な影響を及ぼし、帯状鉄心片Ｗを巻回して製造される積層固定子鉄心Ａの形状精度を低下させることとなる。
【００１１】
このような積層固定子鉄心Ａの形状精度の低下を抑えるには、定期的に巻き積層工程の前に帯状鉄心片Ｗの生産を一旦止めて、連結部Ｊにおける形状精度(寸法精度)の確認および金型の調整を行う必要があり、これによって生産性の大幅な低下を招いてしまう不都合があった。
【００１２】
また、上述した如く積層固定子鉄心Ａの量産に伴って、プレス金型装置における金型刃物(パンチ／ダイ)の摩耗が進行するため、連結部Ｊの形状精度(寸法精度)を維持し、積層固定子鉄心Ａの形状精度の低下を抑えるには、上記金型刃物(パンチ／ダイ)の再研磨等、メンテナンスを頻繁に実施する必要があり、これによって生産性の大幅な低下を招いてしまう不都合があった。
【００１３】
本発明の目的は上述した実状に鑑みて、生産性の向上を達成し得るとともに、形状精度の優れた積層鉄心の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、外周側に設けた連結部を介して複数のセグメントコア片を直線状に延在する形状に連結して成る帯状鉄心片を用い、連結部を曲げ変形させて隣合うセグメントコア片の会合縁部を合わせつつ、帯状鉄心片を螺旋状に巻回するとともに互いに積層して積層鉄心を製造する方法であって、帯状鉄心片における連結部の形成工程が、連結部の形成される領域の周囲を仕上げ代を残した形状に成形する予備成形工程と、この予備成形工程の後に仕上げ代を除去して連結部を所期の形状に成形する仕上成形工程とを含んで成ることを特徴としている。
【００１５】
請求項２の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法において、仕上成形工程がシェービング加工により実施されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、予備成形工程と仕上成形工程とに分けて連結部を形成することで、各成形工程における打抜き荷重が軽減され、各成形工程に使用される金型刃物(パンチ／ダイ)の摩耗が抑制されるため、上記連結部における形状精度(寸法精度)が向上することとなる。
【００１７】
かくして、積層鉄心における形状精度の低下を抑えるべく、従来、巻き積層工程の前に帯状鉄心片の生産を例えば定期的に一旦止めて、連結部における形状精度(寸法精度)の確認および調整を行っていた作業が不要となり、もって生産性の大幅な向上を達成することが可能となる。
【００１８】
また、上述の如く各成形工程に使用される金型刃物(パンチ／ダイ)の摩耗が抑制されることで、上記金型刃物(パンチ／ダイ)の再研磨等に関わるメンテナンスの間隔を長期化させることができ、もって請求項１の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、生産性の向上を達成し得るとともに、外径寸法、内径寸法、および真円度等の形状寸法に優れた積層鉄心を製造することが可能となる。
【００１９】
請求項２の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、シェービング加工によって仕上成形工程を実施することで、特に別途の加工装置を必要とすることなく、帯状鉄心片を打抜き形成するプレス金型装置により、仕上成形工程を実施することができ、もって既存の製造設備に本発明を容易に導入することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。  
図１〜図７は、本発明に関わる「積層鉄心の製造方法」を、電動モータにおける積層固定子鉄心の製造に適用した一例を示しており、図１に示す如く、本発明に則って製造された積層固定子鉄心(積層鉄心)１は、環形状を成すヨークから径内方向へ所定数の突極子１１ｔ、１１ｔ…を突出させた形態を呈している。
【００２１】
また、上記積層固定子鉄心１は、複数のセグメントコア片１１、１１…を、連結部１２、１２…を介して直線状に連結して成る帯状鉄心片１０を用い、上記連結部１２を曲げ変形させて、隣合うセグメントコア片１１の会合縁部(図５中の符号１１ｅ)を合わせながら、この帯状鉄心片１０を螺旋状に巻回しつつ積層し、重なったセグメントコア片１１同士を一体に結合して製造されている。
【００２２】
なお、帯状鉄心片１０を巻回しつつ積層する際には、重なり合う層における連結部１２同士は周方向にずらして配置されている。  
また、重なったセグメントコア片１１同士の結合は、カシメ、接着、溶接等の１つの手段を用い、あるいは何れか２つ以上の手段を併用して実施されている。
【００２３】
上記帯状鉄心片１０は、図２に示す如く、分割ヨーク部１１ｙおよび突極子１１ｔ、１１ｔ…を有し、かつ略扇形状を成す複数のセグメントコア片１１、１１…を備え、隣合うセグメントコア片１１、１１同士を、会合縁部１１ｅ、１１ｅの外周側に設けた連結部１２を介して、軸線Ｘ−Ｘに沿った直線状に延在する形態に連結して構成されており、例えば、厚さ0.5 mm 以下の帯状鋼板(電磁鋼板)を打抜き形成することで製造されている。
【００２４】
また、上記帯状鉄心片１０における連結部１２は、図５(ａ)に示す如く、隣合うセグメントコア片１１同士の間に、外周側打抜き部１２Ａと内周側打抜き部１２Ｂとを打抜き形成することで、相対向する会合縁部１１ｅ、１１ｅにおける外周側に、上記外周側打抜き部１２Ａと内周側打抜き部１２Ｂとに挟まれた態様で形成されている。
【００２５】
上述した帯状鉄心片１０を用いて、図１に示した積層固定子鉄心１を製造するには、図３および図４に示す如く、先ずプレス金型装置Ｄにおいて、帯状鋼板(電磁鋼板)から帯状鉄心片１０を打抜き形成した後、この帯状鉄心片１０を巻き積層装置Ｍへ搬送する。
【００２６】
次いで、巻き積層装置Ｍに送り込んだ帯状鉄心片１０を、マンドリルＭｍに巻き付けて連結部１２を曲げ変形させ、螺旋状に巻回されて積層された帯状鉄心片１０、１０同士(セグメントコア片１１同士)を、上述したカシメ等の手段によって、一体に結合することにより積層固定子鉄心１が製造される。
【００２７】
ここで、上述の如く積層固定子鉄心１を製造する場合において、プレス金型装置Ｄにより帯状鋼板(電磁鋼板)から帯状鉄心片１０を打抜き形成する際、先ず、上記帯状鋼板(電磁鋼板)を搬送しつつ、プレス金型装置Ｄに設置した１組あるいは複数組の金型により、図６(ａ)に示す如く、隣合うセグメントコア片１１同士の間に連結部１２を打抜き形成し、次いで相対向する会合縁部１１ｅ、１１ｅの間が連結されたセグメントコア片１１、１１…を打抜き形成する。
【００２８】
上記連結部１２を形成するには、最初に内周側打抜き部１２Ｂを打抜き形成するのであるが、先ず、図６(ｂ)に示す如く、内周側予備成形パンチＰｂ１を用いて、連結部１２の形成される領域の周囲を、仕上げ代１２Ｂｓを残した形状に成形する(予備成形工程)。
【００２９】
次いで、上述した予備成形工程の後に、図７(ａ)、(ｂ)に示す如く、内周側仕上成形パンチＰｂ２を用いたシェービング加工により、上述した仕上げ代１２Ｂｓを除去して、連結部１２を所期の形状に成形する(仕上成形工程)。
【００３０】
同じく、上記連結部１２を形成するには、上述した内周側打抜き部１２Ｂの形成に次いで、外周側打抜き部１２Ａを打抜き形成するのであるが、先ず、図６(ｂ)に示す如く、外周側予備成形パンチＰａ１を用いて、連結部１２の形成される領域の周囲を、仕上げ代１２Ａｓを残した形状に成形する(予備成形工程)。
【００３１】
次いで、上述した予備成形工程の後に、図７(ａ)、(ｂ)に示す如く、外周側仕上成形パンチＰａ２を用いたシェービング加工により、上述した仕上げ代１２Ａｓを除去して、連結部１２を所期の形状に成形する(仕上成形工程)。
【００３２】
ここで、上述の如く内周側打抜き部１２Ｂの打抜き形成、および外周側打抜き部１２Ａの打抜き形成によって、隣合うセグメントコア片１１同士の間に連結部１２を打抜き形成したのち、上記連結部１２により連結されたセグメントコア片１１、１１…を打抜き形成する手順は、プレス金型装置Ｄにおける金型の打抜きステージが隣接している状況において、各部の打抜き精度を向上させる上で有効である。
【００３３】
また、上述した仕上げ代１２Ａｓ、１２Ｂｓの寸法ｓは、帯状鋼板(電磁鋼板)の肉厚等に基づいて任意に設定されるもので、帯状鋼板(電磁鋼板)の板厚にも依るが、上述した如く、厚さ0.5 mm 以下の帯状鋼板(電磁鋼板)を用いている本実施例においては、上記仕上げ代１２Ａｓ、１２Ｂｓの寸法ｓを、0.1 〜 0.15 mmに設定することが好適である。
【００３４】
因みに、上記連結部１２の形成に際して、外周側打抜き部１２Ａと内周側打抜き部１２Ｂとの形成順序は、上記プレス金型装置Ｄの金型構成等によって任意に設定が可能である。
【００３５】
すなわち、実施例に示した如く、内周側打抜き部１２Ｂの予備成形工程と仕上成形工程とを実施した後、外周側打抜き部１２Ａの予備成形工程と仕上成形工程とを実施する以外にも、実施例とは逆に、外周側打抜き部１２Ａの予備成形工程と仕上成形工程とを実施した後、内周側打抜き部１２Ｂの予備成形工程と仕上成形工程とを実施しても良い。
【００３６】
さらには、外周側打抜き部１２Ａの予備成形工程、および内周側打抜き部１２Ｂの予備成形工程を実施した後、外周側打抜き部１２Ａの仕上成形工程、および内周側打抜き部１２Ｂの仕上成形工程を実施する、あるいは、外周側打抜き部１２Ａの予備成形工程と内周側打抜き部１２Ｂの予備成形工程とを同時に実施した後、外周側打抜き部１２Ａの仕上成形工程と内周側打抜き部１２Ｂの仕上成形工程とを同時に実施するすることも可能である。
【００３７】
上述した構成によれば、積層固定子鉄心１を製造する工程において、帯状鉄心片１０を打抜き形成するに際し、予備成形工程と仕上成形工程とに分けて連結部１２を形成することで、各成形工程における打抜き荷重が軽減され、各成形工程に使用される金型刃物(パンチ／ダイ)の摩耗が抑制されるため、上記連結部１２における形状精度(寸法精度)が向上することとなる。
【００３８】
かくして、積層固定子鉄心における形状精度の低下を抑えるべく、従来、巻き積層工程の前に帯状鉄心片の生産を定期的に一旦止めて、連結部における形状精度(寸法精度)の確認および金型の調整を行っていた作業が不要となり、もって積層固定子鉄心１の製造に関して、生産性の大幅な向上を達成することが可能となる。
【００３９】
さらに、上述した如く予備成形工程および仕上成形工程に使用される金型刃物(パンチ／ダイ)の摩耗が抑制されることで、上記金型刃物(パンチ／ダイ)の再研磨等に関わるメンテナンスの間隔を長期化させることができ、もって積層固定子鉄心１の製造に関して、生産性の大幅な向上を達成することが可能となる。
【００４０】
また、上述した構成によれば、積層固定子鉄心１を製造するに際して、シェービング加工によって仕上成形工程を実施することで、特に別途の加工装置を必要とすることなく、帯状鉄心片１０を打抜き形成するためのプレス金型装置Ｄにより、上記仕上成形工程を実施することができ、もって既存の製造設備に本発明を容易に導入することが可能である。
【００４１】
ここで、上述した実施例においては、積層固定子鉄心１の形状精度(寸法精度)の向上を目的として、連結部１２の仕上成形工程にシェービング加工を採用しており、例えば、半導体装置の構成要素であるリードフレームの製造において、バリの残留を防止するためにシェービング加工を施す方法(特開平０２−２０２０４５号参照)とは、その目的において全く相違していることは明らかである。
【００４２】
しかしながら、上記リードフレームの製造とは目的が相違するものの、上述した実施例において、予備成形工程の後に仕上成形工程を実施して連結部１２を形成することで、上記仕上成形工程により連結部１２における縁部のバリやダレが除去されるため、巻回しつつ積層された帯状鉄心片１０同士(セグメントコア片１１同士)の間に不用意な隙間が生じることがなく、もって形状精度(寸法精度)および電気的特性等、積層固定子鉄心１に求められる性能の向上を達成し得ることは言うまでもない。
【００４３】
なお、上述した実施例においては、仕上成形工程を１回のシェービング加工により実施しているが、複数回に亘ってシェービング加工を施すことにより、連結部を所期の形状とする仕上成形工程を構成することも可能である。
【００４４】
また、上述した実施例においては、仕上成形工程をシェービング加工によって実施しているが、例えばプレス金型装置を使用した“ゼロクリアランス加工”、“ブローチング加工”、“ホーニング加工”等、シェービング加工以外の適宜な加工法を用いて、仕上成形工程を実施することも可能である。
【００４５】
さらに、上述した実施例においては、本発明を電動モータにおける積層固定子鉄心(ステータ)の製造に適用した例を示したが、勿論、電動モータにおける積層回転子鉄心(ロータ)の製造に関しても、本発明を極めて有効に適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】(ａ)および(ｂ)は、本発明に則って製造された積層鉄心の平面図および側面図。
【図２】本発明に関わる積層鉄心の製造方法に供される帯状鉄心片を示す平面図。
【図３】本発明に関わる積層鉄心の製造方法を実施する為の製造設備を示す概念図。
【図４】図３の製造設備において積層鉄心を製造する態様を概念的に示した帯状鉄心片の平面図。
【図５】(ａ)および(ｂ)は、図２に示した帯状鉄心片を巻回する際の状況を示す要部平面図。
【図６】(ａ)および(ｂ)は、図２に示した帯状鉄心片の製造工程を示す要部平面図。
【図７】(ａ)および(ｂ)は、図２に示した帯状鉄心片の製造工程を示す要部平面図。
【図８】(ａ)および(ｂ)は、従来の積層鉄心を示す平面図および側面図。
【図９】従来の積層鉄心の製造に供される帯状鉄心片を示す平面図。
【図１０】(ａ)および(ｂ)は、図９に示した帯状鉄心片を巻回する際の状況を示す要部平面図。
【符号の説明】
【００４７】
１…積層固定子鉄心(積層鉄心)、
１０…帯状鉄心片、
１１…セグメントコア片、
１１ｙ…ヨーク部、
１１ｔ…磁極部、
１１ｅ…会合縁部、
１２…連結部、
１２Ａ…外周側打抜き部、
１２Ｂ…内周側打抜き部、
１２Ａｓ、１２Ｂｓ…仕上げ代、
Ｐａ１…外周側予備成形パンチ、
Ｐｂ１…内周側予備成形パンチ、
Ｐａ２…外周側仕上成形パンチ、
Ｐｂ２…内周側仕上成形パンチ、
Ｄ…プレス金型装置、
Ｍ…巻き積層装置。
【図１】
0005150952.tif 000002
【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】
0005150952.tif 000008
【図８】
0005150952.tif 000009
【図９】
0005150952.tif 000010
【図１０】
0005150952.tif 000011