(57)【要約】【課題】  クローポール型モータの固定子鉄心片のフランジに対する極歯の折り曲げ精度の向上を可能とし、以てクローポール型モータのモータ特性を向上させることが可能となる方法を提供すること。【解決手段】  円環状のフランジと、前記フランジの内周から折れ曲がり、フランジ面に対して直交するフランジ中心軸に沿う極歯と、を有する固定子鉄心片を製造するクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記フランジの内径方向に突出する複数の極歯を形成する工程と、前記極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成する工程と、前記折り曲げ補助加工部を起点として、前記極歯を前記フランジ中心軸方向に折り曲げる工程と、鉄心片材料から前記フランジを外形抜きする工程と、を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状のフランジと、前記フランジの内周から折れ曲がり、フランジ面に対して直交するフランジ中心軸に沿う極歯と、を有する固定子鉄心片を製造するクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、
前記フランジの内径方向に突出する複数の極歯を形成する工程と、
前記極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成する工程と、
前記折り曲げ補助加工部を起点として、前記極歯を前記フランジ中心軸方向に折り曲げる工程と、
鉄心片材料から前記フランジを外形抜きする工程と、
を含んで成ることを特徴とするクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記極歯を折り曲げる工程の後に、前記極歯がフランジ面に対して直角をなすように、前記極歯の基端部を押圧することを特徴とする請求項１記載のクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法。
【請求項３】
前記折り曲げ補助加工部は、前記極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または前記極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法。
【請求項４】
前記折り曲げ補助加工部は、前記極歯の全幅に亘って延在する溝であると共に、前記フランジの内周方向における端部の深さが中央部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円環状のフランジと、フランジの内周から折れ曲がりフランジ面に対して直交するフランジ中心軸に沿う極歯と、を有する固定子鉄心片を製造するクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法に関し、特に極歯の折り曲げ精度を向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステッピングモータの固定子鉄心には、例えば電磁鋼板から打ち抜きされた鉄心片を複数枚積層してなる積層固定子鉄心の他に、下記特許文献１で開示されているクローポール型モータの固定子鉄心があり、このクローポール型モータはパソコンやプリンタ等に利用されている。
【０００３】
図７および図８に示すように、クローポール型モータに使用される固定子鉄心片１は、円環状板（フランジ）１１の内径方向に突出した複数の極歯１２を、フランジ面に対して直交するフランジ中心軸（回転子設置軸）Ｃの方向に折り曲げて固定子鉄心片１０を形成し、二つの固定子鉄心片１０のフランジ中心軸を一致させた状態において互いの極歯１２同士を噛合し、各極歯１２間の隙間に図示しない樹脂を充填することによって形成される。さらに、噛合された極歯１２によって形成された固定子鉄心１の筒状の部分にコイルを巻線することによって固定子が製造される。
【特許文献１】特開平７−３１１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、クローポール型モータは製造コストを下げ得る利点があるが、次のような問題もある。
【０００５】
すなわち、固定子鉄心片の形成においては、極歯の曲げ角度を直角にすべく、極歯をフランジ中心軸の方向に折り曲げるのであるが、実際には鉄心片材料のスプリングバックや、打ち抜き加工、曲げ加工等による内部残留応力によって各極歯の折り曲げ角度がばらつき、極歯の位置精度が劣化する（図７（ｂ）極歯１２′参照）。この結果、固定子鉄心の個々の極歯と、固定子鉄心の内側に配置される回転子鉄心とのギャップが一定にならなくなり、クローポール型モータのモータ特性の低下を招来する不都合があった。
【０００６】
また、ステップ角度を小さくするためには、極歯数を多くする必要があるが、極歯数を増やすと極歯の幅は細くなり、折り曲げの際にフランジの内周方向に位置ずれが生じ易くなる。こうした極歯を有する固定子鉄心片を用いて固定子鉄心を製造すると、隣接する極歯同士の隙間の間隔が一定にならなくなるため、この固定子鉄心を備えたクローポール型モータのステップ角度も一定にならなくなる。換言すると、ステップ角度を一定にするためには、クローポール型モータの極歯にはフランジの内周方向に位置ずれしない程度の幅が必要であるということになる。このため、クローポール型モータのステップ角度を小さくすることができなくなり、モータ特性の低下を招くおそれがあった。
【０００７】
本発明はこうした実状に鑑みて為されたものであり、クローポール型モータの固定子鉄心片のフランジに対する極歯の折り曲げ精度の向上を可能とし、以てクローポール型モータのモータ特性を向上させることが可能とな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】
【０００８】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、円環状のフランジと、前記フランジの内周から折れ曲がり、フランジ面に対して直交するフランジ中心軸に沿う極歯と、を有する固定子鉄心片を製造するクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記フランジの内径方向に突出する複数の極歯を形成する工程と、前記極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成する工程と、前記折り曲げ補助加工部を起点として、前記極歯を前記フランジ中心軸方向に折り曲げる工程と、鉄心片材料から前記フランジを外形抜きする工程と、を含んで成ることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、請求項１の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記極歯を折り曲げる工程の後に、前記極歯がフランジ面に対して直角をなすように、前記極歯の基端部を押圧することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、請求項１または請求項２の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記折り曲げ補助加工部は、前記極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または前記極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法は、請求項１または請求項２の発明に関わるクローポール型モータの固定子鉄心の製造方法において、前記折り曲げ補助加工部は、前記極歯の全幅に亘って延在する溝であると共に、前記フランジの内周方向における端部の深さが中央部の深さよりも深く形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明の如く、極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成し、この折り曲げ補助加工部を起点として極歯を折り曲げると、極歯をフランジ面に対して直角に且つフランジの内周方向に位置ずれすることなく精度よく折り曲げることができる。このため、極歯のばらつきが抑えられ、固定子鉄心と回転子鉄心とのギャップを一定にすることが可能となる。さらに、固定子鉄心片の組み合わせ精度が高くなるため、固定子鉄心片を組み合わせて固定子鉄心を製造すると、隣接する極歯同士の隙間の間隔は一定になる。したがって、固定子鉄心の極歯を細くして極歯数を多くすることができるため、ステップ角度を小さくすることが可能となる。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明の如く、極歯を折り曲げた後に、極歯の基端部を押圧すると、スプリングバックや、打ち抜き加工、曲げ加工等による内部残留応力に起因して極歯に変形が生じたとしても、極歯をフランジ面に対して直角に矯正できるため、固定子鉄心片の精度が向上する。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。
【００１４】
また、請求項３の発明の如く、折り曲げ補助加工部を、極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きとすることによって、固定子鉄心片の形成が容易になされ、極歯の直角折り曲げ精度を向上させることができる。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。
【００１５】
また、請求項４の発明の如く、溝の両端部を中央部よりも深くすると、溝を起点として極歯を折り曲げたときに、中央部で生ずる肉余り分の鉄心片材料を両端部に逃げることにより、極歯の直角折り曲げ精度がさらに向上する。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１（ａ）は、極歯を折り曲げる前のクローポール型モータの固定子鉄心片１０を表面側から眺めた状態を示している。同図１（ａ）で示すように、固定子鉄心片１０は、円環状のフランジ１１と、フランジ１１の内径方向に突出する複数の極歯１２とを有する。各極歯１２の基端部１２ａにおける裏面側には、折り曲げ補助加工部としての溝１３が形成されており、この溝１３は極歯１２の全幅に亘り且つフランジ１１の内周方向に沿って延在し、極歯１２の長手方向における溝１３の断面形状は矩形形状を呈している。
【００１７】
また、上記固定子鉄心片１０は、加工ステーションＡ〜Ｅを有する順送り金型装置において、帯状鋼板（鉄心片材料）Ｗに極歯１２を形成した後に、フランジ１１を外形抜きすることで製造される。
【００１８】
以下では、図２を用いて、固定子鉄心片１０の製造工程を順を追って説明する。
【００１９】
先ず、加工ステーションＡにおいて、帯状鋼板Ｗの中央孔抜きをした後に、加工ステーションＢにおいて、フランジ１１の内周に複数の極歯１２を打ち抜き形成する。因みに、中央孔抜きと、極歯１２の打ち抜きとを同時に行うようにしてもよい。
【００２０】
次いで、加工ステーションＣにおいて、コイニング等によって各極歯１２の基端部１２ａに溝１３を形成した後に、加工ステーションＤにおいて、後述する如く各極歯１２をフランジ中心軸方向に折り曲げ形成する。
【００２１】
なお、溝１３を形成するコイニング等は、帯状鋼板Ｗの中央孔抜きの後であって、極歯１２の形成前に行うようにしてもよい。
【００２２】
すなわち、加工ステーションＤにおいて、各極歯１２を折り曲げる際には、図３（ａ）で示すように、極歯１２の基端部１２ａに形成された溝１３を、ダイ３１に設けられた孔３１ａの開口に沿わせて設置し、ストリッパ３２で帯状鋼板Ｗ（フランジ１１）の表面側を押さえ、パンチ３３を下降動作させて各極歯１２をダイ３１に設けられた孔３１ａの内側に押し込んでいく。
【００２３】
このとき、極歯１２の基端部１２ａには折り曲げ補助加工部としての溝１３が形成されており、極歯１２は溝１３を起点として容易に折れ曲がるため、図３（ｂ）で示すように極歯１２がフランジ１１に対してほぼ直角に精度よく折り曲げられる。また、極歯１２はダイ３１に設けられた孔３１ａに押し込まれる際に溝１３にガイドされながら折り曲げられるので、極歯１２はフランジ１１の内周方向にずれることなく正確且つ容易に折り曲げられることとなる。
【００２４】
加工ステーションＤにおいて極歯１２を折り曲げた後、加工ステーションＥにおいて、帯状鋼板Ｗからフランジ１１を外形抜きする。以上の工程を経て、固定子鉄心片１０の製造は終了する。
【００２５】
因みに、上述した如く、二つの固定子鉄心片１０のフランジ中心軸を一致させた状態において互いの極歯１２同士を噛合し、各極歯１２間の隙間に樹脂を充填することによって固定子鉄心が製造される。さらに、噛合された極歯１２によって形成された固定子鉄心の筒状の部分にコイルを巻線することによって固定子が製造される。
【００２６】
以上で説明したように、極歯の基端部に折り曲げ補助加工部を形成し、この折り曲げ補助加工部を起点として極歯を折り曲げると、極歯をフランジ面に対して直角に且つフランジの内周方向に位置ずれすることなく精度よく折り曲げることができる。このため、極歯のばらつきが抑えられ、固定子鉄心と回転子鉄心とのギャップを一定にすることが可能となる。さらに、固定子鉄心片の組み合わせ精度が高くなるため、固定子鉄心片を組み合わせて固定子鉄心を製造すると、隣接する極歯同士の隙間の間隔は一定になる。したがって、固定子鉄心の極歯を細くして極歯数を多くすることができるため、ステップ角度を小さくすることが可能となる。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。
【００２７】
ところで、上述した如く固定子鉄心片を形成した際、鉄心片材料の剛性が強いと、極歯を折り曲げたとしても鉄心片材料のスプリングバックによって固定子鉄心片に変形が生じる場合がある。このような不都合に対処するためには、極歯を折り曲げた後に極歯の基端部を押圧し固定子鉄心片の変形を矯正することが有効である。
【００２８】
すなわち、溝１３を起点として極歯１２を折り曲げたとしても、極歯１２はスプリンバックに起因して図４（ｂ）で示す破線の如く変形し、フランジ１１に対して直角にならない場合がある。この状態において、極歯１２の基端部１２ａを、図４（ａ）、（ｂ）で示す矢印Ａの如く極歯１２の折り曲げ方向に押圧して、極歯１２の基端部１２ａを僅かに変形させることによって、図４（ｂ）で示す実線の如く極歯１２を所定の曲げ姿勢に矯正する。なお、基端部１２ａの押圧は、極歯１２を折り曲げた後であれば何時行ってもよい。
【００２９】
かくして、極歯を折り曲げた後に、極歯の基端部を押圧すると、スプリングバックや、打ち抜き加工、曲げ加工等による内部残留応力に起因して極歯に変形が生じたとしても、極歯をフランジ面に対して直角に矯正できるため、固定子鉄心片の精度が向上する。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。
【００３０】
なお、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明した実施例では、極歯１２の長手方向における断面形状が矩形形状である溝１３を形成したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではない。
【００３１】
すなわち、図５（ａ）で示すように、折り曲げ補助加工部としての溝１３の断面形状をＶ字形状にしてもよい。要は、極歯１２の基端部１２ａに溝が形成されていればよく、断面形状を特に限定する必要は無い。
【００３２】
また、図５（ｂ）で示すように、極歯１２の基端部１２ａにおける表裏両面に折り曲げ補助加工部としての溝１３、１３を形成してもよい。また、図示しないが、極歯の基端部における表面側に折り曲げ補助加工部としての溝を形成してもよい。
【００３３】
また、図５（ｃ）で示すように、極歯１２の基端部１２ａにおける両側縁に、周方向に沿って位置する折り曲げ補助加工部としてのＶ字形状の切欠き１４、１４を形成してもよい。
【００３４】
折り曲げ補助加工部を、極歯の裏面または表裏面に当該極歯の全幅に亘って延在する溝であるか、または極歯の両側縁に周方向に沿って位置する切欠きとすることによって、固定子鉄心片の形成が容易になされ、極歯の直角折り曲げ精度を向上させることができる。すなわち、クローポール型モータの特性をさらに向上させることができる。
【００３５】
さらに、図６で示すように、極歯１２の全幅に亘り且つフランジ１１の内周方向に沿って延在する溝１３の深さを部分的に変えてもよい。溝１３の両端部１３ａ、１３ａは中央部１３ｂよりも深く形成されている。
【００３６】
溝の両端部を中央部よりも深くすると、溝を起点として極歯を折り曲げたときに、中央部で生ずる肉余り分の鉄心片材料を両端部に逃げることにより、極歯の直角折り曲げ精度がさらに向上する。すなわち、クローポール型モータの特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）はクローポール型モータの固定子鉄心片の平面図であり、（ｂ）は極歯の斜視図である。
【図２】クローポール型モータの固定子鉄心片を製造する装置における各ステーションでの加工工程を示した帯状鋼板の平面図である。
【図３】（ａ）は図２のステーションＤにおける極歯の折り曲げ加工を示す図であり、（ｂ）は折り曲げ加工後の極歯を示す図である。
【図４】折り曲げ加工後に極歯の基端部を押圧する状態を示す図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は折り曲げ補助加工部の別形態を示す図である。
【図６】図５とは異なる折り曲げ補助加工部の別形態を示す図である。
【図７】（ａ）は従来のクローポール型モータの固定子鉄心片の平面図であり、（ｂ）は極歯が折り曲げられた固定子鉄心片の側面図である。
【図８】固定子鉄心の側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…固定子鉄心片、１１…フランジ、１２…極歯、１３…溝、１４…切欠き。
【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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