(57)【要約】      （修正有）【課題】固定子鉄心片の内形の真円度が優れ且つ固定子鉄心片の接合や積層一体化に起因した鉄損の劣化がない積層固定子鉄心を、生産性を低下させることなく製造する方法を提供すること。【解決手段】固定子鉄心片を所定数積層して積層固定子鉄心を製造する積層固定子鉄心の製造方法において、金属板をプレス加工して直線状に延在するヨーク部と該ヨーク部から突出する複数の突極子部とを有する帯状鉄心片を形成する工程と、前記帯状鉄心片にカシメ部を形成する工程と、前記ヨーク部を所定数の突極子部毎に分割し、さらにプッシュバックによって隣接するヨーク部同士を前記突極子部側に回転自在に連結する工程と、前記帯状鉄心片を一巻きして分離し、分離した前記帯状鉄心片の末端のヨーク部と先端のヨーク部とを接合して固定子鉄心片を形成する工程と、前記固定子鉄心片を所定数積層し、前記固定子鉄心片同士をカシメ結合して一体化する工程と、を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板をプレス加工して帯状鉄心片を形成し、前記帯状鉄心片を一巻きするとともに該帯状鉄心片の先端と末端とを接合して環状の固定子鉄心片を形成し、前記固定子鉄心片を所定数積層して積層固定子鉄心を製造する積層固定子鉄心の製造方法において、
金属板をプレス加工して直線状に延在するヨーク部と該ヨーク部から突出する複数の突極子部とを有する帯状鉄心片を形成する工程と、
前記帯状鉄心片にカシメ部を形成する工程と、
前記ヨーク部を所定数の突極子部毎に分割し、さらにプッシュバックによって隣接するヨーク部同士を前記突極子部側に回転自在に連結する工程と、
前記帯状鉄心片を一巻きして分離し、分離した前記帯状鉄心片の末端のヨーク部と先端のヨーク部とを接合して固定子鉄心片を形成する工程と、
前記固定子鉄心片を所定数積層し、前記固定子鉄心片同士をカシメ結合して一体化する工程と、
を有することを特徴とする積層固定子鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記カシメ部は、前記帯状鉄心片の周回方向に倣う第１のカシメ部と、前記帯状鉄心片の周回直交方向に倣う第２のカシメ部と、を有することを特徴とする請求項１記載の積層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、金属板をプレス加工して帯状鉄心片を形成し、前記帯状鉄心片を一巻きするとともに該帯状鉄心片の先端と末端とを接合して環状の固定子鉄心片を形成し、前記固定子鉄心片を所定数積層して積層固定子鉄心を製造する積層固定子鉄心の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高出力を発生する駆動電動機に組み込まれる積層鉄心は大型なものが用いられており、このような大型の積層鉄心、例えば積層固定子鉄心を製造する場合には、大型の製造装置（金型装置）を必要とするためコスト高を招き、さらには鉄心用材料を板取りする際の歩留まりが大きく低下する問題がある。
【０００３】
上述した如き不都合を解消する技術として、金属板から積層固定子鉄心を直線状に展開した形状の帯状鉄心片を打ち抜き形成し、この帯状鉄心片を螺旋状に巻回して互いに積層することによって、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）。
【０００４】
図７に示した積層固定子鉄心Ａは、円筒形状を呈するヨークＹと該ヨークＹから径内方向に突出する所定個数の突極子Ｔ、Ｔ…とを具備し、図８に示す如き帯状鉄心片Ｓ、すなわち直線状に延在するヨーク部Ｓｙの内周相当側縁に突極子部Ｓｔ、Ｓｔ…を形成した帯状鉄心片Ｓを、ガイドＧの外周に倣って巻回するとともに積層し、巻き重ねられた帯状鉄心片Ｓ、Ｓ…を上下から加圧して互いにカシメ結合する、あるいは溶接によって互いに固定することで製造されている。
【０００５】
また、他の技術としては、帯状鉄心片を螺旋状に連続して巻回するのではなく、図９に示すように、帯状鉄心片を一巻きする毎に切断し、切断した帯状鉄心片の先端と末端とを接合して環状の固定子鉄心片を形成し、この固定子鉄心片を順次積層することによって、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２参照）。
【０００６】
図９に示した積層固定子鉄心Ａ′は、円筒形状を呈するヨークＹ′と該ヨークＹ′から径内方向に突出する所定個数の突極子Ｔ′、Ｔ′…とヨークＹ′の外周相当側縁に所定間隔をもって形成される切欠きＫと積層固定子鉄心Ａ′の積層方向に延在し切欠きＫに挿入される楔Ｗとを具備する。
【０００７】
一枚の固定子鉄心片Ｓａは、図１０に示す如き帯状鉄心片Ｓ′、すなわち直線状に延在するヨーク部Ｓｙ′の内周相当側縁に突極子部Ｓｔ′、Ｓｔ′…を形成した帯状鉄心片Ｓ′を、ガイドＧの外周に倣って一巻きし、一巻きした帯状鉄心片Ｓ′を後続する帯状鉄心片Ｓ′から分離し、分離した帯状鉄心片Ｓ′の先端と末端とを接合することによって形成される。そして、積層固定子鉄心Ａ′は、固定子鉄心片Ｓａ、Ｓａ…を積層し、積層方向に連なる切欠きＫに楔Ｗを挿入することによって固定子鉄心片Ｓａ、Ｓａ…を互いに固定することで製造されている。
【０００８】
特許文献１及び特許文献２のような積層固定子鉄心の製造方法によれば、大型の製造装置（金型装置）が不要となり、また鉄心用材料を板取りする際の歩留まりも向上するため、製造に関わるコストの増大を回避することが可能となる。
【特許文献１】特開平１１−２９９１３６号公報
【特許文献２】特開昭６３−８０７４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１に示される方法には、次のような問題があった。  
すなわち、直線状の帯状鉄心片をガイドＧに巻回する際には帯状鉄心片を強制的に曲げる必要があるが、硬質な帯状鉄心片を均等な曲率で螺旋状に巻き連ねることは難しいため、積層固定子鉄心の内形を真円に形成することは難しい。積層固定子鉄心の内形が真円にならないと、各層の形状にばらつきが生ずることになり、形状のばらつきが大きい場合には、積層間で突極子部がずれるといった自体にもなりかねない。積層固定子鉄心において、突極子部のずれはモータ特性を低下させる原因となるため望ましくない。
【００１０】
一方、特許文献２に示される方法のように、一枚の固定子鉄心片の内形を真円にすることは、帯状鉄心片を螺旋状に巻き連ねて各層を真円にすることと比較して容易である。しかし、特許文献２に示される方法では、帯状鉄心片の接合部分や固定子鉄心片同士を固定する楔によって、積層間に電気的な導通路が形成されるため、積層固定子鉄心に鉄損がその分増加するおそれがある。鉄損もモータ特性を低下させる原因となるため望ましくない。
【００１１】
さらに、特許文献２に示される方法では、環状に形成された固定子鉄心片をプレス作業場から溶接作業場に搬送し、固定子鉄心片の切断部分を電気溶接等で接合する作業が必要である。また、溶接された固定子鉄心片を溶接作業場から積層作業場に搬送し、各固定子鉄心片の積層と、積層固定子鉄心への楔の挿入といった作業が必要である。このように複数の工程を別々の作業場で行うためには各作業場間の搬送作業が必要となり、生産性を低下させる要因となる。
【００１２】
本発明はこうした実状に鑑みて為されたものであり、固定子鉄心片の内形の真円度が優れ且つ固定子鉄心片の接合や積層一体化に起因した鉄損の劣化がない積層固定子鉄心を、生産性を低下させることなく製造す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】
【００１３】
上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法は、金属板をプレス加工して帯状鉄心片を形成し、前記帯状鉄心片を一巻きするとともに該帯状鉄心片の先端と末端とを接合して環状の固定子鉄心片を形成し、前記固定子鉄心片を所定数積層して積層固定子鉄心を製造する積層固定子鉄心の製造方法において、金属板をプレス加工して直線状に延在するヨーク部と該ヨーク部から突出する複数の突極子部とを有する帯状鉄心片を形成する工程と、前記帯状鉄心片にカシメ部を形成する工程と、前記ヨーク部を所定数の突極子部毎に分割し、さらにプッシュバックによって隣接するヨーク部同士を前記突極子部側に回転自在に連結する工程と、前記帯状鉄心片を一巻きして分離し、分離した前記帯状鉄心片の末端のヨーク部と先端のヨーク部とを接合して固定子鉄心片を形成する工程と、前記固定子鉄心片を所定数積層し、前記固定子鉄心片同士をカシメ結合して一体化する工程と、を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法は、請求項１の発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法において、前記カシメ部は、前記帯状鉄心片の周回方向に倣う第１のカシメ部と、前記帯状鉄心片の周回直交方向に倣う第２のカシメ部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法によれば、所定数の突極子部毎にヨーク部を分割し、その後プッシュバックして隣接するヨーク部同士を突極子部側に回転自在に連結した帯状鉄心片を用いて環状の固定子鉄心片を形成しているため、帯状鉄心片を突極子部側に曲げ加工することが極めて容易になる。つまり、内形が真円の固定子鉄心片を容易に形成することができ、結果として内形が真円の積層固定子鉄心を形成することが容易になる。したがって、積層固定子鉄心の積層間で突極子部がずれるといった問題が生じることはなく、モータ特性を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、連結された先行する帯状鉄心片の末端のヨーク部と後続する帯状鉄心片の先端のヨーク部とを分離するとともに、先行する帯状鉄心片の末端のヨーク部と先行する帯状鉄心片の先端のヨーク部とを接合して環状の固定子鉄心片を形成するため、従来のような溶接が不要になる。さらに、カシメ結合によって固定子鉄心片同士を固定するため、従来のような楔が不要になる。こうして、積層固定子鉄心内での電気的導通を少なくすることによって、鉄損特性の劣化を抑制することができ、モータ特性を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、帯状鉄心片の形成や固定子鉄心片の形成や固定子鉄心片の積層といった各工程をプレス装置内で行うことが可能なので、各工程毎に帯状鉄心片や固定子鉄心片を搬送する必要が無く、生産性を向上させることができる。
【００１８】
また、請求項２の発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法によれば、固定子鉄心片同士が周回方向に倣うカシメ部及び周回直交方向に倣うカシメ部によってカシメ結合するため、固定子鉄心片同士を周回方向及び周回直交方向にずらすことなく強固に固定することができ、形状精度の優れた積層固定子鉄心片を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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〜図４は、本発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法における一実施例を示しており、本発明に基づいて製造された積層固定子鉄心１は、環状を呈する固定子鉄心片２０を所定数積層することによって構成される。
【００２０】
図１に示すように、積層固定子鉄心１は、所定数のヨーク部１１及び突極子部１２を有する環状の固定子鉄心片２０が所定数積層されてなり、後述する如く金属板を打ち抜きプッシュバックすることによって、所定数の突極子部１２毎にヨーク部１１を分割し且つ隣接するヨーク部１１同士を突極子部１２側に回転自在に連結した帯状鉄心片１０を形成し、帯状鉄心片１０を所定ヨーク数毎に一巻きして環状の固定子鉄心片２０を形成し、固定子鉄心片２０を積層するとともに互いにカシメ結合することによって製造されている。
【００２１】
以下では、上述した積層固定子鉄心１の製造手順を例示することにより、本発明に関わる積層固定子鉄心の製造方法を詳細に説明する。  
積層固定子鉄心１の製造は大きく分けて、帯状の金属板Ｗから帯状鉄心片１０を形成する工程と、帯状鉄心片１０を環状にして固定子鉄心片２０を形成する工程と、固定子鉄心片２０を所定数積層して積層固定子鉄心１を形成する工程とを有しており、各工程はプレス装置の加工領域にて順次行われる。
【００２２】
最初に、帯状の金属板Ｗから帯状鉄心片１０を形成する工程の一例を説明する。
【００２３】
先ず、金属板Ｗを図示しないプレス装置に通板する。そして、図２の工程Ｐ１及び工程Ｐ２に示すように、金属板Ｗから突極子部１２間の金属材を打ち抜き、さらに突極子部１２毎にヨーク部１１を形成すべく、ヨーク部１１間の金属材を打ち抜く。ヨーク部１１間の金属材を打ち抜くにあたり、隣接するヨーク部１１間の間隙の形状を内周相当縁側から外周相当側縁側へ向かうテーパ状にする一方、隣接するヨーク部１１同士を外周相当側縁で連接させておく。
【００２４】
次いで、図２の工程Ｐ３に示すように、各ヨーク部１１に帯状鉄心片１０の周回方向に倣うカシメ部１３と周回直交方向に倣うカシメ部１４とを形成する。最下層の積層固定子鉄心片１に含まれるヨーク部１１には、ヨーク面１１を貫通する孔状のカシメ部１３、１４を形成し、最下層以外の層に含まれる積層固定子鉄心片１のヨーク部１１には、裏面側に突出する突起状のカシメ部１３、１４を形成する。なお、ヨーク部１１に形成するカシメ部の数は二つに限られるものではなく、一または三以上形成してもよい。また、突極子部１２にカシメ部を形成してもよい。
【００２５】
次いで、図２の工程Ｐ４及び工程Ｐ５に示すように、ヨーク部１１の外周相当側縁を打ち抜いて金属板Ｗからヨーク部１１の上部（外周相当側縁側）を切り離すとともに、突極子部１２の先端部を打ち抜いて金属板Ｗから突極子部１２を切り離して、金属板Ｗと帯状鉄心片１０とを分離する。
【００２６】
次いで、図２の工程Ｐ６に示すように、連接されたヨーク部１１間を、例えばスリッティングによって分割し、さらにプッシュバックによって連結し、隣接するヨーク部１１同士の接合部分に連結部１５、１６を形成する。ヨーク部１１の連結部１５は隣接するヨーク部１１の連結部１６と連結されており、これにより隣接するヨーク部１１同士は突極子部１２側に回転自在に連結される。因みに、図２の工程Ｐ７では、金属板Ｗの切り屑を巻き取り除去している。
【００２７】
なお、上述した図２の工程Ｐ１〜工程Ｐ６の順序は、適宜入れ替え可能であり、また複数工程を同時に行うことも可能である。
【００２８】
次に、帯状鉄心片１０から固定子鉄心片２０を形成する工程の一例を説明する。
【００２９】
先ず、前記プレス装置から図示しない固定子鉄心片加工領域に帯状鉄心片１０を順次搬送する。図３に示すように、巻き取りガイドＧの外周に帯状鉄心片１０の先端に位置するヨーク部１１を係止し、矢印Ｆの如く回転する巻き取りガイドＧの外周に所定数のヨーク部１１からなる帯状鉄心片１０を一巻きする。
【００３０】
この際、図４に示すように、先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の先端に位置するヨーク部１１（Ａｔ）上に、後続する帯状鉄心片１０（Ｂ）の先端に位置するヨーク部１１（Ｂｔ）を案内し、先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の末端に位置するヨーク部１１（Ｂｅ）を鉄心片分離・連結器Ｓで下方に押すことによって、連結した部分を切り離して移し変える。
【００３１】
即ち、鉄心片分離・連結器Ｓの昇降部Ｓ１を下降させ、先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の末端に位置するヨーク部１１（Ａｅ）の連結部１６（Ａｅ）（プッシュバックした箇所）を、後続する帯状鉄心片１０（Ｂ）の先端に位置するヨーク部１１（Ｂｔ）の連結部１５（Ｂｔ）から分離するとともに、先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の先端に位置するヨーク部１１（Ａｔ）の連結部１５（Ａｔ）に接合する。このようにして、一つの固定子鉄心片２０を形成する。
【００３２】
なお、予め所定数のヨーク部１１毎に帯状鉄心片１０を分離しておき、分離した各帯状鉄心片１０を一巻きして先端のヨーク部１１と末端のヨーク部１１とを接合することによって一つの固定子鉄心片２０を形成してもよい。
【００３３】
次に、図１に示すような積層固定子鉄心１の形成は、前記帯状鉄心片１０を一巻きする作業を繰り返し行い、所定数の固定子鉄心片２０を積層し互いにカシメ結合することによってなされる。
【００３４】
本実施例に関わる積層固定子鉄心１の製造方法によれば、所定数の突極子部１２毎にヨーク部１１を分割し、その後プッシュバックして隣接するヨーク部１１同士を突極子部１２側に回転自在に連結した帯状鉄心片１０を用いて環状の固定子鉄心片２０を形成しているため、帯状鉄心片１０を突極子部１２側に曲げ加工することが極めて容易になる。つまり、内形が真円の固定子鉄心片２０を容易に形成することができ、結果として内形が真円の積層固定子鉄心１を形成することが容易になる。したがって、積層固定子鉄心１の積層間で突極子部１２がずれるといった問題が生じることはなく、モータ特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
また、連結された先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の末端のヨーク部１１（Ａｅ）と後続する帯状鉄心片１０（Ｂ）の先端のヨーク部１１（Ｂｔ）とを分離するとともに、先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の末端のヨーク部１１（Ａｅ）と先行する帯状鉄心片１０（Ａ）の先端のヨーク部１１（Ａｓ）とを接合して環状の固定子鉄心片２０を形成するため、従来のような溶接が不要になる。さらに、カシメ結合によって固定子鉄心片２０同士を固定するため、従来のような楔が不要になる。こうして、積層固定子鉄心１内での電気的導通を少なくすることによって、鉄損特性の劣化を抑制することができ、モータ特性を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、帯状鉄心片１０の形成や固定子鉄心片２０の形成や固定子鉄心片２０の積層といった各工程をプレス装置内で行うことが可能なので、各工程毎に帯状鉄心片１０や固定子鉄心片２０を搬送する必要が無く、生産性を向上させることができる。
【００３７】
また、固定子鉄心片２０同士が周回方向に倣うカシメ部１３及び周回直交方向に倣うカシメ部１４によってカシメ結合するため、固定子鉄心片２０同士を周回方向及び周回直交方向にずらすことなく強固に固定することができ、形状精度の優れた積層固定子鉄心片１を製造することができる。
【００３８】
ところで、図２に示すように、上記実施例によれば、帯状の金属板Ｗから一片の帯状鉄心片１０を形成し、この帯状鉄心片１０を環状にして固定子鉄心片を形成しているため、板取りする際の歩留まりを向上させることが可能となるが、歩留まりをさらに向上させるためには、図５に示すように、帯状の金属板から二片の帯状鉄心片１０、１０を形成すればよい。
【００３９】
すなわち、金属板に二片の帯状鉄心片１０、１０が互いに逆さまになるようにし、且つ一方の帯状鉄心片１０の突極子部１２と他方の帯状鉄心片１０の突極子部１２とが交互に並ぶように板取りする。
【００４０】
図５に示すような配置にて帯状鉄心片１０、１０を板取りすることによって金属板を有効に利用することができるため、金属板Ｗから帯状鉄心片１０、１０を板取りする際の歩留まりがさらに向上し、もって製造コストの増大を回避することが可能になる。
【００４１】
また、上述した実施例では、帯状鉄心片１０を形成するに際して、一つの突極子部１２毎にヨーク部１１を分割したが、複数の突極子部毎にヨーク部を分割してもよい。例えば、図６に示す帯状鉄心片１０′のように、二つの突極子部１２′毎にヨーク部１１′を分割してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に関わる方法を適用して製造された積層固定子鉄心の一実施例を示す全体平面図及び全体側面図。
【図２】帯状鉄心片を形成する処理手順を示す概念図。
【図３】固定子鉄心片の形成方法を示す概念図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、ヨーク部の分離と接合を示す概念図。
【図５】金属板から帯状鉄心片を板取りする別実施例を示す図。
【図６】帯状鉄心片の別実施例を示す図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、従来技術を適用して製造された積層固定子鉄心の一実施例を示す全体平面図及び全体側面図。
【図８】図７に示す固定子鉄心片の形成方法を示す概念図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、別の従来技術を適用して製造された積層固定子鉄心の一実施例を示す全体平面図及び全体側面図。
【図１０】図９に示す固定子鉄心片の形成方法を示す概念図。
【符号の説明】
【００４３】
１…積層固定子鉄心、１０…帯状子鉄心片、１１…ヨーク部、１２…突極子部、１３、１４…カシメ部、２０…固定子鉄心片。
【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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