(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下の鉄心片が１又は２以上のかしめ部を介して積層された積層鉄心において、
前記かしめ部は、一方の端部が鉄心片本体から切り落とされ、他方の端部が前記鉄心片本体に連続して下方に折り曲げられた両側平行の片持ち片を備え、しかも、前記片持ち片は対向して２つ設けられ、その中央に幅狭の切り残し部が設けられ、
更に、前記対向する片持ち片は、かしめ時に、前記切り残し部が嵌入する空隙が設けられた突出パンチによって押しつぶされて、拡幅すると共に長さ方向に延長して下方の前記鉄心片本体のかしめ部に掛止していることを特徴とする積層鉄心。
【請求項２】
請求項１記載の積層鉄心において、それぞれの前記鉄心片は、複数の極薄鉄心片が組合わさって構成されていることを特徴とする積層鉄心。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータやトランス等の電磁応用機器に使用する積層鉄心に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータやトランス等の積層鉄心の製造にあっては、連続して搬送される珪素鋼板等からプレスによって連続的に鉄心片を打ち抜くと共に、２以上のかしめ部をこの鉄心片に形成し、金型内で順次積層することが行われていた。そして、かしめ部としては、一方面に突出部を他方面に窪みを有する半抜き円形状のかしめ部や、断面Ｖ字形状で半抜きするかしめ部が知られている。
一方、近年モータコア等においては効率アップを目的として、薄板化の傾向に向かっており、例えば、板厚が０．１５〜０．３ｍｍ程度あるいはこれ以下の厚みの磁性鉄板が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように薄い磁性鉄板に、従来から使用されている半抜きタイプのかしめ部を適用すると、上下の鉄心片同士のかしめ部の接触面積が小さいので、コア強度不足となって、モータの組み立て中に分解する等の支障を来している。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鉄心片の厚みが普通の場合は当然として、仮に鉄心片の厚みが薄い場合でもっても、より強固にかしめ結合が可能な積層鉄心を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心は、上下の鉄心片が１又は２以上のかしめ部を介して積層された積層鉄心において、
前記かしめ部は、一方の端部が鉄心片本体から切り落とされ、他方の端部が前記鉄心片本体に連続して下方に折り曲げられた両側平行の片持ち片を備え、しかも、前記片持ち片は対向して２つ設けられ、その中央に幅狭の切り残し部が設けられ、
更に、前記対向する片持ち片は、かしめ時に、前記切り残し部が嵌入する空隙が設けられた突出パンチによって押しつぶされて、拡幅すると共に長さ方向に延長して下方の前記鉄心片本体のかしめ部に掛止している。
これによって、片持ち片が下方の鉄心片のかしめ孔の奥まで入りこみ、接触面積が増加する。また、前記片持ち片は対向して２つ設けられ、その中央に幅狭の切り残し部が設けられているので、片持ち片の長さ方向の荷重がバランスして上下の鉄心片が動くことなく安定して結合される。
【０００５】
また、前記片持ち片は、その全長が該片持ち片の切り抜き部の全長より長くなって、かしめ時に下方の前記鉄心片本体にその先部が掛止しているので、上下の鉄心片の結合力が更に強くなる。
そして、第２の発明に係る積層鉄心は、第１の発明に係る積層鉄心において、それぞれの前記鉄心片は、複数の極薄鉄心片が組合わさって構成されている。これによって更に極薄の鉄心片を利用できる。そして、各極薄鉄心片の磁気的特性や物理的特性を異ならせることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の部分断面図、図２は同積層鉄心の製造方法を示す説明図、図３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層鉄心の最下部の鉄心片に形成されたかしめ部の説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層鉄心の鉄心片のかしめ部の説明図、図５は同積層鉄心の斜視図、図６（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ他のかしめ部の説明図である。
【０００７】
図１〜図５に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心１０は、モータの回転子（ロータ）であって、磁性鉄板からなる薄い（厚みが０．１５〜０．３ｍｍ程度）、底部の鉄心片１１及びその上の鉄心片１２を所定枚数積層して形成されている。中心部のボス１３には出力軸が通過する軸孔１４が形成され、その周囲には、９の磁極部１５が設けられている。各磁極部１５にはかしめ部１６がボス１３には３のかしめ部１７が形成されている。
鉄心片１１及びその上の鉄心片１２、上下の鉄心片１２同士は複数のかしめ部１６、１７によって連結されている。
【０００８】
かしめ部１６、１７は同一の構造となっているので、かしめ部１６についてのみ以下に説明する。かしめ部１６は、図１、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、鉄心片１２の所定箇所（磁極部１５）に打ち抜き形成された片持ち片１８、１９を有し、片持ち片１８、１９はそれぞれ平面視して両側平行の長方形からなって、幅狭の切り残し部２０を中央にしてそれぞれの一方の端部（先端部）２２が対向して配置されている。片持ち片１８、１９の一方の端部２２は鉄心片本体２１から切り落とされ、他方の端部２３は鉄心片本体２１に連続して下方に折り曲げられている。なお、鉄心片本体２１は、鉄心片１２の平面主要部分をいう。
【０００９】
積層鉄心１０のうち、最下部の鉄心片１１は更に下方の鉄心片に連結する必要がないので、かしめ部は設けられておらず、図１、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、代わりに上部の鉄心片１２のかしめ部の片持ち片１８、１９が嵌入するかしめ孔２４、２５を有し、かしめ孔２４、２５の幅及び長さは、片持ち片１８、１９と同一となっている。かしめ孔２４、２５の中央には切り残し部２６が設けられ、かしめ孔２４、２５は鉄心片本体２７に形成されている。
従って、この積層鉄心１０は、最下部の鉄心片１１の上に、鉄心片１２が複数枚積層されているが、最下部の鉄心片１１のかしめ孔２４、２５内に、その上の鉄心片１２のかしめ部１６（１７）の片持ち片１８、１９が下方に折れ曲がって突出した部分が嵌入している。そして、片持ち片１８、１９の先部を図１に示すパンチ２８の先部が押しつぶすことによって、片持ち片１８、１９の先部が延びて、その端部が下方のかしめ孔２４、２５の端部に引っ掛かり抜けなくなる。即ち、片持ち片１８、１９の全長が、この片持ち片１８、１９の切り抜き部１８ａ、１９ａの全長より長くなっている。なお、このパンチ２８には、切り残し部２０が嵌入する空隙２８ａが設けられている。この事情は、鉄心片１２の上に順次積層する鉄心片１２においても同様であり、下部の鉄心片１２のかしめ部１６（１７）の対向する孔内に上部の鉄心片１２のかしめ部１６（１７）の片持ち片１８、１９の下方への突出部分が嵌入する。このようにして、鉄心片１１及びその上の鉄心片１２は強固に連結されて、図５に示す積層鉄心１０が形成されている。
【００１０】
次に、図２を参照しながら、この積層鉄心１０の製造方法について概略説明を行う。
積層鉄心１０（この場合は、ロータ）の幅に合う薄板鉄心条材２９を用意し、ステーションＡで、予め両側にパイロット孔３０を所定間隔（Ｌ）、即ち、一つの鉄心片１１、１２の加工ピッチで形成しておく。このパイロット孔３０はこの薄板鉄心条材２９の送りピッチを決めるものである。
次のステーションＢで、図示しない鉄心片の中心位置を中心にして９個のスロット孔３１をパンチによって打ち抜き、ステーションＣで最下部の鉄心片１１のかしめ孔２４、２５（図３参照）を形成する。この対となるかしめ孔２４、２５は、鉄心片１１において各磁極部１５になる部分、及びボス１３になる部分に形成するが、ボスになる部分では３等分して３か所に形成されている。
【００１１】
次にステーションＤでは、鉄心片１１の上に重ねる鉄心片１２のかしめ部１６、１７（図４参照）を形成する。形成する部分は、鉄心片１１の位置と同じであり、磁極部１５になる部分にそれぞれ１つと、ボス１３となる部分に均等で３個形成する。この場合、鉄心片１２がステーションＣを通過する場合には、ステーションＣでのプレス加工は行われず、鉄心片１１がステーションＤを通過する場合には、ステーションＤのプレス加工は行われない。
ステーションＥでは、各鉄心片１１、１２の外形と軸孔１４を打ち抜き、下部に設けられた金型内で積層する。なお、軸孔１４の抜き加工はステーションＤで行ってもよい。この場合、ステーションＤで使用される内抜きパンチ（当然、下型のダイスはある）には、単に外形と軸孔１４を切り抜くためのカッターを設けたものであってもよいが、鉄心片１２のかしめ部１６、１７を鉄心片１１のかしめ孔２４、２５に、そして、鉄心片１２のかしめ部１６、１７の下層の鉄心片１２のかしめ部１６、１７に押し込む突出パンチを設けたものであってもよい。この突出パンチの形状は図１に２点鎖線で示すパンチと実質的に同一形状となる。これによって、上下の鉄心片１１、１２のかしめ部１６、１７による連結をより強固にできる。そして、この過程において、片持ち片１８、１９も拡幅し、長さ方向に延長されるので、より強固なかしめができる。
【００１２】
以上の工程を経て、図５に示すような積層鉄心１０が自動的に製造される。なお、積層鉄心１０が組み立てられるステーションＥにある下型には、回転機構を設けて、一つの鉄心片１２が積層された後、金型を４０度回転させることによって、鉄心片１２の方向が均等に変わっていき、薄板鉄心条材２９に多少の厚みのバラツキがあっても、均一高さの積層鉄心１０が形成されると共に、各磁極部１５の磁気的特性も均一になる。
図６（Ａ）〜（Ｄ）は、複数枚の鉄心片を積層連結する場合に使用するかしめ部の他の例を示すが、図に示すように、かしめ部３３〜３６においては、それぞれの片持ち片３７〜４０の先端（一方側の端部）の形状が直線ではなく中央側に窪み（Ａ）、（Ｂ）、中央側に突出部（Ｃ）を形成したり、ジグザク状（Ｄ）となっている。これによって、中央の切り残し部４１〜４４との係合状態がよくなって、より強固に上下の鉄心片がかしめ連結される。
【００１３】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更を行うことができる。例えば、前記実施の形態では一枚の薄板鉄心条材２９に個々にプレス加工を行っていたが、最初から複数枚の極薄鉄心片が組み合わさって積層されている鉄心片を用いる場合も本発明は適用される。
更には、前記実施の形態では具体的な数字（例えば、板厚）を記載して説明したが、本発明はこれらの数字に限定されるものではない。
そして、前記実施の形態においては、積層鉄心はモータのロータを一例としたが、モータのステータや、場合によってはトランス等であっても本発明は適用される。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１、２記載の積層鉄心は、かしめ部は、一方の端部が鉄心片本体から切り落とされ、他方の端部が鉄心片本体に連続して下方に折り曲げられた両側平行の片持ち片を備えているので、切り落とされた一方の端部側の片持ち片がより多く直下の鉄心片のかしめ部（最下部ではかしめ孔となる）に食い込むので、上下の鉄心片の接触面積が増加し、積層鉄心の強度が向上する。
また、片持ち片は対向して２つ設けられ、その中央に幅狭の切り残し部が設けられているので、かしめ部による水平方向の荷重を打ち消し、安定したかしめ部を構成できる。
更に、片持ち片は、その全長が切り抜き部より長くなって、かしめ時に下方の鉄心片本体にその先部が掛止しているので、かしめ部の両側のみならず一方の端部（先部）も掛止作用を発揮するので、上下の鉄心片がより強固に連結される。
そして、請求項２記載の積層鉄心は、複数の極薄鉄心片が組合わさって構成されているので、特殊な鉄心片を組み合わせて積層鉄心を構成することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の部分断面図である。
【図２】同積層鉄心の製造方法を示す説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層鉄心の最下部の鉄心片に形成されたかしめ部の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同積層鉄心の鉄心片のかしめ部の説明図である。
【図５】同積層鉄心の斜視図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ他のかしめ部の説明図である。
【符号の説明】
１０：積層鉄心、１１、１２：鉄心片、１３：ボス、１４：軸孔、１５：磁極部、１６、１７：かしめ部、１８、１９：片持ち片、１８ａ、１９ａ：切り抜き部、２０：切り残し部、２１：鉄心片本体、２２、２３：端部、２４、２５：かしめ孔、２６：切り残し部、２７：鉄心片本体、２８：パンチ、２８ａ：空隙、２９：薄板鉄心条材、３０：パイロット孔、３１：スロット孔、３３〜３６：かしめ部、３７〜４０：片持ち片、４１〜４４：切り残し部
【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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