(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成し順次積層するとともに、半抜きにより形成される凹部および凸部の嵌合によりかしめて固着一体化される積層鉄心において、
上記各鋼板は、圧延方向を一致させるとともに、上記板厚の大きい側同士および小さい側同士が隣接するように積層され、上記かしめのための凸部の出っ張り高さが上記板厚の大きい側では小に、上記板厚の小さい側では大にそれぞれ形成されていることを特徴とする積層鉄心。
【請求項２】
かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、上記板厚の小さい側では大にそれぞれ形成された鋼板は、所定の枚数毎に介在されていることを特徴とする請求項１記載の積層鉄心。
【請求項３】
かしめのための凸部の出っ張り高さは、板厚の変化に伴って段階的に異なって形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の積層鉄心。
【請求項４】
所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、上記圧延方向を一致させるとともに上記板厚の大きい側同士および上記板厚の小さい側同士がそれぞれ隣接するように供給する工程と、
上記各鋼板を打ち抜き加工して所望の形状に形成し、順次積層する工程と、
上記積層時に、半抜き加工により出っ張り高さが上記板厚の大きい側では小に、上記板厚の小さい側では大になるようにそれぞれ凹部および凸部を形成するとともに、上記凹部および凸部の嵌合により上記積層される鋼板同士をかしめて固着一体化する工程とを包含したことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【請求項５】
積層された各鋼板を上記積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形する工程を包含したことを特徴とする請求項４記載の積層鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばモータ等の回転電機の積層鉄心に係り、特に積層鉄心のコア精度の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モータの高効率化を狙い、積層鉄心に適用される電磁鋼板の薄板化が進んでいる。一方、電磁鋼板は冷間圧延により製造されるが、図９に示すように圧延ロール１が弾性変形することによって、圧延方向（図中矢印で示す）と直角方向両端部の板厚に差が生じ、この板厚の差は図１０に示すように電磁鋼板２の中央部では極めて少ないものの、両端付近では極端に大きくなる。
したがって、板厚の差の大きなところを材料取りされた電磁鋼帯２ａを打ち抜いて積層される積層鉄心においては、上記のような薄板化により積み枚数が増加し、この板厚の差の累積が一層顕著となるため、コア精度が悪くなり、コギングトルク、騒音、振動等が発生する要因となっている。
【０００３】
そこで、図示はしないが、例えば特開平９−２１６０２０号公報等では、形状の向きを幅方向で正、逆にした２種類のユニットを打ち抜き加工し、この打ち抜き加工の際に、所定の枚数毎に金型のダイを１８０度回転させることにより、２種類のユニットの向きを同方向に揃えて板厚の差を相殺させ、コア精度の向上を図ることが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の積層鉄心は以上のように、形状の向きが正、逆に打ち抜き加工された２種類のユニットを、金型のダイを１８０度回転させることにより形状の向きを同じに揃えて、板厚の差分を相殺させるようにしているので、コア精度を向上させるのに、複雑な機構が必要になりコストが増大するという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、容易にコア精度を向上させることが可能な積層鉄心およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る積層鉄心は、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成し順次積層するとともに、半抜きにより形成される凹部および凸部の嵌合によりかしめて固着一体化される積層鉄心において、
各鋼板は、圧延方向を一致させるとともに、板厚の大きい側同士および小さい側同士が隣接するように積層され、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成したものである。
【０００７】
又、この発明の請求項２に係る積層鉄心は、請求項１において、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成された鋼板を、所定の枚数毎に介在させるようにしたものである。
【０００８】
又、この発明の請求項３に係る積層鉄心は、請求項１または２において、かしめのための凸部の出っ張り高さを、板厚の変化に伴って段階的に異なって形成するようにしたものである。
【０００９】
又、この発明の請求項４に係る積層鉄心の製造方法は、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、圧延方向を一致させるとともに板厚の大きい側同士および板厚の小さい側同士がそれぞれ隣接するように供給する工程と、
各鋼板を打ち抜き加工して所望の形状に形成し、順次積層する工程と、
積層時に、半抜き加工により出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大になるようにそれぞれ凹部および凸部を形成するとともに、凹部および凸部の嵌合により積層される鋼板同士をかしめて固着一体化する工程とを包含するものである。
【００１０】
又、この発明の請求項５に係る積層鉄心の製造方法は、請求項４において、積層された各鋼板を積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形する工程を包含するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における積層鉄心の構成を示す斜視図、図２は図１における線ＩＩ−ＩＩに沿う断面を示す断面図、図３は図１における積層鉄心の製造工程の一部を示す平面図、図４は図３における線ＩＶ−ＩＶに沿う断面を示す断面図、図５はこの発明が適用されない場合の例を図２と比較して示す断面図である。
【００１２】
図において、１１は圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる帯状の鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成された鉄心部材１２、１３を、積層して抜きかしめにより固着一体化して形成される積層鉄心で、鉄心部材１２は抜きかしめ時に形成されお互いに嵌合される凹部１２ａおよび凸部１２ｂを有し、又、鉄心部材１３は鋼板の板厚の大きい側ｔ１の凹、凸部１３ａ１、１３ｂ１は凸部１３ｂ１の出っ張りの高さｈ１が小に、板厚の小さい側ｔ２の凹、凸部１３ａ２、１３ｂ２は凸部１３ｂ２の出っ張りの高さｈ２が大にそれぞれ形成されており、両鉄心部材１２、１３は２枚、１枚の割合で圧延方向を一致させてそれぞれ積層されている。
【００１３】
１４は下型、１５は案内軸１６に案内されて図４中矢印Ａで示すように移動可能な上型、１７はこの上型１５内を図中矢印Ｂで示す方向に摺動して移動するかしめ量調整部材で、下型１４と対向する側の面に所定の間隔を介して、深さの異なる調整孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成されている。１８は上型１５を摺動可能に貫通し、常時はばね部材１９により下型１４側に付勢されたピン部材で、鉄心部材１２、１３の圧延方向に複数個配置されており、一端１８ａがかしめ量調整部材１７の各調整孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃと嵌合可能に、又、他端１８ｂが押え板２０を貫通して、押え板２０と下型１４の間に配置される鉄心部材１２、１３の所定の位置を半抜き加工する。そして、これら１４ないし２０で抜きかしめ金型２１が構成されている。
【００１４】
次に、上記のように構成される積層鉄心１１の製造方法を図に基づいて説明する。
まず、圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、圧延方向を一致させるとともに板厚の大きい側同士、および板厚の小さい側同士が隣接するように供給する。但し、上記の場合は帯状の鋼板を用いているため必然的にこの要件は満たされている。
次いで、図示はしないが、打ち抜き加工金型により打ち抜き加工して、図３中Ａで打ち抜かれた後の形状を示すように鋼板の幅方向に複数の鉄心片が連結部を介して連結された直線状の鉄心部材１２、１３を成形する。
【００１５】
そして、これら鉄心部材１２、１３は図３に示す位置において、鉄心部材１２に相当するものには凹、凸部１２ａ、１２ｂを、又、鉄心部材１３に相当するものには、板厚の大きい側には小さな出っ張り高さｈ１を有する凹、凸部１３ａ１、１３ｂ１、板厚の小さい側には大きな出っ張り高さｈ２を有する凹、凸部１３ａ２、１３ｂ２をそれぞれ形成した後、次の工程において、図示はしないが各鉄心部材１２、１３を鋼板から切り離して積層するとともに、この積層時に、お互いに隣接する凹、凸部同士を嵌合させて抜きかしめることにより、各鉄心部材１２、１３は直線状態で積層一体化され、連結部を屈曲させて環状に成形することにより図１に示すような積層鉄心１１が構成される。
【００１６】
次に、上記抜きかしめ金型２１の動作を図４に基づいて説明する。
なお、かしめ量調整部材１７の各調整孔１７ａないし１７ｃの深さは、抜きかしめ量に反比例、すなわち、調整孔１７ａの方が調整孔１７ｃより抜きかしめ量が大きくなるので、まず、鉄心部材１２が供給されると、かしめ量調整部材１７は、例えば板厚の大きい側および小さい側の各調整孔１７ｃが各ピン部材１８の一端１８ａと対応する位置に移動する。次いで、図示しない操作機構により押え板２０を下降させ、鉄心部材１２を下型１４の上面に押え付ける。
【００１７】
次に、上型１５を下降させると、まず、ピン部材１８の他端１８ｂが下型１４上の鉄心部材１２の表面に当接する。そして、さらに上型１５を下降させると、ばね部材１９が押圧力により収縮し、各ピン部材１８の一端１８ａが、かしめ量調整部材１８の各調整孔１７ｃ内に入り込み、先端が各調整孔１７ｃの底面に当接する。すると、ピン部材１８の他端１８ｂには上型１５の下降力が直接かかり、その力により鉄心部材１２に凹、凸部１２ａ、１２ｂが形成され抜きかしめがなされる。
【００１８】
次に、鉄心部材１３が供給されると、かしめ量調整部材１７は、例えば板厚の大きい側では調整孔１７ｃが、又、板厚の小さい側では調整孔１７ａが各ピン部材１８の一端１８ａと対応する位置にそれぞれ移動し、上記した鉄心部材１２の場合と同様の動作を行うことにより、鉄心部材１３の板厚の大きい側には出っ張り高さｈ１が小さい凹、凸部１３ａ１、１３ｂ１が、又、板厚の小さい側には出っ張り高さｈ２が大きい凹、凸部１３ａ２、１３ｂ２がそれぞれ形成され抜きかしめがなされる。
【００１９】
このように上記実施の形態１によれば、図２に示すように板厚の大きい側には小さな出っ張り高さｈ１を有する凹、凸部１３ａ１、１３ｂ１が、又、板厚の小さな側には大きな出っ張り高さｈ２を有する凹、凸部１３ａ２、１３ｂ２がそれぞれ形成された鉄心部材１３を、同じ出っ張り高さを有する凹、凸部１２ａ、１２ｂが形成された鉄心部材１２の２枚毎に１枚ずつ介在させるようにしているので、例えば図５に示すように鉄心部材１２のみを積層した場合に、板厚の大きい側の積層厚みＬ１と、小さい側の積層厚みＬ２に差ができるのと比較し、図２に示すように板厚の小さい側で鉄心部材１３により鉄心部材１２との間に、隙間Ｇを形成することにより積層厚みの差を調整し、積層厚みＬ１とＬ２を同じ厚みにすることができるため、コア精度の向上を図ることができる。
【００２０】
又、積層鉄心１１を鉄心部材１３のみで構成しても上記と同様の効果を得ることができるが、所定の枚数毎に鉄心部材１３を介在させることにより、抜きかしめ金型２１のかしめ量調整部材１７を１枚毎に移動させる必要がなくなり、生産性の向上を図ることができる。
又、両鉄心部材１２、１３を図２に示すように積層した後に、積層方向両端面を積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形すれば、さらにコア精度の向上を図ることが可能になる。
【００２１】
実施の形態２．
図６はこの発明の実施の形態２における積層鉄心の要点を説明するための図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
上記実施の形態１における鉄心部材１３は、板厚の大きい側および小さい側の両端側の凹、凸部１３ａ１、１３ｂ１および１３ａ２、１３ｂ２の出っ張り高さｈ１、ｈ２に差を設けて、積層厚みＬ１、Ｌ２を同じ厚みに調整している。
【００２２】
これに対して、この実施の形態２においては、図に示すようにかしめ量調整部材１７の各調整孔１７ａないし１７ｆの深さを、鉄心部材２２の長手方向、すなわち板厚に応じて段階的に変化させることにより、ピン部材１８の他端１８ｂの突出位置に段差を設け、これによって得られる凹、凸部（図示せず）の出っ張り高さを、段階的に変化させるようにしたものであり、凹、凸部の出っ張り高さを板厚に応じて段階的に変化させることにより、積層厚みの調整が容易となり、さらにコア精度の向上を図ることが可能になる。
【００２３】
実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３における積層鉄心の要部の構成を示す断面図である。図８は図７における鉄心部材の要部の詳細を示す断面図である。
図において、上記実施の形態１におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。２３は鉄心部材１２の所定の枚数毎に介挿される鉄心部材で、抜きかしめる位置には鉄心部材１２の凹、凸部１２ａ、１２ｂと同様の凹、凸部２３ａ、２３ｂが形成され、これら凹、凸部２３ａ、２３ｂの近傍には、板厚の大きい側では出っ張り高さが小に、又、板厚の小さい側では出っ張り高さが大にそれぞれ形成された第２の凹、凸部２３ａ１、２３ｂ１が複数個ずつ設けられている。
【００２４】
このように上記実施の形態３によれば、抜きかしめるための凹、凸部２３ａ、２３ｂの近傍に設けられた第２の凹、凸部２３ａ１、２３ｂ１により、鉄心部材１２との間に隙間Ｇを形成して、板厚の違いによる積層厚みの差を調整しているので、上記実施の形態１におけると同様にコア精度の向上を図ることができることは勿論のこと、抜きかしめには何ら影響を与えないので信頼性の向上を図ることも可能になる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成し順次積層するとともに、半抜きにより形成される凹部および凸部の嵌合によりかしめて固着一体化される積層鉄心において、
各鋼板は、圧延方向を一致させるとともに、板厚の大きい側同士および小さい側同士が隣接するように積層され、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成したので、容易にコア精度の向上を図ることが可能な積層鉄心を提供することができる。
【００２６】
又、この発明の請求項２によれば、請求項１において、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成された鋼板を、所定の枚数毎に介在させるようにしたので、さらに容易にコア精度の向上を図ることが可能な積層鉄心を提供することができる。
【００２７】
又、この発明の請求項３によれば、請求項１または２において、かしめのための凸部の出っ張り高さを、板厚の変化に伴って段階的に異なって形成するようにしたので、コア精度の向上をさらに図ることが可能な積層鉄心を提供することができる。
【００２８】
又、この発明の請求項４によれば、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、圧延方向を一致させるとともに板厚の大きい側同士および板厚の小さい側同士がそれぞれ隣接するように供給する工程と、
各鋼板を打ち抜き加工して所望の形状に形成し、順次積層する工程と、
積層時に、半抜き加工により出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大になるようにそれぞれ凹部および凸部を形成するとともに、凹部および凸部の嵌合により積層される鋼板同士をかしめて固着一体化する工程とを包含するようにしたので、容易にコア精度の向上を図ることが可能な積層鉄心の製造方法を提供することができる。
【００２９】
又、この発明の請求項５によれば、請求項４において、積層された各鋼板を積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形する工程を包含するようにしたので、容易にコア精度の向上を図ることが可能であることは勿論、信頼性の向上を図ることが可能な積層鉄心の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における積層鉄心の構成を示す斜視図である。
【図２】  図１における線ＩＩ−ＩＩに沿う断面を示す断面図である。
【図３】  図１における積層鉄心の製造工程の一部を示す平面図である。
【図４】  図３における線ＩＶ−ＩＶに沿う断面を示す断面図である。
【図５】  この発明が適用されない場合の例を図２と比較して示す断面図である。
【図６】  この発明の実施の形態２における積層鉄心の要点を説明するための図である。
【図７】  この発明の実施の形態３における積層鉄心の要部の構成を示す断面図である。
【図８】  図７における鉄心部材の要部の詳細を示す断面図である。
【図９】  一般的な鋼帯の圧延状態を示す斜視図である。
【図１０】  図９で圧延された鋼帯の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１１  積層鉄心、１２，１３，２２，２３  鉄心部材、
１２ａ，１３ａ１，１３ａ２，２３ａ  凹部、
１２ｂ，１３ｂ１，１３ｂ２，２３ｂ  凸部、２３ａ１  第２の凹部、
２３ｂ１  第２の凸部。
【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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