CN103715839B - 层叠铁心的制造方法和层叠铁心制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种层叠铁心的制造方法和层叠铁心制造装置，即使在形成与铁心薄板的中央开口连接的多个磁铁安装孔的情况下，也能够防止铁心薄板变形并进行稳定的铆接结合。在层叠铁心的制造方法中，构成为具有：形成磁铁安装孔（h1）的磁铁安装孔形成工序，所述磁铁安装孔（h1）在铁心薄板（2）的周向配置有多个，并在层叠后分别嵌装永久磁铁；在磁铁安装孔形成工序之前或之后，在铁心薄板形成外侧铆接计量孔（m1）和外侧铆接突起（m2）的铆接形成工序；在冲裁或半冲裁出与各磁铁安装孔的内缘（h1a）连接的中央开口区域（h3）后将其推回的推回工序；冲裁出铁心薄板的外形（h4）的外形冲裁工序；及将铁心薄板铆接结合而形成层叠体（3）的层叠工序。

Description

层叠铁心的制造方法和层叠铁心制造装置

技术领域

本发明涉及层叠多个铁心薄板而成的层叠铁心的制造方法和层叠铁心制造装置。

背景技术

以往，作为永久磁铁励磁式的电动机，存在在转子的铁心内部配置有多个永久磁铁的电动机。作为这种转子，已知例如如下这样的结构：由层叠多个铁心薄板而成的层叠铁心构成，并且，在各铁心薄板的中央开口的周围配置有多个磁铁安装孔，各磁铁安装孔的内缘与中央开口（内部孔）连接，并且各磁铁安装孔的外缘侧延伸至外周缘附近（参照专利文献1、2）。

专利文献1：日本特开2008-263772号公报

专利文献2：日本实开平2-44850号公报

可是，在层叠铁心的制造中，例如，在跳步模具装置中，在对间歇输送的带材依次实施导向孔和磁铁安装孔等的冲裁工序后，冲裁出铁心薄板的外形，进而，使铁心薄板在层叠在挤压环内的状态下铆接结合，由此使铁心薄板每次以预定张数一体化。

可是，在如专利文献1、2中公开那样的现有技术中，存在这样的问题：具有中央开口和与其连接的磁铁安装孔的铁心薄板由于刚性降低而容易变形，因此，在层叠工序中没有作用基于挤压环的充分的侧压，无法进行稳定的铆接结合。

发明内容

本发明是鉴于这样的现有技术的课题而提出的，其目的在于提供一种层叠铁心的制造方法和层叠铁心制造装置，即使在形成与铁心薄板的中央开口连接的多个冲裁孔的情况下，也能够防止铁心薄板变形并且能够进行稳定的铆接结合。

本发明的第1方面是一种层叠铁心1的制造方法，所述层叠铁心1通过从间歇输送的带状薄钢板W中冲裁出铁心薄板2并将多个该铁心薄板层叠而构成，所述层叠铁心的制造方法的特征在于，包括如下工序：冲裁孔形成工序，形成在所述铁心薄板的周向上配置多个的冲裁孔h1；铆接形成工序，在所述冲裁孔形成工序之前或之后，在所述铁心薄板形成铆接结合部m1、m2；推回工序，在冲裁或半冲裁出与所述各冲裁孔的内缘h1a连接的中央开口区域h3后，将所述中央开口区域h3推回；外形冲裁工序，冲裁出所述铁心薄板的外形h4；以及层叠工序，将所述铁心薄板铆接结合而形成层叠体3。

在该第1方面的层叠铁心的制造方法中，构成为：在冲裁或半冲裁出与各冲裁孔的内缘连接的中央开口区域后将该中央开口区域推回，因此，即使在形成与中央开口连接的多个冲裁孔（磁铁安装孔等）的情况下，也能够抑制铁心薄板在层叠工序中刚性降低，并且能够防止铁心薄板变形并进行稳定的铆接结合。

在本发明的第2方面，其特征在于，关于上述第1方面，所述中央开口区域具有在相邻的所述冲裁孔之间的区域形成的燕尾槽状的凹部5。

在该第2方面的层叠铁心的制造方法中，能够防止中央开口区域在推回工序后分离，并且，在铁心薄板层叠后，能够从层叠体中容易地去除中央开口区域的部分。

在本发明的第3方面，其特征在于，关于上述第1或第2方面，在所述中央开口区域，在相邻的所述冲裁孔之间的区域形成有拆卸用孔7。

在该第3方面的层叠铁心的制造方法中，在从层叠体中去除中央开口区域的部分时使拆卸用孔变形，由此能够容易使中央开口区域的部分与铁心薄板的临时卡合部位分离。

在本发明的第4方面，其特征在于，关于从上述第1至第3方面中的任一方面，所述铁心薄板具有：第1外周缘部41，其用于划定所述冲裁孔的外缘；和第2外周缘部42，其具有半径比该第1外周缘部的半径大的部位。

在该第4方面的层叠铁心的制造方法中，在层叠工序中的铆接结合时，能够防止侧压作用于划定冲裁孔的外缘的第1外周缘部，从而能够防止刚性比较低的第1外周缘部变形。

在本发明的第5方面，其特征在于，关于上述第4方面，所述铁心薄板呈以其中心为基准的旋转对称形，所述第2外周缘部朝向径向外侧呈凸状。

在该第5方面的层叠铁心的制造方法中，能够防止刚性比较低的第1外周缘部变形且能够稳定地进行层叠工序中的铆接结合。

在本发明的第6方面，其特征在于，关于从上述第1至第3方面中的任一方面，所述铁心薄板的外形为圆形。

在该第6方面的层叠铁心的制造方法中，能够通过与现有的具有圆形的外形的层叠铁心相同的层叠工序稳定地进行铆接结合。

本发明的第6方面是一种用于制造层叠铁心的制造装置，所述层叠铁心通过从间歇输送的带状薄钢板中冲裁出铁心薄板并将多个该铁心薄板层叠而构成，所述层叠铁心制造装置的特征在于，具有：冲裁孔形成部，所述冲裁孔形成部用于形成在所述铁心薄板的周向上配置多个的冲裁孔；铆接形成部，在所述冲裁孔形成工序之前或之后，所述铆接形成部在所述铁心薄板形成铆接结合部；推回部，在冲裁或半冲裁出与所述各冲裁孔的内缘连接的中央开口区域之后，所述推回部将所述中央开口区域推回；外形冲裁部，所述外形冲裁部用于冲裁出所述铁心薄板的外形；以及层叠部，所述层叠部将所述铁心薄板铆接结合而形成层叠体。

（发明效果）

这样，根据本发明，起到如下这样的优异效果：即使在形成与铁心薄板的中央开口连接的多个冲裁孔的情况下，也能够防止铁心薄板变形并进行稳定的铆接结合。

附图说明

图1是示出应用实施方式的层叠铁心的制造方法的带料排样的图。

图2是在图1所示的工序（7）中冲裁出的铁心薄板的放大图。

图3是示出层叠体中的多余部分的分离工序的说明图。

图4是实施方式的跳步模具装置的概要结构图。

图5是与层叠铁心的制造方法的第1变形例相关的铁心薄板的平面图。

图6是与层叠铁心的制造方法的第2变形例相关的图，（A）是铁心薄板的平面图，（B）是层叠铁心的侧视图。

标号说明

1：层叠铁心；

2：铁心薄板；

10：跳步模具装置（层叠铁心制造装置）；

D1～D7：冲模；

h1：磁铁安装孔（冲裁孔）；

h1a：内缘；

h1b：外缘；

h2：中心孔；

h3：中央开口区域；

h4：外形；

h5：外形；

k1：内侧铆接计量孔；

k2：内侧铆接突起；

m1：外侧铆接计量孔（铆接结合部）；

m2：外侧铆接突起（铆接结合部）；

p：导向孔；

P1～P7：冲头；

W：带材（带状薄钢板）。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出应用本发明的实施方式的层叠铁心的制造方法的带料排样的图，图2是在图1所示的工序（7）中冲裁出的铁心薄板的放大图，图3是示出层叠体中的多余部分的分离工序的说明图。

如图1所示，层叠铁心1（参照图3）的制造工序主要由对电磁钢板的带材（带状薄钢板）W实施的以下各工序构成：（1）导向孔p的冲裁加工；（2）磁铁安装孔（冲裁孔）h1的冲裁加工（冲裁孔形成工序）；（3）内侧铆接计量孔k1的冲裁加工；（4）外侧铆接计量孔m1的冲裁加工和内侧铆接突起k2的切出立起加工；（5）中心孔h2的冲裁和外侧铆接突起m2的切出立起加工；（6）铁心薄板2的中央开口区域h3的冲裁或半冲裁以及推回加工（推回工序）；（7）铁心薄板2的外形h4的冲裁加工（外形冲裁工序）；以及（8）铁心薄板2的层叠（层叠工序）。

在工序（2）中，形成多个（在此，为6个）磁铁安装孔h1，所述磁铁安装孔h1用于在层叠后分别嵌装永久磁铁。还如图2所示，各磁铁安装孔h1呈矩形状，并且在周向等间隔地配置成从外侧围绕在后续的工序（4）中形成的中心孔h2。各磁铁安装孔h1的内缘h1a与后续形成的铁心薄板2的中央开口区域h3连接，并且，各磁铁安装孔h1的外缘h1b侧延伸至后续形成的铁心薄板2的外形h4附近。另外，关于在铁心薄板2形成的磁铁安装孔的形状、数量和配置，并不限定于此处所示的情况，能够进行各种变更。

在工序（3）中，对计量用的铁心薄板2（即，层叠铁心1的位于最下层的铁心薄板）的中央开口区域h3形成内侧铆接计量孔k1。还如图2所示，在通过后续的工序（6）形成的中央开口区域h3内，内侧铆接计量孔k1在周向等间隔地配置成从外侧围绕中心孔h2。另一方面，在计量用以外的铁心薄板2的中央开口区域h3，在工序（4）中形成内侧铆接突起k2。将冲头P3的压入量设定为与带材W的板厚呈预定比例来形成该铆接突起k2（后述的外侧铆接突起m2也同样）。

在工序（4）中，对计量用的铁心薄板2形成外侧铆接计量孔m1。还如图2所示，外侧铆接计量孔m1在相邻的磁铁安装孔h1之间，在周向等间隔地配置成从外侧围绕通过后续的工序（6）形成的中央开口区域h3。每隔预定次数（例如，50次）来形成该外侧铆接计量孔m1，由此来确定层叠铁心1的层叠张数。另一方面，对于计量用以外的铁心薄板2，在工序（5）中形成外侧铆接突起m2。

另外，对于上述工序（2）～（5），能够适当变换顺序来执行。此外，由于中央开口区域h3最终成为多余部分，因此，也能够省略对中央开口区域h3形成内侧铆接计量孔k1和铆接突起k2。

在工序（6）中，在沿着铁心薄板2的中央开口区域h3的外形冲裁或半冲裁出铁心薄板2的中央开口区域h3后，将铁心薄板2的中央开口区域h3推回。在此，将冲头P5的压入量设定为与带材W的板厚成预定比例，来半冲裁出中央开口区域h3，然后，将半冲裁部分推回至带材W内。由此，中央开口区域h3在沿着外形被切离开的状态下嵌合于带材W的孔。

也如图2所示，中央开口区域h3的外形形成为大致六边形状，只要至少与各磁铁安装孔h1的内缘h1a连接（即，去除中央开口区域h3后，各磁铁安装孔h1与中央开口成为一体），能够进行各种变更，例如，可以采用圆形等形状。另外，中央开口区域h3具有在相邻的磁铁安装孔h1之间的区域形成的燕尾槽状的凹部（梯形状的凹部）5。燕尾槽状的凹部5与在其外侧形成的燕尾榫状的凸部（梯形状的凸部）6嵌合，由此，能够防止中央开口区域h3在推回工序后分离，并且，在铁心薄板2层叠后能够容易地从层叠体3去除中央开口区域h3的部分。另外，燕尾槽状的凹部5和燕尾榫状的凸部6不一定需要设在相邻的所有磁铁安装孔h1之间，可以适当地省略。

在工序（7）中，沿外形h4冲裁出铁心薄板2。由此，铁心薄板2在将最终不需要的中央开口区域h3保持于内侧的状态下被冲裁出来，并在工序（8）中保持该状态被层叠。在工序（8）中，将冲裁出的铁心薄板2的内侧铆接突起k2和外侧铆接突起m2的凸部分别嵌入到下侧的铁心薄板2的内侧铆接突起k2和外侧铆接突起m2的凹部，由此，中央开口区域h3和其外侧区域依次被铆接结合起来。最终，通过形成有外侧铆接计量孔m1的铁心薄板2使铁心薄板2之间分离，形成了预定张数的铁心薄板2相互固定的层叠体3。

在通过上述工序（1）～（8）得到的层叠体3中残留有作为多余部分的中央开口区域h3。可是，如上所述，中央开口区域h3处于沿着其外形被切离的状态，因此，如果使用预定的拆卸用工具（未图示）等将中央开口区域h3沿轴向压出等，则能够如图3所示那样将中央开口区域h3从层叠铁心1容易地拆卸。在这种情况下，中央开口区域h3处于互相铆接结合的层叠状态，因此存在中央开口区域h3的去除作业和其后的操作比较容易这样的优点。另外，中心孔h2能够用作拆卸用工具的固定孔（定位孔）。

另外，如在图2中虚线所示，在中央开口区域h3中，也能够构成为在相邻的磁铁安装孔h1之间的区域（更详细来说，为凹部5的内侧）分别设置拆卸用孔7。由此，能够在从层叠体3去除中央开口区域h3时使拆卸用孔7变形来吸收拆卸时的应力，从而容易地将中央开口区域h3的部分与铁心薄板2的临时卡合部位（在此，为凹部5与凸部6相嵌合的嵌合部位）分离。并且，在此，将拆卸用孔7设置为与径向正交的长孔，但其大小和形状能够进行各种变更。

最终得到的层叠铁心1具有这样的结构：形成有大致六边形状的中央开口8和多个磁铁安装孔h1，所述多个磁铁安装孔h1从该中央开口8向径向外侧呈放射状延伸。层叠铁心1能够用于永久磁铁励磁式的旋转电机的转子，例如，能够将由与层叠铁心1不同的材料形成的、形状与中央开口区域h3相同的转子轴保持部件插入于中央开口8。

图4是采用实施方式的层叠铁心的制造方法的跳步模具装置的概要结构图。

跳步模具装置（层叠铁心制造装置）10是对在装置内间歇输送的带材W进行冲压加工的装置，其主要具备：安装于上模11的冲头P1～P7；在与上模11对应的下模12安装的冲模D6、D7（仅图示了一部分的冲模）；以及使冲裁加工后的带材W从冲头分离的卸料板13。

在此，图4中的标记（1）～（8）的各部分对应于图1所示的各工序（1）～（8），通过各部分中的冲头和与其对应的冲模来实施冲裁等加工。在跳步模具装置10中，例如，图4中的（2）的冲头和冲模（未图示）构成了用于冲裁出磁铁安装孔h1的磁铁安装孔形成部（冲裁孔形成部），图4中的（3）～（5）的冲头和冲模（未图示）构成了用于在铁心薄板2形成铆接结合部（铆接计量孔和铆接突起）的铆接形成部，图4中的（6）的冲头P6、冲模D6、平压部件27和弹簧28构成了用于在冲裁或半冲裁出中央开口区域h3后将其推回的推回部，图4中的（7）的冲头P7和冲模D7构成了用于冲裁铁心薄板2的外形h4的外形冲裁部，进而，图4中的（8）的挤压环36构成了用于将铁心薄板2铆接结合来形成层叠体3的层叠部。

在图4中，在工序（6）中使用的冲模D6内，设有用于实施推回的平压部件27。平压部件27具有与半冲裁部分抵接的平坦的上部和连接弹簧28的下部，平压部件27被与其下部连接的弹簧28向上方（冲头P6的方向）施力。利用该作用力将半冲裁出的中央开口区域h3推回。

另外，当在工序（7）中利用冲头P7冲裁出铁心薄板2的外形h4时，在工序（8）中，铁心薄板2层叠到已经层叠在冲模D7内的铁心薄板群35上，然后被依次压入到冲模D7下部的挤压环36内。此时，对各铁心薄板2作用有侧压（朝向径向内侧的力），由此，通过外侧铆接突起m2和内侧铆接突起k2等进行铁心薄板2彼此的铆接结合。对于铁心薄板2的层叠，存在这样的优点：由于被推回的中央开口区域h3的存在而抑制了刚性的降低，从而防止其变形。

图5是与层叠铁心的制造方法的第1变形例相关的铁心薄板的平面图。在上述的图1中，在工序（7）中，形成为沿圆形的外形h4冲裁出铁心薄板2的结构，但是如图5所示，也能够沿异形的外形h5冲裁出铁心薄板2。

图5所示的铁心薄板2具有：第1外周缘部41，其用于划定各磁铁安装孔h1的外缘h1b的至少一部分；和第2外周缘部42，其配置在这些第1外周缘部41之间。在此，各第2外周缘部42是向径向外侧形成为凸状的相同形状的圆弧状部，另外，各第1外周缘部41的连接第2外周缘部42之间的薄壁（在此，宽度约0.65mm）的外缘侧为凹状（或直线状）的连结部。铁心薄板2的外形h5形成为以其中心为基准的旋转对称形，铁心薄板2的外形h5成为大概6片花瓣形。

在此，第2外周缘部42的至少一部分的（在此，凸状的末端区域）的半径L1被设定得比第1外周缘部41的凹部处的半径L2大。由此，存在如下优点：在使用了圆形（圆筒形）的挤压环的层叠工序中进行铆接结合时，能够防止侧压作用于划定磁铁安装孔的外缘的第1外周缘部41（即，仅使第2外周缘部42与挤压环抵接），能够防止刚性比较低的第1外周缘部41变形。并且，并不限于此，也可以在工序（8）中使用与铁心薄板2的外形h5大致相同形状的挤压环。

图6是与层叠铁心的制造方法的第2变形例相关的图，（A）是铁心薄板的平面图，（B）是层叠铁心的侧视图。在上述的图5（第1变形例）中，形成为这样的结构：磁铁安装孔h1形成为矩形，且其外缘h1b的至少一部分由第1外周缘部41划定，但是，如图6所示，能够将省略了第1外周缘部41（即，在一部分磁铁安装孔h1的外缘形成有开口h1c）的铁心薄板52用于层叠铁心1。

如图6的（A）所示，在铁心薄板52中，具有这样的结构：连接各第2外周缘部42之间的配置于周向的6个部位的外周缘部41每隔一个部位被切断。在这样的铁心薄板52中，例如，对于在图1所示的工序（2）中被冲裁出的矩形的磁铁安装孔h1的一部分（3个部位），能够通过在工序（2）之前或之后追加用于扩大其外缘侧的区域（参照图6的（A）的区域Rh1）的新的冲裁孔形成工序（2a）来实现。在此后的工序（7）中，与第1变形例同样地沿异形的外形h5冲裁出铁心薄板2。

在这种情况下，优选选择性地实施工序（2a）。例如，如图6的（B）所示，对构成层叠铁心1的下侧的第1层61、中间的第3层63、上侧的第5层65的铁心薄板2不实施工序（2a），对构成层叠铁心1的第2层62和第4层64的铁心薄板52实施工序（2a）。这样，通过交替地层叠铁心薄板2和铁心薄板52，由此，即使在省略了铁心薄板52的第1外周缘部41的情况下，也能够适当地确保层叠铁心1中的磁铁安装孔。

或者，也能够仅使用铁心薄板52来构成层叠铁心1。在这种情况下，通过将铁心薄板52的一部分在工序（7）中旋转层叠（在此，在旋转60°的状态下层叠），由此，例如与图6的（B）的情况同样地，能够使开口h1c的位置在上下的铁心薄板52之间错开。

另外，第2变形例中的铁心薄板2和铁心薄板52的外形是与图5（第1变形例）同样的花瓣形，但并不限于此，也可以形成为图1所示的圆形。另外，关于省略的外周缘部41的数量和位置以及铁心薄板52的层叠方法，能够适当地进行变更。

基于特定的实施方式对本发明进行了说明，但这些实施方式仅仅是示例，本发明并不限定于这些实施方式。例如，用于使铁心薄板相互结合的铆接结合部（铆接计量孔和铆接突起）并不限于实施方式所示的结构（数量和配置），只要至少能够对通过跳步模具装置制造的层叠体的层叠状态（即，各铁心薄板的铆接结合状态）进行保持，能够进行各种变更。另外，上述实施方式所示的本发明的层叠铁心的制造方法和层叠铁心制造装置的各结构要素并不一定都是必需的，至少只要不脱离本发明的范围，就能够适当地进行取舍选择。

Claims (8)

1.一种层叠铁心的制造方法，所述层叠铁心通过从间歇输送的带状薄钢板中冲裁出铁心薄板并将多个该铁心薄板层叠而构成，所述层叠铁心具有在轴向上延伸的中央开口和在周向上配置的多个磁铁安装孔，所述多个磁铁安装孔全部与所述中央开口连接，

所述层叠铁心的制造方法的特征在于，包括如下工序：

冲裁孔形成工序，形成在所述铁心薄板的周向上配置多个的构成所述磁铁安装孔的多个冲裁孔；

铆接形成工序，在所述冲裁孔形成工序之前或之后，在所述铁心薄板形成铆接结合部；

推回工序，在冲裁或半冲裁出与所述多个冲裁孔的全部的内缘连接的与所述中央开口对应的中央开口区域后，将所述中央开口区域推回；

外形冲裁工序，冲裁出所述铁心薄板的外形；以及

层叠工序，将所述铁心薄板铆接结合而形成层叠体。

2.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，

所述中央开口区域具有在相邻的所述冲裁孔之间的区域形成的燕尾槽状的凹部。

3.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，

在所述中央开口区域，在相邻的所述冲裁孔之间的区域形成有拆卸用孔。

4.根据权利要求2所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，

在所述中央开口区域，在相邻的所述冲裁孔之间的区域形成有拆卸用孔。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，

所述铁心薄板具有：

第1外周缘部，其用于划定所述冲裁孔的外缘；和

第2外周缘部，其具有半径比该第1外周缘部的半径大的部位。

6.根据权利要求5所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，

所述铁心薄板呈以其中心为基准的旋转对称形，所述第2外周缘部朝向径向外侧呈凸状。

7.根据权利要求1至4中的任意一项所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，

所述铁心薄板的外形为圆形。

8.一种层叠铁心制造装置，其用于制造层叠铁心，所述层叠铁心通过从间歇输送的带状薄钢板中冲裁出铁心薄板并将多个该铁心薄板层叠而构成，所述层叠铁心具有在轴向上延伸的中央开口和在周向上配置的多个磁铁安装孔，所述多个磁铁安装孔全部与所述中央开口连接，

所述层叠铁心制造装置的特征在于，具有：

冲裁孔形成部，所述冲裁孔形成部用于形成在所述铁心薄板的周向上配置多个的构成所述磁铁安装孔的多个冲裁孔；

铆接形成部，在所述冲裁孔形成工序之前或之后，所述铆接形成部在所述铁心薄板形成铆接结合部；

推回部，在冲裁或半冲裁出与所述多个冲裁孔的全部的内缘连接的与所述中央开口对应的中央开口区域之后，所述推回部将所述中央开口区域推回；

外形冲裁部，所述外形冲裁部用于冲裁出所述铁心薄板的外形；以及

层叠部，所述层叠部将所述铁心薄板铆接结合而形成层叠体。