JP2002095224A - ヨーク製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 板材から円筒状のヨークを製造することがで
きながら、より高いヨークの真円度が得られるヨーク製
造方法を提供すること。 【解決手段】 本発明のヨーク製造方法は、裁断工程、
係合工程およびカシメ工程を順に有する。先ず裁断工程
では、板材が略長方形に裁断され、一端に複数の第一ダ
ブテール１が形成され、他端に第一ダブテール１と交互
に係合すべき複数の第二ダブテール２を形成される。次
に係合工程では、この板材が円筒状に丸められ、一端と
他端とを突き合わせて第一ダブテール１と第二ダブテー
ル２とが交互に係合させられる。最後にカシメ工程で
は、互いに係合した第一ダブテール１と第二ダブテール
２との境界部が○印の位置でパンチされ、一端と他端と
が互いにカシメ止めされて、中空円筒状のヨークＹが製
造される。第一ダブテールと第二ダブテール２とが偏り
なく変形するので、ヨークＹの真円度は向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機の固定子
ヨークを製造する製造技術の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術としては、特開昭６４−６０２
４７号公報に開示されているヨーク製造方法がある。こ
の方法は、板材を丸めて両端を突き合わせ、一端に形成
された複数の突起部を他端に形成された同数の内広がり
の凹部に挿置し、突起部をその中央部でパンチして拡げ
ることによって一端を他端にカシメ止めするヨーク製造
方法である。

【０００３】なお、一端の突起部をダブテール状に形成
し、突起部をその中央部でパンチして拡げることによっ
て他端の凹部にカシメ止めするヨーク製造方法も、すで
に公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術では、板材の一端の突起部がパンチによって周
囲に拡がる一方、他端の凹部は拡がらないので、板材の
一端と他端との間で変形の仕方に差が生じ、円筒状のヨ
ークの真円度が低下するという不都合があった。もちろ
ん、ヨークの真円度が低下すると、回転子と固定子との
間により大きなエアギャップを取る必要が生じるので、
回転電機の性能が低下するという不都合につながる。

【０００５】そこで本発明は、板材から円筒状のヨーク
を製造することができながら、より高いヨークの真円度
が得られるヨーク製造方法を提供することを解決すべき
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、発明者らは以下の手段を発明した。

【０００７】（第１手段）本発明の第１手段は、請求項
１記載のヨーク製造方法である。本手段の代表的な特徴
は、カシメ工程で、交互に係合する第一ダブテールと第
二ダブテールとかしめるに当たり、両ダブテールの中心
部ではなく、両ダブテールの縁に当たる境界部をパンチ
することである。

【０００８】ここで、第一ダブテールおよび第二ダブテ
ールは、根本部分よりも先端部が少しでも末広がりにな
っていて互いに係合できる形状であればよく、その形状
は台形のみに限定されるものではない。また、裁断工
程、係合工程およびカシメ工程の各工程は、互いに独立
して順に行われる必要はなく、ある程度オーバーラップ
していてもよい。もちろん、これらの各工程で使用され
る工作機械は、互いに別体である必要はなく、一連の工
程を連続して行えるように一体化されていてもよい。

【０００９】本手段では、カシメ工程で両ダブテールの
境界部をパンチして両ダブテールをほぼ均等に拡げるの
で、丸められた板材の一端と他端とがほぼ同じ程度に変
形し、変形の度合いが一方に偏らない。それゆえ、板材
を丸めて両端を突き合わせてかしめるという比較的安価
なヨーク製造方法でありながら、製造されたヨークの真
円度は前述の従来技術による製品の真円度よりも向上す
る。

【００１０】したがって、本手段のヨーク製造方法によ
れば、板材から比較的安価に円筒状のヨークを製造する
ことができながら、より高いヨークの真円度が得られる
という効果がある。そればかりではなく、両ダブテール
が多数、板材の両端のほぼ全長にわたって軸長方向に沿
って形成されていれば、接合部全体が両ダブテールで互
いにカシメ止めされるので、接合強度も向上するという
効果がある。

【００１１】（第２手段）本発明の第２手段は、請求項
２記載のヨーク製造方法である。

【００１２】本手段では、両ダブテールの寸法形状が互
いに同一であり、互いに同一部位に相当する境界部でパ
ンチされるので、両ダブテールの変形量は互いに等価と
なり、できあがったヨークの真円度は極めて高くなる。

【００１３】したがって、本手段のヨーク製造方法によ
れば、前述の第１手段の効果に加えて、さらに高いヨー
クの真円度が得られるという効果がある。

【００１４】（第３手段）本発明の第３手段は、請求項
３記載のヨーク製造方法である。

【００１５】本手段では、交互に係合した両ダブテール
の境界部のうち一直線上にある中間部だけをパンチする
ので、パンチの回数が最低限で済むうえに、パンチの位
置が直線上にあるので、カシメ工程での工数が低減され
る。

【００１６】したがって、本手段のヨーク製造方法によ
れば、前述の第２手段の効果に加えて、加工コストおよ
び加工時間の低減効果が得られる。

【００１７】（第４手段）本発明の第４手段は、請求項
４記載のヨーク製造方法である。

【００１８】本手段では、両ダブテールの境界部のうち
軸長方向の両端部ではパンチせず、両端部を除いた軸長
方向の中間部分にだけパンチして、丸めた板材の両端を
互いにカシメ止めする。それゆえ、軸長方向の両端部で
パンチによる面内の圧縮応力や曲げ歪みが生じて一端と
他端との間が離間することが防止される。

【００１９】したがって、本手段のヨーク製造方法によ
れば、前述の第１手段の効果に加えて、軸長方向の両端
部で丸められた板材の一端と他端との間が離間すること
が防止されるという効果がある。

【００２０】（第５手段）本発明の第５手段は、請求項
５記載のヨーク製造方法である。

【００２１】本手段では、両ダブテールのうち少なくと
も一部は直線状に形成されているので、裁断工程におい
て加工工数や加工コストが低下する。すなわち、長い鋼
板等から両端にダブテールが形成された板材をプレス打
ち抜き機によって剪断加工して切り出す場合には、プレ
スのパンチおよびダイの形状のうち少なくとも一部には
直線部が含まれるので、パンチおよびダイの製造コスト
が低減される。あるいは、板材をレーザ溶断やウォータ
ジェットによって切り出す場合にも、切断経路が直線状
であれば切断装置の送りプログラムが簡素になってコス
トダウンになるほか、若干の工数低減にもなる。

【００２２】したがって、本手段のヨーク製造方法によ
れば、前述の第１手段の効果に加えて、加工工数や加工
コストが低下するという効果がある。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明のヨーク製造方法の実施の
形態については、当業者に実施可能な理解が得られるよ
う、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。

【００２４】［実施例１］ （実施例１の構成）本発明の実施例１としてのヨーク製
造方法は、スタータモータの固定子ヨークを帯板状の鋼
板材から製造する方法であって、溶接による接合は行わ
ず、周方向両端部の係合およびカシメによってヨークを
製造する方法である。すなわち、本実施例のヨーク製造
方法は、以下に詳しく説明するように、裁断工程、係合
工程およびカシメ工程を順に有する。

【００２５】先ず、裁断工程は、図１に示すように、帯
状の長い板材を略長方形に裁断し、一端に複数の第一ダ
ブテール１を形成するとともに、他端にこれらの第一ダ
ブテール１と交互に係合すべき複数の第二ダブテール２
を形成する工程である。裁断に当たってはプレス裁断機
が使用され、材料の歩留まりが良いように、板材の一端
に第一ダブテール１が形成されると、切り残りが自然に
次の板材の他端に形成された第二ダブテール２になるよ
うになっている。

【００２６】同じく図１に示すように、裁断された板材
の一端（図中右端）には、軸長方向の中間部に三つの第
一ダブテール１が形成され、軸長方向の両端部には第一
ダブテール１が半分だけ形成されて後は直線部である不
完全ダブテール１’が形成される。そして、互いに隣り
合う第一ダブテール１および不完全ダブテール１’の間
には、四つの凹部１０が形成されている。一方、裁断さ
れた板材の他端（図中左端）には、軸長方向の中間部に
四つの第二ダブテール２が形成され、軸長方向の両端部
には直線状の不完全凹部２０’が形成されている。そし
て、互いに隣り合う第二ダブテール２の間には、三つの
凹部２０が形成されている。

【００２７】ここで、一端に形成された三つの第一ダブ
テール１と、他端に形成された四つの第二ダブテール２
とは、互いに同一の形状であり、互い違いに係合し合う
軸長方向の位置に形成されている。すなわち、一端の第
一ダブテール１および不完全ダブテール１’は、それぞ
れ他端の凹部２０および不完全凹部２０’に対応する軸
長方向の位置にあり、それぞれ凹部２０および不完全凹
部２０’に係合する形状になっている。同様に、他端の
四つの第二ダブテール２は、それぞれ一端の四つの凹部
１０に対応する軸長方向の位置にあり、それぞれ各凹部
２０に係合する形状になっている。

【００２８】また、第一ダブテール１は、図２に示すよ
うに、根本部に半円状にくびれて幅が狭まったくびれ部
１１があり、先端部の両側には半円状に突出した一対の
耳部１２が形成されている。そして、くびれ部１１の曲
率半径Ｒ’は、耳部１２の曲率半径Ｒとほぼ同じである
が、精密にはほんの少しだけ小さい。第二ダブテール２
の形状は、前述のように第一ダブテール１の形状と同一
であり、突出する方向と軸長方向の位置とが異なるだけ
ある。

【００２９】さらに、第一ダブテール１の先端には軸長
方向に伸びる直線部１３が形成されており、第一ダブテ
ール１および不完全ダブテール１’の間の凹部１０にも
軸長方向に伸びる直線部１４が形成されている。すなわ
ち、前述のように第二ダブテール２は第一ダブテール１
と同一の形状であるから、第一ダブテール１および第二
ダブテール２のうち一部は、直線状に形成されている。

【００３０】次に、係合工程は、図３に示すように、裁
断された板材を円筒状に丸め、同板材の一端と他端とを
突き合わせて各第一ダブテール１と各第二ダブテール２
とを交互に係合させる工程である。図４に要部を拡大し
て示すように、互いに隣り合う第一ダブテール１と第二
ダブテール２との間には、わずかなギャップｇが存在
し、第一ダブテール１と第二ダブテール２とは隙間嵌め
で互い違いに係合している。

【００３１】最後に、カシメ工程は、図５に示すよう
に、互いに係合した第一ダブテール１と第二ダブテール
２との境界部をパンチし、丸められた板材の一端と他端
とを互いにカシメ止めする工程である。より詳しくは、
同図中に○印で示すように、第一ダブテール１と第二ダ
ブテール２とは、互いに同一の境界部でパンチされる。
すなわち、パンチ部位を示す○印が中心線ＣＬ上にある
ように、第一ダブテール１と第二ダブテール２との境界
部のうち一直線上にある中間部だけがパンチされて、一
端と他端とが互いにカシメ止めされる。

【００３２】この際、図６に示すように、ヨークＹを形
成する板材は、ヨーク内径と等しい外径をもつ下型Ｕの
上に係合部が載せられ、直上から断面円形で先端面が平
らなパンチＰによって打たれてかしめられる。すると、
代表部を図７に示すように、第一ダブテール１と第二ダ
ブテール２とが矢印で示すように互いに塑性変形（塑性
流動）して互いの間のギャップが埋められ、両ダブテー
ル１，２が互いにカシメ止めされてしっかりと固定され
る。

【００３３】以上の三つの工程を経ると、帯板状の鋼板
から、図８に示すように、第一ダブテール１と第二ダブ
テール２とが交互に係合してカシメ止めされた中空円筒
状のヨークＹが製造される。

【００３４】（実施例１の作用効果）本実施例のヨーク
製造方法は、以上のように構成されているので、以下の
ような作用効果を発揮する。

【００３５】先ず、裁断工程では、再び図１に示すよう
に、プレス裁断機によって、板材の一端の第一ダブテー
ル１および不完全ダブテール１’を切り出すと、次の板
材の他端の第二ダブテール２および不完全凹部２０’が
自然に成形される。それゆえ、板材の歩留まり率が高く
材料費の低減になる。また、再び図２に示すように、両
ダブテール１，２のうち直線部１３，１４は直線状に形
成されているので、全ての部分が曲線で形成されている
場合よりも、プレス裁断機のパンチおよびダイを製造す
る費用が少し安価になり、設備費用が若干低減される。

【００３６】次に、カシメ工程にておいては、再び図５
に示すように、両ダブテール１，２が互いに同一の形状
をしており、さらに両ダブテール１，２の中間の中心線
ＣＬに沿って境界部がパンチされる。それゆえ、両ダブ
テール１，２は互いに等しい塑性変形をし、両ダブテー
ル１，２の間で変形の度合いが均等になって変形量が偏
ることがない。したがって、板材を丸めて両端を突き合
わせてかしめるという比較的安価なヨーク製造方法であ
りながら、製造されたヨークＹの真円度は前述の従来技
術による製品の真円度よりも向上する。

【００３７】また、同じく図５に示すように、カシメ工
程でのパンチ位置（○印）が一直線上にあり、八カ所し
かパンチしないので、カシメ工程にかかる費用や工数は
わずかである。さらに、八本のパンチをもつカシメ装置
を使用すれば、ワンタッチでカシメ工程が済んでしま
う。もちろん、板材の両端を突き合わせて溶接する製造
方法に比べれば、本実施例のヨーク製造方法は製造コス
トがずっと安価になり、大量生産に好適である。

【００３８】しかも、第一ダブテール１と第二ダブテー
ル２とが互い違いに係合したうえでカシメ止めされるの
で、かなり強力な接合強度が得られる。

【００３９】したがって、本実施例のヨーク製造方法に
よれば、板材から比較的安価に円筒状のヨークを製造す
ることができながら、従来技術に比べて、ヨークの真円
度がかなり高くなるという効果がある。そればかりでは
なく、両ダブテール１，２が板材の両端にいくつも軸長
方向に沿って形成されているので、接合部の中間部が全
て両ダブテール１，２で互いにカシメ止めされ、従来技
術よりも接合強度が向上するという効果もある。

【００４０】（実施例１の変形態様１）本実施例の変形
態様１として、図９に示すように、カシメ工程で両ダブ
テール１，２の先端の境界部でパンチしてカシメ止めす
るヨーク製造方法の実施が可能である。本変形態様によ
れば、パンチ強度が実施例１よりもやや小さくても、両
ダブテール１，２の間のギャップｇを埋めてカシメ止め
することができるので、実施例１よりもなお高い真円度
をもつヨークＹを製造することができるという効果があ
る。

【００４１】（実施例１の変形態様２）本実施例の変形
態様２として、図１０に示すように、カシメ工程で両ダ
ブテール１，２の先端両側の境界部でパンチしてカシメ
止めするヨーク製造方法の実施が可能である。本変形態
様では、パンチ位置がほぼ格子目状に配列されているの
で、カシメ装置の製作や調整が比較的楽である。そし
て、パンチ強度が前述の変形態様１よりもなお小さくて
も、両ダブテール１，２の間のギャップｇを埋めてカシ
メ止めすることができる。したがって、本変形態様によ
れば、前述の変形態様１よりもなお高い真円度をもつヨ
ークＹを製造することができるという効果がある。

【００４２】（実施例１の変形態様３）本実施例の変形
態様３として、図１１に示すように、カシメ工程で両ダ
ブテール１，２の境界部に沿って境界部全体にパンチし
てカシメ止めするヨーク製造方法の実施が可能である。
本変形態様によれば、パンチ強度が実施例１よりもずっ
と小さくても、両ダブテール１，２の間のギャップｇを
埋めてカシメ止めすることができるので、実施例１より
もよりいっそう高い真円度をもつヨークＹを製造するこ
とができるという効果がある。

【００４３】（実施例１のその他の変形態様）当然のこ
とながら、前述の変形態様１および変形態様２の他に
も、実施例１（図５参照）とその変形態様３（図１１参
照）との間に相当するカシメ工程をもつ変形態様の実施
が可能であり、相応の作用効果が得られる。

【００４４】その他にも、カシメ工程でパンチＰに替え
てローラ等を使用する変形態様も実施可能である。

【００４５】［実施例２］ （実施例２の構成）本実施例の説明を始める前に、前述
の実施例１において起こるかもしれない不具合について
説明する。すなわち、図１２に示すように、軸長方向の
端に近い位置まで両ダブテール１，２が形成されてお
り、両ダブテール１，２の両端部でもカシメ工程でパン
チされると、不完全ダブテール１’が軸長方向に変形し
てしまうことがある。すると、ヨークＹの軸長方向の両
端部で、一端と他端との間にギャップＧが空いてしま
い、不都合である。

【００４６】そこで、本実施例のヨーク製造方法は、図
１３に示すように、カシメ工程において、第一ダブテー
ル１と第二ダブテール２との境界部のうち軸長方向の両
端部ではパンチしないことを特徴とする。すなわち、不
完全ダブテール１’と第二ダブテール２との境界部で
は、カシメ工程でパンチしない。その他の点では、本実
施例のヨーク製造方法の構成は実施例１と同様である。

【００４７】（実施例２の作用効果）本実施例のヨーク
製造方法では、カシメ工程において、両ダブテール１，
２の境界部のうち軸長方向の両端部ではパンチせず、両
端部を除いた軸長方向の中間部分にだけ六ヶ所でパンチ
して、丸めた板材の両端を互いにカシメ止めする。それ
ゆえ、ヨークＹの軸長方向の両端部では、不完全ダブテ
ール１’が第二ダブテール２に係合して変形しないの
で、接合部が離間することが防止される。

【００４８】したがって、本実施例のヨーク製造方法に
よれば、前述の実施例１の効果に加えて、軸長方向の両
端部で板材の一端と他端との間が離間することが防止さ
れるという効果がある。そのうえ、カシメ工程における
パンチ位置が八カ所から六ヶ所に低減されるので、カシ
メ工程の工数も低減されるという効果がある。なお、不
完全ダブテール１’と第二ダブテール２との間でわずか
なギャップが残るが、これは軸長方向の両端部であるか
ら、ヨークＹの磁気的な性能に及ぼす悪影響はほとんど
ない。

【００４９】［実施例３］ （実施例３の構成）本発明の実施例３は、図１４に示す
ように、裁断工程とカシメ工程とが前述の実施例１や実
施例２とやや異なり、係合工程は実施例１とほぼ同様な
ヨーク製造方法である。

【００５０】すなわち、裁断工程では板材の一端および
他端に、それぞれ逆台形状の第一ダブテール１および第
二ダブテール２が形成される。両ダブテール１，２の形
状は互いに等しく、両ダブテール１，２の角部および隅
部には適度なアールが付けられている。

【００５１】また、カシメ工程では、両ダブテール１，
２の角部および隅部にパンチが当てられてカシメ止めさ
れる。ここで、不完全ダブテール１’の角部と第二ダブ
テール２の隅部とが重なる軸長方向の両端部では、実施
例２と同様にパンチがなされない。

【００５２】（実施例３の作用効果）本実施例のヨーク
製造方法は、以上のように構成されているので、実施例
２とほぼ同様の裁断工程を発揮することができる。すな
わち、本実施例のヨーク製造方法によれば、従来技術に
比べて、ヨークの真円度がかなり高くなるという効果
と、接合強度が向上するという効果とが得られるうえ、
軸長方向の両端部で継ぎ目に隙間ができるようなことは
防止されている。

【００５３】さらに、両ダブテール１，２の形状は実施
例１のそれに比べて直線部分が多いので、裁断工程で使
用するプレス裁断機のパンチおよびダイの製造費用がよ
り安価になるという効果もある。

【００５４】（実施例３の各種変形態様）本実施例のヨ
ーク製造方法に対しても、実施例１に対するその各変形
態様に相当する変形態様の実施が可能であり、相応の作
用効果が得られる。また、裁断工程で両ダブテール１，
２を形成する際に、逆台形に限定されることなく、かな
り多様な形状で互いに係合する両ダブテール１，２を形
成することができる。同様に、カシメ工程におけるパン
チ位置も、多様に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１の裁断工程後における板材の形状を
示す平面図

【図２】 実施例１での第一ダブテールの形状を示す平
面図

【図３】 実施例１の係合工程後における中間製品の形
状を示す斜視図

【図４】 実施例１での両ダブテールの係合状態を示す
側面図

【図５】 実施例１のカシメ工程におけるパンチ位置を
示す側面図

【図６】 実施例１のカシメ工程において使用する工具
の要部を示す断面図

【図７】 実施例１のカシメ工程での塑性変形を示す側
面図

【図８】 実施例１によって製造されたヨークの形状を
示す斜視図

【図９】 実施例１の変形態様１におけるパンチ位置を
示す側面図

【図１０】実施例１の変形態様２におけるパンチ位置を
示す側面図

【図１１】実施例１の変形態様３におけるパンチ位置を
示す側面図

【図１２】カシメ工程で起こりうる不具合を強調して示
す側面図

【図１３】実施例２のカシメ工程におけるパンチ位置を
示す側面図

【図１４】実施例３で両ダブテールが互いに係合した情
景状を示す側面図

【符号の説明】 １：第一ダブテール １０：凹部 １１：くびれ部 １２：耳部 １３，１４：直線部 １’：不完全ダブテール（軸長方向の両端部） ２：第二ダブテール ２０：凹部 ２０’：不完全
凹部 ○：パンチ位置 ｇ：ギャップ（隙間嵌め） Ｇ：ギャップ（不都合な
隙間） Ｐ：パンチ Ｒ，Ｒ’：曲率半径 Ｕ：下型
Ｙ：ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 雅広 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 細矢 章文 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA08 AB01 AB06 AC08 5H615 AA01 PP01 PP07 SS03 SS04 SS19

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板材を略長方形に裁断し、一端に複数の第
   一ダブテールを形成するとともに、他端にこれらの第一
   ダブテールと交互に係合すべき複数の第二ダブテールを
   形成する裁断工程と、 この板材を円筒状に丸め、この一端とこの他端とを突き
   合わせてこれらの第一ダブテールとこれらの第二ダブテ
   ールとを交互に係合させる係合工程と、 互いに係合したこれらの第一ダブテールとこれらの第二
   ダブテールとの境界部をパンチし、この一端とこの他端
   とを互いにカシメ止めするカシメ工程と、を有すること
   を特徴とするヨーク製造方法。
2. 【請求項２】前記裁断工程において、前記第一ダブテー
   ルと前記第二ダブテールとは、互いに同一の形状であ
   り、 前記カシメ工程において、これらの第一ダブテールとこ
   れらの第二ダブテールとは、互いに同一の境界部でパン
   チされる、 請求項１記載のヨーク製造方法。
3. 【請求項３】前記カシメ工程において、前記第一ダブテ
   ールと前記第二ダブテールとの境界部のうち一直線上に
   ある中間部だけをパンチする、 請求項２記載のヨーク製造方法。
4. 【請求項４】前記カシメ工程において、前記第一ダブテ
   ールと前記第二ダブテールとの境界部のうち軸長方向の
   両端部ではパンチしない、 請求項１記載のヨーク製造方法。
5. 【請求項５】前記裁断工程において、前記第一ダブテー
   ルおよび前記第二ダブテールのうち少なくとも一部は、
   直線状に形成されている、 請求項１記載のヨーク製造方法。