JP2002320362A - 永久磁石交流発電機用回転子鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鍛造技術のみで爪部の両側内面に永久磁石係
止用の段差部を備えた回転子鉄心を製造すること。 【解決手段】 所定体積の素材を熱間鍛造で連結板部３
ａの下面延長面との間の角度が７０度である複数の爪部
４ａを備えた概形品に成形し、得られた概形品の連結板
部３ａの外周縁及び爪部４ａの両側に生じた鍛造バリを
打ち抜き除去し、徐冷後、その爪部４ａの両側内面に永
久磁石係止用の段差部４ａ１を成形する。次いで概形品
の中央ボス部２ａの軸孔を上型のポンチで打ち抜き、同
時に上型の外周部で爪部４ａをしごき延伸しつつ連結板
部３ａと９０度の角度まで折曲するとともに、これによ
って爪部４ａの両側内面の段差部を下型の整形用段差部
に圧接して整形し、更に概形品を整圧して精密な所定寸
法の成品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の爪部を有す
る一対の回転子鉄心を対面状態に結合し、かつ対面する
回転子鉄心の爪部間に永久磁石を係止した回転子を備え
た交流発電機、特に車両用乃至船舶用の永久磁石交流発
電機用回転子鉄心の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の交流発電機の回転子は、中央の
ボス部と、このボス部の外周から外端面に同一面で放射
方向に張り出した連結板部と、上記ボス部の中心軸線に
平行に上記連結板部の外周部から突出した複数の爪部と
からなる回転子鉄心を二個組み合わせて構成したものが
一般的である。二個の回転子鉄心は、両ボス部を相互に
対面させた状態で接合し、かつ相互の爪部が、相互の爪
部の間の谷部に挿嵌されるように組み合わせられ、両ボ
ス部の軸孔には回転シャフトが嵌合固着されるものであ
る。

【０００３】多くの場合は、前記ボス部の外周には界磁
巻線が配設され、該界磁巻線が励磁されると、各爪部が
円周方向に交互に異極を構成するようになっており、こ
のように構成された回転子が回転することにより外側に
配設される電機子に回転磁界が与えるられるようになっ
ている。

【０００４】近時、車両用の交流発電機に於いて、前記
界磁巻線に代えて前記爪部間に永久磁石を配置すること
が試みられており、この場合も同様に、これを備えた回
転子を回転させれば、その周囲に配設した電機子に回転
磁界が与えられることとなるのは云うまでもない。そし
てこの場合には、回転子鉄心の爪部の側部に対応する永
久磁石を係止するための段差部を形成することが必要に
なる。

【０００５】この種の交流発電機の回転子鉄心の製造方
法には、従来、一般的には、熱間鍛造方法、冷間鍛造方
法又は板金折曲方法があり、それらの技術は各々独立し
て開発され、実施されてきた。それぞれには固有の種々
の問題があるが、技術の発展性の観点から、鍛造技術を
中心とする製造方法が優れており、本件出願人は、主と
して鍛造技術を中心にその改良を繰り返してきた。

【０００６】因みに、本件出願人が現在行っている交流
発電機の回転子鉄心の製造方法（以下現行製法と言う）
は、次の通りである（特公平７−１１８８９１号）。

【０００７】所定体積の素材を、後記爪部成形用の空間
が後記連結板部成形用の空間の下面延長面上から４５度
〜８０度の範囲の角度で立ち上がっている内部形状の型
を用いた鍛造により、成品に対して近似的な寸法の中央
ボス部及びその外周に連続する連結板部と、上記連結板
部より定角度間隔で突出し、成品より若干短寸かつ上記
連結板部の下面延長面との間の角度が４５度〜８０度で
ある複数の爪部とからなる概形品に成形し、次いで上記
工程で上記概形品の連結板部の外周縁及び爪部の両側に
生じた鍛造バリを打ち抜き除去し、その後上記概形品の
中央ボス部の軸孔を打ち抜き、同時に爪部を連結板部と
９０度の角度になるまで折曲するとともにしごき加工し
て延伸し所定の寸法を得、更に上記概形品を整圧して精
密な所定寸法の成品を得るようにした交流発電機の回転
子鉄心の製造方法である。

【０００８】上記現行製法は、それまで行ってきた熱間
鍛造、冷間鍛造及び機械切削加工の組み合わせ技術によ
る交流発電機の回転子鉄心の製造方法（既存製法）の問
題点を解決したものである。

【０００９】改良点の一は、既存製法の工程の内、最初
に行われる素材を熱間鍛造により、成品に近似的な形状
である概形品に成形する工程にある。

【００１０】その工程は、概ね「所定体積の素材を熱間
鍛造により、完成品に近似的寸法である中央ボス部及び
その外周に連続する連結板部と、上記連結板部より突出
する若干短寸の複数の爪部とからなる概形品に成形」す
る工程であり、該概形品は、文字通り、概形品であるか
ら、その爪部は、この時点で既に連結板部となす角度は
９０度に成形されており、また該概形品を成形する型は
上記連結板部を成形する空間の外周付近で上型と下型と
に分割されているものであった。

【００１１】それ故、その成形動作時に、下型とこれに
載置された素材とに上型による下方への押圧力が加えら
れても、上記上型の下方への押圧力は、直ちには、９０
度に立ち上がった上記各爪部を成形する成形空間の上部
方向への素材の流れを生じさせることはなく、上記上型
と上記下型との間、即ち、連結板部の外周付近に一定以
上の鍛造バリを張り出させることになり、このことによ
り型の内圧を高めて上記各爪部を成形する成形空間の上
部までの素材の上向きの流れを確保するものであった。

【００１２】そのため、上記工程では、相当する鍛造バ
リの張り出しは、爪部の所定の長さまでの延びを確保す
るためには必然的なものであり、それ故、上記鍛造バリ
の分だけの素材の過剰体積分が不可欠であり、結果とし
て前記既存製法に於いては、過剰体積分の歩留まりの低
下は避けがたいものであった。

【００１３】前記現行製法では、上記歩留まりの問題点
を、最初の概形品を成形する工程で、連結板部より突出
する爪部を該連結板部との角度が４５度〜８０度になる
ように成形することとしたことにより、型の爪部を成形
する成形空間内への素材の流れを良好にし、型内圧の上
昇のために鍛造バリを生成させるという必要性をなくす
ることにより解決したものである。

【００１４】改良点の二は、得られた概形品を適正体積
に補正する工程にある。既存製法のこの工程は、概ね
「前記熱間鍛造で得られた概形品を徐冷し、次いでその
概形品の中央ボス部の両端面及び連結板部の外面部を切
削加工して適正体積に補正」する工程であり、この工程
は、一連の鍛造工程中に含まれる性格の異なる機械切削
加工の工程であり、このことにより全工程の自動化が困
難になるものでもある。

【００１５】現行製法では、この工程は、その前工程
を、既述のように、変更することにより、その精度を高
めて、これを省略したものである。

【００１６】現行製法は、以上のように、既存製法の歩
留まりの問題及び工程に性格の異なる機械切削加工が含
まれることによる問題を解決したものである。

【００１７】このような現行製法及び既存製法は、いず
れも界磁巻線を備えた回転子を構成するための回転子鉄
心の製造方法である。そこでこれらの回転子鉄心の製造
方法を前提として、永久磁石発電機用回転子鉄心、即
ち、既述のように、爪部の側部に永久磁石を係止するた
めの段差部を備えた回転子鉄心を製造することを検討し
た。

【００１８】その結果によれば、既存製法では、鍛造工
程で爪部の側部に永久磁石係止用の段差部を成形するこ
とは容易ではなく、切削加工等によりこれを形成せざる
を得ないとの結論に達した。即ち、この場合には、前記
のように、概形品を成形する際に、爪部を中央ボス部と
平行に、見方を変えれば、連結板部と９０度の状態に形
成しているため、その後の工程で、該爪部の側面に段差
部を形成しようとしても、それを可能とする型の構成も
困難になるためである。

【００１９】一方、現行製法は、既述のように、上記既
存製法の歩留まりの向上を図り、かつ性格の異なる工程
を省略して鍛造工程のみに限定することにより全自動化
を可能にするとの目的の下に改良がなされ、これを実現
したものであるが、この製法を改良することにより、性
格の異なる加工技術である切削加工等を利用することな
く、爪部の側部に永久磁石を係止するための段差部を形
成することの可能性を見出した。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、精度の高い
優れた加工技術である鍛造技術を利用することにより、
かつ他の切削加工等の機械加工技術を利用することな
く、爪部の側部に永久磁石係止用の段差部を備えた回転
子鉄心を製造する永久磁石交流発電機用回転子鉄心の製
造方法を提供することを解決の課題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定体積の素
材を、後記爪部成形用の成形空間が後記連結板部成形用
の成形空間の下面延長面上から４５度〜８０度の範囲の
角度で立ち上がっている内部形状の型を用いた鍛造によ
り、成品に対して近似的な寸法の中央ボス部及びその外
周に連続する連結板部と、上記連結板部より定角度間隔
で突出し、成品より若干短寸かつ上記連結板部の下面延
長面との間の角度が４５度〜８０度である複数の爪部と
からなる概形品に成形し、次いで上記工程で上記概形品
の連結板部の外周縁及び爪部の両側に生じた鍛造バリを
打ち抜き除去し、その後、上記概形品を、その中央ボス
部の上向き状態で、対応する面形状を有する下型内に配
置し、かつ該概形品に、上方から上型を押圧し、その各
対応する部位に構成した成形面で、該概形品の各爪部の
両側内面に永久磁石係止用の段差部を成形し、更にその
後、上記概形品を、その中央ボス部の下向き状態で、成
品形状に対応する成形面を備えた下型に配置し、かつ該
概形品に、上方から上型を作用させ、該上型の中央部に
垂下させたポンチ及び該下型中央部のダイで、該概形品
の中央ボス部に軸孔を打ち抜き、同時に該上型の各対応
する部位に構成した成形面で、爪部をしごき加工して延
伸しつつ連結板部と９０度の角度になるまで折曲すると
ともに、これによって該各爪部の両側内面の段差部を該
下型の爪部整形用の成形面に圧接して該段差部を整形
し、最後に上記概形品を成品形状の整形空間を備えた型
を用いて整圧し、精密な所定寸法の成品を得るようにし
た永久磁石交流発電機用回転子鉄心の製造方法である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、順次、概形品の成形工
程、鍛造バリの打ち抜き工程、爪部成形工程及び整圧工
程を行うことにより、永久磁石交流発電機用回転子鉄心
を製造する製造方法である。

【００２３】前記概形品の成形工程は、所定体積の素材
を所定の型で概形品に成形することにより行う。上記所
定体積の素材は、たとえば、丸鋼を所定寸法にプレス切
断することにより得ることができる。その後、該素材
を、図１(a)、(c)に示すように、爪部４ａ、４ａ…を成
形する成形空間ｘ、ｘ…と、連結板部３ａを成形する成
形空間ｙの下面の延長面ｚとの角度θが４５度〜８０度
の範囲である内部形状の型Ｍ１を用いて成品に近似的な
形状寸法の概形品に鍛造成形する。

【００２４】前記型Ｍ１は、詳しくは、内部の成形空間
の内、前記爪部４ａ、４ａ…成形用の成形空間ｘ、ｘ…
が前記連結板部３ａ成形用の成形空間ｙの下面延長面ｚ
に対して４５度〜８０度の範囲の角度θで立ち上がって
いる型であって、前記内部の成形空間を構成する面の
内、下面側、即ち、上向きの要素を持った面側を下型Ｍ
１ｂにより、上面側、即ち、下向きの要素を持った面側
を上型Ｍ１ａにより構成した型である。

【００２５】前記型Ｍ１による鍛造は熱間、温間又は冷
間のいずれによることも可能である。勿論、型Ｍ１の強
度とか、必要な圧力等をそれぞれに対応させるべきこと
は云うまでもない。

【００２６】また前記鍛造により得られる概形品は、詳
しくは、図１(c)に示すように、成品に近似的な寸法形
状である中央ボス部２ａ及びその一端から周方向に連続
する連結板部３ａと、上記連結板部３ａより突出し、成
品より若干短寸で、上記連結板部３ａの下面延長面ｚと
の間の角度θが４５度〜８０度である複数の爪部４ａ、
４ａ…とを備えたものである。それ故、この後、上記概
形品を成品にするために、該爪部４ａ、４ａ…を折曲す
る角度は１０度〜４５度ということになる。

【００２７】前記角度θは実験的・経験的に定められた
もので、下型Ｍ１ｂに載置した素材を上型Ｍ１ａで押圧
すると、上記角度θのために、及び上型Ｍ１ａと下型Ｍ
１ｂとを上記のように分割したために、上記素材は、型
Ｍ１の爪部４ａ、４ａ…を成形する成形空間ｘ、ｘ…へ
の流れ込みが極めて良好になる。より具体的には、前記
構成の結果、押圧時に、素材の流れ方向が良好となり、
かつ成形空間以外の上型Ｍ１ａと下型Ｍ１ｂの間のよう
な素材の逃げ場所がなくなっていることである。なお該
角度θを前記範囲の角度以外の角度に設定した場合には
以上のような作用は得られない。

【００２８】前記鍛造バリの打ち抜き工程は、以上の概
形品の成形工程に引き続いて、図１(b)に示すように、
該概形品の成形工程で生じた連結板部３ａ及び爪部４
ａ、４ａ…の周囲に薄く生じた鍛造バリ９を打ち抜き除
去する工程である。

【００２９】前記爪部成形工程は詳細には二工程で行
う。図２(a)に示すように、その第一工程は、前記概形
品の中央ボス部２ａの突出側と反対側の形状に概ね対応
した面形状の下型Ｍ２ｂと、該下型Ｍ２ｂに中央ボス部
２ａを上向きに配した場合に、その各爪部４ａ、４ａ…
の両側内面に対面する面に永久磁石係止用の段差部４ａ
１、４ａ１を成形するための成形面Ｆ１、Ｆ１…を構成
した上型Ｍ２ａとで構成した型Ｍ２を用いて行う。

【００３０】該第一工程は、前記概形品を、図２(a)に
示すように、その中央ボス部２ａの上向き状態で、前記
下型Ｍ２ｂ内に配置し、かつ該概形品に、上方から前記
上型Ｍ２ａを押圧し、その各対応する部位に構成した成
形面Ｆ１、Ｆ１…で、図２(b)、(c)に示すように、該概
形品の各爪部４ａ、４ａ…の両側内面にそれぞれ永久磁
石係止用の段差部を４ａ１、４ａ１を成形する。

【００３１】この工程で、爪部４ａ、４ａ…に、素材の
スムーズな流れを生じさせる合理的な加圧方向の加圧に
より、容易に永久磁石係止用の段差部４ａ１、４ａ１を
成形することができる。

【００３２】前記爪部成形工程の第二工程は、図３
(a)、(b)に示すように、中央部に垂下するポンチｐと、
外周部内面に構成した爪部４ａ、４ａ…のしごき加工及
び折曲加工用の成形面とを備えた上型Ｍ３ａ、並びに中
央ボス部を下向き状態とした成品形状に対応する成形面
を備え、かつ中央に前記ポンチｐに対応するダイｄを備
えた下型Ｍ３ｂで構成した型Ｍ３を用いて行う。なお該
下型Ｍ３ｂの成形面の内、外周部に位置するそれには、
前記概形品の各爪部４ａ、４ａ…の両側内面の段差部４
ａ１、４ａ１を整形する整形面Ｆ２、Ｆ２…が構成され
ている。

【００３３】該第二工程は、図３(a)に示すように、前
記型Ｍ３の下型Ｍ３ｂに、段差部４ａ１、４ａ１…を成
形した前記概形品を、その中央ボス部２ａを下向き状態
にして配置し、かつ該概形品に、図３(b)に示すよう
に、上方から上型Ｍ３ａを作用させ、該上型Ｍ３ａのポ
ンチｐ及び該下型Ｍ３ｂの中央部のダイｄで該概形品の
中央ボス部２ａに軸孔を打ち抜き、同時に該上型Ｍ３ａ
の各対応する部位の成形面で、その各爪部４ａ、４ａ…
をしごき加工して延伸しつつ連結板部３ａと９０度の角
度になるまで折曲し、これによって該各爪部４ａ、４ａ
…の両側内面の段差部４ａ１、４ａ１を該下型Ｍ３ｂの
爪部整形用の整形面Ｆ２、Ｆ２…に圧接して整形する。

【００３４】この工程も加圧方向が、合理的かつ自然で
あるため、爪部４ａ、４ａ…のしごき延伸及び折曲が良
好に行われ、かつその段差部４ａ１、４ａ１の整圧も良
好に行われることとなる。

【００３５】なお上記段差部４ａ１、４ａ１は、より詳
しく述べると、各爪部４ａの両側内面、即ち、各爪部４
ａの中央ボス部２ａに面する側の面を切り欠いた状態に
することで構成するものである。この段差部４ａ１、４
ａ１は、また、見方によっては、各爪部４ａの両側外面
側を鍔片が張り出した状態に成形することにより構成す
るものであると云うこともできる。

【００３６】この後は、前記整圧工程を行う。前記整圧
工程は、以上の爪部形成工程で得られた概形品を整圧し
て精密な所定寸法の成品を得るようにするものである。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例を図面を参照
しながら詳細に説明する。図４〜図１５は実施例の工程
を順次示したものである。

【００３８】まず初めに、図４に示すように、丸鋼を所
定寸法にプレス切断し、所定体積の素材１を形成する。
該素材１の体積は、材料ロスをできるだけ少なくするこ
と及び後工程を容易にするためにできるだけ正確にする
ことが好ましい。また使用される丸鋼は、種々あり得る
が、一般的には低炭素品で交流発電機の回転子鉄心とし
て適切な磁性材料とする。

【００３９】次に、上記素材１を加熱し、これを、図５
に示すように、内部空間の内、爪部４ａ、４ａ…を成形
する成形空間ｘ、ｘ…と連結板部３ａを成形する成形空
間ｙの下面の延長面１０との角度αが７０度である空間
形状の型ｍ１を用いて成品に近似的な概形品に鍛造成形
する。内部空間の内、他の部分の形状は、後述する形状
の概形品を成形するために適したものであることは云う
までもない。また上記型ｍ１は、上記内部空間を構成す
る面のうち下面側、即ち、上向きの要素を持った面側を
下型ｍ１ｂにより、上面側、即ち、下向きの要素を持っ
た面側を上型ｍ１ａにより構成したものである。

【００４０】図６(a)、(b)は、以上の熱間鍛造によって
成形された概形品を示している。即ち、上記概形品は、
成品に近似的な寸法形状のボス部２ａ及び連結板部３ａ
と、成品に比較して若干短寸で、上記連結板部３ａの下
面の延長面１０との角度αが７０度に成形された爪部４
ａ、４ａ…とからなるように成形されたものである。

【００４１】上記のように、型ｍ１を前記の部位で上型
ｍ１ａと下型ｍ１ｂとに分割し、前記角度αを７０度に
定めたので、鍛造成形時に、前記素材１は、爪部４ａ、
４ａ…を成形する成形空間ｘ、ｘ…への流れがきわめて
良好になったものである。これは素材１の流れの方向が
適切になったこと及び素材１の逃げ場所がなくなったこ
とに起因するものと考えられる。

【００４２】それ故、この結果、素材１の流れを良好に
するために、特別に型内圧の上昇を図るという必要性は
なくなり、そのための手段である大きな鍛造バリの生成
というようなことは不要となった。こうして前記素材１
は、その体積について、前記のような大きな鍛造バリ生
成のための過剰体積分を考慮する必要がなくなり、成品
体積より僅かに大きい程度のものにすれば良いことにな
る。

【００４３】なお前記ボス部２ａには、この工程ではま
だ軸孔は形成されない。またこの工程では、図６(a)、
(b)に示すように、前記素材１の若干の過剰体積分が薄
い鍛造バリ９となって連結板部３ａ及び爪部４ａ、４ａ
…の周囲に生成する。

【００４４】そこで次の工程では、直ちに、上記概形品
の鍛造バリ９を除去する。これは、プレス装置を使用
し、かつ打ち抜き型を用いた打ち抜き法によって行われ
る。一般的な技法である。図７(a)、(b)は打ち抜き後の
概形品の姿を示している。

【００４５】以上の打ち抜き工程の後、徐冷する。この
徐冷は、熱間鍛造の工程の後、成形された概形品を自然
に冷却するまで放置することで行われ得る。そしてこの
徐冷は、特別な焼鈍工程を経ることなく焼鈍効果を与え
るものであって、後の工程に好ましい効果を与える。

【００４６】前記徐冷の後、まず型ｍ２を用いて、前記
概形品の爪部４ａ、４ａ…の両側内面に永久磁石係止用
の段差部４ａ１、４ａ１を成形する。

【００４７】上記型ｍ２は、図８(a)、(b)に示すよう
に、前記概形品の中央ボス部２ａの突出側と反対側の形
状に概ね対応した面形状の下型ｍ２ｂと、該下型ｍ２ｂ
に中央ボス部２ａを上向きに配した場合に、その各爪部
４ａ、４ａ…の両側内面に対面する面に永久磁石係止用
の段差部４ａ１、４ａ１を成形するための成形用の段差
部ｆ１を構成した上型ｍ２ａとで構成したものである。

【００４８】上記段差部４ａ１、４ａ１を成形するため
の上型ｍ２ａの成形用の段差部ｆ１は、より詳しく述べ
ると、図８(c)に示すように、各爪部４ａ、４ａ…の嵌
入する成形空間を構成する面ｆ１ａと、その両側に位置
し、下型ｍ２ｂの内面と所定の隙間をあけて対面する面
ｆ１ｂ、ｆ１ｂとからなるものである。

【００４９】しかして該型ｍ２を用いた前記概形品の爪
部４ａ、４ａ…の両側内面への永久磁石係止用の段差部
４ａ１、４ａ１の成形工程は、次のように行う。まず前
記概形品を、図８(a)に示すように、その中央ボス部２
ａを上向きにした状態で前記下型ｍ２ｂ内に配置する。
該下型ｍ２ｂは、既述のように、該概形品の下面側に対
応する面形状に構成してあるので、該概形品は、上記状
態で、確実に位置決めされ、安定した状態で配置され
る。この後、図８(b)に示すように、その概形品に、上
方から前記上型ｍ２ａを押圧し、その各対応する部位に
構成した成形用の段差部ｆ１で、該概形品の各爪部４
ａ、４ａ…の両側内面にそれぞれ永久磁石係止用の段差
部を４ａ１、４ａ１を成形する。図９(a)、(b)はこの工
程で段差部４ａ１、４ａ１の成形された概形品を示して
いる。

【００５０】以上のように、この工程では、前記上型ｍ
２ａの下降押圧動作によって、該爪部４ａ、４ａ…の両
側内面に該上型ｍ２ａの爪部成形用の段差部ｆ１を圧接
させてその両側内面に永久磁石係止用の段差部４ａ１、
４ａ１を成形する。より詳細には、該上型ｍ２ａが下降
動作すると、図８(c)に示すように、前記面ｆ１ａ、ｆ
１ａ…が構成する各成形空間に各爪部４ａ、４ａ…が嵌
入しつつ押圧されるため、該各爪部４ａ、４ａ…の予定
過剰体積分が、前記面ｆ１ａの両側、即ち、爪部成形空
間の両側の面ｆ１ｂ、ｆ１ｂと、これらに対面する下型
ｍ２ｂの内面との間に流動し、該各爪部４ａ、４ａ…の
両側外面側に鍔状の張り出し部を作り出すこととなる。
なおこの鍔状の張り出し部の内面と爪部４ａの内面との
間の段差が前記永久磁石係止用の段差部４ａ１となるも
のである。

【００５１】それ故、この工程では、該爪部４ａ、４ａ
…をその内面に対して概ね３０度の方向（上方）から連
結板部３ａの方向（下方）に向かって上型ｍ２ａの成形
用の段差部ｆ１で押圧して該段差部４ａ１、４ａ１を成
形するものであり、素材の自然な流れが得られる。した
がって少ない加圧力で正確に成形することができるもの
である。

【００５２】次に、型ｍ３を用いて、概形品の中央ボス
部２ａの軸孔２ｂの打ち抜き、爪部４ａ、４ａ…のしご
き延伸、折曲及びその両側内面の段差部４ａ１、４ａ１
の整形を行う。

【００５３】上記型ｍ３は、図１０(a)、(b)に示すよう
に、上型ｍ３ａと下型ｍ３ｂとで構成する。上記上型ｍ
３ａは、同図に示すように、中央部に垂下するポンチｐ
と、外周部内面に構成した爪部４ａ、４ａ…のしごき加
工及び折曲加工用の成形面（全体として円筒の内面状）
とを備えたものである。また下型ｍ３ｂは、同図に示す
ように、下向き状態の中央ボス部２ａに対応する成形空
間を備え、かつ該成形空間の中央下部に前記ポンチｐに
対応する孔を備えたダイｄを有し、更に外周側には、爪
部４ａ、４ａ…の両側内面の段差部４ａ１、４ａ１をよ
り正確な段差部４ｂ、４ｂに整形する、反転形状の整形
用段差部ｆ２を備えたものである。

【００５４】上記下型ｍ３ｂに構成する整形用の段差部
ｆ２は、より詳しく述べると、図１０(c)に示すよう
に、各爪部４ａ、４ａ…の嵌入する整形空間を構成する
面ｆ２ａと、その両側に位置し、上型ｍ３ａの内面と所
定の隙間をあけて対面する面ｆ２ｂ、ｆ２ｂとからなる
ものである。

【００５５】したがってこの型ｍ３を用いた工程は、図
１０(a)に示すように、該型ｍ３の下型ｍ３ｂに、段差
部４ａ１、４ａ１…を成形した前記概形品を、その中央
ボス部２ａを下向き状態にして配置し、かつ該概形品
に、図１０(b)に示すように、上方から上型ｍ３ａを作
用させ、該上型ｍ３ａのポンチｐ及び該下型ｍ３ｂの中
央部のダイｄで該概形品の中央ボス部２ａに軸孔２ｂを
打ち抜き、同時に該上型ｍ３ａの各対応する部位の成形
面で、その各爪部４ａ、４ａ…をしごき加工して延伸し
つつ連結板部３ａと９０度の角度になるまで折曲し、こ
れによって該各爪部４ａ、４ａ…の両側内面の段差部４
ａ１、４ａ１を該下型ｍ３ｂの爪部整形用の段差部ｆ２
に圧接して段差部４ｂ、４ｂに整形する。

【００５６】上記工程に於いて、上型ｍ３ａを下降動作
させると、まず初めにその中心のポンチｐの下端が該概
形品の中央ボス部２ａの中心に当接し、これを抑えた状
態になり、その直後に上型ｍ３ａの外周側成形面が該概
形品の爪部４ａ、４ａ…に当接して同様に該概形品を抑
える状態になる。それ故、ポンチｐと上型ｍ３ａ外周側
成形面との双方による概形品の抑え作用により、安定し
た状態で、該ポンチｐ及びダイｄによる軸孔２ｂの打ち
抜き、並びに該上型ｍ３ａ外周側成形面及び下型ｍ３ｂ
外面側の段差部ｆ２による爪部４ａ、４ａ…のしごき延
伸、折曲及び段差部４ｂ、４ｂ…の整形が良好に行われ
ることとなる。

【００５７】以上の工程に於ける段差部４ａ１、４ａ１
の整形は、より詳細には、前記上型ｍ３ａが下降動作
し、爪部４ａ、４ａ…のしごき延伸及び折曲が行われる
と、図１０(c)に示すように、該上型ｍ３ａの外周側か
ら内側への押圧動作により、前記面ｆ２ａ、ｆ２ａ…が
構成する各整形空間に各爪部４ａ、４ａ…が圧嵌入さ
れ、かつ該各爪部４ａ、４ａ…の両側の鍔状張り出し部
の内面が該成形空間の両側の面ｆ２ｂ、ｆ２ｂに圧接さ
れ、外側に位置する上型ｍ３ａとの間で整形されること
となるものである。

【００５８】以上のように、各爪部４ａ、４ａ…の段差
部４ａ１、４ａ１の整形は、該各爪部４ａ、４ａ…及び
その両側の鍔状の張り出し部が、最終的には、下型ｍ３
ｂの整形用の段差部ｆ２、ｆ２…に概ね直角に圧接され
ることとなるものであり、このようにその加圧方向が合
理的であるため、その段差部４ｂ、４ｂ…への整形は良
好に行われることとなる。

【００５９】こうして図１１(a)、(b)及び図１２に示
す、概形品が得られる。これは成品に極めて近似的なも
のである。

【００６０】以上の後、得られた概形品を、図１３に示
すように、型ｍ４を用いて、整圧する。該型ｍ４は、精
密な所定寸法形状の成品に内形を対応させた上型ｍ４ａ
及び下型ｍ４ｂで構成したものであり、これは、該下型
ｍ４ｂに該概形品を下向きにセットし、上型ｍ４ａを下
降させて整形圧縮することで行うものである。

【００６１】以上の整圧によって、図１４(a)、(b)に示
すように、僅かに残っている過剰体積分が鍛造バリ１１
として、連結板部３ａの周囲に張り出すこととなる。こ
の鍛造バリ１１は、引き続いてプレス機械を用いた打ち
抜き工程によって除去する。こうして、図１５(a)、(b)
に示すように、精密な所定寸法の成品を得ることができ
る。

【００６２】

【発明の効果】したがって本発明によれば、爪部の両側
部に永久磁石を係止するための段差部を備えた回転子鉄
心、即ち、永久磁石発電機用回転子鉄心を、その工程中
に性格の異なる機械切削加工の工程を含むことのない、
鍛造技術のみでの工程で、容易に製造することができる
こととなったものである。

【００６３】特に、永久磁石を係止するための爪部両側
の段差部を、爪部が連結板部との間の角度が４５〜８０
度の状態にある段階で、その上面側から押圧する型で成
形し、引き続く、爪部の延伸・折曲工程で、該段差部を
整形することとしたため、極めて容易に正確な段差部を
構成することができることとなったものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a)は素材から概形品を成形するために用いる
型の概要を示した断面概略説明図。(b)は上記型で成形
され、かつ鍛造バリが除去されていない概形品の概略平
面説明図。(c)は上記型で成形され、鍛造バリが除去さ
れた概形品をその中心を通過させて両側の爪部間で断面
した概略断面説明図。

【図２】(a)は鍛造バリを除去した概形品をその下型に
セットし、その上型を下降させて、爪部の両側内面に永
久磁石係止用の段差部を成形しようとしている型の断面
概略説明図。(b)は上記型で爪部に永久磁石係止用の段
差部を成形した状態の概形品の平面説明図。(c)は、(b)
のＶ−Ｖ線断面説明図。

【図３】(a)は爪部に段差部を成形した概形品をその下
型にセットし、その上型を下降させて、軸孔をあけ、か
つ爪部を連結板部に対して９０度に折曲し、加えて該爪
部の両側内面の段差部を整形しようとしている型の断面
概略説明図。(b)は下型にセットした、爪部に段差部を
成形した概形品を、上型を下降させて軸孔をあけ、かつ
爪部を連結板部に対して９０度に折曲し、加えて該爪部
の両側内面の段差部を整形した状態を示した型の断面概
略説明図。

【図４】プレス切断された素材を示した概略斜視図。

【図５】素材から概形品を成形するために用いる型の概
要を示した断面概略説明図。

【図６】(a)は上記型で成形された概形品をその中心を
通過させて両側の爪部間で断面した概略断面説明図。
(b)は上記型で成形された概形品の概略平面説明図。

【図７】(a)は鍛造バリを打ち抜き除去した概形品をそ
の中心を通過させて両側の爪部間で断面した概略断面説
明図。(b)は鍛造バリを打ち抜き除去した概形品の概略
平面説明図。

【図８】(a)は鍛造バリを除去した概形品をその下型に
セットし、その上型を下降させて、爪部の両側内面に永
久磁石係止用の段差部を成形しようとしている型の断面
概略説明図。(b)は下型にセットした鍛造バリを除去し
た概形品上に、上型を下降させ、爪部の両側内面に永久
磁石係止用の段差部を成形した状態を示した型の断面概
略説明図。(c)は、(b)のＵ−Ｕ線断面説明図。

【図９】(a)は上記型で爪部に永久磁石係止用の段差部
を成形した状態の概形品の平面説明図。(b)は、(a)のＷ
−Ｗ線断面説明図。

【図１０】(a)は爪部に段差部を成形した概形品をその
下型にセットし、その上型を下降させて軸孔をあけ、か
つ爪部を連結板部に対して９０度に折曲し、加えて該爪
部の両側内面の段差部を整形しようとしている型の断面
概略説明図。(b)は下型にセットした、爪部に段差部を
成形した概形品を、上型を下降させて軸孔をあけ、かつ
爪部を連結板部に対して９０度に折曲し、加えて該爪部
の両側内面の段差部を整形した状態を示した型の断面概
略説明図。(c)は、(b)のＴ−Ｔ線断面説明図。

【図１１】(a)は上記型で軸孔をあけ、爪部を加工した
状態の概形品をその中心を通過させて両側の爪部間で断
面した概略断面説明図。(b)は上記型で軸孔をあけ、爪
部を加工した状態の概形品の平面説明図。

【図１２】図１１(b)のＡ部の拡大図。

【図１３】軸孔をあけ、爪部を加工した状態の概形品を
整圧するための型で該概形品を整圧した状態を示した概
略断面説明図。

【図１４】(a)は整圧した概形品をその中心を通過させ
て両側の爪部間で断面した概略断面説明図。(b)は整圧
した概形品の平面説明図。

【図１５】(a)は完成品の回転子鉄心をその中心を通過
させて両側の爪部間で断面した概略断面説明図。(b)は
完成品の回転子鉄心の平面説明図。

【符号の説明】

１ 素材 ２ａ 中央ボス部 ２ｂ 軸孔 ３ａ 連結板部 ４ 成品の爪部 ４ａ 爪部 ４ａ１ 段差部 ４ｂ 段差部 ９ 鍛造バリ １０ 連結板部の下面の延長面 １１ 鍛造バリ Ｍ１ 型 Ｍ１ａ 上型 Ｍ１ｂ 下型 Ｍ２ 型 Ｍ２ａ 上型 Ｍ２ｂ 下型 Ｍ３ 型 Ｍ３ａ 上型 Ｍ３ｂ 下型 ｍ１ 型 ｍ１ａ 上型 ｍ１ｂ 下型 ｍ２ 型 ｍ２ａ 上型 ｍ２ｂ 下型 ｍ３ 型 ｍ３ａ 上型 ｍ３ｂ 下型 ｍ４ 型 ｍ４ａ 上型 ｍ４ｂ 下型 ｄ ダイ Ｆ１ 成形面 Ｆ２ 整形面 ｆ１ 成形用の段差部 ｆ２ 整形用の段差部 ｐ ポンチ ｘ 爪部成形用の成形空間 ｙ 連結板部成形用の成形空間 ｚ 連結板部成形用の成形空間の下面延長面 θ 連結板部成形用の成形空間の下面延長面と爪部成
形用の成形空間との角度 α 爪部を成形する成形空間と連結板部を成形する成形
空間の下面の延長面との角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/04 Ｈ０２Ｋ 21/04 (72)発明者 加藤 克美 茨城県日立市多賀町１丁目18番３号 株式 会社加藤鐵工所内 (72)発明者 吉沢 雅春 茨城県日立市多賀町１丁目18番３号 株式 会社加藤鐵工所内 Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AB08 AE02 AE07 5H615 BB02 BB05 BB14 PP04 PP07 PP10 SS03 SS04 SS13 SS24 5H619 AA06 AA07 BB02 BB18 PP02 PP05 PP12 5H621 BB07 HH01 JK04 JK05 JK08 5H622 CA02 CA10 CB05 PP10 PP12 PP17

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定体積の素材を、後記爪部成形用の成
   形空間が後記連結板部成形用の成形空間の下面延長面上
   から４５度〜８０度の範囲の角度で立ち上がっている内
   部形状の型を用いた鍛造により、成品に対して近似的な
   寸法の中央ボス部及びその外周に連続する連結板部と、
   上記連結板部より定角度間隔で突出し、成品より若干短
   寸かつ上記連結板部の下面延長面との間の角度が４５度
   〜８０度である複数の爪部とからなる概形品に成形し、 次いで上記工程で上記概形品の連結板部の外周縁及び爪
   部の両側に生じた鍛造バリを打ち抜き除去し、 その後、上記概形品を、その中央ボス部の上向き状態
   で、対応する面形状を有する下型内に配置し、かつ該概
   形品に、上方から上型を押圧し、その各対応する部位に
   構成した成形面で、該概形品の各爪部の両側内面に永久
   磁石係止用の段差部を成形し、 更にその後、上記概形品を、その中央ボス部の下向き状
   態で、成品形状に対応する成形面を備えた下型に配置
   し、かつ該概形品に、上方から上型を作用させ、該上型
   の中央部に垂下させたポンチ及び該下型中央部のダイ
   で、該概形品の中央ボス部に軸孔を打ち抜き、同時に該
   上型の各対応する部位に構成した成形面で、爪部をしご
   き加工して延伸しつつ連結板部と９０度の角度になるま
   で折曲するとともに、これによって該各爪部の両側内面
   の段差部を該下型の爪部整形用の成形面に圧接して該段
   差部を整形し、 最後に上記概形品を成品形状の整形空間を備えた型を用
   いて整圧し、精密な所定寸法の成品を得るようにした永
   久磁石交流発電機用回転子鉄心の製造方法。