JP2006158066A - 積層鉄心及びその製造方法及び金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スロット孔部におけるばりの影響を無くして、コイル巻き線の確実性、安全性を確保する。
【解決手段】 絶縁シート片５のスロット孔部５ａの大きさを、コア片４のスロット孔部４ａの大きさよりも小さく形成して組み合わせ、スロット孔部４ａにコイルを巻き線する際において、コイルがこの絶縁シート片５のはみ出し部分をスロット孔部４ａの内側に折り曲げるように変形させ、仮にコア片４のスロット孔部４ａにばりが発生していても、絶縁シート片５のはみ出し部分を被せてしまうので、コイルはばりに直接接触せず、巻線作業を確実にかつ安全に行い得る。
【選択図】図２

Description

本発明は、コア片のスロット孔部間にコイルを巻回する方式の電動機用の積層鉄心及びその製造方法及び金型装置に関するものである。

電動機用積層鉄心のコア片は、通常では順送り金型により製造することが多いが、パンチにより打ち抜いたコア片をダイの中へ抜き込んでゆくため、コア片の抜き端部、特にスロット孔部にばりが発生して、このばりがスロット孔部へのコイル巻き線作業時にコイルに損傷等を与えることがある。

このために、特許文献１〜３において開示の方法では発生したばりを潰したり、特許文献４のように通常とは逆方向からコア片を打ち抜くことによって発生するばり同士を潰し合ったり、或いは打ち抜き積層後にバレル加工などによりばりを除去している。

特開平４−３３１４４４号公報 特開平５−３８１０６号公報 特開平６−１４１５１６号公報 特開平８−２５０３２０号公報

前述のようなばり対策手段においては、何れも発生したばりを潰して、巻線作業時にばりによりコイルを破損しないような工夫をしている。しかし、このばり除去のためのバレル加工や絶縁処理等の工程が多くなり、コストアップ要因が多くなる。

また従来では、このようなばり除去をした後に、更に接着剤等の絶縁材料をコア片の面に塗布或いはコーティングするなど、工程が複雑となる。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ばりの影響を無くし、コイル巻線を容易にする積層鉄心及びその製造方法及び金型装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る積層鉄心の技術的特徴は、下方に向けてパンチを作動して所定形状に打ち抜いた薄鋼板製のコア片をダイ中に積層して成る積層体の少なくとも最下層に、前記コア片とほぼ同形状の絶縁シート片を装着し、該絶縁シート片のスロット孔部は、前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって、前記コア片のスロット孔部の大きさよりも小さくしたことにある。

また、本発明に係る積層鉄心の技術的特徴は、所定形状に打ち抜いた薄鋼板製のコア片から成る積層体の前記コア片の所定枚数の積層毎に、前記コア片とほぼ同形状の絶縁シート片を挟み込み、該絶縁シート片のスロット孔部は、前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって、前記コア片のスロット孔部の大きさよりも小さくしたことにある。

更に、本発明に係る積層鉄心の製造方法の技術的特徴は、順送り金型又は総抜き金型を用いて積層鉄心を製造する場合に、薄鋼板材料から所定のコア片を第１の加工列により打ち抜き形成するコア片打抜工程と、絶縁シート材料から前記コア片とほぼ同形状で、スロット孔部の大きさが前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって前記コア片のスロット孔部の大きさよりも小さく形成する絶縁シート片を第２の加工列により打ち抜き形成する絶縁シート片打抜工程と、前記絶縁シート片を前記積層鉄心の外層に装着及び（又は）内層に挟み込む積層工程とを有することにある。

本発明に係る積層鉄心の金型装置の技術的特徴は、薄鋼板材料から所定のコア片を打ち抜き形成する第１の加工列と、該第１の加工列に平行に絶縁シート材料から前記コア片とほぼ同形状とし、前記第１の加工列で打ち抜いた前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって前記コア片のスロット孔部の大きさよりもスロット孔部を小さくする絶縁シート片を打ち抜く第２の加工列とを設け、所定枚数の前記コア片毎に前記絶縁シート片を積層するために、前記第１の加工列の外形打ち抜きダイを前記第２の加工列との間を相互に往復するように構成したことにある。

本発明に係る積層鉄心及びその製造方法及び金型装置によれば、絶縁シート片のスロット孔部の大きさをコア片のスロット孔部の大きさよりも小さく形成して組み合わせるので、スロット孔部にコイルを巻き線する際において、コイルがこの絶縁シート片のはみ出し部分をスロット孔部の内側に折り曲げるように変形させ、仮にコア片のスロット孔部にばりが発生していても、この絶縁シート片のはみ出し部分によりばりを被せてしまうので、コイルはばりに直接接触せず、巻線作業を確実にかつ安全に行うことができる。

また、コア片は所定枚数の積層毎に絶縁シート片を挟み込んで積層すれば、層間の絶縁性をより向上でき、積層鉄心としての電気性能の向上が図れる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は多数枚のコア片を積層した積層鉄心１の斜視図であり、この積層鉄心１は所謂オープンスロットタイプであり、中心に軸孔２を有し、その周囲に複数個のスロット孔部３が形成された略円筒形状であり、複数枚のコア片４の積層毎に絶縁シート片５が挟み込まれ、最下層と最上層には絶縁シート片５が装着されている。

なお、コア片４のスロット孔部３をパンチにより上方から打ち抜くと、バリは下方に向けて発生するので、絶縁シート片５は少なくとも最下層に装着することが好ましい。

また、図２はスロット孔部の断面図を示し、積層鉄心１の最上層、最下層及び内層の複数枚のコア片４ごとに絶縁シート片５が挟み込まれている。絶縁シート片５のスロット孔部５ａはコア片４のスロット孔部４ａとほぼ同形状とされ、スロット孔部５ａの大きさは、コア片４のスロット孔部４ａの大きさよりも小さく形成され、コア片４のスロット孔部４ａよりも内側に絶縁シート片５がはみ出している。

このため、この積層鉄心１のスロット孔部３にコイルを巻き線をする場合に、コイルにより絶縁シート片５のスロット孔部５ａのはみ出し部分が内側に折れ曲がるので、絶縁シート片５に覆われたコア片４のスロット孔部４ａにばりが生じていても、その影響を受けずにスロット孔部３間に巻き線を行うことができ、コイルに損傷を与えることがなく、後に至ってもコイル断線等の虞れをなくすことができる。

また、コア片４の１枚毎に絶縁シート片５を挟み込んで積層することも可能であり、これにより絶縁特性が向上するので、積層鉄心１としての電気的特性の向上が図れる。この絶縁シート片５の挾み込み方は種々考えられ、積層枚数の半分毎にとか１／３毎に挾むこともできる。

図３は上述の積層鉄心１を製造するための所謂順送り金型装置１０の側面図、図４は平面図を示し、この金型装置１０にはその長手方向と平行に第１、第２の２列の加工列１１、１２が所定の間隔で設置されている。第１の加工列１１は長尺の電磁鋼板のフープ材Ｆから、例えば厚み０．５ｍｍのコア片４を製造するための加工列であり、第２の加工列１２は例えば厚み０．０２ｍｍ程度のポリカーボネイト等の合成樹脂シートＳから絶縁シート片５を製造するための加工列であり、絶縁シート片５をコア片４のスロット孔部４ａ以外はコア片４とほぼ同形状に加工するためのものである。

図３、図４の（ａ）〜（ｆ）はコア片４、絶縁シート片５の加工工程を示しており、（ａ）パイロット孔加工、（ｂ）かしめ結合用貫通孔加工、（ｃ）軸孔加工、（ｄ）スロット孔部加工、（ｅ）かしめ結合用突起加工、（ｆ）外形抜き加工の工程とされている。

コア片製造用のフープ材Ｆは所定量ずつ間欠送りされ、（ａ）のパイロット孔加工では、フープ材Ｆの所定位置に以降の工程における位置決めを行うためのパイロット孔４ｂを打ち抜く。

（ｂ）のかしめ結合用貫通孔加工では、最初の１枚目のコア片４に小径の複数の貫通孔４ｃを打ち抜き加工により形成する。

（ｃ）の軸孔加工では、コア片４の軸孔４ｄを打ち抜く。

（ｄ）のスロット孔加工では、コア片４のスロット孔部４ａを打ち抜く。

（ｅ）のかしめ結合用突起加工では、２枚目以降のコア片４に１枚目の貫通孔４ｃと同位置に凹凸部４ｅを形成する。

（ｆ）の外径打ち抜き加工では、コア片４の外径全体を打ち落し、重合するコア片４同士を凹凸部４ｅによりかしめて積層ダイ１３内に積層する。

なお、絶縁シート片５についても、コア片４とほぼ同様の工程で加工がなされる。

この実施例１では、（ｆ）の外径打ち抜き加工では、図５に示すように金型には２個の外形打ち抜き回転積層ダイ１３が回転可能に構成されており、１８０゜離れた位置に第１の加工列１１と第２の加工列１２の外形打ち抜きパンチ１４、１５に見合うように配置されており、２個の積層ダイ１３を第１の加工列１１と第２の加工列１２との間を、１８０゜回転して切換えるようにされている。

先ず、打ち抜き回転積層ダイ１３が第１の加工列１１のパンチ１４と噛み合ってコア片４を打ち抜き積層する場合には、フープ材Ｆを間欠送りしながらパンチ１４に連動して、コア片４を積層ダイ１３内に積層する。次に１８０°回転し、絶縁シート片５をパンチ１５により積層ダイ１３内に抜き込む。

絶縁シート片５を抜き込んだ後に、再び積層ダイ１３を第１の加工列１１側に１８０°回転移動し、今度は所定枚数のコア片４の外形が打ち抜かれ、所定の枚数が抜き込まれると、また積層ダイ１３が第２の加工列１２側に１８０゜回転移動してゆき、最上層の絶縁シート片５が抜き込むことで完了し、積層鉄心１が製品として金型の下方から外部に搬出される。このようにして、所定の積層鉄心１を順送り装置を用いて、自動的に製造することができる。

第１の加工列１１と第２の加工列１２の間の回転移動は、図５に示すように、例えば回転積層ダイ１３の金型の周囲に歯車１６を設けて、チェーンやタイミングベルト１７を介してモータ等の駆動手段１８により回転させたり、インデックスユニットを介在させて、図示しないプレスラムの上下動に同期させて、上昇中に回転するように構成してもよい。

なお、コア片４の積層状態の固定はかしめ結合としているが、例えば積層鉄心１の両面に絶縁シート片５を配置する場合には、最初に積層される絶縁シート片５のかしめ部として貫通孔５ｃを形成し、所謂計量コアとして扱うことで、続いて積層されるコア片４の凹凸部４ｅがかしめ突起となるので、第１の加工列１１での計量コア用貫通孔４ｃを形成する工程を省略することができる。

なお、コア片４同士をかしめによる結合手段について説明したが、それに限定されることはなく、従来から行われているレーザー溶接や、接着等の方法を採用することも可能である。

また、絶縁シート片５とその上下に重合するコア片４とは、従来からのかしめ結合による方法や、また材質によっては溶接も可能であり、更に接着によることもできる。特に、接着剤を用いて接着する場合には、ディスペンサ等を利用して金型内で接着したり、また絶縁シート片５そのものを加熱溶融することで、コア片４に接着することも可能であり、この点は別段限定されるものではない。

図６は実施例２の金型の断面図を示し、コア片４と絶縁シート片５を一体化する場合に、（ｆ）の外径打ち抜き工程における金型の打ち抜き積層ダイ２１の切換えが、第１の加工列１１と第２の加工列１２との間を直線的に移動するように構成されている。

実施例１では、２つのダイ１３を交互に切換えていたのに対し、１個の積層ダイ２１が第１の加工列１１と第２の加工列１２の間を、制御弁２２により制御される流体シリンダ等の駆動手段２３によって交互に移動するように構成されている。つまり、所定枚数のコア片４を打ち抜き積層した後に、積層ダイ２１を第２の加工列１２側に移動させて絶縁シート片５を抜き込む。

このとき、第１の加工列１１側のパンチ１４は、従来から知られているような図７に示すように流体シリンダ等の駆動手段２４によって駆動されるカム機構２５により先端を後退させて、打ち抜き位置から待機位置に移動させておく。絶縁シート片５を抜き込んだ後に、積層ダイ２１が第１の加工列１１に移動復帰したところで、再びカム機構２５を作動させてパンチ１４を打ち抜き位置に戻し、打ち抜き加工が行われる。

同様の動きは、絶縁シート打ち抜き用パンチ１５においても行われる。即ち、コア片４がパンチ１４によって打ち抜かれている間は、パンチ１５は同様なカム機構によって待機位置に移動し、コア片４が所定枚数打ち抜かれた後に、積層ダイ２１が第２の列１１に移動すると、再び打ち抜き位置に戻る。

このように本実施例２においては、１個の積層ダイ２１を第１の加工列１１と第２の加工列１２との間を移動させると共に、パンチ１４、１５の出入りを制御することにより実施され、積層ダイ２１内に積層鉄心１が積層される。

なお、カム機構は鉄心打ち抜きパンチ１４と絶縁シート打ち抜きパンチ１５とを同時に制御する形式とすることもできる。

図８、図９は実施例３の総抜き型の積層ダイ３１の場合を示し、この例は３極モータコアの打ち抜きを示し、図９に示す金型ではコア片４、絶縁シート片５共に、軸孔２、スロット孔部３、外形部、更に結合手段であるかしめ突起が一度に形成、或いは打ち抜かれる。第１の加工列１１、即ちコア片４側で所定枚数の打ち抜きがなされ、第２の加工列１２で絶縁シート片５が打ち抜かれる。この３極モータコアの場合においても、絶縁シート片５のスロット孔部５ａの形状はコア片４のスロット孔部４ａと相似形であり、スロット孔部５ａはスロット孔部４ａよりも小さくされている。

実施例１と同様に、先ず第２の加工列１２で絶縁シート片５が打ち抜かれて積層ダイ３１内に抜き込まれた後に、駆動手段３２により積層ダイ３１が回転し、第１の加工列１１において、所定枚数のコア片４が抜き込まれてゆく。なお、積層ダイ３１側の駆動機構については、実施例１の場合と同様とされている。

このように、金型の構成が順送り方式でも総抜き方式でも、その作用効果に大きな相違はない。実施例３では総抜き方式として、図８、図９に示すような３極モータコアの例を示したが、これらに限定されず、分割コアと云われる方式のコア片４でも同様に実施でき、例えば両面に絶縁シート片５を装着した形で打ち抜き形成した後に、巻線工程を経てモータ鉄心として組み立てることも可能である。更に、コア片の形状もＩ型コア、Ｅ型コア等にも応用できる。

積層鉄心の斜視図である。 スロット孔部の断面図である。 実施例１の金型装置の側面図である。 平面図である。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 実施例２の金型の断面図である。 パンチ駆動機構の断面図である。 実施例３の総抜き金型の断面図である。 打ち抜き部の平面図である。

符号の説明

１ 積層鉄心
２ 軸孔
３、４ａ、５ａ スロット孔部
４ コア片
５ 絶縁シート片
１０ 金型装置
１１、１２ 加工列
１３、２１、３１ 積層ダイ
１４、１５ パンチ
１８、２３、３２ 駆動手段

Claims (7)

1. 下方に向けてパンチを作動して所定形状に打ち抜いた薄鋼板製のコア片をダイ中に積層して成る積層体の少なくとも最下層に、前記コア片とほぼ同形状の絶縁シート片を装着し、該絶縁シート片のスロット孔部は、前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって、前記コア片のスロット孔部の大きさよりも小さくしたことを特徴とする積層鉄心。
2. 前記絶縁シート片は前記積層体の最上層にも装着したことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
3. 前記積層体のスロット孔部間にコイルを巻き線したことを特徴とする積層鉄心。
4. 所定形状に打ち抜いた薄鋼板製のコア片から成る積層体の前記コア片の所定枚数の積層毎に、前記コア片とほぼ同形状の絶縁シート片を挟み込み、該絶縁シート片のスロット孔部は、前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって、前記コア片のスロット孔部の大きさよりも小さくしたことを特徴とする積層鉄心。
5. 順送り金型又は総抜き金型を用いて積層鉄心を製造する場合に、薄鋼板材料から所定のコア片を第１の加工列により打ち抜き形成するコア片打抜工程と、絶縁シート材料から前記コア片とほぼ同形状で、スロット孔部の大きさが前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって前記コア片のスロット孔部の大きさよりも小さく形成する絶縁シート片を第２の加工列により打ち抜き形成する絶縁シート片打抜工程と、前記絶縁シート片を前記積層鉄心の外層に装着及び（又は）内層に挟み込む積層工程とを有することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
6. 前記第１の加工列と第２の加工列は平行に配列したことを特徴とする請求項５に記載の積層鉄心の製造方法。
7. 薄鋼板材料から所定のコア片を打ち抜き形成する第１の加工列と、該第１の加工列に平行に絶縁シート材料から前記コア片とほぼ同形状とし、前記第１の加工列で打ち抜いた前記コア片のスロット孔部とほぼ相似形であって前記コア片のスロット孔部の大きさよりもスロット孔部を小さくした絶縁シート片を打ち抜く第２の加工列とを設け、所定枚数の前記コア片毎に前記絶縁シート片を積層するために、前記第１の加工列の外形打ち抜きダイを前記第２の加工列との間を相互に往復するように構成したことを特徴とする積層鉄心の金型装置。

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