JP2008141820A - 積層鉄心の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、回し積みされる鉄心片がステッピングモータ用の鉄心片である場合においても、上述の問題が生じることなく回し積み手段を適用して形状精度のすぐれた積層鉄心を製造できる積層鉄心の製造方法および製造装置を提供することにある。
【解決手段】 本発明に関わる積層鉄心の製造方法は、被加工板ｔから鉄心片１０をプレス加工により形成し、パンチ８でダイ６内に外形抜きし、ダイ６を先に積層している鉄心１ａとともに回転し、外形抜きした鉄心片１０を回転した鉄心１ａにカシメ部ｋを介しカシメ積層する積層鉄心１の製造方法において、ダイ６内に先に抜き込まれ積層されている鉄心１ａが、当該ダイ６の内周面６ｎの形状加工によりダイ回転方向に不動に係止され、ダイ６と同じ回転角度でダイ６とともに回転され、次いで外形抜きされた鉄心片１０をカシメ積層している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、モータの回転子等に用いられる積層鉄心の製造方法および製造装置に関する。

モータの回転子は、図４に示すように、プレス加工によって同じ形状に打ち抜いた鉄心片１０１を多数、カシメ積層した積層鉄心１００を用いている。なお、図４(ａ)は、積層鉄心１００の上面図であり、図４(ｂ)は、積層鉄心１００の側面図である。

上述のプレス加工による積層鉄心１００の製造においては、鉄心片１０１の板厚偏差の影響を受けることなく形状精度が優れた積層鉄心１００を製造するため、各鉄心片１０１の板厚偏差を平準化すべく、回し積みと称される下記の技術が適用されている。

すなわち、回し積みとは、先にダイ内に打抜かれ積層され係止される鉄心(例えば、図４(ｂ)に示す１００ａ)を、ダイと共に回転し、次にパンチでダイに外形抜きされた鉄心片１０１を鉄心１００ａ上に積層するものである。

この回し積みを用いた場合、鉄心片１０１の板厚偏差が、回転による平準化によって相殺された積層鉄心１００が製造される。

最近、積層鉄心１００の製造においては、プレス加工による打抜き速度が高速化されてきており、そのため、回し積み積層においては、高速でダイが回転されるようになっている。

かかる高速でのダイ回転では、該ダイ内に係止されている鉄心が慣性力によりダイの回転角以上に回転する場合があり、製造された積層鉄心１００に積層ズレによる形状劣化を生じる。

この問題を解決する技術として、図５に示すように、外形抜き用ダイ１０４に鉄心片の回り止めの凸部１０４ａを局所的に形成してダイ１０４内周面に段差をつけた構成が、特許文献１に記載されている。

特許文献１によれば、ダイ１０４内に係止されている、先に母材の帯状鋼板ｔからパンチ１０５で、図５(ａ)の矢印αで示すように、打ち抜かれた鉄心片１０１が積層された鉄心１００ａは、ダイ１０４が回転する際、鉄心１００ａが回り止めの凸部１０４ａに係止し拘束され、回り止めされる効果がある。 なお、図５(ａ)は、上述の打ち抜き装置および打ち抜き作業を示す要部横断面図、図５(ｂ)は、図５(ａ)のＡ−Ａ線断面拡大図である。
特開２００３−１９５２０号公報

ところで、回し積み手段によって製造される積層鉄心は多種多様あり、例えば、ステッピングモータ用の図４(ｂ)に示す鉄心片１０１は、図４(ａ)に示すように、磁極１０１ｇの歯部１０１ｇ1が小歯で狭い間隔ｓにて多数形成されている。

これらの各小歯１０１ｇ1が、鉄心１００の軸ｏ方向の全長ｚ(図４(ｂ)参照)にわたって直線状であれ、或いは、幾分回転したスキュー状であれ、それらの形に従い整列していることがステッピングモータ特性を高めるために重要である。

しかし、図５に示すように、ダイ１０４に回り止めの凸部１０４ａが、突起状に形成されているだけでは回り止め力を局部的に受ける歯部と回り止め力を受けない多数の歯部とが存在し、回り止め力を局部的に大きく受ける歯部の小歯１０１ｇ1が塑性変形するという問題がある。

本発明は上記実状に鑑み、回し積みされる鉄心片がステッピングモータ用の鉄心片である場合においても、上述の問題が生じることなく回し積み手段を適用して形状精度のすぐれた積層鉄心を製造できる積層鉄心の製造方法および製造装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わる積層鉄心の製造方法は、被加工板から鉄心片をプレス加工により形成し、パンチでダイ内に外形抜きし、ダイを先に積層している鉄心とともに回転し、前記外形抜きした鉄心片を回転した前記鉄心にカシメ部を介しカシメ積層する積層鉄心の製造方法において、前記ダイ内に先に抜き込まれ積層されている鉄心が、当該ダイの内周面の形状加工によりダイ回転方向に不動に係止され、前記ダイと同じ回転角度で前記ダイとともに回転され、次いで外形抜きされた鉄心片をカシメ積層している。

本発明の請求項２に関わる積層鉄心の製造装置は、被加工板から鉄心片をプレス加工により形成し、パンチで回転可能なダイに外形抜きし、ダイに先にカシメ積層され係止されている鉄心を該ダイとともに回転し、前記外形抜きした鉄心片を前記鉄心にカシメ積層する積層鉄心の製造装置において、前記ダイは、先に外形抜きされ抜き込まれカシメ積層している鉄心を係止する楕円形状に形成された内周面を有している。

本発明の請求項３に関わる積層鉄心の製造装置は、被加工板から鉄心片をプレス加工により形成し、パンチで回転可能なダイに外形抜きし、ダイに先にカシメ積層され係止されている鉄心を該ダイとともに回転し、前記外形きした鉄心片を前記鉄心にカシメ積層する積層鉄心の製造装置において、前記ダイは、先に外形抜きされ抜き込まれカシメ積層している鉄心を係止する凹凸曲面連続繰返し形状に形成された内周面を有している。

以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わる積層鉄心の製造方法によれば、先にダイ内に積層され係止された鉄心はダイと同じ回転角度でダイとともに回転され、次いで抜き込まれてきた鉄心片が積層ズレすることなくカシメ積層され、スロットや磁極の歯部等に積層ズレがなく形状精度の優れた積層鉄心を製造できる。

本発明の請求項２関わる積層鉄心の製造装置によれば、鉄心を回し積みするため、ダイを所望角度回転する際、該ダイ内に積層され係止されている鉄心は、ダイ内周面が楕円形状を呈するため、より広い領域で係止して拘束され、位置ズレおよび塑性変形の発生が防止され、打抜きが高速度にて行われる場合にダイが高速回転しても、ダイと一体に同じ回転角度で回転する。そのため、積層ズレが防止され形状精度の優れた積層鉄心が製造される。

本発明の請求項３関わる積層鉄心の製造装置によれば、鉄心を回し積みするため、ダイを所望角度回転する際、該ダイ内に積層され係止されている鉄心は、ダイ内周面の凹凸曲面連続繰返し形状により係止される箇所が小間隔で全周的にあるので、鉄心全体で強く係止され、位置ズレおよび塑性変形することなく確実に係止されてダイとともに回転し、積層ズレのない形状精度の優れた積層鉄心が製造される。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

ステッピングモータの回転子に用いられる、本発明を適用し製造された積層鉄心１は、上面図の図１(ａ)、側面図の図１(ｂ)に示すように、積層される鉄心片１０をカシメ部を介して互いにカシメ接合したカシメ嵌合部ｋと、鉄心片１０の磁極部の小歯が積層して形成され巻線される多数の磁極部１ｇの小歯１ｇ1と、鉄心片の中心孔が積層して形成されシャフトが固定される軸孔２とを備えている。

図２(ａ)は、積層鉄心１の製造工程における鉄心片１０の打ち抜き積層工程を示した一部断面側面図、図２(ｂ)は、打ち抜き積層される鉄心１ａとダイ６との関係を示す上面図である。

図２(ａ)に示すように、打ち抜き積層工程に使用される製造装置９は、下型５と、下型５に配設されるダイ６と、プレスに際して被プレス材の帯状鋼板(被加工板)ｔを固定するストリッパ７と、帯状鋼板ｔを打ち抜くパンチ８とを備えている。

図２(ｂ)に示すように、ダイ６の内周面６ｎは、積層鉄心１の外周面の外形１ｓ(図１(ａ)参照)が製品許容寸法の範囲内に納まるような上面視で楕円形状に形成されている。

このダイ６の楕円状の内周面６ｎの短径部６ｎ1、６ｎ1が、積層鉄心１の外周面の外形１ｓの広い領域に亘って当接し、積層鉄心１を係止して拘束するように設定している。

次に、この製造装置９を用いた打ち抜き積層工程について説明する。

図２(ａ)に示すように、先にダイ６内に打抜かれた鉄心片１０は、積層されて鉄心１ａとなっている。

この鉄心１ａは、図２(ｂ)に示すように、その外形１ｓがダイ６の楕円状の内周面６ｎの短径部６ｎ1、６ｎ1によって係止され、ダイ６と共に所定角度回転させる。

次に、ストリッパ７に固定される帯状鋼板ｔから前工程で形成された鉄心片１０を、パンチ８で、図２(ａ)の矢印βに示すように、打ち抜き、ダイで外形抜きする。

そして、打ち抜かれた鉄心片１０を、ダイ６内の鉄心１ａにカシメて積層する。

上記工程を、鉄心１ａが、所定厚さｚ(図１(ｂ)参照)の積層鉄心１になるまで繰り返す。

上記構成によれば、外形抜きダイ６の内周面６ｎは、積層鉄心１の外形１ｓが許容形状範囲内に納まるような楕円形状に形成されているので、ダイ６を所望角度回転する際、ダイ６内に積層された鉄心１ａを短径部６ｎ1、６ｎ1近傍の広い領域に当接させて、係止し拘束する。

そのため、打抜きが高速度にて行われ、ダイが高速回転しても、ダイによる拘束力が鉄心１ａにおける外形１ｓの広い領域に分散されるため、鉄心１ａの外形１ｓの変形が僅少で済み、外形１ｓ部を塑性変形させることなく、鉄心１ａがダイ６と一体に同じ回転角度、回転する。

そのため、鉄心１ａの回し積みが積層ズレを防止し行われ、形状精度の優れた積層鉄心が製造される。

次に、変形例について、図３を用いて説明する。

図３(ａ)は、変形例のダイ１６を示す上面図であり、図３(ｂ)は、変形例のダイ１６の内周面１６ｎと積層中の鉄心１ａの外形１ｓとの関係を示す上面図である。

この変形例においては、ダイ１６以外の構成は、上述の実施例と同様であるから、同一の構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。

図３(ａ)に示す外形抜きダイ１６の内周面１６ｎは、図３(ｂ)に示すように、凹凸曲面が連続し繰返した形状に形成されており、この内周面１６ｎの凹凸曲面における各凸部１６ｎ1が、鉄心１ａの各小歯１ｇ1に当接する、或いは、各凸部１６ｎ1が、小歯１ｇ1、１ｇ1間に位置するなど、同一ピッチに形成し、鉄心１ａをガッチリ係止する寸法に設定されている。

なお、図３(ｂ)においては、内周面１６ｎの凹凸曲面における各凸部１６ｎ1が、小歯１ｇ1、１ｇ1間に位置する場合を例示している。

この変形例によれば、打ち抜き積層工程において、外形抜きされダイ１６内に積層されている鉄心１ａが、ダイ１６とともに回転して回し積みする際、ダイ１６内の鉄心１ａの外形１ｓが、ダイ１６の凹凸曲面状の内周面１６ｎによってガッチリ係止され、鉄心１ａがダイ１６と一体に回転する。

すなわち、ダイ１６の内周面１６ｎが凹凸曲面状であるため、鉄心１ａの外形１ｓに当接し係止する箇所が小間隔で全周的にあり、鉄心１ａ全体が強く係止され、鉄心１ａがダイ１６とズレることなく、ダイ１６の回転とともに一体となって回転する。

この変形例の構成により、打抜き速度が速く、ダイ１６が高速で所望角度回転しても、鉄心１ａにおける積層ズレが未然に防止され、形状精度の優れた積層鉄心が製造される。

なお、上記変形例においては、凹凸曲面における各凸部１６ｎ1が、各小歯１ｇ1に当接する場合等、同一ピッチに形成された場合を例示して説明したが、凹凸曲面における各凸部１６ｎ1が、複数の小歯１ｇ1に当接するように形成した場合、或いは、凹凸曲面における複数の凸部１６ｎ1が一つの小歯１ｇ1に当接する場合においても、同様な作用効果を奏する。

(ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる実施例の積層鉄心を示す上面図、および側面図。 (ａ)および(ｂ)は、積層鉄心の製造工程における鉄心片の打ち抜き積層工程を示した一部断面側面図、および打ち抜き積層される鉄心とダイとの関係を示す上面図。 (ａ)および(ｂ)は、実施例の変形例のダイを示す上面図、および変形例のダイの内周面と積層中の鉄心の外形との関係を示す上面図。 (ａ)および(ｂ)は、従来の積層鉄心を示す上面図、および側面図。 (ａ)および(ｂ)は、従来の打ち抜き装置および打ち抜き作業を示す要部横断面図、および(ａ)図のＡ−Ａ線断面拡大図。

符号の説明

１…積層鉄心、
１ａ…鉄心、
６、１６…ダイ、
６ｎ…ダイの楕円状の内周面、
１６ｎ…ダイの凹凸曲面が連続し繰返した形状の内周面、
８…パンチ、
９…製造装置、
１０…鉄心片、
ｋ…カシメ嵌合部、
ｔ…帯状鋼板(被加工板)。

Claims (3)

1. 被加工板から鉄心片をプレス加工により形成し、パンチでダイ内に外形抜きし、ダイを先に積層している鉄心とともに回転し、前記外形抜きした鉄心片を回転した前記鉄心にカシメ部を介しカシメ積層する積層鉄心の製造方法において、
   前記ダイ内に先に抜き込まれ積層されている鉄心が、当該ダイの内周面の形状加工によりダイ回転方向に不動に係止され、前記ダイと同じ回転角度で前記ダイとともに回転され、次いで外形抜きされた鉄心片をカシメ積層する
   ことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
2. 被加工板から鉄心片をプレス加工により形成し、パンチで回転可能なダイに外形抜きし、ダイに先にカシメ積層され係止されている鉄心を該ダイとともに回転し、前記外形抜きした鉄心片を前記鉄心にカシメ積層する積層鉄心の製造装置において、
   前記ダイは、先に外形抜きされ抜き込まれカシメ積層している鉄心を係止する楕円形状に形成された内周面を有する
   ことを特徴とする積層鉄心の製造装置。
3. 被加工板から鉄心片をプレス加工により形成し、パンチで回転可能なダイに外形抜きし、ダイに先にカシメ積層され係止されている鉄心を該ダイとともに回転し、前記外形きした鉄心片を前記鉄心にカシメ積層する積層鉄心の製造装置において、
   前記ダイは、先に外形抜きされ抜き込まれカシメ積層している鉄心を係止する凹凸曲面連続繰返し形状に形成された内周面を有する
   ことを特徴とする積層鉄心の製造装置。

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