JP2010178487A

JP2010178487A - 積層鉄心の製造方法および順送り金型装置

Info

Publication number: JP2010178487A
Application number: JP2009017748A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kagawa; 芳孝鹿川
Original assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 2009-01-29
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】分割型積層鉄心を構成する複数の積層鉄心片を一括成形する際に、分割される各積層鉄心片の連結部の加工精度を向上させる。
【解決手段】分割型積層鉄心３の製造方法において、複数のステータコア片７の連結部４を所定の分割線５に沿って分割する分割工程を備え、少なくとも分割工程より前に、分割線の一端５ａ側がその周縁と交差する分割補助穴Ｈを打抜く工程と、分割線の他端５ｂ側がその周縁と交差するスロットＳ２を打抜く工程とを実施するものとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転電機のステータやロータに用いられる積層鉄心の製造方法および順送り金型装置に関する。

回転電機用のステータコアやロータコアは、スロットやティース等を切削加工する作業が煩雑かつ困難であることから、電磁鋼板のフープ材（帯状薄鋼板）を素材として順送り金型装置によって製造されることが知られている。例えば、順送り金型装置でステータコアを製造する場合、金型内で間欠移送されるフープ材に対してパイロット穴やスロット、内径ティース、外形等の打抜き加工を順次行うことによって多数枚の環状鉄心薄板を連続的に得た後、これら環状鉄心薄板をダイやスクイズリング内で積層／一体化させる工程がとられる。しかし、積層ステータコアの内周側に突設された磁極部に巻線を施す場合、巻線治具の挿入代を確保することが難しいこと等から、磁極（コイル）の数や巻線の巻き量を多くすることができない等の不都合がある。

そこで、周方向に相互に連結される複数の積層鉄心片（コア片）から構成される分割型積層鉄心が開発されており、例えば、分割ヨーク部とティース部とを有する複数のコア片を互いに無端状に連結することにより、環形状のヨーク部と該ヨーク部の内方に突出する所定数のティース部とを備えたステータコアを製造する方法が存在する（特許文献１参照）。この製造方法によれば、隣接するコア片の連結部を互いに剪断分離して曲げ加工した後、この加工部位を押し戻して薄板材料と面一に成形することで、隣接するコア片同士が分離しているにも関わらず、周方向一体型の積層鉄心を製造する場合と同様にして、周方向分割型の積層鉄心を製造することが可能となるという利点がある。

特開２００５−３１８７６３号公報

ところで、上記特許文献１に開示された発明では、コア片の連結部の剪断分離および曲げ加工を実施する切り曲げ工程は、スロット等の打抜き部位が連結部の周辺に存在しない状態で実施される。そのため、連結部には、切り曲げ工程において生じる応力や歪みが残留し、連結部の加工精度の低下や、延いてはコア片同士の連結精度の低下を招くという課題があった。

本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、分割型積層鉄心を構成する複数の積層鉄心片を一括成形する際に、分割される各積層鉄心片の連結部の加工精度を向上させる積層鉄心の製造方法および順送り金型装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、周方向に相互に連結される複数の積層鉄心片（７）を帯状薄鋼板（１）から一括成形する分割型積層鉄心（３）の製造方法であって、前記複数の積層鉄心片の連結部（４）を所定の分割線（５）に沿って分割する分割工程を備え、少なくとも前記分割工程より前に、前記分割線の一端（５ａ）側がその周縁と交差する第１開口（Ｈ）を打抜く第１開口打抜き工程と、前記分割線の他端（５ｂ）側がその周縁と交差する第２開口（Ｓ２）を打抜く第２開口打抜き工程とを実施する構成とする。

また、第２の発明として、前記分割工程が、前記積層鉄心片の連結部を前記分割線に沿って半抜きおよびプッシュバックする工程である構成とすることができる。

また、第３の発明として、前記第１開口打抜き工程が、前記積層鉄心片の外周縁（Ｄ２）の一部を打抜く工程である構成とすることができる。

また、第４の発明として、前記第２開口打抜き工程が、前記積層鉄心片の内周縁の少なくとも一部を打抜く工程である構成とすることができる。

また、第５の発明は、前記分割型積層鉄心が、ステータコアであり、前記ステータコアの内周側にロータコアの外形を打抜くロータ外形打抜き工程を更に備え、前記第２開口打抜き工程は、前記ロータ外形打抜き工程より前に実施される構成とする。

また、第６の発明は、周方向に相互に連結される複数の積層鉄心片を帯状薄鋼板から一括成形する分割型積層鉄心製造用の順送り金型装置であって、前記複数の積層鉄心片の連結部を所定の分割線に沿って分割する分割手段と、少なくとも前記分割手段による前記連結部の分割前に、前記分割線の一端側がその周縁と交差する第１開口を打抜く第１開口打抜き手段と、少なくとも前記分割手段による前記連結部の分割前に、前記分割線の他端側がその周縁と交差する第２開口を打抜く第２開口打抜き手段とを有する構成とする。

上記第１および第６の発明によれば、積層鉄心片の連結部を分割する前に、分割線の両端側がそれぞれの周縁と交差する第１，第２開口を設ける構成としたため、分割工程において連結部に応力および歪みが残留することを抑制することができる。従って、分割型積層鉄心を構成する複数の積層鉄心片を一括成形する際に、分割される積層鉄心片の連結部の加工精度を向上させることが可能となる。

また、上記第２の発明によれば、分割工程において連結部に応力および歪みが残留することをより効果的に抑制することができる。

また、上記第３の発明によれば、積層鉄心片の外形全体を打抜くことなく、分割線の一端側がその周縁と交差する第１開口を形成することで、簡易な方法により、分割工程において連結部に応力および歪みが残留することを抑制することができる。また、帯状薄鋼板からの材料取りを適切に行うことが可能となるという利点もある。

また、上記第４の発明によれば、積層鉄心片の内周縁の打抜き工程として第１開口打抜き工程を実施することで、打抜き工程の増加を回避しつつ、分割工程において連結部に応力および歪みが残留することを抑制することができる。

また、上記第５の発明によれば、第２開口を精度良く打抜くことが可能となり、積層鉄心片の連結部の加工精度を一層向上させることができる。

実施形態に係るストリップレイアウトの一部を示す図実施形態に係るストリップレイアウトの一部を示す図実施形態に係るストリップレイアウトの一部を示す図実施形態に係るロータコアの平面図実施形態に係るステータコアの平面図実施形態に係るステータコアの斜視図実施形態に係るステータコア片の連結部を示す拡大図実施形態に係る工程（８）を説明する模式図ステータコアの変形例を示す図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１〜図３は実施形態に係るストリップレイアウトを示す図であり、図４は打抜き後のロータコアを示す平面図であり、図５は打抜き後のステータコア（非連結状態）を示す平面図であり、図６は打抜き後のステータコア（連結状態）を示す斜視図であり、図７は図２中のＸ部の拡大図であり、図８は図２中の（８）ステータ半抜き・プッシュバック工程を説明する模式図である。なお、図１〜図３は一連のストリップレイアウトを示している。

図１〜図３に示すように、フープ材１は、順送り金型装置内で間欠送りされながら、複数の工程（１）〜（１３）において順次加工が施される。

前半の工程（１）〜（６）からなるロータコア２（図４参照）の打抜き工程では、順送り金型装置の上金型（図示せず）に取り付けられたパンチＰ１〜Ｐ６により、（１）パイロット穴ｐの打抜き、（２）ロータコア２のスロットＳ１の打抜き、（３）ロータコア２における計量用の鉄心薄板（即ち、ロータコア２の最下層に位置する鉄心薄板）に対するかしめ計量穴Ｃ１の打抜き、（４）ロータコア２の内径ｄ１の打抜き、（５）ロータコア２における計量用以外の鉄心薄板に対するかしめ部Ｃ２（ここでは、上側凹部及び下側凸部を有する半抜きのダボ形状）の形成、（６）ロータコア２の外形Ｄ１打抜き（ティースＴ１の形成）が順次実施される。

上記工程（４）では、ロータコア２の内径ｄ１の打抜きと同時に、ステータコア３の２つの分割補助穴（第１開口）Ｈの打抜きが実施される。両分割補助穴Ｈは、周方向に延在する開口を有し、ロータコア２の中心に関して互いに対称に配置される。また、両分割補助穴Ｈは、その内縁Ｈａが、ステータコア３の外形Ｄ２（図３参照）の一部と重なるように設けられている。

また、後半の工程（７）〜（１３）からなるステータコア３（図４，図５参照）の打抜き工程では、（７）ステータコア３のスロット（第２開口）Ｓ２の打抜き、（８）ステータコア３の連結部４の分割（半抜きおよびプッシュバック）、（９）ステータコア３における計量用の鉄心薄板（即ち、ステータコア３の最下層に位置する鉄心薄板）に対するかしめ計量穴Ｃ３の打抜き、（１０）ステータコア３の内径ｄ２の打抜き（ティースＴ２の形成）、（１１）ステータコア３における計量用以外の鉄心薄板に対するかしめ部Ｃ４の形成、（１２）ステータコア３の外形Ｄ２の打抜き、（１３）打抜き後の鉄心薄板（連結状態にあるステータコア片７）の積層が順次実施される。なお、上記工程（１）〜（１３）の間には、アイドルステージが適宜設定される。

上記工程（８）は、図７にも示すように、ステータコア３の連結部４を分割線５に沿って分割する分割工程である。分割線５は、概ね径方向に延在し、その外側端部５ａが分割補助穴Ｈの内縁Ｈａと交差するとともに、その内側端部５ｂがスロットＳ２の外縁Ｓ２ａと交差するように設定される。ステータコア３の連結部４は、図５にも示すように、周方向に突出する凸部２１を有する第１連結部４ａと、この凸部２１に対応する凹部２２を有する第２連結部４ｂに分割され、これらの嵌合により、２つのステータコア片７が相互に連結される。

また、工程（８）では、図８に示すように、第１連結部４ａにおける半抜き領域（分割線５を含む略コ字状をなす部位）１０を、半抜きした後にプッシュバックする。より詳細には、図８（ａ）に示すように、パンチＰ８の下降をフープ材１の板厚の途中で停める加工を実施し、これにより下方に突出した部位を、下金型（図示せず）において上方にばね付勢された押圧板１１により元の位置に嵌め込むようにして戻す。このとき、半抜き領域１０の左右側縁（即ち、分割線５の両端に連なる部位）１０ａ，１０ｂは、スロットＳ２の外縁Ｓ２ａおよび分割補助穴Ｈの内縁Ｈａにおける元の位置に戻る。

また、工程（１３）では、工程（１２）において打抜かれた鉄心薄板が、図示しないダイ内に順次積層され、さらに、ダイ下部のスクイズリング内へと順次押し込まれる。これにより、上下に隣接する鉄心薄板同士が密接し、計量用の鉄心薄板に形成されたかしめ計量穴Ｃ３および計量用以外の鉄心薄板に形成されたかしめ部Ｃ４が鉄心薄板間で互いに係合することで、図６に示すように、所定枚の鉄心薄板が互いに固着された積層体としてステータコア３が形成される。なお、工程（１３）では、各鉄心薄板を所定の角度づつ回転させて転積したり、鉄心薄板に所定のスキュー角を付与して積層したりすることも可能である。また、説明を省略したが、ロータコア２につても、工程（６）の後に工程（１３）と同様の積層処理が実施される。

上記ステータコア３の製造方法においては、連結部４を分割する工程（８）以前に、ステータコア３の分割補助穴Ｈを打抜く工程（４）およびステータコア３のスロットＳ２を打抜く工程（７）を実施する。すなわち、工程（８）において、分割線５の両側には、その両端部５ａ，５ｂとそれぞれの周縁が交差する分割補助穴ＨおよびスロットＳ２が事前に設けられている。これにより、半抜き領域１０の左右側縁１０ａ，１０ｂは非拘束状態となるため、半抜きおよびプッシュバックの際に連結部４に応力および歪みが残留することを抑制できる。

また、第１連結部４ａは、プッシュバックの際に第２連結部４ｂと係合し、その先端に設けられた凸部２１が、第１連結部４ａの凹部２２に嵌合された状態となる。このとき、第２連結部４ｂの先端に位置する左右の突出部の外側縁２１ａ，２１ｂは非拘束状態にあるため、第２連結部４ｂと第１連結部４ａとの嵌合の際に外側に変位することが可能であり、連結部４に応力および歪みが残留することを抑制できる。なお、分割補助穴Ｈを打抜く工程（４）およびステータコア３のスロットＳ２を打抜く工程（７）は、少なくとも連結部４を分割する工程（８）前に実施されればよく、両工程間或いはそれらと他の工程との間の前後関係は問わない。

また、工程（１２）のように積層鉄心片の外形Ｄ２全体を打抜くことなく、工程（４）において、分割線５の外側端部５ａとその周縁が交差する分割補助穴Ｈを外形Ｄ２と重なる位置に形成するため、簡易な方法により、連結部４に応力および歪みが残留することを抑制できる。また、フープ材１からの材料取りを適切に行うことが可能となるという利点もある。

また、分割線５の内側端部５ｂとその周縁が交差する開口をステータコア３のスロットＳ２として設けるため、打抜き工程の増加を回避しつつ、連結部４に応力および歪みが残留することを抑制できる。

また、前半の工程（１）〜（６）において、ステータコア３の内周側にロータコア２の外形をＤ１打抜く構成としたため、一連の工程において、ステータコア３およびロータコア２を同時に製造することが可能となり、フープ材１からの材料取りを適切に行うことができる。

ロータコア２やステータコア３の分割数については、種々の変更が可能であり、例えば、図９に示すように、ステータコア３の分割数を増やした（ここでは、１２個のステータコア片７から構成される）構成も可能である。この場合、分割線５に対応した１２個のスロットＳ２および分割補助穴（図示せず）がそれぞれ形成される。ステータコア片７は、必ずしも１つのティースを有する形態である必要はなく、例えば、図９に示すステータコア片７が複数接続されたものを１つのステータコア片としてもよい。また、分割線５の形状についても、少なくても連結部４が互いに嵌合可能な凹凸を有する限りにおいて種々の変更が可能である。

１フープ材
２ロータコア
３ステータコア
４連結部
４ａ第１連結部
４ｂ第２連結部
５分割線
５ａ外側端部
５ｂ内側端部
７ステータコア片
１０半抜き領域
１１押圧板
２１凸部
２２凹部
Ｄ１（ロータコア）外形
Ｄ２（ステータコア）外形
Ｈ分割補助穴
Ｐ１〜Ｐ１３パンチ
Ｓ１（ロータコア）スロット
Ｓ２（ステータコア）スロット
Ｔ１（ロータコア）ティース
Ｔ２（ステータコア）ティース

Claims

周方向に相互に連結される複数の積層鉄心片を帯状薄鋼板から一括成形する分割型積層鉄心の製造方法であって、
前記複数の積層鉄心片の連結部を所定の分割線に沿って分割する分割工程を備え、
少なくとも前記分割工程より前に、前記分割線の一端側がその周縁と交差する第１開口を打抜く第１開口打抜き工程と、前記分割線の他端側がその周縁と交差する第２開口を打抜く第２開口打抜き工程とを実施することを特徴とする分割型積層鉄心の製造方法。
前記分割工程は、前記積層鉄心片の連結部を前記分割線に沿って半抜きおよびプッシュバックする工程であることを特徴とする、請求項１に記載の分割型積層鉄心の製造方法。
前記第１開口打抜き工程は、前記積層鉄心片の外周縁の一部を打抜く工程であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の分割型積層鉄心の製造方法。
前記第２開口打抜き工程は、前記積層鉄心片の内周縁の少なくとも一部を打抜く工程であることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の分割型積層鉄心の製造方法。
前記分割型積層鉄心は、ステータコアであり、
前記ステータコアの内周側にロータコアの外形を打抜くロータ外形打抜き工程を更に備え、
前記第２開口打抜き工程は、前記ロータ外形打抜き工程より前に実施されることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の分割型積層鉄心の製造方法。
周方向に相互に連結される複数の積層鉄心片を帯状薄鋼板から一括成形する分割型積層鉄心製造用の順送り金型装置であって、
前記複数の積層鉄心片の連結部を所定の分割線に沿って分割する分割手段と、
少なくとも前記分割手段による前記連結部の分割前に、前記分割線の一端側がその周縁と交差する第１開口を打抜く第１開口打抜き手段と、
少なくとも前記分割手段による前記連結部の分割前に、前記分割線の他端側がその周縁と交差する第２開口を打抜く第２開口打抜き手段と
を有することを特徴とする順送り金型装置。