JP2011109834A - Motor stator of divided structure, and method and device for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステータ片プレートを積層して構成されたステータ片を環状に配置する分割構造のモータステータ、並びにその製造方法及び装置の技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a motor stator having a divided structure in which stator pieces configured by laminating stator piece plates are arranged in an annular shape, and a method and apparatus for manufacturing the motor stator.
従来、ステータ片プレートを積層して構成されたステータ片を環状に配置する分割構造のモータステータの技術は公知となっている。ステータ片プレートが、円弧状のヨーク部と、ヨーク部からヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、ステータ片が、隣り合うステータ片のヨーク部周方向の側面を当接することにより環状に配置された、分割構造のモータステータの技術も公知である。
例えば、特許文献1は、プレス加工によって打ち抜いて成型されるステータ片プレートを具備する分割構造のモータステータの構成を開示している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a split-structure motor stator technique in which stator pieces configured by stacking stator piece plates are arranged in an annular shape has been publicly known. The stator piece plate includes an arcuate yoke portion and a tooth portion protruding inward in the yoke portion radial direction from the yoke portion, and the stator piece abuts the side surface of the adjacent stator piece in the yoke portion circumferential direction. The technology of a motor stator having a divided structure arranged in an annular shape is also known.
For example, Patent Document 1 discloses a configuration of a motor stator having a divided structure including a stator piece plate that is stamped and formed by press working.
しかし、ステータ片プレートをプレス加工によって打ち抜いて成形する場合、ステータ片プレートを低速プレスによって打ち抜き加工して成形すると、ステータ片プレートの側面の一部であるティース部の側面の歪みが大きくなるため、モータを駆動する時に鉄損が増加する。
一方、ティース部の側面の歪みを小さくしてモータ駆動時の鉄損を減少するべく、ステータ片プレートを高速プレスによって打ち抜き加工して成形すると、ステータ片プレートの側面の一部であるヨーク部の側面の剪断面比率が小さくなるため、ステータ片を環状に配置する時の組み立て精度が低下する。
However, when the stator piece plate is punched and formed by press processing, when the stator piece plate is punched and formed by low speed press, the distortion of the side surface of the teeth portion that is a part of the side surface of the stator piece plate increases. Iron loss increases when the motor is driven.
On the other hand, when the stator piece plate is punched and formed by a high-speed press in order to reduce the distortion on the side surface of the tooth portion and reduce the iron loss when the motor is driven, the yoke portion which is a part of the side surface of the stator piece plate is formed. Since the shear surface ratio of the side surface is reduced, the assembly accuracy when the stator pieces are arranged in an annular shape is lowered.
本発明の解決しようとする課題は、モータステータの高精度な組み立て性と、モータ駆動時の鉄損の低減と、を両立できる分割構造のモータステータ、並びにその製造方法及び装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a motor stator having a split structure that can achieve both high-precision assembly of the motor stator and reduction of iron loss when the motor is driven, and a method and apparatus for manufacturing the motor stator. is there.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、複数のステータ片プレートを積層して構成されたステータ片を環状に複数配置する分割構造のモータステータであって、前記ステータ片プレートは、円弧状のヨーク部と、該ヨーク部から該ヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、前記各ステータ片は、前記積層されたステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面によって構成される面が互いに当接され、前記ステータ片プレートのティース部におけるヨーク部周方向の側面のビッカース硬度は、前記ステータ片プレートの他の側面のビッカース硬度よりも低いビッカース硬度とし、前記ステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面の剪断面比率は、前記ステータ片プレートの他の側面の剪断面比率よりも大きい剪断面比率とする分割構造のモータステータである。 That is, in claim 1, a motor stator having a divided structure in which a plurality of stator pieces configured by laminating a plurality of stator piece plates are annularly arranged, the stator piece plate includes an arcuate yoke portion, A tooth portion projecting inwardly in the yoke portion radial direction from the yoke portion, and the stator pieces have surfaces formed by side surfaces in the yoke portion circumferential direction of the yoke portions of the stacked stator piece plates. The Vickers hardness of the side surface in the circumferential direction of the yoke portion in the teeth portion of the stator piece plate is a Vickers hardness lower than the Vickers hardness of the other side surface of the stator piece plate, and the yoke in the yoke portion of the stator piece plate The shear surface ratio of the side surface in the circumferential direction is larger than the shear surface ratio of the other side surface of the stator piece plate. A motor stator of the split structure to be cross ratio.
請求項2においては、複数のステータ片プレートを積層して構成されたステータ片を環状に複数配置する分割構造のモータステータの製造方法であって、前記ステータ片プレートは、円弧状のヨーク部と、該ヨーク部から該ヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、前記各ステータ片は、前記積層されたステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面によって構成される面が互いに当接され、前記ステータ片プレートは、材料をプレス加工により打ち抜いて成形され、前記ステータ片プレートをプレス加工によって打ち抜く時には、前記ティース部の打ち抜き速度は、前記ヨーク部の打ち抜き速度よりも速い速度とする分割構造のモータステータの製造方法である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a motor stator having a split structure in which a plurality of stator pieces each having a plurality of stator piece plates stacked in an annular shape are arranged, wherein the stator piece plate includes an arcuate yoke portion and A tooth portion projecting inwardly in the yoke portion radial direction from the yoke portion, and each stator piece has a surface constituted by a side surface in the yoke portion circumferential direction of the yoke portion of the laminated stator piece plate. The stator piece plates are brought into contact with each other, and the stator piece plates are formed by stamping a material by press working. This is a method for manufacturing a motor stator having a divided structure.
請求項3においては、複数のステータ片プレートを積層して構成されたステータ片を環状に複数配置する分割構造のモータステータの製造装置であって、前記ステータ片プレートは、円弧状のヨーク部と、該ヨーク部から該ヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、前記各ステータ片は、前記積層されたステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面によって構成される面が互いに当接され、前記製造装置は、材料をプレス加工により打ち抜いて前記ステータ片プレートを成形する金型を備え、前記金型は、前記ステータ片プレートのティース部を打ち抜く第一パンチと、前記ステータ片プレートのヨーク部を打ち抜く第二パンチとを備え、前記第一パンチ及び第二パンチは、クランク運動によりプレス方向に往復移動するように構成され、前記第二パンチの前記材料を打ち抜く打ち抜き位置は、前記第一パンチの材料を打ち抜く打ち抜き位置よりも、前記クランク運動における下死点の近くに位置するものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a motor stator manufacturing apparatus having a split structure in which a plurality of stator pieces configured by laminating a plurality of stator piece plates are arranged annularly, wherein the stator piece plate includes an arcuate yoke portion and A tooth portion projecting inwardly in the yoke portion radial direction from the yoke portion, and each stator piece has a surface constituted by a side surface in the yoke portion circumferential direction of the yoke portion of the laminated stator piece plate. The manufacturing apparatus includes a mold for punching a material by press working to form the stator piece plate, and the mold includes a first punch for punching a tooth portion of the stator piece plate, and the stator. A second punch for punching the yoke portion of the one plate, and the first punch and the second punch are moved in the press direction by a crank motion. Is configured moving, punching position of punching out the material of the second punch, than punching position of punching out the material of the first punch, those located near the bottom dead center in the crank movement.
本発明の分割構造のモータステータ、並びにその製造方法及び装置によれば、モータステータの高精度な組み立て性と、モータ駆動時の鉄損の低減と、を両立できる。 According to the motor stator having the split structure of the present invention and the manufacturing method and apparatus thereof, it is possible to achieve both high-precision assembly of the motor stator and reduction of iron loss when driving the motor.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施形態に係るモータの全体的な構成を示す断面図、図2は同じく分割構造のモータステータを示す斜視図、図3は同じくステータ片プレートを示す斜視図である。
図4は本発明の実施形態に係る分割構造のモータステータの製造工程を示すフロー図、図5は同じく打ち抜き工程を示す模式図、図6は本発明の実施形態に係る分割構造のモータステータの製造装置を示す模式図である。
図7は同じくパンチの動作と抜き速度の相関を示すグラフ図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a motor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a motor stator having a divided structure, and FIG. 3 is a perspective view showing a stator piece plate.
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of a motor stator having a divided structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram showing a punching process, and FIG. 6 is a diagram of a motor stator having a divided structure according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows a manufacturing apparatus.
FIG. 7 is a graph showing the correlation between the punching operation and the punching speed.
図1を用いて、分割構造のモータステータの実施形態に係わるモータ10について説明する。
なお、図1乃至図3において、矢印Aが指す方向すなわちモータ10の周方向をヨーク部周方向とし、矢印Bが指す方向すなわちモータ10の径方向をヨーク部径方向とし、矢印Cが指す方向をモータ軸方向とする。
A
1 to 3, the direction indicated by the arrow A, that is, the circumferential direction of the
モータ10は、ブラシレスモータであって、ハウジング11と、モータロータ20と、モータステータ30と、を備えている。ハウジング11は、アルミニウム製であって、その軸方向をモータ軸方向とする円筒状に形成されている。モータロータ20は、ハウジング11と同軸に配置され、モータ軸を中心としてハウジング11に対して相対回転可能に構成されている。モータステータ30は、ハウジング11に対して同軸に固定して配置されている。
The
モータロータ20は、永久磁石型の回転子であって、シャフト21と、ロータコア22と、永久磁石23と、を備えている。シャフト21は、ハウジング11の軸心と同軸に配置されており、ハウジング11に対して相対回転可能に軸支されている。ロータコア22は、シャフト21の外周に配置され、シャフト21と一体回転可能となるようにシャフト21に対して同軸に固定して配置されている。永久磁石23は、複数個がヨーク部周方向において等間隔に配置されるように同一角度だけ位相をずらして配置され、ロータコア22内部をモータ軸方向に貫通して収納されている。
The
モータステータ30は、固定子であって、締結リング31と、ステータコア40と、を備えている。締結リング31は、ハウジング11に対して同軸に固定して配置されている。ステータコア40は、締結リング31に対して同軸に固定して配置されている。
The
図2を用いて、ステータコア40について説明する。
ステータコア40は、ヨーク部周方向において、複数のステータ片50を環状に配置して円筒状にて構成されている。複数のステータ片50を環状に配置してステータコア40を構成するには、隣り合うステータ片50のヨーク部周方向の側面が互いに当接される。言い換えれば、ステータコア40は、ヨーク部周方向において、複数のステータ片50に分割される。つまり、モータステータ30は、分割構造型のモータステータである。
The
The
ステータ片50は、複数枚のステータ片プレート60を積層して構成されている。ステータ片50は、巻線面51aと、勘合面52aと、を備えている。巻線面51aは、コイル(図示略)が巻線される側面であって、ステータ片50におけるヨーク部周方向の側面であり、ヨーク部径方向において内側に位置する面である。巻線面51aは、後述するステータ片プレート60のティース部側面61aによって構成される面である。
The
勘合面52aは、複数のステータ片50を環状に配置する時に、隣り合うステータ片50に当接される側面であって、ヨーク部周方向の側面であり、ヨーク部径方向において巻線面51aよりも外側に位置する面である。勘合面52aは、後述するステータ片プレート60のヨーク部側面62aによって構成される面である。
The
図3を用いて、ステータ片プレート60について説明する。
ステータ片プレート60は、例えば材料となる厚さ0.3mmの電磁鋼板70(図5参照)をプレス加工により打ち抜いて成形したものである。ステータ片プレート60は、ヨーク部62と、ティース部61と、を備えている。ヨーク部62は、円弧状に形成され、ヨーク部径方向において外側の側面である外径側側面62bと、ヨーク部径方向において内側の側面である内径側側面62cと、ヨーク部周方向の両側面であるヨーク部側面62aと、を備えている。ステータ片50の勘合面52aは、積層された複数のステータ片プレート60のヨーク部側面62aによって構成されている。
The
The
ティース部61は、ヨーク部62の内径側側面62cからヨーク部径方向内側に向かって突出するように形成され、ヨーク部径方向が長手方向となる長方形状に形成されている。ティース部61は、ヨーク部径方向において内側の側面である軸側側面61bと、ヨーク部周方向の両側面であるティース部側面61aと、を備えている。ステータ片50の巻線面51aは、積層された複数のステータ片プレート60のティース部側面61aによって構成されている。
The
ここで、ステータ片プレート60をプレス加工による打ち抜きによって成形して製作する時に生じる歪みは、モータ10を駆動する時の鉄損に影響することが分かっている。特に、ステータ片プレート60におけるティース部側面61aの打ち抜き加工による歪みが、ステータ片プレート60における他の側面の打ち抜き加工による歪みと比較して、モータ10を駆動する時の鉄損に大きく影響することが分かっている。
Here, it has been found that the distortion that occurs when the
打ち抜き加工による歪みとは、打ち抜き加工後の材料の歪み硬化であって、ビッカース硬度によって代用して表すことができる。つまり、打ち抜き加工による歪みが大きいほど、ビッカース硬度が高いことになる。なお、ビッカース硬度は、工業材料の硬さを表す尺度の一つであり、押込み硬さの一種である。 The distortion caused by the punching process is distortion hardening of the material after the punching process, and can be represented by Vickers hardness instead. That is, the greater the distortion due to punching, the higher the Vickers hardness. In addition, Vickers hardness is one of the scales showing the hardness of an industrial material, and is a kind of indentation hardness.
つまり、モータ10を駆動する時の鉄損を低減するためには、打ち抜き加工によるステータ片プレート60の歪みを小さくする必要がある。特に、ステータ片プレート60におけるティース部側面61aの歪みを小さくする必要がある。また、打ち抜き加工によるステータ片プレート60の歪みが小さいということは、ビッカース硬度が低いということによって表される。
That is, in order to reduce the iron loss when driving the
また、ステータ片50を環状に組み付けてステータコア40を製作する時は、隣り合うステータ片50は、勘合面52aを互いに勘合させて組み付けられる(後述する組み付け工程S130参照)。ここで、ステータコア40を精度良く組み付けるためには、勘合面52aの剪断面比率が大きいことが必要となる。言い換えれば、勘合面52aは、ヨーク部側面62aによって構成されるので、ヨーク部側面62aの剪断面比率が大きいことが必要となる。
Further, when the
なお、剪断面比率とは、打ち抜かれる材料の側面の高さに対する、プレスの歯(打ち抜き面)が接触しながらプレスによる剪断力で切断された面の高さの割合、及び前記切断面に対してシェービング加工による追加工をなした面の高さの割合である。また、ビッカース硬度と剪断面比率とは、特に相関がない。 The shear surface ratio is the ratio of the height of the surface cut by the pressing shear force while the teeth of the press (punched surface) are in contact with the height of the side surface of the material to be punched, and the cut surface. This is the ratio of the height of the surface that has undergone additional machining by shaving. Further, there is no particular correlation between the Vickers hardness and the shear plane ratio.
以上を踏まえると、ステータコア40の高精度な組み立て性と、モータ10の駆動時の鉄損の低減と、を両立するには、ティース部側面61aのビッカース硬度がステータ片プレート60の他の側面よりも低く、ヨーク部側面62aの剪断面比率がステータ片プレート60の他の側面よりも大きいステータ片プレート60を具備するモータステータ30を提供する必要がある。
In view of the above, in order to achieve both high-precision assembly of the
図4を用いて、分割構造のモータステータの製造方法に係わる実施形態ついて説明する。
モータステータ30の製造工程は、打ち抜き工程S110と、積層工程S120と、組み付け工程S130と、焼き嵌め工程S140と、を備えている。打ち抜き工程S110は、電磁鋼板70よりステータ片プレート60をプレス加工によって打ち抜いて成形する工程である。なお、打ち抜き工程S110の詳細については、後述する。
An embodiment relating to a method for manufacturing a motor stator having a divided structure will be described with reference to FIG.
The manufacturing process of the
積層工程S120は、打ち抜き工程S110において打ち抜かれたステータ片プレート60を積層し、ステータ片50を製作する工程である。組み付け工程S130は、積層工程S120において製作されたステータ片50をヨーク部周方向に環状に配置し、ステータコア40を製作する工程である。焼き嵌め工程S140は、組み付け工程S130において製作されたステータコア40を締結リング31に焼き嵌めによって固定し、モータステータ30を製作する工程である。
The stacking step S120 is a step of manufacturing the
図5を用いて、打ち抜き工程S110について説明する。
打ち抜き工程S110は、電磁鋼板70よりステータ片プレート60をプレス加工によって打ち抜く工程である。ここで、ステータ片プレート60のプレス加工において、ティース部側面61aをプレス加工によって打ち抜く時の打ち抜き速度は、ヨーク部側面62aを打ち抜く時の打ち抜き速度よりも速い打ち抜き速度とする。ここで、打ち抜き速度とは、材料を打ち抜くパンチの打ち抜き面が材料を通過する時の速度をいう。
The punching step S110 will be described with reference to FIG.
The punching step S110 is a step of punching the
打ち抜き工程S110は、打ち抜きの段階として、第一ステージ及び第二ステージを備えている。第一ステージでは第一ワーク71が打ち抜かれ、第二ステージでは第二ワークとしてのステータ片プレート60が打ち抜かれて製作されるものとする。
The punching step S110 includes a first stage and a second stage as a punching stage. It is assumed that the
具体的には、第一ステージにおいて、電磁鋼板70より、ステータ片プレート60のティース部側面61aを形成するために、第一ワーク71を打ち抜き速度V1で打ち抜く(高速プレス)。さらに、第二ステージにおいて、第一ステージを通過した電磁鋼板70より、ステータ片プレート60のヨーク部側面62aを形成するために、第二ワークとしてのステータ片プレート60を打ち抜き速度V2で打ち抜く(低速プレス)。ここで、打ち抜き速度V1は、打ち抜き速度V2よりも速い速度としている。
Specifically, in the first stage, the
ここで、金属材料のプレス加工による打ち抜きにおいて、打ち抜き速度とビッカース硬度との相関について説明する。ここで、打ち抜き速度が速いほど、ビッカース硬度は低いことが分かっている。つまり、高速プレスによって打ち抜いたワークの端面は、ビッカース硬度が低いものとなる。一方、低速プレスによって打ち抜いたワークの端面は、高速プレスによって打ち抜いたワークの端面よりもビッカース硬度が高いものとなる。 Here, the correlation between the punching speed and the Vickers hardness in the punching by press working of the metal material will be described. Here, it is known that the higher the punching speed, the lower the Vickers hardness. That is, the end face of the workpiece punched out by the high-speed press has a low Vickers hardness. On the other hand, the end face of the workpiece punched out by the low speed press has a higher Vickers hardness than the end face of the workpiece punched out by the high speed press.
以上を踏まえると、ステータ片プレート60において、第一ステージにおいて形成されるティース部側面61aのビッカース硬度は、第二ステージにおいて形成される他のステータ片プレート60の側面(軸側側面61b、ヨーク部側面62a及び外径側側面62b)のビッカース硬度よりも低いものとなる。
In consideration of the above, in the
このようにして、ステータ片プレート60において、ティース部側面61aのビッカース硬度は、ヨーク部側面62aのビッカース硬度よりも小さいものとなるため、モータ10を駆動する時の鉄損を効率的に低減することができる。
In this way, in the
また、金属材料のプレス加工による打ち抜きにおいて、プレス速度と剪断面比率との相関について説明する。ここで、打ち抜き速度が遅いほど、プレス加工後の剪断面比率が大きいことが分かっている。つまり、高速プレスによって打ち抜いたワークの端面は、剪断面比率が小さいものとなる。一方、低速プレスによって打ち抜いたワークの端面は、剪断面比率が大きいものとなる。 In addition, the correlation between the press speed and the shear plane ratio in the punching of the metal material by press working will be described. Here, it is known that the slower the punching speed, the larger the shear surface ratio after press working. That is, the end surface of the workpiece punched out by the high-speed press has a small shear surface ratio. On the other hand, the end face of the workpiece punched out by the low speed press has a large shear surface ratio.
以上を踏まえると、ステータ片プレート60において、第二ステージにおいて形成されるヨーク部側面62aの剪断面比率は、第一ステージにおいて形成される他のステータ片プレート60の側面(ティース部側面61a及び内径側側面62c)の剪断面比率よりも大きいものとなる。
Based on the above, in the
このようにして、ステータ片プレート60において、ヨーク部側面62aの剪断面比率は、ティース部側面61aの剪断面比率よりも大きいものであるため、ヨーク部側面62aによって構成される勘合面52aの剪断面比率は、ティース部側面61aによって構成される巻線面51aの剪断面比率よりも大きいものとなる。そのため、ステータ片50を環状に組み付けてステータコア40を製作するとき、ステータコア40を精度良く組み付けることができる。
Thus, in the
以上を踏まえると、分割構造のモータステータ30は、ステータコア40を組み立てるときの高精度な組み立て性と、モータ10を駆動する時の鉄損の低減と、を両立できる。
Based on the above, the split-
図6を用いて、分割構造のモータステータの製造装置に係わる実施形態について説明する。
ステータ片プレート製造装置80は、1つの金型によって、ステータ片プレート60を打ち抜く装置である。電磁鋼板70は矢印Pの向きにステータ片プレート製造装置80を進むものとする。ステータ片プレート製造装置80は、第一パンチ81と、第二パンチ82と、パンチブロック83と、クランク機構85と、ダイ87と、を備えている。また、第一パンチ81、第二パンチ82、パンチブロック83、及びダイ87により一つの金型を構成している。
An embodiment relating to a motor stator manufacturing apparatus having a divided structure will be described with reference to FIG.
The stator piece
クランク機構85は、モータ(図示略)の図6における矢印Rが示す方向への回転駆動によって、パンチブロック83を図6における矢印Pが示す方向(上下方向)にプレスする機構である。つまり、パンチブロック83は、モータの回転運動がクランク機構85により往復運動に変換されることで、プレス方向に往復運動を行う。ダイ87は、矢印Pの向きに送られる電磁鋼板70を支持するものである。
The
第一パンチ81は、第一ステージにおいて電磁鋼板70を打ち抜くパンチであり、パンチブロック83の下面に固定して配置されている。第二パンチ82は、第二ステージにおいて電磁鋼板70を打ち抜くパンチであり、パンチブロック83の下面に固定して配置されている。つまり、第一パンチ81及び第二パンチ82は、ともにパンチブロック83に固定されていて一つの金型に備えられるものであり、クランク機構85にて回転運動が往復運動に変換されたクランク運動を行う駆動力により、プレス方向(電磁鋼板70の打ち抜き方向)に往復運動するように構成されている。
The
また、第一パンチ81のパンチ高さはH1とされている。第二パンチ82のパンチ高さはH2とされている。ここで、パンチ高さとは、パンチブロック83の下面からそれぞれのパンチ(第一パンチ81及び第二パンチ82)の打ち抜き面(下面)までの距離をいう。また、パンチ高さH1はパンチ高さH2より高いものとする。
The punch height of the
上述したように、第一ステージにおいては、電磁鋼板70から第一ワーク71が打ち抜かれ、第二ステージにおいては、電磁鋼板70からステータ片プレート60が打ち抜かれる。
As described above, in the first stage, the
このような構成とすることで、ステータ片プレート製造装置80内を搬送される電磁鋼板70は、まず、第一ステージにおいて、第一パンチ81によって第一ワーク71が打ち抜かれ、次に、第二ステージにおいて、第二パンチ82によって第二ワークとしてのステータ片プレート60が打ち抜かれる。
With this configuration, in the
図7を用いて、ステータ片プレート製造装置80における第一パンチ81及び第二パンチ82の動作と打ち抜き速度V1、V2との相関について説明する。図7は、ステータ片プレート製造装置80の動作時における第一パンチ81及び第二パンチ82の打ち抜き面のプレス方向の高さ位置Lを時系列tで表しているグラフであって、横軸が時間tを、縦軸が前記打ち抜き面の高さ位置Lを表している。また、破線は、ステータ片プレート製造装置80内を移動する電磁鋼板70のプレス方向の位置(高さ位置)を表している。
The correlation between the operations of the
第一パンチ81の打ち抜き面のプレス方向の高さ位置L1と、第二パンチ82の打ち抜き面のプレス方向の高さ位置L2とは、同じ位相では各パンチ高さの差であるH1−H2分の位置ずれを有する正弦曲線となって表される。そして、高さ位置L1及び高さ位置L2が、電磁鋼板70の高さ位置よりも高い箇所から電磁鋼板70の高さ位置に達したときが、第一パンチ81及び第二パンチ82がそれぞれ電磁鋼板70を打ち抜く、第一パンチ81及び第二パンチ82の打ち抜き位置となっている。
The height position L1 in the pressing direction of the punching surface of the
高さ位置L1及び高さ位置L2を時系列で表しているグラフにおいては、材料となる電磁鋼板70の高さ位置、すなわち第一パンチ81及び第二パンチ82の打ち抜き位置におけるグラフの傾きは、打ち抜き速度を表しており、当該グラフの傾きが大きいほど打ち抜き速度が速く、傾きが小さいほど打ち抜き速度が遅いことを示している。
In the graph showing the height position L1 and the height position L2 in time series, the height of the
ここで、第一パンチ81の打ち抜き速度V1を表わす、打ち抜き位置における高さ位置L1の傾き(図中矢印V1)は、第二パンチ82の打ち抜き速度V2を表わす、打ち抜き位置における高さ位置L2の傾き(図中矢印V2)よりも傾きが大きい。
Here, the inclination (the arrow V1 in the figure) of the height position L1 at the punching position, which represents the punching speed V1 of the
つまり、第二ステージにおいて第二パンチ82が電磁鋼板70を打ち抜く打ち抜き位置は、高さ位置L2の変化を示す正弦曲線における極小点に近い位置している。一方、第一ステージにおいて第一パンチ81が電磁鋼板70を打ち抜く打ち抜き位置は、高さ位置L1の変化を示す正弦曲線における極大点と極小点との中央部付近に位置している。すなわち、第二パンチ82の打ち抜き位置の方が、第一パンチ81の打ち抜き位置よりも、前記正弦曲線の極小点または極大点の何れかの近くに位置している。
That is, the punching position where the
また、前記正弦曲線の傾きは、当該正弦曲線の極小点及び極大点に近づくほど小さくなるため、打ち抜き位置における高さ位置L1の傾きが、打ち抜き位置における高さ位置L2の傾きよりも大きくなる。従って、第一パンチ81の打ち抜き速度V1は、第二パンチ82の打ち抜き速度V2よりも速くなる。言い換えれば、第二パンチ82の打ち抜き位置は、第一パンチ81の打ち抜き位置よりも、各パンチ81・82のクランク運動による動作の下死点に近いため、打ち抜き速度V1は打ち抜き速度V2よりも速いといえる。
In addition, since the slope of the sine curve becomes smaller as it approaches the local minimum and maximum points of the sine curve, the inclination of the height position L1 at the punching position is larger than the inclination of the height position L2 at the punching position. Accordingly, the punching speed V1 of the
このような構成とすることで、同一の金型において、第一ステージの打ち抜き速度V1を第二ステージの打ち抜き速度V2よりも速くすることができる。 With such a configuration, in the same mold, the punching speed V1 of the first stage can be made faster than the punching speed V2 of the second stage.
このようにして、同一の金型において打ち抜き速度の異なる複数の打ち抜き面を有したステータ片プレート製造装置80を提供できる。すなわち、1つの金型で、ステータコア40を組み立てるときの高精度な組み立て性と、モータ10を駆動する時の鉄損の低減と、を両立できる分割構造のモータステータ30を製造できる。
Thus, the stator piece
なお、ステータコア40の打ち抜き工程S110の別実施形態として、高速プレス(打ち抜き速度V1)によって、ステータ片プレート60を打ち抜いた後に、ヨーク部側面62aをシェービング加工しても良い。
例えば、ステータ片プレート60のティース部側面61a及びヨーク部側面62aを高速プレスにて同時に打ち抜いた後に、ヨーク部側面62aをシェービング加工することができる。また、ステータ片プレート60のティース部側面61aを高速プレスにて打ち抜き、続いてステータ片プレート60のヨーク部側面62aを打ち抜いた後に、ヨーク部側面62aをシェービング加工することもできる。
As another embodiment of the punching step S110 of the
For example, the yoke
このように、ヨーク部側面62aをシェービング加工することで、高速プレスにて打ち抜いたヨーク部側面62aの剪断面比率を大きくして、ステータコア40の組み付けを高精度に行うことが可能となる。
Thus, by shaving the
10 モータ
20 モータロータ
30 モータステータ
40 ステータコア
50 ステータ片
51a 巻線面
52a 勘合面
60 ステータ片プレート
61a ティース部側面
62a ヨーク部側面
70 電磁鋼板
80 ステータ片プレート製造装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ステータ片プレートは、円弧状のヨーク部と、該ヨーク部から該ヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、
前記各ステータ片は、前記積層されたステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面によって構成される面が互いに当接され、
前記ステータ片プレートのティース部におけるヨーク部周方向の側面のビッカース硬度は、前記ステータ片プレートの他の側面のビッカース硬度よりも低いビッカース硬度とし、
前記ステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面の剪断面比率は、前記ステータ片プレートの他の側面の剪断面比率よりも大きい剪断面比率とする分割構造のモータステータ。 A motor stator having a divided structure in which a plurality of stator pieces each having a plurality of stator piece plates stacked in an annular shape are arranged,
The stator piece plate includes an arc-shaped yoke portion, and a teeth portion protruding from the yoke portion to the inside in the yoke portion radial direction,
The stator pieces are in contact with each other at surfaces formed by side surfaces in the yoke portion circumferential direction of the yoke portions of the stacked stator piece plates,
The Vickers hardness of the side surface in the yoke portion circumferential direction in the teeth portion of the stator piece plate is a Vickers hardness lower than the Vickers hardness of the other side surface of the stator piece plate,
The motor stator having a split structure in which a shear surface ratio of a side surface in the yoke portion circumferential direction in the yoke portion of the stator piece plate is larger than a shear surface ratio of the other side surface of the stator piece plate.
前記ステータ片プレートは、円弧状のヨーク部と、該ヨーク部から該ヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、
前記各ステータ片は、前記積層されたステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面によって構成される面が互いに当接され、
前記ステータ片プレートは、材料をプレス加工により打ち抜いて成形され、
前記ステータ片プレートをプレス加工によって打ち抜く時には、前記ティース部の打ち抜き速度は、前記ヨーク部の打ち抜き速度よりも速い速度とする分割構造のモータステータの製造方法。 A method of manufacturing a motor stator having a split structure in which a plurality of stator pieces each having a plurality of stator piece plates stacked in an annular shape are arranged,
The stator piece plate includes an arc-shaped yoke portion, and a teeth portion protruding from the yoke portion to the inside in the yoke portion radial direction,
The stator pieces are in contact with each other at surfaces formed by side surfaces in the yoke portion circumferential direction of the yoke portions of the stacked stator piece plates,
The stator piece plate is formed by stamping a material by pressing,
A method of manufacturing a motor stator having a divided structure in which when the stator piece plate is punched by press working, the tooth portion is punched at a speed higher than the yoke portion.
前記ステータ片プレートは、円弧状のヨーク部と、該ヨーク部から該ヨーク部径方向内側へ突出するティース部と、を備え、
前記各ステータ片は、前記積層されたステータ片プレートのヨーク部におけるヨーク部周方向の側面によって構成される面が互いに当接され、
前記製造装置は、材料をプレス加工により打ち抜いて前記ステータ片プレートを成形する金型を備え、
前記金型は、前記ステータ片プレートのティース部を打ち抜く第一パンチと、前記ステータ片プレートのヨーク部を打ち抜く第二パンチとを備え、
前記第一パンチ及び第二パンチは、クランク運動によりプレス方向に往復移動するように構成され、
前記第二パンチの前記材料を打ち抜く打ち抜き位置は、前記第一パンチの材料を打ち抜く打ち抜き位置よりも、前記クランク運動における下死点の近くに位置する、
分割構造のモータステータの製造装置。
An apparatus for manufacturing a motor stator having a split structure in which a plurality of stator pieces configured by laminating a plurality of stator piece plates are arranged in an annular shape,
The stator piece plate includes an arc-shaped yoke portion, and a teeth portion protruding from the yoke portion to the inside in the yoke portion radial direction,
The stator pieces are in contact with each other at surfaces formed by side surfaces in the yoke portion circumferential direction of the yoke portions of the stacked stator piece plates,
The manufacturing apparatus includes a mold for punching a material by press working to mold the stator piece plate,
The mold includes a first punch for punching a teeth portion of the stator piece plate, and a second punch for punching a yoke portion of the stator piece plate,
The first punch and the second punch are configured to reciprocate in the press direction by a crank motion,
The punching position for punching the material of the second punch is located closer to the bottom dead center in the crank motion than the punching position for punching the material of the first punch.
A device for manufacturing a motor stator having a split structure.
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2009
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