JP2012050223A - ステータのコア部材の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータとともに回転電機を構成し、回転電機のコギングトルクとトルクリップルの低減及びトルクの増加を同時に実現させることのできるステータに用いられるステータコアのコア部材の製造装置を得る。
【解決手段】所定方向に搬送される鋼板の搬送経路に対応して配置され、鋼板に対し、環状磁性部材を構成する磁極ティース５のティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭以外の輪郭を形成する打ち抜き加工を行う第１及び第２金型と、鋼板１９に、環状磁性部材のティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う回転移動金型２８とを備え、回転移動金型２８が、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅が狭くなるように鋼板１９を打ち抜き加工する形状を有する。
【選択図】図９

Description

この発明は、例えば、モータなどの回転電機に用いられるステータのコア部材を製造するためのステータのコア部材の製造装置に関する。

従来のステータのコア部材として、縁部同士が回転自在な連結手段を介して環状に連結される複数のヨーク部と、各ヨーク部の連結方向の中央部からそれぞれ突出し、先端の両側に積層方向に順次互いに突出長さが同じ長さだけ増減するように磁極部が突出して形成される磁極ティースとでなる複数の環状磁性部材を、順次積層することにより相隣なる磁極部間の隙間が積層方向にスキューされるように形成したものが提案されている。
このように製造されたステータのコア部材を用いた回転電機では、始動時のトルクリップルや運転中のコギングトルクの低減効果が得られることが知られている。

そして、従来のコア部材の製造装置として、鋼板搬送方向の上流側に配置され、鋼板に環状磁性部材の磁極部の所定の突出長さの輪郭を形成するための切り抜き以外の打ち抜き等の加工を行う第１金型と、鋼板に上記環状磁性部材の輪郭を形成するための打ち抜きを行う第２の金型と、第１の金型と第２の金型との間に配設され、環状磁性部材の中心を中心としてヨーク部の連結方向に回転移動し、鋼板に上記環状磁性部材の磁極部の所定の突出長さの輪郭を形成するための切抜きを行う回転移動金型とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４１２１００８号明細書

従来のコア部材の製造装置の第１金型及び回転移動金型により鋼板を打ち抜いて形成される磁極部は、磁極ティースの基端部から先端部に至るまで同じ幅を保って延在されている。

ここで、一般的に、磁極ティースの先端部の幅が広いコア部材を用いて構成される回転電機では、コア部材の漏れ磁束が大きくなるためにトルクが低減し、また、磁極ティースの基端部の幅が狭いコア部材を用いて構成される回転電機では、磁気飽和が起こり、コギングトルクとトルクリップルが増加する。
このため、従来のコア部材の製造装置により製造されるコア部材を用いて構成される回転電機では、コギングトルクとトルクリップルの低減、及びトルクの増加の両方を実現することができない。

この発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、ロータとともに回転電機を構成し、回転電機のコギングトルクとトルクリップルの低減及びトルクの増加を同時に実現させることのできるステータに用いられるステータコアのコア部材の製造装置を得ることを目的とする。

この発明は、鋼板を加工して形成される板状の複数の分割コア部材を環状に連結した環状磁性部材を複数備え、分割コア部材は、連結方向に沿って配置される分割ヨークと、分割ヨークの中間部から突出されるティース基部、及びティース基部の先端から突出されるティース鍔部を有する磁極ティースとを備え、隣接するティース鍔部間の隙間が連なるように複数の環状磁性部材を積層して構成されるステータのコア部材を製造するためのステータのコア部材の製造装置において、所定方向に搬送される鋼板の搬送経路に対応して配置され、鋼板に対し、環状磁性部材を構成する分割コア部材のティース鍔部の所定の突出長さの輪郭以外の輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う金型と、鋼板に対し、ティース鍔部の所定の突出長さの輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う移動金型とを備え、金型及び移動金型の少なくとも一方が、ティース基部とティース鍔部の連結部からティース鍔部の先端に向かって幅が狭くなるように鋼板を打ち抜き加工する形状を有する。

この発明に係るステータのコア部材の製造装置を用いれば、ティース基部とティース鍔部の連結部からティース鍔部の先端に向かって幅が狭くなるステータのコア部材を製造可能となり、このステータのコア部材を有する回転電機では、コギングトルクとトルクリップルの低減、及びトルクの増加の両方を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の平面図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材を内周側から見た要部正面図である。 図２のＡ部拡大図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の側面図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の平面図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の第２プレス機構の要部側断面図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の動作、及び環状磁性部材を構成する分割コア部材の形成について説明する平面図である。 この発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置において、分割コア部材のティース鍔部を、所定の突出長さの輪郭に切り抜くための回転移動金型の上型の形状を説明する図である。 この発明の実施の形態２に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の平面図である。 この発明の実施の形態２に係るステータのコア部材の製造装置の第１金型の形状を説明する平面図であり、第１金型が鋼板の所定部位を打ち抜いている様子を示している。 この発明の実施の形態３に係る発明のステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の斜視図である。 この発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の側面図である。 この発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の平面図である。 この発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の第２プレス機構の要部側断面図である。 この発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の動作、及び環状磁性部材を構成する分割コア部材の形成について説明する平面図である。 この発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の直線移動金型の形状を説明する平面図である。 この発明の実施の形態４にかかる発明のステータのコア部材の製造装置の第１金型及び回転移動金型の形状を説明する平面図であり、第１金型及び回転移動金型が鋼板の所定部位を打ち抜いている様子を示している。 この発明の実施の形態５に係る発明のステータのコア部材の製造装置により製造されるステータのコア部材の平面図である。 この発明の実施の形態５に係るステータのコア部材の製造装置の回転移動金型の形状を説明する図である。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
まず、ステータのコア部材の製造装置の説明に先立って、ステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の構成について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の斜視図、図２はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の平面図、図３はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材を内周側から見た要部正面図、図４は図２のＡ部拡大図である。

図１〜図４において、ステータのコア部材１Ａは、例えば、珪素鋼からなる板状の複数の第１環状磁性部材２Ａ及び第２環状磁性部材２Ｂを、それぞれの厚み方向に積層して連結した積層体として構成されている。

第１環状磁性部材２Ａのそれぞれは、環状に配列される複数の分割コア部材３により構成される。ここでは、第１環状磁性部材２Ａを構成する分割コア部材３の数は１２であるが、分割コア部材３の数は特に限定されない。
分割コア部材３は、長尺の平板状に作製された分割ヨーク４と、分割ヨーク４の長手方向の一端と他端の間の中間部から分割ヨーク４の厚み方向に直交する方向に突出するティース基部５ａ、及びティース基部５ａの先端の両側に概略分割ヨークに平行な方向（分割ヨーク４の周方向）に突出されるティース鍔部５ｂ，５ｃを有する磁極ティース５とで構成される。

なお、ティース基部５ａが突出された分割ヨーク４の一辺と相対する他辺の主要部は、所定の曲率半径を有する円弧状に形成されている。また、分割ヨーク４の一端近傍には、一面側が凸部となり他面側が凹部となる連結部４ａが形成されている。

ティース鍔部５ｂ，５ｃは、図４に示されるように、先端の幅Ｗｂが、ティース基部５ａと連結される基端部側の幅Ｗａより狭くなるように形成され、ティース鍔部５ｂ，５ｃは基端部から先端部に向かって幅が狭くなっている。なお、ここでは、ティース鍔部５ｂ，５ｃの基端部から先端近傍の部位までは、ティース鍔部５ｂ，５ｃの幅は同じ幅に形成されている。
そして、第１環状磁性部材２Ａは、分割ヨーク４が環状に並べられ、ティース基部５ａが分割ヨーク４の内側に配置されるように複数の分割コア部材３を配列して構成される。つまり、第１環状磁性部材２Ａでは、分割ヨーク４が、分割コア部材３の連結方向に沿って連結され、分割ヨーク４の連結方向に関して、各分割ヨーク４の中間部からティース基部５ａが分割ヨーク４の内側に突出される。

また、第２環状磁性部材２Ｂのそれぞれは、第１環状磁性部材２Ａと同様、環状に配列される複数の分割コア部材３により構成される。第２環状磁性部材２Ｂの分割コア部材３は、連結部４ａが分割ヨーク４の長手方向の一端と逆側の他端近傍に形成されている点を除いて、第１環状磁性部材２Ａの分割コア部材３と同様に構成される。

第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれは、隣接する分割コア部材３の分割ヨーク４の一端及び他端が隣合わせに配置されるように複数の分割コア部材３を環状に配列して構成されている。このとき、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの外形は、円弧状に形成された分割ヨーク４の他辺の曲率半径と等しい曲率半径の円となる。

そして、ステータのコア部材１Ａは、上述したように、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを、ティース基部５ａが重なるように、それぞれの連結部４ａが互いに嵌め合わせて交互に積層した積層体として構成される。なお、各分割コア部材３は連結部４ａまわりに回動可能なように、分割ヨーク４の端部が形成されている。

このとき、ティース基部５ａの先端からティース基部５ａの幅方向の一側及び他側へのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さは、各層ごとに異なるものを用いており、各層の第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのティース鍔部５ｂ，５ｃのティース基部５ａからの突出長さは、以下の条件を満たすように設定されている。
即ち、磁極ティース５のティース基部５ａからのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さは、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの積層方向の一側から他側に向かって、第１及び第２環状磁性部材の層が変わるごとに順次増減され、隣接するティース鍔部５ｂ，５ｃの先端間で構成される隙間が、ステータのコア部材１Ａの一端から他端に至るまで連続するように設定されている。

また、以上のように構成されるステータのコア部材１Ａにおいては、スロット７が、隣接する磁極ティース５のティース基部５ａ、当該ティース基部５ａから互いに相対する方向に延出されるティース鍔部５ｂ，５ｃ、及び隣接するティース基部５ａの間に位置する分割ヨーク４の部位に囲まれる空間により形成されている。そして、隣接するティース鍔部５ｂ，５ｃ間の隙間が連なって構成されるスロット開口７ａは、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの積層方向の一側から他側に向かって積層方向に対してスキューされる。

次いで、ステータのコア部材の製造装置について説明する。
図５はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の側面図、図６はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の平面図、図７はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の第２プレス機構の要部側断面図である。

図５及び図６において、ステータのコア部材の製造装置１０Ａは、第１プレス機構１１Ａ及び移動金型機構としての第２プレス機構１１Ｂを有する。
第１プレス機構１１Ａは、上下に相対して配置される上台板１７及び下台板１８と、珪素鋼からなる長尺の鋼板１９を上台板１７及び下台板１８の間で、所定方向（図５中の矢印の方向）に搬送させる搬送機構（図示せず）と、鋼板１９の搬送方向の上流側に配置され、上台板１７及び下台板１８に設置される上型１３Ａ及び下型１３Ｂからなり、鋼板１９の所定部位を、打ち抜き加工、またはカシメ加工する第１金型１２Ａと、鋼板１９の搬送方向の下流側に第１金型１２Ａと所定の間隔をあけて配置され、上台板１７及び下台板１８に設置される上型１５Ａ及び下型１５Ｂからなり、鋼板１９の所定部位を打ち抜き加工する第２金型１４Ａと、を備える。

また、第２プレス機構１１Ｂは、図７に示されるように、下台板１８上を搬送される鋼板１９の表裏両面に軸方向を直交させ、鋼板１９の幅方向の中央部に対応する位置に配設されたスラスト軸受２１と、下台板１８上でスラスト軸受２１に支承され、スラスト軸受２１の軸心まわりに回転移動可能に配設された回転移動台２２と、回転移動台２２をスラスト軸受２１の軸心周りに回転させるトルクを発生させるリニアモータ２４と、回転移動台２２上に設けられ、下型２８Ｂ、及びクランクシャフト２５を介してサーボモータ２６に駆動されて下型２８Ｂを加圧可能な位置に配置され、下型２８Ｂとの間に加圧した鋼板１９を所望の形状に打ち抜き可能に構成された上型２８Ａからなる移動金型としての回転移動金型２８と、を備えている。

次いで、上記のように構成されたステータのコア部材の製造装置１０Ａの動作について説明する。
図８はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置の動作、及び環状磁性部材を構成する分割コア部材を形成する工程を説明する平面図である。

この実施の形態１では、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれを構成するための複数の分割コア部材３の形成領域が、周方向に所定のピッチで配列されるように設定された鋼板１９に対し、ステータのコア部材の製造装置１０Ａは、鋼板１９に設定された複数の分割コア部材３の形成領域を残すように鋼板１９を打ち抜き加工して分割コア部材３を得るものとして構成される。なお、図８では、説明の便宜上、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれを構成するための分割コア部材３の数を８個として図示しているが、実際には、図１と同様、１２個である。

まず、図示しない駆動源により上台板１７が下降すると、図８に示されるように、第１金型１２Ａにより図８の矢印Ａで示す位置において鋼板１９上にパイロット穴３１の形成が、また、矢印Ｂで示す位置においてロータ（図示せず）を配置するための円形の打ち抜き３２の形成が、また、矢印Ｃで示す位置において分割ヨーク４および磁極ティース５の各輪郭を形成するための打ち抜き３３，３４の形成が行われる。

また、矢印Ｄ及びＥで示す位置において、それぞれ第１および第２の環状磁性部材２Ａ，２Ｂの各分割ヨーク４の端面の輪郭を形成するための切り曲げ３５，３６が、また、矢印ＦおよびＧで示す位置において、それぞれ第１及び第２の環状磁性部材２Ａ，２Ｂに形成される凹凸形状の連結部４ａの形成、および抜きかしめ３８，３９がそれぞれ行われ、矢印Ｉで示す位置において、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する分割コア部材の輪郭を形成するための打ち抜き４０が第２金型１４Ａにより行われる。
以上のように、第１及び第２金型１２Ａ，１４Ａにより、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する分割コア部材３のティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭以外の輪郭を形成するための打ち抜き以外の打ち抜き加工が行われる。

なお、矢印Ｄ及びＥの位置での打ち抜き加工は、いずれか一方の打ち抜き加工を選択的に行うことが可能になっている。また、矢印ＦおよびＧで示す位置でのプレスによるかしめ加工も同様、いずれか一方のかしめ加工を選択的に行うことが可能になっている。つまり、矢印Ｄの位置で打ち抜き加工した鋼板１９の部位は、矢印Ｅで打ち抜き加工せずに、矢印Ｆの位置でかしめ加工し、かつ矢印Ｇの位置でかしめ加工せずに、矢印Ｈに移動させることができる。また、鋼板１９を、矢印Ｄの位置で打ち抜き加工せずに、矢印Ｅで打ち抜き加工させた後、矢印Ｆの位置でかしめ加工せずに、矢印Ｇの位置でかしめ加工して、矢印Ｈまで鋼板１９を移動させることができる。

また、抜きかしめ３８，３９は、連結部４ａと同様、鋼板１９の所定部位に凹凸部を形成するものであり、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを積層するときに、上下に配置される第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの分割コア部材３に形成された抜きかしめ３８，３９が嵌め合わされる。

そして、第１及び第２金型１２Ａ，１４Ａの動作に同期して、第２プレス機構１１Ｂのサーボモータ２６が駆動されクランクシャフト２５を介して上型２８Ａが下降することによって、図８に矢印Ｈで示す位置において、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する分割コア部材３のティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭を形成するための切り抜き４１が行われる。

このとき、鋼板１９に所定の形状の打ち抜き４１を施す回転移動金型２８の形状について説明する。
図９はこの発明の実施の形態１に係るステータのコア部材の製造装置において、分割コア部材のティース鍔部を、所定の突出長さの輪郭に打ち抜くための回転移動金型の形状を説明する図である。
なお、回転移動金型２８による鋼板のプレス加工は、第２金型１４Ａによる鋼板１９のプレス加工に先立って行われるが、図９では、説明の便宜上、第２金型によるプレス加工を行った後の第１環状磁性部材２Ａの形状を図示している。

回転移動金型２８において、上型２８Ａが分割コア部材３のティース鍔部５ｂ，５ｃを、所定の突出長さで、先端側を所定の輪郭に打ち抜くように構成されている。上型２８Ａの鋼板１９のプレス方向に直交する断面において、上型２８Ａは、図９に示されるように、それぞれが台形部２９ａ、及び台形部２９ａの上底と同じ幅で上底から下底と逆側に延在する矩形部２９ｂからなる複数の打ち抜き部２９を備えている。複数の打ち抜き部２９は、形成予定の各環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する分割コア部材３の数と同じ数だけ、スラスト軸受２１の軸心（回転軸）まわりに周方向に所定の間隔で配列される。また、スラスト軸受２１の軸心と打ち抜き部２９との間の距離は、製造されるステータのコア部材１Ａの軸心とティース鍔部５ｂ，５ｃとの間の距離に対応している。

回転移動金型２８は、リニアモータ２４の駆動により回転移動台２２が回転されるのに連動して回転移動するように構成されている。即ち、打ち抜き部２９は、リニアモータ２４の駆動に連動して、スラスト軸受２１の軸心まわりに回転移動される。また、回転移動金型２８は、鋼板１９にスラスト軸受２１の軸心を直交させて設置され、鋼板１９の搬送経路は、複数の分割コア部材３の形成領域が、回転移動金型２８により打ち抜かれる位置（矢印Ｈで示す位置）まで移動したとき、分割コア部材３の形成領域の中心が、鋼板１９に直交するスラスト軸受２１の軸心と交わるように設定されている。

また、複数の分割コア部材３の形成領域が、矢印Ｈで示す位置に移動されたとき、上型２８Ａによる打ち抜き方向から見て、各打ち抜き部２９の台形部２９ａの下底側が、打ち抜き３７側に位置し、矩形部２９ｂ側が、打ち抜き３２の内側に位置するように配置される。このとき、矩形部２９ｂの台形部２９ａ側の一部が、打ち抜き３７と打ち抜き３２とを分離する鋼板１９の部位に差し掛かかる位置に配置される。また、打ち抜き後に形成される隣接するティース鍔部５ｂ，５ｃの外周側の間隔Ｌａが内周側の間隔Ｌｂより大きくなるように台形部２９ａ及び矩形部２９ｂの形状が設定されている。

そして、回転移動金型２８による鋼板１９の打ち抜き加工により、隣接して成形されるティース鍔部５ｂ，５ｃの形成領域の先端間が分離され、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端側の形状が先端に向かって幅狭となる環状磁性部材２Ａの一つが形成される。

回転移動台２２を、各層の環状磁性部材２Ａ，２Ｂのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さの増減に応じて、リニアモータ２４の駆動により鋼板１９に直交して配置されるスラスト軸受２１の軸心まわりに、順次所定量回転移動させることにより、各環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれを形成するごとに、分割コア部材３のティース基部５ａの先端からティース基部５ａの一側及び他側へのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さが同じ長さだけ増減される。これにより他の第１環状磁性部材２Ａや第２環状磁性部材２Ｂが製造される。

そして、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂは積層された抜きかしめ３８，３９により固着一体化され、図１及び図３に示すように、隣接するティース鍔部５ｂ，５ｃ間の隙間で構成されるスロット開口７ａが、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの積層方向に対してスキューされ、かつ、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端が、ティース基部５ａとの連結部側の部位より幅の狭いステータのコア部材１Ａが完成する。

この実施の形態１のステータのコア部材の製造装置１０Ａによれば、回転移動金型２８が、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅が狭くなるように鋼板１９を打ち抜き加工する形状を有する。

より詳しくは、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する複数の分割コア部材３の鋼板１９内の形成位置が、周方向に所定のピッチで配列されるように設定されている。そして、回転移動金型２８は、鋼板１９に対する打ち抜き部２９を、鋼板１９に直交する軸心（回転軸心）まわりに回転移動させ、複数の分割コア部材３の形成領域の中心が、回転軸心と交わる位置で鋼板１９を打ち抜き可能に設置されている。そして、回転移動金型２８における鋼板１９の打ち抜き部２９は、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅が狭くなるように鋼板１９を打ち抜き加工する形状を有する。

このようなステータのコア部材の製造装置１０Ａにより製造される複数の分割コア部材３は、製造されるたびに、ティース基部５ａからのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さを可変可能である。
そして、スロット開口７ａがスキューされるように、それぞれ分割コア部材３を環状に連結して構成される第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを積層して構成されるステータのコア部材１Ａにおいて、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かってティース鍔部５ｂ，５ｃの幅が狭くなる。従って、ステータのコア部材の製造装置１０Ａを用いて作製したステータのコア部材１Ａを有する回転電機では、コギングトルクとトルクリップルの低減、及びトルクの増加の両方を実現することができる。

実施の形態２．
まず、この実施の形態２に係る発明のステータのコア部材の製造装置の説明に先立って、ステータのコア部材の製造装置において、分割ヨーク部および磁極ティースの各輪郭を形成するための第１金型の形状を説明する図である。

図１０はこの発明の実施の形態２に係るステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の平面図、図１１はこの発明の実施の形態２に係るステータのコア部材の製造装置の第１金型の形状を説明する平面図であり、鋼板の所定部位を打ち抜いている様子を示している。

図１０において、ステータのコア部材１Ｂは、磁極ティース５において、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部が、ティース鍔部５ｂ，５ｃの中間部に比べて幅広になっている。
他のステータのコア部材１Ｂの構成は、ステータのコア部材１Ａと同様である。

この実施の形態２のステータのコア部材の製造装置は、ステータのコア部材の製造装置１０Ａと同様に構成されている。
また、ステータのコア部材１Ｂは、ステータのコア部材１Ａの製造と略同様に製造される。

ただし、図８の矢印Ｃで示す位置において、分割ヨーク４および磁極ティース５の各輪郭を形成するための打ち抜き３４を施す工程で、第１金型１２Ａの鋼板１９を打ち抜く上型１３Ａの部位の断面形状が、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃとの連結部が、ティース鍔部５ｂ，５ｃの中間部から先端に至る部位に比べて幅広となるように設定されている。
即ち、図１１に示されるように、鋼板１９を打ち抜く第１金型１２Ａの上型１３Ａの部位の断面形状が、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部に近い側を打ち抜く部位ほど、漸次幅狭となるように形成されている。

この実施の形態２のステータのコア部材の製造装置によれば、分割ヨーク４および磁極ティース５の各輪郭を形成するための打ち抜き３３，３４施す工程において、鋼板１９を打ち抜く第１金型１２Ａの上型１３Ａの部位の断面形状は、鋼板１９を打ち抜き加工した後に得られるティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部が、ティース鍔部５ｂ，５ｃの中間部から先端に至る部位に比べて幅広となるように形成されている。
これにより、ティース基部５ａの先端側からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かう磁極ティース５の部位の幅が狭くなる。

つまり、実施の形態１と同様、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に至る磁極ティース５の部位が、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅狭となるように、第１金型１２Ａを用いても実現できる。
従って、この実施の形態２のコア部材の製造装置を用いて作製したステータのコア部材１Ｂを有する回転電機では、コギングトルクとトルクリップルの低減、及びトルクの増加の両方を実現することができる。

なお、この実施の形態２では、回転移動金型２８によりティース鍔部５ｂ，５ｃの先端側も先端に向かって幅狭とするように形成するものとして説明したが、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端側の幅は、同一幅であってもよい。

実施の形態３．
まず、この実施の形態３に係る発明のステータのコア部材の製造装置の説明に先立って、ステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の構成について説明する。

図１２はこの発明の実施の形態３に係る発明のステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の斜視図である。

図１２において、ステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材１Ｃは、特許３９３３８９０号明細書に記載のものと同様の構成であり、連結部が省略され、隣接する分割コア部材３の分割ヨークの端部間が互いに屈折可能に連結して一体に形成した第１及び第２環状磁性部材のそれぞれを用いて作製されている他はステータのコア部材１Ａと同様に構成されている。

図１３はこの発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の側面図、図１４はこの発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の平面図、図１５はこの発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の第２プレス機構の要部側断面図である。

図１３及び図１４において、ステータのコア部材の製造装置１０Ｂは、第３プレス機構１１Ｃ、及び移動金型機構としての第４プレス機構１１Ｄを有する。

第３プレス機構１１Ｃは、上台板１７及び下台板１８と、鋼板１９を上台板１７及び下台板１８の間で、所定方向に搬送させる搬送機構（図示せず）と、鋼板１９の搬送方向の上流側に配置され、上台板１７及び下台板１８に設置される上型１３Ｃ及び下型１３Ｄからなる第３金型１２Ｂと、鋼板１９の搬送方向の下流側に第３金型１２Ｂと所定の間隔をあけて配置され、上台板１７及び下台板１８に設置される上型１５Ｃ及び下型１５Ｄからなる第４金型１４Ｂとを備えている。

第４プレス機構１１Ｄは、図１５に示されるように、鋼板１９の搬送方向を横切るように下台板１８上に移動可能に配設される移動台４０と、移動台４０と下台板１８の間に配置され、下台板１８側及び移動台４０側に対向して固定される固定子４１ａ及び可動子４１ｂを有するリニアモータ４２と、移動台４０上に配置され下型４４Ｂ、及びクランクシャフト２５を介してサーボモータ２６により駆動される上型４４Ａでなる移動金型としての直線移動金型４３と、を備えている。

次いで、上記のように構成されたステータのコア部材の製造装置１０Ｂの動作について説明する。
図１６はこの発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の動作、及び環状磁性部材を構成する分割コア部材を形成する工程を説明する平面図である。

この実施の形態３では、ステータのコア部材の製造装置１０Ｂは、各第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれを構成するための複数の分割コア部材３の形成領域が、幅方向に所定の間隔で配列されるように設定された鋼板１９に対して、打ち抜き加工を施して複数の分割コア部材３を得るものとして構成される。なお、鋼板１９は長手方向に平行な方向に搬送される。また、図１６では、説明の便宜上、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれを構成するための分割コア部材３の数を６個として図示しているが、実際には、図１と同様、１２個である。

また、鋼板１９内の複数の分割コア部材３の形成領域において、隣接する分割コア部材３は、分割ヨークの一端または他端が互いに連結した連結部を構成し、後述するようにステータのコア部材の製造装置１０Ｂにより、鋼板１９を打ち抜いて分割コア部材３を得たときに、隣接する分割コア部材３が屈曲可能に連なるようになっている。

まず、図示しない駆動源により上台板１７が下降すると、第３の金型１２Ｂにより図１６に矢印Ａで示す位置において鋼板１９上にパイロット穴５２が、また、矢印Ｂで示す位置において抜きかしめ５５が、また、矢印Ｃで示す位置において隣接する分割コア部材３の連結部の輪郭を形成するためのＶ字状抜き穴５６がそれぞれ形成され、第４の金型１４Ｂにより矢印Ｅで示す位置において、鋼板１９の幅方向に連なる分割コア部材３の各輪郭を形成するための打ち抜き５８が行われる。

以上のように、第３及び第４金型１２Ｂ，１４Ｂにより、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する分割コア部材３のティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭以外の輪郭を形成するための打ち抜き加工がおこなわれる。

また、第３及び第４金型１２Ｂ，１４Ｂの動作に同期して、第４プレス機構１１Ｄのサーボモータ２６が駆動されクランクシャフト２５を介して上型４４Ａが下降することによって、図６に矢印Ｄで示す位置において、分割コア部材３の磁極ティース５のティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭を形成するための抜き穴５９が形成される。

鋼板１９に所定の形状の抜き穴５９を形成するための直線移動金型４３の形状について説明する。
図１７はこの発明の実施の形態３に係るステータのコア部材の製造装置の直線移動金型の形状を説明する平面図である。
なお、直線移動金型４３による鋼板１９のプレス加工は、第２金型１４Ｂによる鋼板のプレス加工に先立って行われるが、図１７では、説明の便宜上、第２金型１４Ｂによる打ち抜き加工を行った後の鋼板１９の形状を図示している。

図１７において、分割コア部材３のティース鍔部５ｂ，５ｃを、所定の突出長さの輪郭に切り抜くための上型４４Ａは、それぞれ、第１及び第２台形部４５ａ，４５ｂの上底側を互いに連結した形状の複数の打ち抜き部４５を有する。複数の打ち抜き部４５は、所定の直線方向に配列されている。

上記のように構成される直線移動金型４３は、鋼板１９が直線移動金型４３により打ち抜かれる位置（矢印Ｘで示す位置）に搬送されたとき、打ち抜き部４５の配列方向を、各環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成するための複数の分割コア部材３の形成領域の配列方向に一致させて設置される。また、リニアモータ４２の駆動に連動して直線移動金型４３が複数の分割コア部材３の形成領域の配列方向に移動されるように構成されている。即ち、打ち抜き部４５は、リニアモータ４２の駆動に連動して複数の分割コア部材３の形成領域の配列方向に移動される。

そして、各打ち抜き部４５の第１及び第２台形部４５ａ，４５ｂの連結部が、隣接するティース鍔部５ｂ，５ｃの間を含む鋼板１９の部位を打ち抜き可能なように上型４４Ａが配置されている。このとき、一方の台形部４５ａの下底側がティース鍔部５ｂ，５ｃ形成領域よりティース鍔部５ｂ，５ｃの外周側に配置され、他方の台形部４５ｂの下底側が、ティース鍔部５ｂ，５ｃの形成領域より内周側に配置される。

そして、ティース鍔部５ｂ，５ｃの外周側の間隔Ｌｃは、内周側の間隔Ｌｄより大きくなるように第１及び第２台形部４５ａ，４５ｂの形状が設定されている。このように、直線移動金型４３により鋼板１９を打ち抜いて形成される分割コア部材３においては、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端側は、先端に向かって漸次幅狭となる形状を有する。

そして、直線移動金型４３による鋼板１９のプレスにより、図１６の矢印Ｆの位置に示されるように、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端形状が、先端に向かって幅狭の形状となるティース鍔部５ｂ，５ｃを有する分割コア部材３が形成される。

そして、移動台４０は、各層に配置される第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの分割コア部材３を形成するときに、各層の第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの分割コア部材３のティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さの増減に応じて、順次、分割コア部材３の形成領域の配列方向に移動することにより、分割コア部材３のティース基部５ａの先端側からティース基部５ａの一側及び他側へのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さが同じ長さだけ増減される。

連結された状態で得られる複数の分割コア部材３は、連結部を屈曲させて環状にすることで、第１の環状磁性部材２Ａまたは第２の環状磁性部材２Ｂとなる。
第１及び第２の環状磁性部材２Ａ，２Ｂは、積層されて抜きかしめ３３により固着一体化されて、図１２に示すように、隣接するティース鍔部５ｂ，５ｃ間の隙間で構成されるスロット開口７ａが第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの積層方向に対してスキューされ、かつ、ティース鍔部５ｂ，５ｃの先端が、ティース基部５ａとの連結部側の部位より幅の狭いステータのコア部材１Ｃが完成する。

この実施の形態３のステータのコア部材の製造装置１０Ｂによれば、直線移動金型４３が、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅が狭くなるように鋼板１９を打ち抜き加工する形状を有する。
より詳しくは、各第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する複数の分割コア部材３を形成するための鋼板１９内の領域が、所定の直線方向に所定の間隔で配置され、直線移動金型４３は、鋼板１９に対する打ち抜き部４５を、所定の直線方向に移動させて鋼板１９を打ち抜き可能に設置されている。

従って、ステータのコア部材の製造装置１０Ｂにより製造される複数の分割コア部材３は、製造されるたびに、ティース基部５ａからのティース鍔部５ｂ，５ｃの突出長さを可変可能となる。そして、スロット開口７ａがスキューされるように、それぞれ分割コア部材３を環状に連結して構成される第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを積層して構成されるステータのコア部材１Ａでは、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅が狭くなる。従って、コア部材の製造装置１０Ｂを用いて作製したステータのコア部材１Ｃを有する回転電機は、コギングトルクとトルクリップルの低減、及びトルクの増加の両方を実現することができる。

実施の形態４．
この実施の形態４に係る発明のステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材は、実施の形態１と同様である。

次いで、ステータのコア部材の製造装置の第１金型の構成について説明する。
図１８はこの発明の実施の形態４にかかる発明のステータのコア部材の製造装置の第１金型及び回転移動金型の形状を説明する平面図であり、第１金型及び回転移動金型が鋼板の所定部位を打ち抜いている様子を示している。

図１８に示されるように、各第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂのそれぞれを構成するための複数の分割コア部材３の形成領域において、隣接する分割コア部材３の分割ヨーク４の端部間が分離されている。
そして、前述の図１６の矢印Ｃでの鋼板１９を打ち抜く第３金型１２Ｂの上型１３Ｃの形状が、図１８に示されるように、鋼板１９の隣接する分割コア部材３の形成予定領域における分割ヨーク４の端部間を分離するように設定されている。

また、詳細には図示しないが、鋼板１９が所定の位置に配置された場所で、連結部４ａを形成するためのかしめ工程も、第３金型１２Ｂによるプレスにより実施される。

その後、直線移動金型４３により、ティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭を形成するための打ち抜きが行われて、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを構成する分割コア部材３が得られる。
以下、実施の形態１と同様に分割コア部材３を環状に配置して第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂとし、実施の形態１と同様に第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂを積層することで、ステータのコア部材１Ａを得ることができる。

この実施の形態４のステータのコア部材の製造装置によれば、実施の形態３と同様、分割コア部材３を、ティース基部５ａとティース鍔部５ｂ，５ｃの連結部からティース鍔部５ｂ，５ｃの先端に向かって幅狭に作製されるので、ステータのコア部材の製造装置１０Ｂを用いて作製したステータのコア部材１Ａを有する回転電機は、コギングトルクとトルクリップルの低減、及びトルクの増加の両方を実現することができる。

実施の形態５．
まず、この実施の形態５に係る発明のステータのコア部材の製造装置の説明に先立って、ステータのコア部材の製造装置を用いて製造されるステータのコア部材の構成について説明する。
図１９はこの発明の実施の形態５に係る発明のステータのコア部材の製造装置により製造されるステータのコア部材の平面図である。

図１９において、ステータのコア部材１Ｄは、ステータのコア部材１Ａと略同様の構成であるが、例えば、積層方向の端部に配置される第１環状磁性部材を構成する分割コア部材３において、ティース基部５ａの先端側の幅方向の一側または他側の部位が削除され、ティース基部５ａが削られた側では、ティース鍔部５ｂ，５ｃの突出が省略されている。

そして、ステータのコア部材１Ｄにおいて、スロット開口７ａの延在方向の一端は、積層方向の一端側を構成する第１環状磁性部材２Ａの隣接するティース基部５ａのうち、一方のティース基部５ａの一部に入りこむように開口し、スロット開口７ａの他端は、積層方向の一端側を構成する第１または第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの隣接するティース基部５ａのうち、他方のティース基部５ａに入り込むように開口している。

次いで、ステータのコア部材の製造装置について説明する。
図２０はこの発明の実施の形態５に係るステータのコア部材の製造装置の回転移動金型の形状を説明する図である。

この実施のステータのコア部材の製造装置は、ステータのコア部材の製造装置１０Ｂと同様に構成されている。
ただし、鋼板１９に設定された複数の分割コア部材３の形成領域のうち、ティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う回転移動金型２８を構成する上型２８Ａの打ち抜き部２９が、図２０に示されるように、ティース基部５ａの基端部での周方向の位置に対応する周方向の位置まで移動して鋼板１９を打ち抜くことが可能に構成されている。

この実施の形態５のステータのコア部材の製造装置によれば、例えばスロット開口７ａの一端を隣接するティース基部５ａのうちの一方に入り込むようにし、スロット開口７ａの他端を隣接するティース基部５ａのうちの他方に入り込むようにしてステータのコア部材１Ｄを作製できる。
これにより、スロット開口７ａは、第１及び第２環状磁性部材２Ａ，２Ｂの積層方向に対し、大きくスキューすることが可能となり、コギングトルクとトルクリップルの低減効果、及びトルクの増加効果をより大きく得ることができる。

なお、上記各実施の形態では、ティース鍔部５ｂ，５ｃの所定の突出長さの輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う上型２８Ａ，４４Ａの打ち抜き部２９，４５の形状は、台形部２９ａと矩形部２９ｂまたは第１及び第２台形部４５ａ，４５ｂを組み合わせた形状であるものとして説明したが、打ち抜き部２９，４５の形状はこのものに限定されない。打ち抜き部２９，４５の形状は、ティース鍔部５ｂの基端部側より先端側が幅狭となるように鋼板１９を打ち抜き加工する形状を有していればよい。

また、上記各実施の形態では、回転移動金型２８または直線移動金型４３を移動させる駆動源として、リニアモータ２４またはリニアモータ４２を用いるものとして説明したが、回転移動金型２８または直線移動金型４３を移動させる駆動源として、他の駆動源を用いてもよい。

１Ａ〜１Ｄ ステータのコア部材、２Ａ，２Ｂ 環状磁性部材、３ 分割コア部材、４ 分割ヨーク、５ 磁極ティース、５ａ ティース基部、５ｂ，５ｃ ティース鍔部、１０Ａ，１０Ｂ ステータのコア部材の製造装置、１２Ａ，１２Ｂ 金型、１４Ａ，１４Ｂ 金型、１９ 鋼板、２８ 回転移動金型（移動金型）、２９ 打ち抜き部、４３ 直線移動金型（移動金型）、４５ 打ち抜き部。

Claims (6)

1. 鋼板を加工して形成される板状の複数の分割コア部材を環状に連結した環状磁性部材を複数備え、上記分割コア部材は、連結方向に沿って配置される分割ヨークと、上記分割ヨークの連結方向の中間部から突出されるティース基部、及び上記ティース基部の先端から突出されるティース鍔部を有する磁極ティースとを備え、隣接する上記ティース鍔部間の隙間が連なるように複数の上記環状磁性部材を積層して構成されるステータのコア部材を製造するためのステータのコア部材の製造装置であって、
   所定方向に搬送される上記鋼板の搬送経路に対応して配置され、上記鋼板に対し、上記環状磁性部材を構成する分割コア部材の上記ティース鍔部の所定の突出長さの輪郭以外の輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う金型と、上記鋼板に対し、上記ティース鍔部の所定の突出長さの輪郭を形成するための打ち抜き加工を行う移動金型とを備え、
   上記金型及び上記移動金型の少なくとも一方が、上記ティース基部と上記ティース鍔部の連結部から上記ティース鍔部の先端に向かって幅が狭くなるように上記鋼板を打ち抜き加工する形状を有することを特徴とするステータのコア部材の製造装置。
2. 上記移動金型が、上記ティース鍔部の先端側の幅を、上記ティース基部側より狭くなるように上記鋼板を打ち抜き加工する形状を有することを特徴とする請求項１に記載のステータのコア部材の製造装置。
3. 上記金型が、上記ティース基部と上記ティース鍔部との連結部の幅を、上記ティース鍔部の先端側の幅より広くするように上記鋼板を打ち抜き加工する形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のステータのコア部材の製造装置。
4. 各上記環状磁性部材を構成する複数の上記分割コア部材の上記鋼板における形成領域が、周方向に所定のピッチで配列されるように設定され、
   上記移動金型は、上記鋼板に対する打ち抜き部を、上記鋼板に直交する軸心まわりに回転移動させ、複数の上記分割コア部材の形成領域の中心が、上記軸心と交わる位置で上記鋼板を打ち抜くことが可能に設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のステータのコア部材の製造装置。
5. 各上記環状磁性部材を構成する複数の上記分割コア部材の上記鋼板における形成領域が、所定の直線方向に所定の間隔で配置され、
   上記移動金型は、上記鋼板に対する打ち抜き部を、上記所定の直線方向に移動させて上記鋼板を打ち抜くことが可能に設置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のステータのコア部材の製造装置。
6. 上記移動金型は、各上記環状磁性部材を構成する複数の上記分割コア部材の上記鋼板における形成領域のうち、上記ティース基部の先端側に入り込む位置まで移動して上記鋼板を打ち抜くことが可能に構成されている請求項４または請求項５に記載のステータのコア部材の製造装置。

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