JP2012239273A - 永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 永久磁石挿入工程での積層鉄心置き場を不要とする永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法及びその製造装置を提供する。
【解決手段】 パイロット孔、軸孔、永久磁石挿入孔、かしめ突起、かしめ突起などの製作、および下蓋、回転子鉄心片の外形打ち抜き、積層などの順送り金型のプレス加工工程と、上蓋の外形打ち抜き、積層という順送り金型のプレス加工工程の中間に永久磁石挿入工程を加えたもので、永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法及びその製造装置における永久磁石挿入工程は、下蓋１３および回転子鉄心片１１を打抜き、積層する〈ｆ−１〉工程と、磁石を挿入する〈ｆ−２〉工程と、上蓋１２を打抜き、積層する〈ｆ−３〉工程と、永久磁石付き回転子積層鉄心を排出する〈ｆ−４〉工程の４工程で構成され、Ｏ軸を中心に回転する回転テーブル３０上にある。
【選択図】 図１

Description

この発明は、永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法及びその製造装置に関するものである。

図１２は従来の永久磁石付き回転子積層鉄心の平面図、図１３は断面図である。図において、１０は永久磁石付き回転子積層鉄心、１１は回転子鉄心片、１２は上蓋、１３は下蓋、１５は永久磁石である。
回転子鉄心片１１には、回転軸（図示せず）を挿入する軸孔２２、永久磁石１５を挿入する永久磁石挿入孔２３ａ、かしめ積層に使用する第１のかしめ突起２４ａが形成される。また、上蓋１２には、軸孔２２、かしめ突起２４ａ、永久磁石挿入孔２３ａに対応する第２のかしめ突起２３ｂが形成され、下蓋１３には、軸孔２２、第１のかしめ突起２４ａに対応する貫通孔２４ｂが形成される。

従来の永久磁石付き積層鉄心の製造方法として特許文献１のものがある。特許文献１においては、順送り金型装置により下記手順で被加工金属板から回転子積層鉄心を製造するものである。
（１）ステーションＡで、ガイドホールを形成する。
（２）ステーションＢで、軸孔を打抜き形成する。
（３）ステーションＣで、永久磁石設置開口が間隔をおいて回転子鉄心片の外形となる箇所より若干内径側に打抜き形成する。
（４）ステーションＤで、空孔を打抜き形成する。
（５）ステーションＥで、かしめ部を形成する。
（かしめ部は積層１枚目となる回転子鉄心片には貫通穴として形成され、積層２枚目以降の回転子鉄心片にはかしめ突起として形成される。）
（６）ステーションＦで、回転子鉄心片を外形抜きし、かしめ部を介してかしめ積層する。
（７）ステーションＧで、固定子鉄心片となる箇所にスロットを複数打抜き形成する。
（８）ステーションＨで、固定子鉄心片のかしめ部を形成する。
（９）ステーションＩで、固定子鉄心片を外形抜きし、かしめ部を介してかしめ積層する。

永久磁石付き回転子積層鉄心は、上記のように、被加工金属板から打抜きおよび外形抜きした回転子鉄心片をかしめ積層した回転子積層鉄心の永久磁石設置開口に、永久磁石を装着し、永久磁石付き回転子積層鉄心を製造していた。

特開２００４−１７３３７５号公報（図３〜図５）

上記のように、特許文献１においては、被加工金属板から回転子鉄心片を打抜きする工程、打抜きおよび外形抜きした回転子鉄心片をかしめ積層する工程（以下、プレス加工工程と記す）と永久磁石を挿入する工程（以下、永久磁石挿入工程と記す）とが別工程であり、プレス加工工程および永久磁石挿入工程のそれぞれで時間を要するため、鉄心製造時間が多くかかるという問題点があった。
また、プレス加工工程と比較して永久磁石挿入工程のサイクルタイムが多いため、永久磁石挿入工程で積層鉄心が仕掛品として滞留してしまうという問題点があった。さらに、プレス加工工程から永久磁石挿入工程までの搬送、永久磁石挿入工程での積層鉄心置き場が必要となるという問題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、永久磁石挿入工程での積層鉄心置き場を不要とする永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法及びその製造装置を提供することを目的とする。

この発明に係る永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置は、薄板金属材料から、各種孔またはかしめ突起の製作、および下蓋、回転子鉄心片の外形打ち抜き、積層などの順送り金型のプレス加工工程と、上蓋の外形打ち抜き、積層という順送り金型のプレス加工工程の中間に永久磁石挿入工程を加えたものである。

この発明によれば、薄板金属材料から、各種孔またはかしめ突起の製作、および下蓋、回転子鉄心片の外形打ち抜き、積層などの順送り金型のプレス加工工程と、上蓋の外形打ち抜き、積層という順送り金型のプレス加工工程の中間に永久磁石挿入工程を加えたことにより、永久磁石挿入工程に使用する積層鉄心や永久磁石挿入工程後に使用する上蓋といった中間製品の搬送、置き場が不要となるので、
省スペースでタイムリーな永久磁石付き回転子積層鉄心を製造できるという効果を有する。

実施の形態１に係る永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の構成図である。 実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−１〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−２〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−３〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−４〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−１〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−２〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−３〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−４〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。 実施の形態１に係る１サイクル目の打抜き数に対する各工程の動作状態図である。 実施の形態１に係る２サイクル目以降の打抜き数に対する各工程の動作状態図である。 従来の永久磁石付き回転子積層鉄心の平面図である。 従来の永久磁石付き回転子積層鉄心の断面図である。

以下にこの発明にかかる永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の好適な実施の形態を説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の構成図である。図において、２０は薄板金属材料、２１はパイロット孔、２２は回転軸を挿入する軸孔、２３ａは永久磁石を嵌入する永久磁石挿入孔、２３ｂは永久磁石挿入孔２３ａに対応するかしめ突起、２４ａは回転子鉄心片１１をかしめ積層するときに使用するかしめ突起、２４ｂはかしめ突起２４ａに対応する貫通孔である。

図２は実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−１〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図３は実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−２〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図４は実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−３〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図５は実施の形態１に係る１サイクル目の〈ｆ−４〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図６は実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−１〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図７は実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−２〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図８は実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−３〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。
図９は実施の形態１に係る２サイクル目以降の〈ｆ−４〉工程における永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置の部分断面図である。

図において、１０は回転子積層鉄心、１１は回転子鉄心片、１２は上蓋、１３は下蓋、１５は永久磁石である。また、３０は回転テーブル、３１は積層鉄心を保持する保持部品、３２は積層鉄心を積む受け台である。

図１〜図９により、実施の形態１に係る永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法について説明する。

〈ａ〉工程：薄板金属材料２０から、パイロット孔２１、軸孔２２を打抜く。
〈ｂ〉工程：回転子鉄心片１１を製造する場合のみ、永久磁石挿入孔２３ａを打抜く。上蓋１２、下蓋１３の場合は打抜かない間欠工程となる。
〈ｃ〉工程：上蓋１２の場合は永久磁石挿入孔２３ａに対応するかしめ突起２３ｂを成形する。回転子鉄心片１１、下蓋１３の場合は打抜かない間欠工程となる。
〈ｄ〉工程：下蓋１３を製造する場合のみ、かしめ突起２４ａに対応する貫通孔２４ｂを打抜く。回転子鉄心片１１、上蓋１２の場合は打抜かない間欠工程となる。
〈ｅ〉工程：回転子鉄心片１１、上蓋１２の場合はかしめ突起２４ａを成形する。下蓋１３の場合は打抜かない間欠工程となる。

〈ｆ〉工程：下蓋１３および回転子鉄心片１１を打抜き、積層する〈ｆ−１〉工程と、磁石を挿入する〈ｆ−２〉工程と、上蓋１２を打抜き、積層する〈ｆ−３〉工程と、永久磁石付き回転子積層鉄心を排出する〈ｆ−４〉工程の４工程で構成され、Ｏ軸を中心に回転する回転テーブル３０上にある。

〈ｆ−１〉工程：１サイクル目の状態は図２、２サイクル目以降の状態は図６を参照。
回転子鉄心片１１、下蓋１３を製造する場合のみ外径を打抜き、積層鉄心の積厚状態によって回転テーブル３０及び積層鉄心を保持する保持部品３１に下蓋１３および回転子鉄心片１１が受け台３２に積層される。上蓋１２の場合は打抜かない間欠工程となる。
下蓋１３及び回転子鉄心片１１の外径１４を打抜くと、打抜いた金属薄板の厚み分、打抜き方向に積層鉄心が押し込まれて下降する。積層鉄心の積厚状態によって回転テーブル３０及び積層鉄心を保持する保持部品３１に下蓋１３および回転子鉄心片１１が受け台３２に積層される。
あらかじめ決められた枚数の回転子鉄心片１１が積層されると、回転テーブル３０は時計回りに回転して、〈ｆ−１〉工程から〈ｆ−２〉工程へ移動する。このとき、受け台３２も回転テーブル３０に同期して回転する。ただし、次工程の磁石を挿入する作業工程の所要時間が長い場合には、磁石を挿入する作業工程終了後に、回転テーブル３０は時計回りに回転して、〈ｆ−１〉工程から〈ｆ−２〉工程へ移動する。

〈ｆ−２〉工程：１サイクル目の状態は図３、２サイクル目以降の状態は図７を参照。
この工程には磁石挿入装置（図示せず）が設けられており、永久磁石挿入孔２３ａに永久磁石１５を挿入する。このとき、積層鉄心の厚みによって永久磁石１５を複数個挿入する場合もある。（図では、上下２個挿入した例を示した。）
磁石を挿入する作業工程とあらかじめ決められた枚数の回転子鉄心片１１が積層される作業工程との両者の終了を確認後、回転テーブル３０は時計回りに回転して、〈ｆ−２〉工程から〈ｆ−３〉工程へ移動する。このとき、受け台３２も回転テーブル３０に同期して回転する。
このとき、次の積層鉄心が〈ｆ−１〉工程から〈ｆ−２〉工程へ移動する。

〈ｆ−３〉工程：１サイクル目の状態は図４、２サイクル目以降の状態は図８を参照。
上蓋１２を打抜き、磁石を挿入した積層鉄心に蓋をし、永久磁石付き回転子積層鉄心１０が完成する。

〈ｆ−４〉工程：１サイクル目の状態は図５、２サイクル目以降の状態は図９を参照。
この工程には排出装置（図示せず）が設けられており、永久磁石付き回転子積層鉄心１０を排出するために、一旦、受け台３２が下降する。
ただし、図５に示す１サイクル目の状態では、永久磁石付き回転子積層鉄心１０が回転テーブル３０及び保持部品３１に支えられた状態であるので、永久磁石付き回転子積層鉄心１０を排出することなく、受け台３２が再度上昇して、〈ｆ−１〉工程に移動する。
また、図９に示す２サイクル目以降の状態では、受け台３２が下降した場合、下部にある永久磁石付き回転子積層鉄心１０は回転テーブル３０及び保持部品３１に支えられておらず、取り出し可能であるので、排出装置により排出した後、受け台３２が再度上昇して、〈ｆ−１〉工程に移動する。

上記では、２サイクル目以降に〈ｆ−４〉工程で、永久磁石付き回転子積層鉄心１０を排出した例を説明したが、保持部品３１を開閉できる構成として１サイクル目から排出するようにしてもよい。

図１０は実施の形態１に係る１サイクル目の打抜き数に対する各工程の動作状態図、図１１は実施の形態１に係る２サイクル目以降の打抜き数に対する各工程の動作状態図である。図において、○：打抜き又は成形実施、×：打抜き又は成形未実施、−：工程対象となる薄板金属材料又は積層鉄心が存在しない状態である。

図１０、図１１において、打抜き数ｔは、永久磁石付き回転子積層鉄心１０における回転子鉄心片１１、上蓋１２および下蓋１３の合計数量を表しており、実施の形態１においては上蓋１２が１個、下蓋１３が１個、回転子鉄心片１１がｔ−２個の例を示している。

以上のように、本発明においては、パイロット孔、軸孔、永久磁石挿入孔、かしめ突起、かしめ突起などの製作、および下蓋、回転子鉄心片の外形打ち抜き、積層などの順送り金型のプレス加工工程と、上蓋の外形打ち抜き、積層という順送り金型のプレス加工工程の中間に永久磁石挿入工程を加えたことにより、
回転子積層鉄心および上蓋の永久磁石挿入工程への搬送作業が不要となるとともに、永久磁石挿入工程での積層鉄心置き場、および上蓋置き場を不要とすることができ、
省スペースでタイムリーな永久磁石付き回転子積層鉄心を製造できる製造装置を得ることができる。

１０ 永久磁石付き回転子積層鉄心
１１ 回転子鉄心片
１２ 上蓋
１３ 下蓋
１４ 下蓋１３、回転子鉄心片１１、上蓋１２の外径
１５ 永久磁石
２０ 薄板金属材料
２１ パイロット孔
２２ 回転軸を挿入する軸孔
２３ａ 永久磁石挿入孔
２３ｂ 永久磁石挿入孔２３ａに対応する第２のかしめ突起
２４ａ 第１のかしめ突起
２４ｂ 第１のかしめ突起２４ａに対応する貫通孔
３０ 回転テーブル
３１ 積層鉄心を保持する保持部品
３２ 積層鉄心を積む受け台

Claims (4)

1. 薄板金属材料から、各種孔またはかしめ突起の製作、および下蓋、回転子鉄心片の外形打ち抜き、積層などの順送り金型のプレス加工工程と、上蓋の外形打ち抜き、積層という順送り金型のプレス加工工程の中間に永久磁石挿入工程を加えたことを特徴とする永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置。
2. 前記下蓋、回転子鉄心片の外形打ち抜き、積層するプレス加工工程と、前記永久磁石挿入孔へ永久磁石を挿入する永久磁石挿入工程と、前記上蓋の外形打ち抜き、積層するプレス加工工程と、前記永久磁石を挿入し、前記上蓋により前記永久磁石を固定した永久磁石付き回転子積層鉄心を排出する工程とを、回転テーブル上に配置したことを特徴とする請求項１記載の永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置。
3. 前記永久磁石を挿入する作業工程とあらかじめ決められた枚数の回転子鉄心片が積層される作業工程との両者の終了を確認後、前記回転テーブルを回転するようにしたことを特徴とする請求項２記載の永久磁石付き回転子積層鉄心の製造装置。
4. 下蓋および回転子鉄心片を打抜き、積層する段階と、
   前記下蓋および回転子鉄心片を積層した積層鉄心の永久磁石挿入孔に永久磁石を挿入する段階と、
   上蓋を打抜き、前記永久磁石を挿入した積層鉄心に積層して永久磁石付き回転子積層鉄心を製造する段階と、
   前記永久磁石付き回転子積層鉄心を排出する段階と、
   を有し、
   前記永久磁石挿入孔に永久磁石を挿入する作業工程とあらかじめ決められた枚数の回転子鉄心片が積層される作業工程との両者の終了を確認後、次段階へ移動するようにしたことを特徴とする永久磁石付き回転子積層鉄心の製造方法。

Images