JP2016005333A - 電機子コアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端面コアシートが積層されていない単体の状態で面取りパンチによってティース構成部の角部を面取りする際に、ティース構成部の意図しない変形を抑制することができる電機子コアの製造方法を提供する。【解決手段】基材である磁性板７０から各ティース構成部４３の周方向間（スロットＳに対応する部位）を半抜きする半抜き工程を行う。その後、各ティース構成部４３の周方向間が半抜きされた状態で、該ティース構成部４３の周方向端部の角部７４を面取りパンチ１０２にて押圧して面取りする面取り工程を行う。その後、各ティース構成部４３の周方向間の半抜き箇所を打ち抜く打ち抜き工程を行う。これら半抜き工程、面取り工程及び打ち抜き工程を経て、端面コアシートが成形される。【選択図】図１１

Description

本発明は、電機子コアの製造方法に関するものである。

従来、例えば特許文献１に開示されるモータの電機子は、複数枚のコアシートを積層して形成され径方向に延びる複数のティースを有する電機子コアと、各ティースの周方向間の隙間（スロット）に巻装される巻線とを備えている。このような電機子では、スロットから軸方向に突出する巻線が周方向に屈曲されるため、スロットの軸方向の開口部を構成するティースの角部を面取りして円弧状（アール形状）とし、そのティースの角部と巻線の屈曲部位との接触面積を広くすることで、ティース構成部の角部における巻線の応力集中を緩和している。これにより、例えば、巻線表面の絶縁皮膜の剥離が抑制され、また、ティースの角部と巻線の屈曲部位との間に絶縁部材が介在される場合には、その絶縁部材の損傷が抑制され、電機子コアと巻線との間の絶縁性が向上されるようになっている。

特開２０１３−９５６７号公報

ところで、上記の電機子コアは、磁性板（鋼板）より打ち抜き成形されたコアシートを複数積層することで構成されており、それらコアシートにそれぞれ形成されたティース構成部が積層されて前記ティースを構成している。このような電機子コアにおいて、上記のようにティースの角部を面取りする場合、電機子コアを構成するコアシートのうちの端に位置するもの（以下、端面コアシート）のティース構成部の角部を面取りする。このとき、例えば特許文献１では、複数枚のコアシートを積層した後、端面コアシートのティース構成部の角部を面取りパンチで押圧して面取りするため、面取りパンチからの荷重が端面コアシート以外のコアシートにも作用して変形してしまう虞がある。

その問題を解決する方法として、各コアシートを積層する前の段階で、端面コアシートのティース構成部の角部を面取りパンチで押圧して面取りしておくことが考えられる。しかしながら、端面コアシートが積層されていない単体の状態ではティース構成部の剛性が低いため、面取りパンチの押圧によってティース構成部が意図しない形に変形してしまう虞がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、端面コアシートが積層されていない単体の状態で面取りパンチによってティース構成部の角部を面取りする際に、ティース構成部の意図しない変形を抑制することができる電機子コアの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決する電機子コアの製造方法は、環状のヨーク構成部と、該ヨーク構成部から径方向に延び周方向に複数並設されたティース構成部とを備えた磁性体よりなるコアシートが複数枚積層されてなり、それら積層されたコアシートのうちの端に位置する端面コアシートにおける前記ティース構成部の周方向端部の角部に面取り部が形成された電機子コアの製造方法であって、前記端面コアシートの基材である磁性板から前記各ティース構成部の周方向間を半抜きパンチにて半抜きする半抜き工程と、前記各ティース構成部の周方向間が半抜きされた状態で、該ティース構成部の周方向端部の角部を面取りパンチにて押圧して前記面取り部を形成する面取り工程と、前記面取り工程後、前記各ティース構成部の周方向間の半抜き箇所を打ち抜く打ち抜き工程とを有する。

この製造方法によれば、磁性板から端面コアシートを成形する際に、各ティース構成部の周方向間（スロットに対応する部分）が半抜きされる。これにより、各ティース構成部同士が完全に分断されない状態としてティース構成部の剛性の低下を抑制しつつも、後の面取り工程で面取りする角部を形成することができる。そして、そのように各ティース構成部同士が完全に分断されていない状態で、ティース構成部の周方向端部の角部を面取りパンチにて押圧して面取りするため、面取りの際にティース構成部が意図しない形に変形することを抑制することができる。そして、面取り工程の後の打ち抜き工程で、各ティース構成部の周方向間の半抜き箇所を打ち抜くことでティース構成部が分断される。

上記電機子コアの製造方法において、前記面取り工程において、前記面取りパンチにて前記端面コアシートのティース構成部の周方向両端部の角部に前記面取り部が形成されることが好ましい。

この製造方法によれば、端面コアシートのティース構成部の周方向両端部の角部が面取りされるため、様々な巻線態様において、例えば巻線表面の絶縁皮膜の剥離等を抑制することができる。

上記電機子コアの製造方法において、前記半抜きパンチは、前記端面コアシートの各ティース構成部の周方向間を半抜きする際に該ティース構成部の周方向側部にリブを成形するためのリブ成形凹部を有することが好ましい。

この製造方法によれば、半抜きパンチにリブ成形凹部を形成することで、半抜きパンチの半抜き時にティース構成部の周方向側部にリブが形成される。これにより、半抜きされた状態でのティース構成部の剛性がより向上される。その結果、面取りパンチの押圧の際に、ティース構成部が意図しない形に変形することをより一層抑制することができる。

上記電機子コアの製造方法において、前記端面コアシートの板厚は、電機子コアを構成する他の前記コアシートの板厚よりも厚く設定されていることが好ましい。
この製造方法によれば、端面コアシート以外のコアシートの板厚を薄くすることで電機子コア内に生じる渦電流を小さく抑えつつも、端面コアシートにおいては他のコアシートよりも板厚が厚いため、その端面コアシートのティース構成部の角部に形成される面取り部の幅（長さ）を広くすることが可能となる。それにより、面取り部における巻線の応力集中をより緩和させることが可能となる。

本発明の電機子コアの製造方法によれば、端面コアシートが積層されていない単体の状態で面取りパンチによってティース構成部の角部を面取りする際に、ティース構成部の意図しない変形を抑制することができる。

実施形態のモータの模式断面図である。 同形態のステータの平面図である。 同形態の磁性板のロータ対向部を説明するための正面図である。 同形態のステータコアの分解斜視図である。 同形態のステータコアを模式断面図である。 同形態のステータを部分的に拡大して示す平面図である。 同形態のセグメント導体の屈曲部位を示す模式断面図である。 同形態のモータを部分的に拡大して示す模式断面図である。 （ａ）〜（ｄ）同形態において、基材としての磁性板から端面コアシートを製造する際の手順を説明するための平面図である。 端面コアシートの製造工程における半抜き工程を説明するための断面図である。 端面コアシートの製造工程における面取り工程を説明するための断面図である。 端面コアシートの製造工程における打ち抜き工程を説明するための断面図である。 半抜き工程に使用する半抜きパンチの一部を示す斜視図である。 別例の端面コアシートを説明するための模式断面図である。

以下、電機子コアの製造方法の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態のモータ１０は、リヤフレーム１１とフロントフレーム１２によってモータ１０の軸方向に挟持された環状のステータ１３の内側にロータ１４が配置されて構成されている。なお、モータ１０の軸方向出力側（後述するジョイント６３側）を保持するフレームをフロントフレーム１２とし、軸方向反出力側を保持するフレームをリヤフレーム１１としている。各フレーム１１，１２は、互いに離間しないようにステータ１３の外周側の位置でスルーボルト１５にて締結固定されている。

［フレーム］
リヤフレーム１１及びフロントフレーム１２は、アルミニウムや鋼鉄等の金属材料にて形成されている。リヤフレーム１１は、略円盤状の本体部１１ａと、本体部１１ａの外周縁からモータ１０の軸方向に延出された円筒状のステータ保持部１１ｂとを備えている。一方のフロントフレーム１２も略同様の構成であり、略円盤状の本体部１２ａと、本体部１２ａの外周縁からモータ１０の軸方向に延出された円環状のステータ保持部１２ｂとを備えている。各フレーム１１，１２の本体部１１ａ，１２ａの径方向中央には、同軸上に配置された軸受１６，１７が保持され、その軸受１６，１７には、ロータ１４の回転軸１８が軸支されている。

各フレーム１１，１２の本体部１１ａ，１２ａには、その外周縁の複数箇所（例えば２箇所）から径方向外側に延びる締結固定部１１ｃ，１２ｃが形成されている。なお、図１では、周方向に複数設けられた締結固定部１１ｃ，１２ｃをそれぞれ１つのみ図示している。リヤフレーム１１側の締結固定部１１ｃとフロントフレーム１２側の締結固定部１２ｃは互いに同数設けられるとともに、回転軸１８の軸方向に互いに対向している。そして、それぞれ対をなす締結固定部１１ｃ，１２ｃがスルーボルト１５によって締結固定されることで、各フレーム１１，１２のステータ保持部１１ｂ，１２ｂがステータ１３（ステータコア２１）を挟持する状態で互いに固定されるようになっている。

［ステータ］
ステータ１３は、各フレーム１１，１２のステータ保持部１１ｂ，１２ｂに挟持された円環状のステータコア２１（電機子コア）と、そのステータコア２１に装着された電機子巻線２２とを備える。

図２及び図６に示すように、ステータコア２１は、その外周を構成する略円筒状のヨーク部２３と、そのヨーク部２３から径方向内側に延出された複数（本実施形態では６０個）のティース２４とからなる。各ティース２４には、径方向内側に向かうにつれて周方向幅が狭くなるテーパ状をなす径方向延出部２４ａが形成され、その各径方向延出部２４ａの先端部（径方向内側端部）には、該径方向延出部２４ａよりも周方向幅が広い幅広部２４ｂが形成されている。径方向延出部２４ａの周方向両端面は、回転軸１８の軸線と平行な平面状をなすとともに、周方向に隣り合う周方向端面同士が平行をなしている。

各ティース２４の間の空間は、電機子巻線２２を構成するセグメント導体２５を収容する部位であるスロットＳとして構成される。つまり、スロットＳは、ティース２４の周方向側面とティース２４間におけるヨーク部２３の内周面とから構成されている。本実施形態では、ティース２４は、周方向に隣り合う径方向延出部２４ａの周方向端面同士が平行となるように形成されるため、各スロットＳが軸方向視で略矩形状をなすように構成されている。また、各スロットＳは、ステータコア２１を軸方向に沿って貫通するとともに、径方向内側に開口する形状をなしている。なお、ステータコア２１に形成されたスロットＳの個数は、ティース２４と同数（本実施形態では６０個）である。

［ステータコア］
上記のような形状を有するステータコア２１は、複数の磁性板（鋼板）を積層して一体化することによって成形されている。

詳述すると、図４に示すように、ステータコア２１は、磁性板をプレス加工により打ち抜いて形成した複数枚のコアシート３０を軸方向に積層してかしめて一体化することにより形成されたメインコア部３１と、メインコア部３１の軸方向両端部にそれぞれ固定された端面コアシート４０とから構成されている。なお、本実施形態では、端面コアシート４０は、同形状のものがメインコア部３１の軸方向両側に１枚ずつ設けられている。ステータコア２１がこのような磁性板の積層構造を有することで、ステータコア２１内に生じる渦電流が小さく抑えられるようになっている。

メインコア部３１の各コアシート３０は同一形状をなし、板面が軸方向と直交するように配置されている。この各コアシート３０は、円環状をなすヨーク構成部３２と、そのヨーク構成部３２から径方向内側に延びる複数のティース構成部３３を有している。また、各コアシート３０は、ティース構成部３３が軸方向沿って重なるように積層されている。

図２、図４及び図６に示すように、端面コアシート４０は、プレス加工により成形されるものであり、メインコア部３１の軸方向両端のコアシート３０に積層された板状の積層部４１を有している。積層部４１は、メインコア部３１のコアシート３０に対して平行且つ同軸となるように積層されている。また、端面コアシート４０は、その板厚Ｔ１がメインコア部３１のコアシート３０の板厚Ｔ２よりも厚く設定されている（図１参照）。

積層部４１には、コアシート３０のヨーク構成部３２と軸方向に重なる円環状をなすヨーク構成部４２と、そのヨーク構成部４２から径方向内側に延びる複数のティース構成部４３とが形成されている。積層部４１のティース構成部４３は、軸方向視においてコアシート３０のティース構成部３３と同形状をなしている。そして、積層部４１のヨーク構成部４２及びティース構成部４３は、コアシート３０のヨーク構成部３２及びティース構成部３３とそれぞれ軸方向に重なるように設けられている。このコアシート３０と端面コアシート４０の各ヨーク構成部３２，４２がステータコア２１のヨーク部２３を構成し、各ティース構成部３３，４３がステータコア２１のティース２４を構成している。また、積層部４１のヨーク構成部４２の外径は、コアシート３０のヨーク構成部３２の外径よりも小さく形成されている（図２参照）。これにより、軸方向視においてコアシート３０のヨーク構成部３２の外周縁全体が露出するように構成されている。

端面コアシート４０のティース構成部４３の径方向内側端部（ロータ１４側端部）には、軸方向外側（反メインコア部側）に延出されたロータ対向部４４が形成されている。ロータ対向部４４は、ティース構成部４３の径方向内側端部を軸方向外側に直角に屈曲することで形成されている。つまり、端面コアシート４０は、軸方向外側に屈曲形成されたロータ対向部４４で板面が径方向を向くように形成されている。なお、ロータ対向部４４の内径面は、メインコア部３１（コアシート３０）の内径と同径となるように曲面形成されている。また、積層部４１の軸方向厚みとロータ対向部４４の径方向厚みは、端面コアシート４０の板厚Ｔ１によって決まり、それらは互いに等しい厚みとなっている。また、ロータ対向部４４とティース構成部４３との間の折曲部位（ティース構成部４３とロータ対向部４４のなす角部）の肉厚は、ロータ対向部４４の板厚（つまり、端面コアシート４０の板厚Ｔ１）よりも厚くなるように形成されている。

図３に示すように、ロータ対向部４４は、周方向両側に周方向側部としての側縁部４４ａを有する。この側縁部４４ａは、回転軸１８の軸線方向に対して周方向に傾斜する形状とされる。側縁部４４ａは、先端側（反メインコア部側）ほどロータ対向部４４の周方向中央側に近づくように傾斜されている。また、各側縁部４４ａは、ロータ対向部４４を径方向から見たときに、ロータ対向部４４の周方向の中心線に対して左右対称となるように形成されている。このため、ロータ対向部４４は、軸方向基端側（軸方向内側）の周方向幅がティース構成部４３の先端部（幅広部２４ｂ）の周方向幅と等しく形成されるとともに、軸方向先端側（軸方向外側）ほど周方向幅が狭く、径方向視で台形形状をなすように形成される。なお、本実施形態の各ロータ対向部４４は全て同形状をなすように形成される。

図５に示すように、コアシート３０と端面コアシート４０の各ヨーク構成部３２，４２には、板厚方向に突出する凸部４５（ダボ）がプレス加工にて形成されている。各ヨーク構成部３２，４２において、凸部４５は周方向に複数（本実施形態では４つ）形成されている。また、各ヨーク構成部３２，４２は、各凸部４５の裏側において凸部４５の成形時に形成された凹部４６を有している。そして、各凸部４５は、軸方向に隣り合うコアシート３０の凹部４６に圧入固定（かしめ固定）されている。これにより、各コアシート３０が一体化されてメインコア部３１を構成するとともに、そのメインコア部３１の軸方向両側に端面コアシート４０が固定される。

図６に示すように、ステータコア２１の各スロットＳ内には、絶縁性の樹脂材料から形成されたシート状の絶縁部材４７が装着されている。各絶縁部材４７は、スロットＳの径方向外側端部で折り返された状態で設けられ、スロットＳの内周面に沿うように形成されている。また、各絶縁部材４７はスロットＳに軸方向に挿入されるものであり、絶縁部材４７の軸方向長さは、スロットＳの軸方向長さよりも長く設定されている。つまり、絶縁部材４７の軸方向両端部は、スロットＳの軸方向両端部から外部に突出している（図７参照）。

［電機子巻線］
図６及び図８に示すように、上記したステータコア２１に装着された電機子巻線２２は、複数のセグメント導体２５（セグメントコンダクタ）にて構成されている。各セグメント導体２５は、所定のもの同士で接続されて、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）Ｙ結線の電機子巻線２２を構成している。また、各セグメント導体２５は、同一断面形状（断面矩形状）の線材から形成されるものである。

各セグメント導体２５は、スロットＳ内に挿通される部位である一対の直線部５１と、スロットＳから軸方向一方側（リヤフレーム１１側）に突出する第１突出部５２と、スロットＳから軸方向他方側（フロントフレーム１２側）に突出する第２突出部５３とを有し、第１突出部５２側で折り返される略Ｕ字状をなしている。また、第１及び第２突出部５２，５３は、端面コアシート４０のロータ対向部４４と径方向に間隙を介して対向している。

一対の直線部５１は、径方向位置が互いにずれるように形成されるとともに、周方向位置の異なるスロットＳにそれぞれ挿入される。また、直線部５１はスロットＳ内において絶縁部材４７の内側に配置されている（図６参照）。この絶縁部材４７によってセグメント導体２５とステータコア２１とが電気的に絶縁されている。

セグメント導体２５は、各スロットＳ内において直線部５１が径方向に４つ並ぶように配置されている。そして、セグメント導体２５には、２つの直線部５１が径方向内側から１つ目と４つ目に配置されるもの（図８において外側に図示されたセグメント導体２５ｘ）と、２つの直線部５１が径方向内側から２つ目と３つ目に配置されるもの（図８において内側に図示されたセグメント導体２５ｙ）の２種類が用いられている。なお、主にこの２種類のセグメント導体２５ｘ，２５ｙから電機子巻線２２が構成されるが、例えば電機子巻線２２の端部（電源接続端子や中性点接続端子等）を構成するセグメント導体には、別種類のもの（例えば、直線部が１つだけのセグメント導体）が用いられる。

各直線部５１は、スロットＳを軸方向に貫通してフロントフレーム１２側に突出した第２突出部５３が、周方向に屈曲されて他のセグメント導体２５の直線部５１や、特殊な種類のセグメント導体と溶接等により電気的に接続され、これにより、各セグメント導体２５によって電機子巻線２２が構成される。

また、セグメント導体２５の第１及び第２突出部５２，５３は、スロットＳの軸方向両端で直線部５１に対して周方向に屈曲されている。ここで、第１突出部５２が周方向に屈曲されたスロットＳの軸方向端部付近の拡大図を図７に示す。同図に示すように、スロットＳの軸方向両端部を構成する各端面コアシート４０（積層部４１）のティース構成部４３の角部（つまり、端面コアシート４０のティース構成部４３の周方向両端部の角部）には、円弧状に面取りされた面取り部４３ａが形成されている。面取り部４３ａは、第１及び第２突出部５２，５３の周方向への屈曲形状に沿う円弧状をなし、その屈曲部位５４に対して広い面積で接触するようになっている。

なお、図６に示すように、面取り部４３ａは、軸方向から見てスロットＳを略一周するように形成されている。即ち、面取り部４３ａは、ティース構成部４３の周方向両端の角部だけでなく、スロットＳの径方向両端に位置する角部（ヨーク構成部４２の内周縁の角部、及びティース構成部４３の幅広部２４ｂの径方向外側端部の角部）にも連続的に形成されている。

また、図８に示すように、セグメント導体２５の折り返し部２５ａが形成された第１突出部５２は、径方向外側に傾く（膨らむ）ように形成されている。これにより、折り返し部２５ａがスロットＳの径方向中央よりも径方向外側に偏倚するとともに、第１突出部５２の径方向内側端部５２ａがスロットＳの径方向内側端部Ｓａよりも径方向外側に位置するように構成される。これにより、第１突出部５２と端面コアシート４０のロータ対向部４４との径方向間の間隙が広く構成されるため、第１突出部５２とロータ対向部４４との干渉がより好適に抑制されている。その結果、セグメント導体２５とロータ対向部４４との絶縁性がより好適に確保されるだけでなく、第１突出部５２との干渉によってロータ対向部４４が変形することによるコギングトルクの増大や出力の低下が抑制されている。

一方、セグメント導体２５の第２突出部５３には、折り返し部が形成されず、その第２突出部５３同士が溶接接合される構成のため、第２突出部５３とロータ対向部４４との間隙を容易に確保できるようになっている。また、第２突出部５３の溶接部位は、フロントフレーム１２側のロータ対向部４４の軸方向先端部よりも軸方向外側（反メインコア部側）に形成されている。これにより、第２突出部５３の溶接作業においてロータ対向部４４が邪魔になりにくく、作業性が向上されるとともに、第２突出部５３とロータ対向部４４との絶縁性をより確実に確保することが可能となっている。なお、第２突出部５３の溶接部位を、フロントフレーム１２側のロータ対向部４４の軸方向先端部よりも軸方向内側（メインコア部３１側）に設定してもよく、この場合には、第２突出部５３がロータ対向部４４よりも軸方向外側に突出しないように構成できるため、ステータ１３の軸方向の小型化に寄与できる。

［ロータ］
図１に示すように、ロータ１４は、軸受１６，１７に軸支された回転軸１８と、回転軸１８に一体回転可能に固定された円筒状のロータコア６１と、ロータコア６１の外周面に固着された複数（本実施形態では１０個）の界磁磁石６２とから構成されている。各界磁磁石６２は、フェライト磁石よりなり、磁極（Ｎ極とＳ極）が周方向で交互に異なるように配置されている。ロータコア６１及びロータ１４の界磁磁石６２の軸方向長さは、ステータコア２１の内周端部の軸方向長さ（即ち、一方の端面コアシート４０のロータ対向部４４の先端から他方の端面コアシート４０のロータ対向部４４の先端までの長さ）と略等しく設定されている。即ち、界磁磁石６２は、ステータコア２１のメインコア部３１の内周面と各端面コアシート４０のロータ対向部４４に対して径方向に対向している。

回転軸１８の先端部（図１において左側の端部）は、フロントフレーム１２を貫通してモータ１０の外部に突出している。そして、この回転軸１８の先端部には、該回転軸１８と一体回転するジョイント６３が設けられている。このジョイント６３は図示しない外部装置に連結され、その外部装置に回転軸１８の回転を伝達する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
ステータ１３の電機子巻線２２への通電により発生した磁界とロータ１４の界磁磁石６２の磁界とが、メインコア部３１の内周面と各端面コアシート４０のロータ対向部４４を介して作用し合い、ロータ１４が回転する。なお、本実施形態では、端面コアシート４０の板厚Ｔ１がコアシート３０の板厚Ｔ２よりも厚く設定されているため、端面コアシート４０での磁気飽和が生じにくく、端面コアシート４０を介して磁気を取り込みやすくなっている。

本実施形態では、上記のように、各端面コアシート４０のティース構成部４３の周方向両端部の角部には、円弧状に面取りされた面取り部４３ａが形成され、その面取り部４３ａは、第１及び第２突出部５２，５３の屈曲部位５４に対して広い面積で接触される（図７参照）。これにより、第１及び第２突出部５２，５３の屈曲部位５４と面取り部４３ａとに挟まれた絶縁部材４７の損傷が抑制され、その結果、セグメント導体２５とステータコア２１との絶縁信頼性が向上されるようになっている。また、第１及び第２突出部５２，５３の周方向の屈曲部位５４に対して、ティース構成部４３の角部から局所的に力が加わることが抑制され、その屈曲部位５４の損傷も抑制されるようになっている。

［ステータコアの製造方法］
次に、ステータコア２１の端面コアシート４０の製造方法について説明する。
図９（ａ）には、端面コアシート４０の基材である磁性板７０を示している。まず、図９（ｂ）に示すように、磁性板７０に対して、中央の円形の孔７０ａと、その孔７０ａから放射状に延びる、各ロータ対向部４４の周方向間の隙間に対応する各スリット７０ｂを打ち抜く。その後、磁性板７０の板面と平行をなす状態の各ロータ対向部４４を、図９（ｃ）に示すように直角に折り曲げ成形する。

その後、図９（ｃ）の磁性板７０に対して、後述する半抜き工程、面取り工程及び打ち抜き工程を行うことで、図９（ｄ）に示すように、各ティース構成部４３の周方向間のスロットＳが打ち抜かれて端面コアシート４０が完成する。

［半抜き工程］
図１０に示すように、前述の半抜き工程では、下型８０のダイ８１と半抜き用上型９０のストリッパプレート９１とで磁性板７０を板厚方向に押圧挟持した状態で、磁性板７０における各ティース構成部４３の周方向間の前記各スロットＳに対応する部位を、ストリッパプレート９１を貫通する各半抜きパンチ９２にて同時に半抜き加工する。このとき、半抜きパンチ９２は、磁性板７０における各ティース構成部４３の周方向間の肉を板厚方向に押し込み、その押し込まれた肉は磁性板７０から板厚方向に突出する突出部７１としてダイ８１の孔８２に流れ込むとともに、ダイ８１の孔８２内に配置された支持部材８３と当接する。

この半抜きパンチ９２の押し込み量Ｈは、磁性板７０の板厚Ｔ１の１／２以上、２／３以下に設定されるのが好ましく、突出部７１の突出量は、半抜きパンチ９２の押し込み量Ｈと等しくなっている。また、半抜きパンチ９２の周方向寸法は、ダイ８１の孔８２の周方向寸法よりも小さく設定されており、半抜きパンチ９２とダイ８１の孔８２との周方向間のクリアランスＣ（片側のクリアランス）は、磁性板７０の板厚Ｔ１の６％に設定されるのが好ましい。

このように、各ティース構成部４３の周方向間（各スロットＳに対応する部位）が半抜きされた状態では、周方向に隣り合うティース構成部４３同士が完全に分断されずに部分的に繋がっている。これにより、各ティース構成部４３同士を完全に分断した場合と比較して、ティース構成部４３の剛性の低下が抑制されている。そして、この半抜き工程を経ることで、周方向に隣り合う各ティース構成部４３同士が部分的に繋がった状態としつつも、各ティース構成部４３の周方向両端の角部７４（ステータコア２１の軸方向端面を構成するティース構成部４３の軸方向端面とティース構成部４３の周方向側面とがなす角部）が形成される。

また、図１３に示すように、半抜きパンチ９２の先端部の径方向中央部には、２つのリブ成形凹部９２ａが形成されている。各リブ成形凹部９２ａは、半抜きパンチ９２の先端面と周方向両側面とがなす両角部にそれぞれ形成されている。このため、図１０に示すように、半抜きパンチ９２の半抜きによって形成された磁性板７０の各凹部７２には、各リブ成形凹部９２ａと対応する部位にそれぞれリブ７３が成形される。各リブ７３は、凹部７２の底面と側面（つまり、ティース構成部４３の周方向側面）とがなす角部において、該凹部７２の底面と側面とを繋ぐように形成される。

上記のように、半抜きによって各突出部７１を形成した後、磁性板７０から半抜きパンチ９２を上方に抜く。その後、ストリッパプレート９１及び半抜きパンチ９２を含む半抜き用上型９０を上方に移動させて磁性板７０の挟持状態を解除する。ここで、半抜きによって形成された各突出部７１がダイ８１の各孔８２に対して周方向に係止されているため、半抜きパンチ９２を磁性板７０から抜くときや、ストリッパプレート９１を上方に移動させるとき等に、磁性板７０が周方向にずれてしまうことが防止されている。

［面取り工程］
次に、図１１に示すように、下型８０のダイ８１の上方に面取り用上型１００を配置し、その面取り用上型１００のストリッパプレート１０１とダイ８１とで磁性板７０を板厚方向に押圧挟持する。そして、その状態で、磁性板７０の各ティース構成部４３の周方向両端の前記角部７４を、面取りパンチ１０２にて円弧状に面取り加工する。このとき、各面取りパンチ１０２の先端の挿入部１０３が、半抜きパンチ９２の半抜きによって形成された磁性板７０の各凹部７２（後にスロットＳとなる部位）に挿入されるとともに、該挿入部１０３の基端に形成されたアール面１０４がティース構成部４３の前記角部７４を押圧され、それにより、該角部７４が円弧状に塑性変形される。なお、この面取りパンチ１０２による面取りは、各ティース構成部４３の角部７４に対して同時になされる。

ここで、半抜き状態の磁性板７０では、前述したように、周方向に隣り合う各ティース構成部４３同士が部分的に繋がった状態となっており、その状態の磁性板７０に対して面取りパンチ１０２による角部７４の面取りが施される。このため、面取りの際にティース構成部４３が意図しない形に変形（倒れや傾き等）してしまうことが抑制されるようになっている。

また、本実施形態では、上記半抜き工程において、ティース構成部４３の周方向両側にリブ７３が形成されるため、半抜きされた状態でのティース構成部４３の剛性がより向上される。その結果、面取りパンチ１０２の押圧の際に、ティース構成部４３が意図しない形に変形してしまうことがより一層抑制されている。

また、半抜き工程にて形成された磁性板７０の各突出部７１は、ダイ８１の各孔８２に対して周方向に係止されているため、面取りパンチ１０２の押圧の際に、磁性板７０が周方向にずれる回転ずれが生じにくくなっている。なお、面取りパンチ１０２の挿入部１０３の周方向寸法は、ダイ８１の孔８２の周方向寸法よりも小さく設定されている。

上記のような面取り工程によって、ティース構成部４３に、図６及び図７に示す面取り部４３ａが形成される。なお、本実施形態では、面取りパンチ１０２の押圧によって、スロットＳの径方向両端に位置する角部（ヨーク構成部４２の内周縁の角部、及びティース構成部４３の幅広部２４ｂの径方向外側端部の角部）にも連続的に面取り部４３ａが形成される（図６参照）。

面取りパンチ１０２にてティース構成部４３の角部７４を面取りした後、磁性板７０から面取りパンチ１０２を上方に抜く。その後、ストリッパプレート１０１及び面取りパンチ１０２を含む面取り用上型１００を上方に移動させて磁性板７０の挟持状態を解除する。ここでも、半抜き工程にて形成された各突出部７１がダイ８１の各孔８２に対して周方向に係止されているため、面取りパンチ１０２を磁性板７０から離間させるときや、ストリッパプレート１０１を上方に移動させるとき等に、磁性板７０が周方向にずれてしまうことが防止されている。

［打ち抜き工程］
次に、図１２に示すように、下型８０のダイ８１の上方に打ち抜き用上型１１０を配置し、その打ち抜き用上型１１０のストリッパプレート１１１とダイ８１とで磁性板７０を板厚方向に押圧挟持する。そして、その状態で、磁性板７０における各ティース構成部４３の周方向間（前記各凹部７２）を打ち抜きパンチ１１２にて板厚方向に貫通するように打ち抜き、それにより、各ティース構成部４３の周方向間に各スロットＳが形成される。このとき、半抜き工程にて形成された前記各突出部７１が、打ち抜きカス７５として磁性板７０から離間される。これにより、角部７４に面取りが施された各ティース構成部４３を有する端面コアシート４０が完成する。なお、打ち抜きパンチ１１２による打ち抜きは、各ティース構成部４３の周方向間に対して同時になされる。

そして、上記の半抜き工程、面取り工程及び打ち抜き工程を経て成形された端面コアシート４０を２つ用意し、それらをメインコア部３１の軸方向両端部にそれぞれかしめ固定する。それにより、ステータコア２１が完成する。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）磁性板７０から端面コアシート４０を成形する際、各ティース構成部４３の周方向間（スロットに対応する部分）を半抜きする（半抜き工程）。これにより、各ティース構成部４３同士が完全に分断されない状態としてティース構成部４３の剛性の低下を抑制しつつも、後の面取り工程で面取りする角部７４を形成することができる。そして、そのように各ティース構成部４３同士が完全に分断されていない状態で、ティース構成部４３の周方向端部の角部７４を面取りパンチ１０２にて押圧して面取りするため、面取りの際にティース構成部４３が意図しない形に変形することを抑制することができる。

また、面取り工程の後の打ち抜き工程で、各ティース構成部４３の周方向間の半抜き箇所を打ち抜きパンチ１１２にて打ち抜くことでティース構成部４３が分断される。ここで、面取りパンチ１０２によってティース構成部４３の周方向端部の角部７４を面取りした際に、万一、ティース構成部４３の肉が周方向に流れて各ティース構成部４３の周方向間（スロットＳ）の形状が変形してしまったとしても、打ち抜きパンチ１１２の打ち抜きによってティース構成部４３のスロット側に流れた肉が除去され、スロットＳを所望の形状に形成することができる。

（２）端面コアシート４０の成形時において、半抜きパンチ９２の半抜きによって磁性板７０に形成された突出部７１がダイ８１の孔８２に対して周方向に係止される。このため、例えば面取りパンチ１０２の押圧の際に生じうる磁性板７０の回転ずれの発生を抑制することができる。

（３）面取り工程において、面取りパンチ１０２にて端面コアシート４０のティース構成部４３の周方向両端部の角部７４に面取り部４３ａが形成されるため、様々な巻線態様において、例えばセグメント導体２５の表面の絶縁皮膜の剥離や、絶縁部材４７の損傷等を抑制することができる。

（４）半抜きパンチ９２は、端面コアシート４０の各ティース構成部４３の周方向間を半抜きする際に該ティース構成部４３の周方向側部にリブ７３を成形するためのリブ成形凹部９２ａを有する。このため、半抜きパンチ９２の半抜き時にティース構成部４３の周方向側部にリブ７３が形成され、それにより、半抜きされた状態でのティース構成部４３の剛性がより向上される。その結果、面取りパンチ１０２の押圧の際に、ティース構成部４３が意図しない形に変形することをより一層抑制することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、端面コアシート４０の板厚Ｔ１は、ステータコア２１を構成する他のコアシート３０の板厚Ｔ２よりも厚く設定される。つまり、コアシート３０を薄くすることでメインコア部３１内に生じる渦電流を小さく抑えつつも、端面コアシート４０においてはコアシート３０よりも厚いため、ティース構成部４３の角部に形成される面取り部４３ａの曲率半径Ｒｍをコアシート３０の板厚Ｔ２よりも大きく設定することが可能となる（図１４参照）。そして、曲率半径Ｒｍを大きくすることで面取り部４３ａの幅（長さ）が広くなり、その結果、面取り部４３ａにおけるセグメント導体２５及び絶縁部材４７の応力集中をより一層緩和させることが可能となる。

・上記実施形態では、ティース構成部４３に面取り部４３ａが形成される端面コアシート４０は、ステータコア２１を構成する他のコアシート３０に対して厚み等の形状を異ならせているが、端面コアシート４０とコアシート３０とを、面取り部４３ａを除いた部分に関しては互いに同一形状としてもよい。詳しくは、上記実施形態では、端面コアシート４０の板厚Ｔ１はコアシート３０の板厚Ｔ２よりも厚いが、それらの板厚Ｔ１，Ｔ２を等しくしてもよく、また、端面コアシート４０の板厚Ｔ１をコアシート３０の板厚Ｔ２よりも薄くしてもよい。また、上記実施形態では、端面コアシート４０のティース構成部４３の先端部にロータ対向部４４を形成したが、そのロータ対向部４４を省略してコアシート３０のティース構成部３３と同一構成としてもよい。

・上記実施形態では、面取りパンチ１０２にて端面コアシート４０のティース構成部４３の周方向両端部の角部７４に面取り部４３ａを形成したが、これ以外に例えば、巻線態様に応じて、ティース構成部４３の周方向一端の角部７４のみに形成してもよい。

・上記実施形態では、スロットＳの径方向両端に位置する角部（ヨーク構成部４２の内周縁の角部、及びティース構成部４３の幅広部２４ｂの径方向外側端部の角部）にも面取り部４３ａを形成したが、これに特に限定されるものではなく、巻線態様に応じてスロットＳの径方向両端に位置する角部の面取りの有無を変更してもよい。

・上記実施形態では、端面コアシート４０をメインコア部３１の軸方向両側にそれぞれ設けたが、これに特に限定されるものではなく、端面コアシート４０をメインコア部３１の軸方向一方側のみに設けてもよい。

・上記実施形態では、セグメント導体２５とステータコア２１との間の電気的な絶縁を図るための絶縁部材４７を備えるが、セグメント導体２５の表面に施された絶縁皮膜によって絶縁性が十分に確保できる場合には、上記実施形態から絶縁部材４７を省いてもよい。

・上記実施形態では、セグメント導体２５にて構成される電機子巻線２２を用いたが、これ以外に例えば、銅線等をティースに巻回してなる電機子巻線を用いてもよい。
・上記実施形態では、ロータ１４の界磁磁石６２にフェライト磁石を用いたが、これ以外に例えば、ネオジム磁石等、その他の磁石を用いてもよい。

・上記実施形態では、ロータ１４をステータ１３の内周側に配置したインナロータ型のモータ１０に具体化したが、これに特に限定されるものではなく、ロータをステータの外周側に配置したアウタロータ型のモータに具体化してもよい。なお、アウタロータ型のモータの場合、ステータコアのティースは径方向外側に延出するように構成することが好ましい。

・上記実施形態では、ステータ１３を電機子としたブラシレスモータの電機子コア（ステータコア２１）の製造方法に適用したが、ロータ１４を回転電機子とした直流モータの電機子コアの製造方法に適用してもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）請求項１〜４のいずれか１項に記載の電機子コアの製造方法において、
前記半抜きパンチの半抜きにより前記磁性板の板厚方向に突出形成された突出部を、前記面取り工程に使用する型に対して前記磁性板の板面方向に係止させることを特徴とする電機子コアの製造方法。

この製造方法によれば、ティース構成部の周方向端部の角部を面取りパンチにて面取りする際に、磁性板のずれを抑制することができる。

１０…モータ、１３…ステータ（電機子）、１４…ロータ、１８…回転軸、２１…ステータコア（電機子コア）、２２…電機子巻線、３０…コアシート、３１…メインコア部、３２…ヨーク構成部、３３…ティース構成部、４０…端面コアシート、４２…ヨーク構成部、４３…ティース構成部、４３ａ…面取り部、７０…磁性板、７３…リブ、７４…角部、９２…半抜きパンチ、９２ａ…リブ成形凹部、１０２…面取りパンチ、Ｓ…スロット。

Claims (4)

1. 環状のヨーク構成部と、該ヨーク構成部から径方向に延び周方向に複数並設されたティース構成部とを備えた磁性体よりなるコアシートが複数枚積層されてなり、それら積層されたコアシートのうちの端に位置する端面コアシートにおける前記ティース構成部の周方向端部の角部に面取り部が形成された電機子コアの製造方法であって、
   前記端面コアシートの基材である磁性板から前記各ティース構成部の周方向間を半抜きパンチにて半抜きする半抜き工程と、
   前記各ティース構成部の周方向間が半抜きされた状態で、該ティース構成部の周方向端部の角部を面取りパンチにて押圧して前記面取り部を形成する面取り工程と、
   前記面取り工程後、前記各ティース構成部の周方向間の半抜き箇所を打ち抜く打ち抜き工程と
   を有することを特徴とする電機子コアの製造方法。
2. 請求項１に記載の電機子コアの製造方法において、
   前記面取り工程において、前記面取りパンチにて前記端面コアシートのティース構成部の周方向両端部の角部に前記面取り部が形成されることを特徴とする電機子コアの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の電機子コアの製造方法において、
   前記半抜きパンチは、前記端面コアシートの各ティース構成部の周方向間を半抜きする際に該ティース構成部の周方向側部にリブを成形するためのリブ成形凹部を有することを特徴とする電機子コアの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電機子コアの製造方法において、
   前記端面コアシートの板厚は、電機子コアを構成する他の前記コアシートの板厚よりも厚く設定されていることを特徴とする電機子コアの製造方法。