JP2024046906A - モータコアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼鈍後における表示部の読み取り精度を向上できるモータコアの製造方法を提供する。【解決手段】ステータコアの製造方法は、ステータコアを識別するための識別情報を表示する表示部をステータコアの一端面に形成する表示部形成工程と、表示部形成工程の後に、ステータコアを焼鈍する焼鈍工程とを備えている。焼鈍工程では、ステータコアが載置される載置面に対して一端面を重ねた状態でステータコアを焼鈍する。【選択図】図３

Description

本発明は、モータコアの製造方法に関する。

特許文献１には、鉄心片が複数枚積層されて構成されるステータコアが記載されている。特許文献１に記載のステータコアの上端面には、ステータコアの識別情報を表示する表示部が設けられている。表示部は、例えばバーコードや二次元コードである。カメラによって表示部を画像として撮影し、当該画像を画像処理することによって、ステータコアの識別情報が読み取られる。

特開２０２１－４８６７９号公報

こうしたステータコアの製造工程においては、ステータコアの磁気特性の改善及び鉄損低減を図るために焼鈍が行われる。ここで、特許文献１に記載のステータコアを焼鈍する際には、以下の不都合が生じるおそれがある。すなわち、ステータコアの上端面に表示部を形成した後に、当該ステータコアが焼鈍されることで、ステータコアの表面に酸化被膜が形成される。このため、酸化被膜によって表示部の色相が変化することで、表示部の読み取り精度が低下するおそれがある。

上記課題を解決するためのモータコアの製造方法は、モータコアの製造方法であって、当該モータコアを識別するための識別情報を表示する表示部を当該モータコアの一端面に形成する表示部形成工程と、前記表示部形成工程の後に、前記モータコアを焼鈍する焼鈍工程と、を備え、前記焼鈍工程では、前記モータコアが載置される載置面に対して前記一端面を重ねた状態で前記モータコアを焼鈍する。

同方法によれば、表示部が形成されたモータコアの一端面を載置面に重ねた状態でモータコアを焼鈍するため、当該一端面を上方に向けた状態でモータコアを焼鈍する場合に比べて、当該一端面が雰囲気ガスに曝され難くなる。このため、上記一端面における酸化被膜の形成が抑制されるようになる。これにより、酸化被膜によって表示部の色相が変化することを抑制できる。したがって、焼鈍後における表示部の読み取り精度を向上できる。

図１は、一実施形態に係るステータコアの斜視図である。 図２は、図１の２－２線に沿った断面の一部を拡大して示す断面図である。 図３は、図１のステータコアの製造手順を示すフローチャートである。 図４は、かしめ工程を示す断面図である。 図５は、表示部形成工程を示す断面図である。 図６は、焼鈍工程を示す断面図である。

以下、図１～図６を参照して、モータコアの製造方法をステータコアの製造方法として具体化した一実施形態について説明する。
＜ステータコア１０＞
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態のステータコア１０について説明する。

なお、各図面において、説明の便宜上、構成の一部を誇張または簡略化して示す場合がある。
図１に示すように、ステータコア１０は、中心孔１０Ａを有する略円筒状である。ステータコア１０は、電磁鋼板製の鉄心片２０がステータコア１０の軸線方向に複数枚積層された積層体により形成されている。

なお、以降において、鉄心片２０の積層される方向を単に積層方向とし、ステータコア１０の径方向を単に径方向とし、ステータコア１０の周方向を単に周方向として説明する。

ステータコア１０は、円環状のヨーク１２と、ヨーク１２から径方向の内側に向かって延在するとともに、周方向において互いに間隔をあけて形成された複数のティース１３とを有している。

周方向において隣り合うティース１３同士の間には、径方向の内側に向かって開口するとともに径方向に延在するスロット１４が形成されている。
ステータコア１０の外周面には、ステータコア１０を図示しない回転電機のケースに固定するための複数の取付部１５が設けられている。取付部１５は、ヨーク１２から径方向の外側に向かって突出するとともに、周方向において互いに間隔をあけて設けられている。本実施形態のステータコア１０には、３つの取付部１５が設けられている。取付部１５には、積層方向に貫通する取付孔１５ａが形成されている。本実施形態のステータコア１０では、１つの取付部１５に対して１つの取付孔１５ａが設けられている。各取付孔１５ａに挿通される図示しないボルトによってステータコア１０と上記ケースとが固定される。

ステータコア１０の積層方向における一端面１０ａには、ステータコア１０を識別するための識別情報を表示する表示部１６が形成されている。表示部１６は、ヨーク１２の表面に設けられている。表示部１６は、明模様と暗模様との組み合わせにより上記識別情報を表示することができればよく、一次元コード（バーコード）であってもよいし、ＱＲコード（登録商標）などの二次元コードであってもよい。

＜鉄心片２０＞
図１及び図２に示すように、鉄心片２０は、連続して積層される複数枚の第１鉄心片２１と、複数枚の第１鉄心片２１の一側（図１及び図２の上側）に積層される１枚の第２鉄心片２５とを有している。

複数枚の第１鉄心片２１は、基本的には同じ構成を有している。このため、ここでは１枚の第１鉄心片２１について説明し、残りの第１鉄心片２１については、その詳細な説明を省略することがある。

図２に示すように、第１鉄心片２１は、積層方向における第２鉄心片２５側に向かって膨出するダボ２２を有している。ダボ２２は、第１鉄心片２１におけるヨーク１２に形成されるとともに、周方向において互いに間隔をあけて複数設けられている（図１参照）。ダボ２２は、第１鉄心片２１の一方の面から突出する凸部２２ａと、第１鉄心片２１の他方の面において凸部２２ａが形成されている位置に設けられる凹部２２ｂを有している。積層方向において隣り合う第１鉄心片２１同士は、ダボ２２により互いにかしめられることで結合されている。詳しくは、積層方向において隣り合う第１鉄心片２１同士は、一方の第１鉄心片２１のダボ２２の凸部２２ａが、他方の第１鉄心片２１のダボ２２の凹部２２ｂに嵌入されるとともに、かしめられることによって互いに結合されている。

第２鉄心片２５は、第２鉄心片２５と隣り合う第１鉄心片２１のダボ２２の凸部２２ａが嵌入される孔２６を有している。孔２６は、第２鉄心片２５におけるヨーク１２に形成されるとともに、周方向において互いに間隔をあけて複数設けられている（図１参照）。孔２６は、積層方向においてダボ２２と重なる位置に設けられている。孔２６は、周方向に延在する長方形状である。第２鉄心片２５の端面（図１及び図２の上側）は、ステータコア１０の一端面１０ａを形成している。

ダボ２２及び孔２６は、径方向において表示部１６よりも外側に設けられている。
次に、図３～図６を参照して、ステータコア１０の製造手順について説明する。
図３に示すように、ステータコア１０の製造工程は、プレス積層工程と、かしめ工程と、表示部形成工程と、焼鈍工程とを備えている。

＜プレス積層工程＞
まず、プレス積層工程においては、図示しないプレス装置によって電磁鋼板製のワークをプレスすることで、ワークから複数枚の鉄心片２０を打ち抜くとともに積層する。

プレス積層工程は、ダボ形成工程及び孔形成工程を備えている。
ダボ形成工程及び孔形成工程は、いずれもワークから鉄心片２０を打ち抜く打ち抜き工程の前に行われる。

ダボ形成工程においては、プレス装置によってワークをプレスすることで、第１鉄心片２１の各々に対し、ダボ２２を形成する。
孔形成工程においては、プレス装置によってワークをプレスすることで、第２鉄心片２５に対し、孔２６を形成する。

プレス積層工程においては、第２鉄心片２５の上に、複数枚の第１鉄心片２１を積層することで、鉄心片２０が複数枚積層された積層体が形成される。
＜かしめ工程＞
図４に示すように、かしめ工程においては、まず、下型３２の上面にステータコア１０を載置する。このとき、ステータコア１０は、他端面１０ｂを下型３２の上面に重ねた状態で下型３２に載置される。その後、ステータコア１０の一端面１０ａ、すなわち上面に上型３１を載置する。そして、上型３１を下型３２に向けて押し込むことで、ステータコア１０を積層方向において押圧する。これにより、積層方向において互いに隣り合うダボ２２同士をかしめるとともに、積層方向において孔２６と隣り合うダボ２２を孔２６に嵌入する（以上、かしめ工程）。またこのとき、上型３１によって一端面１０ａを押圧することによって、孔２６から外部に突出するダボ２２を押圧して潰す（以上、ダボ潰し工程）。

このように、本実施形態では、かしめ工程がダボ潰し工程を兼ねている。
＜表示部形成工程＞
図５に示すように、表示部形成工程においては、まず、ステータコア１０の一端面１０ａをレーザ装置４０の出力部４１に対向させる。その後、出力部４１から一端面１０ａに対してレーザを照射することで一端面１０ａに表示部１６を形成する。

＜焼鈍工程＞
図６に示すように、焼鈍工程においては、まず、ステータコア１０をプレート５２の載置面５２ａに載置する。プレート５２の載置面５２ａは、ステータコア１０の一端面１０ａよりも大きい。また、プレート５２は、例えばステンレス鋼製であることが好ましい。このとき、ステータコア１０は、載置面５２ａに対して一端面１０ａの全体を重ねた状態で載置される。

次に、搬送装置６０によって、ステータコア１０が載置された状態のプレート５２を加熱炉５０の内部に搬送する。
搬送装置６０は、無端ベルト６１と、無端ベルト６１を駆動する回転軸６２とを有している。

無端ベルト６１は、ステンレス鋼製の網目状である。
加熱炉５０の内部には、高温の雰囲気ガスが充填されている。雰囲気ガスは、例えば都市ガスを不完全燃焼させるとともに除湿処理を行うことで生成された低露点のＤＸガスである。

ステータコア１０は、搬送装置６０によって加熱炉５０内を搬送されることで焼鈍される。
このように、焼鈍工程では、ステータコア１０が載置される載置面５２ａに対して一端面１０ａを重ねた状態でステータコア１０を焼鈍する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
表示部１６が形成されたステータコア１０の一端面１０ａを載置面５２ａに重ねた状態でステータコア１０を焼鈍する。この場合、一端面１０ａを上方に向けた状態でステータコア１０を焼鈍する場合に比べて、一端面１０ａが雰囲気ガスに曝され難くなる。このため、一端面１０ａにおける酸化被膜の形成が抑制されるようになる。これにより、酸化被膜によって表示部１６の色相が変化することを抑制できる。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）焼鈍工程では、ステータコア１０が載置される載置面５２ａに対して一端面１０ａを重ねた状態でステータコア１０を焼鈍する。

こうした方法によれば、上記作用を奏することから、焼鈍後における表示部１６の読み取り精度を向上できる。
（２）表示部形成工程では、一端面１０ａとして、第２鉄心片２５の端面に表示部１６を形成する。

こうした構成によれば、複数枚の第１鉄心片２１と、ステータコア１０の一端面１０ａを構成するとともに、表示部１６が形成される１枚の第２鉄心片２５とが積層された積層体としてステータコア１０を具体化することができる。

かしめ工程において、積層方向において互いに隣り合うダボ２２同士がかしめられるとともに、積層方向において孔２６と隣り合うダボ２２が孔２６に嵌入されることでステータコア１０が形成される。

ところで、ステータコア１０が焼鈍されることで、複数枚の第１鉄心片２１及び第２鉄心片２５が熱変形しようとする。しかしながら、第１鉄心片２１同士は、ダボ２２同士がかしめられているので互いのティース１３の熱変形が規制される。

一方、第２鉄心片２５は、ステータコア１０の一端面１０ａを構成するとともに、第２鉄心片２５と隣り合う第１鉄心片２１のダボ２２が嵌入されているだけなので、ティース１３が熱変形することで反り返るおそれがある。

この点、上記方法によれば、焼鈍工程において、載置面５２ａと第１鉄心片２１とによって第２鉄心片２５が挟まれた状態でステータコア１０が焼鈍される。このため、焼鈍に伴う第２鉄心片２５のティース１３の反り返りを抑制できる。

（３）焼鈍工程の前に、かしめ工程において、孔２６から外部に突出するダボ２２を押圧して潰す。
第１鉄心片２１のダボ２２が第２鉄心片２５の孔２６から外部に突出する場合がある。この場合、上記載置面５２ａに対してステータコア１０の上記一端面１０ａを重ねた状態、すなわち第２鉄心片２５を重ねると、上記ダボ２２の先端が載置面５２ａと当接することで、上記一端面１０ａと載置面５２ａとの間に隙間が生じる。その結果、焼鈍工程において、上記隙間に雰囲気ガスが進入することで上記一端面１０ａに酸化被膜が形成されやすくなる。

この点、上記方法によれば、かしめ工程において、第２鉄心片２５の孔２６から外部に突出するダボ２２が押圧されて潰される。これにより、上記一端面１０ａと載置面５２ａとの間に隙間が生じにくくなるので、上記一端面１０ａにおける酸化被膜の形成を抑制することができる。

（４）焼鈍工程では、加熱炉５０内において、プレート５２に載置された状態のステータコア１０を網目状の無端ベルト６１によって搬送する。
網目状の無端ベルト６１を有する搬送装置６０を用いることで、無端ベルト６１の加熱及び冷却を迅速に行うことができる。

ただし、無端ベルト６１の搬送面６１ａに対してステータコア１０を直接載置すると、高温のステータコア１０に無端ベルト６１の網目形状が転写されるおそれがある。
この点、上記構成によれば、ステンレス鋼製のプレート５２を介してステータコア１０が無端ベルト６１の搬送面６１ａに載置されるので、上述した不都合の発生を回避できる。

＜変更例＞
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・本実施形態では、かしめ工程がダボ潰し工程を兼ねている方法について例示したが、かしめ工程とダボ潰し工程とを別工程として行ってもよい。
・本実施形態では、プレス積層工程、かしめ工程、及び表示部形成工程を順に行うようにしたが、例えば表示部形成工程の後に、かしめ工程を行うようにしてもよい。

・本実施形態では、かしめ工程において、第２鉄心片２５が上端に位置するようにステータコア１０を配置しているが、第２鉄心片２５が下端に位置するようにステータコア１０を配置してもよい。

・本実施形態では、第２鉄心片２５に表示部１６を設けるようにしたが、第１鉄心片２１の端面に表示部１６を設けるようにしてもよい。この場合、焼鈍工程において、載置面５２ａに対して表示部１６が設けられている他端面１０ｂを重ねた状態でステータコア１０を焼鈍すればよい。

・本実施形態では、網目状の無端ベルト６１を有する搬送装置６０を用いて焼鈍工程を行ったが、網目のないシート状の無端ベルトを有する搬送装置６０を用いることもできる。この場合、プレート５２を省略することができる。

・本発明を、ロータコアの製造方法として具体化することもできる。

１０…ステータコア
１０Ａ…中心孔
１０ａ…一端面
１０ｂ…他端面
１２…ヨーク
１３…ティース
１４…スロット
１５…取付部
１５ａ‥取付孔
１６…表示部
２０…鉄心片
２１…第１鉄心片
２２…ダボ
２２ａ…凸部
２２ｂ…凹部
２５…第２鉄心片
２６…孔
３１…上型
３２…下型
４０…レーザ装置
４１…出力部
５０…加熱炉
５２…プレート
５２ａ…載置面
６０…搬送装置
６１…無端ベルト
６１ａ…搬送面
６２…回転軸

Claims (3)

1. モータコアの製造方法であって、
   当該モータコアを識別するための識別情報を表示する表示部を当該モータコアの一端面に形成する表示部形成工程と、
   前記表示部形成工程の後に、前記モータコアを焼鈍する焼鈍工程と、を備え、
   前記焼鈍工程では、前記モータコアが載置される載置面に対して前記一端面を重ねた状態で前記モータコアを焼鈍する、
   モータコアの製造方法。
2. 前記表示部形成工程の前に、ワークをプレスすることで前記ワークから複数枚の鉄心片を打ち抜くとともに積層するプレス積層工程を備え、
   前記複数枚の鉄心片は、連続して積層される複数枚の第１鉄心片と、前記複数枚の第１鉄心片の一側に積層される１枚の第２鉄心片と、を含み、
   前記プレス積層工程は、前記第１鉄心片の各々に対し、前記鉄心片の積層方向における前記第２鉄心片側に向かって膨出するダボを形成するダボ形成工程と、前記第２鉄心片に対し、前記第２鉄心片と隣り合う前記第１鉄心片の前記ダボが嵌入される孔を形成する孔形成工程と、を含み、
   前記プレス積層工程の後に、前記積層方向において互いに隣り合う前記ダボ同士をかしめるとともに、前記積層方向において前記孔と隣り合う前記ダボを前記孔に嵌入するかしめ工程を備え、
   前記表示部形成工程では、前記一端面として、前記第２鉄心片の端面に前記表示部を形成する、
   請求項１に記載のモータコアの製造方法。
3. 前記焼鈍工程の前に、前記孔から外部に突出する前記ダボを押圧して潰すダボ潰し工程を備える、
   請求項２に記載のモータコアの製造方法。
   

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