JP2697256B2 - 積層鉄心及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁石発電機等の電気機器の鉄心として用い
るのに好適な積層鉄心及びその製造方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来広く用いられてきた積層鉄心は、所定の形状に打
ち抜いた鋼板を所定の枚数積層して構成した鋼板積層体
をリベットによりかしめた構造のものであった。

しかしながらこのような構造では、リベットによるか
しめを必要とするため工数が多くなり、コストが高くな
るのを避けられなかった。

そこで、各鋼板の一部を打出すことにより連結突起と
該連結突起の裏側に開口した連結凹部とを有する連結部
を形成して、各鋼板の連結突起を隣接する鋼板の連結凹
部に嵌合させることにより、リベットによるかしめを行
わずに鋼板を相互に連結する構造の積層鉄心が用いられ
るようになった。

この構造の鉄心を製造する場合には、帯状の素材鋼板
を順送りしながら所定の形状の鋼板を打ち抜き、打ち抜
かれた各鋼板を１つ前に打ち抜かれた鋼板に順次積層し
て隣り合う鋼板の連結突起と連結凹部とを嵌合させる、
いわゆる順送積層法がとられている。

この方法によれば、リベットを用いないため、部品点
数及び組立て工数の削減を図ることができ、コストの低
減を図ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この構造の積層鉄心に、積層鉄心を構
成する各鋼板と異なる形状の側板を取り付ける場合、例
えば、磁石発電機の固定子に用いる積層鉄心において、
磁極部から板状の極片部が立ち上がった形状の側板を積
層方向の両端に取り付ける場合には、側板を他の鋼板と
同じ工程では製作できないため、順送積層法で作成した
鋼板積層体に別工程で作成した側板をリベットにより結
合する構造を採用しいた。そのため鋼板の積層体をかし
めるためのリベットを省略することはできても、側板を
かしめるためのリベットは省略できず、リベットを一切
用いないでコストの低減を図るという順送積層法の特長
を十分に活かすことができなかった。

またリベットを用いると、リベット挿入孔の存在のた
めに磁路の断面積が減少し、鉄心の磁気特性が低下する
という問題もあった。

本発明の目的は、側板をリベットを用いずに鋼板積層
体に締結することができるようにして順送積層法の利点
を活かすことができるようにした積層鉄心及び該積層鉄
心を製造する方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、所定の形状に打抜かれた鋼板を所定枚数積
層して形成した鋼板積層体と、該鋼板積層体の最上部の
鋼板に重ねて配置されて鋼板積層体に対して固定された
側板とを備えた積層鉄心に係わるものである。本発明が
対象とする積層鉄心では、鋼板積層体の最上部の鋼板以
外の鋼板に連結突起と該連結突起の裏側に開口した連結
凹部とからなる連結部が設けられていて、隣り合う鋼板
の連結突起と連結凹部とが互いに嵌合しあった状態で相
互に連結されている。また最上部の鋼板には該最上部の
鋼板の下側の鋼板の連結突起を嵌合させる連結用ジャン
プカット穴が形成されている。

本発明はこのような積層鉄心において、リベットを用
いずに側板を取付けたものである。そのため本発明にお
いては、最上部の鋼板に、側板側に突出した側板結合突
起を設け、鋼板積層体の最下部に位置する鋼板には側板
結合突起を余裕を持って収容し得る大きさの側板結合突
起収納用ジャンプカット穴が形成した。そして側板結合
突起を側板に設けられた側板結合穴内に挿入し、側板結
合穴の周辺部または側板結合突起をかしめることにより
側板を鋼板積層体に固定するようにした。

尚本明細書において、「最上部の鋼板」とは側板に最
も近い位置にある鋼板を意味し、「最下部の鋼板」とは
側板から最も離れた端部に位置する鋼板を意味する。積
層鉄心内における鋼板の上下関係は、鋼板を積層する際
の積み重ね順序、及び積層鉄心を機器に組み込む際の上
下関係とは無関係である。即ち鋼板を積層して鋼板積層
体を形成する際には、後述する実施例に見られるよう
に、最上部の鋼板を最下位に位置させて順次積層を進め
るようにしてもよい。また積層鉄心を機器に組み込む際
に側板を下側にして取り付けるようにしてもよい。

本発明の製造方法は、帯状の素材鋼板を間欠的に移送
しながらプレス加工機に供給して該素材鋼板にプレス加
工を施すことにより最上部の鋼板と他の鋼板とを順次形
成して、形成された鋼板を順次積層しながら連結突起と
連結凹部とを嵌合させて一連の鋼板積層体を連続的に形
成する工程と、各鋼板積層体の最上部の鋼板に側板を重
ねて該側板を鋼板積層体に固定する工程とを行うことに
より、上記積層鉄心を製造する方法に係わるものであ
る。

本発明の方法では、連結用ジャンプカット穴を打抜く
ポンチと側板結合突起収納用ジャンプカット穴を打抜く
ポンチとをプレス加工機の共通のスライダに支持してお
き、素材鋼板を間欠移送しながらプレス加工を施す過程
で各鋼板積層体の最上部の鋼板の連結用ジャンプカット
穴を打抜く際に同時に、先行する他の鋼板積層体の最下
部の鋼板の側板結合突起収納用ジャンプカット穴を打抜
くようにした。

［作 用］ 上記のように、鋼板積層体の最上部の鋼板（側板に隣
接する鋼板）に側板結合突起を設け、該側板結合突起を
側板に設けた側板結合穴に挿入して側板結合突起または
結合穴の周辺部をかしめることにより側板を鋼板積層体
に結合するようにすると、リベットを用いること無く側
板を取付けることができるため、部品点数の削減を図る
ことができるだけでなく、リベットの挿入とかしめとを
含む面倒な側板の締結工程を省略することができ、コス
トの低減を図ることができる。

上記積層鉄心の鋼板積層体は順送積層法により連続的
に製造される。順送積層法により鋼板積層体を連続的に
製造するためには、先行する鋼板積層体の形成が完了し
た段階で、先行する鋼板積層体が後行する鋼板積層体か
ら自動的に離脱するようにしておく必要がある。

そのため従来の積層鉄心では、最上部の鋼板に連結部
を設ける代りに連結用ジャンプカット穴を設けておき、
最上部の下側に位置する鋼板の連結突起を連結用ジャン
プカット穴に嵌合させることにより、最上部の鋼板とそ
の下側の鋼板とを連結している。このような構造を採用
すれば、後行する鋼板積層体の最上部の鋼板から結合突
起が突出しないため、後行する鋼板積層体と先行する鋼
板積層体とが連結突起により相互に連結されることがな
く、両鋼板積層体を自動的に分離することができる。

ところが最上部の鋼板にプレス加工により側板結合突
起を設ける場合に、単に側板結合突起を設けただけで
は、後行する鋼板積層体の側板結合突起が先行する鋼板
積層体の側板結合突起の裏側に形成されている凹部に嵌
合して後行する鋼板積層体と先行する鋼板積層体とが結
合されてしまい、両鋼板積層体を分離することができな
くなる。

本発明では、これを防ぐために鋼板積層体の最下部に
位置する鋼板に側板結合突起を余裕を持って収容し得る
大きさの側板結合突起収納用ジャンプカット穴を設け
た。このようなジャンプカット穴を設けておけば、後行
する鋼板積層体の最上部の鋼板から突出した側板結合突
起が先行する鋼板積層体の最下部の鋼板に設けられた側
板結合突起収納用ジャンプカット穴に緩く挿入されるた
め、両鋼板積層体が結合されることがなく、先行する鋼
板積層体を後行する鋼板積層体から自動的に分離するこ
とができる。従って鋼板の積層を連続的に行って一連の
鋼板積層体を連続的に形成するという順送積層法の利点
を何等損なわずに、リベットを用いないで側板を取付け
ることができるという新たな効果を得ることができ、積
層鉄心の製造能率の向上とコストの低減とに寄与するこ
とができる。

また本発明の方法のように、連結用ジャンプカット穴
を打抜くポンチと側板結合突起収納用ジャンプカット穴
を打抜くポンチとをプレス加工機の共通のスライダに支
持しておき、素材鋼板を間欠移送しながらプレス加工を
施す過程で各鋼板積層体の最上部の鋼板に連結用ジャン
プカット穴を打抜く際に同時に、先行する他の鋼板積層
体の最下部の鋼板に側板結合突起収納用ジャンプカット
穴を打抜くようにすると、プレス加工機の僅かな変更を
行うだけで、また工数の増大を招くことなく本発明に係
わる積層鉄心を製造することができる。

［実施例］ 以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は本発明の積層鉄心の上面図であり、第２図は
第１図のＡ部の構造を側板を取付ける際に用いる工具と
ともに示した要部拡大断面図である。

本実施例の積層鉄心１は、図示しない巻線が巻装され
る胴部1aと該胴部の両端にそれぞれ形成された扇形の磁
極部1b,1bとを有するＩ字形の鉄心で、磁石発電機の固
定子鉄心として用いられるものである。

積層鉄心１は、鋼板積層体２と側板３とからなってお
り、この例では鋼板積層体２が所定の形状に打抜かれた
６枚の鋼板S1,S2,…S6により構成されている。本発明の
積層鉄心では、鋼板S1〜S6の内、側板３を取付ける最上
部の鋼板はS1であり、最下部の鋼板はS6であるが、本実
施例においては、鋼板を積層する際に、第２図に示した
ように最下部の鋼板S1を一番下に配置して、その上に鋼
板S2,S3,…を順次積層していく。

尚鋼板積層体２を構成する鋼板の枚数は任意である。

鋼板積層体２を構成する鋼板のうち、最上部の鋼板S1
を除いた鋼板S2ないしS6には、それぞれの位置面側に突
出した連結突起4aと該連結突起の裏側に開口した連結凹
部4bとからなる連結部４が設けられ、各鋼板の連結突起
4aを隣接する鋼板の連結凹部4b内にきつく嵌合させるこ
とにより一連の鋼板が連結されている。

また最上部の鋼板S1には、隣接する鋼板S2の連結突起
4aをきつく嵌合させる連結用ジャンプカット穴５が形成
されている。

また鋼板積層体２を構成する鋼板のうち、最下部の鋼
板S6を除く各鋼板には、鋼板の一部をプレス加工により
側板３側に押し出すことにより突起6aが形成され、各突
起6aの裏側には該突起をきつく嵌合し得る大きさの凹部
6bが形成されている。この例では、最上部の鋼板S1に形
成された突起6aが側板結合用突起として用いられる。鋼
板S1〜S6が積層された状態では、鋼板S1〜S4の凹部6bに
それぞれ鋼板S2〜S5の突起6aがきつく嵌合されて、これ
らの突起と凹部との嵌合によっても積層された鋼板が相
互に結合されている。

最下部の鋼板S6には、他の鋼板の側板結合突起6aに相
応する位置に、最上部の鋼板S1に設けられた側板結合突
起6aを余裕を持って収容し得る大きさの側板結合突起収
納用ジャンプカット穴７が形成されている。

側板３の両端には、鉄心の両端の磁極部1b,1bの磁極
面に沿う曲面を有する極片部3a,3aが設けられている。
この側板３には、最上部の鋼板S1に設けられた側板結合
突起6aを嵌合させる側板結合穴８が設けられ、側板結合
穴８の深さは側板結合突起6aの突出長よりも十分大きく
設定されている。

また鉄心１の磁極部1b,1bの位置で側板３及び鋼板積
層体２を積層方向に貫通させて取り付け穴1c,1cが形成
されている。

側板３を取付ける際には、該側板が最上部の鋼板S1に
当接され、側板結合突起6aが側板結合穴８に挿入され
る。この状態でコーキングパンチ９により側板結合穴８
の周辺部が鋼板積層体２側に押し込まれてかしめられ、
これにより側板結合穴８の内周部が側板結合突起6aに押
し付けられて側板３と鋼板積層体２とが結合される。第
２図において８′はコーキングパンチにより側板結合穴
８の周辺部をかしめた後に形成された大径の穴を示して
いる。

上記の鋼板積層体２は、鋼板S1,S2,…を順次打ち打抜
いて、打抜いた鋼板を既に打抜かれた鋼板の上に重ねて
積層していくことにより（順送積層法により）連続的に
製造される。第３図は連続的に製造される一連の鋼板積
層体2A,2B,…を示したもので、同図の上部に示した矢印
は鋼板の打抜き方向を示している。第３図から明らかな
ように、先行の鋼板積層体2Aの最下部の鋼板S6の連結穴
46及び側板結合突起収容用ジャンプカット穴７がそれぞ
れ後行の鋼板積層体2Bの最上部の鋼板S1の連結用ジセャ
ンプカット穴５及び側板結合突起6aに対応するため、先
行の鋼板積層体2Aと後行の鋼板積層体2Bとが相互に連結
されることはなく、先行の鋼板積層体2Aは後行の鋼板積
層体2Bから自動的に分離される。

また側板３は、最上部の鋼板に設けられた突起6aによ
り鋼板積層体２に結合されるため、側板を取付けるため
にリベットを用いる必要が無く、部品点数の削減と工数
の削減とを図ることができる。

上記の例では、側板３が鋼板S1よりも厚く、鋼板S1を
打出すことにより形成された側板結合突起6aの突出長が
側板結合穴８の軸線方向長さよりも短いため、側板結合
穴８の周辺部をかしめることにより側板３を鋼板S1に結
合しているが、側板結合突起6aの突出長を側板結合穴８
の長さよりも長くすることができる場合には、突起6aを
かしめることにより側板３と鋼板S1とを結合するように
してもよい。

第４図（Ａ），（Ｂ）は上記の積層鉄心を製造するた
めに用いるプレス加工機を示したもので、第４図（Ａ）
は素材鋼板の上面図、同図（Ｂ）は加工機の断面図であ
る。第４図（Ｂ）において10は上型本体、11は下型本体
であり、上型本体10及び下型本体11は互いに離間した退
避位置と互いに接近して素材にプレス加工を施す加工位
置との間を相対的に変位し得るようになっている。以下
の説明では、下型本体11が固定され、上型本体10が可動
であるとする。

上型本体10にはパンチホルダ12が固定され、このパン
チホルダに各種のプレス下降を施すパンチが支持されて
いる。

この実施例では、加工機内に素材鋼板13の送り方向に
沿って並ぶ第１のステージＩないし第５のステージＶが
設定され、第１のステージには素材鋼板13にパイロット
穴14を打抜くパンチ15と取り付け穴1cを打抜くためのパ
ンチ（図示せず）とが設けられている。パイロット穴14
には、各ステージでプレス下降を施す際に素材の位置決
めを図るためのパイロットピンが嵌合される。

第２のステージIIは他のステージの２倍の長さを有し
ていて、この第２ステージには連結用ジャンプカット穴
５を打抜くパンチ16と側板結合突起収納用ジャンプカッ
ト穴７を打抜くパンチ17とが並べて配置されている。尚
連結用ジャンプカット穴５は鉄心の胴部1aの両端と各磁
極部1bとにそれぞれ設けられるが、第４図（Ｂ）には鉄
心の胴部1aに設けられる一方のジャンプカット穴５を打
抜くパンチ16のみが示されている。また側板結合突起収
納用ジャンプカット穴７は鉄心の胴部1aの両端と各磁極
部1bとの境界部に設けられるが、第４図（Ｂ）には一方
のジャンプカット穴７を打抜くパンチ17のみが図示され
ている。これらのジャンプカット穴５及び７を打抜くパ
ンチ16及び17は、パンチホルダ12を上下動自在に貫通し
た状態で設けられて、上型本体10に上下動自在に支持さ
れた共通のスライダ18に支持され、スライダ18の上下動
に伴ってパンチ16及び17が同時に上下動するようになっ
ている。スライダ18は図示しない駆動機構により駆動さ
れる。

第３ステージIIIには、各連結部４の打出し（連結凹
部4bの形成）を行うパンチ19が設けられ、このパンチ19
はパンチホルダ12に固定されている。また第４ステージ
IVには、突起6aの打出し（凹部6bの形成）を行うための
パンチ20が、また第５ステージＶには鋼板S1〜S6の輪郭
を打抜くためのパンチ21がそれぞれ設けられ、これらの
パンチ20及び21もパンチホルダ12に固定されている。

第４図（Ａ）に示した各ステージにおいて黒く塗りつ
ぶされた穴または凹部は、そのステージで加工される穴
または凹部を示し、白抜きで示された穴または凹部は既
に加工された穴または凹部を示している。また鋼板の輪
郭形状に相応した破線は第５ステージＶで打抜かれる鋼
板の輪郭線を示している。

上型本体10の下方にはストリッパ22が図示しない機構
により支持され、各パンチはこのストリッパを貫通して
下型本体側に移動するように設けられている。

下型本体11の上には、各ポンチに対応する型穴を備え
たダイ23が固定されている。素材鋼板13は、ダイ23とス
トリッパ22との間の間隙内を第１のステージＩ側から第
５のステージＶ側に等距離ずつ間欠的に送られる。素材
鋼板の送り間隔は鋼板の打抜き間隔に等しい。

次に上記のプレス加工機を用いて本発明の積層鉄心を
製造する方法を説明する。素材鋼板13を加工機内に挿入
して間欠送りすることにより各鋼板が打抜かれる部分を
各ステージで停止させ、上型本体10を下降させることに
より各ステージで所定のプレス加工を行う。第１ステー
ジＩではパンチ15によりパイロット穴14を打抜き、第３
ステージではパンチ19により連結突起4aの打出しを行
う。このとき同時に連結凹部4bが形成される。また第４
ステージではパンチ20により側板結合突起6aの打出しと
凹部6bの形成とを行い、第５ステージでパンチ21により
鋼板S1,S2,…の輪郭を打抜く。第２ステージIIでは、先
行の鋼板積層体の最下部の鋼板S6を打抜く部分と後行の
鋼板積層体の最上部の鋼板S1を打抜く部分とが該ステー
ジIIに同時に並んで停止した状態になったときにスライ
ダ18を下降させてジャンプカット穴5,7の打抜きを行
う。これ以外のとき、即ち、先行の鋼板積層体の鋼板S6
を打抜く部分と、後行の鋼板積層体S1を打抜く部分とが
同時に第２ステージIIに存在しない状態のときには、ス
ライダ18を上昇させてポンチ16及び18を退避させてお
き、上型本体10が下降してもジャンプカット穴の加工が
行われないようにしておく。

第５ステージＶで打抜かれた鋼板は下型本体11内に設
けられた穴24内でパンチ21により押されて順次積層さ
れ、隣り合う鋼板の連結突起4aと連結凹部4bの嵌合によ
り連結されていく。所定枚数の鋼板S1ないしS6が連結さ
れた段階で１つの鋼板積層体が完成される。この鋼板積
層体の形成は連続的に行われ、先行の鋼板積層体2Aは、
ジャンプカット穴5,7が設けられていることにより後行
の鋼板積層体2Bから自動的に分離される。

上記の実施例では、Ｉ字型の積層鉄心１を例にとった
が、他の形成の積層鉄心、例えば星形環状の積層鉄心に
も本発明を適用できる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、鋼板積層体の最上部
の鋼板（側板に隣接する鋼板）に側板結合突起をを設
け、該側板結合突起を側板に設けた側板結合穴に挿入し
て側板結合突起または結合穴の周辺部をかしめることに
より側板を鋼板積層体に結合するようにしたので、リベ
ットを用いること無く側板を取付けることができ、部品
点数の削減と組み立て工数の削減とを図ってコストの低
減を図ることができる利点がある。

また最上部の鋼板に連結用ジャンプカット穴を設け、
最下部の鋼板に側板結合突起収納用ジャンプカット穴を
設けたので、順送積層法により鉄心を連続的に製造する
場合に先行する鋼板積層体を後行する鋼板積層体から自
動的に分離することができ、鋼板の積層を連続的に行っ
て一連の鋼板積層体を連続的に形成するという順送積層
法の利点を何等損なわずに、リベットを用いないで側板
を取付けることができるという新たな効果を得ることが
できる。また本発明の方法によれば、連結用ジャンプカ
ット穴を打抜くポンチと側板結合突起収納用ジャンプカ
ット穴を打抜くポンチとをプレス加工機の共通のスライ
ダに支持して、素材鋼板を間欠移送しながらプレス加工
を施す過程で各鋼板積層体の最上部の鋼板に連結用ジャ
ンプカット穴を打抜く際に同時に先行する鋼板積層体の
最下部の鋼板に側板結合突起収納用ジャンプカット穴を
打抜くので、プレス加工機の僅かな変更を行うだけで、
また工数の増大を招くことなく本発明に係わる積層鉄心
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる積層鉄心の一例を示した上面
図、第２図は第１図の鉄心のＡ部の構造をその上下位置
を入れ替えた状態で側板締結用の工具とともに示した要
部拡大断面図、第３図は鋼板積層体を連続的に製造する
際の先行の鋼板積層体と後行の鋼板積層体との関係を示
した要部拡大断面図、第４図（Ａ）はプレス加工機内に
供給される素材鋼板を、被加工部を説明するための表示
とともに示した上面図、第４図（Ｂ）は本発明の実施例
で用いるプレス加工機の概略断面図である。 １……積層鉄心、２……鋼板積層体、３……側板、４…
…連結部、4a……連結突起、4b……連結凹部、５……連
結用ジャンプカット穴、6a……側板結合突起、７……側
板結合突起収納用ジャンプカット穴、８……側板結合
穴、S1〜S6……鋼板（S1……最上部の鋼板、S6……最下
部の鋼板）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の形状に打抜かれた鋼板を所定枚数積
   層して形成した鋼板積層体と、前記鋼板積層体の最上部
   の鋼板に重ねて配置されて前記鋼板積層体に対して固定
   された側板とを備えてなり、 前記鋼板積層体の最上部の鋼板以外の鋼板はその一面側
   に突出した連結突起と該連結突起の裏側に開口した連結
   凹部とからなる連結部を有していて、隣り合う鋼板の連
   結突起と連結凹部とが互いに嵌合しあった状態で相互に
   連結され、 前記最上部の鋼板には該最上部の鋼板の下側の鋼板の連
   結突起を嵌合させる連結用ジャンプカット穴が形成され
   ている積層鉄心において、 前記最上部の鋼板には前記側板側に突出した側板結合突
   起が設けられ、 前記鋼板積層体の最下部に位置する鋼板には前記側板結
   合突起を余裕を持って収容し得る大きさの側板結合突起
   収納用ジャンプカット穴が形成され、 前記側板結合突起は前記側板に設けられた側板結合穴内
   に挿入されて、 前記側板結合穴の周辺部または前記側板結合突起がかし
   められて前記側板が鋼板積層体に固定されていることを
   特徴とする積層鉄心。
2. 【請求項２】帯状の素材鋼板を間欠的に移送しながらプ
   レス加工機に供給して該素材鋼板にプレス加工を施すこ
   とにより前記最上部の鋼板と他の鋼板とを順次形成し、
   形成された鋼板を順次積層しながら一連の鋼板積層体を
   連続的に形成する工程と、 各鋼板積層体の最上部の鋼板に側板を重ねて該側板を鋼
   板積層体に固定する工程とを行って請求項１に記載の積
   層鉄心を製造する積層鉄心の製造方法において、 前記連結用ジャンプカット穴を打抜くポンチと前記側板
   結合突起収納用ジャンプカット穴を打抜くポンチとをプ
   レス加工機の共通のスライダに支持しておき、 各鋼板積層体の最上部の鋼板の前記連結用ジャンプカッ
   ト穴を打抜く際に同時に、該鋼板積層体に先行する他の
   鋼板積層体の最下部の鋼板の前記側板結合突起収納用ジ
   ャンプカット穴を打抜くことを特徴とする積層鉄心の製
   造方法。