JP3687749B2 - スキュー形状可変型積層鉄心及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、かしめ積層後にスキュー形状が可変となる積層鉄心及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータには、金型装置にて金属薄板から打ち抜きされた固定子鉄心片をかしめ積層して形成される固定子積層鉄心の内側に、同様に金型装置にて金属薄板から打ち抜きされた回転子鉄心片をかしめ積層して形成される回転子積層鉄心が回動自在に組み込まれている。なお、モータの作動時にゴギング現象が発生しないように、例えば、回転子積層鉄心を製造する際にスキューさせながら回転子鉄心片をかしめ積層している。
ここで、スキューは、打ち抜きされた回転子鉄心片を先に打ち抜きされた回転子鉄心片に積層する際に、先に打ち抜きされた回転子鉄心片側を所定角度（スキュー角度）回転させてかしめ部の位置を移動させながらかしめ積層を行うことにより形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−５６６０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、スキューは回転子鉄心片をかしめ積層して回転子積層鉄心を形成する際に、同時に形成することができるが、かしめ積層は、本来各回転子鉄心片同士をかしめ結合して回転子積層鉄心を形成することを第一義としている。
このため、回転子積層鉄心を製造する際に、前記のようにスキューを形成できるが、一旦、回転子積層鉄心が製造された後にはスキュー形状を変えることはできなかった。
更に、製造された回転子積層鉄心ではそのスキュー形状を変えることができないため、モータの使用形態や使用目的が途中で変更になった場合には、その対応が不十分となり、モータの作動時にゴギング現象及び騒音が発生する可能性が高くなっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、かしめ積層後でもモータの各種運用に対応させてスキュー形状を自在に変更することが可能なスキュー形状可変型積層鉄心及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心は、金型装置によって打ち抜き形成された複数枚の鉄心片をかしめ突起と該かしめ突起が嵌入するかしめ孔を介して積層した積層鉄心であって、
最下層を除く前記鉄心片には、前記かしめ突起と前記かしめ孔とが、前記鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成され、かつ、前記かしめ突起はＵ字、Ｖ字又は逆台形となっていると共に、前記かしめ突起の先端が該かしめ突起のほぼ中央に位置し、前記かしめ孔は平面視して前記回転中心を基準として円弧状であって該かしめ孔に嵌入する前記かしめ突起の最大拡がりより円周方向に長く、前記各かしめ孔の円周方向に隙間が形成され、積層鉄心を形成した後に前記各鉄心片を相互に前記回転中心の回りに自在に回転できる。
【０００６】
かしめ突起とかしめ孔とを、鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成すると、鉄心片をかしめ積層した際に、かしめ突起とかしめ孔から構成されるかしめ連結箇所は、回転中心を基準として同一半径位置に配置される。
そして、かしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起を嵌入した際に、かしめ孔とかしめ突起との間には円周方向に隙間が形成されているので、例えば、下層の鉄心片に対して上層の鉄心片を隙間が形成されている向きにずらすことにより、この隙間を円弧長とする中心角度分だけ上層の鉄心片を回転中心の回りに回転させることができる。
従って、積層鉄心において、各鉄心片は相互に回転中心の回りで回転することができる。
【０００７】
このため、かしめ積層された各鉄心片間の回転角度を調整しながら各鉄心片を回転中心の回りに回転させることにより、積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することができる。
更に、かしめ突起及びかしめ孔を各鉄心片にそれぞれ複数形成することによりかしめ連結箇所を多くして、各鉄心片間のかしめ積層力を大きくすることができる。また、鉄心片を回転させた際にも、平面視、あるいは側面視した際の積層鉄心の外形形状を変化させない。
なお、かしめ突起とかしめ孔は、回転中心に対して対称になるように配置することが積層鉄心の形状精度及びかしめ強度向上の点から好ましい。
【０００８】
【０００９】
かしめ孔を平面視して円弧状にすることで、嵌入したかしめ突起をかしめ孔内で容易にかしめ結合力を維持しながら回転することができる。
ここで、磁極の数がｎであるとき、例えば、磁極一極分のスキューを与えようとする場合、積層鉄心を構成する鉄心片の枚数をＰとすると、各鉄心片に（３６０／Ｐｎ）°の回転が生じるようにすればよい。従って、回転中心からｒの位置にかしめ孔を形成する場合では、かしめ孔の円周方向に同一向きに形成する隙間の長さは、（２πｒ／Ｐｎ）とすればよい。
また、積層鉄心のスキューの磁極の１極分以上、例えば２極、３極分等の多極分まで可変とする場合には、それに応じた隙間を形成すればよい。
なお、かしめ突起も平面視して円弧状に形成することにより、かしめ孔にかしめ突起を嵌入した際、かしめ孔の内側に沿ってかしめ突起を滑らかに回転させることができる。更に、かしめ孔にかしめ突起を嵌入した際のかしめ孔とかしめ突起の間の接触面積を大きくして、各鉄心片間のかしめ積層力を大きくすることができる。
【００１０】
本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心において、前記かしめ孔は、積層する複数枚の前記鉄心片に貫通して形成され、かつ、該貫通して形成されるかしめ孔に嵌入する前記かしめ突起は、貫通する前記かしめ孔の下部位置まで届くようにすることができる。
【００１１】
１つのかしめ突起で複数枚の鉄心片をかしめ積層する場合には、鉄心片を回転する際の回転力を複数枚の鉄心片で担い、鉄心片の回転をなだらかにでき、また、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができる。
【００１２】
本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心において、前記かしめ孔は積層方向の前記鉄心片に１枚毎交互に形成される第１のかしめ孔と、該第１のかしめ孔とは異なる位置で積層する複数枚の前記鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を有し、前記かしめ突起は前記第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起と前記第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起を有し、しかも、前記第１のかしめ突起は前記第１のかしめ孔の下部位置まで届き、前記第２のかしめ突起は前記第２のかしめ孔の下部位置まで届くようにすることができる。
【００１３】
各鉄心片に、第１のかしめ孔及び第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起をそれぞれの位置を順次変えて形成して、積層する各鉄心片を交互にかしめ位置を変えかしめ積層する。
また、各鉄心片に、積層する複数枚の鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔及び第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起をそれぞれの位置を順次変えて形成して、積層する複数枚の鉄心片を一括してかしめ積層する。
このように、第１のかしめ孔及び第１のかしめ突起、第２のかしめ孔及び第２のかしめ突起によって同時にかしめ連結することにより、積層する鉄心片同士のかしめ積層力を更に高めることができると共に、積層鉄心を回転する際の回転力を複数枚の鉄心片で担うことができ、また、鉄心片の回転力を複数枚の鉄心片に同時に伝達することができるので、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができる。
【００１４】
前記目的に沿う本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心の製造方法は、金型装置によって、最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを回転中心を基準にして同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する工程と、下層の前記鉄心片の前記かしめ孔に上層の前記鉄心片のかしめ突起を嵌入して積層鉄心を形成する工程とを有し、
前記かしめ突起はＵ字、Ｖ字又は逆台形に形成すると共に、前記かしめ突起の先端が該かしめ突起のほぼ中央に位置し、前記かしめ孔は平面視して前記回転中心を基準として円弧状であって前記かしめ突起の最大拡がりより前記回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、前記鉄心片の前記かしめ孔に上層の前記鉄心片の前記かしめ突起をそれぞれ入れ込んだ際に前記かしめ孔と前記かしめ突起との間に、円周方向に隙間を形成し、積層鉄心を形成した後の前記各鉄心片が相互に前記回転中心の回りに自在に回転できる。
【００１５】
最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する場合、かしめ孔をかしめ突起より回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、かしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起が嵌入された際に円周方向に隙間が形成されるようにする。
これによって、かしめ積層された各鉄心片間では、例えば、下層の鉄心片に対して上層の鉄心片を隙間が形成されている向きに、この隙間を円弧長とする中心角以下の角度内にて回転中心の回りに回転させることができる。
従って、積層鉄心を形成した後で、積層鉄心を構成する各鉄心片を相互に回転中心の回りで隙間が形成されている向きに回転することにより、積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図、図２は同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同回転子積層鉄心に形成したスキュー形状の説明図、図４は同回転子積層鉄心の製造における鉄心片の形成過程を示す説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図、図６は同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図である。
【００１７】
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心であるモータの回転子積層鉄心１０は、中央のボス部１１を基準にして周囲に放射状に１２個の磁極部１２を備えている。
また、この回転子積層鉄心１０は、最下層の鉄心片１３とその上に交互に積層されている鉄心片１４、１５とを有し、各鉄心片１３〜１５はそれぞれ同一厚みで回転中心１６を基準にして軸対称に形成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
各鉄心片１３〜１５は、ボス部１１を形成するボス片部１７〜１９とこれに基部が連結されて磁極部１２を形成する磁極片部２０とを有している。
【００１８】
鉄心片１３のボス片部１７の半径方向中心位置には、複数（例えば、３個）のかしめ孔２１が円周を分割（例えば、３等分）した位置に形成されている。鉄心片１４のボス片部１８には、鉄心片１３の複数のかしめ孔２１に嵌入する複数（例えば、３個）のかしめ突起２２が設けられ、更にそれぞれのかしめ突起２２の中間位置でその同一円周上には、複数（例えば、３個）のかしめ孔２３が設けられている。
また、鉄心片１５のボス片部１９には、前記鉄心片１４の複数のかしめ孔２３に嵌入する複数（例えば、３個）のかしめ突起２４が設けられ、それぞれのかしめ突起２４の中間位置でその同一円周上には、複数（例えば、３個）のかしめ孔２５が設けられている。
従って、この鉄心片１５の下層には鉄心片１４、１３が積層され、またこの鉄心片１５の上に前記した鉄心片１４、１５が交互に積層されて所定厚みの積層鉄心を形成している。
【００１９】
ここで、前記したかしめ孔２１、２３、２５及びかしめ突起２２、２４はそれぞれ同一形状となって、しかも、鉄心片１３、１４、１５の回転中心１６を基準にして平面視して円弧状に形成されたかしめ孔２１、２３、２５は、このかしめ孔２１、２３、２５に嵌入するかしめ突起２２、２４、２２の最大拡がりＬより円周方向に長く形成されている。
このため、それぞれ鉄心片１３〜１５のかしめ孔２１、２３、２５にその直上の鉄心片１４、１５、１４のかしめ突起２２、２４、２２を嵌入させた場合、各かしめ孔２１、２３、２５には、円周方向に同一向きの隙間が形成されて、積層方向に隣り合う鉄心片１３〜１５がそれぞれ僅少の角度範囲で回動し、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、可変角度で傾斜直線状、Ｖ字状、傾斜曲線状等のスキュー２６〜２８を回転子積層鉄心１０に与えることができる。
【００２０】
続いて、図４を参照しながら、前記した回転子積層鉄心１０の製造方法について説明する。
図４に示すように、前記実施の形態に係る回転子積層鉄心１０を製造する金型装置は、ステーションＡ〜Ｆを有し、磁性鋼板からなる薄板条材２９を順次、ステーションＡからステーションＦに搬送し、鉄心片１３及び交互に鉄心片１４、１５を形成し、ステーションＦでかしめ積層して回転子積層鉄心１０を組み立てている。以下、各ステーションＡ〜Ｆにおいて鉄心片１３〜１５を形成する工程について説明する。
【００２１】
ステーションＡでは、薄板条材２９の両側に、各ステーションＢ〜Ｆでの薄板条材２９の位置決めを行うパイロット孔３０を順次形成する。
ステーションＢでは、順次搬送された薄板条材２９に対して１２個のスロット孔３０ａを形成する。これによって、各鉄心片１３〜１５のボス片部１７〜１９及びこれに連結される磁極片部２０の主要な輪郭が形成される。
ステーションＣでは、鉄心片１３の３個のかしめ孔２１が、ボス片部１７に形成される。この鉄心片１３に続いて形成される鉄心片１４、１５に対して、ステーションＣはアイドルステーションとなる。
【００２２】
ステーションＤでは、鉄心片１４のボス片部１８に対して、それぞれ３個のかしめ孔２３とかしめ突起２２が形成される。鉄心片１３、１５に対しては、このステーションＤはアイドルステーションとなる。
ステーションＥでは、鉄心片１５のボス片部１９に対してそれぞれ３個のかしめ孔２５とかしめ突起２４が形成される。鉄心片１３、１４に対して、ステーションＥはアイドルステーションとなる。
以上のステーションＡ〜Ｅを通過することによって、かしめ孔２１を有する最下層の鉄心片１３が形成され、次にかしめ孔２３及びかしめ突起２２を有する鉄心片１４と、かしめ孔２５及びかしめ突起２４を有する鉄心片１５とが交互に形成される。
【００２３】
ステーションＦでは、これらの鉄心片１３〜１５の外形及び内形抜きを同時に行い、金型内にこれらの鉄心片１３〜１５を所定枚数かしめ積層して回転子積層鉄心１０が形成される。この回転子積層鉄心１０を形成する鉄心片１３〜１５において、各かしめ孔２１、２３、２５はそれぞれに嵌入するかしめ突起２２、２４、２２より円周方向に長く、円周方向の両側に隙間を有する。
なお、かしめ突起２２、２４の突出高さは、薄板条材２９の厚みと実質的に同じであって、それぞれかしめ孔２１、２３（２５も含む）の底部（下部位置）まで到達して、強固に上下の鉄心片１３〜１５を連結している。
【００２４】
図５、図６に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心であるモータの回転子積層鉄心３１は、中央のボス部３２を基準にして周囲に放射状に１２個の磁極部３３を備えている（第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０と同様）。
また、この回転子積層鉄心３１は、最下層の鉄心片３４とその上に所定厚みとなるまで繰り返して積層されている鉄心片３５〜４０とを有し、鉄心片３４〜４０はそれぞれ同一厚みで、以下に詳細に説明するかしめ孔とかしめ突起を除いて回転中心４１を基準にして軸対称に形成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
各鉄心片３４〜４０は、ボス部３２を形成するボス片部４２〜４８とこれに基部が連結されて磁極部３３を形成する磁極片部４９（この実施の形態では１２個ある）とを有している。
【００２５】
回転子積層鉄心３１を構成する各鉄心片３４〜４０は、円周を３等分した位置にそれぞれ形成される第１のかしめ部Ａと、この第１のかしめ部Ａの中間位置にそれぞれ形成される第２のかしめ部Ｂとによってかしめ積層されている。
第１のかしめ部Ａは、第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０と同様、それぞれ直上下の鉄心片３４〜４０は以下に詳細に図面の記載した番号を付して説明する第１のかしめ孔とこれに嵌入する第１のかしめ突起を介して連結されている。
【００２６】
鉄心片３４のボス片部４２の半径方向中心位置には、２個の円周方向に幅広のかしめ孔５０、５２が０度及び２４０度位置（ここで、かしめ孔５０の位置を基準とする）に形成され、また、円周方向に第１のかしめ孔を構成する幅狭のかしめ孔５１、５３が６０度と３００度位置に形成されている。
鉄心片３５のボス片部４３には、幅広のかしめ孔５４、５５、５７が０度、１２０度、２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔５６が１８０度位置に形成されている。かしめ孔５４は下層の鉄心片３４のかしめ孔５０と、及びかしめ孔５７は下層の鉄心片３４のかしめ孔５２とそれぞれ中心を一致させて形成され、これによって連続した２枚の鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を形成している。
更に、鉄心片３５のボス片部４３には、それぞれ第１のかしめ突起を構成し下層の鉄心片３４の幅狭のかしめ孔５１に嵌入するかしめ突起５８とかしめ孔５３に嵌入するかしめ突起５９が形成されている。
【００２７】
鉄心片３６のボス片部４４には、幅広のかしめ孔６１が１２０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔６０、６２が６０度、３００度位置に形成され、かしめ孔６０は下層の鉄心片３４のかしめ孔５１と、かしめ孔６１は下層の鉄心片３５のかしめ孔５５と、及びかしめ孔６２は下層の鉄心片３４のかしめ孔５３とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
そして、鉄心片３６のボス片部４４には、下層の鉄心片３５、３４の貫通したかしめ孔５０、５４（即ち、第２のかしめ孔）に嵌入する第２のかしめ突起６３、下層の鉄心片３５のかしめ孔５６に嵌入するかしめ突起６４、下層の鉄心片３５、３４の貫通したかしめ孔５２、５７に嵌入する第２のかしめ突起６５が形成されている。
【００２８】
鉄心片３７のボス片部４５には、幅広のかしめ孔６６、６８が０度と２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔６７が１８０度位置に形成され、かしめ孔６６は下層の鉄心片３４、３５のかしめ孔５０、５４と、かしめ孔６７は下層の鉄心片３５のかしめ孔５６と、及びかしめ孔６８は下層の鉄心片３４、３５のかしめ孔５２、５７とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片３７のボス片部４５には、下層の鉄心片３６のかしめ孔６０に嵌入するかしめ突起６９、下層の鉄心片３５、３６の貫通したかしめ孔５５、６１に嵌入する第２のかしめ突起７０、下層の鉄心片３６のかしめ孔６２に嵌入するかしめ突起７１が形成されている。
【００２９】
鉄心片３８のボス片部４６には、幅広のかしめ孔７２、７４、７５が０度、１２０度、２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔７３、７６が６０度、３００度位置に形成され、かしめ孔７２は下層の鉄心片３４、３５、３７のかしめ孔５０、５４、６６と、かしめ孔７３は下層の鉄心片３４、３６のかしめ孔５１、６０と、かしめ孔７４は下層の鉄心片３５、３６のかしめ孔５５、６１と、かしめ孔７５は下層の鉄心片３４、３５、３７のかしめ孔５２、５７、６８と、及びかしめ孔７６は下層の鉄心片３４、３６のかしめ孔５３、６２とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片３８のボス片部４６には、かしめ孔６７に嵌入するかしめ突起７７が１８０度位置に形成されている。
【００３０】
鉄心片３９のボス片部４７には、幅広のかしめ孔７８が１２０度位置、幅狭のかしめ孔７９が１８０度位置に形成され、かしめ孔７８は下層の鉄心片３５、３６、３８のかしめ孔５５、６１、７４と、及びかしめ孔７９は下層の鉄心片３５、３７のかしめ孔５６、６７とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片３９のボス片部４７には、貫通したかしめ孔６６、７２に嵌入する第２のかしめ突起８０が０度位置に形成され、下層の鉄心片３８のかしめ孔７３に嵌入するかしめ突起８１が６０度位置に形成され、また、下層の鉄心片３７、３８の貫通したかしめ孔６８、７５に嵌入する第２のかしめ突起８２が２４０度位置、下層の鉄心片３８のかしめ孔７６に嵌入するかしめ突起８３が３００度位置に形成されている。
【００３１】
鉄心片４０のボス片部４８には、幅広のかしめ孔８４、８６が０度と２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔８５、８７が６０度と３００度位置に形成されている。そして、かしめ孔８４は下層の鉄心片３４、３５、３７、３８のかしめ孔５０、５４、６６、７２と、かしめ孔８５は下層の鉄心片３４、３６、３８のかしめ孔５１、６０、７３と、かしめ孔８６は下層の鉄心片３４、３５、３７、３８のかしめ孔５２、５７、６８、７５と、及びかしめ孔８７は下層の鉄心片３４、３６、３８のかしめ孔５３、６２、７６とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片４０のボス片部４８には、貫通したかしめ孔７４、７８に嵌入する第２のかしめ突起８８が１２０度位置に、下層の鉄心片３９のかしめ孔７９に嵌入するかしめ突起８９が１８０度位置に形成されている。
従って、鉄心片３４の上に前記した鉄心片３５〜４０が所定厚みまで繰り返し積層されて回転子積層鉄心３１を形成している。
【００３２】
ここで、前記した各幅広のかしめ孔５０、５２、５４、５５、５７、６１、６６、６８、７２、７４、７５、７８、８４、８６、及び前記した各幅狭のかしめ孔５１、５３、５６、６０、６２、６７、７３、７６、７９、８５、８７はそれぞれ同一形状となって、しかも、回転中心４１を基準にして同一半径位置の位置にそれぞれ平面視して円弧状に形成されている。
また、前記した各かしめ突起５８、５９、６４、６９、７１、７７、８１、８３、８９、及び前記した各かしめ突起６３、６５、７０、８０、８２、８８もそれぞれ同一形状となって、しかも、回転中心４１を基準にして同一半径の位置にそれぞれ形成されている。
なお、当然のことながら、各第２のかしめ突起は第２のかしめ孔の下部位置まで届いて、各鉄心片が強固に連結されている。
そして、各幅広のかしめ孔によって構成される第２のかしめ孔にそれぞれ第２のかしめ突起を嵌入した際、各第２のかしめ孔は、嵌入された第２のかしめ突起の最大拡がりＭより円周方向に長く開口しているので、当該各第２のかしめ孔には円周方向に隙間Ｋが形成されて、第１のかしめ孔を形成する幅狭のかしめ孔に、第１のかしめ突起を嵌入した場合にも同様に、嵌入された第１のかしめ突起の最大拡がりＬより円周方向に長く開口しているので、当該各第１のかしめ孔には円周方向に隙間Ｋが形成されて、上下方向に隣り合う鉄心片３４〜４０がそれぞれ僅少の角度範囲で回動でき、可変角度で傾斜直線状、傾斜曲線状、Ｖ字状等のスキューを回転子積層鉄心３１に与えることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のスキュー形状可変型積層鉄心及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。例えば、本発明の実施の形態では、磁極部の数を１２としたが１１以下又は１３以上とすることもできる。
また、１枚ずつ鉄心片をかしめ積層しながらスキュー形状可変型積層鉄心を形成したが、適宜かしめ突起とかしめ孔の配置を変えながら一度に連続した３枚以上の鉄心片を一括してかしめ積層しながらスキュー形状可変型積層鉄心を形成してもよい。
【００３４】
第１、第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心においては、各ボス片部を６等分した位置に、かしめ部を設けたが、更に少ない角度割り（例えば、５等分以下）や更に多い角度割り（例えば、７等分以上）位置にかしめ部を形成した場合も本発明は適用される。
そして、第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心において、第１のかしめ部Ａを省略して、第２のかしめ部Ｂのみで回転子積層鉄心を形成する場合、更に上下に連続する複数枚の鉄心片の枚数を増やして第２のかしめ孔を形成する場合も本発明は適用される。
また、１枚ずつ鉄心片をかしめ積層しながら異なる位置では一度に連続した２枚の鉄心片を一括してかしめ積層してスキュー形状可変型積層鉄心を形成したが、１枚ずつ鉄心片をかしめ積層しながら異なる位置では一度に連続した３枚以上の鉄心片を一括してかしめ積層してスキュー形状可変型積層鉄心形成するようにすることもできる。
更に、第１及び第２の実施の形態では、スキュー形状可変型積層鉄心の一例として回転子積層鉄心の場合について説明したが、固定子積層鉄心、あるいは平面視して点対称となる形状の積層鉄心であれば、本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１〜３記載のスキュー形状可変型積層鉄心においては、最下層を除く鉄心片には、かしめ突起とかしめ孔とが、鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成され、かつ、かしめ孔はかしめ孔に嵌入するかしめ突起より円周方向に長く、鉄心片のかしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起を入れ込んだ際、各かしめ孔の円周方向に隙間が形成されているので、積層鉄心形成後において、各鉄心片を相互に回転中心の回りで回転させて積層鉄心に自在な形状のスキューを容易に形成することができ、モータの使用形態や使用目的に応じて最適な形状のスキューを決定してそれを積層鉄心に形成することが可能になる。
また、積層鉄心の形成後に使用形態や使用目的等の仕様変更が生じた場合でも、その変更内容に応じて最適な形状のスキューを積層鉄心に容易に形成することが可能となって、モータ作動時にゴギング現象や騒音の発生を防止することが可能になる。
【００３６】
また、かしめ孔は、平面視して回転中心を基準として円弧状であるので、かしめ孔の内側に沿ってかしめ突起を滑らかに回転させることができ、回転中心の回りに各鉄心片を容易に回転させて積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することが可能になる。
【００３７】
請求項２記載のスキュー形状可変型積層鉄心においては、かしめ孔は、積層する複数枚の鉄心片に貫通して形成され、かつ、貫通して形成されるかしめ孔に嵌入するかしめ突起は、貫通するかしめ孔の下部位置まで届いているので、鉄心片同士のかしめ積層は強固であると共に、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができ、積層鉄心に自在な形状のスキューを容易に形成することが可能になる。
【００３８】
請求項３記載のスキュー形状可変型積層鉄心においては、かしめ孔は積層方向の鉄心片に１枚毎交互に形成される第１のかしめ孔と、第１のかしめ孔とは異なる位置で積層する複数枚の鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を有し、かしめ突起は第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起と第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起を有し、しかも、第１のかしめ突起は第１のかしめ孔の下部位置まで届き、第２のかしめ突起は第２のかしめ孔の下部位置まで届いているので、各鉄心片間のかしめ積層力を更に高めると共に、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができ、積層鉄心に自在な形状のスキューを容易に、しかも安定して形成することが可能になる。
【００３９】
請求項４記載のスキュー形状可変型積層鉄心の製造方法においては、最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを回転中心を基準にして同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する工程と、下層の鉄心片のかしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起を嵌入して積層鉄心を形成する工程とを有し、かしめ孔はかしめ突起より回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、鉄心片のかしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起をそれぞれ入れ込んだ際にかしめ孔とかしめ突起との間に、円周方向に隙間を形成するので、積層鉄心を形成した後で、各鉄心片を相互に回転中心の回りで同一向き、あるいはそれとは逆向きに回転することにより、各鉄心片間の回転角度を調整して、積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することができ、従来のように、スキュー形状が異なった積層鉄心を製造するために、かしめ突起形成パンチを変えたり、積層ダイの回転角度を変えたりする必要がなく、色々なスキュー形状を有する積層鉄心を容易に、かつ製造コストを高くすることなく得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図である。
【図２】同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同回転子積層鉄心に形成したスキュー形状の説明図である。
【図４】同回転子積層鉄心の製造における鉄心片の形成過程を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図である。
【図６】同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図である。
【符号の説明】
１０：回転子積層鉄心、１１：ボス部、１２：磁極部、１３：最下層の鉄心片、１４、１５：鉄心片、１６：回転中心、１７〜１９：ボス片部、２０：磁極片部、２１：かしめ孔、２２：かしめ突起、２３：かしめ孔、２４：かしめ突起、２５：かしめ孔、２６〜２８：スキュー、２９：薄板条材、３０：パイロット孔、３０ａ：スロット孔、３１：回転子積層鉄心、３２：ボス部、３３：磁極部、３４：最下層の鉄心片、３５〜４０：鉄心片、４１：回転中心、４２〜４８：ボス片部、４９：磁極片部、５０〜５７：かしめ孔、５８、５９：かしめ突起、６０〜６２：かしめ孔、６３〜６５：かしめ突起、６６〜６８：かしめ孔、６９〜７１：かしめ突起、７２〜７６：かしめ孔、７７：かしめ突起、７８、７９：かしめ孔、８０〜８３：かしめ突起、８４〜８７：かしめ孔、８８、８９：かしめ突起
【発明の属する技術分野】
本発明は、かしめ積層後にスキュー形状が可変となる積層鉄心及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モータには、金型装置にて金属薄板から打ち抜きされた固定子鉄心片をかしめ積層して形成される固定子積層鉄心の内側に、同様に金型装置にて金属薄板から打ち抜きされた回転子鉄心片をかしめ積層して形成される回転子積層鉄心が回動自在に組み込まれている。なお、モータの作動時にゴギング現象が発生しないように、例えば、回転子積層鉄心を製造する際にスキューさせながら回転子鉄心片をかしめ積層している。
ここで、スキューは、打ち抜きされた回転子鉄心片を先に打ち抜きされた回転子鉄心片に積層する際に、先に打ち抜きされた回転子鉄心片側を所定角度（スキュー角度）回転させてかしめ部の位置を移動させながらかしめ積層を行うことにより形成される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−５６６０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、スキューは回転子鉄心片をかしめ積層して回転子積層鉄心を形成する際に、同時に形成することができるが、かしめ積層は、本来各回転子鉄心片同士をかしめ結合して回転子積層鉄心を形成することを第一義としている。
このため、回転子積層鉄心を製造する際に、前記のようにスキューを形成できるが、一旦、回転子積層鉄心が製造された後にはスキュー形状を変えることはできなかった。
更に、製造された回転子積層鉄心ではそのスキュー形状を変えることができないため、モータの使用形態や使用目的が途中で変更になった場合には、その対応が不十分となり、モータの作動時にゴギング現象及び騒音が発生する可能性が高くなっていた。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、かしめ積層後でもモータの各種運用に対応させてスキュー形状を自在に変更することが可能なスキュー形状可変型積層鉄心及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心は、金型装置によって打ち抜き形成された複数枚の鉄心片をかしめ突起と該かしめ突起が嵌入するかしめ孔を介して積層した積層鉄心であって、
最下層を除く前記鉄心片には、前記かしめ突起と前記かしめ孔とが、前記鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成され、かつ、前記かしめ突起はＵ字、Ｖ字又は逆台形となっていると共に、前記かしめ突起の先端が該かしめ突起のほぼ中央に位置し、前記かしめ孔は平面視して前記回転中心を基準として円弧状であって該かしめ孔に嵌入する前記かしめ突起の最大拡がりより円周方向に長く、前記各かしめ孔の円周方向に隙間が形成され、積層鉄心を形成した後に前記各鉄心片を相互に前記回転中心の回りに自在に回転できる。
【０００６】
かしめ突起とかしめ孔とを、鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成すると、鉄心片をかしめ積層した際に、かしめ突起とかしめ孔から構成されるかしめ連結箇所は、回転中心を基準として同一半径位置に配置される。
そして、かしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起を嵌入した際に、かしめ孔とかしめ突起との間には円周方向に隙間が形成されているので、例えば、下層の鉄心片に対して上層の鉄心片を隙間が形成されている向きにずらすことにより、この隙間を円弧長とする中心角度分だけ上層の鉄心片を回転中心の回りに回転させることができる。
従って、積層鉄心において、各鉄心片は相互に回転中心の回りで回転することができる。
【０００７】
このため、かしめ積層された各鉄心片間の回転角度を調整しながら各鉄心片を回転中心の回りに回転させることにより、積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することができる。
更に、かしめ突起及びかしめ孔を各鉄心片にそれぞれ複数形成することによりかしめ連結箇所を多くして、各鉄心片間のかしめ積層力を大きくすることができる。また、鉄心片を回転させた際にも、平面視、あるいは側面視した際の積層鉄心の外形形状を変化させない。
なお、かしめ突起とかしめ孔は、回転中心に対して対称になるように配置することが積層鉄心の形状精度及びかしめ強度向上の点から好ましい。
【０００８】
【０００９】
かしめ孔を平面視して円弧状にすることで、嵌入したかしめ突起をかしめ孔内で容易にかしめ結合力を維持しながら回転することができる。
ここで、磁極の数がｎであるとき、例えば、磁極一極分のスキューを与えようとする場合、積層鉄心を構成する鉄心片の枚数をＰとすると、各鉄心片に（３６０／Ｐｎ）°の回転が生じるようにすればよい。従って、回転中心からｒの位置にかしめ孔を形成する場合では、かしめ孔の円周方向に同一向きに形成する隙間の長さは、（２πｒ／Ｐｎ）とすればよい。
また、積層鉄心のスキューの磁極の１極分以上、例えば２極、３極分等の多極分まで可変とする場合には、それに応じた隙間を形成すればよい。
なお、かしめ突起も平面視して円弧状に形成することにより、かしめ孔にかしめ突起を嵌入した際、かしめ孔の内側に沿ってかしめ突起を滑らかに回転させることができる。更に、かしめ孔にかしめ突起を嵌入した際のかしめ孔とかしめ突起の間の接触面積を大きくして、各鉄心片間のかしめ積層力を大きくすることができる。
【００１０】
本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心において、前記かしめ孔は、積層する複数枚の前記鉄心片に貫通して形成され、かつ、該貫通して形成されるかしめ孔に嵌入する前記かしめ突起は、貫通する前記かしめ孔の下部位置まで届くようにすることができる。
【００１１】
１つのかしめ突起で複数枚の鉄心片をかしめ積層する場合には、鉄心片を回転する際の回転力を複数枚の鉄心片で担い、鉄心片の回転をなだらかにでき、また、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができる。
【００１２】
本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心において、前記かしめ孔は積層方向の前記鉄心片に１枚毎交互に形成される第１のかしめ孔と、該第１のかしめ孔とは異なる位置で積層する複数枚の前記鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を有し、前記かしめ突起は前記第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起と前記第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起を有し、しかも、前記第１のかしめ突起は前記第１のかしめ孔の下部位置まで届き、前記第２のかしめ突起は前記第２のかしめ孔の下部位置まで届くようにすることができる。
【００１３】
各鉄心片に、第１のかしめ孔及び第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起をそれぞれの位置を順次変えて形成して、積層する各鉄心片を交互にかしめ位置を変えかしめ積層する。
また、各鉄心片に、積層する複数枚の鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔及び第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起をそれぞれの位置を順次変えて形成して、積層する複数枚の鉄心片を一括してかしめ積層する。
このように、第１のかしめ孔及び第１のかしめ突起、第２のかしめ孔及び第２のかしめ突起によって同時にかしめ連結することにより、積層する鉄心片同士のかしめ積層力を更に高めることができると共に、積層鉄心を回転する際の回転力を複数枚の鉄心片で担うことができ、また、鉄心片の回転力を複数枚の鉄心片に同時に伝達することができるので、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができる。
【００１４】
前記目的に沿う本発明に係るスキュー形状可変型積層鉄心の製造方法は、金型装置によって、最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを回転中心を基準にして同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する工程と、下層の前記鉄心片の前記かしめ孔に上層の前記鉄心片のかしめ突起を嵌入して積層鉄心を形成する工程とを有し、
前記かしめ突起はＵ字、Ｖ字又は逆台形に形成すると共に、前記かしめ突起の先端が該かしめ突起のほぼ中央に位置し、前記かしめ孔は平面視して前記回転中心を基準として円弧状であって前記かしめ突起の最大拡がりより前記回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、前記鉄心片の前記かしめ孔に上層の前記鉄心片の前記かしめ突起をそれぞれ入れ込んだ際に前記かしめ孔と前記かしめ突起との間に、円周方向に隙間を形成し、積層鉄心を形成した後の前記各鉄心片が相互に前記回転中心の回りに自在に回転できる。
【００１５】
最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する場合、かしめ孔をかしめ突起より回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、かしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起が嵌入された際に円周方向に隙間が形成されるようにする。
これによって、かしめ積層された各鉄心片間では、例えば、下層の鉄心片に対して上層の鉄心片を隙間が形成されている向きに、この隙間を円弧長とする中心角以下の角度内にて回転中心の回りに回転させることができる。
従って、積層鉄心を形成した後で、積層鉄心を構成する各鉄心片を相互に回転中心の回りで隙間が形成されている向きに回転することにより、積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図、図２は同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同回転子積層鉄心に形成したスキュー形状の説明図、図４は同回転子積層鉄心の製造における鉄心片の形成過程を示す説明図、図５は本発明の第２の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図、図６は同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図である。
【００１７】
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心であるモータの回転子積層鉄心１０は、中央のボス部１１を基準にして周囲に放射状に１２個の磁極部１２を備えている。
また、この回転子積層鉄心１０は、最下層の鉄心片１３とその上に交互に積層されている鉄心片１４、１５とを有し、各鉄心片１３〜１５はそれぞれ同一厚みで回転中心１６を基準にして軸対称に形成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
各鉄心片１３〜１５は、ボス部１１を形成するボス片部１７〜１９とこれに基部が連結されて磁極部１２を形成する磁極片部２０とを有している。
【００１８】
鉄心片１３のボス片部１７の半径方向中心位置には、複数（例えば、３個）のかしめ孔２１が円周を分割（例えば、３等分）した位置に形成されている。鉄心片１４のボス片部１８には、鉄心片１３の複数のかしめ孔２１に嵌入する複数（例えば、３個）のかしめ突起２２が設けられ、更にそれぞれのかしめ突起２２の中間位置でその同一円周上には、複数（例えば、３個）のかしめ孔２３が設けられている。
また、鉄心片１５のボス片部１９には、前記鉄心片１４の複数のかしめ孔２３に嵌入する複数（例えば、３個）のかしめ突起２４が設けられ、それぞれのかしめ突起２４の中間位置でその同一円周上には、複数（例えば、３個）のかしめ孔２５が設けられている。
従って、この鉄心片１５の下層には鉄心片１４、１３が積層され、またこの鉄心片１５の上に前記した鉄心片１４、１５が交互に積層されて所定厚みの積層鉄心を形成している。
【００１９】
ここで、前記したかしめ孔２１、２３、２５及びかしめ突起２２、２４はそれぞれ同一形状となって、しかも、鉄心片１３、１４、１５の回転中心１６を基準にして平面視して円弧状に形成されたかしめ孔２１、２３、２５は、このかしめ孔２１、２３、２５に嵌入するかしめ突起２２、２４、２２の最大拡がりＬより円周方向に長く形成されている。
このため、それぞれ鉄心片１３〜１５のかしめ孔２１、２３、２５にその直上の鉄心片１４、１５、１４のかしめ突起２２、２４、２２を嵌入させた場合、各かしめ孔２１、２３、２５には、円周方向に同一向きの隙間が形成されて、積層方向に隣り合う鉄心片１３〜１５がそれぞれ僅少の角度範囲で回動し、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、可変角度で傾斜直線状、Ｖ字状、傾斜曲線状等のスキュー２６〜２８を回転子積層鉄心１０に与えることができる。
【００２０】
続いて、図４を参照しながら、前記した回転子積層鉄心１０の製造方法について説明する。
図４に示すように、前記実施の形態に係る回転子積層鉄心１０を製造する金型装置は、ステーションＡ〜Ｆを有し、磁性鋼板からなる薄板条材２９を順次、ステーションＡからステーションＦに搬送し、鉄心片１３及び交互に鉄心片１４、１５を形成し、ステーションＦでかしめ積層して回転子積層鉄心１０を組み立てている。以下、各ステーションＡ〜Ｆにおいて鉄心片１３〜１５を形成する工程について説明する。
【００２１】
ステーションＡでは、薄板条材２９の両側に、各ステーションＢ〜Ｆでの薄板条材２９の位置決めを行うパイロット孔３０を順次形成する。
ステーションＢでは、順次搬送された薄板条材２９に対して１２個のスロット孔３０ａを形成する。これによって、各鉄心片１３〜１５のボス片部１７〜１９及びこれに連結される磁極片部２０の主要な輪郭が形成される。
ステーションＣでは、鉄心片１３の３個のかしめ孔２１が、ボス片部１７に形成される。この鉄心片１３に続いて形成される鉄心片１４、１５に対して、ステーションＣはアイドルステーションとなる。
【００２２】
ステーションＤでは、鉄心片１４のボス片部１８に対して、それぞれ３個のかしめ孔２３とかしめ突起２２が形成される。鉄心片１３、１５に対しては、このステーションＤはアイドルステーションとなる。
ステーションＥでは、鉄心片１５のボス片部１９に対してそれぞれ３個のかしめ孔２５とかしめ突起２４が形成される。鉄心片１３、１４に対して、ステーションＥはアイドルステーションとなる。
以上のステーションＡ〜Ｅを通過することによって、かしめ孔２１を有する最下層の鉄心片１３が形成され、次にかしめ孔２３及びかしめ突起２２を有する鉄心片１４と、かしめ孔２５及びかしめ突起２４を有する鉄心片１５とが交互に形成される。
【００２３】
ステーションＦでは、これらの鉄心片１３〜１５の外形及び内形抜きを同時に行い、金型内にこれらの鉄心片１３〜１５を所定枚数かしめ積層して回転子積層鉄心１０が形成される。この回転子積層鉄心１０を形成する鉄心片１３〜１５において、各かしめ孔２１、２３、２５はそれぞれに嵌入するかしめ突起２２、２４、２２より円周方向に長く、円周方向の両側に隙間を有する。
なお、かしめ突起２２、２４の突出高さは、薄板条材２９の厚みと実質的に同じであって、それぞれかしめ孔２１、２３（２５も含む）の底部（下部位置）まで到達して、強固に上下の鉄心片１３〜１５を連結している。
【００２４】
図５、図６に示すように、本発明の第２の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心であるモータの回転子積層鉄心３１は、中央のボス部３２を基準にして周囲に放射状に１２個の磁極部３３を備えている（第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０と同様）。
また、この回転子積層鉄心３１は、最下層の鉄心片３４とその上に所定厚みとなるまで繰り返して積層されている鉄心片３５〜４０とを有し、鉄心片３４〜４０はそれぞれ同一厚みで、以下に詳細に説明するかしめ孔とかしめ突起を除いて回転中心４１を基準にして軸対称に形成されている。以下、これらについて詳しく説明する。
各鉄心片３４〜４０は、ボス部３２を形成するボス片部４２〜４８とこれに基部が連結されて磁極部３３を形成する磁極片部４９（この実施の形態では１２個ある）とを有している。
【００２５】
回転子積層鉄心３１を構成する各鉄心片３４〜４０は、円周を３等分した位置にそれぞれ形成される第１のかしめ部Ａと、この第１のかしめ部Ａの中間位置にそれぞれ形成される第２のかしめ部Ｂとによってかしめ積層されている。
第１のかしめ部Ａは、第１の実施の形態に係る回転子積層鉄心１０と同様、それぞれ直上下の鉄心片３４〜４０は以下に詳細に図面の記載した番号を付して説明する第１のかしめ孔とこれに嵌入する第１のかしめ突起を介して連結されている。
【００２６】
鉄心片３４のボス片部４２の半径方向中心位置には、２個の円周方向に幅広のかしめ孔５０、５２が０度及び２４０度位置（ここで、かしめ孔５０の位置を基準とする）に形成され、また、円周方向に第１のかしめ孔を構成する幅狭のかしめ孔５１、５３が６０度と３００度位置に形成されている。
鉄心片３５のボス片部４３には、幅広のかしめ孔５４、５５、５７が０度、１２０度、２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔５６が１８０度位置に形成されている。かしめ孔５４は下層の鉄心片３４のかしめ孔５０と、及びかしめ孔５７は下層の鉄心片３４のかしめ孔５２とそれぞれ中心を一致させて形成され、これによって連続した２枚の鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を形成している。
更に、鉄心片３５のボス片部４３には、それぞれ第１のかしめ突起を構成し下層の鉄心片３４の幅狭のかしめ孔５１に嵌入するかしめ突起５８とかしめ孔５３に嵌入するかしめ突起５９が形成されている。
【００２７】
鉄心片３６のボス片部４４には、幅広のかしめ孔６１が１２０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔６０、６２が６０度、３００度位置に形成され、かしめ孔６０は下層の鉄心片３４のかしめ孔５１と、かしめ孔６１は下層の鉄心片３５のかしめ孔５５と、及びかしめ孔６２は下層の鉄心片３４のかしめ孔５３とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
そして、鉄心片３６のボス片部４４には、下層の鉄心片３５、３４の貫通したかしめ孔５０、５４（即ち、第２のかしめ孔）に嵌入する第２のかしめ突起６３、下層の鉄心片３５のかしめ孔５６に嵌入するかしめ突起６４、下層の鉄心片３５、３４の貫通したかしめ孔５２、５７に嵌入する第２のかしめ突起６５が形成されている。
【００２８】
鉄心片３７のボス片部４５には、幅広のかしめ孔６６、６８が０度と２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔６７が１８０度位置に形成され、かしめ孔６６は下層の鉄心片３４、３５のかしめ孔５０、５４と、かしめ孔６７は下層の鉄心片３５のかしめ孔５６と、及びかしめ孔６８は下層の鉄心片３４、３５のかしめ孔５２、５７とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片３７のボス片部４５には、下層の鉄心片３６のかしめ孔６０に嵌入するかしめ突起６９、下層の鉄心片３５、３６の貫通したかしめ孔５５、６１に嵌入する第２のかしめ突起７０、下層の鉄心片３６のかしめ孔６２に嵌入するかしめ突起７１が形成されている。
【００２９】
鉄心片３８のボス片部４６には、幅広のかしめ孔７２、７４、７５が０度、１２０度、２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔７３、７６が６０度、３００度位置に形成され、かしめ孔７２は下層の鉄心片３４、３５、３７のかしめ孔５０、５４、６６と、かしめ孔７３は下層の鉄心片３４、３６のかしめ孔５１、６０と、かしめ孔７４は下層の鉄心片３５、３６のかしめ孔５５、６１と、かしめ孔７５は下層の鉄心片３４、３５、３７のかしめ孔５２、５７、６８と、及びかしめ孔７６は下層の鉄心片３４、３６のかしめ孔５３、６２とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片３８のボス片部４６には、かしめ孔６７に嵌入するかしめ突起７７が１８０度位置に形成されている。
【００３０】
鉄心片３９のボス片部４７には、幅広のかしめ孔７８が１２０度位置、幅狭のかしめ孔７９が１８０度位置に形成され、かしめ孔７８は下層の鉄心片３５、３６、３８のかしめ孔５５、６１、７４と、及びかしめ孔７９は下層の鉄心片３５、３７のかしめ孔５６、６７とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片３９のボス片部４７には、貫通したかしめ孔６６、７２に嵌入する第２のかしめ突起８０が０度位置に形成され、下層の鉄心片３８のかしめ孔７３に嵌入するかしめ突起８１が６０度位置に形成され、また、下層の鉄心片３７、３８の貫通したかしめ孔６８、７５に嵌入する第２のかしめ突起８２が２４０度位置、下層の鉄心片３８のかしめ孔７６に嵌入するかしめ突起８３が３００度位置に形成されている。
【００３１】
鉄心片４０のボス片部４８には、幅広のかしめ孔８４、８６が０度と２４０度位置に形成され、幅狭のかしめ孔８５、８７が６０度と３００度位置に形成されている。そして、かしめ孔８４は下層の鉄心片３４、３５、３７、３８のかしめ孔５０、５４、６６、７２と、かしめ孔８５は下層の鉄心片３４、３６、３８のかしめ孔５１、６０、７３と、かしめ孔８６は下層の鉄心片３４、３５、３７、３８のかしめ孔５２、５７、６８、７５と、及びかしめ孔８７は下層の鉄心片３４、３６、３８のかしめ孔５３、６２、７６とそれぞれ中心を一致させて形成されている。
更に、鉄心片４０のボス片部４８には、貫通したかしめ孔７４、７８に嵌入する第２のかしめ突起８８が１２０度位置に、下層の鉄心片３９のかしめ孔７９に嵌入するかしめ突起８９が１８０度位置に形成されている。
従って、鉄心片３４の上に前記した鉄心片３５〜４０が所定厚みまで繰り返し積層されて回転子積層鉄心３１を形成している。
【００３２】
ここで、前記した各幅広のかしめ孔５０、５２、５４、５５、５７、６１、６６、６８、７２、７４、７５、７８、８４、８６、及び前記した各幅狭のかしめ孔５１、５３、５６、６０、６２、６７、７３、７６、７９、８５、８７はそれぞれ同一形状となって、しかも、回転中心４１を基準にして同一半径位置の位置にそれぞれ平面視して円弧状に形成されている。
また、前記した各かしめ突起５８、５９、６４、６９、７１、７７、８１、８３、８９、及び前記した各かしめ突起６３、６５、７０、８０、８２、８８もそれぞれ同一形状となって、しかも、回転中心４１を基準にして同一半径の位置にそれぞれ形成されている。
なお、当然のことながら、各第２のかしめ突起は第２のかしめ孔の下部位置まで届いて、各鉄心片が強固に連結されている。
そして、各幅広のかしめ孔によって構成される第２のかしめ孔にそれぞれ第２のかしめ突起を嵌入した際、各第２のかしめ孔は、嵌入された第２のかしめ突起の最大拡がりＭより円周方向に長く開口しているので、当該各第２のかしめ孔には円周方向に隙間Ｋが形成されて、第１のかしめ孔を形成する幅狭のかしめ孔に、第１のかしめ突起を嵌入した場合にも同様に、嵌入された第１のかしめ突起の最大拡がりＬより円周方向に長く開口しているので、当該各第１のかしめ孔には円周方向に隙間Ｋが形成されて、上下方向に隣り合う鉄心片３４〜４０がそれぞれ僅少の角度範囲で回動でき、可変角度で傾斜直線状、傾斜曲線状、Ｖ字状等のスキューを回転子積層鉄心３１に与えることができる。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のスキュー形状可変型積層鉄心及びその製造方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。例えば、本発明の実施の形態では、磁極部の数を１２としたが１１以下又は１３以上とすることもできる。
また、１枚ずつ鉄心片をかしめ積層しながらスキュー形状可変型積層鉄心を形成したが、適宜かしめ突起とかしめ孔の配置を変えながら一度に連続した３枚以上の鉄心片を一括してかしめ積層しながらスキュー形状可変型積層鉄心を形成してもよい。
【００３４】
第１、第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心においては、各ボス片部を６等分した位置に、かしめ部を設けたが、更に少ない角度割り（例えば、５等分以下）や更に多い角度割り（例えば、７等分以上）位置にかしめ部を形成した場合も本発明は適用される。
そして、第２の実施の形態に係る回転子積層鉄心において、第１のかしめ部Ａを省略して、第２のかしめ部Ｂのみで回転子積層鉄心を形成する場合、更に上下に連続する複数枚の鉄心片の枚数を増やして第２のかしめ孔を形成する場合も本発明は適用される。
また、１枚ずつ鉄心片をかしめ積層しながら異なる位置では一度に連続した２枚の鉄心片を一括してかしめ積層してスキュー形状可変型積層鉄心を形成したが、１枚ずつ鉄心片をかしめ積層しながら異なる位置では一度に連続した３枚以上の鉄心片を一括してかしめ積層してスキュー形状可変型積層鉄心形成するようにすることもできる。
更に、第１及び第２の実施の形態では、スキュー形状可変型積層鉄心の一例として回転子積層鉄心の場合について説明したが、固定子積層鉄心、あるいは平面視して点対称となる形状の積層鉄心であれば、本発明を適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１〜３記載のスキュー形状可変型積層鉄心においては、最下層を除く鉄心片には、かしめ突起とかしめ孔とが、鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成され、かつ、かしめ孔はかしめ孔に嵌入するかしめ突起より円周方向に長く、鉄心片のかしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起を入れ込んだ際、各かしめ孔の円周方向に隙間が形成されているので、積層鉄心形成後において、各鉄心片を相互に回転中心の回りで回転させて積層鉄心に自在な形状のスキューを容易に形成することができ、モータの使用形態や使用目的に応じて最適な形状のスキューを決定してそれを積層鉄心に形成することが可能になる。
また、積層鉄心の形成後に使用形態や使用目的等の仕様変更が生じた場合でも、その変更内容に応じて最適な形状のスキューを積層鉄心に容易に形成することが可能となって、モータ作動時にゴギング現象や騒音の発生を防止することが可能になる。
【００３６】
また、かしめ孔は、平面視して回転中心を基準として円弧状であるので、かしめ孔の内側に沿ってかしめ突起を滑らかに回転させることができ、回転中心の回りに各鉄心片を容易に回転させて積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することが可能になる。
【００３７】
請求項２記載のスキュー形状可変型積層鉄心においては、かしめ孔は、積層する複数枚の鉄心片に貫通して形成され、かつ、貫通して形成されるかしめ孔に嵌入するかしめ突起は、貫通するかしめ孔の下部位置まで届いているので、鉄心片同士のかしめ積層は強固であると共に、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができ、積層鉄心に自在な形状のスキューを容易に形成することが可能になる。
【００３８】
請求項３記載のスキュー形状可変型積層鉄心においては、かしめ孔は積層方向の鉄心片に１枚毎交互に形成される第１のかしめ孔と、第１のかしめ孔とは異なる位置で積層する複数枚の鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を有し、かしめ突起は第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起と第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起を有し、しかも、第１のかしめ突起は第１のかしめ孔の下部位置まで届き、第２のかしめ突起は第２のかしめ孔の下部位置まで届いているので、各鉄心片間のかしめ積層力を更に高めると共に、各鉄心片間の回転角度の調整を容易に行うことができ、積層鉄心に自在な形状のスキューを容易に、しかも安定して形成することが可能になる。
【００３９】
請求項４記載のスキュー形状可変型積層鉄心の製造方法においては、最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを回転中心を基準にして同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する工程と、下層の鉄心片のかしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起を嵌入して積層鉄心を形成する工程とを有し、かしめ孔はかしめ突起より回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、鉄心片のかしめ孔に上層の鉄心片のかしめ突起をそれぞれ入れ込んだ際にかしめ孔とかしめ突起との間に、円周方向に隙間を形成するので、積層鉄心を形成した後で、各鉄心片を相互に回転中心の回りで同一向き、あるいはそれとは逆向きに回転することにより、各鉄心片間の回転角度を調整して、積層鉄心に自在な形状のスキューを形成することができ、従来のように、スキュー形状が異なった積層鉄心を製造するために、かしめ突起形成パンチを変えたり、積層ダイの回転角度を変えたりする必要がなく、色々なスキュー形状を有する積層鉄心を容易に、かつ製造コストを高くすることなく得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図である。
【図２】同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ同回転子積層鉄心に形成したスキュー形状の説明図である。
【図４】同回転子積層鉄心の製造における鉄心片の形成過程を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係るスキュー形状可変型積層鉄心である回転子積層鉄心の斜視図である。
【図６】同回転子積層鉄心のかしめ連結部の部分展開側断面図である。
【符号の説明】
１０：回転子積層鉄心、１１：ボス部、１２：磁極部、１３：最下層の鉄心片、１４、１５：鉄心片、１６：回転中心、１７〜１９：ボス片部、２０：磁極片部、２１：かしめ孔、２２：かしめ突起、２３：かしめ孔、２４：かしめ突起、２５：かしめ孔、２６〜２８：スキュー、２９：薄板条材、３０：パイロット孔、３０ａ：スロット孔、３１：回転子積層鉄心、３２：ボス部、３３：磁極部、３４：最下層の鉄心片、３５〜４０：鉄心片、４１：回転中心、４２〜４８：ボス片部、４９：磁極片部、５０〜５７：かしめ孔、５８、５９：かしめ突起、６０〜６２：かしめ孔、６３〜６５：かしめ突起、６６〜６８：かしめ孔、６９〜７１：かしめ突起、７２〜７６：かしめ孔、７７：かしめ突起、７８、７９：かしめ孔、８０〜８３：かしめ突起、８４〜８７：かしめ孔、８８、８９：かしめ突起
Claims (4)
- 金型装置によって打ち抜き形成された複数枚の鉄心片をかしめ突起と該かしめ突起が嵌入するかしめ孔を介して積層した積層鉄心であって、
最下層を除く前記鉄心片には、前記かしめ突起と前記かしめ孔とが、前記鉄心片の回転中心を基準として同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成され、かつ、前記かしめ突起はＵ字、Ｖ字又は逆台形となっていると共に、前記かしめ突起の先端が該かしめ突起のほぼ中央に位置し、前記かしめ孔は平面視して前記回転中心を基準として円弧状であって該かしめ孔に嵌入する前記かしめ突起の最大拡がりより円周方向に長く、前記各かしめ孔の円周方向に隙間が形成され、積層鉄心を形成した後に前記各鉄心片を相互に前記回転中心の回りに自在に回転できることを特徴とするスキュー形状可変型積層鉄心。 - 請求項１記載のスキュー形状可変型積層鉄心において、前記かしめ孔は、積層する複数枚の前記鉄心片に貫通して形成され、かつ、該貫通して形成されるかしめ孔に嵌入する前記かしめ突起は、貫通する前記かしめ孔の下部位置まで届いていることを特徴とするスキュー形状可変型積層鉄心。
- 請求項１記載のスキュー形状可変型積層鉄心において、前記かしめ孔は積層方向の前記鉄心片に１枚毎交互に形成される第１のかしめ孔と、該第１のかしめ孔とは異なる位置で積層する複数枚の前記鉄心片に貫通して形成される第２のかしめ孔を有し、前記かしめ突起は前記第１のかしめ孔に嵌入する第１のかしめ突起と前記第２のかしめ孔に嵌入する第２のかしめ突起を有し、しかも、前記第１のかしめ突起は前記第１のかしめ孔の下部位置まで届き、前記第２のかしめ突起は前記第２のかしめ孔の下部位置まで届いていることを特徴とするスキュー形状可変型積層鉄心。
- 金型装置によって、最下層の鉄心片にかしめ孔を形成し、最下層を除く鉄心片にかしめ突起とかしめ孔とを回転中心を基準にして同一半径位置の異なる位置にそれぞれ形成する工程と、下層の前記鉄心片の前記かしめ孔に上層の前記鉄心片のかしめ突起を嵌入して積層鉄心を形成する工程とを有し、
前記かしめ突起はＵ字、Ｖ字又は逆台形に形成すると共に、前記かしめ突起の先端が該かしめ突起のほぼ中央に位置し、前記かしめ孔は平面視して前記回転中心を基準として円弧状であって前記かしめ突起の最大拡がりより前記回転中心を基準にして円周方向に長く形成して、前記鉄心片の前記かしめ孔に上層の前記鉄心片の前記かしめ突起をそれぞれ入れ込んだ際に前記かしめ孔と前記かしめ突起との間に、円周方向に隙間を形成し、積層鉄心を形成した後の前記各鉄心片が相互に前記回転中心の回りに自在に回転できることを特徴とするスキュー形状可変型積層鉄心の製造方法。
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