JP3749490B2 - 積層鉄心およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばモータ等の回転電機の積層鉄心に係り、特に積層鉄心のコア精度の向上に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、モータの高効率化を狙い、積層鉄心に適用される電磁鋼板の薄板化が進んでいる。一方、電磁鋼板は冷間圧延により製造されるが、図9に示すように圧延ロール1が弾性変形することによって、圧延方向(図中矢印で示す)と直角方向両端部の板厚に差が生じ、この板厚の差は図10に示すように電磁鋼板2の中央部では極めて少ないものの、両端付近では極端に大きくなる。
したがって、板厚の差の大きなところを材料取りされた電磁鋼帯2aを打ち抜いて積層される積層鉄心においては、上記のような薄板化により積み枚数が増加し、この板厚の差の累積が一層顕著となるため、コア精度が悪くなり、コギングトルク、騒音、振動等が発生する要因となっている。
【0003】
そこで、図示はしないが、例えば特開平9−216020号公報等では、形状の向きを幅方向で正、逆にした2種類のユニットを打ち抜き加工し、この打ち抜き加工の際に、所定の枚数毎に金型のダイを180度回転させることにより、2種類のユニットの向きを同方向に揃えて板厚の差を相殺させ、コア精度の向上を図ることが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の積層鉄心は以上のように、形状の向きが正、逆に打ち抜き加工された2種類のユニットを、金型のダイを180度回転させることにより形状の向きを同じに揃えて、板厚の差分を相殺させるようにしているので、コア精度を向上させるのに、複雑な機構が必要になりコストが増大するという問題点があった。
【0005】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、容易にコア精度を向上させることが可能な積層鉄心およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る積層鉄心は、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成し順次積層するとともに、半抜きにより形成される凹部および凸部の嵌合によりかしめて固着一体化される積層鉄心において、
各鋼板は、圧延方向を一致させるとともに、板厚の大きい側同士および小さい側同士が隣接するように積層され、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成したものである。
【0007】
又、この発明の請求項2に係る積層鉄心は、請求項1において、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成された鋼板を、所定の枚数毎に介在させるようにしたものである。
【0008】
又、この発明の請求項3に係る積層鉄心は、請求項1または2において、かしめのための凸部の出っ張り高さを、板厚の変化に伴って段階的に異なって形成するようにしたものである。
【0009】
又、この発明の請求項4に係る積層鉄心の製造方法は、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、圧延方向を一致させるとともに板厚の大きい側同士および板厚の小さい側同士がそれぞれ隣接するように供給する工程と、
各鋼板を打ち抜き加工して所望の形状に形成し、順次積層する工程と、
積層時に、半抜き加工により出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大になるようにそれぞれ凹部および凸部を形成するとともに、凹部および凸部の嵌合により積層される鋼板同士をかしめて固着一体化する工程とを包含するものである。
【0010】
又、この発明の請求項5に係る積層鉄心の製造方法は、請求項4において、積層された各鋼板を積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形する工程を包含するものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における積層鉄心の構成を示す斜視図、図2は図1における線II−IIに沿う断面を示す断面図、図3は図1における積層鉄心の製造工程の一部を示す平面図、図4は図3における線IV−IVに沿う断面を示す断面図、図5はこの発明が適用されない場合の例を図2と比較して示す断面図である。
【0012】
図において、11は圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる帯状の鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成された鉄心部材12、13を、積層して抜きかしめにより固着一体化して形成される積層鉄心で、鉄心部材12は抜きかしめ時に形成されお互いに嵌合される凹部12aおよび凸部12bを有し、又、鉄心部材13は鋼板の板厚の大きい側t1の凹、凸部13a1、13b1は凸部13b1の出っ張りの高さh1が小に、板厚の小さい側t2の凹、凸部13a2、13b2は凸部13b2の出っ張りの高さh2が大にそれぞれ形成されており、両鉄心部材12、13は2枚、1枚の割合で圧延方向を一致させてそれぞれ積層されている。
【0013】
14は下型、15は案内軸16に案内されて図4中矢印Aで示すように移動可能な上型、17はこの上型15内を図中矢印Bで示す方向に摺動して移動するかしめ量調整部材で、下型14と対向する側の面に所定の間隔を介して、深さの異なる調整孔17a、17b、17cが形成されている。18は上型15を摺動可能に貫通し、常時はばね部材19により下型14側に付勢されたピン部材で、鉄心部材12、13の圧延方向に複数個配置されており、一端18aがかしめ量調整部材17の各調整孔17a、17b、17cと嵌合可能に、又、他端18bが押え板20を貫通して、押え板20と下型14の間に配置される鉄心部材12、13の所定の位置を半抜き加工する。そして、これら14ないし20で抜きかしめ金型21が構成されている。
【0014】
次に、上記のように構成される積層鉄心11の製造方法を図に基づいて説明する。
まず、圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、圧延方向を一致させるとともに板厚の大きい側同士、および板厚の小さい側同士が隣接するように供給する。但し、上記の場合は帯状の鋼板を用いているため必然的にこの要件は満たされている。
次いで、図示はしないが、打ち抜き加工金型により打ち抜き加工して、図3中Aで打ち抜かれた後の形状を示すように鋼板の幅方向に複数の鉄心片が連結部を介して連結された直線状の鉄心部材12、13を成形する。
【0015】
そして、これら鉄心部材12、13は図3に示す位置において、鉄心部材12に相当するものには凹、凸部12a、12bを、又、鉄心部材13に相当するものには、板厚の大きい側には小さな出っ張り高さh1を有する凹、凸部13a1、13b1、板厚の小さい側には大きな出っ張り高さh2を有する凹、凸部13a2、13b2をそれぞれ形成した後、次の工程において、図示はしないが各鉄心部材12、13を鋼板から切り離して積層するとともに、この積層時に、お互いに隣接する凹、凸部同士を嵌合させて抜きかしめることにより、各鉄心部材12、13は直線状態で積層一体化され、連結部を屈曲させて環状に成形することにより図1に示すような積層鉄心11が構成される。
【0016】
次に、上記抜きかしめ金型21の動作を図4に基づいて説明する。
なお、かしめ量調整部材17の各調整孔17aないし17cの深さは、抜きかしめ量に反比例、すなわち、調整孔17aの方が調整孔17cより抜きかしめ量が大きくなるので、まず、鉄心部材12が供給されると、かしめ量調整部材17は、例えば板厚の大きい側および小さい側の各調整孔17cが各ピン部材18の一端18aと対応する位置に移動する。次いで、図示しない操作機構により押え板20を下降させ、鉄心部材12を下型14の上面に押え付ける。
【0017】
次に、上型15を下降させると、まず、ピン部材18の他端18bが下型14上の鉄心部材12の表面に当接する。そして、さらに上型15を下降させると、ばね部材19が押圧力により収縮し、各ピン部材18の一端18aが、かしめ量調整部材18の各調整孔17c内に入り込み、先端が各調整孔17cの底面に当接する。すると、ピン部材18の他端18bには上型15の下降力が直接かかり、その力により鉄心部材12に凹、凸部12a、12bが形成され抜きかしめがなされる。
【0018】
次に、鉄心部材13が供給されると、かしめ量調整部材17は、例えば板厚の大きい側では調整孔17cが、又、板厚の小さい側では調整孔17aが各ピン部材18の一端18aと対応する位置にそれぞれ移動し、上記した鉄心部材12の場合と同様の動作を行うことにより、鉄心部材13の板厚の大きい側には出っ張り高さh1が小さい凹、凸部13a1、13b1が、又、板厚の小さい側には出っ張り高さh2が大きい凹、凸部13a2、13b2がそれぞれ形成され抜きかしめがなされる。
【0019】
このように上記実施の形態1によれば、図2に示すように板厚の大きい側には小さな出っ張り高さh1を有する凹、凸部13a1、13b1が、又、板厚の小さな側には大きな出っ張り高さh2を有する凹、凸部13a2、13b2がそれぞれ形成された鉄心部材13を、同じ出っ張り高さを有する凹、凸部12a、12bが形成された鉄心部材12の2枚毎に1枚ずつ介在させるようにしているので、例えば図5に示すように鉄心部材12のみを積層した場合に、板厚の大きい側の積層厚みL1と、小さい側の積層厚みL2に差ができるのと比較し、図2に示すように板厚の小さい側で鉄心部材13により鉄心部材12との間に、隙間Gを形成することにより積層厚みの差を調整し、積層厚みL1とL2を同じ厚みにすることができるため、コア精度の向上を図ることができる。
【0020】
又、積層鉄心11を鉄心部材13のみで構成しても上記と同様の効果を得ることができるが、所定の枚数毎に鉄心部材13を介在させることにより、抜きかしめ金型21のかしめ量調整部材17を1枚毎に移動させる必要がなくなり、生産性の向上を図ることができる。
又、両鉄心部材12、13を図2に示すように積層した後に、積層方向両端面を積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形すれば、さらにコア精度の向上を図ることが可能になる。
【0021】
実施の形態2.
図6はこの発明の実施の形態2における積層鉄心の要点を説明するための図である。
図において、上記実施の形態1におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。
上記実施の形態1における鉄心部材13は、板厚の大きい側および小さい側の両端側の凹、凸部13a1、13b1および13a2、13b2の出っ張り高さh1、h2に差を設けて、積層厚みL1、L2を同じ厚みに調整している。
【0022】
これに対して、この実施の形態2においては、図に示すようにかしめ量調整部材17の各調整孔17aないし17fの深さを、鉄心部材22の長手方向、すなわち板厚に応じて段階的に変化させることにより、ピン部材18の他端18bの突出位置に段差を設け、これによって得られる凹、凸部(図示せず)の出っ張り高さを、段階的に変化させるようにしたものであり、凹、凸部の出っ張り高さを板厚に応じて段階的に変化させることにより、積層厚みの調整が容易となり、さらにコア精度の向上を図ることが可能になる。
【0023】
実施の形態3.
図7はこの発明の実施の形態3における積層鉄心の要部の構成を示す断面図である。図8は図7における鉄心部材の要部の詳細を示す断面図である。
図において、上記実施の形態1におけると同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。23は鉄心部材12の所定の枚数毎に介挿される鉄心部材で、抜きかしめる位置には鉄心部材12の凹、凸部12a、12bと同様の凹、凸部23a、23bが形成され、これら凹、凸部23a、23bの近傍には、板厚の大きい側では出っ張り高さが小に、又、板厚の小さい側では出っ張り高さが大にそれぞれ形成された第2の凹、凸部23a1、23b1が複数個ずつ設けられている。
【0024】
このように上記実施の形態3によれば、抜きかしめるための凹、凸部23a、23bの近傍に設けられた第2の凹、凸部23a1、23b1により、鉄心部材12との間に隙間Gを形成して、板厚の違いによる積層厚みの差を調整しているので、上記実施の形態1におけると同様にコア精度の向上を図ることができることは勿論のこと、抜きかしめには何ら影響を与えないので信頼性の向上を図ることも可能になる。
【0025】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項1によれば、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成し順次積層するとともに、半抜きにより形成される凹部および凸部の嵌合によりかしめて固着一体化される積層鉄心において、
各鋼板は、圧延方向を一致させるとともに、板厚の大きい側同士および小さい側同士が隣接するように積層され、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成したので、容易にコア精度の向上を図ることが可能な積層鉄心を提供することができる。
【0026】
又、この発明の請求項2によれば、請求項1において、かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大にそれぞれ形成された鋼板を、所定の枚数毎に介在させるようにしたので、さらに容易にコア精度の向上を図ることが可能な積層鉄心を提供することができる。
【0027】
又、この発明の請求項3によれば、請求項1または2において、かしめのための凸部の出っ張り高さを、板厚の変化に伴って段階的に異なって形成するようにしたので、コア精度の向上をさらに図ることが可能な積層鉄心を提供することができる。
【0028】
又、この発明の請求項4によれば、所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、圧延方向を一致させるとともに板厚の大きい側同士および板厚の小さい側同士がそれぞれ隣接するように供給する工程と、
各鋼板を打ち抜き加工して所望の形状に形成し、順次積層する工程と、
積層時に、半抜き加工により出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、板厚の小さい側では大になるようにそれぞれ凹部および凸部を形成するとともに、凹部および凸部の嵌合により積層される鋼板同士をかしめて固着一体化する工程とを包含するようにしたので、容易にコア精度の向上を図ることが可能な積層鉄心の製造方法を提供することができる。
【0029】
又、この発明の請求項5によれば、請求項4において、積層された各鋼板を積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形する工程を包含するようにしたので、容易にコア精度の向上を図ることが可能であることは勿論、信頼性の向上を図ることが可能な積層鉄心の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における積層鉄心の構成を示す斜視図である。
【図2】 図1における線II−IIに沿う断面を示す断面図である。
【図3】 図1における積層鉄心の製造工程の一部を示す平面図である。
【図4】 図3における線IV−IVに沿う断面を示す断面図である。
【図5】 この発明が適用されない場合の例を図2と比較して示す断面図である。
【図6】 この発明の実施の形態2における積層鉄心の要点を説明するための図である。
【図7】 この発明の実施の形態3における積層鉄心の要部の構成を示す断面図である。
【図8】 図7における鉄心部材の要部の詳細を示す断面図である。
【図9】 一般的な鋼帯の圧延状態を示す斜視図である。
【図10】 図9で圧延された鋼帯の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
11 積層鉄心、12,13,22,23 鉄心部材、
12a,13a1,13a2,23a 凹部、
12b,13b1,13b2,23b 凸部、23a1 第2の凹部、
23b1 第2の凸部。
Claims (5)
- 所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、打ち抜き加工して所望の形状に形成し順次積層するとともに、半抜きにより形成される凹部および凸部の嵌合によりかしめて固着一体化される積層鉄心において、
上記各鋼板は、圧延方向を一致させるとともに、上記板厚の大きい側同士および小さい側同士が隣接するように積層され、上記かしめのための凸部の出っ張り高さが上記板厚の大きい側では小に、上記板厚の小さい側では大にそれぞれ形成されていることを特徴とする積層鉄心。 - かしめのための凸部の出っ張り高さが板厚の大きい側では小に、上記板厚の小さい側では大にそれぞれ形成された鋼板は、所定の枚数毎に介在されていることを特徴とする請求項1記載の積層鉄心。
- かしめのための凸部の出っ張り高さは、板厚の変化に伴って段階的に異なって形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の積層鉄心。
- 所定の呼称板厚を有し圧延方向と直角な幅方向両端部の板厚が異なる鋼板を、上記圧延方向を一致させるとともに上記板厚の大きい側同士および上記板厚の小さい側同士がそれぞれ隣接するように供給する工程と、
上記各鋼板を打ち抜き加工して所望の形状に形成し、順次積層する工程と、
上記積層時に、半抜き加工により出っ張り高さが上記板厚の大きい側では小に、上記板厚の小さい側では大になるようにそれぞれ凹部および凸部を形成するとともに、上記凹部および凸部の嵌合により上記積層される鋼板同士をかしめて固着一体化する工程とを包含したことを特徴とする積層鉄心の製造方法。 - 積層された各鋼板を上記積層方向に押圧して、上端面と下端面が平行になるように成形する工程を包含したことを特徴とする請求項4記載の積層鉄心の製造方法。
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