JP4071048B2 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機の固定子に使用する積層鉄心の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動機の固定子に使用する積層鉄心は、磁極に巻線を作業性及び生産性よく行うために、積層鉄心を構成する固定子鉄心片を磁極単位に分割して打抜き、これをかしめ積層して積層分割鉄心とし、これに巻線している。そして、巻線後に、積層分割鉄心を環状に組立て連結して固定子となる積層鉄心を形成している。この方法では、巻線の作業は容易となるが、積層分割鉄心を環状に連結して組み立てるのに長時間を要する等の問題が生じる。そのため、最近、金型装置内で分割鉄心片を打抜き積層し、積層分割鉄心を形成しつつ、分割鉄心片のヨーク部同士を回動自在に連結部を介して連結し、固定子となる積層鉄心を製造する方法が提案されている。これによると、巻線及び巻線後の組立てが容易に、かつ、生産性よく行える等の作用効果がある。
一方、電動機には、高出力、高効率、省エネルギー、及び小型化が最近特に強く要請されている。これに対応すべく、固定子に使用する積層鉄心を構成する分割鉄心片の板厚をより薄物とするために、例えば薄手の電磁鋼板から分割鉄心片を打ち抜き、積層鉄心を形成することが検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
分割鉄心片同士を回動自在に連結する連結部は、図８に示すように、ダイ孔８０が設けられたダイ８１上に置いた分割鉄心片用の金属薄板８２をストリッパ８３とで挟持して、パンチ８４を金属薄板８２の板厚の約１／２の深さだけダイ孔８０側に進入させ、いわゆる半抜き加工で凹凸部を形成している。このため、分割鉄心片用の金属薄板８２の板厚が薄く、例えば０．２０ｍｍ未満になると、半抜き加工による凹凸部の形成が難しくなって、連結部の不良が多発することが懸念される。かかることから、薄手の金属薄板８２から形成した分割鉄心片同士を回動自在に連結してなる積層鉄心を製造することは困難であるという問題が生じる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、積層鉄心片を形成する金属薄板の板厚が極薄くても、連結部に不良を生じることなく分割鉄心片同士を回動自在に連結することが可能な積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【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積層鉄心の製造方法は、第１の環状鉄心片を形成する複数の第１の分割鉄心片と、第２の環状鉄心片を形成する複数の第２の分割鉄心片を形成し、前記第１、第２の分割鉄心片の分割ヨーク片部のそれぞれ片側に回動可能に連結する連結部を形成し、前記第１の環状鉄心片と前記第２の環状鉄心片を交互に、又は所定枚数毎交互に外形抜きして所定の積厚までそれぞれ形成されたかしめ部を介してかしめ積層し、前記連結部を介して前記第１、第２の分割鉄心片が回動可能に連結された積層鉄心の製造方法において、
前記第１の分割鉄心片及び前記第２の分割鉄心片は接続部を介して内側に突出する磁極片部をそれぞれ有し、最下層を除く前記第１、第２の分割鉄心片の回動可能な前記連結部を、予め中央に小孔を形成し、前記小孔に軸心を合わせて突出形成パンチによって、裏面側に円錐台状に突出させると共に、表面側に円錐台状に窪ませることによって形成し、最下層の分割鉄心片の前記連結部は抜き孔を形成している。
【０００５】
第１の環状鉄心片が形成されるように複数の第１の分割鉄心片を外形抜きし、第２の環状鉄心片が形成されるように複数の第２の分割鉄心片を外形抜きする。これら第１の分割鉄心片と第２の分割鉄心片を外形抜きされたままの状態で順次積層していくことで、第１の環状鉄心片と第２の環状鉄心片との積層が精度よく、かつ簡便になされる。第１の分割鉄心片の分割ヨーク片部に設ける回動可能な連結部の位置と、第２の分割鉄心片の分割ヨーク片部に設ける前記連結部の位置を変えて、第１の分割鉄心片と第２の分割鉄心片を積層した際に連結部同士が重なるようにしている。このため、第１の環状鉄心片と第２の環状鉄心片とを交互にあるいは所定枚数毎交互に積層した際、第１の分割鉄心片と第２の分割鉄心片とを位置精度よく確実に回動自在に連結することができる。
最下層を除く第１及び第２の分割鉄心片に設けられる連結部は、予め中央に小孔を形成し、積層時にこの小孔をこの小孔に一致した軸心を有する突出形成パンチによって押圧して、孔周部の表面側を窪ませ裏面側を突出させることによって形成する。従って、先に積層した分割鉄心片の表面側に形成された連結部の窪みに、上に積層する分割鉄心片の裏面側に形成される連結部の突出した部分が挿入されることで、回動自在な連結部が形成される。また、該連結部が前記のようにし形成されるため、分割鉄心片の板厚が、例えば０．２０ｍｍ未満と薄くても確実に精度よく突出する部分が形成される。
【０００６】
本発明に係る積層鉄心の製造方法において、表面側が円錐台状に窪み、裏面側が円錐台状に突出した構成の連結部となっているので、連結部を容易に形成することができる。また、先に積層した分割鉄心片の表面側に形成した円錐台状の窪みに、上に積層する分割鉄心片の裏面側に形成された円錐台状に突出する部位を挿入することにより連結が行なわれるので、連結部の回動はスムーズで、幾度回動しても積層鉄心の形状が優れる。
【０００７】
本発明に係る積層鉄心の製造方法において、最下層の前記連結部は、積層される前記第１及び第２の分割鉄心片のいずれか一方の裏面側に突出した連結部が挿入する抜き孔からなることが好ましい。
最下層の分割鉄心片に形成する連結部を抜き孔とすることにより、上側に積層する分割鉄心片の連結部の突出した部分を抜き孔内に応力等を生じることなく容易に挿入することができる。
【０００８】
【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は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法で製造された積層鉄心の斜視図、図２は同積層鉄心を構成する最下層の第１の環状鉄心片の平面図、図３は同積層鉄心を構成する第２の環状鉄心片の平面図、図４は同積層鉄心の回動可能な連結部の部分側断面図、図５は同積層鉄心を直線状に回動させたときの連結状態を示す平面図、図６（Ａ）は最下層の連結部として設ける抜き孔の形成方法を示す説明図、（Ｂ）は最下層を除く第１、第２の分割鉄心片に予め形成する小孔の形成方法を示す説明図、（Ｃ）は小孔に突出形成パンチを進退させて連結部の突出を形成する説明図、図７は最下層の分割鉄心片とその上に積層する分割鉄心片との連結方法を示す説明図である。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を適用した積層鉄心１０は、第１の環状鉄心片１１及び第２の環状鉄心片１２とを、例えば交互に積層し、第１の環状鉄心片１１及び第２の環状鉄心片１２にそれぞれ形成したかしめ部１３を用いてかしめ積層して構成されている。そして、積層鉄心１０は、外周側の環状ヨーク部１４、環状ヨーク部１４から内側に突出する複数（本実施の形態では８極）の磁極部１５を備えている。以下、これらについて詳細に説明する。
【０００９】
図２、図３に示すように、第１の環状鉄心片１１は、複数（本実施の形態では８個）の第１の分割鉄心片１６を相互に当接して環状に並べて形成したもので、第２の環状鉄心片１２は、複数（本実施の形態では８個）の第２の分割鉄心片１７を相互に当接して環状に並べて形成したものである。
第１の分割鉄心片１６には、外周に分割ヨーク片部１８、分割ヨーク片部１８から接続部１９を介して内側に突出する磁極片部２０が形成されている。また、第２の分割鉄心片１７には、外周に分割ヨーク片部２１、分割ヨーク片部２１から接続部２２を介して内側に突出する磁極片部２３が形成されている。分割ヨーク片部１８、２１の中央部、及び接続部１９、２２の中央部には、それぞれかしめ部１３が形成されている。ここで、かしめ部１３は、周知の構造であって、一方が突起で他方が窪みであってもよいし、それぞれのかしめ部１３が表面側と裏面側で窪みと突起を組み合わせたような構造であってもよい。
【００１０】
図４に示すように、最下層となる第１の環状鉄心片１１を構成する各第１の分割鉄心片１６の分割ヨーク片部１８の片側には、連結部として抜き孔２４が形成されている。また、最下層を除く第１、第２の分割鉄心片１６、１７の分割ヨーク片部１８、２１の片側には、表面側が円錐台状に窪んだ窪み部２５と、裏面側が円錐台状に突出した突出部２６を備えた連結部２７が形成されている。そして、抜き孔２４に積層される第２の分割鉄心片１７の裏面側に突出した突出部２６を挿入することにより、第１の分割鉄心片１６に対して、第２の分割鉄心片１７の回動自在な連結が達成される。更に、第２の分割鉄心片１７の連結部２７の窪み部２５に積層される第１の分割鉄心片１６の裏面側に突出した突出部２６を挿入することにより、第２の分割鉄心片１７に対して第１の分割鉄心片１６の回動自在な連結が達成される。このように、第２層以降の積層では、先に積層された分割鉄心片の窪み部２５に積層する分割鉄心片の突出部２６を順次挿入することにより、所望の積厚まで積層された積層鉄心に回動可能な連結部が形成される。
なお、最下層の第１の分割鉄心片１６において、分割ヨーク片部１８の一方側に抜き孔２４を形成した場合、第２層目以降の第１の分割鉄心片１６の分割ヨーク片部１８では、一方側に連結部２７を形成する。そして、第２の分割鉄心片１７の分割ヨーク片部２１では、他方側に連結部２７を形成する。このように、分割ヨーク片部１８、２１に形成する連結部２７の位置を変えることにより、積層した際に、第１の分割鉄心片１６と第２の分割鉄心片１７とを確実に連結部２７を介して回動自在に連結することができる。
【００１１】
ここで、第１の環状鉄心片１１の中には、直線状の切断線２８を介して当接している第１の分割鉄心片３２、３３が設けられており、第１の分割鉄心片３２は一方側に抜き孔２４、あるいは連結部２７が形成されていない。第２の環状鉄心片１２の中にも同じく、直線状の切断線２９を介して当接している第２の分割鉄心片４１、４２が設けられており、第２の分割鉄心片４２は他方側に連結部２７を形成していない。また、第１の分割鉄心片１６、３２、３３に設けられた分割ヨーク片部１８と第２の分割鉄心片１７、４１、４２に設けられた分割ヨーク片部２１とは、その両側を除いてそれぞれの外形は、実質的に同一に形成されている。更に、第１の分割鉄心片１６、３２、３３に設けられた磁極片部２０と第２の分割鉄心片１７、４１、４２に設けられた磁極片部２３のそれぞれの外形も、実質的に同一に形成されている。
以上のような構成とすることにより、第１の環状鉄心片１１と第２の環状鉄心片１２とを交互に所定の枚数積層することにより、分割ヨーク片部１８、２１より環状ヨーク部１４、磁極片部２０、２３より磁極部１５をそれぞれ構成することができる。その結果、環状ヨーク部１４と磁極部１５をそれぞれ備えた分割積層鉄心３０から積層鉄心１０を構成することができる。
【００１２】
また、第１の環状鉄心片１１と第２の環状鉄心片１２を交互に積層した際に、第１の環状鉄心片１１と第２の環状鉄心片１２にそれぞれ設けられた切断線２８、２９からは、図１に示すように、周方向の同一角度位置に分割線３１が形成されることになる。そして、各第１の分割鉄心片１６と各第２の分割鉄心片１７とは回動自在に連結されているので、積層鉄心１０を分割線３１の部分で切り離して引き伸ばすこと（開環）が可能となり、図５に示すように、各分割積層鉄心３０を実質的に直線状に並べることができる。これによって、各磁極部１５が開放状態となって、巻線が容易となる。
【００１３】
次に、図６、図７を参照して、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
先ず、最下層となる第１の環状鉄心片１１を形成する第１の分割鉄心片１６、３２、３３を電磁鋼板等の磁気特性に優れた金属薄板３４から作成する。金属薄板３４を図示しないダイ上でストリッパーにより挟持しながら複数のパンチで第１の分割鉄心片１６、３２、３３の外形を順次形成する。そして、図６（Ａ）に示すように、第１の分割鉄心片１６、３３の分割ヨーク片部１８の一方側に抜き孔２４が形成される位置の中心を、ダイ３５に設けられた抜き孔形成孔３６の軸心に一致させ、ストリッパー３７により挟持しながらパンチ３８を進退させて抜き孔２４を形成する。次いで、図示しない外形打ち抜きダイ上でストリッパーにより挟持しながら、打ち抜きパンチにより第１の分割鉄心片１６、３２、３３の外形抜きを行ない、第１の分割鉄心片１６、３２、３３は、図２に示すような第１の環状鉄心片１１を形成し環状を呈して図示しないダイホール内に抜き込まれて受け台３９上に載置される。
【００１４】
続いて、第２層となる第２の分割鉄心片１７、４１、４２を金属薄板３４から形成する。先ず、金属薄板３４を図示しないダイ上でストリッパーにより挟持しながら、複数のパンチで第２の分割鉄心片１７、４１、４２の外形を順次形成する。そして、図６（Ｂ）に示すように、第２の分割鉄心片１７、４１の分割ヨーク片部２１の他方側の連結部２７が形成される位置の中心を、ダイ４３に設けられた小孔形成孔４４の軸心に一致させ、ストリッパー４５により挟持しながらパンチ４６を進退させて小孔４７を形成する。
次いで、第２の分割鉄心片１７、４１に形成した前記小孔４７を利用して連結部２７を構成する突出部２６を構成すべく、図６（Ｃ）に示すようにダイ４３ａとストリッパー４５ａで挟持して、小孔４７の軸心にそれぞれ一致した軸心を有する突出形成パンチ４９を降下させる。これによって、第２の分割鉄心片１７、４１の表面側に円錐台状に窪んだ窪み部２５を備え、裏面側に円錐台状に突出した突出部２６を備えた連結部２７が形成される。各突出部２６は、その後の積層の際、第１の分割鉄心片１６、３３に形成された各抜き孔２４内に入り込む。これによって、第１の分割鉄心片１６、３２、３３と第２の分割鉄心片１７、４１、４２は回動可能に連結される。
【００１５】
次いで、図７に一部を拡大して示すように、外形打ち抜きダイ５０上でストリッパー５１により挟持しながら、外形抜きパンチ５２により第２の分割鉄心片１７、４１、４２の外形抜きを行ない、第２の分割鉄心片１７、４１、４２は、図３に示すような第２の環状鉄心片１２を形成し外形打ち抜きダイ５０に設けられたダイホール内に抜き込まれ、図７に局部的に示すように受け台３９上に先に載置された第１の環状鉄心片１１を形成する第１の分割鉄心片１６、３２、３３の上に積層されると共に、かしめ部１３を介してかしめられる。なお、第２の分割鉄心片１７、４１、４２が第１の分割鉄心片１６、３２、３３の上に積層される際、第１の分割鉄心片１６の上には第２の分割鉄心片１７が、第１の分割鉄心片３２の上には第２の分割鉄心片４１が、第１の分割鉄心片３３の上には第２の分割鉄心片４２がそれぞれ積層される。また、該積層の際、図７のように、第１の分割鉄心片１６、３３の抜き孔２４に第２の分割鉄心片１７、４１に形成された連結部２７の突出部２６が入り込み回動可能な連結箇所を形成する。
【００１６】
次に、前記表面側に窪み部２５が形成された第２層を構成する第２の分割鉄心片１７、４１、４２の上に、小孔４７がそれぞれ形成され、該小孔４７の孔周りを押し下げ突出部２６を形成し、第３層を構成する第１の分割鉄心片１６、３２、３３を積層する。これらの積層は、図４に示すように、第２の分割鉄心片１７、４１に形成された窪み部２５内に挿入する突出部２６を、第１の分割鉄心片１６、３３の裏面側に形成することにより、前記第２層を構成する第２の分割鉄心片１７、４１、４２に対して、第３層を構成する第１の分割鉄心片１６、３２、３３が回動可能に連結される。
このように、先に積層された分割鉄心片の連結部２７の表面側に形成された窪み部２５内に挿入する突出部２６を形成し、次に積層の分割鉄心片に回動可能な連結部２７を構成しながら、かしめ部１３によりかしめ積層を行ない、分割鉄心片の積層を所望の積厚まで繰り返すことにより積層鉄心１０を形成する。
【００１７】
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積層鉄心の製造方法を構成する場合にも本発明は適用される。例えば、第１の環状鉄心片及び第２の環状鉄心片をそれぞれ形成する複数の第１の分割鉄心片、及び複数の第２の分割鉄心片を、それぞれ直列状に連続して打ち抜き形成して積層し、その後に環状に回動させてもよい。かしめ部を第１、第２の分割鉄心片においてすべて同一位置に設けたが、複数枚毎にかしめ部の位置を変えることも可能である。また、第１の環状鉄心片の上に第２の環状鉄心片を交互に積層させたが、第１の環状鉄心片と第２の環状鉄心片を、例えば２枚以上の所定枚数毎に交互に積層させてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の積層鉄心の製造方法においては、最下層を除く第１、第２の分割鉄心片の回動可能な連結部を、予め中央に小孔を形成し、小孔に軸心を合わせて突出形成パンチによって、表面側を窪ませ裏面側を突出させることによって形成するので、第１、第２の分割鉄心片の板厚が薄く、例えば０．２０ｍｍ未満、更に極薄でも確実に、かつ、突出高さを精度よく形成でき、各分割鉄心片同士を問題なく回動自在に連結することが可能となる。その結果、板厚の薄い分割鉄心片から回動自在に連結した積層鉄心を安定して製造でき、電動機の高出力、高効率、省エネルギー、小型化を図ることが可能となる。
【００１９】
そして、連結部は裏面側に円錐台状に突出すると共に、表面側に円錐台状に窪んでいるので、下層の分割鉄心片の表面側に形成した円錐台状の窪みに、上層の分割鉄心片の裏面側に形成された円錐台状に突出する部位を挿入することにより回動自在な連結部が精度よく形成でき、積層鉄心の形状も優れる。
【００２０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法で製造された積層鉄心の斜視図である。
【図２】同積層鉄心を構成する最下層の第１の環状鉄心片の平面図である。
【図３】同積層鉄心を構成する第２の環状鉄心片の平面図である。
【図４】同積層鉄心の回動可能な連結部の部分側断面図である。
【図５】同積層鉄心を直線状に回動させたときの連結状態を示す平面図である。
【図６】（Ａ）は最下層の連結部として設ける抜き孔の形成方法を示す説明図、（Ｂ）は最下層を除く第１、第２の分割鉄心片に予め形成する小孔の形成方法を示す説明図、（Ｃ）は小孔に突出形成パンチを進退させて連結部の突出を形成する説明図である。
【図７】最下層の分割鉄心片とその上に積層する分割鉄心片との連結方法を示す説明図である。
【図８】従来例に係る積層鉄心における連結部の凹部及び凸部の形成方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１０：積層鉄心、１１：第１の環状鉄心片、１２：第２の環状鉄心片、１３：かしめ部、１４：環状ヨーク部、１５：磁極部、１６：第１の分割鉄心片、１７：第２の分割鉄心片、１８：分割ヨーク片部、１９：接続部、２０：磁極片部、２１：分割ヨーク片部、２２：接続部、２３：磁極片部、２４：抜き孔、２５：窪み部、２６：突出部、２７：連結部、２８、２９：切断線、３０：分割積層鉄心、３１：分割線、３２、３３：第１の分割鉄心片、３４：金属薄板、３５：ダイ、３６：抜き孔形成孔、３７：ストリッパー、３８：パンチ、３９：受け台、４１、４２：第２の分割鉄心片、４３、４３ａ：ダイ、４４：小孔形成孔、４５、４５ａ：ストリッパー、４６：パンチ、４７：小孔、４９：突出形成パンチ、５０：外形打ち抜きダイ、５１：ストリッパー、５２：外形抜きパンチ

Claims (1)

1. 第１の環状鉄心片を形成する複数の第１の分割鉄心片と、第２の環状鉄心片を形成する複数の第２の分割鉄心片を形成し、前記第１、第２の分割鉄心片の分割ヨーク片部のそれぞれ片側に回動可能に連結する連結部を形成し、前記第１の環状鉄心片と前記第２の環状鉄心片を交互に、又は所定枚数毎交互に外形抜きして所定の積厚までそれぞれ形成されたかしめ部を介してかしめ積層し、前記連結部を介して前記第１、第２の分割鉄心片が回動可能に連結された積層鉄心の製造方法において、
   前記第１の分割鉄心片及び前記第２の分割鉄心片は接続部を介して内側に突出する磁極片部をそれぞれ有し、最下層を除く前記第１、第２の分割鉄心片の前記回動可能な連結部を、予め中央に小孔を形成し、前記小孔に軸心を合わせて突出形成パンチによって、裏面側に円錐台状に突出させると共に、表面側に円錐台状に窪ませることによって形成し、最下層の分割鉄心片の前記連結部は抜き孔を形成していることを特徴とする積層鉄心の製造方法。

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