JP4245128B2

JP4245128B2 - 積層鉄心の製造方法

Info

Publication number: JP4245128B2
Application number: JP2002362477A
Authority: JP
Inventors: 信水上
Original assignee: Mitsui High Tech Inc
Current assignee: Mitsui High Tech Inc
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004194479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の所定形状の鉄心片を積層し互いに接合して構成される積層鉄心の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ステッピングモータ用の固定子鉄心１００(図６(ｂ)参照)は、図６(ａ)に示す固定子鉄心片１０１を所定枚数積層し互いに接合して形成されている。
【０００３】
固定子鉄心片１０１は、固定子鉄心１００の内部に収容されることになる回転子２００の外径より若干の空隙分の寸法だけ大きな内径を有し、ヨーク部１０１ｙと、ヨーク部１０１ｙの中心方向に突出して連設される複数のティース部１０１ｊと、ティース部１０１ｊの内径端縁部に形成される複数の磁極小歯１０１ｓとを具えており、ヨーク部１０１ｙおよびティース部１０１ｊには所定位置にカシメ用突起１０１ｋおよび／またはカシメ用孔１０１ｈが形成されている。
【０００４】
例えば、特開平７−３１１０５号公報「ステップモータの単層を打抜き加工するための方法」には固定子鉄心片の製造方法の一例が開示されている。(特許文献１)
このようなステッピングモータ用の固定子鉄心片１０１(図６ (ａ)参照)は、製造装置として順送り金型を使用して、所定の厚さおよび所定の幅に形成された電磁鋼板の条材から所定の形状に順次打抜きを行うことにより製造する。
【０００５】
そして、製造された固定子鉄心片１０１を金型内で形状を揃えて所定枚数毎に積層して、カシメ用突起１０１ｋ、カシメ用孔１０１ｈを用いて互いにカシメ接合することにより製造されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３１１０５号公報(第４−６頁、図１−図６)
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したように、ステッピングモータ用の固定子鉄心１００の極歯として、通常、磁極小歯１０１ｓが積層した複数の磁極小歯部１００ｓ(図６(ａ)参照)が形成され、固定子鉄心１００の内径面を構成する。
【０００７】
このようにして製造されたステッピングモータ用コア(固定子鉄心１００)においては、モータ性能保持のため内径面の真円度、円筒度及び内径面部の剪断面精度が特に厳しく要求されている。
【０００８】
しかし、図７(ａ)に示すように、固定子鉄心片１０１の加工時、ティース部１０１ｊをパンチｐを用いた打抜きにより先端を形状加工して磁極小歯１０１ｓを形成する際に、打抜き時の衝撃によりティース部１０１ｊが矢印で示す外周方向へ逃げが生じてしまう。
【０００９】
特に、ティース部１０１ｊにおけるＡ寸法(図７(ａ)参照)が小さいものにおいてこの現象が著しく、結果として、図７(ｂ)に示すように、磁極小歯１０１ｓ先端に余肉１０１ｓyが残り寸法に狂いが生じる場合がある。
【００１０】
従って、磁極小歯１０１ｓの寸法が安定せず真円が出ないという問題があり、また、上述の如く磁極小歯１０１ｓ先端に余肉１０１ｓyが残る場合があるため剪断面が安定せず良好な精度が得られないという問題がある。
【００１１】
このため、従来は鉄心片１０１を積層した固定子鉄心１００を形成後に、磁極小歯１０１ｓが積層した磁極小歯部１００ｓに対して研削加工、切削加工等の機械加工を施したり、または、パンチやダイを加工し調整して打ち抜き工程を行ったりして対策を講じている。
【００１２】
従って、所定の寸法精度を確保するため余分な作業工程が必要であり、コスト増の起因となっている。
【００１３】
本発明は上記実状に鑑み、鉄心片における磁極小歯を寸法精度良く形成でき、製造コストを削減し得る積層鉄心の製造方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１に関わる積層鉄心の製造方法は、環状のヨーク部と、ヨーク部の中心方向に突出して連設される複数のティース部と、各ティース部の内径先端部に形成される複数の磁極小歯とを具える固定子鉄心片を複数積層し互いに接合して製造する積層鉄心の製造方法であって、スロット孔形成領域に各ティース部形成領域とヨーク部形成領域とを繋ぐ支持連結部を形成し、各ティース部形成領域における磁極小歯部の打ち抜きと支持連結部の打ち抜きとを同時に行い、各ティース部の磁極小歯を形成することを特徴としている。
【００１５】
本発明の請求項２に関わる積層鉄心の製造方法は、環状のヨーク部と、ヨーク部の中心方向に突出して連設される複数のティース部と、各ティース部の内径先端部に形成される複数の磁極小歯とを具える固定子鉄心片を複数積層し互いに接合して製造する積層鉄心の製造方法であって、スロット孔形成領域に各ティース部形成領域とヨーク部形成領域とを繋ぐ支持連結部を形成して、各ティース部形成領域における磁極小歯部を打ち抜き磁極小歯を形成する磁極小歯形成工程と、磁極小歯形成工程後、支持連結部を打ち抜き各ティース部を形成する工程とを含むことを特徴としている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
【００１７】
図１に、ステッピングモータの固定子に使用される、本発明の積層鉄心の製造方法を適用して製造された固定子鉄心片１を示す。
【００１８】
固定子鉄心片１は、図２に示すように、形状を揃えて複数枚積層して互いに接合されることにより、固定子鉄心(積層鉄心)１０が製作されステッピングモータの固定子として利用に供されている。
【００１９】
固定子鉄心片１は、図１(ａ)に示すように、固定子鉄心１０の内部に収容される回転子の外径Ｋaより若干の空隙分だけ大きな内径を有し、環状のヨーク部２と、ヨーク部２の中心方向に突出して連設される複数のティース部３と、各ティース部３の内径先端部に形成される複数の磁極小歯３ｈとが設けられている。
【００２０】
ここで、ヨーク部２と複数のティース部３間には、ヨーク部２に隣接して巻線を挿通するための複数のスロット孔４が環状を呈し形成されている。
【００２１】
上記ヨーク部２には、取付に用いるボルト等を挿通するための取付用丸孔２ｈが所定の位置に形成されており、また、固定子鉄心片１同士を互いに接合するためのかしめ用の突起ｋtまたは貫通孔ｋhが、各ティース部３およびヨーク部２の所定位置に設けられている。
【００２２】
次に、図３に従い、固定子鉄心片１の製造方法について説明する。
【００２３】
まず、母材として、所定厚み、所定幅を有する電磁鋼板の条材ｔを準備する。
【００２４】
そして、製造装置として順送り金型を使用して、以下に記載するように、電磁鋼板の条材ｔから所定形状に順次打ち抜き行い、固定子鉄心片１を形成する。
【００２５】
条材ｔを製造装置である順送り金型に搬送し、図３に示すように、まず第１工程において条材ｔの所定位置に所定径の複数のパイロット孔ｔpをパンチにより打ち抜き形成する。
【００２６】
続いて、第２工程において、条材ｔの幅方向のほぼ中央部であり固定子鉄心片１が形成される領域の中央部領域に、その後の打ち抜き作業で発生する内部応力を解放するための円形状のストレスクリアー孔ｔcをパンチで打ち抜き形成する。
【００２７】
続いて、第３工程において、ストレスクリアー孔ｔcの外方周辺部域であって最終製品のヨーク部形成予定箇所に、後の組み立て工程の際にボルト等を挿通するために必要な複数の取付用丸孔２ｈをパンチで打ち抜き形成する。
【００２８】
続いて、第４工程において、巻線用のスロット孔４に相当する領域であるスロット孔形成領域に、スロット部分孔４′を複数個、所定位置にパンチで打ち抜き形成する。
【００２９】
ここで、第４工程を示す拡大図である図４(ａ)に示すように、スロット孔形成領域におけるスロット部分孔４′間にはティース部形成領域３′とヨーク部形成領域２′とを繋ぐ支持連結部５を形成する。
【００３０】
本第４工程によって、図１に示すティース部３における内径先端部に在る磁極小歯３ｈ部を除く大方の形状が形成される。
【００３１】
続いて、第５工程において、ストレスクリアー孔ｔcの周囲であってティース部３の内径先端部に相当する箇所に、内径の一部が磁極小歯３ｈの外形を形成する複数の貫通孔ｔ3hを形成する。
【００３２】
続いて、第６工程において、条材ｔの所定の箇所にカシメ用の突起ｋtまたは貫通孔ｋhを形成する。
【００３３】
続いて、第７工程において、図４(ａ)に示すように、第５工程で形成した貫通孔ｔ3h、ｔ3h、…の一部を含んだ図示のラインＬが外径に相当する円形状断面をもつパンチＰ1(図４(ｂ)参照)により各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜き磁極小歯３ｈの内径側先端部、すなわち固定子鉄心片１の内径孔１ｎ(図１(ａ)参照)を形成すると同時に、支持連結部５もパンチＰ1とともに稼動するパンチＰ2により打ち抜き除去する。
【００３４】
上記各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜き磁極小歯３ｈの内径側先端部(内径孔１ｎ)を形成する加工においては、パンチＰ1による打ち抜き面に対してティース部形成領域３′を跨いで反対側に相当する背面側には支持連結部５が形成されており、ティース部形成領域３′が、水平方向において支持連結部５および該支持連結部５を同時に打ち抜きつつあるパンチＰ2により支持された状態で打ち抜きが行われる。
【００３５】
詳述すると、図４(ｂ)に示すように、ラインＬ(図４(ａ)参照)に沿ってパンチＰ1を用いて各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打抜き磁極小歯３ｈの内径側先端部(図４(ｃ)参照)を形成する場合、打抜き時の衝撃によりティース部形成領域３′に、水平面内における外周方向力ｆ1(図４(ｂ)中の矢印)が印加される。
【００３６】
しかし、上述の如く、ティース部形成領域３′に対してパンチＰ1による打抜き面の背面側には支持連結部５が存在し、また、同時に支持連結部５をパンチＰ2が打ち抜きつつあるため、ティース部形成領域３′が、水平方向において打抜きによる外周方向力ｆ1に対して打ち抜き面の背面側から支持連結部５およびパンチＰ2による反力ｓ1(図４(ｂ)中の矢印)をもって支持された状態で打ち抜きが行われることとなる。
【００３７】
このように、ティース部形成領域３′が、拘束され外周方向力ｆ1により外周方向に逃げることなくより安定した状態で磁極小歯部３ｈ′の打ち抜きが行われ、磁極小歯３ｈ、３ｈ、…の内径側先端部が形成される。(図４(ｃ)参照)
また、上述の方法では、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜くと同時に支持連結部５も打ち抜くこととしたが、まず、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜き磁極小歯３ｈ、３ｈ、…の内径側先端部を形成した後、支持連結部５を打ち抜いてもよい。
【００３８】
すなわち、まず、図５(ａ)に示すように、第５工程で形成した貫通孔ｔ3h、ｔ3h、…の一部を含んだ図示のラインＬ(図４(ａ)参照)が外径に相当するパンチＰ1により、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜き磁極小歯３ｈ、３ｈ、…の内径側先端部(固定子鉄心片１の内径孔１ｎ)(図５(ｂ)参照)を形成する。
【００３９】
このとき、ティース部形成領域３′に、パンチＰ1による打抜き時の衝撃により水平面内において外周方向力ｆ2(図５(ａ)中の矢印)が印加される。
【００４０】
しかし、上述の如く、ティース部形成領域３′に対してパンチＰ1による打抜き面の背面側には支持連結部５が存在するので、ティース部形成領域３′が、水平方向において打抜きによる外周方向力ｆ2に対して打ち抜き面の背面側から支持連結部５による反力ｓ2(図５(ａ)中の矢印)をもって支持された状態で打ち抜きが行われることとなる。
【００４１】
このように、ティース部形成領域３′が、拘束され外周方向力ｆ2によって外周方向に逃げることなくより安定した状態で磁極小歯部３ｈ′の打ち抜きが行われ、磁極小歯３ｈ、３ｈ、…の内径側先端部が形成される。(図５(ｂ)参照)
続いて、図５(ｂ)に示すように、支持連結部５をパンチＰ2によって打ち抜く。
【００４２】
結果として、図５(ｃ)に示すように、ティース部３における磁極小歯３ｈ、３ｈ、…の内径側先端部、すなわち固定子鉄心片１の内径孔１ｎが形状精度よく形成される。
【００４３】
続いて、第８工程(図３参照)において、条材ｔから所定の外径寸法を有する外周縁部１ｓを打ち抜き、図１に示すヨーク部２とヨーク部２に連設され内径に向って突出した所定数(本実施例では８個)のティース部３を備えた固定子鉄心片１が形成される。
【００４４】
このようにして製造された固定子鉄心片１を、順送り金型内で形状を揃えて所定の枚数毎に順次積層して互いにカシメ用の突起ｋtまたは貫通孔ｋhを用いてカシメ結合することによって、図２に示す固定子積層鉄心１０が製造される。
【００４５】
上記構成によれば、第７工程において、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜き磁極小歯３ｈの内径側先端部を形成すると同時に支持連結部５も打ち抜き除去する場合、各ティース部形成領域３′の打ち抜き面の反対面側に相当する背方側に支持連結部５が形成されており、また同時に支持連結部５を打ち抜きつつあるパンチＰ2が存在するため、ティース部形成領域３′が、水平方向において支持連結部５およびパンチＰ2により支持された状態で打ち抜きが行われる。
【００４６】
そのため、各ティース部形成領域３′に打ち抜き時の水平力が加わっても、支持連結部５、パンチ等の支持により、各ティース部形成領域３′が、打ち抜き面の背方側に移動することなく水平方向に確実に固定され打ち抜きが行われ、打ち抜き作業が円滑且つ精確に遂行される。
【００４７】
このように、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜くと同時に支持連結部５も打ち抜き除去するので、新たな作業に伴なう工程の増加が防止できる。
【００４８】
或いは、第７工程において、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′を打ち抜き磁極小歯３ｈの内径側先端部を形成した後、支持連結部５を打ち抜き除去する場合は、各ティース部形成領域３′の打ち抜き面の反対面側に相当する背方側に支持連結部５が形成されており、ティース部形成領域３′が、水平方向において支持連結部５により支持された状態で打ち抜きが行われる。
【００４９】
そのため、各ティース部形成領域３′に打ち抜き時の水平力が加わっても、支持連結部５の支持により各ティース部形成領域３′が、打ち抜き面の背方側に移動することなく水平方向に確実に固定され打ち抜きが行われ、打ち抜き作業が円滑且つ精確に遂行される。
【００５０】
上述の如く、各ティース部形成領域３′における磁極小歯部３ｈ′の打ち抜き作業が精確に行われるため、磁極小歯３ｈの内径側端縁部の剪断面が余肉が残ることなく良好な形状に形成され、良好な真円度、内径寸法、および円筒度を有する、寸法精度が良好な固定子鉄心片１の内径面１ｎが形成される。
【００５１】
よって、良好な内径真円度、円筒度を有する内径面１ｎをもつ固定子鉄心片１を積層した固定子鉄心１０は、内径面１０ｎ(図２(ａ)参照)の真円度、円筒度の寸法精度が高い。
【００５２】
そのため、固定子鉄心１０の内径面１０ｎに対して、所定の真円度および円筒度をだすための成形加工等を施す必要がない。
【００５３】
したがって、固定子鉄心１０の内径面１０ｎを加工するための工程や設備を削減することが可能であり、製造コストの削減が実現される。
【００５４】
なお、上述した実施例においては、ステッピングモータの固定子積層鉄心の製造を例示しているが、その他の製品の積層鉄心の製造においても、本発明に関わる積層鉄心の製造方法を有効に適用し得ることは言うまでもない。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳述した如く、本発明の請求項１に関わる積層鉄心の製造方法は、スロット孔形成領域に各ティース部形成領域とヨーク部形成領域とを繋ぐ支持連結部を形成し、各ティース部形成領域における磁極小歯部の打ち抜きと支持連結部の打ち抜きとを同時に行い、各ティース部の磁極小歯を形成する。
【００５６】
したがって、各ティース部形成領域が、支持連結部等の支持により打ち抜き時に加わる水平力により打ち抜き面に対して背方側に逃げることなく確実に固定され、打ち抜き作業が円滑、且つ精確に遂行される。
【００５７】
よって、固定子鉄心片の内径面の寸法精度が良好であり、該固定子鉄心片を複数積層した積層鉄心の内径面は、真円度、円筒度等の寸法精度が高い。
【００５８】
また、各ティース部形成領域における磁極小歯部の打ち抜きと支持連結部の打ち抜きとが同時に行われるため、工程が削減できる。
【００５９】
本発明の請求項２に関わる積層鉄心の製造方法は、スロット孔形成領域に各ティース部形成領域とヨーク部形成領域とを繋ぐ支持連結部を形成して、各ティース部形成領域における磁極小歯部を打ち抜き磁極小歯を形成する磁極小歯形成工程と、磁極小歯形成工程後、支持連結部を打ち抜き各ティース部を形成する工程とを含む。
【００６０】
したがって、各ティース部形成領域が、支持連結部の支持により打ち抜き時に加わる水平力により打ち抜き面に対して背方側に逃げることなく確実に固定され、打ち抜き作業が円滑、且つ精確に遂行される。
【００６１】
よって、固定子鉄心片の内径面の寸法精度が良好であり、該固定子鉄心片を複数積層した積層鉄心の内径面は、真円度、円筒度等の寸法精度が高い。
【００６２】
【図面の簡単な説明】
【図１】 (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる実施例の固定子鉄心片を示す上面図および側面図。
【図２】 (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる実施例の固定子積層鉄心を示す上面図および側面図。
【図３】本発明に関わる実施例の固定子鉄心片の製造工程を示す条材の上面図。
【図４】 (ａ)、(ｂ)、および(ｃ)は、本発明に関わる実施例の固定子鉄心片の製造工程における第７工程前のティース部形成領域の周辺部を示す上面図、第７工程時におけるティース部形成領域の周辺部を示す上面図、および第７工程後のティース部の周辺部を示す上面図。
【図５】 (ａ)、 (ｂ)、および(ｃ)は、本発明に関わる実施例の固定子鉄心片の製造工程の第７工程において、ティース部形成領域における磁極小歯３ｈの内径側先端部の打ち抜きを示す上面図、支持連結部の打ち抜きを示す上面図、および第７工程後のティース部の周辺部を示す上面図。
【図６】 (ａ)および(ｂ)は、従来の固定子積層鉄心を示す上面図、および側面図。
【図７】 (ａ)および(ｂ)は、従来の固定子鉄心片におけるティース部の磁極小歯の形成工程を示す概念的上面図、および形成された磁極小歯を示す上面図。
【符号の説明】
１…固定子鉄心片、
２…ヨーク部、
３…ティース部、
３ｈ…磁極小歯、
５…支持連結部、
１０…固定子鉄心(積層鉄心)、
２′…ヨーク部形成領域、
３′…ティース部形成領域、
３ｈ′…磁極小歯部。

Claims

環状のヨーク部と、前記ヨーク部の中心方向に突出して連設される複数のティース部と、前記各ティース部の内径先端部に形成される複数の磁極小歯とを具える固定子鉄心片を複数積層し互いに接合して製造する積層鉄心の製造方法であって、
スロット孔形成領域に各ティース部形成領域とヨーク部形成領域とを繋ぐ支持連結部を形成し、前記各ティース部形成領域における磁極小歯部の打ち抜きと前記支持連結部の打ち抜きとを同時に行い、前記各ティース部の磁極小歯を形成する
ことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
環状のヨーク部と、前記ヨーク部の中心方向に突出して連設される複数のティース部と、前記各ティース部の内径先端部に形成される複数の磁極小歯とを具える固定子鉄心片を複数積層し互いに接合して製造する積層鉄心の製造方法であって、
スロット孔形成領域に各ティース部形成領域とヨーク部形成領域とを繋ぐ支持連結部を形成して、前記各ティース部形成領域における磁極小歯部を打ち抜き前記磁極小歯を形成する磁極小歯形成工程と、
前記磁極小歯形成工程後、前記支持連結部を打ち抜き前記各ティース部を形成する工程と
を含むことを特徴とする積層鉄心の製造方法。