JP4834433B2 - アキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータとステータとがロータ出力軸の軸線方向に沿って対向的に配置されたアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法に関し、さらに詳しく言えば、コアシートを半径方向に沿って台形状に積層するアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法に関する。

例えば特許文献１に示すように、アキシャルエアギャップ型電動機は、円盤状のステータの両側（もしくは片側）にロータをロータ出力軸の軸線方向に沿って所定の空隙をもって対向的に配置したものであり、その結果、軸方向の長さを短くできるため、小型化できるという利点がある。

このステータは複数個の固定子鉄心（コアメンバー）を有し、各固定子鉄心が中央に設けられた軸受部を中心に環状に配置され合成樹脂で一体にモールド成型されている。このアキシャルエアギャップ型電動機の固定子鉄心は、半径方向に沿って複数のコアシートを積層したものからなり、トルクを大きくするため、中心側から外側に向かって円周方向の幅が漸次大きくなる台形状に形成してティース面積を大きくする工夫がされている。

また、一部の固定子鉄心では、円周方向の側面（スロット面）にスキューを設けて、コギングトルクの発生を抑えるようにしたものも提案されている。しかしながら、このアキシャルエアギャップ型電動機用の固定子鉄心を製造するには次のような問題があった。

すなわち、アキシャルエアギャップ型電動機の固定子鉄心の場合は、インナーロータ型などとは異なり、半径方向に沿って積層されている。そのため、ティース面を台形状に形成する必要があることから、コアシート１枚ごとに形状を変えなくてはならず、コアシートの枚数分だけ打抜金型が必要となるため、生産コストが高くなる。

また、スロット面を斜め形状にするためには、コアシートを１枚ごとに少しずつずらしながら積層しなくてはならないため、非常に手間がかかっていた。さらには、ずらした状態で積層するため、位置決めにも技術を要する。

特開２００４−２８２９８９

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、コアシートを所定間隔でずらしながら積層固定するアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項１に記載の発明は、ステータとロータとがロータ出力軸の軸線方向に沿って対向的に配置されたアキシャルエアギャップ型電動機用の固定子鉄心で、金属のマザーシートから打ち抜かれた複数枚のコアシートを半径方向に積層した積層体からなり、上記ロータ出力軸の中心から外側に向かうにつれて円周方向の幅が漸次大きくなる台形状に形成されているアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法において、上記コアシートの円周方向の一方の側面（第１スロット面）を形成する第１切断部と、上記コアシートの円周方向の他方の側面（第２スロット面）を形成する第２切断部と、上記第１切断部を往復的に移動させる第１移動手段と、上記第２切断部を往復的に移動させる第２移動手段とを有し、上記マザーシート上で、上記第１移動手段を介して上記第１切断部を所定間隔で移動させ、上記マザーシートから１〜ｎ（ｎは正の整数）枚までの上記コアーシートの第１スロット面を順次打ち抜く第１打抜ステップと、上記第２移動手段を介して上記第２切断部を所定間隔で移動させ、上記マザーシート上で１〜ｎ（ｎは正の整数）枚までの上記コアーシートの第２スロット面を順次打ち抜く第２打抜ステップとを有することを特徴をしている。

請求項２に記載の発明は、上記請求項１において、上記第１切断部および上記第２切断部は、互いに近接または離反するように対向的に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、上記請求項１または２において、上記第１切断部と上記第２切断部は、それぞれが非同期的に移動することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、上記請求項１，２または３において、上記第１切断部は、所定間隔をもって左右一対に設けられ、それらの間に上記第２切断部が配置されており、上記マザーシートから２枚の上記コアシートの第１および第２スロット面を打ち抜くことを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、上記請求項４において、上記マザーシートから打ち抜かれた上記各コアシートを半径方向に沿って積層することにより、上記固定子鉄心は点対称に組み立てられることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、上記請求項１ないし５のいずれか１項において、上記マザーシートから、上記コアシートの半径方向の側面（ティース面）を打ち抜く第３切断部をさらに備え、上記第１打抜ステップおよび第２打抜ステップを行ったのち、上記第３切断部にて上記マザーシートから上記コアシートを完全に分離する第３打抜ステップを備えることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、上記請求項１ないし６のいずれか１項において、上記各打抜ステップの基準となるパイロット穴を上記マザーシートに形成するパイロット穴打抜ステップをさらに備えることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、上記請求項１ないし７のいずれか１項において、上記第２打抜ステップと上記第３打抜ステップの間に、上記コアシートの一部に各コアシート同士を積層してカシメ固定するための凹凸部を形成する凹凸形成ステップが含まれることを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、上記請求項１ないし８のいずれか１項において、上記コアシートは、上記第３打抜ステップによってマザーシートから切り離されると同時に、先に打ち抜かれたコアシートに積層固定されることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、それぞれ独立して可動する２つの切断部によって、固定子鉄心の円周方向の側面（第１スロット面と第２スロット面）の幅を変えることができることにより、複数の金型を用いることなく固定子鉄心を積層することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１切断部と第２切断部をそれぞれ互いに近接または離反可能に対向的に配置することにより、スロット面が左右対称形である場合は、より省スペースな金型を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、各切断部が非同期で駆動されることにより、スロット面が左右非対称なコアシートを作ることができる。

請求項４および５に記載の発明によれば、左右一対の第１切断部の間に第２切断部が配置され、それらが非同期に駆動されることにより、同時に２つのコアシートを製造することができる。また、各コアシートを点対称形状に打抜くことにより、１つの第２切断部で２つの第２スロット面を同時に打ち抜くことで、歩留まりが向上し、より生産性を高めることができる。

請求項６に記載の発明によれば、左右のスロット面を打ち抜いた後で第３切断部でコアシートの半径方向の側面を打ち抜くことにより、コアシートの中心位置の位置出しが簡単に行え、積層の精度を上げることができる。

請求項７に記載の発明によれば、より打抜精度を向上させることができるばかりでなく、作業速度も速めて生産性も向上する。

請求項８および９に記載の発明によれば、コアシートの一部にカシメ用の凹凸を形成する凹凸ステップを第３打抜ステップの手前に設けることにより、打ち抜かれたコアシートの積層と同時に各コアシート同士をかしめて固定することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態に係る製造方法により作成された固定子鉄心を備えたアキシャルエアギャップ型電動機の模式的な断面図であり、図２は、そのステータの正面図である。

このアキシャルギャップ型電動機１は円盤状に形成されたステータ２と、同ステータ２の両側面に所定の空隙（ギャップ）をもって対向的に配置される一対のロータ３，３とを備えている。各ロータ３，３は回転駆動力を出力するロータ出力軸４に同軸的に固定されている。

なお、ステータ２およびロータ３は図示しないブラケット内に収納されている。この例において、ステータ２の外周面がブラケットの外周壁を兼ねており、その両端に図示しない蓋部材が取り付けられている。なお、蓋部材を用いずにロータ３，３を直にファンなどに取り付けるようにしてもよい。

ロータ３，３はステータ２を挟んで左右両側に配置されているが、いずれか一方のみであってもよく、本発明においてロータの構成はアキシャルギャップ型電動機１を構成するのに必要な機能を備えていればよく、仕様に応じて任意に変更可能である。

また、各ロータ３，３は同一のロータ出力軸４を共有しているが、各ロータ３，３毎にロータ出力軸を有する２出力軸タイプであってもよい。さらには、ロータ出力軸４を持たずにステータ２に対してロータ３，３をラジアルボールベアリングを介して直に支持させるシャフトレス型としてもよい。

図２に示すように、ステータ２にはロータ出力軸４の回転軸線を中心軸として環状に配置された複数個（この例では９個（９スロット））のポールメンバー２１ａ〜２１ｉが含まれている。各ポールメンバー２１ａ〜２１ｉは同一構成のため、この例ではポールメンバー２１ａを例にとって説明する。

なお、ステータ２の中心部には軸受部２３が配置されている。この例において、軸受部２３は一対のラジアルボールベアリング２３１，２３２を有し、その内輪はロータ出力軸４に圧入嵌めされ、外輪側はステータ２を固める合成樹脂材２４内に埋設されている。

図３（ａ）の正面図および図３（ｂ）の斜視図に示すように、ポールメンバー２１ａは左右一対のフランジ状のティース面２２，２２を有するボビン状の固定子鉄心２３に図示しないコイルを巻回してなるもので、固定子鉄心２３はＨ字状に形成された電磁鋼板を半径方向に沿って積層することにより形成される。

固定子鉄心２３は絶縁樹脂からなるインシュレータ５によってティース面２２，２２を除いて全体が覆われている。インシュレータ５はティース面２２，２２に沿って半径方向に延びるフランジ部５１ａ，５１ｂを備えており、このフランジ部５１ａ，５１ｂもコイル２４を巻回するボビンの一部を形成している。

各フランジ部５１ａ，５１ｂには各ポールメンバー２１ａ〜２１ｉをそれぞれ異なる形態で連結するための２つの連結手段が設けられている。まず第１の連結手段として、フランジ部５１ａ，５１ｂの円周方向の端部には、各ポールメンバー２１ａ〜２１ｉ同士をロータ出力軸４の軸線を中心として環状に連結するための係止凸部５２と、同係止凸部５２が係止される係止凹部５３とが設けられている。

係止凸部５２は各フランジ部５１ａ，５１ｂの円周方向の一方の端部（図３（ａ）では右側面）から外側に向けて突設された凸部で、この例では三角形状に形成された舌片からなる。これに対して、係止凹部５３は各フランジ部５１ａ，５１ｂの円周方向の他方の端部（図３（ａ）では左側面）から内側に向けて形成された切欠部からなり、係止凸部５２と合致する三角形状の溝として形成されている。

この例において、各係止凸部５２および係止凹部５３は三角形状に形成されているが、各ポールメンバー２１ａ〜２１ｉ同士を互いに環状に連結可能な形状であれば、四角形状や半円状など仕様に応じて任意に変更可能である。

これによれば、係止凸部５２および係止凹部５３とを互いに合致させることにより、各ポールメンバー２１ａ〜２１ｉ同士をロータ出力軸４の軸線を中心に環状に連結することができる。

なお、この例において、フランジ部５１ａ．５１ｂには、第２の連結手段として、各ポールメンバー２１ａ〜２１ｉを一列の棒状に連結するための係止リブ５４，５５がそれぞれ設けられているが、本発明においては任意的事項であるため、その説明は省略する。

図１０に示すように、固定子鉄心２３は、電磁鋼板からなる複数枚のコアシート（この例では２０枚のコアーシート２３ａ〜２３ｔ）を有し、それらをステータ２の半径方向に沿って積層したものからなる。この例において、各コアシート２３ａ〜２３ｔは、半径方向の内側から外側に向かう順序に配置されている。

各コアシート２３ａ〜２３ｔはそれぞれＨ字状に形成されており、軸方向に沿って延びるコイル巻回部２４の両端にティース面２２，２２が設けられている。図１０に示すように、コイル巻回部２４は、半径方向の内側から外側に向かうにつれて、その幅が漸次広くなり、積層するとティース面２２側が台形状になる。

図２および図３に示すように、ティース面２２の円周方向の両端（図１０では左右両端）には、それぞれ隣り合うポールメンバー２１ａ〜２１ｉの間にスロットを形成する第１スロット面２５と、第２スロット面２６とが設けられている。

図３において、第１スロット面２５は、ポールメンバー２１ａの正面向かって左側の側面であり、隣接するポールメンバー２１ｉ（図２参照）の第２スロット面２６に対向する。第２スロット面２６は、ポールメンバー２１ａの正面向かって右側の側面であり、隣接するポールメンバー２１ｂ（図２参照）の第１スロット面２５に対向する。

この例において、第１スロット面２５と第２スロット面２６は非対称形であり、第２スロット面２６には、コギングトルクを低減させるためのスキューが形成され、第１スロット面２５よりも大きな傾斜面となっている。

各コアシート２３ａ〜２３ｔは、半径方向の内側から外側に向かうにつれて、円周方向の幅（第１スロット面２５と第２スロット面２６の幅）が漸次大きくなるようになっている。すなわち、各コアシート２３ａ〜２３ｔを積層することにより、固定子鉄心２３は正面から見て台形状に形成される。

次に、この固定子鉄心２３を製造するための製造装置について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造装置の金型部の模式図であり、図５は、製造装置の主要駆動部の縦断面図である。なお、金型は図示しないプレス装置に載置されており、本発明においてプレス装置の具体的な構成は任意的事項であるため、その説明は省略する。

図４および図５に示すように、この固定子鉄心の製造装置１００は、図示しないプレス装置の上部に取り付けられたパンチ１１０と、パンチ１１０の受け手側としてプレス装置の下部に取り付けられたダイ１２０とを有する順配置型であり、パンチ１１０とダイ１２０との間に電磁鋼板からなるマザーシート６０を一定間隔で順次送り出しながら最終成型品まで仕上げる順送型のプレス成型機である。

ダイ１２０の上には、マザーシート６０の搬送をガイドするシートガイド（図示しない）が設けられており、このシートガイド上に固定ストリッパ１３０が固定される固定ストリッパ構造を備えている。これにより、ダイ１２０と固定ストリッパ１３０との間にマザーシート６０を搬送するトンネル状のマザーシート搬送路が形成される。

パンチ１１０およびダイ１２０は、次の各打抜ステージを備え、それらを経て最終成型品（固定子鉄心２３）が完成する。すなわち、マザーシート６０に打ち抜き加工の基準ガイドとしてのパイロット穴６１（図８参照）を穿設するパイロット穴打抜ステージ２００、マザーシート６０から各固定子鉄心２３のコアシート２３ａ〜２３ｔ（以下、単位コアシートを符号３２ａｔとする）の円周方向の一方の側面（第１スロット面２５）を打ち抜く第１打抜ステージ３００，マザーシート６０からコアシート２３の円周方向の他方の側面（第２スロット面２６）を打ち抜く第２打抜ステージ４００，コアシート２３の一部に各コアシート２３ａ〜２３ｔ同士を積層してカシメ固定するための凹凸部を形成する凹凸形成ステージ５００およびマザーシート６０から各コアシート２３ａ〜２３ｔを順に切り離し、積層する第３打抜ステージ６００を備えている。

図５を参照して、パイロット穴打抜ステージ２００は、図示しないプレス駆動手段によって上下に往復的に移動可能に取り付けられたパンチホルダ１４０に取り付けられたパンチバッキング２１０と、同パンチバッキング２１０に取り付けられるパンチプレート２２０と、パンチプレート２２０に着脱可能に取り付けられるパイロット穴形成パンチ２３０とがパンチ１１０側に設けられている。

ダイ１２０側には、パイロット穴形成パンチ２３０を受け止めるパイロット穴形成ダイ２４０がダイプレート１５０に取り付けられている。パイロット形成ダイ２４０の後端側（図５では下端側）は、打ち抜き作業によって出た廃材を排出するための排出孔２４１が形成されている。

次に、図６を併せて参照して、第１打抜ステージ３００について説明する。第１打抜ステージ３００は、ダイ１２０に所定方向に沿ってスライド可能に取り付けられたスライドベース３１０上に配置されている。スライドベース３１０の一端には、スライドベース３１０を往復的にスライドさせるための第１駆動手段７００Ａが設けられている。

第１駆動手段７００Ａは、図示しない制御手段によって制御されるサーボモータ７１０と、同サーボモータ７１０によって回転駆動される雄ねじ軸７２０と、スライドベース３１０に固定され、雄ねじ軸７２０に螺合する雌ねじによって回転駆動力を左右の駆動力に変換するフォロア７３０とを有する送りネジ機構である。

この例において、第１駆動手段７００Ａは、雄ねじと雌ねじを利用した送りネジ機構を採用しているが、これ以外に、ラック＆ピニオン機構や、リニア駆動機構などを用いてもよく、スライドベース３１０を左往復的に移動可能であれば仕様に応じて任意に変更可能である。

スライドベース３１０には、第１ダイ３３０を支持するダイホルダ３２０と、ダイホルダ３２０から垂直に立設されたガイドポスト３２１ａと吊りボルト３２１ｂとによって上下方向に案内されるパンチホルダ３４０と、パンチホルダ３４０に支持されたパンチプレート３５０と、同パンチプレート３５０に着脱可能に支持された一対の第１パンチ３６０，３６０（第１切断部）とを備えている。ダイホルダ３２０とパンチホルダ３４０との間には、ストリッパ３７０が設けられている。

ガイドポスト３２１ａには圧縮バネ３２２，３２２が同軸的に取り付けられており、圧縮バネ３２２，３２２によってパンチホルダ３４０が常に離反する方向（図６では上方向）に持ち上げられる。

図９に示すように、第１パンチ３６０，３６０は、所定間隔をもって左右一対として対称的に配置されている。第１パンチ３６０，３６０はともに同一形状であるため、一方の第１パンチ３６０を例にとって説明する。

第１パンチ３６０は台形状に形成された打ち抜き型からなり、一方の面に第１スロット面２５を形成するための切断面３６１が形成されている。この例において、第１パンチ３６０は、第１スロット面２５の傾斜面を形成するため、コアシート２３ａ〜２３ｔを順次打ち抜きながら微少に移動してゆき、１枚目のコアシート２３ａから最後のコアシート２３ｔを打ち抜くまで移動幅ａ分だけ移動する。

第１ダイ３３０，３３０は、上記第１パンチ３６０に形状的に合致する打抜孔からなり、その他端側（図６では下側）は、打抜によってできた廃材を排出するための排出孔３３１が設けられている。

次に、図７を参照して、第２打抜ステージ４００について説明する。第２打抜ステージ４００は、ダイ１２０に所定方向に沿ってスライド可能に取り付けられたスライドベース４１０上に配置されている。スライドベース４１０の一端には、スライドベース４１０を往復的にスライドさせるための第２駆動手段７００Ｂが設けられている。

第２駆動手段７００Ｂの基本的な構成は、上述した第１打抜ステージ３００に用いられているものと同じであるため、その説明は省略する。なお、第１および第２駆動手段７００Ａ，７００Ｂは、それぞれ別系統で個別に制御されている。

スライドベース４１０には、第２ダイ４３０を支持するダイホルダ４２０と、ダイホルダ４２０から垂直に立設されたガイドポスト４２１ａと吊りボルト４２１ｂとによって上下方向に案内されるパンチホルダ４４０と、パンチホルダ４４０に支持されたパンチプレート４５０と、同パンチプレート４５０に着脱可能に支持された第２パンチ４６０（第２切断部）とを備えている。ダイホルダ４２０とパンチホルダ４４０との間には、ストリッパ４７０が設けられている。

図９に示すように、第２パンチ４６０は、台形状に形成されており、その両側面に第２スロット面２６を形成するための切断面４６１が形成されている。この例において、第２パンチ４６０は、第２スロット面２６の傾斜面を形成するため、コアシート２３ａ〜２３ｔを順次打ち抜きながら微少に移動してゆき、１枚目のコアシート２３ａから最後のコアシート２３ｔを打ち抜くまで全体が移動幅ｂ分だけ移動する。

この例において、第１パンチ３６０は２つのコアシート２３ａ〜２３ｔを２枚同時に打ち抜くため左右一対に設けられており、第１パンチ３６０，３６０の間に第２パンチ４６０が配置されているが、この例とは異なり、単純に１枚のコアシート２３ａ〜２３ｔを順々い打ち抜いてゆくのであれば、第１パンチ３６０は１つであってよい。その場合、第２パンチ４６０は第１パンチ３６０に対向的に配置される。このような態様も本発明に含まれる。

より好ましい態様として、２枚のコアシート２３ａｔ，２３ａｔは、それぞれ点対称に打ち抜かれることが好ましい。すなわち、図９に示すように、コアシート２３ａｔを点対称位置に配置することにより、２つの第１パンチ３６０の間に１つの第２パンチ４６０を往復的に作動させればよく、第２パンチ４６０を２つ設ける必要が無く、より生産コストを抑えることができる。

再び図５を参照して、凹凸形成ステージ５００について説明する。凹凸形成ステージ５００は、パンチホルダ１４０に取り付けられたパンチバッキング５１０と、同パンチバッキング５１０に取り付けられるパンチプレート５２０とを有し、パンチプレート５２０にはカット用パンチ５３０と凹凸形成用パンチ５３０Ａとがパンチ１１０側に着脱可能に設けられている。

カット用パンチ５３０および凹凸形成用パンチ５３０Ａは、図４に示すように、左右対称にそれぞれ２カ所ずつ合計４カ所づつ設けられており、図８に示すように、コアシート２３ａｔのコイル巻回部２４にカット孔６４、凹凸部６４Ａを形成するように設けられている。

凹凸形成用パンチ５３０Ａは、先端がベースシート６０の厚みよりも短く突出されている。したがって、凹凸形成用パンチ５３０Ａをベースシート６０に向かってプレスすることで、ベースシート６０の表面には凹部が形成され、裏面には凹部の形成に伴って凸部が形成される。

この例において、４カ所の凹凸形成用パンチ５３０Ａのうち２カ所は、パンチプレート５２０に固定されているが、カット用パンチ５３０の他端（図５では上端）には、ノックアウト棒５５０が取り付けられている。

カット用パンチ５３０の後端（図５では上端）には、切替レバー５５１が設けられている。切替レバー５５１は、図示しない駆動手段によってスライド可能（図５では紙面手前）に設けられており、切替レバー５５１によってカット用パンチ５３０の出没が制御される。

切替レバー５５１はカット用パンチ５３０を突出する位置と、突出しない位置に切替可能なレバーであり、通常は、突出しない位置に支持されており、１枚目のコアシート２３ａが搬送されてきたときのみ、切替レバー５５１は突出する位置に移動して、コアシート２３ａに対してカット孔６４を形成する。これにより、最後のコアシート２３ｔの上に、次に打ち抜かれた１枚目のコアシート２３ａが積層しても次の第３打抜ステージ６００でそれらが係止されることはない。

ダイ１２０側には、カット用パンチ５３０および凹凸形成用パンチ５３０Ａを受け止めるカット用ダイ５４０および凹凸形成用ダイ５４０Ａがダイプレート５６０に取り付けられている。カット用ダイ５４０および凹凸形成用ダイ５４０Ａは、カット用パンチ５３および凹凸形成用パンチ５３０Ａに対向的にそれぞれ４カ所づつ設けられており、凹凸形成用ダイ５４０Ａ内には、マザーシート６０が嵌らないようにするためのノックアウト棒５７０が設けられている。

ノックアウト棒５７０は、内部に圧縮バネを有するプランジャーからなり、ノックアウト棒５５０が設けられていない凹凸形成用パンチ５３０Ａに対向して設けられている。これによれば、マザーシート６０を確実に次の第３打抜ステージ６００に搬送することができる。

図５を参照して、第３打抜ステージ６００は、パンチホルダ１４０に取り付けられたパンチバッキング６１０と、同パンチバッキング６１０に取り付けられるパンチプレート６２０と、パンチプレート６２０に着脱可能に取り付けられる第３パンチ６３０とがパンチ１１０側に設けられている。

この例において、パンチバッキング６１０とパンチプレート６２０は、上述した凹凸形成ステージ５００のパンチバッキング５１０とパンチプレート５２０と共用されている。

第３パンチ６３０の後端側（図５では上端）には、ノックアウト棒６５０が設けられている。ノックアウト棒６５０は、２０枚のコアシート２３ａ〜２３ｔを打ち抜くと同時に第３パンチ６３０に隣接してコアシート２３の凹凸部６４Ａを押圧することにより、互いに積層されたコアシート２３ａ〜２３ｔの凹凸部６４Ａ同士を嵌合させる。

ダイ１２０側には、第３パンチ６３０を受け止める第３ダイ６４０がダイプレート６６０に取り付けられている。第３ダイ６４０の後端側（図５では下端側）は、打抜され、積層固定された固定子鉄心２３を排出するための排出孔６４１が形成されている。

次に、図４および図８を参照して、本発明のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の組立手順の一例を説明する。まず最初にマザーシート６０をプレス装置内にセットした後、図示しない開始ボタンを操作することで、プレス装置内の図示しない制御手段によりプレス作業が開始される。なお、図８においてマザーシートの流れ方向は、図４と同じく上から下である。

なお、プレス作業は、ダイ１２０に向かってパンチ１１０が一定間隔で往復的に移動することで、各作業ステージ２００〜６００が同時に行われているが、以下においては、説明の都合上、１枚目のコアシート２３ａの作業工程を各ステージごとに順を追って説明する。

まず、マザーシート６０がパイロット穴形成ステージ２００に搬送されると、制御手段は、パンチ１１０を図示しないプレス手段を介してダイ１２０に向かって下降させる。これに伴い、パンチプレート２２０に保持されたパイロット穴形成パンチ２３０がマザーシート６０に向かって刺入されることにより、マザーシート６０に一対のパイロット穴６１，６１が形成される。

パイロット穴形成パンチ２３０が上に持ち上げられ初期位置に戻ると、制御手段は、図示しない搬送手段を介してマザーシート６０を所定長さ押し出し、次の第１打抜ステージ３００に搬送する。マザーシート６０が送り出されたのち、制御手段は、パンチ１１０を下降する。

パンチ１１０の下降に伴い、第１打抜ステージ３００において、パンチプレート３５０に取り付けられた第１パンチ３６０が、マザーシート６０に向かって差し込まれることにより、マザーシート６０に、一対の第１パンチ穴６２，６２が形成される。（第１スロット面の切出し）

第１パンチ３６０が上に持ち上げられ、パンチ１１０が初期位置に戻ると、制御手段は、搬送手段を介してマザーシート６０を所定の長さ分だけ送り出すとともに、再びパンチ１１０を下降する。同時に制御手段は、第１駆動手段７００の駆動モータ７１０に指令を出し、第１パンチ３６０を各コアシート２３ａ〜２３ｔの１枚分に相当する移動量Δａ（＝ａ／２０）だけ移動させて、次に打ち抜く２枚目のコアメンバー２３ｂに備える。

その後、制御手段は再びパンチ１１０を降下させる。これに伴い、第２打抜ステージ４００では、パンチ１１０の降下に伴って第２パンチ４６０がマザーシート６０に刺入される。これにより、マザーシート６０には、第２打抜穴６３が形成される。（第２スロット面の切出し）

第２打抜穴６３の打抜作業が終わると、パンチ１１０は持ち上げられ初期位置に帰るとともに、マザーシート６０を次の凹凸形成ステージ５００に送り出す。同時に制御手段は、第３打抜ステージ４００の第２駆動手段７００に指令を出し、第２パンチ４６０を各コアシート２３ａ〜２３ｔの１枚分に相当する移動量Δｂ（＝ｂ／２０）だけ移動させて、次に打ち抜く２枚目のコアメンバー２３ｂに備える。

マザーシート６０が凹凸形成ステージ５００に搬送されたのを確認し、制御手段はパンチ１１０を下降させる。これにより、凹凸形成用パンチ５３０Ａがマザーシート６０に向けて押し込まれ、コアシート２３ａのコイル巻回部２４の表裏に凹凸部６４Ａが２カ所形成される。

なお、制御手段は、１枚目のコアシート、この例ではコアシート２３ａが搬送されてきたと判断した場合、カット用パンチ５３０の切替レバー５５１を突出側に切り替え、カット用パンチ５３０でカット孔６４を形成する。以降のコアシート２３ｂ〜２３ｔの打抜作業する際は、切替レバー５５１を非突出側に移動させておき、凹凸形成用パンチ５３０Ａを用いてコアシート２３ｂ〜２３ｔに凹凸部６４Ａを形成する。

凹凸部６４Ａが形成されると、マザーシート６０は最後の第３打抜ステージ６００に搬送され、それと同時にパンチ１１０が下降を開始する。これにより、第３パンチ６３０がマザーシート６０に差し込まれ、コアシート２３ａがマザーシート６０から切り離される。（ティース面の切出し）

切り離されたコアシート２３ａは、前に打ち抜かれた最後のコアシート２３ｔの上に積層されると同時に、第３パンチ６３０によって押し込まれるが、コアシート２３ａには凹凸部６４Ａの代わりにカット孔６４が設けられているため、コアシート２３ａとコアシート２３ｔとが連結されることはない。

一連の作業工程を繰り返し、コアシート２３ａの上に順次コアシート２３ｂ〜２３ｔを積層して、第３パンチ６３０によって押し込んで凹凸部６４Ａ同士を嵌合させることにより、各コアシート２３ａ〜２３ｔ同士が連結され、固定子鉄心２３が完成する。

本発明の製造方法により作製されるアキシャルエアギャップ型電動機を模式的に示す断面図。 上記アキシャルエアギャップ型電動機のステータの正面図。 上記ステータを構成する各ポールメンバーの（ａ）正面図と（ｂ）斜視図。 本発明の一実施形態に係るアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造装置の金型部の模式図。 製造装置の駆動部の主要縦断面図。 第１打抜ステージの横断面図。 第２打抜ステージの横断面図。 各ステージにおけるマザーシートの状態を示す正面図。 第１打抜パンチと第２打抜パンチの動きを説明する説明図。 各コアシートを分解した状態の正面図。

符号の説明

１ アキシャルエアギャップ型電動機
２ ステータ
２１ａ〜２１ｉ ポールメンバー
２２ ティース面
２３ 固定子鉄心
２３ａ〜２３ｔ コアシート
２４ コイル巻回部
２５ 第１スロット面
２６ 第２スロット面
３ ロータ
６０ マザーシート
６１ パイロット穴
６２ 第１打抜穴
６３ 第２打抜穴
６４ 凹凸部
１００ 製造装置
２００ パイロット穴打抜ステージ
３００ 第１打抜ステージ
４００ 第２打抜ステージ
５００ 凹凸部形成ステージ
６００ 第３打抜ステージ

Claims (9)

1. ステータとロータとがロータ出力軸の軸線方向に沿って対向的に配置されたアキシャルエアギャップ型電動機用の固定子鉄心で、金属のマザーシートから打ち抜かれた複数枚のコアシートを半径方向に積層した積層体からなり、上記ロータ出力軸の中心から外側に向かうにつれて円周方向の幅が漸次大きくなる台形状に形成されているアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法において、
   上記コアシートの円周方向の一方の側面（第１スロット面）を形成する第１切断部と、上記コアシートの円周方向の他方の側面（第２スロット面）を形成する第２切断部と、上記第１切断部を往復的に移動させる第１移動手段と、上記第２切断部を往復的に移動させる第２移動手段とを有し、
   上記マザーシート上で、上記第１移動手段を介して上記第１切断部を所定間隔で移動させ、上記マザーシートから１〜ｎ（ｎは正の整数）枚までの上記コアーシートの第１スロット面を順次打ち抜く第１打抜ステップと、上記第２移動手段を介して上記第２切断部を所定間隔で移動させ、上記マザーシートから１〜ｎ（ｎは正の整数）枚までの上記コアーシートの第２スロット面を順次打ち抜く第２打抜ステップとを有することを特徴とするアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
2. 上記第１切断部および上記第２切断部は、互いに近接または離反するように対向的に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
3. 上記第１切断部と上記第２切断部は非同期的に移動することを特徴とする請求項１または２に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
4. 上記第１切断部は、所定間隔をもって左右一対に設けられ、それらの間に上記第２切断部が配置されており、上記マザーシートから２枚の上記コアシートの第１および第２スロット面を打ち抜くことを特徴とする請求項１，２または３に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
5. 上記マザーシートから打ち抜かれた上記各コアシートを半径方向に沿って積層することにより、上記固定子鉄心は点対称に組み立てられることを特徴とする請求項４に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
6. 上記マザーシートから、上記コアシートの半径方向の側面（ティース面）を打ち抜く第３切断部をさらに備え、上記第１打抜ステップおよび第２打抜ステップを行ったのち、上記第３切断部にて上記マザーシートから上記コアシートを完全に分離する第３打抜ステップを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
7. 上記各打抜ステップの基準となるパイロット穴を上記マザーシートに形成するパイロット穴打抜ステップをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
8. 上記第２打抜ステップと上記第３打抜ステップの間に、上記コアシートの一部に各コアシート同士を積層してカシメ固定するための凹凸部を形成する凹凸形成ステップが含まれることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
9. 上記コアシートは、上記第３打抜ステップによってマザーシートから切り離されると同時に、先に打ち抜かれたコアシートに積層固定されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のアキシャルエアギャップ型電動機用固定子鉄心の製造方法。
   

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