JP5306975B2 - 積層構造体及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータの固定子や回転子等に用いられ、鉄心片を積層して構成される積層構造体及びその製造方法に関する。

従来の積層鉄心は、磁極部、極歯、スロット等のほかにカシメ部を形成した鉄心片を、それぞれ打ち抜き、この鉄心片を積層してカシメ部を互いにかしめることで、鉄心片同士を接合して製造されている（例えば特許文献１参照）。

鉄心の板厚が薄い場合等には、特に、カシメ部の十分なカシメ強度を得ることが困難な場合があり、積層鉄心の形状が劣化したり、ずれが生じる場合があった。

そこで、従来では、このような問題を解決するために、例えば特許文献１及び２に記載された積層鉄心が提案されている。

すなわち、特許文献１及び２に記載の積層鉄心は、鉄心片に形成したかしめ突起と係合孔とを介してかしめ積層した積層鉄心において、前記鉄心片に形成され、該鉄心片の板厚の２倍以上の突出長を有する前記かしめ突起が、該突出長と実質的に同じ厚み、又は前記かしめ突起の先端が届く厚みまで順次積層した複数枚の鉄心片に形成される貫通係合孔に入り込んでかしめ積層し、前記かしめ突起と前記貫通係合孔の形成位置を所定の積層厚毎に変えて設けるようにしている。

そして、貫通係合孔にかしめ突起を入れ込むことにより、貫通係合孔を構成している複数枚の鉄心片に設けられた各係合孔の内周側全体にかしめ突起の外周側を接触させることができ、各鉄心片とかしめ突起との間の摩擦力を向上させることができる。

特許第４００１２９４号公報 特許第４０１８８８５号公報 特許第４２５５６５１号公報

ところで、従来の積層鉄心では、貫通係合孔の内周側には複数の凹部、又は切り欠き部が形成され、貫通係合孔にかしめ突起を入れ込んでかしめ力を与えると、かしめ突起の一部は塑性変形して貫通係合孔の内周側に形成された複数の凹部、又は切り欠き部を充填するような構成となっている。

しかし、鉄心片に薄板を用いたとしても、貫通係合孔の凹部に鋼板を充填させることは困難であり、また、径方向のずれを防止することは可能ではあるが、軸方向のずれに対しての対策がなかった。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡単な構成で、径方向のずれを抑制すると共に、軸方向のずれも抑制することができる積層構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。

［１］ 第１の本発明に係る積層構造体は、少なくとも１つの第１かしめ部を有する少なくとも１つの第１鋼板にて構成された第１環状部と、少なくとも１つの第２かしめ部を有する少なくとも１つの第２鋼板にて構成された第２環状部とが、前記第１かしめ部及び前記第２かしめ部を介してかしめ積層され、全体として筒形状を有する積層構造体であって、前記第１かしめ部は、半抜き加工によって前記鋼板の積層方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、前記筒形状の中心に向かう第１凸部を有する第１突起部を有し、前記第２かしめ部は、半抜き加工によって前記鋼板の積層方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、前記筒形状の中心とは反対の方向に向かう第２凸部を有する第２突起部を有し、前記第１凸部と前記第２凸部とが交互に向きを異にして、前記第１鋼板と前記第２鋼板とが積層されていることを特徴とする。

［２］ 第１の本発明において、前記第１かしめ部は、前記第１突起部の形成に伴って形成された前記第１鋼板の切断面に形成され、且つ、前記筒形状の中心に向かう凸形状の第１切り欠き部を有し、前記第２かしめ部は、前記第２突起部の形成に伴って形成された前記第２鋼板の切断面に形成され、且つ、前記筒形状の中心とは反対の方向に向かう凸形状の第２切り欠き部を有し、上からｎ（ｎ＝１、２・・・）番目の前記第１鋼板の前記第１凸部は、上からｎ＋１番目の前記第１鋼板の前記第１切り欠き部にはめ合わされ、上からｎ番目の前記第２鋼板の前記第２凸部は、上からｎ＋１番目の前記第２鋼板の前記第２切り欠き部にはめ合わされていることを特徴とする。

［３］ 第１の本発明において、前記第１凸部及び前記第２凸部の形状は、それぞれ円弧状であることを特徴とする。

［４］ 第２の本発明に係る積層構造体の製造方法は、少なくとも１つの第１鋼板と、少なくとも１つの第２鋼板とかしめ部を介してかしめ積層された積層構造体の製造方法であって、板金の打ち抜き加工及び半抜き加工によって、板面の垂直方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、加工中心に向かう第１凸部を有する第１突起部と、前記第１突起部の形成に伴って形成された切断面に形成され、且つ、前記加工中心に向かう凸形状の第１切り欠き部とを有する第１かしめ部を具備した前記第１鋼板を作製する工程と、板金の打ち抜き加工及び半抜き加工によって、板面の垂直方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、加工中心とは反対の方向に向かう第２凸部を有する第２突起部と、前記第２突起部の形成に伴って形成された切断面に形成され、且つ、前記加工中心とは反対の方向に向かう凸形状の第２切り欠き部とを有する第２かしめ部を具備した前記第２鋼板を作製する工程と、前記第１鋼板と前記第２鋼板とを前記第１かしめ部及び前記第２かしめ部を介してかしめ積層するかしめ工程とを有し、前記かしめ工程では、上からｎ（ｎ＝１、２・・・）番目の前記第１鋼板における前記第１かしめ部の前記第１凸部が、下層の前記第２鋼板における前記第２かしめ部の直線部を乗り越えて、上からｎ＋１番目の前記第１鋼板の前記第１切り欠き部にはめ合うようにかしめることを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る積層構造体及びその製造方法によれば、簡単な構成で、径方向のずれを抑制すると共に、軸方向のずれも抑制することができる。

第１の実施の形態に係る積層構造体（第１積層構造体）を示す斜視図である。 第１積層構造体の構成要素の１つである第１環状部（第１鋼板）を上面から見て示す図である。 第１積層構造体の構成要素の１つである第２環状部（第２鋼板）を上面から見て示す図である。 第１かしめ部及び第２かしめ部並びにこれら第１かしめ部と第２かしめ部のかしめ状態を示す分解斜視図である。 第１鋼板と第２鋼板とを積層する状態を示す分解斜視図である。 第１鋼板と第２鋼板とを第１かしめ部及び第２かしめ部を介してかしめ積層した状態を一部省略して示す断面図である。 本実施の形態に係る積層構造体の製造方法の一例を示す工程ブロック図である。 図８Ａは第２の実施の形態に係る積層構造体（第２層構造体）の構成要素である第１鋼板と第２環状部とを積層する状態を示す分解斜視図であり、図８Ｂは第２積層構造体を示す斜視図である。 図９Ａは第３の実施の形態に係る積層構造体（第３層構造体）の構成要素である第１環状部（３個の第１鋼板）と第２環状部（１個の第２鋼板）とを積層する状態を示す分解斜視図であり、図９Ｂは第３積層構造体を示す斜視図である。 図１０Ａは第４の実施の形態に係る積層構造体（第４層構造体）の構成要素である第１環状部（１個の第１鋼板）と第２環状部（３個の第２鋼板）とを積層する状態を示す分解斜視図であり、図１０Ｂは第４積層構造体を示す斜視図である。 図１１Ａは第５の実施の形態に係る積層構造体（第５層構造体）の構成要素である第１環状部（３個の第１鋼板）と第２環状部（３個の第２鋼板）とを積層する状態を示す分解斜視図であり、図１１Ｂは第５積層構造体を示す斜視図である。

以下、本発明に係る積層構造体及びその製造方法の実施の形態例を図１〜図１１Ｂを参照しながら説明する。

先ず、第１の実施の形態に係る積層構造体（以下、第１積層構造体１０Ａと記す）は、図１に示すように、例えばモータの固定子を構成するものであって、第１環状部１２Ａと第２環状部１２Ｂとが交互に積層されて構成されている。

第１環状部１２Ａは、図２に示すように、複数（例えば１２個）の第１かしめ部１４ａを有する１つの環状の第１鋼板１６ａにて構成され、第２環状部１２Ｂは、図３に示すように、複数（例えば１２個）の第２かしめ部１４ｂを有する１つの環状の第２鋼板１６ｂにて構成されている。本実施の形態では、１２個の第１かしめ部１４ａは第１鋼板１６ａに等間隔で設けられ、１２個の第２かしめ部１４ｂは第２鋼板１６ｂに等間隔で設けられている。

そして、第１積層構造体１０Ａは、図１に示すように、第１鋼板１６ａと第２鋼板１６ｂとが、第１かしめ部１４ａ及び第２かしめ部１４ｂを介してかしめ積層され、全体として筒形状を有する。第１積層構造体１０Ａの中央には軸方向に内孔１８が形成され、該内孔１８には、例えば回転子が配設される。

第１鋼板１６ａは、図２に示すように、第１かしめ部１４ａのほか、中央に形成された第１内孔１８ａと、円周部（第１ヨーク部２０ａ）から第１内孔１８ａに向かって張り出して形成された多数の第１極歯２２ａを有する第１磁極部２４ａと、第１極歯２２ａ間に形成され、コイルが巻回配置される第１スロット２６ａとを有する。

第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａは、図４に示すように、第１突起部３０ａと、第１切り欠き部３２ａとを有する。

第１突起部３０ａは、半抜き加工によって積層方向（第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂの積層方向）に、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂの合計板厚だけ変位して形成され、且つ、筒形状（図１参照）の中心（径方向の内方向）に向かう第１凸部３４ａを有する。

具体的には、この第１突起部３０ａは、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂの合計板厚だけ変位した第１平坦部３６ａと、半抜き加工によって塑性変形した２つの第１支持部３８ａ（第１平坦部３６ａを第１鋼板１６ａに支持する部位）とを有する。第１平坦部３６ａは上面から見てほぼ長方形状を有し、その長軸の方向と第１鋼板１６ａの径方向とが直交する位置関係となっている。また、第１平坦部３６ａの２つの側面（第１側面４０ａ及び第２側面４０ｂ）のうち、筒形状の中心と対向する第１側面４０ａには上述した第１凸部３４ａが形成されている。なお、図４の例では、第１側面４０ａの長さ方向中央部分に第１凸部３４ａを形成した例を示している。第１凸部３４ａの上面と第１平坦部３６ａとは、面一で連続しており、従って、第１凸部３４ａの上面と第１鋼板１６ａの下面との間には、第２鋼板１６ｂの板厚に相当する隙間ｔ１が形成される。

第１切り欠き部３２ａは、第１突起部３０ａの形成に伴って形成された第１鋼板１６ａの切断面に形成され、径方向の内方向に向かって凸とされた形状を有する。具体的には、第１突起部３０ａの形成に伴って、第１鋼板１６ａには、第１突起部３０ａにおける第１平坦部３６ａの第１側面４０ａ及び第２側面４０ｂにそれぞれ対応する第１切断面４２ａ及び第２切断面４２ｂが形成され、このうち、第１切断面４２ａに径方向の内方向に向かって凸形状の第１切り欠き部３２ａが形成されている。

第２鋼板１６ｂも第１鋼板１６ａと同様に、図３に示すように、第２かしめ部１４ｂのほか、中央に形成された第２内孔１８ｂと、円周部（第２ヨーク部２０ｂ）から第２内孔１８ｂに向かって張り出して形成された多数の第２極歯２２ｂを有する第２磁極部２４ｂと、第２極歯２２ｂ間に形成され、コイルが巻回配置される第２スロット２６ｂとを有する。

第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂは、図４に示すように、第２突起部３０ｂと、第２切り欠き部３２ｂとを有する。

第２突起部３０ｂは、半抜き加工によって積層方向に、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂの合計板厚だけ変位して形成され、且つ、筒形状の中心に向かう方向とは逆の方向（径方向の外方向）に向かう第２凸部３４ｂを有する。

具体的には、この第２突起部３０ｂは、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂの合計板厚だけ変位した第２平坦部３６ｂと、半抜き加工によって塑性変形した２つの第２支持部３８ｂ（第２平坦部３６ｂを第２鋼板１６ｂに支持する部位）とを有する。第２平坦部３６ｂは上面から見てほぼ長方形状を有し、その長軸の方向と第２鋼板１６ｂの径方向とが直交する位置関係となっている。また、第２平坦部３６ｂの２つの側面（第３側面４０ｃ及び第４側面４０ｄ）のうち、筒形状の中心とは反対側の第４側面４０ｄには上述した第２凸部３４ｂが形成されている。なお、図４の例では、第４側面４０ｄの長さ方向中央部分に第２凸部３４ｂを形成した例を示している。第２凸部３４ｂの上面と第２平坦部３６ｂとは、面一で連続しており、従って、第２凸部３４ｂの上面と第２鋼板１６ｂの下面との間には、第１鋼板１６ａの板厚に相当する隙間ｔ２が形成される。

第２切り欠き部３２ｂは、第２突起部３０ｂの形成に伴って形成された第２鋼板１６ｂの切断面に形成され、径方向の外方向に向かって凸とされた形状を有する。具体的には、第２突起部３０ｂの形成に伴って、第２鋼板１６ｂには、第２突起部３０ｂにおける第２平坦部３６ｂの第３側面４０ｃ及び第４側面４０ｄにそれぞれ対応する第３切断面４２ｃ及び第４切断面４２ｄが形成され、このうち、第４切断面４２ｄに径方向の外方向に向かって凸形状の第２切り欠き部３２ｂが形成されている。

そして、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂを積層して第１積層構造体１０Ａを作製する場合は、図５に示すように、第１鋼板１６ａ、第２鋼板１６ｂ、第１鋼板１６ａ、第２鋼板１６ｂ・・・というように交互に積層する。このとき、第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとが互いに対向するようにして積層し、かしめ用のパンチを用いて第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとをかしめる。このとき、図４及び図６に示すように、第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａと第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂとが交互に向きを異にして、第１鋼板１６ａと第２鋼板１６ｂとが積層されることとなるが、上からｎ（ｎ＝１、２・・・）番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａは、上からｎ＋１番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１切り欠き部３２ａにはめ合わされ、上からｎ番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂは、上からｎ＋１番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２切り欠き部３２ｂにはめ合わされることになる。

より具体的には、上からｎ番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａは、その下層の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの直線部、すなわち、第３切断面４２ｃを乗り越えて、上からｎ＋１番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１切り欠き部３２ａにはめ合うこととなり、上からｎ番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂは、その下層の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの直線部、すなわち、第２切断面４２ｂを乗り越えて、上からｎ＋１番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２切り欠き部３２ｂにはめ合うこととなる。

第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａ及び第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂの形状は、上述した直線部（第３切断面４２ｃ及び第２切断面４２ｂ）との抵抗をできるだけ少なくするために、円弧状にすることが好ましい。また、第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａ及び第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂの各突出量が大きいと、やはり上述した直線部（第３切断面４２ｃ及び第２切断面４２ｂ）との抵抗が大きくなるため、第１凸部３４ａの突出量は、第１鋼板１６ａの板厚の５％以上、１５％以下であり、第２凸部３４ｂの突出量は、第２鋼板１６ｂの板厚の５％以上、１５％以下であることが好ましい。もちろん、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂのうち、板厚が薄い方を基準にして、該板厚の５％以上、１５％以下としてもよい。本実施の形態では、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂの各板厚が共に同じであって、第１凸部３４ａ及び第２凸部３４ｂの各突出量を、該板厚のほぼ１０％（９％〜１１％）とした。

このように、第１積層構造体１０Ａにおいては、異なる方向に凸部（第１凸部３４ａ及び第２凸部３４ｂ）を有するかしめ部（第１かしめ部１４ａ及び第２かしめ部１４ｂ）を有する第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂを、かしめ部を介してかしめ積層するようにしたので、上からｎ番目の第１凸部３４ａは、上からｎ＋１番目の第１切り欠き部３２ａにかしめられると共に、上からｎ番目の第２凸部３４ｂは、上からｎ＋１番目の第２切り欠き部３２ｂにかしめられることから、径方向のずれが抑制される。しかも、上からｎ番目の第１凸部３４ａと上からｎ番目の第２凸部３４ｂは互いに反対方向に突出していることから、ｎ番目の第１凸部３４ａはその下層の第２鋼板１６ｂの直線部（第３切断面４２ｃ）によって軸方向の動きを抑制され、ｎ番目の第２凸部３４ｂはその下層の第１鋼板１６ａの直線部（第２切断面４２ｂ）によって軸方向の動きを抑制され、その結果、軸方向のずれがほとんど生じない、あるいは大幅に抑制されることとなる。

次に、第１積層構造体１０Ａの製造方法について図７の工程ブロック図も参照しながら説明する。

最初に、第１鋼板１６ａを作製する工程について説明する。

先ず、図７のステップＳ１において、第１板金（金属を薄く平らな形状に形成したもの：図示せず）に対して、第１内孔１８ａの径よりも僅かに小さい径を有する第１基準孔を打ち抜きにて形成する。

その後、ステップＳ２において、第１基準孔の周囲に、後に第１スロット２６ａとなる多数のスロット用貫通孔を打ち抜きにて形成する。

その後、ステップＳ３において、多数のスロット用貫通孔の周囲のうち、第１かしめ部１４ａが形成される位置にそれぞれ２つの切断面（第１切断面４２ａ及び第２切断面４２ｂ）を形成する。２つの切断面は、各長さ方向中心点から第１基準孔の中心に向かう径方向と、各切断面の長さ方向とが直交する位置関係で形成される。２つの切断面のうち、第１基準孔寄りの第１切断面４２ａの長さ方向中心部分は、第１基準孔の中心に向かって湾曲する円弧状に切断される。この円弧状の切断部分は、後に第１切り欠き部３２ａと第１凸部３４ａとなる。なお、第２切断面４２ｂは直線状とされる。

その後、ステップＳ４において、第１切断面４２ａと第２切断面４２ｂとの間の部分を、パンチで半抜き加工することにより、第１突起部３０ａ（第１平坦部３６ａ及び２つの第１支持部３８ａ）を形成する。この半抜き加工によって、図４に示すように、第１平坦部３６ａの２つの側面（第１側面４０ａ及び第２側面４０ｂ）のうち、第１基準孔の中心と対向する第１側面４０ａには上述した円弧状の第１凸部３４ａが形成され、一方、第１切断面４２ａには円弧状の第１切り欠き部３２ａが形成された形態となる。

上述したステップＳ３及びステップＳ４は同時に行うことが可能である。すなわち、第１切断面４２ａ及び第２切断面４２ｂと、第１突起部３０ａ（第１平坦部３６ａ及び２つの第１支持部３８ａ）とを同時に形成することが可能である。

その後、ステップＳ５において、第１基準孔よりも径の大きい第１内孔１８ａを打ち抜きにて形成する。この段階で、第１内孔１８ａ、多数の第１極歯２２ａ、多数の第１スロット２６ａが形成されることとなる。

その後、ステップＳ６において、第１ヨーク部２０ａの外周部分を打ち抜くことによって、図２に示す環状の第１鋼板１６ａが完成する。

次に、第２鋼板１６ｂを作製する工程について説明する。この第２鋼板１６ｂの作製工程は、第１鋼板１６ａの作製と並行して行うようにしてもよい。

先ず、図７のステップＳ１０１において、第２板金（金属を薄く平らな形状に形成したもの：図示せず）に対して、第２内孔１８ｂの径よりも僅かに小さい径を有する第２基準孔を打ち抜きにて形成する。

その後、ステップＳ１０２において、第２基準孔の周囲に、後に第２スロット２６ｂとなる多数のスロット用貫通孔を打ち抜きにて形成する。

その後、ステップＳ１０３において、多数のスロット用貫通孔の周囲のうち、第２かしめ部１４ｂが形成される位置にそれぞれ２つの切断面（第３切断面４２ｃ及び第４切断面４２ｄ）を形成する。２つの切断面は、各長さ方向中心点から第２基準孔の中心に向かう径方向と、各切断面の長さ方向とが直交する位置関係で形成される。２つの切断面のうち、第２基準孔から離れた第４切断面４２ｄの長さ方向中心部分は、第２基準孔の中心から径方向に離れる方向に向かって湾曲する円弧状に切断される。この円弧状の切断部分は、後に第２切り欠き部３２ｂ及び第２凸部３４ｂとなる。なお、第３切断面４２ｃは直線状とされる。

その後、ステップＳ１０４において、第３切断面４２ｃと第４切断面４２ｄとの間の部分を、パンチで半抜き加工することにより、第２突起部３０ｂ（第２平坦部３６ｂ及び２つの第２支持部３８ｂ）を形成する。この半抜き加工によって、図４に示すように、第２平坦部３６ｂの２つの側面（第３側面４０ｃ及び第４側面４０ｄ）のうち、第２基準孔から離れた第４側面４０ｄには上述した円弧状の第２凸部３４ｂが形成され、一方、第４切断面４２ｄには円弧状の第２切り欠き部３２ｂが形成された形態となる。

上述したステップＳ１０３及びステップＳ１０４は同時に行うことが可能である。すなわち、第３切断面４２ｃ及び第４切断面４２ｄと、第２突起部３０ｂ（第２平坦部３６ｂ及び２つの第２支持部３８ｂ）とを同時に形成することが可能である。

その後、ステップＳ１０５において、第２基準孔よりも径の大きい第２内孔１８ｂを打ち抜きにて形成する。この段階で、第２内孔１８ｂ、多数の第２極歯２２ｂ、多数の第２スロット２６ｂが形成されることとなる。

その後、ステップＳ１０６において、第２ヨーク部２０ｂの外周部分を打ち抜くことによって、図３に示す環状の第２鋼板１６ｂが完成する。

そして、図４のステップＳ２０１において、完成した第１鋼板１６ａ、第２鋼板１６ｂ、第１鋼板１６ａ、第２鋼板１６ｂ・・・というように交互に積層する。このとき、第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとが互いに対向するようにして積層する。

その後、ステップＳ２０２において、かしめ用のパンチを用いて第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとをかしめる。かしめ用のパンチとしては、先端が平坦とされ、且つ、外形が、第１平坦部３６ａのうち、第１凸部３４ａを除いた長方形状と同等とされた形状を有するパンチが使用される。このかしめ操作によって、上からｎ番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａは、その下層の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの直線部、すなわち、第３切断面４２ｃを乗り越えて、上からｎ＋１番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１切り欠き部３２ａにはめ合わされ、上からｎ番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂは、その下層の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの直線部、すなわち、第２切断面４２ｂを乗り越えて、上からｎ＋１番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２切り欠き部３２ｂにはめ合わされる。

上述のステップＳ２０２でのかしめが終了した時点で、図１に示す第１積層構造体１０Ａが完成する。

このように、本実施の形態に係る製造方法においては、第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとを対向させながら積層し、さらに、上からｎ番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａを、上からｎ＋１番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１切り欠き部３４ａにはめ合い、上からｎ番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２凸部３２ｂを、上からｎ＋１番目の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの第２切り欠き部３４ｂにはめ合うようにしたので、径方向のずれを抑制すると共に、軸方向のずれも抑制することができる第１積層構造体１０Ａを簡単に作製することができ、第１積層構造体１０Ａの歩留まりも向上させることができる。

なお、第１鋼板１６ａと第２鋼板１６ｂの厚みが同じであれば、例えば同一の第１板金に対してステップＳ１〜Ｓ６及びステップＳ１０１〜Ｓ１０６に示す打ち抜き加工や半抜き加工等を行って第１鋼板１６ａと第２鋼板１６ｂを作製するようにしてもよい。これにより、工数の削減、工程管理の単純化を図ることができる。

次に、第２の実施の形態に係る積層構造体（以下、第２積層構造体１０Ｂと記す）について図８Ａ及び８Ｂを参照しながら説明する。

この第２積層構造体１０Ｂは、図８Ａ及び８Ｂに示すように、上述した第１積層構造体１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１鋼板１６ａに第１かしめ部１４ａと第２かしめ部１４ｂとを設け、第２鋼板１６ｂにも第１かしめ部１４ａと第２かしめ部１４ｂとを設けた点で異なる。具体的には、第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂ共に、例えば６個の第１かしめ部１４ａを等間隔で設け、６個の第２かしめ部１４ｂをそれぞれ第１かしめ部１４ａの間に等間隔で設ける。第１かしめ部１４ａと第２かしめ部１４ｂをそれぞれ同数設けることで、径方向のずれを抑制する力と軸方向のずれを抑制する力を均等に作用させることができるため、好ましい。

そして、これら第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂを積層して第２積層構造体１０Ｂを作製する場合は、第１鋼板１６ａ、第２鋼板１６ｂ、第１鋼板１６ａ、第２鋼板１６ｂ・・・というように交互に積層する。このとき、第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとが互いに対向するようにし、さらに、第１鋼板１６ａの第２かしめ部１４ｂと第２鋼板１６ｂの第１かしめ部１４ａとが互いに対向するようにする。もちろん、本実施の形態では、第１かしめ部１４ａと第２かしめ部１４ｂを等間隔に設けるようにしているため、例えば第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとを互いに対向させれば、同時に、第１鋼板１６ａの第２かしめ部１４ｂと第２鋼板１６ｂの第１かしめ部１４ａとが互いに対向することとなり、その作業は簡単である。

第１鋼板１６ａの第１かしめ部１４ａと第２鋼板１６ｂの第２かしめ部１４ｂとをかしめ、第１鋼板１６ａの第２かしめ部１４ｂと第２鋼板１６ｂの第１かしめ部１４ａとをかしめることで、上からｎ番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１凸部３４ａは、その下層の第２鋼板１６ｂにおける第２かしめ部１４ｂの直線部、すなわち、第３切断面４２ｃを乗り越えて、上からｎ＋１番目の第１鋼板１６ａにおける第１かしめ部１４ａの第１切り欠き部３２ａにはめ合わされ、上からｎ番目の第１鋼板１６ａにおける第２かしめ部１４ｂの第２凸部３４ｂは、その下層の第２鋼板１６ｂにおける第１かしめ部１４ａの直線部、すなわち、第２切断面４２ｂを乗り越えて、上からｎ＋１番目の第１鋼板１６ａにおける第２かしめ部１４ｂの第２切り欠き部３２ｂにはめ合わされることとなる。これは、第２鋼板１６ｂにおいても同様である。

１つの鋼板に第１かしめ部１４ａ及び第２かしめ部１４ｂを設けるようにしたので、第１鋼板１６ａと第２鋼板１６ｂの厚みが同じであれば、例えば第１鋼板１６ａ（又は第２鋼板１６ｂ）のみを用いて第２積層構造体１０Ｂを作製することも可能である。

なお、例えば第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂへの第１かしめ部１４ａと第２かしめ部１４ｂの形成位置や各形成個数は、第１鋼板１６ａと第２鋼板１６ｂとを積層したときに、第１かしめ部１４ａと第２かしめ部１４ｂとが対向する位置関係を満足する限り、任意である。

次に、第３の実施の形態に係る積層構造体（以下、第３積層構造体１０Ｃと記す）について図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら説明する。

この第３積層構造体１０Ｃは、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、上述した第１積層構造体１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１環状部１２Ａは、複数（例えば３個）の円弧状の第１鋼板１６ａが環状に組み合わされて構成され、第２環状部１２Ｂは、１つの環状の第２鋼板１６ｂにて構成されている点で異なる。

そして、これら第１環状部１２Ａ及び第２環状部１２Ｂを積層して第３積層構造体１０Ｃを作製する場合は、第１環状部１２Ａ、第２環状部１２Ｂ、第１環状部１２Ａ、第２環状部１２Ｂ・・・というように交互に積層することになるが、この場合、各第１環状部１２Ａを構成する３個の第１鋼板１６ａの接合部分が積層方向に揃うようにしてもよいし、あるいは、各第１環状部１２Ａをそれぞれ６０°だけ回転させながら積層して、第１鋼板１６ａの接合部分が積層方向に揃わないようにしてもよい。

次に、第４の実施の形態に係る積層構造体（以下、第４積層構造体１０Ｄと記す）について図１０Ａ及び１０Ｂを参照しながら説明する。

この第４積層構造体１０Ｄは、図１０Ａ及び１０Ｂに示すように、上述した第３積層構造体１０Ｃとは反対に、第１環状部１２Ａは、１つの環状の第１鋼板１６ａにて構成され、第２環状部１２Ｂは、複数（例えば３個）の円弧状の第２鋼板１６ｂが環状に組み合わされて構成されている点で異なる。

そして、これら第１環状部１２Ａ及び第２環状部１２Ｂを積層して第４積層構造体１０Ｄを作製する場合は、第１環状部１２Ａ、第２環状部１２Ｂ、第１環状部１２Ａ、第２環状部１２Ｂ・・・というように交互に積層することになるが、この場合、各第２環状部１２Ｂを構成する３個の第２鋼板１６ｂの接合部分が積層方向に揃うようにしてもよいし、あるいは、各第２環状部１２Ｂをそれぞれ６０°だけ回転させながら積層して、第２鋼板１６ｂの接合部分が積層方向に揃わないようにしてもよい。

次に、第５の実施の形態に係る積層構造体（以下、第５積層構造体１０Ｅと記す）について図１１Ａ及び図１１Ｂを参照しながら説明する。

この第５積層構造体１０Ｅは、図１１Ａ及び１１Ｂに示すように、上述した第１積層構造体１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１環状部１２Ａは、複数（例えば３個）の円弧状の第１鋼板１６ａが環状に組み合わされて構成され、第２環状部１２Ｂも、複数（例えば３個）の円弧状の第２鋼板１６ｂが環状に組み合わされて構成されている点で異なる。

そして、これら第１鋼板１６ａ及び第２鋼板１６ｂを積層して第５積層構造体１０Ｅを作製する場合は、第１環状部１２Ａ、第２環状部１２Ｂ、第１環状部１２Ａ、第２環状部１２Ｂ・・・というように交互に積層することになるが、この場合、第１環状部１２Ａを構成する３個の第１鋼板１６ａの接合部分と、第２環状部１２Ｂを構成する３個の第２鋼板１６ｂの接合部分とが積層方向に揃えるようにしてもよいし、あるいは、第１環状部１２Ａ及び第２環状部１２Ｂをそれぞれ６０°だけ回転させながら積層して、第１環状部１２Ａを構成する３個の第１鋼板１６ａの接合部分と、第２環状部１２Ｂを構成する３個の第２鋼板１６ｂの接合部分とが積層方向に揃わないようにしてもよい。

上述した第３積層構造体〜第５積層構造体においても、第２積層構造体と同様に、第１鋼板及び第２鋼板共に、第１かしめ部と第２かしめ部とを混在して設けるようにしてもよい。

上述した第３積層構造体〜第５積層構造体においても、上述した第２積層構造体と同様に、第１鋼板及び第２鋼板のそれぞれに第１かしめ部及び第２かしめ部を設けるようにしてもよい。

また、第３積層構造体〜第５積層構造体においては、それぞれ３個の円弧状の鋼板１６ａを環状に組み合わさせて１つの環状部を構成するようにしたが、その他、２個の鋼板、あるいは４個以上の鋼板を環状に組み合わさせて１つの環状部を構成するようにしてもよい。また、第５積層構造体において、１つの第１環状部を構成する第１鋼板の数と、１つの第２環状部を構成する第２鋼板の数を違えても構わない。

なお、本発明に係る積層構造体及びその製造方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０Ａ〜１０Ｅ…第１積層構造体〜第５積層構造体
１２Ａ…第１環状部 １２Ｂ…第２環状部
１４ａ…第１かしめ部 １４ｂ…第２かしめ部
１６ａ…第１鋼板 １６ｂ…第２鋼板
３０ａ…第１突起部 ３０ｂ…第２突起部
３２ａ…第１切り欠き部 ３２ｂ…第２切り欠き部
３４ａ…第１凸部 ３４ｂ…第２凸部
３６ａ…第１平坦部 ３６ｂ…第２平坦部
４０ａ〜４０ｄ…第１側面〜第４側面
４２ａ〜４２ｄ…第１切断面〜第４切断面

Claims (4)

1. 少なくとも１つの第１かしめ部を有する少なくとも１つの第１鋼板にて構成された第１環状部と、少なくとも１つの第２かしめ部を有する少なくとも１つの第２鋼板にて構成された第２環状部とが、前記第１かしめ部及び前記第２かしめ部を介してかしめ積層され、全体として筒形状を有する積層構造体であって、
   前記第１かしめ部は、半抜き加工によって前記鋼板の積層方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、前記筒形状の中心に向かう第１凸部を有する第１突起部を有し、
   前記第２かしめ部は、半抜き加工によって前記鋼板の積層方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、前記筒形状の中心とは反対の方向に向かう第２凸部を有する第２突起部を有し、
   前記第１凸部と前記第２凸部とが交互に向きを異にして、前記第１鋼板と前記第２鋼板とが積層されていることを特徴とする積層構造体。
2. 請求項１記載の積層構造体において、
   前記第１かしめ部は、前記第１突起部の形成に伴って形成された前記第１鋼板の切断面に形成され、且つ、前記筒形状の中心に向かう凸形状の第１切り欠き部を有し、
   前記第２かしめ部は、前記第２突起部の形成に伴って形成された前記第２鋼板の切断面に形成され、且つ、前記筒形状の中心とは反対の方向に向かう凸形状の第２切り欠き部を有し、
   上からｎ（ｎ＝１、２・・・）番目の前記第１鋼板の前記第１凸部は、上からｎ＋１番目の前記第１鋼板の前記第１切り欠き部にはめ合わされ、
   上からｎ番目の前記第２鋼板の前記第２凸部は、上からｎ＋１番目の前記第２鋼板の前記第２切り欠き部にはめ合わされていることを特徴とする積層構造体。
3. 請求項１記載の積層構造体において、
   前記第１凸部及び前記第２凸部の形状は、それぞれ円弧状であることを特徴とする積層構造体。
4. 少なくとも１つの第１鋼板と、少なくとも１つの第２鋼板とかしめ部を介してかしめ積層された積層構造体の製造方法であって、
   板金の打ち抜き加工及び半抜き加工によって、板面の垂直方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、加工中心に向かう第１凸部を有する第１突起部と、前記第１突起部の形成に伴って形成された切断面に形成され、且つ、前記加工中心に向かう凸形状の第１切り欠き部とを有する第１かしめ部を具備した前記第１鋼板を作製する工程と、
   板金の打ち抜き加工及び半抜き加工によって、板面の垂直方向に前記第１鋼板及び前記第２鋼板の合計板厚だけ変位して形成され、且つ、加工中心とは反対の方向に向かう第２凸部を有する第２突起部と、前記第２突起部の形成に伴って形成された切断面に形成され、且つ、前記加工中心とは反対の方向に向かう凸形状の第２切り欠き部とを有する第２かしめ部を具備した前記第２鋼板を作製する工程と、
   前記第１鋼板と前記第２鋼板とを前記第１かしめ部及び前記第２かしめ部を介してかしめ積層するかしめ工程とを有し、
   前記かしめ工程では、上からｎ（ｎ＝１、２・・・）番目の前記第１鋼板における前記第１かしめ部の前記第１凸部が、下層の前記第２鋼板における前記第２かしめ部の直線部を乗り越えて、上からｎ＋１番目の前記第１鋼板の前記第１切り欠き部にはめ合うようにかしめることを特徴とする積層構造体の製造方法。

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