JP5606168B2 - 積層コアの転積方法及び積層コア - Google Patents

Description

本発明は、プレス加工により電磁鋼板から打ち抜いた複数のコアプレートを転積しつつ積層する積層コアの転積方法及びこの方法を好適に用いられる積層コアに関するものである。

モータにはロータとステータとが備えられている。これらのロータ及びステータは、プレス加工により電磁鋼板の圧延材から所定形状のコアプレートを打ち抜き、このコアプレートを複数積層して積層コアを形成することにより製造される。

ところが、上記の電磁鋼板の圧延工程に用いる圧延ローラには僅かな撓みが存在し、この撓みのために圧延材の厚さを完全に均一とすることが難しく、打ち抜かれたコアプレートには板厚偏差が生じてしまうといった問題を有している。そのため、打ち抜かれたコアプレートを複数積層して形成された積層コアにおいてはその数倍もの板厚偏差が生じ、モータを構成した際の軸孔の直角度やスロットの倒し等に著しい悪影響を及ぼすこととなる。

この板厚偏差に対応する技術としては、打ち抜いた薄板鋼板を積層用固定筒体の内部空間に１枚ずつ挿入し、これを所定角度だけ回転させることにより、プレス加工機器を高速稼働した場合にもダイとポンチとの相対位置を常に高精度に保持しつつ、板厚偏差を相殺或いは分散することができる積層体の製造方法及びその装置が報告されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、従来、積層コアを製造する場合においては、位置決め精度の向上と連結強度の向上を目的として、打ち抜くコアプレートの平面部にカシメダボ、例えば表面が凹部であり裏側が凸部となる凹凸を形成し、コアプレートを積層する際に凸部を凹部に圧入させて凹凸部を嵌め合わせることにより、コアプレートどうしを接合させる方法が用いられている（例えば、特許文献２参照。）。

しかしながら、上記の特許文献１における技術は単板処理をする装置であるため、この技術をカシメダボを有する積層コアに適用した場合には、積層コアを所定の長さに分離する際に、積層コアのブロック間において適切に分離することが困難であり、分離する際に力を掛けすぎると、積層コアが変形してしまうおそれがあった。

特開２００５−２１１９６４号公報 特開平６−１６５４４７号公報

したがって、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、積層コアをブロックごとに確実かつ容易に分離して転積することにより、短時間で板厚偏差を相殺させることができる積層コアの転積方法及びこの方法を好適に用いられる積層コアを提供することを目的としている。

本発明の積層コアの転積方法は、複数のリング状コアプレートを積層してコアブロックを形成し、これを積層方向に複数保持する工程と、上記複数のコアブロックから最下側のコアブロックを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程と、上記複数のコアブロックから上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程とを備え、その後、回転させるコアブロック数が所定数になるまで、上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程から上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程までを繰り返す積層コアの転積方法において、上記コアブロックを分離する工程及び上記コアブロックを所定角度回転する工程は、上記複数のコアブロック間の界面に位置するコアプレートは、中心から放射状外側に押圧されると、隣接するコアプレートにおけるカシメダボとの嵌合が解除される構成のカシメダボが備えられており、上記コアブロックの内面側から放射状外側にコアブロックを把持した状態で行われ、上記把持により、保持されたコアブロックと分離するコアブロックとの界面におけるコアブロック間の接合強度が低減されることを特徴としている。

本発明によれば、積層コアをブロックごとに確実かつ容易に分離して転積することによって、短時間で板厚偏差を相殺させた積層コアを生産することができる。

本発明の積層コアにおけるコアプレートの２種類のカシメダボを示した上面図である。 本発明の積層コアにおける分離様式を説明する側断面図（ａ）及びこの状態におけるカシメダボの上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアにおける分離様式を説明する側断面図（ａ）及びこの状態におけるカシメダボの上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアにおける分離様式を説明する側断面図（ａ）及びこの状態におけるカシメダボの上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。 本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図である。

１．積層コア
本発明の積層コアには、ロータコアだけではなくステータコアも含まれるが、以下の実施形態においてはロータコアについて説明する。本発明においては、図２（ａ）に示されているように、複数のリング状のコアプレート７が厚さ方向に積層されてコアブロック６が形成され、このコアブロック６が複数積層されて積層コアが構成されている。本発明におけるコアプレート７は、図５（ｂ）に示されているように、中心にモータの回転軸となるシャフトを通すための開口部８が設けられ、モータの極数に応じた個数の磁石用穴９が周方向に等角度で配置されている。また、本発明においては、位置決め精度の向上と連結強度の向上ために、コアプレート７の厚み方向に互いに嵌合可能なカシメダボ１０が形成されていることが必須である。このカシメダボ１０は、例えば、コアプレート７の平面部において、表面が凹部であり裏側が凸部となる凹凸を形成し、複数枚のコアプレートを積層する際に凸部を隣接するコアプレートの凹部に圧入させて凹凸部を嵌め合わせ、コアプレートどうしを接合させる構成である。

また、本発明の積層コアにおいては、複数のコアブロック間の界面に位置するコアプレート、すなわち、コアブロックの最下側または最上側のコアプレートには、中心から放射状外側に押圧された場合に、隣接するコアプレートにおけるカシメダボとの嵌合が解除される構成のカシメダボが備えられている。具体的には、複数のコアブロック間の界面に位置しないコアプレートのカシメダボ（図１（ａ））に対して、界面に位置するコアプレートのカシメダボ１０は、図１（ｂ）に示されているように、中心から放射状外側（図面における左側から右側）に向かって幅が小さくなる形状とすることができる。

このような構成によれば、図２（ａ）に示されているように、複数のリング状コアプレート７が積層されてコアブロック６が形成され、これが積層方向に複数保持された状態においては、コアブロック６間の界面に位置するコアプレート７のカシメダボ１０は、図２（ｂ）に示されているように嵌合されている。ところが、コアブロック６間の界面に位置するコアプレート７のカシメダボ１０の凸部が図面左側から右側に向かって幅が小さくなる形状を有することから、このカシメダボによる嵌合は他の嵌合よりも接合強度が僅かに低くなっている。そのため、図３（ａ）に示されているように、コアブロック６の内側面が把持部１１により押圧されると、図３（ｂ）に示されているように、このカシメダボによる嵌合が優先的に解除されて、コアブロックごとの分離が良好に行われる（図４）。

２．積層コアの転積装置
以下、図面を用いて本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する積層コアの転積装置について具体的に説明する。図５は本発明の積層コアの転積方法を好適に実施する装置の一例を示す側断面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。この積層コアの転積装置には、図に示されたように、受け型１、支持手段２、昇降回転手段３、把持手段４及び固定手段５が設けられている。受け型１は、その内部に複数のコアブロック６を上下方向に積層して保持する通路を備えており、この通路の内側面とコアブロック６の外側面との摩擦によってコアブロック６が保持され、上方から新たなコアブロック６が収容されるにしたがって保持されているコアブロック６が押圧されて下方へと降下していく構成である。この場合、コアブロック６は、電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を受け型１内で連続的に積層して形成及び保持されてもよく、また、予め電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を複数積層して形成され、受け型１内に収容及び保持されてもよい。

また、上記の支持手段２は、図５（ａ）に示されているように、受け型１から押圧されて降下したコアブロック６を下方から支持するとともに、必要に応じて、上下方向に所定量上昇及び降下する機構を有している。この支持手段２は、コアブロック６の昇降に用いられるだけでなく、受け型１内を降下するコアプレート７を下方から押圧することにより、カシメダボ１０の嵌合をより確実にするためにも用いられる。

さらに、上記の昇降回転手段３は、図５（ａ）及び（ｂ）に示されているように、昇降回転手段３の回転軸がコアプレート７の開口部８の中心と一致するように配置されており、この回転軸を中心に所定角度回転するとともに、上下方向に所定量上昇及び降下する機構を備えている。また、この昇降回転手段３には、半径方向外側に向けて放射状に複数（この例示においては１２個）の把持手段４が設けられている。この把持手段４には、最も半径方向外側に把持部１１が弾性部材１２を介して備えられている。さらに、上記の積層コアの転積装置においては、この把持手段４の上下方向の移動を制限する固定手段５が設けられている。

上記の昇降回転手段３と把持手段４との接触部分には、それぞれ傾斜面が設けられており、相対的に上下方向に移動させると、互いの傾斜面が押し合って、これらの部材を左右方向に移動させるよう構成されている。そのため、固定手段５に上下方向の移動を制限された状態の把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に降下させると、把持手段４が半径方向外側に押し出され、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形が拡径される。これにより、コアブロック６を内側から把持することが可能となる。

また、電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレートでは僅かに内周に誤差が生じ、上記のように、コアブロックを内側から把持すると、内周が僅かに大きなものでは把持力が不足してしまい、また、反対に内周が僅かに小さなものではコアブロックに変形してしまうといった問題を有していた。そこで、この把持手段４には、上記の弾性部材１２が設けられており、コアブロックの内周に誤差が生じている場合であっても把持力を一定に保持することができる。このような弾性部材１２としては適切な弾性力を有するものであればいずれのものでもよいが、具体的には皿ばねやゴム部材等が挙げられる。

３．積層コアの転積方法
次に、上記積層コアの転積装置を用いた本発明の積層コアの転積方法について具体的に説明する。
本発明の積層コアの転積方法は、複数のリング状コアプレートを積層してコアブロックを形成し、これを積層方向に複数保持する工程と、上記複数のコアブロックから最下側のコアブロックを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程と、上記複数のコアブロックから上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程と、上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程とを備え、その後、回転させるコアブロック数が所定数になるまで、上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程から上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程までを繰り返す積層コアの転積方法において、上記コアブロックを分離する工程及び上記コアブロックを所定角度回転する工程は、上記コアブロックの内面側から放射状外側にコアブロックを把持した状態で行われ、上記把持により、保持されたコアブロックと分離するコアブロックとの界面におけるコアブロック間の接合強度が低減されることを特徴としている。

（１）コアブロックの保持工程
まず、図５（ａ）に示されているように、電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を受け型１の通路内に連続的に積層してコアブロック６を複数形成及び保持させるか、または、予め電磁鋼板から打ち抜かれたリング状コアプレート７を複数積層してコアブロック６を形成し、これを複数受け型１の通路内に収容及び保持させる。その際、受け型１の通路の内側面とコアブロック６の外側面との摩擦によってコアブロック６が保持される。そして、上方から新たなコアブロック６が収容されるにしたがって保持されているコアブロック６が押圧されて下方へと降下していき、受け型１の下端からコアブロック１個分下方の位置に配置された支持手段２上で上下方向に積層される。つまり、最下側のコアブロック６の外側面が受け型１の通路の内側面から開放された状態となる。また、この状態においては、把持手段４の把持部１１が最下側のコアブロック６の内側面に対向し僅かに離間して配置されている。そして、把持手段４は、固定手段５により上下方向の移動が規制されている。

（２）コアブロックの分離工程
次いで、図６（ａ）に示されているように、固定手段５に上下方向の移動を制限された状態の把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に降下させることにより、昇降回転手段３と把持手段４との接触部分の傾斜面が互いに押し合って、図６（ａ）及び（ｂ）に示されているように、把持手段４が半径方向外側に押し出され、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形が拡径される。これにより、最下側のコアブロック６を内側から把持させる。この把持によって、上述されたように、保持されたコアブロックと分離するコアブロックとの界面におけるコアブロック間の接合強度が低減される。

そして、図７に示されているように、固定手段５による把持手段４の規制を解除し、支持手段２を降下してコアブロック６の下方からの支持も解除する。この状態においては、最下側のコアブロック６は、把持手段４により内側から把持されているため、下方へ落下することなくこれまでの位置に保持されている。

次に、図８に示されているように、昇降回転手段３を降下させることにより、把持手段４に把持された最下側のコアブロック６が受け型１の通路内に積層された他のコアブロック６から分離させる。

（３）コアブロックの回転工程及び接合工程
次いで、図９（ａ）及び（ｂ）に示されているように、分離されたコアブロック６とともに昇降回転手段３を所定角度回転させる。そして、図１０に示されているように、昇降回転手段３を上昇させることにより、把持手段４に把持された最下側のコアブロック６を受け型１の通路内に積層された他のコアブロック６に再び接合させる。

（４）複数コアブロックの転積工程
次に、図１１に示されているように、支持手段２を上昇させてコアブロック６を下方から支持した後、図１２に示されているように、把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に上昇させることにより、昇降回転手段３と把持手段４との接触部分の押し合いが解除され、把持手段４が半径方向内側に移動し、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形が縮径される。これにより、コアブロック６の内側からの把持が解除される。

次いで、図１３に示されているように、把持手段４を固定手段５により上下方向の移動を規制した後、図１４に示されているように、支持手段２上に積層されたコアブロック６をさらにコアブロック１個分降下させて、最下側のコアブロック６とその１つ上側のコアブロックのコアブロック２個分が受け型１の下端から押し出された状態とする。そして、この状態において、図１５に示されているように、再び、固定手段５に上下方向の移動を制限された状態の把持手段４に対して昇降回転手段３を相対的に降下させて、把持手段４を半径方向外側に押し出し、全ての把持手段４の把持部１１により形成される円形を拡径させる。これにより、最下側のコアブロックとその１つ上側のコアブロックを内側から把持させる。

その後、上記のコアブロックの回転工程及び接合工程を行い、最下側のコアブロックとその１つ上側のコアブロックの転積を行う。そして、上記と同様にして、回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを所定角度ずつ回転させて、回転させたコアブロック数が所定数になるまで繰り返す。

コアブロック６を回転させる角度は任意に設定することができるが、例えば６０度に設定する場合、６ブロックを回転させることにより、積層コアの一周分の転積が実施される。この転積効果はコアプレートを一枚一枚転積させた場合と同等の効果が得られる。

１…受け型、２…支持手段、３…昇降回転手段、４…把持手段、５…固定手段、
６…コアブロック、７…コアプレート、８…開口部、９…磁石用穴、１０…カシメダボ、
１１…把持部、１２…弾性部材。

Claims (2)

1. 複数のリング状コアプレートを積層してコアブロックを形成し、これを積層方向に複数保持する工程と、
   上記複数のコアブロックから最下側のコアブロックを分離する工程と、
   上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、
   上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程と、
   上記複数のコアブロックから上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程と、
   上記分離されたコアブロックを所定角度回転する工程と、
   上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程とを備え、
   その後、回転させるコアブロック数が所定数になるまで、上記回転されたコアブロックとその１つ上側のコアブロックとを分離する工程から上記回転されたコアブロックを上記複数のコアブロックに再び接合する工程までを繰り返す積層コアの転積方法において、
   上記複数のコアブロック間の界面に位置するコアプレートは、中心から放射状外側に押圧されると、隣接するコアプレートにおけるカシメダボとの嵌合が解除される構成のカシメダボが備えられており、
   上記コアブロックを分離する工程及び上記コアブロックを所定角度回転する工程は、上記コアブロックの内面側から放射状外側にコアブロックを把持した状態で行われ、
   上記把持により、保持されたコアブロックと分離するコアブロックとの界面におけるコアブロック間の接合強度が低減されることを特徴とする積層コアの転積方法。
2. 前記界面に位置するコアプレートのカシメダボは、中心から放射状外側に向かって幅が小さくなる形状であることを特徴とする請求項１に記載の積層コアの転積方法。

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