JP5734153B2 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数枚の鉄心要素板を積層してなり、その各鉄心要素板には、互いに反対方向に傾斜して外端を鉄心要素板に一体に連結する一対の傾斜部及び、これら傾斜部の内端を相互に連結する連結部よりなり、表裏面が凸面及び凹面となり、且つ両側面が鉄心要素板から剪断された剪断面とされるカシメ用突起と、このカシメ用突起の剪断跡に残り、隣接する鉄心要素板のカシメ用突起が嵌合するカシメ孔とを形成した積層鉄心の製造方法の改良に関する。かゝる積層鉄心は、電動モータや発電機、変圧器等の鉄心に使用される。

かゝる積層鉄心は、下記特許文献１及び２に開示されているように既に知られている。

特開平１０−８００７８号公報 特開２００６−１６６５００号公報

かゝる積層鉄心においては、各鉄心要素板のカシメ用突起では、カシメ用突起を鉄心要素板と同じ肉厚に形成した場合、凸面の形状が凹面の形状より大きいため、複数枚の鉄心要素板を積層したとき、隣接する鉄心要素板同士の間、並びに隣接するカシメ用突起の対向する凹面の底部と凸面の頂部との間に隙間ができ、積層鉄心の鉄損を増加させる等の性能低下を招くという問題がある。

そこで、特許文献１及び２に記載の積層鉄心では、各鉄心要素板の一部に薄肉部を形成し、この薄肉部にカシメ用突起を成形することで、隣接する鉄心要素板同士を隙間の無い密着状態にしているが、カシメ用突起が全体にわたり薄肉になっているため、隣接するカシメ用突起の凹面底部と凸面の頂部との間には依然隙間が存在し、積層鉄心の性能向上は充分でない。

本発明は、かゝる事情に鑑みてなされたもので、隣接する鉄心要素板同士間からは勿論、隣接するカシメ用突起の凹面の底部と凸面の頂部との間からも隙間を排除し得るようにした前記積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数枚の鉄心要素板を積層してなり、その各鉄心要素板には、互いに反対方向に傾斜して外端を鉄心要素板に一体に連結する一対の傾斜部及び、これら傾斜部の内端を相互に連結する連結部よりなり、表裏面が凸面及び凹面となり、且つ両側面が鉄心要素板から剪断された剪断面とされるカシメ用突起と、このカシメ用突起の剪断跡に残り、隣接する鉄心要素板のカシメ用突起が嵌合するカシメ孔とを形成した積層鉄心であって、前記各カシメ用突起では、前記連結部の肉厚を鉄心要素板の肉厚と同じにすると共に、前記一対の傾斜部の肉厚を鉄心要素板の肉厚より小さくすることにより、各鉄心要素板のカシメ用突起を隣接する鉄心要素板のカシメ孔に嵌合した状態で、各カシメ用突起の前記凹面に隣接するカシメ用突起の前記凸面が密着するようにした積層鉄心を製造するに当たり、鉄心要素板における前記傾斜部の形成予定箇所に一方向に突出する予備成形突起を第１パンチにより、該予備成形突起の肉厚を減じつゝ押し出し成形する工程と、その工程後、第２パンチにより前記予備成形突起を反転させながら前記カシメ用突起を他方向へ押し出し成形することにより、該カシメ用突起において前記傾斜部の肉厚のみを鉄心要素板の肉厚より小とせしめる工程とを実行することを第１の特徴とする。

さらに本発明は、第１特徴に加えて、前記予備成形突起の押し出し成形は、該予備成形突起の全周が鉄心要素板から切断されないように行うことを第２の特徴とする。

さらにまた本発明は、第１の特徴に加えて、前記第１パンチとして、前記カシメ用突起における傾斜部及び連結部間の境界線に沿う方向の横幅が、前記第２パンチの前記方向の横幅より小としたものを使用することを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、複数の鉄心要素板を、カシメ用突起及びカシメ孔を正対させて積層したとき、正対したカシメ用突起及びカシメ孔が相互に嵌合し、また各カシメ用突起の連結部の肉厚が鉄心要素板の肉厚と同じであり、また一対の傾斜部の肉厚が鉄心要素板の肉厚より小であることにより、隣接する鉄心要素板同士は勿論、隣接するカシメ用突起の凸面と凹面とが、隙間なく密着することになって、鉄損の少ない高性能の積層鉄心を得ることのできるカシメ用突起の傾斜部を、肉厚減とした予備成形突起を反転させながら押し出し成形するので、傾斜部では、その肉厚が鉄心要素板の肉厚より減少し、傾斜部同士を連結する連結部では、その肉厚を鉄心要素板の肉厚と同等に維持することができて、このような特徴の構成を有するカシメ用突起を容易に得ることができる。しかも、カシメ用突起の成形後は、そのカシメ用突起に潰し等の加工を何等加えないから、剪断面及びカシメ孔の寸法精度を高く維持することができる。

本発明の第２の特徴によれば、予備成形突起の押し出し成形時、予備成形突起の全体に引っ張り荷重が作用し、その全体にわたり肉厚を効果的に減少させることができる。

本発明の第３の特徴によれば、第２パンチによりカシメ用突起を押し出し成形した際、鉄心要素板には、予備成形突起の痕跡を殆ど残さずに済み、したがって良質のカシメ用突起付き鉄心要素板を得ることができる。

本発明の実施形態に係る積層鉄心の縦断側面図（図２の１−１線断面図）。 図１の平面図。 鉄心要素板に予備成形突起を成形する工程説明図（図４の３−３線断面図）。 図３の４−４線断面図。 予備成形突起の成形後、鉄心要素板にカシメ用突起を成形する工程説明図（図６の５−５線断面図）。 図５の６−６線断面図。

本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

先ず、図１及び図２により積層鉄心１０の構成について説明する。

積層鉄心１０は、複数枚の鉄心要素板１１，１１…を積層してなる。その鉄心要素板１１には、両側面が鉄心要素板１１から剪断された剪断面１３，１３とされるカシメ用突起１２と、このカシメ用突起１２の剪断跡に残るカシメ孔１４とが形成される。

上記カシメ用突起１２は、互いに反対方向に傾斜して外端を鉄心要素板１１に一体に連結する一対の傾斜部１２ａ，１２ａと、これら傾斜部１２ａ，１２ａの内端を相互に連結する連結部１２ｂとよりなる。このカシメ用突起１２の表裏面は、台形の凸面１５及び凹面１６となっており、カシメ用突起１２の前記剪断面１３，１３は、傾斜部１２ａ及び連結部１２ｂ間の境界線Ｌと直交することになる。

各カシメ用突起１２において、連結部１２ｂの肉厚Ｔ３は鉄心要素板１１の肉厚Ｔ１と同じに設定され、一対の傾斜部１２ａ，１２ａの肉厚Ｔ２は、鉄心要素板１１の肉厚Ｔ１より小さく設定される。これによって、各カシメ用突起１２における台形の凸面１５及び凹面１６の形状は互いに合同とされる。

したがって、上記カシメ用突起１２をそれぞれ形成した複数の鉄心要素板１１，１１…は、カシメ用突起１２及びカシメ孔１４を正対させて積層されると、正対したカシメ用突起１２及びカシメ孔１４は相互に嵌合し、隣接する鉄心要素板１１，１１…同士は勿論、隣接するカシメ用突起１２，１２の凸面１５と凹面１６も、隙間なく密着することになる。かくして、鉄損の少ない高性能の積層鉄心１０を得ることができる。

次に、上記積層鉄心１０の製造方法について説明する。

先ず、図３及び図４に示すように、第１ダイ２０で支承した鉄心要素板１１における前記カシメ用突起１２の傾斜部１２ａ，１２ａの形成予定箇所に第１パンチ２１を第１ダイ２０に向けて押し出して、前記傾斜部１２ａ，１２ａの形成予定箇所に、第１ダイ２０側へ突出する一対の予備成形突起１９，１９を、その肉厚をＴ１からＴ２へと減じつゝ押し出し成形する。

その際、各予備成形突起１９は、その全周にわたり鉄心要素板１１に一体に繋げておくとよい。即ち、予備成形突起１９の全周は鉄心要素板１１から切断されないようにする。そうすれば、予備成形突起１９の押し出し成形時、予備成形突起１９の全体に伸びが生じし、その全体にわたり肉厚を効果的に減少させることができる。

上記予備成形突起１９，１９の成形後は、図５及び図６に示すように、第２ダイ２２により鉄心要素板１１を予備成形突起１９，１９と反対側の面で支承し、そして第２パンチ２３により、鉄心要素板１１の、予備成形突起１９，１９間の部分を第２ダイ２２側へ押し出すことにより、予備成形突起１９，１９を反転させながら前記カシメ用突起１２を成形すると共に、その両側面を鉄心要素板１１から剪断して剪断面１３，１３となす。その剪断跡には前記カシメ孔１４が残る。

このように、カシメ用突起１２は、肉厚をＴ２と減じた予備成形突起１９，１９を反転させながら押し出し成形される。その結果、予備成形突起１９，１９は伸びて傾斜部１２ａ，１２ａを構成するので、傾斜部１２ａ，１２ａの肉厚は、予備成形突起１９，１９の肉厚Ｔ２が反映される。一方、傾斜部１２ａ，１２ａ間を連結する連結部１２ｂでは、カシメ用突起１２の成形時、殆ど伸びが発生しないため、連結部１２ｂの肉厚Ｔ３は鉄心要素板１１の肉厚Ｔ１と同等に維持することができる。而して、鉄心要素板１１における台形の凸面１５及び凹面１６の形状は互いに合同となる。

またカシメ用突起１２の成形後は、カシメ用突起１２に潰し等の加工を何等加えないから、剪断面１３，１３及びカシメ孔１４の寸法精度を高く維持することができる。

その後、図１及び図２に示すように、カシメ用突起１２及びカシメ孔１４を正対させるようにして複数の鉄心要素板１１，１１…を積層させると、カシメ用突起１２及びカシメ孔１４は相互に嵌合し、隣接する鉄心要素板１１，１１…同士は密着すると共に、隣接するカシメ用突起１２の凸面１５と凹面１６をも密着させることができる。しかも、カシメ用突起１２の剪断面１３，１３及びカシメ孔１４の寸法精度が高いことから、カシメ用突起１２及びカシメ孔１４相互の嵌合により、隣接する鉄心要素板１１，１１相互間の位置精度が向上する。かくして、寸法精度が高く、且つ鉄損の少ない高性能の積層鉄心１０を製造することができる。

また鉄心要素板１１に予備成形突起１９，１９を押し出し成形する第１パンチ２１は、カシメ用突起１２における傾斜部１２ａ及び連結部１２ｂ間の境界線Ｌに沿う方向の横幅Ｗ１が、第２パンチ２３の前記方向の横幅Ｗ２より小としたものを使用するとよい。そうすれば、第２パンチ２３によりカシメ用突起１２を押し出し成形した際、鉄心要素板１１には、予備成形突起１９，１９の痕跡を殆ど残さずに済み、したがって良質のカシメ用突起１２付き鉄心要素板１１を得ることができる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、カシメ用突起１２において、平坦な連結部１２ｂを円弧状の連結部１２ｂに置き換えることもできる。

１０・・・・・積層鉄心
１１・・・・・鉄心要素板
１２・・・・・カシメ用突起
１３・・・・・剪断面
１４・・・・・カシメ孔
１５・・・・・凸面
１６・・・・・凹面
１９・・・・・予備成形突起
２１・・・・・第１パンチ
２２・・・・・第２パンチ
Ｌ・・・・・・境界線
Ｔ１・・・・・鉄心要素板の肉厚
Ｔ２・・・・・傾斜部の肉厚
Ｔ３・・・・・連結部の肉厚
Ｗ１・・・・・第１パンチの横幅
Ｗ２・・・・・第２パンチの横幅

Claims (3)

1. 複数枚の鉄心要素板（１１，１１…）を積層してなり、その各鉄心要素板（１１，１１…）には、互いに反対方向に傾斜して外端を鉄心要素板（１１）に一体に連結する一対の傾斜部（１２ａ，１２ａ）及び、これら傾斜部（１２ａ，１２ａ）の内端を相互に連結する連結部（１２ｂ）よりなり、表裏面が凸面（１５）及び凹面（１６）となり、且つ両側面が鉄心要素板（１１）から剪断された剪断面（１３，１３）とされるカシメ用突起（１２）と、このカシメ用突起（１２）の剪断跡に残り、隣接する鉄心要素板（１１）のカシメ用突起（１２）が嵌合するカシメ孔（１４）とを形成した積層鉄心であって、前記各カシメ用突起（１２）では、前記連結部（１２ｂ）の肉厚（Ｔ３）を鉄心要素板（１１）の肉厚（Ｔ１）と同じにすると共に、前記一対の傾斜部（１２ａ，１２ａ）の肉厚（Ｔ２）を鉄心要素板（１１）の肉厚（Ｔ１）より小さくすることにより、各鉄心要素板（１１）のカシメ用突起（１２）を隣接する鉄心要素板（１１）のカシメ孔（１４）に嵌合した状態で、各カシメ用突起（１２）の前記凹面（１６）に隣接するカシメ用突起（１２）の前記凸面（１５）が密着するようにした積層鉄心を製造するに当たり、
   鉄心要素板（１１）における前記傾斜部（１２ａ，１２ａ）の形成予定箇所に一方向に突出する予備成形突起（１９，１９）を第１パンチ（２１）により、該予備成形突起（１９，１９）の肉厚を減じつゝ押し出し成形する工程と、その工程後、第２パンチ（２３）により前記予備成形突起（１９，１９）を反転させながら前記カシメ用突起（１２）を他方向へ押し出し成形することにより、該カシメ用突起（１２）において前記傾斜部（１２ａ，１２ａ）の肉厚（Ｔ２）のみを鉄心要素板（１１）の肉厚（Ｔ１）より小とせしめる工程とを実行することを特徴とする、積層鉄心の製造方法。
2. 請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、
   前記予備成形突起（１９，１９）の押し出し成形は、該予備成形突起（１９，１９）の全周が鉄心要素板（１１）から切断されないように行うことを特徴とする、積層鉄心の製造方法。
3. 請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、
   前記第１パンチ（２１）として、前記カシメ用突起（１２）における傾斜部（１２ａ）及び連結部（１２ｂ）間の境界線（Ｌ）に沿う方向の横幅（Ｗ１）が、前記第２パンチ（２３）の前記方向の横幅（Ｗ２）より小としたものを使用することを特徴とする、積層鉄心の製造方法。

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