JP6406788B2 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents
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Description
また、かしめ接合の場合、隣接する鉄心片のかしめを圧入して嵌合することになるので、
積層鉄心の表面にうねりが発生したり、真直度が低下する等、形状精度への影響もある。
また、鉄心片を一枚ずつ搬送するとしても、搬送手段で直接鉄心片を把持することになり、厚みの小さい鉄心片は変形する恐れがあり、製品の品質に影響を及ぼすという問題がある。
鉄心片91に連結片部92を介して連結されたダミー片部93を設けた複合鉄心片95を打ち抜き形成し、この複合鉄心片95をダミー片部93に設けたかしめ93aを介してかしめ積層して、製品となる積層鉄心96、連結部97及びダミー積層部98を有する複合積層鉄心99を形成する。そして、積層鉄心96を側面に設けた溶接部100で接合し、
連結部97でダミー積層部98を切断し、積層鉄心96を製造する方法を適用することが考えられる。
鉄心片91間の導通はないが、かしめ接合されたダミー積層部98を残したまま積層鉄心96を接合しているため、かしめ部の精度が製品に反映されてしまう。かしめは一般に上層の鉄心片のかしめ突起を下層の鉄心片のかしめ孔部に圧入して嵌合するので、かしめ93aによる形状精度への影響が積層鉄心96に残ってしまう。また、溶接や接着等別の手段を用いる場合でも、仮接合時の精度が製品形状の精度に繋がるため、ダミー片部93の接合時から高い精度の接合が要求される。
前記拡大鉄心片を整列して積層して、前記ダミー積層部と前記積層鉄心とを連続して備えた複合積層鉄心を形成する工程と、
前記複合積層鉄心を治具に載置して位置決めを行い、前記ダミー積層部を除去して前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態にする工程と、
前記ダミー積層部が除去されて前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態にされた前記積層鉄心の前記各鉄心片同士を接合する工程とを有し、
前記治具は、軸心を有する前記複合積層鉄心を軸心側から位置決めする。
前記拡大鉄心片を整列して積層して、前記ダミー積層部と前記積層鉄心とを連続して備えた複合積層鉄心を形成する工程と、
前記ダミー積層部を除去して前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態で、残った前記積層鉄心を治具に載置して位置決めを行う工程と、
前記ダミー積層部が除去されて前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態にされた前記積層鉄心の前記各鉄心片同士を接合する工程とを有し、
前記治具は、軸心を有する前記積層鉄心を軸心側から位置決めする。
前記ダミー片部と前記鉄心片は、直接連結されていてもよいし、連結片部を介して連結されていてもよい。連結片部を介して連結する場合、積層した連結片部(即ち、連結部)は、ダミー積層部と積層鉄心(本体)を連結する。
なお、ここでいう連結とは、半抜き又は一度切り離した部分を再度嵌め込む場合、所謂プッシュバックを含み、取扱中に分離しない程度の結合力があればよい。
また、前記積層鉄心又は前記複合積層鉄心は、前記治具に載せる前に焼鈍されているのが好ましい。樹脂接合した積層鉄心は焼鈍できないが、焼鈍による影響がない接合部(かしめや溶接)で仮接合した積層鉄心であれば、搬送も容易で生産効率もよく、複数の積層鉄心(又は複合積層鉄心)を焼鈍することができる。
ここで、複数の前記単位ブロック鉄心を積層して一つの前記複合積層鉄心としてもよい。
これによって、金型内で転積するのではなく、金型外で単位ブロック鉄心を転積することができるので、金型装置の構造が簡潔になり、製造コストが減少する。更に、一個当たりの単位ブロック鉄心の重量が減るので、搬送が容易となる。
第1、第2の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記複合積層鉄心は、固定子積層鉄心と、該固定子積層鉄心の半径方向内側、半径方向外側、又はスロット内に形成された前記ダミー積層部とを有することもできる。
第1、第2の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記複合積層鉄心は、回転子積層鉄心と、該回転子積層鉄心の半径方向内側、半径方向外側、又は前記回転子積層鉄心に形成される貫通孔内に形成された前記ダミー積層部とを有することもできる。貫通孔としては、永久磁石を挿入、固定する磁石挿入孔や、回転子の重量を軽減するための孔、冷却媒体を通過させて回転子積層鉄心を冷却するための孔等がある。
また、拡大鉄心片をダミー片部によって仮接合して、一つの複合積層鉄心を形成することで、複合積層鉄心の取扱が容易となり、作業性も向上する。ダミー積層部を除去した後に積層鉄心の接合を行うので、積層鉄心(本体部)がダミー片部の接合時に発生する応力による歪やうねりの影響を受けにくい。
更に、ダミー積層部の除去を行う前後に、複合積層鉄心又は積層鉄心を治具に載置して、
位置決めを行い、鉄心片同士を接合する(例えば、樹脂接合部に樹脂を充填する)ので、
完成した積層鉄心の精度が増す。
図1、図2に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法は、打ち抜き形成した鉄心片11を積層し、各鉄心片11を樹脂接合して積層鉄心19を製造する方法である。まず、図示しない金型装置によって、拡大鉄心片10を打ち抜き形成する。
この拡大鉄心片10は、鉄心片11と、この鉄心片11に連結片部12を介して連結されるダミー片部13とを有している。また、鉄心片11は環状のヨーク片部14とその内側に形成される複数の磁極片部15とを有している。
以下の実施の形態ではダミー片部を仮接合する場合について説明するが、単に拡大鉄心片を整列させて積層し、複合積層鉄心を形成する場合もある。
また、載置台24の周囲で、複合積層鉄心18のダミー積層部21の直下位置には、ダミー積層部21及び連結部20が遊嵌する切欠き28が形成されている。拡大鉄心片10を芯材25を用いて位置決めを行って積層することによって、樹脂孔17が上下に連結した断面円形の樹脂接合部29を形成する。なお、ダミー積層部21が積層鉄心19の半径方向外側以外の部分(スロット内等)に設けられている場合には、載置台24に貫通孔が設けられていてもよい。
拡大鉄心片10を金型装置によって製造し、かしめ16で積層した時点では、図6(A)に示すように、かしめ16の位置は垂線上にあるが、複合積層鉄心18を形成する各拡大鉄心片10の内側端部37及び外側端部38の位置は揃っていない。また、拡大鉄心片10の表面にはうねり39が発生している。
各拡大鉄心片10の内側端部37は揃うが、拡大鉄心片10の外側はかしめ16で拘束されるので、拡大鉄心片10の表面のうねり39は増大する。
かしめ16による拘束から解放されて、拘束によって発生しているうねり39が軽減される。この状態で、図7(D)に示すように、樹脂接合部29に樹脂29aを充填する。これによって、各鉄心片11が固着し、積層鉄心19が完成する。
第1の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法によって用いられる複合積層鉄心18において、連結部20は平面視して単なる矩形状をしていたが、図9(A)に示す第1例のように、連結部20(連結片部12)の切断位置に幅狭部42を形成する。これによって、連結部20の切断が容易となり、その位置も決定される。
連結部20の基部(正確には各連結片部12の基部)に薄肉部43が形成されている。この薄肉部43の形成は、コイニング加工によって行う。これによって、ダミー積層部21の除去(切断)が薄肉部43で行え、分断処理がより容易となる。
ダミー積層部21はプッシュバック部45に少しの荷重を加えることで、積層鉄心19から分離される。
なお、図9(D)に示す第4例のように、連結片部12を設けずに、鉄心片11とダミー片部13を直接連結してもよい。
なお、連結部の形状に限定はなく、ダミー片部13を鉄心片11にプッシュバックするものも含む。
以上の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法において、打ち抜き形成された後積層して形成された複合積層鉄心18(又は積層鉄心19)は、搬送治具23に載せる前に、又は搬送治具23に載せた後で、かつ樹脂封止の前に焼鈍されていることが好ましい。これによって、内部に溜まった残留応力の除去ができる(以下の実施の形態においても同じ)。
円周方向に分割した形状に形成される。この単位ブロック鉄心46aは分割ヨーク部47と、分割ヨーク部47の内側に形成される磁極部48と、分割ヨーク部47の外側に連結部20を介して接合されるダミー積層部21とを有し、所定個数の分割コア46を環状に並べて、環状積層鉄心とし一つのモータ等に使用する固定子積層鉄心を形成する。
単位ブロック鉄心50は、単位ブロック鉄心片50aを積層して形成され、積層鉄心本体51とその周囲に形成される単位連結部52及び単位ダミー積層部53とを有している。
この単位ブロック鉄心50の製造方法は、複合積層鉄心18と同様であるが、全体の厚みが薄くなって、持ち運びが容易となっている。
図12(A)に示すように、複合積層鉄心56は、回転子積層鉄心(本体)55の中央に形成された軸孔57(即ち、回転子積層鉄心55の半径方向内側)に連結部58を介して複数のダミー積層部59が軸対称に形成されている。なお、ダミー積層部は回転子積層鉄心55の半径方向外側に設けてもよい。更に、図12(B)に示すように、磁石挿入孔(貫通孔の一例)60内にダミー積層部59aを設けてもよい。また、図13に示すように、重量軽減用(又は冷却用)の貫通孔63aにダミー積層部59bを設けてもよい。ここで、ダミー積層部59a、59bは、磁石挿入孔60、貫通孔63aとそれぞれ同一サイズとしているが、ダミー積層部は、磁石挿入孔60や貫通孔63aより小さいサイズであってもよい。
ダミー積層部59、59a、59bはかしめ積層する場合としない場合があり、いずれも本発明が適用される。
従って、複合積層鉄心56を形成する拡大鉄心片61を薄板条材(磁性鋼板)から打ち抜き形成し、ダミー積層部59の中央に設けられたかしめ62を介して、拡大鉄心片61をかしめ積層して、複合積層鉄心56を形成する。
なお、磁石挿入孔60のみでは樹脂接合部としての強度が不足する場合や、磁石挿入孔60が設けられている以外の部分でも接合したい場合は、別途貫通孔を設けて樹脂を充填してもよい。
また、図15(B)に示す第9の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法では、各ダミー片部70に設けた貫通孔71にピン72を挿入してダミー片部70を仮接合している。その他、ダミー片部の接合には、接着材等様々な接合方法を適用することができる。
積層鉄心67の製造は、基本的には第1の実施の形態と同様であるが、樹脂接合部68を積層鉄心67の外周端部69に形成している。樹脂封止時は、この樹脂接合部68の外側を囲む金型を用意し、樹脂接合部68を閉じた空間として樹脂封止を行う。
積層鉄心(即ち、各鉄心片)の接合は、樹脂接合に限らず、溶接又は接着等であってもよい。
かしめの種類はVかしめ、半抜きかしめ等があるが、他のかしめであってもよい。固定子積層鉄心において、ダミー片部の接続位置は、鉄心片の外形部分(例えば、半径方向内側、半径方向外側、スロット内、又は貫通孔(ボルト孔))であれば、特に限定されないが、ダミー積層部の除去のし易さ、モータ特性への影響が少ない等を考慮して適宜設定する。
25a:面取り、26:磁極部、26a:ヨーク部、27:内側端部、28:切欠き、29:樹脂接合部、29a:樹脂、30:分離跡、31:上型、32:下型、33:樹脂溜めポット、34:ランナー、37:内側端部、38:外側端部、39:うねり、42:幅狭部、43:薄肉部、44:基部、45:プッシュバック部、46:分割コア、46a:単位ブロック鉄心、47:分割ヨーク部、48:磁極部、49:分割鉄心片、50:単位ブロック鉄心、50a:単位ブロック鉄心片、51:積層鉄心本体、52:単位連結部、
53、53a:単位ダミー積層部、55:回転子積層鉄心、56:複合積層鉄心、57:軸孔、58:連結部、58a:溝部、59、59a、59b:ダミー積層部、60:磁石挿入孔、61:拡大鉄心片、62:かしめ、63:積層鉄心、63a:貫通孔、64:ダミー積層部、65:ダミー片部、66:溶接、67:積層鉄心、68:樹脂接合部、69:外周端部、70:ダミー片部、71:貫通孔、72:ピン、76:複合積層鉄心、77:貫通孔、78:かしめ、79:鉄心片
Claims (11)
- 鉄心片にダミー片部を設けた拡大鉄心片を打ち抜き形成して積層し、前記ダミー片部を積層したダミー積層部を除去して積層鉄心を製造する方法において、
前記拡大鉄心片を整列して積層して、前記ダミー積層部と前記積層鉄心とを連続して備えた複合積層鉄心を形成する工程と、
前記複合積層鉄心を治具に載置して位置決めを行い、前記ダミー積層部を除去して前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態にする工程と、
前記ダミー積層部が除去されて前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態にされた前記積層鉄心の前記各鉄心片同士を接合する工程とを有し、
前記治具は、軸心を有する前記複合積層鉄心を軸心側から位置決めすることを特徴とする積層鉄心の製造方法。 - 鉄心片にダミー片部を設けた拡大鉄心片を打ち抜き形成して積層し、前記ダミー片部を積層したダミー積層部を除去して積層鉄心を製造する方法において、
前記拡大鉄心片を整列して積層して、前記ダミー積層部と前記積層鉄心とを連続して備えた複合積層鉄心を形成する工程と、
前記ダミー積層部を除去して前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態で、残った前記積層鉄心を治具に載置して位置決めを行う工程と、
前記ダミー積層部が除去されて前記各鉄心片同士を拘束する構成が存在しない状態にされた前記積層鉄心の前記各鉄心片同士を接合する工程とを有し、
前記治具は、軸心を有する前記積層鉄心を軸心側から位置決めすることを特徴とする積層鉄心の製造方法。 - 請求項1又は2記載の積層鉄心の製造方法において、前記各鉄心片同士の接合は、前記積層鉄心の樹脂接合部に樹脂を充填して樹脂接合することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1記載の積層鉄心の製造方法において、前記ダミー片部は仮接合されていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか1記載の積層鉄心の製造方法において、前記積層鉄心又は前記複合積層鉄心は、前記治具に載せる前に焼鈍されていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか1記載の積層鉄心の製造方法において、前記治具は、載置台と該載置台に立設されたガイド部材とを有する搬送治具であることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1記載の積層鉄心の製造方法において、前記積層鉄心は単位ブロック鉄心から形成されることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項7記載の積層鉄心の製造方法において、複数の前記単位ブロック鉄心を積層して一つの前記複合積層鉄心とすることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項7記載の積層鉄心の製造方法において、前記単位ブロック鉄心は、環状の積層鉄心を円周方向に分割した分割コアと、該分割コアに連接される前記ダミー積層部とを有して形成されることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1記載の積層鉄心の製造方法において、前記複合積層鉄心は、固定子積層鉄心と、該固定子積層鉄心の半径方向内側、半径方向外側、又はスロット内に形成された前記ダミー積層部とを有していることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1記載の積層鉄心の製造方法において、前記複合積層鉄心は、回転子積層鉄心と、該回転子積層鉄心の半径方向内側、半径方向外側、又は前記回転子積層鉄心に形成される貫通孔内に形成された前記ダミー積層部とを有していることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
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