JP6816720B2 - ステータコアの製造方法、ステータコアの検査方法、ステータコア、およびモータ - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアの製造方法、ステータコアの検査方法、ステータコア、およびモータに関する。

例えば、特許文献１には、回転電機のステータに用いる分割コアが記載されている。分割コアの外径側には、位置決めを目的として凹部が設けられる。

特開平９−１９１１２号公報

上記のような分割コアの製造方法としては、分割コアの外周を有する板部材を電磁鋼板から打ち抜いて、打ち抜いた板部材を積層する方法が挙げられる。この方法を用いた場合、分割コアの外周の寸法精度は、外周全体において同じとなる。

ところで、位置決めに用いられる分割コアの凹部（溝部）は、他の部分に比べて高い寸法精度が求められる。しかし、上記のように、分割コアの外周を有する板部材を電磁鋼板から単に打ち抜く方法では、打ち抜き精度が低下した場合に、他の部分と共に凹部の寸法精度も低下する。そのため、分割コアの位置決めの精度が低下する問題があった。これにより、複数の分割コアによって構成されるステータコアに生じる磁路が歪む虞があった。ステータコアに生じる磁路が歪むと、回転電機（モータ）のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなる問題があった。

上記の問題は、分割コアに限られず、例えば、複数のコアピースが連結されたストレートコアについても同様である。ストレートコアの場合、複数のコアピースが連結された部材を円環状に折り曲げて、複数のコアピースを周方向に沿って配置する。このとき、コアピースごとに設けられた位置決めに用いられる凹部の寸法精度が低いと、各コアピースの位置決め精度が低下する問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、位置決めに用いられる溝部の寸法精度が低下することを抑制できるステータコアの製造方法、およびそのような製造方法を用いて製造されたステータコアの検査方法を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、位置決めに用いられる溝部の寸法精度が低下することを抑制できるステータコアの製造方法を用いて製造されたステータコア、およびそのようなステータコアを備えるモータを提供することを目的の一つとする。

本発明のステータコアの態様は、ステータコアであって、前記ステータコアは、上下方向に延びる中心軸を中心とした周方向に沿って配置される複数のコアピースを有し、前記複数のコアピースは、板部材が複数積層されて形成されており、前記板部材は、周方向に延びるコアバック部と、前記コアバック部から径方向一方側に延びるティース部と、前記コアバック部の径方向他方側の面から前記径方向一方側に窪む溝部と、を有し、前記板部材の側面である板部材側面は、軸方向に沿って、せん断面と、破断面と、を有し、前記板部材側面のうちの前記溝部の内側面においては、前記せん断面が前記破断面の下側に位置し、前記板部材側面のうちの前記溝部の内側面を除く部分においては、前記せん断面が前記破断面の上側に位置することを特徴とする、ステータコアである。

本発明の一つの態様によれば、位置決めに用いられる溝部の寸法精度が低下することを抑制できるステータコアの製造方法、およびそのような製造方法を用いて製造されたステータコアの検査方法が提供される。また、本発明の一つの態様によれば、位置決めに用いられる溝部の寸法精度が低下することを抑制できるステータコアの製造方法を用いて製造されたステータコア、およびそのようなステータコアを備えるモータが提供される。

図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、本実施形態のステータコアを示す平面図である。 図３は、本実施形態のコアピースを示す斜視図である。 図４は、本実施形態の板部材を示す図であって、図３におけるIV−IV断面図である。 図５は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順を示すフローチャートである。 図６は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順の一部を示す断面図である。 図７は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順の一部を示す平面図である。 図８は、変形例のコアピースを示す平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータ、およびステータコアの製造方法について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、各構造における縮尺および数等を、実際の構造における縮尺および数等と異ならせる場合がある。

また、図面においては、適宜Ｚ軸を示す。Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。また、以下の説明においては、中心軸Ｊの延びる方向（Ｚ軸方向）を上下方向とする。Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。なお、上下方向、上側および下側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向（θＺ方向）、すなわち、中心軸Ｊの軸周りを単に「周方向」と呼ぶ。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

＜モータ＞ 図１は、本実施形態のモータ１０を示す断面図である。図１に示すように、モータ１０は、ハウジング２０と、ロータ３０と、ステータ４０と、上側ベアリングホルダ５０と、下側ベアリング（ベアリング）６１と、上側ベアリング（ベアリング）６２と、を備える。

［ハウジング］ ハウジング２０は、ロータ３０と、ステータ４０と、上側ベアリングホルダ５０と、下側ベアリング６１と、上側ベアリング６２と、を収容する。ハウジング２０は、ハウジング筒部２１と、ハウジング底板部２２と、下側ベアリング保持部２３と、ハウジング天板部２４と、を有する。

ハウジング筒部２１は、ステータ４０を周方向に囲む筒状である。ハウジング底板部２２は、ハウジング筒部２１の下側の端部に接続される。ハウジング底板部２２は、ステータ４０の下側を覆う。ハウジング底板部２２は、ハウジング底板部２２を軸方向に貫通する出力軸孔２２ａを有する。出力軸孔２２ａは、ハウジング底板部２２の中央に位置する。

下側ベアリング保持部２３は、ハウジング底板部２２から上側に突出する筒状である。下側ベアリング保持部２３は、出力軸孔２２ａよりも径方向外側に位置する。下側ベアリング保持部２３の径方向内側には、下側ベアリング６１が保持される。ハウジング天板部２４は、ハウジング筒部２１の上側の端部に接続される。ハウジング天板部２４は、ロータ３０、ステータ４０、および上側ベアリングホルダ５０の上側を覆う。

［ロータ］ ロータ３０は、シャフト３１と、ロータコア３２と、ロータマグネット３３と、を有する。シャフト３１は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心とする。シャフト３１の下側の端部は、出力軸孔２２ａを介してハウジング２０の外部に突出する。

ロータコア３２は、シャフト３１の外周面に固定される。ロータマグネット３３は、ロータコア３２の外周面に固定される。シャフト３１と、ロータコア３２と、ロータマグネット３３とは、共に中心軸周り（±θＺ方向）に回転する。

［下側ベアリングおよび上側ベアリング］ 下側ベアリング６１および上側ベアリング６２は、シャフト３１を支持するベアリングである。下側ベアリング６１および上側ベアリング６２は、シャフト３１を中心軸Ｊ周り（±θＺ方向）に回転可能に支持する。下側ベアリング６１は、ステータ４０よりも下側に位置する。下側ベアリング６１は、下側ベアリング保持部２３に保持される。上側ベアリング６２は、ステータ４０よりも上側に位置する。上側ベアリング６２は、上側ベアリングホルダ５０に保持される。

［上側ベアリングホルダ］ 上側ベアリングホルダ５０は、ステータ４０の上側に位置する。上側ベアリングホルダ５０は、ハウジング筒部２１の内周面に固定される。上側ベアリングホルダ５０は、上側ベアリング６２を保持する。

［ステータ］ ステータ４０は、ロータ３０の径方向外側に位置する。ステータ４０は、ステータコア４１と、インシュレータ４２と、コイル４３と、を有する。インシュレータ４２は、ステータコア４１の後述するティース４６に装着される。コイル４３は、インシュレータ４２を介してティース４６に巻き回される。

図２は、ステータコア４１を示す平面図である。図２に示すように、ステータコア４１は、複数のコアピース４４を有する。複数のコアピース４４は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心とした周方向に沿って配置される。コアピース４４は、例えば、互いに別部材である。すなわち、ステータコア４１は、分割コアである。

図３は、コアピース４４を示す斜視図である。図１から図３に示すように、コアピース４４は、コアバック４５と、ティース４６と、溝４７と、を有する。

コアバック４５は、周方向に延びる。コアバック４５の周方向の端部は、周方向に隣り合うコアピース４４のコアバック４５と連結される。これにより、複数のコアバック４５は、ロータ３０を周方向に囲む円環状となる。図１に示すように、コアバック４５は、ハウジング筒部２１の内周面に固定される。ティース４６は、コアバック４５から径方向内側に延びる。ティース４６には、インシュレータ４２およびコイル４３が装着される。

図２に示すように、溝４７は、コアバック４５の径方向外側の面から径方向内側に窪む。図３に示すように、溝４７は、コアピース４４の軸方向の全体に亘って設けられる。溝４７は、例えば、位置出し治具が嵌め込まれる治具嵌め溝である。溝４７は、複数のコアピース４４の周方向の位置決めに用いられる。

複数のコアピース４４は、板部材４４ａが複数積層されて形成される。板部材４４ａは、電磁鋼板を打ち抜いて製造される。板部材４４ａの製造方法については、後段において詳述する。図２に示すように、板部材４４ａは、コアバック部４５ａと、ティース部４６ａと、溝部４７ａと、を有する。

図３に示すように、板部材４４ａが複数積層されることで、コアバック部４５ａが複数積層されたコアバック４５と、ティース部４６ａが複数積層されたティース４６と、溝部４７ａが複数積層された溝４７と、が形成される。

図２に示すように、コアバック部４５ａは、周方向に延びる。ティース部４６ａは、コアバック部４５ａから径方向内側（径方向一方側）に延びる。溝部４７ａは、コアバック部４５ａの径方向外側（径方向他方側）の面から径方向内側に窪む。

本実施形態において溝部４７ａの全体は、ティース部４６ａと径方向に重なる。そのため、溝４７をコアバック４５の周方向の中心に設けやすい。これにより、溝４７を用いてコアピース４４を周方向に位置決めしやすい。したがって、結果として複数のコアピース４４の周方向の配置精度を向上でき、ステータコア４１に生じる磁路が歪むことを抑制できる。その結果、モータ１０のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなることを抑制できる。

本実施形態において溝部
４７ａの周方向の中心は、ティース部４６ａの周方向の中心と径方向に重なる。すなわち、溝部４７ａの周方向の中心の周方向位置と、ティース部４６ａの周方向の中心の周方向位置とは、同じである。そのため、溝４７をコアバック４５の周方向の中心に設けることができる。これにより、溝４７を用いてコアピース４４を周方向により位置決めしやすい。したがって、結果として複数のコアピース４４の周方向の配置精度をより向上でき、ステータコア４１に生じる磁路が歪むことをより抑制できる。その結果、モータ１０のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなることを抑制できる。

溝部４７ａの平面視形状は、特に限定されず、半円形状であっても、半楕円形状であっても、三角形状であっても、四角形状であっても、その他の多角形状であってもよい。図２の例では、溝部４７ａの平面視形状は、例えば、矩形状である。そのため、溝部４７ａを作りやすい。また、複数の溝部４７ａによって構成される溝４７に嵌め込まれる部材、例えば位置出し治具の形状を簡単にできる。

図２および図３に示すように、溝部４７ａの径方向外側（径方向他方側）の縁部４７ｇは、角張った角である。例えば、板部材４４ａの全体が電磁鋼板から一度に打ち抜かれる場合、溝部４７ａの径方向外側の縁部は丸みを帯びる。一方、板部材４４ａの溝部４７ａ以外の部分と溝部４７ａとを別々の打ち抜き工程によって打ち抜く場合、溝部４７ａの縁部４７ｇを角張った角とできる。したがって、本実施形態によれば、縁部４７ｇが角張った角であるため、板部材４４ａの溝部４７ａ以外の部分と溝部４７ａとを別々の打ち抜き工程によって形成する後述する製造方法を採用できる。これにより、結果として溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。

図４は、板部材４４ａを示す図であって、図３におけるIV−IV断面図である。図４に示すように、板部材４４ａの側面である板部材側面４４ｂは、軸方向に沿って、せん断面と、破断面と、を有する。板部材側面４４ｂは、コアバック部４５ａの側面であるコアバック部側面４５ｂと、ティース部４６ａの側面であるティース部側面４６ｂと、溝部４７ａの内側面である溝部内側面４７ｂと、を含む。

すなわち、コアバック部側面４５ｂは、軸方向に沿って、せん断面４５ｃと、破断面４５ｄと、を有する。ティース部側面４６ｂは、軸方向に沿って、せん断面４６ｃと、破断面４６ｄと、を有する。溝部内側面４７ｂは、軸方向に沿って、せん断面４７ｃと、破断面４７ｄと、を有する。せん断面４５ｃ，４６ｃ，４７ｃは、例えば、軸方向と平行な面である。破断面４５ｄ，４６ｄ，４７ｄは、軸方向に対して傾斜する面である。

コアバック部側面４５ｂにおいては、せん断面４５ｃが破断面４５ｄの上側に位置する。ティース部側面４６ｂにおいては、せん断面４６ｃが破断面４６ｄの上側に位置する。溝部内側面４７ｂにおいては、せん断面４７ｃが破断面４７ｄの下側に位置する。すなわち、板部材側面４４ｂのうちの溝部４７ａの内側面においては、せん断面４７ｃが破断面４７ｄの下側に位置する。板部材側面４４ｂのうちの溝部４７ａの内側面を除く部分においては、せん断面４５ｃ，４６ｃが破断面４５ｄ，４６ｄの上側に位置する。

電磁鋼板の一部を例えばダイとパンチとを用いて打ち抜く場合、電磁鋼板から打ち抜かれる部分の側面と、電磁鋼板における一部が打ち抜かれることで生じた孔の内側面と、では、せん断面と破断面との軸方向の位置が上下逆となる。すなわち、例えば、電磁鋼板から打ち抜かれる部分の側面においては、せん断面が破断面の上側に位置し、電磁鋼板における一部が打ち抜かれることで生じた孔の内側面においては、せん断面が破断面の下側に位置する。

例えば、板部材を一度の打ち抜き工程で打ち抜く場合、板部材の全体が打ち抜かれる部分となるため、板部材側面の全体においてせん断面と破断面との軸方向の位置は同じとなる。

これに対して、本実施形態によれば、板部材側面４４ｂのうちの溝部４７ａの内側面を除く部分と、溝部４７ａの内側面と、ではせん断面と破断面との軸方向の位置が上下逆である。そのため、板部材４４ａの溝部４７ａ以外の部分と溝部４７ａとを別々の打ち抜き工程で形成する後述する製造方法を採用できる。これにより、溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。

コアバック部側面４５ｂは、例えば、ダレ４５ｅと、バリ４５ｆと、を有する。ダレ４５ｅは、コアバック部側面４５ｂの上側の端部に位置する。すなわち、ダレ４５ｅは、せん断面４５ｃの上側に位置する。ダレ４５ｅは、コアバック部４５ａの上側の縁が滑らかな丸みを帯びた部分である。

バリ４５ｆは、コアバック部側面４５ｂの下側の端部に位置する。すなわち、バリ４５ｆは、破断面４５ｄの下側に位置する。バリ４５ｆは、下側に突出する部分である。

ティース部側面４６ｂは、例えば、ダレ４６ｅと、バリ４６ｆと、を有する。ダレ４６ｅは、コアバック部側面４５ｂのダレ４５ｅと同様である。バリ４６ｆは、コアバック部側面４５ｂのバリ４５ｆと同様である。

溝部内側面４７ｂは、例えば、ダレ４７ｅと、バリ４７ｆと、を有する。ダレ４７ｅは、溝部内側面４７ｂの下側の端部に位置する。すなわち、ダレ４７ｅは、せん断面４７ｃの下側に位置する。ダレ４７ｅは、溝部４７ａの下側の縁が滑らかな丸みを帯びた部分である。

バリ４７ｆは、溝部内側面４７ｂの上側の端部に位置する。すなわち、バリ４７ｆは、破断面４７ｄの上側に位置する。バリ４７ｆは、上側に突出する部分である。

ダレ４５ｅ，４６ｅ，４７ｅと、バリ４５ｆ，４６ｆ，４７ｆとは、例えば、電磁鋼板から打ち抜かれる部分の側面、および電磁鋼板における一部が打ち抜かれることで生じた孔の内側面に生じる。この場合、電磁鋼板から打ち抜かれる部分の側面、および電磁鋼板における一部が打ち抜かれることで生じた孔の内側面には、ダレ、せん断面、破断面、バリが軸方向に沿ってこの順で生じる。

なお、本明細書において、板部材４４ａの側面とは、板部材の面のうち板部材同士が重ね合わされる面と交差する面を含む。板部材４４ａ同士が重ね合わされる面とは、例えば、軸方向と直交する面、すなわち、板部材４４ａの上面および下面である。すなわち、板部材４４ａの側面とは、例えば、板部材４４ａの上面および下面を除く面を含む。

＜ステータコアの製造方法＞ 図５は、本実施形態のステータコア４１の製造方法の手順を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施形態のステータコア４１の製造方法は、板部材製造工程Ｓ１と、板部材積層工程Ｓ２と、コアピース配置工程Ｓ３と、を含む。

板部材製造工程Ｓ１は、板部材４４ａを製造する工程である。板部材製造工程Ｓ１は、溝部形成工程Ｓ１ａと、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂと、を含む。すなわち、本実施形態のステータコア４１の製造方法は、溝部形成工程Ｓ１ａと、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂと、を含む。本実施形態の板部材製造工程Ｓ１において、溝部形成工程Ｓ１ａと、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂと、はこの順で実行される。すなわち、本実施形態において個片打ち抜き工程Ｓ１ｂは、溝部形成工程Ｓ１ａの後に設けられる。

図６（Ａ）〜（Ｃ）および図７（Ａ），（Ｂ）は、板部材製造工程Ｓ１の手順の一部を示す断面図である。図６（Ａ）は、溝部形成工程Ｓ１ａを示す図である。図６（Ｂ），（Ｃ）は、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂを示す図である。図７（Ａ）は、溝部形成工程Ｓ１ａが終了した後の電磁鋼板７０を示す平面図である。図７（Ｂ）は、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂが終了した後の電磁鋼板７０を示す平面図である。

図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本実施形態の板部材製造工程Ｓ１においては、パンチ８１，８３とダイ８０とを用いて、電磁鋼板７０を打ち抜くことによって板部材４４ａを製造する。すなわち、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂおよび溝部形成工程Ｓ１ａは、パンチ８１，８３とダイ８０とを用いた打ち抜き工程である。ダイ８０は、例えば、順送金型である。

図６（Ａ）に示すように、溝部形成工程Ｓ１ａは、電磁鋼板７０の一部を打ち抜いて溝部４７ａを形成する工程である。まず、電磁鋼板７０をダイ８０の上面に配置する。次に、電磁鋼板７０の上面に押さえ部材８２を配置して、電磁鋼板７０をダイ８０と押さえ部材８２とで挟持する。

次に、パンチ８１をダイ８０の第１打ち抜き孔８０ａに通して、電磁鋼板７０の一部である除去個片７１を打ち抜く。これにより、電磁鋼板７０上に孔部７０ａが形成される。孔部７０ａは、溝部４７ａを含む。すなわち、本実施形態の溝部形成工程Ｓ１ａにおいては、電磁鋼板７０の一部を打ち抜いて、電磁鋼板７０上に溝部４７ａを含む孔部７０ａを形成する。

図７（Ａ）に示すように、孔部７０ａの平面視形状は、例えば、矩形状である。すなわち、第１打ち抜き孔８０ａの平面視形状およびパンチ８１の平面視形状は、例えば、矩形状である。なお、孔部７０ａの平面視形状、第１打ち抜き孔８０ａの平面視形状およびパンチ８１の平面視形状は、溝部４７ａを形成できるならば、特に限定されない。

図６（Ｂ），（Ｃ）に示すように、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂは、コアバック部４５ａおよびティース部４６ａを含む個片７２を電磁鋼板７０から打ち抜く工程である。まず、図６（Ｂ）および図７（Ａ）に示すように、ダイ８０の上面におけるダイ８０の第２打ち抜き孔８０ｂの内縁が孔部７０ａと軸方向に重なる位置に、電磁鋼板７０を配置する。

本実施形態においては、ダイ８０が順送金型であるため、電磁鋼板７０は溝部形成工程Ｓ１ａが終了した後に自動的に所定の位置、すなわち、第２打ち抜き孔８０ｂの内縁が孔部７０ａと軸方向に重なる位置に送られる。

次に、電磁鋼板７０の上面に押さえ部材８２を配置して、電磁鋼板７０をダイ８０と押さえ部材８２とで挟持する。次に、パンチ８３を第２打ち抜き孔８０ｂに通して、電磁鋼板７０の一部である個片７２を打ち抜く。図７（Ａ）に示すように、第２打ち抜き孔８０ｂの平面視形状およびパンチ８３の平面視形状は、板部材４４ａから溝部４７ａを除いた形状と同じである。平面視において、パンチ８３の外周形状は、孔部７０ａと重なる。

個片７２は、孔部７０ａの一部である溝部４７ａを含む。すなわち、本実施形態の個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいては、電磁鋼板７０における孔部７０ａの一部を含む個片７２を打ち抜く。本実施形態において個片７２は、板部材４４ａである。なお、図７（Ｂ）に示すように、孔部７０ａの他の一部は、個片７２が打ち抜かれることで生じる打ち抜き孔部７０ｂと共に電磁鋼板７０上に残る。

以上により板部材製造工程Ｓ１が終了し、板部材４４ａが製造される。

本実施形態によれば、位置決めに用いられる溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。以下、詳細に説明する。

例えば、パンチとダイとを用いた打ち抜き工程では、パンチの刃とダイの刃との間にはクリアランスがあるため、電磁鋼板７０から打ち抜かれる部分と、電磁鋼板７０の一部が打ち抜かれることで生じる孔部とでは、寸法を決定する刃が異なる。すなわち、電磁鋼板７０から打ち抜かれる部分の寸法は、ダイの刃、すなわちダイの打ち抜き孔の寸法で決まる。電磁鋼板７０の一部が打ち抜かれることで生じる孔部の寸法は、パンチの刃、すなわちパンチの寸法で決まる。

なお、本明細書においては、打ち抜き工程によって生じた所定の対象の寸法がダイの刃の寸法で決まる場合を、ダイの刃を用いて所定の対象を形成する、と表現する。また、本明細書においては、打ち抜き工程によって生じた所定の対象の寸法がパンチの刃の寸法で決まる場合を、パンチの刃を用いて形成する、と表現する。

例えば、上記説明した溝部形成工程Ｓ
１ａにおいては、パンチ８１と第１打ち抜き孔８０ａとによって溝部４７ａが形成される。この場合、溝部４７ａは、電磁鋼板７０の一部が打ち抜かれることで生じる孔部の一部であるため、溝部４７ａの寸法は、パンチ８１の刃の寸法で決まる。すなわち、本実施形態の溝部形成工程Ｓ１ａにおいては、パンチ８１の刃を用いて溝部４７ａを形成する。

また、例えば、上記説明した個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいては、パンチ８３と第２打ち抜き孔８０ｂとによって個片７２が形成される。この場合、個片７２は、電磁鋼板７０から打ち抜かれる部分であるため、個片７２の寸法は、ダイ８０の刃の寸法で決まる。すなわち、本実施形態の個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいては、ダイ８０の刃を用いて個片７２を形成する。

パンチの刃およびダイの刃は電磁鋼板７０を打ち抜く度に摩耗する。そのため、定期的にパンチの刃およびダイの刃を砥ぐ必要がある。ここで、ダイの刃は打ち抜いた部分を下側に落とすために、下側から上側に向かってダイの打ち抜き孔の外側に傾く勾配が付けられる。そのため、ダイの刃の位置はダイの刃を砥ぐ度に徐々に外側に変化し、その結果ダイの刃の寸法が大きくなる。一方、パンチの刃は、上下方向に沿って直線状であるため、何度刃を砥いでも寸法が変化しない。

例えば、板部材４４ａの全体を電磁鋼板７０から一度の打ち抜き工程で打ち抜く場合、溝部４７ａの外周形状を含めた板部材４４ａの全体が、電磁鋼板７０から打ち抜かれる部分である。そのため、コアバック部４５ａ、ティース部４６ａおよび溝部４７ａは、いずれもダイの刃を用いて形成される。すなわち、溝部４７ａの寸法は、ダイの刃の寸法によって決まる。これにより、ダイの刃が砥がれて寸法が大きくなる程、溝部４７ａの寸法が大きくなり、溝部４７ａの寸法精度が低下する。したがって、溝部４７ａが積層されて構成されるコアピース４４の溝４７の寸法精度が低下する。

溝４７は、複数のコアピース４４を円環状に配置する際に位置出し治具の治具嵌め溝として用いられる。すなわち、複数のコアピース４４は、溝４７を基準として円環状に配置される。そのため、溝４７の寸法精度が低いと、コアピース４４の周方向の配置精度が低下する。その結果、ステータコア４１に生じる磁路が歪み、モータ１０のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなる問題があった。

これに対して、本実施形態によれば溝部形成工程Ｓ１ａと個片打ち抜き工程Ｓ１ｂとの２つの打ち抜き工程を有しており、溝部形成工程Ｓ１ａにおいて、電磁鋼板７０の一部を打ち抜いて溝部４７ａを形成する。そのため、溝部形成工程Ｓ１ａにおいて、例えば、溝部４７ａをパンチ８１の刃を用いて形成する加工方法を採用することができる。すなわち、溝部４７ａの寸法をパンチ８１の刃の寸法で決めることができる。これにより、本実施形態によれば、ダイ８０の刃の寸法が変化した場合であっても、溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。その結果、本実施形態によれば、モータ１０のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなることを抑制できる。

また、例えば、板部材４４ａの全体を電磁鋼板７０から打ち抜く場合であっても、ダイの刃を定期的に新品と交換すれば、溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。しかし、ダイの刃を交換する場合には、ダイ全体を交換する必要があるため、コストが増大する。本実施形態によれば、ダイの刃を交換することなしに、溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できるため、コストが増大することを抑制できる。

また、例えば、ダイとパンチとによって電磁鋼板７０から板部材４４ａの外周形状を内縁とする枠状の部分を打ち抜けば、打ち抜いた枠状の部分の内側に残る部分を板部材４４ａとできる。この場合、電磁鋼板７０から一部が打ち抜かれることで生じる孔部の内縁が、板部材４４ａの外周形状となる。すなわち、この方法によれば、板部材４４ａをパンチの刃を用いて形成することができる。そのため、溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。しかし、板部材４４ａの形状は四角形状および円形状等の単純形状ではないため、板部材４４ａの外周形状を内縁とする枠状を打ち抜くパンチを製造することは困難である。

これに対して、本実施形態によれば、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいて、溝部４７ａ以外の部分、すなわちコアバック部４５ａおよびティース部４６ａを含む個片７２が電磁鋼板７０から打ち抜かれる。そのため、個片７２はダイ８０の刃を用いて形成される。これにより、本実施形態によれば、パンチ８１，８３の形状を簡単な形状としつつ、溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。

以上のように、本実施形態によれば、パンチ８１，８２の刃とダイ８０の刃とをそれぞれ用いて溝部４７ａおよび個片７２を形成することで、低コストで、かつ、簡便に、溝部４７ａの寸法精度が優れた板部材４４ａを製造することができる。

また、例えば、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂが溝部形成工程Ｓ１ａの前に設けられる場合、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂで打ち抜かれた個片を保持する面積が小さい。そのため、溝部形成工程Ｓ１ａにおいて、個片を安定して保持しにくく、溝部４７ａを位置精度よく形成しにくい場合がある。これにより、板部材４４ａごとに溝部４７ａの位置がばらつきやすく、結果としてステータコア４１に生じる磁路が歪みやすい。また、板部材４４ａの製造装置が複雑化しやすく、コストが増大しやすい。

これに対して、本実施形態によれば、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂは、溝部形成工程Ｓ１ａの後に設けられる。そのため、溝部形成工程Ｓ１ａおよび個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいて、電磁鋼板７０を押さえ部材８２とダイ８０とによって、簡単に、かつ、安定して保持しやすい。これにより、溝部４７ａを位置精度よく形成することができる。その結果、ステータコア４１に生じる磁路が歪むことを抑制できる。また、板部材４４ａの製造装置が複雑化することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂが、溝部形成工程Ｓ１ａの後に設けられることで、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいて、溝部４７ａを基準として個片７２を打ち抜くことができる。上述したように本実施形態によれば溝部４７ａの寸法精度が低下することを抑制できる。そのため、溝部４７ａを基準とすることで、板部材４４ａにおける溝部４７ａの位置精度を向上できる。

板部材積層工程Ｓ２は、複数の板部材４４ａを積層する工程である。この工程により、図３に示すコアピース４４を形成できる。

コアピース配置工程Ｓ３は、複数のコアピース４４を周方向に沿って配置する工程である。複数のコアピース４４を配置する際には、例えば、溝４７を位置出し治具の治具嵌め溝として用いる。これにより、コアピース４４を周方向に沿って精度よく配置できる。

以上の板部材製造工程Ｓ１、板部材積層工程Ｓ２、およびコアピース配置工程Ｓ３によって本実施形態のステータコア４１が製造される。

なお、本実施形態においては、以下の構成および方法を採用することもできる。

本実施形態においては、板部材製造工程Ｓ１の後で、かつ、板部材積層工程Ｓ２の前に、板部材４４ａの寸法を検査する工程を設けてもよい。この工程においては、溝部４７ａの寸法を基準として、板部材４４ａの寸法を測定する。すなわち、上述したステータコアの製造方法を用いて製造されるステータコア４１の検査方法は、溝部４７ａの寸法を基準として、板部材４４ａの寸法を測定する工程を含む。

例えば、板部材４４ａの全体を電磁鋼板７０から打ち抜く場合、ダイの刃の寸法が大きくなると、溝部４７ａを含めた板部材４４ａの全体の寸法が大きくなる。この場合、板部材４４ａに基準とできる寸法がないため、板部材４４ａの全体における寸法の変化量を正確に判定することが難しい。これにより、コアピース４４を構成する板部材４４ａに、寸法が規定の値よりも大きい不良品が混ざる虞がある。

これに対して、本実施形態によれば、溝部４７ａの寸法が変化することを抑制できるため、溝部４７ａの寸法を基準とすることで、板部材４４ａの全体における寸法の変化量を正確に判定しやすい。これにより、上記構成によれば、ステータコア４１の検査方法として、溝部４７ａの寸法を基準として板部材４４ａの寸法を測定する工程を設けることで、製造された板部材４４ａを精度よく良品と不良品とに分けることができる。したがって、良品と判断された板部材４４ａのみを用いてコアピース４４を形成することで、コアピース４４の寸法精度がばらつくことを抑制できる。その結果、モータ１０の特性がばらつくことを抑制できる。

また、この構成によれば、板部材４４ａの寸法を精度よく測定できることで、ダイ８０の刃の寸法の変化をより正確に判断できる。そのため、ダイ８０を交換する時期を適切に判断できる。

また、本実施形態の個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいては、電磁鋼板７０における孔部７０ａの少なくとも一部を含む個片７２を打ち抜く方法を採用できる。すなわち、本実施形態の個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいては、電磁鋼板７０における孔部７０ａの全体を含む個片７２を打ち抜いてもよい。この場合、溝部形成工程Ｓ１ａで形成された孔部７０ａの全体が溝部４７ａとなる。

また、本実施形態においては、溝部形成工程Ｓ１ａは、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂの後に設けられてもよい。この場合、溝部形成工程Ｓ１ａにおいて打ち抜かれる電磁鋼板７０の一部とは、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいて打ち抜かれた個片（電磁鋼板）の一部である。

また、本実施形態においては、溝部４７ａの少なくとも一部は、ティース部４６ａと径方向に重なる構成を採用できる。すなわち、本実施形態においては、溝部４７ａの一部のみがティース部４６ａと径方向に重なってもよい。

また、本実施形態において溝部形成工程Ｓ１ａおよび個片打ち抜き工程Ｓ１ｂの具体的な工法は、特に限定されない。すなわち、溝部形成工程Ｓ１ａにおいては、電磁鋼板７０の一部を打ち抜いて溝部４７ａを形成できるならば、電磁鋼板７０の一部をどのような方法で打ち抜いてもよい。個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにおいては、コアバック部４５ａおよびティース部４６ａを含む個片７２を電磁鋼板７０から打ち抜けるならば、個片７２をどのような方法で打ち抜いてもよい。

また、上記説明においてステータコア４１は、分割コアとしたがこれに限られない。本実施形態においてステータコア４１は、複数のコアピース４４が連結されたストレートコアであってもよい。この場合、複数の板部材４４ａが連結された板部材を電磁鋼板７０から打ち抜いて製造し、連結された板部材を積層して、複数のコアピース４４が互いに連結された部材を製造する。そして、複数のコアピース４４が互いに連結された部材を円環状に折り曲げて、ステータコア４１を製造する。

複数のコアピース４４が互いに連結された部材を円環状に折り曲げる際には、例えば、溝４７を用いて各コアピース４４を順次位置決めしつつ行う。このとき、溝４７の寸法精度が低下すると、各コアピース４４の周方向の配置精度が低下する。これにより、ステータコア４１に生じる磁路が歪み、モータ１０のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなる虞があった。

これに対して、本実施形態によれば、上述したように溝４７の寸法精度が低下することを抑制できるため、ステータコア４１がストレートコアである場合であっても、各コアピース４４の配置精度が低下することを抑制できる。これにより、ステータコア４１に生じる磁路が歪むことを抑制でき、モータ１０のコギングトルクおよびトルクリップルが大きくなることを抑制できる。

なお、ステータコア４１がストレートコアである場合、例えば、ステータコア４１は、単一の部材である。すなわち
、複数のコアピース４４は、例えば、それぞれ単一の部材の一部である。

なお、本発明が適用されるモータは、特に限定されない。上記説明した実施形態ではモータ１０をインナーロータ型のモータとしたが、本発明は、例えば、アウターロータ型のモータに適用してもよい。アウターロータ型のモータの場合、板部材４４ａの溝部４７ａは、例えば、コアバック部４５ａの径方向内側の面から径方向外側に窪む。

以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

図８は、変形例のステータコア４１１の平面図である。図８の例では、溝４７１は径方向外側において、径方向外側に向かって開口が大きくなっている。言い換えると、ステータコア４１１は複数のコアピース４４１を有し、コアピース４４１は板部材４４１ａが複数積層されて形成されており、板部材４４１ａは溝部４７１ａの開口を拡大する拡大部４７１ｈを有している。拡大部４７１ｈは外側に向かうにつれ開口を拡大させる。そのため、板部材４４１ａを積層しコアピース４４１ａを形成した後、コアピース４４１ａを環状に配置する際に、溝４７１に組立冶具を挿入しやすい。具体的には、溝４７１の開口部分が外側に向かって拡大するように傾斜しているため、組立冶具を挿入しやすい。

また、上述した本発明の例示的な実施形態では、縁部４７ｇにバリが発生する虞がある。これは、溝部形成工程Ｓ１ａで打ち抜かれた断面と、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂで打ち抜かれた断面が交差する部分にバリが発生しやすいためである。

図８の変形例では、板部材４４１ａは、拡大部４７１ｈの径方向内側に第１縁部４７１ｇと、拡大部４７１ｈの径方向外側に第２縁部４７１ｉと、を有する。ここで、拡大部４７１ｈは個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにて打ち抜かれて形成される。そのため、図８の変形例では、溝部形成工程Ｓ１ａで打ち抜かれた断面と、個片打ち抜き工程Ｓ１ｂで打ち抜かれた断面との交差する部分が第１縁部４７１ｇとなる。しかし、第１縁部４７１ｇは、コアバック部側面４５１ｂよりも内側に形成されるため、モータに組み立てる際にハウジングに接触する等の虞は小さくなる。

また、図８の変形例においては、拡大部４７１ｈとコアバック部側面４５１ｂとが交わる部分にも第２縁部４７１ｉができる。しかし、この第２縁部４７１ｉは、同じ個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにて打ち抜かれた断面が交差する部分であるため、バリが発生する虞が小さい。

また、第２縁部４７１ｉは個片打ち抜き工程Ｓ１ｂにて打ち抜かれた断面が交差する部分であるため、第２縁部４７１ｉを円弧形状にすることができる。第２縁部４７１ｉが円弧形状であれば、さらにバリが発生する虞が小さくなる。

また、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…モータ、３０…ロータ、３１…シャフト、４０…ステータ、４１…ステータコア、４４…コアピース、４４ａ…板部材、４４ｂ…板部材側面、４５ａ…コアバック部、４５ｃ，４６ｃ，４７ｃ…せん断面、４５ｄ，４６ｄ，４７ｄ…破断面、４６ａ…ティース部、４７ａ…溝部、４７ｇ…縁部、６１…下側ベアリング（ベアリング）、６２…上側ベアリング（ベアリング）、７０…電磁鋼板、７０ａ…孔部、７２…個片、８０…ダイ、８１，８３…パンチ、Ｊ…中心軸、Ｓ１ａ…溝部形成工程、Ｓ１ｂ…個片打ち抜き工程

Claims (6)

1. ステータコアであって、
   前記ステータコアは、上下方向に延びる中心軸を中心とした周方向に沿って配置される複数のコアピースを有し、
   前記複数のコアピースは、板部材が複数積層されて形成されており、
   前記板部材は、
   周方向に延びるコアバック部と、
   前記コアバック部から径方向一方側に延びるティース部と、
   前記コアバック部の径方向他方側の面から前記径方向一方側に窪む溝部と、を有し、
   前記板部材の側面である板部材側面は、
   軸方向に沿って、せん断面と、破断面と、を有し、
   前記板部材側面のうちの前記溝部の内側面においては、前記せん断面が前記破断面の下側に位置し、
   前記板部材側面のうちの前記溝部の内側面を除く部分においては、前記せん断面が前記破断面の上側に位置することを特徴とする、ステータコア。
2. 前記溝部の前記径方向他方側の縁部は、角張った角である、請求項１に記載のステータコア。
3. 前記板部材は、
   前記溝部の開口を拡大する拡大部と、前記拡大部の径方向内側に第１縁部と、前記拡大部の径方向外側に第２縁部と、を有し、
   前記第１縁部は、
   前記コアバックの径方向外側の側面よりも径方向内側に位置する、請求項２に記載のステータコア。
4. 前記拡大部は、個片打ち抜き工程にて打ち抜かれ形成される、請求項３に記載のステータコア。
5. 前記第２縁部は、円弧形状である、請求項３または４に記載のステータコア。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のステータコアを有するステータと、
   前記中心軸を中心とするシャフトを有するロータと、
   前記シャフトを支持するベアリングと、を備えるモータ。

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