WO2019172161A1 - ロータコア部材製造方法 - Google Patents

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WO2019172161A1
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core member
die
rotor
protrusion
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武 本田
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日本電産株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a rotor core member manufacturing method.
  • a mold for forming a rotor core member of a motor from a steel plate is known.
  • This metal mold is used for the manufacturing method of the laminated iron core disclosed by patent document 1, for example.
  • a punching process, a bending process, a cutting process, a pushback process, and the like are continuously performed on a workpiece plate introduced by a feeding device using a progressive die.
  • a laminated iron core of a rotor is formed, and a processed body in which an annular portion and a fan-shaped main body portion are connected by a connecting portion is formed by the progressive die. To do.
  • the rotor core is configured by stacking a plurality of processed bodies (rotor core members) formed as described above in the thickness direction. That is, the rotor core member formed by the processing apparatus needs to be stacked in the thickness direction by a stacking apparatus different from the processing apparatus. At this time, in order to ensure the dimensional accuracy of the rotor core, it is necessary to stack the rotor core member while positioning the rotor core member with high accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a rotor core member manufacturing method capable of improving the productivity of the rotor core while ensuring the dimensional accuracy of the rotor core.
  • a rotor core member manufacturing method forms a cylindrical rotor core by stacking a plurality of rotor core members, and a plurality of rotor magnet insertion holes that can accommodate a rotor magnet extend in a radial direction of the rotor core. And it is a manufacturing method of the disk-shaped rotor core member arrange
  • the rotor core member manufacturing method includes: a rotor core member forming step of forming the rotor core member by punching a steel plate using a punch and a die; and the rotor magnet member in the rotor magnet insertion hole formed in the rotor core member forming step.
  • the productivity of the rotor core can be improved while ensuring the dimensional accuracy of the rotor core.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of a rotor core member.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing how the rotor core member is formed by a plurality of types of molds.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which some of the plurality of slots are formed in the process of forming the rotor core member.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the rotor core member is separated from the steel plate in the process of forming the rotor core member.
  • 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of the die.
  • FIG. 7 is a flow showing a method for manufacturing a rotor core member.
  • FIG. 7 is a flow showing a method for manufacturing a rotor core member.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the carry-out device.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which the stacked rotor core members are carried out by the carry-out device.
  • FIG. 10 is a plan view showing another example of the rotor core member.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a rotor core member 100 formed by a mold 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the rotor core member 100 has a disk shape.
  • a plurality of rotor core members 100 are stacked in the thickness direction to constitute a rotor core of a motor (not shown). Note that the configuration of the motor is the same as the conventional configuration, and thus the description thereof is omitted.
  • the rotor core member 100 is used for a so-called inner rotor type motor in which a rotor is rotatably disposed in a cylindrical stator. *
  • the rotor core member 100 is a plate-like member and is composed of an electromagnetic steel plate.
  • the rotor core member 100 includes an annular annular portion 110 and a plurality of core main body portions 120 extending radially outward from the annular portion 110.
  • the annular portion 110 and the plurality of core body portions 120 are a single member. *
  • the annular portion 110 has a shaft insertion hole 111 through which a shaft (not shown) passes.
  • the annular portion 110 has a plurality of first protrusions 112 and a plurality of second protrusions 113 on the outer peripheral side.
  • the plurality of first protrusions 112 and the plurality of second protrusions 113 are alternately positioned in the circumferential direction.
  • the plurality of core main body portions 120 extend radially outward from the outer periphery of the annular portion 110.
  • Each core main body 120 has a fan shape in a plan view that expands outward in the radial direction.
  • the radial direction outer peripheral side of each core main-body part 120 is circular arc shape by planar view.
  • the radially outer peripheral side of the plurality of core main body portions 120 constitutes the outer peripheral side of the rotor core member 100.
  • the core main body 120 and the annular portion 110 are connected by a connecting portion 123.
  • the connecting portion 123 is located between the first protruding portion 112 and the second protruding portion 113 on the outer periphery of the annular portion 110.
  • the width dimension of the connecting portion 123 is smaller than the width dimension of the core body portion 120.
  • the said width dimension means the dimension of the circumferential direction.
  • the core main body 120 has a through hole 121 and a caulking portion 122.
  • the through hole 121 is filled with resin in a state where a plurality of rotor core members 100 are stacked in the thickness direction. Thereby, the several rotor core member 100 laminated
  • the caulking portion 122 is a portion that is caulked in a state where the plurality of rotor core members 100 are stacked in the thickness direction. *
  • a slot 130 (rotor magnet insertion hole) in which a rotor magnet (not shown) is accommodated is positioned between the core main body portions 120 adjacent to each other in the circumferential direction. That is, the rotor core member 100 has a plurality of slots 130 arranged side by side in the circumferential direction. The slot 130 extends radially outward from the outer periphery of the annular portion 110. That is, the motor having the rotor core member 100 of the present embodiment is a so-called IPM motor (Interior Permanent Magnet Motor) in which a rotor magnet is housed in the rotor core.
  • IPM motor Interior Permanent Magnet Motor
  • the slot 130 has a rotor magnet housing part 131 that is located on the radially outer side and has a constant slot width, and a slot bottom part 132 that is located on the radially inner side and whose slot width gradually decreases toward the radially inner side.
  • the slot width means a dimension in the circumferential direction.
  • the rotor core member used in the motor is not limited to the rotor core member 100 having the above-described configuration, and may have any shape. *
  • the rotor core member 100 having the above-described configuration is formed by punching the steel plate 150 using a plurality of types of dies. That is, the rotor core member 100 is partially formed by each mold and formed into a final shape by a plurality of types of molds.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing how the rotor core member 100 is formed from the steel plate 150 using a plurality of types of molds 1 and 2.
  • the mold 1 forms the slot 130 of the rotor core member 100 in the steel plate 150
  • the mold 2 separates the rotor core member 100 from the steel plate 150.
  • the mold 1 has a punch 10 and a die 20.
  • the mold 2 has a punch 30 and a die 40.
  • the direction in which the steel plate 150 moves with respect to the plurality of types of molds 1 and 2 is indicated by solid arrows. *
  • FIG. 3 shows a state in which a part of the plurality of slots 130 is formed in the process of forming the rotor core member 100.
  • FIG. 4 shows a state where the rotor core member 100 is separated from the steel plate 150 in the process of forming the rotor core member 100.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing the rotor core member 100.
  • the manufacturing method of the rotor core member 100 will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 7. *
  • a plurality of through holes 121 are formed in the steel plate 150 (step S1 in FIG. 7).
  • a plurality of slots 130 are formed in the steel plate 150 (step S2 in FIG. 7).
  • the entire steel sheet 130 and a pair of slits 130 a as a part of the slot 130 are alternately formed in the circumferential direction in the steel plate 150.
  • the pair of slits 130a extends parallel to the radial direction.
  • the slots 130 and the slits 130a formed in the steel plate 150 are indicated by hatching for the sake of explanation. *
  • the steel plate 150 is formed with the punch 30 and the die 40 to form the outer peripheral portion of the core body 120 and the second protrusion 113 of the annular portion 110 (FIG. 7).
  • Step S4 the outer peripheral part of the core main-body part 120 and the 2nd projection part 113 of the cyclic
  • the rotor core member 100 is separated from the steel plate 150. That is, the process shown in FIG. 4 is a process of separating the rotor core member 100. In this step, a part of the die 40 is inserted into the slot 130. Thereby, a part of the die 40 and the slot 130 function as a guide at the time of punching. *
  • the rotor core member 100 separated from the steel plate 150 as described above is held in a state of being stacked inside the die 40 as shown in FIG. 5 (step S5 in FIG. 7). Thereby, the rotor core member 100 is laminated
  • the detailed configuration of the die 40 will be described later. *
  • the rotor core member 100 held in a stacked state inside the die 40 is unloaded in a state where a predetermined number of layers are stacked by the unloading device 60 described later (step S6 in FIG. 7).
  • the predetermined number is the number of rotor core members 100 constituting the rotor core.
  • step S4 of FIG. 7 which forms the outer peripheral part of the core main-body part 120 in the steel plate 150 and forms the 2nd projection part 113 of the cyclic
  • step S5 in FIG. 7 the step of holding the rotor core member 100 separated from the steel plate 150 in a state of being stacked inside the die 40 (step S5 in FIG. 7) is the rotor core member holding step.
  • FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of the die 40. *
  • the die 40 is a columnar member extending along the axis P.
  • the die 40 includes the rotor core member 100.
  • a plurality of grooves 42 that are positioned side by side in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the through-hole 41 and have the same cross-sectional shape as the cross-sectional shape of the core body 120 of the rotor core member 100.
  • the die 40 has a plurality of protrusions 43 and 44. That is, the plurality of projecting portions 43 and 44 are positioned between the grooves 42 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • the plurality of protrusions 43 and 44 include a first protrusion 43 that can be inserted into the slot 130 of the rotor core member 100 and a second protrusion 44 that forms the second protrusion 113 of the annular portion 110.
  • the first protrusions 43 and the second protrusions 44 are alternately positioned in the circumferential direction.
  • the through hole 41, the groove 42, the first protrusion 43, and the second protrusion 44 extend along the axis P. *
  • the first protrusion 43 and the second protrusion 44 extend from the groove bottom of the groove 42 inward in the radial direction of the die 40 when viewed from the direction in which the axis P extends.
  • the first protrusion 43 and the second protrusion 44 have the same length as the rotor magnet accommodation part 131 in the slot 130 of the rotor core member 100 in the radial direction.
  • the first protrusion 43 and the second protrusion 44 have a width dimension smaller than the slot width of the slot 130 when viewed from the direction in which the axis P extends. *
  • the first protrusion 43 is formed in the slot 130 of the rotor core member 100 when the outer periphery of the core body 120 and the second protrusion 113 of the annular portion 110 are formed by the punch 30 and the die 40. It is inserted in the entire radial direction.
  • the second projecting portion 44 has a projection forming portion 44 b that forms the second projecting portion 113 of the annular portion 110 on the radially inner side.
  • the protrusion forming portion 44b has a shape recessed outward in the radial direction when viewed from the direction in which the axis P extends.
  • the second protrusion 44 forms the second protrusion 113 of the annular portion 110 together with the punch 30 when the outer periphery of the core main body 120 and the second protrusion 113 of the annular portion 110 are formed by the punch 30 and the die 40. After that, it is inserted in the entire radial direction in the slot 130.
  • the 1st protrusion part 43 has the accommodation groove
  • the housing groove 43a and the guide portion 45 extend along the axis P.
  • the accommodation groove 43a and the guide part 45 have a rectangular cross section. *
  • the guide part 45 projects from the first projecting part 43 when viewed from the direction in which the axis P extends.
  • the guide portion 45 contacts the core main body portion 120 of the rotor core member 100 when the first protrusion 43 is inserted into the slot 130 of the rotor core member 100.
  • the guide part 45 of the die 40 and the slot 130 of the rotor core member 100 function as a guide when punching is performed by the punch 30 and the die 40.
  • the second projecting portion 44 has accommodation grooves 44 a that accommodate the guide portions 46 on both sides in the circumferential direction. That is, as shown in FIGS. 4 and 5, the guide portions 46 are located on both sides in the circumferential direction of the second projecting portion 44.
  • the accommodation groove 44 a and the guide portion 46 extend along the axis P.
  • the housing groove 44a and the guide part 46 have a rectangular cross section. *
  • the guide part 46 projects from the second projecting part 44 when viewed from the direction in which the axis P extends.
  • the guide portion 46 is inserted into the slot 130 of the rotor core member 100 when the protrusion forming portion 44b of the second protrusion 44 forms the second protrusion 113 of the annular portion 110, and the core main body portion of the rotor core member 100 is inserted.
  • Contact 120 Thereby, the guide part 46 of the die 40 and the slot 130 of the rotor core member 100 function as a guide when punching is performed by the punch 30 and the die 40.
  • the outer peripheral portion of the rotor core member 100 and the second protrusion 113 of the annular portion 110 are formed, the first protrusion 43 and the second protrusion 44 of the die 40 are placed in the slot 130 of the rotor core member 100.
  • the die 40 and the rotor core member 100 are positioned in the circumferential direction and the radial direction. Therefore, the outer peripheral part of the rotor core member 100 and the second protrusion 113 of the annular part 110 can be formed with high dimensional accuracy.
  • the die 40 has the through hole 41 and the plurality of grooves 42 as described above. Therefore, the die 40 has a holding portion 40a that can accommodate a plurality of rotor core members 100 therein. That is, the holding part 40 a includes a space formed by the through hole 41 and the plurality of grooves 42.
  • the rotor core member 100 formed by the die 40 and the punch 30 is stacked on the holding portion 40 a inside the die 40. That is, in the rotor core member 100 formed by the punch 30 and the die 40, the first protrusion 43 and the second protrusion 44 of the die 40 are inserted into the slot 130. It is held by the holding unit 40a.
  • the first protrusion 43 and the second protrusion 44 of the die 40 have the same width as viewed from the direction in which the axis P extends over a predetermined range from the opening end of the die 40 in the direction in which the axis P extends.
  • the cross section that is the same as the cross section of the slot 130 includes not only a cross section that is completely the same as the cross section of the slot 130 but also a cross section that is larger than the cross section of the slot 130 to the extent that the rotor core member 100 can be stacked while being positioned.
  • the predetermined range is a range longer than the length of the effective blade, which is a portion that functions as a punching tool in the die 40 in the punching direction in the direction in which the axis P extends.
  • the predetermined range is equal to the length of the die 40 in the direction in which the axis P extends.
  • the predetermined range may be shorter than the length of the die 40 as long as it is longer than the length of the effective blade in the direction in which the axis P extends.
  • the direction in which the axis P extends is the same direction as the punching direction of the punch 30. *
  • the first protruding portion and the second protruding portion of the die have the same width dimension in the effective blade range, but the effective blade range.
  • the width dimension of the first protrusion and the second protrusion is smaller as the distance from the range of the effective blade increases in the direction in which the axis of the die extends.
  • the rotor core member can be easily detached from the die.
  • the first protrusion 43 and the second protrusion 44 of the die 40 have the same width in a predetermined range longer than the effective blade in the direction in which the axis P extends.
  • the same width dimension in the predetermined range includes not only the same width dimension in the predetermined range but also a width dimension that changes in the predetermined range to such an extent that the rotor core member does not fall out of the die.
  • a product holding member 50 having the same cross section as the die 40 is located on the opposite side of the die 40 from the punch 30.
  • the rotor core member 100 held in the die 40 is sequentially pushed out toward the product holding member 50 when the rotor core member 100 formed by the punch 30 and the die 40 is newly stacked in the die 40. That is, the rotor core member 100 is also held in the product holding member 50 in a stacked state.
  • the rotor core member 100 laminated to a predetermined position in the product holding member 50 is carried out of the apparatus by the carry-out device 60 in a state where a plurality of the rotor core members 100 are laminated. Note that the rotor core member 100 is unloaded by the unloading device 60 in a state where the rotor core members 100 are stacked in the number of sheets constituting the rotor core.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the carry-out device 60.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a state where the stacked rotor core member 100 is unloaded by the unloading device 60. *
  • the carry-out device 60 includes a moving unit 61 and a carry-out unit 65.
  • the moving part 61 is located below the die 40 and the product holding member 50.
  • the moving part 61 is movable in the vertical direction, that is, in the stacking direction of the rotor core member 100 in a state where the stacked rotor core member 100 is supported from below.
  • the moving unit 61 includes a placement unit 62 and a movement driving unit (not shown).
  • the mounting portion 62 can mount the laminated rotor core member 100.
  • the said movement drive part moves the mounting part 62 to an up-down direction. That is, the moving drive unit carries the placement unit 62 on the product holding member 50 side and supports the rotor core member 100 (position shown in FIG. 8), and carries the rotor core member 100 out by the carry-out unit 65. Switch to the unloading position (position shown in FIG. 9).
  • the moving drive unit may have any configuration as long as the mounting unit 62 can be moved in the vertical direction. *
  • the carry-out unit 65 includes a carry-out passage 66 and a carry-out mechanism 67.
  • the carry-out passage 66 extends from a carry-out position below the product holding member 50 in a direction perpendicular to the stacking direction of the rotor core member 100 (the lateral direction in FIG. 8 and FIG. 9).
  • the carry-out mechanism 67 has an extrusion unit 68 and a carry-out drive unit (not shown).
  • the extruding portion 68 is a rod-like member that can reciprocate in the carry-out passage 66.
  • the carry-out drive unit includes, for example, a drive device such as an air cylinder having a reciprocating mechanism, and reciprocates the push-out unit 68 in the carry-out passage 66. *
  • the carry-out device 60 has a rotor core that is held in a state of being stacked on the die 40 and the product holding member 50 by moving the mounting portion 62 located at the support position downward by the movement driving portion. A part of the member 100 is positioned at the transfer position. Thereby, the rotor core member 100 on the mounting portion 62 is positioned in the carry-out passage 66. In this state, the carry-out drive unit moves the pushing unit 68 in the conveyance path 66, thereby moving the stacked rotor core members 100 in the conveyance path 66. Thereby, the rotor core member 100 can be carried out in the laminated state.
  • the rotor core member 100 held in the state of being stacked in the die 40 and the product holding member 50 is unloaded by the unloading device 60, whereby the rotor core member 100 stacked in a precisely positioned state is obtained. It is done. Therefore, a rotor core in which the rotor core member 100 is accurately positioned can be easily obtained. Therefore, the productivity of the rotor core can be improved while ensuring the dimensional accuracy of the rotor core.
  • a plurality of rotor core members 100 are stacked by inserting a part of the die 40 into the slot 130 of the rotor core member 100 formed by punching the steel plate 150 using the punch 30 and the die 40. Hold on. *
  • the productivity of the rotor core can be improved and the dimensional accuracy of the rotor core can be improved.
  • the die 40 includes a holding portion 40 a having the same cross section as the slot 130 and having a length equal to or longer than the length of the effective blade in the punching direction of the punch 30.
  • a part of holding part 40a of die 40 can be inserted into slot 130 of rotor core member 100, and a plurality of rotor core members 100 can be held in a laminated state.
  • the die 40 is formed when the outer peripheral portion of the rotor core member 100 and the second protrusion 113 are formed. Was inserted into the slot 130 of the rotor core member 100 as a guide.
  • a part of the punch may be inserted into the slot as a guide.
  • the through hole 121 is formed in the steel plate 150
  • the slot 130 is formed, and the annular portion 110 and the like are formed.
  • the through hole and the annular portion may be formed after the slot is formed in the steel plate.
  • the product holding member 50 is located on the opposite side of the die 40 from the punch 30.
  • the carry-out device 60 carries out the rotor core member 100 in the product holding member 50.
  • the carry-out device may carry out the rotor core member in the die.
  • the annular portion 110 and the plurality of core main body portions 120 are a single member.
  • the plurality of core main body portions 220 may be separate members from the annular portion 210 (first rotor core member). That is, the plurality of core main body portions 220 may be divided into a plurality of members in the circumferential direction.
  • the rotor core member 200 in which the plurality of core main body portions 220 are divided into a plurality of members in the circumferential direction is laminated together with the rotor core member 100 to constitute a part of the rotor core.
  • the core main body portion 220 is formed when the outer peripheral portion of the rotor core member 200 and the second protrusion 213 are formed. Is difficult to position. Even in this case, the core main body 220 can be easily positioned by inserting the die into the slot 230 as a guide as in the above embodiment.
  • reference numeral 212 denotes a first protrusion.
  • the present invention is applicable to a method of manufacturing a disk-shaped rotor core member in which a plurality of slots capable of accommodating a rotor magnet extend in the radial direction and are arranged side by side in the circumferential direction.

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  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

【課題】ロータコアの寸法精度を確保しつつ前記ロータコアの生産性を向上可能なロータコア部材製造方法を提供する。【解決手段】ロータコア部材製造方法は、複数枚、積層されることによって円柱状のロータコアを構成し、ロータ磁石を収容可能な複数のスロット１３０が前記ロータコアの径方向に延びるとともに前記ロータコアの周方向に並んで配置された、円盤状のロータコア部材１００の製造方法である。ロータコア部材製造方法は、パンチ及びダイ４０を用いて鋼板１５０を打ち抜くことにより、ロータコア部材１００を形成するロータコア部材形成工程と、前記ロータコア部材形成工程で形成されたロータコア部材１００のスロット１３０内にダイ４０の一部を挿入することにより、複数のロータコア部材１００を積層した状態で保持するロータコア部材保持工程とを有する。

Description

ロータコア部材製造方法
本発明は、ロータコア部材製造方法に関する。
鋼板からモータのロータコア部材を形成するための金型が知られている。この金型は、例えば特許文献１に開示される積層鉄心の製造方法に用いられる。この積層鉄心の製造方法では、送り装置によって導入される被加工板に対して、順送り金型によって、打ち抜き加工、曲げ加工、切り曲げ加工、プッシュバックなどを連続的に実施する。前記特許文献１に開示される積層鉄心の製造方法では、回転子の積層鉄心を構成し、環状部と扇形状の本体部とが連結部分によって連結された加工体を、前記順送り金型によって形成する。
特開２０１７－０９３０６７号公報
上述のように形成された加工体（ロータコア部材）を厚み方向に複数積層することにより、ロータコアが構成される。すなわち、加工装置によって形成されたロータコア部材を、前記加工装置とは別の積層装置によって厚み方向に積層する必要がある。この際、前記ロータコアの寸法精度を確保するために、前記ロータコア部材を精度良く位置決めしながら、前記ロータコア部材を積層する必要がある。　
よって、ロータコアの寸法精度を確保しつつ、前記ロータコアの生産性を向上することが求められている。　
本発明の目的は、ロータコアの寸法精度を確保しつつ前記ロータコアの生産性を向上可能なロータコア部材製造方法を提供することにある。
本発明の一実施形態に係るロータコア部材製造方法は、複数枚、積層されることによって円柱状のロータコアを構成し、ロータ磁石を収容可能な複数のロータ磁石挿入孔が前記ロータコアの径方向に延びるとともに前記ロータコアの周方向に並んで配置された、円盤状のロータコア部材の製造方法である。このロータコア部材製造方法は、パンチ及びダイを用いて鋼板を打ち抜くことにより、前記ロータコア部材を形成するロータコア部材形成工程と、前記ロータコア部材形成工程で形成された前記ロータコア部材の前記ロータ磁石挿入孔内に前記ダイの一部を挿入することにより、複数の前記ロータコア部材を積層した状態で保持するロータコア部材保持工程と、を有する。
本発明の一実施形態に係るロータコア部材製造方法によれば、ロータコアの寸法精度を確保しつつ前記ロータコアの生産性を向上することができる。
図１は、ロータコア部材の一例を示す平面図である。 図２は、複数種類の金型によってロータコア部材を形成する様子を模式的に示す図である。 図３は、ロータコア部材を形成する過程において、複数のスロットの一部が形成された状態を示す図である。 図４は、ロータコア部材を形成する過程において、鋼板からロータコア部材を切り離す様子を示す図である。 図５は、図４におけるＶ－Ｖ線断面図である。 図６は、ダイの概略構成を示す斜視図である。 図７は、ロータコア部材の製造方法を示すフローである。 図８は、搬出装置の概略構成示す断面図である。 図９は、搬出装置によって、積層された状態のロータコア部材を搬出する様子を示す図である。 図１０は、ロータコア部材の他の例を示す平面図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表していない。　
なお、以下の説明では、平面視でロータコア部材１００の中心から外周側に延びる方向を「径方向」、ロータコア部材１００の外周に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ称する。ただし、これらの方向の定義により、本発明に係るモータの使用時の向きを限定する意図はない。　
また、以下の説明において、“固定”、“接続”及び“取り付ける”等（以下、固定等）の表現は、部材同士が直接、固定等される場合だけでなく、他の部材を介して固定等される場合も含む。すなわち、以下の説明において、固定等の表現には、部材同士の直接的及び間接的な固定等の意味が含まれる。　
（ロータコア部材の構成）　図１に、本発明の実施形態に係る金型１によって形成されるロータコア部材１００の概略構成を示す。ロータコア部材１００は、円盤状である。ロータコア部材１００は、厚み方向に複数積層されることにより、図示しないモータのロータコアを構成する。なお、モータの構成は、従来の構成と同様なので、説明を省略する。ロータコア部材１００は、円筒状のステータ内にロータが回転可能に配置された、いわゆるインナーロータ型のモータに用いられる。　
ロータコア部材１００は、板状の部材であり、電磁鋼板によって構成される。ロータコア部材１００は、円環状の環状部１１０と、環状部１１０から径方向外側に延びる複数のコア本体部１２０とを有する。環状部１１０及び複数のコア本体部１２０は、単一の部材である。　
環状部１１０は、図示しないシャフトが貫通するシャフト挿入孔１１１を有する。環状部１１０は、外周側に、複数の第１突起部１１２及び複数の第２突起部１１３を有する。複数の第１突起部１１２及び複数の第２突起部１１３は、周方向に交互に位置する。　
複数のコア本体部１２０は、環状部１１０の外周から径方向外側に放射状に延びる。各コア本体部１２０は、径方向外側に向かって拡がる平面視で扇形状である。また、各コア本体部１２０の径方向外周側は、平面視で円弧状である。複数のコア本体部１２０の径方向外周側は、ロータコア部材１００の外周側を構成する。　
コア本体部１２０と環状部１１０とは、連結部１２３によって連結される。連結部１２３は、環状部１１０の外周上で、第１突起部１１２と第２突起部１１３との間に位置する。連結部１２３の幅寸法は、コア本体部１２０の幅寸法に比べて小さい。なお、前記幅寸法は、周方向の寸法を意味する。　
コア本体部１２０は、貫通孔１２１及びかしめ部１２２を有する。なお、貫通孔１２１内には、複数のロータコア部材１００が厚み方向に積層された状態で、樹脂が充填される。これにより、厚み方向に積層された複数のロータコア部材１００を樹脂によって一体化することができる。かしめ部１２２は、複数のロータコア部材１００が厚み方向に積層された状態でかしめられる部分である。　
周方向に隣り合うコア本体部１２０同士の間には、図示しないロータ磁石が収容されるスロット１３０（ロータ磁石挿入孔）が位置する。すなわち、ロータコア部材１００は、周方向に並んで配置された複数のスロット１３０を有する。スロット１３０は、環状部１１０の外周から径方向外側に延びる。すなわち、本実施形態のロータコア部材１００を有するモータは、ロータ磁石がロータコア内に収納された、いわゆるＩＰＭモータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｍｏｔｏｒ）である。　
スロット１３０は、径方向外側に位置し且つスロット幅が一定であるロータ磁石収容部１３１と、径方向内側に位置し且つスロット幅が径方向内側に向かって徐々に小さいスロット底部１３２とを有する。前記スロット幅は、周方向の寸法を意味する。　
なお、モータに用いられるロータコア部材は、上述の構成を有するロータコア部材１００に限らず、どのような形状を有してもよい。　
（ロータコア部材の製造方法）　上述の構成を有するロータコア部材１００は、複数種類の金型を用いて鋼板１５０を打ち抜くことにより、形成される。すなわち、ロータコア部材１００は、各金型によって一部が形成され、複数種類の金型によって最終形状に形成される。　
図２は、複数種類の金型１，２を用いて、鋼板１５０からロータコア部材１００を形成する様子を模式的に示す図である。例えば、金型１は、鋼板１５０にロータコア部材１００のスロット１３０を形成し、金型２は、鋼板１５０からロータコア部材１００を切り離す。金型１は、パンチ１０と、ダイ２０とを有する。金型２は、パンチ３０と、ダイ４０とを有する。図２において、複数種類の金型１，２に対して鋼板１５０が移動する方向を実線矢印で示す。　
ロータコア部材１００を形成する過程において、金型１，２によって形成された形状の一例を、図３及び図４に示す。図３は、ロータコア部材１００を形成する過程において、複数のスロット１３０の一部が形成された状態を示す。図４は、ロータコア部材１００を形成する過程において、鋼板１５０からロータコア部材１００を切り離す様子を示す。　
図７は、ロータコア部材１００の製造方法の概略を示すフローである。以下、図３、図４及び図７を用いて、ロータコア部材１００の製造方法について説明する。　
本実施形態のロータコア部材１００を形成する際には、まず、鋼板１５０に複数の貫通孔１２１を形成する（図７のステップＳ１）。その後、図３に示すように、鋼板１５０に複数のスロット１３０を形成する（図７のステップＳ２）。この際、鋼板１５０には、スロット１３０の全体と、スロット１３０の一部としての一対のスリット１３０ａとが周方向に交互に形成される。一対のスリット１３０ａは、径方向に平行に延びる。なお、図３では、鋼板１５０に形成するスロット１３０及びスリット１３０ａを、説明のために斜線で示す。　
その後、図示を省略するが、鋼板１５０には、かしめ部１２２及び環状部１１０の第１突起部１１２等を形成する（図７のステップＳ３）。　
そして、図４に示すように、鋼板１５０には、パンチ３０及びダイ４０を用いて、コア本体部１２０の外周部を形成するとともに、環状部１１０の第２突起部１１３を形成する（図７のステップＳ４）。図４では、この工程で形成される、コア本体部１２０の外周部及び環状部１１０の第２突起部１１３を、一点鎖線で示す。　
これにより、鋼板１５０からロータコア部材１００が分離される。すなわち、図４に示す工程は、ロータコア部材１００を分離させる工程である。この工程では、ダイ４０の一部が、スロット１３０内に挿入される。これにより、ダイ４０の一部及びスロット１３０が、打ち抜き加工時のガイドとして機能する。　
上述のように鋼板１５０から分離されたロータコア部材１００は、図５に示すように、ダイ４０の内部に積層された状態で保持される（図７のステップＳ５）。これにより、ロータコア部材１００は、ダイ４０内で、精度良く位置決めされた状態で積層される。ダイ４０の詳しい構成については後述する。　
ダイ４０の内部に積層された状態で保持されたロータコア部材１００は、後述する搬出装置６０によって、所定数積層された状態で搬出される（図７のステップＳ６）。前記所定数は、ロータコアを構成するロータコア部材１００の枚数である。　
なお、鋼板１５０にコア本体部１２０の外周部を形成するとともに環状部１１０の第２突起部１１３を形成する工程（図７のステップＳ４）がロータコア部材形成工程である。また、鋼板１５０から分離されたロータコア部材１００をダイ４０の内部に積層された状態で保持する工程（図７のステップＳ５）がロータコア部材保持工程である。　
（ダイの構成）　次に、図４から図６を用いて、ダイ４０の詳しい構成について説明する。図５は、図４におけるＶ－Ｖ線断面図である。図６は、ダイ４０の概略構成を示す斜視図である。　
図６に示すように、ダイ４０は、軸線Ｐに沿って延びる円柱状の部材である。図５及び図６に示すように、ダイ４０は、ロータコア部材１００
の環状部１１０が位置する貫通孔４１と、貫通孔４１の内周面に周方向に並んで位置し且つロータコア部材１００のコア本体部１２０の断面形状と同じ断面形状を有する複数の溝４２とを有する。これにより、ダイ４０は、複数の突出部４３，４４を有する。すなわち、複数の突出部４３，４４は、それぞれ、周方向に隣り合う溝４２と溝４２との間に位置する。　
複数の突出部４３，４４は、ロータコア部材１００のスロット１３０内に挿入可能な第１突出部４３と、環状部１１０の第２突起部１１３を形成する第２突出部４４とを含む。第１突出部４３及び第２突出部４４は、周方向に交互に位置する。　
なお、貫通孔４１、溝４２、第１突出部４３及び第２突出部４４は、軸線Ｐに沿って延びる。　
第１突出部４３及び第２突出部４４は、軸線Ｐの延びる方向から見て、溝４２の溝底からダイ４０の径方向内方に向かって延びる。また、第１突出部４３及び第２突出部４４は、径方向において、ロータコア部材１００のスロット１３０におけるロータ磁石収容部１３１と同等の長さを有する。なお、第１突出部４３及び第２突出部４４は、軸線Ｐの延びる方向から見て、スロット１３０のスロット幅よりも小さい幅寸法を有する。　
図５に示すように、第１突出部４３は、パンチ３０及びダイ４０によってコア本体部１２０の外周部及び環状部１１０の第２突起部１１３を形成する際に、ロータコア部材１００のスロット１３０内の径方向全体に挿入される。　
第２突出部４４は、径方向内側に、環状部１１０の第２突起部１１３を形成する突起形成部４４ｂを有する。突起形成部４４ｂは、軸線Ｐの延びる方向から見て、径方向外側に凹んだ形状を有する。　
第２突出部４４は、パンチ３０及びダイ４０によってコア本体部１２０の外周部及び環状部１１０の第２突起部１１３を形成する際に、パンチ３０とともに環状部１１０の第２突起部１１３を形成した後、スロット１３０内の径方向全体に挿入される。　
図４及び図６に示すように、第１突出部４３は、周方向両側に、ガイド部４５が収容される収容溝４３ａを有する。すなわち、第１突出部４３の周方向両側には、図４及び図５に示すように、ガイド部４５が位置する。収容溝４３ａ及びガイド部４５は、軸線Ｐに沿って延びる。収容溝４３ａ及びガイド部４５は、長方形状の断面を有する。　
ガイド部４５は、軸線Ｐの延びる方向から見て、第１突出部４３から突出する。ガイド部４５は、第１突出部４３がロータコア部材１００のスロット１３０内に挿入された際に、ロータコア部材１００のコア本体部１２０と接触する。これにより、ダイ４０のガイド部４５及びロータコア部材１００のスロット１３０は、パンチ３０及びダイ４０によって打ち抜き加工を行う際のガイドとして機能する。　
図４及び図６に示すように、第２突出部４４は、周方向両側に、ガイド部４６が収容される収容溝４４ａを有する。すなわち、第２突出部４４の周方向両側には、図４及び図５に示すように、ガイド部４６が位置する。収容溝４４ａ及びガイド部４６は、軸線Ｐに沿って延びる。収容溝４４ａ及びガイド部４６は、長方形状の断面を有する。　
ガイド部４６は、軸線Ｐの延びる方向から見て、第２突出部４４から突出する。ガイド部４６は、第２突出部４４の突起形成部４４ｂが環状部１１０の第２突起部１１３を形成する際に、ロータコア部材１００のスロット１３０内に挿入されて、ロータコア部材１００のコア本体部１２０と接触する。これにより、ダイ４０のガイド部４６及びロータコア部材１００のスロット１３０は、パンチ３０及びダイ４０によって打ち抜き加工を行う際のガイドとして機能する。　
以上の構成により、ロータコア部材１００の外周部及び環状部１１０の第２突起部１１３を形成する際に、ロータコア部材１００のスロット１３０内にダイ４０の第１突出部４３及び第２突出部４４が挿入されてガイド部４５，４６がロータコア部材１００のコア本体部１２０と接触することにより、ダイ４０とロータコア部材１００とは、周方向及び径方向に位置決めされる。よって、ロータコア部材１００の外周部及び環状部１１０の第２突起部１１３を寸法精度良く形成することができる。　
ダイ４０は、上述のように貫通孔４１及び複数の溝４２を有する。よって、ダイ４０は、内部に、複数のロータコア部材１００を収容可能な保持部４０ａを有する。すなわち、保持部４０ａは、貫通孔４１及び複数の溝４２によって形成される空間を含む。　
これにより、図５に示すように、ダイ４０及びパンチ３０によって形成されたロータコア部材１００は、ダイ４０の内部の保持部４０ａに積層される。すなわち、パンチ３０及びダイ４０によって形成されたロータコア部材１００は、スロット１３０内にダイ４０の第１突出部４３及び第２突出部４４が挿入されるため、積層された状態でダイ４０の内部の保持部４０ａに保持される。　
具体的には、ダイ４０の第１突出部４３及び第２突出部４４は、軸線Ｐの延びる方向にダイ４０の開口端から所定範囲に亘って、軸線Ｐの延びる方向から見て、同じ幅寸法を有する。すなわち、ダイ４０の保持部４０ａは、スロット１３０の断面と同じ断面を有する。これにより、スロット１３０内に第１突出部４３及び第２突出部４４が挿入されたロータコア部材１００は、ダイ４０の内部の保持部４０ａに保持される。なお、スロット１３０の断面と同じ断面とは、スロット１３０の断面と完全に同じ断面だけでなく、ロータコア部材１００を位置決めしながら積層可能な程度にスロット１３０の断面よりも大きい断面も含む。　
前記所定範囲は、軸線Ｐの延びる方向において、ダイ４０において打ち抜き成形時に打ち抜き工具として機能する部分である有効刃の長さよりも長い範囲である。本実施形態では、前記所定範囲は、軸線Ｐの延びる方向において、ダイ４０の長さと同等である。しかしながら、前記所定範囲は、軸線Ｐの延びる方向において、前記有効刃の長さよりも長ければ、ダイ４０の長さよりも短くてもよい。本実施形態では、軸線Ｐの延びる方向は、パンチ３０の打ち抜き方向と同じ方向である。　
なお、ダイが本実施形態のような保持部を有しない構成の場合、前記有効刃の範囲では、ダイの第１突出部及び第２突出部は同じ幅寸法を有するが、前記有効刃の範囲以外では、第１突出部及び第２突出部の幅寸法は、ダイの軸線の延びる方向に前記有効刃の範囲から離れるほど小さい。これにより、ロータコア部材をダイから容易に離脱させることができる。これに対し、本実施形態のように、ダイ４０の第１突出部４３及び第２突出部４４の幅寸法を、軸線Ｐの延びる方向において前記有効刃の範囲よりも長い所定範囲で、同じ幅寸法にすることで、ロータコア部材１００はダイ４０の保持部４０ａに保持される。なお、前記所定範囲で同じ幅寸法は、前記所定範囲で全く同じ幅寸法だけでなく、ダイからロータコア部材が抜け落ちない程度に前記所定範囲で変化する幅寸法も含む。　
ダイ４０のパンチ３０とは反対側には、ダイ４０と同じ断面を有する製品保持部材５０が位置する。ダイ４０内に保持されたロータコア部材１００は、パンチ３０及びダイ４０によって形成されたロータコア部材１００がダイ４０内に新たに積層されると、順に製品保持部材５０側に押し出される。すなわち、製品保持部材５０の内部にもロータコア部材１００が積層された状態で保持される。製品保持部材５０内の所定位置まで積層されたロータコア部材１００は、複数積層された状態で、搬出装置６０によって装置外に搬出される。なお、ロータコア部材１００は、ロータコアを構成する枚数分積層された状態で、搬出装置６０によって搬出される。　
図８は、搬出装置６０の概略構成示す断面図である。図９は、搬出装置６０によって、積層された状態のロータコア部材１００を搬出する様子を示す図である。　
図８に示すように、搬出装置６０は、移動部６１と、搬出部６５とを有する。移動部６１は、ダイ４０及び製品保持部材５０の下方に位置する。移動部６１は、積層されたロータコア部材１００を下方から支持した状態で、上下方向、すなわちロータコア部材１００の積層方向に移動可能である。　
詳しくは、移動部６１は、載置部６２と、図示しない移動駆動部とを有する。載置部６２は、積層されたロータコア部材１００を載置可能である。前記移動駆動部は、載置部６２を上下方向に移動させる。すなわち、前記移動駆動部は、載置部６２を、製品保持部材５０側に位置し且つロータコア部材１００を支持する支持位置（図８に示す位置）と、ロータコア部材１００を搬出部６５によって搬出する搬出位置（図９に示す位置）とに切り替える。前記移動駆動部は、載置部６２を上下方向に移動可能な構成であれば、どのような構成を有してもよい。　
搬出部６５は、搬出通路６６と、搬出機構６７とを有する。搬出通路６６は、製品保持部材５０の下方の搬出位置からロータコア部材１００の積層方向に直交する方向（図８及び図９における紙面横方向）に延びる。搬出機構６７は、押出部６８と、図示しない搬出駆動部とを有する。押出部６８は、搬出通路６６内を往復移動可能な棒状の部材である。搬出駆動部は、例えば、往復移動可能な機構を有するエアシリンダ等のような駆動装置を含み、押出部６８を搬出通路６６内で往復移動させる。　
搬出装置６０は、図９に示すように、支持位置に位置する載置部６２が移動駆動部によって下方に移動することにより、ダイ４０及び製品保持部材５０に積層された状態で保持されたロータコア部材１００の一部を、搬送位置に位置付ける。これにより、載置部６２上のロータコア部材１００は、搬出通路６６内に位置付けられる。その状態で、搬出駆動部が搬送通路６６内で押出部６８を移動させることにより、積層された状態のロータコア部材１００を搬送通路６６内で移動させる。これにより、ロータコア部材１００を積層された状態で搬出することができる。　
このように、ダイ４０及び製品保持部材５０内で積層された状態で保持されたロータコア部材１００を、搬出装置６０によって搬出することにより、精度良く位置決めされた状態で積層されたロータコア部材１００が得られる。したがって、ロータコア部材１００が精度良く位置決めされたロータコアを容易に得られる。よって、前記ロータコアの寸法精度を確保しつつ前記ロータコアの生産性を向上することができる。　
本実施形態では、パンチ３０及びダイ４０を用いて鋼板１５０を打ち抜くことにより形成されたロータコア部材１００のスロット１３０内にダイ４０の一部を挿入することにより、複数のロータコア部材１００を積層した状態で保持する。　
このように、ロータコア部材１００のスロット１３０内にダイ４０の一部を挿入することにより、複数のロータコア部材１００を積層した状態で保持することができる。これにより、複数のロータコア部材１００を加工後に位置決めしつつ積層した状態で保持できる。よって、ロータコアの生産性を向上できるとともに、前記ロータコアの寸法精度を向上できる。　
また、本実施形態では、ダイ４０は、スロット１３０と同じ断面を有するとともに、パンチ３０の打ち抜き方向に有効刃の長さ以上の長さを有する、保持部４０ａを含む。　
これにより、ロータコア部材１００のスロット１３０内にダイ４０の保持部４０ａの一部を挿入して、複数のロータコア部材１００を積層状態で保持することができる。　
（その他の実施形態）　以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。　
前記実施形態では、ロータコア部材１００の外周部及び第２突起部１１３を形成する際に、ダイ４０
の一部をガイドとしてロータコア部材１００のスロット１３０内に挿入した。しかしながら、ロータコア部材の外周部及び第２突起部を形成する際に、パンチの一部をガイドとしてスロット内に挿入してもよい。また、ロータコア部材の外周部及び第２突起部以外の部分を形成する際に、ダイまたはパンチをロータコア部材のスロット内に挿入してもよい。　
前記実施形態では、鋼板１５０に、貫通孔１２１を形成した後、スロット１３０を形成し、環状部１１０等を形成する。しかしながら、鋼板にスロットを形成した後、貫通孔及び環状部を形成してもよい。スロットを形成した後、該スロットにダイまたはパンチの一部をガイドとして挿入しながら、ロータコア部材の他の部分を形成することが可能であれば、ロータコア部材の形成方法は、上述の実施形態の方法に限定されない。　
前記実施形態では、ダイ４０のパンチ３０とは反対側に、製品保持部材５０が位置する。搬出装置６０は、製品保持部材５０内のロータコア部材１００を搬出する。しかしながら、搬出装置は、ダイ内のロータコア部材を搬出してもよい。　
前記実施形態では、ロータコア部材１００において、環状部１１０と複数のコア本体部１２０とは単一の部材である。しかしながら、図１０に示すように、複数のコア本体部２２０（第２ロータコア部材）が、環状部２１０（第１ロータコア部材）に対して別の部材であってもよい。すなわち、複数のコア本体部２２０が、周方向に複数の部材に分割されてもよい。このように複数のコア本体部２２０が周方向に複数の部材に分割されたロータコア部材２００は、ロータコア部材１００とともに積層されて、ロータコアの一部を構成する。　
このように、ロータコア部材２００が、周方向に複数の部材に分割されたコア本体部２２０を含む構成の場合、ロータコア部材２００の外周部及び第２突起部２１３を形成する際にコア本体部２２０の位置決めが難しい。この場合でも、前記実施形態のように、スロット２３０内にダイをガイドとして挿入することにより、コア本体部２２０の位置決めを容易に行うことができる。　
なお、図１０において、符号２１２は第１突起部である。
本発明は、ロータ磁石を収容可能な複数のスロットが径方向に延びるとともに周方向に並んで配置された円盤状のロータコア部材の製造方法に適用可能である。
１、２　金型１０、３０　パンチ２０、４０　ダイ４０ａ　保持部４１　貫通孔４２　溝４３　第１突出部４３ａ　収容溝４４　第２突出部４４ａ　収容溝４４ｂ　突起形成部４５、４６　ガイド部５０　製品保持部材６０　搬出装置６１　移動部６２　載置部６５　搬出部６６　搬出通路６７　搬出機構６８　押出部１００、２００　ロータコア部材１１０　環状部１１１　シャフト挿入孔１１２、２１２　第１突起部１１３、２１３　第２突起部１２０　コア本体部１２１　貫通孔１２２　かしめ部１２３　連結部１３０、２３０　スロット（ロータ磁石挿入孔）１３０ａ　スリット１３１　ロータ磁石収容部１３２　スロット底部１５０　鋼板２１０　環状部（第１ロータコア部材）２２０　コア本体部（第２ロータコア部材）Ｐ　軸線

Claims (3)

  1. 複数枚、積層されることによって円柱状のロータコアを構成し、ロータ磁石を収容可能な複数のロータ磁石挿入孔が前記ロータコアの径方向に延びるとともに前記ロータコアの周方向に並んで配置された、円盤状のロータコア部材の製造方法であって、　パンチ及びダイを用いて鋼板を打ち抜くことにより、前記ロータコア部材を形成するロータコア部材形成工程と、　前記ロータコア部材形成工程で形成された前記ロータコア部材の前記ロータ磁石挿入孔内に前記ダイの一部を挿入することにより、複数の前記ロータコア部材を積層した状態で保持するロータコア部材保持工程と、を有する、ロータコア部材製造方法。
  2. 請求項１に記載のロータコア部材製造方法において、　前記ダイは、前記ロータ磁石挿入孔と同じ断面を有するとともに、前記パンチの打ち抜き方向に有効刃の長さ以上の長さを有する、保持部を含む、ロータコア部材製造方法。
  3. 請求項１または２に記載のロータコア部材製造方法において、　前記ロータコア部材は、　周方向に繋がった第１ロータコア部材と、　前記ロータコア部材形成工程において周方向に複数の部材に分割された第２ロータコア部材と、を有する、ロータコア部材製造方法。
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