JP2008011615A - 積層鉄心の製造方法および積層鉄心 - Google Patents
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Abstract
【課題】積層した鉄心片同士が高いカシメ強度で締結される積層鉄心とその製造方法を提供する。
【解決手段】積層鉄心の製造方法であって、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起10Btと貫通穴を形成した最下位の鉄心片を外形抜きする工程と、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と下面側へ突出した下向きカシメ突起10Atを形成した最上位の1枚下までの鉄心片を外形抜きする工程と、カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起と貫通穴10Cを形成した最上位の鉄心片を外形抜きする工程と、上向きカシメ突起同士と下向きカシメ突起同士をカシメ結合させることにより、最下位の鉄心片から最上位の鉄心片までの複数の鉄心片を一体にカシメ積層する工程とを有する。
【選択図】図2
【解決手段】積層鉄心の製造方法であって、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起10Btと貫通穴を形成した最下位の鉄心片を外形抜きする工程と、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と下面側へ突出した下向きカシメ突起10Atを形成した最上位の1枚下までの鉄心片を外形抜きする工程と、カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起と貫通穴10Cを形成した最上位の鉄心片を外形抜きする工程と、上向きカシメ突起同士と下向きカシメ突起同士をカシメ結合させることにより、最下位の鉄心片から最上位の鉄心片までの複数の鉄心片を一体にカシメ積層する工程とを有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、金属板から鉄心片を打抜き形成し、積層した鉄心片をカシメ結合する積層鉄心の製造方法、および該製造方法により製造された積層鉄心に関するものである。
例えば、電動モータの主要部品であるモータコア(ロータ/ステータ)を構成する積層鉄心は、上記電動モータの高出力化および高効率化を図るべく、金属板から所定の形状に打抜き形成(外形抜き)した鉄心片を積層し、かつ積層した鉄心片をカシメ結合して互いに一体化することにより製造されている。
また、上記積層鉄心は、積層された鉄心片同士間に隙間の生じることのないよう、さらに製造工程の途中や電動モータの組立て作業時において鉄心片間が開いたり分離したりすることのないよう、強い締結力によってカシメ結合が為されている必要がある。
ここで、従来の積層鉄心における鉄心片同士のカシメ結合は、半抜き突起やV字状突起、あるいはや半抜き突起等によって構成されたカシメ部の突起を、他の鉄心片に形成されたカシメ部の背面側凹部に嵌合して為され、一般に積層された鉄心片同士は強固にカシメ結合されるものの、製造工程上の理由から、最下層および下層におけるカシメ強度が低下することで、積層鉄心の一部に隙間が生じたり、著しい場合には鉄心片の剥がれを生じる不都合があった。
上述の如き問題を解消するべく、積層鉄心における鉄心片同士のカシメ強度を向上させる技術が提供されている(例えば、特許文献1参照)。
図10および図11に示した積層鉄心Aは、一方面側に突出するカシメ突起Bcと貫通穴Boとを複数箇所に形成した鉄心片Bを、所定の枚数だけ積層して互いにカシメ接合することにより製造されている。
図10および図11に示した積層鉄心Aは、一方面側に突出するカシメ突起Bcと貫通穴Boとを複数箇所に形成した鉄心片Bを、所定の枚数だけ積層して互いにカシメ接合することにより製造されている。
また、上記積層鉄心Aは、所定枚数の鉄心片B、B…を積層してカシメ突起Bc同士を重合させたブロックB1とブロックB2とを別個に形成し、ブロックB1のカシメ突起BcをブロックB2の貫通穴Boに挿入するとともに、ブロックB2のカシメ突起BcをブロックB1の貫通穴Boし、これらブロックB1とブロックB2とを互いに加圧してカシメ接合することにより製造されている。
上述した構成の積層鉄心Aにおいては、その最下層および下層に上向きのカシメ突起Bcが存在し、さらに重合されたカシメ突起Bcが複数枚の鉄心片Bに亘って延びるため、積層された鉄心片B同士におけるカシメ強度の向上が認められる。
特開2000−37051号公報
ところで、図10および図11に示した従来の積層鉄心Aでは、所定枚数の鉄心片B、B…をカシメ積層して成るブロックB1とブロックB2とを、それぞれプレス金型装置において別個に形成し、その後、プレス金型装置から取り出されたブロックB1とブロックB2とを、専用の組立て装置においてカシメ接合させねばならず、その製造工程が繁雑であるため生産性に劣る不都合があった。
また、上述した構成の積層鉄心Aにおいては、ブロックB1とブロックB2とを互いに接合させた状態で、ブロックB1およびブロックB2には、カシメ突起Bcの挿通されていない貫通穴Boが存在するため、カシメ強度に関して必ずしも十分であるとは言い難く、特に肉薄(例えば、0.2 mm前後)の鉄心片を用いた積層鉄心や大型(大径)の積層鉄心においては、鉄心片の開き(隙間)や剥がれ等を招いてしまう不都合があった。
本発明の目的は上述した実状に鑑みて、積層した鉄心片同士が高いカシメ強度で締結され、鉄心片の開きや剥がれの生じない積層鉄心を、良好な生産性によって製造することの可能な積層鉄心の製造方法、および該製造方法に則って製造された積層鉄心を提供することにある。
上記目的を達成するべく、請求項1の発明に関わる積層鉄心の製造方法は、プレス加工によりカシメ部を形成した鉄心片を金属板から外形抜きし、積層した複数の鉄心片をカシメ部を介して互いに一体に結合する積層鉄心の製造方法であって、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と貫通穴を形成した少なくとも最下位の鉄心片を外形抜きする工程と、この工程に次いでカシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と下面側へ突出した下向きカシメ突起を形成した最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片を外形抜きする工程と、この工程に次いでカシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起と貫通穴を形成した少なくとも最上位の鉄心片を外形抜きする工程とを含み、上向きカシメ突起同士をカシメ結合させるとともに、下向きカシメ突起同士をカシメ結合させることにより、最下位の鉄心片から最上位の鉄心片までの複数の鉄心片を一体にカシメ積層することを特徴としている。
請求項2の発明に関わる積層鉄心は、プレス加工によりカシメ部を形成した鉄心片を金属板から外形抜きし、積層した複数の鉄心片をカシメ部を介して互いに一体に結合して成る積層鉄心であって、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と貫通穴を形成した少なくとも最下位の鉄心片と、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起とカシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起を形成した最下位の少なくとも1枚上から最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片と、カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起と貫通穴を形成した少なくとも最上位の鉄心片とを有し、上向きカシメ突起同士のカシメ結合と下向きカシメ突起同士のカシメ結合とにより、最下位の鉄心片から最上位の鉄心片までの複数の鉄心片が一体にカシメ積層されていることを特徴とする。
請求項1の発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、上向きカシメ突起同士をカシメ結合させ、かつ下向きカシメ突起同士をカシメ結合させて、最下位の鉄心片から最上位の鉄心片までの鉄心片を一体にカシメ積層しているので、積層した鉄心片同士が高いカシメ強度で締結されることとなり、もって鉄心片の開きや剥がれの生じ難い積層鉄心を得ることができる。
また、本発明に関わる積層鉄心の製造方法によれば、積層開始から積層終了に至るまでの全ての鉄心片を、上向きカシメ突起と下向きカシメ突起との双方でカシメ結合して成る積層鉄心が、一連のプレス加工により一貫して製造されることとなり、もって鉄心片の開きや剥がれを可及的に抑え得る積層鉄心を、極めて良好な生産性により製造することが可能となる。
請求項2の発明に関わる積層鉄心によれば、上向きカシメ突起同士のカシメ結合と、下向きカシメ突起同士のカシメ結合とによって、最下位の鉄心片から最上位の鉄心片までの鉄心片を一体にカシメ積層しているので、積層した鉄心片同士が高いカシメ強度で締結されて鉄心片の開きや剥がれが生じ難く、もって優れた性能および優れた形状精度を得ることが可能となる。
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図1〜図3は、本発明に関わる積層鉄心の一例を示しており、この積層鉄心1は電動モータのロータ(回転子)であって、中央に軸孔1Oを有するハブ1Hと、該ハブ1Hから放射状に突出した磁極1T,1T…とを備えている。
図1〜図3は、本発明に関わる積層鉄心の一例を示しており、この積層鉄心1は電動モータのロータ(回転子)であって、中央に軸孔1Oを有するハブ1Hと、該ハブ1Hから放射状に突出した磁極1T,1T…とを備えている。
また、上記積層鉄心1は、所定枚数の鉄心片10を積層して成り、積層された鉄心片10同士は、個々のハブ1Hおよび磁極1T,1T…に形成された、下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとを介して互いに締結(カシメ結合)されている。
積層鉄心1を構成する個々の鉄心片10、10…は、共に所定の平面形状を呈しており、下向きカシメ部10Aおよび上向きカシメ部10Bが、個々の鉄心片10における所定の箇所に設けられている。
積層鉄心1を構成する鉄心片10のうち、最上位の鉄心片10(t)と最下位の鉄心片(b)との間に位置する鉄心片10(m)には、それぞれ下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとが形成されている。
下向きカシメ部10Aは、鉄心片10の下面10lから突出する突起10Atと、鉄心片10の上面10uに陥没した背面側凹部10Arとを有しており、上向きカシメ部10Bは、鉄心片10の上面10uから突出する突起10Btと、鉄心片10の下面10lに陥没した背面側凹部10Brとを有している。
また、積層鉄心1を構成する鉄心片10のうち、最上位の鉄心片10(t)には、下向きカシメ部10Aが上述した鉄心片10(m)の下向きカシメ部10Aと対応した位置に形成されているとともに、上述した鉄心片10(m)の上向きカシメ部10Bと対応した位置に貫通穴10Cが形成されている。
さらに、積層鉄心1を構成する鉄心片10のうち、最下位の鉄心片10(b)には、上向きカシメ部10Bが上述した鉄心片10(m)の上向きカシメ部10Bと対応した位置に形成されているとともに、上述した鉄心片10(m)の下向きカシメ部10Aと対応した位置に貫通穴10Cが形成されている。
上記積層鉄心1を構成する全ての鉄心片10,10…は、上位の鉄心片10における下面10lと、下位の鉄心片10における上面10uとを、互いに隙間なく密接させてカシメ積層されている。
ここで、最下位の少なくとも1枚上から最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片10(m)、10(m)…は、上位の鉄心片10における下向きカシメ部10Aの突起10Atが、下位の鉄心片10における下向きカシメ部10Aの背面側凹部10Arに圧入し、かつ下位の鉄心片10における上向きカシメ部10Bの突起10Btが、上位の鉄心片10における上向きカシメ部10Bの背面側凹部10Brに圧入することで、互いに一体にカシメ結合されている。
また、積層鉄心1を構成する最下位の鉄心片10(b)は、貫通穴10Cに上位の鉄心片10における下向きカシメ部10Aの突起10Atが圧入し、かつ上向きカシメ部10Bの突起10Btが、上位の鉄心片10における上向きカシメ部10Bの背面側凹部10Brに圧入することで、互いに一体にカシメ結合されている。
さらに、積層鉄心1を構成する最上位の鉄心片10(t)は、貫通穴10Cに下位の鉄心片10における上向きカシメ部10Bの突起10Btが圧入し、かつ下向きカシメ部10Aの突起10Atが、下位の鉄心片10における下向きカシメ部10Aの背面側凹部10Arに圧入することで、互いに一体にカシメ結合されている。
すなわち、上述した構成の積層鉄心1は、最下位の鉄心片10(b)と、中間の鉄心片10(m)、10(m)…と、最上位の鉄心片10(t)とを、下向きカシメ部10Aおよび上向きカシメ部10Bを介して互いに締結されており、これによって積層鉄心1の全体が一体化したものと成っている。
一方、上述した構成の積層鉄心1は、複数台のプレス金型装置を並設して構築されるタンデムプレスラインにおいて、帯状鋼板(金属板)から所定形状の鉄心片10を個々に打抜き形成し、所定枚数の鉄心片10,10…を積層するとともに、積層した鉄心片10同士を下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとで互いに締結して一体化することにより製造される。
また、上記タンデムプレスラインは、図5に示す如く、間欠搬送される帯状鋼板(金属板)Wに対して、順次、所期の加工を実施するための加工ステーションS1〜S7を具備している。
以下では、上記タンデムプレスラインにおいて、積層鉄心1を製造する工程を詳細に説明する。
先ず、加工ステーションS1において、帯状鋼板Wの縁部に所定ピッチでパイロット孔p,p…を打抜き形成し、加工ステーションS2において、帯状鋼板Wに軸孔10oを打抜き形成する。
先ず、加工ステーションS1において、帯状鋼板Wの縁部に所定ピッチでパイロット孔p,p…を打抜き形成し、加工ステーションS2において、帯状鋼板Wに軸孔10oを打抜き形成する。
次いで、加工ステーションS3において、帯状鋼板Wに磁極間の開口s1,s1…を打抜き形成し、加工ステーションS4において、帯状鋼板Wに磁極間のスロットs2,s2…を打抜き形成する。
次いで、加工ステーションS5において、帯状鋼板Wの所定位置に下向きカシメ部10A、10A…を形成する。
上記加工ステーション(プレス金型装置)S5は、図6に示す如く、ダイ5dの上方に位置したストリッパプレート5sを貫通するパンチ5pを備え、このパンチpを矢印Dの如く下動させることで、帯状鋼板Wの所定位置に下向きカシメ部10Aを形成している。
上記加工ステーション(プレス金型装置)S5は、図6に示す如く、ダイ5dの上方に位置したストリッパプレート5sを貫通するパンチ5pを備え、このパンチpを矢印Dの如く下動させることで、帯状鋼板Wの所定位置に下向きカシメ部10Aを形成している。
すなわち、パンチ5pによって帯状鋼板Wを上方から下向きにパンチ加工することで、突起10Atが帯状鋼板W(鉄心片10)の下面に突出して形成されるとともに、背面側凹部10Arが帯状鋼板W(鉄心片10)の上面に陥没して形成されることとなる。
次いで、加工ステーションS6において、帯状鋼板Wの所定位置に上向きカシメ部10B、10B…を形成する。
上記加工ステーション(プレス金型装置)S6は、図7に示す如く、ダイ6dの下方に位置したストリッパプレート6sを貫通するパンチ6pを備え、このパンチpを矢印Uの如く上動させることで、帯状鋼板Wの所定位置に上向きカシメ部10Bを形成している。
上記加工ステーション(プレス金型装置)S6は、図7に示す如く、ダイ6dの下方に位置したストリッパプレート6sを貫通するパンチ6pを備え、このパンチpを矢印Uの如く上動させることで、帯状鋼板Wの所定位置に上向きカシメ部10Bを形成している。
すなわち、パンチ6pによって帯状鋼板Wを下方から上向きにパンチ加工することで、突起10Btが帯状鋼板W(鉄心片10)の上面に突出して形成されるとともに、背面側凹部10Brが帯状鋼板W(鉄心片10)の下面に陥没して形成されることとなる。
加工ステーションS5において下向きカシメ部10Aを形成し、次いで加工ステーションS6において上向きカシメ部10Bを形成したのち、加工ステーションS7において、帯状鋼板Wから鉄心片10を打抜き形成(外形抜き)し、さらに所定枚数の鉄心片10、10…を積層するとともに、下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとによって鉄心片10同士を互いに締結する。
上記加工ステーションS7は、図8に示す如く、ストリッパプレート7sを貫通する外形抜きパンチ7pと、ベース7bに設けられたダイ7dと、このダイ7dに収容されたテーブル7tとを備えており、上記外形抜きパンチ7pを矢印Gの如く下降させることで、帯状鋼板Wから鉄心片10が打抜き形成(外形抜き)される。
さらに、上記加工ステーションS7において、鉄心片10を打抜き形成したのち、外形抜きパンチ7pを下降させることで、上記外形抜きパンチ7pによって打抜き形成された上位の鉄心片10が、先に打抜き形成されてテーブル7tに載置されている下位の鉄心片10に押圧され、下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bを介して互いに締結される。
すなわち、上位の鉄心片10における下向きカシメ部10Aの突起10Atが、下位の鉄心片10における下向きカシメ部10Aの背面側凹部10Arに圧入することで、上位の鉄心片10と下位の鉄心片10とが下向きカシメ部10Cを介して締結される。
また、上位の鉄心片10における上向きカシメ部10Bの背面側凹部10Brに、下位の鉄心片10における上向きカシメ部10Bの突起10Btが圧入することで、上位の鉄心片10と下位の鉄心片10とが上向きカシメ部10Bを介して締結される。
ここで、1個の積層鉄心1を製造する際の一連の工程において、最下位の鉄心片10(b)は、加工ステーションS5、S6において、上向きカシメ突起10Bと貫通穴10Cとが形成され、加工ステーションS7において、帯状鋼板Wから打抜き形成(外形抜き)される。
また、1個の積層鉄心1を製造する際の一連の工程において、最下位の少なくとも1枚上から最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片10(m)は、加工ステーションS5、S6において、下向きカシメ突起10Aと上向きカシメ突起10Bとが形成され、加工ステーションS7において、帯状鋼板Wから打抜き形成(外形抜き)される。
さらに、1個の積層鉄心1を製造する際の一連の工程において、最上位の鉄心片10(t)は、加工ステーションS5、S6において、下向きカシメ突起10Aと貫通穴10Cとが形成され、加工ステーションS7において、帯状鋼板Wから打抜き形成(外形抜き)される。
上記加工ステーションS7において、上述した如く帯状鋼板Wから鉄心片10を打抜き形成し、所定枚数の鉄心片10、10…を積層するとともに、鉄心片10同士を互いに締結して一体化することにより、積層鉄心1の製造が完了することとなる。
上述した積層鉄心1の製造方法によれば、下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとの双方で、最下位の鉄心片10(b)から最上位の鉄心片10(t)までの、全ての鉄心片10、10…を一体にカシメ積層しているので、積層した鉄心片10同士が高いカシメ強度で締結され、鉄心片10の開きや剥がれの生じ難い積層鉄心1が製造されることとなる。
さらに、上述した積層鉄心1の製造方法によれば、積層開始から積層終了に至るまでの全ての鉄心片10、10…を、下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとの双方でカシメ積層して成る積層鉄心1が、タンデムプレスラインにおける一連のプレス加工により、すなわち、別個に形成した積層鉄心のブロックを組付ける等の繁雑な作業を要することなく、良好な生産性によって製造されることとなる。
また、上記構成の積層鉄心1においては、上述した如く、積層した鉄心片10同士が、下向きカシメ部10Aと上向きカシメ部10Bとにより、高いカシメ強度で締結されるので、特に肉薄(例えば、0.2 mm前後)の鉄心片を用いた積層鉄心や大型(大径)の積層鉄心でも、鉄心片の開き(隙間)や剥がれ等の発生を未然に防止でき、もって積層鉄心1は優れた性能および優れた形状精度を獲得したものとなる。
ここで、上述した実施例においては、下向きカシメ部10Aの突起10At、および上向きカシメ部10Bの突起10Btを、共に矩形状に突出する凹字状断面としたが、例えば、図9(a)に示す鉄心片20のように、下向きカシメ部20Aの突起20At、および上向きカシメ部20Bの突起20Btを、共にV字形状とすることも可能である。
さらに、図9(b)に示す鉄心片30のように、下向きカシメ部30Aの突起30At、および上向きカシメ部30Bの突起30Btを共に台形形状とする、あるいは、図9(c)に示す鉄心片40のように、下向きカシメ部40Aの突起40At、および上向きカシメ部40Bの突起40Btを共に切起し突起とすることも可能である。
また、上述した実施例においては、積層鉄心1を複数台のプレス金型装置を並設して構築されるタンデムプレスラインによって製造する例を示したが、1台の順送り金型装置によって構築される順送りプレスラインで積層鉄心1を製造するよう構成し得ることは勿論である。
さらに、上述した実施例においては、本発明を電動モータにおけるロータ(回転子)に適用した例を示したが、勿論、電動モータにおけるステータ(固定子)に対しても、本発明を極めて有効に適用し得ることは言うまでもない。
1…積層鉄心、
10…鉄心片、
10u…上面、
10l…下面、
10A…下向きカシメ部(カシメ部)、
10At…下向きカシメ突起、
10Ar…背面側凹部、
10B…上向きカシメ部(カシメ部)、
10Bt…上向きカシメ突起、
10Br…背面側凹部、
10C…貫通穴、
S1…加工ステーション、
S2…加工ステーション、
S3…加工ステーション、
S4…加工ステーション、
S5…加工ステーション、
S6…加工ステーション、
S7…加工ステーション、
W…帯状鋼板(金属板)。
10…鉄心片、
10u…上面、
10l…下面、
10A…下向きカシメ部(カシメ部)、
10At…下向きカシメ突起、
10Ar…背面側凹部、
10B…上向きカシメ部(カシメ部)、
10Bt…上向きカシメ突起、
10Br…背面側凹部、
10C…貫通穴、
S1…加工ステーション、
S2…加工ステーション、
S3…加工ステーション、
S4…加工ステーション、
S5…加工ステーション、
S6…加工ステーション、
S7…加工ステーション、
W…帯状鋼板(金属板)。
Claims (2)
- プレス加工によりカシメ部を形成した鉄心片を金属板から外形抜きし、積層した複数の前記鉄心片を前記カシメ部を介して互いに一体に結合する積層鉄心の製造方法であって、
カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と貫通穴を形成した、少なくとも最下位の鉄心片を外形抜きする工程と、
少なくとも最下位の鉄心片を外形抜きする工程に次いで、カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と、カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起を形成した、最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片を外形抜きする工程と、
最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片を外形抜きする工程に次いで、カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起と貫通穴を形成した、少なくとも最上位の鉄心片を外形抜きする工程とを含み、
前記上向きカシメ突起同士をカシメ結合させるとともに、前記下向きカシメ突起同士をカシメ結合させることにより、前記最下位の鉄心片から前記最上位の鉄心片までの複数の鉄心片を、一体にカシメ積層することを特徴とする積層鉄心の製造方法。 - プレス加工によりカシメ部を形成した鉄心片を金属板から外形抜きし、積層した複数の前記鉄心片を前記カシメ部を介して互いに一体に結合して成る積層鉄心であって、
カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と貫通穴を形成した、少なくとも最下位の鉄心片と、
カシメ部として上面側へ突出した上向きカシメ突起と、カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起を形成した、最下位の少なくとも1枚上から最上位の少なくとも1枚下までの鉄心片と、
カシメ部として下面側へ突出した下向きカシメ突起と貫通穴を形成した、少なくとも最上位の鉄心片とを有し、
前記上向きカシメ突起同士のカシメ結合と、前記下向きカシメ突起同士のカシメ結合とにより、前記最下位の鉄心片から前記最上位の鉄心片までの複数の鉄心片が、一体にカシメ積層されていることを特徴とする積層鉄心。
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2006
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