JP2008113529A

JP2008113529A - 積層鉄心およびその製造方法

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Publication number: JP2008113529A
Application number: JP2006296426A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Tomozoe; 達美友添; Junichi Irie; 淳一入江
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-15

Abstract

【課題】磁極への巻線が当該巻線の絶縁被膜を傷つけることなく、また巻線自体を損傷させることなく、高密度になされる積層鉄心およびその製造方法を提供する
【解決手段】磁極毎にヨークを分割した複数枚の分割鉄心片２０〜２２をかしめ積層し、磁極軸部１５の積層上端側および積層下端側の幅がそれぞれ上端および下端に向かって漸減して磁極軸部１５の角を無くした分割積層鉄心１０を、分割積層鉄心１０の両端に設けられた連結部１１、１２を介して環状に連結した積層鉄心およびその製造方法において、積層上端側の磁極軸部１５の幅が漸減した分割鉄心片２２は抜きダレ３９ａが下方向きで、積層下端側の磁極軸部１５の幅が漸減した分割鉄心片２０は抜きダレ３５ａが上方向きである。
【選択図】図１

Description

本発明は磁極に巻線が馴染み絶縁被膜や巻線自体を損傷することなく、且つ高密度に巻回できる積層鉄心（特に、固定子積層鉄心）および積層鉄心の製造方法に関する。

積層鉄心の磁極への巻線は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ヨークを磁極毎に分割した分割積層鉄心５０とすることにより容易化され、また密度よく巻回できるようになっている。しかし、巻線５３は通常銅線で構成されているので、加工性があるとは云え、断面矩形の磁極の一部を構成する磁極軸部５１への巻回で磁極上端部と磁極下端部に隙間５４、５５ができ、巻線密度をより高くできないという問題がある。なお、５６はかしめ部、５７、５８は連結部である。
この問題に対処する技術として特許文献１には、図８に示すように、積層鉄心を構成する分割積層鉄心５９の磁極軸部６０を、断面からみて上端部６１および下端部６２の幅を漸減したものを開示している。これによると、磁極軸部６０への巻線が上端部６１および下端部６２に隙間を生ぜずに巻回できるようになっている。なお、図８において、６３は磁極歯部である。

特開２００５−３４８５５３号公報

ところで、分割積層鉄心５９を構成する各分割鉄心片６４は、プレス加工によって形成され、分割鉄心片６４の端部には抜きバリ６５が発生する。一方、磁極軸部６０への巻線は巻線に張力を与えて高速にてなされる。従って、巻線の表面に形成されている絶縁被膜が磁極軸部６０と直接接触する箇所で損傷することがある。特に巻線の巻回方向が変わる磁極軸部６０の上端部側から中間部側に至る箇所および下端部側から中間部側に至る箇所で前記絶縁被膜の損傷が生じる問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、磁極軸部への巻線が当該巻線の絶縁被膜を傷つけることなく、また巻線自体を損傷させることなく、高密度になされる積層鉄心を得ること、およびその積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心は、磁極毎にヨークを分割した複数枚の分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅がそれぞれ上端および下端に向かって漸減して前記磁極軸部の角を無くした分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の両端に設けられた連結部を介して環状に連結した積層鉄心において、
前記積層上端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが下方向きで、前記積層下端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが上方向きである。
ここで、抜きダレとは、例えば上部にあるパンチと下部にあるダイを用いてパンチを下げて被加工板を打ち抜いた場合、被加工板の上側端部に発生する肩ダレをいい、下方向きとはこの肩ダレが下側に下がっていることをいう。なお、この場合、被加工板の下側端部には抜きバリが発生するが、この抜きバリの方向も前記抜きダレと同一方向となる。なお、パンチとダイの上下関係が逆の場合には、抜きダレおよび抜きバリは上方向きとなる。

また、前記目的に沿う第２の発明に係る積層鉄心の製造方法は、磁極毎にヨークを分割した複数枚の分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅がそれぞれ上端および下端に向かって漸減して前記磁極軸部の角を無くした分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の両端に設けられた連結部を介して環状に連結した積層鉄心で、しかも前記積層上端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが下方向きで、前記積層下端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが上方向きである積層鉄心の製造方法であって、
被加工板をプレス加工ラインに通板して行う前記積層下端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部の打ち抜き形成は下方側から行い、前記積層上端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部の打ち抜き形成は上方側から行なう。

第２の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記積層下端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部を形成する第１のスロット抜きおよび前記積層上端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部を形成する第２のスロット抜きは別々のステーションで行われ、前記第１のスロット抜きは前記被加工板の下側にパンチが、上側に該パンチと対となるダイが設けられ、前記第２のスロット抜きは前記被加工板の上側にパンチが、下側に該パンチと対となるダイが設けられているのが好ましい。

請求項１記載の積層鉄心は、巻線が巻回される磁極は積層上端側および積層下端側とも抜きダレが積層厚み方向中間部に向く（即ち、鋭利な角が無くなる）ので、磁極に巻線は高張力下で巻回されても、絶縁被膜が傷つけられることなく巻回される。さらに高密度に巻回される。

また、請求項２および３記載の積層鉄心の製造方法は、被加工板をプレス加工ラインに通板して行う積層下端側の分割鉄心片の磁極軸片部の打ち抜き形成を下方側から行い、積層上端側の分割鉄心片の磁極軸片部の打ち抜き形成を上方側から行なうので、積層上端側および積層下端側の磁極は抜きダレが積層厚み方向中間部に向き、巻線の際、高い張力下で当該巻線が直接的に磁極の積層上端側および積層下端側に接して巻回されるが、巻線は絶縁被膜に傷つかず、また、生産性よく巻回される等の効果がある。

そして、請求項３記載の積層鉄心の製造方法は、積層下端側の分割鉄心片の磁極軸片部を形成する第１のスロット抜きおよび積層上端側の分割鉄心片の磁極軸片部を形成する第２のスロット抜きが別々のステーションで行われ、第１のスロット抜きは被加工板の下側に、昇降するパンチが、上側にパンチと対となるダイが設けられ、第２のスロット抜きは被加工板の上側に、昇降するパンチが、下側にパンチと対となるダイが設けられているので、金型の構成が容易となり、連続的に分割鉄心片を製造して分割積層鉄心を製造することが容易となる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心およびその製造方法について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る積層鉄心を構成する分割積層鉄心の平面図および正断面図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１（Ｂ）のａ部およびｂ部の拡大図、図３は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を示す説明図、図４、図５は同方法の詳細説明図、図６（Ａ）〜（Ｅ）は分割鉄心片の平面図である。

まず、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心について説明する。本実施の形態の積層鉄心は図１（Ａ）、（Ｂ）に示すような分割積層鉄心１０をその両側に設けられている連結部１１、１２を介して複数個（この実施の形態では８個）リング状に連結して構成されている。各分割積層鉄心１０は同一形状なのでそのうちの一つについて詳細に説明する。なお、分割積層鉄心１０を平面視して同一形状の分割鉄心片の各構成要素には同一の番号を使用し、名称に原則として「片」の用語を付記する。

磁極毎にヨークを分割した分割積層鉄心１０は平面的に見ると、外側が円弧状となった分割ヨーク部１３と、分割ヨーク部１３の中央で半径方向内側に連結されている磁極部１４とを有し、更に磁極部１４は磁極軸部１５と内側が円弧状面となった磁極歯部１６とを有する。そして、分割積層鉄心１０を積層厚み方向に見ると、積層下端側の領域１７と、その上に積層されている積層中間領域１８と、更にその上に積層されている積層上端側の領域１９とを有し、それぞれ複数枚の分割鉄心片２０〜２２の全部が周知形状のかしめ部２３を介してかしめ連結されている。なお、最下部の分割鉄心片２０にはかしめ貫通孔２３ａ（図３参照）のみが形成され、下側にかしめ突起はない。

最上部（または最下部）からｎ枚数（この実施の形態では３枚）までの分割鉄心片２２の分割ヨーク片部１３は、図１（Ａ）において一方（右側）に突出部２４が、他方（左側）に隣接して配置される分割鉄心片２２の突出部２４がぴったりと嵌入する切欠き部２５が設けられている。そして、最上部からｎ＋１枚目から２ｎ枚目（この実施の形態では４〜６枚目）の分割鉄心片２２、２１においては、分割ヨーク片部１３の形状が、最上部からｎ枚目までの分割鉄心片２２と左右対称となって、以下、ｎ枚毎突出部２４と切欠き部２５の位置が左右入れ代わって、図１（Ｂ）に示すような凹凸を呈した連結部１１、１２が分割積層鉄心１０の両側に形成されている。

分割積層鉄心１０の積層下端側および積層上端側の領域１７、１９における各分割鉄心片２０、２２の磁極軸片部１５の幅はそれぞれ下端および上端に向けて漸次狭くなって、磁極軸部１５の四隅に通常であれば形成される４つの角を無くしている。この実施の形態においては、図６（Ｄ）〜（Ａ）に示すように、積層下端側の領域１７の４枚（ｍ枚）の分割鉄心片２０は下端に向けて、積層上端側の領域１９にある４枚の分割鉄心片２２は上端に向けて、それぞれ磁極軸片部１５の幅が狭くなっている。なお、図６（Ｅ）は分割鉄心片２０（２２）にかしめ積層される分割鉄心片２１を示し、正規の磁極軸片部１５の幅を有している。

そして、図２（Ｂ）に示すように、積層下端側の領域１７にある分割鉄心片２０の磁極軸片部１５の両側端部は抜きバリ３５（図４参照）が上を向いて、かしめ積層され、この磁極軸片部１５の下側は抜きダレ３５ａとなり角はそれぞれ丸くなっている。また、図２（Ａ）に示すように、積層上端側の領域１９にある分割鉄心片２２の磁極軸片部１５の両側端部に形成される抜きバリ３９（図５参照）は下向きに形成され、磁極軸片部１５の両側端部の上側は抜きダレ３９ａとなり、丸くなっている。

磁極歯部１６の半径方向外側壁２６も、磁極軸部１５と同様な構成となって、積層下端側および積層上端側の領域１７、１９においては、その半径方向の厚みがそれぞれ下端および上端に向けて薄くなって、半径方向外側の角部を丸くしている。また、抜きダレについても磁極軸部１５と同様な向きになって、巻線が当たる部分に分割鉄心片２０、２２の鋭利な角部が当接しないようにしている。なお、分割ヨーク部１３の半径方向内側壁２７は、磁極軸部１５の軸心に直交する垂直面となっている。このような構造となって、磁極軸部１５に巻線を強固に施しても、磁極軸部１５や磁極歯部１６に巻線が当たって疵が付かないようになっている。
なお、分割ヨーク部１３の中央で半径方向外側には、製造された分割積層鉄心１０を組立て治具に係合して連結するための断面台形の係合部２９が設けられている。

次に、図３〜図５を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心を構成する分割積層鉄心１０の製造方法について説明する。
分割積層鉄心１０は要約すれば、図３に示すようにプレス装置（図示せず）によって工程１〜工程１０（ステーション１〜１０に対応する）を経て製造される。
工程１では、プレス加工ラインに通板する、例えば、磁性鋼板からなる被加工板３０の両側にパイロット孔３１を形成する。この被加工板３０は工程１〜工程１０を間欠送りされ、パンチおよびダイを含む金型との位置合わせは、このパイロット孔３１を用いて行われる。

工程２は磁極軸片部１５を形成するためのスロット抜きであり、図３において３２は対となるスロットを示す。この工程２では、図４（Ａ）に示すように、被加工板３０の下方にパンチ３３を上部にパンチ３３と対となるダイ３４が配置されて、ダイ３４は固定でパンチ３３が下から被加工板３０を打ち抜く。これによって、図４（Ｂ）に示すように、打ち抜き時の抜きバリ３５が上を向いて形成され、被加工板３０の下側の打ち抜き端部は抜きダレ３５ａとなり角が丸くなっている。

この工程２では、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示す４枚（ｍ枚）の分割鉄心片２０とその上の分割鉄心片２１のスロット抜きを行う。従って、板幅方向にそれぞれ対となるパンチ３３とダイ３４が磁極軸片部１５の最小幅位置から正規幅位置まで順次移動して４枚の分割鉄心片２０とその上の分割鉄心片２１の磁極軸片部１５およびこれに連結する磁極歯片部１６の半径方向外側の輪郭と、分割ヨーク片部１３の半径方向内側の輪郭が形成される。

図６（Ｅ）に示す正規寸法の磁極軸片部１５の中で最下部に位置する分割鉄心片２１は、パンチ３３を下から上に移動させる打ち抜き（上抜き）を行うが、この分割鉄心片２１より上に位置する分割鉄心片２１、２２については、工程３（即ち、ステーション３）で磁極軸片部１５を形成するスロット抜きを行う。従って、工程３で打ち抜き処理を行う分割鉄心片２１、２２は、工程２ではアイドル工程となり、工程２で打ち抜き形成される分割鉄心片２０、２１は工程３がアイドル工程となる。
なお、図３において４０は工程３のスロット抜きによって形成されるスロット４０を示す。また、工程２で最上部の分割鉄心片２１を除く全ての分割鉄心片２１を形成することも可能であるが、工程３で処理する方がスロット抜きの抜き滓３６が下に落ちるのでスクラップ処理が容易となる。

この工程３において、図６（Ｄ）〜（Ａ）に括弧付きで示す分割鉄心片２２の磁極軸片部１５を形成するスロット抜きを行う場合には、最初は正規幅の磁極軸片部１５を形成する位置からプレス加工ライン（図示しない）を挟んで幅方向両側にあるパンチ３７およびダイ３８をプレス加工ライン中心側に移動して間隔を順次狭めて、磁極軸片部１５の幅を順次狭めて打抜き形成する。図５（Ａ）に示すように、この場合のパンチ３７は上方から下に移動する（即ち、下抜き）ので、全ての抜きバリ３９は、図５（Ｂ）に示すように下を向き、被加工板３０の切断端部の上端は抜きダレ３９ａとなり角が丸くなる。

工程４と工程５は、分割鉄心片２０〜２２の連結部を形成するために、一方に突出部２４、他方に突出部２４が嵌入する切欠き部２５を形成する工程である。この実施の形態では３枚（ｎ枚）毎で突出部２４と切欠き部２５の形成位置を変えて、分割積層鉄心１０の連結部１１、１２を形成している。従って、全ての分割鉄心片２０〜２２に対して、工程４と工程５は３枚毎相互にアイドル工程となる。突出部２４と切欠き部２５の形成は被加工板３０の所定の位置に、突出部２４および切欠き部２５の幅方向外側形状を有する切欠き穴４２〜４５を形成することによって行う。

工程６は全ての分割鉄心片２０〜２２に対して、磁極歯片部１６の端部を決める歯端部４６、４７の打ち抜き形成を行う。工程７は全ての分割鉄心片２０〜２２に対して、分割積層鉄心１０の背部に組立て治具との係合部２９を形成する穴部４８の打ち抜きを行う。
工程８は積層最下部の分割鉄心片２０にかしめ貫通孔２３ａの形成を行う。そして、工程９は最下部の分割鉄心片２０を除く他の分割鉄心片２０および分割鉄心片２１、２２にかしめ部２３の形成を行う。このかしめ部２３はこの実施の形態では半抜きかしめを適用しているが、周知のＶ字かしめであってもよい。工程１０ではそれぞれの分割鉄心片２０〜２２の外形抜きを行い、金型内で順次分割鉄心片２０〜２２をかしめながら積層して、図１に示す分割積層鉄心１０を製造する。

次に、所定個数の分割積層鉄心１０の磁極軸部１５に巻線を施し、連結部１１、１２を介して複数の分割積層鉄心１０を環状に連結して、巻線の施された固定子積層鉄心（固定子）が製造される。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、磁極数が異なる積層鉄心であっても本発明は適用される。
また、前記実施の形態においては、各分割積層鉄心１０の分割ヨーク部１３の半径方向内側壁は平面状としたが、分割ヨーク部の外形と同一中心を有する円弧状面とした場合も本発明は適用される。
なお、以上の実施の形態において、「穴」は貫通する場合を含む。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施の形態に係る積層鉄心を構成する分割積層鉄心の平面図および正断面図である。（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図１（Ｂ）のａ部およびｂ部の拡大図である。本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を示す説明図である。（Ａ）、（Ｂ）は同方法の詳細説明図である。（Ａ）、（Ｂ）は同方法の詳細説明図である。（Ａ）〜（Ｅ）は分割鉄心片の平面図である。（Ａ）は従来例に係る分割積層鉄心の平面図、（Ｂ）は同分割積層鉄心の磁極軸部の正断面図である。従来例に係る積層鉄心の磁極部の説明図である。

符号の説明

１０：分割積層鉄心、１１、１２：連結部、１３：分割ヨーク部（分割ヨーク片部）、１４：磁極部、１５：磁極軸部（磁極軸片部）、１６：磁極歯部（磁極歯片部）、１７：積層下端側の領域、１８：積層中間領域、１９：積層上端側の領域、２０〜２２：分割鉄心片、２３：かしめ部、２３ａ：かしめ貫通孔、２４：突出部、２５：切欠き部、２６：半径方向外側壁、２７：半径方向内側壁、２９：係合部、３０：被加工板、３１：パイロット孔、３２：スロット、３３：パンチ、３４：ダイ、３５：抜きバリ、３５ａ：抜きダレ、３６：抜き滓、３７：パンチ、３８：ダイ、３９：抜きバリ、３９ａ：抜きダレ、４０：スロット、４２〜４５：切欠き穴、４６、４７：歯端部、４８：穴部

Claims

磁極毎にヨークを分割した複数枚の分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅がそれぞれ上端および下端に向かって漸減して前記磁極軸部の角を無くした分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の両端に設けられた連結部を介して環状に連結した積層鉄心において、
前記積層上端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが下方向きで、前記積層下端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが上方向きであることを特徴とする積層鉄心。
磁極毎にヨークを分割した複数枚の分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅がそれぞれ上端および下端に向かって漸減して前記磁極軸部の角を無くした分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の両端に設けられた連結部を介して環状に連結した積層鉄心で、しかも前記積層上端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが下方向きで、前記積層下端側の磁極軸部の幅が漸減した分割鉄心片は抜きダレが上方向きである積層鉄心の製造方法であって、
被加工板をプレス加工ラインに通板して行う前記積層下端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部の打ち抜き形成は下方側から行い、前記積層上端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部の打ち抜き形成は上方側から行なうことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
請求項２記載の積層鉄心の製造方法において、前記積層下端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部を形成する第１のスロット抜きおよび前記積層上端側の前記分割鉄心片の磁極軸片部を形成する第２のスロット抜きは別々のステーションで行われ、前記第１のスロット抜きは前記被加工板の下側に昇降するパンチが、上側に該パンチと対となるダイが設けられ、前記第２のスロット抜きは前記被加工板の上側に昇降するパンチが、下側に該パンチと対となるダイが設けられていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。