JP2022168385A - 回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造設備の大型化の抑制と、高い材料歩留まりの両立を可能とする回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を提供する。【解決手段】プレス機械４０のスライド４２に上型５０Ｕを、ボルスタ４１に下型５０Ｄをそれぞれ取り付けた１組の金型５０に鋼板Ｋを投入し、スライド４２を動作させて、金型５０内で鋼板Ｋから鉄心片ＫＰを打ち抜き、鋼板Ｋの一定長さの送りを繰り返す打抜第一工程と、金型５０から排出され、鋼板Ｋから鉄心片ＫＰを打ち抜いた残りの一次残鋼板Ｋ１を、再度金型５０に投入し、スライド４２を動作させて、金型５０内で一次残鋼板Ｋ１から鉄心片ＫＰを打ち抜く打抜第二工程とを備える回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。【選択図】図２

Description

本願は、回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法に関するものである。

近年、回転電機の小型化、高効率化、及び高生産性が求められており、回転電機の固定子鉄心には分割鉄心構造が多く採用されている。分割鉄心は、電磁鋼板または鉄等の高透磁率材の薄板（以下、鋼板という）から打ち抜かれた分割コア片を所定枚数積層することにより製造される。

このような分割鉄心の製造方法において、鋼板から分割コア片を打ち抜く際に、鋼板上に隣り合う分割コア片を当接させて互い違いに配置することによって、製品となる部分以外の廃棄領域を減らす技術が提案されている。

例えば特許文献１では、鋼板上にＬ字形状の分割コア片を配置する際に、「２つの前記分割コア形状線のＬ字形状鋭角側の長辺同士及び短辺同士の両方が対向するように配置す」し、各分割コア形状線のＬ字形状鋭角側にあるスロット予定部のスペースを互いに有効利用している。

特許第５５７３７４２号公報

しかしながら、鋼板上に互い違いに分割コア片を配置する方法では、金型内に多数組のパンチとダイを配置する必要があるため、スペースと打ち抜き荷重の観点から、金型とプレス機を大型化する必要があった。また、分割コア片が多数の場所で打ち抜かれ、多数の場所から金型外に排出されることになり、打ち抜き後の後工程において、分割コアの取り扱いが煩雑になるという課題があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、製造設備の大型化の抑制と、高い材料歩留まりの両立を可能とする回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を提供することを目的とする。

本願に開示される回転電機の固定子の鉄心片の製造方法は、
プレス機のスライドに上型を、ボルスタに下型をそれぞれ取り付けた１組の金型に鋼板を投入し、前記スライドを動作させて、前記金型内で前記鋼板から鉄心片を打ち抜き、前記鋼板の一定長さの送りを繰り返す打抜第一工程と、
前記金型から排出され、前記鋼板から前記鉄心片を打ち抜いた残りの一次残鋼板を、再度前記金型に投入し、前記スライドを動作させて、前記金型内で前記一次残鋼板から前記鉄心片を打ち抜く打抜第二工程とを備えるものである。
また、本願に開示される分割鉄心の製造方法は、
前記固定子の鉄心片の製造方法を用いて製造した複数の前記鉄心片を前記金型内で積層するものである。
また、本願に開示される、回転電機の製造方法は、
前記分割鉄心の製造方法によって製造された複数の前記分割鉄心を環状に組み合わせた固定子鉄心と前記固定子鉄心に巻き回した電機子巻線とを備える固定子の内周面に、外周面を対向させて回転可能に回転子を支持するものである。

本願に開示される回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法によれば、製造設備の大型化の抑制と、高い材料歩留まりの両立を可能とする。

実施の形態１による回転電機の断面図である。 実施の形態１による鉄心片の打抜第一工程を示す図である。 実施の形態１による鉄心片の打抜第二工程を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態の他の例を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態の他の例を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態の他の例を示す図である。 実施の形態１による鋼板の打ち抜き状態の他の例を示す図である。 実施の形態２による鉄心片の打抜第一工程を示す図である。 実施の形態２による鉄心片の打抜第二工程を示す図である。 実施の形態２による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態２による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態２による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態２による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態３による鉄心片の打抜工程および鋼板の循環経路を示す図である。 実施の形態４による鉄心片の打抜工程を示す図である。 実施の形態５による鉄心片の打抜工程および鋼板の循環経路を示す図である。 実施の形態５による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態５による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態５による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態５による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態５による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態５による鋼板の打ち抜き状態を示す図である。 実施の形態６による鉄心片の打抜工程および鋼板の循環経路を示す図である。 実施の形態７による一次残鋼板を示す平面図である。

実施の形態１．
以下、実施の形態１による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、図を用いて説明する。
図１は、回転電機１００の断面図である。
回転電機１００は、回転子１０と固定子２０とを備える。回転子１０は、回転子鉄心１１と回転軸１２と永久磁石１３とを備える。回転子１０は、その外周面を固定子２０の内周面に空隙５を介して対向させて、図示しないベアリングによって回転可能に支持されている。

固定子２０は、円環形状をしており、固定子鉄心２１と電機子巻線２２とを備える。電機子巻線２２は、磁性を有する固定子鉄心２１のスロットに導電性を有する線材を組み立てることで構成されている。

固定子鉄心２１は、複数の分割鉄心２１Ｂを円環状に組み合わせて形成されている。分割鉄心２１Ｂは、鋼板から打ち抜かれた複数の鉄心片が、固定子２０の軸方向Ｚに積層されている。

回転電機１００は、固定子２０から発生される磁界により回転子１０を回転し、回転力を回転電機１００の外部に伝達する。

図２は、鉄心片ＫＰの打抜第一工程を示す図である。
図３は、鉄心片ＫＰの打抜第二工程を示す図である。
図４Ａ～図４Ｄは、鋼板Ｋの打ち抜き状態を示す図である。
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄは、それぞれ、図２、図３中の視点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する。また、斜線模様は、鋼板Ｋの表面を示し、ドット模様は、鋼板Ｋの裏面を示す。また、各図の太矢印は、鋼板Ｋの進行方向を示す（以下同じ）。

図２において、プレス機４０は、ボルスタ４１とスライド４２とを備える。
ボルスタ４１には金型５０の下型５０Ｄが固定され、スライド４２には、金型５０の上型５０Ｕが固定されている。

下型５０Ｄの上に鋼板Ｋが配置された状態でプレス機４０を駆動させることによって上型５０Ｕが下降し、鋼板Ｋから鉄心片ＫＰが打ち抜かれる。また、プレス機４０の水平方向の一方側（図２では左側）には、帯状の鋼板Ｋをコイル状に反時計回りに巻き取った０次コイルＣ０が、回転機７Ａに搭載されている。０次コイルＣ０から巻き解かれた鋼板Ｋから金型５０内で打ち抜かれた鉄心片ＫＰは、下方に排出される。

そして、プレス機４０内を通過し、鋼板Ｋから鉄心片ＫＰを打ち抜いた残りの一次残鋼板Ｋ１は、プレス機４０を挟んで回転機７Ａの反対側（図２では右側）に設置された回転機７Ｂによって、一次コイルＣ１として反時計回りに巻き取られる（再コイル化工程）。この時、プレス機４０の上流側と下流側のどちらか、もしくは、両方には、鋼板Ｋを一定の長さで送ることのできる送り装置４５を備える。

このように、回転機７Ａに搭載された０次コイルＣ０は巻き解かれ、図４Ａに示す帯状の鋼板Ｋとして金型５０に投入排出口５１から投入され、プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きと、送り装置４５による一定長での送りを繰り返すことにより、複数の鉄心片ＫＰが下型５０Ｄ内で整列、積層されていくと同時に、鉄心片ＫＰが打ち抜かれた後の一次残鋼板Ｋ１は、金型５０の外に投入排出口５２から排出され、図４Ｂに示すような状態で回転機７Ｂによって、一次コイルＣ１として巻き取られる。

０次コイルＣ０を全て巻き解き、一次残鋼板Ｋ１が一次コイルＣ１として全て巻き取られるまでの工程を打抜一工程とする。

次に、図３を用いて打抜第二工程を説明する。
図３において、図２の回転機７Ａ、７Ｂ、金型５０など、基本的な構成は同じである。
打抜第二工程においては、まず、打抜第一工程で一次残鋼板Ｋ１を一次コイルＣ１として巻き取った回転機７Ｂを、図３に示すように、左右が逆となるように矢印Ｔ１に示す方向に１８０度回転させる。

打抜第一工程においては、鋼板Ｋの送り方向は、図２では左側から右側であったが、図３に示す打抜第二工程においては、一次残鋼板Ｋ１の送り方向は、逆方向の右側から左側となって、打抜第一工程と同様にプレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きを行う。即ち、回転機７Ｂに搭載された一次コイルＣ１は、次第に巻き解かれ、図４Ｃに示すように、表裏が逆になって、一次残鋼板Ｋ１が先ほど排出された投入排出口５２から金型５０に投入され、プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きと、送り装置４５による一定長での送りを繰り返すことになる。

これにより複数の鉄心片ＫＰが下型５０Ｄ内で整列、積層されていくと同時に、鉄心片ＫＰが打ち抜かれた後の二次残鋼板Ｋ２は、投入排出口５１から金型５０の外に、左から右へと排出される。

金型５０から排出された二次残鋼板Ｋ２は、図４Ｄに示す状態で回転機７Ａによって、二次コイルＣ２として巻き取られる。一次コイルＣ１を全て巻き解き、二次残鋼板Ｋ２が二次コイルＣ２に巻き取られるか、またはスクラップされるまでを打抜第二工程とする。巻き取らずにスクラップとしてもよい。

このように、打抜第一工程から打抜第二工程に移る際に、一次コイルＣ１を、図３の矢印Ｔ１に示すように、左右反転させることで、図４Ｃに示すように一次残鋼板Ｋ１を表裏反転することができ、プレス機４０内の金型５０の位置を移動することなく、そのまま一次残鋼板Ｋ１の残存部分に対して打抜第二工程を実施して鉄心片ＫＰを打ち抜くことができる。また、打抜第二工程の打ち抜き後において、図４Ｄに示すように鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域を減らすことができる千鳥状に鉄心片ＫＰを打ち抜くことができる。

なお、以下の（１）～（３）のいずれかの場合であっても、鋼板Ｋから鉄心片ＫＰを千鳥状に打ち抜きが可能となる。
（１） 図２における一次コイルＣ１回転機７Ｂによる巻き取り方向を時計回りとし、図３における一次コイルＣ１の左右反転をしないこととする場合。
（２） 打抜第一工程における金型５０からの一次残鋼板Ｋ１の排出と、回転機７Ｂによる一次コイルＣ１の巻き取りの間で一次残鋼板を幅方向に１８０度捻る、捻り工程を加える場合。
（３） 打抜第二工程における回転機７Ｂからの一次コイルＣ１の金型５０への投入の間で一次残鋼板Ｋ１を幅方向に１８０度捻る、捻り工程を加える場合。

図５Ａ～図５Ｄは、鋼板Ｋの打ち抜き状態の他の例を示す図である。
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄは、それぞれ、図２、図３中の視点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する。また、斜線模様は、鋼板Ｋの表面を示す。
鉄心片ＫＰの他の打ち抜き例として、打抜第二工程において、一次残鋼板Ｋ１の幅方向の中心が、金型５０内を通過するパスラインＰ２を、打抜第一工程において鋼板Ｋの幅方向の中心が、金型５０内を通過したパスラインＰ１から変化させることで、鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域を減らすことも可能である。

すなわち、回転機７Ａに搭載された０次コイルＣ０が巻き解かれ、図５Ａに示す帯状の鋼板Ｋとして、打抜第一工程のパスラインＰ１でもって金型５０に投入される。プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きと、送り装置４５による一定長での送りを繰り返すことにより、複数の鉄心片ＫＰが下型５０Ｄ内で整列、積層されていく。これと同時に、鉄心片ＫＰが打ち抜かれた後の一次残鋼板Ｋ１は、金型５０の外に排出され、図５Ｂに示す状態で回転機７Ｂによって、一次コイルＣ１に巻き取られる。

次に、回転機７Ｂに搭載された一次コイルＣ１が、巻き解かれ、表裏はそのままで、図５Ｂのような帯状の一次残鋼板Ｋ１として、打抜第二工程のパスラインＰ２でもって金型５０に投入される。プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きと、送り装置４５による一定長での送りを繰り返すことにより、複数の鉄心片ＫＰが下型５０Ｄ内で整列、積層されていく。これと同時に、鉄心片ＫＰが打ち抜かれた後の二次残鋼板Ｋ２は、金型５０の外に排出され、鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域を減らした図５Ｄに示すような状態で回転機７Ａによって、二次コイルＣ２に巻き取られる。この場合、鋼板Ｋを表裏反転させる必要はなく、打ち抜き工程の数も、鋼板Ｋの幅に応じて増やすことができる。

実施の形態１による、回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法によれば、鋼板Ｋの表裏を反転させて鉄心片ＫＰを千鳥状に打ち抜いたり、異なるパスラインで鋼板Ｋの打ち抜きを繰り返したりすることによって鋼板Ｋの鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域を減らし、材料歩留まりに優れた鉄心片ＫＰの打ち抜きを実現しつつ、製品である鉄心片ＫＰの排出場所は１箇所に抑制できるため、後工程における鉄心片ＫＰの取り扱いの簡素化が可能でとなる。

実施の形態２．
以下、実施の形態２による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、実施の形態１と異なる部分を中心に図を用いて説明する。

図６は、鉄心片ＫＰの打抜第一工程を示す図である。
図７は、鉄心片ＫＰの打抜第二工程を示す図である。
図８Ａ～図８Ｄは、鋼板Ｋの打ち抜き状態を示す図である。
図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄは、それぞれ、図６、図７中の視点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対応する。また、斜線模様は、鋼板Ｋの表面を示す。

図６において、基本的な構成は図２と同じであるが、回転機７Ｂの巻き取り方向が図２とは異なり、時計回りに巻き取られている。また、図４Ａ～図４Ｄと、図８Ａ～図８Ｄを比較すると分かるように、鋼板Ｋ上における鉄心片ＫＰの配置が異なる。

回転機７Ａに搭載された０次コイルＣ０は巻き解かれ、図８Ａに示す帯状の鋼板Ｋとして投入排出口５１から金型５０に投入され、プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きと、送り装置４５による一定長での送りを繰り返すことにより、複数の鉄心片ＫＰが下型５０Ｄ内で整列、積層されていくと同時に、鉄心片ＫＰが打ち抜かれた後の一次残鋼板Ｋ１は、投入排出口５２から金型５０の外に排出され、図８Ｂに示すような状態で回転機７Ｂによって、一次コイルＣ１として巻き取られる。

０次コイルＣ０を全て巻き解き、一次残鋼板Ｋ１が一次コイルＣ１として全て巻き取られるまでの工程を打抜一工程とする。
図７において、図６の回転機７Ａ、７Ｂ、金型５０など、基本的な構成は同じであるが、回転機７Ａと回転機７Ｂの配置が異なる。

打抜第二工程においては、まず、打抜第一工程で一次残鋼板Ｋ１を一次コイルＣ１として巻き取った回転機７Ｂと、鋼板Ｋを全て巻き解いて空になった回転機７Ａとの位置を、図７、矢印Ｔ２０１に示すように入れ替えると同時に、矢印Ｔ２０２に示すように、左右が逆となるように１８０度回転させる。

そして、打抜第二工程においては、打抜第一工程と同様に、回転機７Ｂに搭載された一次コイルＣ１は、次第に巻き解かれ、図８Ｃに示すように金型５０に打抜第一工程と同じ投入排出口５１から同じ方向に投入され、プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きと、送り装置４５による一定長での送りを繰り返す。このとき、実施の形態１とは異なり、金型５０に挿入される鋼板の表裏は、打抜第一工程と同じである。

これにより複数の鉄心片ＫＰが下型５０Ｄ内で整列、積層されていくと同時に、鉄心片ＫＰが打ち抜かれた後の二次残鋼板Ｋ２は、投入排出口５２から金型５０の外に、左から右へと排出される。

金型５０から排出された二次残鋼板Ｋ２は、図８Ｄに示す状態で回転機７Ａによって、二次コイルＣ２として巻き取られる。一次コイルＣ１を全て巻き解き、二次残鋼板Ｋ２が二次コイルＣ２に巻き取られるか、または、巻き取らずにスクラップされるまでを打抜第二工程とする。

実施の形態２による、回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法によれば、金型５０に挿入される鋼板の向きを１８０度反転させることによって、鉄心片ＫＰを千鳥状に打ち抜き、鋼板Ｋの鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域を減らし、材料歩留まりに優れた鉄心片ＫＰの打ち抜きを実現しつつ、製品である鉄心片ＫＰの排出場所は１箇所に抑制できるため、後工程における鉄心片ＫＰの取り扱いの簡素化が可能でとなる。

実施の形態３．
以下、実施の形態３による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、実施の形態１、２と異なる部分を中心に図を用いて説明する。
図９は、鉄心片ＫＰの打抜工程および鋼板の循環経路を示す図である。
本実施の形態と実施の形態１、２との大きな違いは、実施の形態１、２では、回転機７Ａ、７Ｂを、金型５０を挟んでそれぞれ反対側に配置していたのに対して、本実施の形態３では、金型５０に対して同じ側に双方を配置している点である。

図９において、プレス機４０の一方側（図９では左側）に、帯状の鋼板Ｋをコイル状に巻き取った０次コイルＣ０が回転機７Ａに搭載されて配置されている。

回転機７Ａに搭載された０次コイルＣ０から巻き解かれた鋼板Ｋは、金型５０内で打ち抜かれて、一次残鋼板Ｋ１となって図９、右側に排出される。その後、循環経路にあるガイドＧ１、ローラＲ１、ローラＲ２を介し鋼板Ｋの進行方向を変え、プレス機４０の上側を通り、再度、一方側（図９では左側）に設置された回転機７Ｂによって、０次コイルＣ０とは表裏が反転した一次コイルＣ１として巻き取られる。

この時、プレス機４０の上流側と下流側のどちらか、もしくは、両方には鋼板Ｋを一定の長さで送ることのできる送り装置４５を備える。

回転機７Ｂに巻き取られた一次コイルＣ１は巻き解かれ、再度金型５０に投入される。これにより、プレス機４０による鉄心片ＫＰの打ち抜きを２回以上繰り返すことが可能である。

実施の形態３による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法によれば、実施の形態１および実施の形態２に比べて、設備の設置に必要な面積を小さくすることができ、狭い場所への設置が可能になるなどの利点がある。

なお、図９ではプレス機４０の上側を鋼板Ｋが通る例を図示したが、プレス機４０の横、または、下を通してもよい。更に、図９の鋼板Ｋの送りを逆方向、即ち、鋼板Ｋが金型５０で打ち抜かれる前に、プレス機４０の上側などを通してから、金型５０で打ち抜く形態をとってもよい。

実施の形態４．
以下、実施の形態４による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、実施の形態１～３と異なる部分を中心に図を用いて説明する。
図１０は、鉄心片ＫＰの打抜工程を示す図である。
本実施の形態と実施の形態１～３との大きな違いは、実施の形態１～３では、１枚の連続する鋼板Ｋを用いていたが、本実施の形態４では、予め所定の長さに切断して重ねた鋼板Ｋ４００を使用する点である。

プレス機４０の一方側（図１０では左側）には、予め短冊状に切断した鋼板Ｋ４００を積み重ねた０次積層体Ｃ４００がラック４０７Ａに搭載され、０次積層体Ｃ４００から、１枚もしくは数枚ずつ送り出された鋼板Ｋ４００が、金型５０内で打ち抜かれ、一次残鋼板Ｋ４０１として排出され、反対側（図１０では右側）に設置されたラック４０７Ｂの上に、一次積層体Ｃ４０１として積み重ねられる（残鋼板積層工程）。

プレス機４０の上流側と下流側のどちらか、もしくは、両方には鋼板Ｋ４００を一定の長さで送ることのできる送り装置４５、４４５を備える。

次に、打抜第二工程の前にラック４０７Ｂを回転させて、一次残鋼板の向きを左右反転させる。そして、ラック４０７Ｂのガイド４０７ＢＧを取り外し、ラック４０７Ｂに積み重ねられた一次積層体Ｃ４０１から、１枚もしくは数枚ずつ前述とは逆方向に一次積層体Ｃ４０１から一次残鋼板Ｋ４０１を送り出して、再度金型５０に投入し、プレス機４０によって鉄心片ＫＰを打ち抜く。

実施の形態４による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。

実施の形態５．
以下、実施の形態５による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、実施の形態３と異なる部分を中心に図を用いて説明する。

図１１は、鉄心片ＫＰの打抜工程および鋼板の循環経路を示す図である。
図１２Ａ～図１２Ｆは、鋼板Ｋの打ち抜き状態を示す図である。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１２Ｄ、図１２Ｅ、図１２Ｆは、それぞれ、図１１中の視点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆに対応する。また、斜線模様は、鋼板Ｋの表面を示し、ドット模様は、鋼板Ｋの裏面を示す。各図の太矢印は、鋼板Ｋの進行方向を示す。

本実施の形態５と実施の形態１～３との大きな違いは、本実施の形態５では、一度に複数の鉄心片ＫＰを打ち抜く点である。

図１１において、プレス機４０の一方側（図１１では左側）には、帯状の鋼板Ｋをコイル状に巻き取った０次コイルＣ０が回転機７Ａに搭載され、０次コイルＣ０から巻き解かれた鋼板Ｋは、金型５０内で打ち抜かれて一次残鋼板Ｋ１として排出される。その後、一次残鋼板Ｋ１は、ローラＲ１を介し鋼板の進行方向を変え、ローラＲ２、ローラＲ３の間で一次残鋼板Ｋ１の幅方向に１８０度捻られ（捻り工程）、表裏を反転させながらプレス機４０の上側を通り、ローラＲ４を介して再度、プレス機４０の一方側（図１１では左側）に取り回され、前述の鋼板Ｋと上下に重ねられて金型５０に再度投入され、鋼板Ｋと共に金型５０内で打ち抜かれて二次残鋼板Ｋ２として、一次残鋼板Ｋ１と共に排出される。この時、プレス機４０の上流側と下流側のどちらか、もしくは、両方には鋼板Ｋおよび一次残鋼板Ｋ１を一定の長さで送ることのできる送り装置４５を備える。

次に、各位置での鋼板の状態について説明する。
図１１の視点Ａにおいては、０次コイルＣ０から巻き解かれた鋼板Ｋが図１２Ａに示すように表面を上にして、上流側の送り装置４５Ａに投入される。
上流側の送り装置４５Ａ内では、後述の一次残鋼板Ｋ１が裏面を上にした状態で、鋼板Ｋの上に重ねられ、図１１に示す視点Ｂにおいては、図１２Ｂに示す状態となる。すなわち、上に重なった一次残鋼板Ｋ１に開いた穴から下に重なっている鋼板Ｋの表面が見えている状態となる。

その後、鋼板Ｋと一次残鋼板Ｋ１が重なった状態で、金型５０により鉄心片ＫＰが２枚同時に打ち抜かれ、それぞれの鋼板には新たに鉄心片ＫＰの形状に打ち抜かれた穴が奥側にでき、鋼板Ｋは一次残鋼板Ｋ１に、一次残鋼板Ｋ１は二次残鋼板Ｋ２となり、図１１に示す視点Ｃでは、図１２Ｃに示す状態となる。すなわち、上に重なっている二次残鋼板Ｋ２は、千鳥状に鉄心片ＫＰを打ち抜いた穴が開いており、下側の一次残鋼板Ｋ１には、奥側のみに鉄心片ＫＰを打ち抜いた穴が開いている。

次に、下流側の送り装置４５Ｂ、ローラＲ１、ガイドＧ２によって、進行方向を変えると共に、一次残鋼板Ｋ１と二次残鋼板Ｋ２とが分離される。一次残鋼板Ｋ１は、図１１に示す視点Ｄにおいて、図１２Ｄに示す状態となる。なお、二次残鋼板Ｋ２については後述する。

一次残鋼板Ｋ１は、図１１に示す視点Ｅにおいて、図１２Ｅに示すように一次残鋼板Ｋ１の幅方向に１８０度捩じる（表裏反転）することで、鉄心片ＫＰの形状に打ち抜かれた穴の位置を奥側から手前側に移動させることができる。その後は、前述の上流側の送り装置４５Ａ内で、鋼板Ｋの上に重ねられ、金型５０による２枚同時に打ち抜かれる内の１枚となる。

図１１に示す視点Ｄの手前で一次残鋼板Ｋ１と分離された二次残鋼板Ｋ２に関しては、この後スクラップとなるが、図１１に示す視点Ｆにおいて、図１２Ｆに示すように鉄心片ＫＰの形状に打ち抜かれた穴が互い違いに配置された千鳥状となり、鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域が少なく、材料歩留まりに優れた鉄心片ＫＰの打ち抜きがされたことが分かる。

実施の形態５による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法によれば、鋼板Ｋの幅方向に板厚偏差があった場合であっても、打ち抜かれた鉄心片ＫＰは、板厚偏差の影響を受けずに積層することが可能となる。

例えば、図１２Ａにおいて、奥側が薄く、手前側が厚い板厚偏差をもった鋼板Ｋが使われた場合であっても、２枚同時に打ち抜かれる下側の鉄心片ＫＰにおいて、ティース側が厚く、コアバック側が薄くなるのに対して、上側の鉄心片ＫＰは、図１２Ｅに示すように幅方向に１８０度、捩じっているため、ティース側が薄く、コアバック側が厚くなる。その結果、これらの鉄心片ＫＰが交互に重ね合わされると、板厚偏差を相殺して分割鉄心２１Ｂを積層でき、高精度な分割鉄心２１Ｂと固定子鉄心２１を提供することができる。

なお、これまでの説明では、鋼板Ｋを１巡させた上、２枚重ねで同時に千鳥状に打ち抜く方法について説明したが、実施の形態１で説明したような異なるパスラインでの打ち抜きも組み合わせて、２巡の上、３枚重ね抜き、３巡の上、４枚重ね抜きなどに拡張させてもよい。

これまで説明してきた千鳥状、或いは異なるパスラインでの打ち抜きを、組み合わせ繰り返すことにより、鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域を減らし、材料歩留まりに優れた打ち抜きを実現しつつ、製品である鉄心片ＫＰの排出場所は１箇所、あるいは少数に抑制できるため、後工程における鉄心片ＫＰの取り扱いの簡素化が可能である。

実施の形態６．
以下、実施の形態６による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、実施の形態５と異なる部分を中心に図を用いて説明する。
図１３は、鉄心片ＫＰの打抜工程および鋼板の循環経路を示す図である。

図１３において、プレス機４０の一方側（図１１では左側）には、帯状の鋼板Ｋをコイル状に巻き取った０次コイルＣ０が回転機７Ａに搭載され、０次コイルＣ０から巻き解かれた鋼板Ｋは、ロール式材料送り装置６４５Ａを介して金型５０に送り込まれ、金型５０内で打ち抜かれて一次残鋼板Ｋ１としてプレス機４０の右側に排出される。

その後、一次残鋼板Ｋ１は、ロール式材料送り戻し装置６４５Ｂを介し鋼板の進行方向を変え、更に表裏を反転して、再度プレス機４０右側から金型５０に送り込まれ、前述の鋼板Ｋと重ねられ金型５０内で打ち抜かれて二次残鋼板Ｋ２としてプレス機４０の左側に排出される。

この時、プレス機４０の左側に配置されたロール式材料送り装置６４５Ａ内のメインローラＲ６１の上側に鋼板Ｋ、下側に二次残鋼板Ｋ２を通すことで、鋼板Ｋの送り出し量と二次残鋼板Ｋ２の引き出し量を等しくすることができる。同様に、プレス機４０の右側に配置されたロール式材料送り戻し装置６４５Ｂ内のメインローラＲ６２の上側に一次残鋼板Ｋ１の上流側、下側に一次残鋼板Ｋ１の下流側を通すことで、一次残鋼板Ｋ１の上流側の引き出し量と一次残鋼板Ｋ１の下流側の送り出し量を等しくすることができ、安定した材料送りが可能となる。

また、ロール式材料送り戻し装置６４５Ｂ内で、一次残鋼板Ｋ１の幅方向に１８０度捻り（捻り工程）、表裏を反転させて、実施の形態５と同様に鉄心片ＫＰを千鳥状に打ち抜くことができ、鉄心片ＫＰとなる部分以外の廃棄領域が少なく、材料歩留まりに優れた鉄心片ＫＰの打ち抜きが可能となる。

実施の形態７．
以下、実施の形態７による回転電機の固定子の鉄心片の製造方法、分割鉄心の製造方法、および回転電機の製造方法を、実施の形態６と異なる部分を中心に図を用いて説明する。
図１４は、一次残鋼板Ｋ７０１を示す平面図である。図１４において、２回目に打ち抜かれる部分を点線にて示している。本実施の形態７では、１回目の鉄心片ＫＰの打ち抜き時に、鉄心片ＫＰとして打ち抜かない部分に切り欠きＣＴ（パイロット部）を打ち抜いている。

２回目以降に鉄心片ＫＰを打ち抜く際に、この切り欠きＣＴを位置決めの基準として利用することによって、１回目の打ち抜きと、２回目以降の打ち抜きの位置ずれを防止することが可能である。

位置決めは、ロール式材料送り装置６４５Ａ、ロール式材料送り戻し装置６４５Ｂ内、または、金型５０内において、機械的に位置決めしてもよいし、センサーなどで切り欠きＣＴを検出して位置決めしてもよい。ここでは、切り欠きＣＴを一例として示したが、穴、突起などでも同様の効果を得ることができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１００ 回転電機、１０ 回転子、１１ 回転子鉄心、１２ 回転軸、
１３ 永久磁石、２０ 固定子、２１ 固定子鉄心、２１Ｂ 分割鉄心、
２２ 電機子巻線、４０ プレス機、４１ ボルスタ、４２ スライド、
４５，４５Ａ，４５Ｂ，４４５ 送り装置、４０７Ａ，４０７Ｂ ラック、
４０７ＢＧ ガイド、６４５Ａ ロール式材料送り装置、
６４５Ｂ ロール式材料送り戻し装置、７Ａ，７Ｂ 回転機、５ 空隙、５０ 金型、
５０Ｄ 下型、５０Ｕ 上型、５１，５２ 投入排出口、Ｋ，Ｋ４００ 鋼板、
Ｋ１，Ｋ４０１，Ｋ７０１ 一次残鋼板、Ｋ２ 二次残鋼板、ＫＰ 鉄心片、
Ｃ４００ ０次積層体、Ｃ４０１ 一次積層体、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ 視点、
Ｃ０ ０次コイル、Ｃ１ 一次コイル、Ｃ２ 二次コイル、ＣＴ 切り欠き、
Ｇ１，Ｇ２ ガイド、Ｐ１，Ｐ２ パスライン、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ ローラ、
Ｒ６１，Ｒ６２ メインローラ、Ｚ 軸方向。

Claims (13)

1. プレス機のスライドに上型を、ボルスタに下型をそれぞれ取り付けた１組の金型に鋼板を投入し、前記スライドを動作させて、前記金型内で前記鋼板から鉄心片を打ち抜き、前記鋼板の一定長さの送りを繰り返す打抜第一工程と、
   前記金型から排出され、前記鋼板から前記鉄心片を打ち抜いた残りの一次残鋼板を、再度前記金型に投入し、前記スライドを動作させて、前記金型内で前記一次残鋼板から前記鉄心片を打ち抜く打抜第二工程とを備える回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
2. 前記打抜第二工程において、前記一次残鋼板は、
   前記打抜第一工程後に前記一次残鋼板を前記金型から排出した投入排出口から、前記打抜第一工程とは反対方向に前記金型に投入される請求項１に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
3. 前記打抜第二工程において、前記一次残鋼板は、
   前記打抜第一工程において前記鋼板を前記金型に投入した投入排出口から前記打抜第一工程と同じ方向に前記金型に投入される請求項１に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
4. 前記打抜第二工程において、前記一次残鋼板は、前記打抜第一工程とは表裏を反転させて前記金型に投入される請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
5. 前記打抜第二工程において、前記一次残鋼板の幅方向の中心が、前記金型内を通過するパスラインを、前記打抜第一工程において前記鋼板の幅方向の中心が、前記金型内を通過したパスラインから変化させる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
6. 前記打抜第一工程は、帯状に巻き取ったコイルから前記鋼板を巻き解いて前記金型に投入して実施し、
   前記金型から排出された一次残鋼板は、循環経路を経て、再度前記金型に投入される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
7. 前記金型で前記鉄心片を打ち抜く際に、
   前記鋼板を複数枚重ね合わせて配置し、或いは前記鋼板と前記一次残鋼板とを重ね合わせて配置し、同時に複数枚の前記鉄心片を打ち抜く請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
8. 前記循環経路中において、前記一次残鋼板を、幅方向に１８０度捻る、捻り工程を有する請求項６に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
9. 前記打抜第一工程において、帯状の前記鋼板を巻き取った０次コイルから前記鋼板を巻き解いて前記金型に投入し、
   前記金型から排出された前記一次残鋼板を、巻き取って一次コイルを形成する再コイル化工程を有し、
   前記一次コイルから再度、前記一次残鋼板を巻き解いて前記金型に投入する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
10. 前記打抜第一工程において、短冊状の前記鋼板を重ねた０次積層体から、一枚または複数枚重ねた前記鋼板を前記金型に投入し、
    前記金型から排出された前記一次残鋼板を積み重ねた一次積層体を形成する残鋼板積層工程と、
    前記打抜第二工程において、前記一次積層体から再度、前記金型に、一枚または複数枚の重ねた前記一次残鋼板を前記金型に投入する請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
11. 前記打抜第一工程において、次回以降の前記鉄心片の打ち抜き時の位置決めの基準に使用するパイロット部を前記鋼板に形成する請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の鉄心片の製造方法を用いて製造した複数の前記鉄心片を前記金型内で積層する分割鉄心の製造方法。
13. 請求項１２に記載の分割鉄心の製造方法によって製造された複数の前記分割鉄心を環状に組み合わせた固定子鉄心と前記固定子鉄心に巻き回した電機子巻線とを備える固定子の内周面に、外周面を対向させて回転可能に回転子を支持する回転電機の製造方法。

Images