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JP6934714B2 - 積層鉄心の製造方法及び積層鉄心 - Google Patents

積層鉄心の製造方法及び積層鉄心 Download PDF

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JP6934714B2 JP2016204182A JP2016204182A JP6934714B2 JP 6934714 B2 JP6934714 B2 JP 6934714B2 JP 2016204182 A JP2016204182 A JP 2016204182A JP 2016204182 A JP2016204182 A JP 2016204182A JP 6934714 B2 JP6934714 B2 JP 6934714B2
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Description

本発明は、円弧状のセグメント鉄心片を条材から打ち抜き積層して形成される積層鉄心の製造方法及び積層鉄心に関する。
積層鉄心は、図3(A)、(B)に示す方法で、条材90から円弧状のセグメント鉄心片(以下、鉄心片ともいう)91を金型(図示しない)で打ち抜いて積層し、得られた円弧状の分割積層鉄心を環状に配置することで製造される。
なお、図3(A)、(B)には、円弧状の鉄心片91として、半円状のもの(半円コアともいう)を例示している。この鉄心片91は、その周方向両端部に対となる嵌合部92が設けられ、2つの分割積層鉄心を向い合わせ、各鉄心片91の嵌合部92で連結することにより、環状になる。また、図3(A)、(B)では、各工程の打ち抜き箇所を斜線で図示している。
上記した図3(A)は、嵌合部92を形成する端部打ち抜き工程と、スロット部93を打ち抜くスロット抜き工程と、条材90から鉄心片91を打ち抜くと共に、鉄心片91の磁極片部94とヨーク片部95を形成するブランク工程(外周抜き工程)とを、順次行う方法である(例えば、特許文献1参照)。
また、図3(B)は、嵌合部92を形成する端部打ち抜き工程を行った後、条材90から鉄心片91を打ち抜くと共に、鉄心片91の形状を一度に形成するブランク工程(外周抜き工程)を行う方法である。
特開2013−34294号公報
しかしながら、前記従来の方法により、条材90から鉄心片91を打ち抜いた場合、残留応力によって鉄心片91が開く方向(鉄心片91の対向する嵌合部92の間隔が広がる方向)に変形していた。
このため、鉄心片91を積層して形成された分割積層鉄心に力を加え、2つの分割積層鉄心同士を嵌合部92で連結し、環状に組み付けたとしても、各分割積層鉄心が開く方向に変形して(元の状態に戻ろうとして)、環状にできなかった。なお、開いた分割積層鉄心に力を加えて環状に組み付けようとする場合、分割積層鉄心に加えられた力により、セグメント鉄心片91が破損するおそれもあった。
更に、従来は、上記したブランク工程において、金型に取り付けて使用する刃物は1種類のみだった。このため、鉄心片の開きを防止する対策として、鉄心片の開き具合を推定し設定した曲率を備える(曲率を変更した)新たな刃物を準備する必要があり、例えば、刃物の取り替え作業に伴う生産性の低下や作業性の悪化、また、新たな刃物の製造によるコストの上昇等を招くという問題があった。
なお、残留応力は、条材(材料)の硬度や板厚によっても変化するため、上記した問題が更に顕著になっていた。
以上のように、鉄心片の開きに対する対策は、永遠の課題であった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、条材から打ち抜かれたセグメント鉄心片の開きを、従来よりも抑制、更には防止可能な積層鉄心の製造方法及び積層鉄心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の製造方法は、条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
前記条材に対し、前記セグメント鉄心片のヨーク片部を中間とした内側輪郭と外側輪郭を形成する内形抜きと外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片のヨーク片部を挟んで対向した領域に対する前記内形抜きと前記外形抜きを、前記セグメント鉄心片のスロット部を形成するスロット部抜きを含んで同時に行い、しかも、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層する。
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、条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
前記条材に対し、前記セグメント鉄心片のヨーク片部を中間とした内側輪郭と外側輪郭を形成する内形抜きと外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記内形抜きと前記外形抜きをそれぞれ、複数回に分けて複数箇所行い、しかも、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層する。
前記目的に沿う第3の発明に係る積層鉄心の製造方法は、条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
前記条材に対し、前記ヨーク片部の内周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層する。
前記目的に沿う第4の発明に係る積層鉄心の製造方法は、条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記ヨーク片部の外周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層する。
前記目的に沿う第5の発明に係る積層鉄心は、条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
前記セグメント鉄心片は、
前記条材に対し、前記ヨーク片部の内周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっている。
前記目的に沿う第6の発明に係る積層鉄心は、条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
前記セグメント鉄心片は、
前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記ヨーク片部の外周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっている。
前記目的に沿う第7の発明に係る積層鉄心は、条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
前記セグメント鉄心片は、
前記条材に対し、前記ヨーク片部の内周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっており、
前記セグメント鉄心片の周縁部には切欠きが形成され、該切欠きに前記第2のせん断面が形成されている。
前記目的に沿う第8の発明に係る積層鉄心は、条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
前記セグメント鉄心片は、
前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記ヨーク片部の外周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっており、
前記セグメント鉄心片の周縁部には切欠きが形成され、該切欠きに前記第2のせん断面が形成されている。
本発明に係る積層鉄心の製造方法及び積層鉄心は、条材に対し、条材の打ち抜き滓とセグメント鉄心片の連結状態を維持する連結片部を残して、セグメント鉄心片の内形抜きと外形抜きを行った後、この連結片部を切断するので、セグメント鉄心片が条材から打ち抜かれる前に、セグメント鉄心片を形成するための大部分の打ち抜きを実施できる。これにより、内形抜きと外形抜き(大部分の打ち抜き)を行うことで発生した残留応力を、予め解放させた後に、連結片部の切断(最小限の打ち抜き)が行われるため、条材から打ち抜かれたセグメント鉄心片の開きを、従来よりも抑制、更に防止できる。
本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法の説明図である。 同積層鉄心の製造方法を用いて製造された積層鉄心の側面図である。 (A)、(B)はそれぞれ従来例に係る積層鉄心の製造方法の説明図である。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図1、図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心は、条材10から金型(図示しない)で打ち抜き形成された複数の半円状(円弧状の一例)のセグメント鉄心片(以下、単に鉄心片ともいう)11を積層して形成された分割積層鉄心12を、環状に配置した固定子鉄心(ステータ)である。なお、図1の符号13は、条材10の打ち抜き滓(主として鉄心片11を除く部分)を示している。また、金型には、予め設定した形状の打ち抜きを行うためのダイとパンチ(刃物)が設けられている。以下、詳しく説明する。
鉄心片11は、図1に示すように、厚みが、例えば、0.10〜1.0mm程度の電磁鋼板やアモルファス等からなる条材(帯状材や薄板条材ともいう)10から打ち抜き形成されるものである。なお、図1においては、各工程での打ち抜き箇所(刃物の形状に対応)を斜線で図示している。
この鉄心片11は、1枚の条材10から打ち抜かれたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、条材を複数枚(例えば、2枚、更には3枚以上)重ねた状態で打ち抜いたものでもよい。
鉄心片11は、半円状となって、その周方向両端部に、対となる嵌合部14が設けられた分割構造のものである。使用にあっては、平面視して半円状の2つの分割積層鉄心12を向い合わせた状態で、各鉄心片11の嵌合部14で連結することにより、環状にできる。
なお、嵌合部14の形状は、従来公知のものであり、例えば、対となる嵌合部は平面視して凸部と凹部で構成され、凸部の先側をT字状とし、これを凹部内の溝に嵌め込むことで、2つの分割積層鉄心12の嵌合状態を維持できるが、この形状に限定されるものではない(他の形状でもよい)。
また、鉄心片は、円弧状であれば、半円状(角度:180度=360度/2)のものに限定されるものではなく、周方向両端面のなす角が360度/N(N:3以上の自然数)となる扇形のものでもよい。
そして、鉄心片は、分割構造のものではなく、複数の円弧状の鉄心片の周方向端部が連結部で繋がり、この連結部を折曲げて環状にできる構造のものでもよい。
更に、鉄心片は、周方向両端部に嵌合部が形成されていないものでもよい。この場合、複数の鉄心片を積層する際に、積層鉄心の各層を構成する複数の鉄心片の突き合わせ位置を、その積層方向で所定角度ずらしながら(レンガ積み)、環状に配置する。
積層鉄心(分割積層鉄心12)を構成する積層方向に隣り合う鉄心片11同士は、かしめ(図示しない)で連結されているが、例えば、接着剤や溶接で連結することもでき、また、かしめ、接着剤、及び、溶接のいずれか1又は2以上を用いて、連結することもできる。
なお、これらの結合を用いることなく構成されたもの(即ち、バラバラの状態のもの)でもよい。この場合、カルプレート(図示しない)上に載置し位置決めして、結合されていない鉄心片を一体化する。
積層鉄心(分割積層鉄心12)は、円弧状のヨーク部15と、このヨーク部15の内周側に一体的に連接した(延出する)複数の磁極部(図示しない)とを有している。
磁極部は、積層鉄心の軸心を中心として周方向に等ピッチで形成された、隣り合うスロットによって形成されている。このヨーク部15と磁極部は、円弧状のヨーク片部16とヨーク片部16から延出する磁極片部17を有する鉄心片11を複数積層することで、それぞれ形成されている。なお、磁極片部17は、条材に対してスロット部18を打ち抜くことで形成され、この磁極片部17を積層することでスロットが形成される。
鉄心片11の周囲側面には、図2に示すように、厚み方向(鉄心片11の積層方向)に沿って第1のせん断面19と第2のせん断面20が形成されている。この第1、第2のせん断面19、20は、金型に取り付けられたダイとパンチを用い、ダイ上に配置された条材10に対し、上方からパンチを降下させ、予め設定した形状の打ち抜きを行うことで、それぞれ形成される。なお、図2の部分拡大図においては、説明の便宜上、第1のせん断面19が形成される際に発生したダレ21とバリ22を、また、第2のせん断面20が形成される際に発生したダレ23とバリ24を、それぞれ誇張して図示している。
第1のせん断面19は、以下に示すように、条材10に対し、図1に示す第1、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程と、磁極先端部抜き工程と、ヨーク先端部抜き工程が、それぞれ行われることで形成される。なお、第1、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程のスロット部抜きと、磁極先端部抜き工程の磁極先端部抜きが、鉄心片11の内形抜きを構成する。
・第1、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程において、条材10に対しスロット部抜きと外形抜きが行われることで、鉄心片11の内側輪郭を構成するヨーク片部16の内周面25及び磁極片部17の両側面26と、外側輪郭を構成するヨーク片部16の外周面27に、第1のせん断面19が形成される。
・磁極先端部抜き工程において、条材10に対し磁極先端部抜きが行われることで、鉄心片11の内側輪郭を構成する磁極片部17の先端面28に、第1のせん断面19が形成される。
・ヨーク先端部抜き工程において、条材10に対しヨーク先端部抜きが行われることで、鉄心片11の周方向の端部輪郭を構成する嵌合部14の先端面29に、第1のせん断面19が形成される。
以上に示したように、第1のスロット部抜き及び外形抜き工程からヨーク先端部抜き工程までの間に、金型のダイとパンチによって打ち抜かれる条材10の領域は、鉄心片11とは異なる領域、即ち、後述する内側領域30〜32と外側領域33〜35と先端部領域36〜39である。
これにより、パンチの降下と共に、鉄心片11を構成する材料(鉄心片11の内側輪郭部分と外側輪郭部分)が下方向に引っ張られ、図2の部分拡大図に示すように、ダレ21とバリ22が下向きに形成される。
このため、第1のせん断面19のせん断方向の材料の向きは、下向きとなる。従って、第1のせん断面19には、鉄心片11の厚み方向上側にせん断面が形成され、厚み方向下側に破断面が形成され易くなる。
第2のせん断面20は、図1のブランク工程に示すように、条材10から鉄心片11が打ち抜かれる際に、条材10から打ち抜かれる鉄心片11と、条材10の打ち抜き滓13(不要部分)との連結状態を維持する連結片部40、41が、鉄心片11から切断されることで形成されるものである。即ち、金型のダイとパンチによって打ち抜かれる条材10の領域は、鉄心片11そのものである。
この連結片部40は、条材10の打ち抜き滓13とヨーク片部16とを連結し、また、連結片部41は、条材10の打ち抜き滓13と磁極片部17とを連結するものであるが、例えば、鉄心片の大きさや形状等に応じて、その形成位置は種々変更できる。
なお、連結片部40、41の個数はそれぞれ、2箇所と3箇所にしているが、条材10の打ち抜き滓13に鉄心片11が連結された状態を維持できれば、特に限定されるものではなく、複数箇所であればよい。
これにより、パンチの降下と共に、鉄心片11を構成する材料(連結片部40、41との連接部分)が上方向に引っ張られ、図2の部分拡大図に示すように、ダレ23とバリ24が上向きに形成されるため、第2のせん断面20のせん断方向の材料の向きは、上向きとなる。
従って、第1のせん断面19と第2のせん断面20のせん断方向の材料の向きは、逆向きとなっている。具体的には、図2の部分拡大図に示すように、第1のせん断面19のダレ21と第2のせん断面20のダレ23の向きが逆向きになり、第1のせん断面19のバリ22と第2のせん断面20のバリ24の向きが逆向きになる。
なお、上記した第2のせん断面20のうち、ヨーク片部16の外周面27に形成される第2のせん断面20は、図2に示すように、ヨーク片部16の周縁部に形成された平面視して凹状(断面凹状)の切欠き42に形成されている。
この切欠き42は、図1に示すように、前記した外側領域33の周方向両側と各外側領域34、35の周方向片側の各領域を、鉄心片11の外周輪郭よりも半径方向内側まで打ち抜いた後(切欠き部43を形成した後)、打ち抜き形成する鉄心片11から、連結片部40を切断することで形成されたものであり、鉄心片11の半径方向外側に開口している。これにより、切断後の連結片部40の残存部分を、鉄心片11の外周輪郭内に確実に収めることができるが、必要に応じて、切欠きは形成しなくてもよい。
なお、条材10の打ち抜き滓13と磁極片部17の連結状態を維持する連結片部41は、磁極片部17の先端部両側面(切断部分)と略同一の幅であり、連結片部41の切断滓(切断カス)を残すことなく確実に切断できるため、切欠きは不要である。
続いて、本発明の第1の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について、図1、図2を参照しながら説明する。
積層鉄心の製造方法は、条材10を所定ピッチで搬送しながら、金型を用いて複数の鉄心片11を打ち抜き積層して環状にする方法であり、パイロット孔形成工程、第1のスロット部抜き及び外形抜き工程、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程、磁極先端部抜き工程、ヨーク先端部抜き工程、及び、ブランク工程、を有している。なお、条材10から打ち抜かれる鉄心片11は、半円状となって、2つの磁極片部17を有する線対称のものであり、この鉄心片11の対称軸を条材10の中心線上に合わせている。以下、詳しく説明する。
(パイロット孔形成工程)
ここでは、条材10に対し、パイロット孔(図示しない)の打ち抜きを行う。
これにより、条材10の幅方向両側に、パイロット孔が所定ピッチで形成される。
(第1のスロット部抜き及び外形抜き工程)
ここでは、条材10に対し、鉄心片11の内側輪郭と外側輪郭を形成するスロット部抜きと外形抜きをそれぞれ行う。具体的には、条材10から打ち抜かれる鉄心片11の対称軸上に位置する、条材10の内側領域30(スロット部18)と外側領域33の打ち抜きをそれぞれ行う。このとき、外側領域33の周方向両側の領域に切欠き部43を形成する。
これにより、2つの磁極片部17の一側面26とヨーク片部16の内周面25の一部が形成されると共に、ヨーク片部16の外周面27の一部が形成される。
(第2のスロット部抜き及び外形抜き工程)
ここでも、条材10に対し、鉄心片11の内側輪郭と外側輪郭を形成するスロット部抜きと外形抜きをそれぞれ行う。具体的には、条材10から打ち抜かれる鉄心片11の幅方向両側(鉄心片11の対称軸を中心として両側)に位置する、条材10の内側領域31、32(スロット部18)と外側領域34、35の打ち抜きをそれぞれ行う。このとき、各外側領域34、35の周方向片側(上記した外側領域33の切欠き部43と対向する側)の領域に、切欠き部43を形成する。
これにより、2つの磁極片部17の他側面26とヨーク片部16の残りの内周面25が形成されると共に、ヨーク片部16の残りの外周面27が形成される。
上記した第1、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程においては、条材10から打ち抜かれる鉄心片11のヨーク片部16を挟んで対向した領域、即ち、内側領域30と外側領域33、内側領域31と外側領域34、内側領域32と外側領域35、に対して、スロット部抜きと外形抜きを同時に行っている。
これにより、ヨーク片部16の半径方向の幅を目標とする幅に安定させることができ、また、ヨーク片部16の内周側又は外周側への捩れや変形を抑制することができる(不良品の発生頻度の低下と品質向上が図れる)が、必要に応じて、スロット部抜きと外形抜きを別々に行ってもよい。
(磁極先端部抜き工程)
ここでは、スロット部抜きと外形抜きが行われた条材10に対し、鉄心片11の内側輪郭を形成する磁極先端部抜きを行う。具体的には、条材10から打ち抜かれる鉄心片11の磁極片部17の先側に位置する、条材10の先端部領域36、37の打ち抜きを行う。
これにより、磁極片部17の先端面28が形成される。
上記したように、条材10の外側領域33〜35と先端部領域36、37の打ち抜きは、条材10から打ち抜かれる鉄心片11の周方向に沿って、複数箇所(それぞれ3箇所と2箇所)行っているが、この打ち抜きは、隣り合う外側領域33〜35同士と隣り合う先端部領域36、37同士が、それぞれ重複しないように間隔をあけて行っている。
即ち、外側領域33〜35の打ち抜きは、条材10の打ち抜き滓13とヨーク片部16との連結状態を維持する連結片部40を残して、また、先端部領域36、37の打ち抜きは、条材10の打ち抜き滓13と磁極片部17との連結状態を維持する連結片部41を残して、それぞれ行っている。
なお、条材10の内側領域30〜32の打ち抜きも、条材10から打ち抜かれる鉄心片11の周方向(ヨーク片部16)に沿って、隣り合う内側領域30〜32同士が重複しないように、間隔をあけて複数箇所(ここでは3箇所)行っている。
即ち、内側領域30〜32の打ち抜きによって、条材10から打ち抜かれる鉄心片11の磁極片部17の磁極軸片部の輪郭が形成される。
上記したように、第1、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程と磁極先端部抜き工程を行うことで、鉄心片11を形成するための大部分の打ち抜きが行われる。
これにより、残存する条材10のうち、打ち抜かれる鉄心片11の領域には残留応力が発生するが、この残留応力は、鉄心片11が連結片部40、41によって条材10の打ち抜き滓13に連結された状態で、後述するブランク工程までに解放される。
このため、連結片部40、41の幅(鉄心片11との連結部分の幅)は、ブランク工程において、鉄心片11の打ち抜き(連結片部40、41の切断)に伴って生じる残留応力を、可能な限り低減できるように設定すればよく、例えば、1.0〜5.0mm程度にするのがよい。なお、連結片部40、41の幅は、条材10の打ち抜き滓13からの鉄心片11の垂れ下がりを防止し、その搬送がスムーズに行われることも考慮して設定する。
また、第1、第2のスロット部抜き及び外形抜き工程と磁極先端部抜き工程においては、線対称の鉄心片11のスロット部抜き及び外形抜きと磁極先端部抜きを、セグメント鉄心片の対称軸(条材10の中心線)を中心として左右(幅方向で)同時に行っている。
これにより、打ち抜かれる鉄心片11の対称軸を中心として両側に、同程度の打ち抜き荷重が同時に加わるため、ヨーク片部16の周方向片側への捩れや変形を抑制することができる(不良品の発生頻度の低下と品質向上が図れる)が、必要に応じて別々に行ってもよい。
また、上記したように、鉄心片11のスロット部抜きと外形抜きは、第1のスロット部抜き及び外形抜き工程と第2のスロット部抜き及び外形抜き工程とに、2回(複数回)に分けて行われている。
この場合、金型に取り付けられるパンチとダイは、鉄心片11のスロット部抜きと外形抜きを一度に行う形状ではなく、2回に分けて行う形状にできる。このため、得られた鉄心片に、たとえ許容範囲を超える開きが発生したとしても、パンチとダイの全体を調整し直すことなく、開きが発生した部分に対応するパンチとダイのみを調整し直せばよく、作業性が容易になる。
(ヨーク先端部抜き工程)
ここでは、スロット部抜きと外形抜き、及び、磁極先端部抜きが行われた条材10に対し、鉄心片11の端部輪郭を形成するヨーク先端部抜きを行う。具体的には、条材10から打ち抜かれる鉄心片11のヨーク片部16の先側(周方向両端部の先側)に位置する、条材10の先端部領域38、39の打ち抜きを行う。
これにより、嵌合部14の先端面29が形成される。
以上に示した各工程を行うことにより、鉄心片11のヨーク片部16の内周面25及び外周面27と、磁極片部17の両側面26及び先端面28と、嵌合部14の先端面29にそれぞれ、第1のせん断面19が形成される。
(ブランク工程)
ここでは、スロット部抜きと外形抜き、磁極先端部抜き、及び、ヨーク先端部抜きが行われた条材10から、鉄心片11を打ち抜く。具体的には、金型のダイとパンチによって、条材10から鉄心片11を打ち抜く(分離する)と共に、条材10の打ち抜き滓13とヨーク片部16とを連結する連結片部40と、条材10の打ち抜き滓13と磁極片部17とを連結する連結片部41を、それぞれヨーク片部16と磁極片部17から切断して、鉄心片11を予め設定した枚数、順次かしめ積層し、平面視して半円状の分割積層鉄心12を製造する。
ここで、連結片部40に接する、鉄心片11のヨーク片部16の半径方向外側を打ち抜くことにより、鉄心片11のヨーク片部16の周縁部に切欠き42が形成されると共に、連結片部40との切断面に第2のせん断面20が形成される。このように、連結片部40の切断に際し、予め切欠き部43を形成しておくことで、切断後の連結片部40の残存部分を鉄心片11の外周輪郭内に収めることができるため、例えば、この連結片部40の残存部分を再度除去する(2度切りする)必要がなくなり、切断滓の発生を防止できる。なお、切欠き部43を形成しない場合は、連結片部40の一部が残るように打ち抜くことで、切断滓の発生を防止できる。
また、鉄心片11の磁極片部17の連結片部41との切断面に、第2のせん断面20が形成される。
以上の方法で製造した平面視して半円状の2つの分割積層鉄心12を向い合わせた状態で、各鉄心片11の嵌合部14で連結することにより、環状にする。これにより、積層鉄心が得られる。
従って、条材10から打ち抜かれた鉄心片11の開きを、従来よりも抑制、更には防止できる。
以上のように、前記目的に沿う第1の発明に係る積層鉄心の製造方法は、条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭と外側輪郭を形成する内形抜きと外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残して、前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、
前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層する。
第1の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片を挟んで対向した領域に対する前記内形抜きと前記外形抜きを同時に行うことが好ましい。
第1の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記内形抜きと前記外形抜きをそれぞれ、複数回に分けて複数箇所行うことが好ましい。
第1の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片は線対称であって、前記内形抜きと前記外形抜きを、前記セグメント鉄心片の対称軸を中心として左右同時に行うことが好ましい。
第1の発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、前記連結片部が、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部を、それぞれ連結することができる。
前記目的に沿う第2の発明に係る積層鉄心は、条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
前記セグメント鉄心片は、
前記条材に対し前記セグメント鉄心片の内側輪郭と外側輪郭を形成する内形抜きと外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっている。
第2の発明に係る積層鉄心において、前記セグメント鉄心片の周縁部には切欠きが形成され、該切欠きに前記第2のせん断面が形成されていることが好ましい。
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の積層鉄心の製造方法及び積層鉄心を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、積層鉄心が固定子鉄心の場合について説明したが、回転子鉄心(ロータ)でもよい。なお、積層鉄心としては、設けられたスロットが、半径方向の内側端部に開口したものに限定されるものではなく、半径方向の外側端部に開口したものでもよい。
また、前記実施の形態においては、鉄心片のスロット部抜き及び外形抜きを、複数回に分けて行った場合について説明したが、一度に行ってもよい(鉄心片の磁極先端部抜きも同様)。
そして、前記実施の形態においては、条材の打ち抜き滓と鉄心片を連結する連結片部を、鉄心片の半径方向外側と半径方向内側の双方に形成した場合について説明したが、鉄心片の形状等に応じて、半径方向外側と半径方向内側の一方のみに形成することもできる。
10:条材、11:セグメント鉄心片、12:分割積層鉄心、13:打ち抜き滓、14:嵌合部、15:ヨーク部、16:ヨーク片部、17:磁極片部、18:スロット部、19:第1のせん断面、20:第2のせん断面、21:ダレ、22:バリ、23:ダレ、24:バリ、25:内周面、26:側面、27:外周面、28、29:先端面、30〜32:内側領域、33〜35:外側領域、36〜39:先端部領域、40、41:連結片部、42:切欠き、43:切欠き部

Claims (10)

  1. 条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
    前記条材に対し、前記セグメント鉄心片のヨーク片部を中間とした内側輪郭と外側輪郭を形成する内形抜きと外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片のヨーク片部を挟んで対向した領域に対する前記内形抜きと前記外形抜きを、前記セグメント鉄心片のスロット部を形成するスロット部抜きを含んで同時に行い、しかも、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
    前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  2. 条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
    前記条材に対し、前記セグメント鉄心片のヨーク片部を中間とした内側輪郭と外側輪郭を形成する内形抜きと外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記内形抜きと前記外形抜きをそれぞれ、複数回に分けて複数箇所行い、しかも、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
    前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  3. 請求項2記載の積層鉄心の製造方法において、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片は線対称であって、前記内形抜きと前記外形抜きを、前記セグメント鉄心片の対称軸を中心として左右同時に行うことを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  4. 条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
    前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
    前記条材に対し、前記ヨーク片部の内周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
    前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  5. 条材から複数の円弧状のセグメント鉄心片を打ち抜き積層して環状にする積層鉄心の製造方法において、
    前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
    前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記ヨーク片部の外周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きをそれぞれ、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片の周方向に沿って複数箇所行うに際し、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部を残し、
    前記内形抜きと前記外形抜きを複数箇所行った後、前記条材から前記セグメント鉄心片を打ち抜き、該セグメント鉄心片から前記連結片部を切断して、該セグメント鉄心片を積層することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  6. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層鉄心の製造方法において、前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状の前記ヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、前記連結片部が、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部を、それぞれ連結することを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  7. 条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
    前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
    前記セグメント鉄心片は、
    前記条材に対し、前記ヨーク片部の内周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
    前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
    前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっていることを特徴とする積層鉄心。
  8. 条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
    前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
    前記セグメント鉄心片は、
    前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記ヨーク片部の外周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
    前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓と前記ヨーク片部、及び、前記条材の打ち抜き滓と前記磁極片部の先端部両側面を、それぞれ連結して、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
    前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっていることを特徴とする積層鉄心。
  9. 条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
    前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
    前記セグメント鉄心片は、
    前記条材に対し、前記ヨーク片部の内周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
    前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
    前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっており、
    前記セグメント鉄心片の周縁部には切欠きが形成され、該切欠きに前記第2のせん断面が形成されていることを特徴とする積層鉄心。
  10. 条材から打ち抜かれた円弧状のセグメント鉄心片が積層され環状に配置された積層鉄心において、
    前記積層鉄心は固定子鉄心であって、前記セグメント鉄心片は円弧状のヨーク片部と、該ヨーク片部から延出する磁極片部とを有し、
    前記セグメント鉄心片は、
    前記条材に対し、前記セグメント鉄心片の内側輪郭を形成する内形抜きと、前記ヨーク片部の外周面、前記磁極片部の両側面及び前記磁極片部の先端面によって構成される前記セグメント鉄心片の外側輪郭を形成する外形抜きがそれぞれ行われることで形成された第1のせん断面と、
    前記条材から前記セグメント鉄心片が打ち抜かれる際に、前記条材から打ち抜かれる前記セグメント鉄心片と、前記条材の打ち抜き滓との連結状態を維持する連結片部が、前記セグメント鉄心片から切断されることで形成された第2のせん断面とを有し、
    前記第1のせん断面と前記第2のせん断面のせん断方向の材料の向きが逆向きになっており、
    前記セグメント鉄心片の周縁部には切欠きが形成され、該切欠きに前記第2のせん断面が形成されていることを特徴とする積層鉄心。
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