JPH077896A - 積層鉄心の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 鉄心片を所定単位厚さ毎にかしめ加工する積
層鉄心の製造装置に用いる側圧リングの破壊を防止す
る。 【構成】 ストリップ２１から鉄心片２７を打抜く際
に、鉄心片２７の磁極部３４の幅方向Ｗに凹凸形状４
２，４３を形成するよう打抜く。更に打抜かれた鉄心片
２７を側圧リング３９内へ圧入し、凸部４２が凹部４３
へ変形しながら移動するようにする。同時にこの圧入動
作により各鉄心片２７に設けられた突起２８が互いに結
合するようにして単位厚さ毎に積層鉄心を取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回転電機に使用される
積層鉄心（固定子）の製造装置及びその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３〜１６は例えば、特開昭５４−１
４９８２０号公報に記載された従来の積層鉄心及びその
製造装置であり、また積層鉄心の製造方法は他にも特開
平４−３７２５５２号公報等でも知られている。即ち、
１はケイ素鋼板等からなる帯状のストリップであり、モ
ータによりダイ２上を送られ、途中かしめ用突起５を形
成する突起成形ステーションのポンチ４，４により突起
５，５が形成されるようにしてある。

【０００３】突起５を形成されたストリップ１は更に打
落しステーション６の打落しポンチ７により図１２に示
す鉄心片８の形状に打抜かれ、ダイ２内の溝９内へ落と
し込まれる。溝９内に積層された鉄心片８は更に溝９に
連通する側圧リング１０内に打落しポンチ７の打抜きに
より圧入され、この側圧リング１０内で積層方向にかし
められ、さまざまの方法によって単位厚さ１毎に鉄心片
８を一体化し、取り出すようにしてある。

【０００４】打落しポンチ７によりストリップ１から鉄
心片８が打抜かれる形状（図１５）は、鉄心片８の磁極
部１１が略矩形状を呈しており、また鉄心片８に加圧す
る側圧リング１０の形状は、打抜かれた磁極部１１の幅
寸法Ｗよりもその輪郭は小寸法Ｗ１であり、奥行きは大
寸法となっている（図１４）。従って側圧リング１０内
へ打ち落きポンチ７により押し込められる鉄心片８は図
１４に示すように側圧リング１０からＰ１の力を受ける
ことになるため、斜線で示した部分（実際には２ミクロ
ン程度）が磁極部１１の内側へ押し寄せされ変形する。
そして、打落しポンチ７の積層方向の力により、突起５
同士がかしめられ積層鉄心が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の製造装置では、
鉄心片８の打落としを打落しポンチ７が溝９上部のブラ
ンクダイ１３とかみ合うことで行うが、固定子に用いる
鉄心片８は大量生産されるため、経年的には膨大な枚数
を打落とすことになり、そのためブランクダイ１３や打
落しポンチ７が摩耗してしまい、部材が摩耗した分ミク
ロンオーダーではあるが打落された鉄心片８が大き目に
なってしまう。しかしこのわずかな増大によっては、大
き目に打落された鉄心片８を圧入される側圧リング１０
が担う圧力Ｐ１はより増大し、鉄心片８が焼き付いたり
側圧リング１０がこの増大した圧力に耐えられず破壊さ
れてしまうという致命的な問題があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ストリップから鉄心片を打落と
す部材が摩耗して鉄心片が大き目に打落とされても、側
圧リングが破壊されない積層鉄心の製造装置及びその方
法を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、積
層されるべき方向に互いに結合するための結合手段を有
する固定子の鉄心片を積層して一体化させる積層鉄心の
製造装置において、上記鉄心片の鉄片の側壁に凹凸を形
成する凹凸成形手段と、この側壁間の最大寸法よりも小
寸法でかつ最小寸法よりも大寸法の幅の輪郭を有し、上
記鉄心片を複数枚受け入れ得る深さを有する側圧リング
と、この側圧リング内へ上記鉄心片を圧入する圧入手段
とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】また第２の発明は、積層されるべき方向に
互いに結合するための結合手段を有する固定子用の鉄心
片を積層して一体化させる積層鉄心の製造方法におい
て、上記鉄心片の鉄片の側壁に凹凸を形成する凹凸成形
工程と、この側壁間の最大寸法よりも小寸法でかつ最小
寸法よりも大寸法の幅の輪郭を有し、上記鉄心片を複数
枚受け入れ得る深さを有する側圧リングに、上記凹凸成
形工程によって成形された鉄心片を圧入する圧入工程と
を備えたことを特徴とするものである。

【０００９】また第３の発明では、凹凸のうち、少なく
とも凸部の頂部が湾曲面状に形成されていることを特徴
とするものである。

【００１０】また第４の発明では、鉄片の両側壁に形成
される凹凸の形状が上記両側壁において略対称形とした
ことを特徴とし、第５の発明では、凹部を凸部より大き
くしたものである。

【００１１】

【作用】第１の発明は、結合手段を有する鉄心片の鉄片
の側壁に凹凸を設け、凹部よりも大寸法の輪郭とした側
圧リングに鉄心片を圧入することにより、結合手段が鉄
心片を一体化させ、鉄心片が側圧リングに当接する面積
が減少し、側圧リングへの負荷が減少する。

【００１２】また第２の発明では、鉄片の側壁に凹凸を
有する鉄心片を形成し、その後凹部よりも大寸法の輪郭
とした側圧リングへ鉄心片を圧入するから、鉄心片が側
圧リングに当接する面積が減少し、側圧リングへの負荷
が減少する。

【００１３】また第３の発明では、湾曲面状に形成され
た鉄片の側壁が圧入作用により側圧リング内壁面に当接
しても、凸部の頂部がこの内壁面を傷つけずらく、凸部
自体の変形による凹部への移動が容易となる。

【００１４】また第４の発明では、鉄片の左右の凹凸形
状が略対称であるため、側圧リング内への圧入時に鉄片
が受ける圧力が左右で均衡され、鉄片がゆがみずらくな
る。

【００１５】また第５の発明では、凸部の余分な肉が凸
部よりも大きい凹部に吸収され易く、その分側圧リング
を傷めにくい。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図１〜図９につ
いて説明する。図１はこの実施例の概念図であり、２１
はケイ素鋼板等の固定子に好適の材質からなるストリッ
プで、モータ２２により順送金型システム２３上を移送
され、鉄心片２７を打抜かれ、単位厚さ毎に固着して取
り出されるものである。順送金型システム２３はストリ
ップ２１に対し、第１ステーションＩで鉄心片２７の内
径穴２４及びストリップ２１の位置決め案内用のパイロ
ット穴２５をそれぞれポンチ２６，２６ａにより穿設
し、第２ステーションＩＩで鉄心片２７同士が積層方向
に結合しうるための結合手段としての突起２８を受け入
れるにがし穴２９をポンチ３０により穿設し、第３ステ
ーションＩＩＩで突起２８をにがし穴２９に対応した位
置にポンチ３１により形成するようにしてある。この
際、ポンチ３０は積層鉄心の最下層となる鉄心片２７ａ
にのみにがし穴２９を穿設するようにしてあり、またポ
ンチ３０を稼働させた時は、ポンチ３１が稼働しないよ
うに制御するようにしている。

【００１７】同じく第４ステーションＩＶでは、図示し
ないモータにより駆動されるブランクポンチ３２により
ストリップ２１から鉄心片２７を打抜く。この時鉄心片
２７の放射状に伸びた８つの鉄心片の鉄片としての磁極
部３４の側壁３４ａの幅方向Ｗに凹凸形状が生じるよう
に、ブランクポンチ３２とブランクダイ３６には略同一
状の凹凸形状を施してある（図３）。従って本実施例で
はブランクポンチ３２とブランクダイ３６が凹凸成形手
段を構成している。ブランクポンチ３２はブランクダイ
３６とかみ合うことでストリップ２１を打抜くととも
に、打抜いた鉄心片２７をブランクダイ３６に直に連通
して設けられた溝３５へ落とし込むようにするため、ブ
ランクダイ３６の輪郭３７よりも若干小寸法の刃部３８
を下端に形成してある。なお図２は第１ステーションＩ
から第４ステーションＩＶまでを説明する説明図で、断
面部分を一部省略してある。

【００１８】打抜かれた鉄心片２７の磁極部３４は図７
のような凹凸を側壁の幅方向Ｗに有している。凸部４２
の頂部４２ａは湾曲面状に形成され、それぞれの頂部４
２ａは破線で示すように直線上に整列するようにしてあ
る。更に凸部４２の輪郭は全て略同一としてあり、側壁
３４ａの左右で対称形に位置されるようにしてある。ま
た、凸部４２に連なる凹部４３も同一列内で略同一形状
に設けられているとともに、側壁３４ａの左右で対称形
となるようにしてある。即ち磁極部３４の長手方向に見
て左右の凸凹列は対称形にしてある。従って側圧リング
３９に鉄心片２７が圧入されるとき、側圧リング３９の
平坦面４６に凸部４２がそれぞれ均等に当接して均等に
圧力がかかるようにしてある。なお、実際には隣り合う
凸部４２，４２間は細０．３ｍｍ程度であり、凸部４２
と凹部４３との幅方向Ｗの間隔は２〜３ミクロン程度で
ある。

【００１９】一方、溝３５の下方には、鉄心片２７の側
壁３４ａ等に側圧をかける側圧リング３９が連接されて
いる。側圧リング３９は図４に示されるように鉄心片２
７を受け入れ得る形状を呈するが、磁極部３４を受容す
る磁極部受容部４７部分が平坦面４６間（Ｗ）で小寸法
となり、輪郭４０が奥行き方向（上下方向）に連なって
いる。更に側圧リング３９の上部は磁極部３４を溝３５
から案内し、徐々に寸法が減少する傾斜部４１を備えて
いる。ブランクポンチ３２で打抜かれた鉄心片２７の磁
極部３４と、溝３５の磁極部３４に対応する部分と、側
圧リング３９の磁極部受容部４７との大小関係は図６に
示してある。また、磁極部３４の最大幅寸法Ｗ１（凸部
４２間）は側圧リング３９の磁極部受容部４７の寸法Ｗ
３よりも大きく、かつ最小幅寸法Ｗ２（凹部４３間）は
磁極部受容部４７の寸法Ｗ３よりも小さくしてある。ま
た磁極部３４の放射状の長さＬ１よりも側圧リング３９
の磁極部受容部４７のＬ２の方が長くしてある。

【００２０】図５では側圧リング３９の磁極部受容部４
７と磁極部３４とを重ねて透視したものを示してあり、
ブランクポンチ３２で打抜かれた磁極部３４の凸部４２
のうち一点破線で示した輪郭４０からはみ出た部分は側
圧リング３９で加圧されて変形する締めしろ４５であ
り、隣り合う凸部４２間と平坦面４６とに区画される空
隙５１よりも若干小さく設定してある。側圧リング３９
により所定単位厚さ毎に固着されて完成された積層鉄心
は側圧リング３９から押し出されると、側圧リング３９
の下方に配設された搬送手段（ベルトコンベヤ等）４４
により次工程へ移送されることとなる。なお、本実施例
ではブランクポンチが凹凸成形手段と圧入手段とを兼ね
るものである。

【００２１】次に、第４ステーションＩＶにおいて、ブ
ランクポンチ３２により打抜かれた磁極片２７が側圧リ
ング３９内でかしめられて固着される動作につき詳細に
説明する。ブランクポンチ３２によって打抜かれた磁極
片２７は側圧リング３９の傾斜部４１に落下してひっか
かり、そこから次々とその上方に積層されてゆく。そし
て溝３５の深さに対応する枚数が打抜かれブランクダイ
３６に迄積層が達すると、ブランクポンチ３２はブラン
クダイ３６内に迄入り込むようにしてあるため、積層さ
れた鉄心片２７を側圧リング３９の磁極部受容部４７内
に鉄心片２７を圧入することとなる。

【００２２】この時、磁極部２７は傾斜部４１で徐々に
下方へ圧入され、凸部４２の締めしろ４５部分が凹部４
３と平坦面４６の間の空隙５０及び磁極部２７の内側へ
変形しつつ移動するため、鉄心片２７は側圧リング３９
内へブランクポンチ３２と側方からの圧力を受けながら
完全に入り込むこととなる。そしてブランクポンチ３２
の下降打込みによる圧力によって各鉄心片２７に設けら
れた突起２８が互いに嵌合して固定化され、単位厚さの
積層鉄心が製造できる。なお図６ではストリップ２１を
省略してある。

【００２３】ところで、ブランクポンチ３２及びブラン
クダイ３６によって鉄心片２７をストリップから打抜き
続けると経年的に両部材に摩耗が生じてしまう。すると
図９でハッチングにより示した増大分４８が鉄心片２７
の周囲（輪郭）に生ずることとなる。しかしながら、矢
印４９で示した凸部４２は空隙５０に吸収されるため、
側圧リング３９を破壊することはない。しかも磁極部３
４の形状は凹凸４３，４２が平坦面となる方向で変形
し、好ましい形状に近づくことになる（図８）。なお、
本実施例では凸部４２、凹部４３を説明のため極端に大
きくしたものを示したが実際には１ｍｍ以下の大きさの
凹凸でよく、またストリップ２１の材質毎に好適な値に
すればよい。また、本実施例ではインナーステータ型の
固定子を例として挙げたが、アウターステータ型の固定
子の装置にも使用できることはいうまでもない。

【００２４】本実施例によれば、ストリップ２１から打
抜かれる鉄心片２７の磁極部３４の側壁３４ａの両側に
凹凸４３，４２が形成され、側圧リング３９の輪郭４０
よりも大きい凸部４２の余部分（締めしろ４５）が予め
設けられた凹部４３へ変形しながら移動するから、経年
的使用によってこの余部分（締めしろ４５）が増大して
も、側圧リング３９にかかる圧力が過大とならないから
過大圧力により側圧リング３９を破壊することを防止で
きる。

【００２５】また、凸部４２の頂部４２ａが湾曲面状に
してあるから、側圧リング３９の平坦面４６に傷がつき
にくくなるとともに凸部４２が容易に凹部４３側へ変形
しながら移動できる。しかも両側壁３４ａの凹凸４３，
４２列が対称形であり、凸部４２の頂部４２ａが平坦面
４６に均一に当接するから側壁３４ａに略均等に圧力が
かけられ、不均一な圧力によって磁極部３４をゆがめて
しまうことを防止できる。なお、隣り合う凹凸４３，４
２は多い程好ましい（ピッチが小さいほど好ましい）。
また、凹部４３が凸部４２の余分な肉である締めしろ４
５を充分に吸収できる大きさであるから更に鉄心片２７
にひずみができにくく、側圧リング３９にも悪影響を与
えない。また、鉄心片２７の鉄片（磁極部３４）が放射
状に設定されるものであるから、側圧リング３９に与え
る反作用の力が均一化され、側圧リング３９がより破壊
されにくくなっている。

【００２６】図１０〜図１３には他の実施例が示してあ
り、上述の実施例で用いた符号と同一の符号で表された
部材は同一または相当する部分を示している。上述の実
施例では、磁極部３４が放射状に配設された鉄心片２７
を積層するものを示したが、本実施例では鉄心片２７が
略Ｅ字型を呈しており、その略全ての側壁３４ａに凹凸
４３，４２を設けてある。一方側圧リング３９は鉄心片
２７の全体形状と同様に略Ｅ字型に成形され、その側壁
４６により凸部４２の締めしろ４５に圧力をかけられる
ようになっている（図１１）。

【００２７】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、積層する鉄心片がいかような形状であってもよく、
例えば更に、Ｉ字形の鉄心片やＯ字型で磁極部を包囲す
るヨーク（図示せず）を積層する場合であっても適用す
ることができる。

【００２８】

【発明の効果】第１、第２の発明によれば、側圧を受け
る鉄心片の側壁の凹が凸の変形を吸収し易いから、大き
目の鉄心片が側圧リング内へ送られても側圧リングを破
壊することなく長期にわたって安定した積層鉄心を提供
できる効果がある。

【００２９】第３の発明では更に湾曲した凸部が側圧リ
ングを傷つけずらくしかも凸部の圧力による変形を助長
し易いという効果がある。

【００３０】第４の発明では更に鉄心片の凹凸が左右で
対称であるため側圧リングによる圧力が鉄心片に均一に
かかるようになり、鉄心片をひずませずらいという効果
がある。

【００３１】第５の発明では更に凹部が凸部よりも大き
いから、大き目の鉄心片が打抜かれても増大分を吸収し
易く側圧リングを傷めにくいという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による全体概念図である。

【図２】同じく第１ステーションから第４ステーション
までの説明図である。

【図３】同じくブランクダイの平面図である。

【図４】同じく側圧リングの断面平面図である。

【図５】同じく側圧リングと鉄心片の位置を示す説明図
である。

【図６】同じく要部の一部切欠断面図である。

【図７】同じく鉄心片の一部切欠平面図である。

【図８】同じく鉄心片の一部切欠平面図である。

【図９】同じく要部の部分拡大図である。

【図１０】本発明の他の実施例に係る鉄心片の平面図で
ある。

【図１１】同じく、側圧リングの断面平面図である。

【図１２】同じく、鉄心片の一部切欠斜面図である。

【図１３】従来の製造装置を表わす説明図である。

【図１４】同じく磁極部を表わす一部切欠平面図であ
る。

【図１５】同じく鉄心片を表わす平面図である。

【図１６】同じく積層鉄心を表わす断面図である。

【符号の説明】

２４ 内径穴 ２７ 鉄心片 ２８ 突起 ３２ ブランクポンチ ３４ 磁極部 ３４ａ 側壁 ３６ ブランクダイ ３７ 輪郭 ３８ 刃部 ３９ 側圧リング ４０ 輪郭 ４１ 傾斜部 ４２ 凸部 ４２ａ 頂部 ４３ 凹部 ４７ 磁極部受容部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層されるべき方向に互いに結合するた
   めの結合手段を有する固定子用の鉄心片を積層して一体
   化させる積層鉄心の製造装置において、上記鉄心片の鉄
   片の側壁に凹凸を形成する凹凸成形手段と、この側壁間
   の最大寸法よりも小寸法でかつ最小寸法よりも大寸法の
   幅の輪郭を有し、上記鉄心片を複数枚受け入れ得る深さ
   を有する側圧リングと、この側圧リング内へ上記鉄心片
   を圧入する圧入手段とを備えたことを特徴とする積層鉄
   心の製造装置。
2. 【請求項２】 積層されるべき方向に互いに結合するた
   めの結合手段を有する固定子の鉄心片を積層して一体化
   させる積層鉄心の製造方法において、上記鉄心片の鉄片
   の側壁に凹凸を形成する凹凸成形工程と、この側壁間の
   最大寸法よりも小寸法でかつ最小寸法よりも大寸法の幅
   の輪郭を有し、上記鉄心片を複数枚受け入れ得る深さを
   有する側圧リングに、上記凹凸成形工程によって成形さ
   れた鉄心片を圧入する圧入工程とを備えたことを特徴と
   する積層鉄心の製造方法。
3. 【請求項３】 凹凸のうち、少なくとも凸部の頂部が湾
   曲面状に形成されていることを特徴とする請求項１記載
   の積層鉄心の製造装置。
4. 【請求項４】 鉄片の両側壁に形成される凹凸の形状が
   上記両側壁において略対称形としたことを特徴とする請
   求項１記載の積層鉄心の製造装置。
5. 【請求項５】 凹凸のうち、凹部を凸部より大きくした
   ことを特徴とする請求項１記載の積層鉄心の製造装置。