JPS631348A - ポ−ルピ−スの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交流発電機等に用いられる爪形回転子のポー
ルピースの製造方法に関する。

〔背景技術とその問題点〕

自動車用の誘電子交流発電機等には爪形回転子の鉄心い
わゆるポールピースを用いた構造のものが広く利用され
ている。

このポールピースは、−船釣に第７図と第８図に示すよ
うに平坦度、平行度の高い胴体内面１１と胴体外面１２
とを有する胴体ＩＯに一体的に形成された複数（第７図
では６個）の爪部２０を設け、胴体１０の中心には回転
軸を挿入するため、または継手を装着するためのセンタ
ー穴１６を設は構成されている。また、ポールピース４
００の胴体ｌＯにはコイル取付用ボビン（図示省略）の
位置決めを行うための溝１８．１８が設けられている。

なお、２１．２２は爪部２０の型内側面、爪外側面であ
り、２３．２３は爪側面、２４は爪先端部２５の爪上面
である。また、１４は爪部２０の基端側の胴体１０の曲
部である。

このようなポールピース４００には、その目的、機能か
らしてセンター穴１６の穴径、このセンター穴１６に対
する胴体内外面１１．１２の直角かつ平坦度はもとより
爪部２０の内外径寸法にわたり高い寸法精度が要求され
ている。

ｑたがって、従来は熱間鍛造又は冷間鍛造により鉄塊か
ら成形加工し、あるいは曲げ工程と冷開成形工程とによ
る塑性加工によって製造されていた。しかし、熱間鍛造
の場合には多くの機械切削加工を加えなければならず時
間、労力等負担が大きいばかりか機械切削によるパリの
発生という問題もあった。また鉄塊からの冷間鍛造にお
いては、工程数が多く、また、使用プレスが大形になり
設備費が高くなるという欠点があった０次に曲げと冷間
成形は機械切削を必要としない利点はあるもののその曲
げ工程と冷間成形工程との間等の各所において中間品に
焼鈍潤滑処理を行わなければならずこれらの介入に基づ
く生産能率の低下や、各工程ごとにプレス機械等を設置
する必要があるため、不経済かつ自動化困難という欠点
を有し、さらに大寸法の素材から一気に成形加工しなけ
ればならないことからプレス機械等が大型となる、金型
が短寿命で長期使用できない、爪部等に凹所が残り製品
精度が悪い、というような多くの欠点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、設備経済が有利で長期間にわたり迅速
かつ高精度な加工ができるポールピースの製造方法の提
供にある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
上記従来問題点を除去すべく、ポールピースの固有形状
に着目し、素材（ブランク）を形成するプランキング工
程の後に潤滑処理を施し、次に、ベンディング工程、フ
ォーミング工程及びアイオニング工程を連続的に行うよ
゛うにしたものである。これがため、センター穴を含む
所定形状の素材を原材料から打抜きするプランキング工
程と、 前記素材に潤滑材を付着させる潤滑処理工程と、潤滑処
理後の素材を曲げ加工して胴体と爪部とを予備成形する
ベンディング工程と、 予備成形された爪部の寸法を所定寸法に成形するフォー
ミング工程と、 爪外側面のしごき加工と胴体の内外面の平坦度等を得る
ためのサイジング加工とを同一ストローク内で行うアイ
オニング工程と、からなり前記ベンディング工程、フォ
ーミング工程及びアイオニング工程とを連続的に加工す
るよう構成し前記目的を達成するものである。

このように構成されたポールピースの製造方法ではまず
、ポールピース（最終製品）の形状と以後の加工態様を
勘案した一定形状の素材をプランキング工程で打抜き、
この素材を全面的に潤滑処理する。引き続き潤滑処理さ
れた素材を胴体と爪部とを曲げ加工によって予備成形す
るベンディング工程と、予備成形された爪部を所定寸法
に仕上げるフォーミング工程と、爪外側面のしごき加工
及び胴体の内外面平行度、平坦度を得るためのサイジン
グ加工とを同一ストローク内で行うアイオニング工程と
、をこの順で連続的に行う。

したがって、プランキング工程後に潤滑処理を施せばそ
の後の工程間において潤滑処理を施す必要がないからプ
ランキング工程用と、その後のベンディング工程用等と
の２台のプレス機械等を設置するだけでよく設備簡素、
経済有利となり自動化も容易である。また、ベンディン
グ工程以後はポールピースの固有形状等に最適な複数段
の塑性加工としているから過大力で成形加工等をする必
要がなく金型等への応力集中が小さくなるため長期間安
定使用することができる。かつ製品への応力集中が避け
られる。このようにして、高精度なポールピースを生産
能率良く製造することができる。

〔実施例〕

本発明に係るポールピースの製造方法を図面を参照しな
がら詳細に説明する。

この実施例の製造方法は、第１図に示すポールピースの
製造装置によって実施され、製造装置は、プランキング
工程を実施するためのプレス機械１と、いわゆるトラン
スファブレス機械３とから構成されている。両プレス機
械１．３間には潤滑処理工程を実施する潤滑処理装置９
が設、けられている。そして、トランスファブレス機械
３は、ベンディング工程を実施するための第１の金型４
、フォーミング工程を実施する第２の金型５、アイオニ
ング工程を実施する第３の金型６とがこの順で配設され
るとともに素材２００等を移送する移送手段７．７及び
反転手段８を設は構成されている。

ここで、素材２００等の流れは第１図の矢印Ａ。

Ｂ、Ｃ，Ｄの順で移送されるものとされ、素材２００は
原材料Ｉ００から形成されるとともに最終製品である前
出第７図、第８図に示したと同一のポールピース４００
に仕上げられるまでの中間的形態を中間品３００と名付
けるものとする。なお、上記の移送手段７．７以外の供
給手段、搬送・移送手段、取出手段等は図示省略してい
る。

このような製造装置において実施されるポールピース４
００の製造方法を各工程ごとに以下分説する。

（プランキング工程） 平板形状の原材料１００が第１図に示す矢印への方向か
らプレス機Ｍｌに供給される。ここに、プレス機械１で
はポールピース４００の寸法を満足する形状（第６図（
Ａ）参照）に原材料１００を連続的に打ち抜いて、素材
２００を成形する。

このようにしてプランキング工程が実施される。

Ｘ材２０Ｑは、ポールピース４００として製品化したと
きに回転軸を挿入するためあるいは継手を装着するため
のセンター穴１６が設けられるが爪部２０も未だ胴体１
０と同じ平板形状とされたままである。

（潤滑処理工程） 素材２００は第１図に示す矢印Ｂ方向に搬送され、Ｃ方
向に戻される。ここに、潤滑処理工程は潤滑処理装置９
で実施される。この実施例で↓よ、前後の脱脂、水洗、
酸洗・・・・・・中和処理等も含みボンデライト（商品
名）水溶液に浸漬させて、素材２００の全表面に潤滑剤
を保持する固体層、すなわち処理の簡単なことや摩擦係
数の小さな点から代表例として挙げられるリン酸塩亜鉛
皮膜等から形成される潤滑保持層を積極的に設け、潤滑
保持層に潤滑材を付着する潤滑処理とされている。

（ベンディング工程） このヘンディング工程は、素材２００をトランスファプ
レス機械３の第１の金型４にセツティングし、１ストロ
ークで曲げ加工としごき加工とを行い胴体ｌＯから起立
する複数の爪部２０．２０・・・を予備成形するもので
ある。第１の金型４は、第２図に示すように下型を形成
するダイス３０、アンビル３Ｉ、カウンタパンチ３４、
上型を形成するパンチ３２およびセンター穴１６に挿入
して素材２００の位置出しをするための丸軸状のマンド
レル３３から構成されている。したがって、このベンデ
ィング工程では、風向側面２１と爪外側面２２とが形成
する内外径をパンチ３２の外径とダイス３０の内径とに
よって規制するもので、第２図に示すようにパンチ３２
を押込んで第６図（Ｂ）に示した形状の中間品３００を
成形するものである。

このように、ベンディング工程においては、各爪側面２
３，２３、爪上面２４および曲部１４を第２図に示した
パンチ３２、ダイス３０の形状から明らかのようにフリ
ーの常態として曲げ加工、しごき加工を行うようにして
いるので、素材２００の厚さ１１１１から中間品３００
の爪先端部２４の肉厚３．４ｍ＋＋までしどいてもパン
チ３２の押込力は比較的小さなものとすることができ、
プレス機械の小型化と第１の金型３ｏの長寿命化を図れ
る。

ここで、本発明の特徴点を確認する。

上記のベンディング工程では、そのしごき量が大きいの
で、特に、爪部２０の加工硬化が激しい。

したがって、予備成形された中間品３００を焼鈍すれば
よいことがわかる。しかし、焼鈍をしたのでは素材２０
０から最終製品であるポールピース４００までの塑性加
工を連続的に行うことが不可能となり生産性を著しく低
下させる。さらに焼鈍をすれば再度その中間品３００に
前記プランキング工程後に行った潤滑処理と同様の再潤
滑処理工程を設けなければならない。これは、その生産
性を一層低下させるばかりか再潤滑処理の時間的、経済
的負担の増大を招き、かつ再潤滑処理装置への搬送手段
等を増設しなければならない。さらにまた、ベンディン
グ工程用のプレス機械と別個のプレス機械を増設しなけ
ればならないという事態招来させ不利不便が解消されな
い。

そこで、焼鈍、再潤滑処理をせずにベンディング工程後
の中間品３００を一気にポールピース４００に仕上げる
ような一つのフォーミング工程を設けることが考えられ
る。しかしながら、このような製造方法をとるとポール
ピース４００の固をの形態からして、このフォーミング
工程の実施用プレス機械等は超大な押込力、駆動力を必
要とすることになり設備大型化は避けられず、また金型
等は極めて短期間で、破損してしまう。さらに、爪部２
０の各外側面２２．２２に凹所が発生し所定寸法精度を
確立できない。したがって、最終的に依然として機械切
削を加えなければならないという問題が残りコスト高と
なる。

ここに、本発明はかかるポールピース４００の固有形態
、生産能率および製品精度との相互関係を分析し、多′
くの試験、研究の結果、ベンディング工程に引続きフォ
ーミング工程とアイオニング工程を設け、かつこれらを
連続的に行なえるようにしたことを特徴とするものであ
る。なお、フォーミング工程とアイオニング工程とをさ
らに細分割して３以上の工程とすることは各金型仕様選
定等を徒ら複雑化するばかりか、設備全体として不経済
となる。

（フォーミング工程） フォーミング工程は、前記ベンディング工程でフリー状
態とされた各爪側面２３，２３、爪上面２４、曲部１４
を所定寸法に近づける爪部２０の成形と柵体内面１１と
胴体外面１２との平行度、平坦度を高める胴体１０の成
形および胴体１０に前記ボビンの位置出し用？１１８．
１８を設ける工程である。求める中間品３００は第６図
（Ｃ）に示す通りである。そして、このフォーミング工
程は第２の金型５　（第３図参照）で行われる。中間品
３００は第１の金型４から移送手段７．７で移送される
とともに反転手段８により爪部２０が図で下方を向くよ
うに姿勢反転される。

ここに、フォーミング工程の成形過程を第４図をもって
説明すると、まず（Ａ）の初期状態においては、パンチ
４２と中間品３００が接触した場合、中間品３００の爪
部２０とダイス４０との間には爪側面２３，２３、風向
側面２１相当個所に大きなすきまＳがある。中期４Ｘ＆
１（Ｂ）では爪先端部２５はダイス４０と接触するが胴
体１ｏの綱体内面１１はカウンタパンチ４４の爪上端面
とは未だ接触せずにすきまＣをもっている。したがって
、（Ｃ）の終期状態において胴体内外面１１゜１２の平
坦度を高め、曲部１４の曲率を小さく仕上げてもその中
期状Ｍ　（Ｂ）に生じたダイス４゜と爪部２０とのすき
まや爪部２０の爪外側面２２に発生した凹所Ｑは残る。

とりわけ第４図（Ａ）の矢視線Ｄ−Ｄで示した断面図Ｃ
Ｄ）と同等の断面である（Ｅ）のように爪部２０に面取
り個所２８．２８がある場合にはそのすきまＳはさらに
増大する傾向にある。

このように、本願発明におけるフォーミング工程では、
ベンディング工程での加工硬化を認めた上で、設備小型
化、設備構成要素の諸寸法選択自由度の拡大、中間品３
００の成形金型５への応力集中回避及び押込力の軽減等
のため、上記の各すきまの残存を許容することを特徴と
するものである。

（アイオニング工程） ここに、アイオニング工程は、中間品３００がら最終製
品たるポールピース４００を得るモノマ、第２の金型５
から移送手段７．７で移送された中間品３００を第３の
金型６で仕上成形するもので、胴体工０の胴体内外面１
１．１２の平行度、平坦度を一層向上させるとともに爪
外側面２２のしごき加工を行って途次に焼鈍をしないが
ゆえに残存している加工硬化に基づく爪部２ｏの形状等
の劣化を除去するとともに全体寸法精度を所定のものに
完成させるものである。

これがため、第３の金型６は、第５図（Ａ）に示したよ
うに前置のフォーミング工程で成形された中間品３００
の爪部２ｏの外径寸法Ｄｆより小さい内径寸法Ｄ１　と
され、かつストレートランド部Ｌｌ＝２〜４ｍｍ）の上
下にアプローチ角度α（１２〜１８”）のテーパーを有
するダイス５゜と、その中間品３００の爪部２ｏの内径
寸法と同一であってかつそのテーパー角度が同一の丸形
状とされるとともに上端面５５がフラットとされたカウ
ンクパンチ５４と、パンチ５２、センター穴１６と同寸
の径とされたマンドレル５３等から構成されている。し
たがって、中間品３００をダイス５０にセット（第５図
（Ａ）参照）して、パンチ５２でダイス５０に押込み胴
体１０をサイジングする（同（Ｂ）参照〕、その後カウ
ンクパンチ５４によってノンクアウトしつつ爪部外径寸
法り、をダイス５０の内径寸法Ｄ＋　部分でしごき加工
を行うことができる。この場合、応力状態は爪外側面２
２が解放引抜状態となるから、爪部２ｏの外径寸法をほ
とんど変化させないで、爪外側面２２のテーパー度等の
形状が所定の精度に改善される結果、所定寸法のポール
ピース４０ｏ（第６図（Ｄ）参照）を仕上げることがで
きる。

したがって、この実施例によれば、プランキング工程を
プレス機械１により実施し、ベンディング工程からアイ
オニング工程までをトランスファブレス３によって実施
するから、従来の各工程毎にプレス機械等を設けなけれ
ばならないという不利は解除され設備の小型化及び経済
性を達成できる。また、潤滑剤処理工程以後のベンディ
ング工程等は連続的に実施できるから全体としての自動
化を図ることができる。

また、ベンディング工程後においては、フォーミング工
程とアイオニング工程とに分けているから、各金型５，
６の押込力を過大としなくてもよいので設備小型化と各
金型等の長寿命化を図れる、とともにポールピース４０
０の固有形状、精度等に適応させた加工度合としている
ので高精度で所定寸法の製品を生産することができる。

さらに、ベンディング工程での加工硬化があってもそれ
による座屈現象等を回避でき爪部２０の外周に残ってい
た凸凹をもを効に解除できるから、この点からも高精度
加工が保障される。

また、ベンディング工程とフォーミング工程とアイオニ
ング工程とは、素材２００とポールピース４００との寸
法およびその精度等から加工度合を決定しているので、
ベンディング工程直後に一気に行われていた従来のフォ
ーミング工程を実施するだめの金型等の設備仕様（各所
寸法、押込力等）が厳格であったのに比べて、余裕度の
大きい設備とすることができる。もとよりプランキング
工程以降に燃焼、再潤滑処理を行う必要がないという優
れた効果を有するゆ フォーミング工程は、第４図に示した第２の金型５で各
所にすきまを設けて爪部２０の成形を行うから、その中
間品３００の流動性を利用して胴体１０への溝１８加工
を同時にすることができる。

アイオニング工程は、第５Ｍに示した第３の金型６によ
って実施され、第３の金型６のダイス５０には中間品３
００の爪部２０の外径寸法り、より小さい内径り、　と
されたストレートランド部りが設けられているから胴体
１０の平坦度、平行度を得るサイジング加工とともに１
ストローク内で爪外側面２２のしごき加工を行いベンデ
ィング工程等における加工硬化に起因する爪部２０の形
状の劣化を回避することができ、最終製品たるポールピ
ース４００の寸法精度を長期的ム二安定維持することが
できる。

なお、以上の実施例では、ポールピース４００は第７、
第８図に示したと同じ６枚爪のものおされていたがその
型数や形状等は上記実施例のもの本発明の効果は、設備
経済が有利で長期間にわたり迅速かつ高精度な加工がで
きるポールピースの製造方法を提供できる効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るポールピースの製造方法を実施す
るために好適な製造装置の概念図、第２図は同じくベン
ディング工程を実施するための第１の金型の側断面図、
第３図は同じくフォーミング工程を実施するための第２
の金型の側断面図、第４図は同しくフォーミング工程の
進行状態等を示す説明図、第５図は同じくアイオニング
工程の進行状態に合わせた第３の金型の一部省略側断面
図、第６図は同じく各工程ごとに変化する素材等の外形
図、第７図は最終製品であるポールピースの平面図、お
よび第８図は第７図の矢視線■−■に対応する側断面図
である。 ｌ・・・プレス機械、３・・・トランスファブレス機械
、４・・・第１の金型、５・・・第２の金型、６・・・
第３の金型、７・・・移送手段、８・・・反転手段、９
・・・潤滑処理装置、１０・・・胴体、１１・・・胴体
内面、１２・・・胴体外面、１６・・・センター穴、１
日・・・溝、２０・・・爪部、２２・・・爪外側面、１
００・・・原材料、２００・・・素材、３００・・・中
間品、４００・・・ポールピース。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）センター穴を含む所定形状の素材を原材料から打
   抜きするプランキング工程と、 前記素材に潤滑材を付着させる潤滑処理工程と、潤滑処
   理後の素材を曲げ加工して胴体と爪部とを予備成形する
   ベンディング工程と、 予備成形された爪部の寸法を所定寸法に成形するフォー
   ミング工程と、 爪外側面のしごき加工と胴体の内外面の平坦度等を得る
   ためのサイジング加工とを同一ストローク内で行うアイ
   オニング工程と、からなり前記ベンディング工程、フォ
   ーミング工程及びアイオニング工程とを連続的に加工す
   ることを特徴としたポールピースの製造方法。
2. （２）前記特許請求の範囲第１項において、前記ベンデ
   ィング工程とフォーミング工程との間で前記爪部の向き
   が反対方向となるよう中間品の向きを反転させた姿勢で
   前記フォーミング工程を行うようにしたポールピースの
   製造方法。
3. （３）前記特許請求の範囲第１項又は第２項において、
   前記アイオニング工程が前記フォーミング工程において
   加工された中間品の外径寸法より０．３〜０．８ｍｍだ
   け小さな内径寸法とされたストレートランド部を有する
   金型によって加工されるようにしたポールピースの製造
   方法。
4. （４）前記特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   かにおいて、前記フォーミング工程が前記胴体にコイル
   取付用ボビンの位置決め用の溝をも同時に形成するよう
   にしたポールピースの製造方法。