JPS637152A

JPS637152A - ポ−ルピ−スの製造方法

Info

Publication number: JPS637152A
Application number: JP61149121A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakano; 隆志中野; Kazuto Kobayashi; 一登小林
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-01-13

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光ＴＪ、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、−般的に第８図と第９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１０に一体的に形成された複数（第８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１０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？Ｊｉ１８．１８が設けられてい
る。なお、２１．２２は爪部２０の爪内側面、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。特に、ポールピース４００が回転体として自動
車等に組込まれるものであるから芯出組立、調整容易化
および回転偏心や振動原因の除去という観点から爪部２
０の内外径とセンター穴１６とは高精度で回忌でなけれ
ばならない。

したがって、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間成形工程とによ
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。特に、爪部２０の内外径と回
忌円としかつ所定の穴径の精度を確保してセンター穴１
６を機械切削することはポールピース４００の形態から
して多くの工数を必要とした。

また１、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。

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開成形工程との間等の各所に
おいて中間品に焼鈍および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た。またこれらを省略した
場合、曲げ加工により加工硬化した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。さらに、その−気成形加工等においてセンター
穴１６と爪部の回忌度を所定の精度とすることは加工度
合の問題から至難であった。

〔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）を形成するブランキング工
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、ピアス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、所定形
状の素材を原材料から打抜きするブランキング工程と、
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、所定寸法に成形された爪部の径寸法を基準としてセンタ
ー穴を所定寸法に加工するピアス工程と、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、からなり前記べンディング工程、フォーミング工程
、ピアス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ブ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、爪部の径寸法を基準
としてセンター穴を仕上げるピアス工程と、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、ブ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ブ
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（設備簡素、
経済有利となり自ｖＪ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押出加工等をする
必要がなくかつ金型への応力集中が小さくなるため金型
等を長期間安定使用することができる。さらに、適所の
ピアス工程によってセンター穴は爪部の内外径と間怠か
つ所定寸法で仕上げられる。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、ブランキング
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２とから構成されている０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、トランスファプレス機械２
は、ベンディング工程を実施するための第１の金型３、
フォーミング工程を実施する第２の金型４、ピアス工程
を実施する第３の金型５、アイオニング工程を実施する
第４の金型６とがこの順で配設されるとともに素材２０
０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１
００から形成されるとともに最終製品である前出第８図
、第９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。

（ブランキング工程）平板形状の原材料１００が第１図に示す矢印への方向か
らプレス機械１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。

この実施例では本工程においてセンター穴１６の下穴１
５を成形するものとしている。このようにしてブランキ
ング工程が実施される。素材２００は、ポールピース４
００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の下穴１５が
設けられる力ぐ爪部２０も未だ胴体１０と同じ平板形状
とされたままである。なお、下穴１５は、後工程のヘン
デング工程において、ガイド穴として使用される。

（潤滑処理工程）素材２００は第１凹に示す矢印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。この実施例では、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
）水溶液に漫ン１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）このベンディング工程は、素材２００をトランスファプ
レスＩ！械２の第１の金型３にセ・２テイングし、１ス
トロークで曲げ加工としごき加工とを行い胴体１０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３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３１．カウンタパンチ３
４、上型を形成するパンチ３２および下穴１５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、爪内側面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
形するもめである。

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２゜Ｏの厚さ１１ｎ１から中間品３００
の爪先端部２４の肉厚３．４ｍｍまでしごいてもパンチ
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３０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
前記ブ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、再潤滑処理をセ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の固有の形態からして、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Ｆ員してしまう。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
ミング工程とピアス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ピアス工程とフォーミング工
程とをさらに細分割して４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２ｏの成形と胴体内面１１と
胴体外面１２との平行度、平坦度を高める胴体１ｏの成
形および胴体１ｏに前記ボビンの位置出し用溝１Ｂ、１
Ｂ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４　（第３図参照）で行われる。中間品３
００は第１の金型３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、爪内
側面２１相当個所に大きなすきまＳがある。中期状態（
Ｂ）では爪先端部２・５はダイス４０と接触するが胴体
１０の胴体内面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ｇ　（Ｂ）に生じたダイス４０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ＣＤ
）と同等の断面である（Ｅ）のように爪部２０に面取り
個所２日、２８がある場合にはそのすきまＳと共に爪外
径部のすきまＴ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４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。

（ピアス工程）ピアス工程は、第３の金型５で実施され、先のブランキ
ング工程で成形された下穴１５の径よりも大径のセンタ
ー穴１６を所定寸法に形成するものである。したがって
、既に下穴１５が設けられているから一種の逃げ部を利
用できるので比較的小さな力でセンター穴１６を精度良
く加工することができる。

なお、第３の金型５はパンチの外径をセンター穴１６の
内径と等しく　（マンドレル不要）するほかは第２の金
型４とほぼ同じ構造であるため図示省略する。

したがって、フォーミング工程で成形された中間品３０
０の爪部２０の内外径寸法を基準として高精度かつ回忌
のセンター穴１６が完成される。

ここに、後に機械切削をしなくともよいものとなる。な
お、本工程における加工後の中間品３００は、センター
穴１６の径寸法精度を除き第６図（Ｃ）に示すものと同
じである。

（アイオニング工程）フォーミング工程は、中間品３００から最終製品たるポ
ールピース４００を得るもので、第３の金型５から移送
手段７．７で移送された中間品３００を第４の金型６で
仕上成形するもので、胴体１０の胴体内外面１１．１２
の平行度、平坦度を一層向上させるとともに爪外側面２
２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２０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４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およびピアス工程で成形さ
れた中間品３００の爪部２０の外径寸法り、より小さい
内径寸法り、とされ、かつストレートランド部Ｌ（β＝
２〜４箇慢）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６０と、その中間品３００
の爪部２０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６５がフラ
ットとされたカウンタパンチ６４と、パンチ６２、セン
ター穴１６と同寸の精密な径とされたマンドレル６３等
から構成されている。したがって、中間品３００をダイ
ス６０にセット（第５図（Ａ）参照）して、パンチ６２
でダイス６０に押込み胴体１０をサイジングする（同（
Ｂ）参照）。

このとき中間品３００の上下面１１．１２の平坦度およ
びセンター穴１６の寸法精度はされに改善される。その
後カウンタパンチ６４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Ｄｒ　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２２が解放引抜状態となるから、爪部２０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４００　（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、ブランキング工程を
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プレス２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
程とピアス工程とアイロニング工程とに分けているから
、各金型４．５．６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４００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有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ピアス工
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
た従来の一つのフォーミング工程を実施するための金型
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
とよりブランキング工程以降に焼鈍、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。

フォーミング工程は、第４図に示した第２の金型４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。

ピアス工程は、フォーミング工程で仕上げられた爪部２
０の形態を基準として、センター穴１６の寸法のみを正
確仕上げするから、爪部２０と回忌かつ精密な径寸法を
確立することができる。したがって、従来、ポールピー
スが固有かつ特殊な形態であることから一番困難とされ
ていた機械切削による同窓加工作業をしなくともよいと
いう優れた効果を奏する。

アイオニング工程は、第５図に示した第４の金型６によ
って実施され、第４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Ｄｒ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１
０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に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８、
第９図に示したと同し６枚爪のものとされていたがその
爪部や形状等は上記実施例のものに限定されない。

また、以上の実施例では、ブランキング工程においてセ
ンター穴１６の下穴１５を設けるようしたが要はピアス
工程においてセンター穴１６を所定寸法に加工できれば
よいから、ブランキング工程でなくピアス工程において
１ストロークにて仕上げ加工するようしてもよい。すな
わち、かかる場合の第３の金型５は、第７図に示すよう
に、ピアスパンチ５２、ピアスダイス５１、中間品３０
０をガイドするリング５０およびスプリング等によりピ
アスパンチ５２より先行してリング５０に挿入され中間
品３００とピアスパンチ５２とをガイドするストリッパ
ー５３とから構成される。従って、第２の金型４から移
送手段７．７で移送された中間品３００をリング５０と
ストリンパ−５３で位置出し後ピアスパンチ５２とピア
スダイス５１とにより仕上げ抜きを行うことによりセン
ター穴１６を所定寸法に仕上げることができる。

このようにして、ピアス工程が実施される。この第７図
の第３の金型５によればセンター穴１６の剪断面を９０
％以上とすることが可能である。

なお、ピアス工程において１ストロークにてセンター穴
を加工する場合には前記実施例における第１の金型３（
第２図参照）では、マンドレル３３は必要でなくダイス
３０のガイド部３５で中間品３００をセンタリングでき
るよう構成すればよい。

第２の金型４も同様にすればよい。ただし、上記実施例
の如くブランキング工程においてセンター穴１６の下穴
１５を設ける場合には中間品３００のセンタリングが比
較的簡易に行なえるという特徴を有する。

〔発明の効果〕

本発明は、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堤供でき
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回、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図は同じ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４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図は他の実施例に係る第３の金型の側断面図、
第８図は最終製品であるポールピースの平面図、および
第９図は第８図の矢視線■−■に対応する側断面図であ
る。１・・・プレス＠、城、２・・・トランスファブレスｉ
　ｔ＋ｆ・３・・・第１の金型、４・・・第２の金型、
５・・・第３の金型、６・・・第４の金型、７・・・移
送手段、８・・・反転手段、９・・・潤滑処理装置、１
０・・・胴体、１１・・・胴体内面、１２・・・胴体外
面、１６・・・センター穴、１８・・・溝、２０・・・
爪部、２２・・・爪外側面、１００・・・原材料、２０
０・・・素材、３００・・・中間品、４００・・・ポー
ルピース。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定形状の素材を原材料から打抜きするブランキ
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、所定寸法に成形された爪部の径寸法を基準としてセンタ
ー穴を所定寸法に加工するピアス工程と、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
、ピアス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）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）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）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。
（５）前記特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かにおいて、前記ブランキング工程がセンター穴の下穴
を同時に形成するようにしたポールピースの製造方法。