WO2017077821A1 - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Abstract

本開示は積層鉄心の製造方法に関する。この方法は（Ａ）被加工板を金型に供給する工程と、（Ｂ）金型による打ち抜き加工によって、環状部と、環状部の周囲において周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域と、磁束の通路となる本体部分とが形成された加工体を得る工程と、（Ｃ）複数の加工体を積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心を得る工程とを含む。（Ｂ）工程は、（ｂ－１）磁石収容領域のうち先抜き領域を形成する工程と、（ｂ－２）上記（ｂ－１）工程後、磁石収容領域のうち後抜き領域を形成する工程とを含む。

Description

積層鉄心の製造方法

　本開示は、回転子を構成する積層鉄心の製造方法に関する。

　積層鉄心はモータの部品である。所定の形状に加工された複数の電磁鋼板（加工体）を積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心が形成される。モータは、それぞれ積層鉄心からなる回転子（ロータ）及び固定子（ステータ）を備え、回転子にシャフトを取り付ける工程、固定子にコイルを巻きつける工程などを経て完成する。回転子を構成する積層鉄心は複数の極を有する。各極は１つ又は複数の永久磁石を有している。これらの永久磁石は積層鉄心が備える磁石収容領域（スロット）に収容されている。かかる構成の回転子を具備するモータはＩＰＭ（Interior　Permanent　Magnet）モータと称される。

　磁石収容領域を備えた積層鉄心からなる回転子として、複数の磁石収容領域を所定の間隔で周方向に配列すると共に、隣り合う磁石収容領域間に扇状の本体部分を形成した加工体を積層した回転子が知られている（例えば特許文献１参照）。回転子を構成する積層鉄心を製造する方法として、電磁鋼板（被加工板）を順送り金型に供給する工程と、順送り金型における打抜き加工によって所定の形状の加工体を作製する工程と、作製された複数の加工体を積み重ねて積層鉄心を得る工程とを含む方法が知られている（例えば特許文献２参照）。

特開２００１－３７１２１号公報 特開２００３－２１１２３８号公報

　特許文献２に記載された打ち抜き加工によって加工体を得る場合においては、打ち抜き荷重に基づく加工体内の残留応力が問題となる。加工体内の残留応力は、積層鉄心の変形の原因となりうる。ここで、特許文献１に記載されたような、複数の磁石収容領域が周方向に複数配列されている加工体を打ち抜き加工によって得る場合には、打ち抜く領域が大きくなることによって、打ち抜き荷重が大きくなり易い。以上のことから、特許文献１に記載されたような、複数の磁石収容領域が配列された加工体により構成された積層鉄心では、打ち抜き加工に基づく残留応力を原因とした変形が生じやすい。

　本開示は上記実情に鑑みてなされたものであり、複数の磁石収容領域が配列された加工体の積層体である回転子の積層鉄心において、残留応力を原因とした変形を抑制することを目的とする。

　本開示の一側面に係る積層鉄心の製造方法は、（Ａ）被加工板を金型に供給する工程と、（Ｂ）上記金型による上記被加工板の打ち抜き加工によって、環状部と、該環状部の周囲において周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域と、該複数の磁石収容領域間において磁束の通路となる本体部分とが形成された加工体を得る工程と、（Ｃ）複数の上記加工体を積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心を得る工程と、を含み、上記（Ｂ）工程は、（ｂ－１）上記磁石収容領域のうち先行して形成される先抜き領域を形成する工程と、（ｂ－２）上記（ｂ－１）工程後、上記磁石収容領域のうち上記先抜き領域に続いて形成される後抜き領域を形成する工程と、を含む。

　当該積層鉄心の製造方法では、打ち抜き加工によって複数の磁石収容領域を形成するに際し、先行して先抜き領域が形成され、続いて後抜き領域が形成される。すなわち、磁石収容領域が複数工程に分けて形成される。これにより、磁石収容領域が一括で形成される場合と比較して、磁石収容領域の形成過程において被加工板に加わる打ち抜き荷重が低減される。このことで、打ち抜き加工後に得られた加工体における残留応力が低減され、加工体が積層された積層鉄心の変形を抑制することができる。

　（ｂ－２）工程では、先抜き領域に後抜き領域の一部が重なるように、後抜き領域を形成してもよい。金型に対する被加工板の供給位置精度や、金型の組み付け精度が低下することにより、金型の打ち抜き精度が低下した場合には、先抜き領域と後抜き領域とが連続した打ち抜き領域とならず、バリの発生や切り残しが問題となるおそれがある。この点、先抜き領域と後抜き領域とが一部重なっていることにより、打ち抜き精度が低下したような場合においても、先抜き領域と後抜き領域とを連続した領域とし易くなり、バリの発生等を抑制することができる。

　（ｂ－１）工程では、先抜き領域のうち、後抜き領域と重なる領域において、隣接する本体部分の側辺に切欠きが形成されるように、先抜き領域を形成してもよい。本体部分に切欠きが形成されることにより、先抜き領域と後抜き領域とが重なる領域をより広くすることが可能となる。これによって、打ち抜き精度が低下した場合において、先抜き領域と後抜き領域とが連続した打ち抜き領域とならないことをより確実に回避することができ、バリの発生等をより好適に抑制できる。

　（ｂ－１）工程では、環状部に連続する、磁石収容領域の半径方向内側の領域を、先抜き領域として形成し、（ｂ－２）工程では、先抜き領域よりも磁石収容領域の半径方向外側の領域を、後抜き領域として形成してもよい。これによって、順送り金型により連続的に打ち抜き加工を行うことができる。

　（Ｂ）工程では、環状部から本体部分に向かって延びた、本体部分と比べて周方向の幅が狭い連結部分を形成し、（Ｂ）工程は、（ｂ－０）磁石収容領域のうち、連結部分となる領域の周辺領域である予備抜き領域を先抜き領域よりも先に形成する工程を更に含み、（ｂ－１）工程では、予備抜き領域を含む先抜き領域を形成してもよい。加工体には、環状部から本体部分に向かって、周方向の幅が狭い連結部分が形成されている。このような領域が小さい部分は、強度が弱いため、打ち抜き荷重に基づく残留応力によって変形しやすい。この点、連結部分となる領域の周辺領域である予備抜き領域を、該予備抜き領域を含む先抜き領域を形成する前に形成することにより、連結部分となる領域周辺の打ち抜き領域を小さく（すなわち、打ち抜き荷重を小さく）することができる。このことにより、連結部分に残る残留応力が低減され、強度が弱い連結部分の変形を抑制することができる。

　（ｂ－１）工程では、予備抜き領域が先抜き領域の内側に全て含まれるように、先抜き領域を形成してもよい。予備抜き領域が先抜き領域に完全に含まれることにより、先抜き領域と後抜き領域とが連続した打ち抜き領域とならないことをより確実に回避することができる。これにより、バリの発生等を効果的に抑制できる。

　（ｂ－０）工程では、複数の磁石収容領域の予備抜き領域を一括で形成し、（ｂ－１）工程では、複数の磁石収容領域の先抜き領域を複数回に分けて形成し、（ｂ－２）工程では、複数の磁石収容領域の後抜き領域を一括で形成してもよい。作業効率性の観点から、打ち抜き加工による磁石収容領域の形成は極力少ないステップで行われることが好ましい。ただし、打ち抜く領域が大きく且つ打ち抜く箇所の周辺の領域が小さい場合には、打ち抜く際に金型にかかる負担が大きくなるため、金型の負担を考慮しながら打ち抜きのステップ数を減らす必要がある。この点、上記製造方法では、予備抜き領域及び後抜き領域を一括で形成しつつ、連結部分に近接する予備抜き領域を含む先抜き領域、すなわち、予備抜き領域よりも打ち抜き領域が大きく、且つ、領域が小さい連結部分に近接する領域を、複数回に分けて形成している。これにより、打ち抜き時に金型にかかる負担が大きくなることが明らかな工程を、複数ステップに分け、金型にかかる負担を軽減しながら、磁石収容領域の形成に係るステップを極力少なくすることができる。

　本開示によれば、複数の磁石収容領域が配列された加工体の積層体である回転子の積層鉄心において、残留応力を原因とした変形を抑制することができる。

図１は回転子を構成する積層鉄心の一例を示す斜視図である。 図２は図１に示す積層鉄心に含まれた加工体を示す平面図である。 図３は打抜き装置の一例を示す概略図である。 図４（ａ）～図４（ｆ）は打ち抜き加工のレイアウトの全体を示す平面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すレイアウトをそれぞれ拡大して示す平面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すレイアウトをそれぞれ拡大して示す平面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示すレイアウトをそれぞれ拡大して示す平面図である。 図８は各打ち抜き領域を説明するための説明図である。 図９は図８に示す領域ＯＥを拡大して示す図である。

　図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

＜積層鉄心及び加工体＞
　図１は回転子を構成する積層鉄心Ｒの斜視図である。積層鉄心Ｒの形状は略円筒形であり、中央部に位置する開口Ｒａはシャフト（不図示）を装着するためのものである。開口Ｒａを構成する内周面Ｒｂにはシャフトを装着するための構成として凸状キー（不図示）が設けられていてもよい。

　積層鉄心Ｒは、複数の加工体ＰＢ（図２参照）が積層されることにより構成されている。図２は、図１に示す積層鉄心Ｒに含まれた加工体ＰＢを示す平面図である。加工体ＰＢは、後述する金型による打ち抜き加工によって、電磁鋼板（被加工板）から得られる。加工体ＰＢは、リング状の環状部１１１と、環状部１１１の周囲において周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域１１２と、該複数の磁石収容領域１１２間において磁束の通路となる本体部分１１３と、を備えている。

　加工体ＰＢは、環状部１１１の外周面ＰＢｃから磁石収容領域１１２に向かって延びる凸部分１１４と、外周面ＰＢｃから本体部分１１３に向かって延びる連結部分１１５とを備えている。連結部分１１５は、環状部１１１と本体部分１１３とを連結（接続）しており、本体部分１１３よりも周方向の幅が狭くされている。

　本体部分１１３は、平面視において略扇型状に形成されている。本体部分１１３は、径方向外側及び径方向内側に接合部１１３ａ，１１３ｂを有している。接合部１１３ａ，１１３ｂにおいて、上下方向で重なり合う加工体ＰＢ同士がカシメにより締結されることで、積層鉄心Ｒが構成されている。すなわち、各加工体ＰＢは、表面において凹部をなし且つ裏面において凸部をなす接合部１１３ａ，１１３ｂをそれぞれ有する。そして、上側の加工体ＰＢの裏面（凸部）と下側の加工体ＰＢの表面（凹部）とが嵌り込むことによって、上下の加工体が締結される。複数の積層鉄心Ｒ同士が締結されないように、積層体の最下部に位置する加工体ＰＢは、接合部１１３ａ，１１３ｂが凸部及び凹部ではなく穿孔とされている。

　なお、積層鉄心Ｒは、加工体ＰＢを積み重ね、これらをカシメ（接合部１１３ａ，１１３ｂ）により締結することにより構成されていると説明したが、加工体ＰＢを締結する方法はいかなるものであってもよい。例えば、溶接、接着又は樹脂材料によって複数の加工体ＰＢ同士を締結してもよい。コスト及び作業効率性の点から、カシメ及び溶接が従来から広く採用されている。一方、モータの高いトルク及び低い鉄損を優先させる場合には、カシメ又は溶接の代わりに、樹脂材料又は接着剤を採用すればよい。また、加工体ＰＢに仮カシメを設け、これによって加工体ＰＢ同士を締結させた後、最終的に仮カシメを積層体から除去することによって積層鉄心Ｒを得てもよい。「仮カシメ」とは打抜き加工によって製造される複数の加工体を一時的に一体化させるのに使用され且つ製品（積層鉄心）を製造する過程において取り除かれるカシメを意味する。

　本体部分１１３の径方向外側には、隣接する磁石収容領域１１２側に張り出した外つば１１３ｅが設けられている。

　上述した加工体ＰＢが積層されることにより、図１に示される積層鉄心Ｒが構成されている。積層鉄心Ｒは、シャフト（回転軸）を囲む円筒部１１と、円筒部１１の径方向外側において周方向に所定の間隔で形成された複数の磁石収容空間１２と、複数の磁石収容空間１２間に形成された磁束の通路となる本体部１３と、を備えている。磁石収容空間１２は、１つ又は複数の永久磁石（例えばネオジム磁石などの焼結磁石やボンド磁石）を収容するための空間であって、隣接する二つの本体部１３の側面１３ｃの間の空間である。円筒部１１、磁石収容空間１２、及び本体部１３は、それぞれ、加工体ＰＢの環状部１１１、磁石収容領域１１２、及び本体部分１１３が積層されることにより形成されている。

　本体部１３の径方向外側には、本体部１３の上面から下面にかけて、隣接する磁石収容空間１２側に張り出した外つば部１３ｅが設けられている。外つば部１３ｅは、磁石収容空間１２内の磁石（図示せず）を適切に固定する観点、及び、漏洩磁束を小さく抑える観点等から、適宜大きさ及び形状が決定されている。外つば部１３ｅは、加工体ＰＢの外つば１１３ｅが積層されることにより形成されている。

　積層鉄心Ｒは、円筒部１１の外周面Ｒｃから磁石収容空間１２に向かって延びる凸部１４と、外周面Ｒｃから本体部１３に向かって延びる連結部１５とを備えている。凸部１４及び連結部１５は、加工体ＰＢの凸部分１１４及び連結部分１１５が積層されることにより形成されている。

＜打抜き装置＞
　図３は積層鉄心Ｒを構成する加工体ＰＢを打抜き加工によって製造する打抜き装置の一例を示す概要図である。同図に示す打抜き装置１００は、巻重体Ｃが装着されるアンコイラー１１０と、巻重体Ｃから引き出された電磁鋼板（以下「被加工板Ｗ」という。）の送り装置１３０と、被加工板Ｗに対して打抜き加工を行う順送り金型１４０（金型）と、順送り金型１４０を動作させるプレス機械１２０とを備える。

　アンコイラー１１０は、巻重体Ｃを回転自在に保持する。巻重体Ｃを構成する被加工板Ｗの長さは例えば５００～１００００ｍである。巻重体Ｃを構成する被加工板Ｗの厚さは０．１～０．５ｍｍ程度であればよく、積層鉄心Ｒのより優れた磁気的特性を達成する観点から、０．１～０．３ｍｍ程度であってもよい。被加工板Ｗの幅は５０～５００ｍｍ程度であればよい。

　送り装置１３０は被加工板Ｗを上下から挟み込む一対のローラ１３０ａ，１３０ｂを有する。被加工板Ｗは、送り装置１３０を介して順送り金型１４０へと導入される。順送り金型１４０は、被加工板Ｗに対して打抜き加工、曲げ加工、切曲げ加工、プッシュバックなどを連続的に実施するためのものである。

＜積層鉄心の製造方法＞
　次に積層鉄心Ｒの製造方法について説明する。積層鉄心Ｒは、加工体ＰＢを製造するプロセス（下記（Ａ）工程及び（Ｂ）工程）と、複数の加工体ＰＢから積層鉄心Ｒを製造するプロセス（下記（Ｃ）工程）とを経て製造される。より具体的には、積層鉄心Ｒの製造方法は以下の工程を備える。
（Ａ）被加工板Ｗを順送り金型１４０に供給する工程。
（Ｂ）順送り金型１４０による被加工板Ｗの打ち抜き加工によって、環状部１１１と、該環状部１１１の周囲において周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域１１２と、該複数の磁石収容領域１１２間において磁束の通路となる本体部分１１３とが形成された加工体ＰＢを得る工程。
（Ｃ）複数の加工体ＰＢを積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心Ｒを得る工程。

　まず、電磁鋼板の巻重体Ｃを準備し、これをアンコイラー１１０に装着する。巻重体Ｃから引き出された電磁鋼板（被加工板Ｗ）を順送り金型１４０に供給する（（Ａ）工程）。

　順送り金型１４０において被加工板Ｗの打ち抜き加工を実施することにより、環状部１１１、磁石収容領域１１２、及び本体部分１１３が形成された加工体ＰＢを連続して製造する（（Ｂ）工程）。すなわち、（Ｂ）工程では、順送り金型１４０のパンチによって被加工板Ｗを打ち抜き、加工体ＰＢを得る。本実施形態の（Ｂ）工程には、磁石収容領域１１２を形成する工程として以下の工程がこの順序で含まれている。
（ｂ－０）磁石収容領域１１２のうち、連結部分１１５に相当する領域（加工体ＰＢとなった状態において連結部分１１５となる領域）の周辺領域である予備抜き領域１１２ａを形成する工程
（ｂ－１）磁石収容領域１１２のうち、先抜き領域１１２ｂを形成する工程
（ｂ－２）磁石収容領域１１２のうち、後抜き領域１１２ｃを形成する工程

　図４～図９を参照しながら（Ｂ）工程について説明する。図４（ａ）～図４（ｆ）は打ち抜き加工のレイアウトの全体を示す平面図である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すレイアウトをそれぞれ拡大して示す平面図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すレイアウトをそれぞれ拡大して示す平面図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は図４（ｅ）及び図４（ｆ）に示すレイアウトをそれぞれ拡大して示す平面図である。また、図８は各打ち抜き領域を説明するための図である。図８においては、磁石収容領域１１２のうち、予備抜き領域１１２ａに係る打ち抜き領域をハッチング付きで示しており、先抜き領域１１２ｂに係る打ち抜き領域を実線で示しており、後抜き領域１１２ｃに係る打ち抜き領域を２点鎖線で示している。図９は図８に示す領域ＯＥを拡大して示す図である。なお、打抜き加工のレイアウトは図４に示すものに限定されるものではなく、プレス荷重のバランスをとるためのステップを加えてもよいし、例えば仮カシメを形成するためのステップを加えてもよい。

　Ｂ１ステップ（（ｂ－０）工程）は、パイロット孔Ｐが形成された被加工板Ｗに対して予備抜き領域１１２ａを形成する工程である（図４（ａ）及び図５（ａ）参照）。パイロット孔Ｐは順送り金型１４０における被加工板Ｗの位置決めを行うためのものである。Ｂ１ステップでは、予備抜き領域１１２ａを、８か所形成される磁石収容領域１１２それぞれにおいて２箇所ずつ、合計１６か所形成する。Ｂ１ステップでは、８か所の磁石収容領域１１２の、合計１６か所の予備抜き領域１１２ａを一括で形成する。

　予備抜き領域１１２ａは、磁石収容領域１１２のうち、加工体ＰＢの連結部分１１５となる領域の周辺領域に形成される（図８参照）。例えば、予備抜き領域１１２ａは、磁石収容領域１１２のうち、連結部分１１５と周方向において隣り合う領域であって連結部分１１５と凸部分１１４とで区画される領域に形成される。なお、図８に示されるように、予備抜き領域１１２ａを、連結部分１１５と凸部分１１４とで区画される領域だけでなく凸部分１１４よりも径方向外側の領域まで形成してもよい。予備抜き領域１１２ａは、連結部分１１５に加わる打ち抜き荷重が大きくなり過ぎない程度に小さくすればよい。

　Ｂ２ステップ（（ｂ－１）工程）及びＢ３ステップ（（ｂ－１）工程）は、磁石収容領域１１２のうち、後述する後抜き領域１１２ｃに先行して形成される先抜き領域１１２ｂを形成する工程である（図４（ｂ）、図４（ｃ）、図５（ｂ）、及び図６（ａ）参照）。Ｂ２ステップでは、８か所形成される磁石収容領域１１２のうち周方向で互いに隣り合わない４箇所の磁石収容領域１１２の先抜き領域１１２ｂを形成する。そして、Ｂ２ステップの後に行われるＢ３ステップでは、残り４箇所の磁石収容領域１１２の先抜き領域１１２ｂを形成する。このように、先抜き領域１１２ｂを形成する工程では、複数の磁石収容領域１１２の先抜き領域１１２ｂを複数回に分けて形成する。すなわち、本実施形態では、先抜き領域１１２ｂを形成する工程では、周方向において互いに隣り合う先抜き領域１１２ｂを同時に形成していない。

　Ｂ２ステップ及びＢ３ステップでは、Ｂ１ステップにおいて形成された同一磁石収容領域１１２の２つの予備抜き領域１１２ａを含む先抜き領域１１２ｂを形成する。より詳細には、Ｂ２ステップ及びＢ３ステップでは、同一磁石収容領域１１２の２つの予備抜き領域１１２ａが先抜き領域１１２ｂの内側に全て含まれるように、先抜き領域１１２ｂを形成する（図８参照）。

　Ｂ２ステップ及びＢ３ステップでは、環状部１１１となる領域に連続する、磁石収容領域１１２の半径方向内側の領域を、先抜き領域１１２ｂとして形成する。例えば、先抜き領域１１２ｂは、磁石収容領域１１２の径方向内側の領域であって、磁石収容領域１１２全体の半分以上の大きさの領域とされる（図８参照）。

　Ｂ４ステップは、加工体ＰＢにおける本体部分１１３の接合部１１３ａ，１１３ｂに相当する位置に、凹部（裏面から見ると凸部）又は穿孔を形成する工程である（図４（ｄ）及び図６（ｂ）参照）。すなわち、Ｂ４ステップでは、積層鉄心Ｒの最下部に位置する加工体ＰＢ以外を製造する場合には、曲げ加工により接合部１１３ａ，１１３ｂに相当する位置に凹部を形成し、積層鉄心Ｒの最下部に位置する加工体ＰＢを製造する場合には、打ち抜き加工により接合部１１３ａ，１１３ｂに相当する位置に穿孔を形成する。

　Ｂ５ステップは、環状部１１１の内側を打ち抜くことにより、中心領域１１１ａを形成する工程である（図４（ｅ）及び図７（ａ）参照）。

　Ｂ６ステップ（（ｂ－２）工程）は、磁石収容領域１１２のうち、先抜き領域１１２ｂに続いて形成される後抜き領域１１２ｃを形成する工程である（図４（ｆ）及び図７（ｂ）参照）。Ｂ６ステップでは、複数の磁石収容領域１１２の後抜き領域１１２ｃを一括で形成する。具体的には、Ｂ６ステップでは、先抜き領域１１２ｂよりも磁石収容領域１１２の半径方向外側の領域を、後抜き領域１１２ｃとして形成する。

　Ｂ６ステップでは、先抜き領域１１２ｂに後抜き領域１１２ｃの一部が重なるように、後抜き領域１１２ｃを形成する。すなわち、Ｂ２ステップ又はＢ３ステップの先抜き領域１１２ｂの打ち抜きにおいてパンチが通過する部分と、Ｂ６ステップの後抜き領域１１２ｃの打ち抜きにおいてパンチが通過する部分とが重なるように、被加工板Ｗの打ち抜きが行われる。図９に示すように、先抜き領域１１２ｂの半径方向外端部１１２ｘよりも、後抜き領域１１２ｃの半径方向内端部１１２ｙが半径方向内側となるように、後抜き領域１１２ｃを形成する。これにより、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとは、領域が互いに重なる重複領域１１２ｚを有する。

　また、Ｂ６ステップでは、後抜き領域１１２ｃを形成することと同時に、本体部分１１３の領域を打ち抜く（図８の二点鎖線参照）。これにより、環状部１１１、磁石収容領域１１２、及び本体部分１１３が形成された加工体ＰＢが得られる。

　そして、上記Ｂ１～Ｂ６ステップを経て得られた加工体ＰＢ（図２参照）を所定の枚数重ね合せ、これらをカシメにより締結することによって積層鉄心Ｒが得られる（（Ｃ）工程）。

　次に、上述した積層鉄心の製造方法の作用効果について説明する。

　本実施形態に係る積層鉄心Ｒの製造方法は、（Ａ）被加工板Ｗを順送り金型１４０に供給する工程と、（Ｂ）順送り金型１４０による被加工板Ｗの打ち抜き加工によって、環状部１１１と、該環状部１１１の周囲において周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域１１２と、該複数の磁石収容領域１１２間において磁束の通路となる本体部分１１３とが形成された加工体ＰＢを得る工程と、（Ｃ）複数の加工体ＰＢを積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心Ｒを得る工程と、を含み、（Ｂ）工程は、（ｂ－１）磁石収容領域１１２のうち先行して形成される先抜き領域１１２ｂを形成する工程と、（ｂ－２）上記（ｂ－１）工程後、磁石収容領域１１２のうち先抜き領域１１２ｂに続いて形成される後抜き領域１１２ｃを形成する工程と、を含んでいる。

　当該積層鉄心の製造方法では、打ち抜き加工によって複数の磁石収容領域１１２を形成するに際し、先行して先抜き領域１１２ｂが形成され、続いて後抜き領域１１２ｃが形成される。すなわち、磁石収容領域１１２が複数工程に分けて形成される。これにより、磁石収容領域が一括で形成される場合と比較して、磁石収容領域１１２の形成過程において被加工板Ｗに加わる打ち抜き荷重が低減される。このことで、打ち抜き加工後に得られた加工体ＰＢにおける残留応力が低減され、加工体ＰＢが積層された積層鉄心Ｒの変形を抑制することができる。

　（ｂ－２）工程では、先抜き領域１１２ｂに後抜き領域１１２ｃの一部が重なるように、後抜き領域１１２ｃを形成している。順送り金型１４０に対する被加工板Ｗの供給位置精度や、順送り金型１４０の組み付け精度が低下することにより、順送り金型１４０の打ち抜き精度が低下した場合には、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとが連続した打ち抜き領域とならず、バリの発生や切り残しが問題となるおそれがある。この点、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとが一部重なっていることにより、打ち抜き精度が低下したような場合においても、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとを連続した領域とし易くなり、バリの発生等を抑制することができる。

　（ｂ－１）工程では、環状部１１１に連続する、磁石収容領域１１２の半径方向内側の領域を、先抜き領域１１２ｂとして形成し、（ｂ－２）工程では、先抜き領域１１２ｂよりも磁石収容領域１１２の半径方向外側の領域を、後抜き領域１１２ｃとして形成している。これによって、上述した環状部１１１、磁石収容領域１１２、及び本体部分１１３が形成された加工体ＰＢを、順送り金型１４０を用いた打ち抜き加工により連続的に得ることができる。

　（Ｂ）工程では、環状部１１１から本体部分１１３に向かって延びた、本体部分１１３と比べて周方向の幅が狭い連結部分１１５を形成し、（Ｂ）工程は、（ｂ－０）磁石収容領域１１２のうち、連結部分１１５となる領域の周辺領域である予備抜き領域１１２ａを先抜き領域１１２ｂよりも先に形成する工程を更に含み、（ｂ－１）工程では、予備抜き領域１１２ａを含む先抜き領域１１２ｂを形成している。加工体ＰＢには、環状部１１１から本体部分１１３に向かって、周方向の幅が狭い連結部分１１５が形成されている。このような領域が小さい部分は、強度が弱いため、打ち抜き荷重に基づく残留応力によって変形しやすい。この点、連結部分１１５となる領域の周辺領域である予備抜き領域１１２ａを、該予備抜き領域１１２ａを含む先抜き領域１１２ｂを形成する前に形成することにより、連結部分１１５となる領域周辺の打ち抜き領域を小さく（すなわち、打ち抜き荷重を小さく）することができる。このことにより、連結部分１１５に残る残留応力が低減され、強度が弱い連結部分１１５の変形を抑制することができる。

　（ｂ－１）工程では、予備抜き領域１１２ａが先抜き領域１１２ｂの内側に全て含まれるように、先抜き領域１１２ｂを形成している。予備抜き領域１１２ａが先抜き領域１１２ｂに完全に含まれることにより、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとが連続した打ち抜き領域とならないことをより確実に回避することができる。これにより、バリの発生等を効果的に抑制できる。

　（ｂ－０）工程では、複数の磁石収容領域１１２の予備抜き領域１１２ａを一括で形成し、（ｂ－１）工程では、複数の磁石収容領域１１２の先抜き領域１１２ｂを複数回に分けて形成し、（ｂ－２）工程では、複数の磁石収容領域１１２の後抜き領域１１２ｃを一括で形成している。作業効率性の観点から、打ち抜き加工による磁石収容領域１１２の形成は極力少ないステップで行われることが好ましい。ただし、打ち抜く領域が大きく且つ打ち抜く箇所の周辺の領域が小さい場合には、打ち抜く際に順送り金型１４０にかかる負担が大きくなるため、順送り金型１４０の負担を考慮しながら打ち抜きのステップ数を減らす必要がある。この点、上記製造方法では、予備抜き領域１１２ａ及び後抜き領域１１２ｃを一括で形成しつつ、連結部分１１５に近接する予備抜き領域１１２ａを含む先抜き領域１１２ｂ、すなわち、予備抜き領域１１２ａよりも打ち抜き領域が大きく、且つ、領域が小さい連結部分１１５に近接する領域を、複数回に分けて形成している。これにより、打ち抜き時に順送り金型１４０にかかる負担が大きくなることが明らかな工程を、複数ステップに分け、順送り金型１４０にかかる負担を軽減しながら、磁石収容領域１１２の形成に係るステップを極力少なくすることができる。

　以上、本開示の実施形態について説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、磁石収容領域１１２を形成する工程として、予備抜き領域１１２ａを形成する工程、先抜き領域１１２ｂを形成する工程、及び後抜き領域１１２ｃを形成する工程の３工程を含むとして説明したが、これに限定されない。すなわち、磁石収容領域１１２を形成する工程として、先抜き領域１１２ｂを形成する工程及び後抜き領域１１２ｃを形成する工程の２工程を含んでいればよく、予備抜き領域１１２ａを形成する工程を含んでいなくてもよいし、或いは、先抜き領域１１２ｂを形成する工程及び後抜き領域１１２ｃを形成する工程以外の複数の工程を含んでいてもよい。

　また、（ｂ－１）工程では、先抜き領域１１２ｂのうち、後抜き領域１１２ｃと重なる領域において、隣接する本体部分１１３の側辺１１３ｃ（より具体的には、図９に示す重複領域１１２ｚと半径方向の位置が一致する部位）に切欠きが形成されるように、先抜き領域１１２ｂを形成してもよい。本体部分１１３に切欠きが形成されることにより、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとが重なる領域をより広くすることが可能となる。これによって、打ち抜き精度が低下した場合において、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとが連続した打ち抜き領域とならないことをより確実に回避することができ、バリの発生等をより好適に抑制できる。

　また、先抜き領域１１２ｂと後抜き領域１１２ｃとは領域が重なっていなくてもよい。また、後抜き領域１１２ｃは、先抜き領域１１２ｂを全て含むものであってもよい。更に、順送り金型１４０によって連続的に打ち抜き加工を行う観点から、先抜き領域１１２ｂが半径方向内側の領域とされ、後抜き領域１１２ｃが半径方向外側の領域とされるとして説明したがこれに限定されず、反対に、先抜き領域１１２ｂが半径方向外側の領域とされ、後抜き領域１１２ｃが半径方向内側の領域とされてもよい。また、周方向で連続する磁石収容領域１１２について、先抜き領域と後抜き領域とが交互に形成されてもよい。

　本開示によれば、複数の磁石収容領域が配列された加工体の積層体である回転子の積層鉄心において、残留応力を原因とした変形を抑制することができる。

１１…円筒部、１２…磁石収容空間、１３…本体部、１３ｃ…側面、１５…連結部、１１１…環状部、１１２…磁石収容領域、１１２ａ…予備抜き領域、１１２ｂ…先抜き領域、１１２ｃ…後抜き領域、１１３…本体部分、１１３ｃ…側辺、１１５…連結部分、１４０…順送り金型、ＰＢ…加工体、Ｒ…積層鉄心、Ｗ…被加工板。

Claims (7)

1. （Ａ）被加工板を金型に供給する工程と、
   （Ｂ）前記金型による前記被加工板の打ち抜き加工によって、環状部と、該環状部の周囲において周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域と、該複数の磁石収容領域間において磁束の通路となる本体部分とが形成された加工体を得る工程と、
   （Ｃ）複数の前記加工体を積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心を得る工程と、
   を含み、
   　前記（Ｂ）工程は、
   　（ｂ－１）前記磁石収容領域のうち先行して形成される先抜き領域を形成する工程と、
   　（ｂ－２）前記（ｂ－１）工程後、前記磁石収容領域のうち前記先抜き領域に続いて形成される後抜き領域を形成する工程と、
   を含む、積層鉄心の製造方法。
2. 　前記（ｂ－２）工程では、前記先抜き領域に前記後抜き領域の一部が重なるように、前記後抜き領域を形成する、請求項１記載の積層鉄心の製造方法。
3. 　前記（ｂ－１）工程では、前記先抜き領域のうち、前記後抜き領域と重なる領域において、隣接する前記本体部分の側辺に切欠きが形成されるように、前記先抜き領域を形成する、請求項２記載の積層鉄心の製造方法。
4. 　前記（ｂ－１）工程では、前記環状部に連続する、前記磁石収容領域の半径方向内側の領域を、前記先抜き領域として形成し、
   　前記（ｂ－２）工程では、前記先抜き領域よりも前記磁石収容領域の半径方向外側の領域を、前記後抜き領域として形成する、請求項１～３のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。
5. 　前記（Ｂ）工程では、前記環状部から前記本体部分に向かって延びた、前記本体部分と比べて前記周方向の幅が狭い連結部分を形成し、
   　前記（Ｂ）工程は、
   　（ｂ－０）前記磁石収容領域のうち、前記連結部分となる領域の周辺領域である予備抜き領域を前記先抜き領域よりも先に形成する工程を更に含み、
   　前記（ｂ－１）工程では、前記予備抜き領域を含む前記先抜き領域を形成する、請求項１～４のいずれか一項記載の積層鉄心の製造方法。
6. 　前記（ｂ－１）工程では、前記予備抜き領域が前記先抜き領域の内側に全て含まれるように、前記先抜き領域を形成する、請求項５記載の積層鉄心の製造方法。
7. 　前記（ｂ－０）工程では、複数の前記磁石収容領域の前記予備抜き領域を一括で形成し、
   　前記（ｂ－１）工程では、複数の前記磁石収容領域の前記先抜き領域を複数回に分けて形成し、
   　前記（ｂ－２）工程では、複数の前記磁石収容領域の前記後抜き領域を一括で形成する、請求項５又は６記載の積層鉄心の製造方法。

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