特開 2016-96689 積層鉄心の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-96689(P2016-96689A)

(43)【公開日】2016年5月26日

(54)【発明の名称】積層鉄心の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20160422BHJP

   B21D 28/02 20060101ALI20160422BHJP

   B21D 28/16 20060101ALI20160422BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 E

   B21D28/02 B

   B21D28/02 Z

   B21D28/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-232624(P2014-232624)

(22)【出願日】2014年11月17日

(71)【出願人】

【識別番号】000144038

【氏名又は名称】株式会社三井ハイテック

(74)【代理人】

【識別番号】100090697

【弁理士】

【氏名又は名称】中前 富士男

(74)【代理人】

【識別番号】100176142

【弁理士】

【氏名又は名称】清井 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100127155

【弁理士】

【氏名又は名称】来田 義弘

(72)【発明者】

【氏名】衛藤 雄介

(72)【発明者】

【氏名】松永 幸雄

【テーマコード（参考）】

4E048

5H615

【Ｆターム（参考）】

4E048BA02

4E048BA04

4E048GA06

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB02

5H615PP01

5H615PP02

5H615SS03

5H615SS05

(57)【要約】

【課題】重ねて配置した複数枚の薄板材から、重ねた状態の鉄心片を、経済的に精度よく打抜き可能な積層鉄心の製造方法を提供する。
【解決手段】複数枚の薄板材１０、１１を重ねて配置した積層材１２から、鉄心片を重ねた状態で複数セット打抜いて積層し、回転子鉄心又は固定子鉄心を形成する積層鉄心の製造方法であり、積層材１２を、その厚み方向一方側に配置された第１のパンチ１３で、厚み方向他方側に配置された第１のダイ１４に向けて押圧し、各薄板材１０、１１に異形状の突出部１７、１８を形成する第１工程と、この異形状の突出部１７、１８を、その厚み方向他方側に配置され、第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広で、かつ、第１のダイ１４の内幅Ｗ_Ｄ１よりも幅広の外幅Ｗ_Ｐ２を有する第２のパンチ１９で、厚み方向一方側に配置された第２のダイ２０に向けて押圧し、積層材１２を打抜く第２工程とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚の薄板材を重ねて配置した積層材から、所定形状の鉄心片を重ねた状態で複数セット打抜いて積層し、回転子鉄心又は固定子鉄心を形成する積層鉄心の製造方法において、
前記積層材を、その厚み方向一方側に配置された第１のパンチで、厚み方向他方側に配置された第１のダイに向けて押圧し、前記積層材を構成する前記各薄板材に異形状の突出部を形成する第１工程と、
前記積層材に形成した異形状の前記突出部を、その厚み方向他方側に配置され、前記第１のパンチの外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広で、かつ、前記第１のダイの内幅Ｗ_Ｄ１よりも幅広の外幅Ｗ_Ｐ２を有する第２のパンチで、厚み方向一方側に配置された第２のダイに向けて押圧し、前記積層材を打抜く第２工程とを有することを特徴とする積層鉄心の製造方法。

【請求項2】

請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、前記第１のダイの内幅Ｗ_Ｄ１は、前記第１のパンチの外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅狭であることを特徴とする積層鉄心の製造方法。

【請求項3】

請求項１記載の積層鉄心の製造方法において、前記第１のダイの内幅Ｗ_Ｄ１は、前記第１のパンチの外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広であることを特徴とする積層鉄心の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、重ねて配置した複数枚の薄板材から重ねた状態で打抜かれた所定形状の鉄心片を積層して、回転子鉄心又は固定子鉄心を形成する積層鉄心の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

薄板材（例えば、鋼板）を打抜き加工する方法として、複数枚の薄板材を同時に打抜く「複数枚打抜き」という加工方法がある。例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、重ねて配置した２枚の薄板材７０、７１に対し、その上方からパンチ７２を下降させ、その下方に配置されたダイ７３に向けて、各薄板材７０、７１を同時に打抜く方法である。
この場合、パンチ７２により、上側に配置された薄板材７０（上側材）が、下側に配置された薄板材７１（下側材）を押圧し、この薄板材７１が引き伸ばされるように打抜かれるため、打抜き領域におけるバリやダレの発生量が多くなり、また、薄板材７０と薄板材７１とで打抜き寸法が異なる、という不都合が発生し易かった。
そこで、これら不都合を解決するため、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す２度抜きによるシェービング加工（切口面を僅かに削る剪断加工）を行う技術や、特許文献１に記載のように１枚の薄板材（板材）を打抜く技術を用いることが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００６／０８０３５６号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前記従来の技術には、未だ解決すべき以下のような問題があった。
シェービング加工を行う場合、パンチ８０の打抜きにより、重ねた２枚の薄板材８１、８２から、例えば、図４（Ｂ）に示すカス８３〜８６が発生する。このカス８３〜８６は、その幅がダイ８７に形成された穴８８の内幅よりも狭く、この穴８８が外部から閉ざされた空間となるため、図４（Ｃ）に示すように、穴８８内に留まることなく、パンチ８０の上昇と共にパンチ８０に付いて上昇し、薄板材８１上に散乱して、その後の工程の障害となる場合がある。
なお、シェービング加工を行うことで、積層鉄心の製造の際の工程数も増加するため、製造コストの上昇を招くという問題もある。
また、特許文献１に記載の技術は、１枚の薄板材を打抜き加工する技術であり、重ねて配置した複数枚の薄板材を同時に打抜き加工する技術ではないため、上記した不都合を解決する効果が十分に得られない。

【0005】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、重ねて配置した複数枚の薄板材から、重ねた状態の鉄心片を、経済的に精度よく打抜き可能な積層鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的に沿う本発明に係る積層鉄心の製造方法は、複数枚の薄板材を重ねて配置した積層材から、所定形状の鉄心片を重ねた状態で複数セット打抜いて積層し、回転子鉄心又は固定子鉄心を形成する積層鉄心の製造方法において、
前記積層材を、その厚み方向一方側に配置された第１のパンチで、厚み方向他方側に配置された第１のダイに向けて押圧し、前記積層材を構成する前記各薄板材に異形状の突出部を形成する第１工程と、
前記積層材に形成した異形状の前記突出部を、その厚み方向他方側に配置され、前記第１のパンチの外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広で、かつ、前記第１のダイの内幅Ｗ_Ｄ１よりも幅広の外幅Ｗ_Ｐ２を有する第２のパンチで、厚み方向一方側に配置された第２のダイに向けて押圧し、前記積層材を打抜く第２工程とを有する。

【0007】

本発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記第１のダイの内幅Ｗ_Ｄ１は、前記第１のパンチの外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅狭にすることができる。

【0008】

本発明に係る積層鉄心の製造方法において、前記第１のダイの内幅Ｗ_Ｄ１は、前記第１のパンチの外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広にすることもできる。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る積層鉄心の製造方法は、第１工程で、第１のパンチと第１のダイを用いて、積層材を構成する各薄板材に異形状の突出部を形成した後、第２工程で、所定の外幅Ｗ_Ｐ２を有する第２のパンチを用いて、第１のパンチとは逆方向から、異形状の突出部を押圧して積層材を打抜く。
これにより、各薄板材の打抜き領域におけるバリやダレの発生量を抑制できるため、各薄板材の打抜き形状に寸法差を生じさせることなく、打抜き加工を完了できる。また、積層材の打抜き終了後の第２のパンチを積層材から引抜いても、積層材の打抜きの際に発生するカスを、ダイ内に留まらせることができると考えられる。
従って、重ねた状態の鉄心片を、経済的に精度よく、積層材から打抜くことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】（Ａ）〜（Ｄ）は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。

【図2】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法の説明図である。

【図3】（Ａ）、（Ｂ）は第１の従来例に係る積層鉄心の製造方法の説明図である。

【図4】（Ａ）〜（Ｃ）は第２の従来例に係る積層鉄心の製造方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の製造方法は、複数枚（ここでは２枚）の薄板材１０、１１を重ねて配置した積層材１２から、経済的に精度よく、所定形状の鉄心片（図示しない）を重ねた状態で複数セット打抜いて積層し、積層鉄心を製造する方法である。以下、詳しく説明する。

【0012】

ここで、製造する積層鉄心は、回転子鉄心（ロータ）と固定子鉄心（ステータ）のいずれでもよい。
また、積層鉄心の製造に使用する薄板材１０（薄板材１１も同様）は、厚みが、例えば、０．１０〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板やアモルファス等からなる条材である。
なお、積層材１２は、２枚の薄板材１０、１１を重ねて（積層枚数２枚で）構成されているが、薄板材の厚み等に応じて（薄い場合は）、例えば、３枚以上で構成することも可能である。ここでは、積層材１２を２枚の薄板材１０、１１で構成しているため、積層鉄心の製造に際しては、重ねた状態の２枚の鉄心片を１セットとして、複数セット積層する。

【0013】

まず、第１工程について、図１（Ａ）を参照しながら説明する。
ここでは、積層材１２の下側（厚み方向一方側）に配置された第１のパンチ１３と、積層材１２の上側（厚み方向他方側）に配置された第１のダイ１４を用いる。なお、符号１５は、ストリッパープレートである。
この第１のダイ１４に形成された穴１６の内幅Ｗ_Ｄ１は、第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅狭である（即ち、Ｗ_Ｄ１＜Ｗ_Ｐ１）。例えば、第１のダイ１４の穴１６の内幅Ｗ_Ｄ１を、第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１の５０〜８０％（Ｗ_Ｐ１×０．５〜Ｗ_Ｐ１×０．８）程度にするのがよい。

【0014】

上記した第１のパンチ１３と第１のダイ１４の間に、積層材１２を配置した後、この積層材１２を第１のパンチ１３で第１のダイ１４に向けて押圧（積層材１２を半抜き）する。これにより、積層材１２を構成する各薄板材１０、１１に、異形状の突出部１７、１８を形成する。
なお、ここでは、第１のダイ１４の穴１６の内幅Ｗ_Ｄ１と、第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１との関係が、上記した条件を満足するため、上側の薄板材１０に形成された突出部１７の上端幅が、下側の薄板材１１に形成された突出部１８の上端幅よりも、幅狭となっている。

【0015】

また、第１のパンチ１３の薄板材１１の下面（ストリッパープレート１５の上面）に対する突出高さＨ１は、上側の薄板材１０の突出部１７が薄板材１０から切り離されることなく、しかも、後述する第２工程の打抜き初期において、上記した薄板材１１に形成した突出部１８が薄板材から分離可能となる高さであればよい。
例えば、第１のパンチ１３の突出高さＨ１を、薄板材１０（薄板材１１）の厚み（板厚）の３０％以上（好ましくは５０％以上）１００％未満程度にするのがよい。

【0016】

次に、第２工程について、図１（Ｂ）〜（Ｄ）を参照しながら説明する。
ここでは、積層材１２の上側（厚み方向他方側）に配置された第２のパンチ１９と、積層材１２の下側（厚み方向一方側）に配置された第２のダイ２０を用いる。なお、符号２１は、ストリッパープレートである。
この第２のパンチ１９の外幅Ｗ_Ｐ２は、前記した第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広となっている（即ち、Ｗ_Ｐ２＞Ｗ_Ｐ１）。例えば、第２のパンチ１９の外幅Ｗ_Ｐ２と、第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１との寸法差を、薄板材１０（薄板材１１）の厚みの０を超え７０％以下（好ましくは５０％以下）程度にするのがよい。

【0017】

また、前記したように、第１のダイ１４の穴１６の内幅Ｗ_Ｄ１と、第１のパンチ１３の外幅Ｗ_Ｐ１との関係（Ｗ_Ｄ１＜Ｗ_Ｐ１）から、当然のことながら、第２のパンチ１９の外幅Ｗ_Ｐ２は、第１のダイ１４の穴１６の内幅Ｗ_Ｄ１よりも幅広となっている（即ち、Ｗ_Ｐ２＞Ｗ_Ｄ１）。例えば、第２のパンチ１９の外幅Ｗ_Ｐ２と、第１のダイ１４の穴１６の内幅Ｗ_Ｄ１との寸法差を、薄板材１０（薄板材１１）の厚みの０を超え７０％以下（好ましくは５０％以下）程度にするのがよい。

【0018】

更に、第２のダイ２０に形成された穴２２の内幅Ｗ_Ｄ２は、鉄心片を積層材１２から打抜き可能とするため、第２のパンチ１９の外幅Ｗ_Ｐ２と同等以上となっている（即ち、Ｗ_Ｄ２≧Ｗ_Ｐ２）。例えば、第２のダイ２０の穴２２の内幅Ｗ_Ｄ２と、第２のパンチ１９の外幅Ｗ_Ｐ２との寸法差を、薄板材１０（薄板材１１）の厚みの５％以上１０％以下程度にすることが好ましい。

【0019】

上記した第２のパンチ１９と第２のダイ２０の間に、積層材１２を配置した後、この積層材１２に形成した異形状の突出部１７、１８を、突出部１７の突出面２３側から、第２のパンチ１９で第２のダイ２０に向けて押圧し、積層材１２に形成した突出部１７、１８を打抜く（即ち、積層材１２を打抜く）。このように、第２のパンチ１９の押圧方向は、上記した第１のパンチ１３の押圧方向とは、逆方向である。
この打抜き過程の概略を、以下に説明する。

【0020】

まず、図１（Ｂ）に示す第２のパンチ１９による打抜き初期（下降初期）では、第２のパンチ１９で上側の突出部１７を押圧することにより、下側の薄板材１１の引き伸ばし量を最小限に抑えた状態で、薄板材１１から突出部１８を分離できる（打抜くことができる）。
これは、前記した第１工程により、下側の突出部１８の周辺領域の材料が脆くなっていることによる。

【0021】

また、上側の薄板材１０に対しては、図１（Ｂ）に示す打抜き初期から、図１（Ｃ）に示す打抜き中期（下降中期）にかけて、第２のパンチ１９によりシェービング加工と同様の加工がなされる。
そして、突出部１８が分離された下側の薄板材１１に対しては、図１（Ｃ）に示す打抜き中期から、図１（Ｄ）に示す打抜き後期（下降後期）にかけて、第２のパンチ１９によりシェービング加工がなされる。

【0022】

上記した各薄板材１０、１１に対するシェービング加工及びこれと同様の加工は、前記した第２のパンチ１９と第２のダイ２０の構成（寸法）により実施できる。
従って、上側の薄板材１０と下側の薄板材１１の各打抜き領域（輪郭部分）におけるバリやダレの発生量を抑制できるため、各薄板材１０、１１の打抜き形状に寸法差を生じさせることなく、打抜き加工を完了できる。

【0023】

なお、下側の薄板材１１に対してシェービング加工を行った際に発生したシェービングカス（以下、単にカスともいう）２４、２５は、図１（Ｄ）に示すように、第２のダイ２０の穴２２の内面２６と、打抜かれた突出部１７との間に挟まれた状態となる。
従って、積層材１２の打抜き終了後、第２のパンチ１９を上昇させた際にも、カス２４、２５が第２のパンチ１９の上昇と共に上昇することなく、第２のダイ２０の穴２２内に留まるため、カス２４、２５が薄板材１０上に散乱することを抑制、更には防止できる。

【0024】

続いて、本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について、図２（Ａ）〜（Ｅ）を参照しながら説明する。
まず、第１工程について、図２（Ａ）を参照しながら説明する。
ここでは、２枚の薄板材３０、３１（薄板材１０、１１と同様）で構成される積層材３２の下側（厚み方向一方側）に配置された第１のパンチ３３と、積層材３２の上側（厚み方向他方側）に配置された第１のダイ３４を用いる。なお、符号３５は、ストリッパープレートである。
この第１のダイ３４に形成された穴３６の内幅Ｗ_Ｄ１は、第１のパンチ３３の外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広である（即ち、Ｗ_Ｄ１＞Ｗ_Ｐ１）。例えば、第１のダイ３４の穴３６の内幅Ｗ_Ｄ１を、第１のパンチ３３の外幅Ｗ_Ｐ１の１２０〜１５０％（Ｗ_Ｐ１×１．２〜Ｗ_Ｐ１×１．５）程度にするのがよい。

【0025】

上記した第１のパンチ３３と第１のダイ３４の間に、積層材３２を配置した後、この積層材３２を第１のパンチ３３で第１のダイ３４に向けて押圧（積層材３２を半抜き）する。これにより、積層材３２を構成する各薄板材３０、３１に、異形状の突出部３７、３８を形成する。
なお、ここでは、第１のダイ３４の穴３６の内幅Ｗ_Ｄ１と、第１のパンチ３３の外幅Ｗ_Ｐ１との関係が、上記した条件を満足するため、上側の薄板材３０に形成された突出部３７の上端幅が、下側の薄板材３１に形成された突出部３８の上端幅よりも、幅広となっている。
また、第１のパンチ３３の薄板材３１の下面（ストリッパープレート３５の上面）に対する突出高さＨ２は、前記した突出高さＨ１と同様、例えば、薄板材３０（薄板材３１）の厚み（板厚）の３０％以上（好ましくは５０％以上）１００％未満程度にするのがよい。

【0026】

次に、第２工程について、図２（Ｂ）〜（Ｅ）を参照しながら説明する。
ここでは、積層材３２の上側（厚み方向他方側）に配置された第２のパンチ３９と、積層材３２の下側（厚み方向一方側）に配置された第２のダイ４０を用いる。なお、符号４１は、ストリッパープレートである。
この第２のパンチ３９の外幅Ｗ_Ｐ２は、第１のダイ３４の穴３６の内幅Ｗ_Ｄ１よりも幅広となっている（Ｗ_Ｐ２＞Ｗ_Ｄ１）。また、第２のパンチ３９の外幅Ｗ_Ｐ２は、第１のパンチ３３の外幅Ｗ_Ｐ１よりも幅広となっている（Ｗ_Ｐ２＞Ｗ_Ｐ１）。更に、第２のダイ４０の穴４２の内幅Ｗ_Ｄ２は、第２のパンチ３９の外幅Ｗ_Ｐ２と同等以上となっている（Ｗ_Ｄ２≧Ｗ_Ｐ２）。
なお、これらの寸法には、例えば、前記した実施の形態の寸法を適用できる。

【0027】

上記した第２のパンチ３９と第２のダイ４０の間に、積層材３２を配置した後、この積層材３２に形成した異形状の突出部３７、３８を、突出部３７の突出面４３側から、第２のパンチ３９で第２のダイ４０に向けて押圧し、積層材３２に形成した突出部３７、３８を打抜く（即ち、積層材３２を打抜く）。このように、第２のパンチ３９の押圧方向は、上記した第１のパンチ３３の押圧方向とは、逆方向である。
この打抜き過程の概略を、以下に説明する。

【0028】

まず、下側の薄板材３１に対しては、図２（Ｂ）〜図２（Ｃ）に示す第２のパンチ３９による打抜き初期（下降初期）で、第２のパンチ３９で上側の突出部３７を押圧することにより、下側の薄板材３１の引き伸ばし量を最小限に抑えた状態で、薄板材３１から突出部３８を分離できる（打抜くことができる）。
これは、前記した第１工程により、下側の突出部３８の周辺領域の材料が脆くなっていることによる。

【0029】

また、上側の薄板材３０に対しては、図２（Ｃ）に示す打抜き初期から、図２（Ｄ）に示す打抜き中期（下降中期）にかけて、第２のパンチ３９によりシェービング加工と同様の加工がなされる。
そして、突出部３８が分離された下側の薄板材３１に対しては、図２（Ｄ）に示す打抜き中期から、図２（Ｅ）に示す打抜き後期（下降後期）にかけて、第２のパンチ３９によりシェービング加工がなされる。
従って、上側の薄板材３０と下側の薄板材３１の各打抜き領域（輪郭部分）におけるバリやダレの発生量を抑制できるため、各薄板材３０、３１の打抜き形状に寸法差を生じさせることなく、打抜き加工を完了できる。

【0030】

また、上側の薄板材３０に対してシェービング加工と同様の加工を行った際に発生したシェービングカス（以下、単にカスともいう）４４、４５と、下側の薄板材３１に対してシェービング加工を行った際に発生したシェービングカス（以下、単にカスともいう）４６、４７は、図２（Ｅ）に示すように、第２のダイ４０の穴４２の内面４８と、打抜かれた突出部３７との間に挟まれた状態となる。
従って、積層材３２の打抜き終了後、第２のパンチ３９を上昇させた際にも、カス４４〜４７が第２のパンチ３９の上昇と共に上昇することなく、第２のダイ４０の穴４２内に留まるため、カス４４〜４７が薄板材３０上に散乱することを抑制、更には防止できる。

【0031】

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を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
なお、第１工程での第１のパンチの押圧方向と、第２工程での第２のパンチの押圧方向は、反対方向であれば、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第１工程での第１のパンチの押圧を積層材の上側から行い、第２工程での第２のパンチの押圧を積層材の下側から行うこともできる。
また、本実施の形態において、第１工程での第１のパンチは、下方より上方へ可動させて、積層材を押圧しているが、これに限らず、例えば、第１のパンチをダイ表面に突起状に固定した状態に設けてもよい。

【符号の説明】

【0032】

１０、１１：薄板材、１２：積層材、１３：第１のパンチ、１４：第１のダイ、１５：ストリッパープレート、１６：穴、１７、１８：突出部、１９：第２のパンチ、２０：第２のダイ、２１：ストリッパープレート、２２：穴、２３：突出面、２４、２５：シェービングカス、２６：内面、３０、３１：薄板材、３２：積層材、３３：第１のパンチ、３４：第１のダイ、３５：ストリッパープレート、３６：穴、３７、３８：突出部、３９：第２のパンチ、４０：第２のダイ、４１：ストリッパープレート、４２：穴、４３：突出面、４４〜４７：シェービングカス、４８：内面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】