特開 2017-93191 積層鉄心及びその製造方法

(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2017-93191(P2017-93191A)

(43)【公開日】2017年5月25日

(54)【発明の名称】積層鉄心及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 15/02 20060101AFI20170421BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20170421BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20170421BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20170421BHJP

【ＦＩ】

   H02K15/02 E

   H02K1/27 501K

   H02K1/27 501Z

   H02K15/02 K

   H02K1/22 A

   H01F41/02 B

   H01F41/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-222121(P2015-222121)

(22)【出願日】2015年11月12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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(72)【発明者】

【氏名】飯田 忠

【テーマコード（参考）】

5E062

5H601

5H615

5H622

【Ｆターム（参考）】

5E062AA06

5E062AC05

5H601AA30

5H601CC15

5H601DD01

5H601DD09

5H601DD11

5H601DD18

5H601EE15

5H601GA02

5H601GA24

5H601GA32

5H601GC12

5H601KK02

5H615AA01

5H615BB01

5H615BB07

5H615BB14

5H615PP02

5H615PP06

5H615SS03

5H622CA02

5H622CA14

5H622CB05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】残留応力を原因とした変形を抑制すること。
【解決手段】積層鉄心Ｒの製造方法は、（Ａ）被加工板Ｗを順送り金型に供給する工程と、（Ｂ）順送り金型によって被加工板Ｗの打ち抜き加工を行い、周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域１１２を形成すると共に、各磁石収容領域１１２間に挟まれた磁束の通路として本体部分１１３と該本体部分１１３と比べて周方向の幅が狭い連結部分とを形成する工程と、（Ｃ）順送り金型によって、連結部分に相当する領域である相当領域のつぶし加工を行い、該相当領域を加工硬化させる工程と、（Ｄ）被加工板Ｗから得られた加工体を複数積み重ね、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。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）被加工板を金型に供給する工程と、
（Ｂ）前記金型によって前記被加工板の打ち抜き加工を行い、周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域を形成すると共に、各磁石収容領域間に挟まれた磁束の通路として本体部分と該本体部分と比べて前記周方向の幅が狭い連結部分とを形成する工程と、
（Ｃ）前記金型によって前記連結部分に相当する領域である相当領域のつぶし加工を行い、該相当領域を加工硬化させる工程と、
（Ｄ）前記（Ｂ）工程及び前記（Ｃ）工程を行うことによって前記被加工板から得られた加工体を複数積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心を得る工程と、
を含む積層鉄心の製造方法。

【請求項2】

前記（Ｃ）工程は、前記金型によって、前記相当領域の全域に対してつぶし加工を行う工程を含む、請求項１記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項3】

前記（Ｃ）工程は、前記金型によって、前記相当領域の前記周方向における片側に対してのみつぶし加工を行う工程を含む、請求項１又は２記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項4】

前記（Ｂ）工程では、前記周方向において隣り合う前記磁石収容領域の、前記相当領域と接する領域が同時に形成されないように、複数工程に分けて、各磁石収容領域の前記相当領域と接する領域を形成し、
前記（Ｃ）工程は、前記相当領域における、前記相当領域と接する領域が後に形成された磁石収容領域側に対してのみ、前記金型によってつぶし加工を行う工程を含む、請求項３記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項5】

前記（Ｃ）工程は、前記相当領域における、前記相当領域と接する領域が先に形成された磁石収容領域側に対してのみ、前記金型によってつぶし加工を行う工程を含む、請求項４記載の積層鉄心の製造方法。

【請求項6】

複数の加工体が積層された積層鉄心であって、
円筒部と、
前記円筒部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、磁束の通路となる複数の本体部と、
前記円筒部と前記本体部とを連結するように形成された、前記本体部と比べて前記周方向の幅が狭い連結部と、
互いに隣り合う前記本体部間に形成された、磁石収容空間と、を備え、
前記連結部は、少なくとも一部領域が加工硬化している、積層鉄心。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転子を構成する積層鉄心及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

積層鉄心はモータの部品であり、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形成される。モータは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しており、各極、１つ又は複数の永久磁石をそれぞれ有している。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。

【0003】

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）。また、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し、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打ち抜き、打ち抜いた複数の加工体を積み重ねて積層鉄心を得る方法が知られている（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−３７１２１号公報

【特許文献2】特開２００３−２１１２３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

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。当該残留応力は、積層鉄心の変形の原因となりうる。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、打ち抜き荷重に基づく残留応力が大きくなり易い。このような残留応力は、特に強度の弱い箇所に存在することによって、積層鉄心の変形の原因となる。

【0006】

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、残留応力を原因とした変形を抑制する積層鉄心及びそ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】

【0007】

本発明の一態様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）上記金型によって上記被加工板の打ち抜き加工を行い、周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域を形成すると共に、各磁石収容領域間に挟まれた磁束の通路として本体部分と該本体部分と比べて周方向の幅が狭い連結部分とを形成する工程と、（Ｃ）上記金型によって上記連結部分に相当する領域である相当領域のつぶし加工を行い、該相当領域を加工硬化させる工程と、（Ｄ）上記（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程を行うことによって上記被加工板から得られた加工体を複数積み重ね、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。

【0008】

当該積層鉄心の製造方法では、上記（Ｃ）工程において、連結部分に相当する領域が、つぶし加工によって加工硬化させられる。連結部分は、周方向の幅が狭く領域が小さいため、強度が弱く、打ち抜き荷重に基づく残留応力により変形しやすい。この点、当該積層鉄心の製造方法では、連結部分に相当する領域が加工硬化させられているので、残留応力に基づく連結部分の変形を抑制することができる。以上より、当該積層鉄心の製造方法によれば、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。

【0009】

（Ｃ）工程は、上記金型によって、上記相当領域の全域に対してつぶし加工を行う工程を含んでいてもよい。これにより、連結部分に相当する領域の全域が加工硬化することとなるので、加工硬化した領域が大きくなり、連結部分の変形をより効果的に抑制することができる。

【0010】

（Ｃ）工程は、上記金型によって、上記相当領域の周方向における片側に対してのみつぶし加工を行う工程を含んでいてもよい。片側に対してのみつぶし加工を行うことにより、当該片側が塑性変形し、当該片側方向と反対方向への力が発生する。このことにより、例えば当該片側方向に残留応力が加わる場合に、つぶし加工によって当該残留応力を相殺する力が発生するので、残留応力の方向への連結部分の変形を矯正することができる。

【0011】

（Ｂ）工程では、周方向において隣り合う上記磁石収容領域の、相当領域と接する領域が同時に形成されないように、複数工程に分けて、各磁石収容領域の相当領域と接する領域を形成し、（Ｃ）工程は、相当領域における、相当領域と接する領域が後に形成された磁石収容領域側に対してのみ、金型によってつぶし加工を行う工程を含んでいてもよい。連結部分には、磁石収容領域を形成する際の打ち抜き荷重に基づく残留応力が存在する。より詳細には、連結部分には、打ち抜かれた磁石収容領域方向への残留応力が存在する。ここで、複数の磁石収容領域の、相当領域と接する領域が複数工程に分けて形成される場合には、後の工程ほど、打ち抜き時に相当領域にかかる打ち抜き荷重が大きくなる。すなわち、後の工程ほど、打ち抜き荷重を受ける被加工板の領域が小さくなるため、より大きな打ち抜き荷重が相当領域にかかることとなる。このため、連結部分においては、後の工程において打ち抜かれた磁石収容領域方向の残留応力がより大きく存在することとなる。この点、相当領域における、相当領域と接する領域が後に形成された磁石収容領域側に対してつぶし加工を行うことによって、残留応力がより大きくかかる方向への連結部分の変形を効果的に矯正することができる。

【0012】

（Ｃ）工程は、相当領域における、相当領域と接する領域が先に形成された磁石収容領域側に対してのみ、金型によってつぶし加工を行う工程を含んでいてもよい。これにより、先の工程における磁石収容領域の打ち抜きに基づく残留応力を相殺する力を発生させることができる。このことで、後の工程の打ち抜きだけでなく先の工程の打ち抜きに基づく連結部分の変形についても適切に矯正することができる。

【0013】

本発明の一態様に係る積層鉄心は、円筒部と、円筒部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、磁束の通路となる複数の本体部と、円筒部と本体部とを連結するように形成された、本体部と比べて周方向の幅が狭い連結部と、互いに隣り合う本体部間に形成された、磁石収容空間と、を備え、連結部は、少なくとも一部領域が加工硬化している。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一態様によれば、残留応力を原因とした変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】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】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】図３は図２に示す領域ＯＥを拡大して示す斜視図である。

【図4】図４は打抜き装置の一例を示す概略図である。

【図5】図５（ａ）〜（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6】図６（ａ）（ｂ）は図５に示すレイアウトのうち図５（ａ）（ｂ）を拡大して示す平面図である。

【図7】図７（ａ）（ｂ）は図５に示すレイアウトのうち図５（ｃ）（ｄ）を拡大して示す平面図である。

【図8】図８（ａ）（ｂ）は図５に示すレイアウトのうち図５（ｅ）（ｆ）を拡大して示す平面図である。

【図9】図９（ａ）は図７（ｂ）に示す領域ＳＥ１を拡大して示す平面図であり、図９（ｂ）は図８（ａ）に示す領域ＳＥ２を拡大して示す平面図である。

【図10】図１０は変形例に係る連結部分を拡大して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。なお、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。

【0017】

＜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。

【0018】

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間に挟まれた磁束の通路である本体部分１１３、及び、該本体部分と比べて周方向の幅が狭い連結部分１１５と、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、を備えている。

【0019】

磁石収容領域１１２は、例えば周方向に等間隔で８つ設けられている。各磁石収容領域１１２は、環状部１１１に接する内側領域１１２ｂと、該内側領域１１２ｂに連続し、該内側領域１１２ｂよりも径方向外側に位置する外側領域１１２ｃとを有している。内側領域１１２ｂは、例えば磁石収容領域１１２全体の半分以上の大きさとされる。内側領域１１２ｂは外側領域１１２ｃよりも先に形成される（詳細は後述）。周方向において互いに隣り合う磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂは、同時に形成されない。すなわち、まず、互いに隣り合わない一部の磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂである第１内側領域１１２ｘが形成され、その後に、互いに隣り合わない残りの磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂである第２内側領域１１２ｙが形成される（詳細は後述）。このため、周方向においては、第１内側領域１１２ｘと第２内側領域１１２ｙとが交互に位置している。

【0020】

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。なお、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。

【0021】

なお、積層鉄心Ｒは、加工体ＰＢを積み重ね、これらをカシメ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。なお、「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。

【0022】

更に、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。

【0023】

連結部分１１５は、環状部１１１の外周面ＰＢｃから本体部分１１３に向かって延びており、複数の磁石収容領域１１２間において、環状部１１１と本体部分１１３とを連結（接続）している。

【0024】

図３は図２に示す領域ＯＥを拡大して示す斜視図である。図３に示すように、連結部分１１５には、後述する金型によるつぶし加工によって塑性変形し加工硬化（ひずみ硬化）した変形部１１５ａ，１１５ｂが形成されている。変形部１１５ａは、連結部分１１５の全域に亘って形成されている。また、変形部１１５ｂは、連結部分１１５の周方向における片側にのみ形成されている。より詳細には、変形部１１５ｂは、連結部分１１５における第２内側領域１１２ｙと接する側に形成されている。また、変形部１１５ｂは、連結部分１１５の径方向における中央部分に形成されており、径方向両端には形成されていない。

【0025】

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、互いに隣り合う磁石収容空間１２間に形成された磁束の通路である本体部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。

【0026】

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。当該外つば部１３ｅは、外つば１１３ｅが積層されることにより形成されている。

【0027】

また、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。当該凸部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。連結部１５は、互いに隣り合う磁石収容空間１２間に形成されており、本体部１３と比べて周方向の幅が狭く、また、上述した変形部１１５ａ，１１５ｂに対応する領域が加工硬化している。

【0028】

＜打抜き装置＞
図４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。

【0029】

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。

【0030】

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、及びつぶし加工などを連続的に実施するためのものである。

【0031】

＜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、（Ｂ）工程、及び（Ｃ）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（Ｄ）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によって被加工板Ｗの打ち抜き加工を行い、周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域１１２を形成すると共に、各磁石収容領域１１２間に挟まれた磁束の通路として本体部分１１３と該本体部分１１３と比べて周方向の幅が狭い連結部分１１５とを形成する工程。
（Ｃ）順送り金型１４０によって、連結部分１１５に相当する領域である相当領域１１５ｚのつぶし加工を行い、該相当領域１１５ｚを加工硬化させる工程
（Ｄ）上記（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程を行うことによって被加工板Ｗから得られた加工体ＰＢを複数積み重ね、これらを締結することによって積層鉄心Ｒを得る工程。

【0032】

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）。

【0033】

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、磁石収容領域１１２、本体部分１１３、及び連結部分１１５が形成された加工体ＰＢを連続して製造する（（Ｂ）工程）。また、本実施形態では、上記（Ｂ）工程の途中において、順送り金型１４０によって、後に連結部分１１５として形成される領域であって、磁石収容領域１１２に挟まれた連結部分１１５に相当する領域である相当領域１１５ｚのつぶし加工を行い、該相当領域１１５ｚを塑性変形させて加工硬化させる（（Ｃ）工程）。より詳細には、（Ｃ）工程では、順送り金型１４０によって相当領域１１５ｚの全域に対してつぶし加工を行い、変形部１１５ａを形成する。更に、（Ｃ）工程では、順送り金型１４０によって相当領域１１５ｚの周方向における片側に対してのみ更なるつぶし加工を行い、変形部１１５ｂを形成する。

【0034】

以下、図５〜図８を参照しながら（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程について説明する。図５（ａ）〜（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６（ａ）（ｂ）は図５に示すレイアウトのうち図５（ａ）（ｂ）を拡大して示す平面図である。図７（ａ）（ｂ）は図５に示すレイアウトのうち図５（ｃ）（ｄ）を拡大して示す平面図である。図８（ａ）（ｂ）は図５に示すレイアウトのうち図５（ｅ）（ｆ）を拡大して示す平面図である。なお、打抜き加工のレイアウトは図５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。（Ｂ）工程は、後述するＢ１ステップ〜Ｂ６ステップからなり、（Ｃ）工程は、後述するＣ１ステップ及びＣ２ステップからなる。

【0035】

Ｂ１ステップは、被加工板Ｗに対してパイロット孔Ｐを形成する工程である（図５（ａ）及び図６（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。

【0036】

Ｂ２ステップは、複数の磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂのうち、先行して形成される第１内側領域１１２ｘを形成する工程である（図５（ｂ）及び図６（ｂ）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の内側領域１１２ｂである第１内側領域１１２ｘを形成する。

【0037】

Ｂ３ステップは、複数の磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂのうち、第１内側領域１１２ｘに続いて形成される第２内側領域１１２ｙを形成する工程である（図５（ｃ）及び図７（ａ）参照）。Ｂ３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（上述した第１内側領域１１２ｘを含んだ磁石収容領域１１２を除く４箇所）の磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂである第２内側領域１１２ｙを形成する。

【0038】

このように、内側領域１１２ｂを形成する工程（Ｂ２ステップ及びＢ３ステップ）では、周方向において隣り合う磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂ（磁石収容領域１１２のうち相当領域１１５ｚと接する領域）が同時に形成されないように、複数工程、具体的には２工程に分けて、第１内側領域１１２ｘ及び第２内側領域１１２ｙを形成している。

【0039】

Ｂ２ステップ及びＢ３ステップを行うことにより、周方向において隣り合う磁石収容領域１１２間（より詳細には、第１内側領域１１２ｘ及び第２内側領域１１２ｙ間）には、後に連結部分１１５となる相当領域１１５ｚが形成される（図７（ａ）参照）。相当領域１１５ｚは、周方向の幅が連結部分１１５と同じである。

【0040】

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５（ｄ）及び図７（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。

【0041】

また、当該Ｂ４ステップと共に、Ｃ１ステップが行われる。Ｃ１ステップは、相当領域１１５ｚの全域に対してつぶし加工を行う工程である。Ｃ１ステップでは、順送り金型１４０の上型（パンチ）の下面に取り付けられたストリッパ（不図示）を利用してつぶし加工を行う。ストリッパは、下型（ダイ）との間に被加工板Ｗを挟み込む等の用途で用いられる。本実施形態では、ストリッパに突起（不図示）を設け、該突起により上方から相当領域１１５ｚを押圧することにより、相当領域１１５ｚのつぶし加工を行う。すなわち、Ｃ１ステップでは、ストリッパの突起により相当領域１１５ｚの全域を押圧して、該全域のつぶし加工を行う。なお、Ｃ１ステップにおけるつぶし加工は、各磁石収容領域１１２間の全て（８つ）の相当領域１１５ｚに対して行われてもよいし、一部（例えば４つ）の相当領域１１５ｚに対してのみ行われてもよい。

【0042】

図９（ａ）は図７（ｂ）に示す領域ＳＥ１を拡大して示す図である。図９（ａ）に示すように、Ｃ１ステップにおいて相当領域１１５ｚの全域に対してつぶし加工が行われると、相当領域１１５ｚの全域に亘って、塑性変形し加工硬化した変形部１１５ａが形成される。変形部１１５ａの凹み量、すなわちＣ１ステップにおけるつぶし加工によるつぶし量は、１０〜５０μｍ程度、例えば２０〜３０μｍ程度とされる。

【0043】

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５（ｅ）及び図８（ａ）参照）。

【0044】

また、当該Ｂ５ステップと共に、Ｃ２ステップが行われる。Ｃ２ステップは、相当領域１１５ｚの周方向における片側に対してのみつぶし加工を行う工程である。Ｃ２ステップでは、上述したＣ１ステップ同様、上型（パンチ）の下面に取り付けられたストリッパの突起（不図示）を利用してつぶし加工を行う。すなわち、Ｃ２ステップでは、ストリッパの突起により相当領域１１５ｚの周方向における片側を押圧し、該片側の領域のつぶし加工を行う。より具体的には、Ｃ２ステップでは、相当領域１１５ｚにおける第２内側領域１１２ｙと接する側（内側領域１１２ｂが後に形成された磁石収容領域１１２側）に対してのみつぶし加工が行われる。なお、Ｃ２ステップにおけるつぶし加工は、各磁石収容領域１１２間の全て（８つ）の相当領域１１５ｚに対して行われてもよいし、一部（例えば４つ）の相当領域１１５ｚに対してのみ行われてもよい。

【0045】

図９（ｂ）は図８（ａ）に示す領域ＳＥ２を拡大して示す図である。図９（ｂ）に示すように、Ｃ２ステップにおいて相当領域１１５ｚの周方向における片側（第２内側領域１１２ｙと接する側）に対してのみつぶし加工が行われると、相当領域１１５ｚにおける第２内側領域１１２ｙと接する側にのみ、塑性変形し加工硬化した変形部１１５ｂが形成される。すなわち、相当領域１１５ｚにおいては、全域に亘って変形部１１５ａが形成され、また、第２内側領域１１２ｙと接する側には変形部１１５ｂが更に形成される。変形部１１５ｂの凹み量、すなわちＣ２ステップにおけるつぶし加工によるつぶし量は、１０〜５０μｍ程度、例えば３０〜４０μｍ程度とされる。

【0046】

Ｂ６ステップは、磁石収容領域１１２のうち、内側領域１１２ｂに続いて形成される外側領域１１２ｃを形成する工程である（図５（ｆ）及び図８（ｂ）参照）。Ｂ６ステップでは、複数の磁石収容領域１１２の外側領域１１２ｃを一括で形成する。具体的には、Ｂ６ステップでは、内側領域１１２ｂよりも磁石収容領域１１２の半径方向外側の領域を、外側領域１１２ｃとして形成する。

【0047】

また、Ｂ６ステップでは、内側領域１１２ｂに外側領域１１２ｃの一部が重なるように、外側領域１１２ｃを形成する。すなわち、Ｂ２ステップ又はＢ３ステップの内側領域１１２ｂ（詳細には、第１内側領域１１２ｘ又は第２内側領域１１２ｙ）の打ち抜きにおいてパンチが通過する部分と、Ｂ６ステップの外側領域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。これにより、内側領域１１２ｂと外側領域１１２ｃとは、領域が互いに重なる重複領域を有する。

【0048】

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、内側領域１１２ｂと外側領域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、内側領域１１２ｂと外側領域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、内側領域１１２ｂと外側領域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。

【0049】

なお、上述した重複領域において、隣接する本体部分１１３の側辺１１３ｃに切欠き（図示せず）が形成されるように、内側領域１１２ｂが形成されてもよい。本体部分１１３に切欠きが形成されることにより、内側領域１１２ｂと外側領域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、内側領域１１２ｂと外側領域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。

【0050】

また、Ｂ６ステップでは、外側領域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（ｂ）参照）。これにより、環状部１１１、磁石収容領域１１２、本体部分１１３、及び連結部分１１５が形成された加工体ＰＢが得られる。

【0051】

そして、上記Ｂ１〜Ｂ６ステップと、Ｃ１及びＣ２ステップとを経て、被加工板Ｗから得られた加工体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（（Ｄ）工程）。

【0052】

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。

【0053】

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によって被加工板Ｗの打ち抜き加工を行い、周方向に所定の間隔で並んだ複数の磁石収容領域１１２を形成すると共に、各磁石収容領域１１２間に挟まれた磁束の通路として本体部分１１３と該本体部分１１３と比べて周方向の幅が狭い連結部分１１５とを形成する工程と、（Ｃ）順送り金型１４０によって、連結部分１１５に相当する領域である相当領域１１５ｚのつぶし加工を行い、該相当領域１１５ｚを加工硬化させる工程と、（Ｄ）上記（Ｂ）工程及び（Ｃ）工程を行うことによって被加工板Ｗから得られた加工体ＰＢを複数積み重ね、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、を含む。

【0054】

当該積層鉄心Ｒの製造方法では、加工硬化させる工程において、本体部分１１３と比べて周方向の幅が狭い連結部分１１５に相当する領域（相当領域１１５ｚ）が、つぶし加工によって加工硬化させられる。打ち抜き加工により得られる連結部分１１５は、周方向の幅が狭く領域が小さいため、強度が弱く、打ち抜き荷重に基づく残留応力により変形しやすい。この点、当該積層鉄心Ｒの製造方法では、相当領域１１５ｚが加工硬化させられているので、残留応力に基づく連結部分１１５の変形を抑制することができる。以上より、当該積層鉄心Ｒの製造方法によれば、複数の磁石収容領域１１２が配列された加工体ＰＢの積層体である回転子の積層鉄心Ｒ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。

【0055】

上記（Ｃ）工程は、順送り金型１４０によって、相当領域１１５ｚの全域に対してつぶし加工を行う工程（Ｃ１ステップ）を含んでいる。これにより、相当領域１１５ｚの全域が加工硬化することとなるので、加工硬化した領域が大きくなり、連結部分１１５の変形をより効果的に抑制することができる。

【0056】

上記（Ｃ）工程は、順送り金型１４０によって、相当領域１１５ｚの周方向における片側に対してのみつぶし加工を行う工程（Ｃ２ステップ）を含んでいる。片側に対してのみつぶし加工を行うことにより、当該片側が塑性変形し、当該片側方向と反対方向への力が発生する。このことにより、例えば当該片側方向に残留応力が加わる場合に、つぶし加工によって当該残留応力を相殺する力が発生するので、残留応力の方向への連結部分１１５の変形を矯正することができる。

【0057】

上記（Ｂ）工程（より詳細には、Ｂ２ステップ及びＢ３ステップ）では、周方向において隣り合う磁石収容領域１１２の、相当領域１１５ｚと接する領域である内側領域１１２ｂが同時に形成されないように、複数工程に分けて、各磁石収容領域１１２の第１内側領域１１２ｘ及び第２内側領域１１２ｙを形成し、上記（Ｃ）工程は、相当領域１１５ｚにおける、第２内側領域１１２ｙ側（相当領域１１５ｚと接する領域が後に形成された磁石収容領域１１２側）に対してのみ、順送り金型１４０によってつぶし加工を行う工程を含んでいる。

【0058】

連結部分１１５には、磁石収容領域１１２を形成する際の打ち抜き荷重に基づく残留応力が存在する。より詳細には、連結部分１１５には、打ち抜かれた磁石収容領域１１２方向への残留応力が存在する。ここで、打ち抜き加工において、狭い範囲における打ち抜き領域が大きくなると、打ち抜きの際の順送り金型１４０にかかる負担が大きくなり好ましくない。そのため、本実施形態では、隣り合う磁石収容領域１１２の内側領域１１２ｂが同時に形成されないように、内側領域１１２ｂを２つの工程（Ｂ２ステップ及びＢ３ステップ）に分けて形成している。このように、複数の磁石収容領域１１２の、内側領域１１２ｂを複数工程に分けて形成する場合には、後の工程（第２内側領域１１２ｙを形成する工程）ほど、打ち抜き時に相当領域１１５ｚにかかる打ち抜き荷重が大きくなる。すなわち、後の工程ほど、打ち抜き荷重を受ける被加工板Ｗの領域が小さくなるため、より大きな打ち抜き荷重が相当領域１１５ｚにかかることとなる。このため、連結部分１１５においては、後の工程において打ち抜かれた磁石収容領域１１２方向（第２内側領域１１２ｙ方向）の残留応力がより大きく存在することとなる。この点、相当領域１１５ｚにおける、第２内側領域１１２ｙ側に対してつぶし加工を行うことによって、第２内側領域１１２ｙ方向と反対方向への力が発生するため、残留応力がより大きくかかる方向への連結部分１１５の変形を効果的に矯正することができる。

【0059】

以上、本発明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、（Ｃ）工程は、相当領域１１５ｚにおける、第２内側領域１１２ｙ側（相当領域１１５ｚと接する領域が後に形成された磁石収容領域１１２側）に対してのみ、順送り金型１４０によってつぶし加工を行う工程を含むとして説明したが、更に、（Ｃ）工程は、相当領域１１５ｚにおける、第１内側領域１１２ｘ側（相当領域１１５ｚと接する領域が先に形成された磁石収容領域１１２側）に対してのみ、順送り金型１４０によってつぶし加工を行う工程を含んでいてもよい。当該第１内側領域１１２ｘ側に対してのみつぶし加工を行う工程は、例えば、第１内側領域１１２ｘが形成されるＢ２ステップと共に行われる。

【0060】

図１０は、当該変形例に係る連結部分１１５を拡大して示す斜視図である。図１０に示すように、第１内側領域１１２ｘ側に対するつぶし加工が行われることにより、連結部分１１５における第１内側領域１１２ｘと接する側にのみ、塑性変形し加工硬化した変形部１１５ｃが形成される。これにより、内側領域１１２ｂを形成する２つの工程のうち先の工程（第１内側領域１１２ｘを形成する工程）における磁石収容領域１１２の打ち抜きに基づく残留応力を相殺する力を発生させることができる。このことで、後の工程（第２内側領域１１２ｙを形成する工程）の打ち抜きだけでなく先の工程の打ち抜きに基づく連結部分１１５の変形についても適切に矯正することができる。

【0061】

Ｃ１ステップにおいて相当領域１１５ｚの全域に対してつぶし加工を行った後に、Ｃ２ステップにおいて相当領域１１５ｚにおける片側に対してのみつぶし加工を行うとして説明したがこれに限定されず、相当領域１１５ｚの全域に対するつぶし加工が、片側のみに対するつぶし加工よりも後の工程において行われてもよい。また、Ｃ１ステップ及びＣ２ステップのつぶし加工はいずれか一方のみが行われてもよい。すなわち、相当領域１１５ｚの全域に対するつぶし加工だけが行われてもよいし、相当領域１１５ｚの片側のみに対するつぶし加工だけが行われてもよい。

【0062】

打ち抜き加工後に連結部分１１５となる相当領域１１５ｚに対してつぶし加工を行うとして説明したがこれに限定されず、例えば上述したＢ６ステップ後（すなわち、連結部分１１５が形成された後）に、連結部分１１５に対してつぶし加工を行ってもよい。このように、実施形態中における「連結部分１１５に相当する領域」とは、相当領域１１５ｚだけでなく、連結部分１１５そのものも含んでいる。

【符号の説明】

【0063】

１１…円筒部、１２…磁石収容空間、１３…本体部、１５…連結部、１１２…磁石収容領域、１１２ｂ…内側領域、１１２ｘ…第１内側領域、１１２ｙ…第２内側領域、１１３…本体部分、１１５…連結部分、１１５ｚ…相当領域、１４０…順送り金型、ＰＢ…加工体、Ｒ…積層鉄心、Ｗ…被加工板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】