(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
複数枚の鉄心片が積層され、内側空間又は外側に開放される開口部を備えた磁石挿入孔を有する積層鉄心本体の前記磁石挿入孔に永久磁石を挿入して、前記開口部を閉塞部材で閉塞した状態で、前記永久磁石を前記磁石挿入孔に樹脂封止する積層鉄心の製造方法において、前記閉塞部材を形成する閉塞片部材を前記各鉄心片に形成し、該鉄心片を組み立てた前記積層鉄心本体の前記磁石挿入孔に前記永久磁石を樹脂封止した後、前記閉塞部材を除去し、しかも、前記開口部を塞ぐ前記閉塞片部材の各塞き止め片部は、前記開口部又は前記開口部の周辺の前記鉄心片に対して切り曲げ状態で接続され、該閉塞片部材が前記鉄心片に連結される他の部位は、縮幅したネック部又はVノッチによって連結されていることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
複数枚の鉄心片が積層され、内側空間又は外側に開放される開口部を備えた磁石挿入孔を有する積層鉄心本体の前記磁石挿入孔に永久磁石を挿入して、前記開口部を閉塞部材で閉塞した状態で、前記永久磁石を前記磁石挿入孔に樹脂封止する積層鉄心の製造方法において、前記閉塞部材を形成する閉塞片部材を前記各鉄心片に形成し、該鉄心片を組み立てた前記積層鉄心本体の前記磁石挿入孔に前記永久磁石を樹脂封止した後、前記閉塞部材を除去し、前記開口部には、内側に対向する内向き掛止片部が設けられ、前記閉塞片部材は前記内向き掛止片部に掛合する外向き掛止片部が設けられた塞き止め片部を有し、前記閉塞片部材は打ち抜き及びこれに続く押し戻し処理によって前記鉄心片に摩擦係合していることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0023】
続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。まず、本発明の第1の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法によって製造された積層鉄心10を、
図1(A)、(B)を参照しながら説明する。
【0024】
図1(A)、(B)に示すように、積層鉄心10は回転子に使用されるもので、複数枚の環状の鉄心片11がかしめ積層されて形成された積層鉄心本体10aは、内側に軸孔12を有し、半径方向外側領域には、複数(この実施の形態では4)の対となる磁石挿入孔13、14を有している。対となる磁石挿入孔13、14の間には、内側空間15を備え、内側空間15と磁石挿入孔13、14とは開口部17、18を介して連通している。なお、積層鉄心本体10aは鉄心片11をかしめ積層して構成され、磁石挿入孔13、14に永久磁石20、21が樹脂封止されていないものをいう。また、磁石挿入孔13、14と開口部17、18との間には永久磁石20、21の横動きを止めるストッパー(内側突出部)が形成されている。このストッパーは永久磁石20、21が所定の位置に収まる場合は省略することもできる。
【0025】
この内側空間15は回転子(即ち、積層鉄心10)の重量を軽減し、更には、磁石挿入孔13、14と連通して磁石挿入孔13、14に埋設された永久磁石20、21の回転子に対する磁気的特性を向上するためのものである。この積層鉄心10の製造の中間段階においては、この内側空間15に最終的に除去可能な閉塞部材23が設けられ、対向している開口部17、18を閉塞している。この閉塞部材23は平面視して略四角形の内側空間15の半径方向内外に形成された蟻溝25、24(掛止凹部の一例)に嵌入する突出部27、26(掛止突起の一例)を有している。そして、閉塞部材23の円周方向側部29、30は、開口部17、18を完全に閉塞し樹脂漏れを防止している。
【0026】
続いて、この積層鉄心10を製造する本発明の第1の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。なお、以下の説明において、永久磁石20、21を除く平面視した状態の積層鉄心本体10aと鉄心片11の形状は同一であるので、特に明記する場合を除いて、同一の名称及び符号を用いる。
鉄心片11は、図示しない一定幅の磁性材からなる薄板条材を金型装置によって打ち抜き加工して形成される。打ち抜きの順序は任意ではあるが、例えば、1)中央の軸孔12の形成、2)磁石挿入孔13、14とこれに続く開口部17、18の形成、3)閉塞部材23を形成する閉塞片部材32を形成する抜き孔33〜36の形成(
図2参照)、4)上下の鉄心片11を接合する周知のかしめ部(図示せず)の形成、5)閉塞片部材32を内側空間15から落下しないように、内側空間15の一部に仮連結する加工を行って、鉄心片11を薄板条材から抜き落とす外形抜きを行って、ダイ内に鉄心片11をかしめ積層することになる。
【0027】
1)中央の軸孔12の形成、2)磁石挿入孔13、14とこれに続く開口部17、18の形成、3)閉塞部材23を形成する閉塞片部材32を形成する抜き孔33〜36の形成、については、パンチとダイを用いて薄板条材に貫通孔を形成する周知の方法によって行うので詳しい説明は省略する。
閉塞片部材32を蟻溝24、25を含む内側空間15から落下しないように、内側空間15の一部に仮連結する加工については以下に詳細に説明する。
【0028】
(1)閉塞片部材32を内側空間15に仮連結する第1の方法
蟻溝24、25に嵌入する突出部26、27を含む閉塞片部材32に対して、
図3(A)、(B)に示すように、パンチ38とダイ39による打ち抜き加工を行って完全に材料を切り離し(場合によっては半抜き加工でもよい)、
図3(C)に示すように、平パンチ40、41を使って元の位置に押し戻す。これによって、閉塞片部材32と内側空間15は摩擦保持されて繋がるので、そのままの状態で鉄心片11に保持され、最終的に閉塞片部材32が積層された閉塞部材23を構成する。
この後、積層鉄心本体10aの磁石挿入孔13、14に永久磁石20、21を入れて、積層鉄心本体10aの樹脂封止を行う。この場合、開口部17、18は閉塞部材23で閉じているので、封止された樹脂が漏れることはない。なお、磁石挿入孔13、14の樹脂封止が完了した後は、閉塞部材23に上又は下からパンチ等で押圧力を与えると内側空間15から除去(打ち抜き除去)される。蟻溝24、25は閉塞片部材32を内側空間15に保持し、閉塞片部材32がずれるのを防止できる。この第1の方法において、蟻溝24、25は必須の要件ではなく、
図2(B)、(C)に示すように蟻溝24、25を無くすこともできる。
【0029】
(2)閉塞片部材32を内側空間15に仮連結する第2の方法
突出部26、27の先部を蟻溝24、25内に入れるが、この部分は完全に切り離し、閉塞片部材32の円周方向側部29、30が開口部17、18の半径方向内側及び外側の鉄心片11と連結する部分43〜46に、
図3(D)に示すようなVノッチ47(即ち、Vノッチ状の溝)を入れる。このVノッチ47はVパンチによって形成され、板厚t1は0.05〜0.1mm程度となっている。また、Vノッチ47の角度は鋭角が好ましいが、Vノッチ47の摩耗を考慮して、90度としてもよい。
【0030】
突出部26、27の先部を蟻溝24、25内で切り離す方法としては、
図3(E)に示すように板材a(即ち、突出部26、27となる)を所定形状で片側を曲げ切り、
図3(F)に示すように再度平パンチで押し戻し、又は平坦なダイに板材aを押し付け、平面状となす。これによって、閉塞片部材32は内側空間15の周囲とVノッチ47が形成された部分43〜46で連結しているので、積層された閉塞片部材32が閉塞部材23となって、開口部17、18を塞ぎ樹脂封止が安定して行える。樹脂封止の完了後は、閉塞部材23を抜き落とすことになる。なお、この例においても、蟻溝24、25は必須の要件ではないので、
図2(B)、(C)のように省略できる。
【0031】
(3)閉塞片部材32を内側空間15に仮連結する第3の方法
図2(B)、(C)に示すように、十字状の閉塞片部材49の突出部50〜53と内側空間15の周囲とは
図3(D)に示すようにVノッチ47によって連結されている。これによって、積層鉄心本体10aに樹脂封止後、閉塞片部材49を積層した閉塞部材23の除去が容易となる。
【0032】
以上の実施の形態において、閉塞片部材32、49にかしめ部を形成し、上下に隣り合う閉塞片部材32、49をかしめ積層することもできる。この場合、Vノッチ47は、最上下に位置する閉塞片部材32、49のみに形成してその間にある閉塞片部材32、49は周囲と分離し、これら全部の閉塞片部材32、49をかしめ積層するのが好ましい。これによって、閉塞部材23が安定して内側空間15に保持されると共に、その除去が容易となる。また、Vノッチ47が形成される部分43〜46(
図2(A)、(B)、(C)参照)の幅は、0.5〜2mmの範囲にあって、幅が狭い程除去が容易になり、更に永久磁石20、21を樹脂封止する際に、閉塞片部材32、49の熱膨張による積層鉄心10の変形が防げ
られる。また、磁石挿入孔13、14の開口部17、18を小さく形成することで、閉塞部材23と接する樹脂の量を減らすことができ、閉塞部材23の除去が容易となる。
【0033】
続いて、
図4、
図5を参照しながら、本発明の第2の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。
図4(A)、(B)、
図5には、積層鉄心本体55の一部を示しているが、全体は
図1(A)、(B)と同様で、中央に軸孔をその周囲に対となる磁石挿入孔56、57を有している。この磁石挿入孔56、57は最終製品では開口部58、59によって、積層鉄心本体55の半径方向外側に連通される(即ち、外側に開放される)外側空間部60に連通されている。
【0034】
そして、永久磁石を入れた磁石挿入孔56、57が樹脂封止される前では、外側空間部60に閉塞部材61が配置され、樹脂封止完了後閉塞部材61は除去される。
この閉塞部材61を構成する閉塞片部材62は周囲の鉄心片63と仮連結された状態で、鉄心片63は外形抜きされてダイ内に積層される。積層された閉塞片部材62は閉塞部材61となり、磁石挿入孔56、57の開口部58、59を閉塞する。
【0035】
閉塞片部材62と鉄心片63が仮連結される所は、中央連結部64、側部連結部65、66の3箇所であるので、この部分を仮連結することになる。仮連結の方法は、1)中央連結部64、側部連結部65、66の全てに
図3(D)に示すようなVノッチ47を入れる方法、2)閉塞片部材62全体に
図3(A)に示すような打ち抜き加工を行なう方法、3)中央連結部64、側部連結部65、66のいずれか1又は2を
図3(E)に示すような切り曲げ及び押し戻し加工を行って切断し、残りの部分にVノッチ47を入れる方、4)最上下に位置する閉塞片部材62のみにVノッチ47を形成し、閉塞片部材62をかしめ積層する方法、5)以上の1)〜4)の方法に加えて、蟻溝等の掛止凹部と掛止突起を設ける方法等がある。
【0036】
次に、
図6、
図7を参照しながら、本発明の第3の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法の主要部分について説明する。
図6に示すように、この実施の形態において、積層鉄心本体は両側の磁石挿入孔13、14にそれぞれ開口部68、69を介して連通する内側空間70を有し、この内側空間70には開口部68、69を塞ぐ閉塞部材71が設けられている。
【0037】
閉塞部材71を形成する閉塞片部材71aは水平に配置された(即ち、積層鉄心の円周方向に沿って)塞き止め片部72、73及び収縮部76、77とこれらに直交する(即ち、積層鉄心の半径方向に沿って設けられた)垂直片部(他の部位の一例)74、75とを備え、平面視して十字状となっている。塞き止め片部72、73は開口部68、69を塞ぐようにして形成され、しかも、開口部68、69又は開口部68、69の周辺の鉄心片11に対して塞き止め片部72、73の端部は切り曲げ切断によって分離した状態で接合(当接)している。更に、塞き止め片部72、73の基側には平面視してジグザグ状に折り曲げられて形成された収縮部76、77が設けられ、塞き止め片部72、73の先端が開口部68、69に充填された樹脂によって軸方向に押圧されたときには、収縮部76、77が弾性的に縮むように(即ち、後退可能に)なっている。
【0038】
一方、閉塞片部材71aの垂直片部74、75の先端は内側空間70を形成する鉄心片11に縮幅したネック部78、79を介して連結されている。ここで、ネック部78、79の幅は、垂直片部74、75の幅の例えば1/10〜1/2程度であるのが好ましい。このネック部78、79によって閉塞片部材71aを確実に内側空間70に保持できる。なお、ネック部78、79の代わりに、Vノッチであってもよい。
これによって、磁石挿入孔13、14に樹脂封止を行う場合、内側空間70に樹脂が流れず、しかも積層鉄心の樹脂封止後は、容易に閉塞片部材71aが積層された閉塞部材71を除去できる。
【0039】
また、塞き止め片部72、73の先端を鉄心片11から分離し、更に塞き止め片部72、73の基側に収縮部76、77を設けることによって以下に説明する利点がある。即ち、
図7に示すように、一般に板材80をパンチ81とダイ82を用いて打ち抜き加工を行うと、打ち抜き片83の幅wが打ち抜き孔84の幅vより広くなる。この増大幅(w−v)は一定であるので、切り曲げ(又は打ち抜き及びこれに続く押し戻し)によって打ち抜き孔84内に打ち抜き片83を戻すと、打ち抜き片83が厚み方向に座屈を起こす(即ち、板が曲がる)。そこで、塞き止め片部72、73の基側に弾性的な収縮部76、77を設けると、この厚み方向の座屈力が収縮部76、77によって吸収されるので、閉塞片部材71aに厚み偏差を伴う座屈を起こさないという利点がある。なお、ここで切り曲げとは、切り曲げて押し戻すことによって平面状にすることをいう。
【0040】
続いて、
図8に示す本発明の第4の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法の主要部分について説明する。
この実施の形態では、閉塞部材を構成する閉塞片部材86は、環状の収縮部87と、収縮部87の両側(即ち、積層鉄心に対して円周方向)に設けられた塞き止め片部89、90と、収縮部87の上下(即ち、積層鉄心に対して半径方向)に設けられた垂直片部91、92を有している。塞き止め片部89、90は切り曲げ加工によって形成され、塞き止め片部89、90の先端は開口部68、69を形成する鉄心片11とは完全に分離している。
【0041】
一方、垂直片部91、92は垂直片部91、92より幅狭のネック部93、94を介して、内側空間70を形成する鉄心片11と連結されている。ネック部93、94の幅は垂直片部91、92の幅の1/10〜1/2程度となっている。これによって、塞き止め片部89、90の先端が樹脂に押されても、またプレス加工よって塞き止め片部89、90の先端が鉄心片11と多少競っても、環状即ち平面視して円弧状に曲げられた収縮部87によって吸収できる。なお、ネック部93、94の代わりにVノッチとしてもよいし、ネック部93、94に更にVノッチを施してもよい。
【0042】
続いて、
図9に示す本発明の第5の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法の主要部分について説明する。
図9に示すように、鉄心片11に形成される対となる磁石挿入孔13、14の開口部96、97には内側に対向する内向き掛止片部98、99が設けられ、開口部96、97を閉塞する閉塞部材を構成する閉塞片部材100は長板状となって、その両側には内向き掛止片部98、99に掛止する外向き掛止片部101、102が設けられている。そして、この外向き掛止片部101、102を含んで閉塞片部材100の両端に塞き止め片部103、104が形成されている。
【0043】
内向き掛止片部98、99と外向き掛止片部101、102はそれぞれ平面視して三角形状となって、打ち抜きかつ打ち抜き後の押し戻し処理によって完全に分離している。樹脂封止時は、内向き掛止片部98、99と外向き掛止片部101、102とが摩擦係合して噛み合うので、磁石挿入孔13、14の開口部96、97を塞き止め片部103、104で完全に塞ぐことができ、積層鉄心10の完成後は、上下方向に閉塞部材(即ち、積層した閉塞片部材100)を押し抜くことができる。
【0044】
次に、
図10(A)〜(C)に示す本発明の第6の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法について説明する。磁石挿入孔13、14の内側に開口部17、18をそれぞれ有していることは以上の実施の形態と同様であり、内側空間15に配置される閉塞片部材106が、平面視して十字形状となっている。そして、閉塞片部材106の半径方向端部107、108は周囲の鉄心片11とパンチとダイによる周知の半抜き加工が施されて、厚み半分で連結し、連結部(仮連結部)を構成している。一方、閉塞片部材106の円周方向端部109、110は、周囲の鉄心片11とは切り曲げ加工によって分断されている。そして、開口部17、18の両側に円周方向両端部109、110が分断状態で当接している。111〜114はその当接部を示す。なお、切り曲げ加工と半抜き加工はいずれを先に行ってもよい。
【0045】
このように、閉塞片部材106の半抜き加工を行うと、
図10(C)に示すように、鉄心片11の表面に対して閉塞片部材106
の表面116が半板厚下がった凹部117を形成し、閉塞片部材106の底面118が半板厚だけ突出した凸部119が形成される。
これによって、上下隣り合う鉄心片11において、閉塞片部材106の凹部117と凸部119を嵌合させて、上下隣り合う鉄心片11をかしめ結合することができる。また、積層された閉塞片部材106は樹脂止めとなり、磁石挿入孔13、14への樹脂封止が完了した後、積層された閉塞片部材106(即ち、閉塞部材)を抜き落とすことができる。
【0046】
図11(A)、(B)は、本発明の第7の実施の形態に係る積層鉄心の製造方法を示すが、この実施の形態においては、閉塞片部材121は平面視して長方形状となって、鉄心片11に対して半抜き構造となって、鉄心片11に円周方向端部109、110の一部が半抜き状態の連結部111a〜114aによって連結されている。
そして、閉塞片部材121は表面122に凹部を、底面123に凸部を有して、上下隣り合う閉塞片部材121の凹部と凸部が嵌合し、かしめ結合するようになっている。
【0047】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、前記実施の形態においては、Vノッチ、切り曲げ、打ち抜き及び押し戻し、打ち抜き加工、半抜き加工を行って、閉塞片部材を周囲の鉄心片と仮連結するようにしたが、その他の方法で、閉塞片部材を周囲の鉄心片と仮連結する方法であっても、最終的に閉塞片部材の積層体(即ち、閉塞部材)が除去できるものであれば適用可能である。
また、前記実施の形態において、閉塞片部材は環状又は十字状又は長方形状としたが、この形状に限定されるものではない。また、閉塞片部材が周囲の鉄心片と仮連結する位置も限定されず、任意である。
積層された閉塞片部材(閉塞部材)は、永久磁石の樹脂封止後、ピン部材で加圧し押し抜き除去することもできる。
また、本発明の要旨を変更しない範囲で、前記した実施の形態を組み合わせて閉塞部材を構成することもできる。
また、前記実施の形態においては、半抜きされた閉塞片部材の突出長さは厚みの0.5〜0.9倍(より好ましくは、0.6〜0.85倍)とするのが好ましい。