特開 2023-77727 積層鉄心、積層鉄心の製造方法および金型装置

(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】P2023077727

(43)【公開日】2023-06-06

(54)【発明の名称】積層鉄心、積層鉄心の製造方法および金型装置

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/18 20060101AFI20230530BHJP

   H02K 15/02 20060101ALI20230530BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

H02K1/18 B

H02K15/02 F

H01F41/02 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021191126

(22)【出願日】2021-11-25

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小野 慎一郎

(72)【発明者】

【氏名】松岡 英樹

(72)【発明者】

【氏名】分部 暁彦

【テーマコード（参考）】

5E062

5H601

5H615

【Ｆターム（参考）】

5E062AA06

5E062AC11

5H601AA08

5H601AA29

5H601DD01

5H601DD11

5H601EE13

5H601EE16

5H601EE17

5H601EE18

5H601EE19

5H601GA02

5H601GA37

5H601GA38

5H601GA40

5H601GB05

5H601GB12

5H601GB33

5H601GC12

5H601GC25

5H601GC32

5H601GC33

5H601KK01

5H601KK08

5H601KK12

5H601KK14

5H615AA01

5H615BB14

5H615PP01

5H615PP06

5H615SS03

5H615SS05

5H615SS13

5H615SS15

5H615SS19

(57)【要約】

【課題】積層鉄心の占積率を向上させること。
【解決手段】積層鉄心は、複数の打抜部材が積層されて構成され、積層方向に隣接する打抜部材同士がかしめにより結合される積層体を備える。また、かしめは、凹部と、凸部と、を有する。凹部は、打抜部材の一方の表面側に形成される。凸部は、打抜部材の他方の表面側に形成される。また、平面視において、凸部の側面の一部は、凹部の側面よりも内側に位置するか、または凹部の側面と位置が揃う。
【選択図】図４Ｃ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の打抜部材が積層されて構成され、積層方向に隣接する前記打抜部材同士がかしめにより結合される積層体を備え、
前記かしめは、
前記打抜部材の一方の表面側に形成される凹部と、
前記打抜部材の他方の表面側に形成される凸部と、
を有し、
平面視において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置するか、または前記凹部の側面と位置が揃う
積層鉄心。

【請求項2】

前記かしめは、平面視で矩形状であり、
前記かしめのコーナー部において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置するか、または前記凹部の側面と位置が揃う
請求項１に記載の積層鉄心。

【請求項3】

前記かしめは、平面視で楕円状であり、
前記かしめにおける曲率の最も大きい部位において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置するか、または前記凹部の側面と位置が揃う
請求項１に記載の積層鉄心。

【請求項4】

平面視において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置する
請求項１～３のいずれか一つに記載の積層鉄心。

【請求項5】

帯状の金属板にかしめを形成するかしめ形成工程と、
前記金属板を打ち抜いて、前記かしめが形成された打抜部材を形成する打ち抜き工程と、
複数の前記打抜部材を積層するとともに、積層方向に隣接する前記打抜部材同士を前記かしめにより結合させて積層体を形成する積層体形成工程と、
を含み、
前記かしめ形成工程は、パンチによって前記金属板の一方の表面に凹部を形成するとともに、窪みが形成されたダイプレートによって前記金属板の他方の表面に凸部を形成し、
平面視において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置するか、または前記凹部の側面と位置が揃う
積層鉄心の製造方法。

【請求項6】

積層体において積層方向に隣接する打抜部材同士を結合するかしめを帯状の金属板に形成するかしめ形成部を備え、
前記かしめ形成部は、
パンチと、
前記パンチに対向して配置される窪みを有するダイプレートと、
を備え、
平面視において、前記窪みの側面の一部は、前記パンチの側面よりも内側に位置するか、または前記パンチの側面と位置が揃う
金型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、積層鉄心、積層鉄心の製造方法および金型装置に関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば、モータのステータやロータを構成する積層鉄心は、帯状の金属板を金型装置に順送りし、金属板の送り方向に沿って並んで位置する加工ステーションで順次打ち抜き加工を行って所望形状の打抜部材を形成する。そして、得られた打抜部材同士をかしめで結合しながら積層することで、積層鉄心が製造される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４－３２５８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

一方で、上記の従来技術では、隣接する打抜部材のかしめ同士が嵌まりにくい場合に、打抜部材同士が十分に密着できない場合があった。これにより、積層鉄心の占積率が低下する恐れがあった。

【0005】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、占積率を向上させることができる積層鉄心、積層鉄心の製造方法および金型装置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】

実施形態の一態様に係る積層鉄心は、複数の打抜部材が積層されて構成され、積層方向に隣接する前記打抜部材同士がかしめにより結合される積層体を備える。また、前記かしめは、凹部と、凸部と、を有する。凹部は、前記打抜部材の一方の表面側に形成される。凸部は、前記打抜部材の他方の表面側に形成される。また、平面視において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置するか、または前記凹部の側面と位置が揃う。

【0007】

また、実施形態の一態様に係る積層鉄心の製造方法は、かしめ形成工程と、打ち抜き工程と、積層体形成工程と、を含む。かしめ形成工程は、帯状の金属板にかしめを形成する。打ち抜き工程は、前記金属板を打ち抜いて、前記かしめが形成された打抜部材を形成する。積層体形成工程は、複数の前記打抜部材を積層するとともに、積層方向に隣接する前記打抜部材同士を前記かしめにより結合させて積層体を形成する。また、前記かしめ形成工程は、パンチによって前記金属板の一方の表面に凹部を形成するとともに、窪みが形成されたダイプレートによって前記金属板の他方の表面に凸部を形成する。また、平面視において、前記凸部の側面の一部は、前記凹部の側面よりも内側に位置するか、または前記凹部の側面と位置が揃う。

【0008】

また、実施形態の一態様に係る金型装置は、積層体において積層方向に隣接する打抜部材同士を結合するかしめを帯状の金属板に形成するかしめ形成部を備える。前記かしめ形成部は、パンチと、前記パンチに対向して配置される窪みを有するダイプレートと、を備える。また、平面視において、前記窪みの側面の一部は、前記パンチの側面よりも内側に位置するか、または前記パンチの側面と位置が揃う。

【発明の効果】

【0009】

実施形態の一態様によれば、積層鉄心の占積率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、実施形態に係る積層鉄心の製造装置の一例を示す概略図である。

【図2】図２は、実施形態に係る積層鉄心の一例を示す斜視図である。

【図3A】図３Ａは、実施形態に係るプレス加工装置が実行する各製造工程の手順の一例を示すフローチャートである。

【図3B】図３Ｂは、実施形態に係るかしめ形成工程の一例を説明するための図である。

【図3C】図３Ｃは、実施形態に係る打ち抜き工程および積層体形成工程の一例を説明するための図である。

【図3D】図３Ｄは、実施形態に係る積層鉄心の一例を示す拡大断面図である。

【図4A】図４Ａは、実施形態に係るかしめの一例を示す平面図である。

【図4B】図４Ｂは、図４Ａに示すＡ－Ａ線の矢視断面図である。

【図4C】図４Ｃは、図４Ａに示すＢ－Ｂ線の矢視断面図である。

【図4D】図４Ｄは、実施形態に係るかしめのコーナー部における凹部の側面と凸部の側面との平面視における位置関係の一例を示す図である。

【図5A】図５Ａは、実施形態の変形例１に係るかしめのコーナー部の拡大断面図である。

【図5B】図５Ｂは、実施形態の変形例１に係るかしめのコーナー部における凹部の側面と凸部の側面との平面視における位置関係の一例を示す図である。

【図6A】図６Ａは、実施形態の変形例２に係るかしめの一例を示す平面図である。

【図6B】図６Ｂは、実施形態の変形例２に係るかしめの大曲率部における凹部の側面と凸部の側面との平面視における位置関係の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本願の開示する積層鉄心、積層鉄心の製造方法および金型装置について説明する。なお、以下に示す実施形態により本開示が限定されるものではない。

【0012】

また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。さらに、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

【0013】

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

【0014】

たとえば、モータのステータやロータを構成する積層鉄心は、帯状の金属板を金型装置に順送りし、金属板の送り方向に沿って並んで位置する加工ステーションで順次打ち抜き加工を行って所望形状の打抜部材を形成する。

【0015】

また、かかる加工ステーションでは、半抜き加工によって所定の位置にかしめが形成される。そして、得られた打抜部材同士をかしめで結合しながら積層することで、積層鉄心が製造される。

【0016】

一方で、上記の従来技術では、隣接する打抜部材のかしめ同士が嵌まりにくい場合に、打抜部材同士が十分に密着できない場合があった。これは、１つの打抜部材に形成されるかしめの凸部が、隣接する打抜部材に形成されるかしめの凹部に嵌まり込む際に、かしめの凸部が変形しても、凹部に入りきらないことが要因の一つである。

【0017】

これにより、隣接する打抜部材同士の間に隙間ができてしまうことから、積層鉄心の占積率が低下する恐れがあった。

【0018】

そこで、上記の問題点を克服し、積層鉄心の占積率を向上させることができる技術の実現が期待されている。

【0019】

＜製造装置＞
最初に、実施形態に係る積層鉄心の製造装置１００について、図１を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る積層鉄心の製造装置１００の一例を示す概略図である。実施形態に係る製造装置１００は、帯状の電磁鋼板ＭＳから打抜部材Ｗ（図２参照）の積層体を製造するように構成される。

【0020】

なお、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向、Ｘ軸正方向を電磁鋼板ＭＳの順送り方向、Ｙ軸を電磁鋼板ＭＳの幅方向とする直交座標系を示す場合がある。

【0021】

図１に示すように、製造装置１００は、アンコイラー１１０と、送出装置１２０と、プレス加工装置１３０と、コントローラＣｔｒ（制御部）とを備える。プレス加工装置１３０は、金型装置の一例である。

【0022】

アンコイラー１１０は、コイル材１１１を回転自在に保持するように構成される。コイル材１１１は、電磁鋼板ＭＳがコイル状（渦巻状）に巻回されたものである。電磁鋼板ＭＳは、金属板の一例である。

【0023】

送出装置１２０は、電磁鋼板ＭＳを上下から挟み込む一対のローラ１２１、１２２を含む。一対のローラ１２１、１２２は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて回転および停止し、電磁鋼板ＭＳをプレス加工装置１３０に向けて間欠的に順次送り出す（以下、「順送り」とも呼称する。）ように構成されている。すなわち、一対のローラ１２１、１２２は、電磁鋼板ＭＳを搬送するための搬送手段としての機能を有する。

【0024】

プレス加工装置１３０は、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作するように構成される。プレス加工装置１３０は、たとえば、複数のパンチ（図示せず）を動作させて、送出装置１２０によって送り出される電磁鋼板ＭＳに順次プレス加工（たとえば、打ち抜き加工や半抜き加工など）を施す。

【0025】

これにより、プレス加工装置１３０は、複数の打抜部材Ｗ（図２参照）を形成するように構成される。また、実施形態にかかるプレス加工装置１３０は、打ち抜き加工によって得られた複数の打抜部材Ｗを順次積層して積層体を形成するように構成されている。

【0026】

プレス加工装置１３０は、下型１４０と、上型１５０と、プレス機１６０とを含む。下型１４０は、順送りされる電磁鋼板ＭＳの下方に位置し、かかる電磁鋼板ＭＳを下方から支持する。上型１５０は、順送りされる電磁鋼板ＭＳの上方に位置し、上下動することにより電磁鋼板ＭＳをプレス加工する。

【0027】

プレス機１６０は、上型１５０の上方に位置する。プレス機１６０のピストンは、上型１５０に設けられる複数のパンチを保持するパンチホルダ（図示せず）に接続されており、コントローラＣｔｒからの指示信号に基づいて動作する。プレス機１６０が動作すると、そのピストンが伸縮して、上型１５０が全体的に上下動する。

【0028】

コントローラＣｔｒは、たとえば、記録媒体（図示せず）に記録されているプログラムまたはオペレータからの操作入力などに基づいて、送出装置１２０およびプレス加工装置１３０を動作させるための指示信号を生成するように構成されている。コントローラＣｔｒは、送出装置１２０およびプレス加工装置１３０にこの指示信号をそれぞれ送信するように構成されている。

【0029】

＜積層鉄心＞
つづいて、実施形態に係る積層鉄心１の構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、実施形態に係る積層鉄心１の一例を示す斜視図である。積層鉄心１は、たとえば、固定子積層鉄心であり、固定子（ステータ）の一部である。

【0030】

なお、固定子は、積層鉄心１に巻線が取り付けられたものである。この固定子に回転子（ロータ）が組み合わされることによって、モータが構成される。

【0031】

図２に示すように、積層鉄心１は、円筒形状を呈している。すなわち、積層鉄心１の中央部分には、中心軸Ａｘに沿って延びる貫通孔１ａ（中心孔）が設けられている。貫通孔１ａ内には、回転子が配置可能である。

【0032】

積層鉄心１は、複数の打抜部材Ｗが積み重ねられた積層体である。打抜部材Ｗは、帯状の電磁鋼板ＭＳ（図１参照）が所定形状に打ち抜かれた板状体である。

【0033】

なお、実施形態に係る積層鉄心１は、いわゆる転積によって構成されていてもよい。この「転積」とは、打抜部材Ｗ同士の角度を相対的にずらしつつ、複数の打抜部材Ｗを積層することをいう。転積は、主に積層鉄心１の板厚偏差を相殺することを目的に実施される。転積の角度は、任意の大きさに設定してもよい。

【0034】

積層鉄心１は、ヨーク部２と、複数のティース部３と、複数のかしめ部４とを含む。ヨーク部２は、円環状を呈しており、中心軸Ａｘを囲むように延びている。ヨーク部２の径方向における幅、内径、外径および厚さはそれぞれ、モータの用途および性能に応じて種々の大きさに設定し得る。

【0035】

各ティース部３は、ヨーク部２の内縁から中心軸Ａｘ側に向かうようにヨーク部２の径方向に沿って延びている。すなわち、各ティース部３は、ヨーク部２の内縁から中心軸Ａｘ側に向けて突出している。

【0036】

たとえば、図２の例では、１２個のティース部３がヨーク部２に一体的に形成されている。各ティース部３は、ヨーク部２の周方向において、略等間隔で並んでいる。隣り合うティース部３の間には、巻線（図示せず）を配置するための空間として機能するスロット５が画定されている。

【0037】

かしめ部４は、ヨーク部２に設けられていてもよいし、各ティース部３に設けられていてもよいし、ヨーク部２および各ティース部３の双方に設けられていてもよい。高さ方向において隣接する打抜部材Ｗ同士は、かしめ部４によって締結されている。

【0038】

具体的には、かしめ部４は、積層鉄心１の最下層以外をなす打抜部材Ｗに形成されたかしめ１０（図３Ｄ参照）と、積層鉄心１の最下層をなす打抜部材Ｗ０（図３Ｄ参照）に形成された貫通孔Ｗ０ａ（図３Ｄ参照）とを含む。このかしめ部４の詳細については後述する。

【0039】

＜製造工程＞
つづいて、実施形態に係るプレス加工装置１３０での積層鉄心１の製造工程について、図３Ａ～図３Ｄを参照しながら説明する。図３Ａは、実施形態に係るプレス加工装置１３０が実行する各製造工程の手順の一例を示すフローチャートである。

【0040】

なお、以下に説明する各製造工程は、送出装置１２０（図１参照）などを制御して、電磁鋼板ＭＳ（図１参照）をプレス加工装置１３０（図１参照）内に所定の方向に沿って順送りしながら行われる。

【0041】

図３Ａに示すように、コントローラＣｔｒ（図１参照）は、まず、プレス加工装置１３０を制御して、上型１５０（図１参照）を下降させて上型１５０と下型１４０（図１参照）とで電磁鋼板ＭＳを挟持し、電磁鋼板ＭＳにプレス加工を施す（ステップＳ１０１）。これにより、打抜部材Ｗにおいて図２に示したようなヨーク部２やティース部３などが形成される。

【0042】

また、かかるステップＳ１０１の処理と並行して、コントローラＣｔｒは、プレス加工装置１３０を制御して、上型１５０を下降させて上型１５０と下型１４０とで電磁鋼板ＭＳを挟持し、電磁鋼板ＭＳにかしめ１０を形成する（ステップＳ１０２）。このかしめ形成工程の詳細について、図３Ｂを参照しながら説明する。

【0043】

図３Ｂは、実施形態に係るかしめ形成工程の一例を説明するための図である。図３Ｂに示すように、プレス加工装置１３０は、電磁鋼板ＭＳにかしめ１０を形成するかしめ形成部１３１を有する。

【0044】

かしめ形成部１３１では、下型１４０のダイプレート１４１に窪み１４２が設けられるとともに、上型１５０にパンチ１５１が設けられる。また、かしめ形成部１３１の上型１５０には、パンチ１５１を除けるようにストリッパ１５２が設けられる。

【0045】

ダイプレート１４１は、上型１５０に設けられるパンチ１５１とともに、打抜部材Ｗ（図３Ｄ参照）を成形する機能を有する。かかるダイプレート１４１は、たとえば、ベース（図示せず）およびダイホルダ（図示せず）に支持される。ダイプレート１４１に設けられる窪み１４２は、電磁鋼板ＭＳの下面に対して垂直である側面１４２ａを有する。

【0046】

パンチ１５１は、かしめ形成部１３１に位置する電磁鋼板ＭＳに対して、所定の位置に半抜き加工を施す機能を有する。パンチ１５１は、ダイプレート１４１の窪み１４２と対向する位置に設けられる。

【0047】

パンチ１５１は、電磁鋼板ＭＳの上面に対して垂直である側面１５１ａを有する。パンチ１５１は、たとえば、ストリッパ１５２の上方に位置するパンチホルダ（図示せず）に支持される。

【0048】

ストリッパ１５２は、上型１５０に設けられるパンチ１５１で電磁鋼板ＭＳを半抜き加工する際に、電磁鋼板ＭＳをダイプレート１４１との間で挟持する機能と、半抜き加工後にパンチ１５１に食いついた電磁鋼板ＭＳをパンチ１５１から取り除く機能とを有する。

【0049】

ストリッパ１５２は、たとえば、かかるストリッパ１５２の上方に位置するパンチホルダ（図示せず）に対して、上下動できるように支持される。

【0050】

コントローラＣｔｒ（図１参照）は、図３Ｂに示すように、上型１５０を下降させてストリッパ１５２とダイプレート１４１とで電磁鋼板ＭＳを挟持する。そして、コントローラＣｔｒは、パンチ１５１の下端部が電磁鋼板ＭＳの中途部分まで到達するようにパンチ１５１を下降させることにより、電磁鋼板ＭＳにかしめ１０を形成する。

【0051】

電磁鋼板ＭＳに形成されたかしめ１０は、凹部１１と、凸部１２とを有する。凹部１１は、パンチ１５１によって電磁鋼板ＭＳにおける一方の表面側（図では上面側）に形成される。凸部１２は、ダイプレート１４１の窪み１４２によって電磁鋼板ＭＳにおける他方の表面側（図では下面側）に形成される。

【0052】

図３Ａの説明に戻る。ステップＳ１０１及びステップＳ１０２の処理の後に、コントローラＣｔｒは、プレス加工装置１３０を制御して、上型１５０を下降させて上型１５０と下型１４０とで電磁鋼板ＭＳを挟持し、電磁鋼板ＭＳを打ち抜いて打抜部材Ｗを形成する（ステップＳ１０３）。

【0053】

また、この打ち抜き工程の後に、コントローラＣｔｒは、プレス加工装置１３０を制御して、複数の打抜部材Ｗを積層させて、積層鉄心１となる積層体を形成する（ステップＳ１０４）。これらの打ち抜き工程および積層体形成工程の詳細について、図３Ｃおよび図３Ｄを参照しながら説明する。

【0054】

図３Ｃは、実施形態に係る打ち抜き工程および積層体形成工程の一例を説明するための図であり、図３Ｄは、実施形態に係る積層鉄心１の一例を示す拡大断面図である。図３Ｃに示すように、プレス加工装置１３０は、電磁鋼板ＭＳを打ち抜いて積層鉄心１を形成する打ち抜き部１３２を有する。

【0055】

打ち抜き部１３２では、下型１４０のダイプレート１４１に貫通孔１４３が設けられるとともに、上型１５０にパンチ１５３が設けられる。また、打ち抜き部１３２の上型１５０には、パンチ１５３を除けるようにストリッパ１５２が設けられる。

【0056】

ダイプレート１４１に設けられる貫通孔１４３の下方には、昇降可能に制御される昇降シリンダ１７１が設けられる。下型１４０の下方には、積層鉄心１を外部に搬送する搬送台１７２が設けられる。昇降シリンダ１７１を基準として搬送台１７２の反対側には、水平方向に往復運動が可能に制御されるプッシャシリンダ１７３が設けられる。

【0057】

コントローラＣｔｒ（図１参照）は、図３Ｃに示すように、上型１５０を下降させてストリッパ１５２とダイプレート１４１とで電磁鋼板ＭＳを挟持する。そして、コントローラＣｔｒは、パンチ１５１の下端部が電磁鋼板ＭＳよりも下方に到達するようにパンチ１５１を下降させることにより、電磁鋼板ＭＳを打ち抜いて打抜部材Ｗ（図３Ｄ参照）を形成する。

【0058】

さらに、コントローラＣｔｒは、貫通孔１４３の内部で昇降シリンダ１７１の高さを適宜調整するとともに、かかる昇降シリンダ１７１上に打抜部材Ｗが載置されるようにパンチ１５１を下方に移動させる。

【0059】

そして、コントローラＣｔｒは、打抜部材Ｗの形成工程と、昇降シリンダ１７１上への打抜部材Ｗの載置工程とを繰り返すことにより、昇降シリンダ１７１上で打抜部材Ｗの積層体を形成する。

【0060】

この打抜部材Ｗの積層体が所定の寸法に達し、積層鉄心１が形成されたところで、コントローラＣｔｒは、かかる積層鉄心１を貫通孔１４３内から搬出する。具体的には、まず、コントローラＣｔｒは、昇降シリンダ１７１の上面が搬送台１７２の上面と略面一となるように、昇降シリンダ１７１を下降させる。

【0061】

次に、コントローラＣｔｒは、プッシャシリンダ１７３によって、昇降シリンダ１７１上の積層鉄心１を搬送台１７２に押し出す。これにより、下型１４０の貫通孔１４３内で形成された積層鉄心１が搬送台１７２に搬出される。

【0062】

また、昇降シリンダ１７１上で打抜部材Ｗの積層体を形成する際に、隣接する打抜部材Ｗのかしめ１０同士が嵌まり合う。具体的には、図３Ｄに示すように、一方の打抜部材Ｗのかしめ１０に設けられる凹部１１（図３Ｂ参照）と、他方の打抜部材Ｗのかしめ１０に設けられる凸部１２（図３Ｂ参照）とが嵌まり合う。これにより、隣接する打抜部材Ｗ同士が互いに結合する。

【0063】

また、積層鉄心１の最下層をなす打抜部材Ｗ０には、貫通孔Ｗ０ａが形成される。かかる貫通孔Ｗ０ａは、積層鉄心１を連続して製造する際、すでに製造された積層鉄心１に対し、続いて形成された打抜部材Ｗがかしめ１０によって締結されるのを防ぐ機能を有する。

【0064】

なお、図３Ｃの例では、プレス加工装置１３０内で打ち抜き工程と積層体形成工程とを連続して行う例について示したが、本開示はかかる例に限られず、打ち抜き工程で形成された複数の打抜部材Ｗを、プレス加工装置１３０とは別の場所で積層体にしてもよい。

【0065】

図３Ａの説明に戻る。ステップＳ１０４の処理につづいて、コントローラＣｔｒは、積層鉄心１の製造工程が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。そして、積層鉄心１の製造工程が終了している場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。一方で、積層鉄心１の製造工程が終了していない場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０１およびＳ１０２の処理に戻る。

【0066】

＜かしめの詳細＞
つづいて、実施形態に係る打抜部材Ｗに形成されるかしめ１０の詳細について、図４Ａ～図４Ｄを参照しながら説明する。図４Ａは、実施形態に係るかしめ１０の一例を示す平面図である。

【0067】

図４Ａに示すように、実施形態に係るかしめ１０は、平面視で矩形状であり、４つの直線部２１と、４つのコーナー部２２とを有する。直線部２１は、矩形の辺に対応する部位であり、コーナー部２２は、矩形の角に対応する部位である。実施形態に係るかしめ１０では、コーナー部２２がＲ形状を有する。

【0068】

図４Ｂは、図４Ａに示すＡ－Ａ線の矢視断面図であり、かしめ１０の直線部２１における断面形状を示している。図３Ｂなどにも示したように、かしめ１０は、凹部１１と、凸部１２とを有する。

【0069】

また、図４Ｂに示すように、凹部１１は側面１１ａを有し、凸部１２は側面１２ａを有する。凹部１１の側面１１ａは、凹部１１が設けられる打抜部材Ｗの表面Ｗａに対して略垂直である。なぜなら、凹部１１の側面１１ａを形成するパンチ１５１（図３Ｂ参照）の側面１５１ａ（図３Ｂ参照）が、表面Ｗａに対して略垂直であるからである。

【0070】

また、凸部１２の側面１２ａは、凸部１２が設けられる打抜部材Ｗの表面Ｗｂに対して略垂直である。なぜなら、凸部１２の側面１２ａを形成する窪み１４２（図３Ｂ参照）の側面１４２ａ（図３Ｂ参照）が、表面Ｗｂに対して略垂直であるからである。

【0071】

このように、打抜部材Ｗの表面Ｗａ、Ｗｂに対して、凹部１１の側面１１ａおよび凸部１２の側面１２ａをそれぞれ垂直に形成することで、互いに隣接するかしめ１０同士が嵌まり合った場合に、側面１１ａと側面１２ａとの密着力を向上させることができる。したがって、実施形態によれば、かしめ強度を向上させることができる。

【0072】

また、図４Ｂに示すように、実施形態では、かしめ１０の直線部２１において、凸部１２の側面１２ａが、凹部１１の側面１１ａよりも外側に位置する。なお、本開示において、「外側」とは平面視においてかしめ１０の内部から離れる側をいい、「内側」とは平面視においてかしめ１０の内部に近づく側をいう。

【0073】

このように、実施形態に係るかしめ１０では、凸部１２の側面１２ａが凹部１１の側面１１ａよりも外側に位置することにより、互いに隣接するかしめ１０同士が嵌まり合った場合に、凸部１２が凹部１１を外側に押し込むように嵌まり合う。したがって、実施形態によれば、かしめ強度を向上させることができる。

【0074】

一方で、かしめ１０の全周において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも外側に位置させた場合、嵌まり込んだ際に凸部１２において変形した部位の逃げる場所がなくなってしまう。そのため、凹部１１の内部において凸部１２が入りきらないことから、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができてしまう恐れがあった。

【0075】

そこで、実施形態では、かしめ１０の一部において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させることとした。たとえば、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、実施形態では、かしめ１０のコーナー部２２において、凸部１２の側面１２ａが、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置している。

【0076】

図４Ｃは、図４Ａに示すＢ－Ｂ線の矢視断面図であり、かしめ１０のコーナー部２２における断面形状を示している。また、図４Ｄは、実施形態に係るかしめ１０のコーナー部２２における凹部１１の側面１１ａと凸部１２の側面１２ａとの平面視における位置関係の一例を示す図である。

【0077】

このように、かしめ１０の一部において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させることによって、凸部１２が凹部１１に嵌まり込んだ際に、凸部１２において変形した部位が逃げる場所を確保することができる。

【0078】

したがって、実施形態によれば、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0079】

また、実施形態のかしめ１０において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させる箇所は、コーナー部２２にするとよい。このように、２辺の直線部２１において変形した部位が集まるコーナー部２２に逃げる場所を確保することにより、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることをさらに抑制することができる。

【0080】

したがって、実施形態によれば、積層鉄心１の占積率をさらに向上させることができる。

【0081】

なお、実施形態に係るかしめ１０を形成する手段としては、たとえば、平面視において、ダイプレート１４１の窪み１４２における側面１４２ａの一部（たとえば、コーナー部２２）を、パンチ１５１の側面１５１ａよりも内側に位置させる。そして、ダイプレート１４１の窪み１４２における側面１４２ａの残りの部位（たとえば、直線部２１）を、パンチ１５１の側面１５１ａよりも外側に位置させるとよい。

【0082】

なお、図４Ａ～図４Ｄの例では、かしめ１０のコーナー部２２において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させる例について示したが、本開示はかかる例に限られない。たとえば、かしめ１０の直線部２１の一部において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させてもよい。

【0083】

これによっても、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0084】

＜変形例１＞
つづいて、かしめ１０の各種変形例について説明する。図５Ａは、実施形態の変形例１に係るかしめ１０のコーナー部２２の拡大断面図である。また、図５Ｂは、実施形態の変形例１に係るかしめ１０のコーナー部２２における凹部１１の側面１１ａと凸部１２の側面１２ａとの平面視における位置関係の一例を示す図である。

【0085】

なお、図５Ａおよび図５Ｂには図示していないが、この変形例１では、上記の実施形態と同様に、かしめ１０の直線部２１（図４Ａ参照）において、凸部１２の側面１２ａが凹部１１の側面１１ａよりも外側に位置する。

【0086】

そして、変形例１では、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、かしめ１０の一部（ここでは、かしめ１０のコーナー部２２）において、凸部１２の側面１２ａと凹部１１の側面１１ａとで平面視の位置が揃う。

【0087】

これによっても、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0088】

なお、図５Ａおよび図５Ｂの例では、かしめ１０のコーナー部２２において、凸部１２の側面１２ａと凹部１１の側面１１ａとの位置が揃う例について示したが、本開示はかかる例に限られない。たとえば、かしめ１０の直線部２１の一部において、凸部１２の側面１２ａと凹部１１の側面１１ａとの位置が揃ってもよい。

【0089】

これによっても、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0090】

なお、変形例１に係るかしめ１０を形成する手段としては、たとえば、平面視において、ダイプレート１４１の窪み１４２における側面１４２ａの一部（たとえば、コーナー部２２）と、パンチ１５１の側面１５１ａとの位置を揃える。そして、ダイプレート１４１の窪み１４２における側面１４２ａの残りの部位（たとえば、直線部２１）を、パンチ１５１の側面１５１ａよりも外側に位置させるとよい。

【0091】

＜変形例２＞
図６Ａは、実施形態の変形例２に係るかしめ１０の一例を示す平面図である。図６Ａに示すように、変形例２のかしめ１０は、平面視で楕円状であり、２つの大曲率部３１を有する。大曲率部３１は、楕円状のかしめ１０において曲率の最も大きい部位である。

【0092】

図６Ｂは、実施形態の変形例２に係るかしめ１０の大曲率部３１における凹部１１の側面１１ａと凸部１２の側面１２ａとの平面視における位置関係の一例を示す図である。図６Ｂに示すように、変形例２では、かしめ１０の一部（ここでは、かしめ１０の大曲率部３１）において、凸部１２の側面１２ａが、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置する。

【0093】

また、この変形例２では、かしめ１０の残りの部位（たとえば、大曲率部３１とは異なる部位）において、凸部１２の側面１２ａが凹部１１の側面１１ａよりも外側に位置する。

【0094】

これによっても、かしめ１０の一部において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させることにより、凸部１２が凹部１１に嵌まり込んだ際に、凸部１２において変形した部位が逃げる場所を確保することができる。

【0095】

したがって、変形例２によれば、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0096】

また、変形例２のかしめ１０において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させる箇所は、大曲率部３１にするとよい。このように、曲率の小さい箇所において変形した部位が集まる大曲率部３１に逃げる場所を確保することにより、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることをさらに抑制することができる。

【0097】

したがって、変形例２によれば、積層鉄心１の占積率をさらに向上させることができる。

【0098】

なお、図６Ｂの例では、かしめ１０の大曲率部３１において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させる例について示したが、本開示はかかる例に限られない。たとえば、かしめ１０の大曲率部３１とは異なる部位の一部において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させてもよい。

【0099】

これによっても、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0100】

また、図６Ｂの例では、かしめ１０の大曲率部３１において、凸部１２の側面１２ａを凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置させる例について示したが、大曲率部３１において凸部１２の側面１２ａと凹部１１の側面１１ａとの位置が揃っていてもよい。

【0101】

これによっても、互いに隣接する打抜部材Ｗ同士の間に隙間ができることを抑制することができることから、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0102】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、かしめ１０が平面視で矩形状または楕円状である例について示したが、本開示はかかる例に限られず、かしめ１０が平面視でその他の形状であってもよい。

【0103】

また、上記の実施形態では、凹部１１の側面１１ａおよびパンチ１５１の側面１５１ａが打抜部材Ｗの表面Ｗａに対して略垂直であり、凸部１２の側面１２ａおよび窪み１４２の側面１４２ａが打抜部材Ｗの表面Ｗｂに対して略垂直である例について示した。しかしながら、本開示はかかる例に限られず、凹部１１の側面１１ａ（すなわち、パンチ１５１の側面１５１ａ）および凸部１２の側面１２ａ（すなわち、窪み１４２の側面１４２ａ）の少なくとも一方がテーパー形状であってもよい。

【0104】

以上のように、実施形態に係る積層鉄心１は、複数の打抜部材Ｗが積層されて構成され、積層方向に隣接する打抜部材Ｗ同士がかしめ１０により結合される積層体を備える。また、かしめ１０は、凹部１１と、凸部１２と、を有する。凹部１１は、打抜部材Ｗの一方の表面Ｗａ側に形成される。凸部１２は、打抜部材Ｗの他方の表面Ｗｂ側に形成される。また、平面視において、凸部１２の側面１２ａの一部は、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置するか、または凹部１１の側面１１ａと位置が揃う。これにより、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0105】

また、実施形態に係る積層鉄心１において、かしめ１０は、平面視で矩形状である。また、かしめ１０のコーナー部２２において、凸部１２の側面１２ａの一部は、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置するか、または凹部１１の側面１１ａと位置が揃う。これにより、積層鉄心１の占積率をさらに向上させることができる。

【0106】

また、実施形態に係る積層鉄心１において、かしめ１０は、平面視で楕円状である。また、かしめ１０における曲率の最も大きい部位（大曲率部３１）において、凸部１２の側面１２ａの一部は、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置するか、または凹部１１の側面１１ａと位置が揃う。これにより、積層鉄心１の占積率をさらに向上させることができる。

【0107】

また、実施形態に係る積層鉄心１において、平面視において、凸部１２の側面１２ａの一部は、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置する。これにより、積層鉄心１の占積率をさらに向上させることができる。

【0108】

また、実施形態に係る積層鉄心１の製造方法は、かしめ形成工程（ステップＳ１０２）と、打ち抜き工程（ステップＳ１０３）と、積層体形成工程（ステップＳ１０４）と、を含む。かしめ形成工程（ステップＳ１０２）は、帯状の金属板（電磁鋼板ＭＳ）にかしめ１０を形成する。打ち抜き工程（ステップＳ１０３）は、金属板（電磁鋼板ＭＳ）を打ち抜いて、かしめ１０が形成された打抜部材Ｗを形成する。積層体形成工程（ステップＳ１０４）は、複数の打抜部材Ｗを積層するとともに、積層方向に隣接する打抜部材Ｗ同士をかしめ１０により結合させて積層体を形成する。また、かしめ形成工程（ステップＳ１０２）は、パンチ１５１によって金属板（電磁鋼板ＭＳ）の一方の表面に凹部１１を形成する。また、かしめ形成工程（ステップＳ１０２）は、窪み１４２が形成されたダイプレート１４１によって金属板（電磁鋼板ＭＳ）の他方の表面に凸部１２を形成する。また、平面視において、凸部１２の側面１２ａの一部は、凹部１１の側面１１ａよりも内側に位置するか、または凹部１１の側面１１ａと位置が揃う。これにより、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0109】

また、実施形態に係る金型装置（プレス加工装置１３０）は、積層体において積層方向に隣接する打抜部材Ｗ同士を結合するかしめ１０を帯状の金属板（電磁鋼板ＭＳ）に形成するかしめ形成部１３１を備える。かしめ形成部１３１は、パンチ１５１と、ダイプレート１４１と、を備える。ダイプレート１４１は、パンチ１５１に対向して配置される窪み１４２を有する。また、平面視において、窪み１４２の側面１４２ａの一部は、パンチ１５１の側面１５１ａよりも内側に位置するか、またはパンチ１５１の側面１５１ａと位置が揃う。これにより、積層鉄心１の占積率を向上させることができる。

【0110】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0111】

１ 積層鉄心
１０ かしめ
１１ 凹部
１１ａ 側面
１２ 凸部
１２ａ 側面
２１ 直線部
２２ コーナー部
３１ 大曲率部
１００ 製造装置
１３０ プレス加工装置（金型装置の一例）
１３１ かしめ形成部
１４０ 下型
１４１ ダイプレート
１４２ 窪み
１４２ａ 側面
１５０ 上型
１５１ パンチ
１５１ａ 側面
ＭＳ 電磁鋼板（金属板の一例）
Ｗ 打抜部材
Ｗａ、Ｗｂ 表面

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】