JP7154264B2 - コアエレメントの製造方法と製造装置 - Google Patents

Description

本願は、回転電機の分割積層コアに用いられるコアエレメントの製造方法と製造装置、および分割積層コアの製造方法に関するものである。

従来の回転電機用分割積層コアのコアエレメントの打抜き方法においては、電磁鋼板上に製品となる分割鉄心であるコアエレメントを互い違いに配置し、製品形状としての打抜きに使用しない鋼板上にパイロットピンなどを配置している。そうすることで、鋼板の順送り方向の位置決め精度を向上させ、製品打抜き寸法確保および材料の有効利用を図っている。また、パイロットピンにより、打抜き時の鋼板の位置決めを行っている。このような回転電機用分割積層コアのコアエレメントの打抜き方法として、例えば、特許文献１がある。

特開２０１６－２２６１４０号公報

特許文献１に開示されている回転電機の製造装置によれば、分割した固定子鉄心であるコアエレメントは帯状の電磁鋼板から金型で打ち抜かれて形成される。コアエレメントの形状は回転電機の外形側にあるバックヨーク部と内径側に向かって張り出したティース部とからなりたっている。その打抜き時のレイアウトはお互いに千鳥状に互いに向きを変えて、向き合わせた配置とすることが行われている。また、製品形状として使用しない鋼板上にパイロットピンなどを配置することで、鋼板の順送り方向の位置決め精度を向上させ、製品打ち抜きの寸法確保、および材料歩留りの向上を図っている。

通常、材料となる電磁鋼板はパイロットピンにより位置決めされ、一定量送られ、打抜かれる。ところが、パイロットピンによる位置決めだけでは鋼板の剛性が不足していると、鋼板に撚れまたはひずみが生じ、意図した送り量が確保できない、材料が傾いてしまう、などの問題が生じる。特に、パイロットピンは材料送り方向に直交する方向の鋼板の端部にのみ配置されるため、パイロットピンによる位置決めだけではプレスによる高速搬送、および高速打抜きができなくなる、といった課題が生じる。
また、材料歩留りを向上させるため、パイロットピンとコアエレメントの打抜き部が近くなりすぎると、コアエレメントの金型が破損するという問題が生じるため、材料歩留りを確保しつつ打抜き精度を確保することが課題となる。
また、複数の打抜き工程をかけて一つの製品形状を打抜いており、切りつなぎ部をカットするマッチングカット部が多く存在するため、パイロットピンによる位置決め寸法のバラつきによる影響が大きく、打抜き寸法の精度が悪化するという課題があった。

本願は、かかる課題を解決するためになされたものであって、圧延された帯状の電磁鋼板から複数の板状コアエレメントを精度良く打ち抜くことを可能とすると共に、材料歩留りを低下させることなく、高速打抜きを可能にすることを目的とするものである。

本願に係わる製造方法は、回転電機の分割積層コアに使用されるコアエレメントの製造方法であって、帯状の電磁鋼板の送り装置を有するプレス機構によって前記電磁鋼板から第一のコアエレメントを製品形状のまま打抜く第一の打抜き工程と、前記送り装置によって前記電磁鋼板を送る送り工程と、前記第一のコアエレメントの抜き跡形状を使用して前記コアエレメントの外形を有する製品形状パイロットにより位置決めし、前記プレス機構により第二のコアエレメントを製品形状のまま打抜く第二の打抜き工程と、を有することを特徴とするものである。

本願のコアエレメントの製造方法では、コアエレメントの製品形状をそのまま打抜くようにしたので、製品の寸法精度を高めることができる。また、製品形状の抜き跡をコアエレメント打抜きの位置決めに使用するようにしたので、材料歩留りを低下させることなく、高速打抜きを可能にすることができる。

実施の形態１に係わるコアエレメント及び分割積層コアを使用した回転電機を示す平面図である。 実施の形態１に係わるコアエレメントを示す平面図である。 実施の形態１に係わる分割積層コアを示す斜視図である。 実施の形態１に係わるコアエレメントの製造方法を説明する電磁鋼板の平面図である。 実施の形態１に係わるコアエレメントの製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係わるコアエレメントの製造装置を示す概略図である。 実施の形態１に係わるコアエレメントの製造装置を示す側面図である。 実施の形態１に係わるコアエレメントの製造装置を示す平面図である。 実施の形態１に係わるコアエレメントの製造方法を説明する電磁鋼板の平面図である。 実施の形態１に係わる製品形状パイロットを示す拡大図である。 実施の形態２に係わるコアエレメントの製造方法を説明する電磁鋼板の平面図である。 実施の形態３に係わるコアエレメントの製造方法を説明する電磁鋼板の平面図である。 実施の形態４に係わるコアエレメントの製造方法を説明する電磁鋼板の平面図である。 実施の形態５に係わるコアエレメントの製造方法を説明する電磁鋼板の平面図である。 実施の形態６に係わる電磁鋼板の特性を示す模式図である。 実施の形態６に係わる分割積層コアを示す断面図である。 実施の形態６に係わる分割積層コアを示す断面図である。

実施の形態１．
回転電機の分割積層コアに使用されるコアエレメントの製造方法およびその製造装置について説明する。図１は、実施の形態１に係わるコアエレメント及び分割積層コアを使用した回転電機を示す平面図である。図１において、回転電機１００は、フレーム１の内部に分割積層コア２を環状に連接した固定子コア３と、固定子コア３の内部に回転子４とを備えた構造を有している。図１では回転子４にマグネット５を設けた例で示したが、マグネットを含まない誘導モータの回転子であってもよい。

分割積層コア２は、外径側のバックヨーク部と、前記バックヨーク部から内径側に突出して磁極を形成するティース部からなり、電磁鋼板から打ち抜かれたコアエレメントを積層した積層鉄心である。固定子コア３は、分割積層コア２を回転電機１００の円周方向に環状に連接することによって形成され、圧入もしくは焼き嵌めによって円環状のフレーム１の内周に保持されている。

図２には、帯状の電磁鋼板から打抜かれたコアエレメント２０を、図３には、コアエレメント２０を積層し、溶接または接着、カシメにより積層方向にコアエレメント２０同士を固定し、ブロック状態とする分割積層コア２の例を示している。図２および図３において、バックヨーク部２１から内径方向へ突き出したティース部２２の形状を示す。バックヨーク部２１の外径側の中央には積層時にコアエレメント２０を揃えるためのあり溝部２３が設けられている。また、バックヨーク部２１には分割積層コア２を連結して円環状に組合わせるときの位置決めになるコア位置決め凸部２４ａとコア位置決め凹部２４ｂが設けられている。ティース部２２はコイルが巻かれるため、周方向に対して細く形成されている。コアエレメント２０はこのようにバックヨーク部２１は広く、ティース部２２はすぼめた扇形状を有している。

つぎに、コアエレメント２０の製造方法について説明する。図４はコアエレメントの製造方法の概念を電磁鋼板６の平面図で示したものである。また、製造工程の流れを図５のフローチャートに示す。具体的には、図６に示すプレス機構となるコアエレメントの製造装置５００によって行われる。コアエレメントの製造装置５００は、プレス装置３００と金型装置４００とから構成される。プレス装置３００は、ロール状に巻かれた帯状の電磁鋼板６をアンコイラ（図示せず）から送り装置３１０によって送り、金型装置４００によって電磁鋼板６を打抜くことによってコアエレメント２０を製造する。

図４では、本実施の形態として、コアエレメント２０の打抜き工程を６つに分け、各工程で２カ所、合計１２カ所で打抜く事例を示している。電磁鋼板６の順送り方向Ｄに第１の打抜き工程のステップＳ１０から第６の打抜き工程のステップＳ６０とスクラップカット工程のステップＳ７０と各工程間に電磁鋼板６を送る電磁鋼板送りのステップＳ１５からＳ５５を有している。

図５のフローチャートにより電磁鋼板６の動きに合わせた図４での打抜き工程の流れを説明する。送り装置３１０によって送り込まれた電磁鋼板６は、ステップＳ１０の第一の打抜き工程にて、抜き跡６１１および６１２のハッチングで示す２カ所が第一のコアエレメント２０として打抜かれる。打抜き方向は、バックヨーク部２１を送り方向Ｄの上流側とし、ティース部２２は送り側Ｄの下流側とする。打ち抜かれた後、電磁鋼板６は１ピッチ分の長さＰだけ送られる。１ピッチの長さＰは、製品であるコアエレメント２０の送り方向の製品寸法Ｗと、抜き跡の送り方向の間隔となるさん幅Ｘを合計した値となる。つぎにステップＳ１５にてアイドル送りとしてさらに１ピッチ分の長さＰだけ電磁鋼板６が送られる。

ステップＳ２０は第二の打抜き工程として、先に第一の打抜き工程で打抜かれた抜き跡６１１および６１２が送られてきた抜き跡形状を使用して、抜き跡６１１には製品形状パイロット７１ａ、７１ｂを使用し、抜き跡６１２には製品形状パイロット７２ａ、７２ｂを使用して位置決めを行う。位置決めされた状態で、抜き跡６２１および６２２のハッチングで示す２カ所が第二のコアエレメント２０として打抜かれる。打抜き方向は、ステップＳ１０と同様にバックヨーク部２１を送り方向Ｄの上流側とする。打ち抜かれた後、電磁鋼板６は１ピッチ分の長さＰだけ送られる。ステップＳ２５にてアイドル送りとしてさらに１ピッチ分の長さＰだけ電磁鋼板６が送られる。

以降の工程であるステップＳ３０、Ｓ３５、Ｓ４０、Ｓ４５、およびＳ５５は、ステップＳ２０およびステップＳ２５と同じ動作の繰返しとなるので、詳細説明は省略する。ステップＳ３０では抜き跡６３１および６３２のハッチングで示す２カ所が第三のコアエレメント２０として打抜かれる。ただし、抜き跡６３１および６３２が示すように、コアエレメント２０の打抜き方向はステップＳ１０およびステップＳ２０とは逆方向であり、バックヨーク部２１を送り方向Ｄの下流に向けた方向とする。ステップＳ４０では抜き跡６４１および６４２のハッチングで示す２カ所が第四のコアエレメント２０として打抜かれる。打抜き方向はステップＳ３０と同じとなる。ステップＳ５０では抜き跡６５１および６５２のハッチングで示す２カ所が第五のコアエレメント２０として打抜かれる。打抜き方向はステップＳ１０と同じである。

つぎに、ステップＳ６０で抜き跡６６１および６６２のハッチングで示す２カ所が第六のコアエレメント２０として打抜かれる。打抜き方向はステップＳ１０と同じである。打抜かれた後、電磁鋼板６は１ピッチ分の長さＰだけ送られる。以上のようにして、電磁鋼板６の幅方向にコアエレメント２０の打抜き後の抜き跡形状が互い違いの方向に並んだ状態で、幅方向のさん幅Ｙだけを残してすべて打抜かれた状態となる。最後のステップＳ７０で、これらのさん部をスクラップカット工程でカット部８に示す領域でスクラップカットされる。

以上のように一連のステップでコアエレメント２０は金型によって第一から第六までの各打抜き工程で２個ずつの製品形状のまま打抜かれるので、プレス機構による１回の打抜きで、１２個ずつの製品が打抜かれる。これらの工程は、プレス機構となる製造装置５００の内部で同時並行して行われるので、電磁鋼板６が１ピッチ送られるごとに１２個ずつのコアエレメント２０を同時に製造することができる。

電磁鋼板６の送りピッチＰは、製品寸法Ｗ＋さん幅Ｘとし、複数個のコアエレメント２０を平行に配置もしくは互い違いに配置することにより、材料の有効利用を図っている。また、コアエレメント２０の打抜きは、一度の打抜きで製品形状を構成する総抜きとしており、せん断加工方向が一様となり、マッチングカットが不要となるため、製品打抜き寸法精度の向上が可能である。また、金型構成をシンプル化でき、製品寸法の精度向上、および金型費低減などの生産性向上の効果がある。なお、各打抜き工程で２カ所以上の複数個所を打抜くように構成することも可能であり、より生産性の向上を図ることができる。

つぎに、図７を用いてコアエレメント２０の製造装置５００について説明する。図７はプレス装置３００（図示しないがアンコイラを含む）と金型装置４００を使用したコアエレメントの製造装置５００の側面図を示している。金型装置４００はガイドポスト３２０によってプレス装置３００に支えられている。また、金型装置４００は、第一の打抜き工程のステップＳ１０を行う第一の打抜き部４１０、第二の打抜き工程のステップＳ２０を行う第二の打抜き部４２０を含む。また、第三の打抜き工程のステップＳ３０を行う第三の打抜き部４３０から第六の打抜き工程のステップＳ６０を行う第六の打抜き部４６０までの各打抜き部を備えている。さらに、最終的にスクラップカット工程のステップＳ７０にてスクラップカットを行うスクラップカット部４７０を備えている。

コアエレメント２０を打抜く第一の打抜き部４１０から第六の打抜き部４６０には、それぞれにパンチ金型４０１ａとダイ金型４０１ｂが設けられており、各工程で打抜かれたコアエレメント２０は、コアエレメント排出部３３０に排出される。また、第二の打抜き部４２０から第六の打抜き部４６０には、打抜き時の位置決め用の製品形状パイロット４０２が配置されている。コアエレメント２０を打抜く金型４０１は、上型であるパンチ金型４０１ａと、下型であるダイ金型４０１ｂを有しており、各打ち抜き部の打ち抜き領域を構成する２カ所にそれぞれ配置されている。また、金型装置４００には、打抜かれたコアエレメント２０を金型４０１からはがすためのストリッパプレート４０４を備えている。ここで、製品形状パイロット４０２は、実際には図４に示すように第二の打抜き部４２０で使用される製品形状パイロットは、コアエレメント２０の抜き跡６２１、６２２のバックヨーク部と前記ティース部のそれぞれの抜き跡形状に対応して４つに分割して配置されている。また、第三の打抜き部４３０から第六の打抜き部４６０においても、同様に、製品形状パイロットは４つずつ配置されている。以降、金型装置４００の部品として扱うときは製品形状パイロット４０２と総称するものとし、電磁鋼板６の上での位置決めに使用する場合は製品形状パイロット７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂとして個別の符号で示すものとする。

つぎに図７による製造装置５００の動きを説明する。まず、送り装置３１０にて順送りに帯状の電磁鋼板６を金型装置４００内に送る。第一の打抜き部４１０では、第一の金型４０１（パンチ金型４０１ａ、ダイ金型４０１ｂ）で第一のコアエレメント２０を打抜くという第一の打抜き工程のステップＳ１０が行われる。これにより、抜き跡６１１、６１２が形成される。第二の打抜き部４２０では、先抜きされた抜き跡に配置した製品形状パイロット４０２を使用して位置決めし、第二の金型４０１（パンチ金型４０１ａ、ダイ金型４０１ｂ）で第二のコアエレメント２０を打抜くという第二の打抜き工程のステップＳ２０が行われる。第三の打抜き部４３０から第六の打抜き部４６０では、第二の打抜き部４２０の同じ動作によって製品形状パイロット４０２による位置決めと金型４０１による打抜きが、第三の打抜き工程のステップＳ３０から第六の打抜き工程のステップＳ６０として行われる。また、スクラップカット部４７０では、第六の打抜き工程のステップＳ６０までに打抜かれた電磁鋼板６のスクラップをカットするというスクラップカット工程のステップＳ７０が行われる。

本実施の形態では、第一の打抜き部４１０から第六の打抜き部４６０で同時に２カ所ずつを打ち抜くよう金型４０１を配置しているので、一度のプレス装置３００の打抜き動作によって同時に１２カ所でコアエレメント２０が生成される。また、本実施の形態ではコアエレメント２０の各打抜き部の打抜き個数を２つ、打抜き部の数を６つの構成としたが、前工程で先抜きされたコアエレメント２０の抜き跡を位置決めに使用することにより、打抜き個数および打抜き部の数を増やした場合でも同様な動作を行うように構成することが可能である。

また、製品形状パイロット４０２を使用することによって、抜き荷重の均等化が可能となり、金型４０１の傾きが抑制され、パンチ金型４０１ａとダイ金型４０１ｂとのクリアランスが安定化するため、打ち抜き精度が向上する。 また、送り時の位置決めギャップ分のずれが生じないため、製品形状の精度が向上する効果を有する。
また、打抜かれる打抜き形状、および金型４０１の構成が各打ち抜き部で同じため、プレス荷重に偏りが生じにくい。特に、０．３ｍｍ以下の薄板材を使用する場合は、クリアランスの許容寸法が狭くなる（板厚の６％で０．０１８ｍｍ）ため、このようなプレス荷重の均等化が有効となる。金型による安定した打抜きと、製品形状の精度向上の効果を有する。

図８には、製造装置５００の平面図を示している。金型装置４００の第一の打抜き部４１０から第六の打抜き部４６０で打抜かれたコアエレメント２０は、それぞれの抜打ち部ごとに積層されコアエレメント排出部３３０に排出される。排出されたコアエレメント２０はベルトコンベアなどの搬送装置によって収集される。

図４および図９Ａに示す帯状の電磁鋼板６の上に、多数個のコアエレメント２０の抜き跡が配置されており、パンチ金型４０１ａ、ダイ金型４０１ｂで打抜く領域は、送り方向Ｄと直交方向に配置された製品形状パイロット７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂによって、少なくとも１カ所以上挟まれた配置としている。第二の打抜き工程のステップＳ２０で打抜かれる第二のコアエレメント２０の抜き跡６２２は、第一のコアエレメント２０の抜き跡６１１による製品形状パイロット７１ａ、７１ｂと、抜き跡６１２による製品形状パイロット７２ａ、７２ｂと、に挟まれる範囲ＳＰａの間に設けられている。その結果、順送り時の電磁鋼板６のさん幅Ｘを安定化させることが可能となり、打抜きの高速化が安定化する効果がある。

図９Ａにて電磁鋼板６を位置決めする製品形状パイロット４０２の詳細および構成を説明する。コアエレメント２０を打ち抜いた抜き跡は、丸穴形状でないため一般的なパイロットピンのみでは、位置決めすることができない。そこで、本実施の形態では、製品形状の打抜き領域内に、バックヨーク部２１、ティース部２２のそれぞれに製品形状の一部と同形状の製品形状パイロット４０２を分割して配置し、抜き跡６１１には製品形状パイロット７１ａ、７１ｂを使用して位置決めをする。図９Ｂにこの抜き跡６１１に配置された製品形状パイロット７１ａ、７１ｂの拡大図を示す。抜き跡６１１はコアエレメント２０のパンチ金型４０１ａとダイ金型４０１ｂによって製品形状に打抜かれたものであり、その切り口はせん断加工面としての性質を有する。せん断加工面は、パンチ金型４０１ａの外形形状および寸法をそのままに保っており、このせん断面を利用することによって、精度の高い位置決めが可能となる。図９Ｂに示すように、製品形状パイロット７１ａは、せん断加工面７１ａａ、７１ａｂ、７１ａｃの３面を使って位置決めを行う。また、製品形状パイロット７１ｂは、せん断加工面７１ｂａ、７１ｂｂ、７１ｂｃの３面を使って位置決めを行う。
抜き跡６１２についても、製品形状パイロット７２ａ、７２ｂを使用して同様に位置決めを行う。このように抜き跡形状の４カ所を使用することができる。打抜き跡のせん断加工面の３面以上を使用すれば電磁鋼板６の位置決めが可能であるため、本実施の形態では３面×４カ所の合計１２面のせん断加工面を使った位置決めができ、より精度の高い位置決めが可能となる。

また、バックヨーク部２１の外径側のあり溝部２３をバックヨーク部２１側の製品形状パイロット７１ａ、７２ａの形状として利用することにより、鋼板の位置決め精度を向上させる効果がある。これにより、さん幅Ｘの低減およびプレス高速打抜きが可能となる。また、製品形状パイロット４０２の形状は、製品形状に合わせて構成できるため、必要最小限の形状、寸法の構成も可能となり、製品形状パイロット４０２の設計時の自由度も向上する。また、コアエレメント２０の製品打抜き領域かつ製品形状を利用することにより、パイロットピンなどのパイロット穴の抜き工程が不要となり、送りさん以外のスクラップが不要となる。また、金型部品点数の削減および金型サイズの抑制が可能となるといった効果がある。その結果、製品打抜き寸法精度の確保、プレスによる高速打抜き、コイル材巾の大幅な縮小により材料歩留り向上が可能となる。

以上のように実施の形態１係わるコアエレメントの製造方法は、帯状の電磁鋼板６の送り装置３１０を有するプレス機構である製造装置５００によって電磁鋼板６から第一のコアエレメント２０を製品形状のまま打抜く第一の打抜き工程のステップＳ１０と、電磁鋼板６を送り装置３１０によって送る送り工程と、コアエレメント２０の外形に合わせた製品形状パイロット４０２により第一のコアエレメント２０の抜き跡形状を使用して位置決めし、プレス機構である製造装置５００によって第二のコアエレメント２０を製品形状のまま打抜く第二の打抜き工程のステップＳ２０と、を行うようにしたものである。

このようなコアエレメント２０の製造方法によれば、コアエレメント２０の製品形状をそのまま打抜くようにしたので、製品の寸法精度を高めることができる。また、製品形状の抜き跡をコアエレメント２０の打抜きの位置決めに使用するようにしたので、製品以外の余分なスクラップおよび金型を必要とせず、材料歩留りを低下させることなく、高速打抜きを可能にすることができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１の一部変形例であり、その変更点について説明する。図１０に実施の形態２による電磁鋼板６の平面図を示す。実施の形態１では製品形状パイロット７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂのみで、送り方向の位置決めを行っているが、本実施の形態では、パイロットピン７１ｃを組合わせた構成について説明する。周方向に分割されたコアエレメントには、周方向および径方向に円環整列する際に使用する凹凸部であるコア位置決め凸部２４ａとコア位置決め凹部２４ｂが設けられていることが多い。そのため、位置決め精度を確保し、金型装置を簡易化する手段として、コアエレメントの打抜き領域のコア位置決め凹部２４ｂにパイロットピン７１ｃを配置し、製品形状パイロット７２ａ、７２ｂとパイロットピン７１ｃを組合わせることで第二のコアエレメント２０を打抜く電磁鋼板６の位置決めに使用できる。

これにより金型装置４００の構成方法を増やすことができ、金型レイアウトの自由度が増加する。また、後工程の打抜き工程になるほど、電磁鋼板６がさん幅Ｘのみとなり剛性が低下するので、パイロットピン７１ｃと製品形状パイロット７２ａ、７２ｂを組合わせることより、電磁鋼板６の位置決め精度の確保と、金型装置４００の簡素化が可能となる。また、金型構成を簡素化することにより、高速打抜きが可能となる。

また、この場合も、第二の打抜き工程のステップＳ２０で打抜かれる第二のコアエレメント２０の抜き跡６２２は、第一のコアエレメント２０の抜き跡６１２による製品形状パイロット７２ａ、７２ｂと、抜き跡６１１のコア位置決め凹部２４ｂによるパイロットピン７１ｃと、に挟まれる範囲ＳＰｂの間に設けられることが打抜きの安定化のために有効である。また、パイロットピン７１ｃは送り方向に製品形状パイロット７２ａとの送り方向Ｄの位置間隔ＳＰｃと、製品形状パイロット７２ｂとの送り方向Ｄの位置間隔ＳＰｄを有し、３カ所での安定した位置決めが可能となる。

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１の別の一部変形例であり、その変更点について説明する。図１１に実施の形態３による電磁鋼板６の平面図を示す。本実施の形態では、最初の打抜き工程である第一の打抜き工程のステップＳ１０と同時に、鋼板送り方向Ｄと直交方向かつ両端の２カ所にパイロットピン用のパイロット穴６１３、６１４を打抜いている。鋼板の両端は、製品として使用しない無効領域とするため、材料歩留りを低下させずにパイロット穴を配置することができる。また、図１１には、両端以外のパイロットは、実施の形態１と同じ製品形状パイロット４０２で構成されている。また、両端パイロットピン７１ｄ、７２ｄの中心軸は、製品形状パイロット７１ａ、７２ａの中心軸、および製品形状パイロット７１ｂ、７２ｂの中心位置と、それぞれ送り方向Ｄに位置間隔ＳＰｅおよびＳＰｆだけずれた位置に配置されている。その結果、実施の形態１での製品形状パイロット７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂの位置決めに加えて、本実施の形態の両端パイロットピン７１ｄ、７２ｄによる位置決めが利用できる。そのため、位置決め精度が更に向上し、さん幅Ｘを安定させることが可能となる。これにより打抜き精度の向上、高速プレスによる打ち抜きが可能となる。

実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態２と実施の形態３を組合わせたものである。図１２は実施の形態４による電磁鋼板６の平面図を示す。本実施の形態では、製品形状パイロット４０２と製品形状の径方向位置決め部であるコア位置決め凹部２４ｂを利用したパイロットピン７１ｃ、および電磁鋼板６の両端に設置されたパイロットピン７１ｄ、７２ｄを用いている。この時、電磁鋼板６の両端のパイロットピン７１ｄ、７２ｄの中心軸は、コア位置決め凹部２４ｂを利用したパイロットピン７１ｃと、送り方向Ｄに位置間隔ＳＰｇだけずれた位置に配置されている。その結果、実施の形態２による製品形状パイロット７２ａ、７２ｂとパイロットピン７１ｃを組合わせた位置決めに加え、実施の形態３による両端パイロットピン７１ｄ、７２ｄによる位置決めが利用できる。そのため、帯状電磁鋼板の材料巾が増加した場合でも、コイル材の位置決め精度が更に向上し、さん幅Ｘを安定させることができる。結果として打ち抜き時のずれおよび振動を抑制することができ、高精度の打抜き寸法を可能とする。また、プレスによる超高速化が可能となり、生産性が向上する。

実施の形態５．
実施の形態５は、実施の形態１の他の一部変形例であり、その変更点について説明する。図１３は本実施の形態による電磁鋼板６の平面図を示すものである。図１３の電磁鋼板６の上では、実施の形態１とコアエレメント２０の打抜き方向が異なる。すなわち、コアエレメント２０の抜き跡６１１ａ、６１２ａ、６２１ａ、６２２ａの向きが、電磁鋼板６の送り方向Ｄに直交する方向にバックヨーク部２１またはティース部２２が向いた並びとなっている。また、製品形状パイロット７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂも抜き跡形状に合わせた位置に配置されている。図１３では、電磁鋼板６の送り方向に、４列にコアエレメントの抜き跡形状が互い違いになるように並べられている。打抜き工程はステップＳ１０ａ、Ｓ２０ａ、Ｓ３０ａ、Ｓ４０ａの４つになり、コアエレメント２０の形状によって電磁鋼板６の送りピッチＰａを小さくすることが可能となる。図４および図９の場合と比較すると、さん幅Ｘａがさん幅Ｘと同じとしても、ピッチＰａについてはピッチＰよりもかなり小さくできることが分かる。また、電磁鋼板６の幅を広げ４列より多くの多数列のコアエレメント２０を配置した場合でも、同様な製造方法が可能である。

本実施の形態では、順送り方向のピッチＰａが小さくなるため、金型全長の低減でき、さらに高速なプレス打抜きが可能である。また、金型装置４００の小型化により、プレス装置３００および製造装置５００のサイズが低減できるといった効果も有する。また、製品形状パイロット７３ａ、７３ｂ、７４ａ、７４ｂのみの構成とすれば、実施の形態１と同じくパイロットピンが不要となり、材料歩留り向上が可能となる。

実施の形態６．
実施の形態６は、コアエレメント２０を積層した分割積層コアの製造方法を示すものである。図１４は、電磁鋼板６の特性として板厚偏差を説明するための模式図である。図１４に示すように電磁鋼板６の送り方向Ｄと直交する幅方向の断面ＣＣは、中央部の厚みが少し厚くなったかまぼこ状の形状を有している。図では誇張して示しているので、実際には数十ミクロン以内の差である。図１４に示した例では、コアエレメント２０は、電磁鋼板６の送り方向Ｄの方向に直交した６列に並んで打抜かれている。そのため、この列ごとにコアエレメント２０の厚みに差が出る。例えば、電磁鋼板６の端から打抜かれたコアエレメント２０ａ、中央の列で打抜かれたコアエレメントを２０ｂとする。

図１５Ａに示すように、同じコアエレメント２０ａだけを集めて積層させた分割積層コア２の厚みの偏差は、コアエレメント２０ａ積層枚数だけ増幅される。そのため、分割積層コア２の全体での寸法が、他の部位、例えばコアエレメント２０ｂだけを積層した分割積層コアとの間で差が出る。また、積層段階で分割積層コアが傾くといった問題が発生する。

そのような問題を解決するため、本実施の形態で示す分割積層コア２は打抜かれたコアエレメント２０の部位を打抜き列で管理し、コアエレメント２０を積層する段階で、複数の列を組合わせて積層することによって、誤差を減らす。図１５Ｂにその例を示す。図１５Ｂでは、板厚の薄いコアエレメント２０ａと板厚の厚いコアエレメント２０ｂとを組合わせることで、積層後の板厚偏差影響を少なくすることが可能となる。

また、図４に示した打抜き位置について注目すると、第一の打抜き工程から第六の打抜き工程まで各工程でのコアエレメント２０の抜き跡が、各２カ所、電磁鋼板６の厚板偏差を減らすように組合わされている。したがって、各工程で抜き出されたコアエレメント排出部３３０を打抜き工程別に管理して組合わせることで、板厚偏差影響を少なくし、寸法誤差を減らすことが可能である。

以上のように、電磁鋼板６から送り方向Ｄに並んだ複数の列に打抜かれたコアエレメント２０を列ごとに管理し、２つ以上の異なる列のコアエレメント２０を、電磁鋼板６の幅方向の板厚偏差による寸法誤差を減らす組合せで積層する。そうすることで、分割積層コア２は、積層後の板厚偏差の影響を少なくし、寸法誤差を減らすことが可能となる。また、これによって分割積層コア２を円環状に組上げた時の固定子コア３の寸法精度を確保することができるため、生産性が向上する。

なお、実施の形態１から５では、コアエレメント２０を打抜く工程のみの製造方法を示したが、積層間を固定するカシメ形成部を打抜き工程の前後に配置してもよい。
また、上記説明の各実施の形態においては、固定子コア３用のコアエレメント２０に適用した例について説明したが、例えば、回転子４側にコイルが巻回される回転電機１００において、その回転子４を構成するバックヨーク部とティース部を有した分割積層コアおよびその製造方法、製造装置に適用することも可能である。

本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組合わせる場合が含まれるものとする。

１ フレーム、２ 分割積層コア、２０，２０ａ，２０ｂ コアエレメント、２１ バックヨーク部、２２ ティース部、２３ あり溝部、３ 固定子コア、４ 回転子、５ マグネット、６ 電磁鋼板、６１１，６１１ａ，６１２，６１２ａ，６２１，６２１ａ，６２２，６２２ａ，６３１，６３２，６４１，６４２，６５１，６５２，６６１，６６２ 抜き跡、６１３，６１４ パイロット穴、７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ 製品形状パイロット、７１ｃ，７１ｄ，７２ｄ パイロットピン、７１ａａ，７１ａｂ，７１ａｃ，７１ｂａ，７１ｂｂ，７１ｂｃ せん断加工面、８ カット部、１００ 回転電機、３００ プレス装置、３１０ 送り装置、３２０ ガイドポスト、３３０ コアエレメント排出部、４００ 金型装置、４０１ 金型、４０１ａ パンチ金型、４０１ｂ ダイ金型、４０２ 製品形状パイロット、４０４ ストリッパプレート、４１０ 第一の打抜き部、４２０ 第二の打抜き部、４３０ 第三の打抜き部、４４０ 第四の打抜き部、４５０ 第五の打抜き部、４６０ 第六の打抜き部、４７０ スクラップカット部、５００ 製造装置（プレス機構）。

Claims (18)

1. 回転電機の分割積層コアに使用されるコアエレメントの製造方法であって、
   帯状の電磁鋼板の送り装置を有するプレス機構によって前記電磁鋼板から第一のコアエレメントを製品形状のまま打抜く第一の打抜き工程と、
   前記送り装置によって前記電磁鋼板を送る送り工程と、
   前記第一のコアエレメントの抜き跡形状を使用して前記コアエレメントの外形を有する製品形状パイロットにより位置決めし、
   前記プレス機構により第二のコアエレメントを製品形状のまま打抜く第二の打抜き工程と、
   を有することを特徴とするコアエレメントの製造方法。
2. 前記第二の打抜き工程で使用される前記製品形状パイロットは、前記第一のコアエレメントの前記抜き跡形状の３面以上を使用して位置決めを行うことを特徴とする請求項１に記載のコアエレメントの製造方法。
3. 前記第一のコアエレメントおよび前記第二のコアエレメントは、１回の打抜き工程で複数個打抜かれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコアエレメントの製造方法。
4. 前記第二の打抜き工程で打抜かれる前記第二のコアエレメントの少なくとも１つは２つ以上の前記第一のコアエレメントの抜き跡形状による前記製品形状パイロットに挟まれる位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のコアエレメントの製造方法。
5. 前記第二の打抜き工程より後に、前記電磁鋼板を順送りする送り工程と、前回の打抜き工程で打抜かれたコアエレメントの抜き跡形状を前記製品形状パイロットによる位置決めに使用することによって、順次新しいコアエレメントを打抜く打抜き工程と、を複数回繰り返すことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコアエレメントの製造方法。
6. 前記コアエレメントは、前記回転電機の外径側に接するバックヨーク部と、前記バックヨーク部から前記回転電機の内径側に突出したティース部とからなる扇形状であり、
   前記第二の打抜き工程で使用される前記製品形状パイロットは、前記第一のコアエレメントの抜き跡の前記バックヨーク部と前記ティース部のそれぞれの抜き跡形状に対応して分割配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のコアエレメントの製造方法。
7. 前記第二の打抜き工程より後に、前記電磁鋼板を順送りする送り工程と、前回の打抜き工程で打抜かれたコアエレメントの抜き跡形状を前記製品形状パイロットとして使用することによって、順次新しいコアエレメントを打抜く打抜き工程と、を複数回繰り返し、前記コアエレメントの打抜き後の形状が前記バックヨーク部と前記ティース部とで互い違いになる方向に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のコアエレメントの製造方法。
8. 前記第一の打抜き工程では、第一のコアエレメントを打抜くとともに、前記電磁鋼板の幅方向の両端にパイロットピン用のパイロット穴を打抜くことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のコアエレメントの製造方法。
9. 前記パイロット穴は、前記第二の打抜き工程で前記製品形状パイロットの位置決めに使用される前記第一のコアエレメントの抜き跡形状の中心位置から、前記電磁鋼板の送り方向にずれた位置に設けられ、前記第二の打抜き工程でパイロットピンによる位置決めに使用されることを特徴とする請求項８に記載のコアエレメントの製造方法。
10. 回転電機の分割積層コアに使用されるコアエレメントの製造装置であって、
    帯状の電磁鋼板の送り装置を有するプレス装置と、
    前記電磁鋼板の送り方向に第一の打抜き部及び第二の打抜き部から始まる複数の打抜き部を設けた金型装置とを備え、
    前記第一の打抜き部には、前記電磁鋼板から第一のコアエレメントを打抜くための第一の金型が配置され、
    前記第二の打抜き部には、前記コアエレメントの外形に合わせた位置決め用の製品形状パイロットと、第二のコアエレメントを打抜くための第二の金型とが配置されていることを特徴とするコアエレメントの製造装置。
11. 前記第二の打抜き部で使用される前記製品形状パイロットは、前記第一のコアエレメントの抜き跡形状の３面以上に接する位置に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のコアエレメントの製造装置。
12. 前記打抜き部で使用される金型は、前記打抜き部ごとに複数個配置されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のコアエレメントの製造装置。
13. 前記第二の打抜き部で打抜かれる前記第二のコアエレメントの金型の少なくとも１つは、２つ以上の前記製品形状パイロットに挟まれる位置に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載のコアエレメントの製造装置。
14. 前記金型装置に設けられた前記複数の打抜き部のうち第三の打抜き部以降の打抜き部では、前の打抜き部で打抜かれた前記コアエレメントの抜き跡形状に対応した前記製品形状パイロットと、当該打抜き部における前記コアエレメントの前記金型とが配置されていることを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載のコアエレメントの製造装置。
15. 前記コアエレメントは、前記回転電機の外径側に接するバックヨーク部と、前記バックヨーク部から前記回転電機の内径側に突出したティース部とからなる扇形状であり、
    前記コアエレメントの外形に合わせた前記製品形状パイロットは、前記バックヨーク部と前記ティース部のそれぞれの形状に対応して分割されていることを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１項に記載のコアエレメントの製造装置。
16. 前記コアエレメントの打抜き後の形状が前記バックヨーク部と前記ティース部とで互い違いになる方向に前記金型が配置されていることを特徴とする請求項１５に記載のコアエレメントの製造装置。
17. 前記第一の打抜き部には、前記電磁鋼板の幅方向の両端にパイロット穴を打抜くための金型を配置し、前記第二の打抜き部には、前記パイロット穴に対応するパイロットピンを配置したことを特徴とする請求項１０から請求項１６のいずれか１項に記載のコアエレメントの製造装置。
18. 前記パイロット穴は、前記第二の打抜き部で前記製品形状パイロットの位置決めに使用される前記第一のコアエレメントの抜き跡形状の中心位置から、前記電磁鋼板の送り方向にずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項１７に記載のコアエレメントの製造装置。

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