JPH0465728B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は電気機器の積層鉄心等として用いられ
る金属板積層体に関するものであり、より詳しく
は金属薄板を積層かしめするためのかしめ用打出
し突起の形状の改良に関するものである。

「従来の技術」 従来、積層鉄心等の金属板積層体の結束構造と
してリベツト締めや溶接等の方法のほか、特公昭
58−41131号公報に開示された板材の接合方法が
ある。

この板材の接合方法は、各接合板材に突出部の
外径寸法が凹陥部の内径寸法より幾分小さくなる
ように押出すと共に突出部と同軸をなす貫通孔を
打抜き、次で一方の被接合板材の突出部を他方の
被接合板材の凹陥部内に嵌入するように重合せ、
前記貫通孔内にその孔径より大きい径をもつたポ
ンチを圧入することにより前記突出部を外径方向
に拡張させ、突出部の外周面と被接合板材の凹陥
部の内周壁面とを圧着させ、同時に板材同士の位
置決めを行うことができるものである。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、この板材の接合方法による接合
構造の有効接触面は、１本の閉曲線からなる突出
部の円形外周の全体であり、結合力が十分でない
という問題点があつた。

また、長尺の金属薄板を巻回して作られた巻取
り型の積層鉄心においては、打出し突起が成形さ
れた後に鉄心状に巻取られるために金属薄板が塑
性変形し、隣接する金属薄板における打出し突起
の正確な位置決めが困難で、巻取り後に位置決め
ピンを挿入して打出し突起の位置ずれを矯正する
ものの、部分的にはずれたままの状態において全
体を一度に圧入していた。位置ずれの部分では、
突起および凹部における縁と縁が接触して変形
し、第１７図に図示するように、突起と凹部との
間に間隙７２が生じ、ただでさえ小さい接触面積
を減少すると共に圧入時の接触面圧を大きく低下
して隣接する金属薄板間の結合力が著しく低下す
る。そして、間隙が生じた状態で結合された圧入
部と間隙が生じることなく結合さた圧入部とでは
結合力に著しい差があり、安定した強度が得られ
ないという問題点があつた。

上記従来方法では、同軸をなす貫通孔内にその
孔径より大きい径をもつたポンチを圧入すること
により、接合時に突出部と凹陥部とを正確に嵌入
し板材同士の位置決めを行うことができるが、上
記した巻取り型の積層鉄心の製造に適用する場合
には、積層鉄心を軸方向に貫く長大のポンチ及び
該ポンチと貫通孔との位置合せ機構が必要となつ
て、製造コストが割高となるという問題点があ
る。

本発明は上記問題点に鑑み、従来の結束構造よ
りも大きな結合力を呈し、かつ打出し突起間の位
置ずれによる結合力の低下が少なく、安定した強
度が得られる金属板積層体の結束構造を安価に提
供することを目的とするものである。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するための具体的手段として、 外側閉曲線と内側閉曲線に囲まれた任意の平面
形状を打出し成形することにより上面に環状凹部
を、下面に前記環状凹部の幅より僅かに大きな幅
の環状突起を形成した金属板を積層し、前記環状
凹部に前記環状突起を圧入することにより隣接す
る金属板相互を嵌着したことを特徴とする金属板
積層体が提供される。

「作用」 上記構成によれば、外側閉曲線と内側閉曲線に
囲まれた部分を打出し成形すると、環状突起が金
属板の下面に突出し、該環状突起の幅は環状凹部
の幅より僅かに大きくしてあるので、環状突起を
隣接する金属板の環状凹部に圧入すれば、外側閉
曲線に沿つて形成される環状突起の外周面と環状
凹部の外側内周面、並びに内側閉曲線に沿つて形
成される環状突起の内周面と環状凹部の内側内周
面が相互に圧接し合い、これら外周面と内周面と
が共に有効接触面となつて隣接する金属板が嵌着
される。

「実施例」 以下に本発明の実施例を図面に従つて詳述す
る。第１図ないし第７図に本発明の第１実施例を
示す。回転電機の固定鉄心２０は環状の金属単板
２１，２１……を多数枚、積層して構成され、各
金属単板２１には６個の突起部分２２，２２……
が形成されている。この突起部分２２は第１図と
第２図に拡大図示するように、外側閉曲線及び内
側閉曲線として、大小２つの同心円２３と２４に
よつて囲まれた環形状部２５を打出し成形したも
のであり、金属単板２１の上面には環状凹部２６
が形成され、金属単板２１の下面には環状突起２
７が形成されている。所定形状のパンチとダイを
使つて環形状部２５を打出し成形すると、環状突
起２７が金属単板２１の下面に突出する。その
際、環状突起２７の外周円の直径D₁は環状凹部
２６の外周円の直径D₂より僅かに大きく、また
環状凹部２６の内周円の直径D₃は環状突起２７
の内周円の直径D₄よりも僅かに大きくする。

上記構造の環状打出し突起部分２２を有する金
属単板２１を積層、加圧し第５図に示すように環
状突起２７を環状凹部２６に圧入すると、図中、
矢印で示すように環状突起２７の外周面は隣接す
る金属単板２１における環状凹部２６の外周面か
ら半径方向に作用する力を受けてその径が縮小
し、一方、環状突起２７の内周面は隣接する金属
単板２１における環状凹部２６の内周面から半径
方向に作用する力を受けてその径が拡大する。こ
のように環状突起２７は内外両面から圧力が作用
するので環状突起２７と環状凹部２６間には大き
な接触面圧が発生するほか、環状突起２７と環状
凹部２６の内外両面が有効接触面となるので両者
間の有効接触面積が大きくなる。また、隣接する
金属単板２１の環状突起部分２２の位置が僅かに
ずれ、そのため圧入時に環状突起２７の外周部お
よび内周部と環状凹部２６の外周部および内周部
との間に間隙が生じても、上述したように環状突
起２７は内外両面に互いに逆方向の圧力が作用
し、環状凹部６によつて挾持されるので、環状突
起２７と環状凹部２６間の接触面圧の低下が少な
い。また第６図と第７図に示す回転電機の鉄心２
８は、金属単板２１に代えて、長尺の金属薄板２
９を巻回して作られた巻取り型積層鉄心である。
この種の積層鉄心２８では巻取りによる金属薄板
２９の伸びや歪等のため打出し突起部分２２の正
確な位置決めが困難であり、従来構造の打出し突
起では充分な結合力を保持することができなかつ
たが、上述した環状打出し突起部分２２を形成す
ることにより強固な結束が可能となる。特に、実
施例に挙げた回転電機の積層鉄心２０，２８にあ
つては、環状打出し突起部分２２の１個あたりの
結合力が大きいため環状打出し突起部分２２の数
が少なくて済み、積層鉄心の磁気特性の低下を迎
えることができる。

第８図ないし第１２図に示す本発明の第２実施
例では、回転電機の鉄心６０は、長尺の金属薄板
６１を巻回して作られた巻取り型の積層鉄心であ
る。積層鉄心６０は、スロツト部６２を打抜き、
突起部分６３を打出し成形した後に巻回し、スロ
ツト部６２に図示しない位置決めピンを挿入して
積層された金属薄板６１における突起部分６３の
位置のずれを矯正し、積層鉄心６０の１台分の圧
入を一度に行つて形成される。この積層鉄心６０
には１周当たりに８個の突起部分６３，６３……
が配設されている。この突起部分６３は、第９図
と第１０図とに拡大図示するように、大小２つの
同心円からなる外側閉曲線６４および内側閉曲線
６５によつて囲まれた環形状部６６を打出し成形
すると共に、内側閉曲線６５によつて囲まれた内
周の中実部６７を、環形状部６６を打出した向き
とは逆な向きに略0.05mm程度突出させることによ
り形成されている。これにより、金属薄板６１に
おける上面には外側閉曲線６４における外周部よ
り突出した中実部６７が形成されると共に環状凹
部６８が形成され、金属薄板６１における下面に
は環状突起６９が形成されると共に環状突起６９
における外周部より一段と上面側にくぼんが円形
凹部７０が形成される。環状突起６９および突出
する中実部６７は、プレス機に所定形状のパンチ
とダイスとを用い、環形状部６６と中実部６７を
逆な向きに同時に打出す。もしくは、内側閉曲線
６５における内周の中実部６７を所望する突出高
さだけ打ち出した後に、外側閉曲線６４における
外周部を中実部６７の部分に逃しを設けたパンチ
で逆な向きに打出す等の成形手順によつて成形さ
れる。その際、第１実施例における寸法取りと同
様に、パンチ径とダイス径を僅かに変えることに
より、環状突起６９における外周円の直径D₅は
環状凹部６８における外周円の直径D₆より僅か
に大きく、また、環状凹部６８における内周円の
直径D₇は環状突起６９における内周円の直結D₈
よりも僅かに大きくする。

上記構造の中実部６７が突出した環状打出し突
起部分６３を有する金属薄板６１を巻回し、積層
し、加圧し、第１１図に示すように環状突起６９
を環状凹部６８に圧入しようとすると、金属薄板
６１を巻回する際の伸縮等による歪みのために隣
接する金属薄板６１における突起部分６３の位置
が必ずしも正確に一致しないため、環状突起６９
における内周部縁７０と突出した中実部６７にお
ける外周部縁７１とが接触し変形する。しかし、
環状突起６９と中実部６７とによる接触が、環状
突起６９と環状凹部６８とにおける位置のずれを
矯正する方向の力を発生するために、中実部６７
の突出する高さを進むうちに位置のずれが矯正さ
れる。そして、第１２図に図示するように、環状
突起６９における外周面と環状凹部６８における
外周面とはなんら変形することなく間隙７２のな
い理想的な状態で嵌合し圧入される。圧入された
環状突起６９の外周面は隣接する金属薄板６１に
おける環状凹部６８の外周面から半径方向に作用
する力を受けてその径が縮小し、一方、環状突起
６９における内周面は隣接する金属薄板６１にお
ける環状凹部６８の内周面から半径方向に作用す
る力を受けてその径が拡大する。このように環状
突起６９には内外両面から圧力が作用するので環
状突起６９と環状凹部６８との間には大きな接触
面圧が発生するほか、環状突起６９と環状凹部６
８との内外両面が有効接触面となるので両者間の
有効接触面積が大きく、結合強度も強くなる。さ
らに、環状突起６９の外周面と環状凹部６８の外
周面との圧力による結合は、環状突起６９の内周
面と環状凹部６８の内周面との圧力による結合に
比較して、結合の強度に関する寄与率が著しく大
きい。このため、突起部分６３の位置が僅かにず
れていても、中実部６７を突出させたことにより
環状突起６９の内周面と環状凹部６８の内周面と
の間に間隙７２を生じるだけで環状突起６９の外
周面と環状凹部６８の外周面との間に間隙７２を
生じることなく圧入することが可能となり、環状
突起６９と環状凹部６８との間の接触面圧の低下
が、第１実施例と比較してさらに小さくほとんど
ない。これにより、突起部分６３に僅かなずれが
生じていても結合力をほとんど低下させることな
く強固な結合を行うことが可能であるという優れ
た効果を有する。

尚、本発明による打出し突起部分の構造として
は、打出し突起成形用の治具の製作、再研磨、補
修の容易さから大小２つの同心円で囲まれた環状
部を打出したものが最も好ましいが、必ずしもこ
れに限定されるものではない。第１３図と第１４
図に示す本発明の第３実施例では、突起部分３０
を形成するのに外側閉曲線として長方形３１と、
内側閉曲線として長方形３２によつて囲まれたロ
字形部分３３を打出し成形して、金属板３４の上
面にロ字形の環状凹部３５を、また下面にはロ字
形突起３６を形成している。また第１５図と第１
６図に示す本発明の第４実施例では突起部分４０
を形成するのに外側閉曲線及び内側閉曲線とし
て、大小２つの同心円４１と４２によつて囲まれ
た環形状部４３を打出し成形して金属単板４４の
上面に環状凹部４５を、下面には環状突起４６を
形成し、さらに、円４２によつて囲まれた中実部
４７から同心円４８によつて囲まれた円形部分４
９を打出して金属板４４の上面に第２の凹部５０
を、下面には第２の突起５１を形成している。こ
れら第３及び第４の実施例の構造によつても前述
した第１実施例と同様、ロ字形の環状突起３６、
環状突起４６及び突起５１とロ字形の環状凹部３
５、環状凹部４５及び凹部５０の嵌合によつて金
属板３４，４４を強固に結束することができる。

「その他の実施例」 本発明は上記の実施例の細部にまで限定される
ものではなく、例えば、外側閉曲線と内側閉曲線
とに囲まれた平面形状は任意であり、また、第３
実施例において示したロ字形形状において内側閉
曲線に囲まれた内周の中実部を突出させるように
してもよい。

「発明の効果」 本発明によれば、外側閉曲線と内側閉曲線に囲
まれた任意の平面形状を打出し成形することによ
り金属板上面に環状凹部を、下面に前記環状凹部
の幅より僅かに大きな幅の環状突起を形成し、該
環状突起を隣接する金属板の環状凹部に圧入して
金属板積層体を結束するように構成したので、打
出し突起の占めるスペースは引例のものと変わら
ないにもかかわらず、外側閉曲線に沿つて形成さ
れる環状突起の外周面と環状凹部の外側内周面、
並びに内側閉曲線に沿つて形成される環状突起の
内周面と環状凹部の内側内周面が相互に圧接し合
い、有効接触面積が広くなり極めて大きな結合力
が得られ、しかも環状凹部に圧入された環状突起
には内外両面から圧力が作用するので打出し突起
の位置ずれによる結合力の低下が少なくなり、大
形製品や巻取り型の金属板積層製品に適用しても
強固で安定した結束を達成することができる。し
かもポンチや該ポンチと貫通孔との位置合せ機構
を必要としないからコスト高となることもない等
の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の要部拡大平面
図、第２図は同じくその断面図、第３図は本発明
の第１実施例を示す平面図、第４図は同じくその
側面図、第５図は第１実施例の環状突起を形成し
た２枚の金属板を積層した状態を示す要部拡大断
面図、第６図は第１実施例を適用した巻取り型積
層鉄心の平面図、第７図は同じくその側面図、第
８図は本発明の第２実施例における巻取り型の積
層鉄心を示す概略斜視図、第９図は第２実施例を
示す要部拡大平面図、第１０図は同じくその拡大
図、第１１図、第１２図は第２実施例の中実部が
突出した環状突起を圧入する過程および圧入後の
状態を示す要部拡大断面図、第１３図は本発明の
第３実施例を示す要部拡大平面図、第１４図は同
じくその断面図、第１５図は本発明の第４実施例
を示す要部拡大平面図、第１６図は同じくその断
面図、第１７図は従来例において突起と凹部との
間に間隙が発生した状態を示す拡大図である。 ２０，２８，６０……積層鉄心、２１，３４，
４４……金属板、２３，３１，４１，６４……外
側閉曲線、２４，３２，４２，６５……内側閉曲
線、２６，３５，４５，６８……環状凹部、２
７，３６，４６，６９……環状突起、２２，３
０，４０，６３……突起部分、６１……金属薄
板、６７……中実部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外側閉曲線と内側閉曲線に囲まれた任意の平
   面形状を打出し成形することにより上面に環状凹
   部を、下面に前記環状凹部の幅より僅かに大きな
   幅の環状突起を形成した金属板を積層し、前記環
   状凹部に前記環状突起を圧入することにより隣接
   する金属板相互を嵌着したことを特徴とする金属
   板積層体。 ２ 前記内側閉曲線に囲まれた中実部を、前記外
   側閉曲線における外周部より高く突出させたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金属板
   積層体。