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発明の名称 コアの製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−74860(P2007−74860A)
公開日 平成19年3月22日(2007.3.22)
出願番号 特願2005−261152(P2005−261152)
出願日 平成17年9月8日(2005.9.8)
代理人 【識別番号】100075258
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 研二
発明者 立松 和高 / 水谷 良治 / 遠藤 康浩
要約 課題
ティースの外周面に凸曲面を形成するコアの製造方法においてティースの成形を行う型の耐久性を向上させる。

解決手段
ダイ30には圧粉磁心材料を充填するためのキャビティ部34が設けられており、キャビティ部34の底面にはダイ内側へ湾曲した凹曲面34aが形成されている。キャビティ部34に充填された圧粉磁心材料をパンチ32の押圧面32aによりキャビティ部34の側面及び底面へ押圧してティース分割体を成形することで、ティース分割体の外周面に凹曲面34aに沿った形状の凸曲面が形成される。そして、2つのティース分割体をパンチ32による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合することで、ティース12の組み立てを行う。
特許請求の範囲
【請求項1】
コイルが装着されるティースの外周面に凸曲面が形成されたコアを製造する方法であって、
凹曲面を含む成形面が設けられた成形型に圧粉磁心材料を充填し、該圧粉磁心材料を押圧型により成形面へ押圧してティース分割体を成形する工程であって、該凹曲面に沿った形状の凸曲面をティース分割体の外周面に形成する成形工程と、
成形工程で成形された2つのティース分割体を押圧型による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合してティースの組み立てを行う結合工程と、
を含み、ティースの外周面の凸曲面が成形型に設けられた凹曲面に沿って形成されることを特徴とするコアの製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載のコアの製造方法であって、
成形工程は、圧粉磁心材料を押圧型に形成された平面により成形面へ押圧してティース分割体を成形する工程であることを特徴とするコアの製造方法。
【請求項3】
請求項1または2に記載のコアの製造方法であって、
成形工程は、圧粉磁心材料を押圧型により成形面へ押圧してヨーク分割体をティース分割体とともに成形する工程であり、
結合工程は、2つのティース分割体を結合するとともに、成形工程で成形された2つのヨーク分割体を押圧型による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合する工程であることを特徴とするコアの製造方法。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1に記載のコアの製造方法であって、
コアは、モータのステータコアであることを特徴とするコアの製造方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、コアの製造方法に関し、特に、コイルが装着されるティースの外周面に凸曲面が形成されたコアを製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のコアの製造方法の関連技術が下記特許文献1に開示されている。以下、特許文献1によるコアの製造方法を図13を用いて説明する。
【0003】
図13(a)、(b)は、金型のティースを形成する部分の断面図である。金型60は、磁性粉体61が充填されるダイ62と、ダイ62内に充填された磁性粉体61を圧縮するパンチ63とから構成される。そして、パンチ63が図中下側へ移動し、その下面がダイ62内の磁性粉体61を強く押圧することによりコア50が形成される。
【0004】
詳述すると、パンチ63は、コア50のうち各ティース51となる部分の磁性粉体61を圧縮するティース押圧面65を備える。ティース押圧面65は、パンチ内側(図中上側)へ凹となるように湾曲して形成されている。
【0005】
パンチ63の下面、図中左右方向の端部には、保護面67が形成されている。保護面67は、略水平面に形成されており、ティース押圧面65と接続されている。なお、保護面67は、圧縮成形時におけるパンチ63の欠損、パンチ欠けを防止するために設けられるものであり、このパンチ欠けが発生しない程度にその面積が最小となるよう形成されている。
【0006】
そして、図13(a)、(b)に示すように、ダイ62内に充填された磁性粉体61は、パンチ63に圧縮されることによりコア50として形成される。この場合において、ティース押圧面65と接していた部分が、ティース外側(図中上側)へ凸となるように湾曲して形成されたティース51の曲面52aとなる。
【0007】
特許文献1によれば、コイルが装着されるティース51の外周面に曲面52aを形成することで、コイルの特定部分の面圧がエッジとの接触により高くなるのを防止し、コイルとティースとの短絡を防止している。
【0008】
その他にも、下記特許文献2によるコアの製造方法が開示されている。
【0009】
【特許文献1】特開2004−242443号公報
【特許文献2】特開2004−364402号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
特許文献1においては、コイルが装着されるティース51の外周面に曲面52aを形成するために、パンチ63にその内側へ凹となるように湾曲したティース押圧面65を形成している。しかし、その場合は、パンチ63におけるティース押圧面65より両端側の部分の形状が鋭利な形状となるため、パンチ63の耐久性が低下してしまうという問題点がある。
【0011】
本発明は、ティースの外周面に凸曲面を形成するコアの製造方法において、ティースの成形を行う型の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明に係るコアの製造方法は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【0013】
本発明に係るコアの製造方法は、コイルが装着されるティースの外周面に凸曲面が形成されたコアを製造する方法であって、凹曲面を含む成形面が設けられた成形型に圧粉磁心材料を充填し、該圧粉磁心材料を押圧型により成形面へ押圧してティース分割体を成形する工程であって、該凹曲面に沿った形状の凸曲面をティース分割体の外周面に形成する成形工程と、成形工程で成形された2つのティース分割体を押圧型による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合してティースの組み立てを行う結合工程と、を含み、ティースの外周面の凸曲面が成形型に設けられた凹曲面に沿って形成されることを要旨とする。
【0014】
本発明の一態様では、成形工程は、圧粉磁心材料を押圧型に形成された平面により成形面へ押圧してティース分割体を成形する工程であることが好適である。
【0015】
また、本発明の一態様では、成形工程は、圧粉磁心材料を押圧型により成形面へ押圧してヨーク分割体をティース分割体とともに成形する工程であり、結合工程は、2つのティース分割体を結合するとともに、成形工程で成形された2つのヨーク分割体を押圧型による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合する工程であることが好適である。
【0016】
また、本発明の一態様では、コアは、モータのステータコアであることが好適である。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、ティースの外周面の凸曲面を成形型に設けた凹曲面に沿って形成することで、成形型に充填された圧粉磁心材料を押圧する押圧型の形状を鋭利にすることなくティースの外周面に凸曲面を形成することができる。その結果、ティースの成形を行う型の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。
【0019】
図1〜3は、本発明の実施形態に係る製造方法により製造されるモータのステータコアの概略構成を示す図であり、図1はステータコアの断面図を示し、図2はティースの斜視図を示し、図3はステータコア分割体の斜視図を示す。ステータコア10は、ステータ周方向に配列され且つ図示しないロータ側へ向かって突出した(ステータ径方向内側へ突出した)複数のティース12と、これら複数のティース12を磁気的及び機械的に接続するためのヨーク14と、を備えている。なお、図1では、各ティース12にコイル16が装着された状態でステータコア10を図示しており、図2,3では、ティース12に装着されるコイル16の図示を省略している。
【0020】
各ティース12の外周面22には、ティース周方向において外側へ湾曲した凸曲面22aが形成されている。コイル16は、ティース12の外周面22上に、絶縁部材18を間に挟んだ状態で装着される。このように、コイル16が装着されるティース12の外周面22に凸曲面22aを形成することで、コイル16の特定部分の面圧がエッジとの接触により高くなるのが防止される。なお、ティース12とコイル16の間に絶縁部材18を設ける代わりに、ティース12の外周面22に絶縁被膜を形成してもよい。
【0021】
ステータコア10は、ロータ回転軸に平行方向(図1の断面に垂直方向)及びステータ周方向に関して分割された複数のステータコア分割体10aを結合することで構成される。そして、各ステータコア分割体10aは、ティース12をロータ回転軸に平行方向に関して分割したティース分割体12aと、ヨーク14をロータ回転軸に平行方向及びステータ周方向に関して分割したヨーク分割体14aと、を有する。各ティース12は、2つのティース分割体12aをその外周面22を覆う絶縁部材18により結合することで構成され、ヨーク14は、複数のヨーク分割体14aをその外周面に配設されたバンド20により結合することで構成される。
【0022】
次に、本実施形態に係るステータコア10の製造方法について説明する。本実施形態においては、以下に説明する成形工程、ティース結合工程、コイル装着工程、及びヨーク結合工程を含む工程によりステータコア10を製造することができ、圧粉磁心材料を用いてティース12及びヨーク14の成形を行う。
【0023】
図4,5は、ステータコア10の製造に用いられる製造装置(金型)の概略構成を示す図である。図4,5に示す金型は、ステータコア分割体10aの成形を行うためのものであり、圧粉磁心材料が充填されるダイ30(固定側成形型)と、ダイ30に充填された圧粉磁心材料を押圧するパンチ32(可動側押圧型)と、を備えている。なお、図4はパンチ32による押圧方向に垂直なダイ30の断面図を示し、図5は図4のA−A断面に対応するダイ30及びパンチ32の断面図を示す。
【0024】
ダイ30には、圧粉磁心材料を充填するためのキャビティ部34が設けられている。ここでのキャビティ部34は、成形対象であるステータコア分割体10aの形状に応じて形成されており、図5に示すように、キャビティ部34の底面にはダイ内側へ湾曲した凹曲面34aが形成されている。また、パンチ32における圧粉磁心材料を押圧する押圧面32aの形状は、平面となっている。
【0025】
「成形工程」
ダイ30及びパンチ32によりステータコア分割体10aを加圧成形する成形工程を行う場合は、まずダイ30のキャビティ部34に圧粉磁心材料36を充填する。そして、図6の断面図に示すように、パンチ32をダイ30のキャビティ部34に挿入して、圧粉磁心材料36をパンチ32に形成された押圧面32a(平面)により押圧する。これによって、圧粉磁心材料36がキャビティ部34の側面及び底面(成形面)へ押圧され、圧粉磁心材料36がキャビティ部34の側面及び底面とパンチ32の押圧面32a(平面)とに沿って加圧成形される。その結果、図3に示すように、ティース分割体12aとヨーク分割体14aを含むステータコア分割体10aが成形される。ここで、ダイ30のキャビティ部34の底面にはダイ内側へ湾曲した凹曲面34aが形成されているため、ティース分割体12aの外周面22には凹曲面34aに沿った形状の凸曲面22aが形成される。また、パンチ32に形成された押圧面32aの形状は平面であるため、ステータコア分割体10aにおけるパンチ32による押圧力が加えられた面10bの形状は平面となる。以上の成形工程においては、外周面22に凸曲面22aが形成されたティース分割体12aの成形が行われるとともに、ヨーク分割体14aの成形も行われる。
【0026】
「ティース結合工程」
ティース結合工程においては、図7の斜視図に示すように、成形工程で成形された2つのステータコア分割体10aを、パンチ32による押圧力が加えられた面10b同士を合わせて結合する。このステータコア分割体10a同士の結合によって、ティース12の組み立てが行われる。ここでのステータコア分割体10a同士の結合については、例えば図7に示すように、ティース12の外周面22に沿った形状の絶縁部材18をティース12の外周面22を覆うように装着することにより行うことができる。ただし、ステータコア分割体10a同士の結合を接着により行うこともできる。以上のティース結合工程においては、2つのティース分割体12aがパンチ32による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合されるとともに、2つのヨーク分割体14aがパンチ32による押圧力が加えられた面同士を合わせて結合される。
【0027】
「コイル装着工程」
コイル装着工程においては、図8の断面図に示すように、ティース結合工程で組み立てられたティース12の外周面22(絶縁部材18の外周面)に導線を巻回することでコイル16を形成する。図8では、ティース12に装着された絶縁部材18を介してティース12の外周面22上にコイル16を形成する場合を示しているが、ティース12の外周面22上に絶縁被膜をコーティングしてからコイル16を形成することもできる。
【0028】
「ヨーク結合工程」
ヨーク結合工程においては、図9の断面図に示すように、コイル16が装着された複数のステータコア分割体10aを円環状に配列して結合することで、ヨーク14の組み立てを行う。図9では、結合の一例として、複数のステータコア分割体10aをその外周面に配設されたバンド20により結合する場合を示しているが、複数のステータコア分割体10aの結合を接着により行うこともできる。
【0029】
以上説明した成形工程、ティース結合工程、コイル装着工程、及びヨーク結合工程を経て、各ティース12の外周面22にティース周方向において外側へ湾曲した凸曲面22aが形成されたステータコア10を得ることができる。なお、各工程の順序は、以上説明した順序に限るものではなく、例えばコイル装着工程の前にヨーク結合工程を行うことも可能であり、ティース結合工程の前にヨーク結合工程を行うことも可能である。
【0030】
以上説明した本実施形態においては、ティース12の外周面22の凸曲面22aをダイ30に設けた凹曲面34aに沿って形成することで、パンチ32の押圧面32aの形状を鋭利にすることなくティース12の外周面22に凸曲面22aを形成することができる。したがって、コイル16の特定部分の面圧がエッジとの接触により高くなるのを防止することができるとともに、パンチ32の耐久性を向上させることができる。その結果、ステータコア10の生産性を向上させることができる。そして、ティース12に凸曲面22aを形成するための凹曲面34aをダイ30の方に設けることで、凹曲面34aの形状の自由度を高めることができ、ティース12の外周面22に形成する凸曲面22aの形状の自由度を高めることができる。
【0031】
さらに、本実施形態においては、パンチ32の押圧面32aの形状を平面にすることで、ティース12を構成する2つのティース分割体12aを共通のパンチ32により成形することができる。したがって、ステータコア10の生産性をさらに向上させることができる。
【0032】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
【0033】
本実施形態では、図10の断面図に示すように、ダイ30に設けられたキャビティ部34の側面と底面を接続する曲面として凹曲面34aを形成することもできる。ここで、図10は図4のA−A断面に対応するダイ30及びパンチ32の断面図を示す。この場合は、図11の斜視図に示すように、ステータ径方向に垂直なティース12の断面形状は略矩形状となり、ティース12の外周面22の角部に凸曲面22aが形成される。すなわち、ティース12の外周面22の角部にR成形が行われる。
【0034】
また、本実施形態では、成形工程において、外周面22に凸曲面22aが形成されたティース分割体12aを複数成形するとともに、円環状のヨーク分割体14aを成形することもできる。その場合におけるダイ30の断面図を図12に示す。ここで、図12はパンチ32による押圧方向に垂直なダイ30の断面図を示す。この場合は、ティース結合工程でティース12及びヨーク14を組み立てることができるので、ヨーク結合工程を省略することができる。
【0035】
また、以上の説明では、モータのステータコア10を製造する場合について説明したが、本実施形態に係る製造方法の適用範囲はステータコアに限るものではなく、本実施形態に係る製造方法により例えばモータのロータコアやトランスやリアクトルを製造することもできる。
【0036】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】実施形態に係るコアの製造方法により製造されるステータコアの概略構成を示す断面図である。
【図2】ティースの概略構成を示す斜視図である。
【図3】ステータコア分割体の概略構成を示す斜視図である。
【図4】実施形態に係るコアの製造方法において用いられるダイの概略構成を示す断面図である。
【図5】実施形態に係るコアの製造方法において用いられるダイ及びパンチの概略構成を示す断面図である。
【図6】実施形態に係るコアの製造方法における成形工程を説明する断面図である。
【図7】実施形態に係るコアの製造方法におけるティース結合工程を説明する斜視図である。
【図8】実施形態に係るコアの製造方法におけるコイル装着工程を説明する断面図である。
【図9】実施形態に係るコアの製造方法におけるヨーク結合工程を説明する断面図である。
【図10】実施形態に係るコアの製造方法において用いられるダイ及びパンチの他の概略構成を示す断面図である。
【図11】ティースの他の概略構成を示す斜視図である。
【図12】実施形態に係るコアの製造方法において用いられるダイの他の概略構成を示す断面図である。
【図13】関連技術のコアの製造方法を説明する断面図である。
【符号の説明】
【0038】
10 ステータコア、10a ステータコア分割体、12 ティース、12a ティース分割体、14 ヨーク、14a ヨーク分割体、16 コイル、18 絶縁部材、22a 凸曲面、30 ダイ、32 パンチ、32a 押圧面、34 キャビティ部、34a 凹曲面、36 圧粉磁心材料。




 

 


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