本發(fā)明涉及通過沖切金屬板經(jīng)由剪切來形成條狀部的沖切方法和沖切系統(tǒng)，特別地，本發(fā)明涉及適用于形成窄的條狀部的沖切方法和沖切系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

永磁體同步馬達(dá)的轉(zhuǎn)子具有含有通孔的轉(zhuǎn)子體。永磁體插在各通孔中。轉(zhuǎn)子體通過使為多個磁鋼板的芯板層疊而形成。在該結(jié)構(gòu)中，為了減少漏磁通，永磁體優(yōu)選配置于轉(zhuǎn)子的要靠近定子的外周部。這改善了轉(zhuǎn)子的運行效率。為了使永磁體配置于轉(zhuǎn)子的外周部，必須使鋼板的位于轉(zhuǎn)子的通孔與外周之間的部分的寬度、即沿著轉(zhuǎn)子的外周延伸的條狀部的寬度最小化。

然而，該窄的條狀部難以形成。通常地，通過加壓經(jīng)由剪切來加工芯板，以形成通孔。然而，由于窄的條狀部將受到剪切壓力而斷裂，所以窄的條狀部難以形成。如果試圖通過激光束機(jī)加工來形成通孔以形成窄的條狀部，則不僅會延長機(jī)加工時間，而且熱還會極大可能使條狀部斷裂。

如果通過切割加工來形成通孔以形成窄的條狀部，將要求比激光束機(jī)加工的情況長的時間。另外，切割刃的磨損會降低切割精度。

日本特開2012-115089號公報公開了被設(shè)計成在不形成窄的條狀部的情況下通過減少漏磁通來改善運行效率的馬達(dá)。所公開馬達(dá)的結(jié)構(gòu)包括具有作為本體(bulk body)的主體的轉(zhuǎn)子芯。本體在外周上具有凹槽。各槽均容納通過使與本體分離地形成的磁鋼板層疊而形成的鋼板層疊件。永磁體設(shè)置在本體與各鋼板層疊件之間。

在日本特開2012-115089號公報公開的馬達(dá)的構(gòu)造中，轉(zhuǎn)子芯由本體和與本體分離地形成的鋼板層疊件構(gòu)成。這會增加組成部件的數(shù)量，并且會使 結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。此外，本體與鋼板層疊件在厚度方向上容易產(chǎn)生高度差。該高度差會引起致使馬達(dá)效率降低的漏磁通。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于提供一種易于形成在減少漏磁通方面是有效的窄條狀部的金屬板沖切方法。

為了實現(xiàn)前述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種金屬板沖切方法，所述金屬板沖切方法用于通過沖切金屬板經(jīng)由剪切來形成條狀部。所述方法包括：在前步驟，其用于通過沖切所述金屬板來在所述金屬板中形成所述條狀部的第一邊；以及在后步驟，其用于通過在保留所述第一邊的同時沖切所述金屬板來在所述金屬板中形成所述條狀部的第二邊以形成所述條狀部。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種金屬板沖切系統(tǒng)，其用于執(zhí)行上述金屬板沖切方法，所述金屬板沖切系統(tǒng)包括：第一沖切設(shè)備，其在所述金屬板中沖切出所述孔；以及第二沖切設(shè)備，其從所述金屬板中沖切出所述圓形板，其中所述第二沖切設(shè)備包括多個保留塊，所述保留塊在沖切出所述圓形板之前進(jìn)入所述孔，由此保留所述條狀部的第一邊。

附圖說明

圖1是轉(zhuǎn)子芯的分解立體圖。

圖2是圖1的轉(zhuǎn)子芯的局部平面圖。

圖3是示出了工件的被沖切狀態(tài)的平面圖。

圖4是芯板的平面圖。

圖5是示出第一沖切設(shè)備的沖切開始狀態(tài)的局部截面圖。

圖6是示出第一沖切設(shè)備的剛要沖切的狀態(tài)的局部截面圖。

圖7是示出第一沖切設(shè)備的沖切結(jié)束狀態(tài)的局部截面圖。

圖8是示出第二沖切設(shè)備的沖切開始狀態(tài)的局部截面圖。

圖9是示出第二沖切設(shè)備的剛要沖切的狀態(tài)的局部截面圖。

圖10是示出第二沖切設(shè)備的沖切結(jié)束狀態(tài)的局部截面圖。

圖11是示出保留塊與收納孔之間的關(guān)系的截面圖。

圖12是示出保留塊與條狀部之間的關(guān)系的截面圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖說明本發(fā)明的一個實施方式。

首先，將說明轉(zhuǎn)子芯21的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子芯21使用在作為旋轉(zhuǎn)電機(jī)的永磁體同步馬達(dá)中。

如圖1所示，轉(zhuǎn)子芯21包括通過使芯板22層疊而成的芯體23。芯板22為圓形沖切產(chǎn)品并由磁鋼板制成。如圖4所示，各芯板22均具有第一孔24a和第二孔27a。第一孔24a沿著厚度方向延伸穿過芯板22并沿著周向配置。第二孔27a也沿著厚度方向延伸穿過芯板22，而配置在芯板22的中央。如圖1所示，在使第一孔24a相對于層疊方向?qū)?zhǔn)的情況下層疊芯板22，使得芯體23具有沿著厚度方向延伸穿過芯體23且沿著芯體23的周向配置的收納孔24。各收納孔24均收納永磁體25。如圖2所示，芯體23的各收納孔24均充填有諸如環(huán)氧樹脂等的熱固性樹脂26，以使永磁體25固定。此外，如圖1所示，在使第二孔27a相對于層疊方向?qū)?zhǔn)的情況下層疊芯板22，使得芯體23具有沿著厚度方向延伸穿過芯體23且容納馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸(未示出)的軸孔27。

如圖2和圖4所示，各第一孔24a的內(nèi)壁與芯板22的外周壁之間均形成有窄的條狀部29。條狀部29的寬度為例如0.1毫米。在各芯板22中，各第一孔24a的內(nèi)壁的一部分均構(gòu)成對應(yīng)的條狀部29的第一邊291。在芯板22的外周壁上，與第一邊291對應(yīng)的部分構(gòu)成條狀部29的第二邊292。

以如下方式制造轉(zhuǎn)子芯21。

如圖3所示，帶狀工件28沿一個方向(圖3中的箭頭的方向)間歇地移動。當(dāng)工件28停止時，經(jīng)由剪切在工件28上的圓形區(qū)域中形成單個芯板22的第一孔24a。另外，經(jīng)由剪切在第一孔24a的組的中央處形成第二孔27a?？梢栽跊_切第一孔24a的同時沖切第二孔27a?？蛇x地，可以在沖切第一孔24a之前或之后沖切第二孔27a。

隨后，在位于第一孔24a的徑向外側(cè)且具有與第一孔24a的組的中央一致的中央的圓形區(qū)域經(jīng)由剪切來沖切工件28，從而獲得如圖4所示的圓形芯板22。如圖1所示，在第一孔24a和第二孔27a相對于層疊方向?qū)?zhǔn)的情況下層疊芯板22，以形成具有收納孔24和軸孔27的芯體23。然后，將永磁體25收納在芯體23的各收納孔24中，用熱固性樹脂26充填各收納孔24。對收納孔24中的熱固性樹脂26加熱并使熱固性樹脂26硬化，以將永磁體25固定在收納孔24中，從而完成轉(zhuǎn)子芯21。

各芯板22的第一孔24a均通過利用圖5至圖7所示的構(gòu)成金屬板沖切系統(tǒng)的第一沖切設(shè)備31沖切工件28而形成。第一沖切設(shè)備31具有固定的下模32和能夠升降的上模33。下模32具有模塊(die block)35。模塊35具有用于沖切第一孔24a的沖切孔34。上模33具有沖切頭(punch)36和保持塊37。各沖切頭36均面對一個沖切孔34，并且被允許進(jìn)入沖切孔34。保持塊37將工件28保持在沖切頭36周圍的區(qū)域中。

如圖5和圖6所示，當(dāng)工件28在間歇移動期間停止在模塊35的上方時，上模33下降，并且通過保持塊37保持工件28。然后，如圖6和圖7所示，沖切頭36在工件28被保持塊37保持的情況下下降，使得沖切頭36沖切工件28并進(jìn)入沖切孔34，以在工件28中形成第一孔24a。

在沖切第一孔24a之后，通過第二沖切設(shè)備41從工件28中沖切出芯板22。

具體地，如圖8至圖10所示，第二沖切設(shè)備41構(gòu)成金屬板沖切系統(tǒng)，并且包括固定的下模42和能夠升降的上模43。下模42具有模塊45。模塊45具有 沖切孔44，沖切孔44的內(nèi)周對應(yīng)于芯板22的外周。模塊45具有可上下移動的滑動塊451，滑動塊451與芯板22的外形對應(yīng)并被諸如彈簧(未示出)等的施力部件向上施力。

上模43具有沖切頭46和保持塊47。沖切頭46與芯板22的外形對應(yīng)并被允許進(jìn)入沖切孔44。保持塊47位于沖切頭46的外周側(cè)。保留塊(retaining block)48設(shè)置于沖切頭46的底面的與被沖切好的第一孔24a對應(yīng)的位置。如圖11和圖12所示，各保留塊48均具有位于一側(cè)(side)的保留面49和引導(dǎo)面50。保留面49被構(gòu)造成將對應(yīng)的第一孔24a的內(nèi)表面(第一邊291)保留在如下位置處：將在芯板22被沖切之后與芯板22的條狀部29對應(yīng)的位置，即將形成條狀部29的位置。引導(dǎo)面50位于保留面49的下方并朝向下端向內(nèi)傾斜。將引導(dǎo)面50相對于保留面49的傾斜角度θ設(shè)定成10度至30度。如圖12所示，保留塊48的除了保留面49以外的外表面部分與第一孔24a的內(nèi)表面之間存在間隙α。將位于引導(dǎo)面50與保留塊48的底面之間的角部51形成為圓弧狀的曲面。

如圖8、圖9和圖11所示，當(dāng)?shù)诙_切設(shè)備41的上模43下降以沖切工件28時，各保留塊48均進(jìn)入對應(yīng)的第一孔24a。此時，如圖12所示，第一孔24a的內(nèi)表面與保留塊48的部分外表面之間存在間隙α，具體地，第一孔24a的內(nèi)表面與保留塊48的不面對第一孔24a的將形成條狀部29的內(nèi)表面部分的外表面部分之間存在間隙α。換言之，第一孔24a的內(nèi)表面與保留塊48的不面對條狀部29的第一邊291的部分之間存在間隙α。因而，具有間隙α的部分將不與第一孔24a的內(nèi)表面接觸。保留塊48的面對第一孔24a的將形成條狀部29的內(nèi)表面部分的部分，即保留塊48的面對第一邊291的部分由保留面49、被形成為曲面的角部51以及連接保留面49和角部51的傾斜引導(dǎo)面50構(gòu)成。因而，引導(dǎo)面50朝向第一孔24a的將形成條狀部29的內(nèi)表面部分、即朝向第一邊291平滑地引導(dǎo)保留面49。如圖9所示，保留面49與第一孔24a的對應(yīng)于將形成條狀部29的部分的內(nèi)表面部分、即條狀部29的第一邊291接觸并保留(retain)第一 邊291，以限制工件28的將形成條狀部29的部分的移動。

隨后，如圖10和圖12所示，上模43下降，使得沖切頭46將與第一孔24a的內(nèi)周略微間隔開的外周部沖切成圓形形狀。這形成了條狀部29的第二邊292。因而，形成了具有條狀部29的芯板22。此時，即使當(dāng)沖切第一孔24a的外周部時，也通過保留面49保留條狀部29。因而，條狀部29既不會斷裂，也不會變形，而是恰當(dāng)?shù)匦纬稍谛景?2中。

因此，在芯板22的外周壁與第一孔24a的內(nèi)壁之間形成了窄的條狀部29。

因此，本實施方式實現(xiàn)了如下優(yōu)點：

(1)在通過保留塊48的保留面49保留條狀部29的第一邊291的情況下，從工件28中沖切出芯板22，以形成條狀部29的第二邊292。因而，當(dāng)沖切出芯板22時，防止了將形成條狀部29的部分移動。因此，即使條狀部29是窄的，條狀部29也不會彎曲、扭曲或斷裂。這允許從工件28中沖切出具有高形狀精度的條狀部29的芯板22。由于永磁體25收納在使用芯板22的芯21的收納孔24中，所以減少了漏磁通(leakage flux)，從而獲得了高效運行的馬達(dá)。與日本特開2012-115089號公報的馬達(dá)不同，本實施方式的馬達(dá)不由芯體和與芯體分離形成的組成部件構(gòu)成。因而，組成部件的數(shù)量不會增加。

(2)條狀部29是通過加壓形成的。因而，與可能會使條狀部29受熱斷裂的激光束機(jī)加工或切割工具的磨損可能會降低機(jī)加工精度的切割加工不同，能夠通過沖切以高的精度和效率形成具有條狀部29的芯板22。

(3)由于條狀部29是在在前步驟和在后步驟這兩個單獨步驟中形成的，所以形成(forming)設(shè)備無需具有用于形成條狀部29的窄模具。即，如果以單一的沖切步驟形成條狀部29，則形成設(shè)備需要具有與條狀部29對應(yīng)的窄模具，并且該模具能夠被容易地?fù)p壞。在本實施方式中，形成設(shè)備無需具有該窄模具。因而，形成設(shè)備能夠由具有高強(qiáng)度的模具構(gòu)成。

(4)在在前步驟中，在工件28上的圓形區(qū)域中沖切出第一孔24a。在在 后步驟中，通過在留下條狀部29的寬度的同時，沖切包圍第一孔24a的組的區(qū)域來形成圓形的芯板22。結(jié)果，在第一孔24a的內(nèi)壁與芯板22的外周壁之間形成了條狀部29。因而，形成了具有相同寬度的條狀部29的用于轉(zhuǎn)子芯21的芯板22。

(5)各保留塊48均具有位于保留面49的下方且與保留面49連續(xù)的引導(dǎo)面50。引導(dǎo)面50朝向下端在第一孔24內(nèi)向內(nèi)側(cè)傾斜。因此，在防止受到工件28干涉的同時，保留面49被朝向第一孔24a的將形成條狀部29的內(nèi)表面部分、即朝向條狀部29的第一邊291引導(dǎo)。另外，能夠恰當(dāng)?shù)乇Ａ舻谝豢?4a的與將形成條狀部29的位置對應(yīng)的內(nèi)表面部分、即條狀部29的第一邊291。這有效地防止了被沖切好的條狀部29變形或斷裂。

本發(fā)明不限于以上實施方式，而是可以按如下變型。

在上述實施方式中，第一孔24a形成在工件28中，沖切位于第一孔24a的外側(cè)的區(qū)域以形成條狀部29。然而，各條狀部29可以通過在工件28的將形成條狀部29的部分的兩側(cè)沖切出凹部而形成。

在上述實施方式中，本發(fā)明應(yīng)用于馬達(dá)用的轉(zhuǎn)子芯21。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于定子芯?？蛇x地，本發(fā)明可以應(yīng)用于發(fā)電機(jī)用的轉(zhuǎn)子芯或定子芯。

在上述實施方式中，條狀部29形成在轉(zhuǎn)子芯21所使用的芯板22中。然而，本發(fā)明可以應(yīng)用于除了芯板22以外的物品，例如，本發(fā)明可以應(yīng)用于電源熔斷絲(power fuse)的窄熔融部。在這種情況下，工件可以為除了磁鋼板以外的金屬板，例如，工件可以為銅板或鋁板。

在上述實施方式中，條狀部29是在在前步驟和在后步驟這兩個沖切步驟中形成的。然而，條狀部29可以通過三個或更多個沖切步驟形成。例如，可以沖切工件28兩次，以形成第一孔24a。