JP2001102234A - 積層鉄心の製造方法 - Google Patents

積層鉄心の製造方法

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JP2001102234A
JP2001102234A JP27815899A JP27815899A JP2001102234A JP 2001102234 A JP2001102234 A JP 2001102234A JP 27815899 A JP27815899 A JP 27815899A JP 27815899 A JP27815899 A JP 27815899A JP 2001102234 A JP2001102234 A JP 2001102234A
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iron core
steel sheet
manufacturing
steel
punching
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JP27815899A
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Atsushi Koshizaka
越坂  敦
Mizuho Yokoyama
瑞穂 横山
Keiji Kawahara
敬二 河原
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Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】幅の異なる複数の鋼板を径方向に積層して径方
向断面形状が概略円形の柱状の鉄心を製造する方法にお
いて、生産性,品質の向上を図る。 【解決手段】多列の順送金型を用い、シーケンス制御に
より、スリット抜きタイミングを制御し、帯鋼板4から
鋼板を打ち抜き加工する。このとき、鋼板の打ち抜き幅
が大から小及び小から大のレイアウト構成を採用し、金
型内で積層し鉄心を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、幅の異なる複数の
鋼板を径方向に積層して形成する径方向断面形状が概略
円形の柱状の鉄心の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の鉄心の製造方法としては、例え
ば特開平9−246078 号の様に、帯状鋼板を所定の幅寸法
の複数の短冊状鋼板に裁断加工した後、整列治具を用い
短冊状鋼板を順次積層させ、この積層鋼板を成形固定し
レーザ溶接するものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
9−246078 号に開示される製造方法によると、裁断加工
用のプレス装置,金型,積層装置,レーザ溶接機などの
装置を必要とし、設備投資が多くなり、さらに、工程が
複雑となるため不良品発生率が高くなることが考えられ
生産性が低くなる可能性がある。また、リボン材を短冊
状に切断する際、材料の送り方向に直角に切断するた
め、切断時のバリの発生が大きくなり得る。このため、
たとえば、本積層鉄心のまわりを樹脂により絶縁するタ
イプの自動車用点火コイルにおいては、使用中にこのバ
リにより局部的に絶縁樹脂にクラックが生じ点火コイル
としての機能をそこなうことが考えられる。さらに、レ
ーザ溶接にて、2端面のみの接合のため、中央部にふく
らみが生じ、寸法精度が悪化し、上記のように点火コイ
ルにおいては、使用中、絶縁樹脂にクラックが生じ、機
能を損なうことも考えられる。また、整列工程の際、治
具により、外径部を固定するが、複数枚の同幅寸法を持
つ鋼板により概略円形に形成される積層鉄心の場合、整
列治具による固定が困難となり、形状精度,積層精度な
ど寸法精度が低下し、上記のような、不具合が発生する
ことが考えられる。
【0004】本発明の目的は、生産性を向上させ、寸法
精度が良好であり、より信頼性の高い積層鉄芯の製造方
法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】多列(2列以上)の型内
積層順送金型を用い、さらに、その時の材料歩留りを向
上させるため、N(自然数)列目は、前記鉄心を形成す
る最小幅寸法の鋼板から最大幅寸法の鋼板へと順に配置
し、N+1列目は、前記鉄心を形成する最大幅寸法の鋼
板から最小幅寸法の鋼板へと順に配置した加工レイアウ
トとする。また、製品の信頼性向上のため、材料の送り
方向と直角方向の接続部にRを形成し打抜き加工するこ
とにより、バリの発生を少なくする。また、金型の構造
を簡略化するため、隣接する鋼板の間は1つのパンチで
スリット抜きをおこなうこととし、スリットパンチの打
抜きタイミングをシーケンス制御することで、概略円形
の柱状の鉄心を得る。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。図1に本発明により製造された積層鉄
心1の断面形状を、表1に積層鉄心を構成する各鋼板の
幅寸法を示す。
【0007】
【表1】
【0008】積層鉄心1は同じ厚みの14枚の鋼板2に
より形成されており、7種類の幅寸法の鋼板により形成
されている。基礎円3をφD,鋼板2の厚みをTとした
とき、鋼板2のNo.7の幅寸法Wは、√((D/2)2−T
2)で表され、φD=8.8,T=0.6 の場合の寸法を
示している。また、例えば径方向外側のNo.1の幅寸法
Wは√((D/2)2−(7T)2)で求められる。上記積層鉄
心1の製造法を図2,図3を用いて説明する。図2は、
順送金型(2列)における、加工レイアウト(2列)を
示す。図3はその順送金型の断面を示し、第2ステージ
Bから第9ステージIのパンチ14〜20は矩形7〜1
3のスリット抜き部を得るような形状となっている。さ
らに、パンチ14〜20はカム等により上下動が可能と
なるように構成されており、エアシリンダ,ソレノイド
などで可動される。このとき、パンチが下にあるとき
は、打抜き可能な状態で、上に位置する場合は、打抜き
不可の状態である。図3では全てのパンチが上に位置し
ている。スリット抜き用パンチの後工程に、製品分離穴
打抜きパンチ21,カシメ突起成形パンチ22,切り離
しパンチ23が取付けられ、製品分離用パンチ21は、
パンチ14〜20と同じように、カム等により上下動が
可能となるように構成されており、エアシリンダ,ソレ
ノイドなどで可動される。このとき、パンチが下にある
ときは、打抜き可能な状態で、上に位置する場合は、打
抜き不可の状態である。上ホルダ24は、プレス装置の
上スライド25に固定される。下ホルダ26はボルスタ
27に固定される。
【0009】次に、加工工程を説明する。(1)上スラ
イド25の下降により、帯鋼4に第1ステージAで案内
孔5を打抜き加工し、その後、この帯鋼3をX方向に分
割距離寸法6だけ送る。(2)第2ステージBでW1と
W7の幅寸法を得るため、パンチ14をカムにより可動
させ、打抜き可能な状態にしておく。パンチ14でスリ
ット部7a,7b,7cを同時に打抜き加工する。この
時、第1ステージAでは案内孔5も同時に打抜かれる。
その後、帯鋼4をX方向に分割距離寸法6だけ送る。
(3)パンチ14〜20はカムにより上に位置した状態
で上スライド25が下降する。この時第1ステージAで
案内孔5のみが打抜き加工される。その後、帯鋼4をX
方向に分割距離寸法6だけ送る。(4)第3ステージC
でW2とW6の幅寸法を得るため、パンチ15をカムに
より可動させ、打抜き可能な状態にしておく。パンチ1
5でスリット部8a,8b,8cを同時に打抜き加工す
る。この時、第1ステージAでは案内孔5も同時に打抜
かれる。その後、帯鋼4をX方向に分割距離寸法6だけ
送る。(5)パンチ14〜20はカムにより上に位置し
た状態で上スライド25が下降する。この時第1ステー
ジAで案内孔5のみが打抜き加工される。その後、帯鋼
4をX方向に分割距離寸法6だけ送る。以下、このよう
に、パンチ14〜20をカムにより可動させ、打抜きタ
イミングをシーケンス制御しながら、加工することによ
り、図2のような、加工レイアウトとすることが可能と
なり、さらに、製品分離穴打抜きパンチ21の打抜きタ
イミングを制御し、第11ステージKで側圧を与えなが
ら打抜き加工することにより、積層締結された、径方向
断面形状が概略円形柱状の鉄心を製造することが可能と
なる。また、型内積層のため寸法精度が安定する。
【0010】本方式を用いれば、打抜きタイミングをシ
ーケンス制御することにより、複数の鋼板が同寸法の幅
を有し、概略円形柱状の鉄心においても適用可能であ
る。この種の鉄心は、高性能が要求されるコイルなどに
多く用いられるものであり、薄板の珪素鋼板などが使用
される。珪素鋼板は、冷間圧延鋼板などに比べ、材料コ
ストが大であり、製品コスト低減のためには、材料歩留
まりの向上が必要である。このための実施例を図4及び
図5を用いて説明する。図4に、基礎円φ8.8とする
鉄心28を、表2にその幅寸法を示す。
【0011】
【表2】
【0012】鋼板の板厚は0.3mm である。鉄心28
は、2枚ずつ同幅寸法Wをもつ7種類の鋼板29より形
成されている。図5に、本発明による、加工レイアウト
の概略図を示す。レイアウトの第4ステージのスリット
抜き部30の幅寸法aが最小寸法となる。aは小さいほ
ど材料幅Zが小となり材料歩留まりは向上するが、型寿
命の極端な低下をふせぐため、aは本実施例の場合0.
6mm とした。表3に材料幅Zの簡便な決定方法を示
す。
【0013】
【表3】
【0014】N列の順送型の場合、一方を幅寸法の小か
ら大へ、一方を大から小へ配置し、それぞれの和(A+
B)を計算する。材料幅Zは、Z=((A+B)max/2+
a)*(N−1)+Wmax+縁さん幅*2で表される。表
中のNo.4の和が最大値(A+B)(max)=14.76m
mとなり、縁さん幅を2.5mm本実施例の場合、Z=(1
4.76/2+0.6)*1+8.72+2.5*2=2
1.7mm となる。材料幅Zを小としたい場合上記したよ
うに、スリット抜きの幅を小とすると良いが、型寿命の
関係があるため、必要以上には、小にはできない。この
ため、(A+B)maxの値を小にするのが効果的である。
そのためには、(A+B)max値を最大値の次に大である
No.3,5の値とほぼ同じ値とすれば、材料幅Zの小化
が図れる。(A+B)maxの値を必要以上に小とすれば、
材料歩留まりは向上するが、鉄心の断面積が小となり、
性能劣化を引き起こす場合がある。この材料歩留まり向
上のための、寸法関係を表4に表す。
【0015】
【表4】
【0016】No.4部の7.38mmを7.23mmと変更し
た。この変更により、材料幅Zは、21.35mm とする
ことができる。また、生産性のより一層の向上のため、
順送型において4列,6列、と多列化を図ることによ
り、この効果は大になる。
【0017】また、鉄心のまわりに、絶縁樹脂を形成し
た自動車用点火コイルの場合、打抜き、切断時に発生す
るバリにより、著し耐久性能が劣化することがある。こ
のため、スリット抜きの際、帯鋼4の送り方向と直角方
向との接続部にRを形成し打抜き加工を行うことが効果
的である。この打抜き加工を表す概略レイアウトの一部
分を図6に示す。Rを有するスリット部31a,31
b,31cと同寸法を持つ、パンチを用いて打抜き加工
することにより達成できる。これにより、スリット抜き
後の切断時にバリの発生は抑制され、品質の安定化が図
れる。
【0018】上記実施例では、鉄心の積層化の手法とし
て、カシメ突起によるものを説明したが、溶接法,接着
法の採用も可能である。さらに、生産性は低下するが、
後工程で整列,積層,固定化の方法も可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、寸法精度が安定し、生
産性の向上が図れ、信頼性の高い積層鉄心を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層鉄心の断面図。
【図2】本発明の積層鉄心の製造法の加工レイアウト
図。
【図3】本発明の金型構造図。
【図4】本発明の積層鉄心の断面図。
【図5】本発明の積層鉄心の製造法の加工レイアウト
図。
【図6】本発明の積層鉄心の製造法の加工レイアウトの
部分図。
【符号の説明】
1…積層鉄心、2…鋼板、3…帯鋼、6…スリット部、
18…パンチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 瑞穂 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 河原 敬二 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 Fターム(参考) 5E062 AC03 AC11 AC13 AC19

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】幅の異なる複数の鋼板を積層して形成する
    径方向断面形状が概略円形の柱状の鉄心の製造方法にお
    いて、多列の型内積層順送金型を用い、N(自然数)列
    目は、前記鉄心を形成する最小幅寸法の鋼板から最大幅
    寸法の鋼板へと順に金型を配置し、N+1列目は、前記
    鉄心を形成する最大幅寸法の鋼板から最小幅寸法の鋼板
    へと順に金型を配置し、帯鋼を該金型内に送り、打ち抜
    き加工して前記幅の異なる複数の鋼板を得ることを特徴
    とする積層鉄心の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1において、同方法の幅を有する鋼
    板が複数積層される部分を有する積層鉄心の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項2の製造方法により製造される積層
    鉄心であって、N種類の幅寸法を有し、概略円柱の外径
    寸法をDとし、鋼板の厚みをTとし、√((D/2)2−T
    2)で表される幅寸法をWN(Nは自然数)とし、最小寸法
    をW(1),最大寸法をW(N)とし、W(1)+W(N),W
    (2)+W(N−1),W(3)+W(N−2),…と各寸法の
    和をあらわした時、最大値になる和の組み合わせとな
    る、幅寸法部WN(max)がWN(max)の次に大の和とな
    るWN(a)とほぼ同じ値となるようにWNの寸法を変
    化させたことを特徴とする積層鉄心。
  4. 【請求項4】請求項1または2記載の積層鉄心の製造方
    法において、材料送り方向に平行にスリット形状を打抜
    き加工し、隣接する鋼板の間は1つのパンチを用いてス
    リット部を打抜き加工し、シーケンス制御によりパンチ
    の打抜きタイミングを制御し、それぞれ所定の鋼板の幅
    寸法を得、その後、材料送り方向に直角な部分を打抜き
    加工しながら、積層締結することを特徴とする積層鉄心
    の製造方法。
  5. 【請求項5】請求項1,2または4記載の積層鉄心の製
    造方法において、最大幅寸法の鋼板を除き、材料送り方
    向に平行にスリット形状を打抜き加工し、隣接する鋼板
    の間は1つのパンチを用いてスリット部を打抜き加工
    し、それぞれ所定の鋼板の幅寸法を得、最大幅寸法の鋼
    板は、外周全周を打抜き加工しながら、積層締結するこ
    とを特徴とする積層鉄心の製造方法。
  6. 【請求項6】請求項1,2,4または5記載の鉄心の製
    造方法において、スリット抜きによりそれぞれ所定の鋼
    板の幅寸法を得ると同時に、材料送り方向と直角方向と
    の接続部にRを形成し打抜き加工することを特徴とする
    積層鉄心の製造方法。
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