JP2003324861A - 積層鉄心の製造方法及び積層鉄心の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アモルファス薄板から鉄心片の打抜き、かし
め用突起の形成をクラックや折損等を生じることなく行
い、かしめ積層してなるアモルファス積層鉄心を製造す
る。 【解決手段】 アモルファス薄板から鉄心片の所要箇所
を打抜きするとともに、かしめ部を形成し、外形を抜き
かしめ積層して鉄心を製造するにあたり、アモルファス
薄板１を金型装置７にて鉄心片３の打抜きをする前に、
アモルファス薄板加熱装置２で２００℃以上から結晶化
温度未満の温度域に加熱して、少なくとも鉄心片３のか
しめ部のかしめ用突起４（かしめ用開口１６）を形成
し、外形を抜き、かしめ積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアモルファス積層鉄
心の製造に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータは動力装置として多種多用に採用
されているが、高出力、高効率、省エネルギー等とする
ことを望まれている。モータに組み込まれる積層鉄心は
モータ性能を決する最も主要な部品であり、透磁性にす
ぐれ、且つ鉄損が極めて少ないアモルファス材にて製造
できれば好ましいことである。

【０００３】しかし、アモルファス材は脆性が強い機械
的材料特性を有していて、さらに板厚が極めて薄く、例
えば０．０２〜０．０５ｍｍであるので、鉄心片として
打抜きすること自体が難しく、アモルファス材による積
層鉄心の製造に関する提案は下記のものがある程度で少
ない。

【０００４】従来技術として、アモルファス薄板を複数
枚、熱硬化性接着剤を介して接着して重ね、該アモルフ
ァス積層板から鉄心片を打抜きするとともに、かしめ用
突起とかしめ用貫通孔を形成し、前記打抜いた鉄心片を
かしめ、積層鉄心を製造する方法が提案されている。

【０００５】

【この発明が解決しようとする課題】しかし、アモルフ
ァス薄板は前記のように脆性が強く、打抜き時に、クラ
ックや折損が発生し易いので、パンチとダイ孔とのクリ
アランスを極めて微小に設定し、併せてストリッパによ
るアモルファス薄板の押え力を厳密に調整して鉄心片を
何とか打抜きできるのが限度である。鉄心片にかしめ部
となるかしめ用突起を形成する際は、一部を切り押し曲
げる加工となるので、折損が発生し前記かしめ用突起を
形成できない問題がある。なお、前記かしめ部を半抜き
突起とすることも考えられるが、アモルファス薄板は前
記のように極薄いから半抜き突起を形成するのは極めて
難しい。

【０００６】また、かしめ用突起が形成されたとしても
アモルファス薄板は極薄く、且つかしめ用突起が辛うじ
て形成されたものがあるので、かしめ嵌合力が弱く、積
層鉄心に隙間を生じ、酷いときには鉄心片間で分離する
問題がある。かかることから実際には前記アモルファス
薄板による積層鉄心は製造されていない。

【０００７】本発明は、アモルファス薄板から鉄心片の
打抜き加工、及びかしめ用突起の形成をクラックや折損
等を生じることなく行い、この鉄心片をかしめ積層して
なるアモルファス積層鉄心を製造する方法及び製造装置
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の要旨は、
アモルファス薄板から鉄心片の所要箇所を打抜き形成す
るとともに、かしめ部を形成し、外形を抜きかしめ積層
する積層鉄心の製造方法において、前記アモルファス薄
板を脆性が軽減され且つ磁気特性が劣化しない２００℃
以上から結晶化温度未満の温度域に加熱して、少なくと
も鉄心片のかしめ部を構成するかしめ用突起を形成し、
外形を抜きかしめ積層する積層鉄心の製造方法にある。

【０００９】本発明の第２の要旨は、アモルファス薄板
から金型装置により鉄心片の所要箇所を打抜き形成する
とともに、かしめ部を形成し、外形を抜きかしめ積層す
る積層鉄心の製造装置において、前記金型装置の前方、
又は金型装置の間にアモルファス薄板を２００℃以上か
ら結晶化温度未満の温度域に加熱するアモルファス薄板
加熱装置を設けた積層鉄心の製造装置にある。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の１実施例における
積層鉄心の製造過程を示す図、図２は本発明の１実施例
における積層鉄心製造の金型装置を示す図、図３は本発
明の１実施例において鉄心片に形成するかしめ用突起を
示す図、図４は本発明の積層鉄心製造においてアモルフ
ァス薄板の加熱温度の影響を調査した試験結果を示す
図、図５は本発明の１実施例における鉄心片を示す図、
図６は本発明の１実施例で製造した積層鉄心を示す図で
ある。

【００１１】図面において、１はアモルファス薄板で、
後記する金型装置のステーションＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを
通され、鉄心片の所要箇所、かしめ部が形成され、さら
に、外形抜きされて積層されるが、アモルファス薄板１
は脆くて打抜き形成時、特にかしめ用突起の形成時にク
ラックや折損を生じ易いので、本実施例ではステーショ
ンＡの前方で加熱する。

【００１２】２はアモルファス薄板加熱装置で、金型装
置７のステーションＡの前方に設置され、アモルファス
薄板１を素材としステーションＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで鉄
心片を形成するためそれぞれ分担した打抜き加工を行う
際に、クラックや折損が生じないように前記アモルファ
ス薄板１を加熱する。該アモルファス薄板加熱装置２は
例えば電熱面加熱装置、高周波加熱装置、熱放射管等が
使用されアモルファス薄板１を上下から全面もしくはか
しめ部形成領域を加熱するように設けられている。な
お、アモルファス薄板加熱装置２により金型装置７にお
いて温度偏差が生じないように、該アモルファス薄板加
熱装置２と金型装置７の間には断熱材（図示しない）が
設けられている。

【００１３】前記アモルファス薄板１の加熱は、鉄心片
の打抜き加工や、かしめ部となるかしめ用突起の形成加
工を折損やクラックが発生することなく、且つ、磁気特
性が劣化することなくするには以下に述べる加熱温度で
行えばよいことを本発明者達は知見した。

【００１４】前記知見について、試験結果を示す図４を
参照して詳細に述べる。アモルファス薄板について加熱
温度を変えて加熱し、該アモルファス薄板から鉄心片の
打抜きの加工性、鉄損特性に及ぼす影響を調査する試験
を行った。供試材はＦｅ−Ｂ−Ｓｉ系アモルファス薄板
で、板厚は０．０３ｍｍである。打抜き形成した鉄心片
は図５に示す回転子用の鉄心片３であり、該鉄心片３に
形成のかしめ用突起４は図３に拡大して示すように１部
を切り下げたものである。なお、積層１枚目の鉄心片３
のかしめ部にはかしめ用開口を形成した。各加熱温度に
加熱したアモルファス薄板から鉄心片３を２００片打抜
き、かしめ用突起４の形成の成否について調査した。前
記形成の成否については折損、又はクラックが鉄心片３
に１箇所でも発生したものは否とした。また、積層した
鉄心についてかしめ積層状態を外観調査し、さらにコア
鉄損を測定した。これらの試験結果を図４に示してい
る。

【００１５】この試験結果から認められるように、アモ
ルファス薄板を２００℃以上の温度に加熱して鉄心片３
のかしめ用突起４の打抜き形成加工を行うと、クラック
や折損の発生が激減し、かしめ用突起形成の良品率が９
０％以上となることが判明した。また、積層鉄心のかし
め積層状態は１５０℃加熱までは鉄心片層間に隙間が認
められたが、２００℃以上に加熱した積層鉄心は鉄心片
が密にかしめ嵌合され隙間は認められない。積層鉄心の
コア鉄損は総じて優れているが、４００℃に加熱したも
のはコア鉄損が劣化している。該４００℃加熱でコア鉄
損が劣化したのはアモルファス薄板が結晶化したためと
推察される。これらの試験結果から本発明では少なくと
もかしめ用突起を形成する前にアモルファス薄板を２０
０℃以上の温度に加熱することにより鉄心片３の打抜き
形成、なかでも加工が厳しいかしめ用突起でも高い良品
率で形成できるので、２００℃以上の温度に加熱する。
一方、加熱温度が余りにも高くなるとコア鉄損が劣化す
るので、上限を結晶化温度未満とする。

【００１６】前記加熱したアモルファス薄板１に対し
て、ステーションＡにてガイドホール５と軸孔６が形成
される。該ガイドホール５、及び軸孔６は図２に示す金
型装置７に設けたガイドホール用パンチ８とダイ孔９、
軸孔用パンチ１０とダイ孔１１によりそれぞれ打抜き形
成される。

【００１７】ステーションＢでは、スロット１２が前記
軸孔６の周りに等間隔をおいて放射状に形成され、これ
らスロット１２の隣り合う部分は磁極１３となる。スロ
ット１２は金型装置７に設けたスロット抜きパンチ１４
とダイ孔１５により打抜き形成される。

【００１８】ステーションＣでは、積層１枚目となる鉄
心片３にはかしめ部となるかしめ用開口１６が、積層２
枚目以降の鉄心片３にはかしめ部となるかしめ用突起４
が、それぞれ内径部１７と磁極１３の先端部の半円弧面
に形成される。前記かしめ用開口１６とかしめ用突起４
は金型装置７に設けたかしめ用パンチ１８とダイ孔１９
により形成されるが、この形成換えは前記かしめ用パン
チ１８の先端がストリッパ２０の下面に出る長さを公知
のスライドカム（図示しない）で変えることによりなさ
れる。

【００１９】前記かしめ用開口１６、かしめ用突起４の
形成位置や数は、この実施例に限らず鉄心片３の形状や
大きさにより変えることができる。また、かしめ用突起
４の形状についてもアモルファス薄板１を前記のように
加熱しているのでＶ字形、中切り欠き溝形、等の適宜の
形状に形成できる。

【００２０】ステーションＤは、この実施例では遊びの
ステーションで、ここで必要に応じて平打ちして形状の
矯正が行われる。

【００２１】ステーションＥではアモルファス薄板１か
ら鉄心片３が外形抜きされ、順次積層される。該鉄心片
３の外形抜き、及び積層は、図２の金型装置７に設けた
外形抜きパンチ２１でダイ孔２２に鉄心片３を抜き込
み、ダイ孔２２の下方に進退自在に設けた受け台２３上
に順次、積層するとともに、前記かしめ用開口１６、或
いはかしめ用突起４の背面側の凹みに、かしめ用突起４
を嵌め込みかしめて行く。

【００２２】所望積厚まで鉄心片３が積層されると、受
け台２３はダイ孔２２の下方に後退し、図６に示すよう
な積層鉄心２４が取り出される。

【００２３】前記実施例ではアモルファス薄板加熱装置
２は金形装置７の前方に設置してアモルファス薄板１を
加熱したが、アモルファス薄板加熱装置２を金型装置７
の間に設けてもよい。この場合は金型装置７に温度偏差
を与えないように、金型装置７とは独立してアモルファ
ス薄板加熱装置２を設ける。この際、金型装置７は各ス
テーション毎に区画して個別に設ける。また、鉄心片３
にかしめ用突起４を形成するステーションの直前に、前
記アモルファス薄板加熱装置２を独立して設置するとよ
い。

【００２４】前記実施例ではアモルファス薄板１の単板
から鉄心片３を打抜き形成したが、これに限らず、アモ
ルファス薄板１を複数重ねた積層板から鉄心片３を打抜
き形成し、該鉄心片３を積層してもよい。

【００２５】前記実施例では回転子積層鉄心の製造を示
したが、本発明は固定子積層鉄心、或いは積みトランス
等の製造にも適用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の請求項１の発明によれば、アモ
ルファス薄板を２００℃以上から結晶化温度未満の温度
域に加熱して、該アモルファス薄板から少なくとも鉄心
片のかしめ部、詳細にはかしめ用開口、かしめ用突起を
形成するので、アモルファス薄板は脆性が軽減し、鉄心
片の打抜き形成加工に対応でき、クラックや折損等が発
生することなく前記かしめ用突起が形成され、鉄心片を
かしめ積層してなる磁気特性がすぐれたアモルファス積
層鉄心を工業的に安定して製造できる。

【００２７】本発明の請求項２の発明によれば、アモル
ファス薄板から鉄心片を打抜き、かしめ積層する金型装
置の前方、又は金型装置の間に、アモルファス薄板を２
００℃以上から結晶化温度未満の温度域に加熱するアモ
ルファス薄板加熱装置を設けているので、アモルファス
薄板は打抜き、押し曲げ、或いは切り曲げ加工に耐え得
る状態に加熱され、該状態下で鉄心片の所要箇所の打抜
き、かしめ部の形成、外形抜き、及びかしめ積層を問題
なくでき、磁気特性のすぐれたアモルファス積層鉄心を
製造することができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における積層鉄心の製造過程
を示す図。

【図２】本発明の１実施例における積層鉄心製造の金型
装置を示す図。

【図３】本発明の１実施例において鉄心片に形成するか
しめ用突起を示す図。

【図４】本発明の積層鉄心製造においてアモルファス薄
板の加熱温度の影響を調査した試験結果を示す図。

【図５】本発明の１実施例における鉄心片を示す図。

【図６】本発明の１実施例で製造した積層鉄心を示す
図。

【符号の説明】

１ アモルファス薄板 ２ アモルファス薄板加熱装置 ３ 鉄心片 ４ かしめ用突起 ５ ガイドホール ６ 軸孔 ７ 金型装置 ８ ガイドホール用パンチ ９、１１、１５、１９、２２ ダイ孔 １０ 軸孔用パンチ １２ スロット １３ 磁極 １４ スロット抜きパンチ １６ かしめ用開口 １７ 内径部 １８ かしめ用パンチ ２０ ストリッパ ２１ 外形抜きパンチ ２３ 受け台 ２４ 積層鉄心

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アモルファス薄板から鉄心片の所要箇所
   を打抜き形成するとともに、かしめ部を形成し、外形を
   抜きかしめ積層する積層鉄心の製造方法において、前記
   アモルファス薄板を２００℃以上から結晶化温度未満の
   温度域に加熱して少なくとも前記鉄心片のかしめ部を構
   成するかしめ用突起を形成し、外形を抜きかしめ積層す
   ることを特徴とする積層鉄心の製造方法。
2. 【請求項２】 アモルファス薄板から金型装置により鉄
   心片の所要箇所を打抜き形成するとともに、かしめ部を
   形成し、外形を抜きかしめ積層する積層鉄心の製造装置
   において、前記金型装置の前方、又は金型装置の間にア
   モルファス薄板を２００℃以上から結晶化温度未満の温
   度域に加熱するアモルファス薄板加熱装置を設けたこと
   を特徴する積層鉄心の製造装置。