JP2004064041A - Method of manufacturing iron core and apparatus suitable for the method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はモーターやトランスなどの積層鉄芯の製造装置、製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電磁鋼板を用いてモーターやトランス等の積層鉄芯を製造する方法としては、鋼板を打抜きにより単位鉄芯とし、さらに所定枚数の単位鉄芯を積層し、ボルト締め、カシメ、溶接あるいは接着剤やワニス等の手段を用いて固着するのが一般的である。固着された後、積層鉄芯は巻線コイルの組込みなどの処理が施され、トランスやモーターの鉄芯として用いられる。
【0003】
積層鉄芯の固着が弱い場合、単位鉄芯に解けたり、隙間が開いたりするとコイルの巻線作業の能率が落ちたり、モーターの場合では騒音や振動の原因となることから積層鉄芯は強く固着する必要がある。
【0004】
しかし、ボルト締めにより固着する場合には、ボルトを通す貫通孔を積層鉄芯に設けることが必要であり、積層鉄芯に貫通孔を設けた場合には積層鉄芯の磁気特性が劣化することがあり、同様に溶接により積層鉄芯を固着する場合には溶接部に熱的歪みが入り、かしめではダボ形成時に機械加工されることにより積層鉄芯の磁気特性が劣化することがある。
【0005】
接着剤を用いて積層鉄芯を固着する場合には、電磁鋼板を鉄芯形状に加工した後積層してクランプなどで仮止めしてから接着剤やワニスを入れた浴に浸漬したり、液状接着剤を上方より垂らしたりして、鋼板と鋼板の間隙に毛細管現象を利用して接着剤やワニスを浸透させ、しかる後加熱などにより固着するのであるが、接着剤やワニスが間隙深部に浸透せず、特にモーターのステーターの場合には接着剤が浸透した鉄芯の外周部の端部のみ固着し、内周側のティース部がフリーになって積層両端部が浮き上がるといった問題点や加熱した時に接着剤やワニスの粘度が低下しすぎて余剰の接着剤やワニスが流れ出して固着強度が低下したり、流れ出した接着剤の処理に困るといった問題点があった。
また、接着剤やワニス含浸を行うには塗布した後固着するまでに時間がかかるため、作業性が低いといった問題点もあった。
【0006】
このような問題点を解決するため、特許文献1に、積層鉄芯を全含浸する場合、あらかじめ積層鉄芯を構成する鋼板に絶縁性の硬化剤または硬化剤および硬化促進剤を付着させた後、積層し巻き線してから含浸させる方法が開示されている。これは、積層鉄芯を含浸により固着する場合にあらかじめ硬化剤を付着させておくことにより急激に含浸樹脂を硬化させることにより接着剤の流れ出しを防止して鋼板同士を強固に固着させ、同時に絶縁性も確保するものである。
【0007】
【特許文献1】
特開昭57−3560号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法でも積層鉄芯を構成する鋼板1枚ごとに付着剤を塗布する必要があり、固着するまでの時間は短縮できるものの、打抜きなどにより単位鉄芯に加工してから積層鉄芯を固着するまでの作業性が低いといった問題は解決されたとはいえない。
また、一般には接着剤を自動で供給する装置も市販されているが、休止時に供給口で接着剤が固まるためメンテナンスが煩雑であったり、気温による接着剤溶液の粘性変化によって接着剤塗布量が変動するといった問題点があった。
【0009】
本発明者等は、このような接着剤を用いて積層鉄芯を固着する場合の問題点を解決し、作業性よく積層鉄芯を得られる方法とその方法に適した装置を見出し本発明に到達したものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(1)電磁鋼板より所定の形状に打抜いた単位鉄芯を積層し、固着することにより一体化させる積層鉄芯の製造方法において、単位鉄芯の打抜き工程以降の鉄芯積層中に、単位鉄芯の表面あるいは外周側および内周側端面の両方から粉体接着剤を塗布することを特徴とする積層鉄芯の製造方法。
(2)粉体の粒度分布において、平均粒度が5〜100μmである粉体接着剤を用いることを特徴とする前記(1)記載の積層鉄芯の製造方法。
(3)単位鉄芯の積層中に積層鉄芯の表面あるいは外周側および内周側端面の両方から熱硬化型粉体接着剤を塗布し、所定の温度まで積層鉄芯を加熱し、加圧することにより積層鉄芯を一体化させることを特徴とする前記(1)または(2)記載の積層鉄芯の製造方法。
(4)打抜き加工直後に熱硬化型粉体接着剤を単位鉄芯の表面に塗布し、熱硬化型粉体接着剤が付着した単位鉄芯を積層し、所定の温度まで積層鉄芯を加熱し、加圧することにより積層鉄芯を一体化させることを特徴とする前記(1)または(2)記載の積層鉄芯の製造方法。
(5)単位鉄芯積層部を2つ以上有し、所定枚数積層後直ちに積層部を入れ替えることにより連続的に打抜き固着することを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の積層鉄芯の製造方法。
(6)単位鉄芯積層時に積層方向と垂直の方向から鉄芯に対し側圧をかけることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の積層鉄芯の製造方法。
【0011】
(7)雄型打抜き金型と雌型打抜き金型とを有する打ち抜き加工部を具備し、打抜かれた単位鉄芯を積層する単位鉄芯積層部を分離して備え、粉体接着剤を単位鉄芯の鋼板表面あるいは外周側および内周側端面の両方から塗布する接着剤供給部を備えることを特徴とする積層鉄芯の製造装置。
(8)単位鉄芯積層部に加圧機構を備えることを特徴とする前記(7)記載の積層鉄芯の製造装置。
(9)単位鉄芯積層部に加圧および加熱機構を備えることを特徴とする前記(7)または(8)記載の積層鉄芯の製造装置。
(10)粉体接着剤を積層の端面に塗布する接着剤供給部を単位鉄芯積層部に備え、供給部に対向する面に排気口を設けることを特徴とする前記(7)乃至(9)のいずれかに記載の積層鉄芯の製造装置。
(11)単位鉄芯積層部を2つ以上具備し、所定枚数積層後直ちに積層部を入れ替える入れ替え装置と単位鉄芯の排出装置を具備することにより連続的に打抜き固着することを特徴とする前記(7)乃至(10)のいずれかに記載の積層鉄芯の製造装置。
(12)単位鉄芯積層部に積層される鉄芯に対し側圧をかけるダンパー機構を有することを特徴とする前記(7)乃至(11)のいずれかに記載の積層鉄芯の製造装置。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する具体的形態について説明する。
本発明では、積層鉄芯に供する電磁鋼板は無方向性電磁鋼板でも方向性電磁鋼板でもよく、一般的な鋼板を電磁鋼板として使用してもかまわない。さらに、高Si材やアモルファス合金なども使用可能で、特に板厚が0.10〜0.35mmの薄鋼板の使用に適しているが、通常の板厚の材料に関しても限定するものではない。
【0013】
本発明では単位鉄芯の加工には、打抜き金型により鋼板を単位鉄芯形状に打抜く装置が必要であり、打抜き部の打抜き金型にて単位鉄芯形状に加工した後、積層部に連続的に単位鉄芯を積層する際に鋼板の表面あるいは積層端面に粉体接着剤を塗布することにより積層鉄芯を固着するものである。
【0014】
本発明で使用する接着剤としては樹脂の種類については特に限定するものではないが、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、ナイロン樹脂系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン樹脂系接着剤、変性オレフィン樹脂系接着剤、合成ゴム系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤およびこれら接着剤を組み合わせた複合型接着剤など各種接着剤が使用できる。さらに適しているものとしては、加熱により化学反応が進行する熱硬化性有機樹脂系接着剤が適当であり、具体的にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂などの1種または2種以上を主成分とする接着剤である。また、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレタン樹脂、変性オレフィン樹脂、合成ゴム、などに架橋剤を添加し、熱硬化性を付与したものも好適である。また、加熱により脱水縮合反応が進行して硬化する無機系接着剤やリン酸カルシウムなどを主成分とする常温硬化型無機接着剤を用いても良い。加熱が好ましくない場合などには、硬化剤を加圧により破壊するマイクロカプセル等に封入した加圧硬化型接着剤を用いることも可能である。
【0015】
本発明で使用する接着剤は、粉体であることが必須であり、さらに好ましくは粉体の粒径分布における平均粒径が5〜100μmの比較的小粒径のものである。平均粒径が5μm未満では、粉体気送時に目詰まりをおこす恐れが大きくなるとともに粉砕時のコストが高くなり、100μm超では鋼板に塗布された時に付着性が悪化するためである。
【0016】
本発明で加熱する場合、用いる加熱手段としては、通電加熱、誘導加熱、誘電加熱、電磁波照射、直接接触加熱などが使用でき、特に限定するものではないが、電熱ヒーターによる直接接触加熱が構造が簡単で好適である。本発明では、上記加熱装置を積層部に設置して加熱することにより積層鉄芯に塗布した粉体接着剤を速やかに溶融し加熱硬化させることが可能である。
【0017】
次に、鉄芯を固着するために加圧する方法として、本発明では加圧パンチを用いるが、加圧パンチは打抜き金型の雄型を兼用して用いることが可能である。この場合には、所定の打抜き枚数に達した時に通常の打抜きストロークよりも雄型のストロークを大きくすることにより、大きな圧力を積層鉄芯にかけることが可能であり、より固着強度を高めることができる。また、固着された積層鉄芯を更に強固なものとするため、本工程を経た後にもう一度加圧加熱してもよい。
【0018】
本発明では、粉体接着剤を塗布する方法として積層する前に鋼板表面に1枚ごとに塗布する方法を用いてもよいし、積層後に端面から塗布する方法を用いてもよい。
鋼板表面に1枚ごとに粉体接着剤を塗布する場合、雄型あるいは雌型の打ち抜き金型内部にあるいは加圧パンチ内部に粉体気送装置を設けることにより作業性を低下させること無く粉体接着剤を塗布することが可能である。
【0019】
さらに、粉体接着剤供給部の対向する面に排気口を設けることにより鉄芯表面に極めて薄く粉体を付着させることが可能である。すなわち、粉体を含む気流が鉄芯表面に吹き付けられた時に、気流の逃げ道を確保することにより、スムーズに気流が整流されて鉄芯表面に接触することから、粉体を均一に付着させることができる。
【0020】
また粉体接着剤を端面から塗布する場合には、対向する面に排気口を設けることで極めて大きな効果をあげることができる。従来、粉体接着剤を鉄芯の積層端面から塗布した場合には、粉体が鉄芯間の間隙に入る割合が少なく、いたずらに積層端面に付着していたが、本発明で開示するように、粉体供給部の対向する面に排気口を設けることにより、積層鉄芯の間隙にスムーズに接着剤を導入することが可能である。
【0021】
排気口の形状等については、特に制限するものではないが、積層されるに従って散布位置が変わる場合には、スリット状の排気口が好適であり、特に薄く塗布面積を広げたい場合には2個所以上の排気口を設けるのが良い。
また、スムーズに粉体を含む気流を排気口に導くために、排気口下流にシロッコファン等を設けることにより積層鉄芯の粉体接着剤塗布部位に負圧を発生させることも有効である。粉体接着剤を積層端面から塗布する場合には、特に有効である。
【0022】
従来の接着剤を用いた鉄芯固着技術としては、液状接着剤を使用するのが一般的であるが、本発明の積層鉄芯では粉体接着剤を使用して鉄芯の鋼板表面に付着させ、加熱加圧により積層鉄芯を固着する箇所に特徴が有る。
【0023】
粉体接着剤を気送する装置としては、特に制限するものでは無く、一般に市販されている装置を用いても良い。市販されている粉体気送装置としては、粉体塗装用の静電粉体塗装装置が本発明にも好適である。静電粉体塗装装置にはコロナ方式とトリボ方式が知られており、本発明にはどちらを用いても良いが、トリボ方式の方が構造が簡潔で好適である。
また本発明では、その他の固着方式と併用することも可能である。モーターのステーターの場合では、外周部をカシメで固着し、内周の各ティースを接着剤を用いて固着することが可能である。
【0024】
本発明では加熱する場合、打抜き金型と加熱装置の間には断熱部材を設置できる。有機樹脂系熱硬化型粉体接着剤の硬化に必要な温度は一般には80℃〜200℃の間であり、無機系接着剤の場合には100℃〜700℃であるが、打抜き金型には非常に高い精度が要求されるため、金型が膨張しないように加熱部分とは断熱部材にて熱が伝わらないようにする必要がある。ここで使用する断熱部材はセラミックスなど耐熱性が高いものが望ましいが特に限定するものではない。
【0025】
本発明では加熱が必要な場合、所定枚数の単位鉄芯が積層された後あるいは積層している間に、積層部に隣接して設置した加熱装置により積層鉄芯を所定温度まで昇温する。このとき、積層されたあるいは積層途中の単位鉄芯の側面からダンパー機構を備えた側圧装置を用いて積層鉄芯の端面揃えを行うことが可能である。
【0026】
また本発明では、積層部を2個以上具備し、これらを交互に打抜き部直後に配置できるように積層部可動装置を設置することによりさらに効率を上げることが可能である。積層完了後あるいは単位鉄芯が供給されるたび毎に加圧装置にて加圧し、粉体接着剤を溶融硬化させ、積層された単位鉄芯を全体あるいは部分的に接着して鉄芯を固着させるものである。積層部の配置は鋼板の供給方向に垂直な方向に移動する方法だけでなく、積層部を円形に多数配置した回転方式でも良いし、あるいは他の方法を用いても良い。
【0027】
さらに、単位鉄芯を積層後、打抜き部直後の位置から移動せしめた後に再度加圧装置にて加圧しさらに強固に固着させることも可能である。
【0028】
本発明では、上述した鉄芯の製造方法に適した装置として、以下の構成が考えられる。
つまり、雄型打抜き金型と雌型打抜き金型とを有する打ち抜き加工部を具備し、打抜かれた単位鉄芯を積層する単位鉄芯積層部を分離して備え、粉体接着剤を上記打ち抜かれた単位鉄芯の表面あるいは端面に塗布する粉体供給部を備えることにより、積層した単位鉄芯を一体化することが可能である。粉体供給部に関して、単位鉄芯の積層部端面に塗布する場合については単位鉄芯積層部に、単位鉄芯の表面に部分的に塗布する場合については打ち抜き加工部に粉体供給部を備えることが可能である。
【0029】
更に、単位鉄芯を強固に固着する場合には、単位鉄芯積層部に加圧機構を設けることも可能である。加圧機構としては、加圧パンチあるいは、加圧パンチは打抜き金型の雄型を兼用して用いることも可能である。さらには、熱硬化型粉体接着剤を用いる場合には、上記の加圧に加え、単位鉄芯積層部に加熱機構を設けることも可能である。加熱機構としては、通電加熱、誘導加熱、誘電加熱、電磁波照射、直接接触加熱などが考えられる。
【0030】
さらには、単位鉄芯積層部において、積層されたあるいは積層途中の単位鉄芯の側面から積層鉄芯の端面揃えを行うことが可能となるようにダンパー機構を備えた側圧装置を用いることも可能である。また本発明では、積層部を2個以上具備し、これらを交互に打抜き部直後に配置できるように積層部可動装置を設置することも可能である。これによりさらに効率を上げることが可能となる。
【0031】
【実施例】
(実施例1)
図1は本発明の実施例であり、予め電磁鋼板のフープから所定のモーターコア形状に打抜いた単位鉄芯を用いて、1枚ずつ積層する際に、鉄芯表面に熱硬化型粉体接着剤を塗布した後、積層し、加熱加圧により固着している状態の断面説明図を示す。
【0032】
図において、1はあらかじめ電磁鋼板から打抜かれた単位鉄芯、2は単位鉄芯を積層状態で保持するガイド、3はガイド下部から単位鉄芯を1枚だけ取り出す際に鉄芯に引っかける移動爪、4は単位鉄芯を移動させる際のスライドレール、5は加圧シリンダー、6は排気パイプ、7はシロッコファン、8は積層中の単位鉄芯、9は断熱部材、10は加熱装置、11は積層鉄芯受け台、12は粉体接着剤供給パイプ、13は粉体静電ガン、14は粉体接着剤供給タンク、15は取り付け台、16は移動爪3を駆動するモーターである。
【0033】
単位鉄芯1は、ガイド2に入れられる時に積層される方向毎に整えられる。移動爪3はガイド2の下部から単位鉄芯1を1枚ずつ取り出し、スライドレール4上を移動し、単位鉄芯を積層鉄芯受け台11まで送付する。移動爪3が初期位置まで後退する間に接着剤供給タンク14から気送された粉体接着剤が粉体静電ガン13によって荷電状態になった後、供給パイプ12から積層鉄芯8上に塗布される。この時、積層鉄芯8上に吹き付けられた際の気流は、シロッコファン7によって排気パイプ6から装置外に排気される。所定枚数単位鉄芯が積層された段階で間欠的に粉体接着剤の気送が停止することで、固着される積層鉄芯は分離される。積層されるに従い受け台11は下降し、積層鉄芯8は加熱装置10によって加熱さ所定温度まで昇温される。この時、加圧シリンダー5によって加圧されることにより、積層鉄芯が固着される。
【0034】
(実施例2)
図2は本発明の実施例であり、モーターコアの単位鉄芯形状に、電磁鋼板21を打抜き、打抜いた鋼板を積層し積層鉄芯とする際に、鉄芯表面に熱硬化型粉体接着剤を塗布した後、次の鉄芯を積み重ねながら加熱加圧して固着している状態の断面説明図を示す。
【0035】
図において、21は電磁鋼板(供給部材)、22は供給部材21より単位鉄芯を打ち抜く際のガイド穴打抜き用雄金型、23は内周打抜き金型の雄型、24は第一段外周打抜き金型の雄型であり、25は金型22に対向して設けられるガイド穴打抜き用雌型、26は金型23に対応する内周打抜き用雌金型で、27は金型24に対向して設けられる第一段外周打抜き金型雌型、28は金型台である。また、29は単位鉄芯の外周打抜き用雄金型であり加圧パンチを兼用している。30は加圧パンチの圧下力を調整するスプリングである。31は打抜かれた単位鉄芯が積層される直前の状態を示す。32は排気口から金型外へ気流を通すために設けられた排気用パイプであり、33は雄金型兼用加圧パンチ29に対向して設けられる外周周打抜き用雌金型である。
【0036】
34は加熱装置で、積層鉄芯37を側面から加熱しており、金型台28とは断熱部材35で隔てられている。これらおよび上記雄金型兼用加圧パンチと併せて積層部を構成する。
接着剤供給装置は、接着剤供給タンク39と粉体接着剤供給パイプ37、粉体静電ガン38で構成される。これらによって粉体接着剤を鉄芯表面に塗布する。
【0037】
コイル状に巻き取られた状態の電磁鋼板21は、供給部材として送り装置により本発明装置内に連続的に送り込まれる。ガイド穴打抜き金型22と25によってガイド穴を設けた後、打抜き金型の雄型23と雌型26によって内周側を打ち抜く。次に第一段外周打抜き金型の雄型24と雌型27により所定部位の外周部を打ち抜く。次に加圧パンチ兼用第二段外周打抜き金型の雄型29と雌型33によって鋼板21を単位鉄芯に打ち抜き、雌型33内部に鉄芯を押し込み積層する。
【0038】
加圧パンチ兼用第二段外周打抜き金型の雄型29が上昇した後、接着剤供給タンクから気送された熱硬化型粉体接着剤が粉体静電ガン38によって荷電状態になった後、供給パイプ37を通じて積層鉄芯36の上面に吹き付けられる。余分の粉体接着剤は気流とともに排気用パイプ32から金型外に排出される。積層鉄芯36は、加熱装置34にて側面より加熱され、熱硬化型粉体接着剤が硬化する温度160℃まで昇温され、積層鉄芯が固着される。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、接着剤を用いて積層鉄芯の打抜き工程にて連続的に鉄芯を固着することが可能であり、従来の含浸設備を用いた固着では無いので、短時間に積層鉄芯を固着でき、積層鉄芯の固着工程の作業性が大幅に向上するものである。また、粉体接着剤を用いることから取り扱いが簡便でメンテナンスが容易である。さらに、排気口を設けることにより、薄く均一塗布が可能なことから接着むらが少なく強固な鉄芯を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】あらかじめ電磁鋼板を所定の形状に打抜いた単位鉄芯を1枚ごとに鋼板表面に粉体接着剤を塗布し積層し加熱加圧して固着している状態を示す。
【図2】フープ状の無方向性電磁鋼板を単位鉄芯形状に打抜き、単位鉄芯1枚ごとに鋼板表面に粉体接着剤を塗布し積層部にて加圧加熱して固着している状態を示す。
【符号の説明】
1: 単位鉄芯 2:ガイド
3: 移動爪 4: スライドレール
5:加圧シリンダー 6:排気パイプ
7:シロッコファン 8:積層鉄芯
9:断熱部材 10:加熱装置
11:積層鉄芯受け台 12:粉体接着剤供給パイプ
13:静電ガン 14:粉体接着剤供給タンク
15:取り付け台 16:移動爪駆動モーター
21:フープ状の電磁鋼板 22:ガイド穴打抜き金型の雄型
23:内周打抜き金型の雄型 24:第一段外周打抜き金型の雄型
25:ガイド穴打抜き金型の雌型
26:内周打抜き金型の雌型 27: 第一段外周打抜き金型の雌型
28:金型台 29:第二段外周打抜き金型兼用加圧パンチ
30:加圧パンチ用スプリング
31:単位鉄芯 32:排気用パイプ
33:第二段外周打抜き金型の雌型
34:加熱装置 35: 断熱部材
36:積層鉄芯 37:接着剤供給パイプ
38:粉体静電ガン 39:接着剤供給装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a laminated iron core such as a motor and a transformer.
[0002]
[Prior art]
As a method of manufacturing a laminated iron core such as a motor or a transformer using an electromagnetic steel sheet, a steel sheet is punched into a unit iron core, and a predetermined number of unit iron cores are further laminated, bolted, caulked, welded or glued. It is common to fix using means such as varnish. After being fixed, the laminated iron core is subjected to processing such as installation of a winding coil, and is used as an iron core of a transformer or a motor.
[0003]
If the laminated iron core is weakly fixed, it may become loose or crack the unitary iron core, reducing the efficiency of coil winding work.In the case of a motor, it may cause noise or vibration. It needs to be fixed.
[0004]
However, when fixing by bolting, it is necessary to provide a through hole for passing the bolt in the laminated iron core, and if a through hole is provided in the laminated iron core, the magnetic characteristics of the laminated iron core will be deteriorated. Similarly, when the laminated iron core is fixed by welding, thermal distortion is caused in the welded portion, and in caulking, the magnetic properties of the laminated iron core may be deteriorated due to machining during dowel formation.
[0005]
When fixing the laminated iron core using an adhesive, the electromagnetic steel sheet is processed into an iron core shape, laminated, temporarily fixed with a clamp, etc., then immersed in a bath containing an adhesive or varnish, or The adhesive or varnish penetrates into the gap between the steel plates by using the capillary phenomenon by dropping the adhesive from above, and then is fixed by heating, etc. In particular, in the case of the motor stator, only the outer peripheral end of the iron core where the adhesive has penetrated adheres, and the inner peripheral side of the iron core becomes free and both ends of the lamination are lifted up and heated. At times, the viscosity of the adhesive or varnish becomes too low, causing excess adhesive or varnish to flow out, resulting in a decrease in the fixing strength or difficulty in treating the flowed-out adhesive.
In addition, it takes a long time to perform the impregnation with the adhesive or the varnish until it is fixed after the application, so that the workability is low.
[0006]
In order to solve such a problem, in Patent Document 1, when a laminated iron core is completely impregnated, an insulating hardening agent or a hardening agent and a hardening accelerator are attached to a steel sheet constituting the laminated iron core in advance. A method of laminating, winding and then impregnating is disclosed. This is because when the laminated iron core is fixed by impregnation, a hardener is attached in advance to rapidly cure the impregnated resin, preventing the adhesive from flowing out, and firmly fixing the steel plates together, and simultaneously insulating Nature.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-57-3560
[Problems to be solved by the invention]
However, even with this method, it is necessary to apply an adhesive to each steel sheet constituting the laminated iron core, and although the time required for fixing can be reduced, the laminated iron core is processed into a unit iron core by punching or the like. The problem of low workability before fixing is not solved.
In general, a device for automatically supplying an adhesive is also commercially available, but the adhesive is hardened at a supply port at the time of suspension, so that maintenance is complicated, and a change in the viscosity of the adhesive solution due to air temperature causes an increase in the amount of the adhesive applied. There was a problem that it fluctuated.
[0009]
The present inventors have solved the problem of fixing a laminated iron core using such an adhesive, and have found a method capable of obtaining a laminated iron core with good workability and an apparatus suitable for the method, and the present invention. It has been reached.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
(1) In a method of manufacturing a laminated iron core in which unitary iron cores punched into a predetermined shape from an electromagnetic steel sheet are laminated and fixed to be integrated, the unit iron core is laminated during the step of punching unitary iron cores and thereafter. A method for producing a laminated iron core, characterized in that a powdery adhesive is applied from the surface of the iron core or both the outer peripheral side and the inner peripheral side end surface.
(2) The method for producing a laminated iron core according to (1), wherein a powder adhesive having an average particle size of 5 to 100 μm in a particle size distribution of the powder is used.
(3) A thermosetting powder adhesive is applied from the surface of the laminated iron core or both the outer peripheral side and the inner peripheral side end surface during the lamination of the unit iron core, and the laminated iron core is heated to a predetermined temperature and pressurized. The method for producing a laminated iron core according to the above (1) or (2), wherein the laminated iron cores are integrated by doing so.
(4) Immediately after punching, apply a thermosetting powder adhesive to the surface of the unit iron core, stack the unit iron core with the thermosetting powder adhesive attached, and heat the laminated iron core to a predetermined temperature. The method for producing a laminated iron core according to the above (1) or (2), wherein the laminated iron core is integrated by applying pressure.
(5) The device according to any one of (1) to (4), wherein two or more unit core laminated portions are provided, and the laminated portions are replaced immediately after laminating a predetermined number of sheets to continuously punch and fix. Of manufacturing a laminated iron core.
(6) The method for producing a laminated iron core according to any one of the above (1) to (5), wherein a lateral pressure is applied to the iron core from a direction perpendicular to the laminating direction when the unit iron cores are laminated.
[0011]
(7) A punching section having a male punching die and a female punching die is provided, and a unitary iron core laminated portion for laminating the punched unitary iron cores is separately provided, and a unit of powder adhesive is used. An apparatus for manufacturing a laminated iron core, comprising: an adhesive supply unit for applying an adhesive from both the surface of a steel sheet of the iron core or both the outer peripheral side and the inner peripheral side end face.
(8) The apparatus for manufacturing a laminated iron core according to the above (7), wherein a pressurizing mechanism is provided in the unit core laminated portion.
(9) The apparatus for manufacturing a laminated iron core according to the above (7) or (8), wherein a pressurizing and heating mechanism is provided in the unit core laminated portion.
(10) The unit (7) to (9), wherein an adhesive supply unit for applying a powder adhesive to an end face of the laminate is provided on the unitary iron core laminate unit, and an exhaust port is provided on a surface facing the supply unit. The manufacturing apparatus of a laminated iron core according to any one of the above.
(11) The unit is characterized in that it comprises two or more unitary iron core laminated portions, and is continuously punched and fixed by being provided with a replacement device for exchanging the laminated portions immediately after lamination of a predetermined number and a unitary iron core discharging device. The apparatus for manufacturing a laminated iron core according to any one of (7) to (10).
(12) The apparatus for manufacturing a laminated iron core according to any one of (7) to (11), further including a damper mechanism for applying a side pressure to the iron core laminated on the unit iron core laminated portion.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments for implementing the present invention will be described.
In the present invention, the magnetic steel sheet provided for the laminated iron core may be a non-oriented magnetic steel sheet or a directional magnetic steel sheet, and a general steel sheet may be used as the magnetic steel sheet. Further, a high Si material, an amorphous alloy, or the like can be used, and is particularly suitable for use of a thin steel plate having a thickness of 0.10 to 0.35 mm. However, a material having a normal thickness is not limited.
[0013]
In the present invention, for processing the unit iron core, a device for punching a steel sheet into a unit iron core shape by a punching die is necessary. When the unitary iron cores are continuously laminated, the powdery adhesive is applied to the surface of the steel sheet or the laminated end surface to fix the laminated iron cores.
[0014]
The type of the adhesive used in the present invention is not particularly limited, but an acrylic resin adhesive, a urethane resin adhesive, an epoxy resin adhesive, a phenol resin adhesive, a nylon resin adhesive Various adhesives such as adhesives, polyester adhesives, polyurethane resin adhesives, modified olefin resin adhesives, synthetic rubber adhesives, vinyl chloride resin adhesives, and composite adhesives combining these adhesives can be used. . As a further suitable material, a thermosetting organic resin-based adhesive in which a chemical reaction proceeds by heating is appropriate, and specifically, one or more of epoxy resin, phenol resin, and the like are used as main components. Adhesive. Further, those obtained by adding a crosslinking agent to a polyester resin, a nylon resin, a polyurethane resin, a modified olefin resin, a synthetic rubber, or the like to impart thermosetting properties are also suitable. Further, an inorganic adhesive which cures by the progress of a dehydration condensation reaction by heating, or a cold-setting inorganic adhesive mainly containing calcium phosphate or the like may be used. In the case where heating is not preferable, for example, a pressure-curable adhesive encapsulated in a microcapsule or the like that breaks the curing agent by pressurization can be used.
[0015]
It is essential that the adhesive used in the present invention is a powder, and more preferably a relatively small particle having an average particle size in the particle size distribution of the powder of 5 to 100 μm. If the average particle size is less than 5 μm, the possibility of clogging during pneumatic feeding increases, and the cost of pulverization increases. If the average particle size exceeds 100 μm, the adhesiveness is deteriorated when applied to a steel sheet.
[0016]
In the case of heating in the present invention, as a heating means to be used, electric heating, induction heating, dielectric heating, electromagnetic wave irradiation, direct contact heating and the like can be used, and although not particularly limited, direct contact heating by an electric heater is used. Simple and suitable. In the present invention, the powder adhesive applied to the laminated iron core can be quickly melted and heat-cured by installing the heating device in the laminated portion and heating.
[0017]
Next, as a method of pressing to fix the iron core, a pressing punch is used in the present invention, but the pressing punch can be used as a male die of a punching die. In this case, it is possible to apply a large pressure to the laminated iron core by making the male type stroke larger than the normal punching stroke when the predetermined number of punched sheets is reached, and it is possible to further increase the fixing strength. it can. Further, in order to further strengthen the fixed laminated iron core, after this step, pressure heating may be performed again.
[0018]
In the present invention, as a method of applying the powder adhesive, a method of applying the adhesive one by one to the surface of the steel sheet before laminating may be used, or a method of applying from the end surface after the lamination may be used.
When powder adhesive is applied to the steel sheet surface one by one, the powder air feeding device is provided inside the male or female punching die or inside the pressure punch without reducing the workability. It is possible to apply a body adhesive.
[0019]
Further, by providing an exhaust port on the opposing surface of the powder adhesive supply section, it is possible to attach the powder extremely thinly to the iron core surface. That is, when an airflow containing powder is blown onto the iron core surface, the airflow is smoothly rectified by contacting the iron core surface by securing an escape path for the airflow, so that the powder is uniformly adhered. Can be.
[0020]
When the powder adhesive is applied from the end surface, an extremely large effect can be obtained by providing an exhaust port on the opposite surface. Conventionally, when the powder adhesive was applied from the lamination end face of the iron core, the ratio of the powder entering the gap between the iron cores was small and was unnecessarily adhered to the lamination end face, as disclosed in the present invention. In addition, by providing an exhaust port on the opposing surface of the powder supply unit, it is possible to smoothly introduce the adhesive into the gap between the laminated iron cores.
[0021]
The shape of the exhaust port is not particularly limited, but a slit-shaped exhaust port is preferable when the spraying position is changed as the layers are stacked, and two slits are particularly preferable when the coating area is to be thinner. It is preferable to provide the above exhaust ports.
It is also effective to provide a sirocco fan or the like downstream of the exhaust port to generate a negative pressure at the powder adhesive application site of the laminated iron core in order to smoothly guide the air flow containing the powder to the exhaust port. It is particularly effective when the powder adhesive is applied from the lamination end face.
[0022]
As a conventional iron core fixing technique using an adhesive, a liquid adhesive is generally used, but in the laminated iron core of the present invention, a powder adhesive is used to adhere to the steel sheet surface of the iron core. There is a characteristic in that the laminated iron core is fixed by heating and pressing.
[0023]
The apparatus for pneumatically feeding the powder adhesive is not particularly limited, and a generally commercially available apparatus may be used. As a commercially available powder feeding device, an electrostatic powder coating device for powder coating is also suitable for the present invention. As the electrostatic powder coating apparatus, a corona system and a tribo system are known. Either one can be used in the present invention, but the tribo system is more simple and more preferable.
Further, in the present invention, it is also possible to use together with another fixing method. In the case of a motor stator, the outer peripheral portion can be fixed by caulking, and the inner peripheral teeth can be fixed by using an adhesive.
[0024]
In the present invention, when heating, a heat insulating member can be provided between the punching die and the heating device. The temperature required for curing the organic resin-based thermosetting powder adhesive is generally between 80 ° C. and 200 ° C., and 100 ° C.-700 ° C. for inorganic adhesives. Since very high precision is required, it is necessary to prevent heat from being transmitted to the heating portion by a heat insulating member so that the mold does not expand. The heat insulating member used here is desirably one having high heat resistance such as ceramics, but is not particularly limited.
[0025]
In the present invention, when heating is necessary, the laminated iron core is heated to a predetermined temperature by a heating device installed adjacent to the lamination portion after or while the predetermined number of unit iron cores are being laminated. At this time, it is possible to align the end faces of the laminated iron cores from the side surfaces of the laminated or partially laminated unit iron cores by using a lateral pressure device provided with a damper mechanism.
[0026]
Further, in the present invention, it is possible to further increase the efficiency by providing two or more laminated sections and installing the laminated section movable device so that these can be alternately arranged immediately after the punching section. After the lamination is completed or every time the unit core is supplied, pressurize with a pressurizing device to melt and harden the powder adhesive, and adhere the laminated unit core in whole or in part to fix the core. It is to let. The arrangement of the laminated portions is not limited to a method of moving the laminated portions in a direction perpendicular to the supply direction of the steel sheet, but may be a rotating method in which a large number of laminated portions are arranged in a circle, or another method.
[0027]
Furthermore, it is also possible to move the unit iron core from the position immediately after the punching unit after laminating, and then pressurize the unit again with a pressurizing device to further firmly fix it.
[0028]
In the present invention, the following configuration can be considered as an apparatus suitable for the above-described iron core manufacturing method.
That is, a punching section having a male punching die and a female punching die is provided, and a unitary iron core laminated portion for laminating the punched unitary iron cores is separately provided, and the powder adhesive is subjected to the above-described punching. By providing a powder supply unit for applying to the surface or the end face of the extracted unit core, it is possible to integrate the laminated unit cores. Regarding the powder supply unit, the powder supply unit is provided in the united iron core laminated unit when it is applied to the end face of the laminated unit of the unit iron core, and the punching unit is used in the case where it is partially applied to the surface of the unit iron core. It is possible.
[0029]
Further, when the unit iron core is firmly fixed, a pressing mechanism can be provided in the unit iron core laminated portion. As the pressing mechanism, a pressing punch or a pressing punch may be used as a male die of a punching die. Furthermore, when a thermosetting powder adhesive is used, it is possible to provide a heating mechanism in the unit iron core laminated portion in addition to the above-mentioned pressurization. Examples of the heating mechanism include energization heating, induction heating, dielectric heating, electromagnetic wave irradiation, and direct contact heating.
[0030]
Furthermore, it is also possible to use a lateral pressure device provided with a damper mechanism so that the end surfaces of the laminated iron cores can be aligned from the side surfaces of the laminated or partially laminated unit iron cores in the unitary iron core laminated portion. It is. Further, in the present invention, it is also possible to provide a laminate moving device so that two or more laminates are provided and these can be alternately arranged immediately after the punching unit. This makes it possible to further increase the efficiency.
[0031]
【Example】
(Example 1)
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, in which a unitary iron core previously punched out of a hoop of an electromagnetic steel sheet into a predetermined motor core shape is used to laminate thermosetting powder on the iron core surface when laminating one by one. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view showing a state in which an adhesive is applied, laminated, and fixed by heating and pressing.
[0032]
In the figure, 1 is a unit iron core previously punched from an electromagnetic steel plate, 2 is a guide for holding the unit iron core in a stacked state, and 3 is a moving claw that hooks on the iron core when only one unit iron core is taken out from the lower part of the guide. 4 is a slide rail for moving the unit core, 5 is a pressurizing cylinder, 6 is an exhaust pipe, 7 is a sirocco fan, 8 is a unit core being laminated, 9 is a heat insulating member, 10 is a heating device, 11 Denotes a laminated iron core receiving stand, 12 denotes a powder adhesive supply pipe, 13 denotes a powder electrostatic gun, 14 denotes a powder adhesive supply tank, 15 denotes a mounting table, and 16 denotes a motor for driving the
[0033]
The unit iron cores 1 are arranged for each direction in which they are stacked when they are put in the
[0034]
(Example 2)
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. In a case where the
[0035]
In the figure, 21 is an electromagnetic steel plate (supply member), 22 is a male die for punching a guide hole when punching a unit iron core from the
[0036]
A
The adhesive supply device includes an
[0037]
The
[0038]
After the male die 29 of the second-stage outer peripheral punching die combined with the pressure punch is raised, the thermosetting powder adhesive pneumatically fed from the adhesive supply tank is charged by the
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to continuously fix the iron core in the step of punching the laminated iron core using the adhesive, and it is not the fixing using the conventional impregnation equipment. The core can be fixed, and the workability of the step of fixing the laminated iron core is greatly improved. Further, since the powder adhesive is used, handling is simple and maintenance is easy. Further, by providing the exhaust port, it is possible to produce a strong iron core with less adhesion unevenness because thin and uniform application is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a state in which a unitary iron core obtained by previously punching a magnetic steel sheet into a predetermined shape is coated with a powder adhesive on the surface of each steel sheet, laminated, heated and pressed, and fixed.
[FIG. 2] A hoop-shaped non-oriented electrical steel sheet is punched into a unit iron core shape, and a powder adhesive is applied to the surface of the steel sheet for each unit iron core, and is fixed by pressing and heating in a laminated portion. Indicates the status.
[Explanation of symbols]
1: unit iron core 2: guide 3: moving claw 4: slide rail 5: pressurizing cylinder 6: exhaust pipe 7: sirocco fan 8: laminated iron core 9: heat insulating member 10: heating device 11: laminated iron core receiving base 12 : Powder adhesive supply pipe 13: electrostatic gun 14: powder adhesive supply tank 15: mounting table 16: moving claw drive motor 21: hoop-shaped electromagnetic steel plate 22: guide hole punching die 23: inside Male of peripheral punching die 24: Male die of first stage outer peripheral punching die 25: Female die of guide hole punching die 26: Female die of inner peripheral punching die 27: Female of first stage outer peripheral punching die Mold 28: Mold stand 29: Second-stage outer periphery punching die combined use pressure punch 30: Spring for pressure punch 31: Unit iron core 32: Exhaust pipe 33: Second stage outer periphery punching die female mold 34: heating Location 35: heat insulating member 36: stacked iron core 37: adhesive supply pipe 38: electrostatic powder gun 39: adhesive supply device
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