JP2013226014A - 積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焼鈍等にかかる時間を短縮することができ、製造コストの低減、作業効率の向上、生産効率の向上を図ることができる積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置を提供する。
【解決手段】薄板５２からプレス打ち抜きにより形成されたコアプレートを積層して積層コアを製造する積層コアの製造方法及び製造装置であって、搬送機構５４によって薄板５２を搬送し、金型５６によって薄板５２からコアプレートの少なくとも一部分を切断した後に、薄板５２に嵌め戻し、薄板５２にコアプレートが嵌った状態で薄板５２を焼鈍し、薄板５２からコアプレートを分離し、積層する。
【選択図】図４

Description

本発明は、帯状の薄板から打ち抜かれた鋼板を積層して円環状の小径コア及び大径コアを製造する積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置に関する。

一般に、モータコア（ロータコア及びステータコア）は、帯状鋼板をプレス打ち抜きにより形成される所定形状の鋼板を積層することにより製造される。

プレス打ち抜き時においては、打ち抜き歪みが発生し、この歪みが残留した状態でモータコアを製造すると、磁路が歪んでしまい、モータは設計通りの性能を発揮することができないことが知られている。

そこで、従来では、打ち抜き後の鋼板を積層してなる積層コアを焼鈍することで、加工歪みを低減するようにしている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−２８７１３４号公報

従来の方法は、例えば図１２に示すように、搬送機構３００によって搬送される帯状の薄板３０２を、プレス機の金型３０４によってプレス打ち抜きを行うことで、プレス機の積層型３０６に鋼板を順次積層することで鋼板の積層体３０８とし、その後、積層体３０８に対して焼鈍及び除冷を行うことで、積層コアを製造するようにしている。例えば複数の積層体３０８をバッチ方式の炉３１０に投入して、複数の積層体３０８を一度に焼鈍する。その後、複数の積層体３０８を炉３１０内で除冷するようにしている。

しかし、このような従来の方法では、鋼板の積層体３０８を焼鈍することから、その体積の大きさから、加熱に時間がかかり、また、除冷にも時間がかかる。一度に処理できる数も限られているため、積層コアの製造に長時間を要し、製造コスト及び処理能力で課題がある。また、積層体３０８の酸化防止のための真空引きや窒素注入も必要となり、作業が複雑で手間がかかるという問題もある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、焼鈍等にかかる時間を短縮することができ、製造コストの低減、作業効率の向上、生産効率の向上を図ることができる積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置を提供することを目的とする。

［１］ 第１の本発明に係る積層コアの製造方法は、薄板からプレス打ち抜きにより形成されたコアプレートを積層して積層コアを製造する積層コアの製造方法であって、前記薄板から打ち抜きによって少なくとも一部分が切断されたコアプレートを形成する第１の工程と、前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を焼鈍する第２の工程と、前記薄板から前記コアプレートを分離し、積層する第３の工程とを有することを特徴とする。

すなわち、本発明においては、薄板からコアプレートの少なくとも一部分を打ち抜き、前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を焼鈍する。薄板の状態で加熱するため、焼鈍に要する時間は短時間で済む。しかも、コアプレートは薄板に嵌め込まれていることから、焼鈍中に空気に触れにくいため、酸化されにくい。従って、別途酸化防止のための処理や作業が不要となる。また、コアプレートは薄板に嵌め込まれているため、薄板を搬送するだけで、コアプレートも一緒に搬送されることになり、コアプレートを搬送するための別途の装置が不要になる。その後、薄板からコアプレートを完全に分離し、積層することで簡単に積層コアを製造することができる。

このように、本発明においては、製造コストの低減、作業効率の向上、生産効率の向上を図ることができる。

［２］ 第１の本発明において、前記第１の工程は、前記薄板から前記コアプレートを完全に切断した後、前記コアプレートを前記薄板に嵌め戻すことが好ましい。

この場合、コアプレートは薄板から完全に切断されているため、その後、第３の工程で、薄板から分離する際に、薄板からの切断処理が不要となるため、例えば第１の工程と同様のプレス打ち抜きをする必要がなくなり、分離にかかる処理が簡単になる。しかも、コアプレートに残留する打ち抜き歪みを少なくすることができる。

［３］ 第１の本発明において、前記第２の工程と、前記第３の工程の間に、前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を徐冷する第４の工程を有するようにしてもよい。

薄板は熱容量が小さいため、薄板を焼鈍の環境下から常温の環境下に移すと、急冷されてしまい、薄板の金属組織が変化して磁気特性が劣化するおそれがある。そこで、焼鈍後に薄板を徐冷することが好ましい。

［４］ この場合、前記第４の工程は、前記薄板の搬送経路に沿って前記薄板を徐冷するようにしてもよい。

薄板の搬送経路に沿って徐冷することで、薄板の搬送を止める必要がなく、製造効率がよい。

［５］ 第２の本発明に係る積層コアの製造装置は、薄板からプレス打ち抜きにより形成されたコアプレートを積層して積層コアを製造する積層コアの製造装置であって、前記薄板を搬送する搬送機構と、前記薄板から打ち抜きによって少なくとも一部分が切断されたコアプレートを形成する金型と、前記金型の下流側に設置され、前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を焼鈍する焼鈍装置と、前記薄板から前記コアプレートを分離し、積層するコアプレート積層装置とを有することを特徴とする。

［６］ 第２の本発明において、前記金型は、前記薄板から前記コアプレートを少なくとも一部切断するメインパンチと、前記メインパンチと対向して設置され、少なくとも一部が切断された前記コアプレートを前記薄板に嵌め戻すカウンタパンチとを有するようにしてもよい。

［７］ この場合、前記メインパンチは、前記薄板から前記コアプレートを完全に切断し、前記カウンタパンチは、完全に切断された前記コアプレートを前記薄板に嵌め戻すようにしてもよい。

［８］ 第２の本発明において、前記金型と、前記コアプレート積層装置との間に、前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を徐冷する除冷装置を有するようにしてもよい。

［９］ この場合、前記除冷装置は、前記薄板の搬送経路に沿って前記薄板を徐冷するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明に係る積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置によれば、焼鈍等にかかる時間を短縮することができ、製造コストの低減、作業効率の向上、生産効率の向上を図ることができる。

図１Ａは本実施の形態に係る積層コアの製造方法及び製造装置にて製造される積層コアの一例を示す平面図であり、図１Ｂは図１ＡにおけるＩＢ−ＩＢ線上の断面を一部省略して示す図である。 図２Ａは積層コアの構成部材である大径コアの一例を示す平面図であり、図２Ｂは図２ＡにおけるＩＩＢ−ＩＩＢ線上の断面を一部省略して示す図である。 図３Ａは積層コアの構成部材である小径コアの一例を示す平面図であり、図３Ｂは図３ＡにおけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線上の断面を一部省略して示す図である。 本実施の形態に係る積層コアの製造装置を示す構成図である。 製造装置のうち、金型を示す構成図である。 金型によって薄板にプッシュバック処理していく様子を示す説明図である。 図７Ａ〜図７Ｆは金型によるプッシュバック処理を示す工程図である。 製造装置のうち、焼鈍装置及び除冷装置を示す構成図である。 製造装置のうち、コアプレート積層装置を一部破断して示す構成図である。 コアプレート積層装置によって薄板から大径コア用プレート及び小径コア用プレートを分離していく様子を示す説明図である。 製造装置を用いた積層コアの製造方法を示すフローチャートである。 従来の製造方法を示す説明図である。

以下、本発明に係る積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置の実施の形態例を図１Ａ〜図１１を参照しながら説明する。

先ず、本実施の形態に係る積層コアの製造方法及び製造装置にて製造される積層コア１０は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、大径コア１２の内径部分に小径コア１４を挿入して構成される。大径コア１２は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、複数の大径コア用プレート１６を積層してなる複数の分割コア１８を、円環状に配置して構成される。各大径コア１２は、外形がほぼＴ字状を有する。小径コア１４は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、複数の円環状の小径コア用プレート２０を積層して構成される。各小径コア用プレート２０には、円周に沿って形成された複数のマグネット挿入孔２２を有する。また、各大径コア用プレート１６及び各小径コア用プレート２０には、それぞれ積層時に互いに固定するためのカシメダボ２４が形成されている。

この積層コア１０をモータコアとする場合は、小径コア１４をロータコア、大径コア１２をステータコアとして使用するか、あるいは、小径コア１４をステータコア、大径コア１２をロータとして使用する。

そして、本実施の形態に係る積層コアの製造装置（以下、製造装置５０と記す）は、図４に示すように、帯状の薄板５２（鋼板）を一方向に搬送する搬送機構５４と、搬送過程の薄板５２に対してプレス打ち抜きを行う金型５６とを有する。

金型５６は、図５に示すように、薄板５２の搬送方向の上流側から下流側に向かって、予め設定された位置にカシメダボ２４を成形（半抜き）するための第１金型５６Ａと、打ち抜きによってマグネット挿入孔２２を形成する第２金型５６Ｂと、第２金型５６Ｂと同じ位置に設置され、薄板５２のうち、小径コア用プレート２０を打ち抜く前の、小径コア用プレート２０の内径部分に対応するエリアから１以上の大径コア用プレート１６を打ち抜く第３金型５６Ｃと、第２金型５６Ｂ及び第３金型５６Ｃと同時に動作し、大径コア用プレート１６を打ち抜く第４金型５６Ｄと、打ち抜きによって小径コア用プレート２０の内径部分を形成する第５金型５６Ｅと、小径コア用プレート２０を打ち抜く（打ち抜きによって小径コア用プレート２０の外形部分を形成する）第６金型５６Ｆとを有する。

これら第１金型５６Ａ〜第６金型５６Ｆのうち、第４金型５６Ｄは、薄板５２のうち、従来、材料取りされていなかったエリアから大径コア用プレート１６を材料取り、すなわち、打ち抜くようにしている。

特に、本実施の形態に係る金型５６は、打ち抜きによって薄板５２から大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０を完全に切断した後、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０を薄板５２に嵌め戻す。つまり、プッシュバックを行う。

すなわち、図６に示すように、第１金型５６Ａは、薄板５２のうち、予め設定された位置５８に、カシメダボ２４を形成する。第２金型５６Ｂは、薄板５２から板片２６を打ち抜いてマグネット挿入孔２２を形成した後、板片２６をマグネット挿入孔２２に嵌め戻す。第３金型５６Ｃ及び第４金型５６Ｄは、薄板から大径コア用プレート１６を打ち抜いた後、大径コア用プレート１６を薄板５２に嵌め戻す。第５金型５６Ｅは、薄板５２から円板２８を打ち抜いて小径コア用プレート２０の内径部分を形成した後、円板２８を該内径部分に嵌め戻す。第６金型５６Ｆは、薄板５２から小径コア用プレート２０を打ち抜いた後、小径コア用プレート２０を薄板５２に嵌め戻す。

具体的には、第２金型５６Ｂ〜第６金型５６Ｆは、例えば図７Ａ〜図７Ｆに代表して示すように、固定ダイ６０と、固定ダイ６０に対向して設置され、薄板５２への打ち抜き時に薄板５２を固定ダイ６０と共に挟持するストリッパプレートと、固定された薄板５２を打ち抜いて、大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０を完全に切断するメインパンチ６４と、メインパンチ６４と対向して設置され、切断された大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０を薄板５２に嵌め戻すカウンタパンチ６６とを有する。カウンタパンチ６６は、板バネや圧縮バネ等の図示しない弾発手段によって、メインパンチ６４に向けて付勢されている。また、カウンタパンチ６６の上方への移動は、図示しないストッパによって制限され、その上面（メインパンチ６４と対向する面）が固定ダイ６０の上面と同じ高さになった段階で停止するようになっている。

プッシュバック処理の工程を図７Ａ〜図７Ｆに基づいて説明すると、先ず、図７Ａの第１工程において、薄板５２の搬送を一時的に停止させる。そして、ストリッパプレート６２を下方に移動して薄板５２を搬送経路６８よりも下方に移動して固定ダイ６０とストリッパプレート６２で挟持する。さらに、メインパンチ６４を下死点まで下げて薄板５２を打ち抜くことで、大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０を完全に切断する。このとき、カウンタパンチ６６がメインパンチ６４に向けて付勢されているため、切断された大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０は、落下することがない。

その後、図７Ｂの第２工程において、メインパンチ６４を上方に移動させることで、カウンタパンチ６６も上方に移動し、切断された大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０は薄板５２に嵌め戻される。

その後、図７Ｃの第３工程において、さらにメインパンチ６４が上方に移動すると、カウンタパンチ６６はストッパによって、その上面（メインパンチ６４と対向する面）が固定ダイ６０の上面と同じ高さになった段階で停止することから、大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０は、薄板５２から外れることがなく、薄板５２に嵌め戻された状態を維持する。

その後、図７Ｄの第４工程において、ストリッパプレート６２をメインパンチ６４と共に上方に移動させる、このとき、薄板５２は張力によって搬送経路６８に向かってストリッパプレート６２と一緒に上方に移動する。

その後、図７Ｅの第５工程において、さらに、ストリッパプレート６２をメインパンチ６４と共に上方に移動させると、薄板５２が搬送経路６８に到達した段階で、それ以上、上方への移動が停止し、薄板５２からストリッパプレート６２が離れる。そして、図７Ｆの第６工程において、薄板５２の搬送を再開する。

これにより、薄板５２は、打ち抜きによって完全に切断された大径コア用プレート１６や小径コア用プレート２０が嵌った状態で、後工程に搬送されることになる。

上述の例では、薄板５２から大径コア用プレート１６等を完全に切断した後に、薄板に嵌め戻すようにしたが、その他、メインパンチ６４の下死点の位置を調整して、薄板５２から大径コア用プレート１６等を一部（例えば上部）だけ切断して、薄板５２に嵌め戻すようにしてもよい。

また、金型５６は、薄板５２から小径コア用プレート２０を打ち抜く前の、隣接する２つの小径コア用プレート２０の中心点間の距離Ｄａ（図６参照）を基準に設置されている。

具体的には、図５に示すように、第１金型５６Ａの中心位置Ｐａから下流側にＤａだけ離間した位置に、第２金型５６Ｂ及び第３金型５６Ｃの中心が位置するように第２金型５６Ｂ及び第３金型５６Ｃが設置され、第２金型５６Ｂの中心位置Ｐｂから下流側に０．５Ｄａだけ離間した位置に、第４金型５６Ｄの中心が位置するように第４金型５６Ｄが設置され、第４金型５６Ｄの中心位置Ｐｄから下流側に０．５Ｄａだけ離間した位置に、第５金型５６Ｅの中心が位置するように第５金型５６Ｅが設置され、第５金型５６Ｅの中心位置Ｐｅから下流側にＤａだけ離間した位置に、第６金型５６Ｆの中心が位置するように第６金型５６Ｆが設置されている。従って、第１金型５６Ａの中心位置Ｐａから第６金型５６Ｆの中心位置Ｐｆまでの距離は３Ｄａという短い距離となり、製造装置５０の設置空間の省スペース化が図られている。

さらに、本実施の形態に係る製造装置は、図４に示すように、上述した搬送機構５４及び金型５６に加えて、金型５６の下流側に設置され、薄板５２に大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０が嵌った状態で薄板５２を焼鈍する焼鈍装置７０と、該焼鈍装置７０の下流側に隣接して設置され、焼鈍後の薄板５２を、該薄板５２の搬送経路に沿って徐冷する除冷装置７２と、薄板５２から大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０を分離し、積層するコアプレート積層装置７４とを有する。

なお、金型５６と焼鈍装置７０との間には、薄板５２を撓ませる第１バッファ部７６Ａが設置され、除冷装置７２とコアプレート積層装置７４との間にも、薄板５２を撓ませる第２バッファ部７６Ｂが設置されている。焼鈍装置７０及び除冷装置７２は、薄板５２を一定速度で搬送しながら焼鈍処理及び除冷処理を行うが、金型５６は、薄板５２の搬送を一時的に停止してから打ち抜きを行うことから、薄板５２の搬送速度に違いが生じる。そこで、第１バッファ部７６Ａは、薄板５２を撓ませることで、金型５６と焼鈍装置７０及び除冷装置７２との間の薄板５２の搬送速度の違いを吸収するようにしている。第２バッファ部７６Ｂも同様で、焼鈍装置７０及び除冷装置７２とコアプレート積層装置７４との間の薄板の搬送速度の違いを吸収するようにしている。

焼鈍装置７０は、図８に示すように、第１容器７８Ａと、該第１容器７８Ａ内に内蔵された第２容器７８Ｂと、該第２容器７８Ｂ内に設置され、搬送中の薄板５２を焼鈍に必要な所定の温度（７００℃以上、例えば８００℃）で高速加熱（短時間で加熱）する高周波誘導加熱コイル８０と、第２容器７８Ｂ内に設置され、第２容器７８Ｂ内の温度を調整する温調ヒータ８２とを有する。第１容器７８Ａと第２容器７８Ｂの二重構造となっているため、保温性の高い構造となっている。なお、本実施の形態では、焼鈍処理により、薄板５２を８００℃に加熱する例を示すが、これに限定する必要はなく、薄板５２の厚みや幅、搬送速度に応じて適宜設定すればよい。

また、第１容器７８Ａは、第１挿入口８４ａ（薄板５２を挿入するための入口）に回転自在に取り付けられ、薄板５２の搬送に従って回転する上下一対の第１ローラ８６ａと、第１挿入口８４ａに取り付けられたヒンジによって回転し、第１ローラ８６ａとの隙間を遮蔽する上下一対の第１板片８８ａとを有する。同様に、第２容器７８Ｂは、第２挿入口８４ｂ（薄板５２を挿入するための入口）に回転自在に取り付けられ、薄板５２の搬送に従って回転する上下一対の第２ローラ８６ｂと、第２挿入口８４ｂに取り付けられたヒンジによって回転し、第２ローラ８６ｂとの隙間を遮蔽する上下一対の第２板片８８ｂとを有する。これらの一対の第１ローラ８６ａ、一対の第２ローラ８６ｂ、一対の第１板片８８ａ及び一対の第２板片８８ｂにより、第１挿入口８４ａ及び第２挿入口８４ｂを断熱することができ、二重構造による保温効果をさらに高めることができる。

従って、上述の焼鈍装置７０を用いることで、金型５６にて打ち抜き加工された後の薄板５２を、保温性の高い二重構造の容器内で高周波誘導加熱コイル８０によって薄板５２を加熱することができるため、薄板５２を短時間に焼鈍に必要な温度まで加熱することができ、薄板５２に残留していた加工歪みを、ほとんど歪みが存在しない程度まで短時間で低減させることができる。

一方、除冷装置７２は、図８に示すように、３つの除冷容器（第１除冷容器９０Ａ、第２除冷容器９０Ｂ及び第３除冷容器９０Ｃ）が薄板５２の搬送経路に沿って設置されて構成されている。もちろん、２つの除冷容器を設置してもよいし、４つ以上の除冷容器を設置してもよい。

第１除冷容器９０Ａの挿入口は、焼鈍装置７０の出口と連通し、第２除冷容器９０Ｂの挿入口は、第１除冷容器９０Ａの出口と連通し、第３除冷容器９０Ｃの挿入口は、第２除冷容器９０Ｂの出口と連通している。

そして、第１除冷容器９０Ａ〜第３除冷容器９０Ｃの各内部には、対応する除冷容器の温度を調整する第１温調ヒータ９２Ａ〜第３温調ヒータ９２Ｃが設置されている。第１温調ヒータ９２Ａは、第１除冷容器９０Ａ内の温度を、焼鈍装置７０の温度よりも低く、且つ、他の除冷容器の温度よりも高い温度に調整する。第２温調ヒータ９２Ｂは、第２除冷容器９０Ｂ内の温度を、第１除冷容器９０Ａの温度よりも低く、且つ、第３除冷容器９０Ｃの温度よりも高い温度に調整する。第３温調ヒータ９２Ｃは、第３除冷容器９０Ｃ内の温度を、第２除冷容器９０Ｂの温度よりも低く、且つ、室温（２５℃）よりも高い温度に調整する。本実施の形態では、第１温調ヒータ９２Ａで４００℃に調整し、第２温調ヒータ９２Ｂで２００℃に調整し、第３温調ヒータ９２Ｃで１００℃に調整した例を示すが、これに限定する必要はなく、薄板５２の厚みや幅、搬送速度に応じて適宜設定すればよい。

通常、焼鈍処理を終えた薄板５２を直接室温の環境下にさらしてしまうと、薄板５２が急冷されてしまい、薄板５２の金属組織が変化して磁気特性が劣化するおそれがある。しかし、本実施の形態の除冷装置７２を用いることで、焼鈍処理を終えた薄板５２を直接室温の環境下にさらすことがなくなり、段階的に薄板５２の環境温度を低下させることができるため、上述のような問題（急冷による磁気特性の劣化）を引き起こすことがない。

一方、コアプレート積層装置７４は、焼鈍及び除冷処理後の薄板５２から大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０を分離し、積層する。構造としては、上述した金型５６（第２金型５６Ｂ〜第６金型５６Ｆが薄板５２の搬送経路に沿って配列された構成）とほぼ同様の構成を有するようにしてもよい。

すなわち、コアプレート積層装置７４は、図９に示すように、薄板５２の搬送方向の上流側から下流側に向かって、第２金型５６Ｂに対応し、薄板５２から板片２６を分離してマグネット挿入孔２２を形成する板片分離装置９４と、第３金型５６Ｃに対応し、４つの大径コア用プレート１６を分離してそれぞれ個別に積層する第１大径コア用プレート積層装置９６Ａと、第４金型５６Ｄに対応し、２つの大径コア用プレート１６を分離してそれぞれ個別に積層する第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂと、第５金型５６Ｅに対応し、円板２８を分離して小径コア用プレート２０の内径部分を形成する円板分離装置９８と、第６金型５６Ｆに対応し、小径コア用プレート２０を分離して積層する小径コア用プレート積層装置１００とを有する。

これらの装置は、プッシュバックの必要がないため、それぞれカウンタパンチ６６（図７Ａ参照）を省略した構造となる。また、金型５６での打ち抜き加工において、一旦、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０を完全に切断してから薄板５２に嵌め戻しているため、メインパンチ６４として、金型５６のメインパンチ６４よりも細く、先端が例えば半球状とされた押し当て棒を使用してもよい。

そして、第１大径コア用プレート積層装置９６Ａは、薄板５２から打ち抜いた４つの大径コア用プレート１６をそれぞれ個別に積層して、４つの分割コア１８を構成するための第１分割コア用積層型１０２Ａを有する。第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂは、薄板５２から分離した２つの大径コア用プレート１６をそれぞれ個別に積層して、２つの分割コア１８を構成するための第２分割コア用積層型１０２Ｂを有する。小径コア用プレート積層装置１００は、薄板５２から分離した小径コア用プレート２０を積層して、小径コア１４を構成するための小径コア用積層型１０４を有する。

このコアプレート積層装置７４を使用することで、図１０に示すように、板片分離装置９４によって薄板５２から板片２６が分離することで、薄板５２にマグネット挿入孔２２が形成され、第１大径コア用プレート積層装置９６Ａによって、薄板５２から大径コア用プレート１６が分離することで、薄板５２に大径コア用プレート１６の外形に沿った貫通孔１０６が形成され、分離した大径コア用プレート１６は第１分割コア用積層型１０２Ａに積層される。同様に、第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂによって、薄板５２から大径コア用プレート１６が分離することで、薄板５２に大径コア用プレート１６の外形に沿った貫通孔１０８が形成され、分離した大径コア用プレート１６は第２分割コア用積層型１０２Ｂに積層される。また、円板分離装置９８によって薄板５２から円板２８が分離することで、薄板５２に小径コア用プレート２０の内径部分２０ａが形成され、小径コア用プレート積層装置１００によって、薄板５２から小径コア用プレート２０が分離することで、薄板５２に小径コア用プレート２０の外形に沿った貫通孔１１０が形成され、分離した小径コア用プレート２０は小径コア用積層型１０４に積層される。

次に、本実施の形態に係る製造装置５０を用いた積層コアの製造方法について図１１のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、図１１のステップＳ１〜ステップＳ４において、金型５６でのプッシュバック処理が行われる。薄板５２に対する第１金型５６Ａ〜第６金型５６Ｆによるプッシュバック処理は、それぞれ薄板５２の第１金型５６Ａ〜第６金型５６Ｆに対応する位置に対してほぼ同時にプッシュバック処理が行われるが、以下の説明は、搬送過程にある薄板５２の特定箇所に対するプッシュバック処理を主体に説明する。

すなわち、図１１のステップＳ１において、搬送機構５４は、搬送過程にある薄板５２の特定箇所、例えば小径コア用プレート２０の中心となる部分が例えば第１金型５６Ａの中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。第１金型５６Ａは、停止中の薄板５２に対してカシメダボ２４を形成する。

ステップＳ２において、搬送機構５４は、薄板５２の搬送を再開し、特定箇所が例えば第２金型５６Ｂ（及び第３金型５６Ｃ）の中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。第２金型５６Ｂは、停止中の薄板５２から板片２６を打ち抜いてマグネット挿入孔２２を形成した後、板片２６を薄板５２に嵌め戻す。それと同時に、第３金型５６Ｃは、薄板から４つの大径コア用プレート１６を打ち抜いた後、４つの大径コア用プレート１６を薄板５２に嵌め戻す。また、それと同時に、第４金型５６Ｄは、薄板５２から２つの大径コア用プレート１６を打ち抜いた後、２つの大径コア用プレート１６を薄板５２に嵌め戻す。

ステップＳ３において、搬送機構５４は、薄板５２の搬送を再開し、特定箇所が例えば第５金型５６Ｅの中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。第５金型５６Ｅは、停止中の薄板５２から円板２８を打ち抜いて小径コア用プレート２０の内径部分２０ａを形成した後、円板２８を薄板５２に嵌め戻す。

ステップＳ４において、搬送機構５４は、薄板５２の搬送を再開し、特定箇所が例えば第６金型５６Ｆの中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。第６金型５６Ｆは、停止中の薄板５２に対して、打ち抜きによって小径コア用プレート２０の外形部分を形成する。すなわち、小径コア用プレート２０を打ち抜いた後、打ち抜かれた小径コア用プレート２０を薄板５２に嵌め戻す。

上述のステップＳ１〜ステップＳ４の動作が順次特定箇所が到来する毎に行われることで、薄板５２から大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０が打ち抜かれた後、薄板５２に嵌め戻されていくこととなる。

次のステップＳ５において、搬送機構５４は、薄板５２の搬送を再開し、薄板５２のうち、金型５６でのプッシュバック処理を終えた部分は、第１バッファ部７６Ａを介して焼鈍装置７０に向けて搬送される。そして、薄板５２のうち、焼鈍装置７０に挿入された部分は、該焼鈍装置７０によって、焼鈍に必要な温度まで高速加熱される。これによって、金型５６での打ち抜き加工歪みが低減することとなる。

ステップＳ６において、薄板５２のうち、焼鈍処理を終えた部分は、その後、除冷装置７２に搬入され、除冷処理が行われる。この除冷処理は、薄板５２の搬送経路に沿って配列された第１除冷容器９０Ａ〜第３除冷容器９０Ｃを通過することによって、徐々に冷却される。最終的に室温下の環境に搬送される。薄板５２のうち、除冷処理を終えた部分は、その後、第２バッファ部７６Ｂを介してコアプレート積層装置７４に搬送される。

ステップＳ７〜ステップＳ９において、コアプレート積層装置７４での分離積層処理が行われる。薄板５２に対する板片分離装置９４、第１大径コア用プレート積層装置９６Ａ、第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂ、円板分離装置９８、小径コア用プレート積層装置１００による分離処理、分離積層処理は、それぞれ薄板５２の板片分離装置９４、第１大径コア用プレート積層装置９６Ａ、第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂ、円板分離装置９８、小径コア用プレート積層装置１００に対応する位置に対してほぼ同時に行われるが、以下の説明は、搬送過程にある薄板５２の特定箇所に対する分離処理、分離積層処理を主体に説明する。

すなわち、ステップＳ７において、搬送機構５４は、搬送過程にある薄板５２の特定箇所、例えば小径コア用プレート２０の中心となる部分が例えば板片分離装置９４（第１大径コア用プレート積層装置９６Ａ）の中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。板片分離装置９４は、停止中の薄板５２から板片２６を分離してマグネット挿入孔２２を形成する。それと同時に、第１大径コア用プレート積層装置９６Ａは、薄板５２から４つの大径コア用プレート１６を分離する。また、それと同時に、第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂは、薄板５２から２つの大径コア用プレート１６を分離する。第１大径コア用プレート積層装置９６Ａで分離された４つの大径コア用プレート１６はそれぞれ個別に第１分割コア用積層型１０２Ａに積層される。第２大径コア用プレート積層装置９６Ｂで分離された２つの大径コア用プレート１６は、それぞれ個別に第２分割コア用積層型１０２Ｂに積層される。

ステップＳ８において、搬送機構５４は、薄板５２の搬送を再開し、特定箇所が例えば円板分離装置９８の中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。円板分離装置は、停止中の薄板５２から円板２８を分離して小径コア用プレート２０の内径部分２０ａを形成する。

ステップＳ９において、搬送機構５４は、薄板５２の搬送を再開し、特定箇所が例えば小径コア用プレート積層装置１００の中心に到達した段階で、薄板５２の搬送を一時的に停止する。小径コア用プレート積層装置１００は、停止中の薄板５２から小径コア用プレート２０を分離して小径コア用積層型１０４に積層する。

上述のステップＳ７〜ステップＳ９の動作が順次特定箇所が到来する毎に行われることで、第１分割コア用積層型１０２Ａ及び第２分割コア用積層型１０２Ｂにそれぞれ大径コア用プレート１６が順次積層され、小径コア用積層型１０４に小径コア用プレート２０が順次積層されていくこととなる。

このように、本実施の形態に係る製造装置５０及び製造方法においては、金型５６において、プッシュバック処理を行って薄板５２から大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０を完全に切断した後、薄板５２に嵌め戻し、薄板５２に大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０が嵌った状態で薄板５２を焼鈍するようにしている。薄板５２の状態で加熱するため、焼鈍に要する時間は短時間で済む。しかも、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０は薄板５２に嵌め込まれていることから、焼鈍中に空気に触れにくいため、酸化されにくい。従って、別途酸化防止のための処理や作業が不要となる。また、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０は薄板５２に嵌め込まれているため、薄板５２を搬送するだけで、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０も一緒に搬送されて焼鈍、除冷され、しかも、その後に大径コア１２及び小径コア１４とされるため、従来必要であった大径コア及び小径コアを焼鈍装置等に運搬するための装置が不要になり、コストの低減化に寄与する。

特に、本実施の形態では、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０は薄板５２から完全に切断されているため、その後、コアプレート積層装置７４で分離積層する際に、薄板５２からの打ち抜き処理が不要となるため、例えば金型５６でのプレス打ち抜きと同様のプレス打ち抜きの必要がなくなり、分離にかかる処理が簡単になるほか、大径コア用プレート１６及び小径コア用プレート２０に再度打ち抜き歪みを残留させることもない。

薄板５２は熱容量が小さいため、薄板５２を焼鈍の環境下から常温の環境下に移すと、急冷されてしまい、薄板５２の金属組織が変化して磁気特性が劣化するおそれがある。しかし、本実施の形態では、焼鈍後の冷却を段階的に行う（除冷する）ようにしているため、上述のような磁気特性の劣化を引き起こすことがない。しかも、薄板５２の搬送経路に沿って段階的に徐冷するようにし、さらに、第１バッファ部及び第２バッファ部を設置するようにしたので、薄板５２への焼鈍処理及び除冷処理において薄板５２の搬送を止める必要がなく、製造効率がよい。

このように、本実施の形態においては、製造コストの低減、作業効率の向上、生産効率の向上を図ることができる。

なお、本発明に係る積層コアの製造方法及び積層コアの製造装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…積層コア １２…大径コア
１４…小径コア １６…大径コア用プレート
１８…分割コア ２０…小径コア用プレート
５０…製造装置 ５２…薄板
５４…搬送機構 ５６…金型
５６Ａ〜５６Ｆ…第１金型〜第６金型 ６０…固定ダイ
６２…ストリッパプレート ６４…メインパンチ
６６…カウンタパンチ ７０…焼鈍装置
７２…除冷装置 ７４…コアプレート積層装置
８０…高周波誘導加熱コイル ８２…温調ヒータ
９０Ａ〜９０Ｃ…第１除冷容器〜第３除冷容器
９２Ａ〜９２Ｃ…第１温調ヒータ〜第３温調ヒータ
９４…板片分離装置
９６Ａ…第１大径コア用プレート積層装置
９６Ｂ…第２大径コア用プレート積層装置
９８…円板分離装置
１００…小径コア用プレート積層装置

Claims (9)

1. 薄板からプレス打ち抜きにより形成されたコアプレートを積層して積層コアを製造する積層コアの製造方法であって、
   前記薄板から打ち抜きによって少なくとも一部分が切断されたコアプレートを形成する第１の工程と、
   前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を焼鈍する第２の工程と、
   前記薄板から前記コアプレートを分離し、積層する第３の工程と、
   を有することを特徴とする積層コアの製造方法。
2. 請求項１記載の積層コアの製造方法において、
   前記第１の工程は、
   前記薄板から前記コアプレートを完全に切断した後、前記コアプレートを前記薄板に嵌め戻す、
   ことを特徴とする積層コアの製造方法。
3. 請求項１又は２記載の積層コアの製造方法において、
   前記第２の工程と、前記第３の工程の間に、
   前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を徐冷する第４の工程を有する、
   ことを特徴とする積層コアの製造方法。
4. 請求項３記載の積層コアの製造方法において、
   前記第４の工程は、前記薄板の搬送経路に沿って前記薄板を徐冷する、
   ことを特徴とする積層コアの製造方法。
5. 薄板からプレス打ち抜きにより形成されたコアプレートを積層して積層コアを製造する積層コアの製造装置であって、
   前記薄板を搬送する搬送機構と、
   前記薄板から打ち抜きによって少なくとも一部分が切断されたコアプレートを形成する金型と、
   前記金型の下流側に設置され、前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を焼鈍する焼鈍装置と、
   前記薄板から前記コアプレートを分離し、積層するコアプレート積層装置と、
   を有することを特徴とする積層コアの製造装置。
6. 請求項５記載の積層コアの製造装置において、
   前記金型は、
   前記薄板から前記コアプレートを少なくとも一部切断するメインパンチと、
   前記メインパンチと対向して設置され、少なくとも一部が切断された前記コアプレートを前記薄板に嵌め戻すカウンタパンチと、
   を有することを特徴とする積層コアの製造装置。
7. 請求項６記載の積層コアの製造装置において、
   前記メインパンチは、前記薄板から前記コアプレートを完全に切断し、
   前記カウンタパンチは、完全に切断された前記コアプレートを前記薄板に嵌め戻す、
   ことを特徴とする積層コアの製造装置。
8. 請求項５〜７のいずれか１項に記載の積層コアの製造装置において、
   前記金型と、前記コアプレート積層装置との間に、
   前記薄板に前記コアプレートが嵌った状態で前記薄板を徐冷する除冷装置を有する、
   ことを特徴とする積層コアの製造装置。
9. 請求項８記載の積層コアの製造装置において、
   前記除冷装置は、前記薄板の搬送経路に沿って前記薄板を徐冷する、
   ことを特徴とする積層コアの製造装置。

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