JP2020120426A - Manufacturing method of sheet component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層体となるように複数枚積層されるシート部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a sheet component in which a plurality of sheets are laminated so as to form a laminated body.
従来から、モータのロータコアまたはステータコアなどの部材は、軟磁性材料からなる帯状のシート材からシート部品を打ち抜き等により切断し、これを複数枚積層した積層体を製造するようなことがなされている。 BACKGROUND ART Conventionally, a member such as a rotor core or a stator core of a motor is manufactured by cutting a sheet component from a band-shaped sheet material made of a soft magnetic material by punching or the like, and manufacturing a laminated body by laminating a plurality of the sheet components. ..
例えば、このような技術として、特許文献１には、アモルファス系軟磁性材料からなる帯状のシート材からシート部品を切断した後、切断したシート部品を積層体に積層する技術が提案されている。この技術では、シート部品のアモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に結晶化するように、積層体を熱処理している。 For example, as such a technique, Patent Document 1 proposes a technique in which a sheet component is cut from a strip-shaped sheet material made of an amorphous soft magnetic material and then the cut sheet component is laminated on a laminate. In this technique, the laminated body is heat-treated so as to crystallize the amorphous soft magnetic material of the sheet component into the nanocrystalline soft magnetic material.
ところで、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化する際に、シート部品が自己発熱する。しかしながら、特許文献１に示すように、シート部品を積層した積層体を熱処理した場合、この自己発熱により、積層体に熱だまりが発生することがある。この熱だまりにより、積層体を均一に熱処理することができないため、積層体のナノ結晶が均質にならないことがある。 By the way, when the amorphous soft magnetic material is crystallized into the nanocrystalline soft magnetic material, the sheet component self-heats. However, as shown in Patent Document 1, when a laminated body in which sheet components are laminated is heat-treated, heat accumulation may occur in the laminated body due to this self-heating. Due to this heat accumulation, the laminated body cannot be uniformly heat-treated, so that the nanocrystals of the laminated body may not be homogeneous.
このような点を鑑みると、積層体に積層する前に、切断されたシート部品を１枚ずつ熱処理することで、シート部品の自己発熱に対する放熱性を高め、シート部品のナノ結晶を均質にすることも考えられる。しかしながら、シート部品を１枚ずつ熱処理する作業は手間がかかり、生産性が低下してしまう。 In view of such a point, by heat-treating the cut sheet components one by one before stacking them in a laminated body, the heat dissipation of the sheet components against self-heating is improved, and the nanocrystals of the sheet components are made uniform. It is also possible. However, the work of heat-treating the sheet parts one by one is time-consuming and reduces productivity.
この他にも、帯状のシート材をアモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化した後、シート材をシート部品に切断することも考えられる。しかしながら、アモルファス系軟磁性材料に比べてナノ結晶系軟磁性材料は脆性が高い材料であるため、シート部品の所定の形状に切断することが難しいことがある。 In addition to this, it is also conceivable to crystallize a band-shaped sheet material from an amorphous soft magnetic material into a nanocrystalline soft magnetic material and then cut the sheet material into sheet parts. However, since the nanocrystalline soft magnetic material is a material having higher brittleness than the amorphous soft magnetic material, it may be difficult to cut the sheet component into a predetermined shape.
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定の形状に切断するとともに、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に均質に結晶化することが簡単にできるシート部品の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to cut into a predetermined shape and crystallize uniformly from an amorphous soft magnetic material to a nanocrystalline soft magnetic material. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a seat component that can be easily manufactured.
前記課題を鑑みて、シート部品の製造方法は、積層体となるように複数枚積層されるシート部品の製造方法であって、アモルファス系軟磁性材料からなる帯状のシート材を準備する準備工程と、前記シート材に対して一部が連結した連結部分を残したまま、前記シート材を前記シート部品の形状に切断する第１切断工程と、前記アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化するように、前記シート部品が連結された前記シート材を熱処理する熱処理工程と、熱処理された前記シート材から前記各シート部品が切り離されるように、前記連結部分を切断する第２切断工程と、を少なくとも含むことを特徴とする。 In view of the above problems, the method for manufacturing a sheet component is a method for manufacturing a sheet component in which a plurality of sheets are laminated so as to form a laminated body, and a preparatory step of preparing a belt-shaped sheet material made of an amorphous soft magnetic material. A first cutting step of cutting the sheet material into the shape of the sheet component while leaving a connecting portion partially connected to the sheet material, and a nanocrystalline soft magnetic material from the amorphous soft magnetic material A heat treatment step of heat treating the sheet material to which the sheet parts are connected so as to be crystallized, and a second cutting for cutting the connecting part so that the respective sheet parts are separated from the heat treated sheet material. And at least a step.
本発明に係るシート部品の製造方法によれば、第１切断工程において、シート材に対して一部が連結した連結部分を残したまま、シート材をシート部品の形状に切断する。これにより、第１切断工程後のシート材にシート部品が連結された状態となる。 According to the method for manufacturing a sheet component according to the present invention, in the first cutting step, the sheet material is cut into the shape of the sheet component while leaving the connecting portion partially connected to the sheet material. As a result, the sheet component is connected to the sheet material after the first cutting step.
このような状態のシート材に対して熱処理を行うので、シート材とともに各シート部品を、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に簡単に結晶化することができる。 Since the heat treatment is applied to the sheet material in such a state, each sheet component together with the sheet material can be easily crystallized from the amorphous soft magnetic material to the nanocrystalline soft magnetic material.
熱処理されたシート材の本体は、連結部分を介してシート部品が連結されているため、第２切断工程において、この連結部分を切断すれば、結晶化したシート部品に大きな変形を与えることなく、シート材からシート部品を簡単に取り出すことができる。 In the main body of the heat-treated sheet material, since the sheet parts are connected through the connecting part, if the connecting part is cut in the second cutting step, the crystallized sheet part is not greatly deformed, The sheet component can be easily taken out from the sheet material.
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るシート部品と、シート部品を用いたステータコアの製造方法を説明する。 Hereinafter, a sheet component according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing a stator core using the sheet component will be described with reference to the drawings.
１．シート部品１０の製造装置２０について
シート部品１０は、その一例として、モータのロータコア３０の一部を構成するものであり、シート部品１０を積層した積層体３１を作製し、ロータコア３０は、図６に示すように、この積層体３１を転積することにより製造されるものである。
1. Regarding the manufacturing apparatus 20 for the sheet component 10, the sheet component 10 constitutes, as an example, a part of the rotor core 30 of the motor, and the laminated body 31 in which the sheet components 10 are laminated is manufactured. As shown in (3), it is manufactured by transposing the laminated body 31.
シート部品１０は、製造装置２０により製造される。製造装置２０は、シート材１を搬送しながら、シート材１からシート部品１０に切断する（打ち抜く）装置である。製造装置２０は、ロール状に巻かれたシート材１を巻き出す巻き出し装置２１と、シート部品１０が取り出されたシート材１の本体１ａをロール状に巻き取る巻き取り装置２５と、を備えている。 The sheet component 10 is manufactured by the manufacturing apparatus 20. The manufacturing apparatus 20 is an apparatus that cuts (punches) the sheet material 1 into the sheet components 10 while conveying the sheet material 1. The manufacturing apparatus 20 includes an unwinding device 21 that unwinds the sheet material 1 wound in a roll shape, and a winding device 25 that winds the main body 1a of the sheet material 1 from which the sheet component 10 has been taken out in a roll shape. ing.
巻き出し装置２１と巻き取り装置２５の間には、シート材１の搬送方向Ｌに沿って、打ち抜き装置２２と、加熱装置２３と、切断装置２４と、が順次配置されている。なお、打ち抜き装置２２が、後述する第１切断工程Ｓ２を実行する装置であり、切断装置２４が、後述する第２切断工程Ｓ４を実行する装置である。 A punching device 22, a heating device 23, and a cutting device 24 are sequentially arranged between the unwinding device 21 and the winding device 25 along the conveyance direction L of the sheet material 1. The punching device 22 is a device that executes a first cutting step S2 described below, and the cutting device 24 is a device that executes a second cutting step S4 described below.
打ち抜き装置２２は、例えば、ロータリーダイカッタ、プレスカッタ等の打ち抜き装置である。打ち抜き装置２２は、打ち抜き刃（図示せず）を備えている。打ち抜き刃は、後述するアモルファス系軟磁性材料からなる帯状のシート材１に対して、シート部品１０が連結された連結部分１２Ａ、１２Ｂが残るように（図４（ａ）参照）、シート材１をシート部品１０の形状に複数枚打ち抜く（切断する）ように形成されている。 The punching device 22 is, for example, a punching device such as a rotary die cutter or a press cutter. The punching device 22 includes a punching blade (not shown). The punching blade has a strip-shaped sheet material 1 made of an amorphous soft magnetic material, which will be described later, so that connecting portions 12A and 12B to which the sheet component 10 is connected remain (see FIG. 4A). Are punched (cut) into the shape of the sheet component 10.
より具体的には、本実施形態では、打ち抜き刃は、ロータコア３０を平面視した際に、周方向に分割した（例えば、周方向に３分の１に分割した）形状に、シート材１を切断するように、形成されている（例えば図６参照）。したがって、図４（ａ）に示すシート材１内の実線を切り込み線として、シート材１が切断される。 More specifically, in the present embodiment, the punching blade is configured such that when the rotor core 30 is viewed in a plan view, the sheet material 1 is formed into a shape that is divided in the circumferential direction (for example, divided into ⅓ in the circumferential direction). It is formed so as to be cut (see, for example, FIG. 6 ). Therefore, the sheet material 1 is cut with the solid line in the sheet material 1 shown in FIG.
加熱装置２３は、打ち抜き装置２２により打ち抜かれたシート材１を加熱する装置である。加熱装置２３は、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化するように、連結部分１２Ａ、１２Ｂを介してシート部品１０が連結されたシート材１を熱処理する。 The heating device 23 is a device that heats the sheet material 1 punched by the punching device 22. The heating device 23 heat-treats the sheet material 1 to which the sheet component 10 is connected via the connecting portions 12A and 12B so as to crystallize the amorphous soft magnetic material into the nanocrystalline soft magnetic material.
加熱装置２３は、シート材１の両面に対向して配置された加熱部２３ａ、２３ａを備えており、各加熱部２３ａには、電熱ヒータ等の熱源２３ｂが配置されている。シート材１に対向する各加熱部２３ａの表面には、カーボンプレート２３ｃが配置されている。 The heating device 23 includes heating portions 23a and 23a that are arranged on both sides of the sheet material 1 so as to face each other, and a heat source 23b such as an electric heater is arranged in each heating portion 23a. A carbon plate 23c is arranged on the surface of each heating unit 23a facing the sheet material 1.
切断装置２４は、加熱装置２３で熱処理したシート材１から、後述する連結部分１２Ａ、１２Ｂを切断し、シート材１から各シート部品１０を取り出す装置である。切断装置２４は、搬送方向Ｌと直交する方向に回転軸を有した一対の切断歯２４ａ、２４ａを備えており、切断歯２４ａ、２４ａにより、後述する連結部分１２Ａ、１２Ｂを切断することができる。 The cutting device 24 is a device that cuts the connecting portions 12A and 12B described later from the sheet material 1 that has been heat-treated by the heating device 23 and takes out each sheet component 10 from the sheet material 1. The cutting device 24 includes a pair of cutting teeth 24a and 24a having a rotation axis in a direction orthogonal to the transport direction L, and the cutting teeth 24a and 24a can cut the connecting portions 12A and 12B described later. ..
２．シート部品１０の製造方法について
以下に、本実施形態に係るシート部品１０の製造方法を、図２〜図７を参照しながら説明する。
2. Manufacturing Method of Seat Component 10 Hereinafter, a manufacturing method of the seat component 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7.
２−１．準備工程Ｓ１について
まず、図２に示すように、準備工程Ｓ１を行う。この工程では、アモルファス系軟磁性材料からなる帯状のシート材１を準備する。帯状のシート材１は、ロール状に巻かれており、このシート材１を巻き出し装置２１に配置する。
2-1. Preparation Step S1 First, as shown in FIG. 2, the preparation step S1 is performed. In this step, a strip-shaped sheet material 1 made of an amorphous soft magnetic material is prepared. The strip-shaped sheet material 1 is wound in a roll shape, and the sheet material 1 is arranged in the unwinding device 21.
ここで、アモルファス系軟磁性材料と、後述する熱処理工程で、これが結晶化したナノ結晶系軟磁性材料について説明する。アモルファス系軟磁性材料またはナノ結晶系軟磁性材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の磁性金属と、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷからなる群から選択される少なくとも１種の非磁性金属とから構成されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Here, the amorphous soft magnetic material and the nanocrystalline soft magnetic material crystallized by the heat treatment process described later will be described. Examples of the amorphous soft magnetic material or the nanocrystalline soft magnetic material include, for example, at least one magnetic metal selected from the group consisting of Fe, Co and Ni, and B, C, P, Al, Si, Ti and V. , Cr, Mn, Cu, Y, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta and W, and at least one non-magnetic metal selected from the group consisting of, but not limited to. Not a thing.
アモルファス系軟磁性材料又はナノ結晶系軟磁性材料の代表的な材料として、例えば、ＦｅＣｏ系合金（例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金又はＦｅＳｉ系合金（例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＴａ系合金（例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）及びＦｅＺｒ系合金（例えばＦｅＺｒＮなど）を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。Ｆｅ合金中Ｆｅは８０ａｔ％以上含まれることが好ましい。 As typical materials of the amorphous soft magnetic material or the nanocrystal soft magnetic material, for example, FeCo alloys (eg FeCo, FeCoV etc.), FeNi alloys (eg FeNi, FeNiMo, FeNiCr, FeNiSi etc.), FeAl alloys. Alternatively, FeSi-based alloys (for example, FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, FeAlO, etc.), FeTa-based alloys (for example, FeTa, FeTaC, FeTaN, etc.) and FeZr-based alloys (for example, FeZrN, etc.) can be mentioned, but the present invention is not limited thereto. Not something. Fe in the Fe alloy is preferably contained at 80 at% or more.
また、アモルファス系軟磁性材料又はナノ結晶系軟磁性材料の他の材料として、例えば、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることができる。Ｃｏ合金中Ｃｏは８０ａｔ％以上含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、製膜した場合にアモルファスとなり易く、結晶磁気異方性、結晶欠陥及び粒界が少ないため、非常に優れた軟磁性を示す。好適なアモルファス系軟磁性材料としては、例えばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。 As another material of the amorphous soft magnetic material or the nanocrystal soft magnetic material, for example, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti and Y is used. You can Co in the Co alloy is preferably contained at 80 at% or more. Such a Co alloy is likely to become amorphous when formed into a film, and has a very small amount of crystal magnetic anisotropy, crystal defects and grain boundaries, and therefore exhibits extremely excellent soft magnetism. Examples of suitable amorphous soft magnetic materials include CoZr, CoZrNb, and CoZrTa alloys.
アモルファス系軟磁性材料は、主構造としてアモルファス構造を有する軟磁性材料である。アモルファス構造の場合には、Ｘ線回折パターンには明瞭なピークは見られず、ブロードなハローパターンのみが観測される。一方、アモルファス構造に熱処理を加えることでナノ結晶構造を形成することができるが、ナノ結晶構造を有するナノ結晶系軟磁性材料では、結晶面の格子間隔に対応する位置に回折ピークが観測される。その回折ピークの幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式を用いて結晶子径を算出することができる。 The amorphous soft magnetic material is a soft magnetic material having an amorphous structure as a main structure. In the case of an amorphous structure, no clear peak is seen in the X-ray diffraction pattern, and only a broad halo pattern is observed. On the other hand, although a nanocrystal structure can be formed by applying heat treatment to an amorphous structure, in a nanocrystal soft magnetic material having a nanocrystal structure, a diffraction peak is observed at a position corresponding to the lattice spacing of crystal faces. .. The crystallite size can be calculated from the width of the diffraction peak using the Scherrer's formula.
一般に、ナノ結晶とは、Ｘ線回折の回折ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式で算出される結晶子径が１μｍ未満のものをいう。本実施形態において、ナノ結晶の結晶子径（Ｘ線回折の回折ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式で算出される結晶子径）は、１μｍ未満であり、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下である。また、ナノ結晶の結晶子径は、好ましくは５ｎｍ以上である。ナノ結晶の結晶子径がこのような大きさであることで、軟磁気特性の向上が見られる。なお、従来の電磁鋼板の結晶子径は、μｍオーダーであり、一般的には、５０μｍ以上である。 In general, a nanocrystal has a crystallite diameter of less than 1 μm calculated by Scherrer's formula from the half width of the diffraction peak of X-ray diffraction. In the present embodiment, the crystallite diameter of the nanocrystal (the crystallite diameter calculated by the Scherrer formula from the half width of the diffraction peak of X-ray diffraction) is less than 1 μm, preferably 100 nm or less, and more preferably It is 50 nm or less. The crystallite size of the nanocrystal is preferably 5 nm or more. When the crystallite diameter of the nanocrystal is such a size, improvement in soft magnetic characteristics can be seen. The crystallite diameter of the conventional electromagnetic steel sheet is on the order of μm, and is generally 50 μm or more.
アモルファス系軟磁性材料は、例えば、上に示した組成となるように配合された金属原料を高周波溶解炉などにより高温で溶融して均一な溶湯とし、これを急冷して得ることができる。急冷速度は、材料にもよるが、例えば約１０６℃／ｓｅｃであり、結晶化する前に、アモルファス構造を得ることができれば、その急冷速度は特に限定されない。例えば、シート材１は、回転する冷却ロール（図示せず）に金属原料の溶湯を吹きつけながら、冷却ロールを回転させることにより得られる。このように、溶湯を急冷することにより、結晶化する前に、アモルファス構造の軟磁性材料を得ることができる。シート材１の厚みは、例えば５〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜３５μｍである。 The amorphous soft magnetic material can be obtained by, for example, melting a metal raw material mixed so as to have the composition shown above at a high temperature in a high-frequency melting furnace or the like to form a uniform molten metal, and then rapidly cooling it. The quenching rate depends on the material, but is, for example, about 10 6 °C/sec, and the quenching rate is not particularly limited as long as an amorphous structure can be obtained before crystallization. For example, the sheet material 1 is obtained by rotating a cooling roll (not shown) while rotating the cooling roll while spraying the molten metal raw material. Thus, by rapidly cooling the molten metal, it is possible to obtain a soft magnetic material having an amorphous structure before being crystallized. The thickness of the sheet material 1 is, for example, preferably 5 to 50 μm, more preferably 15 to 35 μm.
このように、準備したコイル状のシート材１を、巻き出し装置２１に配置し、巻き取り装置２５でその先端を巻き取ることにより、シート材１が、打ち抜き装置２２、加熱装置２３、および切断装置２４の順に搬送される。 In this way, the prepared coil-shaped sheet material 1 is arranged in the unwinding device 21, and the leading end thereof is wound up by the winding device 25, whereby the sheet material 1 is punched out by the punching device 22, the heating device 23, and cut. It is conveyed in the order of the device 24.
２−２．第１切断工程Ｓ２について
このように搬送されたシート材１に対して、図２に示す第１切断工程Ｓ２を行う。この工程では、打ち抜き装置２２を用いて、シート材１にシート部品１０が連結された連結部分１２Ａ、１２Ｂが残るように、シート材１をシート部品１０の形状に複数打ち抜く。具体的には、図３に示すように、シート材１の搬送方向Ｌに沿って、連続して打ち抜く。
2-2. First Cutting Step S2 The first cutting step S2 shown in FIG. 2 is performed on the sheet material 1 thus conveyed. In this step, the punching device 22 is used to punch a plurality of sheet materials 1 into the shape of the sheet component 10 so that the connecting portions 12A and 12B where the sheet component 10 is coupled to the sheet material 1 remain. Specifically, as shown in FIG. 3, the sheet material 1 is continuously punched along the conveyance direction L.
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、ヨーク３５の外周部分に形成されたロータコア３０の取付け部３６に相当する部分１６に、シート材１の本体１ａと、シート部品１０とを連結する連結部分１２Ａ、１２Ａを形成する。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the main body 1 a of the sheet material 1 and the seat component 10 are provided in the portion 16 corresponding to the mounting portion 36 of the rotor core 30 formed on the outer peripheral portion of the yoke 35. The connecting portions 12A and 12A for connecting are formed.
さらに、帯状のシート材１の両縁に最も近い位置であり、ヨーク３５に相当する外周部分１５の端部に、シート材１の本体１ａと、シート部品１０を連結する連結部分１２Ｂ、１２Ｂを形成する。 Further, connecting portions 12B and 12B for connecting the body 1a of the sheet material 1 and the sheet component 10 are provided at the ends of the outer peripheral portion 15 corresponding to the yoke 35 at positions closest to both edges of the strip-shaped sheet material 1. Form.
本実施形態では、いずれの連結部分１２Ａ、１２Ｂも、後述する第２切断工程Ｓ４でシート材１の搬送方向Ｌに沿ってこれらを切断することにより、シート部品１０が取り出し可能な位置に形成されている。これにより、シート材１を搬送しながら、連結部分１２Ａ、１２Ｂに位置する切り取り線１３Ａ、１３Ｂで連結部分１２Ａ、１２Ｂを切断することにより、シート部品１０をシート材１の本体１ａから簡単に取り出すことができる（例えば図４（ｂ）参照）。 In the present embodiment, any of the connecting portions 12A and 12B is formed at a position where the sheet component 10 can be taken out by cutting the connecting portions 12A and 12B along the conveyance direction L of the sheet material 1 in a second cutting step S4 described later. ing. Thus, while the sheet material 1 is being conveyed, the sheet parts 10 can be easily taken out from the main body 1a of the sheet material 1 by cutting the connecting portions 12A and 12B at the cut lines 13A and 13B located at the connecting portions 12A and 12B. (See FIG. 4B, for example).
２−３．熱処理工程Ｓ３について
次に、図２に示すように熱処理工程Ｓ３を行う。この工程では、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化するように、加熱装置２３で、連結部分１２Ａ、１２Ｂを介してシート部品１０が連結されたシート材１を熱処理する。
2-3. Heat Treatment Step S3 Next, as shown in FIG. 2, a heat treatment step S3 is performed. In this step, the heating device 23 heat-treats the sheet material 1 to which the sheet component 10 is connected via the connecting portions 12A and 12B so as to crystallize the amorphous soft magnetic material into the nanocrystalline soft magnetic material.
具体的には、熱処理の温度は、例えば、軟磁性材料の結晶化温度以上の温度で、シート材１を加熱する。これにより、アモルファス系軟磁性材料の熱処理により、アモルファス系軟磁性材料をナノ結晶系軟磁性材料に変質する（結晶化する）ことができる。熱処理は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。 Specifically, the heat treatment temperature is, for example, a temperature equal to or higher than the crystallization temperature of the soft magnetic material, and the sheet material 1 is heated. Thus, the amorphous soft magnetic material can be transformed (crystallized) into the nanocrystalline soft magnetic material by the heat treatment of the amorphous soft magnetic material. The heat treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere.
このように、本実施形態によれば、第１切断工程Ｓ２において、シート材１に対して一部が連結した連結部分１２Ａ、１２Ｂを残したまま、シート材１をシート部品１０の形状に切断する。これにより、第１切断工程Ｓ２後のシート材１にシート部品１０が連結された状態である。 As described above, according to the present embodiment, in the first cutting step S2, the sheet material 1 is cut into the shape of the sheet component 10 while leaving the connecting portions 12A and 12B partially connected to the sheet material 1. To do. As a result, the sheet component 10 is connected to the sheet material 1 after the first cutting step S2.
このような状態のシート材１に対して熱処理を行うので、シート材１とともに各シート部品１０を簡単に熱処理することができる。これにより、シート部品１０が連結された状態のシート材１は、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化することができる。 Since the sheet material 1 in such a state is heat-treated, each sheet component 10 can be easily heat-treated together with the sheet material 1. As a result, the sheet material 1 in the state in which the sheet components 10 are connected can be crystallized from the amorphous soft magnetic material to the nanocrystalline soft magnetic material.
ここで結晶化温度は、結晶化が生じる温度である。結晶化の際には発熱反応が起きるため、結晶化温度は、結晶化に伴って発熱する温度を測定することで決定することができる。例えば、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を用い、所定の加熱速度（例えば０．６７Ｋｓ−１）の条件下で結晶化温度を測定することができる。アモルファス系軟磁性材料の結晶化温度は、材質によって異なるが、例えば、３００〜５００℃である。 The crystallization temperature here is the temperature at which crystallization occurs. Since an exothermic reaction occurs during crystallization, the crystallization temperature can be determined by measuring the temperature at which heat is generated during crystallization. For example, differential scanning calorimetry (DSC) can be used to measure the crystallization temperature under conditions of a predetermined heating rate (eg, 0.67 Ks −1 ). The crystallization temperature of the amorphous soft magnetic material varies depending on the material, but is, for example, 300 to 500°C.
この工程における、加熱温度は、アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料への結晶化温度以上であれば特に制限されるものではないが、例えば、３５０℃以上であり、好ましくは４００℃以上である。加熱温度を４００℃以上とすることにより、効率的に結晶化を進めることができる。また、加熱温度は、例えば、６００℃以下であり、好ましくは５２０℃以下である。加熱温度を５２０℃以下とすることにより、過度の結晶化を防ぎ易くなり、副生成物（例えば、Ｆｅ２Ｂなど）の発生を抑制することができる。熱処理工程における加熱時間は、特に制限されるものではないが、好ましくは１秒以上１０分以下であり、より好ましくは１秒以上５分以下である。 The heating temperature in this step is not particularly limited as long as it is the crystallization temperature from the amorphous soft magnetic material to the nanocrystalline soft magnetic material, but is, for example, 350° C. or higher, preferably 400° C. That is all. By setting the heating temperature to 400° C. or higher, crystallization can be efficiently advanced. The heating temperature is, for example, 600° C. or lower, preferably 520° C. or lower. By setting the heating temperature to 520° C. or lower, it becomes easy to prevent excessive crystallization, and it is possible to suppress the generation of by-products (for example, Fe 2 B and the like). The heating time in the heat treatment step is not particularly limited, but is preferably 1 second or more and 10 minutes or less, more preferably 1 second or more and 5 minutes or less.
ここで、図４（ａ）に示すように、シート材１の本体１ａと、シート部品１０を連結する連結部分１２Ｂ、１２Ｂは、帯状のシート材１の幅方向の縁側に形成されている。シート材１の幅方向の中央に比べて、シート材１の幅方向の内側は、自己発熱により発熱した熱も放熱されるため、結晶化の度合いを制御し易い。そのため、連結部分１２Ｂが完全に結晶化する前に、後述する切断歯２４ａ、２４ａで、連結部分１２Ｂ、１２Ｂを切断することも可能である。 Here, as shown in FIG. 4( a ), the main body 1 a of the sheet material 1 and the connecting portions 12</b>B and 12</b>B that connect the sheet component 10 are formed on the widthwise edge side of the belt-shaped sheet material 1. Compared to the center of the sheet material 1 in the width direction, the inside of the sheet material 1 in the width direction also radiates heat generated by self-heating, so that the degree of crystallization can be easily controlled. Therefore, it is also possible to cut the connecting portions 12B and 12B with cutting teeth 24a and 24a described later before the connecting portion 12B is completely crystallized.
２−４．第２切断工程Ｓ４について
次に、図２に示すように第２切断工程Ｓ４を行う。この工程では、熱処理されたシート材１から各シート部品１０が切り離されるように、連結部分１２Ａ、１２Ｂ（図４（ａ）参照）を切り取り線１３Ａ、１３Ｂ（図４（ｂ）参照）に沿って、切断装置２４で切断する。図５に示すように、結晶化したシート部品１０に大きな変形を与えることなく、シート材１からシート部品１０を簡単に取り出すことができる。
2-4. Second Cutting Step S4 Next, the second cutting step S4 is performed as shown in FIG. In this step, the connecting portions 12A and 12B (see FIG. 4(a)) are cut along the cut lines 13A and 13B (see FIG. 4(b)) so that each sheet component 10 is separated from the heat-treated sheet material 1. And cut with the cutting device 24. As shown in FIG. 5, the sheet component 10 can be easily taken out from the sheet material 1 without giving a large deformation to the crystallized sheet component 10.
本実施形態では、搬送方向Ｌと直交する方向に回転軸を有した一対の切断歯（回転刃）２４ａ、２４ａにより、連結部分１２Ａ、１２Ｂを挟み込むことで、連結部分１２Ａ、１２Ｂを簡単に切断し、シート部品１０をシート材１の本体１ａから取り出すことができる。 In the present embodiment, the connecting portions 12A, 12B are easily cut by sandwiching the connecting portions 12A, 12B with a pair of cutting teeth (rotating blades) 24a, 24a having a rotating shaft in a direction orthogonal to the transport direction L. Then, the sheet component 10 can be taken out from the main body 1 a of the sheet material 1.
本実施形態では、連結部分１２Ａは、ロータコア３０の取付け部３６の近傍に位置し、取付け部３６に相当する部分１６は他の部分に剛性が高い。このため、連結部分１２Ａが、熱処理工程Ｓ３において、ナノ結晶系軟磁性材料となり、連結部分１２Ａが脆化したとしても、シート部品１０を破損することなく、切断歯２４ａ、２４ａで簡単に切断することができる。 In the present embodiment, the connecting portion 12A is located in the vicinity of the mounting portion 36 of the rotor core 30, and the portion 16 corresponding to the mounting portion 36 has higher rigidity than other portions. Therefore, the connecting portion 12A becomes a nanocrystalline soft magnetic material in the heat treatment step S3, and even if the connecting portion 12A becomes brittle, the sheet component 10 is easily cut by the cutting teeth 24a and 24a without being damaged. be able to.
２−５．転積工程Ｓ５および固定工程Ｓ６について
得られたシート材１を複数枚積層して、図６に示すように積層体３１を作製し、転積工程Ｓ５で作製した積層体３１の取付け穴３７に固定ピン４０を挿入して、積層体を転積する。最後に固定工程Ｓ６で、転積した積層体Ｓ３１を固定することで、ロータコア３０を製造することができる。
2-5. Transposing step S5 and fixing step S6 A plurality of sheet materials 1 obtained are laminated to form a laminated body 31 as shown in FIG. 6, and the laminated body 31 is attached to the mounting hole 37 of the laminated body 31 formed in the transposing step S5. The fixing pin 40 is inserted and the stacked body is transferred. Finally, in the fixing step S6, the transposed laminated body S31 is fixed, whereby the rotor core 30 can be manufactured.
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. You can make changes.
１：シート材、１０：シート部品、１２Ａ、１２Ｂ：連結部分、Ｓ１：準備工程、Ｓ２：第１切断工程、Ｓ３：熱処理工程、Ｓ４：第２切断工程
1: Sheet material, 10: Sheet parts, 12A, 12B: Connection part, S1: Preparation step, S2: First cutting step, S3: Heat treatment step, S4: Second cutting step
Claims (1)
アモルファス系軟磁性材料からなる帯状のシート材を準備する準備工程と、
前記シート材に対して一部が連結した連結部分を残したまま、前記シート材を前記シート部品の形状に切断する第１切断工程と、
前記アモルファス系軟磁性材料からナノ結晶系軟磁性材料に結晶化するように、前記シート部品が連結された前記シート材を熱処理する熱処理工程と、
熱処理された前記シート材から前記各シート部品が切り離されるように、前記連結部分を切断する第２切断工程と、を少なくとも含むことを特徴とするシート部品の製造方法。 A method of manufacturing a sheet component in which a plurality of sheets are laminated to form a laminated body,
A preparatory step of preparing a strip-shaped sheet material made of an amorphous soft magnetic material,
A first cutting step of cutting the sheet material into the shape of the sheet component while leaving a connecting portion partially connected to the sheet material;
A heat treatment step of heat treating the sheet material in which the sheet parts are connected to each other so that the amorphous soft magnetic material is crystallized into a nanocrystalline soft magnetic material,
A second cutting step of cutting the connecting portion so that each of the sheet parts is separated from the heat-treated sheet material, and a method of manufacturing a sheet part.
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