JP2022101882A - Heating device for laminated iron core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層鉄心の加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device for a laminated iron core.
積層鉄心は、モータ等に使用される。積層鉄心は、鉄心と鉄心を接着することで得られる。この接着は、接着剤を加熱処理することでなされる。そのための加熱装置として、各種のものが知られている(例えば、特許文献1(図3)参照)。 The laminated iron core is used for motors and the like. The laminated iron core is obtained by adhering the iron core to the iron core. This adhesion is made by heat-treating the adhesive. Various heating devices are known for this purpose (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 3)).
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図14は従来の加熱装置の基本構成を説明する図であり、加熱装置100は、ベース101と、このベース101から起立するセンターガイド102と、このセンターガイド102を囲うようにしてベース101に載せられるベースプレート103及び下部プレート104と、ベースプレート103、下部プレート104及びセンターガイド102を囲うようにして配置される誘導加熱コイル105と、シリンダ106で吊るされるトッププレート107及び上部プレート108とを備えている。
Patent Document 1 will be described with reference to the following figure.
FIG. 14 is a diagram illustrating a basic configuration of a conventional heating device, and the
下部プレート104に、所定枚数の鉄心109を載せる。このときにセンターガイド102は、鉄心109を案内する役割を果たす。また、センターガイド102は、鉄心109がセンターガイド102の軸直角方向(図面では左右方向)へ移動することを防止する役割を果たす。
A predetermined number of
シリンダ106を伸動してトッププレート107及び上部プレート108を下げ、上部プレート108で鉄心109を押さえる。
The
この状態で誘導加熱コイル105に通電する。誘導加熱コイル105から磁束が発生する。この磁束が鉄心109内部に渦電流を発生する。渦電流は鉄心109の電気抵抗によりジュール熱を発生する。
In this state, the
接着剤として、熱硬化性樹脂が広く使用される。
熱硬化性樹脂は、加熱により流動化し、その後に硬化する。通電を停止すると、鉄心109は自然冷却され、センターガイド102から鉄心109が取り外される。
Thermosetting resins are widely used as adhesives.
The thermosetting resin is fluidized by heating and then cured. When the energization is stopped, the
図15は従来の加熱装置の問題点を説明する平面図である。
鉄心109には、単純な穴空き板(ドーナツ板)の他、ドーナツ板部111の内周にツース(歯)部112を有し、外周に耳部113を有する形状のものも、実用に供されている。
FIG. 15 is a plan view illustrating a problem of the conventional heating device.
In addition to a simple perforated plate (doughnut plate), the
このような形状の鉄心109を誘導加熱コイル105で加熱する。耳部113はドーナツ板部111より誘導加熱コイル105に近い。誘導加熱では、距離が近いところの磁束密度が高く、離れているところの磁束密度が低くなる。磁束密度が高いほど強く加熱される。
加えて、ドーナツ板部111のマス(質量)は大きく、耳部113のマスは小さい。マスが大きい部位よりもマスが小さな部位が温度上昇する。
The
In addition, the mass of the
耳部113の頂部の温度を耳部頂部の温度T11、耳部113の基部(裾)の温度を耳部基部の温度T12、ドーナツ板部111の外周の温度をドーナツ板部の温度T13とする。
The temperature of the top of the selvage 113 is the temperature of the top of the selvage T11, the temperature of the base (hem) of the selvage 113 is the temperature of the selvage selvage 113, and the temperature of the outer periphery of the
接着剤の硬化温度が180℃である場合、ドーナツ板部の温度T13が180℃に到達した時点で、耳部基部の温度T12は185℃で、耳部頂部の温度T11は415℃であった。 When the curing temperature of the adhesive was 180 ° C., when the temperature T13 of the donut plate portion reached 180 ° C., the temperature T12 of the selvage base was 185 ° C. and the temperature T11 of the selvage top was 415 ° C. ..
このケースでは、ドーナツ板部が最も低温である。生産時間の短縮が求められなか、ドーナツ板部の温度T13の温度上昇を促し、所要加熱時間の短縮が望まれる。 In this case, the donut plate is the coldest. While it is required to shorten the production time, it is desired to promote the temperature rise of the temperature T13 of the donut plate portion and shorten the required heating time.
その対策の一つに、耳部113に加えるエネルギーを減らし、その分をドーナツ板部111に回して所要加熱時間を短縮する手法がある。
As one of the countermeasures, there is a method of reducing the energy applied to the
本発明は、耳部の温度上昇を抑制しつつ鉄心の所要加熱時間を短縮することができる加熱装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a heating device capable of shortening the required heating time of the iron core while suppressing the temperature rise of the selvage portion.
本発明者らは、耳部の過熱を抑制するため、耳部の近傍に抑制フェライトを配置することを着想した。この着想を検証する。
図1(a)に示すように、鉄心18は、中央穴38が空いているドーナツ板部41と、このドーナツ板部41の外周に120°ピッチで設けた耳部42とを有する。
The present inventors have conceived to place an inhibitory ferrite in the vicinity of the selvage in order to suppress overheating of the selvage. Verify this idea.
As shown in FIG. 1A, the
ドーナツ板部41の内周にツース部43が設けられている。
そして、鉄心18を囲う誘導加熱コイル19の内側に且つ耳部42の近傍に抑制フェライト44が配置されている。
A
The
図1(a)のb-b線断面図である図1(b)に示すように、誘導加熱コイル19で発生した磁束のうち、一部の磁束45が抑制フェライト44を通る。別の一部の磁束46は耳部42を通り、さらに別の磁束47がドーナツ板部41を通る。
耳部42へ向かう可能性のある磁束45が、抑制フェライト44へ向かうため、耳部42の加熱が抑制される。
As shown in FIG. 1 (b), which is a cross-sectional view taken along the line bb of FIG. 1 (a), a part of the magnetic flux generated by the
Since the
図1(c)は図1(a)の要部拡大図であり、耳部42の頂部の温度を耳部頂部の温度T1、耳部42の基部(裾)の温度を耳部基部の温度T2、ドーナツ板部41の外周の温度をドーナツ板部の温度T3とする。温度T1、T2、T3の温度曲線を図2で説明する。
FIG. 1 (c) is an enlarged view of a main part of FIG. 1 (a). T2, the temperature of the outer periphery of the
図2に示すように、加熱時間t1が50秒で、ドーナツ板部の温度T3は180℃に達した。この時点で、耳部頂部の温度T1は従来より格段に低い340℃となった。抑制フェライト44の抑制効果が十分に現れている。
As shown in FIG. 2, the heating time t1 was 50 seconds, and the temperature T3 of the donut plate portion reached 180 ° C. At this point, the temperature T1 at the top of the ear was 340 ° C, which was much lower than before. The suppressing effect of the suppressing
しかし、抑制フェライト44の抑制効果が、耳部42の基部にも現れ、結果、耳部基部の温度T2は従来より低い160℃程度であった。これが180℃になるまで、さらに加熱する。
結果、加熱時間t2が60秒で、温度T2が180℃になった。加熱時間t2が延びたため、生産性が低下する共に電気エネルギーの消費が高まり、本発明の目的を達成するに至らなかった。
However, the suppressing effect of the suppressing
As a result, the heating time t2 was 60 seconds and the temperature T2 was 180 ° C. Since the heating time t2 is extended, the productivity is lowered and the consumption of electric energy is increased, so that the object of the present invention cannot be achieved.
本発明者らは、抑制フェライト44の抑制効果が強すぎるので、抑制効果を弱めた方がよいのではないかと考え、以下に述べる対策をさらに講じた。
図3(a)に示すように、鉄心18の中心点48を中心にして、鉄心18を60°回した。耳部42が抑制フェライト44から離れたため、抑制フェライト44の抑制効果が弱められる。
Since the inhibitory effect of the
As shown in FIG. 3A, the
この状態で加熱処理を施す。その他は、図1(a)と変わらないので図1(a)の符号を流用し、構成要素の説明は省略する。
図3(b)に示すように、耳部42の頂部の温度を耳部頂部の温度T1、耳部42の基部(裾)の温度を耳部基部の温度T2、ドーナツ板部41の外周の温度をドーナツ板部の温度T3とする。温度T1、T2、T3の温度曲線を図4で説明する。
Heat treatment is performed in this state. Others are the same as those in FIG. 1 (a), so the reference numerals in FIG. 1 (a) are used, and the description of the components is omitted.
As shown in FIG. 3B, the temperature of the top of the selvage 42 is the temperature of the selvage top T1, the temperature of the base (hem) of the selvage 42 is the temperature of the selvage base T2, and the temperature of the outer periphery of the
図4に示すように、抑制フェライト44の抑制効果が弱められたため、耳部頂部の温度T1は390℃になった。また、抑制フェライト44の抑制効果が弱められたため、耳部基部の温度T2は加熱時間が49秒で180℃に達した。図2より11秒短くなった。
一方、ドーナツ板部の温度T3が180℃に達したときの加熱時間は51秒であった。図2より1秒長くなった。
As shown in FIG. 4, since the suppressing effect of the suppressing
On the other hand, when the temperature T3 of the donut plate portion reached 180 ° C., the heating time was 51 seconds. It was 1 second longer than in FIG.
抑制フェライト44において、図1の配置では(図2に示すように)所要加熱時間は60秒であったものが、図3の配置では(図4に示すように)所要加熱時間は51秒に短縮され、生産性の大幅な向上が図れる。
In the suppressed
図3(a)にて、鉄心18の中心点48を通り、耳部42の中心を通る耳部中心線49と、鉄心の中心点48を通り、抑制フェライト44の中心を通るフェライト中心線51とのなす角度を交差角θと呼ぶ。
図1(a)の形態では交差角θは0であり、図3(a)の形態では交差角θは60°であった。この60°は、3個の抑制フェライト44の配置ピッチ120°の半分(1/2)に相当する。
In FIG. 3A, an
In the form of FIG. 1A, the crossing angle θ was 0, and in the form of FIG. 3A, the crossing angle θ was 60 °. This 60 ° corresponds to half (1/2) of the arrangement pitch 120 ° of the three
ところで、θ=0である図2では温度T2<温度T3であった。θ=60°である図4では温度T3<温度T2であった。
60°のθを0に近づけると、温度T2=温度T3となることが予測される。
そこで交差角θを変更し、温度T2~T3と加熱時間の関係をさらに調べた。
By the way, in FIG. 2 where θ = 0, the temperature T2 <the temperature T3. In FIG. 4 where θ = 60 °, temperature T3 <temperature T2.
When θ of 60 °
Therefore, the crossing angle θ was changed, and the relationship between the temperatures T2 to T3 and the heating time was further investigated.
交差角θを25°にすると、耳部基部の温度が180°に到達する時間は55秒であり、ドーナツ板部の温度が180°に到達する時間は50秒であった。
交差角θを45°にすると、耳部基部の温度が180°に到達する時間は51.5秒であり、ドーナツ板部の温度が180°に到達する時間は50.5秒であった。
When the crossing angle θ was set to 25 °, the time for the selvage base to reach 180 ° was 55 seconds, and the time for the donut plate temperature to reach 180 ° was 50 seconds.
When the crossing angle θ was set to 45 °, the time for the selvage base to reach 180 ° was 51.5 seconds, and the time for the donut plate temperature to reach 180 ° was 50.5 seconds.
所要加熱時間は、耳部基部とドーナツ板部の遅い方(長い方)の時間が適用される。
所要加熱時間に着目すると、交差角が45°は60°と遜色が無い。一方、交差角が25°では60°より4秒も長く、交差角が0°では60°より9秒も長い。交差角が45°未満では所要加熱時間が長くなり生産性の点で難がある。
As the required heating time, the slower (longer) time of the selvage base and the donut plate is applied.
Focusing on the required heating time, the crossing angle of 45 ° is comparable to 60 °. On the other hand, when the crossing angle is 25 °, it is 4 seconds longer than 60 °, and when the crossing angle is 0 °, it is 9 seconds longer than 60 °. If the crossing angle is less than 45 °, the required heating time becomes long, which is difficult in terms of productivity.
よって、3個の抑制フェライト44を120°ピッチで配置したとき、交差角θを60°に設定する他、60°±15°、すなわち45°~75°の範囲に設定することが推奨される。
Therefore, when the three
以上の知見に基づいて完成した本発明は、以下の通りである。
請求項1に係る発明は、積層された鉄心を処理対象とし、前記鉄心に塗布されている接着剤を加熱処理する積層鉄心の加熱装置であって、
前記鉄心は、ドーナツ板部と、このドーナツ板部の外周から局部的に突起させた耳部とを有し、
前記加熱装置は、前記鉄心を囲って加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、前記耳部へ作用する磁束を抑制する抑制フェライトを備えており、
前記鉄心の中心点を通り前記耳部の中心を通る耳部中心線と、前記鉄心の中心点を通り前記抑制フェライトの中心を通るフェライト中心線とのなす角度で定められる交差角は、60°に設定されていることを特徴とする。
The present invention completed based on the above findings is as follows.
The invention according to claim 1 is a heating device for a laminated iron core, which treats the laminated iron core as a processing target and heat-treats the adhesive applied to the iron core.
The iron core has a donut plate portion and an ear portion locally protruding from the outer periphery of the donut plate portion.
The heating device includes an induction heating coil that heats the iron core and suppresses the magnetic flux acting on the selvage portion.
The intersection angle determined by the angle between the center line of the ear, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the ear, and the ferrite center line, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the inhibitory ferrite, is 60 °. It is characterized by being set to.
請求項2に係る発明は、積層された鉄心を処理対象とし、前記鉄心に塗布されている接着剤を加熱処理する積層鉄心の加熱装置であって、
前記鉄心は、ドーナツ板部と、このドーナツ板部の外周から局部的に突起させた耳部とを有し、
前記加熱装置は、前記鉄心を囲って加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、前記耳部へ作用する磁束を抑制する抑制フェライトを備えており、
前記鉄心の中心点を通り前記耳部の中心を通る耳部中心線と、前記鉄心の中心点を通り前記抑制フェライトの中心を通るフェライト中心線とのなす角度で定められる交差角は、45°~75°の範囲に設定されていることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is a heating device for a laminated iron core, which treats the laminated iron core as a processing target and heat-treats the adhesive applied to the iron core.
The iron core has a donut plate portion and an ear portion locally protruding from the outer periphery of the donut plate portion.
The heating device includes an induction heating coil that heats the iron core and suppresses the magnetic flux acting on the selvage portion.
The intersection angle determined by the angle between the center line of the ear, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the ear, and the ferrite center line, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the inhibitory ferrite, is 45 °. It is characterized in that it is set in the range of about 75 °.
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の積層鉄心の加熱装置であって、
ベースプレートと、このベースプレートに載せる下部プレートと、この下部プレートに載っている前記鉄心に載せる上部プレートと、この上部プレートに載せるトッププレートとを備え、前記ベースプレートと前記トッププレートとは、磁束を通しにくいステンレス鋼製とされ、
前記下部プレートと前記上部プレートとは、磁束を通す炭素鋼製とされ、
前記誘導加熱コイルを囲う筒型フェライトと、この筒型フェライトの下端から前記下部プレートへ延びる下部フェライトと、前記筒型フェライトの上端から前記上部プレートへ延びる上部フェライトとを備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the heating device for the laminated iron core according to claim 1 or 2.
It is provided with a base plate, a lower plate to be placed on the base plate, an upper plate to be placed on the iron core on the lower plate, and a top plate to be placed on the upper plate. Made of stainless steel
The lower plate and the upper plate are made of carbon steel that allows magnetic flux to pass through.
It is characterized by having a tubular ferrite surrounding the induction heating coil, a lower ferrite extending from the lower end of the tubular ferrite to the lower plate, and an upper ferrite extending from the upper end of the tubular ferrite to the upper plate. do.
請求項4に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の積層鉄心の加熱装置であって、
この加熱装置は、前記鉄心に設けられている中央穴へ挿入されるセンターガイドを備えており、このセンターガイドは、外径が変更できる外径可変チャック機構であり、
前記外径可変チャック機構は、平面視で120°ピッチで配置される3個の爪を有し、
前記爪の2個は固定爪であり、残りの1個はエアシリンダで駆動される可動爪であることを特徴とする。
The invention according to
This heating device is provided with a center guide inserted into a central hole provided in the iron core, and this center guide is an outer diameter variable chuck mechanism whose outer diameter can be changed.
The variable outer diameter chuck mechanism has three claws arranged at a pitch of 120 ° in a plan view.
Two of the claws are fixed claws, and the remaining one is a movable claw driven by an air cylinder.
請求項1に係る発明では、加熱装置は、鉄心を囲って加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、鉄心の耳部へ作用する磁束を抑制する抑制フェライトを備えているが、この抑制フェライトは、耳部から十分に離れた位置に配置した。
十分に離すことで、抑制効果を弱めて、耳部基部の昇温遅れを解消して、所要加熱時間を短くすることができた。
交差角は60°に設定する。交差角が一義的に決まっているので、抑制フェライトの配置に係る検討時間や設計時間の短縮が図れる。
In the invention according to claim 1, the heating device includes an induction heating coil that surrounds the iron core and heats the iron core, and also includes an inhibitory ferrite that suppresses a magnetic flux acting on the selvage portion of the iron core. It was placed at a position sufficiently distant from the part.
By sufficiently separating them, the suppressing effect was weakened, the delay in raising the temperature of the selvage base was eliminated, and the required heating time could be shortened.
The intersection angle is set to 60 °. Since the crossing angle is uniquely determined, it is possible to shorten the examination time and the design time related to the arrangement of the suppression ferrite.
請求項2に係る発明では、請求項1と同様に、加熱装置は、鉄心を囲って加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、鉄心の耳部へ作用する磁束を抑制する抑制フェライトを備えているが、この抑制フェライトは、耳部から十分に離れた位置に配置した。
十分に離すことで、抑制効果を弱めて、耳部基部の昇温遅れを解消して、所要加熱時間を短くすることができた。
交差角は45°~75°の範囲に設定する。交差角に幅があるため、抑制フェライトの配置に係る設計の自由度が高まる。
In the invention according to claim 2, similarly to claim 1, the heating device includes an induction heating coil that surrounds the iron core and heats the iron core, and also includes a suppressive ferrite that suppresses the magnetic flux acting on the selvage portion of the iron core. , This inhibitory ferrite was placed at a position sufficiently distant from the selvage.
By sufficiently separating them, the suppressing effect was weakened, the delay in raising the temperature of the selvage base was eliminated, and the required heating time could be shortened.
The intersection angle is set in the range of 45 ° to 75 °. Since the intersection angle is wide, the degree of freedom in design regarding the arrangement of the suppression ferrite is increased.
請求項3に係る発明では、鉄心を囲う誘導加熱コイルを、筒型フェライトで囲った。誘導加熱コイルが発生する磁束の一部は筒型フェライトにより活用が促進される。
ただし、筒型フェライトから延びる磁束は一部がベースプレートやトッププレートで遮断される。この遮断には磁束が通りにくくなることを含む(以下同様)。
In the invention according to claim 3, the induction heating coil surrounding the iron core is surrounded by a tubular ferrite. A part of the magnetic flux generated by the induction heating coil is promoted by the tubular ferrite.
However, a part of the magnetic flux extending from the tubular ferrite is cut off by the base plate or the top plate. This cutoff includes the fact that magnetic flux is difficult to pass through (the same applies hereinafter).
対策として、本発明では、下部フェライトと上部フェライトを、筒型フェライトに付設した。下部フェライトと上部フェライトは磁束を良好に通す。
筒型フェライトから延びる磁束は、下部フェライトと上部フェライトで、下部フェライトと上部フェライトとで誘導され、鉄心の加熱に供される。
As a countermeasure, in the present invention, the lower ferrite and the upper ferrite are attached to the tubular ferrite. The lower ferrite and the upper ferrite pass magnetic flux well.
The magnetic flux extending from the tubular ferrite is the lower ferrite and the upper ferrite, and is induced by the lower ferrite and the upper ferrite and is used for heating the iron core.
請求項4に係る発明では、センターガイドは、外径が変更できる。センターガイドに鉄心をセットするとき、外径を小さくする。センターガイドの温度が上がっても、鉄心のセットに支障がでない。センターガイドから鉄心を外すときも、外径を小さくする。センターガイドの温度が上がっても、鉄心の取り外しに支障がでない。
In the invention according to
加えて、請求項4に係る発明では、外径可変チャック機構の要部は、2個の固定爪と1個の可動爪で構成した。3個の爪の全てを、可変爪にする構造に比較して、1個のみを可動爪にすれば、装置が簡単になり、設備コストを圧縮することができる。
In addition, in the invention according to
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図5に示すように、積層鉄心の加熱装置10は、ベースプレート13と、このベースプレート13に載せられる下部プレート14と、この下部プレート14の上方に配置される上部プレート15と、この上部プレート15に載せられるトッププレート16と、このトッププレート16に下向きの力を加える押圧手段17と、鉄心18を囲うように配置される誘導加熱コイル19と、この誘導加熱コイル19の内側に配置される抑制フェライト44と、下部プレート14及び上部プレート15で挟まれる鉄心18の位置決めをするセンターガイド24とを備えている。
As shown in FIG. 5, the
鉄心18は、0.2~0.5mm厚さの珪素鋼板(電磁鋼板)であり、内径が50~150mmで外径が200~250mmの穴空き板である。
珪素鋼板のコイルからプレスで打ち抜き形成された鉄心18の上下面に、局部的(又は全面的)に数μm厚さの接着剤が塗布され、塗布された穴空き板が所定枚数パイリング(積層)されて、例えば50~150mm高さの積層鉄心が得られる。
The
An adhesive with a thickness of several μm is locally (or entirely) applied to the upper and lower surfaces of the
接着剤は、加熱により流動化し、180℃程度で硬化する熱硬化性樹脂、例えばエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーンゴム系樹脂でもよく、任意に選択可能である。 The adhesive may be a thermosetting resin that is fluidized by heating and cured at about 180 ° C., for example, an epoxy resin, an acrylic resin, or a silicone rubber resin, and can be arbitrarily selected.
下部プレート14と上部プレート15は、炭素鋼板である。
好ましくは、下部プレート14と上部プレート15は、センターガイド24との間に数mm程度の隙間δ1を確保する。この隙間δ1により、下部プレート14と上部プレート15からセンターガイド24への伝熱を遮断もしくは抑制する。
The
Preferably, the
センターガイド24は、ベースプレート13に立てた円筒又は円柱である。円柱は剛性が高いという利点はあるが重い。軽量化が図れるので円柱が推奨される。
The
好ましくは、鉄心18の内周とセンターガイド24の外周との間に隙間δ2を確保する。この隙間δ2は10~20μmに設定する。
センターガイド24の熱膨張が大きいときにはδ2は20μm近傍に設定し、熱膨張が小さいときにはδ2は10μm近傍に設定すればよい。
Preferably, a gap δ2 is secured between the inner circumference of the
When the thermal expansion of the
この隙間δ2の存在により、鉄心18をセンターガイド24に容易にセットすることができ、センターガイド24から鉄心18を取り外すことができる。
Due to the presence of the gap δ2, the
図6は積層鉄心の加熱装置10の変更例を示す。
図6に示すように、センターガイド24に冷媒通路25を内蔵し、この冷媒通路25に水などの冷媒を流す。冷媒を流すことでセンターガイド24の温度上昇を抑制し、センターガイド24の外径をほぼ一定にすることができる。
FIG. 6 shows a modified example of the
As shown in FIG. 6, a
センターガイド24の外径が殆ど変わらないため、隙間δ2は5~10μmに設定することができる。隙間δ2が小さいため、鉄心18の横移動が小さくなり、製品品質を高めることができる。
Since the outer diameter of the
ただし、製品品質の観点からは、隙間δ2は0であることが理想である。隙間δ2が0であれば、鉄心18の横移動を完全に抑えることができるからである。隙間δ2を0にすることができる技術を、次に説明する。
However, from the viewpoint of product quality, it is ideal that the gap δ2 is 0. This is because if the gap δ2 is 0, the lateral movement of the
図7に示すように、積層鉄心の加熱装置10は、架台ベース11と、この架台ベース11に載せられる門型ベース12と、この門型ベース12に載せられるベースプレート13と、このベースプレート13に載せられる下部プレート14と、この下部プレート14の上方に配置される上部プレート15と、この上部プレート15に載せられるトッププレート16と、このトッププレート16に下向きの力を加える押圧手段17と、鉄心18を囲うように配置される誘導加熱コイル19と、この誘導加熱コイル19の内側に配置される抑制フェライト44と、下部プレート14及び上部プレート15で挟まれる鉄心18の位置決めをするセンターガイド24とを備えている。
As shown in FIG. 7, the
センターガイド24は、外径可変チャック機構30である。
外径可変チャック機構30は、例えば、架台ベース11に載せられるレール31と、このレール31に移動可能に嵌められるスライダ32と、このスライダ32を駆動するエアシリンダ33と、スライダ32から上へ延びて門型ベース12、ベースプレート13、下部プレート14、鉄心18及び上部プレート15を貫通する柱状の可動爪34と、この可動爪34に平行に配置されベースプレート13から上へ延びて下部プレート14、鉄心18及び上部プレート15を貫通する柱状の固定爪35とからなる。
The
The outer diameter
図8に示すように、外径可変チャック機構30は、平面視で120°ピッチで配置される3個の爪34、35、35を有し、爪の2個は固定爪35、35であり、残りの1個はエアシリンダ33で駆動される可動爪34である。
As shown in FIG. 8, the variable outer
可動爪34に右の位置決め片52Rが突設されている。この可動爪34の線対称の位置に、且つ一対の固定爪35の間に、位置決めブロック53が配置され、この位置決めブロック53に左の位置決め片52Lが突設されている。すなわち、左の位置決め片52Lと右の位置決め片52Rは、同一の線上に互いに反対向きに配置されている。
The
図9に示すように、左の位置決め片52Lと右の位置決め片52Rは、鉄心18のツース部43に嵌って耳部42の位置を揃える役割を果たす。その他の構成要素は図3(a)と同じであるため、図3(a)の符号を流用して、詳細な説明は少着する。
As shown in FIG. 9, the
図10に示すように、架台ベース11にレール31が載せられ、このレール31に図面表裏方向へ移動可能にスライダ32が嵌められ、このスライダ32に可動爪34がボルト等により固定されている。好ましくは、レール31とスライダ32との間に鋼球(スチールボール)36を介在させる。鋼球36を介在させると、レール31とスライダ32の間の摩擦係数が大幅に減少し、揺れることなく滑らかにスライダ32及び可動爪34が移動する。
As shown in FIG. 10, a
なお、1本のレール31を左ガイドバーと右ガイドバーに代え、これらの左ガイドバーと右ガイドバーで、スライダ32をガイドするようにしてもよい。よって、図10の構造は適宜変更して差し支えなく、要は可動爪34が、振れたり、ガタつくことなく、滑らかに移動する構造であればよい。
It should be noted that one
以上の構成からなる外径可変チャック機構30の作用を、図11に基づいて説明する。
鉄心をセットする前に、図11(a)に示すように、固定爪35の外接円37から可動爪34を後退させる。
The operation of the outer diameter
Before setting the iron core, as shown in FIG. 11A, the
図11(b)に示すように、鉄心18をセットする。このときに、鉄心18の中央穴38は、外接円37からずれるようにする。中央穴38は、3個の爪34、35、35に当たらないようにして、セットすることができる。
As shown in FIG. 11B, the
図11(c)に示すように、可動爪34を前進させる。この可動爪34にはエアシリンダ(図7、符号33)の前進力を常に付与する。結果、2個の固定爪35と、1個の可動爪34が鉄心18に密に当たる。この状態で、加熱し、接着剤を流動化し、硬化させる。
加熱の過程で、鉄心18が、図面左右方向へずれることはない。寸法精度の良好な積層鉄心が得られる。
As shown in FIG. 11 (c), the
In the process of heating, the
加熱及び冷却が終わったら、図11(d)に示すように、可動爪34を後退させ。可動爪34が鉄心18から離れ、固定爪35から鉄心18が離れる。結果、鉄心18は容易に取り外すことができ、作業能率が高まる。
After heating and cooling, the
次に、本発明のさらなる変更例を説明する。
図12に示すように、図5又は図7で説明した加熱装置10に、さらに、誘導加熱コイル19を囲う筒型フェライト21と、この筒型フェライト21の下端から下部プレート14へ延びる下部フェライト22と、筒型フェライト21の上端から上部プレート15へ延びる上部フェライト23とを追加してもよい。
Next, further modifications of the present invention will be described.
As shown in FIG. 12, in addition to the
なお、筒型フェライト21の下端から延びる下部フェライト22とは、この下部フェライト22が筒型フェライト21の下端から所定の距離を置いて配置される構造と、下部フェライト22が筒型フェライト21の下端に接触して配置される構造の両方を指す。上部フェライト23についても同様である。
The
下部フェライト22及び上部フェライト23の有無と、ベースプレート13とトッププレート16の材質について、検討する。
The presence or absence of the
〇ケース1:ベースプレート13とトッププレート16とが、炭素鋼製で、下部フェライト22及び上部フェライト23が無い場合:
誘導加熱コイル19で発生した磁束は、筒型フェライト21と、下部プレート14及び上部プレート15と、ベースプレート13とトッププレート16とを通過する。
筒型フェライト21で磁束の活用が促される。
下部プレート14及び上部プレート15は磁束で加熱され、鉄心18へ伝熱される。
〇Case 1: When the
The magnetic flux generated by the
The
The
ベースプレート13及びトッププレート16も磁束で加熱される。この熱は一部が下部プレート14と上部プレート15へ向かうものの、多くが大気へ放熱される。この放熱は鉄心18の加熱効率の低下を招く。
The
〇ケース2:ベースプレート13とトッププレート16とが、ステンレス鋼製で、下部フェライト22及び上部フェライト23が無い場合:
ベースプレート13とトッププレート16とは磁束を通さないため、誘導加熱コイル19で発生した磁束は、筒型フェライト21と、下部プレート14及び上部プレート15とを通過する。
筒型フェライト21で磁束の活用が促される。
下部プレート14及び上部プレート15は磁束で加熱され、鉄心18へ伝熱される。
〇Case 2: When the
Since the
The
The
ベースプレート13及びトッププレート16から大気への放熱がなくなる若しくは抑制されため、前記ケース2は、前記ケース1よりも、好ましい。
The case 2 is preferable to the case 1 because the heat radiation from the
そこで、ベースプレート13とトッププレート16は、磁束を通しにくいステンレス鋼とした。
ステンレスには、オーステナイト系、フェライト系、マルテンサイト系がある。フェライト系とマルテンサイト系は磁性体であり、磁束をよく通すので適当でない。
一方、オーステナイト系(例えば、SUS304)は非磁性体であり、磁束を通しにくいので好適である。
Therefore, the
Stainless steel includes austenitic stainless steel, ferritic stainless steel, and martensitic stainless steel. Ferritic and martensitic stainless steels are magnetic materials and are not suitable because they pass magnetic flux well.
On the other hand, the austenitic stainless steel (for example, SUS304) is a non-magnetic material and is suitable because it is difficult for magnetic flux to pass through.
以上に説明したケース2の構造を、図13(a)でさらに説明し、ケース2を改良した構造を、図13(b)で説明する。すなわち、図13(a)、(b)に基づいて、筒型フェライト21、下部フェライト22及び上部フェライト23の作用を説明する。
The structure of the case 2 described above will be further described with reference to FIG. 13 (a), and the improved structure of the case 2 will be described with reference to FIG. 13 (b). That is, the actions of the
図13(a)は比較例を示す図であり、筒型フェライト21は、誘導加熱コイル19が発生する磁束の有効利用を促す役割を果たす。
一部の磁束26は上部プレート15や下部プレート14を介して鉄心18を通過する。また、別の磁束27はベースプレート13やトッププレート16に向かう。ベースプレート13やトッププレート16は、磁束27を遮断する。そのため、磁束27の有効活用が図れない。
FIG. 13A is a diagram showing a comparative example, and the
A part of the
図13(b)は実施例を示す図であり、磁束27は下部フェライト22及び上部フェライト23で誘導される。上部プレート15及び下部プレート14は炭素鋼板であるため、磁束27を通す。
すなわち、磁束27は、上部プレート15を通り、鉄心18を通過し、下部プレート14を通って、筒型フェライト21に戻る。結果、磁束27の有効活用が図れる。
よって、筒型フェライト21に、下部フェライト22及び上部フェライト23を付設することが有効となる。
FIG. 13B is a diagram showing an embodiment, in which the
That is, the
Therefore, it is effective to attach the
尚、本発明により、所要加熱時間が従来より短縮され、センターガイドが十分に冷却されないうちに、次の加熱処理に移行する。すると、センターガイドに熱が蓄積され、外径が増大し、鉄心18の装着が難しくなる。しかし、センターガイドを外径可変チャック機構にすることで、その問題は解決し得る。よって、本発明の抑制フェライトに外径可変チャック機構を組み合わせることは、好ましいことである。
According to the present invention, the required heating time is shortened as compared with the conventional case, and the center guide is not sufficiently cooled before shifting to the next heat treatment. Then, heat is accumulated in the center guide, the outer diameter increases, and it becomes difficult to attach the
本発明は、接着剤付きの鉄心を加熱して積層鉄心にする加熱装置に好適である。 The present invention is suitable for a heating device that heats an iron core with an adhesive to form a laminated iron core.
10…積層鉄心の加熱装置、13…ベースプレート、14…下部プレート、15…上部プレート、16…トッププレート、18…鉄心、19…誘導加熱コイル、21…筒型フェライト、22…下部フェライト、23…上部フェライト、24…センターガイド、26、27…磁束、30…外径可変チャック機構、34…可動爪、35…固定爪、38…中央穴、41…ドーナツ板部、42…耳部、44…抑制フェライト、45…耳部を通る磁束、48…中心点、49…耳部中心線、51…フェライト中心線、θ…交差角。 10 ... Laminated iron core heating device, 13 ... Base plate, 14 ... Lower plate, 15 ... Upper plate, 16 ... Top plate, 18 ... Iron core, 19 ... Induction heating coil, 21 ... Cylindrical ferrite, 22 ... Lower ferrite, 23 ... Upper ferrite, 24 ... Center guide, 26, 27 ... Magnetic flux, 30 ... Variable outer diameter chuck mechanism, 34 ... Movable claw, 35 ... Fixed claw, 38 ... Center hole, 41 ... Donut plate part, 42 ... Ear part, 44 ... Suppressive ferrite, 45 ... magnetic flux passing through the ear, 48 ... center point, 49 ... ear center line, 51 ... ferrite center line, θ ... intersection angle.
Claims (4)
前記鉄心は、ドーナツ板部と、このドーナツ板部の外周から局部的に突起させた耳部とを有し、
前記加熱装置は、前記鉄心を囲って加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、前記耳部へ作用する磁束を抑制する抑制フェライトを備えており、
前記鉄心の中心点を通り前記耳部の中心を通る耳部中心線と、前記鉄心の中心点を通り前記抑制フェライトの中心を通るフェライト中心線とのなす角度で定められる交差角は、60°に設定されていることを特徴とする積層鉄心の加熱装置。 It is a heating device for laminated iron cores that treats the laminated iron cores and heat-treats the adhesive applied to the iron cores.
The iron core has a donut plate portion and an ear portion locally protruding from the outer periphery of the donut plate portion.
The heating device includes an induction heating coil that heats the iron core and suppresses the magnetic flux acting on the selvage portion.
The intersection angle determined by the angle between the center line of the ear, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the ear, and the ferrite center line, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the inhibitory ferrite, is 60 °. A heating device for laminated iron cores, which is characterized by being set to.
前記鉄心は、ドーナツ板部と、このドーナツ板部の外周から局部的に突起させた耳部とを有し、
前記加熱装置は、前記鉄心を囲って加熱する誘導加熱コイルを備えると共に、前記耳部へ作用する磁束を抑制する抑制フェライトを備えており、
前記鉄心の中心点を通り前記耳部の中心を通る耳部中心線と、前記鉄心の中心点を通り前記抑制フェライトの中心を通るフェライト中心線とのなす角度で定められる交差角は、45°~75°の範囲に設定されていることを特徴とする積層鉄心の加熱装置。 It is a heating device for laminated iron cores that treats the laminated iron cores and heat-treats the adhesive applied to the iron cores.
The iron core has a donut plate portion and an ear portion locally protruding from the outer periphery of the donut plate portion.
The heating device includes an induction heating coil that heats the iron core and suppresses the magnetic flux acting on the selvage portion.
The intersection angle determined by the angle between the center line of the ear, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the ear, and the ferrite center line, which passes through the center point of the iron core and passes through the center of the inhibitory ferrite, is 45 °. A heating device for a laminated iron core, characterized in that it is set in the range of ~ 75 °.
ベースプレートと、このベースプレートに載せる下部プレートと、この下部プレートに載っている前記鉄心に載せる上部プレートと、この上部プレートに載せるトッププレートとを備え、前記ベースプレートと前記トッププレートとは、磁束を通しにくいステンレス鋼製とされ、
前記下部プレートと前記上部プレートとは、磁束を通す炭素鋼製とされ、
前記誘導加熱コイルを囲う筒型フェライトと、この筒型フェライトの下端から前記下部プレートへ延びる下部フェライトと、前記筒型フェライトの上端から前記上部プレートへ延びる上部フェライトとを備えていることを特徴とする積層鉄心の加熱装置。 The heating device for a laminated iron core according to claim 1 or 2.
It is provided with a base plate, a lower plate to be placed on the base plate, an upper plate to be placed on the iron core on the lower plate, and a top plate to be placed on the upper plate. Made of stainless steel
The lower plate and the upper plate are made of carbon steel that allows magnetic flux to pass through.
It is characterized by having a tubular ferrite surrounding the induction heating coil, a lower ferrite extending from the lower end of the tubular ferrite to the lower plate, and an upper ferrite extending from the upper end of the tubular ferrite to the upper plate. A heating device for laminated iron cores.
この加熱装置は、前記鉄心に設けられている中央穴へ挿入されるセンターガイドを備えており、このセンターガイドは、外径が変更できる外径可変チャック機構であり、
前記外径可変チャック機構は、平面視で120°ピッチで配置される3個の爪を有し、
前記爪の2個は固定爪であり、残りの1個はエアシリンダで駆動される可動爪であることを特徴とする積層鉄心の加熱装置。 The heating device for a laminated iron core according to claim 1 or 2.
This heating device is provided with a center guide inserted into a central hole provided in the iron core, and this center guide is an outer diameter variable chuck mechanism whose outer diameter can be changed.
The variable outer diameter chuck mechanism has three claws arranged at a pitch of 120 ° in a plan view.
A heating device for a laminated iron core, characterized in that two of the claws are fixed claws and the remaining one is a movable claw driven by an air cylinder.
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