JP4397420B2 - 点火コイル鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば点火プラグに導電する点火コイル鉄心の製造方法に関する。

点火コイルは高効率で、かつ小型とするために、電磁鋼板等の金属板から幅を変えた単板（鉄心片）を複数枚打抜き、図８に示すように、これらを積層して断面形状を略円形にしたコイル鉄心６０が望まれる。この点火コイル鉄心６０の製造方法については、例えば、特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、点火コイル鉄心６０の下層部及び上層部に積層される小幅の単板６１、６２は、図９に示すように、一対の打抜き装置６３、６４を被打抜き金属板６５の幅方向に順次接近及び離反させつつ、対向する側縁６６、６７（図１０参照）を打抜いて形成し、中層部に積層する最大幅の単板６８は、単板６８の外周形に対応した矩形のパンチを備えた打抜き装置で打抜き、小幅の単板６１、６２と、最大幅の単板６８を所定の順序で積層して点火コイル鉄心６０を製造していた。

また、特許文献２にも、磁性体の平板を切断して幅の異なる複数の帯材を形成し、この複数の帯材をそれぞれ所定の長さに切断して幅の異なる複数の板材を形成し、該複数の板材を各板材の切断方向が同一となるように配置し、板材の幅が増加、そして減少するように積層して点火コイル鉄心を製造する方法が記載されている。

更に、点火コイル鉄心の製造方法として特許文献３がある。この特許文献３には、点火コイル鉄心となる最小幅から最大幅に至る異幅の複数の単板を、被打抜き金属板の幅方向から形成し、これらの各単板をかしめ積層し点火コイルを製造する。この方法では各単板の境界をカッター等の刃物で分断、あるいはスリットにて分離するので、抜きカスが殆ど無く材料歩留りが向上する。

特開平１０−１６３０５１号公報 特開平１１−２６０６５７号公報 特開２００４−２８１５２０号公報

しかしながら、特許文献１の方法では前記小幅の単板６１、６２は対向する側縁６６、６７を打抜きして形成されるから、材料歩留りが低い問題がある。また上層部に位置する単板６１を形成する場合、図９に示すように、単板６１の側縁６６、６７をそれぞれパンチ６９、ダイ７０を有する打抜き装置６３、６４で打抜き形成していたので、パンチ６９で金属板６５をダイ７０に向けて押圧して剪断した場合、パンチ６９で剪断された部分の金属板６５が伸びて、側縁６６、６７の下部に金属板６５の底面から下方に突出するバリ７１、７３が発生していた。このバリ７１、７３が上層部の単板６１に発生すると、図１０に示すようにバリ７１、７３が障害となって上下の単板６１の間に隙間７２が発生し、この隙間７２によって鉄心の充填密度が下がるという問題があった。
また、下層側の単板６２においては、バリ７１、７３が突出し、鉄心に巻回される絶縁材やコイルに疵を与えることがあるという問題があった。

特許文献２においては、幅の異なる複数の鉄心片を別々の装置で形成しているので、ペンシルコアと称される小型の鉄心を製造するのに、極めて大型で複雑な設備を必要とするという問題があった。
また、特許文献３においては、幅の異なる鉄心片を製造するには、最終工程で、被打抜き金属板の１幅方向から異幅の複数の単板を順次に外形抜きし、これら単板のかしめ積層は、打抜き装置を幅方向に移動させて行わねばならず、この工程が終了しなければ、被打抜き金属板を１ステップ移動できないので、生産性が低い問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、点火コイル鉄心を材料歩留りよく、且つ生産性よく製造するとともに、鉄心を構成する各鉄心片の側縁のバリの発生を抑制し、より充填密度の高い、更には巻かれる絶縁物やコイルに疵を付けない点火コイル鉄心の製造方法を提供することを目的とする。

目的に沿う第１の発明に係る点火コイル鉄心の製造方法は、プレス加工により磁性の金属板（帯状の被加工板、以下同じ）にかしめ部を形成した点火コイル用の鉄心片を形成し、これらの鉄心片を前記かしめ部を介して積層し、断面形状が実質円形又は多角形状の点火コイル鉄心を複数列に並べて製造する方法であって、
前記金属板の幅方向両側にパイロット孔を形成する第１工程と、
前記パイロット孔の両側に、前記各鉄心片の短辺側端部の一部を形成するスロットを形成する第２工程と、
刃物とダイを有し前記金属板の幅方向に移動可能な第１の金型を用い、前記鉄心片の一方の長辺側端部を切り曲げ加工により形成する第３工程と、
刃物とダイを有し前記金属板の幅方向に移動可能な第２の金型を用い、前記鉄心片の他方の長辺側端部を切り曲げ加工により形成する第４工程と、
前記金属板に前記かしめ部を形成する第５工程と、
前記それぞれのスロット間を打抜いて前記金属板から前記鉄心片を切り離しかしめ積層する第６工程とを有し、
しかも、前記第３工程及び前記第４工程による長辺側端部の形成は、前記鉄心片の板幅を積層方向に徐々に可変させながら行っている。

第１の発明に係る点火コイル鉄心の製造方法において、前記第３工程及び前記第４工程の切り曲げ加工は、前記鉄心片の長辺側端部が垂直面となるように行ってもよい。これによって、バリの発生を最小限にすることができる。

また、第２の発明に係る点火コイル鉄心の製造方法は、プレス加工により磁性の金属板にかしめ部を形成した長尺かつ平面視して長方形の点火コイル用の鉄心片を形成し、これらの鉄心片を前記かしめ部を介して積層し、断面形状が実質円形又は多角形状の点火コイル鉄心を複数列に並べて製造する方法であって、
前記金属板の幅方向両側にパイロット孔を形成する第１工程と、
前記パイロット孔の両側に、前記各鉄心片の短辺側端部の一部を形成するスロットを形成する第２工程と、
前記金属板の幅方向に移動可能で、刃角度が鋭角の刃物及びダイを有する第１の金型を用い、前記各鉄心片の一方の長辺側端部をその垂直状態を保持しながら切断する第１の切り曲げ加工を行う第３工程と、
前記金属板の幅方向に移動可能で、刃角度が鋭角の刃物及びダイを有する第２の金型を用い、前記各鉄心片の他方の長辺側端部をその垂直状態を保持しながら切断する第２の切り曲げ加工を行う第４工程と、
前記金属板に前記かしめ部を形成する第５工程と、
前記それぞれのスロット間を打抜いて前記金属板から前記鉄心片を切り離し、かしめ積層する第６工程を有する。

第１、第２の発明に係る点火コイル鉄心の製造方法において、前記第３工程及び前記第４工程の切り曲げ加工は、前記第１、第２の金型をそれぞれ形成する刃物を下から上に移動させることによって行ってもよい。これによって切り曲げ加工によって折り曲げた残りの金属板が上を向くので、金属板の装置への通板性が増加する。

第１、第２の発明に係る点火コイル鉄心の製造方法において、前記刃物の刃角度は３０度以上９０度未満（好ましくは、６０度以上９０度未満、より好ましくは、６５度以上８５度未満、更に好ましくは７０度以上８０度以下）であるのがよい。
また、第１、第２の発明に係る点火コイル鉄心の製造方法において、前記金属板から２列、３列又は４列以上の該点火コイル鉄心を製造するのがよい。

請求項１〜６記載の点火コイル鉄心の製造方法は、プレス加工により磁性の金属板から幅が異なり、かしめ部を形成した複数の点火コイル用の鉄心片を形成し、これらの鉄心片をかしめ部を介して積層し、断面形状が実質円形又は多角形状の点火コイル鉄心を製造する方法において、金属板から各鉄心片の長辺側端部の形成を、鉄心片側が垂直面となって他側に折り曲げ部が形成される切り曲げによって行っているため、鉄心片形成の際に抜きカスが生じず、また鉄心片の切り曲げ加工は、刃物の金属板厚みを通す少ない切り込みによってなされ、材料歩留りがよく、併せて生産性よくなされる。また点火コイル鉄心片の長辺側の端部にはバリが少なく、鉄心片の平坦度が高く、点火コイル鉄心片を積層した場合に、層間に隙間を生じない。従って、これらの鉄心片を積層して形成された断面が実質的に円形又は多角形の点火コイル鉄心は鉄心の充填率が向上し、磁気的特性がよくなり、高効率の点火コイル鉄心となる。

更には、外部にバリが露出しないので、絶縁物やコイルの疵などが激減し、また、鉄心片の形成にあって長辺側の側縁が切り曲げ加工によって形成されるので、加工刃物の磨耗が少なく、加工刃物の再研磨の頻度を少なくでき、この点からも生産性を高めることができるなどの効果がある。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る点火コイル鉄心の製造方法の説明図、（Ｂ）は同方法を適用して作られた点火コイル鉄心片の断面図、（Ｃ）は点火コイル鉄心片の他の製造方法を示す説明図、図２及び図３は同点火コイル鉄心の製造方法の具体的説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図２のＡ−Ａ断面図、図３のＢ−Ｂ断面図、図５は同点火コイル鉄心の製造方法の更に具体的な説明図、図６は同点火コイル鉄心の製造方法によって製造された点火コイル鉄心の断面図、図７は本発明の変形例に係る製造方法で形成された点火コイル鉄心の断面図である。

本発明の一実施の形態に係る点火コイル鉄心の製造方法においては、幅が異なる各点火コイル鉄心片（以下、「鉄心片」という）１０を製造する場合に、切り曲げ（以下、「切り曲げ加工」と称する場合もある）を行うので、これについて図１（Ａ）を参照しながら説明する。

磁性の金属板１１の切り曲げ加工においては、図１に示すように刃物１２とこの刃物１２が丁度嵌入するダイ１３を用いる。刃物１２は刃角度αが鋭角（例えば３０度から６０度又は６０度を超え９０度未満）となって、金属板１１の下部にダイ１３をおいて刃物１２を下降させた場合、刃先１４が金属板１１内に食込み、鉄心片１０の長辺側の端部が刃物１２の垂直面１６によって切断形成される。なお、刃物角αが９０度に近づくと折り曲げ度合いが減少し、刃物の消耗も減少するが、刃物の切れ度合いが下がってバリの発生が増える傾向にある。また、刃物角αの鋭角度合いが進むと刃物の切れは良くなり、バリの発生も減少するが、刃物の消耗期間が短くなるので、これらと刃物の材質及びクリアランスを考慮して、更に適当角度（例えば、下限が６０度又は６５度、上限が８０度又は８５度）を選択するのがよい。

この場合、鉄心片１０ではない側の金属板１１には刃物１２の裏側の傾斜面１７が当接し、刃角度αで折れ曲がり、折り曲げ部１８が形成される。刃物１２の最下降位置は鉄心片１０の長辺側が金属板１１から切り離され端部が完全に形成できれば十分であるので、生産性及び材料歩留りをよくする点からも刃物１２を完全に切り離した後、更に押し下げる必要がない。

刃物１２を必要以上に押し下げると、刃物１２によって形成された折り曲げ部１８を無理に押し退けることになるので、傾斜面１７の上端部が金属板１１の上面位置までしか下げられず、図１（Ａ）に示すこの位置が刃物１２の最下端となる。
また、図１（Ｃ）に示すように、ダイ１３に対して刃物１２を下に配置することもできる。この場合、刃物１２が昇降することによって、金属板１１を切断し、これによって図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、切断された折り曲げ部１８が金属板１１の上にあるので、通板時に折り曲げ部１８が金型装置の一部に引っかからないで送ることができる。
なお、前記折り曲げ部１８が次工程で再度押圧されて金属板に戻らぬように、図１（Ａ）の場合はダイ１３に、図１（Ｃ）の場合は、ストリッパ（押さえ板）にそれぞれ逃がしを、設けて折り曲げ部１８との接触を回避させるようにしてもよい。

この切り曲げ加工を図９に示すパンチ６９とダイ７０を用いた打抜き加工と比較すると、打抜き加工の場合、パンチ６９の下端面は押し下げ方向（切断方向）に対して直角となっているので、金属板を押して、剪断で切ることになり、更に、一つの抜き孔を形成する場合でも抜き孔の両端を切断する必要がある。一方、切り曲げ加工の場合、一方のみが鋭利な刃となっているので、剪断のみによって金属板を打抜きする場合に比較して切断荷重は小さく、更に切断面と対向する側は切り曲げてあるので、切断する場合に比較して小さな荷重で済む。従って、打抜き加工に比較して切り曲げ加工の方が、切断荷重が小さく、刃物にも無理な荷重がかからず、図１（Ｂ）に示すような下端にバリが少ない鉄心片１０が形成される。

次に、図２、図３を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る点火コイル鉄心の製造方法について具体的に説明する。なお、図２、図３は理解を容易にするために、同一幅の鉄心片の製造過程の流れを示しているが、実際は図５に示すように、金属板の流れ方向（即ち、長手方向）に隣り合う鉄心片はその幅が順次異なる（順次増大してその後減少）。

図２、図３、図５に示すように、所定幅の磁性鋼板からなる帯状の金属板１１を用意し、長尺かつ平面視して長方形の鉄心片１０の全長より少し長い距離ｄ１ずつ間欠搬送を行って、複数のステーションを通じてプレス加工を行い、金属板１１から多列、この実施の形態では３列にて点火コイル鉄心を製造する場合について説明する。
まず、図２に示すように、ステーションａで金属板１１の幅方向両側にパイロット孔２０、２１を形成する。

そして、ステーションｂで、パイロット孔２０、２１の両側に、鉄心片１０の長辺方向両端部（短辺側の両端部）の一部を形成するスロット２２、２３を形成する。この実施の形態では３枚の鉄心片１０の長辺方向両側に形成するので、片側６個の矩形抜きを行うことになる。次のステーションｃはアイドルステーションとなる。
次のステーションｄは、鉄心片１０の一側の長辺の片側端部（即ち、長辺側端部）を切り曲げすることになる（切り曲げ線を２５とする）。切り曲げ（第１の切り曲げ加工）は、図４（Ａ）に示すように、金属板１１の下面側から上面側向きに、鉄心片１０を得る側の端部が垂直となるように切断する。なお、このステーションｄで使用される３組の第１の金型をそれぞれ構成する刃物１２及びダイ１３（図１参照）は、積層方向に徐々に幅が異なる鉄心片１０の幅に応じて金属板１１の幅方向に移動可能で所望の鉄心片１０を得るのに応じて移動する。また、切り曲げ加工は本実施の形態のように金属板１１の下面側から上面側向きに行ってもよいし、逆に上面側から下面側向きに行ってもよい。

ステーションｅはアイドルステーションであって、ステーションｆでは、鉄心片１０の他の側の長辺側端部を形成する切り曲げ（第２の切り曲げ加工）を行う（その切り曲げ線を２６とする）。要領はステーションｄと同じで、３組の第２の金型をそれぞれ構成する刃物及びダイは製造しようとする鉄心片１０の幅に応じて移動可能である。また、鉄心片１０の他の長辺側端部がバリの少ない垂直面として形成される。この場合の金属板１１の断面を図４（Ｂ）に示す。このステーションｆと前記ステーションｄとにより、所望の点火コイル鉄心の断面形状を得るために鉄心片１０は幅を変えて形成される。次のステーションｇはアイドルステーションとする。

そして、ステーションｈでは、積層鉄心（点火コイル鉄心）３１（図６参照）を形成する最下部の最幅狭の鉄心片１０について、その上部の鉄心片１０に形成されたかしめ突起２８が嵌入するかしめ貫通孔２９を形成する。なお、ステーションｈは、積層鉄心３１の最下部を除く鉄心片１０については、アイドルステーションとなる。なお、かしめ突起２８及びかしめ貫通孔２９はそれぞれかしめ部を構成する。
ステーションｉではかしめ突起２８の形成を行う。なお、最下部の鉄心片１０に対してはアイドルステーションとする。かしめ突起２８は周知の半抜きかしめであっても、Ｖ字かしめであってもよい。かしめ貫通孔２９、かしめ突起２８は一つの鉄心片１０については複数で、かつその中央に形成されている。

ステーションｊはブランクステーションであって、スロット２２と２２間、及びスロット２３と２３間を打抜いて金属板１１から鉄心片１０を切り離し、該ブランクステーションｊでかしめ積層する。図６に幅の異なる鉄心片１０を順次積層して、断面実質円形にした積層鉄心３１を示す。この３列の積層鉄心３１においては、鉄心片１０は切り曲げ加工の位置がステーションｄ、ｆによって金属板１１の幅方向で変えられているので、この実施の形態では断面形状が実質円形の所定の点火コイル鉄心が製造される。また断面形状が多角形状の点火コイル鉄心を製造する場合も、前記切り曲げ加工の位置を金属板の幅方向で変えることによりなされる。

本発明は前記実施の形態では金属板１１から３列にて鉄心片１０を切り曲げ加工により形成し、それらをそれぞれの列でかしめ積層して３つの点火コイル鉄心３１を金属板１１から並べて製造する場合について説明したが、図７のように隣り合う点火コイル鉄心３１の位置をずらして鉄心片１０の板取り性を向上し、金属板の使用効率を高めることもできる。この場合、隣り合う一方の点火コイル鉄心の上下方向中央位置に、隣り合う他方の点火コイル鉄心３１の上端又は下端が位置するようにするのがよい。
また、この実施の形態では鉄心片１０の形成は３列であったが、２列又は４列以上であっても本発明は適用される。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る点火コイル鉄心の製造方法の説明図、（Ｂ）は同方法を適用して作られた点火コイル鉄心片の断面図、（Ｃ）は点火コイル鉄心片の他の製造方法を示す説明図である。 同点火コイル鉄心の製造方法の具体的説明図である。 同点火コイル鉄心の製造方法の具体的説明図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ図２のＡ−Ａ断面図、図３のＢ−Ｂ断面図である。 同点火コイル鉄心の製造方法の更に具体的な説明図である。 同点火コイル鉄心の製造方法によって製造された点火コイル鉄心の断面図である。 本発明の変形例に係る製造方法で形成された点火コイル鉄心の断面図である。 従来例に係る点火コイル鉄心の斜視図である。 従来例に係る点火コイル鉄心の製造方法を示す説明図である。 従来例に係る点火コイル鉄心の製造方法を示す説明図である。

１０：点火コイル鉄心片、１１：金属板、１２：刃物、１３：ダイ、１４：刃先、１６：垂直面、１７：傾斜面、１８：折り曲げ部、２０、２１：パイロット孔、２２、２３：スロット、２５、２６：切り曲げ線、２８：かしめ突起、２９：かしめ貫通孔、３１：点火コイル鉄心（積層鉄心）

Claims (6)

1. プレス加工により磁性の金属板にかしめ部を形成した点火コイル用の鉄心片を形成し、これらの鉄心片を前記かしめ部を介して積層し、断面形状が実質円形又は多角形状の点火コイル鉄心を複数列に並べて製造する方法であって、
   前記金属板の幅方向両側にパイロット孔を形成する第１工程と、
   前記パイロット孔の両側に、前記各鉄心片の短辺側端部の一部を形成するスロットを形成する第２工程と、
   刃物とダイを有し前記金属板の幅方向に移動可能な第１の金型を用い、前記鉄心片の一方の長辺側端部を切り曲げ加工により形成する第３工程と、
   刃物とダイを有し前記金属板の幅方向に移動可能な第２の金型を用い、前記鉄心片の他方の長辺側端部を切り曲げ加工により形成する第４工程と、
   前記金属板に前記かしめ部を形成する第５工程と、
   前記それぞれのスロット間を打抜いて前記金属板から前記鉄心片を切り離しかしめ積層する第６工程とを有し、
   しかも、前記第３工程及び前記第４工程による長辺側端部の形成は、前記鉄心片の板幅を積層方向に徐々に可変させながら行うことを特徴とする点火コイル鉄心の製造方法。
2. 請求項１記載の点火コイル鉄心の製造方法において、前記第３工程及び前記第４工程の切り曲げ加工は、前記鉄心片の長辺側端部が垂直面となるように行うことを特徴とする点火コイル鉄心の製造方法。
3. プレス加工により磁性の金属板にかしめ部を形成した長尺かつ平面視して長方形の点火コイル用の鉄心片を形成し、これらの鉄心片を前記かしめ部を介して積層し、断面形状が実質円形又は多角形状の点火コイル鉄心を複数列に並べて製造する方法であって、
   前記金属板の幅方向両側にパイロット孔を形成する第１工程と、
   前記パイロット孔の両側に、前記各鉄心片の短辺側端部の一部を形成するスロットを形成する第２工程と、
   前記金属板の幅方向に移動可能で、刃角度が鋭角の刃物及びダイを有する第１の金型を用い、前記各鉄心片の一方の長辺側端部をその垂直状態を保持しながら切断する第１の切り曲げ加工を行う第３工程と、
   前記金属板の幅方向に移動可能で、刃角度が鋭角の刃物及びダイを有する第２の金型を用い、前記各鉄心片の他方の長辺側端部をその垂直状態を保持しながら切断する第２の切り曲げ加工を行う第４工程と、
   前記金属板に前記かしめ部を形成する第５工程と、
   前記それぞれのスロット間を打抜いて前記金属板から前記鉄心片を切り離し、かしめ積層する第６工程を有することを特徴とする点火コイル鉄心の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の点火コイル鉄心の製造方法において、前記第３工程及び前記第４工程の切り曲げ加工は、前記第１、第２の金型をそれぞれ形成する刃物を下から上に移動させることによって行うことを特徴とする点火コイル鉄心の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の点火コイル鉄心の製造方法において、前記刃物の刃角度は３０度以上９０度未満であることを特徴とする点火コイル鉄心の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の点火コイル鉄心の製造方法において、前記金属板から２列、３列又は４列以上の該点火コイル鉄心を製造することを特徴とする点火コイル鉄心の製造方法。

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