JPH04193049A - 積層鉄芯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、板状の脆い磁性材料フープを順送りプレス
を用いて連続的に打ち抜き、モータやトランス用の鉄芯
を製造する際の自動かしめ力宥去に関するものである。

［従来の技術］ 最近の電子機器部品の製造技術の発展は、需要の増大と
共に小型化、軽量化、自動化等の面で著しいものかあり
、製造コストの切下げにも多大な努力か払われている。

この自動化の技術は、比較的小型のモータやトランスの
鉄芯の製造にも、自動かしめ技術としてあられれている
。

従来、こわらの小型モータや小型トランスの鉄芯を製造
するに際しては、′ｒＬＷｔ鋼板等の帯状鉄芯板を、順
送りプレスに導入し、該プレスに具備された打ち抜きポ
ンチと夕゛イを用いて打ち抜き、プレスから連続的に出
てきた鉄芯抜き板を、鉄芯１個に相当する積厚に専用の
ゲージ等を用いて測定して取り出し、その後第２図に示
す様な積厚方向に８の部分で溶接したり、又はピンを用
いたりヘット止め等の方法により鉄芯を固定成形してい
た。この方法は、鉄芯の剛性や強度の点で非常に堅牢に
製作出来るため、長い間鉄芯製造方法として採用されて
いた。現在でも大型の鉄芯や大きい強度の要求されるも
のには採用されている。しかし電子機器の小型軽量化が
要求され、且つコストの低減か必須条件となってきた現
在では、上記の方法では製作工数の低減や製造能率向上
の面からは得策てはなく、この為最近では特に小型のモ
ータやトランスの鉄芯には、順送りプレス内で、打ち抜
きと同時に抜き板相互間の自動的ながしめか出来る所謂
自動かしめ方式か採用される様になってきた。

この方式は、従来方式に比べて大幅な合理化、省力化か
可能なことから、今後ますます適用範囲か拡大されるも
のと推察される。

第１図には、この自動かしめ方式によるプレス打ち抜き
の全体構成の一例を示している。即ち、材料コイル２か
ら巻き解かれた帯状鉄芯板３はフリーループを経てレベ
ラーロール等により形状を整えられた後、プレス１に送
給され、順送り金型のポンチ及びダイにより打ち抜かれ
る。この打ち抜きに際し、抜き板の所定位置に所定の形
状のかしめ突起を設け、形成された上記突起の裏側部分
を、先に抜きこまれている下型ダイ内の抜き板のかしめ
突起孔部に圧入かしめられて、順次多数の鉄芯薄板を一
体物となし、所定の抜き枚数毎に突起部分を貫通させた
鉄芯抜き板を抜き込む事により製品−個分の鉄芯か順次
得られるものである。

積層コア取り出しコンヘア６は、自動かしめ方式により
、−個つつ形成された鉄芯をプレスから順次送り出すも
のである。

第３図、第４図には、この順送り金型を用いた自動かし
め方式の一例を示す。第３図は小型Ｅｌ鉄芯のＥ鉄芯の
例を示すものて、９はＥ鉄芯の抜き板、１０はＶ型かし
め突起を示す。第４図は該■突起の詳細を示す図で、鉄
芯抜き板１１にかしめ突起１０と、同時に形成されたか
しめ孔部Ｉ２を誇張して示している。また第５図は小型
モータ鉄芯の例を示すもので、この場合には丸ダボをか
しめ突起として採用した例である。１４は丸かしめ突起
の断面詳細で、半剪断された弁型ダボ突起が順次光に抜
かれた抜き板のかしめ孔部に圧入され、抜き板相互か一
体に成形される。

このように、順送り金型を用いた自動かしめ方式による
鉄芯の製造では、前ステーションで形成された■塑成い
は弁型かしめ突起が、最後に抜き板として抜き落とされ
るステーションで、先行の積層鉄芯板のかしめ突起孔に
、下型ダイとの摩擦抵抗、又は下部押し上げシリンダー
等による加圧力とポンチ圧力とにより嵌合されかしめ結
合されるものである。

該自動かしめ方式の長所は、抜き板か連続的に鉄芯−個
づつ固定されて得られる為、従来の様に抜き板がバラバ
ラにプレスから出てくる事が無く、鉄芯製作の工数を減
少させることが出来るばかりでなく、生産効率も極めて
高くする事が出来る点である。

一方、該方法のかしめ突起形状の欠点としては、該方法
による鉄芯固定の基本的条件が被加工材の機械的特性や
表面の潤滑特性に負っている点である。例えば第４図の
Ｖ型突起による方法では、かしめ部を形成するに必要な
伸びや曲げ強バを持った材料である必要があり、脆性材
料で鉄芯製作する場合等では■かしめ部分が剪断分離し
てしまい、鉄芯固定強度が低下し不都合となる場合が生
ずる。又第５図では半剪断の状態でタボを形成する事が
必要であるが、材料が脆弱な場合には充分強度を有する
ダボを形成する為の半剪断条件が極めて狭く、ダボの凸
が小さい場合には、表面の潤滑性コーティングのだれ込
みや、摩擦固定面積の不足から固定力不足を生したり、
タボの凸が大きすぎるためにタボか剪断分離し固定不良
となったりする場合か出てくる。このため、鉄芯材料に
よっては、安定して自動がしめプレス作業を行う為に、
材料特性とブｌノス条件を適合させる事が極めて困難に
なっていた。

この様に、従来の自動かしめ方法では、被加工材料の機
械的特性か従来の電磁鋼板またはこれらと同等な機械的
特性を持つ林な材料の場合に適用可能な方法であって、
こわらの電Ｍ！を鋼板などとは異なる脆い材料等を対象
とする場合には、嵌合部分か外れたり、固定強度か低下
したりする問題点かあった。

従フて、脆い材料等を対象とする場合には、上記の自動
かしめ方法を採用する事が出来ない為、打ち抜き積層し
て使用する際には、やむを得ず従来の溶接、ピンかしめ
、ないしは接着方法等の方法を採用せざるを得なかった
。この為、鉄芯の打ち抜き積層作業の能率は上がらす、
コストも高いものとなっていた。上記方法のうち、特に
小型の機器には接着方法か採用される場合があるが、こ
の場合には接着固化する際の歪により、材料の磁気的特
性を著しく損なう事もあり、問題となっていた。この様
な背景がら、脆い材料についての自動的な鉄芯成形方法
について、新しい技術の提案が要望されていた。

［発明か解決しようとする課Ｕ］ 上記した様に、従来の鉄芯の自動かしめ方法では、脆い
板材を対象とした場合には固定強度の不足や鉄芯の外れ
等の問題が生し、安定した鉄芯の自動かしぬが不可能で
あったため、上記した様な溶接、ホルト締め、ピンかし
め、ないしは接着方法等の方法が採用されていた。これ
らの方法では、上記した様に能率的な鉄芯の製造も不可
能であると同時に鉄芯製作のコストも高いものとなって
いた。

本発明は、特に脆い材料を使用したモーターや小型トラ
ンス鉄芯を、順送り金型を用いた自動がしめ方式て製造
するに際し、かしめ突起片の一方の端を抜き板から分離
した短冊状の形状になし、かしめ突起片を材料の最小曲
げ半径以上の半径となる様にプレス打ち抜きすると同時
に形成し、分離した短冊状かしめ突起片の先端を先行抜
き板のかしめ突起孔部に嵌め込み、タイ側面の締めっけ
斤やタイ１部がらの押し−１−、げ力でかしめ突起片を
自動的に次々とかしめる事により、従来の欠点であった
溶接、ボルト締め、ピンかしめ、ないしは接着方法等の
方法による非能率性やコストアップを解消し、脆い材料
でも能率的な自動がしめの出来る方法及び装置を提供し
ようとするものである。

更に本発明では、短冊状かしめ突起片の分離端に向かっ
て、若干のテーパ角度を付与する事により、−層のかし
め力増大を図った方法を提案している。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係わる脆い材料の自動かしめ方法は、第６図に
その基本的な考え方を示すように、先ず抜き板１５に対
して、かしめ突起の形状がコの字型の輪郭に剪断か行お
わる様にポンチ及びダイを作動させ、同時に、あるいは
次いて第６図下の断面図で示すように、抜き終わった材
料の短冊状かしめ突起片１６が、抜き板に付いている部
分から、材料の最小曲げ半径以上の半径１７て曲げられ
、抜き板表面より突出した短冊状のがしめ突起片１６の
先端部分が先に抜かれた抜き板のかしめ突起孔部に嵌ま
り込む様にし、抜き板を抜き落とすと同時にポンチ圧と
下部からの押し上げ力により強固ながしぬか行われ、脆
性材料でも自動かしぬが可能な様にし、モータ及びトラ
ンス等の積層鉄芯製造の際の前記問題点を解消し、よう
とするものである。

「作用］ 本発明は、−数的に困難とされていた脆性材料を用いた
モータ及びトランス等の積層鉄芯の自動　２かしめを、
より能率的に安価に行おうとするものである。即ち前記
した様に現在では、通常の電磁鋼板やその他の冷延鋼板
等の材料を用いた小型のモータやトランスの鉄芯の製造
には、殆ど打ち抜きと同時に抜き板相互間の自動的なか
しめが出来る所謂自動かしめ方式が採用され、モータや
トランスの鉄芯の能率的な製造とコストタウンに大きく
寄与してきた。しかし、最近の様に使用される材料か多
岐にわたり、用途に応して従来にない様な特殊材様か多
用されるようになってきた場合、この様な材料の中には
、当然加工性の悪い材料も含まれており、従来の様な自
動かしめ方法か適用出来ない場合か生じ、でくる。それ
ても尚これらの材料の特性からみて、機器に採用した方
か良い場合には、やむを得ず前記した溶接やビンかしめ
、ないしは接着方法等の方法により鉄芯の製作か行われ
ていた。かかる場合には素材の特性か良くても、非能率
な十に製作に多大のコストとＴ数かかかり、結局採算に
合わないケースか多かった。

本発明は、従来の自動かしめ方法か不適とされていた脆
性材でも、従来と同様な自動かしぬか可能な方法を提供
しようとするもので、その基本的な特徴は、かしめ部分
のかしめ突起に、剪断または破断等を銹起する様なＡ度
な応力か掛からないようにした事である。

即ち先に述へた様に、第４図に示す従来方式ては、Ｖ型
のかしめ突起部分には曲げと同時に短冊状の凹部に過大
な張力が作用し、また第５図に丞１−丸タポ突起の場合
にも、半剪断の強度的に極めて不安定な状態で行わなけ
ればならない。

本発明の方法は、第６図にその基本的な概要を示すよう
に、かしめ突起を形成するステーションて、短冊状のか
しめ突起片１６の一端を先に故意に剪断させておき、か
じ、め突起片部分をコの字型のカンチレバー状となし、
同時にこのかしめ突起片１６を材料の最小曲げ半径以上
の半径１７て曲げ成形する事により、最終抜き落としの
ステージヨシて短冊状のかしめ突起片１６の先端か、先
に抜かわた抜き板のかしめ突起孔部に前記の方法て挿入
１［人され、抜き板か次々と自動かしめされ、ある指定
枚数打ち抜きされた時に、かしめ突起片部分ｈ）通し孔
とされ、−個分の鉄芯か分前成形される様にし、次々と
一体化された鉄芯か連続的に製造出来る様にしたもので
ある。

本発明の特徴は、かしめを行うへきかしめ突起部１６か
、第４図に小ず従来のかしめ方法の様に、かしめ突起１
０の側面のみを剪断して突起部を形成するのでなく、第
６図の短冊状のかしめ突起片１６か、Ｒ辺で剪断され、
即ち側面のみてなく、他の一端も剪断され、破壊しない
範囲の曲率半径１７て曲げ加工されてカンチレバー状と
なしている事てあり、こうする半ばよりかしめ突起片１
６を、先行抜き板のかしめ突起孔部に嵌め込む際に、曲
げ応力以外の不要な応力をかしめ突起片部に生じせしめ
ず、且つかしめ突起片の曲率半径１７か、材料の最小曲
げ半径以上に採られているので、かしめ片か剪断破損す
ることかない。この場合、材料の最小曲げ半径以上に採
られだ短冊状のかしめ片の長片の長さは、材料の機械的
性質により適当に定める事か出来るものである。

一方本発明の方法では、かしめ突起片１６に曲げ応力以
外の不要な応力を生じせしめないため、短冊状のかしめ
突起片１６か、三辺で剪断され、即ち側面のみてなく、
他の一端も剪断されてカンチレバー状となしている事が
特徴である。この事からト記した短冊状のかしめ突起片
形状以外に、モータ川鉄芯の様にスキューを行う場合に
も、スキュー用丸孔に接して短冊状かしめ突起片を形成
し、その突起片の側面をモータ鉄芯の軸芯と同心円状に
なす事により、上記の目的は達成出来るものである。こ
の場合にも、かしめ突起片を曲げ加工し、先行抜き板の
かしめ突起孔部に嵌め込む際に、かしめ突起片に曲げ応
力以外の不要な応力を生しせしめず、且つかしめ突起片
の曲げ半径か、材料の最小曲げ半径以上に採られる様に
する事は前記した短冊状の場合と同様である。

更に、本発明のもう一つの特徴は、第７図に示す様に、
かしめ突起片の形状をテーパー状となす事により、かし
め部分のかしめ強度を一層増加させる方法を提供してい
る点にある。

即ち、短冊状のかしめ片を形成する際に、第７図に示す
ようにかしめ突起片１６がコの字型に剪断された先端部
分に向かって幅が広くなるように、短冊状のかしめ突起
片にテーパー１９をつける事によって、第７図の断面図
に示すようにかしめ突起片が曲げられて既に打ち抜かれ
た抜き板に喰い込む際に、−層締め代が増加し、かしめ
強度を増大させる事か出来るようにした方法である。

末法を第８図に従って詳細に述へると、１５は鉄芯抜き
板、１６は短冊状テーバ突起片、１８は突起孔部てあフ
て、かしめ突起片１６を最終ステーションてＲの半径に
曲げてかしめる場合、突起片Ｊ６は先端に向かって角度
αか付けられている為、突起片に行くほどその幅か広く
なっている。

ここで、第８図により、それぞれ Ｘ：かしめ突起片の角度Ｏに於ける、板厚中心線のＸ方
向位置。

Ｘ′　かしめ突起片の角度θに於ける、抜き板厚裏面の
Ｘ方向位置。

Ｚ：Ｘ’点の裏面からの押し込み深さ。

とすると、 Ｘ　＝　Ｒ−Ｓｉｎθ　　　　　　　　　　（１）Ｘ’
　＝　（Ｒ−Ｔ）　　−Ｓｉｎθ　　　　　　　（２）
Ｚ　”　（Ｒ−Ｔ）　（］−Ｃｏｓθ）（３）となる。

一方かしめ突起片の最大突っ込み深さを板厚と同し２ｔ
とずれば、θかかしめ突起片の最先端部分ては、 Ｚｍ□≦２を 従って、かしめ突起片の最先端部分の曲げ角度（θの最
大値）をθ。とすれば、上記第（３）式から θ。≦Ｃｏ５−’　（Ｒ−３ｔ）／（Ｒ−ｔ）　　　　
　　（４）ところで、かしめ突起片の長平方向に於ける
各部分でのしめ代ΔＷは、突起片の根本からの角度Ｏて
示せば、根本から図て示すＸの距離にある部分の元々の
テーバによる幅広がりδは片側て、δ＝Ｒ・θ・α　　
　　　　　　　（５）一方、この部分が押し込められる
孔部の幅広かり程度δ′は、 δ′＝Ｘ′　・α　　　　　　　　　　（６）であるか
ら、結局角度０部分に於けるしめ代ΔＷは、 ΔＷ＝δ−δ′ ＝Ｒ・θ・α−Ｘ′　・α ＝α・　［Ｒ・θ−（Ｒ−ｔ）Ｓｉｎθ］（７）よって
、最大しめ代は突起片の最先端部分て生し、その大きさ
はθをθ。とすれば良い事から、ΔＷ、ＴｌａＸ＝α・
　［Ｒ・θ。−（Ｒ−ｔ）Ｓｉｎθ。］となり、従来の
様な同一寸法によるかしめ突起相互の摩擦力による固定
強度に対して、（８）式で示される分たけしめ代を増や
すことかでき、鉄芯の一体化をより一層強固なものにす
る事か出来るものである。

本発明になるかしめ片の形状をテーバ状とし、かしめ強
度を増加させる方法は、本発明のかしめ片をカンチレバ
ーとした方法にのみに適用出来る物てはなく、勿論従来
の第４　［’、；＜１に示す方法にも広く応用が出来る
ものである。

［発明の効果］ これまて脆い材料による鉄芯の製造は、自動かしめか不
可能な事から、分離状態であった抜き板を、溶接ないし
はピンかしめ或いは接着等の方法によって、多くの工数
やコストをかけて非能率的な方法にのみ頼らするを得な
かった。

本発明になる順送り金型を用いた自動かしめ方法は、上
記した様にかしめ突起片の一端を分離した形状とし、突
起片に過大な応力か掛からない杆に材料の機械的特性に
合フた曲率半径て突起片を曲げ、この突起片を順次先行
抜き板の突起孔部に嵌め合わせてかしめる事により、通
常の材料は勿論、従来では困難でありだ脆い材料の自動
かしめも容易に行うことか出来、通常の電磁鋼板を用い
た時と同様な方法により鉄芯の製造を行うことか出来る
ものである。

更に末法では、かしめ強度を一層高める為に、かしめ突
起片をテーバ状となし、材料端Ｐ１に合わせたしめ代を
（（意に設定出来る事から、材料の機械的特性や表面コ
ーティ、グに合わせる等の特殊な工夫をプレスに施す必
要もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は順送り金型を用いたモータやトランス川鉄芯を
自動かしめ方式て製造するプレスの全体図、第２図は従
来の溶接法により製造したモータステータ鉄芯、第３図
はＶかしめ方式による抜き板を示す図、第４図はＶかし
め突起部の詳細拡大図、第５図はモータステータ鉄芯を
丸かしめ突起てかしめる場合の概要図、第６図は末法に
よるかしめ突起部部分の詳細図、第７図は末法によるテ
ーバ状かしめ突起片の詳細図、第８図はデーパ状かしめ
突起片によるかしめ力の増大を説明する図である。 １・・・プレス装置、２・・・材料コイル、３・・・帯
状鉄芯板、４・・−打ち抜きパンチ、５・・・打ち抜き
タイ、６・−・鉄芯取り出しコンヘア、７・・・固定子
鉄芯、８・・・溶接部、９・・・Ｅコア抜き板、１０・
・・Ｖかしめ突起、ＩＩ・・・コア抜き板、Ｊ２・・・
かしめ突起部、１３・・・モータコア抜き板、１４・・
・丸かしめ突起、１５・・・コア抜き板、１６・・・短
冊状かしめ突起、１７・・・短冊状かしめ突起部は半径
、１８・・・突起孔部、１９・・・突起部テーバ角、２
０・・・突起部テーバ角

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、順送り金型により磁性材料を連続的に打ち抜き、積
   層鉄芯となる帯状板材の所定の位置に板厚を越えないか
   しめ突起を形成し、該かしめ突起を金型の抜き落としス
   テーションで先行抜き板の前記かしめ突起孔部に順次嵌
   め込み、自動的にかしめを行って積層鉄芯を成形する自
   動かしめ方法に於いて、かしめ突起片の形状を一部のみ
   が抜き板と繋がっているコの字型のカンチレバー状とな
   し、鉄芯の抜き落としステーションで該かしめ片をその
   付け根から磁性材料の最小曲げ半径以上の曲率半径で曲
   げ加工すると同時に先行抜き板のかしめ突起孔部に食い
   込ませて自動的にかしめが行われる様にした事を特徴と
   する積層鉄芯の製造方法。 ２、かしめ突起を先行抜き板のかしめ突起孔部に順次嵌
   め込み、自動的にかしめを行って積層鉄芯を成形する自
   動かしめ方法に於いて、かしめ突起片の形状を一部のみ
   が抜き板と繋がっているコの字型のカンチレバー状とな
   すと同時に、該カンチレバー状かしめ突起片の形状を先
   端になる程かしめ突起片の幅を広げてテーパー状となし
   、かしめ突起部が孔部に押し込まれるに従ってしめ代が
   増大する様にした事を特徴とする請求項１記載の方法。