KR101951823B1 - 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법 - Google Patents

적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101951823B1
KR101951823B1 KR1020177016743A KR20177016743A KR101951823B1 KR 101951823 B1 KR101951823 B1 KR 101951823B1 KR 1020177016743 A KR1020177016743 A KR 1020177016743A KR 20177016743 A KR20177016743 A KR 20177016743A KR 101951823 B1 KR101951823 B1 KR 101951823B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
iron core
steel plates
laminated iron
punching
fixing
Prior art date
Application number
KR1020177016743A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170087915A (ko
Inventor
쿠니히로 센다
마사노리 우에사카
요시히코 오다
Original Assignee
제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 filed Critical 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Publication of KR20170087915A publication Critical patent/KR20170087915A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101951823B1 publication Critical patent/KR101951823B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/14—Dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/02—Punching blanks or articles with or without obtaining scrap; Notching
    • B21D28/10—Incompletely punching in such a manner that the parts are still coherent with the work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B21D39/031—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing
    • B21D39/032—Joining superposed plates by locally deforming without slitting or piercing by fitting a projecting part integral with one plate in a hole of the other plate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0233—Manufacturing of magnetic circuits made from sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/145—Stator cores with salient poles having an annular coil, e.g. of the claw-pole type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H02K1/148—Sectional cores
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/022—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
    • B60K7/0007—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel the motor being electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/50—Structural details of electrical machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49075—Electromagnet, transformer or inductor including permanent magnet or core
    • Y10T29/49078—Laminated

Abstract

본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법은, 복수매의 강판을 연속적으로 금형 내로 보내고, 금형 내에 형성한 복수의 공정에 있어서 서로 겹친 상태로 복수매의 강판의 펀칭 가공을 행하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법으로서, 적층 철심의 최외주에 상당하는 폐곡선(L)의 외측에 위치하는 고정부(FA)와 최종적으로 적층 철심이 되는 부분에 위치하는 고정부(FB)에 있어서 서로 겹쳐진 복수매의 강판을 서로 고정시킨 후에 적층 철심의 최외주의 펀칭 가공을 행하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법{PUNCH PROCESSING METHOD FOR LAMINATED IRON CORE AND METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATED IRON CORE}
본 발명은, 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 전기 자동차나 하이브리드 전기 자동차를 중심으로 하여, 모터나 발전기의 경량화를 목적으로 한 철심의 소형화가 지향되고 있고, 또한 모터나 발전기의 출력 확보를 위해 고(高)회전화(고주파화)가 진행되고 있다. 이 때문에, 철심의 철손 억제의 관점에서, 철심을 구성하는 전자 강판으로서, 판두께 0.30㎜ 이하와 같은 이전보다도 판두께가 얇은 전자 강판에 대한 요청이 높아지고 있다.
모터나 발전기용의 철심은, 철손 억제를 위해 판두께를 얇게 한 전자 강판을 모재로 하고, 이를 펀칭 가공함으로써 제조되고 있다. 펀칭 가공에서는, 가공용의 금형을 프레스기에 설치하고, 코일 이송 장치에 의해 소정 폭으로 슬릿한 강판을 송출하면서 철심 각 부를 펀칭하고, 금형의 안에서 인터로킹(interlocking)을 실시하여 일체화시키거나 또는 펀칭 가공 후의 철심용 소편(素片)을 금형으로부터 취출한 후, 용접이나 볼트 고정으로 일체화시킴으로써, 철심을 제조한다. 이하, 얇은 전자 강판을 적층·일체화함으로써 제조되는 철심을 「적층 철심」이라고 칭하기로 한다.
적층 철심의 공업적인 제조에서는, 강판을 금형 내에서 순차, 다음의 프레스 공정으로 이송하면서 철심의 형상을 형성하고, 최종 프레스 공정에 있어서 철심 외주를 펀칭함으로써, 철심용 소편을 강판으로부터 이탈시키는 방법이 일반적으로 채용되고 있다. 또한, 최종 프레스 공정에서 강판으로부터 철심용 소편이 이탈한 후, 펀치의 하강 동작을 이용하여 인터로킹 돌기끼리를 끼워맞추어 적층 철심을 일체화시키는 방법도 인터로킹을 이용한 철심의 공업 생산에서 채용되고 있다.
상기와 같은 프레스 가공이 일반적으로 이용되는 이유는 생산성이 우수하기 때문이다. 그러나, 통상의 펀칭 가공에서는, 철심용 소편을 1매씩 펀칭할 필요가 있기 때문에, 강판의 판두께가 얇아지면 동일한 적층 두께에 대하여 필요해지는 매수가 많아져, 효율이 급격하게 저하한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 복수매의 강판을 서로 겹친 상태로 강판을 펀칭하는 기술이 제안되고, 추가로 그에 부수되는 문제점에 대한 해결책이 제안되고 있다.
예를 들면 복수매의 강판을 동시에 서로 겹쳐 금형 내로 이송하는 경우의 강판 간의 어긋남의 문제에 대해서는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 금형 내의 프레스 공정 초기의 펀칭 가공이 행해지기 이전의 공정에서 인터로킹 등을 이용하여 강판끼리를 서로 고정하는 기술이 제안되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 강판끼리를 서로 고정하기 위해 합체 걸림 고정부를 형성하고, 추가로 적층 공정에서 합체 걸림 고정부의 볼록 형상이 장해가 되지 않도록 푸시백(push-back)을 이용하여 볼록부를 평탄화 가공하는 기술이 제안되어 있다. 이들 종래 기술은 모두 복수매의 강판을 동시에 펀칭할 때의 치수 정밀도의 열화의 문제에 대한 대책이다. 또한, 특허문헌 4, 5에는, 내부에 펀치와 다이에 상당하는 부분을 복수 갖는 금형을 이용함으로써, 처짐이나 버어(Burr)의 증가를 방지하면서 복수매의 강판의 펀칭 가공을 1개의 프레스 공정에서 동시에 실시 가능한 기술이 제안되어 있다.
일본공개특허공보 소55-156623호 일본공개특허공보 2003-153503호 일본공개특허공보 2005-261038호 일본공개특허공보 2012-115893호 일본공개특허공보 2012-115894호 일본공개특허공보 2005-348456호
복수매의 강판을 서로 겹쳐 동시에 펀칭할 때의 문제점으로서, 철심의 자기 특성의 열화의 문제가 있다. 일반적으로, 펀칭 가공에서는, 펀칭 가공 단부가 강한 소성 변형을 받기 때문에, 펀칭 가공 단부 부근에 소성 왜곡이 잔류하여, 자기 특성이 열화한다. 또한, 자기 특성의 열화량을 정량적으로 평가하면 소성 왜곡만으로는 설명할 수 없는 점에서, 소성 변형에 부수하여 잔류하는 탄성 변형도 자기 특성의 열화에 영향을 미치고 있다고 생각되고 있다. 이와 같이 펀칭 가공은 생산성이 우수한 반면, 철심의 자기 특성을 열화시킨다는 문제점을 갖고 있다. 특히 복수매 서로 겹친 강판에 대하여 펀칭 가공을 행한 경우, 강판 간의 구속력이 약하기 때문에, 소성 변형부가 크게 확장되어, 펀칭 가공을 1매마다 행한 경우에 비해 철심의 자기 특성이 열화한다.
그러나, 종래 기술은 펀칭 가공에 의한 철심의 치수 정밀도의 열화나 처짐·버어양의 증가에 주목하고 있을 뿐이고, 철심의 자기 특성의 열화에 대한 개선책은 제안되어 있지 않다. 자세하게는, 특허문헌 3에 기재된 기술에서는, 적층 상태에서의 펀칭 가공에 수반하는 철심의 자기 특성의 열화의 문제가 고려되어 있지 않을 뿐만 아니라, 푸시백이라는 여분의 가공을 필요로 하기 때문에, 금형 기구가 복잡하게 되고, 비용이나 메인터넌스의 점에서 불리해진다. 또한, 철심끼리를 서로 고정하려면 합체 걸림 고정부 이외에 인터로킹을 실시할 필요가 있기 때문에, 합체 걸림 고정부와 인터로킹의 양쪽의 가공의 영향으로 철심의 자기 특성의 열화를 피할 수 없다. 또한, 특허문헌 4, 5에 기재된 기술에서는, 복수매의 강판을 직접 서로 겹친 상태로 펀칭 가공을 행하고 있는 것은 아니기 때문에, 자기 특성의 열화에 관해서는 유리하기는 하지만, 금형 구조가 복잡하게 되기 때문에 금형 비용이 대폭으로 증가한다. 또한, 복수의 펀치와 다이를 이용하여 펀칭한 복수의 철심용 소편을 효율적으로 집적, 결합시키기 위한 기술은 제안되어 있지 않다.
또한, 특허문헌 6에는, 복수매의 강판을 서로 겹쳐 펀칭 가공을 행함에 있어서, 강판의 길이 방향 단면을 용접하거나, 반경화 수지를 이용하여 강판 평면의 80％ 이상을 3㎛ 이상의 두께의 접착층에 의해 접합하고나서 펀칭 가공과 인터로킹을 동시에 행하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 이 기술에서는, 강판의 길이 방향 단면이나 평면의 80％ 이상이라는 넓은 영역을 처리할 필요가 있기 때문에, 생산성이나 제조 비용의 점에서 문제가 있다.
본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 적층 철심의 자기 특성의 열화를 최소한으로 억제하면서, 생산성 높게 적층 철심을 제조 가능한 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 발명자들은, 예의 연구를 거듭해 온 결과, 둘레 길이가 가장 길고 자기 특성의 열화를 일으키기 쉬운 철심의 최외주(最外周)의 펀칭 가공 공정에 있어서, 철심의 최외주의 펀칭 가공 부분에 대응하는 폐곡선의 양측을 미리 고정하고 나서 강판끼리를 서로 겹친 상태로 펀칭 가공을 행함으로써, 강판이 서로 고정된 상태가 되어, 펀칭 가공에 의한 철심의 자기 특성의 열화를 억제할 수 있다고 생각했다. 그리고, 본 발명의 발명자들은, 펀칭 가공에 의한 철심의 자기 특성의 열화를 억제하는 관점에서 고정부가 필요로 하는 조건을 상세하게 검토함으로써 본 발명을 상도하기에 이르렀다.
본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법은, 복수매의 강판을 연속적으로 금형 내에 보내고, 당해 금형 내에 형성한 복수의 공정에 있어서 서로 겹친 상태로 복수매의 강판의 펀칭 가공을 행하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법으로서, 적층 철심의 최외주에 상당하는 폐곡선의 외측에 위치하는 제1 고정부와 최종적으로 적층 철심이 되는 부분에 위치하는 제2 고정부에 있어서 서로 겹쳐진 복수매의 강판을 서로 고정시킨 후에 적층 철심의 최외주의 펀칭 가공을 행하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 선분의 길이가 복수매의 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 제1 고정부와 제2 고정부의 조(組)의 수를, 상기 폐곡선의 길이 100㎜당의 평균으로 0.5개 이상으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 선분의 길이가 복수매의 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 제1 고정부와 제2 고정부의 조에 대해서, 상기 제1 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리 및 상기 제2 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리 중 짧은 쪽을 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리로 했을 때, 상기 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리의 평균값을 복수매의 강판의 평균 판두께의 250배 이하로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 제2 고정부에 있어서의 복수매의 강판의 고정 방법이, 적층 철심을 형성하기 위한 인터로킹용의 돌기를 이용한 고정 방법인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층 철심의 제조 방법은, 본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법에 의해 펀칭 가공이 실시된 강판을 적층, 일체화함으로써 적층 철심을 제조하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법에 의하면, 적층 철심의 자기 특성의 열화를 최소한으로 억제하면서, 생산성 높게 적층 철심을 제조할 수 있다.
도 1은, 펀칭 가공 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 고정자 철심과 고정부의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3은, 고정자 철심과 고정부의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4a는, 고정자 철심과 고정부의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4b는, 고정자 철심과 고정부의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는, 선분(AB)의 길이 및 폐곡선(L)의 단위 길이당의 고정부(FA, FB)의 조의 수와 모터 효율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은, 고정자 철심과 고정부의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 7은, 폐곡선(L)과 고정부(FA, FB)의 사이의 거리와 모터 효율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은, 폐곡선(L)에 있어서 고정부(FA, FB)가 없는 부분의 비율과 모터 효율의 관계를 나타내는 도면이다.
도 9는, 인터로킹 돌기를 이용하여 강판을 서로 고정하는 공정을 설명하기 위한 개략도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법에 대해서 설명한다.
〔적용 범위〕
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 적용 범위에 대해서 설명한다.
본 발명은, 도 1에 나타내는 펀칭 가공 장치(1)에 적용할 수 있다. 자세하게는, 도 1에 나타내는 펀칭 가공 장치(1)는, 소정의 폭으로 슬릿 가공 후, 코일 형상으로 권취된 복수매의 강판(2a∼2c)을 배출장치(3a∼3c)에서 배출한 후, 핀치 롤(4)에 의해 복수매의 강판(2a∼2c)을 서로 겹친 상태로 프레스기(5) 내에 연속적으로 삽입하고, 프레스기(5) 내에 있어서 복수의 프레스 공정을 갖는 금형(6)을 이용하여 강판(2a∼2c)의 펀칭 가공을 연속적으로 행하는 장치이다. 또한, 도 1에 있어서, 부호 7, 8, 9, 10은 각각, 펀치, 판누름, 다이 및, 다이 홀을 나타내고 있다. 또한, 부호 a는, 펀치(7)의 측면과 다이 홀(10)의 측면의 사이의 공극(클리어런스)을 나타내고 있다.
본 발명을 도 1에 나타내는 펀칭 가공 장치(1)에 적용함으로써, 자기 특성이 우수한 철심을 고효율로 생산할 수 있다. 또한, 본 발명을 통상의 펀칭 가공에서는 생산 효율의 저하가 현저한 판두께 0.30㎜ 이하의 전자 강판의 펀칭 가공 공정에 적용함으로써 생산성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 발명을 펀칭 가공 후에 적층하여 생산되는 각종의 적층 철심 제품, 그 중에서도 펀칭 가공 단부에 축적한 변형의 저하에 의해 철심의 자기 특성의 개선이 달성되는 모터나 발전기용의 철심의 제조에 적용함으로써 높은 효과를 발휘할 수 있다.
〔펀칭 가공 전의 강판의 고정부〕
다음으로, 본 발명에 있어서의 펀칭 가공 전의 강판의 고정부에 대해서 설명한다.
철심의 펀칭 가공에 있어서는, 외경이 큰 부분을 펀칭하는 경우, 펀칭 가공 단부 부근의 변형량이 커져, 자기 특성의 열화가 일어나기 쉽다. 특히 철심의 최외주의 펀칭 가공은, 한 번에 가공하는 둘레 길이가 길고, 또한 고정자 철심의 경우, 내주측(티스(teeth) 선단부의 내측)이 펀칭되어 강판 자신의 내부에서의 구속력(강성)이 저하한 상태로 최외주의 펀칭 가공이 행해지기 때문에, 펀칭 가공 단부에 변형이 들어가기 쉽다. 이 때문에, 복수매의 강판을 서로 겹친 상태로 펀칭 가공을 행하는 경우, 최외주의 펀칭 가공시에 철심의 자기 특성의 열화가 일어나기 쉽다.
그래서, 본 발명에서는, 예를 들면 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 철심의 최외주에 상당하는 폐곡선(L)을 사이에 두고 외측에 고정부(FA)를 배치하고, 동시에 폐곡선(L)의 내측의 철심이 되는 부분에 고정부(FB)를 배치한다. 이에 따라, 서로 겹쳐진 강판을 펀칭할 때에 강판끼리의 결합력이 높아져, 강판끼리의 경계 부근의 부분이 클리어런스 내로 끌어들여지면서 변형하는 정도가 저하하기 때문에, 자기 특성의 열화를 억제할 수 있다.
이러한 효과를 얻기 위해서는, 최외주의 펀칭 가공이 행해지기 이전에 고정부(FA)와 고정부(FB)에서 강판끼리가 확실히 고정되어 있을 필요가 있고, 최외주의 펀칭 가공이 행해지는 공정보다도 전의 금형 내 공정에서 고정부(FA)와 고정부(FB)에서의 고정이 행해져 있을 필요가 있다. 또한, 고정부(FA)는 철심의 최외주보다도 외측에 배치되기 때문에, 금형 내에서 서로 겹친 강판을 이송할 때에 강판 전체의 강성을 높이는 작용도 가져, 판두께가 얇은 전자 강판을 서로 겹쳐 이송할 때의 트러블 방지에도 기여한다.
상기 이유에 의해, 강판의 최외주에 상당하는 폐곡선(L)의 외측에 고정부(FA)를 배치하고, 철심이 되는 부분에 고정부(FB)를 배치하여, 금형 내의 다음 공정 이후에 최외주의 펀칭 가공을 행하면 좋다. 또한, 고정부(FA) 및 고정부(FB)는 금형 내 공정 중에서 동시에 형성해도 좋고, 별도 공정에서 형성해도 좋다. 또한, 고정부(FA) 및 고정부(FB) 중 한 쪽을 먼저 형성해도 좋다. 단, 강판 전체의 강성을 높이기 위해서는, 최외주보다도 외측에 위치하는 고정부(FA)가 효과가 높기 때문에, 고정부(FA)의 쪽을 먼저 형성하면 좋다.
〔강판끼리를 고정하는 위치: 고정부(FA)와 고정부(FB)의 사이의 거리〕
다음으로, 고정부(FA)와 고정부(FB)의 사이의 거리에 대해서 설명한다.
본 발명에서는, 복수매의 강판을 서로 겹쳐 펀칭 가공을 행함에 있어서, 펀칭 가공에 의해 절취되는 선(선분 또는 폐곡선)을 사이에 두고 양측에 강판끼리를 서로 고정하는 부분을 형성함으로써, 펀칭 가공시의 강판 단부의 변형을 최소한에 멈추게 하여, 철심의 자기 특성의 열화를 억제한다. 예를 들면 도 3(a)에 나타내는 고정자 철심의 펀칭 가공에 있어서는, 폐곡선(L)은 고정자 철심의 최외주에 상당하고, 펀칭 가공의 잔여 부분으로서 폐기되는 부분에 고정부(FA)를 배치하고, 철심이 되는 부분의 안에 고정부(FB)를 배치한다.
적층된 강판이 구속을 받는 일 없이(또는 구속 조건이 약한 조건으로) 펀칭 가공된 경우, 클리어런스 내에 강판이 끌어들여질 때의 변형량이 커져, 자기 특성이 열화한다. 이에 대하여, 폐곡선(L)을 사이에 두어 양측의 위치에서 서로 겹친 강판을 고정하고 나서 펀칭 가공을 행함으로써, 펀칭 가공 단부 근방의 철심 단부의 변형이 억제되어, 철심의 자기 특성의 열화가 억제된다.
이러한 효과를 얻기 위해서는, 고정부(FA)와 고정부(FB)가 충분히 근접하고 있을 필요가 있다. 또한, 상기에 서술한 이유에서, 고정부(FA)와 고정부(FB)를 연결하는 선분(AB)과 펀칭 가공이 행해지는 모든 폐곡선(L)의 교점은 1점으로 하는 것이 바람직하다. 선분(AB)의 사이에 복수의 전단 가공부가 존재하는 경우, 펀칭 가공 중에 강판끼리를 구속하는 효과가 분단되어, 본 발명의 효과가 얻어지지 않는다. 또한, 펀칭 가공에 있어서의 강판의 변형량은 강판의 판두께에 의존하여, 판두께가 얇아짐에 따라 강성이 저하하기 때문에 펀칭 가공 단부에서의 변형량(여기에서는 강판 1매로 펀칭한 경우에 대한 열화의 정도)이 커진다.
이들 이유에서, 고정부(FA)와 고정부(FB)를 연결하는 선분(AB)의 길이를 서로 겹쳐지는 강판의 평균 판두께에 따른 일정값 이하로 함으로써, 철심의 자기 특성을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 선분(AB)의 길이를 서로 겹쳐지는 강판의 평균 판두께의 400배 이하(바람직하게는 250배 이하)로 함으로써, 모터 효율의 열화가 억제된다. 또한, 고정부(FA, FB)의 배치로서는, 도 4b의 (e)에 나타낸 바와 같은 반드시 선분(AB)와 폐곡선(L)이 직각으로 교차하지는 않는 바와 같은 경우도 가능하다.
또한, 상기에서 서술한 효과를 얻기 위해서는 폐곡선(L)에 있어서, 일정 이상의 비율로 상기 조건을 충족하는 고정부(FA, FB)의 조(선분(AB)의 길이가 서로 겹쳐지는 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 고정부(FA, FB)의 조)가 존재할 필요가 있다. 도 5에 나타낸 결과에서는, 선분(AB)의 길이가 서로 겹쳐지는 강판의 평균 판두께의 400배 이하가 되는 고정부(FA, FB)의 조가 폐곡선(L)이 길이 100㎜당 0.5개 이상 필요한 것이 적합 범위로서 시사되어 있고, 이에 따라 본 발명의 범위가 한정된다.
또한, 고정부(FA, FB)의 배치가 도 4b의 (e)에 나타내는 바와 같은 배치인 경우, 1개의 고정부(FA)가 2개 이상의 고정부(FA, FB)의 조를 형성한다. 이러한 경우도 동시에 2개 이상의 고정부(FA, FB)의 조로서 펀칭 가공시의 변형 방지에 기여하기 때문에, 폐곡선(L) 중에서의 고정부(FA, FB)의 조로 생각할 수 있다. 또한, 선분(AB)에 관한 조건을 충족하는 고정부(FA, FB)의 조가 폐곡선(L)에 대하여 불균형으로 분포하고 있는 경우에는 소망하는 효과가 얻어지기 어렵다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 폐곡선(L)에 있어서 고정부(FA, FB)가 존재하지 않는 부분(원호 길이 순위 1위 및 2위의 원호 길이의 합)의 길이가 폐곡선(L) 전체에 차지하는 비율이 50％를 상회하면 모터 효율의 저하가 발생하기 때문에, 이러한 부분의 비율을 50％ 미만으로 하는 것이 바람직하다.
〔강판끼리를 고정하는 위치: 고정부(FA, FB)와 폐곡선(L)의 사이의 거리〕
다음으로, 고정부(FA, FB)와 폐곡선(L)의 사이의 거리에 대해서 설명한다.
선분(AB)의 길이를 서로 겹쳐지는 강판의 평균 판두께에 따라서 제한(평균 판두께의 400배 이하)함과 함께, 이러한 고정부(FA, FB)를 폐곡선(L)에 가까운 위치에 형성함으로써, 보다 높은 효과를 발휘할 수 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 고정부(FA, FB)와 폐곡선(L)의 사이의 거리를 서로 겹쳐지는 강판의 평균 판두께의 250배 이하로 함으로써, 모터 효율의 열화가 억제된다. 이 이유는, 적층한 강판을 서로 고정하는 부위를 전단 가공이 실시되는 부분에 근접시킴으로써, 금형의 클리어런스 부분에서의 강판의 변형이 억제되고, 펀칭 가공 단부의 자기 특성의 열화가 억제되기 때문이라고 생각된다. 여기에서, 선분(AB)의 양단이 되는 고정부(FA, FB)와 폐곡선(L)의 거리는, 각각의 고정부로부터 폐곡선(L)에 내린 수선의 길이(고정부와 폐곡선의 최근접 거리)로 한다. 또한, 고정부(FA, FB)와 폐곡선(L)의 사이의 거리에 불균일이 있는 경우에는, 고정부(FA, FB) 중 폐곡선(L)에 가까운 쪽과 폐곡선(L)의 사이의 거리를 계측하여, 이들의 평균값을 채용하면 좋다.
〔강판끼리의 고정 방법〕
다음으로, 강판끼리의 고정 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에서는, 강판끼리를 서로 고정하는 방법으로서, 스폿 용접이나 접착제의 부분적인 도포 등의 방법을 적용할 수 있다. 스폿 용접이나 접착제의 부분적인 도포 등의 방법에서는, 강판의 넓은 범위에서 행함으로써 자기 특성의 열화 억제의 효과가 얻어진다고 예상되기는 하지만, 이들 면적이 넓어지면 생산성의 저하를 초래한다. 이 때문에, 전술의 방법은 가능한 한 적은 점수로 하는 것이 바람직하고, 본 발명에서 규정한 조건으로 하는 것이 적합하다.
또한, 특허문헌 3에 기재된 기술에 있어서 철심으로서 사용되는 부분에 형성되는 합체 걸림 고정부는, 어느 정도의 면적을 가짐과 함께 푸시백으로 찌부러지기 때문에 그 주위를 포함하여 강한 가공을 받기 때문에, 합체 걸림 고정부에서도 철심의 자기 특성의 열화가 현저하다. 이에 대하여, 접착제의 부분적인 도포에 의한 방법에서는 철심의 자기 특성은 열화하지 않고, 또한 스폿 용접에 의한 방법에서도 자기 특성의 열화가 발생하는 부분은 극히 한정된 영역이 되기 때문에, 철심의 자기 특성에의 악영향은 작다.
또한, 철심의 생산성의 점에서는, 철심끼리를 서로 고정하는 방법으로서, 인터로킹에 의한 고정 방법이 생산성의 점에서 적합하다. 인터로킹에 의한 고정 방법에 의하면, 복수매의 강판을 서로 겹친 상태로 최종 프레스 공정에 있어서 인터로킹을 행하기 위한 돌기 형성에 의해 펀칭 가공 이전의 강판끼리를 고정할 수 있다. 또한, 최종 프레스 공정에서 이 인터로킹 돌기를 이용하여 금형 내부에서 인터로킹 돌기끼리를 끼워맞춤으로써 철심용 소편을 일체화시켜, 고효율의 철심을 제조할 수 있다. 도 9에 이러한 공정의 개략도를 나타낸다.
자세하게는, 도 9에 나타내는 최종 프레스 공정에서는, 하형(21)에 형성된 구멍(10a, 10b)의 바로 위에 반송된 강판(2a, 2b)이 상형(23)으로부터 하강한 펀치(7a, 7b)에 의해 구멍(10a, 10b)에 밀어넣어짐으로써, 하방으로 볼록 형상의 인터로킹용 돌기(25)가 형성되고, 이 인터로킹용 돌기(25)에 의해 강판(2a, 2b)끼리가 서로 고정된다. 다음으로, 인터로킹용 돌기(25)가 펀치(7c)의 바로 아래에 위치하도록 반송되고, 상형(23)으로부터 하강한 펀치(7c)에 의해, 철심의 최외주의 펀칭 가공을 행한 후, 먼저 반송된 강판의 위에 인터로킹용 돌기(25)가 겹쳐지도록 쌓이고, 인터로킹용 돌기(25)가 인터로킹 체결용 펀치(7d)에 의해 아래의 강판의 인터로킹용 돌기(25)에 밀어넣어지고, 끼워맞춤으로써, 강판끼리가 서로 고정된다.
특허문헌 3에 기재된 기술에서의 합체 걸림 고정부는, 푸시백으로 찌부러짐으로써 형성되기 때문에 인터로킹의 기능을 갖지 않아, 강판끼리를 결합하기 위한 인터로킹은 별도로 형성할 필요가 있다. 이 때문에, 철심은 합체 걸림 고정부와 인터로킹의 양쪽의 가공에 의해 자기 특성이 현저하게 열화한다. 이에 대하여, 본 발명은 최종적으로 인터로킹으로서 이용하는 돌기를 펀칭 가공의 도중에도 강판끼리를 결합·고정하기 위한 수단으로서 이용하기 때문에, 철심의 자기 특성의 열화가 통상의 인터로킹 부착 철심과 동일한 정도로 억제된다.
이상의 이유에 의해, 본 발명에서는, 펀칭 가공 이전에 전단 가공이 실시되는 부분(폐곡선(L))을 사이에 두는 양측에 있어서 스폿 용접이나 접착제의 부분적인 도포 등의 자기 특성의 열화가 적은 방법으로 강판끼리를 고정하거나, 또는 최종적으로 철심 제조를 위한 인터로킹이 되는 돌기를 형성하고, 이를 이용함으로써 강판끼리를 서로 고정하는 방법을 채용한다. 접착제에 의한 고정 방법, 스폿 용접에 의한 고정 방법 및, 인터로킹 돌기의 형성에 의한 고정 방법은 조합하여 사용할 수 있고, 예를 들면 철심 외부의 고정부는 스폿 용접에 의한 고정 방법으로 하고, 철심 내부의 고정은 인터로킹 돌기의 형성에 의한 고정 방법으로 해도 좋다.
〔적층 철심의 제조 방법〕
본 발명은, 상기 방법으로 펀칭한 철심용 소편을 금형 내부에서 서로 고정함으로써 일체의 적층 철심을 제조하는 방법으로서 이용 가능하다. 일체의 적층 철심의 제조 방법으로서는, 접착제를 이용하는 방법이나 적층된 강판의 측면을 용접하는 방법, 또는, 금형 내의 도중 공정에서 인터로킹 체결을 위한 돌기를 형성하는 경우, 최종 프레스 공정에서 강판끼리를 인터로킹 돌기에 의해 서로 결합시키는 방법이 실시 가능하다.
〔금형〕
본 발명에 있어서의 금형은 상기의 방법을 실현하는 금형이고, 최종적으로 철심의 최외주가 되는 폐곡선(L)을 사이에 두는 양측에 스폿 용접이나 속건성의 접착제의 도포, 또는 강판을 복수매 서로 겹친 상태로 인터로킹 돌기를 형성하여 서로 고정하는 기능을 갖고, 이 후에 금형 내 공정의 최종 공정에서 철심용 소편의 최외주를 전단 가공에 의해 강판으로부터 분단하는 것에 의한 펀칭(전단) 가공을 실시함으로써, 복수매의 강판을 서로 겹친 상태로 펀칭 가공을 행하는 것에 의한 철심의 자기 특성의 열화를 최소한으로 하는 것이 가능하다.
실시예
〔실시예 1〕
도 1에 나타내는 장치를 이용하여 판두께 0.20㎜, 판폭 210㎜의 전자 강판 2매를 동시에 펀칭 가공함과 함께, 금형 내에서 인터로킹을 실시하여 도 2(a), 도 2(b)에 나타내는 브러시리스 DC모터용 고정자 철심(외경 200㎜, 12슬롯, 티스폭 14㎜, 백 요크폭 10㎜)을 제작했다. 펀칭 가공을 행하는 금형은 순차 이송의 전체 5공정에 의해 순차 프레스 가공을 행하는 구조로 했다. 금형의 1번째 공정은 강판의 소정 위치에 접착제를 도포하는 기능을 갖고, 최종적인 고정자 철심의 형상에 대하여 도 2(a), 도 2(b)의 고정부(FA, FB)의 위치의 직경 5㎜의 범위에 속건성의 접착제를 도포하여 강판 2매를 서로 접착한 후, 금형의 최종 5번째 공정에서 최외주(폐곡선(L))의 펀칭 가공을 행했다. 여기에서, 도 2(a), 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 고정부(FA)는 철심의 최외주보다도 외측의 위치에 배치하고, 고정부(FB)는 철심 내부의 위치에 배치하고, 선분(AB)의 길이는 도 2(a), 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 했다. 또한, 비교를 위해 고정부(FA) 또는 고정부(FB)를 형성하지 않는 가공도 실시했다.
상기에서 제작한 고정자 철심을 이용하여 희토류 자석 매입형 모터를 제작하여, 정격 출력에서의 모터 효율을 측정했다. 이 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에는 고정자 철심의 최외주의 외측 및 고정자 철심 내에 형성한 고정부(FA, FB)에 관한 상세도 기재했다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 폐곡선(L)을 사이에 두고 양측에 존재하는 고정부(FA, FB)의 조에 관하여, 선분(AB)의 길이가 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 조가 본 발명에서 규정한 폐곡선(L)이 길이 100㎜당 0.5 이상 있는 경우에 특히 높은 모터 효율이 얻어지는 것이 확인되었다.
Figure 112017058081295-pct00001
〔실시예 2〕
도 1에 나타내는 장치를 이용하여 판두께 0.15㎜, 판폭 210㎜의 전자 강판 3매를 동시에 펀칭 가공함과 함께 금형 내에서 인터로킹을 실시하여 도 3(a)∼도 3(c)에 나타내는 브러시리스 DC모터용 고정자 철심(외경 200㎜, 12슬롯, 티스폭 12㎜, 백 요크폭 8㎜)을 제작하고, 도 3(a)∼도 3(c)에 나타내는 고정부(FA, FB)의 위치에 둥근 인터로킹(직경 1.2㎜, 깊이 0.10㎜)을 형성하여 3매의 강판끼리를 서로 고정한 후, 철심 내주 및 슬롯 부분, 철심 외주의 펀칭 가공을 행했다. 철심 외주의 펀칭과 동시에 금형 내에서 둥근 인터로킹 돌기끼리를 끼워맞추어 일체의 고정자 철심을 제작했다.
얻어진 고정자 철심을 이용하여 희토류 자석 매입형 모터를 제작하고, 정격 출력 조건에서의 모터 효율을 측정했다. 이 결과, 도 3(a)에 나타내는 고정자 철심(실시예)에서는 92.8％, 도 3(b)에 나타내는 고정자 철심(비교예)에서는 91.8％, 도 3(c)에 나타내는 고정자 철심(비교예)에서는 91.5％로, 본 발명의 조건에 적합한 조건인 도 3(a)에 나타내는 고정자 철심에서 특히 우수한 모터 특성이 얻어졌다.
〔실시예 3〕
도 1에 나타내는 장치를 이용하여 판두께 0.20㎜, 판폭 260㎜의 전자 강판 2매를 동시에 펀칭 가공함과 함께 금형 내에서 인터로킹을 실시하여 도 4a, 도 4b에 나타내는 브러시리스 DC모터용 고정자 철심(외경 250㎜, 12슬롯, 티스폭 15㎜, 백 요크폭 11㎜)을 제작하고, 도 4a, 도 4b에 나타내는 고정부(FA, FB)의 위치에 관하여, 순차 이송의 금형 내의 공정의 1번째 공정에서 고정부(FA)를 스폿 용접하여 2매의 강판끼리를 서로 고정한 후, 철심 내주 및 슬롯 부분의 펀칭 가공을 행하고, 금형 내 4번째 공정에서 최종적으로 철심이 되는 부분의 내부에 V 인터로킹(폭: 1㎜, 길이: 2㎜, 깊이: 0.3㎜)을 형성하여 2매의 강판끼리를 서로 고정했다. 그리고, 최종의 5번째 공정에서 철심 외주의 펀칭 가공을 행하고, 이 최외주의 펀칭 가공에서의 펀치 하강 동작을 이용하여 V 인터로킹 돌기끼리를 끼워맞추어 적층 강판에 대하여 임시 일체화를 행한 후, 이를 금형으로부터 취출하여 프레스 장치로 압압함으로써 인터로킹 돌기끼리를 완전하게 끼워맞추어 일체의 고정자 철심을 제작했다. 이 고정자 철심을 이용하여 희토류 자석 매입형 모터를 제작하고, 정격 출력 조건에서의 모터 효율을 측정했다.
도 5에 폐곡선(L)의 둘레 길이 100㎜당의 본 발명의 조건을 충족하는 고정부(FA, FB)의 조의 수 및 선분(AB)의 강판의 평균 판두께에 대한 비율과 모터 효율의 관계를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 선분(AB)의 강판의 평균 판두께에 대한 비 및 폐곡선(L)이 길이 100㎜당의 고정부(FA, FB)의 조의 수를 본 발명에서 규정한 범위 내로 제어함으로써, 높은 모터 효율이 얻어지는 것이 확인되었다.
〔실시예 4〕
도 1에 나타내는 장치를 이용하여 판두께가 각각 0.10, 0.15, 0.20㎜, 판폭이 260㎜ 폭인 전자 강판 3매를 동시에 펀칭 가공함과 함께 금형 내에서 인터로킹을 실시하여 도 4a, 도 4b에 나타내는 브러시리스 DC모터용 고정자 철심(외경 200㎜, 12슬롯, 티스폭 14㎜, 백 요크폭 10㎜)을 제작하고, 도 6(a)∼도 6(c)에 나타내는 고정부(FA, FB, FAN, FBN)(N＝1∼6)의 위치에 대해서 고정부(FA) 및 철심 내부의 고정을 모두 V 인터로킹(폭: 1㎜, 길이: 2㎜, 깊이: 0.15㎜)을 형성하여 2매의 강판끼리를 서로 고정한 후, 철심 내주 및 슬롯 부분, 철심 외주의 펀칭 가공을 행했다. 그리고, 이 최외주의 펀칭 가공에서의 펀치 하강 동작을 이용하여 V 인터로킹 돌기끼리를 끼워맞추어 고정자 철심을 제작했다. 또한, 이상에 있어서, 도 6(a)에 나타내는 기본 위치에 대하여 도 6(b)에 나타내는 형태로 고정부(FA, FB)와 최외주의 폐곡선(L)의 사이의 거리(고정부(FA, FB)와 최외주의 폐곡선(L)의 사이의 거리의 최솟값)를 변화시켰다. 또한, 도 6(c)에 예를 나타내는 형태로 고정부(FA, FB)의 조의 분포 상태를 변화시켰다. 도 6(c)에 나타내는 형태에 있어서, 폐곡선(L)과 고정부(FAN, FBN)(N＝1∼6)의 교점 PN을 구하고, 인접하는 교점 PN 간의 원호 길이가 가장 긴 것(원호 길이 순위 1위)과 원호 길이가 다음으로 긴 부분(원호 길이 순위 2위)의 합을 산출하여, 폐곡선(L) 전체 길이에 대한 합의 비율을 구했다. 이 고정자 철심을 이용하여 희토류 자석 매입형 모터를 제작하고, 정격 출력 조건에서의 모터 효율을 측정했다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 고정부(FA, FB)와 폐곡선(L)의 사이의 거리(고정부(FA)와 폐곡선(L)의 사이의 거리 및 고정부(FB)와 폐곡선(L)의 사이의 거리 중, 짧은 쪽)를 강판의 평균 판두께의 250배 이하로 함으로써, 특히 높은 모터 효율이 얻어졌다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 폐곡선(L)이 길이 100㎜당의 고정부(FA, FB)의 조의 수를 본 발명에서 규정한 범위 내로 제어함으로써, 높은 모터 효율이 얻어졌다. 또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 정의에 있어서, 고정부(FA, FB)의 조가 존재하지 않는 부분(원호 길이 순위 1위＋2위의 합)을 폐곡선(L) 전체 길이의 50％ 미만으로 함으로써, 모터 철손의 개선 효과가 확보되는 것이 확인되었다.
이상, 본 발명자들에 의해 이루어진 발명을 적용한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 실시 형태에 의한 본 발명의 개시의 일부를 이루는 기술 및 도면에 의해 본 발명은 한정되는 일은 없다. 즉, 본 실시 형태에 기초하여 당업자들에 의해 이루어지는 다른 실시 형태, 실시예 및, 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다.
본 발명에 의하면, 적층 철심의 자기 특성의 열화를 최소한으로 억제하면서, 생산성 높게 적층 철심을 제조 가능한 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법을 제공할 수 있다.
1 : 펀칭 가공 장치
2a, 2b, 2c : 강판
3a, 3b, 3c : 배출 장치
4 : 핀치 롤
5 : 프레스기
6 : 금형
7, 7a, 7b, 7c : 펀치
7d : 인터로킹 체결용 펀치
8 : 판누름
9 : 다이
10 : 다이 홀
10a, 10b : 홀
21 : 하형
23 : 상형
25 : 인터로킹용 돌기

Claims (7)

  1. 복수매의 강판을 연속적으로 금형 내로 보내고, 당해 금형 내에 형성한 복수의 공정에 있어서 서로 겹친 상태로 복수매의 강판의 펀칭 가공을 행하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법으로서,
    적층 철심의 최외주에 상당하는 폐곡선의 외측에 위치하는 제1 고정부와 최종적으로 적층 철심이 되는 부분에 위치하는 제2 고정부에 있어서 서로 겹쳐진 복수매의 강판을 서로 고정시킨 후에 적층 철심의 최외주의 펀칭 가공을 행하는 스텝을 포함하고,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 선분의 길이가 복수매의 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 제1 고정부와 제2 고정부의 조(組)의 수를, 상기 폐곡선의 길이 100㎜당의 평균으로 0.5개 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법.
  2. 복수매의 강판을 연속적으로 금형 내로 보내고, 당해 금형 내에 형성한 복수의 공정에 있어서 서로 겹친 상태로 복수매의 강판의 펀칭 가공을 행하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법으로서,
    적층 철심의 최외주에 상당하는 폐곡선의 외측에 위치하는 제1 고정부와 최종적으로 적층 철심이 되는 부분에 위치하는 제2 고정부에 있어서 서로 겹쳐진 복수매의 강판을 서로 고정시킨 후에 적층 철심의 최외주의 펀칭 가공을 행하는 스텝을 포함하고,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 선분의 길이가 복수매의 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 제1 고정부와 제2 고정부의 조에 대해서, 상기 제1 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리 및 상기 제2 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리 중 짧은 쪽을 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리로 했을 때, 상기 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리의 평균값을 복수매의 강판의 평균 판두께의 250배 이하로 하는 것을 특징으로 하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 고정부와 상기 제2 고정부를 연결하는 선분의 길이가 복수매의 강판의 평균 판두께의 400배 이하인 제1 고정부와 제2 고정부의 조에 대해서, 상기 제1 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리 및 상기 제2 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리 중 짧은 쪽을 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리로 했을 때, 상기 고정부와 상기 폐곡선의 사이의 거리의 평균값을 복수매의 강판의 평균 판두께의 250배 이하로 하는 것을 특징으로 하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 고정부에 있어서의 복수매의 강판의 고정 방법이, 적층 철심을 형성하기 위한 인터로킹(interlocking)용의 돌기를 이용한 고정 방법인 것을 특징으로 하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 고정부에 있어서의 복수매의 강판의 고정 방법이, 적층 철심을 형성하기 위한 인터로킹용의 돌기를 이용한 고정 방법인 것을 특징으로 하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 고정부에 있어서의 복수매의 강판의 고정 방법이, 적층 철심을 형성하기 위한 인터로킹용의 돌기를 이용한 고정 방법인 것을 특징으로 하는 적층 철심용의 펀칭 가공 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 적층 철심용의 펀칭 가공 방법에 의해 펀칭 가공이 실시된 강판을 적층, 일체화함으로써 적층 철심을 제조하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 철심의 제조 방법.
KR1020177016743A 2014-12-26 2015-12-25 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법 KR101951823B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014263758A JP6210058B2 (ja) 2014-12-26 2014-12-26 積層鉄心用の打抜き加工方法及び積層鉄心の製造方法
JPJP-P-2014-263758 2014-12-26
PCT/JP2015/086190 WO2016104686A1 (ja) 2014-12-26 2015-12-25 積層鉄心用の打抜き加工方法及び積層鉄心の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170087915A KR20170087915A (ko) 2017-07-31
KR101951823B1 true KR101951823B1 (ko) 2019-02-25

Family

ID=56150698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177016743A KR101951823B1 (ko) 2014-12-26 2015-12-25 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10898939B2 (ko)
EP (1) EP3238847B1 (ko)
JP (1) JP6210058B2 (ko)
KR (1) KR101951823B1 (ko)
CN (1) CN107107154B (ko)
CA (1) CA2971381C (ko)
MX (1) MX2017008359A (ko)
RU (1) RU2678115C1 (ko)
TW (1) TWI639474B (ko)
WO (1) WO2016104686A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018155206A1 (ja) 2017-02-24 2018-08-30 パナソニック株式会社 積層部材とその製造方法と、積層体およびモータ
CN113196618A (zh) * 2018-12-17 2021-07-30 日本制铁株式会社 层叠铁芯及旋转电机
MX2021007050A (es) * 2018-12-18 2021-08-11 Three Bond Co Ltd Metodo para fabricar lamina de acero laminada, aparato para fabricar lamina de acero laminada, y composicion curable utilizada para lo mismo.
NL1043111B1 (en) 2018-12-24 2020-07-21 Bosch Gmbh Robert Multi-layer fine blanking process for manufacturing metal parts and fine blanking device for carrying out such process
NL1043110B1 (en) * 2018-12-24 2020-07-21 Bosch Gmbh Robert Process for manufacturing a laminate of stacked metal parts including a multi-layer blanking process step
CA3165613A1 (en) * 2020-06-17 2021-12-23 Ichiro Tanaka Method of manufacturing laminated core
DE102020128367A1 (de) * 2020-10-28 2022-04-28 Te Connectivity Germany Gmbh Anordnung mit einem aus mindestens drei aufeinanderliegenden Blechlagen zusammengefügten Blechstapel
CN113814318B (zh) * 2021-09-25 2023-07-04 浙江实日机电科技有限公司 电机铁芯的生产工艺
WO2024052519A1 (en) * 2022-09-08 2024-03-14 Magna powertrain gmbh & co kg Method of producing multilayer material prior to stamping press for electric motor laminated components

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1353473A (en) 1970-11-07 1974-05-15 Lucas Industries Ltd Apparatus for and method of manufacturing laminated cores for ignition coils
JPS55156623A (en) 1979-05-23 1980-12-05 Shinko Electric Co Ltd Blanking method for overlapped double sheets for iron core of electrical machinery and apparatus
JPS57156657A (en) * 1981-06-22 1982-09-28 Mitsui Haitetsuku:Kk Manufacture of laminated iron core
JP2808555B2 (ja) * 1987-07-16 1998-10-08 国産電機株式会社 積層鉄心の製造方法及びその装置
US5809638A (en) * 1992-10-26 1998-09-22 L.H. Carbide Corporation Method for manufacturing laminated parts with center interlock
IT1286450B1 (it) * 1996-12-06 1998-07-08 Corrada Spa Articolo laminare comprendente elementi di accoppiamento del tipo a maschio-femmina
JP2003153503A (ja) 2001-11-08 2003-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機鉄心の製造方法
JP4046521B2 (ja) * 2002-03-13 2008-02-13 株式会社三井ハイテック 積層鉄心及びこれを用いた固定子の製造方法
JP3687749B2 (ja) 2003-04-23 2005-08-24 株式会社三井ハイテック スキュー形状可変型積層鉄心及びその製造方法
KR101033580B1 (ko) 2004-03-03 2011-05-11 엘지전자 주식회사 스파이럴 코어의 구조 및 이의 제조방법
JP4472386B2 (ja) 2004-03-10 2010-06-02 株式会社三井ハイテック 積層鉄心の製造方法
JP4798965B2 (ja) 2004-05-31 2011-10-19 株式会社東芝 回転機鉄心の製造方法
JP5494449B2 (ja) 2010-12-03 2014-05-14 新日鐵住金株式会社 金属板打ち抜き加工方法及び装置と回転電機鉄心の製造方法
JP5494448B2 (ja) 2010-12-03 2014-05-14 新日鐵住金株式会社 金属板の打ち抜き加工方法及び装置と回転電機鉄心の製造方法
JP5734153B2 (ja) * 2011-10-05 2015-06-10 株式会社ユタカ技研 積層鉄心の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3238847A1 (en) 2017-11-01
EP3238847A4 (en) 2018-08-29
US20170368590A1 (en) 2017-12-28
US10898939B2 (en) 2021-01-26
CA2971381C (en) 2019-08-06
KR20170087915A (ko) 2017-07-31
EP3238847B1 (en) 2021-07-28
TWI639474B (zh) 2018-11-01
CN107107154A (zh) 2017-08-29
RU2678115C1 (ru) 2019-01-23
CA2971381A1 (en) 2016-06-30
CN107107154B (zh) 2019-05-07
JP6210058B2 (ja) 2017-10-11
TW201641180A (zh) 2016-12-01
JP2016123976A (ja) 2016-07-11
MX2017008359A (es) 2017-10-24
WO2016104686A1 (ja) 2016-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101951823B1 (ko) 적층 철심용의 펀칭 가공 방법 및 적층 철심의 제조 방법
CN101772875B (zh) 层叠铁心及其制造方法
CN102132366B (zh) 层叠铁芯的制造方法及其制造夹具
US10033232B2 (en) Laminate and method for manufacturing the same and method for manufacturing laminated core
JP6400833B2 (ja) 積層鉄心の製造方法および積層鉄心の製造装置
JP5719979B1 (ja) 積層鉄心製造装置および積層鉄心の製造方法
CN109792193B (zh) 电磁钢板的冲裁加工方法和叠片铁心的制造方法
JP5150952B2 (ja) 積層鉄心の製造方法
JP5536493B2 (ja) 積層鉄心の製造方法および製造装置
JP2010093997A (ja) 積層鉄心の製造方法及び金型装置
JP2011061958A (ja) 積層鉄心の製造方法及びこれを用いて製造した積層鉄心
JP3842146B2 (ja) 積層鉄心の製造方法
CN112217350B (zh) 旋转电机的层叠铁芯制造方法、层叠铁芯制造装置以及旋转电机
WO2011129000A1 (ja) モータコアの製造方法
JP3118114B2 (ja) ステッピング・モータ用ステータの積層体の製造方法
KR20060103384A (ko) 코어 철심
KR20050006567A (ko) 모터용 코어 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant