TW202347376A - 捲鐵心之製造裝置及捲鐵心之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之捲鐵心之製造裝置(40)具備： 彎曲加工裝置(20)，其係用以將鋼板(21)進行彎曲加工；及 輸送輥(60)，其係用以將鋼板(21)往彎曲加工裝置(20)輸送； 彎曲加工裝置(20)具備衝模(22)與衝頭(24)； 衝模(22)具備： 彎曲部(51)，其配置於靠衝頭(24)側之端部；及 平坦部(52)，其係對於彎曲部(51)從衝頭(24)側之相反方向連續連接，且與鋼板(21)相接；且 從輸送輥(60)之中心沿著鋼板(21)之輸送方向(25)至衝頭(24)其靠衝模(22)側之端面之距離令為Lmm，輸送輥(60)之直徑令為Rmm，輸送輥(60)對於鋼板(21)施加之壓力令為pMPa，且從彎曲部(51)與平坦部(52)之邊界往與輸送方向(25)相反之方向拉開20mm之位置的溫度令為T℃，此時滿足預定公式。

Description

捲鐵心之製造裝置及捲鐵心之製造方法

本發明涉及捲鐵心之製造裝置及捲鐵心之製造方法。 本案係依據已於2022年2月4日於日本提申之日本特願2022-016397號主張優先權，並於此援引其內容。

捲鐵心可廣泛作為變壓器、反應器或雜訊濾波器等的磁心使用。以往，由高效率化等觀點，減低鐵心所產生之鐵損為重要課題之一，而由各種觀點進行了低鐵損化之研討。

例如，專利文獻1揭示了以下之捲鐵心之製造方法。在該製造方法中，係將表面具有含磷被膜之附被膜之方向性電磁鋼板彎曲加工為彎曲加工體，並將複數個彎曲加工體在板厚方向積層而製造出捲鐵心。在將附被膜之方向性電磁鋼板進行彎曲加工時，係在令為彎曲加工體之撓曲區域的部分為150℃以上且500℃以下之狀態下進行彎曲加工。且將所得之複數個彎曲加工體在板厚方向積層。根據此種方法可獲得捲鐵心，該捲鐵心其存在於彎曲加工體之撓曲區域的變形雙晶數量已受到抑制，而鐵損已受到抑制。

例如，專利文獻2之方法揭示了以下之捲鐵心之製造方法。在該製造方法中，係準備附被膜之方向性電磁鋼板，並由附被膜之方向性電磁鋼板成形為前述彎曲加工體。在彎曲加工中，係將為彎曲加工體之前述撓曲區域的部分加熱至45℃以上且500℃以下，且按在前述應變影響區域內之平坦區域中，於前述附被膜之方向性電磁鋼板其長邊方向上任意位置之局部溫度梯度之絕對值小於400℃/mm之條件，將前述附被膜之方向性電磁鋼板進行彎曲加工而成形為前述彎曲加工體。且將複數個前述彎曲加工體在板厚方向積層。根據此種方法，可獲得捲鐵心，該捲鐵心其存在於撓曲區域的變形雙晶數量已受到抑制，而鐵損已受到抑制。

先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：國際公開第2018/131613號 專利文獻2：國際公開第2020/218607號

發明欲解決之課題 然而，專利文獻1及專利文獻2所揭示之捲鐵心之製造裝置雖然可製造1~2個左右之捲鐵心，但恐無法連續製造鐵損已受到抑制之捲鐵心。

本發明係有鑑於上述課題而做成之發明，其可提供捲鐵心之製造裝置及捲鐵心之製造方法，該製造裝置及製造方法能穩定製造出鐵損受到抑制之捲鐵心。

用以解決課題之手段 為了解決前述課題，本發明提出了以下手段。 ＜1＞本發明態樣1之捲鐵心之製造裝置，係用以製造捲鐵心的裝置，該捲鐵心係將鋼板彎折並積層而成者； 該捲鐵心之製造裝置具備： 彎曲加工裝置，其係用以將前述鋼板進行彎曲加工；及 輸送輥，其係用以將前述鋼板往前述彎曲加工裝置輸送； 前述彎曲加工裝置具備：用以進行壓製加工的衝模與衝頭； 前述衝頭係相對於前述衝模往前述鋼板之輸送方向錯開； 前述衝模具備： 彎曲部，其配置於靠前述衝頭側之端部；及 平坦部，其係對於前述彎曲部從前述衝頭側之相反方向連續連接，且與前述鋼板相接； 從前述輸送輥中心沿著前述鋼板之輸送方向至前述衝頭其靠前述衝模側之端面之距離令為Lmm，前述輸送輥直徑令為Rmm，前述輸送輥對於前述鋼板施加之壓力令為pMPa，且從前述彎曲部與前述平坦部之邊界往與前述輸送方向相反之方向拉開20mm之位置的溫度令為T℃，此時滿足下述式(1)及(2)： 0.12≦(L×p)/(T×R)≦0.40・・・(1)； 0.40≦p≦2.00・・・(2)。

＜2＞關於本發明態樣2，係在如態樣1之捲鐵心之製造裝置中，前述輸送輥材質亦可為橡膠，且在45℃下測出之前述橡膠之蕭氏硬度亦可為A37以下。

＜3＞關於本發明態樣3，係在如態樣2之捲鐵心之製造裝置中，前述輸送輥材質亦可為胺甲酸酯橡膠。

＜4＞本發明態樣4之捲鐵心之製造方法，係使用如態樣1至3中任一項之捲鐵心之製造裝置來製造捲鐵心。

發明效果 根據本發明之上述各態樣，能提供捲鐵心之製造裝置及捲鐵心之製造方法，該製造裝置及製造方法即便製造捲鐵心，仍能穩定製造出鐵損受到抑制之捲鐵心。

用以實施發明之形態 (捲鐵心) 首先，詳細說明本發明一實施形態之捲鐵心之製造裝置所製造之捲鐵心。惟，本發明並非僅限於本實施形態所揭示之構成，可在不脫離本發明主旨之範圍內進行各種變更。此外，在下述之數值限定範圍中，下限值及上限值包含於該範圍內。顯示為「大於」或「小於」的數值，該值不包含在數值範圍內。又，有關化學組成之「%」只要無特別說明則意指「質量%」。 又，有關在本說明書中所使用之形狀、幾何學之條件以及用以特定其等之程度的譬如「平行」、「垂直」、「相同」、「直角」等用語、長度及角度之值等，不拘泥於嚴格意義而是包含可期待相同機能之程度的範圍來解釋。又，在本揭示中，所謂的大致90°可容許±3°之誤差，而意指87°~93°之範圍。

本揭示之捲鐵心係由在方向性電磁鋼板之至少單面形成有被膜之附被膜之方向性電磁鋼板以前述被膜為外側之方式成形，並將所得之複數個彎曲加工體在板厚方向積層，藉此構成了捲鐵心；前述彎曲加工體具有：撓曲區域，其係將前述附被膜之方向性電磁鋼板進行彎曲加工而成；及平坦區域，其與前述撓曲區域鄰接。

「附被膜之方向性電磁鋼板」 本揭示之附被膜之方向性電磁鋼板至少具有：方向性電磁鋼板(在本揭示有時會稱為「母鋼板」)、與於母鋼板之至少單面所形成之被膜。附被膜之方向性電磁鋼板至少具有一次被膜作為前述被膜，且視需求亦可進一步具有其他的層。其他的層可舉例如於一次被膜上所設置之二次被膜等。 以下，說明附被膜之方向性電磁鋼板之構成。

＜方向性電磁鋼板＞ 在供構成本揭示之捲鐵心10之附被膜之方向性電磁鋼板中，母鋼板係晶粒方位高度聚集於{110}＜001＞方位之鋼板。母鋼板於軋延方向具有優異磁特性。 本揭示之捲鐵心所使用之母鋼板無特別限定。母鋼板可適當選擇公知之方向性電磁鋼板來使用。以下說明較佳之母鋼板之一例，惟母鋼板不限定於以下舉例。

母鋼板之化學組成無特別限定，但例如宜為以質量%計含有：Si：0.8%~7%、C：高於0%且0.085%以下、酸溶性Al：0%~0.065%、N：0%~0.012%、Mn：0%~1%、Cr：0%~0.3%、Cu：0%~0.4%、P：0%~0.5%、Sn：0%~0.3%、Sb：0%~0.3%、Ni：0%~1%、S：0%~0.015%、Se：0%~0.015%，且剩餘部分由Fe及不純物元素所構成。 上述母鋼板之化學組成係用以控制成已使結晶方位聚集於{110}＜001＞方位之Goss集合組織所需之較佳化學成分。

在母鋼板中之元素當中，除了Fe以外，Si及C為基本元素(必要元素)，且酸溶性Al、N、Mn、Cr、Cu、P、Sn、Sb、Ni、S及Se為選擇元素(任意元素)。該等選擇元素只要因應其目的來含有即可，因此無須限制下限值，亦可實質上不含有。又，即便該等選擇元素係作為不純物元素而含有，仍不會損及本揭示之效果。在母鋼板中，基本元素及選擇元素之剩餘部分係由Fe及不純物元素所構成。

惟，母鋼板之Si含量以質量%計為2.0%以上時，可抑制製品之古典渦流損失，故而較佳。母鋼板之Si含量較宜為3.0%以上。又，母鋼板之Si含量以質量%計為5.0%以下時，在熱軋步驟及冷軋延中不易發生鋼板斷裂的情形，故而較佳。母鋼板之Si含量較宜為4.5%以下。

此外，所謂的「不純物元素」係指在工業上製造母鋼板時，從作為原料之礦石、廢料或從製造環境等非刻意混入之元素。 又，方向性電磁鋼板一般會在二次再結晶時歷經純化退火。在純化退火中，會發生將抑制劑形成元素排出系統外的現象。尤其，N、S之濃度明顯降低，而會達50ppm以下。若為一般純化退火條件，濃度可達9ppm以下，進一步可達6ppm以下，而若充分進行純化退火，則可達到以一般分析無法測出之程度(1ppm以下)。

母鋼板之化學成分利用鋼之一般分析方法來測定即可。例如，母鋼板之化學成分使用感應耦合電漿原子發射光譜法(ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry))來測定即可。具體而言，例如可從去除被膜後之母鋼板其寬度方向上之中央位置取得35mm見方之試驗片，並利用島津製作所製ICPS-8100等(測定裝置)在根據事先做成之檢量線的條件下進行測定，藉此可識別出化學成分。此外，C及S係採用燃燒-紅外線吸收法來測定，N採用非活性氣體熔解-熱傳導率法來測定即可。 此外，母鋼板之化學成分係下述成分：以後述方法從方向性電磁鋼板去除後述之玻璃被膜及含磷被膜等，然後將所得之鋼板當作母鋼板分析其成分而得之成分。

＜一次被膜＞ 一次被膜係不隔著其他的層或膜而直接形成於作為母鋼板之方向性電磁鋼板表面上的被膜，可舉例如玻璃被膜。玻璃被膜可舉例如具有選自鎂橄欖石(Mg ₂SiO ₄)、尖晶石(MgAl ₂O ₄)及堇青石(Mg ₂Al ₄Si ₅O ₁₆)中之1種以上氧化物的被膜。 玻璃被膜之形成方法無特別限定，可由公知方法中適當選擇。可舉例如下述方法：在前述母鋼板之製造方法之具體例中，於冷軋鋼板塗佈含有選自氧化鎂(MgO)及二氧化鋁(Al ₂O ₃)中之1種以上的退火分離劑，之後進行精退火。此外，退火分離劑亦具有可抑制精退火時鋼板彼此黏附之效果。例如，在塗佈前述含有氧化鎂之退火分離劑並進行精退火時，母鋼板所含之二氧化矽與退火分離劑進行反應，而於母鋼板表面形成包含鎂橄欖石(Mg ₂SiO ₄)之玻璃被膜。 此外，亦可在方向性電磁鋼板表面形成例如後述之含磷被膜作為一次被膜，而不形成玻璃被膜。

一次被膜之厚度無特別限定，但由要形成於整個母鋼板表面且可抑制剝離之觀點，一次被膜之厚度例如宜為0.5µm以上且3µm以下。

＜其他被膜＞ 附被膜之方向性電磁鋼板亦可具備一次被膜以外之被膜。例如，主要為了賦予絕緣性，宜具有含磷被膜作為一次被膜上之二次被膜。該含磷被膜係形成於方向性電磁鋼板之最表面的被膜，當方向性電磁鋼板具有玻璃被膜或氧化被膜作為一次被膜時，該含磷被膜係形成於該一次被膜上。藉由在經形成於母鋼板表面作為一次被膜之玻璃被膜上形成含磷被膜，可確保高密著性。 含磷被膜可由迄今公知之被膜中適當選擇。含磷被膜宜為磷酸鹽系被膜，尤其宜為以磷酸鋁及磷酸鎂中之1種以上為主成分且進一步含有鉻及氧化矽中之1種以上作為副成分的被膜。若利用磷酸鹽系被膜，則可確保鋼板之絕緣性，並且可對鋼板賦予張力而在低鐵損化方面亦優異。

含磷被膜之厚度無特別限定，由確保絕緣性之觀點，含磷被膜之厚度宜為0.5µm以上且3µm以下。

＜板厚＞ 附被膜之方向性電磁鋼板其板厚無特別限定，視用途等適當選擇即可，但附被膜之方向性電磁鋼板其板厚通常會落在0.10mm~0.50mm之範圍內，且宜為0.13mm~0.35mm，更宜落在0.15mm~0.30mm之範圍內。

(捲鐵心之構成) 針對本揭示之捲鐵心之構成之一例，以圖1、圖2之捲鐵心10為例來進行說明。圖1係捲鐵心10之立體圖，圖2係圖1之捲鐵心10的側視圖。 此外，在本揭示中，所謂的側面視角係指在構成捲鐵心之長條狀之附被膜之方向性電磁鋼板其寬度方向(圖1中之Y軸方向)觀看。所謂的側視圖係顯示出由側面視角所視辨之形狀的圖(圖1之Y軸方向的圖)。所謂的板厚方向係指附被膜之方向性電磁鋼板其板厚方向，在已成形為矩形捲鐵心的狀態下，係指垂直於捲鐵心之周面的方向。此處所謂的垂直於周面的方向，係指在側面視角下觀看周面時垂直於周面的方向。在側面視角下觀看周面時周面構成曲線的情況下，所謂的垂直周面的方向(板厚方向)，係指垂直於周面所構成之曲線之切線的方向。

捲鐵心10係將複數個彎曲加工體1在其板厚方向積層所構成。亦即，如圖1、圖2所示，捲鐵心10具有由複數個彎曲加工體1所形成之大致矩形之積層結構。該捲鐵心10亦可直接作為捲鐵心使用。亦可視需求使用公知之捆束帶等緊固件將捲鐵心10固定。此外，彎曲加工體1係由附被膜之方向性電磁鋼板所形成，該附被膜之方向性電磁鋼板係於母鋼板即方向性電磁鋼板其至少單面形成有被膜者。

如圖1及圖2所示，各彎曲加工體1係4個平坦部4與4個角落部3沿著圓周方向交替接續而形成為矩形。與各角落部3鄰接之二個平坦部4所形成之角度為大致90°。在此，所謂的圓周方向意指在捲鐵心10之軸線周圍環繞的方向。 如圖2所示，在捲鐵心10中，彎曲加工體1之角落部3分別具有二個撓曲區域5。撓曲區域5係在彎曲加工體1之側面視角下具有撓曲成曲線狀之形狀的區域，較具體之定義將於後續進行說明。此點雖亦將於後續進行說明，但在彎曲加工體1之側面視角下，二個撓曲區域5之彎曲角度合計為大致90°。 彎曲加工體1之角落部3亦可如圖3所示之本揭示第2態樣之捲鐵心10A這般，分別在一個角落部3具有三個撓曲區域5。又，亦可如圖4所示之第三態樣之捲鐵心10B這般，在一個角落部3具有一個撓曲區域5。亦即，彎曲加工體1之角落部3若分別以鋼板彎曲大致90°之方式具有一個以上撓曲區域5即可。

如圖2所示，彎曲加工體1具有與撓曲區域5鄰接之平坦區域8。作為與撓曲區域5鄰接之平坦區域8，會有以下(1)、(2)所示之2種平坦區域8。 (1)位在一個角落部3中並位於撓曲區域5及撓曲區域5之間(於圓周方向上相鄰之二個撓曲區域5之間)且與各撓曲區域5鄰接之平坦區域8。 (2)作為平坦部4分別與各撓曲區域5鄰接之平坦區域8。 圖5係將圖1之捲鐵心10其角落部3附近放大後的側視圖。 如圖5所示，當一個角落部3具有二個撓曲區域5a、5b時，會從作為彎曲加工體1之平坦區域之平坦部4a(直線部分)接續撓曲區域5a(曲線部分)，並進一步在其前方接續平坦區域7a(直線部分)、撓曲區域5b(曲線部分)及作為平坦區域之平坦部4b(直線部分)。

在捲鐵心10中，圖5中之線段起A-A'至線段B-B'之區域為角落部3。點A為下列端點：配置於捲鐵心10最內側之彎曲加工體1a其撓曲區域5a中之靠平坦部4a側的端點。點A'為下列交點：通過點A且垂直於彎曲加工體1a之板面的方向(板厚方向)之直線、與捲鐵心10最外側之面(配置於捲鐵心10之最外側之彎曲加工體1其外周面)的交點。同樣地，點B為下列端點：配置於捲鐵心10最內側之彎曲加工體1a其撓曲區域5b中之靠平坦部4b側的端點。點B'為下列交點：通過點B且垂直於彎曲加工體1a之板面的方向(板厚方向)之直線、與捲鐵心10最外側之面的交點。在圖5中，隔著該角落部3而鄰接之二個平坦部4a、4b所形成之角度(平坦部4a、4b之各延長線相交所形成之角度)為θ，在圖5之例中該θ為大致90°。撓曲區域5a、5b之彎曲角度將於後續說明，不過在圖5中，撓曲區域5a、5b之彎曲角度之合計φ1+φ2為大致90°。

參照圖6並且進一步詳細說明撓曲區域5。圖6係將彎曲加工體1之撓曲區域5之一例放大後的側視圖。所謂的撓曲區域5之彎曲角度φ，意指在彎曲加工體1之撓曲區域5中，靠彎折方向之後方側的平坦區域與靠彎折方向之前方側的平坦區域之間所產生的角度差。具體而言，在撓曲區域5中，線Lb表示彎曲加工體1之外表面，線Lb所含曲線部分其兩側(點F及點G)分別接續直線部分，將直線部分延長而獲得兩條假想線即Lb延長線1(Lb-elongation1)、Lb延長線2(Lb-elongation2)，以這兩條假想線所形成之角的補角角度φ來表示撓曲區域5之彎曲角度φ。 各撓曲區域5之彎曲角度為大致90°以下，且存在於一個角落部3之所有撓曲區域5其等彎曲角度合計為大致90°。

在彎曲加工體1之側面視角下，線La表示彎曲加工體1之內表面，線Lb表示彎曲加工體1之外表面，將線La上之點D及點E、以及線Lb上之點F及點G規定如下述時，所謂的撓曲區域5係表示由下列線段所包圍的區域： (1A)在表示彎曲加工體1之內表面之線La上且由點D與點E所區隔之線、 (2A)在表示彎曲加工體1之外表面之線Lb上且由點F與點G所區隔之線、 (3A)連結前述點D與前述點G之直線、及 (4A)連結前述點E與前述點F之直線。

在此，點D、點E、點F及點G規定如下。 在側面視角下，表示彎曲加工體1之內表面之線La其所含曲線部分之曲率半徑之中心點為中心點A；表示彎曲加工體1之外表面之線Lb其所含曲線部分之兩側分別鄰接直線部分，將直線部分延長而獲得前述二條假想線即Lb延長線1(Lb-elongation1)、Lb延長線2(Lb-elongation2)，這兩條假想線之交點為交點B；連結中心點A與交點B而獲得直線AB；直線AB與表示彎曲加工體1之內表面之線La相交之點定為原點C； 從該原點C沿著表示彎曲加工體1之內表面之線La往一方向拉開恰好下述式(3)所示距離m之點定為點D； 從該原點C沿著表示彎曲加工體之內表面之線La往另一方向拉開恰好前述距離m之點定為點E； 下列直線部分與假想線之交點定為點G：該直線部分是表示彎曲加工體之外表面之線Lb所含前述直線部分當中，與前述點D相向的直線部分；該假想線則是對於這個與點D相向之直線部分作垂直畫線且通過前述點D的假想線； 下列直線部分與假想線之交點定為點F：該直線部分是表示彎曲加工體之外表面之線Lb所含前述直線部分當中，與前述點E相向的直線部分；該假想線則是對於這個與點E相向之直線部分作垂直畫線且通過前述點E的假想線。此外，交點A係使線段EF與線段DG往與點B為相反側之內側延長而得之交點。 m=r×(π×φ/180)・・・(3) 式(3)中，m表示從原點C起算之距離，r表示中心點A至原點C之距離(曲率半徑)。此外，配置於捲鐵心10之內表面側之彎曲加工體1其曲率半徑r例如宜為1mm以上且5mm以下。

圖7係圖1之捲鐵心10之彎曲加工體1的側視圖。如圖7所示，彎曲加工體1係將附被膜之方向性電磁鋼板進行彎曲加工而成者，該彎曲加工體1具有4個角落部3與4個平坦部4，因此，一個附被膜之方向性電磁鋼板在側面視角下會形成大致矩形的環。更具體而言，彎曲加工體1被製成下述結構：在一個平坦部4中設置有附被膜之方向性電磁鋼板其長邊方向之兩端面相向之間隙6，且其他三個平坦部4不包含間隙6。 惟，捲鐵心10以整體而言若具有在側面視角下為大致矩形之積層結構即可。捲鐵心10亦可為二個平坦部4包含間隙6且其他二個平坦部4不包含間隙6之構成。此時，係由二個附被膜之方向性電磁鋼板構成彎曲加工體。 在製造捲鐵心時，期望製成在板厚方向鄰接之兩層之間不產生間隙。因此，可針對鄰接之兩層彎曲加工體，調整鋼板長度及撓曲區域之位置，以使配置於內側之彎曲加工體其平坦部4之外周長與配置於外側之彎曲加工體其平坦部4之內周長相等。

(捲鐵心之製造裝置) 接著，說明本揭示之捲鐵心之製造裝置。如圖8所示，捲鐵心之製造裝置40具備：彎曲加工裝置20，其係用以將鋼板(附被膜之方向性電磁鋼板)21進行彎曲加工；及輸送輥60，其係用以將鋼板21往彎曲加工裝置20輸送。捲鐵心之製造裝置40亦可進一步具備：退捲機50；裁切裝置70；加熱裝置30；及不圖示之積層裝置，其係用以將彎曲加工體1積層而製造捲鐵心10者。

「退捲機」 退捲機50可由附被膜之方向性電磁鋼板21其卷料27將附被膜之方向性電磁鋼板21釋出。從退捲機50釋出後之附被膜之方向性電磁鋼板21會朝向輸送輥60輸送。

「輸送輥」 輸送輥60可將附被膜之方向性電磁鋼板21往彎曲加工裝置20輸送。輸送輥60可調整即將供往彎曲加工裝置20內之附被膜之方向性電磁鋼板21的輸送方向。輸送輥60會將附被膜之方向性電磁鋼板21的輸送方向調整成水平方向，然後將附被膜之方向性電磁鋼板21往彎曲加工裝置20供給。

輸送輥60其外周面材質無特別限定，譬如可為橡膠、聚氯乙烯、酚樹脂等。輸送輥60其外周面材質宜為橡膠。該外周面係會與附被膜之方向性電磁鋼板21相接之面。在45℃下測出之該橡膠之蕭氏硬度宜為A37以下。在45℃下測出之該橡膠之蕭氏硬度為A37以下且滿足下述條件式(1)及(2)，藉此可更穩定製造出捲鐵心。 作為在45℃下測出之蕭氏硬度為A37以下之橡膠，可舉如胺甲酸酯橡膠等。

輸送輥60之外周面所用橡膠其硬度(蕭氏硬度)可依據JIS K6253-3：2012進行測定。測定時之相對濕度例如為45%~53%。蕭氏硬度之測定係使用A型硬度計。測定係在從加壓起算3秒後進行測定。

輸送輥60其外周面之靜摩擦係數宜為0.07~0.92。

輸送輥60之直徑例如為10mm~200mm。由於輸送輥直徑定為10mm~70mm，故能更穩定製造出鐵損已受到抑制之捲鐵心。

附被膜之方向性電磁鋼板21之輸送速度宜為5m/分鐘~200m/分鐘。藉由輸送速度滿足上述範圍，來自衝模22之熱可傳達至附被膜之方向性電磁鋼板21，而容易將撓曲區域形成部之溫度控制為50℃~300℃。

裁切裝置70設置於輸送輥60與彎曲加工裝置20之間。附被膜之方向性電磁鋼板21可在以裁切裝置70裁切之後進行彎曲加工。又，亦可在彎曲加工裝置20將附被膜之方向性電磁鋼板21進行彎曲加工後，再以裁切裝置70裁切附被膜之方向性電磁鋼板21。裁切方法無特別限定。裁切方法例如為剪切加工。

「彎曲加工裝置」 彎曲加工裝置20可將由輸送輥60所輸送之附被膜之方向性電磁鋼板21進行彎曲加工。彎曲加工體1具有：經彎曲加工之撓曲區域、及與撓曲區域鄰接之平坦區域。在彎曲加工體1中，平坦部與角落部交替接續。在各角落部中，鄰接之二個平坦部所形成之角度為大致90°。

彎曲加工裝置20例如具有：用以進行壓製加工的衝模22與衝頭24。 衝頭24係相對於衝模22往附被膜之方向性電磁鋼板21之輸送方向25錯開。衝模22具備：彎曲部51，其配置於靠衝頭24側之端部；及平坦部52，其係對於彎曲部51從衝頭24側之相反方向連續連接，且與附被膜之方向性電磁鋼板21相接。彎曲加工裝置20進一步具備：導引件23，其可固定附被膜之方向性電磁鋼板21；及不圖示之殼體。殼體會包覆衝模22、衝頭24及導引件23。彎曲加工裝置20係在以裁切裝置70裁切附被膜之方向性電磁鋼板21後，進行彎曲加工。彎曲部51之曲率半徑無特別限定，例如為0.5mm~5mm。

附被膜之方向性電磁鋼板21會被往輸送方向25之方向輸送，然後固定在事先設定之位置。接著，用衝頭24以事先設定之預定力加壓至加壓方向26之預定位置，藉此可獲得具有所欲彎曲角度φ之撓曲區域的彎曲加工體1。此時，彎曲加工體1係順沿著衝模22之彎曲部51而彎曲，進而形成撓曲區域5。衝模22之平坦部52以結果而言可形成平坦區域8。又，衝頭24其靠衝模22側之端面亦可形成平坦區域8。衝模22之平坦部52及衝頭24之端面分別可形成夾著1個撓曲區域5而相鄰之平坦區域8。

「加熱裝置」 加熱裝置30可加熱衝模22。關於加熱裝置30，其在衝模22、及附被膜之方向性電磁鋼板21會形成彎曲加工體1之撓曲區域5之部分(撓曲區域形成部)當中，若至少能加熱撓曲區域形成部，則加熱裝置30無特別限定。宜可同時加熱衝模22及附被膜之方向性電磁鋼板之撓曲區域形成部。若能將衝模22予以加熱，藉此由衝模22將熱傳導至附被膜之方向性電磁鋼板21而充分加熱撓曲區域形成部，則亦可只加熱衝模22。加熱裝置30可舉例如熱風產生機。

關於衝模22之加熱溫度，若能令為彎曲加工體1之撓曲區域5之部分(撓曲區域形成部)在70℃以上且300℃以下之溫度區域內，則無限定。撓曲區域之加熱溫度(到達溫度)例如可藉由加熱裝置30之輸出(爐溫、電流值等)等來控制。該等條件當然會依所使用之鋼板、加熱裝置30等而異，而無意要統一顯示並規定定量之條件。因此，在本揭示中係利用後述之溫度測定所獲得之溫度分佈來規定加熱狀態。惟，關於此種控制，若為以通常作業會實施鋼板之熱處理之熟知此項技藝之人士，則可基於譬如後述之鋼板溫度之測定數據，因應所使用之鋼板、加熱裝置30容易地在實用範圍內再現出所期望之溫度狀態，而不會阻礙本揭示捲鐵心及其製造方法之實施。

為彎曲加工體1之撓曲區域5之部分的溫度低於70℃時，在撓曲區域5中會產生變形雙晶而無法抑制鐵損。因此，為彎曲加工體1之撓曲區域5之部分的溫度為70℃以上。為彎曲加工體1之撓曲區域5之部分的溫度宜為100℃以上，更宜為150℃以上。又，為彎曲加工體1之撓曲區域5之部分的溫度若高於300℃，則磁域控制效果可能會消失。因此，撓曲區域形成部之溫度上限宜控制為300℃以下。由於在衝模22及撓曲部形成區域當中，加熱裝置30至少會加熱撓曲部形成區域，故能在70℃以上且300℃以下之溫度區下，對用以形成彎曲加工體1之撓曲區域5之部分(撓曲區域形成部)穩定加熱。較理想係將兩者皆加熱為宜。藉此，可抑制捲鐵心10之鐵損。

「撓曲區域形成部之溫度測定」 在此，本揭示所規定之在彎曲加工中附被膜之方向性電磁鋼板21之撓曲區域形成部溫度係按以下方式測定。 該溫度例如係以熱電偶測定彎曲加工裝置20之衝模22之溫度。具體而言，係從衝模22之彎曲部51與平坦部52之邊界(R切點)往與附被膜之方向性電磁鋼板21之輸送方向25相反的方向20mm，在該位置中，於衝模22之寬度方向上均等分割衝模22之總寬之3處並在這3處設置熱電偶，並藉由該熱電偶連續進行測定。該溫度為：從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向相反的方向拉開20mm之位置的溫度T(℃)。所得測定值之平均值定為：從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向相反的方向拉開20mm之位置的溫度T(℃)(撓曲區域形成部溫度)。又，該衝模22之溫度與附被膜之方向性電磁鋼板21之溫度幾乎相等，因此衝模22其從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向相反的方向拉開20mm之位置之表面溫度亦可視為撓曲區域形成部溫度。衝模22之寬度方向定為與附被膜之方向性電磁鋼板21之寬度方向對應的方向。

關於本揭示之捲鐵心之製造裝置40，從輸送輥60之中心沿著附被膜之方向性電磁鋼板21之輸送方向25至衝頭24其靠衝模22側之端面之距離令為Lmm，輸送輥60之直徑令為Rmm，輸送輥60對於附被膜之方向性電磁鋼板21施加之壓力令為pMPa，且從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向25相反之方向拉開20mm之位置的溫度令為T℃，此時滿足下述式(1)。由於本揭示之捲鐵心之製造裝置40滿足下述式(1)及(2)，故能穩定製造出鐵損已受到抑制之捲鐵心。此外，壓力pMPa之範圍滿足下述式(2)。關於從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向25相反之方向拉開20mm之位置的溫度，可藉由撓曲區域形成部之溫度測定所記載之方法進行測定。 0.12≦(L×p)/(T×R)≦0.40・・・(1) 0.40≦p≦2.00・・・(2)

由於滿足上述式(1)，故能一邊將撓曲區域形成部溫度維持在70℃以上且300℃以下，一邊將輸送輥60之表面溫度維持得較低。藉此，可抑制鐵損並且穩定製造捲鐵心。又，由於滿足上述式(1)並且滿足上述式(2)，故可於附被膜之方向性電磁鋼板21施加預定張力，而能保持捲鐵心之尺寸精度。由於滿足上述式(1)及式(2)，故能穩定製造出鐵損受到抑制之捲鐵心。

輸送輥60之中心至衝頭24其靠衝模22側之端面之距離L宜為650mm以上。輸送輥60之中心至衝頭24其靠衝模22側之端面之距離L宜為1200mm以下。

從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向25相反之方向拉開20mm之位置的溫度T宜為70℃以上。從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向25相反之方向拉開20mm之位置的溫度T亦可為220℃以下。

「積層裝置」 將複數個彎曲加工體1以各彎曲加工體1之被膜為外側之方式在板厚方向積層。將角落部3彼此對位，且將彎曲加工體1在板厚方向疊合並積層，而形成在側面視角下為大致矩形之積層體2。藉此，可獲得本揭示之低鐵損之捲鐵心。亦可進一步視需求使用公知之捆束帶或緊固件將所獲得之捲鐵心固定。

如所述這般，本揭示之捲鐵心之製造裝置40滿足上述式(1)及(2)，因此即便一邊加熱一邊製造捲鐵心、或即便製造捲鐵心，仍能穩定製造出鐵損已受到抑制之捲鐵心。

本揭示不限定於上述實施形態。上述實施形態為範例，實質上具有與本揭示之申請專利範圍所記載之技術思想相同之構成而會發揮相同作用效果者，不論何者皆包括於本揭示之技術範圍內。本揭示之捲鐵心之製造方法係使用上述捲鐵心之製造方法製造捲鐵心。

實施例 於以下說明實施例(實驗例)，惟本揭示之捲鐵心之製造裝置不限定於以下實施例。只要不脫離本揭示之主旨而可達成本揭示之目的，則本揭示之捲鐵心之製造裝置可採用各種條件。此外，以下所示實施例中之條件係用以確認可實施性及效果所採用之條件例。

[製造捲鐵心] 對於具有前述化學組成之母鋼板(板厚為0.23mm)，依此順序形成作為一次被膜之包含鎂橄欖石(Mg ₂SiO ₄)之玻璃被膜(厚度1.0µm)、與含有磷酸鋁之二次被膜(厚度2.0µm)，而製造出附被膜之方向性電磁鋼板。 該等附被膜之方向性電磁鋼板之撓曲區域形成部溫度如表1A~表8所示，為室溫(23℃)或以50℃~300℃之溫度範圍之方式加熱衝模22，且按表1A~表8之條件以彎曲角度φ45°進行彎曲加工，而獲得具有撓曲區域之彎曲加工體。以上述方法測出衝模22其從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向相反的方向拉開20mm之位置之表面溫度(模具加熱溫度)。輸送輥其外周面材質係使用胺甲酸酯橡膠。輥之按壓壓力為輸送輥對於附被膜之方向性電磁鋼板施加之壓力。模具加熱溫度係從彎曲部51與平坦部52之邊界往與輸送方向25相反之方向拉開20mm之位置的溫度T℃。輥與模具距離(mm)係從輸送輥60之中心沿著鋼板21之輸送方向25至衝頭24其靠衝模22側之端面之距離Lmm。將上述式(1)之計算結果列示於表1A~表8。此外，針對No.1~No.354所用輸送輥之胺甲酸酯橡膠，依據JIS K6253-3：2012測定了蕭氏硬度，結果，在45℃下之蕭氏硬度為A37。又，針對No.355~356所用輸送輥之苯乙烯丁二烯橡膠測定了在45℃下之蕭氏硬度，結果得A80。在測定蕭氏硬度時之相對濕度為45%~53%，且在蕭氏硬度之測定中使用了A型硬度計。在從加壓起算3秒後進行了測定。

接著，將該彎曲加工體在板厚方向積層，而獲得圖9所示之尺寸之捲鐵心。此外，L1為在平行於X軸方向且包含中心CL之平剖面中，位於捲鐵心最內周的互相平行之方向性電磁鋼板21之間的距離(內表面側平坦區域之間的距離)。L2為在平行於Z軸方向且包含中心CL之縱剖面中，位於捲鐵心最內周的互相平行之方向性電磁鋼板1之間的距離(內表面側平坦區域之間的距離)。L3為在平行於X軸方向且包含中心CL之平剖面中，捲鐵心之積層厚度(積層方向之厚度)。L4為在平行於X軸方向且包含中心CL之平剖面中，捲鐵心之積層鋼板寬度。L5為捲鐵心最內部之彼此相鄰且以會合時會形成直角之方式配置的平坦區域之間的距離(撓曲區域之間的距離)。換言之，L5為最內周之方向性電磁鋼板之平坦區域當中，長度最短之平坦區域的長邊方向長度。r為捲鐵心其內表面側之撓曲區域之曲率半徑，φ為捲鐵心之撓曲區域之彎曲角度。本實施例之捲鐵心係呈2個鐵心締結之結構，該2個鐵心為內表面側平坦區域距離為L1之平坦區域在距離L1之幾乎中央作分割且具有「大致ㄈ字」形狀者。在各實施例中定為L1：197mm、L2：66mm、L3：47mm、L4：152.4mm、L5：4mm、曲率半徑r：1mm。

[鐵損之評估] 鐵損之評估係以建構因數進行。在建構因數之測定中，關於按表1A~表8之條件製出之各捲鐵心，係在頻率50Hz、磁通密度1.7T之條件下進行採用了JIS C 2550-1所記載之激磁電流法的測定，而測出捲鐵心之鐵損值(鐵心鐵損)W _A。又，從鐵心所用之方向性電磁鋼板的環箍材(板寬152.4mm)採取寬度100mm×長度500mm之試料，對於該試料在頻率50Hz、磁通密度1.7T之條件下進行藉由採用了JIS C 2556所記載之H線圈法的電磁鋼板單板磁特性試驗所行之測定，而測出胚料鋼板單板之鐵損值(鋼板鐵損)W _B。然後，將鐵損值W _A除以鐵損值W _B而求得建構因數(BF)。BF為1.18以下時評為合格。將結果列示於表1A~表8。

[表1A]

[表1B]

[表2A]

[表2B]

[表3A]

[表3B]

[表4A]

[表4B]

[表5A]

[表5B]

[表6A]

[表6B]

[表7A]

[表7B]

[表8]

另一方面，如表1~表8之結果所示，實驗No.1~No.79、No.355~356由於輸送輥對於鋼板施加之壓力為0.40MPa~2.00MPa，且滿足了上述式(1)，故成功抑制了鐵損並且穩定製造出捲鐵心。此外，譬如No.8與No.355之比較、及No.62與NO.356之比較所顯示，輸送輥之橡膠之蕭氏硬度大於A37時，建構因數上升。另一方面，實驗No.80~179並未滿足上述式(1)，因而每當製造捲鐵心時建構因數便上升。又，實驗No.180~346由於衝模溫度(模具加熱溫度)達90℃以上，因而從製造中途就無法製造捲鐵心。No.347~No.354沒有滿足式(2)，因而無法適當控制鋼板長度且建構因數上升。

產業上之可利用性 根據本揭示，能穩定製造出鐵損受到抑制之捲鐵心。據此，產業上之可利用性很高。

1,1a:彎曲加工體 2:積層體 3:角落部 4,4a,4b,52:平坦部 5,5a,5b:撓曲區域 6:間隙 7a,8:平坦區域 10,10A,10B:捲鐵心 20:彎曲加工裝置 21:附被膜之方向性電磁鋼板 22:衝模 23:導引件 24:衝頭 25:輸送方向 26:加壓方向 27:卷料 30:加熱裝置 40:製造裝置 50:退捲機 51:彎曲部 60:輸送輥 70:裁切裝置 A,A',B,B',C,D,E,F,G:點 CL:中心 La,Lb:線 L1:內表面側平坦區域之間的距離 L1’:內表面側平坦區域之長度 L2:內表面側平坦區域之間的距離 L2’:內表面側平坦區域之長度 L3:積層厚度 L4:積層鋼板寬度 L5:最內部平坦區域之間的距離 r:內表面側曲率半徑 L:距離 R:直徑 θ,φ,φ1,φ2:角度

圖1係顯示第1態樣之捲鐵心的立體圖。 圖2係圖1之捲鐵心的側視圖。 圖3係顯示第2態樣之捲鐵心的側視圖。 圖4係顯示第3態樣之捲鐵心的側視圖。 圖5係將圖1之捲鐵心其角落部附近放大後的側視圖。 圖6係將撓曲區域之一例放大後的側視圖。 圖7係圖1之捲鐵心之彎曲加工體的側視圖。 圖8係顯示捲鐵心之製造方法所使用之捲鐵心之製造裝置之第1例的說明圖。 圖9係顯示捲鐵心之尺寸的示意圖，該捲鐵心係在評估特性時所製出者。

20:彎曲加工裝置

21:附被膜之方向性電磁鋼板

22:衝模

23:導引件

24:衝頭

25:輸送方向

26:加壓方向

27:卷料

30:加熱裝置

40:製造裝置

50:退捲機

51:彎曲部

52:平坦部

60:輸送輥

70:裁切裝置

L:距離

R:直徑

Claims (4)

1. 一種捲鐵心之製造裝置，係用以製造捲鐵心的裝置，該捲鐵心係將鋼板彎折並積層而成者； 該捲鐵心之製造裝置具備： 彎曲加工裝置，其係用以將前述鋼板進行彎曲加工；及 輸送輥，其係用以將前述鋼板往前述彎曲加工裝置輸送； 前述彎曲加工裝置具備：用以進行壓製加工的衝模與衝頭； 前述衝頭係相對於前述衝模往前述鋼板之輸送方向錯開； 前述衝模具備： 彎曲部，其配置於靠前述衝頭側之端部；及 平坦部，其係對於前述彎曲部從前述衝頭側之相反方向連續連接，且與前述鋼板相接； 從前述輸送輥中心沿著前述鋼板之輸送方向至前述衝頭其靠前述衝模側之端面之距離令為Lmm，前述輸送輥直徑令為Rmm，前述輸送輥對於前述鋼板施加之壓力令為pMPa，且從前述彎曲部與前述平坦部之邊界往與前述輸送方向相反之方向拉開20mm之位置的溫度令為T℃，此時滿足下述式(1)及(2)： 0.12≦(L×p)/(T×R)≦0.40・・・(1)； 0.40≦p≦2.00・・・(2)。
2. 如請求項1之捲鐵心之製造裝置，其中前述輸送輥材質為橡膠； 且在45℃下測出之前述橡膠之蕭氏硬度為A37以下。
3. 如請求項2之捲鐵心之製造裝置，其中前述輸送輥材質為胺甲酸酯橡膠。
4. 一種捲鐵心之製造方法，係使用如請求項1至3中任一項之捲鐵心之製造裝置來製造捲鐵心。

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