(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に加熱加圧することにより接着能を発揮する絶縁被膜が施されている電磁鋼板を積層して鉄芯を製造する際に、打抜き加工直下に所定枚数積層した後積層鉄芯移送装置により金型内の加熱装置内部に移動せしめるとともに積層端面を揃え、引き続いて行われる加熱・加圧工程にて加熱加圧することにより積層鉄芯を接着して一体化させることを特徴とする積層鉄芯の製造方法。
【請求項２】
雌型打抜き金型と雄型打抜き金型とを有する打抜き加工装置と、前記雌型打抜き金型下方に設けられた単位鉄芯積層部と、積層鉄芯移送装置と、加熱装置及び加圧装置とを具備し、打ち抜かれた単位鉄芯を単位鉄芯積層部にて積層した後、移送装置により金型内の加熱装置内部に移動せしめ、端面が揃えられ積層した単位鉄芯を加熱するとともに加圧装置にて加圧することにより積層鉄芯を接着して一体化させることを特徴とする積層鉄芯の製造装置。
【請求項３】
雌型打抜き金型下方の単位鉄芯積層部にて単位鉄芯を予め高周波加熱装置により単位鉄芯１枚ごとに予熱する加熱装置を設置していることを特徴とする請求項２記載の鉄芯の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモーターやトランスなどの鉄芯製造方法および鉄芯製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
モーターやトランス等の積層鉄芯を製造する場合には、一般的には電磁鋼板を剪断加工あるいは打抜きにより単位鉄芯とした後積層し、さらにボルト締め、カシメ、溶接あるいは接着等により固着するものである。積層鉄芯は固着後、巻線コイルの組込み工程などの処理が施され、最終的にモーターが組み立てられるものである。積層鉄芯の固着が弱く、単位鉄芯に解けたりすると、コイルの巻線作業の能率が落ちたりすることから積層鉄芯は強く固着する必要がある。
【０００３】
ところで、ボルト締めにより固着する場合には、ボルトを通す貫通孔を積層鉄芯に設けることが必要であり、積層鉄芯に貫通孔を設けた場合には積層鉄芯の磁気特性が劣化することがあり、同様に溶接により積層鉄芯を固着する場合には溶接部に熱的歪みが入ることにより積層鉄芯の磁気特性が劣化することがある。
【０００４】
また、接着剤により固着する場合には、鋼板と鋼板の間に毛細管現象を利用して液体接着剤を流し込み、しかる後固着するのであるが、接着剤を均一に流し込むのが困難であったり、さらに鉄芯の積層端面に残存した接着剤の処理が難しいといった問題がある。
【０００５】
さらに、ボルト締めや溶接、接着剤といった方法では鋼板を打抜き工程にて単位鉄芯に打抜いた後、積層面を揃えて固着するため、生産性が低かったり組み立て工程が増加してコスト高になるといった問題がある。
そこで、現在では打抜きと同時に積層鉄芯の固着が可能であるカシメによる固着が一般的である。しかし、カシメでは強固な固着が難しく、トランスの組み立て中に積層鉄芯がずれたり、カシメにより磁気特性が劣化することがあった。
【０００６】
鋼板の表面に接着能を持たせた接着被膜を打抜き、積層し、加熱加圧により積層鉄芯を固着した場合には、溶接などに見られる磁気特性の劣化も無く、また鋼板同士の接合力も大きいため、強固に固着した鉄芯が得られるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来接着被膜を有する電磁鋼板を用いて積層鉄芯を固着する場合には、加熱加圧するために加熱炉中で加圧する必要があったことから固着作業に長時間を要し、作業性が劣るという問題点があった。さらに、単位鉄芯を積層し加圧しながら誘導加熱などの高周波加熱方式にて加熱する場合、単位鉄芯の積層端面を揃えるのが困難で作業性が低いという問題点があった。
【０００８】
本発明者等は、このような接着被膜を有する電磁鋼板を用いて鉄芯を製造する際の作業性について鋭意検討した結果、加熱炉を使用すること無く、打抜き工程に引き続いて短時間で作業性よく積層鉄芯を得られる方法を見出し本発明に到達したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は次の通りである。
（１）表面に加熱加圧することにより接着能を発揮する絶縁被膜が施されている電磁鋼板を積層して鉄芯を製造する際に、打抜き加工直下に所定枚数積層した後積層鉄芯移送装置により金型内の加熱装置内部に移動せしめるとともに積層端面を揃え、引き続いて行われる加熱・加圧工程にて加熱加圧することにより積層鉄芯を接着して一体化させることを特徴とする積層鉄芯の製造方法。
（２）雌型打抜き金型と雄型打抜き金型とを有する打抜き加工装置と、前記雌型打抜き金型下方に設けられた単位鉄芯積層部と、積層鉄芯移送装置と、加熱装置及び加圧装置とを具備し、打ち抜かれた単位鉄芯を単位鉄芯積層部にて積層した後、移送装置により金型内の加熱装置内部に移動せしめ、端面が揃えられ積層した単位鉄芯を加熱するとともに加圧装置にて加圧することにより積層鉄芯を接着して一体化させることを特徴とする積層鉄芯の製造装置。
（３）雌型打抜き金型下方の単位鉄芯積層部にて単位鉄芯を予め高周波加熱装置により単位鉄芯１枚ごとに予熱する加熱装置を設置していることを特徴とする請求項２記載の鉄芯の製造装置。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する具体的形態について説明する。
本発明では、鉄芯に供する電磁鋼板の表面には加熱および加圧により接着能を発揮する絶縁被膜、いわゆる接着被膜を有する必要がある。接着被膜は必ずしも鋼板両面に全面に施されている必要は無く、部分的でも良い。また、積層鉄芯に供する電磁鋼板は無方向性電磁鋼板でも方向性電磁鋼板でもよく、一般的な鋼板を電磁鋼板として使用してもかまわない。
【００１１】
本発明では単位鉄芯の加工には打抜き金型により単位鉄芯を打抜く装置を用いる必要があり、打抜き金型にて打抜いた直下に設置された積層鉄芯移送装置内部に単位鉄芯を積層する。そして所定枚数の単位鉄芯が積層された後、加圧装置を備えた加熱装置内部に積層鉄芯を移送する。このとき、移送することにより鋼板の端面揃えを行うものである。しかる後加圧装置にて加圧しながら加熱し、接着被膜の接着能を発現させ、積層された単位鉄芯を全体あるいは部分的に接着して鉄芯を固着させるものである。
上記加熱手段としては、通電加熱、誘導加熱、誘電加熱、電磁波照射、直接接触加熱などが使用できる。
【００１２】
本発明では上記加熱装置を打抜き金型直下から離れたところに設置することにより、積層鉄芯加熱時の打抜き金型の熱変形を抑制できることから打抜き精度を確保することが可能で、さらに積層鉄芯を移送中に積層端面を揃えることが可能であることから鉄芯の積み精度を高めることが可能である。
【００１３】
単位鉄芯を打抜き金型直下で積層する場合、雌型打抜き金型には単位鉄芯が通過するための溝には、単位鉄芯よりも数〜十数μｍの余裕が必要である。かしめ金型の場合には、雌型金型の溝内部で既にかしめ同士が重なり合うことから単位鉄芯同士がずれる可能性は低く問題無いが、接着被膜を用いる場合には溝の余裕分だけ積層面がずれることになる。従って、積層精度を確保する必要が生じる。本発明では加熱・加圧装置を打抜き金型直下から離れた場所い設置し積層鉄芯を移送することにより積層精度を確保するものである。通常、打抜き時には金型保護のために打抜き油を使用しているが、打抜き後に積層された単位鉄芯間には打抜き油が付着しているため鉄芯同士がぴったりと密着しており、多少揺り動かした程度では積層面をそろえることは困難である。本発明では鉄芯を移送する時の鉄芯の移動エネルギーおよび移送装置と加熱加圧装置内部のストッパーとの働きで積層面を揃えるものである。
【００１４】
次に、本発明では加熱装置での加熱時間を短縮させるため、打抜き金型直下で積層されている途中の単位鉄芯に予め予備加熱をすることが可能である。一般的には、接着被膜の固着に必要な温度は１５０℃〜２５０℃の間であるが、予備加熱としてはそれよりも低い８０〜１３０℃に加熱することが可能である。また、打抜き金型には非常に高い精度が要求されるため、金型が膨張しないように予備加熱部と金型のダイは断熱部材にて熱が伝わらないようにすることも可能である。ここで使用する断熱部材はセラミックスなど耐熱性が高いものが望ましいが特に限定するものではない。
【００１５】
【実施例】
［実施例１］
モーターコアの単位鉄芯形状に電磁鋼板１を打抜き、積層し、移送する直前状態の断面図を図１に示す。打抜き金型の雄型２によって打ち抜かれ、打抜き金型の雌型３の内部に穿たれた空孔部に落ち込んだ単位鉄芯は、受け台１０の上に積層され鉄芯５を形成する。積層された単位鉄芯は所定枚数積層されたところで、移送装置の支持棒６によって移送台４の上を加熱装置の加熱板９まで移送され、加圧装置の受け台８の上に積層端面が揃えられた状態に移送される。加熱装置の加熱板９は厚さ５ｍｍの厚板２枚の間にニクロム線を組み込んでおり、接触することにより鉄芯５を加熱する。加熱板９を積層された鉄芯に接触させる面は１面だけでも良いが、昇温効率を上げるためには、３面とも接触させた方が良い。また、その後、加圧装置の加圧シリンダー７によって加圧されながら同時に加熱装置９によって加熱され、接着被膜が接着能を発揮する温度２００℃まで昇温される。
【００１６】
［実施例２］
モーターコアの単位鉄芯形状に接着被膜を有する電磁鋼板１１を打抜き積層し予備加熱した後移送する直前状態の断面図を図２に示す。打抜き金型の雄型１２によって打ち抜かれた単位鉄芯は、打抜き金型の雌型１３の下方に設置された受け台２０の上に積層される。積層された鉄芯１５は、積層位置近傍に設置した予備加熱部２１によって予備加熱され、所定枚数積層したところで、移送装置の支持棒１６によって移送台１４の上を実施例１の加熱板９と同様の構造を持つ加熱装置の加熱板１９の位置まで移送され、加圧装置の受け台１８の上に積層端面が揃えられた状態に移送される。その後、加圧装置の加圧シリンダー１７によって加圧されながら同時に加熱板１９によって加熱され、接着被膜が接着能を発揮する温度２００℃まで昇温される。固着された鉄芯は次工程に送付される。
【００１７】
［実施例３］
モーターコアの単位鉄芯形状に接着被膜を有する電磁鋼板２２を打抜き積層し予備加熱した後移送する直前状態の断面図を図３に示す。打抜き金型の雄型２３によって打ち抜かれた単位鉄芯は打抜き金型の雌型２４の下方に設置された受け台３１の上に積層される。積層された鉄芯２６は所定枚数積層したところで、移送装置の支持棒２７によって移送台２５の上を加圧装置の受け台２９まで移送される。この時受け台２９は移送台２５とほぼ同じ高さに位置しており、その上に当て板３０と支持棒２７により積層端面が揃えられた鉄芯２６が保持される。その後、加圧装置の加圧シリンダー２８が下降し鉄芯２６を加圧すると受け台２９も下降し、鉄芯２６が誘導加熱装置の誘導加熱コイル３２の中心に位置するところで停止する。その後鉄芯２６は加圧されながら同時に加熱され、接着被膜が接着能を発揮する温度２００℃まで昇温される。固着された鉄芯は次工程に送付される。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、積層鉄芯の打抜きラインにて連続的に鉄芯を固着することが可能であり、従来の加熱炉を用いた固着でないので、短時間に接着被膜を有する電磁鋼板を接着でき、また積層端面を容易に揃えることができ鉄芯の固着工程の作業性が大幅に向上するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法における接着被膜を有する電磁鋼板を単位鉄芯に打抜き、積層し移送する直前の積層状態を示す。
【図２】本発明方法における接着被膜を有する電磁鋼板を単位鉄芯に打抜き、積層し移送する直前の状態を示す。
【図３】本発明方法における接着被膜を有する電磁鋼板を単位鉄芯に打抜き、積層し移送する直前の状態を示す。
【符号の説明】
１、１１、２２    フープ状の電磁鋼板
２、１２、２３    打抜き金型の雄型
３、１３、２４    打抜き金型の雌型
４、１４、２５    積層鉄芯の移送台
５、１５、２６    積層状態の単位鉄芯
６、１６、２７    移送装置の支持棒
７、１７、２８    加圧装置の加圧シリンダー
８、１８          加圧装置の受け台
９、１９          加熱装置の加熱板
１０、２０、３１    単位鉄芯の積層受け台
２１                予備加熱装置
２９                昇降機能を持つ加圧装置の受け台
３０                積層鉄芯当て板
３２                誘導加熱コイル
【図１】
0003569440.tif 000002
【図２】
0003569440.tif 000003
【図３】
0003569440.tif 000004