(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
素材となる金属板をプレス加工にて打ち抜くことにより断面矩形の棒状コイル鉄心を製造する方法であって、
金属板の棒状鉄心を形成する予定領域の両脇に矩形の穴抜き加工を施して目的とするコイル鉄心よりも太幅の棒状部分を抜き残し形成する予備抜き工程と、
前記予備抜き工程にて抜き残し形成された棒状部分の長手方向に沿う両側縁部の肉を長手方向のほぼ全長にわたり上下からつぶすことにより、上下の角部に対応する上下の曲面状綾部と、板厚方向の中間部において前記予備抜き穴へ向けて膨出する左右の突条部とを同時に形成するコーナ処理工程と、
前記コーナ処理工程で棒状部分の左右両側面から膨出形成された左右の突条部を上下からさらにつぶすことにより、左右の薄肉化突条部を形成する上下つぶし工程と、
前記上下つぶし工程で棒状部分の左右両側面に形成された薄肉化突条部をせん断することにより、目的とするコイル鉄心に相当する棒状部分を形成するせん断工程と、
を具備することを特徴とするコイル鉄心の製造方法。
【請求項２】
前記コーナ処理工程と前記上下つぶし工程とは同一の金型を使用して１工程で完了されることを特徴とする請求項１に記載のコイル鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば基板搭載用超小型リレーのソレノイド等として好適な直巻き用コイル鉄心の製造方法にかかり、特に、巻き線作業に際する線切れ率を低減できる周面が滑らかな直巻きコイル用のコイル鉄心の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今、電子部品実装基板の薄型化要請のために、高さが１〜２ｍｍ程度の基板搭載用超小型リレーの開発が進められている。従来、この種の小型リレーのソレノイドは、棒状鉄心の上にスプールを被せ、その上に巻き線を施す構成が採用されているが、これでは電気磁気的に意味をなさないスプールの厚さ分だけ製品全体の高さが増すこととなる。そのため、スプールを介在することなく、鉄心に直接に巻き線を施すようにした直巻きコイルの採用が望まれている。
【０００３】
この種の直巻きコイル用のコイル鉄心として重要な点は、その全長に亘り周面が滑らかでかつ鋭い突起等が存在しないことである。その理由は、例えば直径が２０μｍ程度の極めて細い電線が使用されるため、自動巻き線機による巻き線作業の際に、巻き線切れを生ずる確率が高くなるからである。しかし、素材となる純鉄や珪素鋼板の薄板（例えば、０．６ｍｍ程度）から、そのような棒状鉄心を単純な打ち抜き加工にて製造することは容易なことではない。
【０００４】
従来のコイル鉄心製造方法の一例が図７に示されている。なお、この図面は、加工途中にある素材板（例えば、厚さ０．６ｍｍの純鉄板）を棒状鉄心の軸と直交する面にて切断した断面を概略的に示している。先ず最初に、同図（ａ）に示される予備抜き工程では、素材板上の棒状鉄心予定位置１００の両脇に予備抜き処理を施して予備抜き穴１０１，１０２を形成する。続いて、同図（ｂ）に示されるせん断加工工程では、鉄心となるべき棒状部分の両側面を平滑にするために、予備抜き穴１０１，１０２に挟まれる棒状鉄心予定位置１００の両側縁部にシェービング加工を施す。なお、この状態にては、鉄心となるべき棒状部分（棒状鉄心予定位置１００に相当）は図示しない繋ぎ桟にて素材板に結合されている。続いて、同図（ｃ）に示されるコーナ処理工程では、前の工程で得られた断面矩形の棒状部分の４つの綾１００ａ〜１００ｄに対してプレス加工により丸みが付与される。続いて、同図（ｄ）に示されるせん断加工工程では、せん断処理にて図示しない繋ぎ桟を切断することにより、素材板から分離された個片としての棒状鉄心１０３が完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７（ａ）〜図７（ｄ）に示される従来の鉄心製造方法にあっては、同図（ｂ）に示されるせん断加工工程において、素材板の板厚全長（この例にあっては、０．６ｍｍ）に亘って一息にシェービング加工を行うことから、シェービング加工後にあっても、棒状部分の両側面１００ｃ，１００ｄにはかなりの幅に亘ってせん断しきれずに残された破断面が露出する。この破断面は表面が酷く荒れており、最終製品たる棒状鉄心１０３の両側面１０３ａ，１０３ｂにもそのまま残されるため、鉄心の周囲に巻き線を施すに際して線切れ発生の原因となる。
【０００６】
この発明は、従来のコイル鉄心製造方法における上記の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、巻き線作業に際する線切れ発生率を低減できる鉄心の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この出願の請求項１に記載の発明は、素材となる金属板をプレス加工にて打ち抜くことにより断面矩形の棒状コイル鉄心を製造する方法であって、
金属板の棒状鉄心を形成する予定領域の両脇に矩形の穴抜き加工を施して目的とするコイル鉄心よりも太幅の棒状部分を抜き残し形成する予備抜き工程と、
前記予備抜き工程にて抜き残し形成された棒状部分の長手方向に沿う両側縁部の肉を長手方向のほぼ全長にわたり上下からつぶすことにより、上下の角部に対応する上下の曲面状綾部と、板厚方向の中間部において前記予備抜き穴へ向けて膨出する左右の突条部とを同時に形成するコーナ処理工程と、
前記コーナ処理工程で棒状部分の左右両側面から膨出形成された左右の突条部を上下からさらにつぶすことにより、左右の薄肉化突条部を形成する上下つぶし工程と、
前記上下つぶし工程で棒状部分の左右両側面に形成された薄肉化突条部をせん断することにより、目的とするコイル鉄心に相当する棒状部分を形成するせん断工程と、
を具備することを特徴とするコイル鉄心の製造方法にある。
【０００８】
この出願の請求項２に記載の発明は、前記コーナ処理工程と前記上下つぶし工程とは同一の金型を使用して１工程で完了されることを特徴とする請求項１に記載のコイル鉄心の製造方法にある。
【０００９】
そして、この発明によれば、鉄心各綾部へのコーナ処理並びにつぶし加工処理により板厚方向のせん断面の長さが確保でき、また後でせん断加工する部分の板厚はコーナ処理並びにつぶし加工によって薄くなり、シェービング加工等のせん断加工においてせん断面長さ及び面粗度の確保が容易にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本発明にかかるコイル鉄心の製造方法の実施の一形態（以下、第１の実施の形態と言う）が図１（ａ）〜図１（ｄ）に示されている。なお、この図面は、従来例の説明と同様に、加工途中にある素材板（例えば、厚さ０．６ｍｍの純鉄板）を予定される棒状鉄心の軸と直交する面にて切断した断面を概略的に示している。先ず最初に、同図（ａ）に示される予備抜き工程では、素材板上の棒状鉄心予定位置１の両脇に予備抜き処理を施して予備抜き穴２，３を形成する。なお、この状態では、素材板上の棒状鉄心予定位置１は図示しない繋ぎ桟により素材板に繋がれている。
【００１２】
続いて、同図（ｂ）に示されるコーナー処理工程では、鉄心となるべき断面矩形の棒状部分１ａの４つの綾部に丸みを付けるために、予備抜き穴２，３に挟まれる棒状鉄心予定位置１の両側縁部の上下に、上下からのプレス加工により所定曲率（例えば、曲率０．１ｍｍ程度）の丸みを帯びた表面滑らかな曲面部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを付与する。なお、曲面部４ａ〜４ｄを形成するために行われる上下からのプレス加工に伴い、上下のプレス型に挟まれた素材はそのプレス型の水平押圧面に沿って左右両側方へと移動（延出）し、これにより鉄心となるべき棒状部分１ａの両側面にはそれぞれ側方へと図中水平に突出する左右の突出部５ａ，５ｂが形成される。
【００１３】
続いて、同図（ｃ）に示される上下つぶし工程では、同図（ｂ）にて示される先の工程にて形成された左右の突出部５ａ，５ｂをプレス加工により上下からつぶすことにより、それら突出部５ａ，５ｂの厚さＤ１をさらに薄くする。具体的な一例としては、素材板の板圧Ｄ０を０．６ｍｍとした場合、突出部の厚さＤ１は０．１ｍｍ程度に薄くされる。なお、この上下つぶし工程にて棒状部分１ａの両側面に生ずる垂直面６ａ，６ｂは表面平滑なせん断面となっている。
【００１４】
続いて、同図（ｄ）に示されるせん断工程では、上下方向のせん断加工により左右の突出部５ａ，５ｂの付け根を切断することにより、鉄心となるべき棒状部分１ａを素材板から分離して、目的とするコイル鉄心を完成する。
【００１５】
このようにして得られたコイル鉄心の周面性状を観察すると、その上下の面は素材板の表面と裏面とであるから平滑なことは勿論のこと、その４つの綾部についてはプレス加工にて形成された曲面部４ａ〜４ｄであるから表面は滑らかである。また、左右の側面については、図中略上半分の部分については、上下つぶし工程（ｄ）で生じたせん断面の露出する垂直面６ａ，６ｂであるからこれについても平滑である。さらに、左右の突出部５ａ，５ｂが切断除去された図中略下半分の部分については、僅か０．１ｍｍ程の厚さ部分をせん断加工により切り落としたのであるから、その切断痕はそのほぼ全幅に亘って表面が滑らかなせん断面となる。仮に、破断面が残されたとしても、見た目には極めて細い線としてしか認められない程度の僅かな面積に過ぎず、全体としては直巻き用コイル鉄心としての実用上の面粗度を十分に満足している。そのため、こうして得られたコイル鉄心の周面は極めて平滑なものとなり、巻き線作業に際する線切れ率を著しく低減できる。加えて、この方法によれば、▲１▼鉄心各綾部へのコーナ処理加工とせん断面の面粗度確保のためのシェービング加工とを別工程にする必要がなくなること、▲２▼材料歩留まりにおいても、繋ぎ桟をコイル巻き線部付近の箇所で行える点で有利であること、▲３▼同一工程内で加工ができるため加工費や管理費等が削減できること、等の効果もある。
【００１６】
本発明にかかるコイル鉄心の製造方法の他の実施の一形態（以下、第２の実施の形態と言う）が図２（ａ）〜図２（ｃ）に示されている。この第２の実施形態の特徴は、第１の実施形態の方法におけるコーナ処理工程（図１（ｂ））と上下つぶし工程（図１（ｃ））とを１つの工程にて同時に実施している点にある。なお、図１（ａ）〜（ｄ）と同一工程部分には同符号を付している。
【００１７】
すなわち、図２（ｂ）に示されるコーナ処理及び上下つぶし工程では、図１（ｂ）並びに図１（ｃ）に示される２つの工程が単一の成形型を用いて１工程で完了される。そのため、この方法によれば、図１に示される方法に比べて、その分だけ工数を削減することができる。
【００１８】
【実施例】
以下に、本発明にかかるコイル鉄心の製造方法の一実施例を図３〜図５を参照してより詳細に説明する。なお、この製造方法では、素材板７として板厚０．６ｍｍの帯状の純鉄板若しくは珪素鋼板が使用される。
【００１９】
先ず、最初の工程では、図３（ａ）に示されるように、素材板７上に鉄心となるべき棒状部分８を位置決めし、この棒状部分８を挟むようにしてその両脇に矩形の打ち抜き穴Ｈ１，Ｈ２（図中ハッチングで示す）を形成する。
【００２０】
続く工程では、図３（ｂ）に示されるように、先に形成された打ち抜き穴Ｈ１，Ｈ２の前後に、繋ぎ桟の幅相当の僅かの線状隙間を隔てて打ち抜き穴Ｈ３，Ｈ４と打ち抜き穴Ｈ５，Ｈ６を形成することにより、素材板７に棒状部分８を保持させるための４本の繋ぎ桟９ａ〜９ｄを形成する。
【００２１】
続く工程では、図３（ｃ）に示されるように、棒状部分８の両側縁部１０ａ，１０ｂにコーナ処理並びに上下つぶし処理工程を兼ねる上下からのプレス加工（図２（ｂ）の工程に相当）を施すことにより、棒状部分８の４つの綾部への面取り加工（図２中における４ａ〜４ｄに相当）、並びに、左右突出部のつぶし加工（図２中における５ａ，５ｂに相当）を同時に行う。この際、つぶし加工により潰された部分の厚さは０．１ｍｍ程度に薄くなっている。
【００２２】
続く工程では、図４（ａ）に示されるように、棒状部分８の両端部を規制するために、棒状部分８の軸方向両端部に矩形の大きな打ち抜き穴Ｈ７，Ｈ８を形成する。これらの打ち抜き穴Ｈ７，Ｈ８は、４本の繋ぎ桟９ａ〜９ｄを形成する４個の穴Ｈ３，Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６と一部隣接する大きさに設定されている。
【００２３】
続く工程では、図４（ｂ）に示されるように、打ち抜き穴Ｈ７と打ち抜き穴Ｈ３，Ｈ５の境界部分、並びに、打ち抜き穴Ｈ８と打ち抜き穴Ｈ４，Ｈ６との境界部分を切除することにより、それらの穴をより大きな面積を有する打ち抜き穴Ｈ９，Ｈ１０に成長させることにより、鉄心となるべき棒状部分８の両端所定長さ部分を将来折り曲げるための自由端とする。
【００２４】
続く工程では、図４（ｃ）に示されるように、先の工程にて形成された自由端を紙面と垂直な方向へと略直角に折り曲げることにより、鉄心となるべき棒状部分の両端部に折り曲げ部８ａ，８ｂを形成する。これにより、鉄心となるべき棒状部分８は全体として略コの字型乃至Ｃ型になる。
【００２５】
続く工程では、図５（ａ）に示されるように、先に図２（ｃ）の工程にて０．１ｍｍ程度に薄肉化された棒状部分８の両側縁部１０ａ，１０ｂと棒状部分８とをせん断加工により分離することにより（図２（ｃ）の工程に相当）、図５（ｂ）に示されるコイル鉄心１１を完成する。
【００２６】
このようにして製作されたコイル鉄心１１の周面性状を観察すると、その上下の面Ａ１，Ａ２は素材板７の表面と裏面とであるから平滑なことは勿論のこと、その４つの綾部Ｂ１〜Ｂ４についてはプレス加工にて形成された曲面部であるから表面は滑らかである。また、左右の側面Ｃ１，Ｃ２については、図中略上半分の部分については、プレス加工で生じたせん断面の露出する垂直面であるからこれについても平滑である。さらに、図中略下半分の部分については、僅か０．１ｍｍ程の厚さ部分をせん断加工により切り落としたのであるから、その切断痕はそのほぼ全幅に亘って表面が滑らかなせん断面となる。仮に、破断面が残されたとしても、見た目には極めて細い線としてしか認められない程度の僅かな面積に過ぎず、全体としては直巻き用コイル鉄心としての実用上の面粗度を十分に満足している。そのため、こうして得られたコイル鉄心の周面は極めて平滑なものとなり、巻き線作業に際する線切れ率を著しく低減できる。
【００２７】
最後に、従来方法による棒状鉄心の側面性状と本発明方法による棒状鉄心の側面性状とをそれぞれ図６（ａ），（ｂ）の図面代用写真により示す。それらの写真から明らかなように、本発明方法による鉄心の側面性状は従来方法によるそれに比して明らかに平滑さに優れることが容易に理解されるであろう。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、鉄心各綾部へのコーナ処理並びにつぶし加工処理により板厚方向のせん断面の長さが確保でき、また後でせん断加工する部分の板厚はコーナ処理並びにつぶし加工によって薄くなり、シェービング加工等のせん断加工においてせん断面長さ及び面粗度の確保が容易にできる。そのため、巻き線作業に際する線切れ発生率を低減できる直巻き用コイル鉄心を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる方法の第１実施形態を示す工程図である。
【図２】本発明にかかる方法の第２実施形態を示す工程図である。
【図３】本発明にかかる方法の一実施例を示すより詳細な工程図である。
【図４】本発明にかかる方法の一実施例を示すより詳細な工程図である。
【図５】本発明にかかる方法の一実施例を示すより詳細な工程図である。
【図６】従来方法による棒状鉄心の側面性状と本発明方法による棒状鉄心の側面性状とを比較して示す図面代用写真である。
【図７】従来方法を示す工程図である。
【符号の説明】
１                素材板上の棒状鉄心予定位置
１ａ              鉄心となるべき棒状部分
２，３            予備抜き穴
４ａ〜４ｄ        曲面部
５ａ，５ｂ        突出部
６ａ，６ｂ        垂直面
７                素材板
８                鉄心となるべき棒状部分
８ａ，８ｂ        棒状部分の両端部
９ａ〜９ｄ        繋ぎ桟
１０ａ，１０ｂ    棒状部分の両側縁部
１１              コイル鉄心
Ｈ１〜Ｈ１１      打ち抜き穴
Ａ１              コイル鉄心の上面
Ａ２              コイル鉄心の下面
Ｂ１〜Ｂ４        コイル鉄心の綾部
Ｃ１，Ｃ２        コイル鉄心の側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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