(57)【要約】【課題】  軟磁性合金薄帯を用いて、安定した均一な特性並びに高歩留りの品質の積層コアを得ることができ、かつ自動化に適し生産性の向上を図ることが可能な積層コアの製造方法及び装置を実現する【解決手段】  アモルファス磁性合金薄帯１から金型１３で打抜いた所定形状の複数枚の磁性合金シート２を、パレット２０の下枠２２内で整列、積層するとともにパレットの上枠２３で蓋をした状態で、洗浄工程、積層方向への加圧工程、熱処理工程、接着剤注入工程、接着剤硬化工程の順に搬送してブロック状シート積層体３を形成し、前記パレット２０より取り出したブロック状シート積層体３を切断装置６０により、所定厚みの積層コア４として切断する【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性合金薄帯から金型で打抜いた所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを、パレットの下枠内で整列、積層するとともにパレットの上枠で蓋をした状態で、洗浄工程、積層方向への加圧工程、熱処理工程、接着剤注入工程、接着剤硬化工程の順に搬送してブロック状シート積層体を形成し、前記パレットより取り出したブロック状シート積層体を切断手段により、所定厚みの積層コアとして切断することを特徴とする積層コアの製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程では、前記パレット内の複数枚の軟磁性合金シートを、該軟磁性合金シート相互間、及び該軟磁性合金シートと前記パレット間に隙間を設けた状態で洗浄する請求項１記載の積層コアの製造方法。
【請求項３】
前記積層方向への加圧工程では、回転トルクを締め付け方向の圧力に変換するトルク締め装置内に前記パレットを配置し、前記パレット内の複数枚の軟磁性合金シートの積層方向に一定圧力を加えた状態として、前記熱処理工程で熱処理する請求項１又は２記載の積層コアの製造方法。
【請求項４】
前記パレットの少なくとも上枠に抜き穴が形成されており、前記接着剤注入工程では、前記抜き穴より前記パレット内にディスペンサーにより接着剤を注入し、その後、接着剤硬化工程では硬化炉を通して硬化させる請求項１，２又は３記載の積層コアの製造方法。
【請求項５】
軟磁性合金薄帯から金型で打抜いて所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを形成するシート打抜機と、
前記所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを下枠と上枠とで保持するパレットと、
前記パレットを収納して回転トルクを締め付け方向の圧力に変換するトルク締め装置と、
前記パレットを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の搬送経路に設けられて前記パレット内の軟磁性合金シートの洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥器、前記トルク締め装置で前記パレット内の複数枚の軟磁性合金シートの積層方向に一定圧力を加えた状態で熱処理する熱処理炉、熱処理後に接着剤を前記パレット内に注入するディスペンサー、及び接着剤を硬化させる硬化炉と、
前記硬化炉で硬化処理されたブロック状シート積層体を所定厚さに切断する切断手段とを備えたことを特徴とする積層コアの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気、電子機器に表面実装される低背型コイル部品等に用いるアモルファス磁性合金に代表される微結晶軟磁性合金シートの積層コアの製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピューターを始めとした電子機器においては、省電力化、軽薄短小化のニーズに伴い、電源部であるＤＣ／ＤＣコンバーター或いはＤＣ／ＡＣインバーターにおいては、変換時の周波数が高まってきている。このため、ＤＣ／ＤＣコンバーター或いはＤＣ／ＡＣインバーター内で使用されるインダクタやトランス等の磁気鉄心として、透磁率並びに飽和磁束密度が高く、鉄損が少ないアモルファス磁性合金のような微結晶軟磁性合金薄帯を所定形状に打抜いたシートを積層してなる積層コアの使用が提案されている。
【０００３】
しかし、アモルファス磁性合金薄帯の場合、厚みが１０μｍ〜数１０μｍ程度と薄い為に、その薄帯を所定形状に打抜いたシートとして積層する積層コアを安定した均一な特性並びに高歩留りの品質をもって、自動化に適した工程で製造することは容易ではない。
【０００４】
アモルファス磁性合金薄帯を用いた積層コアの製造方法或いはこのような積層コアを用いたコイル部品の組立方法についての公知文献として、下記特許文献１乃至特許文献５がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５７−１３０４０６号公報
【特許文献２】特開昭５７−３５３０８号公報
【特許文献３】特開平３−１９４９０７号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９０３９号公報
【特許文献５】特開平２００１−１２６９２７号公報  特許文献１はアモルファス磁性合金薄帯を複数枚重ねて加圧成形後に、金型装置内で所定の形状に打抜く方法である。  特許文献２はアモルファス磁性合金薄帯をガラス質で接着する際に、同時に焼鈍処理を施す方法である。  特許文献３はアモルファス磁性合金薄帯を複数枚重ねて加圧成形後に、所定のコア形状に打抜いたり、１枚ずつ個々に所定のコア形状に打抜いた後に、複数枚重ねて加圧成形したりする方法であるが、具体的な自動化製造ラインに適した製造工程の開示はない。  特許文献４及び５はアモルファス磁性合金シートの積層コア構造体に空心コイルを装着し、低背型表面実装コイル部品を構成するものであり、積層コアの具体的な製法を開示するものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明では、軟磁性合金薄帯を用いて、安定した均一な特性並びに高歩留りの品質の積層コアを得ることができ、かつ自動化に適し生産性の向上を図ることが可能な積層コアの製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層コアの製造方法は、軟磁性合金薄帯から金型で打抜いた所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを、パレットの下枠内で整列、積層するとともにパレットの上枠で蓋をした状態で、洗浄工程、積層方向への加圧工程、熱処理工程、接着剤注入工程、接着剤硬化工程の順に搬送してブロック状シート積層体を形成し、前記パレットより取り出したブロック状シート積層体を切断手段により、所定厚みの積層コアとして切断することを特徴としている。
【０００９】
前記積層コアの製造方法において、前記洗浄工程では、前記パレット内の複数枚の軟磁性合金シートを、該軟磁性合金シート相互間、及び該軟磁性合金シートと前記パレット間に隙間を設けた状態で洗浄するとよい。
【００１０】
前記積層方向への加圧工程では、回転トルクを締め付け方向の圧力に変換するトルク締め装置内に前記パレットを配置し、前記パレット内の複数枚の軟磁性合金シートの積層方向に一定圧力を加えた状態として、前記熱処理工程で熱処理するとよい。
【００１１】
積層方向に一定圧力を加えた状態で熱処理を行うことで、安定した均一な特性を持つ積層コアを得ることができる。
【００１２】
前記パレットの少なくとも上枠に抜き穴が形成されており、前記接着剤注入工程では、前記抜き穴より前記パレット内にディスペンサーにより接着剤を注入し、その後、接着剤硬化工程では硬化炉を通して硬化させる構成であってもよい。
【００１３】
本発明に係る積層コアの製造装置は、軟磁性合金薄帯から金型で打抜いて所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを形成するシート打抜機と、
前記所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを下枠と上枠とで保持するパレットと、
前記パレットを収納して回転トルクを締め付け方向の圧力に変換するトルク締め装置と、
前記パレットを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の搬送経路に設けられて前記パレット内の軟磁性合金シートの洗浄及び乾燥を行う洗浄・乾燥器、前記トルク締め装置で前記パレット内の複数枚の軟磁性合金シートの積層方向に一定圧力を加えた状態で熱処理する熱処理炉、熱処理後に接着剤を前記パレット内に注入するディスペンサー、及び接着剤を硬化させる硬化炉と、
前記硬化炉から硬化処理されたブロック状シート積層体を所定厚さに切断する切断手段とを備えた構成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、軟磁性合金薄帯から金型で打抜いた所定形状の複数枚の軟磁性合金シートを、パレットで保持して、洗浄工程、積層方向への加圧工程、熱処理工程、接着剤注入工程、接着剤硬化工程の順に搬送してブロック状シート積層体を形成するため、自動化ラインに適した製造方法及び装置とすることが可能である。また、ブロック状シート積層体からは要求に応じて任意の厚さの積層コアを切断、分離することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、積層コアの製造方法及び装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１乃至図５を用いて本発明に係る積層コアの製造方法及び装置の実施の形態を説明する。図１は軟磁性合金薄帯としてのアモルファス磁性合金薄帯を用いた積層コアを組立加工する工程を説明する為のライン構成図、図２はコア組立ラインの工程フロー図、図３はコア組立ラインで使用する組立用パレット及びこれを収納するトルク締め装置の概略構成を示す横断面図、図４は前記パレットを収納したトルク締め装置の平面図、図５はブロック状シート積層体を所定厚みに切断するための切断手段としての切断装置の概略構成及びブロック状シート積層体から切り出された積層コアを示す説明図である。
【００１７】
図１及び図２において、リール１１から繰出されるアモルファス磁性合金薄帯１は金型１３を備えたシート打抜機１２でＥ型のアモルファス磁性合金シート（箔又は薄板）２として打抜き形成され、整列ボックス１４にシート２の表裏を揃えて一定方向に整列収納される（図２の打抜工程＃１が行われる。）。
【００１８】
前記整列ボックス１４内にＥ型のアモルファス磁性合金シート２が整列状態で例えば千枚程度貯まったら、アモルファス磁性合金シート２の整列群は組込用クランパー（把持手段）１５により搬送手段としてのコンベア２４（チェーンコンベア等の耐熱コンベア）上に搭載されている図３の組立用パレット２０の下枠２２内に移載され（組み込まれ）、表裏を揃えて一定方向に整列、配置される。コンベア２４上でＥ型のアモルファス磁性合金シート２を整列配置したパレット下枠２２は順次間欠搬送され、パレット２０の上枠２３により蓋をされる。
【００１９】
図３のパレット２０の構造を示す断面図からわかるように、パレット２０は下枠２２と上枠２３とを具備し、パレット２０の下枠２２はアモルファス磁性合金シート２の整列群を支える底面部及び該シート２の整列群の両側を規制する側面部とからなり、底面部の幅方向中間位置に抜き穴２２ａを有している。また、パレット２０の上枠２３は幅方向中間位置に抜き穴２３ａを有するとともにＥ型のアモルファス磁性合金シート２の両側の肩のアール部（Ｒ部）の位置を規制するテーパー面２３ｂを左右両側に有している。そして、上枠２３により蓋をすることで、シート２の飛び出しを防止出来、上枠２３のテーパー面２３ｂでシート２の両側の肩のアール部を規制することでシート２の高さ方向のバラツキを低減させることが出来る。なお、アモルファス磁性合金シート２は数千枚単位で整列されてパレット２０に収納保持される。
【００２０】
アモルファス磁性合金シート２の整列群をパレット２０（下枠２２及び上枠２３）で保持した状態（まだトルク締め装置には収納されていない）で、コンベア２４により洗浄・乾燥器２５に搬送され、前記打抜工程＃１でアモルファス磁性合金シート２に付着した打抜き油等が洗浄液で洗い落とされた後、乾燥される（図２の洗浄工程＃２が行われる）。この洗浄工程＃２において、アモルファス磁性合金シート２相互間に隙間を設け（密着させないでおき）、かつパレット２０の下枠２２とアモルファス磁性合金シート２の整列群との間に予めスペーサを入れておき、パレット２０とアモルファス磁性合金シート２の整列群との間にも遊び（隙間）を持たせることで、洗浄液による洗浄（シャワー洗浄等）を効果的に行う構成が好ましい。
【００２１】
図４のように、洗浄・乾燥後のＥ型のアモルファス磁性合金シート２の整列群を収納したパレット２０はアモルファス磁性合金シート２を積層方向に密着させるために、トルク締め装置３０に収納され（装置３０の内側に配置され）、トルクモーター３８によりトルク締め装置３０を一定トルクで締め付けることでパレット内のアモルファス磁性合金シート２の整列群は積層方向に一定圧力で加圧される（図２の加圧密着工程＃３が行われる）。なお、トルクモーター３８により一定トルクで締め付けるものとしたが、トルク締め装置３０側にトルクレンチ機構を設けて、一定トルクを超えるトルクが伝達されない構成として、締め付けトルクを一定に維持する機構としてもよい。
【００２２】
アモルファス磁性合金シートの加圧密着工程で用いるトルク締め装置３０は、図３に示したパレット２０を収納する外枠体３１と、図４のように外枠体３１の底面部に固定されたナット部３２と、ナット部３２に螺合する螺子部分を一体に有するトルク駒３３と、トルク駒３３の先端部に設けられる締付け押板３４（但しトルク駒３３とともに回転しないように遊着されている）と、トルク駒３３を回転させるために係合している螺子部材３５とを備えている。そして、一定トルクを発生するトルクモーター３８の回転駆動軸先端で螺子部材３５及びこれに連動するトルク駒３３を回転させることで、締付け押板３４を前進させて、パレット２０の下枠２２及び上枠２３で保持されているアモルファス磁性合金シート２の整列群を押圧用スペーサを介して一定圧力で締め付けて相互に密着させる。
【００２３】
図２の加圧密着工程＃３が終了したパレット２０内のアモルファス磁性合金シート２の整列群はトルク締め装置３０に収納された状態（一定圧力で締め付けられた状態）で、コンベア２４により熱処理炉４０内に搬送され、一定加圧状態で焼鈍熱処理が施される（図２の焼鈍熱処理工程＃４が行われる）。この焼鈍熱処理は、アモルファス磁性合金シート２の磁気特性を向上させることに役立つ。
【００２４】
次に、一定加圧状態で焼鈍処理を施されたアモルファス磁性合金シート２の整列群を固着させる為に、ディスペンサー４１を用い、パレット２０の上枠２３の抜き穴２３ａを介して熱硬化性の接着剤をアモルファス磁性合金シート２の整列群に対して注入する（図２の接着剤注入工程＃５が行われる。）。なお、必要ならばパレット２０を反転又は横転して下枠２２側又は側面側からの接着剤の注入も併用してもよい。
【００２５】
図２の接着剤注入工程＃５が終了した後、アモルファス磁性合金シート２の整列群を収納したパレット２０を、コンベア２４により硬化炉５０内に搬送し、接着剤を硬化（固化）させて、パレット２０内のアモルファス磁性合金シート２の整列群を接着剤で接着一体化したＥ型のブロック状シート積層体が得られる（図２の接着剤硬化工程＃６が行われる。）。
【００２６】
接着剤硬化工程＃６を終えた段階で、トルク締め装置３０からパレット２０が取出され、更に、パレット上枠２３も外され、コンベア２４上のパレット下枠２２内のＥ型のブロック状シート積層体３は取出用クランパー５２により、切断手段としての切断装置６０上に移載される（図２の取出工程＃７が行われる。）。
【００２７】
図５はＥ型のブロック状シート積層体３の切断装置６０であって、（Ａ）は切断直前、（Ｂ）は切断動作中をそれぞれ示す側面図である。Ｅ型のブロック状シート積層体３の積層方向の一方をスプリング機構６１で付勢されたワーク押さえ部材６２で押さえ、他方をスプリング機構６３で付勢された位置決めバー６４で押さえた状態で、ブロック状シート積層体３の長手方向に対し直角方向に上下機構６５により刃６６を上下動させブロック状シート積層体３を切断することが出来る。ここで、上下機構６５にはローラー６７が回転自在に設けられ、このローラー６７が当接する傾斜板６８が前記位置決めバー６４に固着されている。
【００２８】
この場合、図５（Ａ）のように、刃６６がブロック状シート積層体３に接触する前は、ワーク押さえ部材６２と位置決めバー６４によってブロック状シート積層体３は保持されているが、図５（Ｂ）のように、刃６６が下方に下がりブロック状シート積層体３の切断が進むにつれて、ローラー６７が位置決めバー６４側の傾斜板６８を押圧し、ブロック状シート積層体３の端面と位置決めバー６４の間にギャップを生じさせ、円滑な切断加工を可能としている。この刃６６の下降動作により図５（Ｃ）のブロック状シート積層体３から図５（Ｄ）に示す所定厚み（特性規格内寸法の）の積層コア４が切断分離される（切り出される）。また、図５（Ａ）〜（Ｂ）の切断動作を繰り返すことで多数個の積層コア４を切り出すことができる（図２の切断工程＃８が行われる。）。
【００２９】
図１では図示していないが、図２に示すように、切断工程＃８の後、仕上工程＃９で切断に伴うバリ等を除去して積層コア４が最終的に完成する。１例として、約２０μｍのアモルファス磁性合金シートを約７５枚重ね合わせて接着することで、１．５ｍｍの積層コアが得られる。
【００３０】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３１】
(1)  軟磁性合金としてのアモルファス磁性合金薄帯１を金型で所定形状に打抜いたアモルファス磁性合金シートが、パレット２０内に整列状態で収納され、この状態で洗浄工程＃２、加圧密着工程＃３、焼鈍熱処理工程＃４、接着剤注入工程＃５及び接着剤硬化工程＃６の処理を順次行ってブロック状シート積層コアを作製した後、所定の厚さに切断する製法とすることにより、積層コアの製造工程の自動化を図ることができ、製造リードタイムの短縮化、ひいては製造コストの低減が図れる。
【００３２】
(2)  アモルファス磁性合金薄帯１を金型で所定形状に打抜いたアモルファス磁性合金シートを、パレット２０内に入れて整列・積層後、一定圧力で密着させて焼鈍熱処理、接着剤注入、硬化処理を行うため、安定した均一な特性を持ち、品質が向上した積層コアが高い歩留まりで得られる。
【００３３】
(3)   アモルファス磁性合金薄帯１を金型で所定形状に打抜いたアモルファス磁性合金シートに付着する機械油等の汚れを洗浄工程＃２で除去でき、この点でも品質の安定化を図ることができる。
【００３４】
上記の如き実施の形態ではＥ型形状の積層コアを作製する場合を例にとって説明したが、Ｉ型やＵ型の積層コアを作製する場合にも本発明は適用できる。
【００３５】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明により得られる積層コアは、ノート型パーソナルコンピューターを始めとした電子機器の電源部に用いられるＤＣ／ＤＣコンバーター或いはＤＣ／ＡＣインバーター等（特に電流容量の大きい用途）のトランスやチョークコイル用磁気コアとして好適に利用可能である
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る積層コアの製造方法及び装置の実施の形態であって、積層コア組立ラインの概要説明図である。
【図２】実施の形態の場合における積層コアの製造工程フロー図である。
【図３】前記積層コア組立ラインで使用する組立用パレット及びこれを収納するトルク締め装置の概略構成を示す横断面図である。
【図４】前記トルク締め装置の平面図である。
【図５】実施の形態で用いるブロック状シート積層体の切断装置の概略構成、及びブロック状シート積層体から切り出された積層コアを示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
＃１  打抜工程
＃２  洗浄工程
＃３  加圧密着工程
＃４  焼鈍熱処理工程
＃５  接着剤注入工程
＃６  接着剤硬化工程
＃７  取出工程
＃８  切断工程
＃９  仕上工程
１  アモルファス磁性合金薄帯  
２  アモルファス磁性合金シート
３  ブロック状シート積層体
４  積層コア
１１  リール
１２  シート打抜機
１３  金型
１４  整列ボックス
１５  組込用クランパー
２０  組立用パレット
２２  下枠
２３  上枠
２２ａ，２３ａ  抜き穴
２３ｂ  テーパー面
２４  コンベア
２５  洗浄・乾燥器
３０  トルク締め装置
３１  外枠体
３２  ナット部
３３  トルク駒
３４  押板
３５  螺子部材
３８  トルクモーター
４０  熱処理炉
４１  ディスペンサー
５０  硬化炉
５２  取出用クランパー
６０  切断装置
６１，６３  スプリング機構
６２  ワーク押さえ部材
６４  位置決めバー
６５  上下機構
６６  刃
６７  ローラー
６８  傾斜板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005322759.tif 000006
【図５】
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