(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き工程と、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き工程と、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合工程とを有する積層コアの製造方法において、
コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布し、該パンチングオイルが打ち抜き加工部に供給されるようにしたことを特徴とする積層コアの製造方法。
【請求項２】
装置本体が上下金型で構成される製造装置を用いた積層コアの製造方法であって、前記装置本体内で鋼板面にパンチングオイルを塗布することを特徴とする請求項１に記載の積層コアの製造方法。
【請求項３】
スプレーノズルまたは接触式の塗布手段により、鋼板面にパンチングオイルを塗布することを特徴とする請求項１または２に記載の積層コアの製造方法。
【請求項４】
鋼板両面にパンチングオイルを塗布することを特徴とする請求項１〜３に記載の積層コアの製造方法。
【請求項５】
上下金型で構成される装置本体が、鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部と、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き機構部と、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合機構部を有する製造装置において、
装置本体が、さらに、コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布するオイル塗布機構部を有することを特徴とする積層コアの製造装置。
【請求項６】
オイル塗布機構部が、オイルのスプレーノズルまたは接触式のオイル塗布手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の積層コアの製造装置。
【請求項７】
オイル塗布機構部が、鋼板両面にパンチングオイルを塗布するオイル塗布部を備えることを特徴とする請求項５または６に記載の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、軟磁性鋼板などの鋼板を用いた積層コアの製造方法および製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータやトランスなどに使用される積層コア（積層鉄心）を製造する方法として、鋼板を打ち抜いて得られた複数枚のコア材（鉄芯材料）を接着剤で結合し、積層コアとして一体化する方法が知られている（例えば、特許文献１，２）。この方法では、接着剤塗布手段および打ち抜き手段（パンチ・ダイ）を備えた装置内に鋼板を送り込み、まず、鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施した後、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布し、しかる後、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す。打ち抜かれたコア材は、打ち抜き手段（ダイ）の抜き孔内に順次積層され、積層したコア材どうしが上記塗布された接着剤で結合され、これにより複数枚のコア材が接着剤で一体に結合された積層コアが得られる。
【特許文献１】特開２００１−３２１８５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コア材の打ち抜き加工は、潤滑用油（以下、パンチングオイルという）を鋼板面に塗布して行うのが通常あり、パンチングオイルを使用しないで打ち抜き加工を行うと金型（パンチ・ダイ）寿命が短くなり、積層コアを低コストに量産することは難しくなる。しかし、特許文献１，２のような製造方法においてパンチングオイルを使用すると、コア材どうしの接着面にオイルが介在して接着剤の接着強度を低下させ、必要なコア積層強度を維持できなくなる。
特許文献１では、接着剤塗布工程の前にプレス油を除去する油除去工程を設け、接着剤塗布後に打ち抜き工程を設けているが、打ち抜き工程でのパンチングオイルについての記載はなく、また、特許文献２にもパンチングオイルに関する記載はない。したがって、パンチングオイルの使用による金型寿命の確保と、接着剤によるコア材どうしの接着強度の確保を、どのようにして両立させるのかは不明である。
【０００４】
したがって本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、鋼板から打ち抜かれた複数枚のコア材を接着剤で結合し、積層コアとして一体化する製造方法において、パンチングオイルを使用して金型寿命を確保しつつ、コア材どうしの接着強度がパンチングオイルにより低下することがない、高い積層強度を有する積層コアを製造することができる積層コアの製造方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、上述した従来技術の課題を解決すべく検討した結果、コア材にならない鋼板部分の板面にのみパンチングオイルを塗布し、このパンチングオイルが打ち抜き加工部に供給されるようにすることで、コア材どうしの接着強度を低下させることなく、パンチングオイルを使用した打ち抜き加工を行うことができることを見出した。
本発明はこのような知見に基づきなされたもので、その特徴は以下のとおりである。
【０００６】
［1］鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き工程と、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き工程と、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合工程とを有する積層コアの製造方法において、
コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布し、該パンチングオイルが打ち抜き加工部に供給されるようにしたことを特徴とする積層コアの製造方法。
【０００７】
［2］上記［1］の製造方法において、装置本体が上下金型で構成される製造装置を用いた積層コアの製造方法であって、前記装置本体内で鋼板面にパンチングオイルを塗布することを特徴とする積層コアの製造方法。
［3］上記［1］または［2］の製造方法において、スプレーノズルまたは接触式の塗布手段により、鋼板面にパンチングオイルを塗布することを特徴とする積層コアの製造方法。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの製造方法において、鋼板両面にパンチングオイルを塗布することを特徴とする積層コアの製造方法。
【０００８】
［5］上下金型で構成される装置本体が、鋼板にコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部と、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部と、鋼板にコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き機構部と、打ち抜かれたコア材を積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合機構部を有する製造装置において、
装置本体が、さらに、コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布するオイル塗布機構部を有することを特徴とする積層コアの製造装置。
［6］上記［5］の製造装置において、オイル塗布機構部が、オイルのスプレーノズルまたは接触式のオイル塗布手段を備えることを特徴とする積層コアの製造装置。
［7］上記［5］または［6］の製造装置において、オイル塗布機構部が、鋼板両面にパンチングオイルを塗布するオイル塗布部を備えることを特徴とする積層コアの製造装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パンチングオイルを使用するにも関わらず、打ちかれたコア材にはパンチングオイルがほとんど付着しないので、金型寿命を確保しつつ、コア材の接着強度がパンチングオイルにより低下することがない、高い積層強度を有する積層コアを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の積層コアの製造方法および装置の一実施形態を示すもので、図１（イ）は各製造段階での鋼板ｘの加工・処理状況を示す説明図、図１（ロ）は製造装置の断面を示す説明図である。
この積層コアの製造装置は、装置本体Ａが上下金型１，２で構成され、上金型１が打抜パンチを備える可動金型、下金型２がダイを備える固定金型となっている。上金型１は、図示しない油圧式駆動機構などにより上下動する。
このような上下金型１，２からなる装置本体Ａは、以下に示すような各機構部を備えている。また、装置本体Ａの入側には、帯状の鋼板ｘを装置本体Ａ内に順送りするための材料送り機構Ｂ（送りロール）が設けられている。
【００１１】
前記装置本体Ａは、鋼板送り方向の上流側から、鋼板ｘにコア材外周以外の打ち抜き加工を施す打ち抜き機構部３と、鋼板ｘにコア材外周の打ち抜き加工を施す外周打ち抜き機構部４を備えている。
前記打ち抜き機構部３は、上金型１に設けられるパンチ３０と、下金型２に設けられるダイ３１とからなり、コア材内周やティースなどのようなコア材外周以外の打ち抜き加工を行う。このようなコア材外周以外の打ち抜き加工は、複数工程で行われる場合があり、その場合には、打ち抜き機構部３は鋼板送り方向で複数設けられる。
前記外周打ち抜き機構部４は、上金型１に設けられるパンチ４０と、下金型２に設けられるダイ４１とからなり、コア材外周の打ち抜き（コア材の切り離し）を行う。パンチ４０は、打ち抜かれたコア材ｙをその下側のコア材ｙに対して押圧（加圧）する押圧手段を兼ねていてもよい。
【００１２】
鋼板送り方向において、打ち抜き機構部３と外周打ち抜き機構部４との間には、コア材となる鋼板部分に接着剤を塗布する接着剤塗布機構部５を備えている。本実施形態の接着剤塗布機構部５は、上金型１に設けられる接着剤吐出部５０（吐出ノズル）で構成され、コア材となる鋼板部分の上面に接着剤を部分的に塗布する。接着剤塗布機構部５には、接着剤供給部８から接着剤が供給される。なお、接着剤吐出部５０（吐出ノズル）を下金型２に設け、鋼板の下面に接着剤を塗布するようにしてもよい。
接着剤塗布機構部５は、鋼板送り方向において外周打ち抜き機構部４の上流側の任意の位置に設けることができ、また、外周打ち抜き加工の際に接着剤の塗布を行えるよう、外周打ち抜き機構部４と一体に設けてもよい。この場合には、例えば、外周打ち抜き機構部４のパンチ４０の内側に接着剤吐出部（吐出ノズル）を設けるなどの構成を採ればよい。
前記外周打ち抜き機構部４を構成するダイ４１の抜き孔４２およびその下方には、打ち抜かれたコア材ｙを積層させてコア材どうしを前記接着剤で結合するコア材積層・結合機構部６が設けられている。このコア材積層・結合機構部６は、前記抜き孔４２の下方でコア材を支持する支持体６０、積層されたコア材を加熱し、接着剤を加熱硬化させるための加熱装置６１（電熱ヒータなど）などを備えている。
【００１３】
以上のような装置構成は従来装置と同様であるが、本発明の製造装置は、コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布するオイル塗布機構部７を備え、このオイル塗布機構部７によってコア材にならない鋼板部分に塗布されたパンチングオイルが、打ち抜き加工部に供給されるようする点に特徴がある。
本実施形態の装置本体Ａは、鋼板送り方向において打ち抜き機構部３の上流側に第１のオイル塗布機構部７ａを備え、さらに、接着剤塗布機構部５と同じ位置（鋼板送り方向において打ち抜き機構部４の上流側）に第２のオイル塗布機構部７ａを備えている。
【００１４】
前記第１のオイル塗布機構部７ａは、打ち抜き機構部３における打ち抜き加工のためのパンチングオイルを鋼板に塗布するものであり、鋼板の両面にパンチングオイルを塗布するために、上下金型１，２にそれぞれオイル塗布部７０ａ，７１ａを備えている。
また、前記第２のオイル塗布機構部７ｂは、外周打ち抜き機構部４における打ち抜き加工のためのパンチングオイルを鋼板に塗布するものであり、鋼板の両面にパンチングオイルを塗布するために、上下金型１，２にそれぞれオイル塗布部７０ｂ，７１ｂを備えている。このオイル塗布機構部７ｂは、接着剤塗布機構部５の接着剤吐出部５０を外囲するように設けられている。
【００１５】
前記オイル塗布部７０ａ，７１ａと、オイル塗布部７０ｂ，７１ｂは、本実施形態では、オイルを含浸させた接触式の塗布手段（例えば、フェルト）で構成されているが、他の接触式のオイル塗布手段、或いはオイルのスプレーノズルなどの非接触式の塗布手段で構成してもよい。
各オイル塗布機構部７ａ，７ｂには、オイル供給部９からパンチングオイルが供給される。
なお、本実施形態では、接着剤塗布機構部５とオイル塗布機構部７ｂが同じ位置に併設されているが、これらは鋼板送り方向で別々の位置（どちらが上流側でもよい）に設けることもでき、その場合には、接着剤塗布機構部５による接着剤の塗布とオイル塗布機構部７ｂによるパンチングオイルの塗布を相前後して順次行うようにする。
また、図示しないが、一般の製造装置は、打ち抜きの際に鋼板ｘを下金型２に対して押さえるための板押さえを備えている。
【００１６】
次に、以上のような製造装置を用いた本発明の製造方法の一実施形態について説明する。
図１の製造装置において、鋼板ｘの打ち抜き、接着剤の塗布、パンチングオイルの塗布は、上金型１（可動金型）が下金型２に対して下降することになされる。鋼板ｘは、材料送り機構Ｂにより装置本体Ａ内に送り込まれるとともに、各工程に対して順送りされる。なお、装置本体Ａ内に送り込まれる鋼板ｘには、パンチングオイルは塗布されていない。
【００１７】
装置本体Ａ内に送り込まれた鋼板ｘに対し、まず、第１のオイル塗布機構部７ａにおいて、打ち抜き機構部３における打ち抜き加工のためのパンチングオイルｐ１が塗布される。このパンチングオイルｐ１は、接触式のオイル塗布部７０ａ，７１ａから鋼板両面に塗布される。ここで、パンチングオイルｐ１はコア材にならない鋼板部分にのみ塗布し、この塗布されたパンチングオイルｐ１が打ち抜き加工部ｆ1に供給される（すなわち、塗布された鋼板部分から打ち抜き加工部ｆ1にパンチングオイルｐ１が浸透しまたは流れ込む）ようにするものであり、図１に示す例では、打ち抜き機構部３においてコア材内周の打ち抜き加工が行われるため、コア材内周の打ち抜き加工部ｆ1に接するように、その内側にパンチングオイルｐ１が塗布される。
【００１８】
次いで、鋼板ｘは打ち抜き機構部３に送られ、ここでパンチ３０とダイ３１によりコア材外周以外（本実施形態ではコア材内周）の打ち抜き加工が施されが、この際、打ち抜き加工部ｆ1には、オイルが塗布された隣接する鋼板部分から必要なパンチングオイルｐ１が供給され、このパンチングオイルｐ１で潤滑された状態で打ち抜き加工が行われる。ここで行われる加工は、コア材内周やティースなどの打ち抜き加工である。
なお、このようなコア材外周以外の打ち抜き加工は複数の工程で行われる場合があり、その場合には、複数の工程毎に打ち抜き機構部３が設けられ、鋼板が順送りされる。そして、これらの各打ち抜き加工のために、事前にパンチングオイルｐ１をコア材にならない鋼板部分にのみ塗布し、この塗布されたパンチングオイルｐ１が打ち抜き加工部に供給される（すなわち、塗布された鋼板部分から打ち抜き加工部にパンチングオイルｐ１が浸透しまたは流れ込む）ようにする。
【００１９】
次いで、鋼板ｘは接着剤塗布機構部５と第２のオイル塗布機構部７ａが併設された位置に送られ、コア材となる鋼板部分の上面に接着剤吐出部５０によって接着剤ｓが部分的に塗布されるとともに、外周打ち抜き機構部４における打ち抜き加工のためのパンチングオイルｐ２が塗布される。このパンチングオイルｐ２は、接触式のオイル塗布部７０ｂ，７１ｂから鋼板両面に塗布される。ここでも、パンチングオイルｐ２はコア材にならない鋼板部分にのみ塗布し、この塗布されたパンチングオイルｐ２が外周打ち抜き加工部ｆ2に供給される（すなわち、塗布された鋼板部分から外周打ち抜き加工部ｆ2にパンチングオイルｐ２が浸透しまたは流れ込む）ようにするものであり、外周打ち抜き加工部ｆ2に接するように、その外側にパンチングオイルｐ２が塗布される。
なお、前記接着剤塗布機構部５における接着剤の塗布形状に特別な制限はないが、接着剤の塗布面積が著しく小さいと、積層コア形状が波打ちなどを起こし、所定形状にできない恐れがあるため、積層コアが所定の形状を確保できるよう、外周打ち抜き形状に近い形状で、部分的に塗布することが好ましい。
【００２０】
次いで、鋼板ｘは外周打ち抜き機構部４に送られ、ここでパンチ４０とダイ４１によりコア材外周の打ち抜き加工が施され、コア材ｙが鋼板ｘから打ち抜かれる。この際、外周打ち抜き加工部ｆ2には、オイルが塗布された隣接する鋼板部分から必要なパンチングオイルｐ２が供給され、このパンチングオイルｐ２で潤滑された状態で打ち抜き加工が行われる。
打ち抜かれたコア材ｙは、ダイ４１の抜き孔４２内に積層し、この抜き孔４２内とその下方のコア材積層・結合機構部６において、積層したコア材ｙどうしが前記接着剤ｓで結合する。この際、パンチ４０により、打ち抜かれたコア材ｙをその下側のコア材に対して押圧（加圧）し、接着性を高めるようにしてもよい。
前記接着剤塗布機構部５では、積層コアの最上部のコア材ｙを構成する鋼板部分には接着剤ｓを塗布しないので、所定枚数のコア材ｙのみが接着剤ｓで一体に結合された積層コアｚが得られる。支持体６０は、抜き孔４２の下方で積層したコア材ｙおよび積層コアｚは支持し、打ち抜かれたコア材ｙが積層する毎に順次下降する。また、積層コアｚは加熱装置６１で加熱され、コア材ｙ間の接着剤ｓを加熱硬化する。
【００２１】
本発明では、以上のようにして鋼板ｘに対するパンチングオイルｐ１，ｐ２の塗布と打ち抜き加工が行われるので、コア材ｙにはパンチングオイルがほとんど付着せず、コア材どうしの接着強度がパンチングオイルにより低下することがない、高い積層強度を有する積層コアを得ることができる。
なお、図１の実施形態では、打ち抜き機構部３と外周打ち抜き機構部４の各上流側に、それぞれオイル塗布機構部７ａとオイル塗布機構部７ｂを設けたものであるが、オイル塗布機構部７を１箇所にのみ設け、この１箇所でパンチングオイルｐ１，ｐ２の塗布を行ってもよい。また、パンチングオイルｐ１，ｐ２の塗布は、必要に応じて鋼板の上下面にいずれか一方にのみ行ってもよい。
上記した実施形態では、パンチングオイルの使用による金型寿命の確保と、接着剤によるコア材どうしの接着強度の確保を両立させることができるとともに、パンチングオイルを塗布していない鋼板を用いることができるため油除去手段を設ける必要がなく、工程の簡素化、装置の小型化を図ることができる。
【００２２】
また、上記した実施形態では、パンチングオイルを塗布していない鋼板を用いることを可能とすべく、装置内の全ての打ち抜き工程において、コア材とならない鋼板部分にパンチングオイルを塗布し、該パンチングオイルが打ち抜き加工部に供給されるようにしているが、本発明では、複数の打ち抜き加工の一部において、コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布し、該パンチングオイルが打ち抜き加工部に供給されるようにしてもよい。したがって、例えば、パンチングオイルを塗布した鋼板を用い、まず、コア材外周以外の打ち抜き加工を行った後、従来公知の方法でパンチングオイル除去を行い、次いで、接着剤を塗布した後、コア材外周の打ち抜き加工を施すようにし、その際、パンチングオイルを除去してから外周打ち抜き加工を施すまでの任意の段階で、コア材外周の打ち抜き加工部にパンチングオイルが供給されるよう、コア材にならない鋼板部分にのみパンチングオイルを塗布するような実施形態とすることもできる。このような実施形態であっても、パンチングオイルの使用による金型寿命の確保と、接着剤によるコア材どうしの接着強度の確保を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の製造方法および装置の一実施形態を示す説明図
【符号の説明】
【００２４】
１  上金型
２  下金型
３  打ち抜き機構部
４  外周打ち抜き機構部
５  接着剤塗布機構部
６  コア材積層・結合機構部
７ａ，７ｂ  オイル塗布機構部
８  接着剤供給部
９  オイル供給部
３０，４０  パンチ
３１，４１  ダイ
４２  抜き孔
５０  接着剤吐出部
６０  支持体
６１  加熱装置
７０ａ，７１ａ，７０ｂ，７１ｂ  オイル塗布部
Ａ  装置本体
Ｂ  材料送り機構
ｘ  鋼板
ｙ  コア材
ｚ  積層コア
ｐ１，ｐ２  パンチングオイル
ｓ  接着剤
ｆ1  打ち抜き加工部
ｆ2  外周打ち抜き加工部
【図１】
0004983502.tif 000002