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WO2003061101A1 - Production method for amorphous laminate core and amorphous laminate core - Google Patents

Production method for amorphous laminate core and amorphous laminate core Download PDF

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WO2003061101A1
WO2003061101A1 PCT/JP2003/000108 JP0300108W WO03061101A1 WO 2003061101 A1 WO2003061101 A1 WO 2003061101A1 JP 0300108 W JP0300108 W JP 0300108W WO 03061101 A1 WO03061101 A1 WO 03061101A1
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WO
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core
amorphous
caulking
laminated
laminated core
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PCT/JP2003/000108
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Katsufusa Fujita
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Mitsui High Tec Inc
Original Assignee
Mitsui High Tec Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui High Tec Inc filed Critical Mitsui High Tec Inc
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Priority to US10/482,861 priority patent/US7103961B2/en
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Definitions

  • Patent application title Manufacturing method of amorphous laminated core and amorphous laminated core
  • the present invention relates to a core used for a motor, and more particularly to a method for manufacturing a laminated core obtained by laminating core pieces punched from an amorphous thin plate material, and an amorphous laminated core.
  • a core using this amorphous material is composed of a grain-oriented silicon steel sheet and an amorphous material alternately laminated as seen in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-190545. It is mechanically connected by caulking.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-215279 discloses a method for stopping the crimping of such a laminated core by using projections and through holes.
  • the constituent materials especially the amorphous material
  • the through hole and the crimping projection are integrally punched out for crimping.
  • caulking using this caulking means has been adopted.
  • a highly brittle material is punched out in a plurality of steps, so that the through holes for swaging formed in the lower amorphous laminated plate are formed. It was difficult to stably form caulking projections having a penetration depth, and sufficient caulking strength could not be obtained.
  • the core formed by laminating has a problem that the shape is deteriorated due to low caulking strength. Furthermore, there was a problem that a very small core for a mobile phone or the like cannot be manufactured from an amorphous thin plate.
  • the problem to be solved by the present invention is to solve the conventional problems in the production of a laminated core using an amorphous material, and has a sufficient caulking strength and core shape accuracy.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an amorphous laminated core having high core shape accuracy and high swaging strength even for an amorphous laminated core for a telephone or the like, and to provide an amorphous laminated core. Disclosure of the invention
  • the method for manufacturing an amorphous laminated core and the gist of the amorphized laminated core of the present invention which solve the above problems, are as described in the following (1) to (6).
  • a core piece is punched from an amorphous thin plate material, and a plurality of the core pieces are laminated and caulked.
  • a method for manufacturing an amorphous laminated core wherein a rough surface or a groove perpendicular to the length direction is formed on an outer periphery of a rod-shaped material entering a through hole for caulking.
  • a core piece is punched out of an amorphous thin sheet material, and a plurality of core pieces are laminated on a mono-retude laminated core.
  • a bar-shaped material made of a non-magnetic material and having a rough surface or a groove perpendicular to the length direction is fitted into the through-hole for caulking of the laminated core pieces.
  • a plurality of the caulking through holes are formed on the inner peripheral side and the outer peripheral side of the winding slot formed in the amorphous laminated core, respectively.
  • the rod-like material fits more firmly into the through-hole for caulking and the caulking strength is increased, and the lamination is excellent in shape such as verticality and parallelism. Become.
  • the rod-shaped material to be inserted into the caulking through-hole is made of a non-magnetic material, so that even if the rod-shaped material exists in the caulking through-hole of the manufactured laminated core, the core to be laminated is formed. Magnetic insulation between the pieces can be ensured, and iron loss can be reduced from this point as well.
  • a rough surface or a groove perpendicular to the longitudinal direction is formed on the outer periphery of the rod-shaped material that enters the through hole for caulking, so that the inner surface of the through hole for caulking fits. Strength is further strengthened, and caulking strength is increased.
  • the laminated core pieces are caulked by fitting the through holes for caulking with a non-magnetic bar-shaped material, so that there is no crack or the like at the caulked portion and sufficient caulking is performed. Integrated with strength.
  • the laminated core pieces are fitted with a rod-shaped material having a rough surface or a groove having a groove perpendicular to the length direction, and caulked.
  • the rod-shaped material is firmly fitted to the inner surface of the caulking through hole, and at the same time, insulation between the laminated core pieces can be secured, and iron loss can be reduced.
  • FIG. 1 is a view showing a step of punching a core piece from an amorphous thin sheet material.
  • FIG. 2 is a diagram showing a core formed by laminating core pieces.
  • FIG. 3 is a view showing a crimped state of the laminated core pieces.
  • 1 is a guide hole
  • 2 is a slot for winding
  • 3 is a through hole for caulking
  • 4 is the outer shape of a core piece
  • 5 is the inner shape of a core piece
  • 10 is a core piece
  • 1 1 Is a laminated core
  • FIG. 1 shows a process of punching a core piece from an amorphous sheet material, and the punching forming order is shown in the order of forming positions (stations) of a progressive die apparatus.
  • the guide holes 1 that function as positioning at each station are separated in the width direction and the length direction of the amorphous sheet material 100. Formed by punching.
  • winding wire slots 2 are not limited to this embodiment and can be changed as desired.
  • the caulking through hole 3 is round in this embodiment, but may be rectangular, polygonal, or elliptical.
  • Station 4 is a play station.
  • the outer shape 4 is punched so as to include the through hole 3 for swaging formed at the station 3, and the inner shape 5 is punched, and the core piece 10 is pulled out into a die (not shown) and laminated.
  • the laminated core 11 is formed.
  • the order of the steps of punching the core pieces from the amorphous thin sheet material is Station 1 to Station 5, and the guide hole 1, the winding slot 2, the caulking through hole 3, the outer shape 4, and the inside
  • the order of punching is not limited to this example, and it is clear that any order may be used as long as a crimping through hole is formed in the core piece formed by punching.
  • FIG. 2 is a diagram showing a laminated core 11 formed by laminating core pieces 10.
  • the core pieces 10 obtained at the station 5 in FIG. 1 needless to say, the through-holes 3 for caulking of each core piece 10 are vertically aligned and laminated, and the laminated core 1 1 is formed.
  • a rod 20 made of a non-magnetic material eg, stainless steel, synthetic resin, etc.
  • a rod 20 made of a non-magnetic material eg, stainless steel, synthetic resin, etc.
  • FIG. 3 is a view showing a crimped state of the laminated core pieces.
  • the burrs and bending deformation of the end face are larger in the case of an amorphous sheet material than in the case of a thin iron sheet such as an electromagnetic steel sheet.
  • a bar 20 is inserted into the through hole 3 for caulking of the laminated core 11 from above, and then the inserted bar 20 is pushed back from below.
  • the degree of fitting between the bar 20 and the punched and deformed portion (burr or bent portion) on the end face increases, and the crimping strength increases.
  • the laminated but crimped core 11 Since the caulking strength can be increased in this way, the laminated but crimped core 11 has an excellent shape. It will be.
  • the rotor core has been described as an example. However, it is obvious that the present invention can be applied to a stator core or a transformer core.
  • punching of core pieces from an amorphous thin plate material is described as being performed by punching out one amorphous thin plate material at a time. However, punching is performed for a plurality of laminated amorphous thin plate materials. The same applies to the case of caulking a plurality of core pieces when executing the processing.
  • a core piece is punched out from an amorphous thin plate material, and a plurality of the core pieces are laminated and caulked.
  • the laminated core has excellent shapes such as verticality and parallelism, and furthermore, since only the through-holes are formed by punching forming the caulked portion, the size can be extremely small, and a fine amorphous laminated core can be manufactured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Description

明 細 書 アモルファス積層コアの製造方法及びアモルファス積層コア
技術分野
本発明は、 モータに用いるコア、 とくに、 アモルファス薄板材から打ち抜きし たコア片を積層した積層コアの製造方法及びアモルファス積層コアに関するもの である。 背景技術
近年、 モータの高効率化、 省エネルギー化のために、 コアとして高透磁性で鉄 損が極く低いアモルファス材を適用することが、 提案されている。
このアモルファス材を使用したコアは、 例えば、 特開平 5— 1 0 9 5 4 5号公 報にも見られるとおり、 方向性珪素鋼板とアモルファス材が交互に積層されてお り、 この積層体は、 かしめ止めにより機械的に結合されている。
また、 特開平 9— 2 1 5 2 7 9号公報には、 このような積層コアのカシメ止め 手段として突起と貫通孔によって行うものが開示されている。
そして、 その製造に際しては、 構成材、 とくに、 アモルファス材が高い脆性を 有し、 しかも、 アモルファス材自体も極めて薄いことから一枚ずつ打ち抜き成形 を行わず、 アモルファス薄板の複数枚を接着剤を介して積層一体化したのち、 か しめのため貫通孔とかしめ突起を一体的に打ち抜き形成する。
そして、 このかしめ手段を利用して最終的にかしめることが採用されてきた。 ところが、 このように、 積層材を一旦積層した後打ち抜く場合には、 とくに、 高脆性の材質を複数段に亘つて打ち抜くのであることから、 下層のアモルファス 積層板に形成されたかしめ用貫通孔に入り込む深さを有するかしめ突起を安定的 に形成することが難しく、 充分なかしめ強度が得られなかった。
また、 積層して形成されるコアは、 かしめ強度が弱いため形状が劣化する問題 がある。 さらに、 携帯電話等用の極小のコアをアモルファス薄板から製造できないとい う問題があった。
本発明が解決しょうとする課題は、 アモルファスを使用した積層コアの製造に 際しての従来の問題を解消することにあって、 十分なかしめ強度とコア形状精度 を有し、 例え極小の携帯電話等用のアモルファス積層コアであっても高いコア形 状精度とかしめ強度を有するァモルファス積層コアの製造方法及びァモルファス 積層コアを提供することにある。 発明の開示
上記課題を解決する、 本発明のァモルファス積層コアの製造方法及びァモルフ ァス積層コアの要旨は、 下記 （1 ) 〜 （6 ) に存する。
( 1 ) アモルファス薄板材からコア片を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層し、 かしめるアモルファス積層コアの製造方法において、
かしめ用貫通穴が、 打ち抜きにより形成されたコア片を複数枚積層する工程と、 前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に棒状材を挿入する工程と、
前記挿入された棒状材をプッシュバックする工程と、
により前記積層された複数枚のコア片をかしめることを特徴とするァモルファ ス積層コアの製造方法。
( 2 ) かしめ用貫通穴に挿入する棒状材は非磁性材であるァモルファス積層コア の製造方法。
( 3 ) かしめ用貫通穴に揷入する棒状材の外周は粗面あるいは長さ方向に垂直な 溝が形成されていることを特徴とするアモルファス積層コアの製造方法。
( 4 ) アモルファス薄板材からコア片を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層した ァモノレファス積層コアにおいて、
前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に、 非磁性の棒状材が嵌合されている ことを特徴とするアモルファス積層コア。
( 5 ) アモルファス薄板材からコア片を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層した ァモノレファス積層コアにおいて、 前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に、 材質が非磁性体で且つ、 外周が粗 面あるいは長さ方向に垂直な溝が形成された棒状材が嵌合されていることを特徴 とするアモルファス積層コア。
( 6 ) 前記かしめ用貫通穴は、 前記アモルファス積層コアに形成された巻き線用 スロットの内周側と外周側にそれぞれ複数個形成されていることを特徴とする。 上記 （ 1 ) の構成によって、 本発明では積層されたコア片のかしめ用貫通穴に 棒状材を挿入した後に、 揷入された棒状材をプッシュバックするので、 かしめ用 貫通穴の打抜き端面に生じたバリや曲がり変形部に、 挿入された棒状材が嵌合す る。
また、 揷入された棒状体がプッシュバックする際に棒状材はかしめ用貫通穴に 更に強く嵌合してかしめ強度が強くなり、 積層 アの垂直度や平行度等の形状が 優れたものとなる。
また、 上記 （2 ) の構成によって、 かしめ用貫通穴に挿入する棒状材を非磁性 材とすることによって、 棒状材が製造された積層コアのかしめ用貫通穴内に存在 しても積層されるコア片間の磁気的絶縁性を確保でき、 この点からも鉄損を低減 することができる。
また、 上記 （3 ) の構成によって、 かしめ用貫通穴に揷入する棒状材の外周に 粗面あるいは長さ方向に垂直の溝を形成することによって、 かしめ用貫通穴の内 面との嵌合度合がさらに強化され、 よりかしめ強度が強まる。
また、 上記 （4 ) の構成によって、 積層されたコア片は、 かしめ用貫通穴に非 磁性の棒状材で嵌合させてかしめているので、 かしめ箇所に割れ等が発生せず、 十分なかしめ強度にて一体化している。
また、 上記 （5 ) の構成によって、 積層されたコア片を非磁性体で且つ、 外周 が粗面あるいは長さ方向に垂直な溝が形成された棒状材で嵌合してかしめている ので、 棒状材がかしめ用貫通穴内面と強く嵌合すると共に、 積層されるコア片間 の絶縁性を確保でき、 鉄損を低減することができる。
さらに、 上記 （6 ) の構成によって、 優れた回転子用のアモルファス積層コア が実現できる。 図面の簡単な説明
図 1は、 アモルファス薄板材からコア片を打ち抜きする工程を示す図である。 図 2は、 コア片を積層してなるコアを示す図である。
図 3は、 積層されたコア片のかしめ状態を示す図である。
なお、 図中の符号、 1はガイドホール、 2は巻き線用スロッ ト、 3はかしめ用 貫通穴、 4はコア片の外形、 5はコア片の内形、 1 0はコア片、 1 1は積層コア、
2 0は棒状体、 1 0 0はアモルファス薄板材である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を回転子積層コアの製造に適用した実施の形態を図に基づいて説 明する。
図 1は、 アモルファス薄板材からコア片を打ち抜きする工程を示しており、 そ の打ち抜き形成順序を順送り金型装置の形成位置 （ステーション） の順に示して いる。
図 1において、 ステーション 1では、 アモルファス薄板材 1 0 0からコア片を 打ち抜く際に各ステーションにおいて位置決め用として機能するガイドホール 1 をアモルファス薄板材 1 0 0の幅方向および長さ方向に離間させて打ち抜き形成 する。
ステーション 2では、 円周方向に所要数 （本実施例では 9個） の巻き線用スロ ット 2を打ち抜き形成する。
前記卷き線用スロッ ト 2の個数や形状は、 この実施例に限らず所望のように変 えることができる。
ステーション 3では、 ステーション 2で形成した巻き線用スロット 2の内周側 と外周側にそれぞれ、 かしめ用貫通穴 3を打ち抜き形成する。
該かしめ用貫通穴 3はこの実施例では丸形としているが、 長方形、 多角形ある いは楕円形などであってもよい。
ステーション 4は、 遊びのステーションである。 ステーション 5では、 ステーション 3で形成したかしめ用貫通穴 3が含まれる ように外形 4を打ち抜くと共に、 内形 5を打ち抜き、 コア片 1 0をダイ （図示せ ず） に抜き込み、 積層して、 積層コア 1 1を形成する。
なお、 図 1の説明では、 アモルファス薄板材からコア片を打ち抜きする工程の 順序をステーション 1〜ステーション 5として、 ガイ ドホール 1， 巻き線用スロ ット 2、 かしめ用貫通穴 3， 外形 4及び内形 5としているが、 打ち抜きの順序は、 この例に限られることはなく、 打ち抜きにより形成されたコア片にかしめ用貫通 穴が形成されればどのような順序でもよいことは明らかである。
図 2は、 コア片 1 0を積層してなる積層コア 1 1を示す図である。
図 2に示すように、 図 1のステーション 5で得られたコア片 1 0は、 言うまで もなく各コア片 1 0のかしめ用貫通穴 3が上下方向に揃って積層され前記積層コ ァ 1 1が形成される。
そして、 非磁性材 （例えばステンレス、 合成樹脂等） によって形成された棒状 材 2 0をかしめ用貫通穴 3に上から挿入し、 次いで挿入された棒状材 2 0を下方 から図中矢印方向にプッシュバックして、 積層コアがかしめられる。
なお、 かしめが終了した時点で、 積層コアのかしめ用貫通穴の上部及び下部に はみだした棒状材は切断される。
図 3は、 積層されたコア片のかしめ状態を示す図である。
図 3 ( a ) に示すように、 アモルファス薄板材からかしめ用貫通穴 3を打ち抜 くと、 該アモルファス材は脆く加工性が乏しいので、 その打ち抜かれたかしめ用 貫通穴 3の端面部にはバリや曲がり変形が生じる。
この端面部のバリや曲がり変形は、 アモルファス薄板材では、 電磁鋼板等の薄 鉄板に比べ大きいものとなっている。
この積層したコア 1 1に対して図 3 ( b ) に示すように棒状材 2 0をかしめ用 貫通穴 3に上から挿入し、 次いで挿入された棒状材 2 0を下からプッシュバック すると、 打ち抜き端面部の打ち抜き変形箇所 （バリや曲がり部） と棒状材 2 0と の嵌合度合いが増し、 かしめ強度が大となる。
このようにかしめ強度を強くできるので、 積層しかしめたコア 1 1は形状が優 れたものとなる。
この効果は、 積層コア 1 1が小さくても大きくても同様に奏される。
上記実施例においては、 回転子コアを例に挙げて説明したが、 固定子コア、 或 いはトランスの積みコアなどに適用できることは自明である。
また、 上記の説明では、 アモルファス薄板材からコア片の打抜きは、 ァモルフ ァス薄板材 1枚ずつ打ち抜き処理を実行するものとして説明したが、 ァモルファ ス薄板材を複数枚積層したものに対して打ち抜き処理を実行する場合の複数枚の コア片に対するかしめの場合も、 上記と同様にできる。 産業上の利用可能性
本発明のアモルファス積層コアの製造方法は、 アモルファス薄板材からコア片 を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層し、 かしめるアモルファス積層コアの製造 方法において、 かしめ用貫通穴が、 打ち抜きにより形成されたコア片を複数枚積 層する工程と、 前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に棒状材を挿入する工程 と、 前記挿入された棒状材をプッシュバックする工程と、 により前記積層された 複数枚のコア片をかしめることによりアモルファス積層コアを製造するので、 棒 状体はかしめ用貫通穴内面と強く嵌合してかしめ強度が強くできる。
その結果、 積層コアの垂直度や平行度等の形状が優れ、 さらにかしめ部を構成 する打ち抜き形成は貫通穴のみであるからその大きさを極く小さくでき、 微小な アモルファス積層コアが製造できる。
また、 アモルファス薄板材の打ち抜きに際しては、 かしめ用の挿入突起部の打 ち抜き形成が不要であるので、 アモルファス材自体の脆性によるかしめ部の破損 等がなく、 成形歩留まりも向上するという効果も奏する。
なお、 本発明は、 上述の実施の形態に限定されるものではない。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . アモルファス薄板材からコア片を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層し、 か しめるアモルファス積層コアの製造方法において、
かしめ用貫通穴が打ち抜により形成されたコア片を複数枚積層する工程と、 前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に棒状材を挿入する工程と、 前記挿入された棒状材をプッシュバックする工程と、
により前記積層された複数枚のコア片をかしめることを特徴とするァモルファ ス積層コアの製造方法。
2 . かしめ用貫通穴に挿入する棒状材は非磁性材であることを特徴とする請求項 1記載のァモルファス積層コアの製造方法。
3 . かしめ用貫通穴に挿入する棒状材の外周は粗面あるいは長さ方向に垂直な溝 が形成されていることを特徴とする請求項 1または請求項 2記載のアモルファス 積層コアの製造方法。
4 . アモルファス薄板材からコア片を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層したァ モルファス積層コアにおいて、
前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に、 非磁性の棒状材が嵌合されている ことを特徴とするアモルファス積層コア。
5 . アモルファス薄板材からコア片を打ち抜き、 このコア片を複数枚積層したァ モルファス積層コアにおいて、
前記積層されたコア片のかしめ用貫通穴に、 材質が非磁性体で且つ、 外周が粗 面あるいは長さ方向に垂直な溝が形成された棒状材が嵌合されていることを特徴 とするアモルファス積層コア。
6 . 前記かしめ用貫通穴は、 前記アモルファス積層コアに形成された巻き線用ス 口ッ トの内周側と外周側にそれぞれ複数個形成さていることを特徴とする請求項 4に記載のァモルファス積層コァ。
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