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CN107107154A - 层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法 - Google Patents

层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法 Download PDF

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CN107107154A CN201580070267.0A CN201580070267A CN107107154A CN 107107154 A CN107107154 A CN 107107154A CN 201580070267 A CN201580070267 A CN 201580070267A CN 107107154 A CN107107154 A CN 107107154A
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Abstract

本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法中，将多张钢板连续地向模具内送入并在设于模具内的多道工序中在钢板重合的状态下进行多张钢板的冲裁加工，该层叠铁芯用的冲裁加工方法的特征在于，包含如下步骤：在位于与层叠铁芯的最外周相当的闭合曲线L的外侧的固定部FA和位于最终成为层叠铁芯的部分上的固定部FB中使重合的多张钢板相互固定后再进行层叠铁芯的最外周的冲裁加工。

Description

层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法
技术领域
本发明涉及层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法。
背景技术
近年来，以电动汽车和混合动力式电动汽车为中心，意图实现以电动机和发电机的轻量化为目的的铁芯的小型化，另外为了确保电机和发电机的输出而推进高旋转化(高频率化)。因此，从抑制铁芯的铁损的观点考虑，作为构成铁芯的电磁钢板，对板厚0.30mm以下等板厚比以前薄的电磁钢板的要求变高。
电动机和发电机用的铁芯是将电磁钢板作为母材并通过对其进行冲裁加工而制造的，且为了抑制铁损而减薄了板厚。在冲裁加工中，将加工用的模具设置在冲压机上，一边通过卷材输送装置将切割成规定宽度的钢板送出一边对铁芯各部分进行冲裁，在模具中实施铆接来使其一体化或者在从模具取出了冲裁加工后的铁芯用坯片之后，通过焊接或螺栓固定来使其一体化，由此制造铁芯。以下将通过使薄的电磁钢板层叠、一体化而制造的铁芯称为“层叠铁芯”。
在层叠铁芯的工业制造中，通常采用通过将钢板一边在模具内依次向下一道冲压工序输送一边形成铁芯的形状并在最终冲压工序中对铁芯外周进行冲裁来使铁芯用坯片从钢板脱离的方法。另外，在最终冲压工序中铁芯用坯片从钢板脱离后利用冲头的下降动作来使铆接突起彼此嵌合而使层叠铁芯一体化的方法也在使用了铆接的铁芯的工业生产中被采用。
通常使用上述那样的冲压加工的理由是因为生产率优异。但是，在通常的冲裁加工中，由于需要一张一张地对铁芯用坯片进行冲裁，所以当钢板的板厚变薄时对于相同的层叠厚度而所需的张数会增多，效率会急剧降低。为了解决这样的问题，提出一种在将多张钢板重合的状态下对钢板进行冲裁的技术，而且也提出了针对与之相随的问题点的解决对策。
例如对于将多张钢板同时重合地向模具内输送的情况下的钢板之间错开的问题，在专利文献1及专利文献2中提出有一种在进行模具内的冲压工序初期的冲裁加工之前的工序中使用铆接等来将钢板彼此相互固定的技术。另外，在专利文献3中，提出了一种为了将钢板彼此相互固定而形成合体卡定部并且在层叠工序中以合体卡定部的凸形状不会成为妨碍的方式使用回推(push back)来将凸部平坦化加工的技术。这些现有技术均是针对将多张钢板同时冲裁时的尺寸精度劣化问题的对策。而且，在专利文献4、5中，提出了一种通过利用内部具有多个与冲头和冲模相当的部分的模具而能够防止塌边和飞边的增加且能够在一道冲压工序中同时实施多张钢板的冲裁加工的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭55-156623号公报
专利文献2：日本特开2003-153503号公报
专利文献3：日本特开2005-261038号公报
专利文献4：日本特开2012-115893号公报
专利文献5：日本特开2012-115894号公报
专利文献6：日本特开2005-348456号公报
发明内容
作为将多张钢板重合来同时进行冲裁时的问题点，具有铁芯的磁特性劣化的问题。通常，在冲裁加工中，冲裁加工端部受到强烈的塑性变形，因此在冲裁加工端部附近会残留塑性变形(plastic strain)，磁特性劣化。另外，若对磁特性的劣化量定量地进行评价，则仅通过塑性变形无法说明，因此认为伴随塑性变形而残留的弹性变形也会对磁特性的劣化造成影响。像这样冲裁加工在生产率上优异，但另一方面具有使铁芯的磁特性劣化的问题点。尤其是在对多张重合的钢板进行冲裁加工的情况下，由于钢板之间的约束力弱，所以塑性变形部会大幅扩大，与一张一张地进行冲裁加工的情况相比，铁芯的磁特性劣化。
但是，现有技术仅关注因冲裁加工而导致的铁芯尺寸精度的劣化和塌边/飞边量的增加，而没有提出针对铁芯的磁特性劣化的改善对策。详细地说，在专利文献3记载的技术中，不仅没有考虑到伴随着层叠状态下的冲裁加工而产生的铁芯磁特性劣化的问题，而且由于需要回推这一额外加工，所以模具机构变得复杂，在成本和维护的方面不利。另外，由于为了将铁芯彼此相互固定而除合体卡定部以外还需要实施铆接，所以受合体卡定部和铆接双方的加工影响而无法避免铁芯的磁特性劣化。另外，在专利文献4、5记载的技术中，由于并不是将多张钢板直接在重合的状态下进行冲裁加工，所以虽然对于抑制磁特性的劣化是有利的，但由于模具构造变得复杂，所以模具成本大幅增加。另外，没有提出用于将使用多个冲头和冲模而冲裁出的多张铁芯用坯片有效地集成、结合的技术。
此外，在专利文献6中提出有如下的技术：在将多张钢板重合地进行冲裁加工时，在对钢板的长度方向端面进行焊接后，或使用半固化树脂以3μm以上厚度的粘结层将钢板平面的80％以上贴合后，再同时进行冲裁加工和铆接。但是，在该技术中，由于需要对钢板的长度方向端面或平面的80％以上这样的大区域进行处理，所以在生产率和制造成本的方面存在问题。
本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种能够将层叠铁芯的磁特性劣化抑制在最小限度且能够高生产率地制造层叠铁芯的层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法。
本发明的发明人反复进行了锐意研究，其结果为，认为在周长最长且容易发生磁特性劣化的铁芯的最外周的冲裁加工工序中，预先将与铁芯的最外周的冲裁加工部分相对应的闭合曲线的两侧固定之后，再在将钢板彼此重合的状态下进行冲裁加工，由此钢板成为相互固定的状态，而能够抑制因冲裁加工而导致的铁芯的磁特性劣化。并且，本发明的发明人是从抑制因冲裁加工而导致的铁芯的磁特性劣化的观点考虑，通过详细地研究需要固定部的条件而最终想到本发明的。
本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法中，将多张钢板连续地向模具内送入，在设于该模具内的多道工序中在钢板重合的状态下进行多张钢板的冲裁加工，所述层叠铁芯用的冲裁加工方法的特征在于，包含如下步骤：在位于与层叠铁芯的最外周相当的闭合曲线的外侧的第1固定部和位于最终成为层叠铁芯的部分上的第2固定部中使重合的多张钢板相互固定后再进行层叠铁芯的最外周的冲裁加工。
本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法的特征在于，在上述发明中，将连结上述第1固定部和上述第2固定部的线段的长度为多张钢板的平均板厚的400倍以下的第1固定部与第2固定部的组的数量，设为按上述闭合曲线的长度每100mm平均存在0.5个以上。
本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法的特征在于，在上述发明中，关于连结上述第1固定部和上述第2固定部的线段的长度为多张钢板的平均板厚的400倍以下的第1固定部与第2固定部的组，在将上述第1固定部与上述闭合曲线之间的距离及上述第2固定部与上述闭合曲线之间的距离中的较短一方设为固定部与上述闭合曲线之间的距离时，使上述固定部与上述闭合曲线之间的距离的平均值为多张钢板的平均板厚的250倍以下。
本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法的特征在于，在上述发明中，上述第2固定部中的多张钢板的固定方法是使用了用于形成层叠铁芯的铆接用的突起的固定方法。
本发明的层叠铁芯的制造方法的特征在于，包含如下步骤：通过将根据本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法而实施了冲裁加工的钢板层叠、一体化来制造层叠铁芯。
发明效果
根据本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法，能够将层叠铁芯的磁特性劣化抑制在最小限度且能够高生产率地制造层叠铁芯。
附图说明
图1是表示冲裁加工装置的结构的示意图。
图2是表示定子铁芯和固定部的结构的示意图。
图3是表示定子铁芯和固定部的结构的示意图。
图4-1是表示定子铁芯和固定部的结构的示意图。
图4-2是表示定子铁芯和固定部的结构的示意图。
图5是表示线段AB的长度及闭合曲线L的每单位长度中的固定部FA、FB的组的数量与电动机效率之间的关系的图。
图6是表示定子铁芯和固定部的结构的示意图。
图7是表示闭合曲线L与固定部FA、FB之间的距离与电动机效率之间的关系的图。
图8是表示在闭合曲线L中没有固定部FA、FB的部分的比率与电动机效率之间的关系的图。
图9是用于说明利用铆接突起将钢板相互固定的工序的示意图。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法。
〔适用范围〕
首先，参照图1来说明本发明的适用范围。
本发明能够适用于图1所示那样的冲裁加工装置1。详细地说，图1所示的冲裁加工装置1是如下的装置：在切割加工成规定的宽度后、且在通过送料装置3a～3c将卷绕成卷状的多张钢板2a～2c送出后，通过夹送辊4将多张钢板2a～2c在重合的状态下连续地插入到冲压机5内，在冲压机5内使用具有多道冲压工序的模具6来连续地进行钢板2a～2c的冲裁加工。此外，在图1中，附图标记7、8、9、10分别示出冲头、压板、冲模及模孔。另外，附图标记a示出冲头7的侧面与模孔10的侧面之间的空隙(间隙：clearance)。
通过将本发明适用于图1所示的冲裁加工装置1，而能够高效率地生产磁特性优异的铁芯。另外，通过将本发明适用于在通常的冲裁加工中生产效率显著降低的板厚为0.30mm以下的电磁钢板的冲裁加工工序，而能够谋求提高生产率。而且，通过将本发明适用于在冲裁加工后层叠地生产的各种层叠铁芯产品、尤其是以降低积累在冲裁加工端部中的变形来实现铁芯的磁特性改善的电动机和发电动机用的铁芯的制造，而能够发挥高效果。
〔冲裁加工前的钢板的固定部〕
接下来说明本发明中的冲裁加工前的钢板的固定部。
在铁芯的冲裁加工中，在对外径大的部分进行冲裁的情况下，冲裁加工端部附近的变形量变大，容易发生磁特性劣化。尤其是铁芯的最外周的冲裁加工，在一次加工的周长长、而且是定子铁芯的情况下，是在内周侧(齿顶端部的内侧)被冲裁而钢板自身的内部中的约束力(刚性)降低的状态下进行最外周的冲裁加工，因此变形容易进入冲裁加工端部中。因此，在将多张钢板在重合的状态下进行冲裁加工的情况下，在进行最外周的冲裁加工时铁芯的磁特性容易发生劣化。
因此，在本发明中，例如如图2的(a)所示，隔着与铁芯的最外周相当的闭合曲线L地在外侧配置固定部FA，同时在闭合曲线L的内侧的成为铁芯的部分上配置固定部FB。由此，在对重合的钢板进行冲裁时钢板彼此的结合力变高，钢板彼此的边界附近的部分一边被引入间隙内一边变形的程度降低，因此能够抑制磁特性劣化。
为了得到这样的效果，在进行最外周的冲裁加工之前需要通过固定部FA和固定部FB来可靠地固定钢板彼此，需要在比进行最外周的冲裁加工的工序靠前的模具内工序中进行通过固定部FA和固定部FB进行的固定。另外，由于固定部FA与铁芯的最外周相比配置在外侧，所以也具有在模具内输送重合的钢板时提高钢板整体的刚性的作用，还有助于防止将板厚薄的电磁钢板重合地输送时的故障。
根据上述理由，可以在与钢板的最外周相当的闭合曲线L的外侧配置固定部FA，在成为铁芯的部分上配置固定部FB，在模具内的后续工序以后进行最外周的冲裁加工。此外，固定部FA及固定部FB可以在模具内的工序中同时设置，也可以在其他工序中设置。另外，也可以先形成固定部FA及固定部FB中的一方。但是，为了提高钢板整体的刚性，由于位于比最外周靠外侧的位置的固定部FA的效果高，所以可以先形成固定部FA。
〔将钢板彼此固定的位置：固定部FA与固定部FB之间的距离〕
接下来说明固定部FA与固定部FB之间的距离。
在本发明中，在将多张钢板重合地进行冲裁加工时，隔着要通过冲裁加工而切下的线(线段或闭合曲线)地在两侧设置将钢板彼此相互固定的部分，由此将冲裁加工时的钢板端部的变形止于最小限度，抑制铁芯的磁特性劣化。例如在图3的(a)所示的定子铁芯的冲裁加工中，闭合曲线L与定子铁芯的最外周相当，在作为冲裁加工的残余部分而被废弃的部分上配置固定部FA，在成为铁芯的部分中配置固定部FB。
在层叠的钢板不受约束地(或在约束条件弱的条件下)进行冲裁加工的情况下，钢板被引入间隙内时的变形量变大，磁特性劣化。对此，通过隔着闭合曲线L地在两侧的位置将重合的钢板固定之后再进行冲裁加工，能够抑制冲裁加工端部附近的铁芯端部的变形，从而抑制铁芯的磁特性劣化。
为了得到这样的效果，固定部FA和固定部FB需要充分地接近。另外，根据以上所述的理由，期望连结固定部FA和固定部FB的线段AB与进行冲裁加工的整个闭合曲线L之间的交点为一点。在线段AB之间存在多个剪切加工部的情况下，在冲裁加工中约束钢板彼此的效果被切断，而无法得到本发明的效果。而且，冲裁加工中的钢板的变形量依存于钢板的板厚，随着板厚变薄，刚性会降低，因此冲裁加工端部处的变形量(在此为针对以一张钢板进行冲裁的情况的劣化程度)会变大。
出于这些理由，通过将连结固定部FA和固定部FB的线段AB的长度设为与重合的钢板的平均板厚相应的固定值以下，而能够抑制铁芯的磁特性劣化。具体地说，如图5所示，通过将线段AB的长度设为重合的钢板的平均板厚的400倍以下(期望为250倍以下)，来抑制电动机效率的劣化。此外，作为固定部FA、FB的配置，也可以是图4-2的(e)所示那样的线段AB与闭合曲线L不一定以直角相交那样的情况。
而且，为了得到以上所述的效果，在闭合曲线L中需要以一定以上的比例存在满足上述条件的固定部FA、FB的组(线段AB的长度为重合的钢板的平均板厚的400倍以下的固定部FA、FB的组)。在图5所示的结果中，使线段AB的长度成为重合的钢板的平均板厚的400倍以下的固定部FA、FB的组在闭合曲线L的长度每100mm而需要存在0.5个以上，将此作为优选范围进行了示意，由此限定了本发明的范围。
此外，在固定部FA、FB的配置为图4-2的(e)所示那样的配置的情况下，一个固定部FA形成两个以上的固定部FA、FB的组。这样的情况下，也同时作为两个以上的固定部FA、FB的组而有助于防止冲裁加工时的变形，因此能够认为是闭合曲线L中的固定部FA、FB的组。另外，在满足与线段AB相关的条件的固定部FA、FB的组相对于闭合曲线L不均衡地分布的情况下难以得到所期望的效果。如图8所示，当闭合曲线L中不存在固定部FA、FB的部分(圆弧长排位第一位及第二位的圆弧长之和)的长度占闭合曲线L整体的比例超过了50％时，会发生电动机效率降低，因此期望使这样的部分的比例小于50％。
〔将钢板彼此固定的位置：固定部FA、FB与闭合曲线L之间的距离〕
接下来说明固定部FA、FB与闭合曲线L之间的距离。
通过根据重合的钢板的平均板厚来限制线段AB的长度(平均板厚的400倍以下)，并且将这样的固定部FA、FB设在与闭合曲线L接近的位置上，而能够发挥更高的效果。如图7所示，通过使固定部FA、FB与闭合曲线L之间的距离为重合的钢板的平均板厚的250倍以下，来抑制电动机效率的劣化。可以认为，其理由是通过使将层叠的钢板相互固定的部位与要实施剪切加工的部分接近来抑制模具的间隙部分处的钢板的变形，从而抑制冲裁加工端部的磁特性劣化。在此，将成为线段AB的两端的固定部FA、FB与闭合曲线L之间的距离设为从各个固定部下降到闭合曲线L的垂直线的长度(固定部与闭合曲线的最近距离)。此外，在固定部FA、FB与闭合曲线L之间的距离存在偏差的情况下，可以对固定部FA、FB中的与闭合曲线L接近的一方与闭合曲线L之间的距离进行计测，并采用它们的平均值。
〔钢板彼此的固定方法〕
接下来说明钢板彼此的固定方法。
在本发明中，作为将钢板彼此相互固定的方法，能够适用点焊、粘结剂的局部涂布等方法。在点焊和粘结剂的局部涂布等方法中，预想到通过在钢板的广泛范围内进行而得到抑制磁特性劣化的效果，但当这些面积扩大时会招致生产率降低。因此，上述方法优选采用尽可能少的点数(焊点或局部涂布粘结剂的部分)，适于本发明所规定的条件。
此外，在专利文献3记载的技术中，由于设在用作铁芯的部分上的合体卡定部具有某种程度的面积，并且在回推中会被压溃，所以包含其周围在内会受到强力加工，因此在合体卡定部中铁芯的磁特性劣化也是显著的。对此，在基于粘结剂的局部涂布实现的方法中，铁芯的磁特性不会劣化，另外在基于点焊实现的方法中产生磁特性劣化的部分为极有限的区域，因此对铁芯的磁特性的不良影响小。
而且，从铁芯的生产率的方面考虑，作为将铁芯彼此相互固定的方法，基于铆接实现的固定方法从生产率的方面考虑是合适的。根据基于铆接实现的固定方法，通过形成用于将多张钢板以重合状态在最终冲压工序中进行铆接的突起而能够将冲裁加工之前的钢板彼此固定。另外，通过在最终冲压工序中利用该铆接突起在模具内部使铆接突起彼此嵌合而能够使铁芯用坯片一体化，从而高效率地制造铁芯。在图9中示出了这样的工序的示意图。
详细地说，在图9所示的最终冲压工序中，被搬送到形成在下模21上的孔10a、10b的正上方的钢板2a、2b被从上模23下降的冲头7a、7b压入到孔10a、10b中，由此在下方形成凸形状的铆接用突起25，通过该铆接用突起25来将钢板2a、2b彼此相互固定。接着，以使铆接用突起25位于冲头7c的正下方的方式进行搬送，通过从上模23下降的冲头7c进行铁芯的最外周的冲裁加工，之后，在先被搬送的钢板上以使铆接用突起25重叠的方式进行层叠，铆接用突起25被铆接紧固用冲头7d压入到下方的钢板的铆接用突起25中并嵌合，由此将钢板彼此相互固定。
专利文献3记载的技术中的合体卡定部由于在回推中被压溃而形成，所以不具有铆接的功能，需要另行设置用于将钢板彼此结合的铆接。因此，铁芯由于合体卡定部和铆接双方的加工而导致磁特性显著劣化。对此，本发明将最终用为铆接的突起也用为在冲裁加工途中用于将钢板彼此结合/固定的机构，因此与通常的带铆接的铁芯相同程度地抑制了铁芯的磁特性劣化。
根据以上理由，在本发明中，采用如下的方法：在冲裁加工之前在隔着要实施剪切加工的部分(闭合曲线L)的两侧，通过点焊或粘结剂的局部涂布等磁特性劣化少的方法来固定钢板彼此，或形成最终成为用于铁芯制造的铆接的突起，并对其加以利用，由此将钢板彼此相互固定。基于粘结剂实现的固定方法、基于点焊实现的固定方法及基于铆接突起的形成实现的固定方法能够组合使用，例如铁芯外部的固定部可以是基于点焊实现的固定方法，铁芯内部的固定可以是基于铆接突起的形成实现的固定方法。
〔层叠铁芯的制造方法〕
本发明能够用为通过将在上述方法中进行了冲裁的铁芯用坯片在模具内部相互固定来制造一体层叠铁芯的方法。作为一体层叠铁芯的制造方法，能够实施使用粘结剂的方法、对层叠的钢板的侧面进行焊接的方法、或在模具内的中途工序中设置用于铆接紧固的突起的情况下在最终冲压工序中通过铆接突起使钢板彼此相互结合的方法。
〔模具〕
本发明中的模具是实现上述方法的模具，具有在隔着最终成为铁芯的最外周的闭合曲线L的两侧通过点焊或速干性粘结剂的涂布、或将钢板在多张重合的状态下设置铆接突起而相互固定的功能，然后通过在模具内工序的最终工序中以剪切加工将铁芯用坯片的最外周从钢板切断来实施冲裁(剪切)加工，由此能够使通过将多张钢板在重合的状态下进行冲裁加工而导致的铁芯的磁特性劣化成为最小限度。
实施例
〔实施例1〕
使用图1所示的装置同时对两张板厚为0.20mm、板宽为210mm的电磁钢板进行冲裁加工，并且在模具内实施铆接来制作图2的(a)、(b)所示的无刷DC电动机用定子铁芯(外径200mm、12槽、齿宽14mm、背轭宽10mm)。进行冲裁加工的模具为通过依次进行传送的全部五道工序来依次进行冲压加工的构造。模具的第一道工序具有在钢板的规定位置涂布粘结剂的功能，相对于最终的定子铁芯的形状，在图2的(a)、(b)的固定部FA、FB的位置的直径为5mm的范围内涂布速干性粘结剂而将两张钢板相互粘结后，在模具的最后第5道工序中进行了最外周(闭合曲线L)的冲裁加工。在此，如图2的(a)、(b)所示，固定部FA配置在比铁芯的最外周靠外侧的位置，固定部FB配置在铁芯内部的位置，线段AB的长度如图2的(a)、(b)所示。另外，为了进行比较，也实施了没有设置固定部FA或固定部FB的加工。
使用上述制作的定子铁芯来制作稀土类磁铁埋入型电动机，并测定了额定输出下的电动机效率。将其结果示出在以下的表1中。另外，在表1中也记载了与设在定子铁芯的最外周的外侧及定子铁芯内的固定部FA、FB相关的详细情况。如表1所示，关于隔着闭合曲线L而存在于两侧的固定部FA、FB的组，确认到在线段AB的长度为钢板的平均板厚的400倍以下的组按本发明中规定的闭合曲线L的长度每100mm存在0.5以上的情况下，尤其能够得到高的电动机效率。
[表1]
〔实施例2〕
使用图1所示的装置同时对三张板厚为0.15mm、板宽为210mm的电磁钢板进行冲裁加工，并且在模具内实施铆接来制作图3的(a)～(c)所示的无刷DC电动机用定子铁芯(外径200mm、12槽、齿宽12mm、背轭宽8mm)，在图3的(a)～(c)所示的固定部FA、FB的位置设置圆铆接(直径1.2mm、深度0.10mm)来将三张钢板彼此相互固定，之后，进行铁芯内周及槽部分、铁芯外周的冲裁加工。在对铁芯外周进行冲裁的同时在模具内使圆铆接突起彼此嵌合来制作一体定子铁芯。
使用所得到的定子铁芯来制作稀土类磁铁埋入型电动机，并测定了额定输出条件下的电动机效率。其结果为，在图3的(a)所示的定子铁芯(实施例)中为92.8％，在图3的(b)所示的定子铁芯(比较例)中为91.8％，在图3的(c)所示的定子铁芯(比较例)中为91.5％，在适合于本发明条件的条件即图3的(a)所示的定子铁芯中能够得到特别优异的电动机特性。
〔实施例3〕
使用图1所示的装置同时对两张板厚为0.20mm、板宽为260mm的电磁钢板进行冲裁加工，并且在模具内实施铆接来制作图4-1、4-2所示的无刷DC电动机用定子铁芯(外径250mm、12槽、齿宽15mm、背轭宽11mm)，关于图4-1、4-2所示的固定部FA、FB的位置，在依次进行传送的模具内的工序的第一道工序中对固定部FA进行点焊来将两张钢板彼此相互固定，之后，进行铁芯内周及槽部分的冲裁加工，在模具内第四道工序中在最终成为铁芯的部分的内部设置V型铆接(宽度：1mm、长度：2mm、深度：0.3mm)来将两张钢板彼此相互固定。并且，在最终的第五道工序中进行铁芯外周的冲裁加工，利用该最外周的冲裁加工中的冲头下降动作来使V型铆接突起彼此嵌合而对层叠钢板进行了暂时的一体化后，将其从模具取出并通过冲压装置进行按压，由此使铆接突起彼此完全嵌合来制作一体定子铁芯。使用该定子铁芯来制作稀土类磁铁埋入型电动机，并测定了额定输出条件下的电动机效率。
在图5中示出闭合曲线L的周长中的每100mm的、满足本发明的条件的固定部FA、FB的组的数量及线段AB相对于钢板的平均板厚的比例与电动机效率之间的关系。如图5所示，确认到通过将线段AB相对于钢板的平均板厚之比及闭合曲线L的长度每100mm的固定部FA、FB的组的数量控制在本发明所规定的范围内，而能够得到高的电动机效率。
〔实施例4〕
使用图1所示的装置同时对三张板厚分别为0.10、0.15、0.20mm、板宽为260mm宽的电磁钢板进行冲裁加工，并且在模具内实施铆接来制作图4-1、4-2所示的无刷DC电动机用定子铁芯(外径200mm、12槽、齿宽14mm、背轭宽10mm)，关于图6的(a)～(c)所示的固定部FA、FB、FAN、FBN(N＝1～6)的位置，对固定部FA及铁芯内部的固定均设置V型铆接(宽度：1mm、长度：2mm、深度：0.15mm)来将两张钢板彼此相互固定，之后，再进行铁芯内周及槽部分、铁芯外周的冲裁加工。并且，利用该最外周的冲裁加工中的冲头下降动作来使V型铆接突起彼此嵌合而制作了定子铁芯。另外，在以上中，相对于图6的(a)所示的基本位置而在图6的(b)所示的形态中使固定部FA、FB与最外周的闭合曲线L之间的距离(固定部FA、FB与最外周的闭合曲线L之间的距离的最小值)发生变化。另外，在图6的(c)中示例的形态中使固定部FA、FB的组的分布状态发生变化。在图6的(c)所示的形态中，求出闭合曲线L与固定部FAN、FBN(N＝1～6)的交点PN，计算出相邻的交点PN之间的圆弧长最长的部分(圆弧长排位第一位)与圆弧长紧邻其次的部分(圆弧长排位第二位)之和，求出其和相对于闭合曲线L全长的比率。使用该定子铁芯来制作稀土类磁铁埋入型电动机，并测定了额定输出条件下的电动机效率。
如图7所示，通过使固定部FA、FB与闭合曲线L之间的距离(固定部FA与闭合曲线L之间的距离及固定部FB与闭合曲线L之间的距离中的较短一方)为钢板的平均板厚的250倍以下，而能够得到非常高的电动机效率。另外，如图5所示，通过将闭合曲线L的长度每100mm的固定部FA、FB的组的数量控制在本发明所规定的范围内，而能够得到高的电动机效率。另外，如图8所示，在上述定义中，确认到通过使不存在固定部FA、FB的组的部分(圆弧长排位第一位+第二位之和)小于闭合曲线L全长的50％，而确保了电动机铁损的改善效果。
以上，对适用了由本发明人研发的发明的实施方式进行了说明，但本发明并不受本实施方式的构成本发明的公开的一部分的记述及附图限定。即，基于本实施方式而由本领域技术人员所做出的其他实施方式、实施例及运用技术等均包含在本发明的范畴内。
工业实用性
根据本发明，可提供一种能够将层叠铁芯的磁特性劣化抑制在最小限度且能够高生产率地制造层叠铁芯的层叠铁芯用的冲裁加工方法及层叠铁芯的制造方法。
附图标记说明
1 冲裁加工装置
2a、2b、2c 钢板
3a、3b、3c 送料装置
4 夹送辊
5 冲压机
6 模具
7、7a、7b、7c 冲头
7d 铆接紧固用冲头
8 压板
9 冲模
10 模孔
10a、10b 孔
21 下模
23 上模
25 铆接用突起

Claims (5)

1.一种层叠铁芯用的冲裁加工方法，将多张钢板连续地向模具内送入，在设于该模具内的多道工序中在钢板重合的状态下进行多张钢板的冲裁加工，所述层叠铁芯用的冲裁加工方法的特征在于，
包含如下步骤：在位于与层叠铁芯的最外周相当的闭合曲线的外侧的第1固定部和位于最终成为层叠铁芯的部分上的第2固定部中使重合的多张钢板相互固定后再进行层叠铁芯的最外周的冲裁加工。
2.如权利要求1所述的层叠铁芯用的冲裁加工方法，其特征在于，
将连结所述第1固定部和所述第2固定部的线段的长度为多张钢板的平均板厚的400倍以下的第1固定部与第2固定部的组的数量，设为按所述闭合曲线的长度每100mm平均存在0.5个以上。
3.如权利要求1或2所述的层叠铁芯用的冲裁加工方法，其特征在于，
关于连结所述第1固定部和所述第2固定部的线段的长度为多张钢板的平均板厚的400倍以下的第1固定部与第2的固定部的组，在将所述第1固定部与所述闭合曲线之间的距离及所述第2固定部与所述闭合曲线之间的距离中的较短一方设为固定部与所述闭合曲线之间的距离时，使所述固定部与所述闭合曲线之间的距离的平均值为多张钢板的平均板厚的250倍以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的层叠铁芯用的冲裁加工方法，其特征在于，
所述第2固定部中的多张钢板的固定方法是使用了用于形成层叠铁芯的铆接用的突起的固定方法。
5.一种层叠铁芯的制造方法，其特征在于，
包含如下步骤：通过将根据权利要求1～4中任一项所述的层叠铁芯用的冲裁加工方法而实施了冲裁加工的钢板层叠、一体化来制造层叠铁芯。
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