铁芯和铁芯的生产方法 |
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| 申请号 | CN202280050437.9 | 申请日 | 2022-03-08 | 公开(公告)号 | CN117652006A | 公开(公告)日 | 2024-03-05 |
| 申请人 | 株式会社松尾制作所; | 发明人 | 关冨勇治; 山下重利; 吉田荣吉; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的 铁 芯(2)的生产方法是将多个配置为环状而使用的铁芯(2)的生产方法，包含如下工序：将作为 磁性 材料的线状材料(1)弯折；形成为设计形状；以及在存在所述线状材料(1)的多余部分的情况下将该多余部分切断。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铁芯的生产方法，该铁芯是将多个配置为环状而使用的铁芯，其中，该铁芯的生产方法包含如下工序： |
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| 说明书全文 | 铁芯和铁芯的生产方法技术领域[0001] 本公开技术涉及铁芯和铁芯的生产方法。 背景技术[0004] 现有技术文献 [0005] 专利文献 [0007] 发明要解决的课题 [0008] 若如点火线圈那样铁芯呈大致管状，则能够应用专利文献1所例示的制造方法。但是，设计上所要求的铁芯的形状各种各样，存在无法应用专利文献1所例示的制造方法的铁芯。 [0009] 本公开技术鉴于上述课题，其目的在于提供能够设计成各种形状的铁芯的生产方法。 [0010] 用于解决课题的手段 [0011] 本公开的铁芯的生产方法是将多个配置为环状而使用的铁芯的生产方法，包含如下工序：将作为磁性材料的线状材料弯折；形成为设计形状；以及在存在所述线状材料的多余部分的情况下将该多余部分切断。 [0012] 发明效果 [0014] 图1是示出实施方式1的铁芯的生产方法的处理工序的流程图。 [0015] 图2是示出实施方式1的铁芯的形状的例子的示意图。 [0016] 图3是示出实施方式1的设计形状的例子的示意图。 [0017] 图4A是示出将线状材料1形成为设计形状的例子的示意图之一。图4B是示出将线状材料1形成为设计形状的例子的示意图之二。图4C是示出将线状材料1形成为设计形状的例子的示意图之三。 [0018] 图5是示出将平面排列的线状材料1形成为设计形状的例子的示意图。 [0019] 图6是示出将立体地捆扎的线状材料1形成为设计形状的例子的示意图。 [0021] 图8是说明实施方式2的铁芯的生产方法中的拉丝工序的图。 [0022] 图9是示出在实施方式2的铁芯的生产方法中，拉丝工序前后的线状材料1的截面形状的变化的说明图。 具体实施方式[0023] 根据以下的每个实施方式的图的说明，明确本公开技术的铁芯2的生产方法。 [0024] 实施方式1. [0025] 图1是示出实施方式1的铁芯2的生产方法的处理工序的流程图。如图1所示，实施方式1的铁芯2的生产方法包含将作为磁性材料的线状材料1弯折的工序(ST2)、形成为设计形状的工序(ST4)以及将线状材料1的多余部分切断的工序(ST6)。 [0026] 作为磁性材料的线状材料1的截面形状没有特别限定。即，作为磁性材料的线状材料1的截面形状可以是圆，也可以是四边形，也可以是其他形状。 [0028] 图2是示出实施方式1的铁芯2的形状的例子的示意图。图2例示了线状材料1的截面形状为四边形的情况。如图2所示，铁芯2是将线状材料1重叠而形成的，因此能够应对各种形状，例如也能够应用于高输出的马达等旋转设备用。 [0029] 图3是示出实施方式1的设计形状的例子的示意图。图3的左侧所示的形状是设计形状。图3示出了两个铁芯2彼此相对并连接成环状的例子。设计形状是包含至少一个铁芯2的形状的形状。图3的右侧示出了将弯折成设计形状的线状材料1切断成两个从而制作出两个铁芯2的例子。图3所示的设计形状为环状，但在本公开技术的铁芯2的生产方法中，并不限定于此。例如设计形状也可以是多个铁芯2串联连接而成的形状。另外，在设计形状包含多个铁芯2的形状的情况下，可以在铁芯2与相邻的铁芯2之间存在所谓的切断余量(余量)的余裕。 [0030] 图3的左侧示出了设计形状原本也可以由一根线状材料1形成。但是，本公开技术的铁芯2的生产方法中，原本的线状材料1的根数不限于一根。用于生产铁芯2的线状材料1可以从最初开始为多根。另外，用于生产铁芯2的线状材料1也可以使用粗细等不同的多种线材。例如，也可以在铁芯2的中心部和外周部使用不同粗细的线状材料1。也可以在铁芯2的中心部使用比在外周部使用的线状材料细的线状材料1。并且，本公开技术的线状材料1也可以使用材质不同的多个线材。 [0031] 应该考虑相对于要生产的铁芯2，要如何使用线状材料1才能够抑制涡电流。 [0032] 在将作为磁性材料的线状材料1弯折的工序(ST2)和形成为设计形状的工序(ST4)中，线状材料1可以沿组装有铁芯2的磁路的磁通的方向重叠。 [0033] 图4A是示出将线状材料1形成为设计形状的例子的示意图之一。图4B是示出将线状材料1形成为设计形状的例子的示意图之二。图4C是示出将线状材料1形成为设计形状的例子的示意图之三。 [0034] 更详细而言，图4A示出了通过使线状材料1为阿尔法卷绕而形成为设计形状的例子。在铁芯2的形状如图3的右侧所示那样的情况下，在形成为设计形状的工序(ST4)中，也考虑沿用将线进行阿尔法卷绕的卷绕机等现有的设备。 [0035] 更详细而言，图4B示出了通过使线状材料1为多个阿尔法卷绕而形成为设计形状的例子。 [0036] 图4C示出了通过将图4B中得到的多个阿尔法卷绕的线状材料1重叠而形成为设计形状的例子。 [0037] 为了使弯折的线状材料1保持设计形状，可以对弯折的线状材料1实施用于保持形状的处理工序。用于保持形状的处理工序考虑通过加热进行自熔接等热压接、利用粘接剂的粘接、将多根集中捻合、施加压力而压接等。 [0038] 在用于保持形状的处理工序使用自熔接的情况下，线状材料1可以使用包覆有搪瓷等的线材。即，在自熔接的情况下，线状材料1可以被用于自熔接的材料包覆。 [0039] 在用于保持形状的处理工序使用粘接材料的情况下，该工序也可以与将作为磁性材料的线状材料1弯折的工序(ST2)和形成为设计形状的工序(ST4)同时进行。即，本公开技术的铁芯2的生产方法也可以以所谓的三维打印机的要领将线状材料1和粘接剂送出，以一笔画成的方式形成设计形状。 [0040] 将线状材料1的多余部分切断的工序(ST6)也可以说是例如从图3的左侧的设计形状切取图3的右侧的铁芯形状的工序。当然，在形成为设计形状时产生线状材料1的多余部分时，也包含切断该多余部分。 [0041] 将作为磁性材料的线状材料1弯折的工序(ST2)、形成为设计形状的工序(ST4)以及将线状材料1的多余部分切断的工序(ST6)各自的工序的次数和顺序可以根据生产的铁芯2的形状而适当决定。例如也可以在将线状材料1的多余部分切断的工序(ST6)之后实施将线状材料1弯折的工序(ST2)和形成为设计形状的工序(ST4)。 [0042] 图5是示出将平面排列的线状材料1形成为设计形状的例子的示意图。如图5所示，在本公开技术的铁芯2的生产方法中，也可以将平面排列的线状材料1集中弯折而形成为设计形状，并将多余部分切断。 [0043] 图6是示出将立体地捆扎的线状材料1形成为设计形状的例子的示意图。如图6所示，在本公开技术的铁芯2的生产方法中，也可以将立体地捆扎的线状材料1集中弯折而形成为设计形状，在有多余部分的情况下将该多余部分切断。 [0044] 如上所述，实施方式1的铁芯2的生产方法由上述处理工序构成，因此能够将铁芯2设计成各种形状。利用实施方式1的生产方法生产的铁芯2抑制了涡电流的产生。 [0045] 为了抑制涡电流的产生，以往也已知有层叠电磁钢板而成的层叠铁芯。在层叠铁芯的情况下，为了实现复杂的形状，需要较多的冲压模具，成本高。在本公开技术的铁芯2的生产方法中，由于使用线状材料1，因此实现了不需要较多地准备冲压模具从而成本不会变高的效果。另外，在本公开技术的铁芯2的生产方法中，由于使用线状材料1，因此也能够沿用线圈卷绕机等现有的设备。 [0046] 通过本公开技术的生产方法生产的铁芯2能够用于例如日本特开2011‑239645号公报中公开的可变磁阻型旋转变压器等旋转变压器。更具体而言，通过本公开技术的生产方法生产的铁芯2能够用作旋转变压器的磁性体部件。旋转变压器的磁性体部件如日本特开2011‑239645号公报的图2等所示的那样，呈U字形状，配置为环状并固定。 [0047] 如图3的右侧所示，通过本公开技术的生产方法生产的铁芯2在铁芯2不需要与外部绝缘的部位处将线状材料1切断。 [0048] 通过本公开技术的生产方法生产的铁芯2也能够用作马达等旋转设备用。考虑生产具有与上述旋转变压器相同的磁路构造的旋转设备。由于旋转设备产生的磁力比旋转变压器检测的磁力大，因此要求铁芯2具有更大的厚度。 [0049] 图7A是对现有技术的旋转设备与本公开技术的旋转设备的输出电压进行比较的曲线图的例子。图7B是对现有技术的旋转设备与本公开技术的旋转设备的阻抗进行比较的曲线图的例子。如图7A所示，使用了本公开技术的铁芯2的旋转设备与使用了现有的铁芯的旋转设备相比，特别是在5[kHz]～10[kHz]的频带中，输出电压较大。另外，如图7B所示，使用了本公开技术的铁芯2的旋转设备与使用了现有的铁芯的旋转设备相比，特别是在比60[kHz]靠高频侧的频带中，阻抗较大。 [0050] 这样，本公开技术的铁芯2的生产方法能够应对各种形状，因此也能够应用于马达等旋转设备。 [0051] 实施方式2. [0052] 实施方式2的铁芯2和铁芯2的生产方法是本公开技术的铁芯2和铁芯2的生产方法的变形例。 [0053] 在实施方式2中使用的标号除了特别说明的情况以外，使用与实施方式1中使用的标号相同的标号。在实施方式2中，适当省略与实施方式1重复的说明。 [0054] 图8是说明实施方式2的铁芯2的生产方法中的拉丝工序的图。如图8所示，实施方式2的铁芯2的生产方法可以包含拉丝工序。更详细而言，在实施方式2的铁芯2的生产方法中，作为形成为设计形状的工序(ST4)的具体例，可以实施捆扎多个线状材料1的“捆扎工序”和使捆扎后的线状材料1拉伸的“拉丝工序”，之后，通过被捆扎并被拉伸的线状材料1形成为设计形状。 [0055] 图9是示出在实施方式2的铁芯2的生产方法中，拉丝工序前后的线状材料1的截面形状的变化的说明图。 [0056] 利用细的线状材料1形成铁芯2会增加线状材料1在铁芯2中所占的表面积，起到趋肤效应增加的效果。所谓趋肤效应，是指当交流电流流过导体时，电流密度在导体的表面处较高，若远离表面则变低的现象。 [0057] 如图9所示，在拉丝工序中，使用模具作为工具，只要对捆扎后的线状材料1实施拉拔即可。另外，如图9所示，模具的开口部的形状、即拉拔后的被捆扎的线状材料1的形状可以是圆形也可以是四边形。拉拔后的被捆扎的线状材料1的形状优选是在通过被捆扎并被拉伸的线状材料1形成为设计形状的工序中能够没有间隙地形成的形状。 [0058] 使用了模具的拉拔也可以考虑以1根线状材料1为单位来实施，之后捆扎或形成为设计形状。但是，通过将多个线状材料1捆扎并以捆扎了多个的线状材料1为单位实施拉拔，与以1根为单位实施拉拔时相比，能够减少线状材料1与线状材料1之间的间隙，提高占空系数。 [0059] 由被捆扎并拉伸的线状材料1形成铁芯2可以对铁芯2的整体实施，也可以对铁芯2的特定部分局部地实施。 [0060] 如上所述，实施方式2的铁芯2的生产方法包含上述处理工序，因此除了实施方式1所示的效果之外，还起到如下效果：线状材料1在铁芯2中所占的表面积增加，趋肤效应增加。 [0061] 产业上的可利用性 [0062] 本公开技术的铁芯2的生产方法能够利用于旋转变压器等磁传感器、马达等旋转设备、其他具有磁路的产品，具有产业上的可利用性。 [0063] 标号说明 [0064] 1：线状材料；2：铁芯。 |
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