專利名稱：疊片鐵芯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動機器或磁拾取器或記錄頭用的疊片鐵芯(芯子)及其制造方法。先將每個都具有預定結(jié)構(gòu)尺寸的薄金屬芯片堆疊起來，再用激光光束將這些堆疊的芯片焊在一起，便形成疊片鐵芯。
在像電動機或磁帶記錄器用的磁拾取器或記錄磁頭這一類電動機器所使用的鐵芯中，通常都是先用金屬材料沖壓出每個具有預定結(jié)構(gòu)尺寸的薄芯片，然后一片疊一片地堆疊起來，再用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照，在這些堆疊起來的芯片界面之間進行焊接，使其組合而成鐵芯。
在先有技術(shù)方法中，上述的芯片疊堆和芯片邊界的焊接都是在連貫的步驟中進行的。更具體地說，第一個芯片從材料中沖壓出來，第二個芯片從材料中沖壓出來并堆疊到第一個芯片上面。再從材料中沖壓出第三個芯片并將其堆疊到第二個芯片上面。上述這種次序重復進行。和上述步驟同時進行的是，圍繞芯片邊界布置的激光光束發(fā)射組件發(fā)射出激光光束，這些激光光束照到疊置的芯片的多個周邊部分上，從而使芯片焊接在一起。
在上述方法中，如圖20所示，堆疊的芯片包括多個鐵芯組件(單元)101的芯片，而不是一個單個的鐵芯組件101的芯片。當激光光束在這種情況下不加區(qū)別地連續(xù)輻照時，構(gòu)成多個鐵芯組件101的堆疊芯片就會整塊地焊接在一起。為克服這個缺陷，先有技術(shù)提供一種焊接方式。在這個焊接方式中激光光束將不對構(gòu)成鐵芯組件101的芯片之間的邊界芯片進行輻照。這樣，各個鐵芯組件101就可以分離開來。
由于沒有激光光束的輻照而產(chǎn)生的芯片未焊接部分的位置符合鐵芯組件101的堆疊厚度，這樣各個鐵芯組件才能可靠地分隔開來?？墒?，當芯片厚度有變化時，堆疊的芯片就會沿著堆疊方向產(chǎn)生位錯。其結(jié)果是，芯片的未焊接部分和激光光束輻照的中斷時間不相吻合，這就是說，未焊接部分也有位錯。在這種情況下，芯片的未焊接部分就不可避免地會焊成使鐵芯組件變成了不可分隔開的。
為解決上述問題，先有技術(shù)曾提出要安裝一個厚度測量裝置，以便測量每個芯片的厚度，從而決定激光光束輻照的位置?？墒牵@樣一來就會增加設(shè)置的成本。
因此，本發(fā)明的目的是就是提供一種疊片鐵芯及其制造方法。在這個方法中，各個鐵芯組件能可靠地分隔開來而激光光束的輻照又可以不中斷，設(shè)備的成本也不會增加。
在一方面，本發(fā)明提供一種疊片鐵芯，其中將按預定結(jié)構(gòu)尺寸沖壓出來的薄芯片一個一個地堆疊起來。接著利用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照，在每個芯片邊緣上的多個焊接區(qū)連續(xù)焊接，這樣使芯片組合起來，形成兩個端面。構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片的半個焊區(qū)內(nèi)有第一個缺口，構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片的半個焊區(qū)有第二個缺口。構(gòu)成上述另一個鐵芯端面的芯片的上述半焊區(qū)對應于構(gòu)成鐵芯上述一個端面的芯片的另一個半焊區(qū)。
在另一方面，本發(fā)明提供了一個疊片鐵芯的制造方法。在這個方法中，將按預定結(jié)構(gòu)尺寸沖壓出來的薄芯片一個一個地堆疊起來，接著利用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照，在每個芯片邊上的多個焊接區(qū)連續(xù)焊接，這樣使芯片組合起來，形成兩個端面。本方法包括下述步驟在構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片的半個焊區(qū)內(nèi)成形第一個缺口，和在構(gòu)成鐵芯另一端面的芯片的半個焊區(qū)內(nèi)成形第二個缺口，構(gòu)成鐵芯上述另一端面的芯片的上述一個半焊區(qū)對應于構(gòu)成鐵芯上述一個端面的芯片的另一個半焊區(qū)。
按照上面介紹的疊片鐵芯及其制造方法，第一個缺口形成在構(gòu)成每個鐵芯組件的一個端面的芯片的一個半焊區(qū)上，而第二個缺口形成在構(gòu)成每個鐵芯組件的另一個端面的芯片的一個半焊區(qū)上。形成有第二個缺口的上述一個半焊區(qū)對應于形成有第一個缺口的芯片的另一個半焊區(qū)。因此，構(gòu)成每個鐵芯組件的兩個端面中的一個端面和相鄰鐵芯組件的另一個端面的芯片，都缺少焊接部位。這樣，即使激光光束輻照到堆疊芯片的所有邊界，由于這些芯片上有缺口，在構(gòu)成每個鐵芯組件的一個端面和相鄰鐵芯組件的另一個端面的芯片之間的邊界也不會焊接起來。
既然這樣，激光光束的輻照就不用中斷。而且，由于各個鐵芯組件能可靠地分隔開，就不需要測量鐵芯芯片厚度的測量裝置，當然也就不會增加設(shè)備費用。
在構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片表面可形成第一個凹陷，以取代上述的第一個缺口，上述的表面部位對應于相應的焊區(qū)。在構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片的下側(cè)部位可形成第二個凹陷，以取代第二個缺口，上述的下側(cè)部位對應于相應的焊區(qū)。每個第一和第二凹陷的深度等于或大于芯片厚度的一半。在這種情況下，即使激光光束輻照到堆疊芯片的所有邊界，由于這些芯片上有凹陷，在構(gòu)成每個鐵芯組件的一個端面和相鄰鐵芯組件的另一個端面的芯片之間的邊界同樣也不會被焊接。當然，在這種情況下也會獲得上述的同樣作用。
通過下面參照附圖對最佳實施例的描述，就會對本發(fā)明的另外的目的、特性和優(yōu)點有個清晰的了解，在這些附圖中

圖1是堆疊并焊接在一起的芯片的局部前視圖，這些芯片構(gòu)成本發(fā)明第一實施例的疊片鐵芯；圖2是鐵芯制造裝置的局部縱向截面圖；圖3是制成的鐵芯的平面圖；圖4是制成的鐵芯的前視圖；圖5是制成的鐵芯的底視圖；圖6是表示其加工過程的芯片材料的平面圖；圖7是表示激光光束輻照具有缺口的一個芯片和另一個芯片之間的邊界的堆疊芯片的局部放大的縱向截面圖；圖8是一個表示激光光束輻照到都沒有缺口的兩個芯片之間的界面的堆疊芯片的局部放大的縱向截面圖；圖9也是一個表示激光光束輻照到都有缺口的一個芯片和另一個芯片之間的邊界的堆疊芯片的局部放大的縱向截面圖；圖10也是一個表示激光光束輻照到都沒有缺口的兩個芯片之間的界面的堆疊芯片的局部放大的縱向截面圖；圖11也是一個表示激光光束輻照到都有缺口的一個芯片和另一芯片之間的邊界的堆疊芯片的局部放大的縱向截面圖12也是一個表示激光光束輻照到都有缺口的一個芯片和另一芯片之間的邊界的堆疊芯片的局部放大的縱向截面圖；圖13所示的圖類似于圖3，表示本發(fā)明的第二實施例；圖14所示的圖類似于圖4，表示第二實施例；圖15所示的圖類似于圖5，表示第二實施例；圖16所示的圖類似于圖6，表示第二實施例；圖17所示的圖類似于圖11，表示第二實施例；圖18所示的圖類似于圖12，表示第二實施例；圖19所示的圖類似于圖1，表示第二實施例；圖20為按先有技術(shù)制成的疊片鐵芯的透視圖。
參閱附圖1到12，說明描述本發(fā)明的第一實施例。在這個實施例中，本發(fā)明應用于電動機器用的疊片鐵芯及其制造方法。
首先參閱圖2，它示出了制造電動機器用的鐵芯的裝置。該裝置包括一個當作下模用的沖模1和當作上模用的沖頭2。沖模1和沖頭2用于從送到?jīng)_模1的環(huán)狀磁性材料3或成卷鋼片上沖出普通的圓形薄芯片4。沖壓出的芯片4被壓入沖模1，以使其堆疊在一起。沖模1有多個邊穿孔5，從輻照頭(未示出)過來的激光光束穿過邊穿孔5通過連續(xù)的輻照或點輻照對堆疊芯片4的外周邊間的界面進行輻照。這樣，堆疊的芯片4就可以在焊區(qū)7連焊在一起。
每個芯片4都有多個這樣僅焊區(qū)7。在本實施例中，每個芯片4在周邊上有4個這樣的焊區(qū)7，它們在圓周上相互成90°間隔設(shè)置，如圖3到圖5所示。構(gòu)成一個鐵芯組件8的兩個端面之一的芯片4成鐵芯組件8的最上層有兩個通常成半圓形的缺口9。該缺口9有分別對應于芯片4的四個焊區(qū)7中的兩個或焊區(qū)7的一半焊區(qū)的相應位置。構(gòu)成鐵芯組件8的另一個端面的，芯片4或鐵芯組件8的最底層同樣也有兩個類似的半圓形缺口10，該缺口10同樣也分別對應于芯片4的四個焊區(qū)7中的兩個或焊區(qū)7的一半焊區(qū)的相應位置。缺口10從缺口9移開90度。
現(xiàn)在來介紹用多個沖模1和沖頭2沖壓芯片4的情況。沖模1和沖頭2作為為連續(xù)沖模使用。首先，在階段P1，圓形孔11形成一個磁場，然后在階段P2，在材料3上圍繞孔11形成一系列作為槽12的孔。接著，在階段P3，從材料3上沖壓出圓形芯片4。圖6示出沖壓出來的孔4a。這些工作階段P1、P2和P3都是同時進行的。如圖6所示的例子，材料3沿著箭頭所示方向按節(jié)距B送進，這樣，帶有孔11的圓形芯片4和周邊槽12就可以順序地沖壓出來。
在階段P1，在材料3上缺口10和孔11都是有選擇地一起形成的；在階段P2，在材料3上缺口9和槽12也是有選擇地一起形成的。如圖6的雙點鏈線所示，在階段P1和P2形成的圓形孔位于芯片4的周邊，在階段P3，當從材料3沖壓出芯片4時，這些孔變成輻射狀的半圓缺口。小沖頭(未示出)有選擇地前進以制成缺口9和10。
在堆疊和焊接芯片4時，先從材料3上沖壓出帶缺口10的芯片4。然后再將既無缺口9也無缺口10的芯片4沖壓出來并堆疊在以前沖壓出來的帶缺口10的芯片4上。這樣一來，無缺口9或10的芯片就可以重復地沖出并堆疊起來。另一方面，從輻照頭輻射出來的激光光束6對壓到?jīng)_模1中的芯片4進行點輻照，以便將堆疊的芯片4焊接在一起，即使激光光束6對帶缺口10的芯片4和堆疊在前面芯片上的頂層芯片4之間的邊界進行照射，如圖7所示由于有缺口10，前面的芯片4也不具有供焊接的部位。這樣一來，頂層芯片4最多也就是熔化，而不會和下面的芯片4焊接在一起。然而如圖8所示，當激光光束6照射時，這些芯片4是在焊區(qū)7而不是在缺口10熔化并焊接在一起。
而且，當激光光束6對既無缺口9，也無缺口10的堆疊芯片4進行輻射時，它們在激光光束6輻照到的所有焊區(qū)7都會熔化而焊接在一起。
這樣，除最后一個以外，當所有芯片4堆疊時，有缺口9的芯片4沖壓出來就堆到前面的一個芯片上。即使當激光光束6對帶缺口9的芯片4和堆在前面一個芯片上的下層芯片4之間的邊界進行輻射時，如圖9所示，由于有缺口9，前面的芯片4就沒有供焊接的部位。因此，下層芯片4最多也就是熔化，而不會和上面的芯片4焊接在一起。然而，如圖10所示，當激光光束6輻照時，這些芯片4是在焊區(qū)而不是在缺口9熔化并焊接在一起。
接著，沖壓出有缺口10的芯片4，以便堆疊在有缺口9的芯片4上，當激光光束6對有相應缺口9和10的芯片4之間的界面進行輻照時，如圖11所示，由于有缺口9，有缺口9的芯片4也沒有供焊接的部位。因此，上層芯片4最多也就是熔化，而不會和下層芯片4焊接在一起。另外如圖12所示，由于有缺口10，有缺口10的芯片4也不具有供焊接的部位。因此下層芯片4最多也就是熔化，也不會和上層芯片4焊接在一起。這就是說，即使當激光光束6對芯片間一邊界輻照時，有相應缺口9和10的芯片4也不會焊接在一起。這樣，每個鐵芯組件8就可以和它后面的鐵芯組件8分離開來。當帶缺口10的芯片4沖壓出來時，對后繼的鐵芯組件8來說重復進行上述工作步驟。
根據(jù)上述實施例，由于在半焊區(qū)有缺口9，每個鐵芯組件8的最上面一層芯片4沒有供焊接的部位。由于對應于最上層芯片4的另一半焊區(qū)的一半焊區(qū)有缺口10，每個鐵芯組件8的最底層芯片4同樣也不具有供焊接的部位。因此，如圖1所示，即使當激光光束對芯片間的邊界A進行輻照時，每個鐵芯組件8的最上層芯片4和后面的鐵芯組件8的最底層芯片4也不會焊接在一起。這樣，每個芯鐵芯組件8就能可靠地和后面的鐵芯組件在邊界A分離開來，而無需中斷激光光束6對其的輻照。這樣，即使芯片4的厚度發(fā)生變化時，鐵芯組件8也能分離開來。而且，因此不需用厚度測量裝置，設(shè)備的成本也不會增加。
圖13到19展示本發(fā)明的第二實施例。下面將介紹第一和第二實施例的區(qū)別。在構(gòu)成每個鐵芯組件8的一個端面的芯片4的表面或每個鐵芯組件8的最上層有4個凹陷21，以使它們能相應地對應于芯片4的所有焊區(qū)。在構(gòu)成鐵芯組件8的另一端面的芯片4的底側(cè)也有四個類似的凹陷22，以便它們也相應地對應于芯片4的所有焊區(qū)。每個凹陷21和22都是沿著芯片4的厚度方向下陷，其深度是芯片4厚度的一半或大于一半。
為圖16所示，在階段P1，凹陷21是從連續(xù)沖模的表面或上側(cè)處在材料3上有選擇地形成的，而凹陷22則是在階段P2從底側(cè)或較低的一側(cè)處在材料3上有選擇地形成的。為圖16的中雙點鏈線所示，凹陷21和22在階段P1和P2時是呈橢圓形，并位于芯片4的周邊。在階段P3，當芯片4從材料3沖壓出來時，這些孔就呈半橢圓形。
按照第二實施例，由于表面形成的凹陷21，每個鐵芯組件8的最上層芯片4不具有供焊接的部位。由于底側(cè)形成的凹陷22，每個鐵芯組件8的最底層芯片4也不具有供焊接的部位。因此，如圖17和18所示，即使當激光光束6對芯片間邊界A進行輻照時，每個鐵芯組件8的最上層芯片4和后面的鐵芯組件8的最底層芯片4也不會焊接在一起，這樣，最上層和最底層的芯片4都不會熔焊在一起。因此，由于每個鐵芯組件8都能可靠地和后面的一個鐵芯組件在邊界A分離開來而不必中斷激光光束6的輻照，所以和第一個實施例相似，在第二實施例中也能達到同樣的作用。
雖然本發(fā)明是應用于前述實施例中的電動機器的鐵芯及其制造方法，本發(fā)明也可應用于磁拾取器的鐵芯或磁帶記錄器的磁頭用鐵芯磁或者變壓器的鐵芯及其制造方法。而且，在前述的實施例中，激光光束的輻照可以連續(xù)進行，而不是點輻照。特別要指示的是，即使芯片4的厚度有變化，由于激光光束有連續(xù)輻照的優(yōu)點，所以焊接仍能比較可靠地進行。
上述的介紹和圖例只是本發(fā)明的原理的一些例證說明，不能單從狹義上去理解。對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，各種修改和變型也將是顯而易見的，根據(jù)所附的權(quán)利要求書的限定，所有這樣的修改和變型都將被視為在本發(fā)明的真正精神和范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種疊片鐵芯，其中每塊薄芯片是按預定的結(jié)構(gòu)尺寸沖壓而成，并一片一片地堆疊起來，接著利用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照對由每個芯片邊緣處的多個焊區(qū)進行輻照而使芯片焊接組合在一起，以形成兩個端面，其特征是，構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片具有對應于所述焊區(qū)的一半焊區(qū)的第一缺口，構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片具有對應于所述焊區(qū)的另一半焊區(qū)的第二缺口，構(gòu)成鐵芯所述另一端面的芯片的所述一半焊區(qū)對應于構(gòu)成鐵芯的所述一個端面的芯片的另一半焊區(qū)。
2.一種疊片鐵芯的制造方法，其中每塊薄芯片是按預定的結(jié)構(gòu)尺寸沖壓而成，并一片一片地堆疊起來，接著利用激光光束的連續(xù)輻照成點輻照對每個芯片邊緣處的多個焊區(qū)進行輻照而使芯片焊接組合在一起，以形成兩個端面，其特征是包括以下步驟在構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片的所述焊區(qū)的一半焊區(qū)中成形第一缺口，在構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片的所述焊區(qū)的一半焊區(qū)中成形第二缺口，構(gòu)成鐵芯所述另一個端面的芯片的所述一半焊區(qū)對應于構(gòu)成鐵芯所述一個端面的芯片的另一半焊區(qū)。
3.一種疊片鐵芯，其中每塊薄芯片是按預定的結(jié)構(gòu)尺寸沖壓而成，并一片一片地堆疊起來，接著，利用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照對每個芯片邊緣處的多個焊區(qū)進行輻照而使芯片焊接組合在一起，以形成兩個端面，其特征是，構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片在其表面對應于所述焊區(qū)的部位上成形有第一凹陷，而構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片在其底側(cè)對應于所述焊區(qū)的部位上成形有第二凹陷，第一和第二凹陷的每個凹陷的深度等于或大于所述芯片厚度的一半。
4.一種制造疊片鐵芯的方法，其中每塊薄芯片是按預定的結(jié)構(gòu)尺寸沖壓而成，并一片一片地堆疊起來，接著利用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照對每個芯片邊緣處的多個焊區(qū)進行輻照而使芯片焊接組合在一起，以形成兩個端面，其特征是包括以下步驟在構(gòu)成鐵芯一個端面的芯片的表面的對應于所述焊區(qū)的部位成形第一凹陷，每個第一凹陷的深度等于或大于所述芯片厚度的一半，和在構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片的底側(cè)的對應于所述焊區(qū)的部位成形第二凹陷，每個第二凹陷的深度等于或大于芯片厚度的一半。
全文摘要
一種電動機器等用的疊片鐵芯是由薄芯片組成的。每塊芯片按預定的結(jié)構(gòu)尺寸沖壓并一片一片地堆疊起來，接著利用激光光束的連續(xù)輻照或點輻照對每個芯片邊緣處的多個焊區(qū)進行輻照而使其焊接組合在一起。構(gòu)成鐵芯兩個端面之中的一個端面的芯片的一半焊區(qū)內(nèi)有第一缺口。構(gòu)成鐵芯另一個端面的芯片的一半焊區(qū)內(nèi)有第二缺口。第一缺口和第二缺口相互錯開90度。
文檔編號H02K15/02GK1156317SQ9612183
公開日1997年8月6日 申請日期1996年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月1日
發(fā)明者藤森章司, 山田豐信 申請人:株式會社東芝