CN113056859A - 粘接层叠铁芯、其制造方法以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种粘接层叠铁芯，具备：多个电磁钢板，彼此层叠，两个表面由绝缘被膜覆盖；以及粘接部，被设置在沿层叠方向相邻的电磁钢板彼此之间，将电磁钢板彼此分别粘接，形成粘接部的粘接剂包含有机树脂和无机填料，无机填料的50％粒径为0.2～3.5μm，无机填料的90％粒径为10.0μm以下，相对于有机树脂100质量份，无机填料的含量为5～50质量份。

Description

粘接层叠铁芯、其制造方法以及旋转电机

技术领域

本发明涉及粘接层叠铁芯、其制造方法和旋转电机。

本申请基于2018年12月17日在日本提交的特愿2018-235871号主张优先权，将其内容援引至此。

背景技术

以往已知一种用于电机、变压器等的粘接层叠铁芯。粘接层叠铁芯是层叠多片薄的电磁钢板并通过粘接剂进行一体化而得到的构成。在粘接层叠铁芯中，随着电磁钢板的层叠片数的增加而难以保持平坦性。在平坦性差的粘接层叠铁芯中，可能会存在粘接层叠铁芯不直立，粘接层叠铁芯倾斜，粘接层叠铁芯的精度不稳定，粘接层叠铁芯的磁特性降低的风险。

针对这样的问题，例如，专利文献1中提出了一种粘接层叠铁芯，其以包含环氧树脂和橡胶成分的粘接剂将电磁钢板彼此粘接，抑制粘接剂从电磁钢板的外周部的挤出量。在专利文献1的粘接层叠铁芯中，提高了粘接部的膜厚的精度。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本国特开2014-096429号公报

发明内容

[发明要解决的技术问题]

然而，专利文献1的粘接层叠铁芯在进一步提高平坦性和提高占空系数方面存在改进的余地。

本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够进一步提高平坦性、提高占空系数的粘接层叠铁芯、其制造方法以及旋转电机。

[用于解决技术问题的技术手段]

可以想到的是，若在分别粘接电磁钢板彼此的粘接部中混合无机填料，则能够抑制粘接部的膨胀或收缩。

通过抑制粘接部的膨胀，容易提高粘接层叠铁芯的占空系数。粘接层叠铁芯的占空系数高意味着电磁钢板在粘接层叠铁芯的层叠方向上的截面中所占的比例高。这表示通过来自绕组电流的励磁，在粘接层叠铁芯的内部产生磁力线时，能够以较高的密度形成磁力线。也就是说，提高粘接层叠铁芯的占空系数表示提高粘接层叠铁芯的磁性能。

可以想到，当粘接部所包含的无机填料的50％粒径较小时，粘接层叠铁芯容易直立，容易变平坦，且容易提高占空系数。

然而，本发明的发明者们发现，决定粘接层叠铁芯的平坦性的不仅有无机填料的50％粒径(中心粒径)、无机填料的平均粒径(无机填料所有颗粒的粒径的算术平均值)，还有无机填料的90％粒径、无机填料的最大粒径。即，本发明的发明者们发现，决定粘接层叠铁芯的平坦性的是无机填料的颗粒的总体中粒径大的组分。

可以认为，这是因为无论无机填料的50％粒径、平均粒径有多小，若无机填料的颗粒的总体中存在“粗大颗粒”，则该粗大颗粒就会支配电磁钢板间的空隙(间隙)。

为了解决上述技术问题，本发明的发明者们反复进行了深入研究。其结果发现，通过减小粘接部所包含的无机填料的50％粒径，并且减小粘接部所包含的无机填料的90％粒径，能够进一步提高粘接层叠铁芯的平坦性，并且能够提高粘接层叠铁芯的占空系数，完成了本发明。

即，本发明具有以下方案。

(1)本发明的第一方案为粘接层叠铁芯，其具备：多个电磁钢板，彼此层叠，两个表面由绝缘被膜覆盖；以及粘接部，被设置在沿层叠方向相邻的所述电磁钢板彼此之间，将所述电磁钢板彼此分别粘接，形成所述粘接部的粘接剂包含有机树脂和无机填料，所述无机填料的50％粒径为0.2～3.5μm，所述无机填料的90％粒径为10.0μm以下，相对于所述有机树脂100质量份，所述无机填料的含量为5～50质量份。

(2)也可以是，在所述(1)所述的粘接层叠铁芯中，所述无机填料的最大粒径为30.0μm以下。

(3)也可以是，在所述(1)或所述(2)所述的粘接层叠铁芯中，所述无机填料含有从金属氧化物和金属氢氧化物中选择的一种以上。

(4)也可以是，在所述(1)至所述(3)的任一项所述的粘接层叠铁芯中，所述无机填料含有从氢氧化铝和氧化铝中选择的一种以上。

(5)也可以是，在所述(1)至所述(4)中的任一项所述的粘接层叠铁芯，所述粘接层叠铁芯为定子用。

(6)本发明的第二方案是如所述(1)至所述(5)中任一项所述的粘接层叠铁芯的制造方法，重复在将所述粘接剂涂布到所述电磁钢板的表面的一部分之后，重叠于另一电磁钢板之上并压接，以形成所述粘接部的操作。

(7)本发明的第三方案是旋转电机，其具备所述(1)至所述(5)的任一项所述的粘接层叠铁芯。

[发明效果]

根据本发明的粘接层叠铁芯，能够进一步提高平坦性，提高占空系数。

附图说明

图1是具备本发明的一实施方式的粘接层叠铁芯的旋转电机的剖视图。

图2是图1所示的粘接层叠铁芯的侧视图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是示出粘接层叠铁芯的制造装置的概要结构的侧视图。

具体实施方式

下面，将参照附图针对本发明的一实施方式的粘接层叠铁芯和具备该粘接层叠铁芯的旋转电机进行说明。另外，在本实施方式中，作为旋转电机，将举出电动机，具体而言是交流电动机，更具体而言是同步电动机，最具体而言是永磁铁磁场型电动机为一个例子进行说明。这种电动机例如优选应用在电动汽车等中。

如图1所示，旋转电机10包括定子20、转子30、壳体50和旋转轴60。定子20和转子30容纳在壳体50中。

定子20被固定在壳体50中。

在本实施方式中，采用转子30位于定子20的内侧的内转子型作为旋转电机10。但是，也可以采用转子30位于定子20的外侧的外转子型作为旋转电机10。此外，在本实施方式中，旋转电机10是具有12极18槽的三相交流电动机。但是，极数、槽数、相数等可以适当变更。

例如，通过向各相施加有效值10A、频率为100Hz的励磁电流，旋转电机10能够以1000rpm的转速旋转。

定子20包括定子铁芯21和未图示的绕组。

定子铁芯21包括环状的铁芯背部22和多个齿部23。在下文中，将定子铁芯21(或铁芯背部22)的中心轴线O方向称为轴向，将定子铁芯21(或铁芯背部22)的径向(与中心轴线O正交的方向)称为径向，将定子铁芯21(或铁芯背部22)的周向(围绕中心轴线O的方向)称为周向。

铁芯背部22在从轴向观察定子20的俯视图中形成为环状。

多个齿部23从铁芯背部22向径向的内侧(沿径向朝向铁芯背部22的中心轴线O)突出。多个齿部23沿周向隔开相等的间隔配置。在本实施方式中，以中心轴线O为中心，每隔20度的圆心角设置有18个齿部23。多个齿部23被形成为具有彼此相同的形状和相同的大小。

所述绕组被卷绕于齿部23。所述绕组可以被集中卷绕，也可以分散卷绕。

转子30相对于定子20(或定子铁芯21)被配置在径向的内侧。转子30包括转子铁芯31和多个永久磁铁32。

转子铁芯31被形成为与定子20呈同轴配置的环状(圆环状)。前述旋转轴60被配置在转子铁芯31内。旋转轴60被固定于转子铁芯31。

多个永久磁铁32被固定于转子铁芯31。在本实施方式中，2个1组的永久磁铁32形成1个磁极。多组永久磁铁32沿周向隔开相等的间隔配置。在本实施方式中，以中心轴线O为中心，每隔30度的圆心角设置12组(总共24个)永久磁铁32。

在本实施方式中，采用嵌入磁铁型电机作为永磁铁磁场型电动机。

在转子铁芯31上，形成有在轴向上贯穿转子铁芯31的多个通孔33。多个通孔33与多个永久磁铁32对应地设置。各永久磁铁32以被配置在对应的通孔33内的状态固定于转子铁芯31。例如，各永久磁铁32向转子铁芯31的固定可以通过用粘接剂将永久磁铁32的外表面与通孔33的内表面粘接等来实现。此外，作为永磁铁磁场型电动机，也可以采用表面磁铁型电机取代嵌入磁铁型电动机。

定子铁芯21及转子铁芯31均为粘接层叠铁芯。如图2所示，定子20通过层叠多个电磁钢板40而形成。

在定子20中，在层叠方向上相邻的电磁钢板40彼此之间设置有将这些电磁钢板40彼此粘接的粘接部41，各个电磁钢板40通过粘接部41粘接。即，在定子20中，形成定子铁芯21的多个电磁钢板40夹着粘接部41层叠。

定子铁芯21及转子铁芯31各自的层叠厚度例如设定为50.0mm。定子铁芯21的外径例如设定为250.0mm。定子铁芯21的内径例如设定为165.0mm。转子铁芯31的外径例如设定为163.0mm。转子铁芯31的内径例如设定为30.0mm。然而，这些值是一个例子，定子铁芯21的层叠厚度、外径和内径、以及转子铁芯31的层叠厚度、外径和内径并不局限于这些值。在此，定子铁芯21的内径以定子铁芯21中的齿部23的前端部为基准。定子铁芯21的内径是与所有的齿部23的前端部内接的假想圆的直径。

形成定子铁芯21和转子铁芯31的各电磁钢板40例如通过对作为基材的电磁钢板进行冲裁加工等而形成。作为电磁钢板40，可以使用公知的电磁钢板。电磁钢板40的化学组分并没有特别的限制。在本实施方式中，作为电磁钢板40，采用无取向电磁钢板。作为无取向电磁钢板，例如可以采用JIS C2552：2014的无取向电钢带。

然而，作为电磁钢板40，还可以是采用取向电磁钢板来代替无取向电磁钢板。作为取向电磁钢板，例如也可以采用JIS C2553：2012的取向性电钢带。

为了改善电磁钢板的加工性、或粘接层叠铁芯的铁损，电磁钢板40的两个表面被绝缘被膜覆盖。作为构成绝缘被膜的物质，例如可以应用(1)无机化合物、(2)有机树脂、(3)无机化合物和有机树脂的混合物等。作为无机化合物，例如举出(1)重铬酸盐和硼酸的复合物、(2)磷酸盐和二氧化硅的复合物、(3)磷酸盐等。作为有机树脂，例如可举出环氧树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸苯乙烯树脂、聚酯树脂、硅树脂、氟树脂等。

有机树脂可以与后述的粘接剂中包含的有机树脂相同，也可以不同。

为了确保彼此层叠的电磁钢板40之间的绝缘性能，绝缘被膜的厚度(电磁钢板40的每一面的厚度)优选为0.1μm以上。

另一方面，随着绝缘被膜变厚，绝缘效果会饱和。此外，随着绝缘被膜变厚，占空系数降低，作为粘接层叠铁芯的性能会降低。因此，绝缘被膜在可以确保绝缘性能的范围内较薄更好。绝缘被膜的厚度(电磁钢板40的每个表面的厚度)优选为0.1μm以上且5μm以下，较优选为0.1μm以上且2μm以下。

绝缘被膜的厚度例如能够通过用显微镜等观察在厚度方向上切断电磁钢板40而获得的切断面来测量。

随着电磁钢板40变薄而铁损的改善效果会逐渐饱和。此外，电磁钢板40的制造成本随着电磁钢板40变薄而增加。因此，若考虑到铁损的改善效果及制造成本，电磁钢板40的厚度优选为0.10mm以上。

另一方面，若电磁钢板40过厚，则难以进行电磁钢板40的加压冲裁作业。因此，考虑到电磁钢板40的加压冲裁作业，电磁钢板40的厚度优选为0.65mm以下。

此外，若电磁钢板40变厚，则铁损增加。因此，考虑到电磁钢板40的铁损特性，电磁钢板40的厚度优选为0.35mm以下，较优选为0.25mm以下，进一步优选为0.20mm以下。

考虑到上述的方面，各电磁钢板40的厚度例如优选为0.10mm以上且0.65mm以下，较优选为0.10mm以上且0.35mm以下，进一步优选为0.10mm以上且0.25mm以下，特别优选为0.10mm以上且0.20mm以下。此外，电磁钢板40的厚度还包括绝缘被膜的厚度。

电磁钢板40的厚度例如可以通过千分尺等测量。

如图3所示，形成定子铁芯21的多个电磁钢板40经由粘接部41层叠。在定子铁芯21的铁芯背部22和齿部23上形成粘接部41。粘接部41从铁芯背部22的内周朝向径向内侧(沿径向朝向铁芯背部22的中心轴线O)形成为41a、41b、41c。在多个齿部23分别形成有粘接部41b、41c。在与多个齿部23相对应的位置的铁芯背部22，分别形成有粘接部41a。

粘接部41是由包含有机树脂和无机填料的粘接剂形成的层。

作为构成粘接剂的有机树脂，并没有特别的限制，例如举出聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酯树脂、硅树脂、氟树脂等。

作为有机树脂，出于容易提高粘接部41的粘接强度的观点，优选将丙烯酸树脂接枝聚合到环氧树脂上的丙烯酸改性环氧树脂。

作为环氧树脂，例如可以举出通过在碱催化剂存在下使环氧氯丙烷和双酚缩合而得到的环氧树脂，以及通过在碱催化剂存在下使环氧氯丙烷和双酚缩合为低分子量的环氧树脂、并通过使该低分子量的环氧树脂和双酚加聚反应而得到的环氧树脂等。在此，“低分子量的环氧树脂”是指数均分子量小于1200的环氧树脂。

作为环氧树脂，可以是组合有二价的羧酸的环氧酯树脂。作为二价的羧酸，例如可以举出琥珀酸、已二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷酸、六氢邻苯二甲酸等。

作为双酚，举出双酚A、双酚F、双酚AD等，优选双酚A、双酚F。

作为碱催化剂，举出氢氧化钠、氢氧化钾等。

这些环氧树脂，可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

环氧树脂的数均分子量优选为1200～8000，较优选为2000～7000，进一步优选为2500～7000。若环氧树脂的数均分子量为上述下限值以上，则容易提高粘接部41的粘接强度。若环氧树脂的数均分子量为上述上限值以下，则容易提高粘接部41的稳定性。

环氧树脂的数均分子量可以使用聚苯乙烯作为标准物质，根据JIS K7252-1：2008中记载的尺寸排除色谱法(SEC：Size-Exclusion Chromatography)来测量。

环氧树脂的含量相对于粘接剂的总质量，例如优选为30～90质量％，较优选为40～80质量％，进一步优选为50～70质量％。若环氧树脂的含量为上述下限值以上，则容易提高粘接部41的粘接强度。若环氧树脂的含量低于上述上限值以下，则容易缓和电磁钢板40中产生的应变。

作为丙烯酸树脂，例如可举出通过使从丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸和巴豆酸等不饱和羧酸中选择的至少一种聚合或共聚而获得的丙烯酸树脂；通过使从不饱和羧酸中选择的至少一种单体和从下述自由基聚合性不饱和单体中选择的至少一种共聚而获得的丙烯酸树脂等。

作为自由基聚合性不饱和单体，可举出(1)丙烯酸或甲基丙烯酸的碳原子数为1～8个的羟烷基酯，如丙烯酸2-羟乙基、甲基丙烯酸2-羟乙基、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等；(2)丙烯酸或甲基丙烯酸的碳原子数为1～24个的烷基酯或环烷基酯，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯，丙烯酸2-乙基己酯，甲基丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸硬脂酯、丙烯酸硬脂酯、丙烯酸癸酯等；(3)官能丙烯酰胺或官能甲基丙烯酰胺，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-甲氧基甲基丙烯酰胺、N-丁氧基甲基丙烯酰胺等；(4)芳香族乙烯基单体，如苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯；(5)脂肪族乙烯基单体，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丙烯腈、甲基丙烯腈等。

作为上述不饱和单体的优选组合，例如举出甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸的组合；苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸的组合；苯乙烯、丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸的组合；甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯和丙烯酸的组合等。

丙烯酸树脂的数均分子量优选为5000～100000，较优选为6000～80000，进一步优选为7000～60000。若丙烯酸树脂的数均分子量为上述下限值以上，则容易提高粘接部41的粘接强度。若丙烯酸树脂的数均分子量为上述上限值以下，则容易抑制粘接剂变成高粘度，容易使粘接部41平坦。

丙烯酸树脂的数均分子量可以通过与环氧树脂的数均分子量相同的方法测量。

丙烯酸树脂的含量相对于粘接剂的总质量，例如优选为10～40质量％，较优选为15～35质量％，进一步优选为20～30质量％。若丙烯酸树脂的含量为上述下限值以上，则容易提高粘接部41的粘接强度。若丙烯酸树脂的含量为上述上限值以下，则容易抑制粘接剂变成高粘度，容易使粘接部41平坦。因此，容易抑制粘接层叠铁芯的应变。

使丙烯酸树脂接枝聚合到环氧树脂上而得到的丙烯酸改性环氧树脂(以下也称为接枝化物)例如是通过以下方式得到的：在有机溶剂溶液中，在苯甲酰基过氧化物等自由基生成剂的存在下，使上述自由基聚合性不饱和单体与高分子量环氧树脂接枝聚合反应。在此，“高分子量环氧树脂”是指数均分子量为1200以上的环氧树脂。

用于接枝聚合反应的自由基生成剂优选为相对于自由基聚合性不饱和单体的固体含量100质量份为3～15质量份。

上述接枝聚合反应例如通过以下方式进行：向被加热到80～150℃的高分子量环氧树脂的有机溶剂溶液中以1～3小时加入与自由基生成剂均匀混合的自由基聚合性不饱和单体，进一步在相同温度下保持1～3小时。

用于接枝聚合反应的有机溶剂可以是溶解高分子量环氧树脂和自由基聚合性不饱和单体，且可与水混合的有机溶剂。

作为这样的有机溶剂，例如可以举出异丙醇、丁醇、2-羟基-4-甲基戊烷、2-乙基己醇、环己醇、乙二醇、二甘醇、1，3-丁二醇、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁基醚、二乙二醇单甲醚等醇类溶剂、丙酮、甲乙酮等酮类溶剂、溶纤溶剂和卡必醇类溶剂。此外，也可以使用不与水混溶的惰性有机溶剂，作为这样的有机溶剂，例如可举出甲苯、二甲苯等芳香烃类、以及酯酸乙酯和乙酸丁酯等酯类。

当粘接剂包含环氧树脂时，固化剂可以使用通常使用的环氧树脂固化剂。作为环氧树脂固化剂，例如可以使用从以下之中选择的至少一种：脂肪族聚胺、脂环族多胺、芳族多胺、聚酰胺多胺、改性多胺等多胺类固化剂；单官能酸酐(邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、氯菌酸酐等)、双官能酸酐(均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、乙二醇双(脱水偏苯三甲酸酯)、甲基环己烯四羧酸酐等)、游离酸酸酐(偏苯三酸酐、聚壬二酸酐等)等酸酐类固化剂；含羟甲基的初始缩合物，如酚醛清漆型或酚醛型酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂等；潜伏固化剂等。

作为潜伏固化剂，例如举出双氰胺、三聚氰胺、有机酸二酰肼、胺酰亚胺、酮亚胺、叔胺、咪唑盐、三氟化硼胺盐、微胶囊型固化剂(将固化剂封装在由酪蛋白等形成的微胶囊中，通过加热和加压打破微胶囊并与树脂发生固化反应)和分子筛型固化剂(将固化剂吸附在吸附化合物表面，通过加热释放吸附分子并与树脂发生固化反应)等。

作为环氧树脂固化剂，出于容易提高粘接部41的粘接强度的观点，优选使用酚醛清漆型酚醛树脂(苯酚酚醛清漆树脂)。在此，“酚醛清漆型酚醛树脂”是指用酸催化剂使酚类和醛类进行缩合反应而得到的树脂。

作为酚类，举出苯酚。

作为醛类，举出甲醛。

作为酸催化剂，举出草酸和二价的金属盐。

酚醛清漆型酚醛树脂在常温(25℃)下为固体，被分类为热塑性树脂。在酚醛清漆型酚醛树脂中，-CH₂OH基团几乎不与构成酚醛树脂的酚核(芳香环)结合。

环氧树脂固化剂的含量优选相对于粘接剂的总质量，例如为1～20质量％。若环氧树脂固化剂的含量为上述下限值以上，则容易提高粘接部41的粘接强度。若环氧树脂固化剂的含量为上述上限值以下，则容易提高粘接部41的稳定性。

粘接剂可以包含弹性体。作为弹性体，可以举出天然橡胶、合成橡胶，优选合成橡胶。

作为合成橡胶，举出聚丁二烯系合成橡胶、腈系合成橡胶、氯丁二烯系合成橡胶等。

作为聚丁二烯系合成橡胶，举出异戊二烯橡胶(IR)、丁二烯橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、聚异丁烯(丁基橡胶，IIR)、三元乙丙橡胶(EPDM)等。

作为腈系合成橡胶，例如举出丁腈橡胶(NBR)、丙烯酸橡胶(ACM)等。

作为氯丁二烯系合成橡胶，举出氯丁二烯橡胶(CR)等。

作为合成橡胶，上述之外，也可以使用聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶(FKM)、氯磺化聚乙烯(CSM)、表氯醇橡胶(ECO)等。

作为弹性体，出于耐热性优异、并且容易缓和在电磁钢板40中产生的应变的观点，优选SBR、EPDM和NBR。

弹性体可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

弹性体的含量优选相对于粘接剂的总质量，为5～30质量％。若弹性体的含量为上述下限值以上，则容易缓和电磁钢板40中产生的应变。

若弹性体的含量为上述上限值以下，则容易提高粘接部41的粘接强度。

有机树脂的含量相对于粘接剂的总质量，例如优选为40～95质量％，较优选为50～90质量％，进一步优选为60～80质量％。若有机树脂的含量为上述下限值以上，则容易提高粘接部41的粘接强度。若有机树脂的含量为上述上限值以下，则容易抑制粘接剂变成高粘度，容易使粘接部41平坦。因此，容易抑制粘接层叠铁芯的应变。

作为无机填料，例如举出氧化铝(α-氧化铝)、氧化锌、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化锡等金属氧化物；氢氧化铝(三水铝石)、氢氧化钙、氢氧化镁等的金属氢氧化物；二氧化硅、硅藻土、硅酸钙、滑石等含硅物；硫酸钙、硫酸镁、硫酸钡等硫酸盐等。

无机填料可以单独使用一种，也可以并用两种以上。

作为无机填料，从廉价且容易获得的观点出发，优选从金属氧化物和金属氢氧化物中选择的一种以上，较优选从氢氧化铝和氧化铝中选择的一种以上，进一步优选氢氧化铝。

无机填料的50％粒径为0.2～3.5μm，优选为0.4～3.0μm，较优选为0.6～2.5μm。若无机填料的50％粒径为上述下限值以上，则容易抑制粘接部41的膨胀或收缩。若无机填料的50％粒径为上述上限值以下，则容易提高粘接层叠铁芯的占空系数。

无机填料为金属氧化物时，无机填料的50％粒径优选为1.0～3.5μm，较优选为1.5～3.2μm，进一步优选为2.0～3.0μm。

无机填料为金属氢氧化物时，无机填料的50％粒径优选为0.2～3.0μm，较优选为0.5～2.5μm，进一步优选为1.0～2.0μm。

无机填料的90％粒径为10.0μm以下，优选为8.0μm以下，较优选为6.0μm以下。若无机填料的90％粒径为上述上限值以下，则容易使粘接部41平坦。因此，容易抑制粘接层叠铁芯的应变。无机填料90％粒径的下限值没有特别的限定，但实质上为2.0μm。

无机填料为金属氧化物时，无机填料的90％粒径优选为10.0μm以下，较优选为9.5μm以下，进一步优选为9.0μm以下。

无机填料为金属氢氧化物时，无机填料的90％粒径优选为9.0μm以下，较优选为8.0μm以下，进一步优选为7.0μm以下。

在本说明书中，50％粒径和90％粒径表示累积粒径分布中体积基准的粒径。50％粒径、90％粒径可以用激光衍射/散射型粒径分布测量装置测量。50％粒径表示在使用激光衍射/散射型粒径分布测量装置测量的粒径分布的累积粒度曲线中，其累计量按体积基准占50％时的粒径。90％粒径表示在使用激光衍射/散射型粒径分布测量装置测量的粒径分布的累积粒度曲线中，该累计量按体积基准占90％时的粒径。

无机填料的90％粒径可以通过具有特定孔径的筛子或通过风力分级法等来调整。

无机填料的最大粒径优选为30.0μm以下，较优选为20.0μm以下，进一步优选为10.0μm以下。若无机填料的最大粒径为上述上限值以下，则容易使粘接部41平坦。因此，容易抑制粘接层叠铁芯的应变。

无机填料的最大粒径的下限值没有特别的限定，但实质上为3.0μm。

无机填料是金属氧化物时，无机填料的最大粒径优选为20.0μm以下，较优选为15.0μm以下，进一步优选为10.0μm以下。

无机填料为金属氢氧化物时，无机填料的最大粒径优选为15.0μm以下，较优选10.0μm以下，进一步优选8.0μm以下。

无机填料的最大粒径可以用激光衍射/散射型粒度分布测量装置测量。无机填料的最大粒径由使用激光衍射/散射型粒度分布测量装置测量的所有颗粒的最大值给出。

无机填料的最大粒径可以通过具有特定孔径的筛子或风力分级法等来调整。

无机填料的含量相对于100质量份有机树脂为5～50质量份，优选5～40质量份，更优选5～30质量份，进一步优选10～30质量份。若无机填料的含量为上述下限值以上，则容易抑制粘接部41的膨胀或收缩。若无机填料的含量低于上述上限值以下，则容易提高粘接层叠铁芯的占空系数。

无机填料是金属氧化物时，相对于100质量份的有机树脂，无机填料的含量优选为10～50质量份，较优选为15～40质量份，进一步优选为20～30质量份。

无机填料为金属氢氧化物时，相对于100质量份的有机树脂，无机填料的含量优选为5～45质量份，较优选为10～40质量份，进一步优选为15～35质量份。

本实施方式的粘接剂，除了有机树脂和无机填料之外，还可以包含任意组分。作为任意组分，可以举出导电性物质、难溶性铬酸盐等防锈添加剂、着色颜料(例如缩合多环系有机颜料、酞菁系有机颜料等)、着色染料(例如偶氮染料、偶氮系金属络盐染料等)、成膜助剂、分散性改进剂、消泡剂等。

这些任意组分可以单独使用一种，可以并用两种以上。

粘接剂包含任意组分时，任意组分的含量优选相对于有机树脂100质量份，为1～10质量份。

作为本实施方式的粘接剂，除热固型的粘接剂之外，还可以使用自由基聚合型的粘接剂等，出于生产性的观点，优选使用常温固化型的粘接剂。常温固化型的粘接剂在20℃～30℃固化。作为常温固化型的粘接剂，优选丙烯酸类粘接剂。代表性的丙烯酸类粘接剂有SGA(第二代丙烯酸类粘接剂。Second Generation Acrylic Adhesive)等。在不损害本发明的效果的范围内，能够使用厌氧性粘接剂、瞬时粘接剂和含有弹性体的丙烯酸类粘接剂的任一种。此外，此处所说的粘接剂是固化前的状态，粘接剂固化后成为粘接部41。

粘接部41在常温(20℃～30℃)下的平均拉伸弹性模量E在1500MPa～4500MPa的范围内。若粘接部41的平均拉伸弹性模量E小于1500MPa，则会发生层叠铁芯的刚性降低的不良状况。因此，粘接部41的平均拉伸弹性模量E的下限值被设定为1500MPa，较优选为1800MPa。相反，若粘接部41的平均拉伸弹性模量E超过4500MPa，则会发生形成在电磁钢板40表面的绝缘被膜剥离的不良状况。因此，粘接部41的平均拉伸弹性模量E的上限值被设定为4500MPa，较优选为3650MPa。

此外，通过共振法测量平均拉伸弹性模量E。具体而言，以JIS R 1602：1995为标准测量拉伸弹性模量。

更具体而言，首先，制造测量用的样品(未图示)。通过将两片电磁钢板40之间用作为测量对象的粘接剂粘接并使其固化以形成粘接部41，从而获得该样品。当粘接剂是热固型时，通过以实际操作中的加热加压条件进行加热、加压来进行该固化。另一方面，当粘接剂是常温固化型时，通过在常温下加压来进行该固化。

然后，用共振法测量该样品的拉伸弹性模量。基于共振法的拉伸弹性模量的测量方法如上所述，以JIS R 1602：1995为标准进行。其后，通过计算将电磁钢板40自身的影响部分从试样的拉伸弹性模量(测量值)中排除，求得粘接部41单体的拉伸弹性模量。

由于以这种方式从样品求得的拉伸弹性模量等于作为层叠铁芯整体的平均值，因此将该数值视为平均拉伸弹性模量E。平均拉伸弹性模量E的组成被设定为在沿着其层叠方向的层叠位置、围绕层叠铁芯的中心轴线的周向位置上几乎不改变。因此，也可以将测量位于层叠铁芯的上端位置的、固化后的粘接部41得到的数值作为平均拉伸弹性模量E的值。

作为粘接方法，例如，可以采用在电磁钢板40上涂布粘接剂后，通过加热和压接的任一种或两种来粘接的方法。此外，加热手段可以是例如在高温槽或电炉中加热、或直接通电的方法等任何手段。

为了稳定地获得充分的粘接强度，粘接部41的厚度优选为1μm以上。

另一方面，若粘接部41的厚度超过100μm，则粘接力会饱和。此外，随着粘接部41变厚，占空系数降低，粘接层叠铁芯的铁损等磁特性降低。因此，粘接部41的厚度优选为1μm以上且100μm以下，较优选为1μm以上且10μm以下。

此外，在上文中，粘接部41的厚度表示粘接部41的平均厚度。

粘接部41的平均厚度较优选为1.0μm以上且3.0μm以下。若粘接部41的平均厚度小于1.0μm，则如前所述无法确保充分的粘接力。因此，粘接部41的平均厚度的下限值为1.0μm，较优选为1.2μm。相反，若粘接部41的平均厚度变厚超过3.0μm，则会发生由于热固化时的收缩而引起电磁钢板40的应变量大幅增加等不良状况。因此，粘接部41的平均厚度的上限值被设定为3.0μm，较优选为2.6μm。

粘接部41的平均厚度是作为粘接层叠铁芯整体的平均值。粘接部41的平均厚度在沿着其层叠方向的层叠位置或围绕粘接层叠铁芯的中心轴线的周向位置几乎不改变。因此，粘接部41的平均厚度可以通过在粘接层叠铁芯的上端位置，以在圆周方向的10个位置以上处测量的数值的平均值来作为其值。

此外，粘接部41的平均厚度例如可以通过改变粘接剂的涂布量来进行调整。此外，例如，在热固性的粘接剂的情况下，可以通过改变在粘接时施加的加热加压条件以及固化剂种类中的一者或两者等来调整粘接部41的平均拉伸弹性模量E。

在本实施方式中，形成转子铁芯31的多个电磁钢板40通过铆接C(定缝销钉)彼此固定。然而，形成转子铁芯31的多个电磁钢板40也可以通过粘接部41彼此粘接。

此外，定子铁芯21或转子铁芯31等粘接层叠铁芯也可以通过所谓的旋转堆叠来形成。

下面，将参照附图针对本发明的一实施方式的粘接层叠铁芯的制造方法进行说明。

定子铁芯21可以重复在电磁钢板40的表面的一部分上涂布粘接剂后重叠压接于另一电磁钢板上以形成粘接部41的操作来制造。

下面，将使用图4所示的制造装置100，说明制造定子铁芯21的方法。

首先，针对制造装置100进行说明。在制造装置100中，在从钢卷Q(带钢)向箭头F方向送出原始钢板P的同时，利用被配置在各台上的模具进行多次冲裁，将原始钢板P逐渐形成为电磁钢板40的形状，在第2片以后的电磁钢板40的下表面的预定位置涂布粘接剂，依次层叠冲裁后的电磁钢板40并进行压接。

如图4所示，制造装置100包括：最靠近钢卷Q的位置的第一级的冲裁工作站110；与该冲裁工作站110相邻地配置在沿原始钢板P的输送方向的下游侧的第二级的冲裁工作站120；以及与冲裁工作站120相邻地配置在比该冲裁工作站120更下游侧的粘接剂涂布工作站130。

冲裁工作站110包括被配置在原始钢板P的下方的阴模111和被配置在原始钢板P上方的阳模112。

冲裁工作站120包括被配置在原始钢板P的下方的阴模121和被配置在原始钢板P的上方的阳模122。

粘接剂涂布工作站130具备涂布器131，该涂布器131具有根据粘接剂的涂布图案而配置的多个喷射器。

制造装置100还在比粘接剂涂布工作站130更下游的位置具备层叠工作站140。该层叠工作站140包括加热装置141、外周冲裁阴模142、隔热构件143、外周冲裁阳模144和弹簧145。

加热装置141、外周冲裁阴模142和隔热构件143被配置在原始钢板P的下方。另一方面，外周冲裁阳模144和弹簧145被配置在原始钢板P的上方。

在制造装置100中，首先，从钢卷Q将原始钢板P沿图4中的箭头F的方向依次送出。然后，对该原始钢板P，首先进行冲裁工作站110的冲裁。接着，对该原始钢板P，进行冲裁工作站120的冲裁。通过这些冲裁加工，在原始钢板P上得到具有图3所示的铁芯背部22和多个齿部23的电磁钢板40的形状(冲裁工序)。但是，由于在该时刻还没有完全地冲裁，因此沿着箭头F的方向进入下一工序。在下一工序的粘接剂涂布工作站130中，将从涂布器131的所述各喷射器供给的粘接剂呈点状涂布(涂布工序)。

接着，将原始钢板P向层叠工作站140送出，利用外周冲裁阳模144冲裁，精度良好地层叠(层叠工序)。在该层叠时，电磁钢板40通过弹簧145受到一定的加压力。通过依次重复如以上说明的冲裁工序、涂布工序和层叠工序，能够层叠规定片数的电磁钢板40。进一步，将这样堆叠电磁钢板40而形成的铁芯通过加热装置141例如以60℃～200℃加热。通过该加热使粘接剂固化，形成粘接部41(固化工序)。

通过上述各工序，完成定子铁芯21。

如上述说明，本实施方式的旋转电机和粘接层叠铁芯，层叠两面由绝缘被膜覆盖的多个电磁钢板，在层叠方向上相邻的电磁钢板彼此之间通过由含有有机树脂和无机填料的粘接剂形成的粘接部彼此粘接。电磁钢板彼此之间通过粘接部粘接，从而得到足够的粘接强度。由于粘接部含有无机填料，因此能够抑制粘接部的膨胀或收缩。

此外，在各个粘接部，相对于100质量份的有机树脂，含有50％粒径为0.2～3.5μm、且90％粒径为10.0μm以下无机填料5～50质量份。因此，本实施方式的旋转电机和粘接层叠铁芯容易减小电磁钢板之间的空隙。其结果，能够进一步提高粘接层叠铁芯的平坦性，提高粘接层叠铁芯的占空系数。

本实施方式的粘接层叠铁芯能够进一步提高平坦性，提高占空系数。因此，本实施方式的粘接层叠铁芯适合作为定子用的粘接层叠铁芯(定子铁芯)。粘接层叠铁芯也可以用作转子铁芯。

另外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。

定子铁芯的形状并不限定于上述实施方式所示的形状。具体而言，定子铁芯的外径和内径的尺寸、叠层厚度、槽数、齿部23的周向和径向的尺寸比率、齿部23和铁芯背部22的径向尺寸比率等可以根据旋转电机的期望特性任意进行设计。

在上述实施方式的转子中，两个一组的永久磁铁32形成一个磁极，但本发明并不限定于此。例如，可以是一个永久磁铁32形成一个磁极，也可以是三个以上的永久磁铁32形成一个磁极。

在所述实施方式中，作为旋转电机，举出永磁铁磁场型电动机作为一例进行了说明，但旋转电机的结构如下例所示而并不限于此，进而也可以采用以下没有例示的各种公知的结构。

在上述实施方式中，作为同步电动机，举出永磁铁磁场型电动机作为一例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，旋转电机也可以是磁阻型电动机或电磁铁励磁型电动机(绕组励磁型电动机)。

在上述实施方式中，作为交流电动机，举出同步电动机作为一例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，旋转电机也可以是感应电动机。

在上述实施方式中，作为电动机，举出交流电动机作为一例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，旋转电机可以是直流电动机。

在上述实施方式中，作为旋转电机，举出电动机作为一例进行了说明，但本发明并不限定于此。例如，旋转电机可以是发电机。

在上述实施方式中，例示出将本发明的粘接层叠铁芯应用于定子铁芯的情况，但是也可以应用于转子铁芯。

另外，在不脱离本发明宗旨的范围内，可以适当地将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素，并且，也可以适当地组合上述变形例。

[实施例]

[实施例1～6、比较例1～4]

制备厚度为0.25mm的钢带，将含有金属磷酸盐和丙烯酸树脂乳液的绝缘被膜处理液涂布到该钢带的两个表面，在300℃下进行烘烤，在单个表面上形成了0.8μm的绝缘被膜。

将形成有绝缘被膜的钢带卷取，作为钢卷Q。将钢卷Q安放在上述的制造装置100中，将原始钢板P从钢卷Q沿箭头F的方向送出。使用制造装置100，通过冲裁形成单板(电磁钢板40)(冲裁工序)，该单板(电磁钢板40)具有外径300mm、内径240mm的环状，并且在内径侧18处设置有长度为30mm、宽度15mm的矩形齿部。

接着，在依次传输冲裁后的电磁钢板，同时在图3所示的各位置以点状涂布表1所示组成的粘接剂，每1处5毫克(涂布工序)，然后进行层叠(层叠工序)。通过重复进行相同的操作，得到层叠130片电磁钢板的层叠体。将得到的层叠板在10MPa的压力下加压，同时以120℃加热，使粘接剂固化(固化工序)，制造了各示例的粘接层叠铁芯。

表1中各组分的种类如下。

<有机树脂>

丙烯酸改性环氧树脂(环氧树脂：双酚F型，60质量％；丙烯酸树脂：丙烯酸的聚合物，20质量％；固化剂：酚醛清漆型酚醛树脂，20质量％)。

<无机填料>

A1：氢氧化铝(50％粒径1.5μm，90％粒径6.5μm，最大粒径7.0μm)。

A2：氧化铝(50％粒径2.5μm，90％粒径8.5μm，最大粒径9.5μm)。

A’1：二氧化硅(50％粒径1.5μm，90％粒径12.0μm，最大粒径15.0μm)。

A’2：氧化镁(50％粒径2.5μm，90％粒径15.5μm，最大粒径21.0μm)。

表1中，各组分的组成单位为质量份。

表1中，“-”表示不含有该组分。

<平坦性的评价>

将所得到的各例的粘接层叠铁芯置于平坦的台子上，在与图3的齿部23对应的位置的18处测量粘接层叠铁芯的高度。计算粘接层叠铁芯的高度的最大值和最小值之差(△H)，除以粘接层叠铁芯的高度的平均值(平均高度)，求出平坦率(△H/平均高度×100(％))。平均高度是上述18处的算术平均值。根据下述评价标准，对粘接层叠铁芯的平坦性进行评价。平坦率越小，平坦性越好。在表1中示出结果。

《评价标准》

A：平坦率小于2％。

B：平坦率为2％以上且小于5％。

C：平坦率为5％以上。

<占空系数的评价>

计算了所得到的各示例的粘接层叠铁芯的占空系数(％)。

此外，在本说明书中，粘接层叠铁芯的占空系数由下述式给出。

占空系数(％)＝M/(D·h·S)×100

在此，M表示粘接层叠铁芯的质量(kg)，D表示钢板(将绝缘被膜除外的电磁钢板)的密度(kg/m³)，h表示粘接层叠铁芯的平均高度(m)，S表示俯视下电磁钢板的面积(m²)。电磁钢板的面积S是通过利用扫描仪将层叠前的电磁钢板作为图像取入，并进行图像分析而求得的。

根据计算出的占空系数的值，基于下述评价基准对占空系数进行了评价。结果如表1所示。

《评价标准》

A：占空系数为99％以上。

B：占空系数为98％以上且小于99％。

C：占空系数小于98％。

[表1]

如表1所示，在应用本发明的实施例1～6中，平坦性和占空系数全部为“A”或“B”。

另一方面，在无机填料含量比本发明的范围小的比较例1中，占空系数为“C”。

在无机填料含量比本发明的范围大的比较例2中，平坦性和占空系数为“C”。

在无机填料的90％粒径为本发明的范围之外的比较例3～4中，平坦性和占空系数为“C”。

由上述结果可知，根据本发明的粘接层叠铁芯，能够进一步提高平坦性，提高占空系数。

[工业上的利用可能性]

根据本发明，可以进一步提高粘接层叠铁芯的平坦性，提高占空系数。因此，工业上的利用可能性很大。

[附图标记说明]

10 旋转电机

20 定子

21 定子铁芯(粘接层叠铁芯)

40 电磁钢板

41 粘接部

Claims (7)

1.一种粘接层叠铁芯，具备：

多个电磁钢板，彼此层叠，两个表面由绝缘被膜覆盖；以及

粘接部，被设置在沿层叠方向相邻的所述电磁钢板彼此之间，将所述电磁钢板彼此分别粘接，

形成所述粘接部的粘接剂包含有机树脂和无机填料，

所述无机填料的50％粒径为0.2～3.5μm，

所述无机填料的90％粒径为10.0μm以下，

相对于所述有机树脂100质量份，所述无机填料的含量为5～50质量份。

2.根据权利要求1所述的粘接层叠铁芯，

所述无机填料的最大粒径为30.0μm以下。

3.根据权利要求1或2所述的粘接层叠铁芯，

所述无机填料含有从金属氧化物以及金属氢氧化物中选择的1种以上。

4.根据权利要求1至3的任一项所述的粘接层叠铁芯，

所述无机填料含有从氢氧化铝及氧化铝中选择的1种以上。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的粘接层叠铁芯，

所述粘接层叠铁芯为定子用。

6.一种粘接层叠铁芯的制造方法，是权利要求1～5的任一项所述的粘接层叠铁芯的制造方法，

重复在所述电磁钢板的表面的一部分涂布所述粘接剂后，重叠于另一电磁钢板之上并压接，形成所述粘接部的操作。

7.一种旋转电机，具备：

权利要求1～5的任一项所述的粘接层叠铁芯。

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