CN113169594A - 层叠铁芯以及旋转电机 - Google Patents

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Abstract

一种层叠铁芯，是具备互相层叠的多个电磁钢板的层叠铁芯，多个电磁钢板中的沿着层叠方向位于第一侧的电磁钢板、以及沿着层叠方向位于第二侧的电磁钢板均相互铆接而未粘接，沿着层叠方向位于中央的电磁钢板相互粘接而未铆接。

Description

层叠铁芯以及旋转电机
技术领域
本发明涉及层叠铁芯及旋转电机。
本申请基于2018年12月17日在日本提交的日本特愿2018-235851号主张优先权，其内容通过引用合并于此。
背景技术
以往已知有如下述专利文献1所记载的层叠铁芯。在该层叠铁芯中，在层叠方向上彼此相邻的电磁钢板通过粘接及铆接两种方法接合。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本国特开2015-136228号公报
发明内容
[发明要解决的技术问题]
对于所述现有的层叠铁芯，在确保外形状的尺寸精度，并且提高磁特性的方面还存在改善的余地。
本发明是鉴于上述的情况而得到的，其目的在于确保外形状的尺寸精度，并且提高磁特性。
[用于解决技术问题的技术手段]
为了解决上述技术问题，本发明提出了以下的手段。
(1)本发明的第一方案是具备互相层叠的多个电磁钢板的层叠铁芯，所述多个电磁钢板中的位于沿着层叠方向第一侧的所述电磁钢板、以及位于沿着层叠方向第二侧的所述电磁钢板均相互铆接而未粘接，位于沿着层叠方向中央的所述电磁钢板相互粘接而未铆接。
相比于基于粘接的接合，基于铆接的接合可以提高尺寸精度。在此，多个电磁钢板中的位于沿着层叠方向第一侧的电磁钢板、以位于沿着层叠方向第二侧的电磁钢板均彼此铆接。因此，可以提高层叠铁芯中的位于层叠方向的第一侧以及第二侧的各部分(相对于层叠方向的中央，位于层叠方向的外侧的各部分)的形状的精度。相对于位于层叠铁芯的中央的部分，这些各部分对层叠铁芯的外形状的影响较大。因此，通过提高这些各部分的形状的精度，作为结果，可以提高层叠铁芯的外形状的精度。因此，可以确保层叠铁芯的处理性。例如，即使在将绕组缠绕于层叠铁芯的情况下，也可以精度良好地缠绕等。
相比于基于铆接的接合，基于粘接的接合可以抑制电磁钢板中产生的应变。电磁钢板中产生的应变会对电磁钢板的铁损及层叠铁芯的磁特性产生影响，因此优选较小。在此，多个电磁钢板中的沿着层叠方向位于中央的电磁钢板彼此粘接。因此，相比于这些电磁钢板互相铆接的情况，可以抑制应变的产生。其结果，可以提高层叠铁芯的磁特性。
(2)也可以是，在所述(1)所述的层叠铁芯中，位于所述中央并互相粘接的所述电磁钢板的片数多于位于所述第一侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数、以及位于所述第二侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数。
位于所述中央并互相粘接的电磁钢板的片数(下面，称为N3)多于位于所述第一侧并互相铆接的电磁钢板的片数(下面，称为N1)、以及位于所述第二侧并互相铆接的电磁钢板的片数(下面，称为N2)。因此，在层叠铁芯整体中，可以降低通过铆接而接合的电磁钢板的片数的比率。其结果，可以进一步提高层叠铁芯的磁特性。
(3)也可以是，在所述(1)或所述(2)所述的层叠铁芯中，位于所述第一侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数与位于所述第二侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数相等。
N1和N2相等。因此，在层叠铁芯中，可以抑制层叠方向的第一侧的尺寸精度和第二侧的尺寸精度之间产生差异。由此，可以更加确保层叠铁芯的处理性。
(4)也可以是，在所述(1)至所述(3)的任一项所述的层叠铁芯中，所述电磁钢板包括：环状的铁芯背部；以及从所述铁芯背部向所述铁芯背部的径向突出并且在所述铁芯背部的周向上隔开间隔地配置的多个齿部。
层叠铁芯是具备铁芯背部和齿部的定子铁芯。因此，例如在使绕组通过在周向上相邻的齿部之间的槽时，显著地实现确保前述的处理性的作用效果。即，提高槽的尺寸精度后，可以容易地将绕组按照设计地卷绕于齿部。由此，可以提高槽中的绕组占空系数。作为结果，可以提高槽内的电载。
(5)也可以是，在所述(1)至所述(4)的任一项所述的层叠铁芯中，所述粘接部的平均厚度为1.0μm～3.0μm。
(6)也可以是，在所述(1)至所述(5)的任一项所述的层叠铁芯中，所述粘接部的平均拉伸弹性模量E为1500MPa～4500MPa。
(7)也可以是，在所述(1)至所述(6)的任一项所述的层叠铁芯中，所述粘接部是包括SGA的常温粘接型的丙烯酸系粘接剂，该SGA由含有弹性体的丙烯酸系粘接剂构成。
(8)本发明的第二方案是具备所述(1)至所述(7)的任一项所述的层叠铁芯的旋转电机。
[发明效果]
根据本发明，可以确保外形状的尺寸精度，并且提高磁特性。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的旋转电机的剖视图。
图2是图1所示的旋转电机具备的定子的俯视图。
图3是图1所示的旋转电机具备的定子的侧视图。
图4是图1所示的旋转电机具备的定子的电磁钢板及粘接部的俯视图。
图5是图1所示的旋转电机具备的定子的电磁钢板及铆接件的俯视图。
图6是图5所示的VI－VI剖视向视图。
图7是本发明的一实施方式的第一变形例的定子铁芯的剖视图，是相当于图6所示的剖视图的图。
图8是本发明的一实施方式的第二变形例的定子铁芯的剖视图，是相当于图6所示的剖视图的图。
具体实施方式
下面，参照附图，说明本发明的一实施方式的旋转电机。此外，在本实施方式中，作为旋转电机举出电动机，具体而言是交流电动机，更具体而言是同步电动机，更进一步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及图2所示，旋转电机10包括定子20、转子30、壳体50、以及旋转轴60。定子20及转子30容纳在壳体50中。定子20被固定于壳体50。
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，例如极数、槽数、相数等可以适当变更。此外，例如，通过向各相施加有效值10A、频率为100Hz的励磁电流，该旋转电机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(铁芯背部22)的轴向(定子铁芯21的中心轴线O方向)称为轴向，将定子铁芯21(铁芯背部22)的径向(与定子铁芯21的中心轴线O正交的方向)称为径向，将定子铁芯21(铁芯背部22)的周向(围绕定子铁芯21的中心轴线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地配置。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。此外，多个齿部23的形状、大小也可以不相等。
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(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组的永磁铁32形成1个磁极。多组永磁铁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为中心的圆心角每隔30度地设置12组(总共24个)永磁铁32。此外，多组永磁铁32的间隔也可以不相等。
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与多个永磁铁32对应地设置。各永磁铁32以被配置在对应的通孔33内的状态固定于转子铁芯31。各永磁铁32向转子铁芯31的固定可以通过用粘接剂将永磁铁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均为层叠铁芯。层叠铁芯通过层叠多个电磁钢板40而形成。
此外，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，例如可以采用JISC2553：2012的取向性电钢带。
为了改善电磁钢板的加工性、或层叠铁芯的铁损，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。
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。
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0.20mm或0.25mm。
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0.20mm或0.25mm。此外，电磁钢板40的厚度还包括绝缘被膜的厚度。
形成定子铁芯21的多个电磁钢板40的一部分通过粘接部41而被粘接。粘接部41是被设置于在层叠方向上相邻的电磁钢板40彼此之间，不断裂地固化的粘接剂。对于粘接剂，例如使用基于聚合结合的热固化性的粘接剂等。作为粘接剂的组合物，可以应用(1)丙烯酸类树脂、(2)环氧类树脂、(3)包含丙烯酸类树脂以及环氧类树脂的组合物等。作为这样的粘接剂，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的组成被设定为几乎不会因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而改变。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，将层叠铁芯作为电机时的转矩密度降低。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层叠铁芯的中心轴线的周向位置几乎不变。因此，粘接部41的平均厚度可以将在层叠铁芯的上端位置在圆周方向的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。
此外，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等的层叠铁芯也可以通过所谓的旋转堆叠来形成。
在此，如图3及图4所示，在本实施方式的定子铁芯21中，在层叠方向上相邻的电磁钢板40彼此所有的组通过粘接或铆接的一者接合。在本实施方式中，多个电磁钢板40之中，沿着层叠方向位于第一侧D1的N1片电磁钢板40(在下文中，也称为第一层叠体76)、以及沿着层叠方向位于第二侧D2的N2片电磁钢板40(在下文中，也称为第二层叠体77)均被铆接而未粘接，并且没有通过铆接以外的接合方法来接合。多个电磁钢板40中，沿着层叠方向位于中央的N3片电磁钢板40(在下文中，也称为第三层叠体78)被互相粘接而未铆接，并且没有通过粘接以外的接合方法来接合。
定子铁芯21的层叠方向的两端部中，将位于第一侧D1的端部作为第一端部21a，将位于第二侧D2的端部作为第二端部21b。第一端部21a由所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)形成。第二端部21b通过所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)形成。此外，在本实施方式中，N1和N2相等。在此，N1和N2相等的情况不仅包括N1和N2完全相等的情况，还包括N1和N2之间存在微小差值的情况(实质上相等的情况)。该微小差值是指相对于定子铁芯21整体的片数，5％以内的片数差。
如图5所示，在互相铆接的电磁钢板40(N1片、N2片的各电磁钢板40、第一层叠体76以及第二层叠体77)上，形成有铆接件C1、C2。铆接件C1、C2包括被设置于铁芯背部22的第一铆接件C1、以及被设置于齿部23的第二铆件C2。
第一铆接件C1沿着周向隔开同等的间隔配置多个。在图示的例子中，第一铆接件C1沿着周向与齿部23错开地配置。第一铆接件C1被配置在沿着周向相邻的齿部23的中间。第一铆接件C1沿着径向被配置在铁芯背部22的中央。
第二铆件C2被设置于所有的齿部23。第二铆件C2被配置在各齿部23的周向的中央。第二铆件C2在各齿部23径向上排列配置两个。
如图6所示，第一铆接件C1包括被设置于各电磁钢板40的凸部C11及凹部C12。凸部C11从电磁钢板40向层叠方向突出。在各电磁钢板40中，凹部C12被配置在位于凸部C11的背侧的部分。凹部C12相对于电磁钢板40的表面(第一面)，向层叠方向凹陷。通过例如对各电磁钢板40进行冲压加工从而形成凸部C11及凹部C12。
在此，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)以及所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)各自中，将在层叠方向上相邻的2片电磁钢板40的一者称为第一电磁钢板40，将另一者称为第二电磁钢板40。第一铆接件C1是将第一电磁钢板40的凸部C11嵌入第二电磁钢板40的凹部C12而形成的。凸部C11嵌入凹部C12，形成第一铆接件C1，从而限制在层叠方向上相邻的2片电磁钢板40彼此的相对位移。
第二铆件C2为与第一铆接件C1同样的构成。第二铆件C2包括被设置于各电磁钢板40的所述凸部C11及所述凹部C12。第二铆件C2是通过是将第一电磁钢板40的凸部C11嵌入第二电磁钢板40的凹部C12而形成的。凸部C11嵌入凹部C12，形成第二铆件C2，从而限制在层叠方向上相邻的2片电磁钢板40彼此的相对位移。
此外，凸部C11及凹部C12的形状并不特别的限定。
另外，凸部C11突出的朝向、凹部C12凹陷的朝向可以是层叠方向的第一侧D1、第二侧D2的任一者。
例如，也可以是，如图6所示的本实施方式的定子铁芯21那样，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)及所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)的任一者中，凸部C11向第二侧D2突出，凹部C12向第二侧D2凹陷。此时，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)以及所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)各自中，也可以是在位于最靠第二侧D2的电磁钢板40上，形成有凸部C11及凹部C12。但是，在图示的例子中，在位于所述最靠第二侧D2的电磁钢板40上，形成有通孔C13，取代凸部C11及凹部C12。此时，相对于形成有通孔C13的电磁钢板40，从第一侧D1相邻的电磁钢板40的凸部C11被嵌入所述通孔C13内。由此，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)以及所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)各自中，位于最靠第二侧D2的2片电磁钢板40被彼此铆接。
进一步，也可以是，例如图7所示的第一变形例的定子铁芯21A那样，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)中，凸部C11向第二侧D2突出，凹部C12向第二侧D2凹陷。在此基础上，也可以是在所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)中，凸部C11向第一侧D1突出，凹部C12向第一侧D1凹陷。在图示的例子中，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)中，在位于所述最靠第二侧D2的电磁钢板40上，形成有通孔C13，取代凸部C11及凹部C12。另外，在所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)中，在位于所述最靠第一侧D1的电磁钢板40上，形成有通孔C13，取代凸部C11及凹部C12。
并且，也可以是，例如如图8所示的第二变形例的定子铁芯21B那样，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)中，凸部C11向第一侧D1突出，凹部C12向第一侧D1凹陷。在此基础上，也可以是，在所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)中，凸部C11向第二侧D2突出，凹部C12向第二侧D2凹陷。在图示的例子中，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)中，在位于所述最靠第一侧D1的电磁钢板40上，形成有通孔C13，取代凸部C11及凹部C12。另外，在所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)中，在位于所述最靠第二侧D2的电磁钢板40上，形成有通孔C13，取代凸部C11及凹部C12。
此外，虽未图示，但也可以是，在所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)以及所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)的任一者中，凸部C11均向第一侧D1突出，凹部C12均向第一侧D1凹陷。
如图3所示，利用所述N1片电磁钢板40(第一层叠体76)、所述N2片电磁钢板40(第二层叠体77)，将多个电磁钢板40中的、沿着层叠方向位于中央的N3片电磁钢板40(第三层叠体78)从层叠方向两侧夹住。N3片电磁钢板40(第三层叠体78)形成定子铁芯21的中央部21c。若将电磁钢板40整体的片数设为N0，则N0可以作为N1、N2及N3之和来求得。
如图4所示，由粘接部41所粘接的、在层叠方向上相邻的电磁钢板40彼此并没有互相整面地粘接。这些电磁钢板40彼此互相局部性地粘接。
在本实施方式中，在层叠方向上相邻的电磁钢板40彼此通过沿着电磁钢板40的周缘设置的粘接部41粘接。具体而言，在层叠方向上相邻的电磁钢板40彼此通过第一粘接部41a和第二粘接部41b粘接。在从层叠方向观察电磁钢板40的俯视下，第一粘接部41a沿着电磁钢板40的外周缘设置。在从层叠方向观察电磁钢板40的俯视下，第二粘接部41b沿着电磁钢板40的内周缘设置。此外，第一、第二粘接部41a、41b各自在俯视下形成为带状。
此处，所谓的带状，也包含带的宽度在中途变化的形状。例如，圆形的点不断裂地在一个方向上连续的形状也被包含在沿一个方向延伸的带状中。另外，所谓沿着周缘，不仅包括相对于周缘完全平行的情况，还包括相对于周缘具有例如5度以内的倾斜的情况。
第一粘接部41a沿着电磁钢板40的外周缘配置。第一粘接部41a在周向的整周连续地延伸。第一粘接部41a在从层叠方向观察该第一粘接部41a的俯视下形成为圆环状。
第二粘接部41b沿着电磁钢板40的内周缘配置。第二粘接部41b在周向的整周连续地延伸。
第二粘接部41b包括多个齿部分44、以及多个铁芯背部分45。多个齿部分44在周向上隔开间隔设置，被配置于各齿部23。多个铁芯背部分45被配置在铁芯背部22，连结在周向上相邻的齿部分44彼此。
齿部分44包括一对第一部分44a、以及第二部分44b。第一部分44a在周向上隔开间隔配置。第一部分44a沿着径向延伸。第一部分44a在径向上呈带状延伸。第二部分44b将一对第一部分44a彼此在周向上连结。第二部分44b在周向上呈带状延伸。
在本实施方式中，被设置于电磁钢板40彼此之间的所有粘接部41的俯视下形状是相同的。所谓粘接部41的俯视下形状，是指从层叠方向观察设置有粘接部41的电磁钢板40的俯视下的、粘接部41的整体形状。被设置于电磁钢板40彼此之间的所有粘接部41的俯视下形状相同的情况中，不仅包含被设置于电磁钢板40彼此之间的所有粘接部41的俯视下形状完全相同的情况，还包含实质上相同的情况。所述实质上相同的情况是被设置于电磁钢板40彼此之间的所有粘接部41的俯视下形状在95％以上的部分相同的情况。
而且，在本实施方式中，粘接部41对电磁钢板40的粘接面积率为1％以上、40％以下。在图示的例子中，所述粘接面积率为1％以上、20％以下，具体而言，为20％。此外，所谓粘接部41对电磁钢板40的粘接面积率，是指第一面中的设置有粘接部41的区域(粘接区域42)的面积相对于在电磁钢板40中朝向层叠方向的面(下面，称为电磁钢板40的第一面)的面积的比例。所谓设置有粘接部41的区域，是电磁钢板40的第一面中的、设置有不分割地固化的粘接剂的区域(粘接区域42)。设置有粘接部41的区域的面积例如通过拍摄剥离后的电磁钢板40的第一面，将该拍摄结果进行图像解析而求得。
在本实施方式中，在电磁钢板40彼此之间，粘接部41对电磁钢板40的粘接面积率为1％以上、20％以下。在层叠方向上相邻的两个电磁钢板40中，该粘接部41对电磁钢板40的粘接面积率均为1％以上、20％以下。在对于一个电磁钢板40在层叠方向上的两侧设置有粘接部41的情况下，该电磁钢板40的两面中的所述粘接面积率均为1％以上、20％以下。
此外，相比于铆接电磁钢板40的情况，通过粘接部41粘接电磁钢板40，能够容易地确保粘接面积(接合面积)。
此外，在本实施方式中，互相铆接的电磁钢板40(N1片、N2片的各电磁钢板40、第一层叠体76及第二层叠体77)没有被粘接。换言之，在互相铆接的电磁钢板40之间，没有设置粘接部41。
并且，在本实施方式中，互相粘接的电磁钢板40(N3片的电磁钢板40)没有被铆接。换言之，在互相粘接的电磁钢板40中，凸部C11及凹部C12(或者通孔C13)没有嵌合。即，至少没有通过凸部C11及凹部C12(或通孔C13)的嵌合来实现限制互相粘接的电磁钢板40的相对位移。
此外，在本实施方式中，铆接件C1、C2与粘接部41被配置在俯视下没有重复而互相回避的位置。铆接件C1、C2与粘接部41在俯视下错开地配置。俯视下的铆接件C1、C2的总面积小于粘接部41的总面积。
在此，通过铆接接合的第一侧D1的N1片电磁钢板40与通过粘接接合的中央的N3片电磁钢板40之间边界(下面，称为第一边界B1)处的接合方法可以是铆接，也可以是粘接。换言之，位于第一侧D1的N1片电磁钢板40中的、位于最靠第二侧D2的电磁钢板40，以及位于中央的N3片电磁钢板40中的、位于最靠第一侧D1的电磁钢板40，彼此可以通过铆接来接合，也可以通过粘接来接合。
另外，通过铆接接合的第二侧D2的N2片电磁钢板40与通过粘接接合的中央的N3片电磁钢板40之间的边界(下面，称为第二边界B2)的接合方法可以是铆接，也可以是粘接。换言之，位于第二侧D2的N2片电磁钢板40中的、位于最靠第一侧D1的电磁钢板40，以及位于中央的N3片电磁钢板40中的、位于最靠第二侧D2的电磁钢板40，彼此可以通过铆接来接合，也可以通过粘接来接合。
在图6所示的定子铁芯21及图7所示的定子铁芯21A、图8所示的定子铁芯21B中，第一边界B1及第二边界B2的任一者均为彼此相邻的电磁钢板40通过粘接被接合。
在此，将第一边界B1及第二边界B2各处彼此相邻的电磁钢板40中的一者作为第三电磁钢板40，将另一者作为第四电磁钢板40。在第三电磁钢板40中，在朝向第四电磁钢板40的表面(第一面)上，形成有凸部C11、凹部C12或通孔C13。在第四电磁钢板40中，在朝向第三电磁钢板40的表面(第一面)上，没有形成凸部C11、凹部C12及通孔C13的任一者。第四电磁钢板40的所述表面实质上是平坦的。此外，此处的实质上是平坦的情况包含例如在电磁钢板40的表面形成有制造上不可避免地会产生的凹凸形状的情况等。
此外，在第一边界B1及第二边界B2的任一者，基本上将电磁钢板40接合是有优势的。但是，也可以是，期待基于绕组的紧固力，而在各边界B1、B2处电磁钢板40没有被接合。
相比于基于粘接的接合，基于铆接的接合能够提高尺寸精度。在此，多个电磁钢板40中的、沿着层叠方向位于第一侧D1的电磁钢板40(N1片的电磁钢板40、第一层叠体76)，以及沿着层叠方向位于第二侧D2的电磁钢板40(N2片的电磁钢板40、第二层叠体77)，均彼此铆接。因此，能够提高定子铁芯21中的位于层叠方向的第一侧D1以及第二侧D2的各部分(相对于层叠方向的中央，位于层叠方向的外侧的各部分)的形状的精度。相对于位于定子铁芯21的中央的部分，这些各部分对定子铁芯21的外形状的影响较大。因此，通过提高这些各部分的形状的精度，作为结果，能够提高定子铁芯21的外形状的精度。因此，能够确保定子铁芯21的处理性。例如，即使在将绕组缠绕于定子铁芯21的情况下，也能够精度良好地缠绕等。
在本实施方式中，在使绕组通过周向上相邻的齿部23之间的槽时，显著地实现确保前述的处理性的作用效果。即，提高槽的尺寸精度后，可以容易地将绕组按照设计地卷绕于齿部23。由此，可以提高槽中的绕组占空系数。作为结果，可以提高槽内的电载。
相比于基于铆接的接合，基于粘接的接合能够抑制电磁钢板40中产生的应变。电磁钢板40中产生的应变对电磁钢板40的铁损及定子铁芯21的磁特性产生影响，因此优选较小。在此，多个电磁钢板40中的、位于沿着层叠方向中央的电磁钢板40(N3片的电磁钢板40、第三层叠体78)互相粘接。因此，相比于这些电磁钢板40互相铆接的情况，可以抑制应变的产生。其结果，能够提高定子铁芯21的磁特性。
如图3所示，N3大于N1及N2。因此，在定子铁芯21整体中，能够降低通过铆接而接合的电磁钢板40的片数的比率。其结果，能够进一步提高定子铁芯21的磁特性。
N1和N2相等。因此，在定子铁芯21中，能够抑制层叠方向的第一侧D1的尺寸精度与第二侧D2的尺寸精度之间产生差异。由此，可以进一步确保定子铁芯21的处理性。
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。
在所述实施方式中，铆接件C1、C2与粘接部41在俯视下不重复地被配置在彼此回避的位置。然而，也可以是，铆接件C1、C2与粘接部41在俯视下重复。
定子铁芯的形状并不限定于上述实施方式所示的形态。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与铁芯背部22的径向尺寸比率等可以根据旋转电机的期望特性而任意进行设计。
在上述实施方式的转子中，两个一组的永磁铁32形成一个磁极，但本发明并不限定于此。例如，可以是一个永磁铁32形成一个磁极，也可以是三个以上的永磁铁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。
接着，实施了验证上述的作用效果的验证试验。此外，本验证试验通过利用软件的模拟来实施。作为软件，利用JSOL株式会社制造的有限元素法电磁场分析软件JMAG。
作为验证试验，实施了第一验证试验和第二验证试验。
(第一验证试验)
在第一验证试验中，针对层叠方向两侧的电磁钢板被铆接、且中央的电磁钢板被粘接的情况，验证作用效果。
在该验证试验中，对于比较例1、2的定子、实施例1的定子实施了模拟。
关于比较例1、2的定子、实施例1的定子的任一者都是共同的：将上述图1至图6所示的实施方式的定子20作为基本结构，对该定子20变更以下方面。即，将电磁钢板的板厚设定为0.25mm，将层叠铁芯的层叠厚度设定为50mm，将电磁钢板的片数设定为200片。
在此基础上，在比较例1的定子中，将200片电磁钢板的所有层通过铆接来接合。在比较例2的定子中，将200片电磁钢板的所有层通过粘接来接合。在实施例1的定子中，将200片电磁钢板的、位于层叠方向的两侧的每30片(全部片数的15％)通过铆接来接合，将位于层叠方向的中央的140片(全部片数的70％)通过粘接来接合。
针对比较例1、2、实施例1的各个定子，确认了每一片电磁钢板的铁损、及作为定子铁芯的尺寸精度。利用上述软件通过模拟来计算铁损。关于尺寸精度，在各示例中，评价了制造5台定子铁芯时从期待尺寸偏差的大小。
将结果示出在下述的表1中。
[表1]
比较例1 实施例1 比较例2
接合方法 所有层铆接 两侧铆接，中央粘接 所有成粘接
铁损(w/kg) 27.4 25.0 24.0
尺寸精度 优良 良好 不良
根据上述，相比于比较例1，在实施例1中，观察到8.8％(＝(27.4-25.0)/27.4)的铁损改善，而且关于尺寸精度也得到良好的结果。
(第二验证试验)
在第二验证试验中，基于铆接的片数、粘接的片数的不同，验证了效果的不同。
在该验证试验中，针对实施例11～14的定子实施了模拟。
关于实施例11～14的定子的任一者均是共同的：将上述图1至图6所示的实施方式的定子20作为基本结构，对该定子20变更以下方面。即，将电磁钢板的板厚设定为0.25mm，将层叠铁芯的层叠厚度设定为50mm，将电磁钢板的片数设定为200片。
在此基础上，将各实施例11～14的定子进行了如下的设定。
在实施例11的定子中，将200片电磁钢板中的、位于层叠方向的两侧的每20片(全部片数的10％)通过铆接来接合，将位于层叠方向的中央的160片(全部片数的80％)通过粘接来接合。
在实施例12的定子中，将200片电磁钢板中的、位于层叠方向的两侧的每40片(全部片数的20％)通过铆接来接合，将位于层叠方向的中央的120片(全部片数的60％)通过粘接来接合。
在实施例13的定子中，将200片电磁钢板中的、位于层叠方向的两侧的每60片(全部片数的30％)通过铆接来接合，将位于层叠方向的中央的80片(全部片数的40％)通过粘接来接合。
在实施例14的定子中，将200片电磁钢板中的、位于层叠方向的两侧的每80片(全部片数的40％)通过铆接来接合，将位于层叠方向的中央的40片(全部片数的20％)通过粘接来接合。
将结果表示在下面的表2中。
[表2]
实施例11 实施例12 实施例13 实施例14
铆接的比例(单侧) 10％ 20％ 30％ 40％
粘接的比例 80％ 60％ 40％ 20％
铁损(w/kg) 24.7 25.4 26.0 26.7
尺寸精度 可 良好 良好 良好
根据以上，确认了按照从实施例14向实施例11的顺序，铁损得到改善。例如相比于实施例14，在实施例11中，观察到7.5％(＝(26.7-24.7)/26.7)的铁损的改善。相比于实施例14，在实施例12中，观察到4.9％(＝(26.7－25.4)/26.7)的铁损的改善。
另一方面，在实施例12～14中，在尺寸精度方面得到良好的结果。
根据该结果可以确认：位于层叠方向的第一侧并互相铆接的电磁钢板(第一层叠体)的片数N1、位于层叠方向的第二侧并互相铆接的电磁钢板(第二层叠体)的片数N2、以及所有电磁钢板的片数N0优选满足以下的关系。即，可以确认：N1和N2相等(N1＝N2)，并且N1及N2各自对于N0的各比率(N1/N0及N2/N0)优选为10％以上且40％以下。并且可以确认：所述各比率较优选为20％以上且40％以下。
[工业上的利用可能性]
根据本发明，可以确保外形状的尺寸精度，并且提高磁特性。因此，工业上的可利用性较大。
[附图标记说明]
10 旋转电机
21、21A、21B 定子铁芯(层叠铁芯)
22 铁芯背部
23 齿部
40 电磁钢板

Claims (8)

1.一种层叠铁芯，是具备互相层叠的多个电磁钢板的层叠铁芯，
所述多个电磁钢板中的位于沿着层叠方向第一侧的所述电磁钢板、以及位于沿着层叠方向第二侧的所述电磁钢板均相互铆接而未粘接，位于沿着层叠方向中央的所述电磁钢板相互粘接而未铆接。
2.根据权利要求1所述的层叠铁芯，
位于所述中央并互相粘接的所述电磁钢板的片数多于位于所述第一侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数、以及位于所述第二侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数。
3.根据权利要求1或2所述的层叠铁芯，
位于所述第一侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数与位于所述第二侧并互相铆接的所述电磁钢板的片数相等。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的层叠铁芯，
所述电磁钢板包括：环状的铁芯背部；以及从所述铁芯背部向所述铁芯背部的径向突出并且在所述铁芯背部的周向上隔开间隔地配置的多个齿部。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的层叠铁芯，
所述粘接部的平均厚度为1.0μm～3.0μm。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的层叠铁芯，
所述粘接部的平均拉伸弹性模量E为1500MPa～4500MPa。
7.根据权利要求1至6的任一项所述的层叠铁芯，
所述粘接部是包括SGA的常温粘接型的丙烯酸系粘接剂，该SGA由含有弹性体的丙烯酸系粘接剂构成。
8.一种旋转电机，具备权利要求1至7的任一项所述的层叠铁芯。
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