CN113169637A - 定子用粘合层叠芯以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

一种定子用粘合层叠芯包括：多个电磁钢板，其具有芯背部和齿部，并且同轴地重叠；以及用于将各个上述电磁钢板之间粘合的多个粘合部，在各个上述电磁钢板之间，各个上述粘合部产生的、作为上述齿部中的每单位面积的平均粘合强度的部分粘合强度，低于作为上述芯背部中的每单位面积的平均粘合强度的部分粘合强度。

Description

定子用粘合层叠芯以及旋转电机

技术领域

本发明涉及一种定子用粘合层叠芯以及旋转电机。

本申请要求基于2018年12月17日在日本提交的特愿No.2018-235863的优先权，并且其内容通过引用合并于此。

背景技术

在用于电动机的层叠芯中，如果减小电磁钢板的板厚，则每个电磁钢板的刚性降低。因此，尽管层叠的片数增加，但是层叠芯整体的刚性也降低。在这种情况下，当电动机运行时，伴随转子的旋转，定子可能会变形或者层叠芯可能会移位。此外，当层叠的片数增加时，制造层叠芯时的操作变得困难，并且出现诸如层叠芯的变形和绕组加工变得困难等的问题。

为了解决所述的问题，例如，如后述的专利文献1所述的电动机芯(层叠芯)那样，通过用粘合剂固定层叠芯的形状，从而提高层叠芯的机械强度。即，在专利文献1所记载的电动机芯中，以在所有齿部中沿着齿部延伸的方向(径向)延伸的方式配置有常温固化型速干粘合剂层。另外，沿着大致圆环状的电磁钢板的周向配置有多个热固型有机类粘合剂层。并且，通过常温固化型速干粘合剂层和热固型有机类粘合剂层将相邻的电磁钢板粘合。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本国特开2016-171652号

发明内容

[本发明要解决的技术问题]

然而，如果齿部中的粘合剂的强度过高，则由于粘合剂固化时的收缩引起的压缩力被施加到齿部，这不利地影响了其磁特性。在上述专利文献1中公开的技术中，没有意识到这个问题，并且当然也没有采取措施来解决这个问题。

鉴于上述情况做出了本发明，其课题在于提供一种定子用粘合层叠芯，该定子用粘合层叠芯具有提高机械强度的同时不会对齿部的磁特性造成不利影响的粘合结构，并且提供一种具有该定子用粘合层叠芯的旋转电机。

[用于解决技术问题的技术手段]

为了解决上述问题，本发明采用以下手段。

(1)根据本发明的一个方面的定子用粘合层叠芯具有：多个电磁钢板，所述多个电磁钢板具有芯背部和齿部并且同轴地重叠；以及用于将各个所述电磁钢板之间粘合的多个粘合部，在各个所述电磁钢板之间，各个所述粘合部产生的、作为所述齿部中的每单位面积的平均粘合强度的部分粘合强度，低于作为所述芯背部中的每单位面积的平均粘合强度的部分粘合强度。

(2)在上述(1)所述的实施方式中，可以采用以下结构：通过将所述齿部中的所述部分粘合强度除以所述芯背部中的所述部分粘合强度而获得的粘合强度比的平均值在0.1以上且小于1.0的范围内。

(3)在上述(1)或(2)所述的实施方式中，可以采用以下结构：所述齿部中的所述部分粘合强度的平均值S1为1～15MPa，所述芯背部中的所述部分粘合强度的平均值S2为15～50MPa，所述平均值S1低于所述平均值S2。

(4)在上述(1)或(2)所述的实施方式中，可以采用以下结构：各个所述粘合部由具有相同化学成分的粘合剂制成，所述齿部中的各个所述粘合部的面积率的平均值A1为10％～50％，所述芯背部中的各个所述粘合部的面积率的平均值A2为50～100％，所述平均值A1低于所述平均值A2。

(5)在上述(1)至(4)中任一项所述的实施方式中，各个所述粘合部的平均厚度可以为1.0μm至3.0μm。

(6)在上述(1)至(5)中任一项所述的实施方式中，各个所述粘合部的平均拉伸弹性模量E为1500MPa～4500MPa。

(7)在上述(1)～(6)中任一项所述的实施方式中，各个所述粘合部可以为包含由含弹性体的丙烯酸类粘合剂制成的SGA的常温粘合型丙烯酸类粘合剂。

(8)根据本发明的一个方面的旋转电机包括以上(1)至(7)中任一项所述的定子用粘合层叠芯。

[发明效果]

根据本发明的上述各个方面，能够提供一种定子用粘合层叠芯，其具有提高机械强度的同时不会对齿部的磁特性造成不利影响的粘合结构，并且能够提供一种具有该定子用粘合层叠芯的旋转电机。

附图说明

图1是根据本发明的一实施方式的具有定子用粘合层叠芯的旋转电机的剖视图。

图2是该定子用粘合层叠芯的侧视图。

图3是图2的A-A剖视图，示出了该定子用粘合层叠芯中的粘合部的形成图案的多个示例。

图4是用于制造定子用粘合层叠芯的实施例的制造装置的侧视图。

图5是示出表1A和1B所示的实施例的图，并且示出了在齿部位置处的部分粘合强度与在芯背部位置处的部分粘合强度之间的关系的图表。

图6是示出表2A和2B所示的实施例的图，并且示出了在齿部位置处的部分粘合强度与在芯背部位置处的部分粘合强度之间的关系的图表。

图7是示出表3A和3B所示的实施例的图，并且示出了在齿部位置处的部分粘合强度与在芯背部位置处的部分粘合强度之间的关系的图表。

图8是示出表3A和3B所示的实施例的图，并且示出了在齿部位置处的面积率与在芯背部位置处的面积率之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的定子用粘合层叠芯以及具有该定子用粘合层叠芯的旋转电机进行说明。在本实施方式中，以旋转电机为电动机，具体而言为交流电动机，更具体而言为同步电动机，甚至更具体而言为永磁场型电动机为示例进行说明。这种类型的电动机适合用于例如电动汽车。

如图1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和转子30被容纳在壳体50中。定子20固定在壳体50中。

在本实施方式中，作为旋转电机10采用使转子30位于定子20的径向内侧的内转子型。但是，作为旋转电机10，也可以采用使转子30位于定子20的外侧的外转子型。另外，在本实施方式中，旋转电机10是12极18槽的三相交流电动机。但是，极数、槽数、相数等可以适当地改变。

旋转电机10例如通过对每个相施加有效值为10A且频率为100Hz的励磁电流，能够以1000rpm的转速旋转。

定子20包括定子用粘合层叠芯(以下称为定子芯)21、以及未示出的绕线。

定子芯21包括环状的芯背部22、以及多个齿部23。以下，将定子芯21(或芯背部22)的中心轴线O方向称为轴向，将定子芯21(或芯背部22)的径向(与中心轴线O正交的方向)称为径向，将定子芯21(或芯背部22)的周向(以中心轴线O为中心旋转的方向)称为周向。

在从轴向观察定子20的俯视图中，芯背部22形成为圆环状。

多个齿部23从芯背部22的内周向径向内侧(沿着径向朝向芯背部22的中心轴线O)突出。多个齿部23在周向上隔开相等角度间隔地配置。在本实施方式中，每隔以中心轴线O为中心的中心角20度地设置有18个齿部23。多个齿部23形成为彼此相等的形状并且相等的尺寸。因此，多个齿部23具有彼此相等的厚度尺寸。

所述绕线在齿部23上缠绕。所述绕线可以是集中绕组或分布绕组。

转子30在相对于定子20(定子芯21)径向上的内侧配置。转子30包括转子芯31以及多个永磁体32。

转子芯31形成为与定子20同轴地配置的环状(圆环状)。在转子芯31中配置有所述旋转轴60。旋转轴60固定至转子芯31。

多个永磁体32固定至转子芯31。在本实施方式中，一组两个永磁体32形成一个磁极。多组永磁体32在周向上以相等的角度间隔配置。在本实施方式中，每隔以中心轴线O为中心的中心角30度地设置有12组(总共24个)永磁体32。

在本实施方式中，采用嵌入式磁体型电动机作为永磁体励磁型电动机。转子芯31形成有在轴向上贯通转子芯31的多个通孔33。对应于多个永磁体32的配置地设置有多个通孔33。永磁体32的每个以在相应的通孔33中配置的状态固定至转子芯31。每个永磁体32与转子芯31的固定可以通过例如用粘合剂将永磁体32的外表面和通孔33的内表面粘合等来实现。此外，作为永磁体励磁型电动机，也可以采用表面磁体型电动机代替嵌入式磁体型电动机。

定子芯21和转子芯31均为层叠芯。例如，如图2所示，定子芯21通过在层叠方向上层叠多片电磁钢板40而形成。

此外，定子芯21和转子芯31中的每个的累积厚度(沿着中心轴线O的总长度)为例如50.0mm。定子芯21的外径例如为250.0mm。定子芯21的内径例如为165.0mm。转子芯31的外径例如为163.0mm。转子芯31的内径例如为30.0mm。然而，这些值是示例，并且定子芯21的累积厚度、外径和内径以及转子芯31的累积厚度、外径和内径不限于这些值。在此，定子芯21的内径以定子芯21的齿部23的末端部为基准。即，定子芯21的内径是与所有齿部23的末端部内切的假想圆的直径。

形成定子芯21和转子芯31的每个电磁钢板40例如通过对于母料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。下面，以质量％为单位表示，电磁钢板40的化学组成包含2.5％至3.9％的Si。除Si以外没有特别限制，但下文示出本实施方式中的良好范围。通过将化学成分设定在该范围内，能够将各电磁钢板40的屈服强度YP设定为380MPa以上且540MPa以下。

Si：2.5％至3.9％

Al：0.001％至3.0％

Mn：0.05％至5.0％

剩余部分：Fe以及杂质

在本实施方式中，将无取向性电磁钢板用作电磁钢板40。作为无取向性电磁钢板，可以采用JIS C 2552:2014的无取向性电磁钢带。但是，作为电磁钢板40，也可以代替无取向性电磁钢板而使用取向性电磁钢板。作为该情况下的取向性电磁钢板，可以采用JIS C2553:2012的取向性电磁钢板。

为了提高电磁钢板40的加工性和定子芯21(以下，有时称为“层叠芯”)的铁损，在电磁钢板40的两面均覆盖有绝缘覆膜。作为构成绝缘覆膜的物质，例如，可以采用(1)无机化合物、(2)有机树脂、(3)无机化合物与有机树脂的混合物等。其中，在所述绝缘覆膜为(1)无机化合物或(3)无机化合物与有机树脂的混合物的情况下，能够显著地抑制由于各个粘合部固化时收缩而引起的磁特性降低。作为无机化合物，例如可举出(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，例如举出环氧类树脂、丙烯酸类树脂、丙烯酸苯乙烯类树脂、聚酯类树脂、硅类树脂、氟类树脂等。

为了确保彼此层叠的电磁钢板40之间的绝缘性能，绝缘覆膜的平均厚度(电磁钢板40的每一侧的平均厚度)的上限值为1.5μm，更优选为1.2μm。

另一方面，随着绝缘覆膜变厚，绝缘效果饱和。另外，随着绝缘覆膜变厚，电磁钢板40在层叠芯中的比例降低，作为层叠芯的性能降低。因此，绝缘覆膜在能够确保绝缘性能的范围内应尽可能薄。绝缘覆膜的平均厚度(电磁钢板40的每一侧的厚度)的下限值优选为0.3μm，更优选为0.5μm。作为绝缘覆膜的平均厚度，可以在上述上限值和下限值的范围内采用例如0.8μm。

绝缘覆膜的平均厚度是层叠芯整体的平均值。绝缘覆膜的厚度几乎不会因沿着层叠方向的层叠位置和围绕层叠芯的中心轴线的周向位置而改变。因此，可以将绝缘覆膜的平均厚度设置为在层叠芯的上端位置处测量的值。

随着电磁钢板40的厚度变薄，铁损的改善效果饱和。另外，随着电磁钢板40越薄，电磁钢板40的制造成本越高。因此，考虑到改善铁损的效果和制造成本，电磁钢板40的厚度优选为0.10mm以上。

另一方面，电磁钢板40过厚时，电磁钢板40的加压冲裁加工变得困难。因此，考虑到电磁钢板40的加压冲裁加工，电磁钢板40的厚度优选为0.65mm以下。此外，电磁钢板40的厚度包括绝缘覆膜的厚度。

电磁钢板40的每个的平均厚度是层叠芯整体的平均值。电磁钢板40的每个的厚度几乎不会因沿着层叠方向的层叠位置和围绕层叠芯的中心轴线的周向位置而变化。因此，能够将电磁钢板40的每个的平均厚度设定为在层叠芯的上端位置处测量的值。

形成定子芯21的多个电磁钢板40例如经由配置成多个点状的粘合部41而层叠。粘合部41的每个由不被分断并已经固化的粘合剂形成。作为粘合部41，例如，使用通过聚合结合等的热固型粘合剂等。作为用于形成粘合部41的粘合剂，可以使用具有油性粘合性的，包括(1)丙烯酸类树脂、(2)环氧类树脂、(3)丙烯酸类树脂以及环氧类树脂中的任一种的粘合剂。

作为用于形成粘合部41的粘合剂，除了热固型粘合剂之外，还可以使用自由基聚合型粘合剂等，从生产率的观点出发，优选使用常温固化型的粘合剂。常温固化型粘合剂在20℃至30℃的温度下固化。作为常温固化型(常温粘合型)粘合剂，优选丙烯酸类粘合剂。典型的丙烯酸类粘合剂包括SGA(第二代丙烯酸类粘合剂，Second Generation AcrylicAdhesive)等。只要不损害本发明的效果，就可以使用厌氧性粘合剂、速干性粘合剂、含弹性体的丙烯酸类粘合剂的任一种。此外，这里所说的粘合剂是指固化前的状态，在粘合剂固化后成为粘合部41。

常温(20℃至30℃)下的粘合部41的平均拉伸弹性模量在1500MPa至4500MPa的范围内。如果粘合部41的平均拉伸弹性模量小于1500MPa，则存在层叠芯的刚性降低的问题。因此，粘合部41的平均拉伸弹性模量的下限值为1500MPa，更优选为1800MPa。相反地，如果粘合部41的平均拉伸弹性模量超过4500MPa，则施加于电磁钢板40的应力应变变大，芯磁性劣化。因此，粘合部41的平均拉伸弹性模量的上限值为4500MPa，更优选为3650MPa。可以通过改变在粘合时施加的加热和加压条件以及固化剂的种类中的一个或两个来调节粘合部41的每个的平均拉伸弹性模量。

此外，平均拉伸弹性模量E通过共振法测量。具体而言，平均拉伸弹性模量根据JISR 1602:1995进行测量。

更具体地，首先，制造用于测量的样品(未示出)。通过测量对象的粘合剂将两个电磁钢板40之间粘合并将它们固化以形成粘合部41来获得该样品。当粘合剂是热固型时，该固化通过在实际操作中的加热和加压条件下通过加热和加压来进行。另一方面，当粘合剂是常温固化型时，该固化通过在常温下加压来进行。

然后，通过共振法测量该样品的拉伸弹性模量。如上所述，通过共振法测量拉伸弹性模量的方法根据JIS R 1602:1995进行。此后，通过计算从样品的拉伸弹性模量(测量值)中除去电磁钢板40自身的影响，能够获得单独粘合部41的拉伸弹性模量。

由于以这种方式从样品求出的拉伸弹性模量等于整个层叠芯的平均值，因此，将该值视为平均拉伸弹性模量。设定平均拉伸弹性模量的组成，使得其几乎不会因沿着层叠方向的层叠位置和围绕层叠芯的中心轴线的周向位置而改变。因此，平均拉伸弹性模量能够采用层叠芯的上端位置处的固化后的粘合部41的值。

作为在多个电磁钢板40之间进行粘合的方法，可以采用在电磁钢板40的下表面(一个表面)上涂布粘合剂后使它们重叠，然后通过进行加热和压接中的一者或两者使其固化而形成粘合部41，从而进行粘合的方法。此外，作为加热的情况的手段可以是如下手段，例如在高温浴或电炉中加热定子芯21的手段，或者直接给定子芯21通电而加热的方法等。另一方面，当使用常温固化型粘合剂时，仅通过压接而不加热就粘合。

为了获得稳定且充分的粘合强度，粘合部41的厚度优选为1μm以上。

另一方面，如果粘合部41的厚度超过100μm，则粘合力饱和。并且，随着粘合部41变厚，占空系数减小，并且诸如层叠芯的铁损之类的磁特性降低。因此，粘合部41的厚度优选为1μm以上且100μm以下，更优选为1μm以上且10μm以下。

在上文中，粘合部41的厚度是指粘合部41的平均厚度。

粘合部41的平均厚度更优选为1.0μm以上且3.0μm以下。如果粘合部41的平均厚度小于1.0μm，则如上所述不能确保足够的粘合力。因此，粘合部41的平均厚度的下限值为1.0μm，更优选为1.2μm。相反地，如果粘合部41的平均厚度超过3.0μm，则会发生由于热固化时的收缩引起的电磁钢板40的应变量大幅度增加等问题。因此，粘合部41的平均厚度的上限值为3.0μm，更优选为2.6μm。

粘合部41的平均厚度是层叠芯整体的平均值。粘合部41的平均厚度几乎不会因沿着层叠方向的层叠位置和围绕层叠芯的中心轴线的周向位置而改变。因此，可以将粘合部41的平均厚度的值设定为在层叠芯的上端位置处沿圆周方向在10处以上测量的数值的平均值。

此外，粘合部41的平均厚度例如可以通过改变粘合剂的涂布量来调整。

图3示出了粘合部41的形成图案的示例。在图3中，在一幅图中一起示出了两个形成图案41A和41B，点划线作为边界。当采用形成图案41A时，电磁钢板40的整个表面形成为这种涂覆图案。另一方面，当采用形成图案41B时，电磁钢板40的整个表面形成为这种涂覆图案。

首先，在形成图案41A的情况下，以在层叠芯的层叠方向每个位置处芯背部22的平均面积率和齿部23的平均面积率彼此相等的方式形成粘合部41，但是，所使用的粘合剂本身的成分彼此不同。在芯背部22中，形成圆形的点状的多个粘合部41呈环状配置。芯背部22上的各个粘合部41以重叠在连接各齿部23的宽度方向中央位置和电磁钢板40的中心轴线O的假想直线EL1上的方式配置。

另一方面，在齿部23中，对于一个齿部23，两个粘合部41以重叠在假想直线EL1上的方式排列配置。芯背部22中的粘合部41的直径尺寸大于齿部23中的粘合部41的直径尺寸。因此，芯背部22中的粘合部41的数量小于齿部23中的粘合部41的数量，但是面积率彼此相同。即，芯背部22上的每个粘合部41的面积之和与芯背部22的总面积之比、和齿部23上的每个粘合部41的面积之和与齿部23的总面积之比为相同。

对于彼此重叠的电磁钢板40之间的总粘合强度，将其作为划分为芯背部22和齿部23的部分强度考虑的情况下，如果所使用的粘合剂相同，则芯背部22的部分粘合强度和齿部23的部分粘合强度彼此相同。然而，在该形成图案41A中，用于形成在芯背部22上形成的粘合部41的粘合剂的粘合强度高于用于形成在齿部23上形成的粘合部41的粘合剂的粘合强度。

结果，在电磁钢板40之间，每个粘合部41产生的、齿部23的每单位面积的平均粘合强度低于芯背部22的每单位面积的平均粘合强度。更具体地，将齿部23的每单位面积的部分粘合强度除以芯背部22的每单位面积的部分粘合强度而获得的粘合强度比的平均值在0.1以上且小于1.0的范围内。该粘合强度比的平均值的上限值优选为0.8，更优选为0.6。并且，粘合强度比的平均值的下限值优选为0.15，更优选为0.2。

接着，在图3所示的形成图案41B的情况下，在层叠芯的层叠方向的每个位置中，在芯背部22和齿部23中，部分粘合强度的平均值或面积率的平均值彼此不同。

具体地，当以部分粘合强度的平均值进行比较时，齿部23中的所述部分粘合强度的平均值S1为1至15MPa，而芯背部22中的部分粘合强度的平均值S2为15～50MPa。并且平均值S1低于平均值S2。

此外，平均值S1的下限值优选为2MPa，更优选为3MPa。并且，平均值S1的上限值优选为10MPa，更优选为8MPa。另一方面，平均值S2的下限值优选为20MPa，更优选为30MPa。并且，平均值S2的上限值优选为45MPa，更优选为40MPa。然而，平均值S1低于平均值S2这一点保持不变。

另一方面，当以面积率的平均值比较时，齿部23中的粘合部41的每个的面积率的平均值A1为10％至50％，而在齿部23中的粘合部41的每个的面积率的平均值A2为50％至100％。并且，平均值A1低于平均值A2。此外，每个粘合部41的每单位面积的平均粘合强度在齿部23和芯背部22的每个位置是相同的5至50MPa。

此外，平均值A1的下限值优选为10％。并且，平均值A1的上限值优选为30％，更优选为20％。另一方面，平均值A2的下限值优选为60％，更优选为70％。平均值A2的上限值优选为90％，更优选为80％。但是，平均值A1低于平均值A2这一点保持不变。

这样，如上所述，通过在芯背部22与齿部23之间如上述那样规定部分粘合强度的平均值或者面积率的平均值，能够使各个粘合部41的在齿部23中的每单位面积的平均粘合强度低于芯背部22中的每单位面积的平均粘合强度。

关于各个粘合部41的配置，在芯背部22中，构成圆形的点状的粘合部41以环状配置多个。芯背部22的各个粘合部41以重叠在连接各个齿部23的宽度方向中央位置和电磁钢板40的中心轴线O的假想直线EL2上的方式配置。

另一方面，在齿部23中，对于一个齿部23，一个粘合部41以重叠在假想直线EL2上的方式配置。芯背部22中的粘合部41的直径尺寸大于齿部23中的粘合部41的直径尺寸。由此，在层叠芯的层叠方向上的每个位置处，齿部23的部分粘合强度的平均值被抑制为低于芯背部22的部分粘合强度的平均值。换句话说，在层叠芯的层叠方向上的每个位置处，齿部23的面积率的平均值被抑制为低于芯背部22的面积率的平均值。

结果，在各个电磁钢板40之间，各个粘合部41产生的、齿部23中的每单位面积的平均粘合强度低于芯背部22中的每单位面积的平均粘合强度。

在本实施方式中，形成转子芯31的多个电磁钢板通过图1所示的铆接42(销)彼此固定。但是，形成转子芯31的多个电磁钢板也可以具有与定子芯21同样地通过粘合剂固定的层叠结构。

并且，定子芯21和转子芯31等的层叠芯可以通过所谓的旋转堆叠来形成。

[实施例]

使用图4所示的制造装置100，同时改变各种制造条件来制造上述定子芯21。

首先，将描述制造装置100。在制造装置100中，将电磁钢板P从钢卷C(带钢)沿箭头F的方向送出，并通过在各平台上设置的模具进行多次冲裁，以逐渐形成为电磁钢板40的形状，接着，在电磁钢板40的下表面涂布粘合剂，将冲裁后的电磁钢板40层叠并边升温边加压粘合而形成各粘合部41。

如图4所示，制造装置100具有在最靠近钢卷C的位置处的第一级的冲裁站110、在与该冲裁站110沿着电磁钢板P的输送方向的更靠下游侧相邻地配置的第二级的冲裁站120、以及在与该冲裁站120更靠下游侧相邻地配置的粘合剂涂布站130。

冲裁站110包括在电磁钢板P下方配置的母模111、以及在电磁钢板P上方配置的公模112。

冲裁站120包括在电磁钢板P下方配置的母模121、以及在电磁钢板P上方配置的公模122。

根据电动机的平面设计，可以配置更多的冲裁站。

粘合剂涂布站130包括涂布器131，该涂布器131包括根据粘合剂的涂布图案配置的多个喷射器。即，喷射器的每个配置在与图3所示的粘合部41的每个的形成位置相对应的位置。喷射器的每个的喷嘴直径根据要形成的粘合部41的尺寸而彼此大小不同。并且，在上述形成图案41A的情况下，可以分为通向将粘合剂涂布到芯背部22的喷射器的粘合剂流动路径和通向将粘合剂涂布到齿部23的另一个喷射器的粘合剂流动路径。在这种情况下，能够分为涂布到芯背部22上的粘合剂的化学成分和涂布到齿部23上的粘合剂的化学成分。

此外，也可以代替如上所述的通过一个粘合剂涂布站130同时涂布多种粘合剂的结构，而具备多个(例如两个)粘合剂涂布站130来分别涂布粘合剂。在这种情况下，第一粘合剂涂布站130将第一种的粘合剂涂布到齿部23和芯背部22中的一方，而第二粘合剂涂布站130将第二种的粘合剂涂布到齿部23和芯背部22中的另一方。

制造装置100还在与粘合剂涂布站130相比更靠下游的位置处包括层叠站140。该层叠站140包括加热装置141、外周冲裁母模142、隔热构件143、外周冲裁公模144、以及弹簧145。

加热装置141、外周冲裁母模142、隔热构件143在电磁钢板P的下方配置。另一方面，将外周冲裁公模144、弹簧145在电磁钢板P的上方配置。附图标记21表示定子芯。

在具有上述构造的图4的制造装置100中，首先，将电磁钢板P沿箭头F的方向从钢卷C顺次送出。然后，对于该电磁钢板P通过冲裁站110进行冲裁加工。随后，对于该电磁钢板P通过冲裁站120进行冲裁加工。通过这些冲裁加工，在电磁钢板P上获得图3所示的具有芯背部22和多个齿部23的电磁钢板40的形状。但是，由于此时尚未完全冲裁，因此沿箭头F方向进行到下一工序。在下一工序中的粘合剂涂布站130处，从涂布器131的所述喷射器的每个供应的粘合剂以点状形式涂布。此时，对于芯背部22和齿部23涂布的粘合剂的涂布量或种类不同。

最后，将电磁钢板P送出至层叠站140，并通过外周冲裁公模144进行冲裁，从而高精度地层叠。在该层叠时，电磁钢板40受到弹簧145的一定的按压力。

如上所述，通过依次重复冲裁工序、粘合剂涂布工序以及层叠工序，能够层叠规定数量的电磁钢板40。另外，在热固型粘合的情况下，通过以这种方式层叠电磁钢板40而形成的层叠芯通过加热装置141加热至例如200℃的温度。该加热使粘合剂固化以形成粘合部41。在常温固化型粘合剂的情况下，粘合剂随时间经过而固化以形成粘合部41。

通过以上各工序完成定子芯21。

使用上述制造装置100，制造了表1A和1B中No.1至No.13所示的定子芯21。另外，为了制造比较例，使用另一个装置制造了No.14所示的定子芯21。

首先，带钢(钢卷C)的板厚同为0.25mm。将包含磷酸金属盐和丙烯酸树脂乳液的绝缘覆膜处理液涂布到该带钢上，并在300℃下烘烤，以在一侧形成0.8μm的绝缘覆膜。

随后，将带钢通过上述制造装置100冲裁而形成具有外径为300mm、内径为240mm的环状并且在内径侧上设置有18个长度为30mm、宽度为15mm的矩形齿部的单板芯(电磁钢板40)。

随后，依次送出冲裁后的单板芯，同时在图3中所示的每个位置处以点状的形式涂布粘合剂(不包括比较例14)。

在制造定子芯21的每个时使用的电磁钢板40的化学成分统一为如下所述。另外，各组成值全部表示质量％。

Si：3.1％

Al：0.7％

Mn：0.3％

剩余部分：Fe以及杂质

[表1A]

[表1B]

另一方面，作为用于形成粘合部41的每个的粘合剂，从以下中选择并适当组合使用。具体的组合如表1A所示。

氯丁二烯橡胶类粘合剂(粘合强度：2MPa)

氰基丙烯酸酯A粘合剂(粘合强度：5MPa)

厌氧粘合剂(粘合强度：15MPa)

氰基丙烯酸酯B粘合剂(粘合强度：24MPa)

环氧A粘合剂(粘合强度：32MPa)

环氧B粘合剂(粘合强度：42MPa)

环氧C粘合剂(粘合强度：64MPa)

SGA(粘合强度：48MPa)

并且，在表1A和1B的实施例中，齿部23中的粘合部41的面积率全部设置为等于芯背部22中的粘合部41的面积率。因此，如表1A所示，通过将齿部23中的部分粘合强度除以芯背部22中的部分粘合强度而获得的粘合强度比等于粘合剂强度比(以上不包括比较例No.14)。此外，部分粘合强度表示齿部23的部分单独的或芯背部22的部分单独的粘合强度(粘合强度)。

涂布粘合剂后，将电磁钢板40层叠后，在以预定的压力加压的同时进行加热以使其固化，从而形成各个粘合部41。通过对于130个单板芯重复相同的操作来制造层叠芯(定子芯21)。

另一方面，在No.14的定子芯21中，在各个电磁钢板40之间的粘合中不使用粘合剂，通过铆接部将各个电磁钢板40之间机械性地接合。该铆接部在芯背部22和齿部23两者上形成。另外，使齿部23中的铆接部的尺寸小于芯背部22中的铆接部的尺寸。结果，齿部23中的每单位面积的平均接合强度即部分接合强度被调整为低于芯背部22中的每单位面积的平均接合强度即部分结合强度。

对于通过上述方法制造的No.1至14的层叠芯的每个，评价层叠芯的刚性(机械强度)。机械强度的评价通过锤击试验来判断。在表1B的“层叠芯的刚性”栏中，“优异”表示确保了高机械强度，“良好”表示确保了必要和足够的机械强度，“不可”表示不到必要最低限度的机械强度。在此，“优异”是“1”，“良好”是“2”，“可”是“3”，“不可”是“4”或“5”。

<锤击试验(噪音评估)>

将层叠芯的芯背部22的外周端部通过冲击锤在半径方向上振动，并且将相对于振动源在轴向上180°的方向上的齿部23的末端和芯背部22的中央部作为测量点，进行了振动的模型分析。此外，在通过冲击锤在轴向上使芯背部22的半径方向的中央部振动的情况下，也将相对于振动源在轴向上180°的方向上的齿部23的末端和芯背部22的中央部作为测量点，进行了振动的模型分析。

根据以下标准进行了评价(判断)。越是数值小，则表示越是抑制振动从而机械强度高。

1(优异)：仅检测到一个或两个振动峰。

2(良好)：检测到多个振动峰。

3(可)：根据振动方向检测到10个以上的振动峰。

4(不可)：即使有一个主峰，但检测到10个以上的振动峰。

5(不可)：没有主峰，并且检测到10个以上的振动峰。

并且，还评价了层叠芯的磁特性。通过使用具有直径为239.5mm的转子形状的检测器的旋转铁损模拟器(未示出)来测量铁损，从而评价了磁特性。在表1B的“齿部的磁特性”栏中，“优异”表示确保了极高的磁特性。并且，“良好”表示确保了高磁特性。并且，“可”表示确保了必要和充分的磁特性。并且，“不可”表示磁特性低于必要最低限度的磁特性。

在此，首先，获取了对于粘合前的电磁钢板40在1.5特斯拉的磁通量密度下测量的铁损的值作为基准值。随后，对于层叠芯的每个在同样1.5特斯拉的磁通量密度下测量了铁损。然后，将各个层叠芯的铁损除以所述基准值，并通过100％形式显示，以获得增加率。例如，表1B中的No.1表示铁损增加率是105％，这表示铁损相对于所述基准值增加了5％。

当以这种方式获得的铁损增加率在5％以下(表中的数值为105％以下)时，被认为是“优异”，并且在超过5％且10％以下(表中的数值超过105％且110％以下)时，被认为是“良好”，并且，在超过10％且20％以下(表中的数值超过110％且120％以下)时，被认为是“可”，并且，在超过20％(表中的数值超过120％)时，被认为是“不可”。

如表1A和表1B所示，在No.9所示的比较例中，齿部23处的部分粘合强度显著高于芯背部22处的部分强度，从而使齿部23的磁特性降低。此外，由于芯背部22处的部分粘合强度太低，因此层叠芯的刚性也降低。

另外，在No.10至12所示的比较例中，由于齿部23处的部分粘合强度高于芯背部22处的部分粘合强度，因此齿部23的磁特性降低。

另外，在No.14所示的使用铆接部的比较例中，由于形成铆接部而对齿部23施加了压缩力，结果，磁特性大幅度降低。

另一方面，在发明例的No.1至8和13中，可以确认，层叠芯的刚性(机械强度)高而且磁特性也高，具有期望的性能。

另外，图5示出了表1A所示的齿部位置处的部分粘合强度与芯背部位置处的部分粘合强度之间的关系。在图5中，在齿部位置处的部分粘合强度与芯背部位置处的部分粘合强度相等的边界线B1更下方的是No.9至12的比较例。尽管No.14在边界线B1的上方，但是由于各个电磁钢板40通过铆接而不是粘合而彼此接合，因此如上所述，特别是在磁特性方面未获得期望的特性。

边界线B2表示粘合强度比为0.1的条件。尽管从边界线B2向纸面左侧离开的发明例No.13在层叠芯的刚性和磁特性这两方面都是“可”，但是齿部23的结合强度较低，并且层叠芯的刚性有时会略微不足，因此没有达到“优异”。另一方面，在No.1至8所示的发明例中，在层叠芯的刚性或者磁特性方面获得“优异”，或者结果与之相似。由该结果可以说，作为粘合强度比，在小于1.0的基础上，更优选为0.1以上。

随后，使用制造装置100，制造了表2A和表2B的No.15至29所示的定子芯21。在本实施例中，尽管在每种情况下使用的粘合剂都改变，但是涂布到齿部23的粘合剂和涂布到芯背部22的粘合剂是相同的。因此，粘合剂强度比全部统一为1.00。,

另一方面，关于面积率，涂布到齿部23的粘合剂的涂布量和涂布到芯背部22的粘合剂的涂布量是不同的，结果，在每种情况下面积率比都改变。

此外，在表2B中，关于层叠芯的刚性的“优异”、“良好”、“可”和“不可”的每个阈值如表1B中所述。类似地，关于齿部的磁特性的“优异”、“良好”、“可”和“不可”的每个阈值也如表1B所示。

[表2A]

[表2B]

表2A和表2B所示的No.23至25的比较例中，由于齿部23处的部分粘合强度高于芯背部22处的部分粘合强度，结果齿部23的磁特性降低。

此外，图6示出了表2A所示的齿部位置处的部分粘合强度与芯背部位置处的部分粘合强度之间的关系。在图6中，在比齿部位置处的部分粘合强度与芯背部位置处的部分粘合强度相等的边界线B3更下方的是No.23至25的比较例。

另一方面，如表2B所示，在发明例的No.15至22、26至29中，层叠芯的刚性(机械强度)高并且磁特性也高，可以确认，具有期望的性能。

并且，由形成正方形框的边界线B4包围的发明例No.17至20、27中，层叠芯的刚性和磁特性均获得了“优异”。根据该结果，发现了齿部23中的部分粘合强度的平均值S1为3～15MPa，芯背部22中的部分粘合强度的平均值S2为15～50MPa，平均值S1低于S2是更优选的。

随后，使用制造装置100制造了表3A和3B中的No.30至47所示的定子芯21。

此外，在表3B中，关于层叠芯的刚性的“优异”、“良好”、“可”和“不可”的每个阈值如表1B中所述。类似地，关于齿部的磁特性的“优异”、“良好”、“可”和“不可”每个阈值也如表1B所述。

在No.30至46中，尽管在每种情况下使用的粘合剂都改变，但是涂布到齿部23的粘合剂和涂布到芯背部22的粘合剂是相同的(具有相同化学成分的粘合剂)。因此，粘合剂强度比全部统一为1.00。并且，关于面积率，涂布到齿部23的粘合剂的涂布量和涂布到芯背部22的粘合剂的涂布量是不同的，结果，在每种情况下面积率比都改变。

另一方面，在No.47中，涂布到齿部23的粘合剂和涂布到芯背部22的粘合剂不同。而且，在该No.47中，选定了两种粘合剂的组合，使得在齿部23处的粘合剂的粘合强度低于在芯背部22处的粘合剂的粘合强度。并且，关于面积率，涂布到齿部23的粘合剂的涂布量小于涂布到芯背部22的粘合剂的涂布量。由此，齿部23中的面积率小于芯背部22中的面积率。

[表3A]

[表3B]

结果，表3A和表3B所示的No.40至42的比较例中，由于齿部23处的部分粘合强度高于芯背部22处的部分粘合强度，结果齿部23的磁特性降低。

另一方面，如表3A和3B所示，发明例的No.30至39、43至47中，可以确认，在No.30至39、43～47中，层叠芯的刚性(机械强度)高，磁特性也高，具有期望的性能。

另外，图7示出了表3A中所示的在齿部位置处的部分粘合强度与在芯背部位置处的部分粘合强度之间的关系。在图7中，比齿部位置处的部分粘合强度与芯背部部位置处的部分粘合强度相等的边界线B5更下方的是No.40至42的比较例。

并且，图8示出了表3A所示的齿部位置处的面积率与芯背部位置处的面积率之间的关系。

在图8中，由形成正方形框的边界线B6包围的发明例No.30至37中，层叠芯的刚性和磁特性均获得“优异”，或者结果与之相似。根据该结果，发现了齿部23中的各个所述粘接部的面积率的平均值A1为10％～50％，芯背部22中的各个所述粘接部的面积率的平均值A2为50～100％，平均值A1低于平均值A2是更优选的。

上面已经描述了本发明的实施方式和实施例。然而，本发明的技术范围不限于上述实施方式和实施例，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下进行各种修改。

例如，定子芯21的形状不限于上述实施方式中所示的方式。具体地，可以根据旋转电机的期望特性任意地设计定子芯21的外径和内径的尺寸、堆叠厚度、槽的数量、齿部23的周向和径向之间的尺寸比率、齿部23和芯背部22的径向上的尺寸比率等。

在所述实施方式的转子30中，一组两个永磁体32形成一个磁极，但是本发明不限于该实施方式。例如，一个永磁体32可以形成一个磁极，或者三个或更多个永磁体32可以形成一个磁极。

在上述实施方式中，作为旋转电机10，以永磁体励磁型电动机为示例进行了说明，但旋转电机10的结构如以下所示不限于此，也可以采用以下未例示的各种已知的结构。

在上述实施方式中，作为旋转电机10，以永磁体励磁型电动机为示例进行了说明，但本发明不限于此。例如，旋转电机10也可以是磁阻型电动机或电磁体励磁型电动机(绕组场型电动机)。

在上述实施方式中，作为交流电动机，以同步电动机为示例进行了说明，但是本发明不限于此。例如，旋转电机10也可以是感应电动机。

在上述实施方式中，作为旋转电机10，以交流电动机为示例进行了说明，但本发明不限于此。例如，旋转电机10也可以是直流电动机。

在上述实施方式中，作为旋转电机10，以电机为示例进行了说明，但本发明不限于此。例如，旋转电机10也可以是发电机。

另外，可以在不脱离本发明的精神的情况下，用公知的结构适当地替换上述实施方式中的结构，并且也可以适当地组合上述变形例。

[工业适用性]

根据本发明，能够提供一种定子用粘合层叠芯，该定子用粘合层叠芯具有在增加机械强度的同时不会不利地影响磁特性的粘合结构，以及提供了一种具有该定子用粘合层叠芯的旋转电机。因此，工业上的适用性很大。

[附图标记说明]

10 旋转电机

21 定子用粘合层叠芯

22 芯背部

23 齿部

40 电磁钢板

41 粘合部

Claims (8)

1.一种定子用粘合层叠芯，其特征在于，具有：

多个电磁钢板，所述多个电磁钢板具有芯背部和齿部并且同轴地重叠；以及用于将各个所述电磁钢板之间粘合的多个粘合部，

在各个所述电磁钢板之间，各个所述粘合部产生的、作为所述齿部中的每单位面积的平均粘合强度的部分粘合强度，低于作为所述芯背部中的每单位面积的平均粘合强度的部分粘合强度。

2.根据权利要求1所述的定子用粘合层叠芯，其特征在于，

通过将所述齿部中的所述部分粘合强度除以所述芯背部中的所述部分粘合强度而获得的粘合强度比的平均值在0.1以上且小于1.0的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的定子用粘合层叠芯，其特征在于，

所述齿部中的所述部分粘合强度的平均值S1为1～15MPa，

所述芯背部中的所述部分粘合强度的平均值S2为15～50MPa，

所述平均值S1低于所述平均值S2。

4.根据权利要求1或2所述的定子用粘合层叠芯，其特征在于，

各个所述粘合部由具有相同化学成分的粘合剂制成，

所述齿部中的各个所述粘合部的面积率的平均值A1为10％～50％，

所述芯背部中的各个所述粘合部的面积率的平均值A2为50～100％，

所述平均值A1低于所述平均值A2。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子用粘合层叠芯，其特征在于，

各个所述粘合部的平均厚度为1.0μm～3.0μm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的定子用粘合层叠芯，其特征在于，

各个所述粘合部的平均拉伸弹性模量E为1500MPa～4500MPa。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的定子用粘合层叠芯，其特征在于，

各个所述粘合部为包含由含弹性体的丙烯酸类粘合剂制成的SGA的常温粘合型丙烯酸类粘合剂。

8.一种旋转电机，其具备权利要求1至7中任一项所述的定子用粘合层叠芯。

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