JP2008236918A - 積層鉄心 - Google Patents

Abstract

【課題】占積率を低下させること無く鉄損を低減でき、積層構造を安定的に維持できる積層鉄心を提供する。
【解決手段】積層鉄心を、複数枚のアモルファス合金板が互いに接触して積層された積層体と、アモルファス合金板の積層方向の厚さがアモルファス合金板よりも厚く、積層方向において積層体の両表面にそれぞれ接触配置される挟持板と、各挟持板にそれぞれ接触された状態で、挟持板の対向間隔を積層体が狭持される所定間隔に保持する保持部材と、により構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、モータや変圧器などの電磁機器に使用される電磁機器用の積層鉄心に関するものであり、特にモータなどの機械的なトルクが加わる用途に用いられる積層鉄心に関するものである。

従来、モータや変圧器などの電磁機器において、鉄損（特に渦電流損）をより低減するために、電磁鋼に代えてアモルファス合金を構成材料とする積層鉄心（積層コア）が種々提案されている。

例えば特許文献１においては、複数枚のアモルファス合金板が積層されて積層体が構成され、積層方向に垂直な方向において、積層体が２枚の支持板で挟持されてコア（積層鉄心）が構成されている。

また非特許文献１においては、一面に耐熱性樹脂接着剤が配置されたアモルファス合金板（アモルファス合金薄帯）が複数枚積層され、互いに一体化されて積層鉄心が構成されている。すなわち、各アモルファス合金薄帯間に樹脂層が介在された構成となっている。
特開平６−２９２３２６６号公報 千葉明、他２名、「アモルファス合金積層体鉄心を用いたモータ性能」、第１３回磁気応用技術シンポジウム、平成１７年４月２０日、Ｂ２−２−１〜Ｂ２−２−１０

特許文献１に示される構成においては、積層方向に垂直な方向において、積層体が２枚の支持板で挟持されている。また、複数枚のアモルファス合金板が２枚の支持板で挟まれた状態で、巻線が巻回されて狭持構造が保持されている。したがって、アモルファス合金板同士（積層方向）が強固に固定されておらず、モータの様に機械的なトルクが加わる用途への使用には難がある。

非特許文献１に示される構成においては、樹脂層によって占積率（積層鉄心の総体積においてアモルファス合金板の体積が占める割合）が低下するので、積層鉄心としての機能に影響を及ぼすという問題がある。

また、従来と同様に、鉄心側面からアモルファス合金板同士を溶接する方法は、本発明者らが試みた結果によると、アモルファス合金板の溶接部周辺に亀裂が入り鉄心を構成することが出来なかった。

本発明は上記問題点に鑑み、占積率を低下させること無く鉄損を低減でき、積層構造を安定的に維持できる積層鉄心を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の電磁機器用の積層鉄心は、複数枚のアモルファス合金板が互いに接触して積層された積層体と、アモルファス合金板の積層方向の厚さがアモルファス合金板よりも厚く、積層方向において積層体の両表面にそれぞれ接触配置される挟持板と、各挟持板にそれぞれ接触された状態で、挟持板の対向間隔を積層体が狭持される所定間隔に保持する保持部材と、を有することを特徴とする。

このように本発明によれば、積層鉄心の構成材料として、アモルファス合金板を採用している。アモルファス合金板は、一般的にアモルファス合金薄帯として知られており、その厚さは１０〜１００μｍ程度と積層鉄心の構成材料として公知である電磁鋼板に比べて非常に薄く、電気抵抗も大きい。また、互いに隣接するアモルファス合金板間の接触抵抗が渦電流に対する電気抵抗となる。したがって、鉄損（特に渦電流損）を低減することができる。

また、アモルファス合金板同士を固定する挟持板は、積層体の積層方向における両表面にのみ配置されている。このように、アモルファス合金板間には、従来のように接着用の樹脂層が配置されていないので、占積率を低下させること無く鉄損を低減することができる。

また、複数枚のアモルファス合金板からなる積層体は、その積層方向において、アモルファス合金板よりも厚い挟持板（及び保持部材）により挟持されている。すなわち、厚さの薄いアモルファス合金板同士が強固に固定されている（アモルファス合金板同士の接触構造が安定的に維持されている）。したがって、モータの様に機械的なトルクが加わる用途にも好適である。

なお、挟持板と保持部材との接触によってアモルファス合金板が挟持されるので、積層鉄心を形成するに当たり、アモルファス合金板の破損を抑制することができる。また、アモルファス合金板と挟持板、保持部材との分離が容易である。したがって、上述した非特許文献１に示されているように、異種材料を一体化した構成に比べてリサイクルに優れている。特に挟持構造としているので、アモルファス合金板、挟持板、及び保持部材を全て同一金属系材料からなる構成とすることもできる。この場合、リサイクルをより向上することができる。

請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載のように、全体積中において、積層体の占める体積が挟持板の占める体積よりも大きくされた構成とすると良い。このような構成とすると、アモルファス合金板の割合が高まるので、鉄損をより低減することができる。

挟持板の構成材料としては特に限定されるものではない。例えば請求項３に記載のように、導電性材料からなる挟持板を採用しても良いが、好ましくは請求項４に記載のように、電磁鋼板を採用すると良い。これによれば、その他の導電性材料に比べて、渦電流が流れにくいので、鉄損を低減することができる。また、請求項５に記載のように、電気絶縁性材料からなる挟持板を採用しても良い。このような構成とすると、渦電流が流れるのを抑制し、鉄損を低減することができる。

挟持板同様に、保持部材の構成材料も特に限定されるものではない。例えば請求項６に記載のように、導電性材料からなる保持部材を採用しても良いが、好ましくは請求項７に記載のように、電磁鋼板を採用すると良い。これによれば、その他の導電性材料に比べて、渦電流が流れにくいので、それ自身の鉄損を低減することができる。また、保持部材を通じて挟持板間に渦電流が流れにくいので、挟持板の鉄損を低減することもできる。

請求項６又は請求項７に記載の発明においては、請求項８に記載のように、保持部材において、挟持板との接触部の断面積が接触部に挟まれた中間部の断面積よりも大きくされた構成とすると良い。挟持板との接触強度を確保しつつ、中間部によって渦電流を流れにくくし、これによって鉄損を低減することができる。

また、請求項６〜８いずれかに記載の発明においては、請求項９に記載のように、積層体に対して離間された構成とすると良い。これによれば、保持部材を通じてアモルファス合金板間に渦電流が流れるのを抑制することができる。したがって、鉄損をより低減することができる。

また、請求項１０に記載のように、１つの保持部材が積層体に接触された構成としても良い。１つの保持部材のみが積層体に接触された構成であれば、保持部材を通じてアモルファス合金板間に渦電流が流れるのを抑制することができる。なお、この場合、保持部材は複数でも良いし１つのみでも良い。複数の場合、複数のうちの１つのみが積層体に接触された構成とすれば良い。

なお、請求項１〜５いずれかに記載の発明においては、請求項１１に記載のように、電気絶縁性材料からなる保持部材を採用しても良い。このような構成とすると、渦電流が流れるのを抑制し、鉄損を低減することができる。

請求項１〜１１いずれかに記載の発明においては、請求項１２に記載のように、積層体を構成する各アモルファス合金板及び挟持板に、積層方向に貫通する貫通孔がそれぞれ設けられ、貫通孔に挿通された状態で保持部材が挟持板を保持する構成としても良い。このような構成とすると、積層方向に垂直な方向において、複数のアモルファス合金板の位置ずれを抑制することができる。

請求項１〜１２いずれかに記載の発明においては、請求項１３に記載のように、積層体、挟持板、及び保持部材によって一体化されたブロックを複数個組み合わせてなる構成としても良い。積層鉄心が１つのブロックによって構成されても良いし、複数のブロックによって構成されても良い。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るステータコアが適用されるモータの、ステータ周辺の概略構成を示す断面図である。図２は、ステータコアの平面図である。図３は、コアブロックの斜視図である。図４は、図３に示すＩＶ−ＩＶ線の断面図である。なお、本実施形態においては、３相誘導モータ（以下、モータと示す）のステータ（固定子）を構成するステータコアに、本発明の積層鉄心を用いている。

図１に示すように、モータ１は、回転軸２と、該回転軸２の周囲に固定されたロータ３（回転子）と、ロータ３との間に所定の隙間を有しつつロータ３の外周側に配置されたステータ４（固定子）とを有している。そして、回転軸２を中心として、ステータ４で生じる磁界を受けて回転するように構成されている。なお、ロータ３には、モータ１の種類に応じて磁石が含まれる。

ステータ４は、特許請求の範囲に記載の積層鉄心としてのステータコア１０と、ステータコア１０に巻き付けられた３相分（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線１２とを有している。詳しくは、ステータコア１０には、内周側に複数のスロット１１が設けられ、このスロット１１内に巻線１２が収容されている。なお、ステータコア１０は、少なくとも１つのコアブロックから構成されるものである。本実施形態においては、図２に示すように、４つのコアブロック２０が積層されてステータコア１０が構成されている。

コアブロック２０は、図２及び図３に示すように、アモルファス合金板３０を互いに接触するように複数枚積層してなる積層体３１と、アモルファス合金板３０の積層方向（図２中の矢印方向）において、積層体３１の両表面に接触配置された挟持板３２と、挟持板３２の対向間隔を積層体３１が挟持状態（アモルファス合金板３０同士が密接した状態）となる所定間隔に保持する保持部材３３とにより構成される。

積層体３１を構成するアモルファス合金板３０は、公知のアモルファス合金薄帯を所定形状に加工してなるものである。このようなアモルファス合金板３０は、その厚さが１０〜１００μｍ程度と非常に薄く、また非晶質であるので電気抵抗が大きい。したがって、積層鉄心の構成材料として一般的である電磁鋼板に比べて、渦電流損を少なくすることができる。また、互いに隣接するアモルファス合金板３０間の接触抵抗が渦電流に対する電気抵抗となるので、アモルファス合金板３０間に電気絶縁体を介在させなくとも、渦電流損を少なくすることができる。その結果、コアブロック２０におけるアモルファス合金板３０の占積率を高めることができる。

本実施形態においては、厚さ２５μｍのＦｅ系アモルファス合金薄帯を加工して、図３に示すように平面形状が円環状のアモルファス合金板３０を構成している。そして、同一厚、同一形状のアモルファス合金板３０を積層して積層体３１を構成している。なお、異なる厚さのアモルファス合金板３０を積層して積層体３１を構成しても良い。また、図示されないが、各アモルファス合金板３０には、上述したスロット１１に対応して溝部が形成されている。

挟持板３２は、積層体３１の挟持状態を安定的に維持するとともに、積層体３１の両表面を保護するものであり、これらの機能を満たす強度（剛性）を有していれば採用することができる。その構成材料は、剛性を確保できるもので有れば特に限定されるものではない。好ましくは鉄損（主として渦電流損）を低減できる材料を用いると良い。このような材料としては、導電性材料のなかでは電磁鋼を採用することができる。電磁鋼は、鉄にケイ素を数％程度添加したものであり、鉄損が少ないことで知られている。それ以外にも、樹脂やセラミックなどの電気絶縁性材料を採用しても良い。なお、樹脂などの電気絶縁性材料からなる絶縁板を用いた場合、渦電流が全く流れないので、鉄損低減という面では電磁鋼からなる電磁鋼板を用いる構成よりも有利である。しかしながら、絶縁板の部分が磁界の発生に寄与しないため、電磁機器（モータ１）としての性能面（モータ１の場合、発生するトルクの大きさ）では不利となる。

挟持板３２の形状や厚さも特に限定されるものではない。好ましくは、コアブロック２０の全体積（積層体３１と挟持板３２の体積の和）中において、積層体３１の占める体積が挟持板３２の占める体積よりも大きくなるように、積層体３１を構成するアモルファス合金板３０の積層枚数と挟持板３２の厚さを設定すると良い。この関係を満たす構成とすると、コアブロック２０の全体積中に占めるアモルファス合金板３０の割合（占積率）が高まるので、鉄損をより低減することができる。

本実施形態においては、電磁鋼板を挟持板３２として採用している。また、図２〜図４に示すように、アモルファス合金板３０の積層方向における厚さを、アモルファス合金板３０（異なる厚さの場合、最も厚いアモルファス合金板３０）よりも厚くし、これによって強度を確保している。具体的には、厚さ０．３５ｍｍの電磁鋼板を採用している。また、コアブロック２０の全体積中において、積層体３１の占める体積を挟持板３２の占める体積よりも大きくしている。

また、挟持板３２の平面形状を、図３及び図４に示すように、アモルファス合金板３０と同じく回転軸２を中心とし、内径がアモルファス合金板３０と等しく、外径がアモルファス合金板３０よりも若干大きい円環状としている。また、図示されないが、各挟持板３２には、上述したスロット１１に対応して溝部が形成されている。そして、この溝部と上述した各アモルファス合金板３０の溝部とにより、スロット１１が構成されている。

保持部材３３としては、積層体３１の両表面に配置された挟持板３２にそれぞれ接触し、この接触状態で挟持板３２の対向間隔を積層体３１が挟持状態となる所定間隔に保持できるものであれば採用することができる。その構成材料や、形状、個数、固定方法は特に限定されるものではない。好ましくは、鉄損（主として渦電流損）を低減できる材料を採用すると良い。このような材料としては、導電性材料のなかでは電磁鋼を採用することができる。それ以外にも、樹脂やセラミックなどの電気絶縁性材料を採用しても良い。

本実施形態においては、ステンレスからなる保持部材３３を採用し、図４に示すように、保持部材３３と挟持板３２と溶接により一体化することで、挟持板３２による積層体３１の挟持状態を安定的に保持するようにしている。より詳しくは、図４に示すように、積層体３１を構成するアモルファス合金板３０よりも外径が大きい挟持板３２の外周端面上に保持部材３３を配置し、接触面同士を溶接部３４にて溶接して一体化している。また、溶接状態で、アモルファス合金板３０の積層方向において、保持部材３３の端面を挟持板３２の積層体接触面の裏面と略面一としている。このような構成とすると、積層体３１を挟持板３２及び保持部材３３によって強固に固定することができる。また、各コアブロック２０を積層してなるステータコア１０の体格を小型化することができる。また、挟持板３２による積層体３１の挟持状態を安定化させるために、図３に示すように、挟持板３２の外周側に配置された、互いに離間する４つの保持部材３３によって挟持板３２間の距離を所定間隔に保持している。

ところで、保持部材３３が導電性材料からなる場合、複数配置された保持部材３３が渦電流の通り道となり、渦電流損が生じることが考えられる。これに対し、本実施形態においては、挟持板３２の外径をアモルファス合金板３０の外径よりも大きくすることで、挟持板３２の外周端面上に配置された保持部材３３と積層体３１（各アモルファス合金３０）との間に、所定の隙間３５（本実施形態においては空隙）を構成している。したがって、保持部材３３を通じてアモルファス合金板３０間に渦電流が流れるのを抑制し、アモルファス合金板３０の特性（渦電流損が少ない）を活かすことができる。

また、本実施形態においては、図３に示すように、保持部材３３のうち、挟持板３２との溶接部位である接触部３３ａの断面積を、接触部３３ａに挟まれた中間部３３ｂの断面積よりも大きくしている。このような構成とすると、断面積の大きい接触部３３ａによって挟持板３２との接合強度を確保しつつ、断面積の小さい中間部３３ｂによって渦電流を流れにくくすることができる。したがって、保持部材３３自身の渦電流損を低減することができる。また、本実施形態に示すように挟持板３２及び保持部材３３が導電性材料からなり、且つ、保持部材３３が複数の場合には、保持部材３３を通じて挟持板３２間に渦電流が流れるのを抑制することができる。したがって、これによっても、渦電流損を低減することができる。

このように構成されるコアブロック２０は、たとえば以下に示す製造方法によって形成することができる。図５は、コアブロックの製造方法を説明するための模式的な断面図である。先ず、所定形状に加工されたアモルファス合金板３０と挟持板３２を準備し、図５に示すように、基台１００上に、挟持板３２、積層体３１、挟持板３２の順で位置決め積層する。積層後、図５に白抜き矢印で示すように、基台１００に向けて上側の挟持板３２側から加圧し、挟持板３２及び積層体３１を基台１００側に押し付けて圧縮する。そして、この加圧状態で、挟持板３２の外周側端面に保持部材３３を接触させて挟持板３２と保持部材３３を溶接する。これにより、コアブロック２０を形成することができる。そして、形成されたコアブロック２０をハウジング内に配置することにより、各コアブロック２０が積層されてステータコア１０が形成される。

このように本実施形態に係る電磁機器用の積層鉄心（ステータコア１０）は、主としてアモルファス合金板３０を積層してなる積層体３１から構成されている。したがって、鉄損（特に渦電流損）を低減することができる。特に本実施形態においては、全体積中において、積層体３１の占める体積が挟持板３２の占める体積よりも大きくされている。したがって、アモルファス合金板３０の割合が高く、これによって鉄損をより低減することができる。

また、アモルファス合金板３０同士を固定する挟持板３２は、積層体３１の積層方向における両表面にのみ配置されている。すなわち、アモルファス合金板３０間には、従来のように接着用の樹脂層が配置されていないので、占積率を低下させること無く鉄損を低減することができる。特に本実施形態においては、挟持板３２が電磁鋼板からなるので、鉄損をより低減することができる。

また、導電性材料からなる保持部材３３は、挟持板３２との接触部３３ａの断面積が接触部３３ａに挟まれた中間部３３ｂの断面積よりも大きくされている。したがって、挟持板３２との接触強度を確保しつつ鉄損を低減することができる。特に本実施形態においては、積層体３１に対して保持部材３３が離間されているので、これによって鉄損をより低減することができる。

また、厚さの薄いアモルファス合金板３０同士は、その積層方向において、アモルファス合金板３０よりも厚い挟持板３２によって挟持されている。また、挟持板３２に保持部材３３が溶接され、挟持板３２の対向距離が保持部材３３の長さによって積層体３１の挟持状態を維持する所定間隔に規定されている。このように、複数枚のアモルファス合金板３０が互いに接触した状態で強固に固定されているので、モータの様に機械的なトルクが加わる用途にも好適である。

また、挟持板３２と保持部材３３とを溶接固定することで、積層体３１を挟持しているので、溶接時（積層体３１の固定時）にアモルファス合金板３０の破損を防ぐことができる。さらには、挟持構造であるので、アモルファス合金板３０と挟持板３２、保持部材３３との分離が容易である。したがって、例えばアモルファス合金板上に接着層を配置してなるシートを複数枚積層して積層鉄心とする構成に比べてリサイクルに優れている。特に本実施形態においては、アモルファス合金板３０、挟持板３２、及び保持部材３３を全て同一金属系材料（鉄）からなる構成としているので、リサイクルをより向上することができる。

なお、本実施形態に示す構成においては、アモルファス合金板３０を積層してなる積層体３１を電磁鋼板からなる挟持板３２で挟持しているので、アモルファス合金板３０のみからなる構成に比べて鉄損が低下することが懸念される。そこで、本発明者は、ステータコア１０を模した外径９０ｍｍ、内径５０ｍｍの平面円環状のアモルファス合金板３０（日本非質金属（株）製、品名：ＭＥＴＧＬＡＳ２６０５ＴＣＡ、厚さ２５μｍ）５００枚を同形状の電磁鋼板からなる挟持板３２(ＪＦＥ製、品名ＪＮ２７０、厚さ０．３５ｍｍ)で挟持し、２枚の挟持板３２の外周側端面をステンレス製の保持部材３３で６箇所固定したサンプルを製作し、アモルファス合金板３０を５００枚積層したサンプルと鉄損を比較した。その結果、鉄損には殆ど差が無かった。このことからも、本実施形態に示す積層鉄心（ステータコア１０）が、強固な固定構造を有しつつ鉄損を低減できていることが示された。

また、本実施形態においては、挟持板３２と保持部材３３とが溶接によって固定される例を示した。しかしながら、固定方法は溶接に限定されるものではない。また、挟持板３２の構成材料は電磁鋼板に限定されるものではなく、それ以外の導電性材料でも良いし、電気絶縁性材料であっても良い。また、保持部材３３の構成材料もステンレスに限定されるものではなく、それ以外の導電性材料でも良いし、電気絶縁性材料であっても良い。例えば、図６に示す構成においては、挟持板３２と保持部材３３がともに樹脂からなり、両者が接着剤３６を介して固定されている。このように電気絶縁性材料を用いて構成すると、渦電流が流れないので、鉄損をより低減することができる、また、保持部材３３が電気絶縁性材料からなる場合には、図６に示すように、積層体３１と保持部材３３との間に隙間を設けなくとも良いので、コアブロック２０、ひいては積層鉄心（ステータコア１０）の体格を小型化することができる。また、保持部材３３が電気絶縁性材料からなる場合には、渦電流が流れないので、その構成（形状）を簡素化することができる。図６は、コアブロック２０の変形例を示す断面図である。

また、本実施形態においては、アモルファス合金板３０の積層方向において、保持部材３３の端面を挟持板３２の積層体接触面の裏面と略面一とする例を示した。しかしながら、例えば図７に示すように、保持部材３３の端面が挟持板３２の積層体接触面の裏面と略面一でない構成としても良い。なお、図７においては、保持部材３３をコの字状としており、これによって保持部材３３によって積層体３１と挟持板３２の積層体を安定的に保持することができる。しかしながら、積層方向における体格は、本実施形態に示した構成よりも大きくなる。図７は、コアブロック２０の変形例を示す断面図である。

また、本実施形態においては、挟持板３２の外周側端面間を保持部材３３で固定する構成例を示した。しかしながら、挟持板３２の内周側端面間を保持部材３３で固定しても良い。ただし、ステータコア１０の場合、内周側にはロータ３が存在するので、外周側端面間を保持部材３３で固定する構成のほうが好ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図８及び図９に基づいて説明する。図８は、第２実施形態に係るステータコアのうち、コアブロックの平面図である。図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。なお、図８においては、便宜上スロット１１を省略して図示している。

第２実施形態に係るステータコア（積層鉄心）は、第１実施形態に示したステータコア（積層鉄心）と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。なお、第１実施形態に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付与するものとする。

本実施形態においては、図８及び図９に示すように、積層体３１を構成する各アモルファス合金板３０と挟持板３２に、積層方向に貫通する貫通孔３０ａ，３２ａがそれぞれ設けられ、保持部材３７が貫通孔３０ａ，３２ａに挿通された状態で挟持板３２を保持している点を特徴とする。より詳しくは、図９に示すように、各アモルファス合金板３０と電磁鋼板からなる挟持板３２に同一径の断面円形の貫通孔３０ａ，３２ａが設けられ、ステンレスからなり、貫通孔３０ａ，３２ａの径よりも若干細い径の円柱状の保持部材３７が、貫通孔３０ａ，３２ａ内に挿通されている。そして、各挟持板３２の積層体接触面の裏面から保持部材３７の端部がそれぞれ突出し、端部と挟持板３２とが溶接によって固定されている。なお、本実施形態においては、各アモルファス合金板３０と挟持板３２に貫通孔３０ａ，３２ａがそれぞれ３箇所設けられ、それぞれに保持部材３３が挿通されて固定されている。

このような構造は、例えば貫通孔３０ａ，３２ａを保持部材３３に通しつつ積層体３１と挟持板３２を積層し、保持部材３３と接触しないように、積層体３１の両表面側から挟持板３２及び積層体３１を加圧する。そして、この加圧状態で溶接を実施することで得ることができる。

このように本実施形態に係る電磁機器用の積層鉄心（ステータコア１０）によれば、第１実施形態に示した効果と同等乃至準ずる効果を示すことができる。また、積層方向に垂直な方向において、複数のアモルファス合金板３０の位置ずれを保持部材３３によって抑制することができる。したがって、ステータ４とロータ３との間隔のばらつきを抑制することができる。また、積層方向に垂直な方向において、複数のアモルファス合金板３０の位置ずれが抑制された積層鉄心の生産性を向上することができる。特に本実施形態においては、保持部材３７を複数としているので、アモルファス合金板３０の位置ずれをより効果的に抑制することができる。

なお、保持部材３７が位置決め機能を果たすためには、上述したように保持部材３３の径が貫通孔３０ａ，３２ａの径よりも若干細い程度が好ましい。したがって、貫通孔３０ａ，３２ａに挿通された状態で、図１１に示すように保持部材３７の少なくとも一部がアモルファス合金板３０と接することが考えられる。したがって、保持部材３７と貫通孔３０ａ，３２ａがこのような関係において、本実施形態に示すように、保持部材３３が導電性材料からなり、複数箇所で保持部材３３が貫通孔３０ａ，３２ａに挿通された構成とすると、保持部材３３を通して各アモルファス合金板３０に渦電流が流れる恐れがある。また、貫通孔３０ａ，３２ａに挿通するため、保持部材３３の形状を第１実施形態に示したような渦電流損の生じにくい形状とするのが困難である。したがって、第１実施形態に示した構成に比べて、鉄損（特に渦電流損）低減の効果が小さくなることも考えられる。

そこで、鉄損低減の効果を確保しつつステータ４とロータ３との間隔のばらつきを抑制するためには、例えば図１０及び図１１に示す構成とすることが好ましい。図１０及び図１１に示す構成においては、挟持板３２の対向間隔を所定間隔に保持する保持部材として、第１実施形態同様、外周側に配置される４つの保持部材３３と、貫通孔３０ａ，３２ａに挿通される１つの保持部材３７を含んでいる。このように、各アモルファス合金板３０と接する保持部材３７を１つとすると、保持部材３７を通じてアモルファス合金板３０間に渦電流が流れるのを抑制することができる。なお、保持部材として１つの保持部材３７のみを有する構成としても良いが、より強固な固定構造とするためには、図１０及び図１１に示すように、１つの保持部材３７と少なくとも１つの保持部材３３（図１０においては４つ）とで、挟持板３２の対向間隔を所定間隔に保持する構成とすると良い。図１０は、コアブロック２０の変形例を示す平面図である。図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。なお、図１１に示すように、挟持板３２から突出する保持部材３７端部を機械的にかしめることで、挟持板３２と保持部材３７とが一体化されている。すなわち、保持部材３７がリベット様となっている。このように、溶接以外の固定方法を採用することもできる。それ以外にも、熱かしめや所謂スナップフィット構造などを構成材料に応じて適宜選択して採用することもできる。

本実施形態においては、保持部材３７がステンレスからなる例を示した。しかしながら、それ以外の導電性材料や電気絶縁性材料を用いて構成しても良い。電気絶縁性材料からなる場合には、渦電流が流れないので、本実施形態に示したように、複数の保持部材３７を採用しても、それによる鉄損の低下を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態においては、電磁機器としてのモータ１を例にとり、ステータ４のステータコア１０に、本発明に特徴的な構造を採用する例を示した。しかしながら、発明の対象はステータコア１０に限定されるものではない、ロータ３を構成するコアに適用することもできる。また、モータ１００に限定されるものでもない。例えばモータ１以外にも、トランス等に適用することができる。

本実施形態においては、ステータコア１０（積層鉄心）が複数のコアブロック２０を組み合わせてなる例を示した。しかしながら、１つのコアブロック２０のみによってステータコア１０（積層鉄心）が構成されても良い。全体の体格、強度、アモルファス合金板３０の取り扱いやすさなどから、適宜選択すれば良い。

本実施形態においては、アモルファス合金板３０及び挟持板３２が平面円環状である例を示した。しかしながら、その形状は特に限定されるものではない。例えば、矩形環状やそれ以外の多角形環状としても良い。また、スロット１１の有無や巻線１２の固定構造も上記例に限定されるものではない。

第１実施形態に係るステータコアが適用されるモータの、ステータ周辺の概略構成を示す断面図である。 第１実施形態に係るステータコアの平面図である。 コアブロックの斜視図である。 図３に示すＩＶ−ＩＶ線の断面図である。 コアブロックの製造方法を説明するための模式的な断面図である。 コアブロックの変形例を示す断面図である。 コアブロックの変形例を示す断面図である。 第２実施形態に係るモータのうち、コアブロックの平面図である。 図８のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。 コアブロックの変形例を示す平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。

符号の説明

１・・・モータ（電磁機器）
２・・・回転軸
３・・・ロータ
４・・・ステータ
１０・・・ステータコア（積層鉄心）
２０・・・コアブロック
３０・・・アモルファス合金板
３１・・・積層体
３２・・・挟持板
３３・・・保持部材
３４・・・溶接部
３５・・・隙部

Claims (13)

1. 複数枚のアモルファス合金板が互いに接触して積層された積層体と、
   前記アモルファス合金板の積層方向の厚さが前記アモルファス合金板よりも厚く、前記積層方向において前記積層体の両表面にそれぞれ接触配置される挟持板と、
   前記各挟持板にそれぞれ接触された状態で、前記挟持板の対向間隔を前記積層体が狭持される所定間隔に保持する保持部材と、を有することを特徴とする電磁機器用の積層鉄心。
2. 全体積中において、前記積層体の占める体積が前記挟持板の占める体積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の積層鉄心。
3. 前記挟持板は、導電性材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層鉄心。
4. 前記挟持板は、電磁鋼板であることを特徴とする請求項３に記載の積層鉄心。
5. 前記挟持板は、電気絶縁性材料からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層鉄心。
6. 前記保持部材は、導電性材料からなることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の積層鉄心。
7. 前記挟持板は、電磁鋼板であることを特徴とする請求項６に記載の積層鉄心。
8. 前記保持部材において、前記挟持板との接触部の断面積が、前記接触部に挟まれた中間部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の積層鉄心。
9. 前記保持部材は、前記積層体に対して離間されていることを特徴とする請求項６〜８いずれか１項に記載の積層鉄心。
10. １つの前記保持部材が前記積層体に接触されていることを特徴とする請求項６〜８いずれか１項に記載の積層鉄心。
11. 前記保持部材は、電気絶縁性材料からなることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の積層鉄心。
12. 前記積層体を構成する各アモルファス合金板及び前記挟持板は、前記積層方向に貫通する貫通孔をそれぞれ有し、
    前記保持部材は、前記貫通孔に挿通された状態で前記挟持板を保持していることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載の積層鉄心。
13. 前記積層体、前記挟持板、及び前記保持部材によって一体化されたブロックを複数個組み合わせてなることを特徴とする請求項１〜１２いずれか１項に記載の積層鉄心。

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