JP2019106756A - ステータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本開示の目的は、コイルの装着時におけるステータコアの破損を抑制できるステータコアの製造方法を提供することである。【解決手段】本実施形態は、ティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されたコイルと、を含むステータの製造方法であって、アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料が複数積層された、前記ティースを有する積層体を準備する工程と、前記ティースに前記コイルを装着する工程と、前記コイルを装着した後、前記積層体を前記軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する工程と、を含む、ステータの製造方法である。【選択図】なし
Description
本開示は、ステータの製造方法に関する。
自動車産業においては、ハイブリッド自動車や電気自動車のさらなる走行性能の向上を目指して、駆動用モータの高出力化、軽量化、小型化への開発が日々進められている。また、家電製品メーカーにおいても、各種家電製品に内蔵されるモータなどの回転電機のさらなる小型化や高性能化が試みられている。
回転電機の性能を向上させるには、内部で発生する損失を如何に低減できるかが課題である。ステータにおいては、渦電流損失やヒステリシス損失に起因する鉄損（又は高周波鉄損）が生じ、これらの損失に応じてモータ効率やトルク性能が低下する。
そこで、ステータの性能を向上させるべく、ステータコアの材料として軟磁性材料が用いられている。軟磁性材料としては、例えば、アモルファス系軟磁性材料やナノ結晶系軟磁性材料が開発されている。これらの軟磁性材料は、低損失、高電気抵抗、高磁束密度及び良励磁特性を有する優れた材料である。軟磁性材料の開発として、例えば、特許文献１では、所定の組成及び構造を有する軟磁性合金薄帯が開示されている。
また一方で、ステータコアの製造に当たっては、ステータコア前駆体としての積層体を作製した後、鉄損を低減して磁気特性（飽和磁化）を向上させるため、積層体を所定温度にて焼鈍する。より具体的には、まず、軟磁性材料からステータコア用板材を打ち抜き加工し、複数のステータコア用板材を積層し、加締め若しくは溶接にて積層体を作製する。次に、鉄損を低減して磁気特性を向上させるため、積層体を所定温度にて焼鈍し、軟磁性材料の結晶化を促進させる。また、この焼鈍によりプレス加工時の加工歪を除去することもできる。
しかしながら、焼鈍により軟磁性材料の結晶化を促進させることで飽和磁化を向上できる一方で、結晶化の促進によりステータコアの強度が低下してしまう。ステータコアの強度が低下すると、後工程にてステータコアのティースにコイルを装着する際に、ステータコア（特にティース）における欠け、割れ又は削れなどの破損が生じ易くなる。すなわち、ティースへのコイルの装着工程において、コイルの巻き付け作業やコイルの曲げ作業時にステータコアに負荷が加わり、上記破損が生じる場合がある。そのため、コイルの装着時におけるステータコアの破損を抑制できるステータコアの製造方法の開発が望まれている。
そこで、本開示の目的は、コイルの装着時におけるステータコアの破損を抑制できるステータコアの製造方法を提供することである。
本開示の一態様を以下に示す。
（１） ティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されたコイルと、を含むステータの製造方法であって、
アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料が複数積層された、前記ティースを有する積層体を準備する工程と、
前記ティースに前記コイルを装着する工程と、
前記コイルを装着した後、前記積層体を前記軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する工程と、
を含む、ステータの製造方法。
（２） 前記コイルに高周波電流を流すことにより前記積層体を加熱する、（１）に記載のステータの製造方法。
（３） 前記軟磁性材料が、アモルファス系軟磁性材料、又はアモルファス構造を含むナノ結晶系軟磁性材料である、（１）又は（２）に記載のステータの製造方法。
（４） 前記軟磁性材料の結晶化度が０％以上９０％以下である、（３）に記載のステータの製造方法。
（１） ティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されたコイルと、を含むステータの製造方法であって、
アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料が複数積層された、前記ティースを有する積層体を準備する工程と、
前記ティースに前記コイルを装着する工程と、
前記コイルを装着した後、前記積層体を前記軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する工程と、
を含む、ステータの製造方法。
（２） 前記コイルに高周波電流を流すことにより前記積層体を加熱する、（１）に記載のステータの製造方法。
（３） 前記軟磁性材料が、アモルファス系軟磁性材料、又はアモルファス構造を含むナノ結晶系軟磁性材料である、（１）又は（２）に記載のステータの製造方法。
（４） 前記軟磁性材料の結晶化度が０％以上９０％以下である、（３）に記載のステータの製造方法。
本開示により、コイルの装着時におけるステータコアの破損を抑制できるステータコアの製造方法を提供することができる。
本実施形態は、ティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されたコイルと、を含むステータの製造方法であって、アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料が複数積層された、前記ティースを有する積層体を準備する工程と、前記ティースに前記コイルを装着する工程と、前記コイルを装着した後、前記積層体を前記軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する工程と、を含む、ステータの製造方法に関する。
本実施形態において、コイルをティースに装着した後に積層体を所定温度以上に加熱し、飽和磁化を向上させる。それゆえ、コイル装着時では、加熱による強度低下は生じていないため、ステータコアの破損を抑制することができる。
以下、本実施形態について詳細に説明する。
本実施形態は、ティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されたコイルと、を含むステータの製造方法に関する。ステータの構成例を示す概略図を図１に示す。図１は、回転電機のステータ１００を軸線方向から視た概略図であり、説明のために一部の構成を省略している。ステータ１００は、全体として円環形状を有する。この円環の中心軸線を以下「軸線」と記す。この軸線は、図１において、その紙面に直交する方向に延びる。ステータ１００の内側にロータ（不図示）が配置される。
ステータ１００は、ステータコア１０とコイル２０を含む。ステータコア１０は、円環形状のヨーク１１とヨーク１１から内周に向けて延びる複数のティース１２を有する。図１においては、ティース１２を明確に示すためにコイル２０の一部を省略している。ティース１２は、ヨーク１１の内周に沿って周方向に間隔をあけて配置されている。隣接するティース１２の間の空間はスロット１３と呼ばれる。コイル２０は、ティース１２に巻回される導線により形成される。このステータ１００においては、例として、導線が一つのコイルに集中して巻回される集中巻きが採用されている。コイルは、所定数の間隔をあけた２個のティース１２にコイルを巻き渡す分布巻きを採用することもできる。
ステータ１００は、回転電機に用いることができる。ステータ１００は、不図示のロータと共に、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車の走行駆動源あるいは発電機として用いられる３相交流電動機に用いることができる。
（１）準備工程
本実施形態において、ステータコア前駆体として、アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料（ステータコア用板材とも称す。）が複数積層された、ティースを有する積層体を準備する。図２は、複数のステータコア用板材１ａが積層されて形成された積層体１０ａの概略斜視図を示す。積層体１０ａは、複数のステータコア用板材１ａを軸線方向に積層して形成することができる。
本実施形態において、ステータコア前駆体として、アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料（ステータコア用板材とも称す。）が複数積層された、ティースを有する積層体を準備する。図２は、複数のステータコア用板材１ａが積層されて形成された積層体１０ａの概略斜視図を示す。積層体１０ａは、複数のステータコア用板材１ａを軸線方向に積層して形成することができる。
ステータコア用板材に用いる軟磁性材料としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉからなる群から選択される少なくとも１種の磁性金属と、Ｂ、Ｃ、Ｐ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ及びＷからなる群から選択される少なくとも１種の非磁性金属とから構成されるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。軟磁性材料の代表的な材料として、例えば、ＦｅＣｏ系合金（例えばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど）、ＦｅＮｉ系合金（例えばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど）、ＦｅＡｌ系合金又はＦｅＳｉ系合金（例えばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど）、ＦｅＴａ系合金（例えばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど）及びＦｅＺｒ系合金（例えばＦｅＺｒＮなど）、ＦｅＢ系合金（ＦｅＢ、ＦｅＢＳｉなど）を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。また、軟磁性材料の他の材料として、例えば、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ及びＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることができる。Ｃｏ合金中Ｃｏは８０ａｔ％以上含まれることが好ましい。
軟磁性材料は、アモルファス構造を含む。アモルファス構造を含む軟磁性材料としては、アモルファス系軟磁性材料、又はアモルファス構造を含むナノ結晶系軟磁性材料であることが好ましい。アモルファス系軟磁性材料は、主構造としてアモルファス構造を有する軟磁性材料である。アモルファス構造の場合には、Ｘ線回折パターンには明瞭なピークは見られず、ブロードなハローパターンのみが観測される。一方、アモルファス構造に熱処理を加えることでナノ結晶構造を形成することができる。本実施形態では、完全にナノ結晶構造のみからなるナノ結晶系軟磁性材料ではなく、少なくとも一部にアモルファス構造が残っているナノ結晶系軟磁性が用いられる。なお、ナノ結晶構造を有するナノ結晶系軟磁性材料では、結晶面の格子間隔に対応する位置に回折ピークが観測される。その回折ピークの幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式を用いて結晶子径を算出することができる。一般に、ナノ結晶とは、Ｘ線回折の回折ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式で算出される結晶子径が１μｍ未満のものをいう。本実施形態において、ナノ結晶の結晶子径（Ｘ線回折の回折ピークの半値幅からＳｃｈｅｒｒｅｒの式で算出される結晶子径）は、好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下である。また、ナノ結晶の結晶子径は、好ましくは５ｎｍ以上である。ナノ結晶の結晶子径がこのような大きさである場合、軟磁気特性が向上するため好ましい。
アモルファス系軟磁性材料は、例えば、所望の組成となるように配合された金属原料を高周波溶解炉などにより高温で溶融して均一な溶湯とし、これを急冷することで得ることができる。または、回転する冷却ロールに金属原料の溶湯を吹きつけることで薄い板状（薄帯状とも称す）のアモルファス系軟磁性材料を得ることができる。また、ナノ結晶系軟磁性材料は、アモルファス系軟磁性材料にさらに適当な熱処理を加えることで作製することができる。熱処理の条件は、特に制限されるものではなく、金属原料の組成や発現させたい磁気特性などを考慮して適宜選択される。熱処理の温度は、例えば、用いる軟磁性材料の結晶化温度よりも高い温度である。また、アモルファス系軟磁性材料中にナノ結晶を析出させ、所定の磁気特性を向上させることも可能である。熱処理は不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
本実施形態において、軟磁性材料の結晶化度は、０％以上９０％以下であることが好ましい。結晶化度が９０％以下の場合、材料にアモルファス構造が十分に存在しているため、軟磁性材料の強度が比較的高い。それゆえ、結晶化度が９０％以下の軟磁性材料を用いることにより、コイル装着工程における積層体の破損をより効果的に抑制することができる。また、軟磁性材料の結晶化度は、硬さの観点から、８０％以下であることがより好ましく、７０％以下であることがさらに好ましい。
ここで、本明細書において、軟磁性材料の結晶化度とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定される結晶化による発熱量（Ｊ／ｇ）から以下の式（１）により算出される値である。
結晶化度（％）＝（［ＪＡ］−［ＪＢ］）／［ＪＡ］×１００ 式（１）
式（１）中、ＪＡは、測定対象である軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料の結晶化発熱量であり、ＪＢは、測定対象である軟磁性材料の結晶化発熱量である。
結晶化度（％）＝（［ＪＡ］−［ＪＢ］）／［ＪＡ］×１００ 式（１）
式（１）中、ＪＡは、測定対象である軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料の結晶化発熱量であり、ＪＢは、測定対象である軟磁性材料の結晶化発熱量である。
測定対象である軟磁性材料がアモルファス系軟磁性材料である場合、「測定対象である軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料」とは、当該測定対象である軟磁性材料であるアモルファス系軟磁性材料それ自体を指す。そのため、［ＪＡ］と［ＪＢ］は同じ値となり、結晶化度が０となる。
測定対象である軟磁性材料がナノ結晶系軟磁性材料である場合、「測定対象である軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料」は、測定対象である軟磁性材料としてのナノ結晶系軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料を取得することにより用意する。ナノ結晶系軟磁性材料はアモルファス系軟磁性材料を加熱して作製されるため、その加熱前のアモルファス系軟磁性材料が、測定対象である軟磁性材料としてのナノ結晶系軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料となり、当業者であれば容易に得ることができる。また、ナノ結晶系軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料は、そのナノ結晶系軟磁性材料を高温で加熱して溶融させた後に急冷することによっても得ることができる。
結晶化度が０％の場合、ナノ結晶が析出していない状態であり、材料全体がアモルファス構造であると考えられる。一方、結晶化度が１００％の場合、材料全体にナノ結晶が析出している状態であり、アモルファス構造を含まない状態と考えられる。なお、飽和磁化を最適化するために加熱処理は、一般的に、材料の結晶化度が１００％に達するまで行われる。
軟磁性材料の引張強さは、１６００ＭＮ／ｍ２以上であることが好ましく、１７００ＭＮ／ｍ２以上であることがより好ましく、１８００ＭＮ／ｍ２以上であることがさらに好ましい。
ステータコア用板材の表面は、絶縁膜で覆われていることが好ましい。絶縁膜としては、ＳｉＯ２などの酸化膜が挙げられる。この絶縁膜により、渦電流に起因する損失を低減することができる。
ステータコア用板材の厚さは、例えば、５〜５０μｍであり、好ましくは、５〜３５μｍである。
ステータコア用板材の間には、耐熱性樹脂などの接着層を配置してもよいし、配置されなくてもよい。耐熱性樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂を用いることができ、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂又はアクリル樹脂などが挙げられる。
積層体において、それぞれのステータコア用板材は加締めや溶接にて一体的に固定することができる。例えば、それぞれのステータコア用板材に設けられた貫通孔にボルトを挿通して一体的に固定することができる。
（２）装着工程
次に、積層体のティースにコイルを装着する。
次に、積層体のティースにコイルを装着する。
コイルの巻回方法は、１つのティースに１つの相の巻線を巻回する集中巻であっても、複数のティースにまたがって１つの相の巻線を巻回する分布巻であってもよい。
例えば、集中巻コイルの場合、積層体の各ティースに対応づけて、巻線を巻回した単体コイル（カセットコイルとも称す）として予め準備しておくことができる。図３は、予め巻回されたコイル２０をティース１２に嵌め込む工程を示す概略斜視図である。図３において、簡略化のために、ステータコア前駆体としての積層体１０ａを部分的に模写している。図３において、コイル２０は平角線からなり、銅素材の平角導線の周りに絶縁被膜が形成されたものをエッジワイズ巻きすることで形成されている。このコイル２０（カセットコイル）を、矢印Ｘの方向に動かしてティース１２に嵌め込むように装着する。
また、コイルとして、図４に示すように、平角導体を略Ｕ字状にエッジワイズ曲げ加工したセグメント３０をコイル部材として用いるものも知られている。図４は、Ｕ字状のコイル部材をティースに装着する工程の例を説明するための概略斜視図である。一般に、セグメント３０は３つの部分からなり、積層体のスロットに挿入されるスロット内導線部３０ｂと、ステータのリード側に、積層体１０ａの端面より突出するリード部３０ａと、該リード部３０ａとは積層体の反体側に位置する反リード部３０ｃとを有する。図４（Ａ）は、セグメント３０をスロットに挿入した状態を示す概略断面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に続いて、リード部３０ａを曲げて互いに溶着させた状態を示す概略断面図である。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、コイルの装着に当たっては、図４（Ａ）に示すように、インシュレータ（不図示）が設置された積層体１０ａのスロットに、複数のセグメント３０を径方向に積層した状態で挿入する。そして、図４（Ｂ）に示すように、セグメント３０をスロットに挿入した状態で、リード部３０ａを曲げて隣接するセグメントのリード部同士を互いに溶着させることで、すべてのセグメント３０が連続した状態となった１つのコイルが形成される。図４（Ｂ）において、符号３０ｄは、セグメントのリード部における溶着部を示す。
上述のように、コイルの装着工程では、コイルの嵌め込み作業や曲げ作業が必要になってくる。このコイル装着工程において、飽和磁化を向上させるための加熱処理（焼鈍）により結晶化が促進された軟磁性材料を用いると、結晶化の促進により軟磁性材料の強度が低下しているため、積層体（特にティース）で破損が生じ易い。例えば、図４（Ｂ）において、符号Ｙの部分でリード部３０ａを曲げる際、積層体の角部に負荷が掛かり、破損が生じる場合がある。一方、本実施形態では、飽和磁化を向上させるための加熱処理は施されていない状態、すなわち軟磁性材料の強度が低下していない状態でコイルの装着を行うため、積層体の破損が抑制される。
コイルを装着する前に、図５に示すように、ティース間のスロットにインシュレータ１４を配置してもよい。インシュレータによりコイルと積層体１０ａ（又はステータコア１０）との間の絶縁性を向上することができる。
（３）加熱工程
コイルを装着した後、積層体を軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する。積層体を軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱することにより、結晶化を促進させ、飽和磁化を向上させることができる。結晶化の促進には、結晶の生成及び結晶の成長が含まれる。また、この加熱により、プレス加工時の加工歪を除去することもできる。
コイルを装着した後、積層体を軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する。積層体を軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱することにより、結晶化を促進させ、飽和磁化を向上させることができる。結晶化の促進には、結晶の生成及び結晶の成長が含まれる。また、この加熱により、プレス加工時の加工歪を除去することもできる。
本実施形態では、積層体を加熱して飽和磁化を向上させる前にコイルを装着している。そのため、加熱前の強度が高い状態（すなわち加熱による強度の低下が生じていない状態）でコイルを装着できる。その結果、積層体の破損が生じ難くなる。
積層体を軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する方法は、特に制限されるものではなく、例えば、加熱炉を用いてもよい。また、加熱方法としては、コイルに高周波電流を流すことにより加熱する方法が好ましい。コイルに高周波電流を流すことにより、積層体が高周波誘導加熱される。これにより、容易に積層体を加熱することができ、また、積層体を選択的に誘導加熱することができる。具体的には、コイルの端部を高周波電流の電源に接続してコイルに高周波電流を通電する。これにより、コイルが誘導加熱コイルとして機能し、積層体を誘導加熱することができる。
結晶化温度は、結晶化が生じる温度である。また、結晶化温度以上とすることにより、結晶化が促進され、飽和磁化が向上する。結晶化の際には発熱反応が起きるため、結晶化温度は、結晶化に伴って発熱する温度を測定することで決定することができる。例えば、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、所定の加熱速度（例えば０．６７Ｋｓ−１）の条件下にて結晶化温度を測定することができる。軟磁性材料の結晶化温度は、材質によって異なるが、例えば、３３０〜４３０℃である。
加熱は、積層体の温度が軟磁性材料の結晶化温度以上になるように行われる。加熱温度（加熱時の積層体の温度）は、結晶化温度以上であれば特に制限されるものではないが、例えば、３３０℃以上であり、好ましくは４００℃以上である。加熱温度を４００℃以上とすることにより、効率的に結晶化を進めることができる。また、加熱は、積層体の温度が軟磁性材料の副生成物が生成されない温度未満となるように行われることが好ましい。加熱温度が高すぎると、望まない副生成物（例えばＦｅ２Ｂなど）がコア材中に生じてしまう場合がある。このような副生成物の発生は、例えば、示差走査熱量計（ＤＳＣ）やＸＲＤを用いて確認することができる。そのため、加熱温度は、好ましくは５５０℃以下であり、より好ましくは５２０℃以下であり、さらに好ましくは５００℃以下である。熱処理温度を５５０℃以下とすることにより、過度の結晶化を防ぎ易くなり、副生成物の発生を抑制することができる。
加熱処理は、上述の結晶化度が１００％となるまで行うことが好ましい。結晶化度が１００％の場合、飽和磁化を効果的に向上することができる。また、加熱処理は、飽和磁化が最大になるまで行うことが好ましい。飽和磁化の最大値は軟磁性材料によって異なる。飽和磁化の最大値や最大値に達するのに必要な熱量は、当業者であれば、予め実験などにより確認することができる。
以上の加熱工程により、積層体が所望の磁気特性、すなわち所望の飽和磁化を有するように加熱処理され、ステータコアが形成される。
得られたステータは、上述の工程以外にも他の工程を含むことができる。例えば、固定に用いられていたボルトの先端部は、不図示のハウジングに形成されたネジ穴に螺合されることができる。これにより、ステータをハウジングに固定することができる。
（実施例１）
アモルファス板（厚さ：２５μｍ、結晶化温度：３９１℃、結晶化度：０％、引張強さ：１８６１ＭＮ／ｍ２）を用意し、このアモルファス板をプレス型で打ち抜き、ステータコア用板材を作製した。なお、使用したステータコア用板材はアモルファス系軟磁性材料であるため、結晶化度は０％である。なお、結晶化温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、加熱速度０．６７Ｋｓ−１の条件下にて発熱反応開始温度を測定することにより同定した。
アモルファス板（厚さ：２５μｍ、結晶化温度：３９１℃、結晶化度：０％、引張強さ：１８６１ＭＮ／ｍ２）を用意し、このアモルファス板をプレス型で打ち抜き、ステータコア用板材を作製した。なお、使用したステータコア用板材はアモルファス系軟磁性材料であるため、結晶化度は０％である。なお、結晶化温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、加熱速度０．６７Ｋｓ−１の条件下にて発熱反応開始温度を測定することにより同定した。
次に、複数のステータコア用板材を積層し、ボルトで締め、積層体を作製した。また、積層体のスロットにインシュレータを挿入した。
次に、図４に示すような複数のセグメントを積層した状態でスロット内に挿入し、リード部を曲げ、隣接するリード部を互いに溶着し、コイルをティースに装着した。
次に、コイルの端部を高周波電源に接続し、高周波電流をコイルに通電した。これにより、積層体を高周波誘導加熱により４７５℃で３秒間加熱した。この加熱処理により、飽和磁化を最大まで向上させた。
本実施例において、コイル装着時における破損はなく、飽和磁化を加熱処理により向上させたステータを得ることができた。
（実施例２）
ナノ結晶板（厚さ：２５μｍ、結晶化度：９０％、引張強さ：１８２０ＭＮ／ｍ２）を用意し、このナノ結晶板をステータコア用板材にプレス型で打ち抜いた。
ナノ結晶板（厚さ：２５μｍ、結晶化度：９０％、引張強さ：１８２０ＭＮ／ｍ２）を用意し、このナノ結晶板をステータコア用板材にプレス型で打ち抜いた。
なお、結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定される結晶化による発熱量（Ｊ／ｇ）から上記式（１）により算出した。「測定対象である軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料」としては、ナノ結晶板の加熱処理（ナノ結晶を生じさせるための加熱処理）前のアモルファス板（すなわち、実施例１で用いたアモルファス板）を用いた。
このステータコア用板材を用いかつ４３０℃で３秒間加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてステータを製造した。
本実施例において、コイル装着時における破損はなく、飽和磁化を加熱処理により向上させたステータを得ることができた。
（比較例）
ナノ結晶板（厚さ：２５μｍ、結晶化度：１００％、引張強さ：１５３０ＭＮ／ｍ２）を用意し、このナノ結晶板をステータコア用板材にプレス型で打ち抜いた。
ナノ結晶板（厚さ：２５μｍ、結晶化度：１００％、引張強さ：１５３０ＭＮ／ｍ２）を用意し、このナノ結晶板をステータコア用板材にプレス型で打ち抜いた。
なお、結晶化度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定される結晶化による発熱量（Ｊ／ｇ）から上記式（１）により算出した。「測定対象である軟磁性材料に相当するアモルファス系軟磁性材料」としては、ナノ結晶板の加熱処理（ナノ結晶を生じさせるための加熱処理）前のアモルファス板（すなわち、実施例１で用いたアモルファス板）を用いた。当該ナノ結晶板は、完全に結晶化されており、アモルファス構造を含まないことがわかる。
次に、複数のステータコア用板材を積層し、ボルトで締め、積層体を作製した。また、積層体のスロットにインシュレータを挿入した。
次に、図４に示すような複数のセグメントを積層した状態でスロット内に挿入し、リード部を曲げ、隣接するリード部を互いに溶着し、コイルをティースに装着した。
しかし、リード部を曲げた際、積層体に負荷が掛かり、破損が生じてしまった。
なお、図６に、実施例１で用いたアモルファス板の引張強さ、実施例２で用いたナノ結晶板（結晶化度９０％）の引張強さ、及び比較例で用いたナノ結晶板（結晶化度１００％）の引張強さを示す。このデータから、結晶化度が０〜９０％である場合、強度が高く、結晶化度が１００％である場合、強度が低下していることが分かる。
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
１０ ステータコア
１０ａ 積層体（ステータコア前駆体）
１１ ヨーク
１２ ティース
１３ スロット
１４ インシュレータ
２０ コイル
３０ セグメント
３０ａ リード部
３０ｂ スロット内導線部
３０ｃ 反リード部
３０ｄ 溶着部
１００ ステータ
１０ａ 積層体（ステータコア前駆体）
１１ ヨーク
１２ ティース
１３ スロット
１４ インシュレータ
２０ コイル
３０ セグメント
３０ａ リード部
３０ｂ スロット内導線部
３０ｃ 反リード部
３０ｄ 溶着部
１００ ステータ
Claims (4)
- ティースを有するステータコアと、前記ティースに巻回されたコイルと、を含むステータの製造方法であって、
アモルファス構造を含む板状の軟磁性材料が複数積層された、前記ティースを有する積層体を準備する工程と、
前記ティースに前記コイルを装着する工程と、
前記コイルを装着した後、前記積層体を前記軟磁性材料の結晶化温度以上に加熱する工程と、
を含む、ステータの製造方法。 - 前記コイルに高周波電流を流すことにより前記積層体を加熱する、請求項１に記載のステータの製造方法。
- 前記軟磁性材料が、アモルファス系軟磁性材料、又はアモルファス構造を含むナノ結晶系軟磁性材料である、請求項１又は２に記載のステータの製造方法。
- 前記軟磁性材料の結晶化度が０％以上９０％以下である、請求項３に記載のステータの製造方法。
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| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
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| C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
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| C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
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| C23 | Notice of termination of proceedings |
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