JP2020048395A - 積層コアの製造方法 - Google Patents

積層コアの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020048395A
JP2020048395A JP2018177674A JP2018177674A JP2020048395A JP 2020048395 A JP2020048395 A JP 2020048395A JP 2018177674 A JP2018177674 A JP 2018177674A JP 2018177674 A JP2018177674 A JP 2018177674A JP 2020048395 A JP2020048395 A JP 2020048395A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
collar
magnetic
resin
magnetic member
laminated core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018177674A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7028122B2 (ja
Inventor
建部 勝彦
Katsuhiko Takebe
勝彦 建部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018177674A priority Critical patent/JP7028122B2/ja
Priority to US16/570,474 priority patent/US11095194B2/en
Publication of JP2020048395A publication Critical patent/JP2020048395A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7028122B2 publication Critical patent/JP7028122B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/681Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C70/682Preformed parts characterised by their structure, e.g. form
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/84Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks by moulding material on preformed parts to be joined
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/18Layered products comprising a layer of metal comprising iron or steel
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2705/08Transition metals
    • B29K2705/12Iron
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0003Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B29K2995/0008Magnetic or paramagnetic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/748Machines or parts thereof not otherwise provided for
    • B29L2031/749Motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2260/00Layered product comprising an impregnated, embedded, or bonded layer wherein the layer comprises an impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/04Impregnation, embedding, or binder material
    • B32B2260/046Synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B32B2307/208Magnetic, paramagnetic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/024Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with slots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

【課題】磁性部材の位置ズレを抑制すると共に、ケースに対する積層コアの取り付け時の破損を防止することである。【解決手段】箔状の磁性部材(16)が積層され、締結ボルト(25)によってケース(28)に固定される積層コア(10)の製造方法であって、位置決め用の開口部(17)が形成された複数の磁性部材と、内部に締結ボルトが挿入された状態でケースに締結され、一方端面が締結ボルトの頭部の第1受け面(22)となり、他方端面がケースの第2受け面(23)となる筒状のカラー(21)とを準備する工程と、開口部内にカラーを配置しながら、各磁性部材を積層する工程と、積層した複数の磁性部材の間に樹脂を含浸すると共に、複数の磁性部材の開口部とカラーの外周面の間に樹脂を含浸する工程と、含浸した樹脂を硬化させて、複数の磁性部材とカラーとを樹脂を介して一体化する工程と、を有する構成にした。【選択図】図3

Description

本発明は、積層コアの製造方法に関する。
モータ用の積層コアには軟磁性材料からなる磁性部材として鋼板を積層したものがあり、この種の積層コアの製造方法として複数の鋼板をカシメながら積層する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の積層コアの各鋼板は、板厚の半分程度が部分的に打ち抜かれており、鋼板の一方の板面に位置決め用の突起が形成され、当該突起の裏側に位置決め用の窪みが形成されている。一対の鋼板間で、一方の鋼板の突起と他方の鋼板の窪みがカシメられることで、複数の鋼板が位置決めされた状態で積み重ねられる。そして、積み重ねられた鋼板同士が樹脂によって接着されて、複数の鋼板を積層した積層コアが製造される。
特開2016−123242号公報
しかしながら、特許文献1に記載の積層コアは、重なり合う鋼板(磁性部材)同士の突起と窪みがカシメられるため、板厚の小さな鋼板はカシメ代が小さく鋼板に浮きや隙間が発生して位置ズレを抑えることができない。カシメが適用できない積層コアの製造方法として、軟磁性材料である箔材を磁性部材として積層して、箔材間に樹脂を含浸させることで積層コアを製造する方法も知られているが、ケースに対して積層コアを締結ボルトで固定する際に、締結ボルトの軸力によって積層コアが破損する恐れがあった。
本発明では、磁性部材の位置ズレを抑制すると共に、ケースに対する積層コアの取り付け時の破損を防止できる積層コアの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る積層コアの製造方法は、軟磁性材料からなる箔状又は板状の磁性部材が積層され、締結ボルトによってケースに固定される積層コアの製造方法であって、位置決め用の開口部が形成された複数の前記磁性部材と、内部に前記締結ボルトが挿入された状態で前記ケースに締結され、一方端面が前記締結ボルトの頭部の第1受け面となり、他方端面が前記ケースの第2受け面となる筒状のカラーとを準備する工程と、前記開口部内に前記カラーを配置しながら、前記各磁性部材を積層する工程と、積層した前記複数の磁性部材の間に樹脂を含浸すると共に、前記複数の磁性部材の前記開口部と前記カラーの外周面の間に樹脂を含浸する工程と、含浸した前記樹脂を硬化させて、前記複数の磁性部材と前記カラーとを前記樹脂を介して一体化する工程と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、磁性部材の開口部にカラーが差し込まれることで、複数の磁性部材が位置決めされた状態で積層される。磁性部材の開口部とカラーの外周面には樹脂を含浸可能な隙間が設けられているため、開口部にカラーを挿入しながら磁性部材がスムーズに積層される。また、磁性部材の積層後に樹脂を介して複数の磁性部材とカラーが一体化されるため、磁性部材の開口部よりもカラーが小さくても磁性部材からカラーが外れることがない。積層コアをケースに固定する際には、締結ボルトからの軸力をカラーの第1受け面で受け、ケースからの反力をカラーの第2受け面で受けるため、積層コアに対する圧縮応力を抑えることができる。このように、磁性部材の積層時にはカラーを位置決め部材として機能させ、積層コアのケースへの固定時にはカラーを締結ボルトから積層コアを保護する保護部材として機能させることができる。
第1および第2受け面で、締結ボルトの軸力を受けることができるのであれば、カラーの少なくとも一端は、一体化する工程で、突出しなくてもよいが、好ましい態様としては、前記一体化する工程において、前記複数の磁性部材を積層方向に加圧しながら前記樹脂を硬化させることにより、積層方向の両端の前記磁性部材から前記カラーの少なくとも一端を突出させている。この態様によれば、積層コアからカラーの少なくとも一端が突出するため、締結ボルトの頭部及びケースの設置面に積層コアが挟み込まれることがなく、積層コアに圧縮応力が作用することがない。
磁性部材は、軟磁性材料からなれば、その結晶構造は、特に限定されるものではないが、より好ましい態様としては、前記準備する工程において、前記磁性部材としてアモルファス構造又はナノ結晶構造を有した軟磁性材料からなる箔材を準備している。この態様によれば、アモルファス構造又はナノ結晶構造の低損失材料によって高い磁気特性を得ることができる。また、アモルファス構造又はナノ結晶構造の箔材は、電磁鋼板等の一般的に知られた軟磁性材料からなる磁性部材と比較して硬質であり脆く、締結ボルトからの軸力によって破損しやすいが、締結ボルトからの軸力をカラーで受けることで箔材の破損を防止することができる。
磁性部材を積層する工程では、例えば磁性部材の開口部にカラーを挿通しながら積層してもよいが、より好ましい態様としては、前記積層する工程において、前記カラーを基台に立設させ、立設した前記カラーを、前記開口部内に配置しながら、前記磁性部材を積層している。この態様によれば、カラーをガイドにして磁性部材を位置決めした状態でスムーズに積層することができる。
本発明によれば、磁性部材の積層時にはカラーが位置決め部材として機能し、積層コアのケースへの固定時にはカラーが締結ボルトから磁性部材を保護する保護部材として機能する。よって、磁性部材の位置ズレを抑制すると共にケースに対する積層コアの取り付け時の破損を防止することができる。
本実施形態に係る積層コアの外観斜視図である。 本実施形態に係る磁性部材及びカラーを準備する工程の一例を示す図である。 本実施形態に係る磁性部材を積層する工程の一例を示す図である。 本実施形態に係る磁性部材を積層する工程の一例を示す図である。 本実施形態に係る樹脂を含浸する工程の一例を示す図である。 本実施形態に係る磁性部材とカラーを一体化する工程の一例を示す図である。 本実施形態に係る積層コアをケースに組み付ける工程の一例を示す図である。
以下、本実施形態の積層コアについて説明する。図1は、本実施形態に係る積層コアの外観斜視図である。なお、図1では、説明の便宜上、積層コアからカラーを外した状態を示している。以下では、本実施形態の積層コアが、ハイブリッド自動車や電機自動車の車載用モータのステータに使用される一例について説明するが、積層コアは車載用モータ以外の任意の用途で使用されてもよい。
図1に示すように、積層コア10は、同一形状に型抜きされた複数の磁性部材16からなる積層体にカラー21を取り付けたものであり、ロータ(不図示)の周囲に配置されるステータとして使用されて車載用モータの一部を構成している。積層コア10には、円環状のヨーク部11と、ヨーク部11の内周面から径方向内側に延びる複数のティース部12と、ヨーク部11の外周面から径方向外側に膨出した3つの膨出部13とが形成されている。ヨーク部11は、ロータの回転軸を中心とした円環状に形成されており、複数のティース部12よりも径方向内側にロータの収容空間を確保している。
複数のティース部12は、ヨーク部11の内周面の周方向に等間隔で並んで形成されている。各ティース部12には、絶縁被膜付きの導体素線が巻き付けられることでコイル29(図7参照)が形成される。3つの膨出部13には磁性部材16の積層方向に貫通した貫通孔14が形成され、各貫通孔14には締結ボルト25(図7参照)から磁性部材16を保護する筒状のカラー21が設置されている。このように構成された積層コア10は、カラー21の内部に締結ボルト25が差し込まれて、ケース28(図7参照)に対して締結ボルト25が締結されることで積層コア10がケース28に固定される。
続いて、図2から図7を参照して、本実施形態に係る積層コアの製造方法について説明する。図2は磁性部材及びカラーを準備する工程、図3及び図4は磁性部材を積層する工程、図5は磁性部材及びカラーに樹脂を含浸する工程、図6は磁性部材とカラーを一体化する工程、図7は積層コアをケースに組み付ける工程のそれぞれ一例を示している。
(磁性部材及びカラーを準備する工程)
図2に示すように、先ず軟磁性材料からなる複数の磁性部材16と筒状のカラー21が準備される。各磁性部材16は積層コア10(図1参照)の平面形状に合わせて打ち抜かれており、積層コア10の貫通孔14に対応する箇所に開口部17が形成されている。すなわち、複数の磁性部材16が積層方向に連なってヨーク部11、ティース部12、膨出部13が形作られ、開口部17が積層方向に連なって貫通孔14が形成される(図1参照)。なお、積層コア10には箔状又は板状の磁性部材16を使用可能であるが、本実施形態では磁性部材16としてアモルファス構造又はナノ結晶構造を有した軟磁性材料からなる箔材が使用される。
なお、アモルファス構造とは、X線回析パターンに明瞭なピークが見られず、ブロードなハローパターンのみが観測される構造である。ナノ結晶構造とは、アモルファス構造に熱処理が加えられて形成され、結晶面の格子間隔に対応する位置に解析ピークが観測される構造である。一般にナノ結晶とは、X線回析の回析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(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以下であり、好ましくは5nm以上である。ナノ結晶の結晶子径がこの範囲であれば高い磁気特性が得られる。
アモルファス構造又はナノ結晶構造を有した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。アモルファス構造又はナノ結晶構造の箔材の厚さは、例えば5〜50μmであることが好ましく、より好ましくは15〜35μmであることが好ましい。
アモルファス構造又はナノ結晶構造を有した軟磁性材料の代表的な材料として、例えば、FeCo系合金(FeCo、FeCoV等)、FeNi系合金(FeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSi等)、FeAl系合金又はFeSi系合金(FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlO等)、FeTa系合金(FeTa、FeTaC、FeTaN等)及びFeZr系合金(FeZrN等)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、アモルファス構造の軟磁性材料は、例えば、上記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等により高温で溶融して均一な溶湯とし、これを急冷して得ることができる。急冷速度は、結晶化する前にアモルファス構造を得ることができればよく、例えば約10℃/secである。ナノ結晶構造の軟磁性材料は、例えば、アモルファス構造の軟磁性材料に結晶化が生じる温度以上で熱処理を施すことで得ることができる。熱処理の温度は、例えば350℃以上、好ましくは400℃以上であり、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、熱処理の温度は、例えば600℃以下、好ましくは520℃以下であり、520℃以下とすることにより過度の結晶化を防いで副生成物の発生を抑えることができる。
カラー21は、鋳鉄等の金属材料によって筒状に形成されている。カラー21は、磁性部材16の積層時には複数の磁性部材16の位置決め部材として機能し(図4参照)、積層コア10のケース28への組み付け時には締結ボルト25から磁性部材16を保護する保護部材として機能する(図7参照)。カラー21の外周面は、磁性部材16の開口部17に対する隙間嵌め寸法に形成されており、例えば磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面には20μm以下の隙間が空けられる。この磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面との隙間によって、開口部17にカラー21を挿入する際に磁性部材16の破損が防止される。
また、カラー21は、積層コア10の上下面からカラー21の両端が突出可能な長さを有している(図7参照)。カラー21の内部に締結ボルト25が挿入されて、積層コア10がケース28に締結された状態では、カラー21の一方端面が締結ボルト25の頭部26の第1受け面22になり、カラー21の他方端面がケース28の第2受け面23になる。積層コア10の上面から突出した第1受け面22で締結ボルト25からの軸力を集中的に受け、積層コア10の下面から突出した第2受け面23でケース28からの反力を集中的に受けることで、カラー21によって締結ボルト25の軸力から積層コア10が保護される。
(磁性部材を積層する工程)
図3に示すように、基台31上の3箇所の凹部32のそれぞれにカラー21が立設される。凹部32は、基台31上で磁性部材16の3つの開口部17に対応する位置に形成されている。凹部32の外径はカラー21の外径よりも僅かに大きく形成され、凹部32に対してカラー21が抜き差し可能な状態で支持されている。また、カラー21の長さは、凹部32の深さと基台31上に積み重ねられた磁性部材16の高さとの合計よりも大きく形成されている。よって、磁性部材16の積層中はカラー21の上端が磁性部材16から常に突出されている。
図4に示すように、磁性部材16に形成された3つの開口部17内にカラー21を配置しながら磁性部材16が積層される。この場合、磁性部材16の開口部17がカラー21の上方に位置付けられ、カラー21をガイドにして磁性部材16が基台31に向けて降ろされることで積層される。3つのカラー21を基準に複数の磁性部材16が位置決めされるため、磁性部材16の回転方向及び軸方向の位置ズレを抑えることができる。また、磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面とに僅かな隙間があるため、磁性部材16をスムーズに積層することができる。
ところで通常は、磁性部材16とカラー21の隙間を無くすために、磁性部材16の開口部17とカラー21の嵌め合いが圧入寸法に設定されている。しかしながら、アモルファス構造やナノ結晶構造の軟磁性材料のように硬くて脆い箔材を磁性部材として使用すると、磁性部材16の開口部17に対するカラー21の圧入時に割れが発生する場合がある。一方で磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面に隙間があると、磁性部材16とカラー21との嵌合により、複数の磁性部材16とカラー21を一体化させることができない。このため、本実施形態では、あえて磁性部材16の開口部17とカラー21に隙間を空けて磁性部材16の積層時の破損を抑え、磁性部材16の積層後に複数の磁性部材16とカラー21を樹脂含浸によって一体化している。
なお、磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面の隙間は、複数の磁性部材16の位置決め精度の許容誤差内に収められている。カラー21に対する磁性部材16の位置ズレが位置決め精度の許容誤差内に収まるため、磁性部材16の位置決め精度の低下を抑えつつ、磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面に圧入嵌合が起こらない程度の隙間を確保できる。よって、アモルファス構造又はナノ結晶構造の箔材のように硬くて脆い磁性部材16であっても、磁性部材16を破損させることなく磁性部材16の開口部17にカラー21を挿入させることができる。例えば、この隙間は、磁性部材16の厚さよりも狭いことが好ましい。これにより、一部に隙間が形成された状態で、カラー21に磁性部材16が係合され易い。
(樹脂を含浸する工程)
図5に示すように、複数の磁性部材16の間に樹脂が含浸されると共に、複数の磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面の間に樹脂が含浸される。この場合、液槽34内に未硬化樹脂(未硬化の熱硬化性樹脂)が貯留されており、液槽34の未硬化樹脂の液中に複数の磁性部材16とカラー21が浸漬される。複数の磁性部材16の間に樹脂が入り込むと共に、複数の磁性部材16とカラー21の間に樹脂が入り込むことで、樹脂によって複数の磁性部材16とカラー21が仮止めされる。よって、液槽34から磁性部材16とカラー21を引き上げても、複数の磁性部材16の開口部17からカラー21が外れることがない。
(複数の磁性部材とカラーを一体化する工程)
図6に示すように、複数の磁性部材16とカラー21に含浸した未硬化樹脂が硬化されて、複数の磁性部材16とカラー21とが樹脂を介して一体化される。この場合、上下一対の加圧治具36、37が用意され、加圧治具36、37の間に樹脂含浸した複数の磁性部材16が保持される。加圧治具36、37には、カラー21に対応する箇所に逃げ穴38、39が形成されており、カラー21と加圧治具36、37の加圧面との接触が避けられている。加圧治具36、37の加圧面の対向間隔が積層コア10の目標寸法になるまで、加圧治具36、37によって複数の磁性部材16が積層方向に加圧される。
複数の磁性部材16が積層方向に加圧されると、複数の磁性部材16からなる積層体の厚みが減少し始めると共に、この積層体の厚みの減少に伴って相対的に積層体からのカラー21の突出量が増加し始める。本実施形態では、上記の樹脂を含浸する工程(図5参照)の段階で、既に積層方向の上端の磁性部材16よりもカラー21の上端が突出しているが、複数の磁性部材16が加圧されることで積層方向の下端の磁性部材16よりもカラー21の下端が突出する。なお、樹脂を含浸する工程の段階で既に積層方向の両端の磁性部材16からカラー21の両端が突出されていてもよい。
そして、加圧治具36、37で複数の磁性部材16が加圧されながら、複数の磁性部材16の間の未硬化樹脂及び複数の磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面の間の未硬化樹脂が加熱炉等によって加熱硬化される。これにより、積層方向の両端の磁性部材16からカラー21の両端を突出させた状態で、複数の磁性部材16とカラー21が樹脂を介して一体化されて積層コア10が形成される。また、加圧治具36、37の加圧面には離型剤が表面コートされ、逃げ穴38、39の内周面とカラー21の外周面には隙間が空けられているため、未硬化樹脂の硬化後に磁性部材16及びカラー21の加圧治具36、37に対する固着が抑えられている。
なお、本実施形態では、樹脂として熱硬化性樹脂を用いているが、熱可塑性樹脂を用いてもよい。この場合には、熱可塑性樹脂が軟化した状態で、複数の磁性部材16の間、複数の磁性部材16の開口部17とカラー21の外周面の間に樹脂を含浸した後に、複数の磁性部材16を積層方向に加圧しながら放冷することで熱可塑性樹脂を硬化させればよい。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。詳細は省略するが、積層コア10が形成されると、積層コア10の各ティース部12に対して絶縁被膜付きの導体素線が巻き付けられてコイル29が形成される(図7参照)。
(積層コアをケースに組み付ける工程)
図7に示すように、巻線後の積層コア10が締結ボルト25によってケース28に固定される。この場合、カラー21の内部に締結ボルト25が挿入された状態でケース28に締結されるが、積層コア10からカラー21の両端が突出しているため、締結ボルト25の頭部26及びケース28の設置面に積層コア10が接触することがない。カラー21の一方端面の第1受け面22で締結ボルト25の頭部26からの軸力を集中的に受け、カラー21の他方端面の第2受け面23でケース28からの反力を集中的に受けている。締結ボルト25からの軸力がカラー21にのみ作用するため、積層コア10に圧縮応力が作用することが防止される。
ここで、例えば、軟磁性材料からなる板状又は箔状の磁性部材16を使用した場合には、磁性部材16間に樹脂が介在したり、隙間が形成されたりする。このため、カラー21が無ければ締結ボルト25の軸力を磁性部材16が直接受けることになり、樹脂や隙間が潰れて磁性部材16が変形し易い。特に磁性部材16が本実施形態の如く箔材である場合には、箔材が薄い分だけ、箔材の積層枚数が増加するため、締結ボルト25の軸力によって積層体全体の変形量が大きくなる。これに加えて、磁性部材16の積層体に締結ボルト25の軸力が作用するため、時間の経過に伴いクリープが発生することがある。しかしながら、本実施形態では締結ボルト25の軸力が磁性部材16に作用しないため、積層コア10の取り付け時の磁性部材16の変形や取り付け後の時間の経過に伴うクリープが効果的に抑えられる。また、積層コア10の貫通孔14とカラー21の外周面の隙間が樹脂で埋められているため、締結ボルト25の締結時の磁性部材16に対するカラー21の位置ズレを抑えることができる。
以上のように、本実施形態の積層コア10の製造工程では、各磁性部材16の開口部17に対して隙間嵌め寸法のカラー21を使用して、開口部17にカラー21を挿入しながら磁性部材16を位置決めした状態で積層している(図4参照)。そして、磁性部材16の積層後に、複数の磁性部材16とカラー21を樹脂含浸によって一体化させている(図5及び図6参照)。これにより、カラー21を基準にして磁性部材16を位置決めした状態でスムーズに積層することができ、磁性部材16の開口部17とカラー21の隙間を樹脂で埋めて磁性部材16とカラー21を一体化できる。また、積層コア10をケース28に固定する際には、締結ボルト25からの軸力をカラー21で受けるため、締結ボルト25の締結後に磁性部材16の変形が抑えられて締結ボルト25が緩むことがない。特に、アモルファス構造又はナノ結晶構造の箔材のように硬くて脆い磁性部材16であっても、締結ボルト25の軸力は磁性部材16に作用しないので、磁性部材16が破損することがない。また、磁性部材16の積層時にはカラー21を位置決め部材として機能させ、積層コア10のケースへの固定時にはカラー21を締結ボルト25から積層コア10を保護する保護部材として機能させることができる。
なお、本実施形態では、好ましい磁性部材16としてアモルファス構造又はナノ結晶構造の箔材を使用したが、箔材よりも厚い電磁鋼板を使用してもよい。この場合には、磁性部材16を積層する工程において、箔材と同様に基台31にカラー21を立設させ、立設したカラー21を、電磁鋼板の開口部17内に配置しながら、電磁鋼板を積層してもよい。また、基台31上に電磁鋼板を積層した後に開口部17に対してカラー21を挿入してもよい。
また、本実施形態では、積層コア10からカラー21の両端が突出する構成にしたが、積層コア10からカラー21の少なくとも一端が突出されていればよい。このような構成でも、積層コア10が締結ボルト25の頭部26とケース28に挟み込まれることがないため、締結ボルト25からの軸力をカラー21に集中させて、磁性部材16に圧縮応力が作用することを防止することができる。また、積層コア10からカラー21を突出させる代わりに、締結ボルト25の頭部26よりもカラー21の外径を大きくすることで、締結ボルト25の頭部26と積層コア10の接触を避けるようにしてもよい。
また、本実施形態について説明したが、他の実施形態として実施形態および変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。さらに、本開示の技術は本実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩または派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。
10:積層コア、16:磁性部材、25:締結ボルト、21:カラー、28:ケース、17:開口部、22:第1受け面、23:第2受け面、31:基台

Claims (4)

  1. 軟磁性材料からなる箔状又は板状の磁性部材が積層され、締結ボルトによってケースに固定される積層コアの製造方法であって、
    位置決め用の開口部が形成された複数の前記磁性部材と、内部に前記締結ボルトが挿入された状態で前記ケースに締結され、一方端面が前記締結ボルトの頭部の第1受け面となり、他方端面が前記ケースの第2受け面となる筒状のカラーとを準備する工程と、
    前記開口部内に前記カラーを配置しながら、前記各磁性部材を積層する工程と、
    積層した前記複数の磁性部材の間に樹脂を含浸すると共に、前記複数の磁性部材の前記開口部と前記カラーの外周面の間に樹脂を含浸する工程と、
    含浸した前記樹脂を硬化させて、前記複数の磁性部材と前記カラーとを前記樹脂を介して一体化する工程と、を有することを特徴とする積層コアの製造方法。
  2. 前記一体化する工程において、前記複数の磁性部材を積層方向に加圧しながら前記樹脂を硬化させることにより、積層方向の両端の前記磁性部材から前記カラーの少なくとも一端を突出させることを特徴とする請求項1に記載の積層コアの製造方法。
  3. 前記準備する工程において、前記磁性部材としてアモルファス構造又はナノ結晶構造を有した軟磁性材料からなる箔材を準備することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の積層コアの製造方法。
  4. 前記積層する工程において、前記カラーを基台に立設させ、立設した前記カラーを、前記開口部内に配置しながら、前記磁性部材を積層することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の積層コアの製造方法。
JP2018177674A 2018-09-21 2018-09-21 積層コアの製造方法 Active JP7028122B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018177674A JP7028122B2 (ja) 2018-09-21 2018-09-21 積層コアの製造方法
US16/570,474 US11095194B2 (en) 2018-09-21 2019-09-13 Method for producing stacked core

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018177674A JP7028122B2 (ja) 2018-09-21 2018-09-21 積層コアの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020048395A true JP2020048395A (ja) 2020-03-26
JP7028122B2 JP7028122B2 (ja) 2022-03-02

Family

ID=69885035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018177674A Active JP7028122B2 (ja) 2018-09-21 2018-09-21 積層コアの製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11095194B2 (ja)
JP (1) JP7028122B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109980868B (zh) * 2019-04-08 2024-08-13 苏州均华精密机械有限公司 一种电机转子铁芯磁钢槽注胶设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01157565U (ja) * 1988-04-12 1989-10-31
US20020158540A1 (en) * 2000-10-16 2002-10-31 Lindquist Scott M. Laminated amorphous metal component for an electric machine
WO2008065830A1 (fr) * 2006-11-27 2008-06-05 Honda Motor Co., Ltd. Dispositif permettant de produire un noyau de segment, procédé de production d'un noyau de segment et noyau de segment produit à l'aide de ce procédé
JP2008199845A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toyota Motor Corp ステータの取り付け構造
JP2012249485A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Mitsuba Corp ステータコアの製造方法、およびステータコア
JP2017092077A (ja) * 2015-11-02 2017-05-25 新日鐵住金株式会社 アモルファス積層コアおよびアモルファス積層コアの製造方法
JP2017099157A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 磁性板の積層体及びモータ
JP2019004568A (ja) * 2017-06-13 2019-01-10 本田技研工業株式会社 回転電機のステータ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2906977A (en) * 1955-03-02 1959-09-29 Sperry Rand Corp Means of producing hipersil cores to facilitate mounting thereof
US3490143A (en) * 1964-06-26 1970-01-20 Bobbie B Hull Method of manufacturing a core for an electrical inductive device
US3408734A (en) * 1965-01-21 1968-11-05 Emerson Electric Co Method of manufacturing a dynamoelectric machine
US5759589A (en) * 1996-03-11 1998-06-02 P. D. George Company Apparatus for encapsulating field windings of rotary electric machines
JP6401605B2 (ja) 2014-12-25 2018-10-10 株式会社三井ハイテック ダミーカシメを有する積層体及びその製造方法、並びに積層鉄心の製造方法
JP2018026940A (ja) 2016-08-09 2018-02-15 澤藤電機株式会社 アウターロータ型多極発電機におけるステータ構造

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01157565U (ja) * 1988-04-12 1989-10-31
US20020158540A1 (en) * 2000-10-16 2002-10-31 Lindquist Scott M. Laminated amorphous metal component for an electric machine
WO2008065830A1 (fr) * 2006-11-27 2008-06-05 Honda Motor Co., Ltd. Dispositif permettant de produire un noyau de segment, procédé de production d'un noyau de segment et noyau de segment produit à l'aide de ce procédé
JP2008199845A (ja) * 2007-02-15 2008-08-28 Toyota Motor Corp ステータの取り付け構造
JP2012249485A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Mitsuba Corp ステータコアの製造方法、およびステータコア
JP2017092077A (ja) * 2015-11-02 2017-05-25 新日鐵住金株式会社 アモルファス積層コアおよびアモルファス積層コアの製造方法
JP2017099157A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 磁性板の積層体及びモータ
JP2019004568A (ja) * 2017-06-13 2019-01-10 本田技研工業株式会社 回転電機のステータ

Also Published As

Publication number Publication date
US11095194B2 (en) 2021-08-17
US20200099277A1 (en) 2020-03-26
JP7028122B2 (ja) 2022-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6479392B2 (ja) 積層鉄心及びその製造方法
JP4938389B2 (ja) 積層コアおよびステータ
EP3091639B1 (en) Rotor core for rotating electrical machine, and manufacturing method thereof
JP6343556B2 (ja) 積層鉄心用積層体及びその製造方法並びに積層鉄心の製造方法
EP2600508B1 (en) Rotor for motor and method of manufacturing the same
EP2600506A2 (en) Method for manufacturing stator for motor and stator for motor
CN112737166B (zh) 旋转电机和旋转电机的制造方法
JP2007295740A (ja) ステータコアおよびその製造方法と電動機およびその製造方法
JP2010141961A (ja) ステータおよびステータの製造方法
WO2012011389A1 (ja) リアクトル装置
JP7028122B2 (ja) 積層コアの製造方法
JP2021175240A (ja) 鉄心の製造方法、鉄心、および固定子
JP6948177B2 (ja) 積層鉄心及びその製造方法
JP5234517B2 (ja) リアクトル、リアクトルの製造方法、及びコンバータ
JP2010074881A (ja) 積層コアおよびその製造方法
JP2019187056A (ja) 回転電機のコア、および回転電機のコアの製造方法
JP2007151360A (ja) 積層体の製造方法
CN110268608B (zh) 旋转电机用部件的制造方法
WO2021007804A1 (zh) 电机用定子组件及定子
JP7137918B2 (ja) 積層鉄心の製造方法
US20240204632A1 (en) Method for manufacturing laminated core
US9048704B2 (en) Stator manufacturing method
JP2019106756A (ja) ステータの製造方法
US20080315703A1 (en) Stator Core for Alternator and Motor
JP2003143781A (ja) 回転機のステータコア

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220107

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220131

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7028122

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151