JP2024016455A - 積層コアの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層させた電磁鋼板同士の隙間に接着剤を容易に塗布することができる積層コアの製造方法の提供。【解決手段】本開示に係る積層コアの製造方法は、第１の工程ＳＴ１、第２の工程ＳＴ２、及び第３の工程ＳＴ３を備える。第１の工程ＳＴ１では、複数の電磁鋼板１を積層方向に積層し、電磁鋼板積層体１０を形成する。第２の工程ＳＴ２では、積層方向と交差する方向に、電磁鋼板積層体１０を励磁させる。第３の工程ＳＴ３では、電磁鋼板積層体１０における複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤を塗布する。【選択図】図１

Description

本開示は積層コアの製造方法に関する。

特許文献１には、このような積層コアの製造方法の一例として、複数の鋼板を積層させて積層鋼板を製造する方法が開示されている。この積層鋼板を製造する方法は、鋼板の表面に接着剤を塗布する塗布工程と、接着剤を塗布した鋼板と他の鋼板とを軸の周りに位置をずらせて積層し、鋼板と積層体とを接着剤によって接着させる積層工程とを含む。

特開２０１９－０２２３４１号公報

本願発明者等は、以下の課題を発見した。
このような積層コアの製造方法では、複数の鋼板のうち、鋼板一枚ずつ接着剤を塗布した後、複数の鋼板を積層させる。そのため、塗布工程は大きな時間を要することがあった。そこで、本願発明者等は、複数の鋼板を積層させた後、複数の鋼板同士の隙間に接着剤を塗布する積層コアの製造方法を想起したが、複数の鋼板同士の隙間が小さく、接着剤の塗布が困難であった。

本開示は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、積層させた電磁鋼板同士の隙間に接着剤を容易に塗布することができる積層コアの製造方法を提供するものとする。

本開示に係る積層コアの製造方法は、
複数の電磁鋼板を積層方向に積層し、電磁鋼板積層体を形成する第１の工程と、
前記積層方向と交差する方向に、前記電磁鋼板積層体を励磁させる第２の工程と、
前記電磁鋼板積層体における前記複数の電磁鋼板同士の隙間に接着剤を塗布する第３の工程と、を備える。

このような構成によれば、積層方向と交差する方向に電磁鋼板積層体を励磁させた後、複数の電磁鋼板同士の隙間に接着剤を塗布する。そのため、複数の電磁鋼板同士の隙間に接着剤を容易に塗布できる。

また、上述した積層コアの製造方法の前記第２の工程において、
前記積層方向と交差する方向に、前記電磁鋼板積層体を励磁させて、前記複数の電磁鋼板同士を反発させて、前記複数の電磁鋼板同士の隙間を拡大させてもよい。

このような構成によれば、積層方向と交差する方向に電磁鋼板積層体を励磁させた後、複数の電磁鋼板同士の隙間を拡大させてから接着剤を塗布する。そのため、複数の電磁鋼板同士の隙間に接着剤をより確実に塗布できる。

また、上述した積層コアの製造方法の前記第１の工程において、
前記複数の電磁鋼板を積層し、前記積層した複数の電磁鋼板をかしめることによって、前記電磁鋼板積層体を形成してもよい。

本開示によれば、積層させた電磁鋼板同士の隙間に接着剤を容易に塗布することができる。

実施の形態１に係る積層コアの製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る積層コアの製造方法による積層コアの一例を示す斜視図（ａ）、及び、実施の形態１に係る積層コアの製造方法における第１の工程を示す概略図（ｂ）である。 実施の形態１に係る積層コアの製造方法における第１の工程を実施した後の電磁鋼板積層体を概略的に示す上面図（ａ）、側面図（ｂ）、第２の工程を実施した後の電磁鋼板積層体を概略的に示す上面図（ｃ）、側面図（ｄ）である。 第２の工程ＳＴ２において、複数の電磁鋼板同士が離隔する原理を説明するための概略図である。 接着剤の温度と隙間（浸透距離）と到達時間との関係を示すグラフである。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施の形態１）
図１～図５を参照して実施の形態１に係る積層コアの製造方法について説明する。図１は、実施の形態１に係る積層コアの製造方法を示すフローチャートである。

なお、当然のことながら、図２及びその他の図面に示した右手系ＸＹＺ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、Ｚ軸方向が積層方向、ＸＹ平面が電磁鋼板１の主面であり、図面間で共通である。

本実施の形態１に係る積層コアの製造方法は、図２（ａ）に示す積層コア１００を製造することができる。図２（ａ）は、実施の形態１に係る積層コアの製造方法による積層コアの一例を示す斜視図である。本実施の形態１に係る積層コア１００は、ステータコアであるが、ロータコアであってもよい。積層コア１００は、複数の電磁鋼板積層体１０を備える。図２（ａ）に示す積層コア１００の一例は、６つの電磁鋼板積層体１０を備える。６つの電磁鋼板積層体１０が略円状に沿って配置される。

まず、複数の電磁鋼板１を積層方向に積層し、電磁鋼板積層体１０を形成する（第１の工程ＳＴ１）。図２（ｂ）に示すように、電磁鋼板積層体１０の一例は、略Ｔ字状に延びるブロック体であり、円弧状に延びる円弧状部１０ａと、突起部１０ｂとを備える。突起部１０ｂは、円弧状部１０ａの中央近傍から円弧状部１０ａの延びる円弧の中心へ突起する。電磁鋼板積層体１０は、積層した複数の電磁鋼板１を備える。図２（ｂ）は、実施の形態１に係る積層コアの製造方法における第１の工程を示す概略図である。例えば、略Ｔ字状に延びる板状体である。図２（ｂ）に示す電磁鋼板積層体１０の一例は、６枚の電磁鋼板１を積層方向（ここでは、Ｚ軸方向）に積層したものであるが、電磁鋼板１は複数であればよく、これに限定されない。

具体的には、複数の電磁鋼板１を積層方向に積層し、この積層した複数の電磁鋼板１をかしめることによって、電磁鋼板積層体１０を形成するとよい。図３（ａ）（ｂ）に示すように、この形成された電磁鋼板積層体１０は、カシメ部１１を備える。図３（ａ）は、実施の形態１に係る積層コアの製造方法における第１の工程を実施した後の電磁鋼板積層体１０を概略的に示す上面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す電磁鋼板積層体１０の側面図である。カシメ部１１は、かしめられて相互に圧着した複数の電磁鋼板１の同士であり、複数の電磁鋼板１を仮留する。例えば、カシメ部１１における複数の電磁鋼板１の同士は、積層方向に押圧されて塑性変形していてもよい。図３（ｂ）に示すカシメ部１１の一例は、電磁鋼板積層体１０の突起部１０ｂの中央近傍に設けられているが、カシメ部１１は、電磁鋼板積層体１０の任意の位置に設けられていてもよい。カシメ部１１における複数の電磁鋼板１の同士の隙間は、殆ど無い。また、電磁鋼板積層体１０の形状精度を確保するため、突起部１０ｂの先端や円弧状部１０ａの外縁における複数の電磁鋼板１同士の隙間も、殆ど無いとよい。

続いて、図３（ａ）～（ｄ）に示すように、積層方向と交差する方向に、電磁鋼板積層体１０を励磁させる（第２の工程ＳＴ２）。図３（ｃ）は、第２の工程を実施した後の電磁鋼板積層体１０を概略的に示す上面図である。図３（ｄ）は、図３（ｃ）に示す電磁鋼板積層体１０の側面図である。具体的には、永久磁石Ｍ１のＮ極を電磁鋼板積層体１０の突起部１０ｂの先端に接近させる、又は接触させる。ここで、永久磁石Ｍ１は、略棒状体であり、その軸方向（ここでは、Ｚ軸方向）に沿ってＮ極及びＳ局が並んで配置されている。より具体的には、永久磁石Ｍ１の磁化方向が、積層方向と交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）に沿ったまま、永久磁石Ｍ１のＮ極を電磁鋼板積層体１０の突起部１０ｂの先端に接近させる。この積層方向と交差する方向は、例えば、この積層方向と直交する方向や、図３（ａ）～（ｄ）において、Ｘ軸方向やＹ軸方向などであり、Ｚ軸方向以外の方向であればよい。積層方向と交差する方向に、電磁鋼板積層体１０を励磁させると、複数の電磁鋼板１同士が離隔する。

ここで、図４を参照して、第２の工程ＳＴ２において、複数の電磁鋼板同士が離隔する原理を説明する。図４は、複数の電磁鋼板同士が離隔する原理を説明するための概略図である。

図４に示すように、第２の工程ＳＴ２において、永久磁石Ｍ１と複数の電磁鋼板１とが接近する、又は接触する（工程ＳＴ２１）。すると、複数の電磁鋼板１が励磁される（工程ＳＴ２２）。すると、複数の電磁鋼板１は励磁されて、Ｎ極とＳ極とを有する。複数の電磁鋼板１の一端はＮ極、その他端はＳ極である。複数の電磁鋼板１同士の一端は、いずれもＮ極であることから、隣り合う電磁鋼板１同士の一端は互いに磁力による反発力を受ける。同様に、複数の電磁鋼板１同士の他端は、いずれもＳ極であることから、隣り合う電磁鋼板１同士の他端は、互いに磁力によって反発力を受ける。これらによって、複数の電磁鋼板１同士を反発させて、複数の電磁鋼板１同士の隙間を拡大させる。なお、カシメ部１１において複数の電磁鋼板１同士は、かしめられて相互に圧着されている一方、突起部１０ｂの先端や円弧状部１０ａの外縁において複数の電磁鋼板１同士は圧着されておらず、自由である。そのため、突起部１０ｂの先端や円弧状部１０ａの外縁における複数の電磁鋼板１同士は、カシメ部１１におけるそれと比較して、隙間を拡大する傾向にある。なお、複数の電磁鋼板１同士の隙間の大きさは、カシメ部１１の諸元と、電磁鋼板１の剛性、電磁鋼板１の磁力とを適宜調整して決定するとよい。

最後に、電磁鋼板積層体１０における複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤を塗布する（第３の工程ＳＴ３）。第２の工程ＳＴ２において、複数の電磁鋼板１同士が離隔したため、複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤を容易に塗布できる。

ここで、図５に示すように、接着剤の温度と隙間（浸透距離）と到達時間との関係について説明する。図５は、接着剤の温度と隙間（浸透距離）と到達時間との関係を示すグラフである。

図５に示すように、接着剤の温度と到達時間との関係は、概ね反比例している。また、接着剤の温度が高くなる、すなわち、接着剤の粘度が低いと、到達時間が短縮する傾向にある。一方、多くの場合、接着剤は熱硬化性接着剤であるので、接着剤の温度が高くなり過ぎると、硬化反応が進み過ぎる。そのため、接着剤の温度は所定の範囲内に設定される。図５に示すように、接着剤の温度が一定である場合、隙間が大きくなると、到達時間が短縮する傾向にある。そのため、複数の電磁鋼板１同士の隙間が拡大すると、接着剤の到達時間が短縮してよい。

なお、第３の工程ＳＴ３の後において、複数の電磁鋼板積層体１０をそれぞれ含浸する。その後、複数の電磁鋼板積層体１０を組み立てることによって、図２（ａ）に示す積層コア１００を形成する。具体的には、第３の工程ＳＴ３の後において、電磁鋼板積層体１０をそのまま含浸してもよいし、電磁鋼板積層体１０を恒温炉内に配置し、例えば、５０℃に加熱保持して含浸してもよい。さらに、電磁鋼板積層体１０を含浸した後において、必要形状に加圧しつつ固定して、複数の電磁鋼板１同士の隙間から食み出た、余剰な接着剤を除去してもよい。その後、電磁鋼板積層体１０を、例えば、１００℃に加熱保持して、接着剤を硬化させるとよい。

以上より、上記した実施の形態１に係る積層コアの製造方法によれば、積層方向に電磁鋼板積層体１０を励磁させた後、複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤を塗布する。そのため、複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤を容易に塗布することができる。

また、本実施の形態１に係る積層コアの製造方法の第２の工程において、積層方向と交差する方向に、電磁鋼板積層体１０を励磁させる。これによって、複数の電磁鋼板１同士を反発させて、複数の電磁鋼板１同士の隙間を拡大させる。したがって、積層方向と交差する方向に電磁鋼板積層体を励磁させた後、複数の電磁鋼板１同士の隙間を拡大させてから接着剤を塗布する。そのため、複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤をより確実に塗布できる。

また、本実施の形態１に係る前記第１の工程において、複数の電磁鋼板１を積層し、積層した複数の電磁鋼板１をかしめることによって、電磁鋼板積層体１０を形成する。これによって、突起部１０ｂの先端や円弧状部１０ａの外縁は、カシメ部１１近傍と比較して、隙間を拡大する傾向にある。そのため、突起部１０ｂの先端や円弧状部１０ａの外縁における複数の電磁鋼板１同士の隙間に接着剤を容易に塗布できる。また、電磁鋼板積層体１０を一体化しつつ複数の電磁鋼板同士の隙間を確保する。そのため、電磁鋼板積層体１０のハンドリングが容易である。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、上記実施の形態やその一例を適宜組み合わせて実施してもよい。例えば、図３（ａ）～（ｄ）に示す第２の工程ＳＴ２では、永久磁石Ｍ１を用いたが、電磁石を用いてもよい。また、第２の工程ＳＴ２では、永久磁石Ｍ１の磁化方向が、積層方向と交差する方向に沿ったまま、永久磁石Ｍ１のＮ極を電磁鋼板積層体１０の突起部１０ｂの先端に接近させたが、永久磁石Ｍ１のＳ極を電磁鋼板積層体１０の突起部１０ｂの先端に接近させてもよい。また、永久磁石Ｍ１を電磁鋼板積層体１０の突起部１０ｂの先端以外の部位に接近させてもよく、例えば、円弧状部１０ａの外縁側に接近させてもよい。

１００ 積層コア、 １０ 電磁鋼板積層体、 １０ａ 円弧状部、 １０ｂ 突起部、 １１ カシメ部、 １ 電磁鋼板、 Ｍ１ 永久磁石、 ＳＴ１ 第１の工程、 ＳＴ２ 第２の工程、 ＳＴ２１、ＳＴ２２ 工程、 ＳＴ３ 第３の工程

Claims (3)

1. 複数の電磁鋼板を積層方向に積層し、電磁鋼板積層体を形成する第１の工程と、
   前記積層方向と交差する方向に、前記電磁鋼板積層体を励磁させる第２の工程と、
   前記電磁鋼板積層体における前記複数の電磁鋼板同士の隙間に接着剤を塗布する第３の工程と、を備える、
   積層コアの製造方法。
2. 前記第２の工程において、
   前記積層方向と交差する方向に、前記電磁鋼板積層体を励磁させて、前記複数の電磁鋼板同士を反発させて、前記複数の電磁鋼板同士の隙間を拡大させる、
   請求項１に記載の積層コアの製造方法。
3. 前記第１の工程において、
   前記複数の電磁鋼板を積層し、前記積層した複数の電磁鋼板をかしめることによって、前記電磁鋼板積層体を形成する、
   請求項１又は２に記載の積層コアの製造方法。

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