JP2024041305A - モータ部品及びモータ部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの性能を向上可能なモータ部品を提供する。【解決手段】モータ部品は、板材が少なくとも二枚以上積層して形成されている。板材は、アルミニウムの表面に形成されたアルマイト層と、アルマイト層に施されたメッキと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、モータ部品及びモータ部品の製造方法に関する。

従来、モータを構成するステータコアやロータコアのようなモータ部品は、鋼板を積層して形成される。鋼板の表面には、鋼板の耐食性を向上させるためのアルマイト層が設けられている。

特開２０１３－１５９８４４号公報

モータは、モータ部品を形成している鋼板の積層厚さが薄いほど、渦電流損が小さくなる。すなわち、モータは、モータ部品を構成する鋼板の板厚が薄いほど、性能が向上する。従来のモータ部品は、鋼板を１枚ずつ積層して形成する。そのため、モータの性能を向上させるためには、モータ部品を構成している鋼板１枚あたりの板厚を薄くする必要がある。

一方で、鋼板には製造限界があるため鋼板１枚あたりの板厚は０．２５ｍｍ程度が限界であり、モータ部品を構成する鋼板を薄くすることによってモータの性能を向上させることは困難であった。

本発明が解決する課題の一例は、鋼板の積層厚さの薄型化により渦電流損を抑制することでモータの性能を向上可能なモータ部品を提供することである。

本発明のモータ部品は、アルミニウムの表面に形成されたアルマイト層と、アルマイト層の内部に施されたメッキと、を有する板材が、少なくとも二枚以上積層して形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明のモータ部品の製造方法は、アルミニウムの表面にアルマイト層を形成する工程と、アルマイト層の内部にメッキを施し、板材を形成する工程と、板材を積層する工程と、を含むことをモータ特徴とするものである。

本発明の上記態様によれば、鋼板の積層厚さの薄型化により渦電流損を抑制することでモータの性能を向上可能なモータ部品を得ることができる。

図１は、本実施形態に係るモータ部品の構成の一例を示す分解斜視図である。 図２は、本実施形態に係るステータコアの板材の構成の一例を示す分解斜視図である。 図３は、本実施形態に係る電磁鋼板の構成の一例を示す断面図である。 図４は、本実施形態に係るモータ部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。

（実施形態）
以下、本実施形態に係るモータ部品１を図面に基づいて説明する。以下に記載する実施形態の構成、並びに当該構成によってもたらされる作用及び結果（効果）は、あくまで一例であって、以下の記載内容に限られるものではない。なお、本明細書では、序数は、部品や部材を区別するためだけに用いられており、順番や優先度を示すものではない。

図１は、本実施形態に係るモータ部品１の構成の一例を示す分解斜視図である。本実施形態のモータ部品１は、例えば、モータに使用される部品である。図１には、モータ部品１の一例として、ステータコア２と、ロータコア３と、が示されている。

モータは、ステータコア２及びロータコア３以外にも、例えば、巻線、ベアリング、シャフト等を備える。ステータコア２は、筒形状の部材であり、例えば、電磁鋼を主成分として含む材料を積層して構成される。ステータコア２は、モータの筐体に固定されるとともに、ロータコア３を囲んでいる。

ロータコア３は、例えば、ステータコア２と同様に電磁鋼を主成分として含む材料を積層して構成される。ロータコア３は、円柱形状の部材であり、ステータコア２の内部に挿通されている。

本実施形態では、ステータコア２及びロータコア３は、少なくとも二枚以上の板材が積層して構成されている。以下、ステータコア２を構成する板材について説明する。図２は、本実施形態に係るステータコア２の板材４の構成の一例を示す分解斜視図である。図３は、本実施形態に係る板材４の構成の一例を示す断面図である。

図３に示すように、板材４は、アルマイト層５と、鉄メッキ６と、を有する。なお、鉄メッキ６は、メッキの一例である。

アルマイト層５は、アルマイト処理によりアルミ箔７の表面７ａに形成されるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とする酸化被膜である。アルマイト処理により形成されるアルマイト層５の膜厚は、５～３０マイクロメートル程度であることが好ましい。なお、アルマイト層５の膜厚は、図３に示すように、アルミ箔７の表面７ａからアルマイト層５の端部までの長さである。

さらに、アルマイト層５は、アルミナを主成分とするため絶縁性が高い。これにより、アルマイト層５は、モータ部品１において絶縁層としての役割を果たす。

また、本実施形態では、アルマイト層５は、アルミ箔７を用いたアルマイト処理により当該アルミ箔７の表面７ａに形成されている。しかし、これに限らず、例えば、アルミニウムを用いてアルマイト処理を行っても良い。なお、本実施形態では、アルミ箔は、厚さが２００マイクロメートル以下のものであり、アルミニウムは、厚さが２００マイクロメートルより厚いものを指す。また、アルミ箔７は、アルミニウムの一例である。

アルマイト層５には、複数の孔部５１が設けられている。各孔部５１は、アルマイト処理に伴って形成され、アルミ箔７の表面７ａとアルマイト層５外部とを連通している。また、孔部５１は、サイズが異なる第１孔部５２と、第２孔部５３と、に分かれている。

第１孔部５２は、アルマイト層５外部と第２孔部５３とを繋ぐ孔である。第２孔部５３は、第１孔部５２とアルミ箔７の表面７ａとを繋ぐ孔である。また、第１孔部５２のサイズは、第２孔部５３のサイズよりも大きい。

なお、図２において、各孔部５１が開口している位置は、規則的である。しかし、これは一例であり、実際には孔部５１が開口している位置は、不規則である。さらに、本実施形態では、第１孔部５２のサイズは、第２孔部５３のサイズよりも大きい。しかし、これに限らず、例えば、第１孔部５２と第２孔部５３のサイズが同じでも良いし、第２孔部５３のサイズが第１孔部５２のサイズより大きくても良い。

各孔部５１の内部は、鉄メッキ６で満たされている。鉄メッキ６は、鉄を主成分とする導電性を有した膜である。なお、鉄メッキ６に限らず、例えば、導電性を有する材料を主成分とした膜でも良い。

鉄メッキ６は、各孔部５１の内周面５１ａと、各孔部５１と繋がるアルミ箔７の表面７ａを覆っており、ステータコア２において導電体としての役割を果たす。これにより、ステータコア２において磁束が変化して渦電流が発生する場合、渦電流は、いずれの方向の磁束が変化しようとも複数の微小な孔部５１に満たされている鉄メッキ６の周囲に発生する。従って、ステータコア２は、従来のステータコアよりも渦電流による発熱を抑制することができる。

なお、鉄メッキ６は、外部に向く各孔部５１の端部５１ｂまで覆っていない。そのため、板材４同士が積層されてアルマイト層５同士が接合された場合、鉄メッキ６は、アルマイト層５及び外部の空気による絶縁層に閉じ込められた状態になる。言い換えると、鉄メッキ６は、各アルマイト層５によって密閉される。これにより、ステータコア２は、板材４の積層時に各アルマイト層５の絶縁状態を維持することができる。

なお、上記においては、ステータコア２について説明したが、ロータコア３についても同様である。

次に、上記構成を有するモータ部品１の製造方法について説明する。

図４は、本実施形態に係るモータ部品１の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４に示すように、作業者は、アルミ箔７を用意する（Ｓ１）。なお、アルミ箔７ではなくアルミニウムを使用しても良い。

作業者は、用意したアルミ箔７に付着している油、塵等の不純物を除去するために洗浄した後、乾燥させる（Ｓ２）。これにより、アルマイト層５は、アルミ箔７の表面７ａに形成され易くなる。作業者は、洗浄したアルミ箔７を、例えば、硫酸等のアルマイト処理溶液で満たされた浴槽に浸す（Ｓ３）。

作業者は、アルマイト処理溶液に浸した状態のアルミ箔７に５～１０Ａ（アンペア）程度の電流を流して、アルミ箔７の表面７ａにアルマイト層５を形成する（アルマイト処理）（Ｓ４）。

作業者は、浴槽から取り出したアルミ箔７を再度洗浄して乾燥させる（Ｓ５）。次に、作業者は、乾燥させたアルミ箔７を、例えば、低濃度の硫酸等の鉄（Ｆｅ）メッキ溶液で満たされた浴槽に浸す（Ｓ６）。ここで、鉄メッキ溶液とは、鉄イオンが溶け込んだ溶液のことである。アルマイト層５の各孔部５１は、アルミ箔７が鉄メッキ溶液に浸されたことで、鉄メッキ溶液で満たされる。

作業者は、鉄メッキ溶液に浸した状態のアルミ箔７に５～１０Ａ（アンペア）程度の電流を流す（Ｓ７）。これにより、アルマイト層５では、アルミ箔７の表面７ａからアルマイト層５外部に向かって鉄メッキ６が析出する。すなわち、作業者は、鉄メッキ溶液に浸したアルミ箔７に電流を流して板材４を形成する。

作業者は、浴槽から取り出した板材４を再度洗浄して乾燥させる（Ｓ８）。最後に、作業者は、乾燥させた板材４（アルマイト層５及びアルミ箔７）を積層させた後、所定の形状に成形する（Ｓ９）。板材４を積層する方法は、例えば、板材４を吸収させて積層していく方法である。しかし、これに限られず、板材４が傷付かないように積層可能な方法であれば良い。

なお、本実施形態では、アルマイト層５及びアルミ箔７を積層するが、これに限らず、例えば、アルミ箔７からアルマイト層５のみを剥がして、当該アルマイト層５を積層する方法でも良い。

以上のように、本実施形態のモータ部品１は、板材４が少なくとも二枚以上積層して形成されている。板材４は、アルミ箔７の表面７ａに形成されたアルマイト層５と、アルマイト層５に施された鉄メッキ６と、を有する。

板材４では、アルミナを主成分とするアルマイト層５が絶縁層としての役割を果たし、鉄メッキ６が導電体としての役割を果たす。すなわち、アルマイト層５と、鉄メッキ６と、を有する板材４は、例えば、電磁鋼板と同様の作用を及ぼす。さらに、アルマイト処理により形成されるアルマイト層５の膜厚は、５～３０マイクロメートル程度であり、アルミ箔７の厚みは、２００マイクロメートル以下である。

本実施形態のモータ部品１は、膜厚が数十マイクロメートル程度のアルマイト層５を有する板材４が積層して形成される。これにより、モータ部品１を構成する板材４の板厚は、従来の鋼板の板厚（約０．２５ｍｍ）よりも薄くなる。従って、モータ部品１は、モータの性能を向上させることができる。

また、本実施形態では、アルマイト層５には、複数の孔部５１が設けられている。孔部５１は、鉄メッキ６で満たされている。これにより、モータ部品１は、従来のモータ部品よりも渦電流による発熱を抑制することができる。

また、本実施形態では、鉄メッキ６は、孔部５１の端部５１ｂは覆っていない。これにより、モータ部品１は、アルマイト層５の積層時に各アルマイト層５の絶縁状態を維持することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

１ モータ部品
４ 板材
５ アルマイト層
５１ 孔部
５１ｂ 端部
６ 鉄メッキ（メッキ）
７ アルミ箔（アルミニウム）
７ａ 表面

Claims (6)

1. アルミニウムの表面に形成されたアルマイト層と、前記アルマイト層の内部に施されたメッキと、を有する板材が、少なくとも二枚以上積層して形成されている、
   モータ部品。
2. 前記アルマイト層には、複数の孔部が設けられ、
   前記複数の孔部は、メッキで満たされている、
   請求項１に記載のモータ部品。
3. 前記メッキは、前記孔部の端部まで覆っていない、
   請求項２に記載のモータ部品。
4. アルミニウムの表面にアルマイト層を形成する工程と、
   前記アルマイト層の内部にメッキを施し、板材を形成する工程と、
   前記板材を積層する工程と、
   を含むモータ部品の製造方法。
5. 前記アルマイト層には、複数の孔部が設けられ、
   前記複数の孔部は、メッキで満たされている、
   請求項４に記載のモータ部品の製造方法。
6. 前記メッキは、前記孔部の端部まで覆っていない、
   請求項５に記載のモータ部品の製造方法。

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