JP3745490B2 - コア製造方法とその方法に適した電磁鋼板 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータやトランス等のコア製造方法とその方法に適した電磁鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トランスやモータは低振動化、低騒音化が必要である。そのため、コアを構成する電磁鋼板の表面に接着能を持たせた接着コーティングが使用され、コアに積層したのち、加熱炉で、加圧下で加熱され、電磁鋼板の積層間を接着させている。しかし、この方法では、加熱炉が必要であり、作業に時間を要する。そのため、加熱炉を使用しないで、短時間で、接着させる方法の開発が要望されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、モータやトランス等のコア製造方法とその方法に適した電磁鋼板を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは、
（１）表面を加熱すると接着能を発揮する皮膜が表面に施されている電磁鋼板を積層してコアを製造するに際し、電磁鋼板を加工し、積層する直前に局部加熱手段により、主に前記皮膜を加熱し、皮膜の接着能を発揮させ、電磁鋼板積層間を全体あるいは部分的に接着させ、コアを一体化させることを特徴とするコアの製造方法。
（２）局部加熱手段が電磁波照射であることを特徴とする前記（１）に記載のコアの製造方法。
（３）照射する電磁波の周波数を、接着能を発揮する皮膜の電磁波吸収域の周波数とすることを特徴とする前記（２）に記載のコア製造方法。
（４）前記（２）記載のコアの製造方法に用いる加熱後接着能を発揮する皮膜を表面に施した電磁鋼板において、その皮膜に、使用する電磁波の周波数で電磁波を吸収できる成分、化合物を含ませることを特徴とする電磁鋼板。
（５）局部加熱手段が赤外線照射であることを特徴とする前記（１）に記載のコアの製造方法。
（６）照射する赤外線の周波数を接着能を発揮する皮膜の赤外線吸収域の周波数とすることを特徴とする前記（５）に記載のコアの製造方法。
（７）前記（５）に記載のコア製造方法に用いる加熱後接着能を発揮する皮膜を表面に施した電磁鋼板において、その皮膜に、使用する赤外線の周波数で、赤外線を吸収できる成分、化合物を含ませたことを特徴とする電磁鋼板。
（８）局部加熱手段が、表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し、電磁鋼板の表面を集中的に加熱するものであることを特徴とする前記（１）に記載のコアの製造方法。
（９）表面を加熱すると接着能を発揮する皮膜が表面に施されている電磁鋼板を積層してコアを製造するに際し、電磁鋼板を加工し、前記積層の後に局部加熱手段が表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し電磁鋼板の表面を集中的に加熱し、皮膜の接着能を発揮させ、電磁鋼板積層間を全体あるいは部分的に接着させ、コアを一体化させることを特徴とするコアの製造方法。
（１０）高周波での励磁が、鋼板の板面と平行であることを特徴とする前記（９）に記載のコアの製造方法。
（１１）皮膜加熱のための電磁鋼板励磁の巻線が、モータあるいはトランスの巻線であることを特徴とする前記（９）に記載のコアの製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において、コアに使用する電磁鋼板の表面には、加熱すると接着能を発揮する皮膜（以下、接着皮膜と記す）が施されている必要がある。その皮膜は両面でも、片面でも良く、表面の全面でなくとも部分的でも良い。電磁鋼板は無方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板であり、一般的な薄板を電磁鋼板をして使用する場合も含まれる。
【０００６】
電磁鋼板を積層してコアにする場合、電磁鋼板を加工し、積層する。加工は打ち抜き、機械切断、レーザ加工などどのような方法でも良い。本発明では、この加工し、積層した直後或いは直前に、局部加熱手段により主に接着皮膜を加熱し、皮膜の接着能の発揮させ、電磁鋼板積層間を全体あるいは部分的に接着させ、コアを一体化させる。
【０００７】
上記の局部加熱手段としては、赤外線やマイクロ波などの電磁波照射や、表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し、電磁鋼板の表面を集中的に加熱する方法等が考えられる。
【０００８】
赤外線などの電磁波照射の場合、接着皮膜がその電磁波を吸収できる電磁波周波数で行うと良い。或いは、逆に、使用する電磁波の周波数で、電磁波を吸収できる成分、化合物を含ませた接着皮膜を電磁鋼板の表面に施してもよい。電磁波を吸収できる成分、化合物としては、赤外線照射の場合、グラファイト、黒鉛、或いはシリカ粉末等があり、また他の成分、化合物でも使用電磁波に対して吸収できるならば適用できる。
【０００９】
表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し、電磁鋼板の表面を集中的に加熱する局部加熱することができ、表面に施された接着皮膜を効率的に加熱できる。この場合、皮膜加熱のための電磁鋼板励磁のコア磁気回路がコア使用目的の磁気回路であると良い。例えば、皮膜加熱のための電磁鋼板励磁の巻線が、最終的に使用するコアの巻線であれば、コア磁気回路はコア使用目的の磁気回路である。周波数は表皮効果が生じるならば低周波でも良いが、一般には使用する電磁鋼板により異なるが、１kHz 以上が良い。電磁鋼板を励磁できればできるだけ高い周波数の方が表面を集中的に加熱でき、励磁するための巻線での損失も少なくて良い。励磁するための巻線での損失が少なければ、電磁鋼板表面だけ加熱しても、励磁巻線の昇温を抑えることができるので、実際に使用するコア巻線で、コアを接着の為の高周波励磁をすることができる。
【００１０】
【実施例】
［実施例１］
接着皮膜を施した電磁鋼板のコア素材を局部加熱状態を図１に示す。打ち抜かれたモータコア素材１はプレス機２のシリンダ２′に、磁気吸引されている。シリンダ２′はモータコア素材１を吸引するための電磁石になっており、また、シリンダ２′は加圧状態ではモータコア素材１を空冷できるようになっている。磁気吸引により固定されているモータコア素材１は、赤外線加熱機３より発せられる赤外線４により、接着皮膜の接着能を発揮する温度２００℃に、接着皮膜を加熱する。一方、モータコア素材を積層し、接着しているコア７の最上部にある、素材１と接着させる面の接着皮膜も、赤外線加熱機５より発せられる赤外線６により、接着皮膜の接着能を発揮する温度２００℃に、接着皮膜を加熱する。その後、プレス機２と赤外線加熱機５の固定部８は９の方向に移動し、図２の状態になる。
【００１１】
図２では、接着可能な接着皮膜のモータコア素材１は、積層、接着しているコア７の上に乗せられ、両者はプレス機２で加圧、接着され、シリンダ２′により冷却される。シリンダ２′には冷却空気が吹き出されるようになっており、シリンダ２′の表面の小さい溝により、モータコア素材１の表面を冷却空気が流れるようになっている。この工程を繰り返すことにより、電磁鋼板が積層、接着されたモータコアができる。
【００１２】
［実施例２］
モータコア素材を積層し、接着している状態の断面図を図３に示す。モータコア１１は加圧プレス１５、１６により、加圧されている。加圧プレス１５は積層されたモータコア１１を最終的な積層形状に保つため、１７の部分はモータコア１１の内側形状に合わせている。同時に、両サイドから電磁石磁極１２、１３によりモータコア１１に高周波磁束１４を流し、励磁周波数は３０kHz であり、モータコア素材の電磁鋼板では表皮効果により、電磁鋼板の表面部のみ加熱される。高周波磁束が全体に流れるように１７の部分は軟質磁性材料でできている。また、コア全体を均一に加熱するために加圧プレス１５、１６は加熱中は回転している（この場合電磁石磁極１２、１３は固定）。その電磁鋼板表面の加熱により、電磁鋼板表面に施されている接着皮膜の温度を上げ、接着皮膜の接着温度にする。モータコア１１と加圧プレス１５、１６が接着しないように、両者の間には接着防止剤が塗布され、また加圧プレス１５、１６は冷却されている。その後、そのまま冷却する。このようにして、電磁鋼板が積層、接着されたモータコアができる。
【００１３】
［実施例３］
トランスを通常の方法で製作する。トランスは、接着皮膜を有する方向性電磁鋼板からなる積みコアであり、１次巻線、２次巻線が巻かれている。この１次巻線で、電磁鋼板の表皮効果が生じる１００kHz の高周波励磁を行い、電磁鋼板の表面のみを加熱し、接着皮膜の温度を上昇させ、接着できる温度にすることにより電磁鋼板間の接着を行う。巻線の温度などが耐熱温度まで上がらないように、励磁磁束密度を設定し、短時間で行う。このようにしてつくられたトランスコアは接着、一体化しているので、高剛性であるので、低騒音トランスになる。
【００１４】
［実施例４］
電磁鋼板に施した接着皮膜の赤外線分光特性を図４に示す。実施例１において、赤外線加熱機の赤外線波数を１２００cm^-1とすると、皮膜に効率よく赤外線を吸収させ、加熱させることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のコア製造方法によると、コア製作ラインで連続的にでき、従来の焼鈍炉による加熱でないので、短時間で接着できる。また、接着皮膜や電磁鋼板の表面部のみの加熱であるので、冷却も短時間ですることも可能である。
表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し、皮膜加熱のための電磁鋼板励磁の磁気回路が、コア使用目的の磁気回路である場合で、実際に使用するトランスの１次巻線やモータの駆動巻線を使用する場合でも、主に接着皮膜や電磁鋼板の表面部のみを加熱するので、励磁周波数を高くし、磁束密度の最適値にすることにより、１次巻線やモータの駆動巻線は殆ど温度が上がらず、使用電力も少なくて良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法における接着皮膜を施した電磁鋼板のコア素材を局部加熱状態を示す説明図。
【図２】電磁鋼板を積層、接着しているモータコアを示す説明図。
【図３】本発明において、接着皮膜を施した電磁鋼板のコア素材を局部加熱状態を示す説明図。
【図４】接着被膜の赤外線分光特性を示す図。
【符号の説明】
１ モータコア素材
２ プレス機
２′ シリンダ
３、５ 赤外線加熱機
４、６ 赤外線
７、１１ 電磁鋼板を積層し、接着しているコア
８ 固定部
９ ８の移動方向
１２、１３ 電磁石磁極
１４ 高周波磁束
１５、１６ 加圧プレス
１７ 加圧プレスのコアはめ込め部

Claims (11)

1. 表面を加熱すると接着能を発揮する皮膜が表面に施されている電磁鋼板を積層してコアを製造するに際し、電磁鋼板を加工し、積層する直前に局部加熱手段により、主に前記皮膜を加熱し、皮膜の接着能を発揮させ、電磁鋼板積層間を全体あるいは部分的に接着させ、コアを一体化させることを特徴とするコアの製造方法。
2. 局部加熱手段が電磁波照射であることを特徴とする請求項１に記載のコアの製造方法。
3. 照射する電磁波の周波数を、接着能を発揮する皮膜の電磁波吸収域の周波数とすることを特徴とする請求項２に記載のコア製造方法。
4. 請求項２記載のコアの製造方法に用いる加熱後接着能を発揮する皮膜を表面に施した電磁鋼板において、その皮膜に、使用する電磁波の周波数で電磁波を吸収できる成分、化合物を含ませることを特徴とする電磁鋼板。
5. 局部加熱手段が赤外線照射であることを特徴とする請求項１に記載のコアの製造方法。
6. 照射する赤外線の周波数を接着能を発揮する皮膜の赤外線吸収域の周波数とすることを特徴とする請求項５に記載のコアの製造方法。
7. 請求項５に記載のコア製造方法に用いる加熱後接着能を発揮する皮膜を表面に施した電磁鋼板において、その皮膜に、使用する赤外線の周波数で、赤外線を吸収できる成分、化合物を含ませたことを特徴とする電磁鋼板。
8. 局部加熱手段が、表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し、電磁鋼板の表面を集中的に加熱するものであることを特徴とする請求項１に記載のコアの製造方法。
9. 表面を加熱すると接着能を発揮する皮膜が表面に施されている電磁鋼板を積層してコアを製造するに際し、電磁鋼板を加工し、前記積層の後に局部加熱手段が表皮効果が生じる高周波で電磁鋼板を励磁し電磁鋼板の表面を集中的に加熱し、皮膜の接着能を発揮させ、電磁鋼板積層間を全体あるいは部分的に接着させ、コアを一体化させることを特徴とするコアの製造方法。
10. 高周波での励磁が、鋼板の板面と平行であることを特徴とする請求項９に記載のコアの製造方法。
11. 皮膜加熱のための電磁鋼板励磁の巻線が、モータあるいはトランスの巻線であることを特徴とする請求項９に記載のコアの製造方法。

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