JP4692305B2

JP4692305B2 - 積層コアの製造方法

Info

Publication number: JP4692305B2
Application number: JP2006022293A
Authority: JP
Inventors: 賢二坂; 邦人南部; 静彦山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2006-01-31
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-01-31
Also published as: JP2007207836A

Description

本発明は、寸法精度に優れた積層コアの製造方法に関する。

従来より、モータ、リアクトル、トランスなどのコアとして積層コアが用いられている。積層コアは、薄板を積層して構成されている。積層コアは、磁性鋼板を積層させ、接着固定して製造している。

積層コアの製造方法としては、例えば、特許文献１〜４に開示されている。

特許文献１には、打ち抜き加工により得られた軟磁性鋼板を複数枚積層する工程と、該積層体を成型用治具で拘束することにより成型した状態で、該積層体の側面の一部に対して接着剤を塗布し、乾燥、焼付を行うことにより前記積層体を仮固定する工程と、仮固定された前記積層体に対して熱硬化型接着剤を含浸させる工程と、該工程を経た積層体を、離型材としてフッ素樹脂コ−ティング板を用いて、成型用治具で拘束することにより成型する工程と、該成型用治具で拘束された積層体に対して乾燥、焼付処理を施す工程とを有することを特徴とする寸法精度に優れた積層コアの製造方法が開示されている。

特許文献２には、打ち抜き加工により得られた軟磁性鋼板を複数枚積層する工程と、該積層体を成型用治具で拘束することにより成型した状態で、該積層体の側面の一部に対して熱硬化型接着剤を塗布し、乾燥、焼付を行うことにより前記積層体を仮固定する工程と、仮固定された前記積層体に対して熱硬化型接着剤を含浸させる工程と、該工程を経た積層体を、離型材としてフッ素樹脂コ−ティング板を用いて、成型用治具で拘束することにより成型する工程と、該成型用治具で拘束された積層体に対して乾燥、焼付処理を施す工程とを有することを特徴とする寸法精度に優れた積層コアの製造方法が開示されている。

特許文献３には、打ち抜き加工により得られた軟磁性鋼板を複数枚積層する工程と、該積層体を成型用治具で拘束することにより成型した状態で、該積層体の側面の一部に対して瞬間接着剤を塗布し、乾燥を行うことにより前記積層体を仮固定する工程と、仮固定された前記積層体に対して熱硬化型接着剤を含浸させる工程と、該工程を経た積層体を、離型材としてフッ素樹脂コ−ティング板を用いて、成型用治具で拘束することにより成型する工程と、該成型用治具で拘束された積層体に対して乾燥、焼付処理を施す工程とを有することを特徴とする寸法精度に優れた積層コアの製造方法が開示されている。

上記したように、特許文献１〜３には、積層コアを製造するときに軟磁性鋼板を複数枚積層し、その後、接着剤で固定するときに、積層体の側面を仮固定する方法が開示されている。しかしながら、これらの公報に開示された仮固定の方法では、側面しか固定できないため、仮固定の接着剤が塗布された端面から離れた部分では、軟磁性鋼板に傾きが生じ、所望の形状の積層コアが製造できなくなるという問題があった。

また、特許文献４には、複数枚の薄鋼板を積層させ、これを打ち抜き加工して積層コア用材料を製造する方法であって、前記複数枚の薄鋼板間を接着剤により、接着剤層に囲まれた非接着領域が形成されないように部分的に接着する工程と、前記工程で接着された複数枚の薄鋼板を一体として打ち抜き加工する工程を有することを特徴とする積層コア用材料の製造方法。が開示されている。

特許文献４には、積層コアの接着面に均一ピッチで仮接着剤を塗布し仮固定することが開示されている。しかしながら、特許文献４に開示された仮固定方法は、コアの形状が考慮されていないため、仮固定の接着剤が塗布された端面から離れた部分では、軟磁性鋼板に傾きが生じ、所望の形状の積層コアが製造できなくなるという問題があった。

さらに、仮接着剤の塗布量にバラツキが生じ、軟磁鋼板が積層コアに占める割合（コア占積率）にバラツキが生じるという問題もあった。
特開２００５−１９６４０号公報特開２００５−１９６４１号公報特開２００５−１９６４２号公報特開２００３−２６４９６２号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、所定形状に形成された磁性鋼板を積層させて積層コアを製造する製造方法において、占積率および寸法精度にすぐれた積層コアを製造できる積層コアの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明者らは軟磁鋼板を積層させるときに軟磁鋼板を仮固定する方法について検討を重ねた結果、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明の積層コアの製造方法は、所定形状に形成された複数の磁性鋼板の界面に仮接着剤を塗布して積層する工程と、積層体に接着剤を含浸させて各磁性鋼板を接着する工程と、を有する積層コアの製造方法であって、接着剤は、磁性鋼板の所定形状の幅方向の少なくとも一カ所に塗布され、仮接着剤の塗布部のうち、幅方向の端部に最も近接した塗布部と端部までの距離が幅方向の両端部で一致するとともに、仮接着剤が、接着剤成分と、接着剤成分を分散させた揮発性の溶媒と、からなるときに、仮接着剤の質量を１００％としたときに、接着剤成分の質量が２５〜４０％であることを特徴とする。

本発明の積層コアの製造方法は、所定形状の磁性鋼板を仮固定したときに、積層体の厚さを所定の範囲内とすることができる。これにより、積層体に接着剤を含浸させてなる積層コアの厚さを一定の範囲内とすることができる。これにより、積層コアの形状が安定する。また、積層体の寸法の許容範囲から塗布部の位置を決定することができ、必要な占積率をもつ積層コアを製造できる。

本発明の積層コアの製造方法は、所定形状に形成された複数の磁性鋼板の界面に仮接着剤を塗布して積層する工程と、積層体に接着剤を含浸させて各磁性鋼板を接着する工程と、を有する。つまり、本発明の積層コアの製造方法は、所定の形状の磁性鋼板を仮接着剤で仮固定し、その後、積層した磁性鋼板のすき間に接着剤を含浸させて積層体を一体に接着する。

本発明の積層コアの製造において用いられる磁性鋼板は、積層コアを形成したときにモータ、リアクトル、トランスなどのコアとして用いることが得きる鋼板である。また、本発明の製造方法において用いられる磁性鋼板は、その厚さが薄いほど好ましい。好ましい厚さは０．２ｍｍ以下であり、さらに好ましい厚さは０．１ｍｍ以下である。

そして、本発明の積層コアの製造方法は、仮接着剤が、磁性鋼板の所定形状の幅方向の少なくとも一カ所に塗布され、仮接着剤の塗布部のうち、幅方向の端部に最も近接した塗布部と端部までの距離が幅方向の両端部で一致する位置に塗布される。つまり、仮接着剤が塗布された位置から幅方向の端部までの距離が一致する。これにより、仮固定された状態の積層体の厚みの増加量にバラツキが生じなくなる。具体的には、仮固定された状態の積層体において、仮接着剤が塗布されていない部分は、仮接着剤による拘束がなされていないため、磁性鋼板の間に空気などが残り、積層体の厚さが部分的に厚くなる。このため、仮接着剤の塗布部と端部との距離が異なると、端部における積層体の厚みに差が生じることとなる。これに対して、発明の製造方法は、仮固定時に仮接着剤の塗布部と端部との距離が幅方向の両端部で一致するため、積層体の厚みの増加量が幅方向で一致することとなる。つまり、積層体の厚みにバラツキが生じなくなる。この結果、本発明の製造方法においては、仮固定後の積層体の厚みが一定の場合には、積層鋼板の積層枚数を増加させることができる。つまり、コア占積率の大きな積層コアを製造することができる。

本発明の製造方法において、仮接着剤が塗布された塗布部と磁性鋼板の端部との距離は、塗布された状態の仮接着剤の端縁部と磁性鋼板の端部との距離であっても、仮接着剤を塗布するときの塗布中心と塗布される磁性鋼板の端部との距離であっても、いずれでもよい。塗布中心と塗布される磁性鋼板の端部との距離であることがより好ましい。

本発明の製造方法において、磁性鋼板の所定形状の幅方向とは、所定形状の磁性鋼板の形状ののびる方向に対して略直角をなす方向を示す。なお、所定形状が円環状の少なくとも一部をなすときには、幅方向は、円環状の周方向と略一致する。

本発明の製造方法において、磁性鋼板の幅方向における仮接着剤の塗布部の数については特に限定されるものではない。つまり、幅方向の長さが短いときには、幅方向の中心部の一カ所に仮接着剤を塗布すればよく、幅方向の長さが長いときには、幅方向の服す箇所に仮接着剤を塗布すればよい。

そして、本発明の製造方法では、仮接着の塗布部と幅方向の端部との距離は、積層体の厚さにもとづいて決定される。上記したように、仮固定された積層体において、仮接着剤の塗布部からの距離が長くなるにつれて積層体の厚みが増加する。つまり、仮接着剤の塗布部からの距離と積層体の厚みとは相関関係を持ち、所望のコア占積率を得られる積層体の厚みから塗布部と端部との距離を決定する。

仮接着の塗布部と幅方向の端部との距離は、積層される磁性鋼板や仮接着剤により異なるため一概に決定できるものではない。たとえば、磁性鋼板の積層体を仮接着剤で仮固定した状態で、仮接着剤が塗布された塗布部からの距離による積層体の厚さの増加率を測定し、図１に示した。なお、この図１に示された積層体は、後述の実施例１と同様にして形成された。

図１に示したように、仮接着剤の塗布部の積層体の厚さをａとした。塗布部から距離が積層体の塗布部の厚さａだけ離れた位置では厚さが２．２％増加し、塗布部から距離２ａだけ離れた位置では厚さが４．４％増加していることがわかる。つまり、仮接着部からの距離が長くなった部分ほど積層体の厚さが厚くなっている。

つまり、所望のコア占積率を得られるだけの積層体の厚さが決定されると、塗布部と端部との距離を算出して、この距離に対応した部分に仮接着剤を塗布することで、所望のコア占積率の積層コアを得ることができる。

本発明の製造方法において、磁性鋼板の所定形状ののびる方向における仮接着剤の塗布位置は、特に限定されるものではないが、幅方向の時と同様に、積層体の厚さにもとづいて決定されることが好ましい。

仮接着剤が塗布される磁性鋼板の表面を１００％としたときに、塗布部の面積が２５％以下であることが好ましい。塗布部の面積が２５％以下となることで、高いコア占積率が得られる。ここで、仮接着剤の塗布部の面積が増加すると、積層体に占める仮接着剤の割合が増加し、コア占積率が低下するようになる。ここで、塗布部の面積は、小さければ小さいほど仮接着剤の占める面積が低下するため好ましい。より好ましい塗布部の面積は１５％以下であり、さらに好ましい塗布部の面積は１０％以下である。なお、本発明において、仮接着剤が塗布されてなる塗布部の面積とは、仮接着剤が磁性鋼板の表面に塗布した状態での面積を示す。さらに、仮接着剤が接着剤成分と、接着剤成分を分散させた揮発性の溶媒と、からなるときに、仮接着剤の質量を１００％としたときに、接着剤成分の質量が２５％以上であることが好ましい。

本発明の製造方法において、磁性鋼板の積層体の仮固定を行う仮接着剤は、磁性鋼板を仮固定できる接着剤であればよく、従来公知の仮接着剤を用いることができる。このような仮接着剤としては、たとえば、ブチラール系の熱硬化樹脂接着剤、エポキシ系の熱硬化樹脂接着剤等の接着剤をあげることができる。

仮接着剤が接着剤成分と溶媒とからなることで、塗布後に溶媒を揮発させることで磁性鋼板に接着剤成分を塗布できるため、仮接着剤の取り扱いが容易となる。また、溶媒に接着剤成分を分散させることで、過剰の接着剤成分を磁性鋼板に塗布しなくなる。

また、溶媒は、接着剤成分を分散させるとともに塗布後に揮発することができる材質よりなればよく、従来公知の溶媒を用いることができる。このような溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン等をあげることができる。

仮接着剤に占める接着剤成分の質量が２５％以上であるとなることで、高いコア占積率が得られる。ここで、仮接着剤の接着剤成分の質量が減少して２５％以下となると、接着剤成分が少なくなり過ぎ、仮固定が不十分となる。しかし、積層体に占める仮接着剤の割合が増加すると、コア占積率が低下するようになる。ここで、接着剤成分の占める割合は、小さければ小さいほど仮接着剤の占める面積が低下するため好ましい。より好ましい接着剤成分の割合は４０％以下である。すなわち、仮接着剤が、接着剤成分と、接着剤成分を分散させた揮発性の溶媒と、からなるときに、仮接着剤の質量を１００％としたときに、接着剤成分の質量が２５〜４０％であることが好ましい。

本発明の製造方法において、仮接着剤が、接着剤成分と、接着剤成分を分散させた揮発性の溶媒と、からなるときに、仮接着剤の質量を１００％としたときに、接着剤成分の質量が２５〜４０％であり、かつ仮接着剤が塗布される磁性鋼板の表面を１００％としたときに、塗布部の面積が１０％以下であることがより好ましい。

本発明の製造方法は、磁性鋼板を仮固定すること以外は、従来公知の積層コアの製造方法と同様とすることができる。

磁性鋼板の積層体に接着剤を含浸させて各磁性鋼板を接着する工程において、接着剤は、従来公知の接着剤を用いることができる。たとえば、たとえば、アクリル系の熱硬化樹脂接着剤、エポキシ系の熱硬化樹脂接着剤等の接着剤をあげることができる。

また、接着剤が含浸した積層体は、接着剤を乾燥する工程が施されることが好ましい。これにより、積層体が接着した積層コアを製造できる。

以下、実施例を用いて本発明を説明する。

本発明の実施例として積層コアを製造した。

（実施例１）
まず、厚さ０．１ｍｍの磁性鋼板１を略コ字状に打ち抜き加工等の方法により製造した。得られた磁性鋼板１を図２に示した。図２に示したように、磁性鋼板１は、幅が２Ａの両端部１０，１０に幅が２Ｂの中央部１１が接続された形状を有している。また、両端部１０，１０と中央部１１は、それぞれ直交した状態で接続されている。

そして、磁性鋼板１の一方の表面の４カ所に仮接着剤を塗布した。仮接着剤は、幅が２Ａの両端部の幅方向の中央部（幅方向の端部までの距離がＡ）と（図中の塗布位置ａ，ｄ）、幅が２Ｂの中央部（幅方向の端部までの距離がＢ）と（図中の塗布位置ｂ，ｃ）の位置を目標にして塗布された。つまり、仮接着剤の液滴が、それぞれの塗布位置ａ，ｂ，ｃ，ｄを中心に規定量を滴下して塗布された。

そして、仮接着剤が塗布された磁性鋼板１を３００枚積層し、厚さ方向に加圧して保持し、仮接着剤により磁性鋼板が仮固定された積層体を製造した。

なお、仮接着剤には、ブチラール系の熱硬化樹脂接着剤を溶媒のメチルエチルケトンに、接着剤成分が３３％となるように分散させてなる接着剤を用いた。

そして、製造された積層体にアクリル系の熱硬化樹脂接着剤よりなる接着剤を含浸させた後に乾燥させ、加熱して固化させた。なお、この接着剤の含浸およびその後の乾燥・固化は、従来公知の方法を用いた。

これにより、本実施例の積層コアが製造された。

本実施例の積層コアは、仮接着剤で仮固定をしたときに、略コ字状にのびる磁性鋼板１の幅方向の端部における積層体の厚さが、両端で一致していた。そして、この状態で接着剤で固定を行ったため、形状の安定性にすぐれた積層コアとなった。また、本実施例においては、仮接着剤による仮固定時に、積層体の厚さの増加率が小さく保持できたため、コア占積率にすぐれた積層コアとなった。

（実施例２）
まず、厚さ０．１ｍｍの磁性鋼板を長方形状に成形した。磁性鋼板を図３に示した。図３に示したように、磁性鋼板は、２Ｃ×２Ｄの大きさをもつ。

そして、その一方の表面の４カ所に仮接着剤を塗布した。仮接着剤は、長方形状の長辺方向における両端部からの位置がそれぞれ０．５Ｃであり、短辺方向における両端部からの位置がそれぞれ０．５Ｄとなる位置の４カ所（図中の塗布位置ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）の位置を目標にして塗布された。

仮接着剤が塗布された磁性鋼板１を２００枚積層し、磁性鋼板が仮固定した積層体を製造した。

これにより、本実施例の積層コアが製造された。

なお、仮接着剤および接着剤は、実施例１の時と同じものを用いた。

本実施例の積層コアは、仮接着剤で仮固定をしたときに、磁性鋼板の長辺方向および短辺方向での端部における積層体の厚さが、両端で一致していた。そして、この状態で接着剤で固定を行ったため、実施例１の時と同様に、形状の安定性にすぐれた積層コアとなった。また、本実施例においては、仮接着剤による仮固定時に、積層体の厚さの増加率が小さく保持できたため、コア占積率にすぐれた積層コアとなった。

（仮接着剤の塗布面積および濃度）
実施例２において、仮接着剤の磁性鋼板への塗布面積と仮接着剤の濃度を変化させて積層コアを製造した。そして、製造された積層コアの占積率を測定した。測定結果を表１に示した。

表１に示したように、仮接着剤の塗布面積が小さくなるほどコア占積率が高くなったことがわかる。また、仮接着剤の接着剤成分の濃度が低くなるほどコア占積率が高くなったことがわかる。そして、仮接着剤の塗布面積が１７．５％および８．８％の時に高いコア占積率となることがわかる。

特に、仮接着剤の塗布面積が８．８％となり、仮接着剤の濃度が３３％の時におよそ９５％と高いコア占積率となっている。

磁性鋼板の積層体の仮固定部からの距離と積層体の厚みとの関係を示した図である。実施例１の積層コアの磁性鋼板の形状および仮接着剤の塗布部を示した図である。実施例２の積層コアの磁性鋼板の形状および仮接着剤の塗布部を示した図である。

符号の説明

１：磁性鋼板
１０：端部
１１：中央部

Claims

所定形状に形成された複数の磁性鋼板の界面に仮接着剤を塗布して積層する工程と、
積層体に接着剤を含浸させて各該磁性鋼板を接着する工程と、
を有する積層コアの製造方法であって、
該仮接着剤は、該磁性鋼板の該所定形状の幅方向の少なくとも一カ所に塗布され、
該仮接着剤の塗布部のうち、該幅方向の端部に最も近接した塗布部と該端部までの距離が幅方向の両端部で一致するとともに、
該仮接着剤が、接着剤成分と、該接着剤成分を分散させた揮発性の溶媒と、からなるときに、該仮接着剤の質量を１００％としたときに、該接着剤成分の質量が２５〜４０％であることを特徴とする積層コアの製造方法。