JP4815757B2 - 接着強度に優れた積層コアの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータ、リアクトル、トランス等に用いられるコアの製造方法に関し、さらに詳述すれば薄板を積層して構成される積層コアの製造方法に関するものである。

薄板をコア構成部材とし、積層、接着したものは、モータ、リアクトル、トランスなどのコアとして従来より使用されてきた。薄板の中でも珪素鋼板は優れた軟磁気特性を持つため、トランスやモ−タのコア材として広く用いられている。この種の鋼板はSi含有量が増すほど鉄損が低減され、Siが6.5mass%では磁歪が0となり、最大透磁率もピ−クとなるなど優れた磁気特性を呈することが知られている。

積層コアを製造するに際し、コア構成部材どうしの接着方法としては、カシメ、接着皮膜などがあげられる。しかし、薄板が板厚0.2mm以下の場合は、上記方法により接着し積層コアを製造しようとするとカシメ部の強度不足や接着皮膜膜厚大に起因し所望の占積率を確保できない等の問題があり、一般的に工業レベルの量産は困難であった。これに対し、本発明者らは、積層コアの接着を、樹脂系接着剤を用いて行うことで工業レベルのコア量産を可能とした。樹脂系接着剤を用いた積層コアの接着方法としては、雰囲気を減圧することによる真空含浸法と毛細管現象を原理とした大気含浸法がある。真空含浸法は、接着剤の浸透は比較的容易であるものの設備コストが掛かる。これに対して大気含浸法は設備コストは低いもののコアの接着強度を安定させることは、難しいとされている。

このように、積層コアの工業レベルでのコア量産は可能となったものの、板厚0.2mm以下の薄板、特にSiが2.5mass%以上の珪素鋼板からなる積層コアの場合、接着強度が不充分かつ不安定であり、コアを組み合わせてトランスやリアクトルを製作する上で支障をきたしているのが現状である。

本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、接着強度に優れた積層コアを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決すべく、鋭意研究した。その結果、大気含浸法によりコアを接着剤に浸漬しコア構成部材どうしを接着する際のコアを浸漬する接着剤液位に着目し、前記接着剤液位を規定することにより、コストがかからず安定した接着強度を有する積層コアが製造できることを見出した。

本発明は、以上の知見に基づきなされたもので、その要旨は以下のとおりである。

［1］コア構成部材が板厚0.2mm以下の薄板からなり、前記コア構成部材どうしが大気含浸法により接着剤で接着され、前記薄板を積層してなる積層コアの製造方法であって、
大気含浸法によりコアを接着剤に浸漬し接着する際に、コアを浸漬する接着剤液位をコア高さの1／10以上1／2以下とすることを特徴とする接着強度に優れた積層コアの製造方法。

［2］上記［1］において、薄板はSiを2.5〜7.0mass%含むことを特徴とする接着強度に優れた積層コアの製造方法。

以上、本発明によれば、接着強度に優れた積層コアを得ることができる。また、接着強度が安定しているので、コアを組み合わせてトランスやリアクトル、モータを製作する上で支障をきたす事が少ない。さらに、設備コストも真空含浸法に比べてかからないため、より安定し安価なコアの製作を可能とする。

本発明の対象とする積層コアは、コア構成部材である薄板を積層・接着して得られる積層コアであり、その形状等は特に限定しない。例えば、鉄心タイプ、ＥＩコア等が挙げられる。そして本発明の特徴は大気含浸法によりコアを接着剤に浸漬しコア構成部材どうしを接着する際に、コアを浸漬する接着剤液位をコア高さの1／10以上1／2以下とすることである。このように接着剤浸漬時の接着剤液位を規定した上で、薄板を積層・接着することにより接着強度の優れた積層コアが得られる。

なお、本発明において用いられる大気含浸法とは図3ａに示すように、常圧（大気圧）で積層コアをトレ−等を用い接着剤液の中に浸漬する方法であり、接着剤液位がコア高さの1／10以上1／2以下とは、図3bに示す通り、接着剤液位Ｈ1がＨ2×1／10〜Ｈ2×1／2である。ここで、コア高さＨ2は、積層方向と直角方向の高さであり、コアの幅に相当する。

また、本発明において、コア構成部材としては、板厚0.2mm以下の薄板とする。さらに、上記薄板としては、優れた軟磁気特性を持つ珪素鋼板が好ましく、Si含有量2.5〜7.0mass%の高珪素鋼板を使用することが好ましい。

以下に本発明の詳細を説明する。

まず、大気含浸法において、積層コアを接着剤に浸漬する時の接着剤液位と積層コアの接着強度との関係を調べるため、板厚0.1mmのSiを6.5mass%含有する珪素鋼板の薄板をコア構成部材とし、前記薄板を積層し、積層した薄板を大気含浸法により接着剤に浸漬させた。この時、コアを浸漬する接着剤液位を変化させた。また、接着強度の評価としては、図2に示すような3点支持の曲げ試験で測定される破壊強度を用いた。なお、破壊強度は各々の接着剤液位に調整し浸漬を行った各10ヶの積層コアについて測定した。得られた結果を図1に示す。なお、図1において、各プロットは各々の接着剤液位で浸漬を行った積層コアに対して曲げ試験を10回行った場合の破壊強度の平均であり、図1中に各々の接着剤液位における破壊強度のバラツキも併せて示す。

図1より、接着剤液位が10%以上50%以下の領域で破壊強度が800N超えと良好な値を示していることがわかる。これは、液位が10%未満の場合、毛細管現象による液の浸透が十分に行われず強度が安定しないためである。一方、液位が50%を超える場合は、コア積層間の空気溜りが発生し、強度が安定しない。以上から、本発明において、大気含浸法によりコアを接着剤に浸漬する際のコアを浸漬する接着剤液位は、コア高さの10%以上50%以下（1／10以上1／2以下）とする。さらに、接着剤液位が20%以上50%以下の領域では破壊強度がより一層良好な値を示していることから、コアを浸漬する接着剤液位は、好ましくはコア高さの20%以上50%以下（1／5以上1／2以下）とする。

この時、使用する接着剤は特に限定しない。しかし、トランスやリアクトルの使用時にはコアの表面温度が発熱により100℃以上に達する場合があるので、接着剤としては高温での接着強度の強いものを使用することが好ましい。例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の接着剤が用いられる。

また、本発明の接着強度に優れた積層コアの製造方法は上記に規定したコアを浸漬する接着剤液位が本発明範囲内であれば良く、それ以外は特に限定しない。例えば、ア）打ち抜き加工等により所定の形状のコア構成部材である薄板を得、次いで前記薄板を接着剤に浸漬した状態で積層し、成型用治具等で拘束することにより成型し、その後乾燥焼付をする方法や、イ）ア）において、薄板を接着剤に浸漬する前にまず積層し、次いで接着剤に浸漬し、成型し、その後乾燥焼付をする方法などが挙げられる。そして、ア）イ）いずれも、薄板を接着剤に浸漬する際は大気含浸法を用い、コアを浸漬する接着剤液位は本発明範囲内とする。

Si6.5mass%を含む板厚0.1mmの薄鋼板を用い、これを積層し、大気含浸法により接着してW50mm×L20mm×H30mmサイズのコアを作成した。なお、大気含浸時の接着剤液位はコア高さ（L：20mm）の5%〜75%とした。また、接着剤としてアクリル系接着剤を用い、浸漬時間は8時間とした。得られたサンプルに対して図2と同様の方法で破壊強度を測定した。得られた結果を表1に示す。

表1より、接着剤液位が本発明範囲内の発明例ではいずれも破壊強度は、積層コア及びブロックコア同士をトランス形状に製作するための樹脂モールド時にコアの破壊を生じない為に必要とされる1000Nを超えていた。さらに、バラツキ自体も少ないため、安定して接着成型することができた。

一方、接着剤液位が本発明範囲外の比較例では、強度のバラツキが大きく、破壊強度は800N未満と劣っていた。

接着剤液位と積層コアの接着強度との関係を示す図である。 破壊強度の測定方法を示す模式図である。 大気含浸法を示す図である。

符号の説明

1 積層コア
2 圧下試験器の圧子
3 治具

Claims (1)

1. コア構成部材がSiを２．５〜７．０mass％含み、板厚０．２mm以下の薄板からなり、前記コア構成部材どうしが大気含浸法により接着剤で接着され、前記薄板を積層してなる積層コアの製造方法であって、
   大気含浸法により、前記コア構成部材である薄板を積層してなるコアを接着剤に浸漬し接着する際に、該コアを浸漬する接着剤液位をコア高さの１／１０以上１／２以下とすることを特徴とする接着強度に優れた積層コアの製造方法。

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