JP6438498B2 - 磁性板の積層体及びモータ - Google Patents
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図7は、従来の構造による積層体の締結状態を示している。図7(a)は、側面図であり、(b)は、上面図であり、(c)は、拡大した側面図である。軟磁性薄帯の積層部21がワッシャ22を介してボルト23で基板24に取り付けられている。拘束されていない部分(c)を拡大すると、軟磁性薄帯25のたわみにより、軟磁性薄帯25間に隙間26が生じ、占積率が悪くなる。その結果、単位体積あたりの磁性体の比率が低くなり、積層体としての軟磁気特性は低下するだけでなく、形状が不安定になる。
前記積層部の積層方向の上面及び下面から前記積層部を挟む第1及び第2の金属板と、
前記第1及び第2の金属板と、前記積層部と、を貫き、前記第1及び第2の金属板によって前記積層部を締結する締結機構と、
を有する。
前記積層部の積層方向の上面及び下面から前記積層部を挟む第1及び第2の金属板と、
前記第1及び第2の金属板と、前記積層部と、を貫き、前記第1及び第2の金属板によって前記積層部を締結する締結機構と、
を有する。
上記第1から第9のいずれかの態様の前記磁性板の積層体からなり、前記回転子を回転可能に内部に格納する固定子と、
を備える。
図1(a)〜(c)は、実施の形態1における磁性板の積層体を用いたモータの構成を示す図であって、具体的にはブラシレスモータについて示している。図1(a)は磁性板の積層体3を用いたモータの側面図であり、図1(b)は上面図であり、図1(c)は積層部1の拡大図である。なお、図1(a)において、巻き線部分の突出部は省略している。
図1(a)〜(c)に示すように、この磁性板の積層体3は、非晶質あるいはナノ結晶粒を含有する軟磁性金属薄帯9が積層された積層部1と、その積層方向の上下面から積層部1を挟む2枚の金属板である非磁性のオーステナイト系ステンレス鋼板2a、2bと、2枚の金属板2a、2bと、積層部1と、を貫き、2枚の金属板(第1及び第2の金属板)2a、2bによって積層部1を締結する締結機構4、5と、を備える。この軟磁性金属薄帯9の積層部1では、各軟磁性金属薄帯9の間を接着剤を用いることなく積層している。この積層体3では、軟磁性金属薄帯9を積層して積層部1を形成する際に、接着剤を用いていないので、界面に接着剤が介在しないために軟磁性金属薄帯の体積分率である占積率を高めることができる。占積率が小さいと、必要な磁気特性を得るために磁性材の量を確保するための積層部1の厚さが厚くなる。その結果、積層部1に巻かれる巻線7が長くなり、巻線7の銅線に発生するジュール熱である銅損が大きくなり、モータ効率は低下する。モータ効率や積層部1の形状維持の観点から、積層部1における軟磁性金属薄帯の体積分率である占積率は、70%以上が好ましい。
また、積層体3には、軟磁性金属薄帯及びステンレス鋼板2に4箇所設けられた締結用穴に図では見えない円筒形のカラーが入っており、ボルト4とワッシャ5からなる締結機構で金属基板6に固定されている。この円筒形のカラーによって軟磁性薄帯及びステンレス鋼板2の平面方向の位置決めと高さの規制ができる。さらに、巻線7が施されており、中央には回転子8が回転可能に設置されている。
図2は、実施の形態2に係る磁性板の積層体3aの構成図である。図2に示すように、実施の形態2に係る磁性板の積層体3aは、実施の形態1と対比すると、積層部1を挟む金属板として、電磁鋼板11a、11bを用いた点で相違する。電磁鋼板11a、11bとしては、例えば金属薄帯と同じく軟磁性材料である珪素鋼を用いることができる。また、電磁鋼板11a、11bは、その板厚が0.15〜0.5mmの範囲のものを用いることができる。また、電磁鋼板11a、11bの厚さは、積層部1を構成する軟磁性薄帯9の厚さよりも厚いことが好ましい。普及的な板厚の薄い組合せは、電磁鋼板が0.15mm、薄帯が0.025mmなので、板厚の比は6倍以上である。この軟磁性の電磁鋼板11a、11bを第1及び第2の金属板として用いることによって、この磁性板の積層体3aを用いたモータの磁気特性損失は、図1の場合に比べ、小さくすることができる。
図3は、実施の形態3に係る磁性板の積層体3bの構成図である。図3に示すように、実施の形態3に係る磁性板の積層体3bは、実施の形態1及び実施の形態2に係る磁性板の積層体と対比すると、積層部1の上下に電磁鋼板11a、11bを各2枚設けた点で相違する。電磁鋼板11a、11bは、うず電流損失を小さくするため板厚は薄いものが多いので、2枚以上の複数の電磁鋼板11a、11bを設けることで、板厚が厚い場合と同様に剛性を一層高めることができる。剛性を確保するには、複数の電磁鋼板の少なくとも一部が接合されていることが望ましく、層間面が接合されているとなお好ましい。接合方法は、接着、溶接やカシメなどのいずれの方法であってもよい。
また、複数の電磁鋼板11a、11bの一部を非磁性の金属板に置き換えても良い。
図4は、実施の形態4に係る磁性板の積層体3cの構成図である。図4に示すように、実施の形態4に係る磁性板の積層体3cは、実施の形態1及び実施の形態2に係る磁性板の積層体と対比すると、積層部1の上下面の第1及び第2の金属板11a、11bだけでなく、積層部1内にも第3の電磁鋼板11cを設けている点で相違する。このように積層部1内に電磁鋼板11cを設けた構造により、積層体3cの剛性はより一層高くなる。
2a、2b オーステナイト系ステンレス鋼板
3 積層体
4 ボルト
5 ワッシャ
6 金属基板
7 巻線
8 回転子
9 軟磁性金属薄帯
10 間隙(隙間)
11a、11b、11c 電磁鋼板
21 積層部
22 ワッシャ
23 ボルト
24 基板
25 軟磁性薄帯
26 隙間
Claims (10)
- 積層された複数の軟磁性薄帯からなる積層部と、
前記積層部の積層方向の上面及び下面から前記積層部を挟む第1及び第2の金属板と、
前記第1及び第2の金属板と、前記積層部と、を貫き、前記第1及び第2の金属板によって前記積層部を締結する締結機構と、
を有し、
前記第1及び第2の金属板は、2枚以上の複数の金属板を積層することを特徴とする磁性板の積層体。 - 積層された複数の軟磁性薄帯からなる積層部と、
前記積層部の積層方向の上面及び下面から前記積層部を挟む第1及び第2の金属板と、
前記第1及び第2の金属板と、前記積層部と、を貫き、前記第1及び第2の金属板によって前記積層部を締結する締結機構と、
を有し、
前記締結機構は、前記積層部を貫く穴に、カラーが入っていることを特徴とする磁性板の積層体。 - 前記複数の軟磁性薄帯の各軟磁性薄帯は、それぞれ互いに局部的に接すると共に、前記各軟磁性薄帯の互いに接する箇所の間には間隙を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁性板の積層体。
- 前記積層部に占める軟磁性薄帯の体積%である占積率は、70%以上であって、残部は間隙である、請求項3に記載の磁性板の積層体。
- 前記軟磁性薄帯の厚さは、0.01mm以上、0.1mm以下であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の磁性板の積層体。
- 前記第1及び第2の金属板は、軟磁性であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の磁性板の積層体。
- 前記第1及び第2の金属板は、非磁性であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の磁性板の積層体。
- 前記第1及び第2の金属板の板厚は、軟磁性薄帯の6倍以上であって、前記積層体の厚さの20%以下であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の磁性板の積層体。
- さらに、前記積層部内に設けられた第3の金属板を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の磁性板の積層体。
- 回転子と、
請求項1から9のいずれか一項に記載の磁性板の積層体からなり、前記回転子を回転可能に内部に格納する固定子と、
を備えたモータ。
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