JP6908035B2 - ステータコアの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ステータコアの製造方法に関する。

従来、ステータの積層鉄芯を製造する方法として、電磁鋼板を打ち抜きにより単位鉄芯とし、所定枚数の単位鉄芯を互いに接着剤によって固着して積層する方法が知られている。例えば、特許文献１には、粉体接着剤を単位鉄芯の表面に塗布することによって、単位鉄芯同士を固着する方法が記載されている。

日本国公開公報２００４−６４０４１号公報

しかし、上記のような方法では、単位鉄芯の表面における接着剤の塗布範囲を制御することが難しく、単位鉄芯の表面において接着剤を塗布すべきでない部分に接着剤が塗布される場合があった。そのため、例えば、単位鉄芯を積層した際に、接着剤が単位鉄芯の外縁からはみ出す場合があった。この場合、単位鉄芯を積層する金型に接着剤が付着しやすいため、定期的に金型に付着した接着剤を除去する等の必要があり、積層鉄芯の生産性が低下する問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて、複数の板部材同士が接着剤を介して積層されて構成されるステータコアの製造方法であって、板部材において接着剤を塗布すべきでない部分に接着剤が塗布されることを防止できるステータコアの製造方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の一つの態様のステータコアの製造方法は、上下方向に延びる中心軸を中心とし、複数の板部材が積層されて構成されるステータコアの製造方法であって、磁性材料の一部を打ち抜いて除去し、前記板部材の外形の一部を有するコア板部を形成する工程Ｓ１と、前記磁性材料の上下方向一方側の面である第１面の一部をマスキングする工程Ｓ２と、前記第１面に、静電塗布方法を用いて接着剤を吹き付ける工程Ｓ３と、前記磁性材料から前記コア板部を打ち抜いて前記板部材を形成する工程Ｓ４と、前記接着剤を介して前記板部材同士を接着し、前記板部材を積層する工程Ｓ５と、を含み、前記工程Ｓ２において、前記第１面の一部をマスキングするマスキング部材は、前記第１面に接触し、前記第１面において前記コア板部を囲むマスク部と、前記マスク部の外縁から上下方向に延びる筒状の壁部と、を有し、前記工程Ｓ３において、前記接着剤を吹き付ける吹付け部は、前記壁部の内側に配置される、ステータコアの製造方法。

本発明の一つの態様によれば、複数の板部材同士が接着剤を介して積層されて構成されるステータコアの製造方法であって、板部材において接着剤を塗布すべきでない部分に接着剤が塗布されることを防止できるステータコアの製造方法が提供される。

図１は、本実施形態のモータを示す断面図である。 図２は、本実施形態のステータコアを示す斜視図である。 図３は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順を示すフローチャートである。 図４は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順の一部を示す断面図である。 図５は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順の一部を示す図であって、上方から視た斜視図である。 図６は、本実施形態のステータコアの製造方法の手順の一部を示す図であって、下方から視た斜視図である。 図７は、本実施形態のマスキング部材の部分を下側から視た底面図である。

図１に示すように、本実施形態のモータ１は、例えば、アウタロータ型のモータである。モータ１は、支持部材４０と、中心軸Ｊ１を中心とするシャフト３１を有するロータ３０と、ステータ２０と、を備える。

以下の説明においては、中心軸Ｊ１が延びる方向と平行な方向を「上下方向」と呼ぶ場合がある。上下方向は、単に説明のために用いられる名称であって、モータ１の実際の位置関係および方向を限定しない。また、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を単に「径方向」と呼ぶ場合があり、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ場合がある。

支持部材４０は、中心軸Ｊ１を中心として上下方向に延びる円筒状である。ロータ３０は、シャフト３１と、マグネット保持部３２と、マグネット３３と、を有する。シャフト３１は、支持部材４０の内周面に固定されたベアリングを介して、支持部材４０に対して回転可能に支持される。マグネット保持部３２は、下側に開口する円筒状であり、シャフト３１の上端に固定される。マグネット３３は、マグネット保持部３２の径方向内側面に固定される。ロータ３０は、ステータ２０と隙間を介して対向する。図１では、マグネット３３が、後述するステータコア１０と隙間を介して径方向に対向する。マグネット３３は、ステータコア１０よりも径方向外側に配置される。

ステータ２０は、ステータコア１０と、ステータコア１０に装着されたインシュレータ２１と、インシュレータ２１を介して後述するティース１２に巻き回されたコイル２２と、を有する。

図１および図２に示すように、ステータコア１０は、上下方向に延びる中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。ステータコア１０は、支持部材４０の外周面に固定される。ステータコア１０は、コアバック１１と、複数のティース１２と、を有する。コアバック１１は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状である。ティース１２は、コアバック１１から径方向に延びる。図２では、ティース１２は、コアバック１１から径方向外側に延びる。複数のティース１２は、周方向に沿って等間隔に配置される。

ステータコア１０は、複数の板部材１０ａが積層されて構成される。板部材１０ａは、径方向に拡がる板状である。積層された板部材１０ａ同士は、互いに接着剤で接着されている。板部材１０ａは、コアバック板部８１と、ティース板部８２と、を有する。

コアバック板部８１は、中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。複数の板部材１０ａのコアバック板部８１が上下方向に積層されることで、コアバック１１が構成される。すなわち、コアバック板部８１は、コアバック１１の一部を構成する。ティース板部８２は、コアバック板部８１から径方向に延びる。図２では、ティース板部８２は、コアバック板部８１から径方向外側に延びる。複数の板部材１０ａのティース板部８２が上下方向に積層されることで、ティース１２が構成される。すなわち、ティース板部８２は、ティース１２の一部を構成する。

次に、本実施形態のステータコア１０の製造方法について説明する。図３に示すように、本実施形態のステータコア１０の製造方法は、第１打ち抜き工程Ｓ１と、マスキング工程Ｓ２と、塗布工程Ｓ３と、第２打ち抜き工程Ｓ４と、積層工程Ｓ５と、を含む。本実施形態において各工程は、図４に示す製造装置Ｍによって行われる。製造装置Ｍは、帯状の電磁鋼板８０を搬送しつつ、各工程を行う。電磁鋼板８０は、磁性材料である。

図４から図７においては、適宜３次元座標軸を示している。Ｚ軸方向は、上下方向と平行な方向である。Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する一方向であり、図４では左右方向である。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向と直交する方向である。図４において電磁鋼板８０は、製造装置Ｍによって、Ｘ軸方向と平行な方向に搬送される。以下の説明においては、電磁鋼板８０が搬送される方向を単に「搬送方向」と呼ぶ場合がある。また、搬送される電磁鋼板８０が進む側、すなわち＋Ｘ側を単に「下流側」と呼ぶ場合があり、搬送される電磁鋼板８０が進む側と逆側、すなわち−Ｘ側を単に「上流側」と呼ぶ場合がある。搬送方向は、帯状の電磁鋼板８０の長手方向である。Ｙ軸方向は、搬送される電磁鋼板８０の短手方向と平行な方向である。

製造装置Ｍは、上流側から下流側に沿って順に、第１打ち抜き装置Ｍ１と、塗布装置Ｍ２と、第２打ち抜き装置Ｍ３と、を有する。

第１打ち抜き工程Ｓ１は、電磁鋼板８０の一部を打ち抜いて除去し、板部材１０ａの外形の一部を有するコア板部８３を形成する工程である。図５に示すように、コア板部８３は、コアバック板部８１と、複数のティース板部８２と、を有する。第１打ち抜き工程Ｓ１は、図４に示す第１打ち抜き装置Ｍ１を用いて行われる。第１打ち抜き装置Ｍ１は、第１ダイＤ１と、第１ダイＤ１の上側に配置された第１パンチＰ１と、を有する。

第１ダイＤ１と第１パンチＰ１とによって、電磁鋼板８０の一部が打ち抜かれ、図５に示す第１孔部８１ａおよび複数の第２孔部８２ａが形成される。すなわち、第１孔部８１ａおよび第２孔部８２ａは、第１打ち抜き工程Ｓ１で電磁鋼板８０の一部が除去されて形成された孔部である。第１孔部８１ａおよび第２孔部８２ａは、電磁鋼板８０を上下方向に貫通する。第１孔部８１ａは、円形状である。複数の第２孔部８２ａは、第１孔部８１ａから径方向外側に離れた位置において、第１孔部８１ａを囲む。複数の第２孔部８２ａは、周方向に沿って等間隔に配置される。

第１孔部８１ａおよび第２孔部８２ａが形成されることで、コア板部８３が形成される。コアバック板部８１は、第１孔部８１ａと第２孔部８２ａとの径方向の間に形成される。ティース板部８２は、周方向に隣り合う第２孔部８２ａ同士の周方向の間に形成される。

第１打ち抜き工程Ｓ１が終了した後、電磁鋼板８０は、搬送方向に沿って下流側に送られる。より詳細には、第１打ち抜き工程Ｓ１が終了した後、電磁鋼板８０のうち第１打ち抜き工程Ｓ１を施された部分、すなわちコア板部８３は、第１打ち抜き装置Ｍ１の下流側に隣接して配置された塗布装置Ｍ２に搬送される。

マスキング工程Ｓ２は、電磁鋼板８０の上下方向一方側の面である第１面８０ａの一部をマスキングする工程である。図４では、第１面８０ａは、電磁鋼板８０における下側の面である。すなわち、第１面８０ａは、磁性材料における下側の面である。マスキング工程Ｓ２は、塗布装置Ｍ２を用いて行われる。塗布装置Ｍ２は、上側固定部材Ｆ１と、上側固定部材Ｆ１の下側に配置された下側固定部材Ｆ２と、マスキング部材５０と、を有する。

上側固定部材Ｆ１は、下側固定部材Ｆ２に対して上下方向に移動する。これにより、上側固定部材Ｆ１と下側固定部材Ｆ２とによって、接触した状態で電磁鋼板８０を上下方向に挟んで固定することと、電磁鋼板８０の固定を解除することと、が可能である。図４では、電磁鋼板８０が上側固定部材Ｆ１と下側固定部材Ｆ２とによって固定された状態を示している。電磁鋼板８０が固定された状態において、上側固定部材Ｆ１は、電磁鋼板８０の上側の面である第２面８０ｂに上側から接触する。電磁鋼板８０が固定された状態において、下側固定部材Ｆ２は、第１面８０ａに下側から接触する。上側固定部材Ｆ１は、上側固定部材Ｆ１を上下方向に貫通する空気抜き孔Ｆ１ａを有する。

マスキング部材５０は、マスキング工程Ｓ２において、第１面８０ａの一部をマスキングする。より詳細には、マスキング部材５０は、電磁鋼板８０が上側固定部材Ｆ１と下側固定部材Ｆ２とによって固定された状態である場合に、第１面８０ａの一部をマスキングする。マスキング部材５０は、下側固定部材Ｆ２に設けられる。より詳細には、マスキング部材５０は、下側固定部材Ｆ２の上面に設けられた下側に窪む凹部Ｆ２ａの内部に配置される。マスキング部材５０は、マスク部５１と、ガイド部５２と、壁部５３と、内筒部５４と、複数の仕切部５５と、を有する。
前記工程Ｓ３において、前記接着剤を吹き付ける吹付け部は、前記壁部の内側に配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載のステータコアの製造方法。

マスク部５１によって第１面８０ａがマスキングされる。そのため、第１面８０ａに接着剤が塗布されない部分が形成される。図６に示すように、マスク部５１は、径方向に拡がる円板状である。図４に示すように、マスク部５１は、第１面８０ａと接触する。マスク部５１の上面は、下側固定部材Ｆ２の上面と、上下方向と直交する同一面上に配置される。図６に示すように、マスク部５１は、周方向に沿って複数のマスク貫通孔５６を有する。マスク貫通孔５６は、マスク部５１を上下方向に貫通する。図６では、マスク貫通孔５６は、８つ設けられる。図７に示すように、マスク貫通孔５６は、第１マスク貫通部５６ａと、第２マスク貫通部５６ｂと、を有する。

第１マスク貫通部５６ａは、周方向に延びる。第１マスク貫通部５６ａは、コアバック板部８１と上下方向に重なる。第１マスク貫通部５６ａの径方向の寸法は、コアバック板部８１の径方向の寸法よりも小さい。第１マスク貫通部５６ａの内縁のうち径方向外側の部分は、コアバック板部８１の径方向外縁よりも径方向内側に配置される。第１マスク貫通部５６ａの内縁のうちの径方向内側の部分は、コアバック板部８１の径方向内縁よりも径方向外側に配置される。

第２マスク貫通部５６ｂは、第１マスク貫通部５６ａから径方向外側に延びる。図７では、第２マスク貫通部５６ｂは、１つのマスク貫通孔５６ごとに３つずつ設けられる。第２マスク貫通部５６ｂは、第１マスク貫通部５６ａの周方向中央と、第１マスク貫通部５６ａの周方向両端とから、径方向外側に延びる。第２マスク貫通部５６ｂは、ティース板部８２と上下方向に重なる。

第２マスク貫通部５６ｂの周方向の寸法は、ティース板部８２の周方向の寸法よりも小さい。第２マスク貫通部５６ｂの内縁のうちの周方向両側の部分は、ティース板部８２の周方向両縁よりも内側に配置される。第２マスク貫通部５６ｂの内縁のうちの径方向外側の部分は、ティース板部８２の径方向外端よりも径方向内側に配置される。

第１面８０ａのうちマスク貫通孔５６と上下方向に重なる部分は、マスク貫通孔５６を介して後述する空間Ｓに露出する。

図６に示すように、マスク部５１は、円板部５１ａと、円環部５１ｂと、複数の延伸部５１ｃと、複数の連結部５１ｄと、を有する。円板部５１ａ、円環部５１ｂ、複数の延伸部５１ｃ、および複数の連結部５１ｄは、マスク貫通孔５６が設けられることによって、設けられる。

円板部５１ａは、マスク部５１の中央に位置する円板状である。円板部５１ａは、コアバック板部８１の径方向内縁部をマスキングする。図７に示すように、円板部５１ａの径方向外縁は、コアバック板部８１の径方向内縁よりも径方向外側に配置される。図４に示すように、円板部５１ａの径方向外縁部は、コアバック板部８１の径方向内縁部に下側から接触する。

図６に示すように、円環部５１ｂは、マスク部５１の径方向外縁に位置する円環状である。円環部５１ｂは、ティース板部８２の径方向外端をマスキングする。円環部５１ｂは、コア板部８３よりも径方向外側において、第１面８０ａと接触する。円環部５１ｂは、第１面８０ａにおいてコア板部８３を囲む。これにより、マスク部５１は、第１面８０ａにおいてコア板部８３を囲む。すなわち、マスク部５１は、第１面８０ａに接触し、第１面８０ａにおいてコア板部８３を囲む。

延伸部５１ｃは、円環部５１ｂの径方向内縁から径方向内側に延びる。延伸部５１ｃは、ティース板部８２から接着剤がはみ出し、金型内に接着剤が付着することを防止する。図７に示すように、延伸部５１ｃは、周方向に隣り合う第２マスク貫通部５６ｂ同士の周方向の間に配置される。複数の延伸部５１ｃは、周方向に沿って等間隔に配置される。延伸部５１ｃの外形は、第２孔部８２ａの内縁に沿った形状である。延伸部５１ｃの周方向一方側の縁部は、延伸部５１ｃの周方向一方側に隣り合うティース板部８２の周方向他方側の縁部に下側から接触する。延伸部５１ｃの周方向他方側の縁部は、延伸部５１ｃの周方向他方側に隣り合うティース板部８２の周方向一方側の縁部に下側から接触する。延伸部５１ｃの径方向内縁部は、コアバック板部８１の径方向外縁部に下側から接触する。

連結部５１ｄは、円板部５１ａの径方向外縁と延伸部５１ｃの径方向内縁とを連結する。そのため、マスク部５１が、連結部５１ｄを有する構成により、マスク部５１を１つの部材で形成することができる。複数の連結部５１ｄは、周方向に沿って等間隔に配置される。連結部５１ｄの数は、延伸部５１ｃの数よりも少ない。すなわち、連結部５１ｄによって円板部５１ａと接続される延伸部５１ｃは、複数の延伸部５１ｃのうちの一部である。連結部５１ｄは、周方向に隣り合う第１マスク貫通部５６ａ同士の周方向の間に配置される。連結部５１ｄは、コアバック板部８１に下側から接触する。なお、連結部５１ｄは、後述する複数のノズル６０ａの周方向に間に位置することが望ましい。

ガイド部５２は、マスク部５１を電磁鋼板８０に対する周方向および径方向に位置決めする。図４および図５に示すように、ガイド部５２は、電磁鋼板８０の一部が打ち抜かれることによって形成された第１孔部８１ａおよび複数の第２孔部８２ａに挿入される。すなわち、ガイド部５２は、工程Ｓ１で磁性材料の一部が除去されて形成された孔部孔部８１ａに挿入される。ガイド部５２は、マスク部５１に接続される。より詳細には、ガイド部５２は、マスク部５１の上面から上側に突出する。この構成により、マスク部５１は、第１面８０ａに対して位置精度よく接触する。したがって、マスク部５１のマスキングを好適に行うことができる。なお、ガイド部５２は、電磁鋼板８０の上面よりも上側に突出してもよい。

図５に示すように、ガイド部５２は、第１ガイド部５２ａと、複数の第２ガイド部５２ｂと、を有する。第１ガイド部５２ａは、円板部５１ａの上面から上側に突出する。第１ガイド部５２ａは、円板状である。第１ガイド部５２ａの外径は、円板部５１ａの外径よりも小さく、第１孔部８１ａの内径とほぼ同じである。第１ガイド部５２ａは、第１孔部８１ａに下側から挿入される。

第２ガイド部５２ｂは、延伸部５１ｃの上面から上側に突出する。第２ガイド部５２ｂの上側から視た形状および大きさは、第２孔部８２ａの形状および大きさとほぼ同じである。複数の第２ガイド部５２ｂは、それぞれ第２孔部８２ａに下側から挿入される。マスク部５１とガイド部５２とは、単一の部材の部分であってもよいし、互いに別部材であってもよい。

壁部５３は、マスク部５１の外縁から上下方向に延びる筒状である。図４に示すように、壁部５３は、凹部Ｆ２ａの内部に配置される。壁部５３の上端に円環部５１ｂが固定される。図６に示すように、内筒部５４は、上下方向に延びる筒状であり、壁部５３の径方向内側に配置される。図４に示すように、内筒部５４の上端には、円板部５１ａが固定される。

図６に示すように、仕切部５５は、壁部５３の内周面と内筒部５４の外周面とを接続する。仕切部５５は、径方向に延びる。複数の仕切部５５は、周方向に沿って等間隔に配置される。複数の仕切部５５によって、壁部５３と内筒部５４との径方向の間の空間は、周方向に並んで配置される複数の空間Ｓに仕切られる。図６では、空間Ｓは、８つ設けられる。

マスク部５１の上面が第１面８０ａと接触することで、第１面８０ａの一部をマスキングできる。本実施形態においては、円板部５１ａ、延伸部５１ｃおよび連結部５１ｄによって、コア板部８３の下面のうちのマスク貫通孔５６と上下方向に重ならない部分がマスキングされる。円環部５１ｂによって、第１面８０ａのうちのコア板部８３を囲む環状の部分が、マスキングされる。

マスキング工程Ｓ２において、マスキングする部分は、コア板部８３の縁部の少なくとも一部を含む。本実施形態では、マスキング工程Ｓ２において、マスキングする部分は、コア板部８３の縁部全体を含む。すなわち、マスキング工程Ｓ２において、マスキングする部分は、コア板部８３の径方向外端の縁部を含む。本実施形態のステータコア１０は、アウタロータ型のモータ１のステータコアであるため、コア板部８３の径方向外端は、ティース板部８２の径方向外端である。すなわち、マスキング工程Ｓ２において、マスキングする部分は、ティース板部８２の径方向外端の縁部を含む。

塗布工程Ｓ３は、第１面８０ａに、静電塗布方法を用いて接着剤を吹き付ける工程である。接着剤は、第１面８０ａがマスキング部材５０によってマスキングされた状態において、第１面８０ａに吹き付けられる。本実施形態の塗布工程Ｓ３において、吹き付けられる接着剤は、液体接着剤である。例えば、接着剤が粉体接着剤の場合、粉体の粒径のばらつきによって、塗布された接着剤の膜厚のムラが大きくなり、膜厚を小さくしにくい場合があった。これに対して、液体接着剤を用いることで、塗布される接着剤の膜厚のムラを小さくでき、接着剤の膜厚を小さくしやすい。

液体接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、フェノール系接着剤、ナイロン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤、変性オレフィン樹脂系接着剤、合成ゴム系接着剤、塩化ビニル系接着剤およびこれら接着剤を組み合わせた接着剤等が挙げられる。また、液体接着剤は、嫌気性接着剤であってもよいし、光硬化性接着剤であってもよいし、熱硬化性接着剤であってもよい。

塗布工程Ｓ３は、マスキング工程Ｓ２と同様に、塗布装置Ｍ２を用いて行われる。図４に示すように、塗布装置Ｍ２は、静電塗布器６０をさらに備える。静電塗布器６０は、ノズル６０ａと、ノズル６０ａの上側に配置され、接地されたリング６２と、ノズル６０ａに高電圧を印加する電源６３と、を有する。

ノズル６０ａは、上下方向に延びる筒状である。ノズル６０ａの上部の外径および内径は、上側に向かうに従って小さくなる。ノズル６０ａは、下側固定部材Ｆ２に設けられた貫通孔Ｆ２ｂ内に配置される。貫通孔Ｆ２ｂは、凹部Ｆ２ａの底面から下側固定部材Ｆ２の下面までを貫通する。図５および図６では、ノズル６０ａは、８つ設けられる。

図４に示すように、ノズル６０ａは、接着剤を吹き付ける吹付け部６１を有する。吹付け部６１は、ノズル６０ａの上端部分である。吹付け部６１は、貫通孔Ｆ２ｂを介して、凹部Ｆ２ａ内に突出する。吹付け部６１は、壁部５３の内側に配置される。そのため、吹付け部６１から噴出される接着剤が、マスキング部材５０の外部に飛散することを抑制できる。各ノズル６０ａの吹付け部６１は、各空間Ｓ内に配置される。この構成により、複数のノズル６０ａから噴出された接着剤が、同じ範囲に重複して塗布されることを防止することができる。

ノズル６０ａには、電源６３から高電圧が印加されるため、吹付け部６１から噴出される接着剤は、帯電した状態となる。帯電した接着剤は、静電気力による反発力で細かい粒子となり、リング６２内を通って、第１面８０ａに付着する。このようにして、静電塗布方法を用いて、第１面８０ａに接着剤を塗布できる。

本実施形態において接着剤は、吹付け部６１から上側に噴出される。これにより、塗布工程Ｓ３において、第１面８０ａに、下側から接着剤が吹き付けられる。そのため、接着剤が液体接着剤の場合、接着剤の塗布を行わないときに、接着剤が自重によってノズル６０ａから第１面８０ａに垂れることを抑制できる。

本実施形態において接着剤が塗布される第１面８０ａの部分は、マスク部５１よりも径方向内側の部分のうちマスク部５１によってマスキングされていない部分、すなわち第１面８０ａのうちマスク貫通孔５６を介して空間Ｓに露出する部分である。図７に示すように、第１面８０ａのうちマスク貫通孔５６を介して空間Ｓに露出する部分は、コアバック板部８１の一部と、ティース板部８２の一部と、を含む。すなわち、塗布工程Ｓ３において、接着剤が塗布される部分は、ティース板部８２の少なくとも一部を含む。

本実施形態においては、コアバック板部８１のうち、径方向内縁部、径方向外縁部、および連結部５１ｄと上下方向に重なる部分を除いた部分に、接着剤が塗布される。また、ティース板部８２のうち、縁部を除いた部分に、接着剤が塗布される。

塗布工程Ｓ３が終了した後、電磁鋼板８０は、搬送方向に沿って下流側に送られる。より詳細には、塗布工程Ｓ３が終了した後、電磁鋼板８０のうち塗布工程Ｓ３を施された部分、すなわちコア板部８３は、塗布装置Ｍ２の下流側に隣接して配置された第２打ち抜き装置Ｍ３に搬送される。

第２打ち抜き工程Ｓ４は、電磁鋼板８０からコア板部８３を打ち抜いて板部材１０ａを形成する工程である。第２打ち抜き工程Ｓ４は、図４に示す第２打ち抜き装置Ｍ３を用いて行われる。第２打ち抜き装置Ｍ３は、第２ダイＤ２と、第２ダイＤ２の上側に配置された第２パンチＰ２と、を有する。第２ダイＤ２と第２パンチＰ２とによって、コア板部８３が打ち抜かれ、打ち抜かれた部分が板部材１０ａとなる。

積層工程Ｓ５は、接着剤を介して板部材１０ａ同士を接着し、板部材１０ａを積層する工程である。第２打ち抜き工程Ｓ４で形成された板部材１０ａは、第２ダイＤ２に設けられたガイド貫通孔Ｄ２ａに沿って落下し、順次積層される。板部材１０ａの下面には、塗布工程Ｓ３において接着剤が塗布されるため、板部材１０ａの下面が、すでに積層された板部材１０ａの上面と接着剤によって接着される。ガイド貫通孔Ｄ２ａは、第２ダイＤ２を上下方向に貫通する。ガイド貫通孔Ｄ２ａの径方向内側面は、板部材１０ａの径方向外縁のうちの少なくとも一部を支持する。

上述した各工程を繰り返し、所定枚数の板部材１０ａを積層することで、ステータコア１０が製造される。第１パンチＰ１と上側固定部材Ｆ１と第２パンチＰ２とは、例えば、共に上下方向に移動する。第１パンチＰ１と上側固定部材Ｆ１と第２パンチＰ２とは、最も下側に位置する状態、すなわち図４に示す状態において、各装置によって行われる工程を行う。すなわち、電磁鋼板８０における搬送方向の３つの箇所において、各箇所が位置する装置に対応した工程がほぼ同時に行われる。第１パンチＰ１と上側固定部材Ｆ１と第２パンチＰ２とが、図４に示す状態よりも上側に移動した状態において、電磁鋼板８０は、搬送方向に沿って上流側から下流側へと送られる。

なお、本実施形態においては、板部材１０ａの下面に接着剤が塗布されるため、ステータコア１０を構成する板部材１０ａのうち最も下側に位置する板部材１０ａについては、塗布工程Ｓ３を省略する。

本実施形態によれば、マスキング工程Ｓ２によって第１面８０ａをマスキングするため、塗布工程Ｓ３において、第１面８０ａにおいて接着剤を塗布すべきでない部分に接着剤が塗布されることを防止できる。これにより、第２打ち抜き工程Ｓ４によって形成される板部材１０ａにおいて接着剤を塗布すべきでない部分に接着剤が塗布されることを防止できる。したがって、板部材１０ａを積層した際に、接着剤が板部材１０ａからはみ出すことを抑制できる。そのため、板部材１０ａを積層する金型の内側面、すなわち本実施形態では第２ダイＤ２のガイド貫通孔Ｄ２ａの径方向内側面に接着剤が付着することを抑制できる。これにより、第２ダイＤ２内に付着する接着剤を除去する等のメンテナンスの手間が省け、ステータコア１０の生産性を向上することができる。

また、例えば、接着剤がステータコア１０におけるロータ３０と対向する部分にはみ出した場合、ロータ３０の回転時に硬化した接着剤がロータ３０と擦れ、モータ１の回転性能が低下する場合がある。また、モータ１の組み立て時に、はみ出した接着剤が完全に硬化していない場合には、はみ出した接着剤によってロータ３０とステータコア１０とが接着される場合もある。これらに対して、本実施形態によれば、接着剤がはみ出すことを抑制できるため、モータ１の回転性能が低下することを抑制でき、かつ、モータ１の組み立て時にロータ３０とステータコア１０とが接着されることを抑制できる。

また、接着剤を塗布する方法として、静電塗布方法を用いることで、例えば、接触塗布方法等により接着剤を塗布する場合に比べて、接着剤を精度よく塗布することができる。これにより、塗布される接着剤の膜厚を好適に薄くできる。したがって、板部材１０ａを積層した際に、板部材１０ａ同士の間で接着剤が広がることを抑制できる。

ここで、例えば、板部材同士の間で接着剤を広げて板部材同士の接着を行う場合、接着剤の広がりを制御することが難しく、板部材から接着剤がはみ出す、あるいは板部材同士の接着が不十分となる場合がある。板部材同士の接着が不十分となると、積層された板部材の同士の間に隙間が生じ、ステータコアの磁気特性が低下する場合がある。

これに対して、本実施形態によれば、板部材１０ａ同士の間で接着剤が広がることを抑制できるため、接着剤が広がってはみ出すことを抑制しつつ、板部材１０ａ同士を接着する箇所全体に接着剤を塗布して板部材１０ａ同士の接着を十分にできる。したがって、ステータコア１０の磁気特性が低下することを抑制でき、磁気特性に優れたステータコア１０が得られる。
また、接着剤を、板部材１０ａを接着するのに必要な分だけ塗布しやすく、接着剤の使用量を少なくできる。

また、上述した接着剤を広げて板部材同士の接着を行う場合において、接着剤の広がりを制御することは、例えば、板部材が小さくなる程、困難になる。したがって、上述した本実施形態は、小型のステータコアを製造する場合に特に有用である。

また、板部材同士を固定する方法として、板部材同士をカシメる方法、あるいは溶接する方法も考えられる。しかし、これらの方法を用いると、板部材に残留応力が生じ、材料特性が劣化する問題がある。この問題は、板部材が薄い場合に特に顕著である。一方、板部材が薄いほど、ステータコアに渦電流が生じることを抑制できるため、モータを高効率化する観点から、板部材は薄い方が好ましい。したがって、本実施形態のように接着剤を用いて板部材１０ａ同士を接着することで、板部材１０ａを薄くしてモータ１を高効率化しつつ、板部材１０ａに残留応力が生じず材料特性が劣化することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、マスキング工程Ｓ２において、コア板部８３の縁部の少なくとも一部をマスキングする。そのため、コア板部８３の縁部の少なくとも一部には、接着剤が塗布されず、コア板部８３の縁部から接着剤がはみ出すことをより抑制できる。本実施形態では、コア板部８３の縁部の全体がマスキングされるため、コア板部８３の縁部から接着剤がはみ出すことをさらに抑制できる。なお、マスキング工程Ｓ２においては、コア板部８３の縁部の一部のみをマスキングしてもよい。

また、本実施形態によれば、マスキング工程Ｓ２において、コア板部８３の径方向外端の縁部をマスキングする。これにより、板部材１０ａの積層時に、板部材１０ａの径方向外側に接着剤がはみ出すことを抑制できる。したがって、接着剤が第２ダイＤ２のガイド貫通孔Ｄ２ａの径方向内側面に付着することを抑制できる。また、本実施形態のようにアウタロータ型のモータ１の場合には、ステータコア１０におけるロータ３０と対向する部分は、ステータコア１０の径方向外端である。そのため、板部材１０ａの径方向外側に接着剤がはみ出すことを抑制できることで、はみ出した接着剤がロータ３０と擦れることも抑制できる。

また、例えば、積層されるティース板部同士の接着が不十分な場合、ティース板部同士の間に隙間が生じる場合がある。ティースは、ステータコアの磁気回路の発生に与える影響が大きいため、ティース板部同士の間に隙間が生じると、ステータコアの磁気特性が大きく低下する場合がある。これに対して本実施形態によれば、塗布工程Ｓ３において、ティース板部８２に接着剤が塗布されるため、ティース板部８２同士の接着を十分にできる。これにより、ステータコア１０の磁気特性が低下することをより抑制できる。

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。

塗布工程Ｓ３において、コアバック板部８１に接着剤を塗布せずに、ティース板部８２のみに接着剤を塗布してもよい。この場合、接着剤の使用量を低減できる。また、コアバック１１は、ステータコア１０の磁気回路の発生に与える影響がティース１２に比べて小さいため、仮にコアバック板部８１同士の間に隙間が生じても、ステータコア１０の磁気特性が低下しにくい。この場合、マスキング工程Ｓ２において、コアバック板部８１の全体をマスキングする。

また、上記の他、接着剤を塗布する部分は、ステータコア１０の磁気回路に与える影響の大きい箇所、およびステータコア１０において剛性が必要な箇所等に応じて、適宜決定してもよい。これにより、ステータコア１０の磁気特性が低下することを抑制しつつ、接着剤の使用量を低減できる。

また、塗布工程Ｓ３においては、接着剤を電磁鋼板８０の上側から吹き付けてもよい。すなわち、接着剤が吹き付けられる第１面が電磁鋼板８０の上側の面であってもよい。この場合、積層される板部材１０ａの上面に接着剤が塗布されるため、ステータコア１０を構成する板部材１０ａのうち最も上側に位置する板部材１０ａについては、塗布工程Ｓ３を省略する。

また、マスキング工程Ｓ２および塗布工程Ｓ３は、第１打ち抜き工程Ｓ１の前に行ってもよい。

また、接着剤は、粉体接着剤等、液体接着剤以外の接着剤であってもよい。粉体接着剤の種類については、上述した液体接着剤の種類と同様に選択できる。

また、マスキング部材５０の構成は、第１面８０ａにおける所望の位置をマスキングできるならば、特に限定されない。また、静電塗布器６０の構成は、静電塗布方法によって第１面８０ａに接着剤を塗布できるならば、特に限定されない。

また、本発明のステータコアの製造方法は、インナーロータ型のモータのステータコアにも適用できる。この場合、板部材の径方向内端が、ロータと対向するティース板部の先端となる。そのため、マスキング工程において、コア板部の径方向内端の縁部をマスキングすることで、板部材の径方向内側に接着剤がはみ出すことを抑制でき、はみ出した接着剤がロータと擦れることを抑制できる。

また、本発明のステータコアの製造方法は、コアバックが円環状であるとして説明したが、この構成に限定されない。すなわち、上述した積層工程の後、積層されて形成されるステータコアは、円環状のコアバックを有していなくてもよい。例えば、本発明のステータコアの製造方法は、分割コアおよび展開コアの製造に適用してもよい。本発明のステータコアの製造方法を分割コアに適用する場合、上述した実施形態と同様の工程によって、分割された状態の複数の分割コアを製造してもよい。この場合、本発明の一つの態様のステータコアの製造方法は、上述した実施形態と同様の工程に加えて、分割された状態で製造された複数の分割コアを組み立てて環状のコアバックを有するステータコアを形成する工程を含んでもよい。また、本発明のステータコアの製造方法を展開コアに適用する場合、上述した実施形態と同様の工程によって、展開された状態の展開コアを製造してもよい。この場合、本発明の一つの態様のステータコアの製造方法は、上述した実施形態と同様の工程に加えて、展開された状態の展開コアを丸めて環状のコアバックを有するステータコアを形成する工程を含んでもよい。

また、本発明のステータコアの製造方法は、電磁鋼板を打ち抜き、板部材を形成する工程を説明したが、これに限定されない。例えば、アモルファス材料を打ち抜き、板部材を形成してもよく、または、所定の形状に形成されたアモルファス材料を用いてもよい。すなわち、本発明の一つの態様のステータコアの製造方法は、電磁鋼板またはアモルファス材料等の磁性材料を打ち抜く工程と、打ち抜いた磁性材料に対してマスキングし、接着剤を吹き付ける工程と、を含むステータコアの製造方法でもよい。

上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…ステータコア、１０ａ…板部材、２０…ステータ、５０…マスキング部材、５１…マスク部、５２…ガイド部、５３…壁部、６１…吹付け部、８０…電磁鋼板（磁性材料）、８０ａ…第１面、８３…コア板部、Ｊ１…中心軸、Ｓ１…第１打ち抜き工程（工程Ｓ１）、Ｓ２…マスキング工程（工程Ｓ２）、Ｓ３…塗布工程（工程Ｓ３）、Ｓ４…第２打ち抜き工程（工程Ｓ４）、Ｓ５…積層工程（工程Ｓ５）

Claims (8)

1. 上下方向に延びる中心軸を中心とし、複数の板部材が積層されて構成されるステータコアの製造方法であって、
   磁性材料の一部を打ち抜いて除去し、前記板部材の外形の一部を有するコア板部を形成する工程Ｓ１と、
   前記磁性材料の上下方向一方側の面である第１面の一部をマスキングする工程Ｓ２と、
   前記第１面に、静電塗布方法を用いて接着剤を吹き付ける工程Ｓ３と、
   前記磁性材料から前記コア板部を打ち抜いて前記板部材を形成する工程Ｓ４と、
   前記接着剤を介して前記板部材同士を接着し、前記板部材を積層する工程Ｓ５と、
   を含み、
   前記工程Ｓ２において、前記第１面の一部をマスキングするマスキング部材は、
   前記第１面に接触し、前記第１面において前記コア板部を囲むマスク部と、
   前記マスク部の外縁から上下方向に延びる筒状の壁部と、
   を有し、
   前記工程Ｓ３において、前記接着剤を吹き付ける吹付け部は、前記壁部の内側に配置される、
   ステータコアの製造方法。
2. 前記工程Ｓ２において、マスキングする部分は、前記コア板部の縁部の少なくとも一部を含む、請求項１に記載のステータコアの製造方法。
3. 前記工程Ｓ２において、マスキングする部分は、前記コア板部の径方向外端の縁部を含む、請求項２に記載のステータコアの製造方法。
4. 前記工程Ｓ３において、前記接着剤は、液体接着剤である、請求項１から３のいずれか一項に記載のステータコアの製造方法。
5. 前記第１面は、前記磁性材料における下側の面であり、
   前記工程Ｓ３において、前記第１面に、下側から前記接着剤が吹き付けられる、請求項４に記載のステータコアの製造方法。
6. 前記工程Ｓ２において、前記第１面の一部をマスキングするマスキング部材は、
   前記第１面に接触するマスク部と、
   前記マスク部に接続され、前記工程Ｓ１で前記磁性材料の一部が除去されて形成された孔部に挿入されるガイド部と、
   を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のステータコアの製造方法。
7. 前記磁性材料は、電磁鋼板である、請求項１から６のいずれか一項に記載のステータコアの製造方法。
8. 前記請求項１乃至７の何れか一項に記載のステータコアの製造方法に使用するマスキング部材であって、
   前記第１面に接触され、前記第１面において前記コア板部を囲むためのマスク部と、
   前記マスク部の外縁から上下方向に延びる筒状の壁部と、
   を有する、マスキング部材。
   

Images