JPH11150895A - 電磁鋼板積層コアとその製造法 - Google Patents

電磁鋼板積層コアとその製造法

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JPH11150895A
JPH11150895A JP31379897A JP31379897A JPH11150895A JP H11150895 A JPH11150895 A JP H11150895A JP 31379897 A JP31379897 A JP 31379897A JP 31379897 A JP31379897 A JP 31379897A JP H11150895 A JPH11150895 A JP H11150895A
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JP
Japan
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core
steel sheet
electromagnetic steel
thermal conductivity
steel sheets
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JP31379897A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Kaido
力 開道
Shuichi Yamazaki
修一 山崎
Takeaki Wakizaka
岳顕 脇坂
Kazutoshi Takeda
和年 竹田
Kouji Muneta
孝司 棟田
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータやトランスにおいて、熱伝導率を改善
した電磁鋼板積層コアとその製造方法を提供すること。 【解決手段】 表面に加熱すると接着能を発揮する皮膜
が施されている電磁鋼板を積層、加熱接着してコアにし
た場合の積層方向の熱伝導率が電磁鋼板の板内の熱伝導
率の1/5以上である電磁鋼板積層コア。及び、接着皮
膜電磁鋼板を用いたコアの積層方向の熱伝導率が、表面
に加熱すると接着能を発揮する皮膜が施されていない場
合の電磁鋼板を積層した場合の積層方向の熱伝導率の2
倍以上である電磁鋼板積層コア。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モータやトランス
等のようなエネルギー変換用コアに関するもので、特に
電磁鋼板積層コアとその製造方法に係る。
【0002】
【従来の技術】トランスやモータをはじめその他電力機
器において、コアの鉄損や巻線の銅損などによる温度上
昇を抑制することは小形高出力化のために重要である。
そのため、コア鉄損による熱だけでなく、巻線の銅損に
よる熱をも抜熱するために、コアの熱伝導性が問題とな
る。コアは一般に電磁鋼板を積層して使われる場合が多
い。コアの熱伝導は電磁鋼板の板内の熱伝導率は高く、
コアの冷却には板内の熱伝導が利用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、モータやト
ランス等において、熱伝導性を改善したコアとその製造
方法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)加熱により接着能を発揮する皮膜が施された電磁
鋼板を積層し、加熱接着して形成されたコアにおいて、
コアの積層方向の熱伝導率が電磁鋼板の板内の熱伝導率
の1/5以上であることを特徴とする電磁鋼板積層コ
ア。 (2)加熱により接着能を発揮する皮膜が施された電磁
鋼板を積層し、加熱接着して形成されたコアにおいて、
コアの積層方向の熱伝導率が接着能を持たない電磁鋼板
を積層したコアの積層方向の熱伝導率の2倍以上である
ことを特徴とする電磁鋼板積層コア。 (3)加熱により接着能を発揮する皮膜が施された電磁
鋼板を積層し、最終応用製品配置状態にして加圧下で加
熱接着することを特徴とする前記(1)または(2)に
記載の電磁鋼板積層コアの製造方法。 (4)加熱により接着能を発揮する皮膜が施された電磁
鋼板を積層し、最終応用製品配置状態にして加圧下で加
熱接着する際に、前記皮膜の一部をはみ出させ、積層コ
アと隣接部材を同時に接着することを特徴とする前記
(3)に記載の電磁鋼板積層コアの製造方法。にある。
【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。
その接着皮膜は両面でも、片面でも良く、表面の全面で
なくとも部分的でも良い。また、電磁鋼板は無方向性電
磁鋼板、方向性電磁鋼板に限らず、一般的な薄板を電磁
鋼板として使用する場合も含まれる。
【0006】接着皮膜を施した電磁鋼板を積層、加熱接
着してコアにした場合の積層方向の熱伝導率が電磁鋼板
の板内の熱伝導率の1/5以上にできるように、または
接着皮膜が施されていない電磁鋼板を積層したコアより
積層方向の熱伝導率が2倍以上にできるように接着皮膜
の種類や厚さを選ぶ必要がある。積層方向の熱伝導率は
電磁鋼板と接着皮膜層を含めたものである。後述の実施
例1では塊状の熱伝導率(電磁鋼板の板面内の熱伝導率
と同等)に対して、積層コア、溶接コアの熱伝導率は約
0.1倍、0.15倍であるのに対し、接着コアのそれ
は0.3倍と0.5倍であり、積層方向の冷却効果は、
塊状コアの場合を1とすると、積層コア、溶接コアで1
/12、1/7程度に対し、接着コアは1/5以上であ
り、明らかに従来のものより冷却効果があるため、電磁
鋼板の板内の熱伝導率の1/5以上と規定した。また、
積層コアに対して、積層方向の熱伝導率が2倍以上にな
ると、冷却効果も2倍以上になっているので、接着皮膜
が施されていない電磁鋼板を積層したコアより積層方向
の熱伝導率が2倍以上と規定した。
【0007】接着皮膜は、以上のような条件を満足する
接着皮膜の種類や皮膜厚さでなくてはならないが、アク
リル系樹脂やエポシキ系樹脂など、或いはこれらを含ん
だもの等がある。これ以外でも熱伝導性が得られるなら
ば適用可能である。接着効果やコアの性能に障害を与え
ないならば金属、石英、炭素等の熱伝導を促進するもの
を含ませると良い。接着能をもたせるためのものは重合
結合による熱硬化型のもの、また接着皮膜の機械特性の
温度依存性に問題がなければ熱可塑性のものでも良い。
層間の電気伝導性が高まっても問題がない場合には、電
磁鋼板の表面にCuやSn、Alなどのメッキをしたも
のでも良いが、接着温度はそれらの融点近傍或いは融点
以上にする必要がある。
【0008】接着皮膜の厚さは、少なくとも積層間を充
満させることが出来る厚さとすることが好ましいが、こ
の接着皮膜の厚さより薄くても、接着皮膜の冷却効果が
従来の接着皮膜を持たない電磁鋼板積層コアより優れて
いるならば、その厚さでも良い。
【0009】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。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。加熱手段は可能であればどのような手段でも良く、
高温槽、電気炉や高周波加熱やコアに直接通電する方法
でも良い。接着皮膜が施されている電磁鋼板を最終応用
製品配置状態にして、加圧下で加熱接着しても良い。最
終応用製品配置状態とは、モータやトランスにおいて、
電磁鋼板積層コアをケーシングやモータ固定台等の隣接
部材に設置した状態や、電磁鋼板積層コアが分割コアで
ある場合は組み合わせた状態、或いは1次巻線、2次巻
線、或いは励磁巻線等の巻線を施した状態などを意味す
る。
【0010】なお、接着皮膜を施した電磁鋼板を用いて
積層接着したコアは、電磁鋼板の積層方向の熱伝導を利
用したコアの強制冷却を行うと、コアを効率的に冷却で
きる。
【0011】後述の実施例4、実施例5のように、接着
皮膜厚さを加圧、加熱処理で軟化あるいは溶融化した状
態で端部にはみ出すことができる厚さとして、積層方向
に十分な圧力で加圧すると、ケーシングと電磁鋼板を一
体接着したコアを形成するが、コアの冷却がケーシング
を通しても可能である。
【0012】コアはモータ、ジェネレータや回転機やリ
ニアモータの固定子コア、回転子コア(移動子コア)や
トランスコア等であり、他のエネルギー変換機器に使用
されるコア等でも良い。
【0013】
【実施例】[実施例1]同一電磁鋼板の積層コア、溶接
コア、本発明の接着コアにおける巻線発熱による温度上
昇を、電磁鋼板と同成分の塊状材でつくったコアと比較
した。電磁鋼板に施す接着皮膜はアクリル系樹脂やエポ
キシ系樹脂などを鋼板全面に片面4μから2μ塗布した
もので、最も厚い接着コア、最も薄い接着コア、そ
の中間の厚さの接着コアの3種類を比較した。
【0014】図1のように、外径120mm、継鉄部(図
の1′)内径90mm、歯先部(図の1″)径61mm、積
み厚20mmのコア1の巻線2に直流電流を流した場合、
積層方向側面の冷却板3近傍aの温度と巻線部積層中央
部bの温度の差と、コア積層方向4の相対熱伝導率の関
係を表1に示す。相対熱伝導率、相対温度差は電磁鋼板
と同成分の塊状材でつくったコア(厚板から切り出し、
積層間隙が全くないコア)における熱伝導率、温度差を
1としたものである。
【0015】相対熱伝導率は積層コア0.1、溶接コア
0.15、本発明の接着コア、、はそれぞれ0.
2,0.3,0.4である。相対温度差は積層コアでは
12、溶接コア7、本発明の接着コア、、はそれ
ぞれ5、2.8と2.5であった。
【0016】
【表1】
【0017】[実施例2]図2に従来の積層コア6を示
す。積層間7は空気層である。図5に、図3の接着皮膜
電磁鋼板や、あるいは図4の片方接着皮膜電磁鋼板によ
り加圧、加熱処理してつくられた層間接着した電磁鋼板
の積層コア32を示す。電磁鋼板31の積層間は接着皮
膜による接着層33である。
【0018】従来コア(図2)では熱の流れは電磁鋼板
5の板面内熱の流れ8が主で、積層間(電磁鋼板板面方
向)7の熱の流れ9は積層間が空気層であるため少な
い。一方、接着皮膜により層間接着した電磁鋼板の積層
コア(図5)では、熱の流れは電磁鋼板31の板面内熱
の流れ34とともに、積層間(電磁鋼板板面方向)の熱
の流れ35の寄与も大きい。従って、コアの温度は電磁
鋼板の板面内熱の流れ34と積層間(電磁鋼板板面方
向)の熱の流れ35の抜熱により、従来の積層コアより
下げることができる。
【0019】[実施例3]電磁鋼板の積層最表面に冷却
板を取り付け、電磁鋼板を層間接着したコアの実施例を
図6に示す。積層間(電磁鋼板板面方向)と冷却板48
による熱の流れでコア42の冷却を促進する実施例であ
る。
【0020】[実施例4]ケーシングと電磁鋼板を一体
接着する前のケーシングと接着皮膜電磁鋼板を組み合わ
せ状態を図7に示す。この状態をプレス57により積層
方向に十分な圧力で加圧すると、図8のように、ケーシ
ング56と電磁鋼板51を一体接着したコア52′にで
きる。
【0021】図7における接着皮膜53の厚さは皮膜が
加圧、加熱処理で軟化あるいは溶融化した状態で端部に
はみ出すことができる厚さであり、また、溶融状態では
み出すことができるプレスの圧力で加圧した。ケーシン
グ56と電磁鋼板51の間が接着皮膜層59′で一体化
しているので、ケーシングと電磁鋼板の間が一般に空気
層である従来のコアに比べ、コアの冷却が容易である。
従来はケーシングと電磁鋼板の間の熱の流れは両者の接
触部が主であるが、この実施例では接着皮膜層59′に
よる冷却も期待できる。
【0022】[実施例5]実施例4のコアにおいて、電
磁鋼板の積層最表面に冷却板を取り付けた実施例を図1
0に示す。積層間(電磁鋼板板面方向)と冷却板58に
よる熱の流れとケーシング56と電磁鋼板51の間の接
着皮膜層59′の熱の流れでコアの冷却を促進する実施
例である。図9は冷却板58、ケーシング56と電磁鋼
板51を一体接着する前の状態を示す。
【0023】[実施例6]接着皮膜を施された電磁鋼板
で接着した積層コア61、62をモータコアとした誘導
モータの実施例を図11に示す。固定子コア61は接着
皮膜が施されている電磁鋼板を接着した積層コアであ
る。固定子コア61とケーシング66は実施例4のよう
に接着皮膜で一体化している。巻線67で発熱した熱は
固定子コア61、ケーシング66を通して流れ、巻線6
7やコア61は冷却される。この場合、コアは積層方向
にも熱伝導が良いので冷却しやすい。固定子コア61で
発生した熱も同様にケーシングに流れ、コア等を冷却で
きる。また、回転子コア62は接着皮膜が施されている
電磁鋼板で接着した積層コアであり、回転子コア62で
発生した鉄損による熱は2次導体68を通して2次導体
端部の冷却フィン69より抜かれ、コア62は冷却でき
る。
【0024】[実施例7]接着皮膜を施された電磁鋼板
で接着した積層コア71、72をモータコアとした磁石
モータの実施例を図12に示す。固定子コア71は接着
皮膜が施されている電磁鋼板で接着した積層コアであ
る。固定子コア71とケーシング76は実施例4のよう
に接着皮膜で一体化している。巻線77で発熱した熱は
固定子コア71、水冷板78を通して、或いは固定子コ
ア71、ケーシング76を通して流れ、巻線77やコア
71は冷却される。固定子コア71で発生した熱も同様
に冷却板78、ケーシング76に流れ、コア等を冷却で
きる。コアは積層方向にも熱伝導が良いので冷却しやす
い。
【0025】
【発明の効果】本発明の接着皮膜を施した電磁鋼板を用
いて、積層コアを接着一体化ができると、積層方向の熱
伝導が高くなるのでコアの抜熱性が高くなり、従来の積
層コアより、コアを冷却することが容易にできる。接着
積層コアの両端表面に冷却板を施し強制冷却する場合、
特に冷却効果の向上が期待できる。ケーシングととも
に、積層コアを接着固定した場合は積層方向の高熱伝導
性とともにケーシングを通した熱伝導も高くなるので、
高いコアの冷却効果が期待できる。また、モータ、発電
機、トランスなどではコアに電流を流す巻線が直接コア
に巻かれるが、この場合、銅損等により巻線に生じる熱
もコアを通して抜熱されることが多く、本発明の接着皮
膜を施した電磁鋼板を用いて、積層コアを接着一体化が
できると、コアの温度とともに、巻線の温度も低下させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層コアにて構成したモータの断面
図。
【図2】一般的な電磁鋼板の積層状態を示す説明図。
【図3】両面に接着皮膜を有する電磁鋼板の断面図。
【図4】片面に接着皮膜を有する電磁鋼板の断面図。
【図5】本発明に係る層間接着した電磁鋼板の積層コア
の断面図。
【図6】最表面に冷却板をとりつけ、電磁鋼板を層間接
着した本発明コアの断面図。
【図7】ケーシングと電磁鋼板を一体接着する前のケー
シングと接着皮膜電磁鋼板を組み合わせ状態を示す断面
図。
【図8】図7の状態からケーシングと電磁鋼板を一体接
着したコアの断面図。
【図9】冷却板、ケーシングと電磁鋼板を一体接着する
前の、冷却板、ケーシングと接着皮膜電磁鋼板を組み合
わせ状態を示す断面図。
【図10】図9の状態から冷却板、ケーシングと電磁鋼
板を一体接着した冷却板、ケーシング、コアの断面図。
【図11】本発明を誘導モータに適用した場合の実施例
を示す説明図。
【図12】本発明を磁石モータに適用した場合の実施例
を示す説明図。
【符号の説明】
1、6、32、42、52、52′、61、62、7
1、72:コア 1′:継鉄部 1″:歯部 2:巻線 3、48、58:冷却板 4:積層方向 5、11、21、31、41、51:電磁鋼板 7:積層間 8、34、44:電磁鋼板内の熱の流れ 9、35、45:積層間(電磁鋼板板面方向)の熱の流
れ 13、23、53:接着皮膜 33、43、53′:接着皮膜による接着層 56、66、76:ケーシング 57:プレス 59:ケーシングとコアの間の空気層 59′:ケーシングとコアの間の接着皮膜層 63、73:固定子 64、74:回転子 67、77:巻線 68:2次導体(アルミダイキャスト) 69:冷却フィン 78:水冷板 79:磁石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹田 和年 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 棟田 孝司 兵庫県姫路市広畑区富士町1番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加熱により接着能を発揮する皮膜が施さ
    れた電磁鋼板を積層し、加熱接着して形成されたコアに
    おいて、コアの積層方向の熱伝導率が電磁鋼板の板内の
    熱伝導率の1/5以上であることを特徴とする電磁鋼板
    積層コア。
  2. 【請求項2】 加熱により接着能を発揮する皮膜が施さ
    れた電磁鋼板を積層し、加熱接着して形成されたコアに
    おいて、コアの積層方向の熱伝導率が接着能を持たない
    電磁鋼板を積層したコアの積層方向の熱伝導率の2倍以
    上であることを特徴とする電磁鋼板積層コア。
  3. 【請求項3】 加熱により接着能を発揮する皮膜が施さ
    れた電磁鋼板を積層し、最終応用製品配置状態にして加
    圧下で加熱接着することを特徴とする請求項1または2
    に記載の電磁鋼板積層コアの製造方法。
  4. 【請求項4】 加熱により接着能を発揮する皮膜が施さ
    れた電磁鋼板を積層し、最終応用製品配置状態にして加
    圧下で加熱接着する際に、前記皮膜の一部をはみ出さ
    せ、積層コアと隣接部材を同時に接着することを特徴と
    する請求項3に記載の電磁鋼板積層コアの製造方法。
JP31379897A 1997-11-14 1997-11-14 電磁鋼板積層コアとその製造法 Pending JPH11150895A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100991245B1 (ko) 2008-12-29 2010-11-04 주식회사 효성 모터용 코어의 적층 구조
JP7019106B1 (ja) * 2021-03-02 2022-02-14 三菱電機株式会社 積層鉄心の製造方法および積層鉄心の製造装置

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100991245B1 (ko) 2008-12-29 2010-11-04 주식회사 효성 모터용 코어의 적층 구조
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