KR102643516B1 - 적층 코어 및 회전 전기 기계 - Google Patents

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Abstract

이 적층 코어는, 두께 방향으로 적층된 복수의 전자기 강판을 구비하고, 전자기 강판은, 환형의 코어 백부와, 코어 백부로부터 직경 방향을 향하여 돌출됨과 함께, 코어 백부의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 티스부를 구비하고, 복수의 전자기 강판 중, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 적층 방향으로 인접하는 티스부끼리의 사이에 마련되는 접착부에 의해 서로 접착되고, 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 적층 방향으로 인접하는 티스부끼리의 사이에 마련되는 접착부에 의해 서로 접착되고, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 서로 접착되어 있지 않다.

Description

적층 코어 및 회전 전기 기계
본 발명은 적층 코어 및 회전 전기 기계에 관한 것이다.
본원은, 2018년 12월 17일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2018-235859호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그의 내용을 여기에 원용한다.
종래부터, 하기 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같은 적층 코어가 알려져 있다. 이 적층 코어에서는, 적층 방향으로 인접하는 전자기 강판이 접착되어 있다.
일본 특허 공개 제2015-136228호 공보
상기 종래의 적층 코어에는, 자기 특성을 향상시키는 것에 대해 개선의 여지가 있다.
본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 자기 특성을 향상시킬 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.
(1) 본 발명의 제1 양태는, 두께 방향으로 적층된 복수의 전자기 강판을 구비하는 적층 코어이며, 상기 전자기 강판은, 환형의 코어 백부와, 상기 코어 백부로부터 직경 방향을 향하여 돌출됨과 함께, 상기 코어 백부의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 티스부를 구비하고, 상기 복수의 전자기 강판 중, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 적층 방향으로 인접하는 티스부끼리의 사이에 마련되는 접착부에 의해 서로 접착되고, 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 적층 방향으로 인접하는 티스부끼리의 사이에 마련되는 접착부에 의해 서로 접착되고, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 서로 접착되지 않은 적층 코어이다.
일반적으로, 접착제는 경화 시에 수축한다. 그 때문에, 접착제의 경화에 수반하여, 전자기 강판에 압축 응력이 부여된다. 압축 응력이 부여되면, 전자기 강판에 변형이 생긴다. 변형이 생기면, 적층 코어의 철손이 커진다. 이 경우, 적층 코어의 자기 특성이 저하될 우려가 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 전자기 강판 중, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 서로 접착되어 있지 않다. 그 때문에, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 티스부에 있어서, 변형이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 적층 방향을 따르는 중앙부를 포함하는, 모든 전자기 강판의 티스부가 접착되어 있는 경우에 비하여, 적층 코어의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽 및 다른 쪽에서, 복수의 전자기 강판의 티스부가 서로 접착되어 있다. 그 때문에, 예를 들어 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽 및 다른 쪽을 포함하는, 모든 전자기 강판의 티스부가 서로 접착되지 않은 경우에 비하여, 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽 및 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부의 들뜸(휨)을 억제할 수 있다. 따라서, 적층 코어의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
(2) 상기 (1)에 기재된 적층 코어에서는, 상기 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 매수는, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수 및 상기 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수보다도 많아도 된다.
일반적으로, 접착제에 의해 서로 접착되지 않은 티스부에는, 접착제의 수축에 의한 변형이 생기지 않는다. 한편, 접착제에 의해 서로 접착되어 있는 티스부에는, 접착제의 수축에 의한 변형이 생긴다. 이 구성에 의하면, 변형이 생기지 않는 티스부의 매수가, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽 및 다른 쪽에 위치하여 변형이 생기는 티스부의 매수보다도 각각 많아진다. 이 때문에, 적층 코어 전체에 생기는 변형을 보다 작게 할 수 있다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 적층 코어에서는, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수와 상기 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수가 동등해도 된다.
이 구성에 의하면, 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽 두께와, 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽 두께가, 동등하게 된다. 또한, 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 생기는 변형량과, 적층 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 생기는 변형량이, 동등하게 된다. 이에 의해, 적층 코어 전체에 생기는 변형의 편차를 억제할 수 있다.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 적층 코어가 구비하는 상기 복수의 전자기 강판의 전체 매수에 대한, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수의 비는, 1％ 이상 10％ 이하여도 된다.
이 비가 1％ 미만이면, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 티스부를 접착하는 접착부의 접착력이 저하된다. 이 때문에, 적층 코어 전체로서의 형상을 유지하기 어려워진다. 한편, 이 비가 10％를 초과하면, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 티스부를 서로 접착하는 접착부의 접착력이 포화된다. 이 비를 1％ 이상 10％ 이하로 함으로써, 티스부의 접착에 사용하는 접착부의 양을 억제하면서, 적층 코어 전체로서의 형상을 유지할 수 있다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부는, 상기 티스부에 있어서의 접착되는 면의 전체면에 마련되어도 된다.
이 구성에 의하면, 접착부에 의해 티스부에 생기는 변형의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 적층 코어 전체에 생기는 변형의 편차를 억제할 수 있다.
(6) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부는, 상기 티스부에 있어서의 접착되는 면의 외주연에 마련되어도 된다.
이 구성에 의하면, 서로 접착되는 적층 방향으로 인접하는 티스부의 외주연끼리 이격되는 것을 억제할 수 있다.
(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 상기 티스부는, 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않으며, 상기 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 상기 코어 백부는, 서로 접착되어 있지 않고, 또한 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않아도 된다.
일반적으로, 티스부, 코어 백부를 서로 코오킹하거나, 서로 용접하거나 하면, 티스부, 코어 백부에 층간 단락이 생긴다.
이 구성에 의하면, 티스부 및 코어 백부가 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않기 때문에, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 티스부 및 코어 백부에 생기는 층간 단락을 억제할 수 있다.
또한, 코어 백부가 서로 접착되어 있지 않기 때문에, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 코어 백부에 생기는 변형을 작게 할 수 있다.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는, 상기 적층 방향으로 인접하는 티스부와, 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않으며, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 코어 백부는, 상기 적층 방향으로 인접하는 코어 백부와, 서로 접착되어 있지 않고, 또한 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않아도 된다.
이 구성에 의하면, 티스부 및 코어 백부가 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않기 때문에, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부 및 코어 백부에 생기는 층간 단락을 억제할 수 있다.
또한, 코어 백부가 서로 접착되어 있지 않기 때문에, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 코어 백부에 생기는 변형을 작게 할 수 있다.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부의 평균 두께가 1.0㎛ 내지 3.0㎛이어도 된다.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부의 평균 인장 탄성률 E가 1500MPa 내지 4500MPa여도 된다.
(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 것에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부가, 엘라스토머 함유 아크릴계 접착제를 포함하는 SGA를 포함하는 상온 접착 타입의 아크릴계 접착제여도 된다.
(12) 본 발명의 제2 형태는, 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 것에 기재된 적층 코어를 구비하는 회전 전기 기계이다.
이 구성에 의하면, 회전 전기 기계의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 회전 전기 기계의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 회전 전기 기계가 구비하는 스테이터의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 스테이터 코어의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 스테이터 코어의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 스테이터 코어의 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 적층 코어 및 회전 전기 기계를 설명한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 회전 전기 기계로서 전동기, 구체적으로는 교류 전동기를 일례로 들어 설명한다. 교류 전동기는, 보다 구체적으로는 동기 전동기, 한층 더 구체적으로는 영구 자석계자형 전동기이다. 이 종류의 전동기는, 예를 들어 전기 자동차 등에 적절하게 채용된다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 회전 전기 기계(10)는, 스테이터(20)와, 로터(30)와, 케이스(50)와, 회전축(60)을 구비한다. 스테이터(20) 및 로터(30)는, 케이스(50)에 수용된다. 스테이터(20)는, 케이스(50)에 고정된다.
본 실시 형태에서는, 회전 전기 기계(10)로서, 로터(30)가 스테이터(20)의 내측에 위치하는 이너 로터형의 회전 전기 기계가 사용되고 있다. 그러나, 회전 전기 기계(10)로서, 로터(30)가 스테이터(20)의 외측에 위치하는 아우터 로터형의 회전 전기 기계가 사용되어도 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 회전 전기 기계(10)가, 12극 18슬롯의 3상 교류 모터이다. 그러나, 예를 들어 극수나 슬롯수, 상수 등은 적절히 변경할 수 있다.
스테이터(20)는, 스테이터 코어(21)와, 도시하지 않은 권선을 구비한다.
스테이터 코어(21)는, 환형의 코어 백부(22)와, 복수의 티스부(23)를 구비한다. 이하에서는, 스테이터 코어(21)(코어 백부(22))의 축 방향(스테이터 코어(21)의 중심 축선 O 방향)을 축 방향이라고 한다. 스테이터 코어(21)(코어 백부(22))의 직경 방향(스테이터 코어(21)의 중심 축선 O에 직교하는 방향)을 직경 방향이라고 한다. 스테이터 코어(21)(코어 백부(22))의 둘레 방향(스테이터 코어(21)의 중심 축선 O 둘레로 주회하는 방향)을 둘레 방향이라고 한다.
코어 백부(22)는, 스테이터(20)를 축 방향으로부터 본 평면시에 있어서 원환형으로 형성되어 있다.
복수의 티스부(23)는, 코어 백부(22)로부터 직경 방향을 향하여(직경 방향을 따라 코어 백부(22)의 중심 축선 O를 향해) 돌출된다. 복수의 티스부(23)는, 둘레 방향으로 동등한 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심 축선 O를 중심으로 하는 중심각 20도 간격으로 18개의 티스부(23)가 마련되어 있다. 복수의 티스부(23)는, 서로 동등한 형상이며, 또한 동등한 크기로 형성되어 있다.
상기 권선은, 티스부(23)에 권회되어 있다. 상기 권선은, 집중 권회되어 있어도 되며, 분포 권회되어 있어도 된다.
로터(30)는, 스테이터(20)(스테이터 코어(21))에 대해 직경 방향의 내측에 배치되어 있다. 로터(30)는, 로터 코어(31)와, 복수의 영구 자석(32)을 구비한다.
로터 코어(31)는, 스테이터(20)와 동축으로 배치되는 환상(원환형)으로 형성되어 있다. 로터 코어(31)내에는, 상기 회전축(60)이 배치되어 있다. 회전축(60)은, 로터 코어(31)에 고정되어 있다.
복수의 영구 자석(32)은, 로터 코어(31)에 고정되어 있다. 본 실시 형태에서는, 2개 1조의 영구 자석(32)이 하나의 자극을 형성하고 있다. 복수조의 영구 자석(32)은, 둘레 방향으로 동등한 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심 축선 O를 중심으로 하는 중심각 30도 간격으로, 12조(전체적으로는 24개)의 영구 자석(32)이 마련되어 있다.
본 실시 형태에서는, 영구 자석계자형 전동기로서, 매립 자석형 모터가 채용되어 있다.
로터 코어(31)에는, 로터 코어(31)를 축 방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(33)이 형성되어 있다. 복수의 관통 구멍(33)은, 복수의 영구 자석(32)에 대응하여 마련되어 있다. 각 영구 자석(32)은, 대응하는 관통 구멍(33) 내에 배치된 상태에서 로터 코어(31)에 고정되어 있다. 예를 들어, 영구 자석(32)의 외면과 관통 구멍(33)의 내면을 접착제에 의해 접착하거나 함으로써, 각 영구 자석(32)이 로터 코어(31)에 고정되어 있다. 또한, 영구 자석계자형 전동기로서, 매립 자석형 모터 대신에 표면 자석형 모터가 사용되어도 된다.
스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)는, 모두 적층 코어이다. 적층 코어는, 복수의 전자기 강판(40)이 적층됨으로써 형성되어 있다.
또한, 스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31) 각각의 적층 두께는, 예를 들어 50.0㎜로 된다. 스테이터 코어(21)의 외경은, 예를 들어 250.0㎜로 된다. 스테이터 코어(21)의 내경은, 예를 들어 165.0㎜로 된다. 로터 코어(31)의 외경은, 예를 들어 163.0㎜로 된다. 로터 코어(31)의 내경은, 예를 들어 30.0㎜로 된다. 단, 이들 값은 일례이고, 스테이터 코어(21)의 적층 두께, 외경이나 내경 및 로터 코어(31)의 적층 두께, 외경이나 내경은, 이들 값에 한정되지 않는다.
여기서, 스테이터 코어(21)의 내경은, 스테이터 코어(21)에 있어서의 티스부(23)의 선단부를 기준으로 하고 있다. 스테이터 코어(21)의 내경은, 모든 티스부(23)의 선단부에 내접하는 가상원의 직경이다.
스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)를 형성하는 각 전자기 강판(40)은, 예를 들어 모재가 되는 전자기 강판을 펀칭 가공함으로써 형성된다. 전자기 강판(40)에는, 공지된 전자기 강판을 사용할 수 있다. 전자기 강판(40)의 화학 조성은, 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 전자기 강판(40)으로서, 무방향성 전자기 강판을 채용하고 있다. 무방향성 전자기 강판으로서는, 예를 들어 JIS(일본 공업 규격)C2552:2014의 무방향성 전강대(電鋼帶)를 채용할 수 있다.
그러나, 전자기 강판(40)으로서, 무방향성 전자기 강판 대신에 방향성 전자기 강판을 채용하는 것도 가능하다. 방향성 전자기 강판에는, JIS C2553:2012의 방향성 전강대를 채용할 수 있다.
전자기 강판의 가공성이나, 적층 코어의 철손을 개선하기 위해, 전자기 강판(40)의 양면에는, 절연 피막이 마련되어 있다. 절연 피막을 구성하는 물질로서는, 예를 들어 (1) 무기 화합물, (2) 유기 수지, (3) 무기 화합물과 유기 수지의 혼합물, 등을 적용할 수 있다. 무기 화합물로서는, 예를 들어 (1) 중크롬산염과 붕산의 복합물, (2) 인산염과 실리카의 복합물 등을 들 수 있다. 유기 수지로서는, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴 스티렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 실리콘계 수지, 불소계 수지 등을 들 수 있다.
서로 적층되는 전자기 강판(40) 사이에서의 절연 성능을 확보하기 위해, 절연 피막의 두께(전자기 강판(40) 편면당의 두께)는 0.1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편 절연 피막이 두꺼워짐에 따라, 절연 효과가 포화된다. 또한, 절연 피막이 두꺼워짐에 따라 점적률이 저하되고, 적층 코어로서의 성능이 저하된다. 따라서, 절연 피막은, 절연 성능을 확보할 수 있는 범위에서 얇은 쪽이 좋다. 절연 피막의 두께(전자기 강판(40) 편면당의 두께)는, 바람직하게는 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하이다. 절연 피막의 두께는, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하이다.
전자기 강판(40)이 얇아짐에 따라, 점차 철손의 개선 효과가 포화된다. 또한, 전자기 강판(40)이 얇아짐에 따라, 전자기 강판(40)의 제조 비용은 증가한다. 그 때문에, 철손의 개선 효과 및 제조 비용을 고려하면, 전자기 강판(40)의 두께는 0.10㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편으로 전자기 강판(40)이 너무 두꺼우면, 전자기 강판(40)의 프레스 펀칭 작업이 곤란하게 된다.
그 때문에, 전자기 강판(40)의 프레스 펀칭 작업을 고려하면, 전자기 강판(40)의 두께는 0.65㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전자기 강판(40)이 두꺼워지면 철손이 증대된다. 그 때문에, 전자기 강판(40)의 철손 특성을 고려하면, 전자기 강판(40)의 두께는 0.35㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 전자기 강판(40)의 두께는, 보다 바람직하게는, 0.20㎜ 또는 0.25㎜ 이다.
상기한 점을 고려하여, 각 전자기 강판(40)의 두께는, 예를 들어 0.10㎜ 이상 0.65㎜ 이하이다. 각 전자기 강판(40)의 두께는, 바람직하게는 0.10㎜ 이상 0.35㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.20㎜이나 0.25㎜이다. 또한, 전자기 강판(40)의 두께에는, 절연 피막의 두께도 포함된다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 스테이터 코어(21)를 형성하는 복수의 전자기 강판(40)은, 두께 방향으로 적층되어 있다. 두께 방향은, 전자기 강판(40)의 두께 방향이다. 두께 방향은, 전자기 강판(40)의 적층 방향에 상당한다. 또한, 도 3에서는, 편의상, 티스부(23)의 도시를 생략하고 있다. 복수의 전자기 강판(40)은, 중심 축선 O에 대해 동축으로 배치되어 있다. 전자기 강판(40)은, 코어 백부(22)와, 복수의 티스부(23)를 구비한다.
스테이터 코어(21)에 있어서, 복수의 전자기 강판(40) 중, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판(도 3에 있어서, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(제1 단부)(71)에 위치하는 전자기 강판)(40)(이하에서는, 제1 강판 집합체(76)이라고도 함)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)끼리의 사이에 마련되는 접착부(41)(도 2에 도시함)에 의해 서로 접착되어 있다.
스테이터 코어(21)의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 접착에 의해서만 고정되어 있다. 스테이터 코어(21)의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 다른 수단(예를 들어, 코오킹 등)에 의해서는 고정되어 있지 않다. 즉, 도 2에 도시하는 바와 같이, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 표면(제1 면)(40a)에는, 접착부(41)가 마련된 접착 영역과, 접착부(41)가 마련되지 않은 비접착 영역이 형성되어 있다.
또한, 접착부(41)가 마련된 전자기 강판(40)의 접착 영역이란, 전자기 강판(40)의 제1 면(40a) 중, 분단되지 않고 경화된 접착제가 마련되어 있는 영역을 의미한다. 또한, 접착부(41)가 마련되지 않은 전자기 강판(40)의 비접착 영역이란, 전자기 강판(40)의 제1 면(40a) 중, 분단되지 않고 경화된 접착제가 마련되지 않은 영역을 의미한다.
또한, 스테이터 코어(21)에 있어서, 복수의 전자기 강판(40) 중, 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판(도 3에 있어서, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 하단부(제2 단부)(72)에 위치하는 전자기 강판)(40)(이하에서는, 제2 강판 집합체(77)이라고도 함)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)끼리의 사이에 마련되는 접착부(41)에 의해 서로 접착되어 있다.
스테이터 코어(21)의 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 접착에 의해서만 고정되어 있어, 다른 수단(예를 들어, 코오킹 등)에 의해서는 고정되어 있지 않다. 즉, 스테이터 코어(21)의 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)의 표면(제1 면)(40a)에는, 접착부(41)가 마련된 접착 영역과, 접착부(41)가 마련되지 않은 비접착 영역이 형성되어 있다.
또한, 스테이터 코어(21)에 있어서, 복수의 전자기 강판(40) 중, 적층 방향을 따르는 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(도 3에 있어서, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판)(40)(이하에서는, 제3 강판 집합체(78)라고도 함)의 티스부(23)는 서로 접착되어 있지 않다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 스테이터 코어(21)의 상단부(71) 및 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)(제1 강판 집합체(76)의 티스부(23) 및 제2 강판 집합체(77)의 티스부(23))끼리는, 서로 전면 접착되어 있지 않다. 이들 전자기 강판(40)끼리는, 티스부(23)에 있어서 서로 국소적으로 접착되어 있다.
여기서, 적층 방향으로 인접하는 전자기 강판(40)끼리의 사이에, 분단되지 않고 경화한 접착제를, 1개의 접착부(41)라고 한다.
본 실시 형태에서는, 적층 방향으로 인접하는 전자기 강판(40)끼리는, 전자기 강판(40)을 적층 방향으로부터 본 평면시에 있어서, 서로 떨어진 18개소(18개의 티스부(23))에서 접착부(41)에 의해 접착되어 있다. 각 접착부(41)는, 평면시에 있어서 띠상으로 형성되고, 티스부(23)의 외형을 따라 배치되어 있다.
여기서 띠상이란, 띠의 폭이 도중에서 변화되는 형상도 포함한다. 예를 들어, 원 형상의 점이 분단되지 않고 일 방향으로 연속되는 형상도, 일 방향으로 연장되는 띠상에 포함된다.
접착부(41)는, 티스부(23)의 접착되는 표면(면)(23a)에 있어서의 중앙부에 배치되어 있다. 접착부(41)는, 표면(23a)에 있어서의 코어 백부(22)에 이어지는 외주연까지 연장되어 있다.
티스부(23)를 접착부(41)에 의해 접착함으로써, 티스부(23)를 코오킹하는 경우에 비하여, 접착 면적(접합 면적)을 용이하게 확보할 수 있다.
스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수는, 2매 이상이다. 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수는, 2매 이상이다. 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수는, 2매 이상이다.
스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수는, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수 및 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수보다도 많은 것이 바람직하다.
즉, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수는, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수보다도 많은 것이 바람직하다. 그리고, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수는, 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수보다도 많은 것이 바람직하다.
스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수와 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수가 동등한 것이 바람직하다.
또한, 스테이터 코어(21)가 구비하는 복수의 전자기 강판(40)의 전체 매수(두께)에 대한, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 매수의 비는, 1％ 이상 10％ 이하인 것이 바람직하다. 이 비는, 2％ 이상 8％ 이하인 것이 더 바람직하고, 5％인 것이 가장 바람직하다. 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)에 대해서도, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)과 마찬가지이다.
스테이터 코어(21)의 상단부(71) 및 하단부(72)에 있어서, 접착부(41)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전자기 강판(40)의 티스부(23)에 있어서의 접착되는 면(도 2에 도시하는 표면(23a))의 전체면에 마련되는 것이 바람직하다. 즉, 스테이터 코어(21)의 상단부(71) 및 하단부(72)에 있어서, 전자기 강판(40)의 티스부(23)의 표면(23a)의 전체면은, 접착부(41)를 개재하여 적층되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 접착부(41)는, 티스부(23)의 표면(23a)의 외주연에 마련되는 것이 바람직하다. 이 예에서는, 접착부(41)는, 표면(23a)의 외주연의 일부에는 마련되어 있지 않다. 이 일부는, 이 외주연 중, 코어 백부(22)에 이어지는 부분에 있어서의, 이 외주연이 연장되는 방향의 중앙부이다.
접착부(41)에는, 예를 들어 중합 결합에 의한 열경화형의 접착제 등이 사용된다. 접착제의 조성물로서는, (1) 아크릴계 수지, (2) 에폭시계 수지, (3) 아크릴계 수지 및 에폭시계 수지를 포함한 조성물 등이 적용 가능하다.
접착제로서는, 열경화형의 접착제 외에, 라디칼 중합형의 접착제 등도 사용 가능하다. 생산성의 관점에서는, 상온 경화형(상온 접착 타입)의 접착제가 바람직하다. 상온 경화형의 접착제는, 20℃ 내지 30℃에서 경화한다. 또한, 본 명세서 중에 있어서, 「내지」를 사용하여 표시되는 수치 범위는, 「내지」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
상온 경화형의 접착제로서는, 아크릴계 접착제가 바람직하다. 대표적인 아크릴계 접착제에는, SGA(제2 세대 아크릴계 접착제. Second Generation Acrylic Adhesive) 등이 있다. 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 혐기성 접착제, 순간 접착제, 엘라스토머 함유 아크릴계 접착제를 모두 사용할 수 있다.
또한, 여기서 말하는 접착제는 경화 전의 상태를 말한다. 접착제는 경화하면, 접착부(41)가 된다.
접착부(41)의 상온(20℃ 내지 30℃)에 있어서의 평균 인장 탄성률 E는, 1500MPa 내지 4500MPa의 범위 내로 된다. 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E는, 1500MPa 미만이면, 적층 코어의 강성이 저하되는 문제가 생긴다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E의 하한값은, 1500MPa, 보다 바람직하게는 1800MPa로 된다. 반대로, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E가 4500MPa를 초과하면, 전자기 강판(40)의 표면에 형성된 절연 피막이 박리되는 문제가 생긴다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E의 상한값은, 4500MPa, 보다 바람직하게는 3650MPa로 된다.
또한, 평균 인장 탄성률 E는, 공진법에 의해 측정된다. 구체적으로는, JIS R1602:1995에 준거하여 인장 탄성률을 측정한다.
보다 구체적으로는, 먼저, 측정용 샘플(도시하지 않음)을 제작한다. 이 샘플은, 2매의 전자기 강판(40) 사이를, 측정 대상의 접착제에 의해 접착하고, 경화시켜 접착부(41)를 형성함으로써, 얻어진다. 이 경화는, 접착제가 열경화형인 경우에는, 실제 조업상의 가열 가압 조건으로 가열 가압함으로써 행한다. 한편, 접착제가 상온 경화형인 경우에는 상온 하에서 가압함으로써 행한다.
그리고, 이 샘플에 관한 인장 탄성률을, 공진법으로 측정한다. 공진법에 의한 인장 탄성률의 측정 방법은, 상술한 바와 같이, JIS R1602:1995에 준거하여 행한다. 그 후, 샘플의 인장 탄성률(측정값)로부터, 전자기 강판(40) 자체의 영향 분을 계산에 의해 제거함으로써, 접착부(41) 단체의 인장 탄성률이 구해진다.
이와 같이 하여 샘플로부터 구해진 인장 탄성률은, 적층 코어인 스테이터 코어(21) 전체로서의 평균값과 같아진다. 그 때문에, 이 수치를 가지고 평균 인장 탄성률 E로 간주한다. 평균 인장 탄성률 E는, 그 적층 방향에 따른 적층 위치나 스테이터 코어(21)의 중심 축선 주위의 둘레 방향의 위치에서 거의 변하지 않도록, 조성이 설정되어 있다. 그 때문에, 평균 인장 탄성률 E는, 스테이터 코어(21)의 상단 위치에 있는, 경화 후의 접착부(41)를 측정한 수치를 가지고 그 값으로 할 수도 있다.
열경화형의 접착제를 사용한 접착 방법으로는, 예를 들어 전자기 강판(40)에 접착제를 도포한 후, 가열 및 압착의 어느 것이나 또는 양쪽에 의해 접착하는 방법을 채용할 수 있다. 또한, 가열 수단에는, 예를 들어 고온조나 전기로 내에서의 가열, 또는 직접 통전하는 방법 등이 사용된다. 가열 수단은, 어떠한 수단이라도 된다.
안정적으로 충분한 접착 강도를 얻기 위해, 접착부(41)의 두께는 1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편, 접착부(41)의 두께가 100㎛를 초과하면 접착력이 포화된다. 또한, 접착부(41)가 두꺼워짐에 따라 점적률이 저하되고, 적층 코어의 철손 등의 자기 특성이 저하된다. 따라서, 접착부(41)의 두께는 1㎛ 이상 100㎛ 이하이다. 접착부(41)의 두께는, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상 10㎛ 이하이다.
또한, 상기에 있어서 접착부(41)의 두께는, 접착부(41)의 평균 두께를 의미한다.
접착부(41)의 평균 두께는, 1.0㎛ 이상 3.0㎛ 이하로 하는 것이 더 바람직하다. 접착부(41)의 평균 두께가 1.0㎛ 미만이면, 상술한 바와 같이 충분한 접착력을 확보할 수 없다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 두께의 하한값은, 1.0㎛, 보다 바람직하게는 1.2㎛로 된다. 반대로, 접착부(41)의 평균 두께가 3.0㎛를 초과하여 두꺼워지면, 열경화 시의 수축에 의한 전자기 강판(40)의 변형량이 대폭 증가하는 등의 문제를 생기게 한다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 두께의 상한값은, 3.0㎛, 보다 바람직하게는 2.6㎛로 된다.
접착부(41)의 평균 두께는, 스테이터 코어(21) 전체로서의 평균값이다. 접착부(41)의 평균 두께는, 그 적층 방향에 따른 적층 위치나 스테이터 코어(21)의 중심 축선 주위의 둘레 방향의 위치에서 거의 변하지 않는다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 두께는, 스테이터 코어(21)의 상단 위치에 있어서, 원주 방향 10개소 이상에서 측정한 수치의 평균값을 가지고 그 값으로 할 수 있다.
또한, 접착부(41)의 평균 두께는, 예를 들어 접착제의 도포량을 바꾸어 조정할 수 있다. 또한, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E는, 예를 들어 열경화형의 접착제의 경우에는, 접착시에 가하는 가열 가압 조건 및 경화제 종류의 한쪽 혹은 양쪽을 변경하거나 함으로써 조정할 수 있다.
스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 복수의 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 서로 접착부(41)에 의해 고정되어 있지 않다(접착되어 있지 않다). 이 티스부(23)는, 서로 코오킹(다월)에 의해서도 고정되어 있지 않다(코오킹되어 있지 않다). 이 티스부(23)는, 서로 용접에 의해 고정되어 있지 않다(용접되어 있지 않다). 이 티스부(23)는, 접착부(41), 코오킹, 용접 등의 어떤 고정 수단에 의해서도, 서로 고정되어 있지 않다.
또한, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 복수의 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 서로 접착부(41)에 의해 고정되어 있지 않다(접착되어 있지 않다). 이 코어 백부(22)는, 서로 코오킹(다월)에 의해서도 고정되어 있지 않다(코오킹되어 있지 않다). 이 코어 백부(22)는, 서로 용접에 의해 고정되어 있지 않다(용접되어 있지 않다). 이 코어 백부(22)는, 접착부(41), 코오킹, 용접 등의 어떤 고정 수단에 의해서도, 서로 고정되어 있지 않다.
스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)와, 서로 코오킹(다월)에 의해 고정되어 있지 않다(코오킹되어 있지 않다). 이 티스부(23)는, 서로 용접에 의해 고정되어 있지 않다(용접되어 있지 않다).
스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)끼리의 사이에 마련되는 접착부(41)에 의해, 적층 방향으로 인접하는 코어 백(22)부와 서로 접착되어 있어도 된다. 이들 코어 백부(22)끼리는, 서로 접착되어 있지 않아도 된다. 또한, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)끼리의 사이에, 코오킹(다월)에 의해 서로 고정되어 있어도 된다. 이들 코어 백부(22)끼리는, 서로 코오킹되어 있지 않아도 된다. 또한, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)끼리의 사이에, 용접에 의해 서로 고정되어 있어도 된다. 이들 코어 백부(22)끼리는, 서로 용접되어 있지 않아도 된다.
스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)와, 서로 코오킹(다월)에 의해 고정되어 있지 않다(코오킹되어 있지 않다). 이 티스부(23)는, 서로 용접에 의해 고정되어 있지 않다(용접되어 있지 않다).
스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)끼리의 사이에 마련되는 접착부(41)에 의해 서로 접착되어 있어도 된다. 이들 코어 백부(22)끼리는, 서로 접착되어 있지 않아도 된다. 또한, 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)끼리의 사이에, 코오킹(다월)에 의해 서로 고정되어 있어도 된다. 이들 코어 백부(22)끼리는, 서로 코오킹되어 있지 않아도 된다. 또한, 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)끼리의 사이에, 용접에 의해 서로 고정되어 있어도 된다. 이들 코어 백부(22)끼리는, 서로 용접되어 있지 않아도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 로터 코어(31)를 형성하는 복수의 전자기 강판(40)은, 코오킹(42)(다월)에 의해 서로 고정되어 있다(도 1 참조). 그러나, 로터 코어(31)를 형성하는 복수의 전자기 강판(40)이, 접착부(41)를 개재하여 적층되어 있어도 된다.
또한, 스테이터 코어(21)나 로터 코어(31) 등의 적층 코어는, 소위 돌려쌓기에 의해 형성되어 있어도 된다.
또한, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71) 및 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)끼리의 사이에 마련되는 접착부(41)에 의해, 각각이 서로 접착되어 있다. 이 티스부(23)는 접착부(41)에 의해 서로 접착되기 때문에, 각각이 일정한 형상으로 보유 지지된다.
한편, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 일정한 형상으로 보유 지지된 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71) 및 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)에 끼워져 있다. 이 때문에, 예를 들어 스테이터 코어(21)의 축선이 상하 방향을 따르도록 배치되었을 때, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)의 중량에 의해 하방으로 압박된다. 따라서, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 일정한 형상으로 보유 지지된다.
이상과 같이 구성된 스테이터 코어(21)는, 이하와 같이 제조된다.
티스부(23)에 접착제를 도포한 전자기 강판(40)을 소정의 매수 적층하고, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)을 구성한다. 마찬가지로, 티스부(23)에 접착제를 도포한 전자기 강판(40)을 소정의 매수 적층하고, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)을 구성한다. 상온 경화형의 접착제를 사용한 경우에는, 접착제는 상온에서 경화하여 접착부(41)가 된다.
접착제를 도포하지 않는 전자기 강판(40)을 소정의 매수 적층하고, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)을 구성한다.
스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)을, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71) 및 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)으로 적층 방향으로 끼운다.
이상의 공정에서, 스테이터 코어(21)가 제조된다.
제조한 스테이터 코어(21)는, 예를 들어 도시하지 않은 지그에 의해 코어 백부(22)를 적층 방향의 양측으로부터 끼우고, 스테이터 코어(21)의 형상을 보다 확실하게 보유 지지해 두는 것이 바람직하다.
지그에서 형상을 유지한 스테이터 코어(21)의 티스부(23)에, 상기 권취선을 권회하면, 스테이터(20)가 제조된다. 스테이터(20)로부터 지그를 분리해도, 권취선에 의해 스테이터 코어(21)의 형상이 보다 확실하게 보유 지지된다.
상기 회전 전기 기계(10)는, 예를 들어 각 상(相)에 실효값 10A, 주파수 100Hz의 여자 전류를 인가함으로써, 회전수 1000rpm으로 회전할 수 있다.
일반적으로, 접착제는 경화 시에 수축한다. 그 때문에, 접착제의 경화에 수반하여 전자기 강판(40)에 압축 응력이 부여된다. 압축 응력이 부여되면, 전자기 강판(40)에 변형이 생긴다. 변형이 생기면 스테이터 코어(21)의 철손이 커진다. 이 경우, 스테이터 코어(21)로서의 자기 특성이 저하될 우려가 있다.
이상 설명한 본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)에 의하면, 복수의 전자기 강판(40) 중, 적층 방향을 따르는 중앙부(73)(제3 강판 집합체(78))에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는 서로 접착되어 있지 않다. 그 때문에, 적층 방향을 따르는 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)에 있어서, 변형이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 적층 방향을 따르는 중앙부를 포함하는, 모든 전자기 강판의 티스부가 접착되어 있는 경우에 비하여, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
한편, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)(제1 강판 집합체(76)) 및 하단부(72)(제2 강판 집합체(77))에서, 복수의 전자기 강판(40)의 티스부(23)만이 서로 접착되어 있다. 그 때문에, 예를 들어 스테이터 코어의 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽 및 다른 쪽을 포함하는, 모든 전자기 강판의 티스부가 서로 접착되지 않은 경우에 비하여, 스테이터 코어(21)의 상단부(71), 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)의 들뜸(휨)을 억제할 수 있다. 따라서, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 복수의 전자기 강판(40) 중, 스테이터 코어(21)의 상단부(71) 및 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 각각 서로 접착된다. 한편, 복수의 전자기 강판(40) 중, 적층 방향을 따르는 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는 서로 접착되어 있지 않다. 이에 의해, 스테이터 코어(21)는 적층 방향을 따르는 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)에서 적층 방향으로 분리 가능하기 때문에, 스테이터 코어(21)는 일체의 구조물이 되지는 않는다.
일반적으로, 일체의 구조물에서는, 공진 주파수가 일정한 값으로 결정된다. 한편, 일체로는 되지 않는 구조물에서는, 공진 주파수가 일정한 값으로 결정되지 않고, 구조물이 공진하기 어려워진다. 따라서, 본 실시 형태의 스테이터 코어(21)는, 공진 억제 효과를 발휘할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)(적층 코어)에 있어서, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수가, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수보다도 많다. 또한, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수가, 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수보다도 많다.
일반적으로, 접착제에 의해 서로 접착되지 않은 티스부에는, 접착제의 수축에 의한 변형이 생기지 않는다. 한편, 접착제에 의해 서로 접착되어 있는 티스부에는, 접착제의 수축에 의한 변형이 생긴다. 본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)에서는, 변형이 생기지 않는 티스부(23)의 매수가, 적층 방향을 따르는 상단부(71) 및 하단부(72)에 위치하여 변형이 생기는 티스부(23)의 매수보다도 각각 많아진다. 따라서, 스테이터 코어(21) 전체에 생기는 변형을 작게 할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)(적층 코어)에 있어서, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수와 스테이터 코어(21)의 하단부(72)를 구성하는 전자기 강판(40)의 매수가 동등하다. 따라서, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)와 하단부(72)의 두께가 동등하게 된다. 또한, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)와 하단부(72)에 생기는 변형량도, 동등하게 된다. 이에 따라, 스테이터 코어(21) 전체에 생기는 변형의 편차를 억제할 수 있다.
스테이터 코어(21)가 구비하는 복수의 전자기 강판(40)의 전체 매수에 대한, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 매수의 비는, 1％ 이상 10％ 이하이다. 이 비가 1％ 미만이면, 스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)의 티스부(23)를 서로 접착하는 접착부(41)의 접착력이 저하된다. 이 때문에, 스테이터 코어(21) 전체로서의 형상을 유지하기 어려워진다. 한편, 이 비가 10％를 초과하면, 적층 방향의 상단부(71)의 티스부(23)를 서로 접착하는 접착부(41)의 접착력이 포화된다. 이 비를 1％ 이상 10％ 이하로 함으로써, 티스부(23)의 접착에 사용하는 접착부(41)의 양을 억제하면서, 스테이터 코어(21) 전체로서의 형상을 유지할 수 있다. 이 비는, 2％ 이상 8％ 이하인 것이 더 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)(적층 코어)에 있어서, 스테이터 코어(21)의 상단부(71) 및 하단부(72)에 있어서, 접착부(41)를, 전자기 강판(40)의 티스부(23)에 있어서의 접착되는 면(표면(23a))의 전체면에 마련한다. 이에 따라, 접착부(41)에 의해 티스부(23)에 생기는 변형의 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 스테이터 코어(21) 전체에 생기는 변형의 편차를 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)(적층 코어)에 있어서, 스테이터 코어(21)의 상단부(71) 및 하단부(72)에 있어서, 접착부(41)를, 전자기 강판(40)의 티스부(23)의 표면(23a)의 외주연에 마련한다. 따라서, 서로 접착되는 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)의 외주연끼리 이격하는 것을 억제할 수 있다.
일반적으로, 티스부, 코어 백부를 서로 코오킹하거나, 서로 용접하거나 하면, 티스부, 코어 백부에 층간 단락이 생긴다.
본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)(적층 코어)에 있어서, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않다. 그리고, 스테이터 코어(21)의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 서로 접착되어 있지 않고, 또한 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않다.
티스부(23) 및 코어 백부(22)가 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않기 때문에, 적층 방향을 따르는 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23) 및 코어 백부(22)에 발생하는 층간 단락을 억제할 수 있다.
또한, 코어 백부(22)가 서로 접착되어 있지 않기 때문에, 적층 방향을 따르는 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)에 생기는 변형을 작게 할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)(적층 코어)에 있어서, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)에서, 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않다. 그리고, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)에서, 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 서로 접착되어 있지 않고, 또한 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되지 않은 경우가 있다.
이 경우에는, 티스부(23) 및 코어 백부(22)가 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않기 때문에, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)에서, 티스부(23) 및 코어 백부(22)에 발생하는 층간 단락을 억제할 수 있다.
또한, 코어 백부(22)가 서로 접착되어 있지 않기 때문에, 스테이터 코어(21)의 상단부(71)에서, 코어 백부(22)에 생기는 변형을 작게 할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 회전 전기 기계(10)는, 본 실시 형태에 관한 스테이터 코어(21)를 구비하기 때문에, 회전 전기 기계(10)의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.
예를 들어, 스테이터 코어의 형상은, 상기 실시 형태로 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 스테이터 코어의 외경 및 내경의 치수, 적층 두께, 슬롯수, 티스부의 둘레 방향과 직경 방향의 치수 비율, 티스부와 코어 백부와의 직경 방향의 치수 비율 등은 원하는 회전 전기 기계의 특성에 따라 임의로 설계 가능하다.
상기 실시 형태에서의 로터에서는, 2개 1조의 영구 자석(32)이 1개의 자극을 형성하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 영구 자석(32)이 하나의 자극을 형성하고 있어도 되며, 3개 이상의 영구 자석(32)이 하나의 자극을 형성하고 있어도 된다.
스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)과 서로 코오킹되어 있어도 된다. 이 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)와 서로 용접되어 있어도 된다.
스테이터 코어(21)의 적층 방향의 중앙부(73)에 위치하는 전자기 강판(40)의 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)와 서로 접착되어 있어도 된다. 이 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)와 서로 코오킹되어 있어도 된다. 이 코어 백부(22)는, 적층 방향으로 인접하는 코어 백부(22)와 서로 용접되어 있어도 된다.
스테이터 코어(21)의 적층 방향의 상단부(71)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)과 서로 코오킹되어 있어도 된다. 이 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)과 서로 용접되어 있어도 된다.
스테이터 코어(21)의 적층 방향의 하단부(72)에 위치하는 전자기 강판(40)의 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)와 서로 코오킹되어 있어도 된다. 이 티스부(23)는, 적층 방향으로 인접하는 티스부(23)와 서로 용접되어 있어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기계로서, 영구 자석계자형 전동기를 일례로 들어 설명하였지만, 회전 전기 기계의 구조는, 이하에 예시하는 바와 같이 이것에 한정되지 않는다. 회전 전기 기계의 구조는, 또한 이하에 예시하지 않은 다양한 공지된 구조도 채용 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 동기 전동기로서, 영구 자석계자형 전동기를 일례로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기계가 릴럭턴스형 전동기나 전자석계자형 전동기(권선계자형 전동기)여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 교류 전동기로서, 동기 전동기를 일례로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기계가 유도 전동기여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 전동기로서, 교류 전동기를 일례로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기계가 직류 전동기여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기계로서, 전동기를 일례로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기계가 발전기여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 적층 코어를 스테이터 코어에 적용한 경우를 예시하였다. 본 발명에 관한 적층 코어는, 로터 코어에 적용하는 것도 가능하다.
그 밖에, 본 발명의 취지에 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시 형태에서의 구성 요소를 주지된 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하다. 또한, 상술한 변형예를 적절히 조합해도 된다.
본 발명에 의하면, 자기 특성을 향상시킨 적층 코어, 및 이 적층 코어를 구비한 회전 전기 기계를 제공할 수 있다. 따라서, 산업상 이용 가능성은 크다.
10: 회전 전기 기계
20: 스테이터
21: 스테이터 코어(적층 코어)
22: 코어 백부
23: 티스부
23a: 표면(면)
30: 로터
31: 로터 코어(적층 코어)
32: 영구 자석
33: 관통 구멍
40: 전자기 강판
41: 접착부
50: 케이스
60: 회전축

Claims (12)

  1. 두께 방향으로 적층된 복수의 전자기 강판을 구비하는 적층 코어이며, 상기 전자기 강판은, 환형의 코어 백부와, 상기 코어 백부로부터 직경 방향을 향하여 돌출됨과 함께, 상기 코어 백부의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 티스부를 구비하고,
    상기 복수의 전자기 강판 중, 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 적층 방향으로 인접하는 티스부끼리의 사이에 마련되는 접착부에 의해 서로 접착되고, 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 적층 방향으로 인접하는 티스부끼리의 사이에 마련되는 접착부에 의해 서로 접착되고, 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 티스부는 서로 접착되지 않고,
    상기 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 매수는, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수 및 상기 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수보다도 많고,
    상기 적층 코어가 구비하는 상기 복수의 전자기 강판의 전체 매수에 대한, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수의 비는, 1％ 이상 10％ 이하이고,
    상기 접착부는 표면에 있어서의 상기 코어 백부에 이어지는 외주연까지 연장되는, 적층 코어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수와 상기 적층 방향을 따르는 외측의 다른 쪽에 위치하는 전자기 강판의 매수가 동등한, 적층 코어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착부는, 상기 티스부에 있어서의 접착되는 면의 전체면에 마련되는, 적층 코어.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착부는, 상기 티스부에 있어서의 접착되는 면의 외주연에 마련되는, 적층 코어.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 상기 티스부는, 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않으며,
    상기 적층 방향을 따르는 중앙부에 위치하는 전자기 강판의 상기 코어 백부는, 서로 접착되어 있지 않고, 또한 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않는, 적층 코어.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 티스부는, 상기 적층 방향으로 인접하는 티스부와, 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않으며,
    상기 적층 방향을 따르는 외측의 한쪽에 위치하는 전자기 강판의 코어 백부는, 상기 적층 방향으로 인접하는 코어 백부와, 서로 접착되어 있지 않고, 또한 서로 코오킹되어 있지 않고, 또한 서로 용접되어 있지 않은, 적층 코어.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착부의 평균 두께가 1.0㎛ 내지 3.0㎛인, 적층 코어.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착부의 평균 인장 탄성률 E가 1500MPa 내지 4500MPa인, 적층 코어.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 접착부가, 엘라스토머 함유 아크릴계 접착제를 포함하는 SGA를 포함하는 상온 접착 타입의 아크릴계 접착제인, 적층 코어.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 적층 코어를 구비하는, 회전 전기 기계.
  11. 삭제
  12. 삭제
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