KR20210094627A - 적층 코어 및 회전 전기 기기 - Google Patents

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Abstract

서로 적층된 복수의 전자 강판과, 적층 방향으로 인접하는 상기 전자 강판끼리의 사이에 마련되어, 상기 전자 강판끼리를 각각 접착하는 접착부를 구비하고, 상기 전자 강판은, 환상의 코어 백부와, 상기 코어 백부로부터 상기 코어 백부의 직경 방향으로 연장됨과 함께 상기 코어 백부의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 티스부를 갖고, 상기 전자 강판의 상기 코어 백부에는, 상기 접착부가 마련된 접착 영역이 형성되어 있고, 상기 접착 영역은, 당해 접착 영역에 접촉하는 상기 전자 강판의 영역을 통과하는 자속에 따른 방향으로 연장되는, 적층 코어.

Description

적층 코어 및 회전 전기 기기
본 발명은, 적층 코어 및 회전 전기 기기에 관한 것이다.
본원은, 2018년 12월 17일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2018-235858호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
종래부터, 하기 특허문헌 1에 기재되어 있는 적층 코어가 알려져 있다. 이 적층 코어에서는, 적층 방향으로 인접하는 전자 강판이, 접착층에 의해 접착되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-023523호 공보
상기 종래의 적층 코어에는, 자기 특성을 향상시키는 것에 대하여 개선의 여지가 있다.
본 발명은 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 적층 코어의 자기 특성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 일 양태는, 서로 적층된 복수의 전자 강판과, 적층 방향으로 인접하는 상기 전자 강판끼리의 조(組) 사이에 마련되고, 상기 전자 강판끼리의 조를 각각 접착하는 접착부를 구비하고, 상기 전자 강판은, 환상의 코어 백부와, 상기 코어 백부로부터 상기 코어 백부의 직경 방향으로 연장됨과 함께 상기 코어 백부의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 티스부를 갖고, 상기 전자 강판의 상기 코어 백부에는, 상기 접착부가 마련된 접착 영역이 형성되어 있고, 상기 접착 영역은, 당해 접착 영역에 접촉하는 상기 전자 강판의 영역을 통과하는 자속에 따른 방향으로 연장되는 적층 코어이다.
상술한 구성에 의하면, 접착부는 일방향에 따라서 연장된다. 접착부를 일방향에 따라서 연장된 형상으로 함으로써, 동일 범위에 점 형상의 접착부를 간헐적으로 마련하는 경우와 비교하여, 접착부의 접착 면적을 크게 하여 접착 강도를 높일 수 있다.
일반적으로, 접착제는 경화 시에 수축한다. 이 때문에, 접착부에 접촉하는 전자 강판의 영역인 접착 영역에는, 접착제의 경화 수축에서 기인하는 변형이 발생하고, 당해 영역에 있어서 전자 강판의 철손이 상승한다. 여기서, 접착 영역과 접촉하여 변형에 의해 철손이 상승하는 영역을 열화 영역이라 칭한다. 상술한 구성에 의하면, 접착 영역이 연장되는 방향을, 열화 영역을 통과하는 자속에 따른 방향과 일치시킨다. 이에 의해, 자속의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역이 차지하는 비율을 저감시킬 수 있어, 열화 영역을 통과하는 자속선의 수를 억제할 수 있다. 또한, 자속의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역이 차지하는 비율을 저감시킴으로써, 자기 저항이 높은 열화 영역을 자속이 우회하기 쉬워진다. 결과적으로, 자기 회로를 형성하는 자속의 흐름을 열화 영역이 저해하는 것을 억제할 수 있어, 스테이터 코어로서의 적층 코어의 자기 특성을 높일 수 있다.
(2) 상기 (1)에 관한 적층 코어에서는, 상기 코어 백부는 둘레 방향을 따라서 교호로 나열되는 제1 부위 및 제2 부위를 갖고, 상기 제1 부위는 상기 티스부의 직경 방향 외측에 있어서 상기 티스부에 대하여 직경 방향으로 이어지고, 상기 제2 부위는 둘레 방향에 있어서 상기 제1 부위끼리 사이에 위치하고, 상기 접착 영역은 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위의 적어도 한쪽에 있어서 둘레 방향으로 이산적으로 형성되는, 구성으로 해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 접착 영역이 코어 백부에 있어서, 둘레 방향으로 이산적으로 배치된다. 이에 의해, 전자 강판끼리를 밸런스 좋게 고정시킬 수 있다. 덧붙여, 전자 강판에 형성되는 열화 영역이, 이산적으로 배치되기 때문에, 열화 영역이 자속의 흐름을 저해하기 어렵다.
(3) 상기 (2)에 관한 적층 코어에서는, 상술한 적층 코어에 있어서, 상기 접착 영역은 상기 제1 부위에 형성되고, 상기 접착 영역의 둘레 방향 양측에는, 상기 접착 영역이 형성되어 있지 않는, 구성으로 해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 열화 영역의 둘레 방향 양측에 철손의 상승이 발생하지 않는 영역(비열화 영역)이 마련된다. 이 때문에, 자기 회로를 형성하는 자속이 비열화 영역으로 우회하여 통과할 수 있어, 스테이터 코어로서의 적층 코어의 자기 특성을 높일 수 있다.
(4) 상기 (3)에 관한 적층 코어에서는, 상술한 적층 코어에 있어서, 상기 접착 영역은 상기 티스부의 중심선을 따라서 직경 방향으로 연장되는, 구성으로 해도 된다.
티스부로부터 코어 백부로 흐르는 자속은, 코어 백부의 제1 부위에 있어서 직경 방향에 따라서 연장되어, 제1 부위의 직경 방향의 중간 정도(中程)에서 둘레 방향 양측으로 분기한다. 상술한 구성에 의하면, 접착 영역이 티스부의 중심선을 따라서 직경 방향에 따라서 연장되기 때문에, 접착 영역이 연장되는 방향은, 제1 부위에 있어서 자속이 연장되는 방향과 일치한다. 이 때문에, 자속의 흐름을 열화 영역이 저해하는 것을 억제할 수 있어, 스테이터 코어의 자기 특성을 높일 수 있다.
(5) 상기 (3) 또는 상기 (4)에 관한 적층 코어에서는, 상기 티스부는 상기 코어 백부로부터 직경 방향의 내측으로 연장되고, 상기 접착 영역은 상기 코어 백부의 직경 방향 외측 단부로부터 직경 방향 내측으로 연장되는, 구성으로 해도 된다.
자속이 흐르는 경로는, 자기 저항이 낮은 최단 거리를 취하기 쉽다. 상술한 구성에 의하면, 접착 영역이 코어 백부의 직경 방향 외측 단부로부터 연장되기 때문에, 최단 거리를 통과하는 자속의 흐름을 저해하기 어렵다.
(6) 상기 (2)에 관한 적층 코어에서는, 상기 접착 영역은 상기 제2 부위에 마련되고, 상기 접착 영역의 직경 방향 양측에는, 상기 접착 영역이 형성되어 있지 않는, 구성으로 해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 열화 영역의 직경 방향 양측에 비열화 영역이 마련된다. 이 때문에, 자기 회로를 형성하는 자속이 비열화 영역으로 우회하여 통과할 수 있어, 스테이터 코어로서의 적층 코어의 자기 특성을 높일 수 있다.
(7) 상기 (6)에 관한 적층 코어에서는, 상기 접착 영역은 둘레 방향을 따라서 연장되는, 구성으로 해도 된다.
코어 백부에 흐르는 자속은, 제2 부위에 있어서 둘레 방향을 따라서 흐른다. 상술한 구성에 의하면, 접착 영역이 둘레 방향을 따라서 연장되기 때문에, 열화 영역이 자속의 흐름을 저해하기 어렵다.
(8) 상기 (6) 또는 상기 (7)에 관한 적층 코어에서는, 상기 티스부는 상기 코어 백부로부터 직경 방향의 내측으로 연장되고, 상기 접착 영역은 상기 코어 백부의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치되는, 구성으로 해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 접착 영역이 코어 백부의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치되기 때문에, 최단 거리를 통과하는 자속의 흐름을 저해하기 어렵다.
(9) 상기 (2)에 관한 적층 코어에서는, 상기 접착 영역은 하나의 상기 제1 부위와 하나의 상기 제2 부위에 걸쳐 마련되는, 구성으로 해도 된다.
상술한 구성에 의하면, 접착 영역이, 티스부의 중심선에 대하여 비대칭으로 형성된다. 이 때문에, 티스부에 대하여 둘레 방향 일방측과 타방측에서 자속 밀도가 서로 다르게 되고, 이러한 적층 코어는, 일방향으로만 회전시키는 회전 전기 기기에 사용하는 경우에, 회전 전기 기기의 에너지 효율을 높일 수 있다.
(10) 상기 (1) 내지 상기 (9) 중 어느 하나에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부의 평균 두께가 1.0㎛ 내지 3.0㎛여도 된다.
(11) 상기 (1) 내지 상기 (10) 중 어느 하나에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부의 평균 인장 탄성률 E가 1500MPa 내지 4500MPa여도 된다.
(12) 상기 (1) 내지 상기 (11) 중 어느 하나에 기재된 적층 코어에서는, 상기 접착부가, 엘라스토머 함유 아크릴계 접착제로 이루어지는 SGA를 포함하는 상온 접착 타입의 아크릴계 접착제여도 된다.
(13) 본 발명의 일 양태의 회전 전기 기기는, 상기 (1) 내지 상기 (12) 중 어느 하나에 기재된 적층 코어를 구비하는, 회전 전기 기기.
상술한 구성의 회전 전기 기기에 의하면, 자기 특성이 우수한 적층 코어를 갖기 때문에, 회전 전기 기기의 에너지 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면, 적층 코어의 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 회전 전기 기기의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 회전 전기 기기가 구비하는 스테이터의 평면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 회전 전기 기기가 구비하는 스테이터의 정면도이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 나타내는 스테이터의 전자 강판 및 접착 영역의 모식도이다.
도 5는 변형예 1의 스테이터의 접착 영역의 모식도이다.
도 6은 변형예 2의 스테이터의 접착 영역의 모식도이다.
도 7은 변형예 3의 스테이터의 접착 영역의 모식도이다.
도 8은 변형예 4의 스테이터의 접착 영역의 모식도이다.
도 9는 변형예 5의 스테이터의 접착 영역의 모식도이다.
도 10은 모델 No.1 내지 모델 No.4의 철손의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 비교예로서의 모델 No.4의 스테이터 코어의 모식도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 회전 전기 기기를 설명한다. 또한 본 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서 전동기, 구체적으로는 교류 전동기, 보다 구체적으로는 동기 전동기, 한층 더 구체적으로는 영구 자석 계자형 전동기를 일례로 들어 설명한다. 이러한 종류의 전동기는, 예를 들어 전기 자동차 등에 적절하게 채용된다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 회전 전기 기기(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 형태의 회전 전기 기기(10)에 있어서, 예를 들어 스테이터(20)의 각 상에는, 실효값 10A, 주파수 100Hz의 여자 전류를 인가되고, 이에 수반하여, 로터(30) 및 회전축(60)이 회전수 1000rpm으로 회전한다.
본 실시 형태에서는, 회전 전기 기기(10)로서, 로터(30)가 스테이터(20)의 내측에 위치하는 이너 로터형을 채용하고 있다. 그러나, 회전 전기 기기(10)로서, 로터(30)가 스테이터(20)의 외측에 위치하는 아우터 로터형을 채용해도 된다. 또한 본 실시 형태에서는, 회전 전기 기기(10)가 12극 18슬롯의 삼상 교류 모터이다. 그러나, 예를 들어 극수나 슬롯수, 상수 등은 적절히 변경할 수 있다.
스테이터(20)는 스테이터 코어(적층 코어)(21)와 도시하지 않은 권선을 구비한다.
스테이터 코어(21)는 환상의 코어 백부(22)와 복수의 티스부(23)를 구비한다. 이하에서는, 스테이터 코어(21)(코어 백부(22))의 축방향(스테이터 코어(21)의 중심축선 O 방향)을 축방향이라 하고, 스테이터 코어(21)(코어 백부(22))의 직경 방향(스테이터 코어(21)의 중심축선 O에 직교하는 방향)을 직경 방향이라 하고, 스테이터 코어(21)(코어 백부(22))의 둘레 방향(스테이터 코어(21)의 중심축선 O 둘레에 주회하는 방향)을 둘레 방향이라 한다.
코어 백부(22)는 스테이터(20)를 축방향으로부터 평면에서 보아 원환상으로 형성되어 있다.
복수의 티스부(23)는 코어 백부(22)로부터 직경 방향의 내측으로(직경 방향에 따라서 코어 백부(22)의 중심축선 O를 향해) 연장된다. 복수의 티스부(23)는 둘레 방향으로 동등한 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심축선 O를 중심으로 하는 중심각 20도 간격으로 18개의 티스부(23)가 마련되어 있다. 복수의 티스부(23)는 서로 동등한 형상이며, 또한 동등의 크기로 형성되어 있다.
상기 권선은 티스부(23)에 권회되어 있다. 상기 권선은 집중 감기되어 있어도 되고, 분포 감기되어 있어도 된다.
로터(30)는 스테이터(20)(스테이터 코어(21))에 대하여 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 동축에 배치되는 환상(원환상)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. 복수 조의 영구 자석(32)은 둘레 방향으로 동등한 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심축선 O를 중심으로 하는 중심각 30도 간격으로 12조(전체로는 24개)의 영구 자석(32)이 마련되어 있다.
본 실시 형태에서는, 영구 자석 계자형 전동기로서, 매립 자석형 모터가 채용되고 있다. 로터 코어(31)에는, 로터 코어(31)를 축방향으로 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. 각 영구 자석(32)의 로터 코어(31)에의 고정은, 예를 들어 영구 자석(32)의 외면과 관통 구멍(33)의 내면을 접착제에 의해 접착하는 것 등에 의해 실현할 수 있다. 또한, 영구 자석 계자형 전동기로서, 매립 자석형 대신에 표면 자석형 모터를 채용해도 된다.
<적층 코어>
도 3에 도시한 바와 같이, 스테이터 코어(21)는 적층 코어이다. 스테이터 코어(21)는 복수의 전자 강판(40)이 적층됨으로써 형성되어 있다. 즉, 스테이터 코어(21)는 두께 방향으로 적층된 복수의 전자 강판(40)을 구비한다.
또한 스테이터 코어(21)의 적층 두께(積厚)는, 예를 들어 50.0mm가 된다. 스테이터 코어(21)의 외경은, 예를 들어 250.0mm가 된다. 스테이터 코어(21)의 내경은, 예를 들어 165.0mm가 된다. 단, 이들 값은 일례이며, 스테이터 코어(21)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 전자 강판(40)은, 예를 들어 모재가 되는 전자 강판을 펀칭 가공하는 것 등에 의해 형성된다. 전자 강판(40)으로서는, 공지된 전자 강판을 사용할 수 있다. 전자 강판(40)의 화학 조성은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시 형태에서는, 전자 강판(40)으로서, 무방향성 전자 강판을 채용하고 있다. 무방향성 전자 강판으로서는, 예를 들어 JIS C 2552:2014의 무방향성 전강대(電鋼帶)를 채용할 수 있다.
그러나, 전자 강판(40)으로서, 무방향성 전자 강판 대신에 방향성 전자 강판을 채용하는 것도 가능하다. 방향성 전자 강판으로서는, JIS C 2553:2012의 방향성 전강대를 채용할 수 있다.
전자 강판의 가공성이나, 적층 코어의 철손을 개선하기 위해서, 전자 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 전자 강판(40) 사이에서의 절연 성능을 확보하기 위해서, 절연 피막의 두께(전자 강판(40) 편면당 두께)는 0.1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편으로 절연 피막이 두꺼워짐에 따라서 절연 효과가 포화된다. 또한, 절연 피막이 두꺼워짐에 따라서 스테이터 코어(21)에 있어서의 절연 피막이 차지하는 비율이 증가하고, 스테이터 코어(21)의 자기 특성이 저하된다. 따라서, 절연 피막은, 절연 성능을 확보할 수 있는 범위에서 얇은 것이 좋다. 절연 피막의 두께(전자 강판(40) 편면당의 두께)는 바람직하게는 0.1㎛ 이상 5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하이다.
전자 강판(40)이 얇아짐에 따라서 점차 철손의 개선 효과가 포화된다. 또한, 전자 강판(40)이 얇아짐에 따라서 전자 강판(40)의 제조 비용은 증가한다. 그 때문에, 철손의 개선 효과 및 제조 비용을 고려하면 전자 강판(40)의 두께는 0.10mm 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편으로 전자 강판(40)이 너무 두꺼우면, 전자 강판(40)의 프레스 펀칭 작업이 곤란해진다. 그 때문에, 전자 강판(40)의 프레스 펀칭 작업을 고려하면 전자 강판(40)의 두께는 0.65mm 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전자 강판(40)이 두꺼워지면 철손이 증대한다. 그 때문에, 전자 강판(40)의 철손 특성을 고려하면, 전자 강판(40)의 두께는 0.35mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.20mm 또는 0.25mm이다.
상기 점을 고려하여, 각 전자 강판(40)의 두께는, 예를 들어 0.10mm 이상 0.65mm 이하, 바람직하게는 0.10mm 이상 0.35mm 이하, 보다 바람직하게는 0.20mm나 0.25mm이다. 또한 전자 강판(40)의 두께에는, 절연 피막의 두께도 포함된다.
스테이터 코어(21)를 형성하는 복수의 전자 강판(40)은, 접착부(41)에 의해 접착되어 있다. 접착부(41)는 적층 방향으로 인접하는 전자 강판(40)들 사이에 마련되고, 분단되지 않고 경화된 접착제이다. 접착제에는, 예를 들어 중합 결합에 의한 열경화형 접착제 등이 사용된다. 접착제의 조성물로서는, (1) 아크릴계 수지, (2) 에폭시계 수지, (3) 아크릴계 수지 및 에폭시계 수지를 포함한 조성물 등이 적용 가능하다. 이러한 접착제로서는, 열경화형 접착제 외에도, 라디칼 중합형 접착제 등도 사용 가능하고, 생산성의 관점에서는, 상온 경화형 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 상온 경화형 접착제는 20℃ 내지 30℃에서 경화된다. 상온 경화형 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 접착제가 모두 사용 가능하다. 또한, 여기에서 말하는 접착제는 경화 전의 상태를 말하고, 접착제가 경화된 후에는 접착부(41)가 된다.
접착부(41)의 상온(20℃ 내지 30℃)에 있어서의 평균 인장 탄성률 E는, 1500MPa 내지 4500MPa의 범위 내가 된다. 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E는, 1500MPa 미만이면, 적층 코어의 강성이 저하되는 문제가 발생한다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E의 하한값은, 1500MPa, 보다 바람직하게는 1800MPa가 된다. 반대로, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E가 4500MPa를 초과하면, 전자 강판(40)의 표면에 형성된 절연 피막이 박리되는 문제가 발생한다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E의 상한값은, 4500MPa, 보다 바람직하게는 3650MPa가 된다.
또한, 평균 인장 탄성률 E는 공진법에 의해 측정된다. 구체적으로는, JIS R 1602:1995에 준거하여 인장 탄성률을 측정한다.
보다 구체적으로는, 먼저 측정용 샘플(도시하지 않음)을 제작한다. 이 샘플은, 2매의 전자 강판(40) 사이를, 측정 대상의 접착제에 의해 접착하고, 경화시켜 접착부(41)를 형성함으로써 얻어진다. 이 경화는, 접착제가 열경화형인 경우에는, 실제 조업상의 가열 가압 조건에서 가열 가압함으로써 행한다. 한편, 접착제가 상온 경화형인 경우에는 상온 하에서 가압함으로써 행한다.
그리고, 이 샘플에 대한 인장 탄성률을, 공진법으로 측정한다. 공진법에 의한 인장 탄성률의 측정 방법은, 상술한 바와 같이 JIS R 1602:1995에 준거하여 행한다. 그 후, 샘플의 인장 탄성률(측정값)로부터, 전자 강판(40) 자체의 영향분을 계산에 의해 제외함으로써, 접착부(41) 단체의 인장 탄성률이 구해진다.
이와 같이 하여 샘플로부터 구해진 인장 탄성률은, 적층 코어 전체로서의 평균값과 동등해지므로, 이 수치를 가지고 평균 인장 탄성률 E로 간주한다. 평균 인장 탄성률 E는, 그 적층 방향에 따른 적층 위치나 적층 코어의 중심축선 주위의 둘레 방향 위치에서 거의 변함없도록, 조성이 설정되어 있다. 그 때문에, 평균 인장 탄성률 E는, 적층 코어의 상단 위치에 있는, 경화 후의 접착부(41)를 측정한 수치를 가지고 그 값으로 할 수도 있다.
모터는 구동 시에 발열한다. 이 때문에, 접착부(41)의 융점이 낮으면, 모터의 발열에 의해 접착부(41)가 용융되고 접착 영역(42)의 형상이 변화되어 원하는 효과를 얻을 수 없다. 일반적으로, 스테이터 코어(21)에 감기는 권선의 표면에는, 절연성의 피복(에나멜)이 마련된다. 이 피복의 내열 온도는, 예를 들어 180℃ 정도이다. 이 때문에, 일반적인 모터는 180℃ 이하가 되도록 구동된다. 즉, 모터는 180℃ 정도까지 승온할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 접착부(41)의 융점은 180℃ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 국소적으로 고온이 되는 부위가 있는 것을 가미한 안전율을 고려하여, 접착부(41)의 융점은 200℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다.
접착 방법으로서는, 예를 들어, 전자 강판(40)에 접착제를 도포한 후, 가열 및 압착 중 어느 것 또는 양쪽에 의해 접착하는 방법을 채용할 수 있다. 또한 가열 수단은, 예를 들어 고온조나 전기로 내에서의 가열 또는 직접 통전하는 방법 등, 어떤 수단이어도 된다.
안정적으로 충분한 접착 강도를 얻기 위해서, 접착부(41)의 두께는 1㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
한편으로 접착부(41)의 두께가 100㎛를 초과하면 접착력이 포화된다. 또한, 접착부(41)가 두꺼워짐에 따라서 점적률이 저하되고, 적층 코어의 철손 등의 자기 특성이 저하된다. 따라서, 접착부(41)의 두께는 1㎛ 이상 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이상 10㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
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 보다 바람직하다. 접착부(41)의 평균 두께가 1.0㎛ 미만이면, 전술한 바와 같이 충분한 접착력을 확보할 수 없다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 두께의 하한값은, 1.0㎛, 보다 바람직하게는 1.2㎛가 된다. 반대로, 접착부(41)의 평균 두께가 3.0㎛를 초과하여 두꺼워지면, 열경화 시의 수축에 의한 전자 강판(40)의 변형량이 대폭 증가하는 등의 문제를 발생한다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 두께의 상한값은, 3.0㎛, 보다 바람직하게는 2.6㎛가 된다.
접착부(41)의 평균 두께는 적층 코어 전체로서의 평균값이다. 접착부(41)의 평균 두께는 그 적층 방향에 따른 적층 위치나 적층 코어의 중심축선 주위의 둘레 방향 위치에서 거의 변함없다. 그 때문에, 접착부(41)의 평균 두께는, 적층 코어의 상단 위치에 있어서, 원주 방향 10군데 이상에서 측정한 수치의 평균값을 가지고 그 값으로 할 수 있다.
또한, 접착부(41)의 평균 두께는, 예를 들어 접착제의 도포량을 변화시켜 조정할 수 있다. 또한, 접착부(41)의 평균 인장 탄성률 E는, 예를 들어 열경화형 접착제의 경우에는, 접착 시에 가하는 가열 가압 조건 및 경화제 종류의 한쪽 혹은 양쪽을 변경하는 것 등에 의해 조정할 수 있다.
이어서, 도 4를 기초로, 전자 강판(40)과 접착부(41) 및 접착 영역(42)의 관계에 대하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 적층 방향으로 인접하는 전자 강판(40)들은 서로 전면 접착되어 있지 않다. 이들 전자 강판(40)들은 서로 국소적으로 접착되어 있다. 접착부(41)는 전자 강판의 복수의 코어 백부(22)에 마련되어 있다. 코어 백부(22)는 접착부(41)에 의해 접착되어 있다. 즉, 복수의 전자 강판(40)은 접착부(41)에 의해 서로 접착되어 있다.
전자 강판(40)에 있어서 적층 방향을 향하는 면(이하, 전자 강판(40)의 제1면이라 함)에는, 접착 영역(42)과 블랭크 영역(43)(비접착 영역)이 형성되어 있다. 접착 영역(42)이란, 전자 강판(40)의 제1면 중, 접착부(41)가 마련된 영역이다. 보다 구체적으로는, 접착 영역(42)이란, 전자 강판(40)의 제1면 중, 경화된 접착제가 마련되어 있는 영역이다. 블랭크 영역(43)이란, 전자 강판의 제1면 중, 접착부(41)가 마련되어 않은 영역이다.
여기서, 전자 강판(40)의 코어 백부(22)를 제1 부위(22a)와 제2 부위(22b)로 구획한다. 제1 부위(22a)와 제2 부위(22b)는 둘레 방향을 따라서 교대로 배열한다. 즉, 코어 백부(22)는 둘레 방향을 따라서 교호로 나열되는 제1 부위(22a) 및 제2 부위(22b)를 갖는다. 제1 부위(22a)와 제2 부위(22b)의 경계선은 직경 방향으로 직선 형상으로 연장된다. 제1 부위(22a)는 티스부(23)의 직경 방향 외측에 있어서 티스부(23)로 이어진다. 제2 부위(22b)는 둘레 방향에 있어서 제1 부위(22a)끼리 사이에 위치한다.
접착 영역(42)은 코어 백부(22)의 제2 부위(22b)에 마련된다. 또한, 접착 영역(42)은 코어 백부(22)의 제1 부위(22a)에는 마련되지 않는다. 접착 영역(42)은 하나의 제2 부위(22b)에 하나 마련된다. 접착 영역(42)은 제2 부위(22b)의 둘레 방향 중앙에 위치한다. 또한, 접착 영역(42)은 제2 부위(22b)에 있어서 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치된다.
접착 영역(42)은 평면에서 보아 직경 방향과 직교하는 방향을 길이 방향으로 하는 대략 직사각형상이다. 즉, 접착 영역(42)은 둘레 방향을 따라서 연장된다. 본 실시 형태에 따르면, 접착 영역(42)을 일방향에 따라서 연장되는 형상으로 함으로써, 동일 범위에 점 형상의 접착 영역을 간헐적으로 마련하는 경우와 비교하여, 접착부(41)의 접착 면적을 크게 하여 접착 강도를 높일 수 있다.
접착부(41)의 폭 치수 d1을 크게 함으로써, 제조 공정에 있어서 접착부를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 접착부(41)의 폭 치수 d1을 작게 함으로써, 접착제의 압축 응력에 의해 전자 강판(40)에 국소적으로 큰 변형을 발생시키지 않아, 전자 강판(40) 전체로서의 철손의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 접착 영역(42)의 폭 치수란, 접착 영역(42)의 짧은 방향의 치수이며, 본 실시 형태에 있어서 접착 영역(42)의 직경 방향에 있어서의 치수이다. 본 실시 형태에 있어서 접착 영역(42)이란, 전자 강판(40)의 제1면에 있어서 접착부(41)가 마련된 영역이기 때문에, 접착 영역(42)의 폭 치수와 접착부(41)의 폭 치수는 동일하다.
접착 영역(42)의 폭 치수 d1에 대한 길이 치수 d2의 비율(d2/d1, 애스펙트비)은, 3.5 이상인 것이 바람직하다. 접착 영역(42)의 애스펙트비를 3.5 이상으로 함으로써, 전자 강판(40)의 변형을 억제하면서 전자 강판(40)끼리의 접착 강도를 확보할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 접착제는 경화 시에 수축한다. 이 때문에, 접착부(41)에 접촉하는 전자 강판(40)의 영역에는, 접착제의 경화 수축에서 기인하는 변형이 발생하고, 당해 영역에 있어서 전자 강판(40)의 철손이 상승한다. 여기서, 접착부(41)와 접촉하여 변형에 의해 철손이 상승하는 영역을 열화 영역(29)이라 칭한다. 열화 영역(29)은 적층 방향에서 보아 접착 영역(42)과 겹치는 영역이다. 열화 영역(29)은 다른 영역(비열화 영역)과 비교하여 자기 저항이 높다.
또한, 본 명세서에 있어서, 철손의 값이 상승하는 것을 「철손의 열화」라고 칭하는 경우가 있다.
스테이터(20)의 권선(도시 생략)에 전류가 흐름으로써, 전자 강판(40)에 자속(B)이 형성된다. 자속(B)은, 티스부(23) 및 코어 백부(22)를 통과하는 자기 회로를 형성한다. 자속(B)은, 코어 백부(22)의 제2 부위(22b)에 있어서 둘레 방향을 따라서 연장된다.
본 실시 형태에 따르면, 접착 영역(42)은 제2 부위(22b)에 위치하고, 둘레 방향을 따라서 연장된다. 즉, 접착 영역(42)이 연장되는 방향은, 제2 부위(22b)에 있어서 자속(B)이 연장되는 방향과 일치한다. 바꾸어 말하면, 접착 영역(42)은, 당해 접착 영역(42)에 접촉하는 전자 강판(40)의 열화 영역(29)을 통과하는 자속(B)에 따른 방향으로 연장된다. 이 때문에, 자속(B)의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역(29)이 차지하는 비율을 저감시킬 수 있어, 열화 영역(29)을 통과하는 자속선의 수를 억제할 수 있다. 또한, 자속의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역(29)이 차지하는 비율을 저감시킴으로써, 자기 저항이 높은 열화 영역(29)을 자속(B)이 우회하기 쉬워진다. 결과적으로, 자기 회로를 형성하는 자속(B)의 흐름을 열화 영역(29)이 저해하는 것을 억제하고, 코오킹에 의해 전자 강판끼리를 서로 고정한 경우와 비교하여, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 높일 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 접착 영역(42)의 직경 방향 외측 및 접착 영역(42)의 직경 방향 내측에는, 각각 접착 영역(42)이 마련되어 않은 블랭크 영역(43)이 마련된다. 즉, 접착 영역(42)의 둘레 방향 양측에는, 접착 영역(42)이 형성되지 않는다. 블랭크 영역(43)과 겹치는 전자 강판(40)의 영역은, 접착제의 경화 수축에 수반하는 응력이 부여되지 않는다. 따라서, 이 영역은, 열화 영역(29)과 비교하여 철손이 상승하지 않는다. 본 명세서에 있어서, 철손의 상승이 발생하지 않는 전자 강판(40)의 영역을 비열화 영역이라 칭한다. 상술한 구성에 의하면, 열화 영역(29)의 직경 방향 양측에 비열화 영역이 마련되기 때문에, 자기 회로를 형성하는 자속(B)이 비열화 영역으로 우회하여 통과할 수 있어, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 높일 수 있다.
자속(B)은, 자기 저항이 낮은 최단 거리를 흐르는 경향이 있다. 따라서, 코어 백부(22)에서는, 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측으로 향함에 따라서 자속 밀도가 낮아진다. 본 실시 형태에 있어서, 접착 영역(42)은 코어 백부(22)의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치된다. 이 때문에, 전자 강판(40)의 열화 영역(29)을 자속 밀도가 낮은 영역에 형성할 수 있어, 접착부(41)를 마련한 것에 의한 스테이터 코어(21)의 자기 특성의 저하를 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 접착 영역(42)은 제2 부위(22b)에 마련되고, 제1 부위(22a)에는 마련되지 않는다. 이 때문에, 접착 영역(42)이 코어 백부(22)에 있어서, 둘레 방향으로 이산적으로 배치된다. 이에 의해, 전자 강판(40)들을 양호한 밸런스로 고정시킬 수 있다. 덧붙여, 전자 강판(40)에 형성되는 열화 영역(29)이 이산적으로 배치되기 때문에, 열화 영역(29)이 자속(B)의 흐름을 저해하기 어렵다. 또한, 이러한 효과는, 접착 영역(42)이 제1 부위(22a)에 마련되고, 제2 부위(22b)에 마련되지 않는 경우에도 얻을 수 있는 효과이다. 즉, 접착 영역(42)은 제1 부위(22a) 및 제2 부위(22b)의 적어도 한쪽에 있어서 둘레 방향으로 이산적으로 마련되어 있으면, 상술한 효과를 얻을 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 로터 코어(31)는 스테이터 코어(21)와 마찬가지로, 적층 코어이다. 즉, 로터 코어(31)는 두께 방향으로 적층된 복수의 전자 강판을 구비한다. 본 실시 형태에 있어서, 로터 코어(31)의 적층 두께는, 스테이터 코어(21)와 동등하게, 예를 들어 50.0mm가 된다. 로터 코어(31)의 외경은, 예를 들어 163.0mm가 된다. 로터 코어(31)의 내경은, 예를 들어 30.0mm가 된다. 단, 이들 값은 일례이며, 로터 코어(31)의 적층 두께, 외경이나 내경은 이들 값에 한정되지 않는다.
본 실시 형태에서는, 로터 코어(31)를 형성하는 복수의 전자 강판은, 코오킹 C(다우얼, 도 1 참조)에 의해 서로 고정되어 있다. 그러나, 로터 코어(31)를 형성하는 복수의 전자 강판(40)은, 스테이터 코어(21)와 마찬가지의 접착부에 의해 서로 접착되어 있어도 된다.
(변형예 1)
이어서, 상술한 실시 형태에 채용 가능한, 변형예 1의 접착부(141) 및 접착 영역(142)에 대하여 도 5를 기초로 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대하여는, 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태와 마찬가지로, 코어 백부(22)에는, 접착부(141)가 마련된 접착 영역(142)이 형성되어 있다. 본 변형예의 접착 영역(142)은 코어 백부(22)의 제1 부위(22a)에 마련된다. 또한, 접착 영역(142)은 코어 백부(22)의 제2 부위(22b)에는 마련되지 않는다. 접착 영역(142)은 하나의 제1 부위(22a)에 하나 마련된다. 접착 영역(142)은 제1 부위(22a)의 둘레 방향 중앙에 위치한다.
접착 영역(142)은 평면에서 보아 직경 방향을 길이 방향으로 하는 대략 직사각형상이다. 접착 영역(142)의 애스펙트비(d2/d1)는 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 3.5 이상인 것이 바람직하다.
접착 영역(142)은, 티스부(23)의 중심선(CL)에 따라서 직경 방향에 따라서 연장된다. 중심선(CL)은, 티스부(23)에 있어서의 둘레 방향의 중심을 직경 방향으로 통과하는 가상선이다. 접착 영역(142)의 직경 방향 외측의 단부는, 코어 백부(22)의 직경 방향 외측 단부에 위치한다. 즉, 접착 영역(142)은 코어 백부(22)의 직경 방향 외측 단부로부터 직경 방향 내측으로 연장된다. 또한, 접착 영역(142)의 직경 방향 내측의 단부는, 코어 백부(22)의 직경 방향 내측 단부보다 직경 방향 외측에 위치한다.
스테이터(20)의 권선(도시 생략)에 전류가 흐름으로써, 전자 강판(40)에 자속(B)이 형성된다. 자속(B)은, 티스부(23) 및 코어 백부(22)를 통과하는 자기 회로를 형성한다. 자속(B)은, 코어 백부(22)의 제1 부위(22a)에 있어서 직경 방향에 따라서 연장되어, 제1 부위(22a)의 직경 방향의 중간 정도에서 둘레 방향 양측으로 분기한다. 자속(B)은, 티스부(23)의 중심선(CL)에 대하여 대칭 방향으로 분기한다.
본 변형예에 의하면, 접착 영역(142)은 제1 부위(22a)에 위치하고, 티스부(23)의 중심선(CL)에 따라서 직경 방향으로 연장된다. 즉, 접착 영역(142)이 연장되는 방향은, 제1 부위(22a)에 있어서 자속(B)의 적어도 일부가 연장되는 방향과 일치한다. 바꾸어 말하면, 접착 영역(142)은 당해 접착 영역(142)에 접촉하는 전자 강판(40)의 열화 영역(129)을 통과하는 자속의 적어도 일부에 따른 방향으로 연장된다. 이 때문에, 자속(B)의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역(129)이 차지하는 비율을 저감시킬 수 있어, 열화 영역(129)을 통과하는 자속선의 수를 억제할 수 있다. 또한, 자속(B)의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역(129)이 차지하는 비율을 저감시킴으로써, 자기 저항이 높은 열화 영역(129)을 자속(B)이 우회하기 쉬워진다. 또한, 본 변형예에 있어서 접착 영역(142)은 티스부(23)의 중심선(CL)에 따라서 연장되기 때문에, 중심선(CL)에 대하여 대칭 방향으로 분기하는 자속(B)이, 열화 영역(129)을 우회하기 쉽다. 결과적으로, 자기 회로를 형성하는 자속(B)의 흐름을 열화 영역(129)이 저해하는 것을 억제할 수 있어, 코오킹에 의해 전자 강판끼리를 서로 고정한 경우와 비교하여, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 높일 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 접착 영역(142)의 둘레 방향 양측에는, 각각 접착 영역(142)이 마련되어 않은 블랭크 영역(143)이 마련된다. 블랭크 영역(143)과 겹치는 전자 강판(40)의 영역에는, 접착제의 경화 수축에 수반하는 응력이 부여되지 않는 비열화 영역이 형성된다. 상술한 구성에 의하면, 열화 영역(129)의 둘레 방향 양측에 비열화 영역이 마련되기 때문에, 자기 회로를 형성하는 자속(B)이 비열화 영역으로 우회하여 통과할 수 있어, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 높일 수 있다.
자속(B)은, 자기 저항이 낮은 최단 거리를 흐르는 경향이 있기 때문에, 코어 백부(22)에서는, 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측으로 향함에 따라서 자속 밀도가 낮아진다. 본 변형예에 있어서, 접착 영역(142)이 코어 백부(22)의 직경 방향 외측 단부로부터 연장된다. 따라서, 전자 강판(40)의 열화 영역(129)을 자속 밀도가 낮은 영역에 형성할 수 있어, 접착 영역(142)을 마련한 것에 의한 스테이터 코어(21)의 자기 특성의 저하를 억제할 수 있다.
(변형예 2)
이어서, 상술한 실시 형태에 채용 가능한, 변형예 2의 접착부(241) 및 접착 영역(242)에 대하여 도 6을 기초로 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대하여는, 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태와 마찬가지로, 코어 백부(22)에는, 접착부(241)가 마련된 접착 영역(242)이 형성되어 있다. 본 변형예의 접착 영역(242)은 코어 백부(22)의 제1 부위(22a)에 마련된다. 또한, 접착 영역(242)은 코어 백부(22)의 제2 부위(22b)에는 마련되지 않는다. 접착 영역(242)은 하나의 제1 부위(22a)에 하나 마련된다. 접착 영역(242)은 제1 부위(22a)의 둘레 방향 중앙에 위치한다. 또한, 접착 영역(242)은 제1 부위(22a)에 있어서 직경 방향 내측으로 치우쳐서 배치된다.
접착 영역(242)은 평면에서 보아 직경 방향과 직교하는 방향을 길이 방향으로 하는 대략 직사각형상이다. 또한, 접착 영역(242)의 애스펙트비(d2/d1)는 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 3.5 이상인 것이 바람직하다.
스테이터(20)의 권선(도시 생략)에 전류가 흐름으로써, 전자 강판(40)에 자속(B)이 형성된다. 자속(B)은, 티스부(23) 및 코어 백부(22)를 통과하는 자기 회로를 형성한다. 자속(B)은, 코어 백부(22)의 제1 부위(22a)에 있어서 직경 방향에 따라서 연장되어, 제1 부위(22a)의 직경 방향의 중간 정도에서 둘레 방향 양측으로 분기한다.
본 변형예에 의하면, 접착 영역(242)은 제1 부위(22a)에 위치하고, 둘레 방향을 따라서 연장된다. 즉, 접착 영역(242)이 연장되는 방향은, 제1 부위(22a)에 있어서 분기하여 둘레 방향으로 연장되는 자속(B)의 방향과 부분적으로 일치한다. 바꾸어 말하면, 접착 영역(242)의 적어도 일부는, 당해 접착 영역(242)에 접촉하는 전자 강판(40)의 열화 영역(229)을 통과하는 자속(B)에 따른 방향으로 연장된다. 이 때문에, 자속(B)의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역(229)이 차지하는 비율을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자기 저항이 높은 열화 영역(229)을 자속(B)이 우회하기 쉬워진다. 결과적으로, 자기 회로를 형성하는 자속(B)의 흐름을 열화 영역(229)이 저해하는 것을 억제할 수 있어, 코오킹에 의해 전자 강판끼리를 서로 고정한 경우와 비교하여, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 높일 수 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 접착 영역(242)의 둘레 방향 양측에는, 각각 접착 영역(242)이 마련되어 않은 블랭크 영역(243)이 마련된다. 블랭크 영역(243)과 겹치는 전자 강판(40)의 영역에는, 접착제의 경화 수축에 수반하는 응력이 부여되지 않는 비열화 영역이 형성되지 않는다. 상술한 구성에 의하면, 열화 영역(229)의 둘레 방향 양측에 비열화 영역이 마련되기 때문에, 자기 회로를 형성하는 자속(B)이 비열화 영역을 통과할 수 있어, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 높일 수 있다.
(변형예 3)
이어서, 상술한 실시 형태에 채용 가능한, 변형예 3의 접착부(341) 및 접착 영역(342)에 대하여, 도 7을 기초로 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대하여는, 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태와 마찬가지로, 코어 백부(22)에는, 접착부(341)가 마련된 접착 영역(342)이 형성되어 있다. 본 변형예의 접착 영역(342)은 변형예 2의 접착 영역(242)의 구성과 유사하다. 본 변형예의 접착 영역(342)은 제1 부위(22a)에 있어서 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치되는 점에 있어서, 변형예 2의 접착 영역(242)과 다르다.
자속(B)은, 자기 저항이 낮은 최단 거리를 흐르는 경향이 있기 때문에, 코어 백부(22)에서는, 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측으로 향함에 따라서 자속 밀도가 낮아진다. 본 변형예에 있어서, 접착 영역(342)은 코어 백부(22)의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치된다. 따라서, 전자 강판(40)의 열화 영역(329)을 자속 밀도가 낮은 영역에 형성할 수 있어, 접착 영역(342)을 마련한 것에 의한 스테이터 코어(21)의 자기 특성의 저하를 억제할 수 있다.
본 변형예에 의하면, 접착 영역(342)은 제1 부위(22a)의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치되고, 둘레 방향을 따라서 연장된다. 이 때문에, 접착 영역(342)은 변형예 2의 접착 영역(242)과 비교하여, 제1 부위(22a)에 있어서 분기하여 둘레 방향으로 연장되는 자속(B)의 방향과 보다 광범위하고 평행하게 연장된다. 이 때문에, 자속(B)의 경로 단면적에 있어서의 열화 영역(329)이 차지하는 비율을 한층 더 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자기 저항이 높은 열화 영역(329)을 자속(B)이 한층 더 우회하기 쉬워진다. 결과적으로, 자기 회로를 형성하는 자속(B)의 흐름을 열화 영역(329)이 저해하는 것을 억제할 수 있어, 스테이터 코어(21)의 자기 특성을 변형예 2와 비교하여 더욱 높일 수 있다.
(변형예 4)
이어서, 상술한 실시 형태에 채용 가능한, 변형예 4의 접착부(441) 및 접착 영역(442)에 대하여, 도 8을 기초로 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대하여는, 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태와 마찬가지로, 코어 백부(22)에는, 접착부(441)가 마련된 접착 영역(442)이 형성되어 있다. 본 변형예의 접착 영역(442)은 하나의 제1 부위(22a)와 하나의 제2 부위(22b)에 걸쳐 마련된다. 또한, 본 변형예의 접착 영역(442)은 코어 백부(22)의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치되고, 둘레 방향을 따라서 연장된다.
본 변형예에 있어서 접착 영역(442)은, 하나의 제1 부위(22a)에 대하여, 둘레 방향 일방측의 제2 부위(22b)와 경계선 상에는 마련되고, 둘레 방향 타방측의 제2 부위(22b)와의 경계선 상에는 마련되지 않는다. 따라서, 접착 영역(442)은 티스부(23)의 중심선(CL)에 대하여 비대칭으로 형성된다. 티스부(23)로부터 코어 백부(22)에 흐르는 자속(B)의 밀도는, 접착 영역(442)이 마련되는 둘레 방향 일방측보다, 접착 영역(442)이 마련되어 않은 둘레 방향 타방측쪽이 높아지기 쉽다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 중심선(CL)에 대하여 둘레 방향 일방측과 타방측에서 자속 밀도가 서로 다르게 된다. 이러한 적층 코어는, 회전 방향이 일방향으로 제한된 회전 전기 기기에 사용하는 경우에, 회전 전기 기기의 에너지 효율을 높일 수 있다.
(변형예 5)
이어서, 상술한 실시 형태에 채용 가능한, 변형예 5의 접착부(541) 및 접착 영역(542)에 대하여, 도 9를 기초로 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일 양태의 구성 요소에 대하여는, 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상술한 실시 형태와 마찬가지로, 코어 백부(22)에는, 접착부(541)가 마련된 접착 영역(542)이 형성되어 있다. 본 변형예의 접착 영역(542)은 평면에서 보아 T자상이며, 변형예 1의 접착 영역(142) 및 변형예 3의 접착 영역(342)을 조합한 구성이라고 생각할 수 있다. 본 변형예에 의하면, 변형예 1 및 변형예 3의 효과를 향수함과 함께, 접착 영역(542)을 충분한 면적 확보하여, 접착 강도를 높일 수 있다. 본 변형예에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 및 각 변형예의 구성을 조합한 구성을 채용하여 조합한 효과를 얻어도 된다.
또한, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태 및 그 변형예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 각종 변경을 가하는 것이 가능하다.
상술한 실시 형태 및 그 변형예의 스테이터 코어에 있어서, 복수의 전자 강판은, 코어 백부에 마련된 접착 영역에 있어서 서로 고정되어 있다. 그러나, 전자 강판끼리는 코어 백부에 더하여 티스부에 있어서도, 서로 고정되어 있어도 된다. 이 경우, 티스부에 코오킹이 마련되어 있어도 되고, 또한 티스부에 별도로 접착 영역이 마련되어 있어도 된다. 또한, 전자 강판끼리는 접착 영역에 의한 접착 고정에 더하여, 서로 용접 고정되어 있어도 된다.
상술한 실시 형태 및 그 변형예에 있어서, 접착 영역의 폭 치수, 접착 영역의 전체 길이에 걸쳐 균일한 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 접착 영역의 폭 치수는 반드시 균일한 것은 아니어도 된다. 일례로서, 접착 영역의 폭 방향 양단부가, 길이 방향에 따라서 꼬불꼬불 구부러져서 연장되어 있어도 된다.
스테이터 코어의 형상은, 상기 실시 형태에서 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 스테이터 코어의 외경 및 내경의 치수, 적층 두께, 슬롯수, 티스부의 둘레 방향과 직경 방향의 치수 비율, 티스부와 코어 백부의 직경 방향의 치수 비율 등은 원하는 회전 전기 기기의 특성에 따라서 임의로 설계 가능하다.
상기 실시 형태에 있어서의 로터에서는, 2개 1조의 영구 자석(32)이 하나의 자극을 형성하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 영구 자석(32)이 하나의 자극을 형성하고 있어도 되고, 3개 이상의 영구 자석(32)이 하나의 자극을 형성하고 있어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서, 영구 자석 계자형 전동기를 일례로 들어 설명하였지만, 회전 전기 기기의 구조는 이하에 예시한 바와 같이 이것에 한정되지 않고, 또한 이하에 예시하지 않는 각종 공지된 구조도 채용 가능하다.
상기 실시 형태에서는, 동기 전동기로서, 영구 자석 계자형 전동기를 일례로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 릴럭턴스형 전동기나 전자석 계자형 전동기(권선 계자형 전동기)여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 교류 전동기로서, 동기 전동기를 일례로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 유도 전동기여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 전동기로서, 교류 전동기를 일례로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 직류 전동기여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서, 전동기를 일례로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 발전기여도 된다.
상기 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 적층 코어를 스테이터 코어에 적용한 경우를 예시하였지만, 로터 코어에 적용하는 것도 가능하다.
그 밖에도, 본 발명의 취지에 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시 형태 및 그 변형예에 있어서의 구성 요소를 주지된 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하고, 또한 상기한 변형예를 적절히 조합해도 된다.
실시예
접착부의 압축 응력에서 기인하는 전자 강판의 철손 열화의 억제를 검증하는 검증 시험을 실시하였다. 또한 본 검증 시험은 소프트웨어를 사용한 시뮬레이션에 의해 실시하였다. 소프트웨어로서는, JSOL 가부시키가이샤제의 유한 요소법 전자장 해석 소프트 JMAG를 이용하였다. 시뮬레이션에 사용하는 모델로서, 이하에 설명하는 모델 No.1 내지 모델 No.4의 스테이터 코어(적층 코어)를 상정하였다. 각 모델에 사용하는 전자 강판은, 판 두께 0.25mm의 박판을 펀칭 가공함으로써 제작한 것을 사용하였다. 전자 강판의 형상은, 도 2에 나타내는 것과 동일 형상이다.
모델 No.1 내지 No.3의 스테이터 코어와, 모델 No.4의 스테이터 코어는, 전자 강판끼리의 고정의 구성이 다르다. 모델 No.1 내지 모델 No.3의 스테이터 코어에 있어서, 전자 강판끼리의 사이에는 접착부가 마련되고, 전자 강판끼리가 서로 접착 고정되어 있다. 한편, 모델 No.4의 스테이터 코어는, 코오킹에 의해 전자 강판끼리가 서로 고정되어 있다.
모델 No.1의 접착부는, 도 4에 나타내는 접착부(41)에 상당한다. 모델 No.1의 접착부의 접착 영역은, 코어 백부의 제2 부위에 있어서 둘레 방향을 따라서 연장된다.
모델 No.2의 접착부는, 도 5에 나타내는 접착부(141)에 상당한다. 모델 No.2의 접착부의 접착 영역은, 코어 백부의 제1 부위에 있어서 직경 방향에 따라서 연장된다.
모델 No.3의 접착부는, 도 6에 나타내는 접착부(241)에 상당한다. 모델 No.3의 접착부의 접착 영역은, 코어 백부의 제1 부위에 있어서 둘레 방향을 따라서 연장된다.
모델 No.4의 스테이터 코어(1021)를 도 11에 도시한다. 스테이터 코어(1021)는, 상술한 실시 형태의 스테이터 코어(21)와 동일 형상의 전자 강판(40)을 두께 방향으로 적층하여 구성된다. 스테이터 코어(1021)는 상술한 실시 형태의 스테이터 코어(21)와 비교하여, 전자 강판(40)끼리가 코오킹 고정되어 있는 점이 다르다. 즉, 스테이터 코어(1021)의 전자 강판(40)은 코오킹(1042)(다우얼)에 의해 서로 고정되어 있다. 코오킹(1042)은 코어 백부(22)의 제2 부위(22b)에 위치한다.
각 모델에 대하여, 전자 강판의 철손을 시뮬레이션 소프트웨어에 의해 계산한 계산 결과를 도 10에 도시한다. 또한, 도 10에 나타내는 계산 결과의 철손(종축)은 모델 No.4의 철손을 1.0으로 하여, 다른 모델의 철손을, 모델 No.4의 철손에 대한 비율로서 나타내었다.
도 10에 도시한 바와 같이, 모델 No.1 내지 모델 No.3의 스테이터 코어는, 모델 No.4의 스테이터 코어와 비교하여, 철손의 값이 작은 것이 확인되었다.
모델 No.3의 스테이터 코어는, 모델 No.1 및 모델 No.2의 스테이터 코어와 비교하여 철손이 크다. 모델 No.3의 스테이터 코어에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 접착 영역이 티스부와 코어 백부의 경계의 근방에 위치한다. 이 때문에, 접착 영역에서 기인하는 열화 영역을 통과하는 자속이 증가하고, 자기 저항이 높아졌다고 생각된다. 이 때문에, 모델 No.3의 스테이터 코어에 있어서, 도 7에 나타내는 바와 같이 접착 영역을 코어 백부의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치함으로써, 철손의 값을 저하시킬 수 있다고 생각된다.
본 발명에 따르면, 자기 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 산업상 이용 가능성은 크다.
10: 회전 전기 기기
20: 스테이터
21: 스테이터 코어(적층 코어)
22: 코어 백부
22a: 제1 부위
22b: 제2 부위
23: 티스부
40: 전자 강판
41, 141, 241, 341, 441, 541: 접착부
42, 142, 242, 342, 442, 542: 접착 영역
43, 143, 243: 블랭크 영역
B: 자속
CL: 중심선

Claims (13)

  1. 서로 적층된 복수의 전자 강판과,
    적층 방향으로 인접하는 상기 전자 강판끼리의 사이에 마련되어, 상기 전자 강판끼리를 각각 접착하는 접착부를 구비하고,
    상기 전자 강판은,
    환상의 코어 백부와,
    상기 코어 백부로부터 상기 코어 백부의 직경 방향으로 연장됨과 함께 상기 코어 백부의 둘레 방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 티스부를 갖고,
    상기 전자 강판의 상기 코어 백부에는, 상기 접착부가 마련된 접착 영역이 형성되어 있고,
    상기 접착 영역은, 당해 접착 영역에 접촉하는 상기 전자 강판의 영역을 통과하는 자속에 따른 방향으로 연장되는,
    적층 코어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코어 백부는 둘레 방향을 따라서 교호로 나열되는 제1 부위 및 제2 부위를 갖고,
    상기 제1 부위는, 상기 티스부의 직경 방향 외측에 있어서 상기 티스부에 대하여 직경 방향으로 이어지고,
    상기 제2 부위는 둘레 방향에 있어서 상기 제1 부위끼리의 사이에 위치하고,
    상기 접착 영역은 상기 제1 부위 및 상기 제2 부위의 적어도 한쪽에 있어서 둘레 방향으로 이산적으로 형성되는,
    적층 코어.
  3. 제2항에 있어서, 상기 접착 영역은 상기 제1 부위에 형성되고,
    상기 접착 영역의 둘레 방향 양측에는, 상기 접착 영역이 형성되어 있지 않는,
    적층 코어.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접착 영역은 상기 티스부의 중심선을 따라서 직경 방향으로 연장되는,
    적층 코어.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 티스부는 상기 코어 백부로부터 직경 방향의 내측으로 연장되고,
    상기 접착 영역은 상기 코어 백부의 직경 방향 외측 단부로부터 직경 방향 내측으로 연장되는,
    적층 코어.
  6. 제2항에 있어서, 상기 접착 영역은 상기 제2 부위에 마련되고,
    상기 접착 영역의 직경 방향 양측에는, 상기 접착 영역이 형성되어 있지 않는,
    적층 코어.
  7. 제6항에 있어서, 상기 접착 영역은 둘레 방향을 따라서 연장되는,
    적층 코어.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 티스부는 상기 코어 백부로부터 직경 방향의 내측으로 연장되고,
    상기 접착 영역은 상기 코어 백부의 직경 방향 외측으로 치우쳐서 배치되는,
    적층 코어.
  9. 제2항에 있어서, 상기 접착 영역은 하나의 상기 제1 부위와 하나의 상기 제2 부위에 걸쳐 마련되는,
    적층 코어.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착부의 평균 두께가 1.0㎛ 내지 3.0㎛인,
    적층 코어.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착부의 평균 인장 탄성률 E가 1500MPa 내지 4500MPa인,
    적층 코어.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착부가, 엘라스토머 함유 아크릴계 접착제로 이루어지는 SGA를 포함하는 상온 접착 타입의 아크릴계 접착제인,
    적층 코어.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 적층 코어를 구비하는,
    회전 전기 기기.
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