KR20220140636A

KR20220140636A - 전자 강판, 적층 코어 및 회전 전기 기기

Info

Publication number: KR20220140636A
Application number: KR1020227033536A
Authority: KR
Inventors: 신스케 다카타니; 가즈토시 다케다; 이치로 다나카
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2020-06-17
Filing date: 2021-06-17
Publication date: 2022-10-18
Also published as: US20230113264A1; CN115398568B; BR112022019592A2; JP7095819B2; MX2022012029A; TW202203262A; EP4170690A1; EP4170690A4; CN115398568A; KR102493101B1; TWI792355B; WO2021256532A1; JPWO2021256532A1; CA3171849A1

Abstract

이 전자 강판은, 모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복된 전자 강판이며, 상기 절연 피막의 25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.3 이하이다.

Description

전자 강판, 적층 코어 및 회전 전기 기기

본 발명은, 전자 강판, 적층 코어 및 회전 전기 기기에 관한 것이다. 본원은, 2020년 6월 17일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2020-104232호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

회전 전기 기기에 사용되는 코어(철심)로서, 복수의 전자 강판이 서로 접합되어 적층된 적층 코어가 알려져 있다. 전자 강판끼리의 접합 방법으로서는, 코킹이나 용접이 알려져 있다. 그러나, 코킹이나 용접에서는, 가공 시의 기계적 응력이나 열응력, 나아가 층간 단락에 의해 전자 강판의 자기 특성이 열화되고, 적층 코어의 성능이 저하되는 경우가 있다.

코킹, 용접 이외의 접합 방법으로서는, 예를 들어, 표면에 접착능을 갖는 절연 피막을 갖는 전자 강판을 적층하여 서로 접착시키는 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1, 2에는, 피막의 대수 감쇠율의 피크 온도를 제어한 전자 강판이 개시되어 있다. 특허문헌 3에는, 접착층(절연 피막)의 대수 감쇠율의 최댓값을 제어한 적층 전자 강판이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2000-173816호 공보 일본 특허 제6037055호 공보 일본 특허 제6086098호 공보

근년, 한층 더한 모터의 효율 향상이 요구되고 있어, 보다 한층의 코어 성능의 향상이 요구되고 있다. 그 때문에, 접착능을 갖는 절연 피막을 구비하는 전자 강판의 가일층의 성능 향상이 중요하다.

본 발명은 전자 강판의 펀칭 시의 작업성과 적층 정밀도, 경화 불균일의 억제에 의한 소음 저감, 점적률과 접착 강도의 양립 등의 각각의 관점의 1개 이상으로 코어 성능이 향상된 적층 코어를 제조할 수 있는 전자 강판, 상기 전자 강판을 사용한 적층 코어 및 회전 전기 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 이하의 구성을 갖는다.

[1] 모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복되고, 상기 절연 피막의 25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.3 이하인, 전자 강판.

[2] 상기 절연 피막의 대수 감쇠율의 피크 온도와 경화 개시 온도의 차가 80℃ 미만이고, 또한 상기 피크 온도의 대수 감쇠율과 상기 경화 개시 온도의 대수 감쇠율의 차가 0.1 이상인, [1]에 기재된 전자 강판.

[3] 상기 절연 피막의 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하인, [1] 또는 [2]에 기재된 전자 강판.

[4] 모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복되고, 상기 절연 피막의 대수 감쇠율의 피크 온도와 경화 개시 온도의 차가 80℃ 미만이고, 또한 상기 피크 온도의 대수 감쇠율과 상기 경화 개시 온도의 대수 감쇠율의 차가 0.1 이상인, 전자 강판.

[5] 상기 절연 피막의 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하인, [4]에 기재된 전자 강판.

[6] 모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복되고, 상기 절연 피막의 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하인, 전자 강판.

[7] [1] 내지 [6] 중 어느 것에 기재된 전자 강판이 복수 적층되고, 서로 접착되어 있는, 적층 코어.

[8] [7]에 기재된 적층 코어를 구비하는 회전 전기 기기.

본 발명은, 전자 강판의 펀칭 시의 작업성과 적층 정밀도의 향상, 경화 불균일의 억제에 의한 소음 저감, 점적률과 접착 강도의 양립 등의 각각의 관점의 1개 이상으로 코어 성능이 향상된 적층 코어를 제조할 수 있는 전자 강판, 상기 전자 강판을 사용한 적층 코어 및 회전 전기 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 적층 코어를 구비한 회전 전기 기기의 단면도이다.
도 2는 동 적층 코어의 측면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.
도 4는 동 적층 코어를 형성하는 소재의 평면도이다.
도 5는 도 4의 B-B 단면도이다.
도 6은 도 5의 C부의 확대도이다.
도 7은 동 적층 코어를 제조하기 위해 사용되는 제조 장치의 측면도이다.
도 8은 실시예 1의 절연 피막에 대하여 측정된 온도-대수 감쇠율 곡선을 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 적층 코어와, 이 적층 코어를 구비한 회전 전기 기기와, 이 적층 코어를 형성하는 소재에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서 전동기, 구체적으로는 교류 전동기, 보다 구체적으로는 동기 전동기, 보다 한층 구체적으로는 영구 자석 계자형 전동기를 일례로 들어 설명한다. 이러한 종류의 전동기는, 예를 들어, 전기 자동차 등에 적절하게 채용된다.

(회전 전기 기기(10))

도 1에 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) 내에 수용된다. 스테이터(20)는 케이스(50) 내에 고정된다.

본 실시 형태에서는, 회전 전기 기기(10)로서, 로터(30)가 스테이터(20)의 직경 방향 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, 극수, 슬롯수, 상수 등은, 적절히 변경할 수 있다.

회전 전기 기기(10)는, 예를 들어, 각 상에 실효값 10A, 주파수 100Hz의 여자 전류를 인가함으로써, 회전수 1000rpm으로 회전할 수 있다.

스테이터(20)는, 스테이터용 접착 적층 코어(이하, 스테이터 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)(또는 코어 백부(22))의 중심 축선 O 방향을 축방향이라고 말하고, 스테이터 코어(21)(또는 코어 백부(22))의 직경 방향(중심 축선 O에 직교하는 방향)을 직경 방향이라고 말하고, 스테이터 코어(21)(또는 코어 백부(22))의 주위 방향(중심 축선 O 주위에 주회하는 방향)을 주위 방향이라고 말한다.

코어 백부(22)는, 스테이터(20)를 축방향에서 본 평면으로 보아 원환상으로 형성되어 있다.

복수의 티스부(23)는, 코어 백부(22)의 내주로부터 직경 방향 내측을 향해서(직경 방향을 따라서 코어 백부(22)의 중심 축선 O를 향해) 돌출된다. 복수의 티스부(23)는 주위 방향으로 동등한 각도 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 형상이고 또한 동등한 크기로 형성되어 있다. 따라서, 복수의 티스부(23)는 서로 동일한 두께 치수를 갖고 있다.

상기 권선은, 티스부(23)에 권회되어 있다. 상기 권선은, 집중 권취되어 있어도 되고, 분포 권취되어 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 1개의 자극을 형성하고 있다. 복수조의 영구 자석(32)은 주위 방향으로 동등한 각도 간격을 두고 배치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 중심 축선 O를 중심으로 하는 중심각 30도 간격으로 12조(전체에서는 24개)의 영구 자석(32)이 마련되어 있다.

본 실시 형태에서는, 영구 자석 계자형 전동기로서, 매립 자석형 모터가 채용되어 있다. 로터 코어(31)에는, 로터 코어(31)를 축방향에 관통하는 복수의 관통 구멍(33)이 형성되어 있다. 복수의 관통 구멍(33)은 복수의 영구 자석(32)의 배치에 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)로의 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.

스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)는, 모두 적층 코어이다. 예를 들어 스테이터 코어(21)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 전자 강판(40)이 적층 방향으로 적층됨으로써 형성되어 있다.

또한, 스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31) 각각의 적층 두께(중심 축선 O를 따른 전체 길이)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. 로터 코어(31)의 외경은, 예를 들어, 163.0mm가 된다. 로터 코어(31)의 내경은, 예를 들어, 30.0mm가 된다. 단, 이들 값은 일례이며, 스테이터 코어(21)의 적층 두께, 외경이나 내경 및 로터 코어(31)의 적층 두께, 외경이나 내경은, 이들 값만으로 한정되지는 않는다. 여기서, 스테이터 코어(21)의 내경은, 스테이터 코어(21)에 있어서의 티스부(23)의 선단부를 기준으로 한다. 즉, 스테이터 코어(21)의 내경은, 모든 티스부(23)의 선단부에 내접하는 가상 원의 직경이다.

스테이터 코어(21) 및 로터 코어(31)를 형성하는 각 전자 강판(40)은, 예를 들어, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같은 소재(1)를 펀칭 가공하는 것 등에 의해 형성된다. 소재(1)는, 전자 강판(40)의 모재가 되는 강판(전자 강판)이다. 소재(1)로서는, 예를 들어, 띠상의 강판이나 커팅 판 등을 들 수 있다.

적층 코어의 설명 도중이지만, 이하에서는, 이 소재(1)에 대하여 설명한다. 또한 본 명세서에 있어서, 전자 강판(40)의 모재가 되는 띠상의 강판을 소재(1)라고 하는 경우가 있다. 소재(1)를 펀칭 가공하여 적층 코어에 사용되는 형상으로 한 강판을 전자 강판(40)이라고 하는 경우가 있다.

(소재(1))

소재(1)는, 예를 들어, 도 7에 도시하는 코일(1A)에 권취된 상태로 취급된다. 본 실시 형태에서는, 소재(1)로서, 무방향성 전자 강판을 채용하고 있다. 무방향성 전자 강판으로서는, JIS C 2552:2014의 무방향성 전자 강대를 채용할 수 있다. 그러나, 소재(1)로서, 무방향성 전자 강판 대신에 방향성 전자 강판을 채용해도 된다. 이 경우의 방향성 전자 강판으로서는, JIS C 2553:2019의 방향성 전자 강대를 채용할 수 있다. 또한, JIS C 2558:2015의 무방향성 박 전자 강대나 방향성 박 전자 강대를 채용할 수 있다.

소재(1)의 평균 판 두께 t0의 상하한값은, 소재(1)가 전자 강판(40)으로서 사용되는 경우도 고려하여, 예를 들어, 이하와 같이 설정된다.

소재(1)가 얇아지는 것에 따라 소재(1)의 제조 비용은 증가한다. 그 때문에, 제조 비용을 고려하면, 소재(1)의 평균 판 두께 t0의 하한값은, 0.10mm, 바람직하게는 0.15mm, 보다 바람직하게는 0.18mm가 된다.

한편 소재(1)가 너무 두꺼우면, 제조 비용은 양호해지지만, 소재(1)가 전자 강판(40)으로서 사용된 경우에, 와전류손이 증가하여 코어 철손이 열화된다. 그 때문에, 코어 철손과 제조 비용을 고려하면, 소재(1)의 평균 판 두께 t0의 상한값은, 0.65mm, 바람직하게는 0.35mm, 보다 바람직하게는 0.30mm가 된다.

소재(1)의 평균 판 두께 t0의 상기 범위를 충족하는 것으로서, 0.20mm를 예시할 수 있다.

또한, 소재(1)의 평균 판 두께 t0은, 후술하는 모재 강판(2)의 두께뿐만 아니라, 절연 피막(3)의 두께도 포함된다. 또한, 소재(1)의 평균 판 두께 t0의 측정 방법은, 예를 들어, 이하의 측정 방법에 의한다. 예를 들어, 소재(1)가 코일(1A)의 형상으로 권취되어 있는 경우, 소재(1) 중 적어도 일부를 평판 형상으로 풀어낸다. 평판 형상으로 풀어내어진 소재(1)에 있어서, 소재(1)의 길이 방향 소정의 위치(예를 들어, 소재(1)의 길이 방향의 단부 에지로부터, 소재(1)의 전체 길이 10％분의 길이, 떨어진 위치)을 선정한다. 이 선정한 위치에 있어서, 소재(1)를 그 폭 방향을 따라서 5개의 영역으로 구분한다. 이들의 5개의 영역의 경계가 되는 4군데에 있어서, 소재(1)의 판 두께를 측정한다. 4군데의 판 두께의 평균값을, 소재(1)의 평균 판 두께 t0으로 할 수 있다.

이 소재(1)의 평균 판 두께 t0에 대한 상하한값은, 전자 강판(40)으로서의 평균 판 두께 t0 상하한값으로 해도 당연히 채용 가능하다. 또한, 전자 강판(40)의 평균 판 두께 t0의 측정 방법은, 예를 들어, 이하의 측정 방법에 의한다. 예를 들어, 적층 코어의 적층 두께를, 주위 방향으로 동등한 간격을 두고 4군데에 있어서(즉, 중심 축선 O를 중심으로 한 90도 간격으로) 측정한다. 측정한 4군데의 적층 두께 각각을, 적층되어 있는 전자 강판(40)의 매수로 나누어, 1매당의 판 두께를 산출한다. 4군데의 판 두께의 평균값을, 전자 강판(40)의 평균 판 두께 t0으로 할 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 소재(1)는, 모재 강판(2)과, 절연 피막(3)을 구비하고 있다. 소재(1)는 띠상의 모재 강판(2)의 양면이 절연 피막(3)에 의해 피복되어 이루어진다. 본 실시 형태에서는, 소재(1)의 대부분이 모재 강판(2)에 의해 형성되고, 모재 강판(2)의 표면에, 모재 강판(2)보다도 얇은 절연 피막(3)이 적층되어 있다.

모재 강판(2)의 화학 조성은, 이하에 질량％ 단위로 나타낸 바와 같이, 질량％로 2.5％ 내지 4.5％의 Si를 함유한다. 또한, 화학 조성을 이 범위로 함으로써, 소재(1)(전자 강판(40))의 항복 강도를, 예를 들어, 380MPa 이상 540MPa 이하로 설정할 수 있다.

Si: 2.5％ 내지 4.5％

Al: 0.001％ 내지 3.0％

Mn: 0.05％ 내지 5.0％

잔부: Fe 및 불순물

소재(1)가 전자 강판(40)으로서 사용될 때, 절연 피막(3)은 적층 방향에 인접하는 전자 강판(40) 사이에서의 절연 성능을 발휘한다. 또한 본 실시 형태에서는, 절연 피막(3)은 접착능을 구비하고 있고, 적층 방향에 인접하는 전자 강판(40)을 접착한다. 절연 피막(3)은 단층 구성이어도 되고, 복층 구성이어도 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들어, 절연 피막(3)은 절연 성능과 접착능을 겸비한 단층 구성이어도 되고, 절연 성능이 우수한 하지 절연 피막과, 접착 성능이 우수한 상지 절연 피막을 포함하는 복층 구성이어도 된다.

절연 피막(3)이 접착능을 갖고 있는 것인지 여부는, 예를 들어, 이하의 방법으로 확인할 수 있다. 전자 강판(40)으로부터, 폭 30mm×길이 60mm의 직사각형의 전자 강판을 2매 잘라내고, 서로의 폭 30mm×길이 10mm의 선단 부분끼리를 중첩하고, 강판 온도 180℃, 압력 10MPa, 가압 시간 1시간으로 접착하여 샘플을 제작한다. 그 후, 분위기 온도 25℃, 인장 속도 3mm/분으로서 샘플의 전단 인장 강도를 측정하고, 접착 면적으로 나눈 수치를 접착 강도(MPa)로 한다. 얻어진 접착 강도가 2.5MPa 이상이면, 절연 피막(3)이 접착능을 구비하면 판정할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 절연 피막(3)은 모재 강판(2)의 양면을 전체면에 걸쳐서 간극 없이 덮고 있다. 그러나, 상술한 절연 성능이나 접착능이 확보되는 범위에 있어서, 절연 피막(3)의 일부의 층이, 모재 강판(2)의 양면을 간극 없이 덮지 않아도 된다. 바꿔 말하면, 절연 피막(3)의 일부의 층은, 모재 강판(2)의 표면에 간헐적으로 마련되어 있어도 된다. 단, 절연 성능을 확보하기 위해서는, 모재 강판(2)의 양면은 전체면이 노출되지 않도록 절연 피막(3)에 의해 덮여 있을 필요가 있다. 구체적으로는, 절연 피막(3)이 절연 성능이 우수한 하지 절연 피막을 갖지 않고, 절연 성능과 접착능을 겸비한 단층 구성인 경우는, 절연 피막(3)은 모재 강판(2)의 전체면에 걸쳐서 간극 없이 형성되어 있을 필요가 있다. 이에 반해, 절연 피막(3)이 절연 성능이 우수한 하지 절연 피막과, 접착능이 우수한 상지 절연 피막을 포함하는 복층 구성인 경우, 하지 절연 피막과 상지 절연 피막의 양쪽을 모재 강판(2)의 전체면에 걸쳐서 간극 없이 형성하는 것 외에, 하지 절연 피막을 모재 강판의 전체면에 걸쳐서 간극 없이 형성하고, 상지 절연 피막을 간헐적으로 마련해도, 절연 성능과 접착능의 양립이 가능하다.

하지 절연 피막을 형성하는 코팅 조성물로서는, 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어, 크롬산 함유 처리제, 인산염 함유 처리 등의 일반적인 처리제를 사용할 수 있다.

접착능을 구비하는 절연 피막은, 후술하는 전자 강판용 코팅 조성물이 모재 강판 상에 도포되어 이루어진다. 접착능을 구비하는 절연 피막은, 예를 들어, 절연 성능과 접착능을 겸비한 단층 구성의 절연 피막이나, 하지 절연 피막 상에 마련되는 상지 절연 피막이다. 접착능을 구비하는 절연 피막은, 적층 코어 제조 시의 가열 압착 전에 있어서는, 미경화 상태 또는 반경화 상태(B 스테이지)이며, 가열 압착 시의 가열에 의해 경화 반응이 진행되어 접착능이 발현된다.

절연 피막(3)은, 이하의 3개의 조건 (1) 내지 (3) 중 어느 1개 이상을 충족한다.

조건 (1): 25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.3 이하이다.

조건 (2): 대수 감쇠율의 피크 온도 T1(℃)과 경화 개시 온도 T2(℃)의 차(T1-T2)가 80℃ 미만이고, 또한 피크 온도의 대수 감쇠율(△1)과 경화 개시 온도의 대수 감쇠율(△2)의 차(△1-△2)가 0.1 이상이다. 또한, 피크 온도 T1은, 접착능이 우수한 절연 피막의 유리 전이 온도에 대응하고 있고, 복층 구성의 경우도 하지 절연 피막에는 거의 영향받지 않는다.

조건 (3): 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하이다.

조건 (1) 내지 (3)의 대수 감쇠율은, ISO12013-2에 따라, 실린더 에지의 강체 진자를 사용한 강체 진자 시험에 의해, 승온 속도 10℃/초로 측정된다. 대수 감쇠율을 측정함으로써, 피막의 동적 점탄성을 평가할 수 있다. 대수 감쇠율은, 시판하고 있는 강체 진자형 물성 시험기, 예를 들어, A＆D제 RPT-3000W를 사용하여 측정할 수 있다. 대수 감쇠율의 측정 온도 범위는 적절히 설정할 수 있고, 예를 들어, 실온(25℃) 내지 300℃로 할 수 있다.

강체 진자 시험에 의한 측정에서는, 피막이 부드러울수록 대수 감수율이 커진다. 조건 (1)은 절연 피막(3)의 유리 영역에 대응하는 25 내지 100℃의 온도 범위에 있어서의 특성을 규정하는 것이다. 「25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.3 이하임」이란, 25 내지 100℃의 온도 범위에 있어서 대수 감쇠율이 항상 0.3 이하로 되어 있는 것을 의미한다. 즉, 25 내지 100℃의 온도 범위에 있어서의 대수 감쇠율의 최댓값 △_max(1)이 0.3 이하인 것을 의미한다.

25 내지 100℃의 온도 범위에 있어서 대수 감쇠율이 0.3 이하이면, 이 온도 범위에 있어서의 온도 상승에 의한 대수 감쇠율의 변화가 작아지고, 절연 피막(3)의 연화에 수반하는 끈적거림이 발생하기 어렵다. 그 때문에, 전자 강판(40)의 펀칭 시의 작업성이 우수하고, 또한 전자 강판(40)의 적층 정밀도가 높아진다. 또한, 전자 강판(40)의 적층 정밀도의 악화에 의해 야기되는 소음이나 전자 강판끼리의 접착 강도의 저하를 억제할 수 있다.

25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율은, 0.25 이하가 바람직하고, 0.2 이하가 보다 바람직하다.

강체 진자 시험에 의한 대수 감쇠율의 측정에 있어서, 유리 영역으로부터 승온해 갈 때에 관측되는 피크 온도는, 피막의 유리 전이 온도에 대응하고 있다. 조건 (2)는 절연 피막(3)의 고무 영역에 대응하는, 대수 감쇠율의 피크 온도로부터 경화 개시 온도까지의 온도 범위에 있어서의 특성을 규정하는 것이다. 대수 감쇠율의 피크 온도와 경화 개시 온도의 차(T1-T2)가 80℃ 미만이고, 또한 피크 온도의 대수 감쇠율과 경화 개시 온도의 대수 감쇠율의 차(△1-△2)가 0.1 이상이면, 전자 강판(40)끼리의 가열 압착 시에 있어서의 절연 피막(3)의 경화 속도가 빠르고, 경화 불균일이 발생하기 어렵다. 이에 의해, 복수의 강판 사이에서 접착 강도의 차가 발생하기 어렵고, 코어 내에서 강성 불균일이 발생하기 어려워지기 때문에, 운전 시의 소음이 저감된다.

절연 피막(3)의 경화 불균일이 발생하기 어렵고, 소음 저감 효과가 높은 점으로부터, 차(T1-T2)의 상한값은, 바람직하게는 75℃, 보다 바람직하게는 70℃이다. 급격한 경화에 수반하는 절연 피막(3)의 균열을 억제하기 쉬운 점에서는, 차(T1-T2)의 하한값은, 바람직하게는 30℃, 보다 바람직하게는 40℃이다.

절연 피막(3)의 경화 불균일이 발생하기 어렵고, 소음 저감 효과가 높은 점으로부터, 차(△1-△2)의 하한값은, 바람직하게는 0.1, 보다 바람직하게는 0.2이다. 절연 피막(3)의 균열을 억제하기 쉬운 점에서는, 차(△1-△2)의 상한값은, 바람직하게는 0.5, 보다 바람직하게는 0.4이다.

또한, 경화에 의해 접착능을 발현하는 절연 피막의 경우, 강체 진자 시험에서 얻어지는 온도-대수 감쇠율 곡선에는, 피크 온도 이후의 감소 영역에, 기울기의 절댓값이 제로를 향하여 작아진 후에 다시 커지는 특이점(변곡점)이 존재한다. 본 발명에서는, 이 온도-대수 감쇠율 곡선에 있어서의 피크 온도 이후의 감소 영역의 변곡점(대수 감쇠율이 급격한 감소로 전환하는 점)에 대응하는 온도를 경화 개시 온도 T2로 한다.

대수 감쇠율의 피크 온도 T1의 하한값은, 바람직하게는 100℃, 보다 바람직하게는 110℃이다. 또한, 대수 감쇠율의 피크 온도 T1의 상한값은, 바람직하게는 140℃, 보다 바람직하게는 130℃이다.

경화 개시 온도 T2의 하한값은, 바람직하게는 160℃, 보다 바람직하게는 170℃이다. 또한, 경화 개시 온도 T2의 상한값은, 바람직하게는 200℃, 보다 바람직하게는 190℃이다.

조건 (3)은 절연 피막(3)의 경화 개시 후의 영역에 대응하는, 200 내지 250℃의 온도 범위에 있어서의 특성을 규정하는 것이다. 「200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하임」이란, 200 내지 250℃의 온도 범위에 있어서 대수 감쇠율이 항상 0.9 이하로 되어 있는 것을 의미한다. 즉, 200 내지 250℃의 온도 범위에 있어서의 대수 감쇠율의 최댓값 △_max(2)가 0.9 이하인 것을 의미한다.

200 내지 250℃의 온도 범위에 있어서, 대수 감쇠율이 0.9 이하이면, 경화 후의 절연 피막(3)이 단단하고, 절연 피막(3)의 판 두께를 얇게 해도 높은 접착 강도로 전자 강판(40)끼리가 접착된다. 그 때문에, 코어의 점적률과 전자 강판(40)끼리의 접착 강도를 양립할 수 있다.

200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율은, 0.85 이하가 바람직하고, 0.80 이하가 보다 바람직하다.

대수 감쇠율은, 절연 피막(3)의 형성에 사용하는 전자 강판용 코팅 조성물의 종류, 전자 강판용 코팅 조성물의 모재 강판으로의 베이킹 조건(온도, 시간 등) 등에 의해 제어할 수 있다. 예를 들어, 베이킹 온도를 높게 할수록 대수 감쇠율은 낮아지는 경향이 있다. 베이킹 시간을 길게 할수록 대수 감쇠율은 낮아지는 경향이 있다.

전자 강판용 코팅 조성물로서는, 특별히 한정되지는 않고, 예를 들어, 에폭시 수지와, 에폭시 수지 경화제를 함유하는 조성물을 들 수 있다. 즉, 접착능을 구비하는 절연 피막으로서는, 에폭시 수지와, 에폭시 수지 경화제를 함유하는 막이, 일례로서 들 수 있다.

에폭시 수지로서는, 일반적인 에폭시 수지를 사용할 수 있고, 구체적으로는, 1분자 중에 에폭시기를 2개 이상 갖는 에폭시 수지라면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 에폭시 수지로서는, 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 히단토인형 에폭시 수지, 이소시아누레이트형 에폭시 수지, 아크릴산 변성 에폭시 수지(에폭시아크릴레이트), 인 함유 에폭시 수지 및 이들의 할로겐화물(브롬화 에폭시 수지 등)이나 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 에폭시 수지로서는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

전자 강판용 코팅 조성물은, 아크릴 수지를 함유해도 된다.

아크릴 수지로서는, 특별히 한정되지는 않는다. 아크릴 수지에 사용하는 모노머로서는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화카르복실산, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트를 예시할 수 있다. 또한, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다. 아크릴 수지로서는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

아크릴 수지는, 아크릴 모노머 이외의 다른 모노머에서 유래되는 구성 단위를 갖고 있어도 된다. 다른 모노머로서는, 예를 들어, 에틸렌, 프로필렌, 스티렌 등을 들 수 있다. 다른 모노머로서는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

아크릴 수지를 사용하는 경우, 에폭시 수지에 아크릴 수지를 그래프트시킨 아크릴 변성 에폭시 수지로서 사용해도 된다. 전자 강판용 코팅 조성물에 있어서는, 아크릴 수지를 형성하는 모노머로서 포함되어 있어도 된다.

에폭시 수지 경화제로서는, 잠재성을 갖는 가열 경화 타입의 것이 사용 가능하며, 예를 들어, 방향족 폴리아민, 산무수물, 페놀계 경화제, 디시안디아미드, 3불화붕소-아민착체, 유기산히드라지드 등을 들 수 있다. 방향족 폴리아민으로서는, 예를 들어, 메타페닐렌디아민, 디아미노디페닐메탄, 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다. 페놀계 경화제로서는, 예를 들어, 페놀노볼락 수지, 크레졸노볼락 수지, 비스페놀노볼락 수지, 트리아진 변성 페놀노볼락 수지, 페놀레졸 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 에폭시 수지 경화제로서는, 페놀계 경화제가 바람직하고, 페놀레졸 수지가 보다 바람직하다. 에폭시 수지 경화제로서는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

전자 강판용 코팅 조성물 중의 에폭시 수지 경화제의 함유량은, 에폭시 수지 100질량부에 대하여, 5 내지 35질량부가 바람직하고, 10 내지 30질량부가 보다 바람직하다.

전자 강판용 코팅 조성물은, 경화 촉진제(경화 촉매), 유화제, 소포제 등의 첨가제가 배합되어 있어도 된다. 첨가제로서는, 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.

절연 피막(3)은, 예를 들어 전자 강판용 코팅 조성물을 모재 강판의 표면에 도포하여 건조시키고, 베이킹함으로써 형성할 수 있다.

베이킹할 때의 도달 온도의 하한값은, 바람직하게는 120℃, 보다 바람직하게는 130℃, 또한 바람직하게는 150℃이다. 베이킹할 때의 도달 온도의 상한값은, 바람직하게는 200℃, 보다 바람직하게는 190℃, 또한 바람직하게는 160℃이다.

베이킹 시간의 하한값은, 바람직하게는 20초, 보다 바람직하게는 30초이다. 베이킹 시간의 상한값은, 바람직하게는 70초, 보다 바람직하게는 60초이다.

베이킹 온도는, 절연 피막(3)의 유리 전이 온도를 Tg로 했을 때, Tg+20℃ 내지 Tg+50℃의 범위인 것이 바람직하다. 베이킹 온도가 Tg+20℃ 내지 Tg+50℃의 범위이면, 절연 피막(3)의 25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율을 0.3 이하로 할 수 있다.

베이킹할 때의 승온 속도는 5℃/s 내지 20℃/s로 하는 것이 바람직하다. 승온 속도를 5℃/s 내지 20℃/s로 함으로써, 절연 피막(3)의 25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율을 0.3 이하로 할 수 있다.

절연 피막(3)의 평균 두께 t1 상하한값은, 소재(1)가 전자 강판(40)으로서 사용되는 경우도 고려하여, 예를 들어, 이하와 같이 설정된다.

소재(1)가 전자 강판(40)으로서 사용되는 경우에 있어서, 절연 피막(3)의 평균 두께 t1(전자 강판(40)(소재(1)) 편면당의 두께)은, 서로 적층되는 전자 강판(40) 사이에서의 절연 성능 및 접착능을 확보할 수 있도록 조정한다.

단층 구성의 절연 피막(3)의 경우, 절연 피막(3)의 평균 두께 t1(전자 강판(40)(소재(1)) 편면당의 두께)은, 예를 들어, 1.5㎛ 이상 8.0㎛ 이하로 할 수 있다.

복층 구성의 절연 피막(3)의 경우, 하지 절연 피막의 평균 두께는, 예를 들어, 0.3㎛ 이상 1.2㎛로 할 수 있고, 0.7㎛ 이상 0.9㎛ 이하가 바람직하다. 상지 절연 피막의 평균 두께는, 예를 들어, 1.5㎛ 이상 8.0㎛ 이하로 할 수 있다.

또한, 소재(1)에 있어서의 절연 피막(3)의 평균 두께 t1의 측정 방법은, 소재(1)의 평균 판 두께 t0과 마찬가지의 사고 방식으로, 복수 개소의 절연 피막(3)의 두께를 구하고, 이들 두께의 평균으로서 구할 수 있다.

이 소재(1)에 있어서의 절연 피막(3)의 평균 두께 t1에 대한 상하한값은, 전자 강판(40)에 있어서의 절연 피막(3)의 평균 두께 t1 상하한값으로 해도 당연히 채용 가능하다. 또한, 전자 강판(40)에 있어서의 절연 피막(3)의 평균 두께 t1의 측정 방법은, 예를 들어, 이하의 측정 방법에 의한다. 예를 들어, 적층 코어를 형성하는 복수의 전자 강판 중, 적층 방향의 가장 외측에 위치하는 전자 강판(40)(표면이 적층 방향으로 노출되어 있는 전자 강판(40))을 선정한다. 선정한 전자 강판(40)의 표면에 있어서, 직경 방향의 소정의 위치(예를 들어, 전자 강판(40)에 있어서의 내주연과 외주연의 정확히 중간(중앙)의 위치)를 선정한다. 선정한 위치에 있어서, 전자 강판(40)의 절연 피막(3)의 두께를, 주위 방향으로 동등한 간격을 두고 4군데에 있어서(즉, 중심 축선 O를 중심으로 한 90도 간격으로) 측정한다. 측정한 4군데의 두께의 평균값을, 절연 피막(3)의 평균 두께 t1로 할 수 있다.

또한, 이렇게 절연 피막(3)의 평균 두께 t1을, 적층 방향의 가장 외측에 위치하는 전자 강판(40)에 있어서 측정한 이유는, 절연 피막(3)의 두께가, 전자 강판(40)의 적층 방향을 따른 적층 위치에서 거의 변하지 않도록, 절연 피막(3)이 만들어내어져 있기 때문이다.

이상과 같은 소재(1)를 펀칭 가공함으로써 전자 강판(40)이 제조되고, 전자 강판(40)에 의해 접착 코어(스테이터 코어(21)나 로터 코어(31))가 제조된다.

(적층 코어의 적층 방법)

이하, 적층 코어의 설명으로 되돌아간다. 스테이터 코어(21)를 형성하는 복수의 전자 강판(40)은, 도 3에 도시한 바와 같이, 절연 피막(3)을 통해 적층되어 있다.

적층 방향에 인접하는 전자 강판(40)은, 절연 피막(3)에 의해 전체면에 걸쳐서 접착되어 있다. 바꿔 말하면, 전자 강판(40)에 있어서 적층 방향을 향하는 면(이하, 제1면이라고 함)은, 전체면에 걸쳐서 접착 영역(41a)이 되어 있다. 단, 적층 방향에 인접하는 전자 강판(40)이 전체면에 걸쳐서 접착되어 있지 않아도 된다. 바꿔 말하면, 전자 강판(40)의 제1면에 있어서, 접착 영역(41a)과 비접착 영역(도시하지 않음)이 혼재되어 있어도 된다.

본 실시 형태에서는, 로터 코어(31)를 형성하는 쪽의 복수의 전자 강판은, 도 1에 도시하는 코킹(42)(다우얼)에 의해 서로 고정되어 있다. 그러나, 로터 코어(31)를 형성하는 복수의 전자 강판도, 스테이터 코어(21)와 마찬가지로 절연 피막(3)에 의해 고정한 적층 구조를 가져도 된다.

또한, 스테이터 코어(21)나 로터 코어(31) 등의 적층 코어는, 소위 둘러쌓기에 의해 형성되어 있어도 된다.

(적층 코어의 제조 방법)

상기 스테이터 코어(21)는, 예를 들어, 도 7에 도시하는 제조 장치(100)를 사용하여 제조된다. 이하에서는, 제조 방법의 설명 시에, 우선 먼저, 적층 코어의 제조 장치(100)(이하, 단순히 제조 장치(100)라고 함)에 대하여 설명한다.

제조 장치(100)에서는, 코일(1A)(후프)로부터 소재(1)를 화살표 F 방향을 향하여 송출하면서, 각 스테이지에 배치된 금형에 의해 복수회의 펀칭을 행하여 전자 강판(40)의 형상으로 서서히 형성해 간다. 그리고, 펀칭한 전자 강판(40)을 적층하여 승온시키면서 가압한다. 그 결과, 적층 방향에 인접하는 전자 강판(40)을 절연 피막(3)에 의해 접착시켜(즉, 절연 피막(3) 중 접착 영역(41a)에 위치하는 부분에 접착능을 발휘시켜), 접착이 완료된다.

도 7에 도시한 바와 같이, 제조 장치(100)는, 복수단의 펀칭 스테이션(110)을 구비하고 있다. 펀칭 스테이션(110)은 2단이어도 되고, 3단 이상이어도 된다. 각 단의 펀칭 스테이션(110)은 소재(1)의 하방에 배치된 암형 금형(111)과, 소재(1)의 상방에 배치된 수형 금형(112)을 구비한다.

제조 장치(100)는, 또한, 가장 하류의 펀칭 스테이션(110)보다도 하류 위치에 적층 스테이션(140)을 구비한다. 이 적층 스테이션(140)은 가열 장치(141)와 외주 펀칭 암형 금형(142)과, 단열 부재(143)와, 외주 펀칭 수형 금형(144)과, 스프링(145)을 구비하고 있다.

가열 장치(141), 외주 펀칭 암형 금형(142), 단열 부재(143)는, 소재(1)의 하방에 배치되어 있다. 한편, 외주 펀칭 수형 금형(144) 및 스프링(145)은, 소재(1)의 상방에 배치되어 있다. 또한, 부호 21은 스테이터 코어를 나타내고 있다.

이상 설명의 구성을 갖는 제조 장치(100)에 있어서, 먼저 코일(1A)보다 소재(1)를 도 7의 화살표 F 방향으로 순차 송출한다. 그리고, 이 소재(1)에 대하여 복수단의 펀칭 스테이션(110)에 의한 펀칭 가공을 순차 행한다. 이들 펀칭 가공에 의해, 소재(1)에, 도 3에 도시한 코어 백부(22)와 복수의 티스부(23)를 갖는 전자 강판(40)의 형상을 얻는다. 단, 이 시점에서는 완전하게는 펀칭되어 있지 않으므로, 화살표 F 방향을 따라서 다음 공정으로 진행한다.

그리고 마지막으로, 소재(1)는 적층 스테이션(140)으로 송출되고, 외주 펀칭 수형 금형(144)에 의해 펀칭되어 고정밀도로 적층된다. 이 적층 시, 전자 강판(40)은 스프링(145)에 의해 일정한 가압력을 받는다. 이상 설명과 같은, 펀칭 공정, 적층 공정을 순차 반복함으로써, 소정 매수의 전자 강판(40)을 적층할 수 있다. 또한, 이와 같이 하여 전자 강판(40)을 적층하여 형성된 적층 코어는, 가열 장치(141)에 의해 예를 들어 온도 200℃까지 가열된다. 이 가열에 의해, 인접하는 전자 강판(40)의 절연 피막(3)끼리가 접착된다.

또한, 가열 장치(141)는, 외주 펀칭 암형 금형(142)에 배치되어 있지 않아도 된다. 즉, 외주 펀칭 암형 금형(142)으로 적층된 전자 강판(40)을 접착시키기 전에, 외주 펀칭 암형 금형(142) 외부로 빼내도 된다. 이 경우, 외주 펀칭 암형 금형(142)에 단열 부재(143)가 없어도 된다. 또한 이 경우, 적층된 접착 전의 전자 강판(40)을 도시되지 않는 지그로 적층 방향의 양측으로부터 끼워서 보유 지지한 후에, 반송하거나 가열하거나 해도 된다.

이상의 각 공정에 의해, 스테이터 코어(21)가 완성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 전자 강판의 접착능을 구비하는 절연 피막이 조건 (1) 내지 (3) 중 어느 1개 이상을 충족한다. 조건 (1)에 의해, 전자 강판의 펀칭 시의 작업성이나 적층 정밀도가 향상되고, 또한 적층 정밀도 향상에 의해 소음의 저감 및 전자 강판끼리의 접착 강도의 향상과 같은 효과도 얻어진다. 조건 (2)에 의해, 경화 불균일의 억제에 의한 소음의 저감 효과가 얻어진다. 조건 (3)에 의해, 점적률과 전자 강판끼리의 접착 강도를 양립할 수 있다. 조건 (1) 내지 (3)을 모두 충족하면, 전자 강판의 펀칭 시의 작업성, 전자 강판의 적층 정밀도, 소음 저감, 점적률, 전자 강판끼리의 접착 강도 등의 코어 성능이 모두 향상된 적층 코어가 얻어진다.

또한, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다양한 변경을 가하는 것이 가능하다.

스테이터 코어의 형상은, 상기 실시 형태에서 나타낸 형태에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 스테이터 코어의 외경 및 내경의 치수, 적층 두께, 슬롯수, 티스부의 주위 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 1개의 자극을 형성하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 1개의 영구 자석(32)이 1개의 자극을 형성하고 있어도 되고, 3개 이상의 영구 자석(32)이 1개의 자극을 형성하고 있어도 된다.

상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서, 영구 자석 계자형 전동기를 일례로 들어 설명했지만, 회전 전기 기기의 구조는, 이하에 예시하도록 이것에 한정되지는 않고, 나아가 이하에 예시하지 않는 다양한 공지의 구조도 채용 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서, 영구 자석 계자형 전동기를 일례로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 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 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 유도 전동기여도 된다.

상기 실시 형태에서는, 전동기로서, 교류 전동기를 일례로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 직류 전동기여도 된다.

상기 실시 형태에서는, 회전 전기 기기로서, 전동기를 일례로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 회전 전기 기기가 발전기여도 된다.

상기 실시 형태에서는, 본 발명에 관한 적층 코어를 스테이터 코어에 적용한 경우를 예시했지만, 로터 코어에 적용하는 것도 가능하다.

적층 코어를, 회전 전기 기기 대신에 변압기에 채용하는 것도 가능하다. 이 경우, 전자 강판으로서, 무방향 전자 강판을 채용하는 것 대신에, 방향성 전자 강판을 채용하는 것이 바람직하다.

그 밖의, 본 발명의 취지에 일탈하지 않는 범위에서, 상기 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 치환하는 것은 적절히 가능하고, 또한, 상기한 변형예를 적절히 조합해도 된다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 기재에 따라서는 한정되지는 않는다.

[강체 진자 시험]

각 예에서 제조한 전자 강대로부터 세로 50mm, 가로 20mm의 시험편을 잘라냈다. 상기 시험편의 절연 피막에 대해, ISO12013-2에 따라서, 실린더 에지의 강체 진자에 의한 강체 진자 시험을 실시하고, 온도-대수 감쇠율 곡선을 얻었다. 강체 진자형 물성 시험기로서는, A&D제 RPT-3000W를 사용하였다. 승온 속도는 10℃/초, 측정 온도 범위는 25 내지 300℃로 하였다.

[펀칭 시의 작업성]

각 예에서 제조한 전자 강대로부터, 도 3에 예시한 형상으로 외경 250.0mm, 내경 165.0mm의 전자 강판을 10매 펀칭하고, 이하의 평가 기준에 따라서 작업성을 평가하였다.

(평가 기준)

A: 절연 피막의 연화에 수반하는 끈적거림이 발생하지 않아, 펀칭이 용이하며, 적층 정밀도도 높았다.

B: 절연 피막의 연화에 수반하는 끈적거림이 발생하여, 펀칭이 곤란하며, 적층 정밀도도 나빴다.

[적층 정밀도]

상기의 [펀칭 시의 작업성]의 시험에서 제조한 전자 강판 130매를 적층하고, 강판 온도 200℃, 압력 10MPa, 가압 시간 1시간으로 접착하여 적층 코어를 제작하였다. 얻어진 적층 코어에 대해서, 폭 방향으로 10군데의 적층 판 두께를 측정하고, 그 평균 편차에 의해 적층 정밀도를 평가하였다. 적층 판 두께의 평균 편차가 1매의 전자 강판의 판 두께에 대하여 1/2 미만인 경우를 「우량」, 1/2 이상 1 미만인 경우를 「가능」, 1 이상인 경우를 「불량」으로 하였다.

[타음 테스트(소음 평가)]

상기의 [펀칭 시의 작업성]의 시험에서 제조한 전자 강판 130매를 적층하고, 강판 온도 200℃, 압력 10MPa, 가압 시간 1시간으로 접착하여 적층 코어(스테이터 코어)를 제작하였다.

스테이터 코어의 코어 백부의 외주 단부를 임팩트 해머에 의해 반경 방향으로 가진하고, 그 가진원에 대하여 축방향으로 180°의 방향에 있어서의 티스부의 선단과 코어 백부의 중앙부를 측정점으로서, 소음 진동의 모덜해석을 행하였다. 또한, 코어 백부의 반경 방향의 중앙부를 임팩트 해머에 의해 축방향으로 가진한 경우에 대해서도, 그 가진원에 대하여 축방향으로 180°의 방향에 있어서의 티스부의 선단과 코어 백부의 중앙부를 측정점으로서, 소음 진동의 모덜 해석을 행하였다. 평가는 이하의 기준에 따라서 행했다. 수치가 작을수록 소음을 억제할 수 있는 것을 의미한다. 하기의 평가에 있어서 1 내지 4를 합격으로 하고, 5를 불합격으로 하였다. 또한, 「-」는 측정되지 않는 것을 나타낸다.

1: 진동 피크가 1개 내지 2개만 검출된다.

2: 진동 피크가 수개 검출된다.

3: 가진 방향에 따라서는 10개 이상의 진동 피크가 검출된다.

4: 주 피크는 있지만, 10개 이상의 진동 피크가 검출된다.

5: 주 피크가 없고, 10개 이상의 진동 피크가 검출된다.

[점적률]

상기의 [펀칭 시의 작업성]의 시험에서 제조한 전자 강판 130매를 적층하고, 강판 온도 200℃, 압력 10MPa, 가압 시간 1시간으로 접착하여 적층 코어를 제작하였다. 얻어진 적층 코어에 대해서, 하기 식으로부터 점적률(％)을 산출하였다.

점적률(％)=M/(DㆍhㆍS)×100

단, M은 적층 코어의 질량(kg), D는 모재 강판의 밀도(kg/㎥), h는 적층 코어의 평균 높이(m), S는 평면에서 보면 전자 강판의 면적(㎡)을 나타낸다. 전자 강판의 면적 S는, 적층하기 전의 전자 강판을 스캐너에 의해 화상으로서 도입하고, 화상 해석을 함으로써 구하였다.

[접착 강도]

각 예에서 제조한 전자 강대로부터, 폭 30mm×길이 60mm의 직사각형의 전자 강판을 2매 잘라내고, 서로의 폭 30mm×길이 10mm의 선단 부분끼리를 중첩하고, 강판 온도 180℃, 압력 10MPa, 가압 시간 1시간으로 접착하여 샘플을 제작하였다. 분위기 온도 25℃, 인장 속도 3mm/분으로서 전단 인장 강도를 측정하고, 접착 면적으로 나눈 수치를 접착 강도(MPa)로 하였다. 접착 강도가 2.5MPa 이상을 합격으로 하였다.

[예 1]

모재 강판으로서, 질량％로, Si: 3.0％, Mn: 0.2％, Al: 0.5％, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 판 두께 0.25mm, 폭 300mm의 띠상의 무방향성 전자 강판을 사용하였다. 모재 강판의 표면에, 비크롬계의 하지 처리제를 사용하여 도포량이 1.0g/㎡가 되도록 하지 처리를 실시하고, 하지 절연 피막을 형성하였다.

액상의 비스페놀 F형 에폭시 수지 100질량부와, 에폭시 수지 경화제로서 액상의 페놀 레졸 수지의 25질량부를 혼합하여 전자 강판용 코팅 조성물을 조제하였다. 얻어진 전자 강판용 코팅 조성물을 상기 하지 절연 피막 상에 도포량이 1.0g/㎡가 되도록 도포하고, 승온 속도 10℃/min에서 160℃까지 온도를 높이고, 그 후 160℃에서 60초간 베이킹하여 상지 절연 피막을 형성하여 전자 강대를 얻었다. 형성된 복층 구성의 절연 피막에 대해, 강체 진자 시험에 의해 대수 감쇠율을 측정한 결과를 도 8에 나타낸다.

[예 2 내지 9]

베이킹할 때의 승온 속도, 베이킹 온도(베이킹할 때의 도달 온도)를 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외는, 예 1과 마찬가지로 하여 전자 강대를 얻었다.

각 예에 있어서의 제조 시의 전자 강판용 코팅 조성물의 베이킹 온도, 절연 피막에 대한 강체 진자 시험의 측정 결과 및 평가 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서, 「차(T1-T2)」는, 대수 감쇠율의 피크 온도(T1)와 경화 개시 온도(T2)의 차(℃)를 나타낸다. 표 1 중의 베이킹 온도와 Tg의 차(℃)에 있어서의 Tg는 피크 온도(T1)(℃)이다. 「차(△1-△2)」는, 피크 온도의 대수 감쇠율(△1)과 경화 개시 온도의 대수 감쇠율(△2)의 차를 나타낸다. △_max(1)은 25 내지 100℃의 온도 범위에 있어서의 대수 감쇠율의 최댓값을 의미한다. △_max(2)는 200 내지 250℃의 온도 범위에 있어서의 대수 감쇠율의 최댓값을 의미한다.

접착 강도가 2.5MPa 이상을 합격으로 하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, △max(1)이 0.3 이하인 예 1, 2는, △_max(1)이 0.3 초과인 예 3에 비해, 전자 강판의 펀칭 시의 작업성이 우수하고, 적층 정밀도가 높고, 또한 적층 코어의 소음이 저감되어 있고, 전자 강판끼리의 접착 강도도 높았다. 또한, △_max(2)가 0.9 이하인 예 1, 2는, △_max(2)가 0.9를 초과하는 예 3에 비해, 적층 코어의 점적률 및 전자 강판끼리의 접착 강도의 점에서 코어 성능이 향상되었다. △_max(1)이 0.3 이하인 예 4는 펀칭 시의 작업성이 우수하고, 접착 강도가 우수하였다. △_max(2)가 0.9 이하인 예 5는 점적률 및 접착 강도가 우수하였다. 차(T1-T2)가 80℃ 미만이고, 차(ΔT1-Δ2)가 0.1 이상이고, 또한, △_max(2)가 0.9 이하인 예 6은 타음 테스트, 점적률, 접착 강도가 우수하였다. △_max(1)이 0.3 이하이고, 차(T1-T2)가 80℃ 미만이고, 차(ΔT1-Δ2)가 0.1 이상인 예 7은 적층 정밀도, 타음 테스트, 접착 강도가 우수하였다. 승온 속도가 3℃/s인 예 8은 본 발명의 어느 요건도 만족시키지 않고, 접착 강도도 2.5MPa를 만족시키지 않았다. 승온 속도가 25℃/s인 예 9는 본 발명의 어느 요건도 만족시키지 않고, 접착 강도도 2.5MPa를 만족시키지 않았다.

본 발명에 따르면, 전자 강판의 펀칭 시의 작업성과 적층 정밀도의 향상, 경화 불균일의 억제에 의한 소음 저감, 점적률과 접착 강도의 양립 등의 각각의 관점의 1개 이상으로 코어 성능이 향상된 적층 코어를 제조할 수 있다. 따라서, 산업상 이용 가능성은 크다.

1: 소재
2: 모재 강판
3: 절연 피막
10: 회전 전기 기기
20: 스테이터
21: 스테이터 코어
40: 전자 강판

Claims

모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복된 전자 강판이며,
상기 절연 피막의 25 내지 100℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.3 이하인, 전자 강판.
제1항에 있어서,
상기 절연 피막의 대수 감쇠율의 피크 온도와 경화 개시 온도의 차가 80℃ 미만이고, 또한 상기 피크 온도의 대수 감쇠율과 상기 경화 개시 온도의 대수 감쇠율의 차가 0.1 이상인, 전자 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 절연 피막의 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하인, 전자 강판.
모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복되고,
상기 절연 피막의 대수 감쇠율의 피크 온도와 경화 개시 온도의 차가 80℃ 미만이고, 또한 상기 피크 온도의 대수 감쇠율과 상기 경화 개시 온도의 대수 감쇠율의 차가 0.1 이상인, 전자 강판.
제4항에 있어서,
상기 절연 피막의 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하인, 전자 강판.
모재 강판의 어느 한쪽 또는 양쪽의 표면 중 적어도 일부가, 접착능을 갖는 절연 피막에 의해 피복되고,
상기 절연 피막의 200 내지 250℃의 온도 범위의 대수 감쇠율이 0.9 이하인, 전자 강판.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 전자 강판이 복수 적층되고, 서로 접착되어 있는, 적층 코어.
제7항 기재된 적층 코어를 구비하는 회전 전기 기기.