WO2020202686A1

WO2020202686A1 - 環状積層コア材、及び、環状積層コア材の製造方法

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Publication number: WO2020202686A1
Application number: PCT/JP2020/000475
Authority: WO
Inventors: 成瀬　新二; 竜士藤森; 田中　康紀
Original assignee: デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2020-10-08
Also published as: JP2020171171A; TW202110039A; CN113615050A; KR20210148277A

Abstract

各コア材の結合部分から発生する渦電流などによる鉄損を無くし、かつ、追加の工程の必要がない環状積層コア材、および、その製造方法を提供する。　環状積層コア材１は、複数の環状のコア材が積層されて円筒形状に形成され、半径方向内方の内周面又は半径方向外方の外周面に軸方向に延びる溝部が形成されたコア本体４と、コア本体４の軸方向両端面の少なくとも一部を覆うように形成された一対の本体部２ａ、及び、一対の本体部２ａを連結する連結部２ｂが一体成形された樹脂成型体２と、溝部の内面上に配置された絶縁シート６と、を備え、絶縁シート６の軸方向両端部が、樹脂成型体２の本体部２ａとそれぞれ当接している。

Description

環状積層コア材、及び、環状積層コア材の製造方法

　本発明は、環状積層コア材、及び、環状積層コア材の製造方法に関する。

　従来より、帯状薄板材から打抜きした所定枚数の各環状コア材を積層状態で結合してなるモータコア等の環状積層コア材が知られている。環状積層コア材を製造する方法としては、例えば、型内自動積層法が知られている。型内自動積層法では、まず、帯状薄板材を順送り金型装置で間欠移送させながら、この帯状薄板材のコア材用薄板部に対して順次所望の型抜き加工を施す。次に、コア材用薄板部を外径抜きパンチで打抜きして帯状薄板材から切り離してダイ内へ順次抜き落とす。そして、この抜き落とされた各コア材を、コア材に予め設けられた仮固着手段の一種であるかしめ結合手段によって所定枚数ずつ積層状態で結合させる。

　型内自動積層法における、一般的なかしめ結合手段としては、例えば、特許文献１（特開昭５８－１１６０３３号公報）のように各コア材に予め切り起し部を設けたり、特許文献２（特開昭４９－３７１０３号公報）のように打出し突起（ダボ）を設けたりしておき、積層状態で上下に隣接する各コア材間を切り起し部又は打出し突起でかしめ結合する構成が用いられている。

　また、例えば接着剤や、レーザービームにより、各コア材を接着した積層コア材も知られている。

特開昭５８－１１６０３３号公報特開昭４９－３７１０３号公報

　しかしながら、上記のかしめ結合手段では切り起し部や打出し突起などによる結合部分がモータとして組立てた際にもそのまま残されているので、このかしめ結合部分に渦電流等が発生し、鉄損による数％の効率低下が起こるという問題点があった。

　また、接着材やレーザービームにより接着する方法では、接着剤の塗布、又は、レーザービームの照射工程を行った後に、巻き線との電気絶縁を確保するために、樹脂成型体を積層コア材に嵌合する追加の工程が必要であった。

　そこで、本発明は、各コア材の結合部分から発生する渦電流などによる鉄損を無くし、かつ、追加の工程の必要がない環状積層コア材、および、その製造方法を提供することを目的とするものである。

　本発明は、環状積層コア材であって、複数の環状のコア材が積層されて円筒形状に形成され、半径方向内方の内周面又は半径方向外方の外周面に軸方向に延びる溝部が形成されたコア本体と、コア本体の軸方向両端面の少なくとも一部を覆うように形成された一対の本体部、及び、一対の本体部を連結する連結部が一体成形された樹脂成型体と、溝部の内面上に配置された絶縁シートと、を備え、絶縁シートの軸方向両端部が、樹脂成型体の本体部とそれぞれ当接している、ことを特徴とする。

　上記構成の本発明によれば、樹脂成型体の一対の本体部が連結部により一体となり、さらに、絶縁シートと樹脂成型体とが当接することにより連結されるため、積層されたコア材をかしめや接着などにより仮固定することなく一体化させることができる。これにより、コア材にかしめのためのカシメ結合部を設ける必要がなく鉄損を抑制できるとともに、接着剤の塗布やレーザービームなどの追加の工程が必要にならない。

　本発明において、好ましくは、コア本体には軸方向両端面の間にわたって延びる貫通孔が形成されており、連結部はコア本体の貫通孔を通って一対の本体部を連結する。
　上記構成の本発明によれば、樹脂成型体を成型する際に溶融した樹脂が貫通孔を通って一対の本体部及び連結部に相当する空間に充填されるため、本体部と連結部とを一体化することができる。

　本発明において、好ましくは、コア本体の内周面又は外周面には軸方向両端面の間にわたって延びる溝部が形成されており、連結部はコア本体の溝部を通って一対の本体部を連結する。
　上記構成の本発明によれば、樹脂成型体を成型する際に溶融した樹脂が周面溝部を通って一対の本体部及び連結部に相当する空間に充填されるため、本体部と連結部とを一体化することができる。

　本発明において、好ましくは、環状のコア材は軸方向両面が平坦面であり、各コア材は隣接するコア材と平坦面同士が直接接触している。
　上記構成の本発明によれば、鉄損をより抑制することができる。

　本発明において、好ましくは、絶縁シートと樹脂成型体とは、接着剤を用いることなく連結されている。
　上記構成の本発明によれば、接着などの追加の工程を行うことなく、環状積層コア材を製造することができる。

　本発明において、好ましくは、前記絶縁シートと前記樹脂成型体との接触部分の軸方向長さが、０．５ｍｍ以上である。
　上記構成の本発明によれば、絶縁シートと樹脂成型体との接触部分の軸方向長さが、０．５ｍｍ以上あるため、環状積層コア材の溝部に直線状のセグメントコンダクタを配置して屈曲させた場合に、各コア材間のずれがなく、屈曲時にかかる負荷にも耐えうる。

　本発明において、好ましくは、絶縁シートの樹脂成型体が接する面に樹脂成型体を構成する樹脂が含浸されることにより、絶縁シートと樹脂成型体とは連結されている。
　上記構成の本発明によれば、絶縁シートと樹脂成型体をより強固に連結できる。

　本発明において、好ましくは、樹脂成型体が、アミド結合を有するポリマーを用いて形成され、樹脂成型体と当接している絶縁シートの面は、アミド結合を有するポリマーで構成されている。
　上記構成の本発明によれば、ポリマーと絶縁シートが分子レベルで絡み合い、絶縁シートと樹脂成型体をより強固に連結できる。

　本発明において、好ましくは、樹脂成型体が、アミド結合を有するポリマーを用いて形成され、樹脂成型体と当接している絶縁シートの面は、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維からなるアラミド紙で構成されている。
　上記構成の本発明によれば、ポリマーと絶縁シートが分子レベルで絡み合い、絶縁シートと樹脂成型体をより強固に連結できる。

　本発明のモータは、上記の環状積層コア材に巻き線を巻回したステーターを使用している。
　上記構成のモータによれば、上述した作用効果が奏される。

　本発明のモータジェネレータは、上記の環状積層コア材に巻き線を巻回したステーターを使用している。
　上記構成のモータジェネレータによれば、上述した作用効果が奏される。

　本発明の発電機は、環状積層コア材に巻き線を巻回したステーターを使用している。
　上記構成の発電機によれば、上述した作用効果が奏される。

　本発明は環状積層コア材の製造方法であって、複数の環状のコアブロックが積層されて円筒形状に形成され、半径方向内方の内周面又は半径方向外方の外周面に軸方向に延びる溝部が形成されたコア本体を、溝部に絶縁シートを配置した状態となるように成形型内に配置する配置ステップと、成形型内に樹脂を射出し、コア本体の軸方向両端面の少なくとも一部を覆うように形成された一対の本体部、及び、一対の本体部を連結する連結部を含む樹脂成型体を一体成形する樹脂成型ステップと、を含む、ことを特徴とする。

　上記構成の本発明によれば、本体部及び連結部を一体形成することができ、積層されたコア材をかしめや接着などの仮固定することなく一体化させることができる。

　本発明によれば、各コア材の結合部分から発生する渦電流などによる鉄損を無くし、かつ、追加の工程の必要がない環状積層コア材、および、その製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態の環状積層コア材の構成を示す模式的な斜視図である。図１に示す環状積層コア材のコア本体を示す斜視図である。図２に示すコア本体を構成するコア材を示す斜視図である。図１に示す環状積層コア材の絶縁シートを示す斜視図である。別の実施形態による環状積層コア材のコア本体を示す斜視図である。

　以下、本発明の一実施形態による環状積層コア材及びその製造方法について図面を参照しながら説明するが、本発明は特にこれに限定されるものではない。

（環状積層コア材）
　図１は、本発明の一実施形態の環状積層コア材の構成を示す模式的な斜視図である。図１に示すように、環状積層コア材は円筒状であり、内周面に半径方向内方に延びる複数の腕部が形成され、腕部の間に溝部が形成された形状を有する。環状積層コア材１は、絶縁シートと前記樹脂成型体との接触部分の軸方向長さが、０．５ｍｍ以上であるのが好ましい。本実施形態の環状積層コア材は、例えば、各腕部に巻き線を巻回して、モータ、モータジェネレータ、発電機のステーターとして用いられる。

（コア本体）
　図２は、図１に示す環状積層コア材のコア本体を示す斜視図である。図２に示すように、コア本体４は、複数の環状のコア材８が積層されてなる円筒状の部材であり、内周面に開口する複数の溝部が軸方向に延びるように形成されている。なお、コア本体４を形成する積層されたコア材８の境界は必ずしも視認できるものではないが、図１、２、５では説明のために図示している。

　図３は、図２に示すコア本体を構成するコア材を示す斜視図である。図３に示すように、コア材８は軸方向両面が平坦面として形成された板状の部材であり、略Ｈ字状の部分の半径方向外周側の部分が円状に繋がった断面を有している。コア材８は、円環状の円環部８ａと、円環部８ａから半径方向内方に向かって延びる複数の腕部８ｂと、腕部８ｂの先端部から周方向両側に延びる突出部８ｃと、を備える。各腕部８ｂの間には、隣接する腕部８ｂと、円環部８ａと、突出部８ｃとにより囲まれる略台形状の溝部８ｄが形成されている。また、円環部８ａの外周面には、周方向に等角度間隔で６つの外周溝部８ｅが形成されている。コア材８の材料としては、珪素鋼板等の金属が使用できる。

　図２に示すように、コア本体４は、複数のコア材８が、仮固着手段がない状態で積層されている。すなわち、各コア材８の表面には、かしめ結合するための切り起し部や打ち出し突起が形成されていない。また、軸方向に隣接するコア材８同士は平坦面同士が直接密着しており、コア材８の間には接着剤は存在せず、レーザービームによる溶着跡も存在しない。コア本体４は軸方向全長にわたって同じ断面形状を有し、円筒状の円筒部４ａと、円筒部４ａから半径方向内方に向かって延びる複数の腕部４ｂと、腕部４ｂの先端から周方向両側に延びる突出部４ｃと、を備える。コア本体４の軸方向の厚さは、環状積層コア材１の軸方向から、樹脂成型体２の一対の本体部２ａを除いた厚さに等しい。コア本体４の円筒部４ａはコア材８の円環部８ａが積層されて構成され、コア本体４の腕部４ｂはコア材８の腕部８ｂが積層されて構成され、コア本体４の突出部４ｃはコア材８の突出部８ｃが積層されて構成されている。

　各腕部４ｂの間には、隣接する腕部４ｂと、円筒部４ａと、突出部４ｃとにより囲まれ、軸方向に延びるような略台形状の溝部４ｄが形成されている。コア本体４の溝部４ｄは、積層されたコア材８の溝部８ｄが軸方向に連続することにより形成されている。また、円筒部４ａの外周面には、周方向に等角度間隔で形成され、軸方向に延びる６つの外周溝部４ｅが形成されている。コア本体４の外周溝部４ｅは、複数のコア材８の外周溝部８ｅが積層されて構成されている。

　なお、本実施形態では、コア本体４の外周面に外周溝部４ｅを形成しておき、外周溝部４ｅ内に連結部２ｂを形成したが、これに限らず、例えば、図５に示すように、コア本体１０４に軸方向に貫通する貫通孔１０４ｂを形成しておいてもよい。この場合には、外周溝部４ｅは不要である。このような構成のコア本体１０４を用いた場合には、この貫通孔１０４ｂ内に連結部が形成され、貫通孔１０４ｂを通して本体部２ａ同士を連結することができる。このような貫通孔を形成する場合には、円筒部１０４ａに形成することが好ましい。また、本実施形態では、コア本体４の半径方向内方の内周面に溝部４ｄを形成しているが、コア本体４の半径方向外方の外周面に溝部を形成してもよい。この場合、外周溝部４ｅに代えて、半径方向内方の内周面に軸方向に延びる内周溝部を形成し、この内周溝部内に樹脂成型体の連結部を形成してもよいし、円筒部に貫通孔を形成し、この貫通孔内に樹脂成型体の連結部を形成してもよい。

（絶縁シート）
　図４は、図１に示す環状積層コア材の絶縁シートを示す斜視図である。図４に示すように、絶縁シート６は、軸方向に同一の略コの字形の断面形状を有し、環状積層コア材１の軸方向長さと同じ軸方向長さを有する。絶縁シート６は長尺な帯状のシート材が折り曲げられて構成されており、中央部６ａと、左折曲部６ｂと、右折曲部６ｃとを有する。中央部６ａは、コア本体４の溝部４ｄの底部の幅と等しい幅を有する。左折曲部６ｂ及び右折曲部６ｃは、コア本体４の溝部４ｄの半径方向に延びる面に等しい幅を有する。左折曲部６ｂ及び右折曲部６ｃの半径方向内端縁は、互いに向かって折り曲げられ、先端屈曲部６ｄ、６ｅが形成されている。

　図１に示すように、絶縁シート６は、コア本体４のそれぞれの溝部４ｄの内面上に配置されている。絶縁シート６の中央部６ａは溝部４ｄの底部（半径方向外方の面）上に配置されており、左折曲部６ｂ及び右折曲部６ｃは、溝部４ｄの半径方向に延びる面上に配置されている。先端屈曲部６ｄ、６ｅは、突出部８ｃの半径方向外方の面上に配置されている。また、絶縁シート６は、その軸方向両端部が、樹脂成型体２の本体部２ａの厚さと等しい長さだけ、コア本体４の軸方向両端面よりも外方に突出している。絶縁シート６は、コア本体４の腕部４ｂにモータの巻き線が巻回された際に、巻き線とコア本体４の溝部４ｄの内周面との間を絶縁するために設けられている。

　本実施形態において、絶縁シートとして、絶縁性を有する紙、不織布、フィルム、あるいはその複合体、積層シートを使用できる。例えば、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維とからなるアラミド紙などの絶縁紙や、ポリフェニレンサルファイドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルムなどのプラスチックフィルム、およびその積層シートが挙げられる。特に、少なくとも片側の面はアラミドファイブリッドとアラミド短繊維からなるアラミド紙を含む積層シートが好ましい。ここで、アラミド紙を積層するために用いる接着剤としては、当該技術分野において通常用いられる、適した接着剤を使用することができ、例えば、エポキシ類、アクリル類、フェノール類、ポリウレタン類、シリコン類、ポリエステル類、アミド類などの接着剤が挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、上記フィルムを接着剤により積層する場合、フィルムは通常延伸されていることが多く、後に述べる本発明の溶融射出成型法でモータ用ボビンを製造する場合、収縮による積層シートの変形が起こりやすい。このため、ポリマーを溶融製膜したファイルムと上記アラミド紙を重ね合せて加熱加圧して、ポリマーをアラミド紙中に溶融含浸させた積層シート、ポリマーの抄造物（ウエブ）とアラミド紙とを抄合せるか、重ね合わせて加熱加圧し、アラミド紙中に樹脂を溶融含浸させた積層シート、アラミド紙上に樹脂を溶融押出して熱融着した積層シートなどが好ましく用いられる。

　上記積層シートの層数は積層体の用途、目的に応じて適宜選択できる。例えば、特開２００６－３２１１８３に記載されているようなアラミド紙上に樹脂を溶融押出して熱融着する方法で作製された芳香族ポリアミド樹脂と分子内にエポキシ基を有するエポキシ基含有フェノキシ樹脂とからなり、エポキシ基含有フェノキシ樹脂の比率が３０～５０質量％であるポリマーとアラミド紙の２層積層シート、アラミド紙とポリマーとアラミド紙の３層の積層シートが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　絶縁シートと後述する樹脂成型体との接着性が十分でなく、巻き線の捲回時に剥離する場合は、絶縁シートの樹脂成型体と接する面を表面処理し、接着性を向上することが好ましい。ここで表面処理とは、プラズマ表面処理、コロナ表面処理、液体浸漬による表面処理などがあげられる。これらのような表面処理を実施することにより、絶縁紙の表面の表面エネルギーの向上、樹脂成型体との界面エネルギーの低下の結果、樹脂成型体との接着性が向上する。処理の簡便さから特にプラズマ表面処理が好ましい。

　絶縁シートの厚みは、絶縁シートの用途及び目的に応じて適宜選択でき、折り曲げ、巻きつけなどの加工性に問題がなければ、任意の厚みを選択することができる。一般には、加工性の観点から５０μｍ～１０００μｍ（特に好ましくは７０～２００μｍ）の範囲内の厚みのものが好ましいが、これに限定されるものではない。

（アラミド）
　本実施形態において、アラミドとは、アミド結合の６０％以上が芳香環に直接結合した線状高分子化合物（芳香族ポリアミド）を意味する。このようなアラミドとしては、例えばポリメタフェニレンイソフタルアミドおよびその共重合体、ポリパラフェニレンテレフタルアミドおよびその共重合体、ポリ（パラフェニレン）－コポリ（３，４’－ジフェニルエーテル）テレフタールアミドなどが挙げられる。これらのアラミドは、例えばイソフタル酸塩化物およびメタフェニレンジアミンを用いた従来既知の界面重合法、溶液重合法等により工業的に製造されており、市販品として入手することができるが、これに限定されるものではない。これらのアラミドの中で、ポリメタフェニレンイソフタルアミドが、良好な成型加工性、熱接着性、難燃性、耐熱性などの特性を備えている点で好ましく用いられる。

（アラミドファイブリッド）
　本実施形態において、アラミドファイブリッドとは、抄紙性を有するフィルム状のアラミド粒子であり、アラミドパルプとも呼ばれる（特公昭３５－１１８５１号公報、特公昭３７－５７３２号公報等参照）。

　アラミドファイブリッドは、通常の木材パルプと同様に、離解、叩解処理を施し抄紙原料として用いることが広く知られており、抄紙に適した品質を保つ目的でいわゆる叩解処理を施すことができる。この叩解処理は、デイスクリファイナー、ビーター、その他の機械的切断作用を及ぼす抄紙原料処理機器によって実施することが出来る。この操作において、ファイブリッドの形態変化は、日本工業規格Ｐ８１２１に規定の濾水度試験方法（フリーネス）でモニターすることができる。本実施形態において、叩解処理を施した後のアラミドファイブリッドの濾水度は、１０ｃｍ³～３００ｃｍ³（カナディアンフリーネス（ＪＩＳＰ８１２１））の範囲内にあることが好ましい。この範囲より大きな濾水度のファイブリッドでは、それから成形されるアラミド紙の強度が低下する可能性がある。一方、１０ｃｍ³よりも小さな濾水度を得ようとすると、投入する機械動力の利用効率が小さくなり、また、単位時間当たりの処理量が少なくなることが多く、さらに、ファイブリッドの微細化が進行しすぎるためいわゆるバインダー機能の低下を招きやすい。したがって、このように１０ｃｍ³よりも小さい濾水度を得ようとしても、格段の利点が認められない。

（アラミド短繊維）
　アラミド短繊維は、アラミドを材料とする繊維を切断したものであり、そのような繊維としては、例えば帝人（株）の「テイジンコーネックス（登録商標）」、デュポン社の「ノーメックス（登録商標）」などの商品名で入手することができるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　アラミド短繊維の長さは、一般に１ｍｍ以上５０ｍｍ未満、好ましくは２～１０ｍｍの範囲内から選ぶことができる。短繊維の長さが１ｍｍよりも小さいと、シート材料の力学特性が低下し、他方、５０ｍｍ以上のものは、湿式法でのアラミド紙の製造にあたり「からみ」、「結束」などが発生しやすく欠陥の原因となりやすい。

（アラミド紙）
　本実施形態において、アラミド紙とは、上記のアラミドファイブリッド及びアラミド短繊維から主として構成されるシート状物であり、一般に２０μｍ～１０００μｍ、好ましくは２５～２００μｍの範囲内の厚さを有している。さらに、アラミド紙は、一般に１０ｇ／ｍ²～１０００ｇ／ｍ²、好ましくは１５～２００ｇ／ｍ²の範囲内の坪量を有している。ここで、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維の混合割合は任意とすることができるが、アラミドファイブリッド／アラミド短繊維の割合（質量比）を１／９～９／１とするのが好ましく、より好ましくは２／８～８／２、特に３／７～７／３であるが、この範囲に限定されるものではない。

　アラミド紙は、一般に、前述したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維とを混合した後シート化する方法により製造される。具体的には、例えば上記アラミドファイブリッド及びアラミド短繊維を乾式ブレンドした後に、気流を利用してシートを形成する方法、アラミドファイブリッド及びアラミド短繊維を液体媒体中で分散混合した後、液体透過性の支持体、例えば網またはベルト上に吐出してシート化し、液体を除いて乾燥する方法などが適用できるが、これらのなかでも水を媒体として使用する、いわゆる湿式抄造法が好ましく選択される。

　湿式抄造法では、少なくともアラミドファイブリッド、アラミド短繊維を含有する単一または混合物の水性スラリーを、抄紙機に送液し分散した後、脱水、搾水および乾燥操作することによって、シートとして巻き取る方法が一般的である。抄紙機としては長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機およびこれらを組み合わせたコンビネーション抄紙機などが利用される。コンビネーション抄紙機での製造の場合、配合比率の異なるスラリーをシート成形し合一することで複数の紙層からなる複合体シートを得ることができる。抄造の際に必要に応じて分散性向上剤、消泡剤、紙力増強剤などの添加剤が使用される。

　上記のようにして得られたアラミド紙は、一対のロール間にて高温高圧で熱圧することにより、密度、機械強度を向上することができる。熱圧の条件は、たとえば金属製ロール使用の場合、温度１００～４００℃、線圧５０～４００ｋｇ／ｃｍの範囲内を例示することができるが、これらに限定されるものではない。熱圧の際に複数のアラミド紙を積層することもできる。上記の熱圧加工を任意の順に複数回行うこともできる。

（樹脂成型体）
　樹脂成型体２は、コア本体４の軸方向両端面に沿って形成された一対の本体部２ａと、一対の本体部２ａの外周部の縁同士を連結する６つの連結部２ｂとを含む。本体部２ａは、コア本体４の軸方向端面と、絶縁シート６の端部との間の距離に相当する厚さを有し、コア本体４（コア材８）と同じ断面形状を有する。すなわち、本体部２ａは、円環状の円環部２ａ１と、円環部２ａ１から半径方向内方に向かって延びる複数の腕部２ａ２と、腕部２ａ２の先端部から周方向両側に延びる突出部２ａ３と、を備える。各腕部２ａ２の間には、隣接する腕部２ａ２と、円環部２ａ１と、突出部２ａ３とにより囲まれる略台形状の溝部２ａ４が形成されている。溝部２ａ４の底部には絶縁シート６の中央部６ａの半径方向外周面が当接し、腕部２ａ２の側面には絶縁シート６の左折曲部６ｂ及び右折曲部６ｃが当接し、突出部２ａ３の半径方向外周面には絶縁シート６の先端屈曲部６ｄ、６ｅが当接している。樹脂成型体２の本体部２ａは、コア本体４の腕部４ｂにモータの巻き線が巻回された際に、巻き線とコア本体４の腕部４ｂの上面との間を絶縁するために設けられている。なお、本実施形態では、本体部２ａはコア本体４の軸方向の端面全体を覆うように形成されているが、少なくとも、絶縁シート６の軸方向端部と当接し、かつ、モータの巻き線が配置されるコア本体４の腕部４ｂを覆っていればよい。樹脂成型体２を構成する樹脂は、絶縁シート６の樹脂成型体２と当接する面に含浸されており、これにより樹脂成型体２と絶縁シート６とは連結されている。本実施形態では、絶縁シート６の両端部のコア本体４から突出した部分の外周面が、樹脂成型体２と当接している。

　連結部２ｂは、コア本体４の外周溝部４ｅ内に形成されており、外周溝部４ｅを通って一対の本体部２ａを連結している。連結部２ｂはコア本体４の外周面に等しい角度間隔で設けられている。

　本実施形態において、樹脂成型体２を構成する材料としては、例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アミド結合を含有するポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６１２、ポリアミド１１、ポリアミド１２、共重合ポリアミド、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド４６、メトキシメチル化ポリアミド、半芳香族ポリアミドなどのポリマー、あるいは特開２００６－３２１９５１号公報に示されるようなポリアミド樹脂組成物を含有するポリマーあるいはそれらの混合物または上記ポリマーとガラス繊維などの無機物との混合物を用いることができる。樹脂成型体２は、上記の材料を溶融させた状態で所望の金型に注入（射出）し、冷却後型から外すという溶融射出成型法により作製される。特に半芳香族ポリアミドとガラス繊維の混合物の成型体が、耐熱性が高く、アラミド紙を含む積層シートとの接着性が良好なため好ましい。このような混合物の例として、デュポン社のザイテル（登録商標）ＨＴＮ５１Ｇ、５２Ｇなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　樹脂成型体２の巻き線と接する部分に巻き線の位置決め用の溝を形成することにより、巻き線の位置が安定し、精度の高い整列巻きが可能となり、モータジェネレータなどの効率が向上するという効果が奏されるため、好ましい。

（環状積層コア材の製造方法）
　本実施形態の環状積層コア材１は、以下のように製造することができる。
　すなわち、まず、帯状薄板材に対して所望の型抜き加工を施し、さらに、外径抜きパンチで打抜きしてコア材を切り離す。そして、打ち抜きしたコア材８を射出成型用金型の円筒形状のキャビティ内に積層して、コア本体４を形成する。なお、なお、コア材８には、カシメ固定のための切り起し部又は打出し突起は形成されておらず、コア材８は接着剤やレーザービームなどによる接着が行われておらず、各コア材８には仮固着手段の形跡がない。次に、コア本体４の溝部４ｄ内に絶縁シート６を配置する。この際、絶縁シート６の両端部がコア本体４の両端面から、樹脂成型体２の本体部２ａの厚さに相当する長さだけ突出するように絶縁シート６を配置する（配置ステップ）。この際、コア本体４の軸方向両端面とキャビティの内面との間の距離が、絶縁シート６の突出長さと同じだけの距離となり、コア本体４の内周面と外周面がキャビティの内面と当接するように配置する。これにより、コア本体４の両端面とキャビティの内面との間に樹脂成型体２の本体部２ａに相当する空間が形成され、コア本体４の外周溝部４ｅとキャビティの内周面との間に軸方向に延びる連結部２ｂに相当する空間が形成される。なお、本実施形態では、キャビティ内にコア材８を積層してコア本体４を形成した後、絶縁シート６を取り付けているが、これに限らず、絶縁シート６を取り付けた状態のコア本体４をキャビティ内に配置してもよい。

　次に、キャビティ内に樹脂成型体２を構成する樹脂を射出することにより、コア本体４とキャビティ内面との間に樹脂が充填される。そして、この樹脂が硬化することにより、本体部２ａ及び連結部２ｂが一体となった樹脂成型体２を成形することができる（樹脂成型ステップ）。以上の工程により、積層されたコア本体４を構成するコア材８が樹脂成型体２及び絶縁シート６により固定され、一体となった環状積層コア材１を製造することができる。

　本実施形態の製造方法は、射出成型用キャビティ内に各コア材８間に仮固着手段の形跡のない状態で複数枚のコア材８を積層し、予め絶縁シート６を少なくとも一部分が樹脂成型体２に相当する部分と接触するように配置することで、樹脂成型体２を形成する溶融したポリマーが絶縁シート６の少なくとも表面の部分に含浸させることができる。樹脂成型体２の部分と絶縁シート６が連結固定した環状積層コア材１をこのようにして作製することにより、接着剤を使用する必要もなく、樹脂成型体作製時に同時に連結固定することができる。ここで、含浸とは、絶縁シートの表面に溶融したポリマーが侵入することである。特に、絶縁シートがアミド結合を有するポリマー及び／またはアラミド紙を含む場合、アミド結合を有するポリマーおよび／またアラミド紙を構成するアラミドファイブリッド及び／またはアラミド短繊維の表面に溶融したポリマーが侵入することである。含浸することにより、ポリマーと絶縁シート６が分子レベルで絡み合い、樹脂成型体２と絶縁シート６の接着がより強固なものになる。また、成型時の温度変化による樹脂とコア材８の膨張により、絶縁シート６とコア材８の密着性が向上するため、巻き線の発熱が効率よくコア材８に伝わり、過剰な温度上昇が防がれ、巻き線の銅損が減少し、モータとしての出力が向上する。

　特に、樹脂成型体２がアミド結合を有するポリマーを用いて形成され、樹脂成型体２と当接している絶縁シート６の面がアミド結合を有するポリマーで構成されている場合や、樹脂成型体２がアミド結合を有するポリマーを用いて形成され、樹脂成型体２と当接している絶縁シート６の面がアラミドファイブリッドとアラミド短繊維からなるアラミド紙で構成され場合には、樹脂成型体２を構成するアミド結合を有するポリマーと絶縁シート６が分子レベルで絡み合い、樹脂成型体２と絶縁シート６の接着がより強固なものになる。

（作用効果）
　本実施形態によれば、以下の作用効果が奏される。
　本実施形態によれば、樹脂成型体２の一対の本体部２ａが連結部２ｂにより一体となり、さらに、絶縁シート６と樹脂成型体２とが当接することにより連結されるため、積層されたコア材８をかしめや接着などにより仮固定することなく一体化させることができる。これにより、コア材８にかしめのためのカシメ結合部を設ける必要がなく鉄損を抑制できるとともに、接着剤の塗布やレーザービームなどの追加の工程が必要にならない。

　また、本実施形態によれば、樹脂成型体２を成型する際に溶融した樹脂が外周溝部４ｅ、内周溝部又は貫通孔を通って一対の本体部２ａ及び連結部２ｂに相当する空間に充填されるため、本体部２ａと連結部２ｂとを一体化することができる。

　また、本実施形態によれば、環状のコア材８は軸方向両面が平坦面であり、各コア材８は隣接するコア材８と平坦面同士が直接接触しているため、鉄損をより抑制することができる。

　また、本実施形態では、絶縁シート６と樹脂成型体２とは、接着剤を用いることなく連結されているため、接着などの追加の工程を行うことなく、環状積層コア材１を製造することができる。

　また、本実施形態では、絶縁シート６と樹脂成型体２との接触部分の軸方向長さが、０．５ｍｍ以上であるため、環状積層コア材１の溝部に直線状のセグメントコンダクタを配置し、屈曲させたときの、各コア材間のずれもなく、屈曲時にかかる負荷にも耐えうるものである。

　また、本実施形態では、絶縁シート６の樹脂成型体２が接する面に樹脂成型体２を構成する樹脂が含浸されることにより、絶縁シート６と樹脂成型体２とが連結されているため、絶縁シート６と樹脂成型体２をより強固に連結できる。

　また、本実施形態において、樹脂成型体２が、アミド結合を有するポリマーを用いて形成され、樹脂成型体２と当接している絶縁シート６の面を、アミド結合を有するポリマーで構成することにより、ポリマーと絶縁シート６が分子レベルで絡み合い、絶縁シート６と樹脂成型体２をより強固に連結できる。

　また、本実施形態において、樹脂成型体２が、アミド結合を有するポリマーを用いて形成され、樹脂成型体２と当接している絶縁シート６の面を、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維からなるアラミド紙で構成することにより、ポリマーと絶縁シート６が分子レベルで絡み合い、絶縁シート６と樹脂成型体２をより強固に連結できる。

　以下、本発明について実施例を挙げて説明する。なお、これらの実施例は、本発明の内容を、例を挙げては説明するためのものであり、本発明の内容を何ら限定するものではない。

（原料調製）
　特開昭５２－１５６２１号公報に記載の、ステーターとローターの組み合わせで構成されるパルプ粒子の製造装置（湿式沈殿機）を用いて、ポリメタフェニレンイソフタルアミドのファイブリッドを製造した。これを、離解機、叩解機で処理し長さ加重平均繊維長を０．９ｍｍに調節した。得られたアラミドファイブリッドの濾水度は９０ｃｍ³であった。

　一方、デュポン社製メタアラミド繊維（ノーメックス（登録商標）、単糸繊度２デニール）を、長さ６ｍｍに切断（以下「アラミド短繊維」と記載）した。

（アラミド紙の製造）
　調製したアラミドファイブリッドとアラミド短繊維をおのおの水中で分散しスラリーを作成した。これらのスラリーを、ファイブリッドとアラミド短繊維とが１／１の配合比率（重量比）となるように混合し、タッピー式手抄き機（断面積６２５ｃｍ²）にてシート状物を作製した。次いで、これを金属製カレンダーロールにより温度３３０℃、線圧３００ｋｇ／ｃｍで熱圧加工し、表１の実施例１及び２に示すアラミド紙を得た。

（積層シートの製造）
　特開２００６－３２１１８３号公報の段落［００２４］に記載の方法で、上記と同様にして製造したアラミド紙（坪量３７ｇ／ｍ²、厚み５１μｍ、密度０．７３ｇ／ｃｍ3）とエポキシ基含有フェノキシ樹脂が５０重量％含有されている半芳香族ポリアミド樹脂組成物（特開２００６－３２１１８３号公報の配合例６）を用いて、アラミド紙を外側に配置したアラミド紙／樹脂組成物／アラミド紙（重量比で３７／５４／３７）の３層構造よりなるアラミド紙を含む表１の実施例３及び４に示す積層シートを得た。

　また、アラミド紙（坪量３７ｇ／ｍ²、厚み５１μｍ、密度０．７３ｇ／ｃｍ³）と東レ社製ポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｓ２８♯１６、厚み１６μｍ）を接着剤で貼り合わせ、アラミド紙を外側に配置したアラミド紙／ポリエチレンテレフタレートフィルム／アラミド紙（重量比で３７／５４／３７）の３層構造よりなるアラミド紙を含む表１の実施例５、６に示す積層シートを得た。

（コア材の製造）
　ＪＩＳ　Ｃ　２５５２に規定される無方向性電磁鋼板（厚み０．５ｍｍ、厚み公差０．０４ｍｍ）を図２に示すように、環状に打ち抜いてコア材８を製造した。なお、コア材８には、かしめや接着などのための仮固着手段の形跡は存在しない。

（環状積層コア材の製造）
　絶縁シートとして上記のように製造したアラミド紙又は積層シートを用い、さらに上記のように製造したコア材８と、ポリマーとしてデュポン社製半芳香族ポリアミド（ザイテル（登録商標）ＨＴＮ５１Ｇ３５ＥＦ）を用いて、表１に示す条件で挿入成型を実施し、図１に示す環状積層コア材１を得た。即ち、（１）射出成型用キャビティ内に、予め、コア材８を積層して挿入し、（２）積層したコア材８の溝部に、絶縁シート６を入れ、（３）デュポン社製半芳香族ポリアミドを導入し、溶融射出成型法により射出成型して樹脂成型体２と、絶縁シート６と、積層したコア材８とが一体的に成型される。この際、溶融したポリマーが絶縁シート６の少なくとも表面の部分に含浸して、絶縁シート６が樹脂成型体２の表面に直接接着されるため、図１に示す仮固着手段の形跡のない環状積層コア材１を得ることができる。なお、各条件の測定方法は以下の通りである。

（測定方法）

（１）坪量、厚みの測定
　ＪＩＳ　Ｃ２３００－２に準じて実施した。

（２）密度の計算
　坪量÷厚みで計算した。

（３）引張強度、引張伸度
　ＪＩＳ　Ｃ２３００－２に準じて実施した。

（４）接着性
　絶縁紙と樹脂成型体の接着部分を目視により観察し、接着部分にしわ（絶縁紙の盛り上がり）がないものを「良好」、しわがあるものを「不良」と判断した。

（５）絶縁シート６の外観
　絶縁シートの部分の成型時の熱による反りの度合いを目視により判定した。

（６）絶縁シート６とコア材８の密着性
　絶縁シート部分とコア材８の密着性の度合いについて、コア材８を含むモータ用ボビンをエポキシ樹脂に含浸し、硬化した後に、ガーネット微粒子含有ウオータージェット（オマックス社製モデル６２６）により環状積層コア材１の軸方向中間点において軸方向に垂直に切断し、切断面において絶縁シート６とコア材８の距離の平均値を測定した。

（７）耐屈曲性
　環状積層コア材１の溝部に直線状のセグメントコンダクタを配置し、屈曲させたときの、各コア材間のずれを目視により観察し、ずれがないものを「良好」、ずれがあるものを「不良」と判断した。

　表１の結果から、実施例の環状積層コア材は、外周面が樹脂成型体で支持されることにより、巻き線にセグメントコンダクタを使用した場合のセグメントコンダクタの屈曲時にかかる負荷にも耐えうるものである。また、仮固着手段の形跡のなく、かしめ結合部の残余などによる渦電流の発生で鉄損が生ずることがなく、コア材の溝部は、厚みが小さい絶縁シートで被われているので、巻き線の高線積化による高効率化が期待できる。また、絶縁紙と樹脂間の接着も十分なので、絶縁破壊電圧も十分に高く、さらに使用したアラミド紙とポリマーの耐熱性が高いため、巻き線の発熱にも十分に耐えると考えられることから、モータジェネレータなどの高効率化・大出力化に耐えうるモータ用ボビンとして有用であることがわかる。特に実施例３、４は積層シートの中層の樹脂組成物が樹脂成型体と構造が類似しているため、成型時に軟化し、絶縁シートとコア材の密着性が最も良好になったと考えられる。
　また特開昭５５－１３６６５号のように、不要な除去薄板部の全体を半抜き状にして仮固着用のかしめ結合部分とし、後でこの除去薄板部をプレス打抜きによって除去する場合に比べ、大きな打抜き力を必要とせずに容易に除去され且つ残肉部やバリの発生などもなく後加工が不要のために、高品質の積層コア材製品を作業性良く製造することができる。
　さらには、樹脂成型体、絶縁シートも成型の時に、同時に装着しているため、かしめ結合、樹脂成型体の装着という工程も省略できる。

１　　　　環状積層コア材
２　　　　樹脂成型体
２ａ　　　本体部
２ａ１　　円環部
２ａ２　　腕部
２ａ３　　突出部
２ａ４　　溝部
２ｂ　　　連結部
４　　　　コア本体
４ａ　　　円筒部
４ｂ　　　腕部
４ｃ　　　突出部
４ｄ　　　溝部
４ｅ　　　外周溝部
６　　　　絶縁シート
６ａ　　　中央部
６ｂ　　　左折曲部
６ｃ　　　右折曲部
６ｄ　　　先端屈曲部
６ｅ　　　先端屈曲部
８　　　　コア材
８ａ　　　円環部
８ｂ　　　腕部
８ｃ　　　突出部
８ｄ　　　溝部
８ｅ　　　外周溝部

Claims

　環状積層コア材であって、
　複数の環状のコア材が積層されて円筒形状に形成され、半径方向内方の内周面又は半径方向外方の外周面に軸方向に延びる溝部が形成されたコア本体と、
　前記コア本体の軸方向両端面の少なくとも一部を覆うように形成された一対の本体部、及び、前記一対の本体部を連結する連結部が一体成形された樹脂成型体と、
　前記溝部の内面上に配置された絶縁シートと、を備え、
　前記絶縁シートの軸方向両端部が、前記樹脂成型体の本体部とそれぞれ当接している、ことを特徴とする環状積層コア材。
　前記コア本体には前記軸方向両端面の間にわたって延びる貫通孔が形成されており、
　前記連結部は前記コア本体の貫通孔を通って前記一対の本体部を連結する、
　請求項１に記載の環状積層コア材。
　前記コア本体の内周面又は外周面には前記軸方向両端面の間にわたって延びる周面溝部が形成されており、
　前記連結部は前記コア本体の前記周面溝部を通って前記一対の本体部を連結する、
　請求項１に記載の環状積層コア材。
　前記環状のコア材は軸方向両面が平坦面であり、各コア材は隣接するコア材と前記平坦面同士が直接接触している、
　請求項１～３のいずれか１項に記載の環状積層コア材。
　前記絶縁シートと樹脂成型体とは、接着剤を用いることなく連結されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の環状積層コア材。
　前記絶縁シートと前記樹脂成型体との接触部分の軸方向長さが、０．５ｍｍ以上である請求項１～５のいずれか１項に記載の環状積層コア材。
　前記絶縁シートの前記樹脂成型体が接する面に前記樹脂成型体を構成する樹脂が含浸されることにより、前記絶縁シートと前記樹脂成型体とは連結されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の環状積層コア材。
　前記樹脂成型体が、アミド結合を有するポリマーを用いて形成され、
　前記樹脂成型体と当接している前記絶縁シートの面は、アミド結合を有するポリマーで構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の環状積層コア材。
　前記樹脂成型体が、アミド結合を有するポリマーを用いて形成され、
　前記樹脂成型体と当接している前記絶縁シートの面は、アラミドファイブリッドとアラミド短繊維からなるアラミド紙で構成されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の環状積層コア材。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の環状積層コア材に巻き線を巻回したステーターを使用している、モータ。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の環状積層コア材に巻き線を巻回したステーターを使用している、モータジェネレータ。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の環状積層コア材に巻き線を巻回したステーターを使用している、発電機。
　環状積層コア材の製造方法であって、
　複数の環状のコアブロックが積層されて円筒形状に形成され、半径方向内方の内周面又は半径方向外方の外周面に軸方向に延びる溝部が形成されたコア本体を、前記溝部に絶縁シートを配置した状態となるように成形型内に配置する配置ステップと、
　成形型内に樹脂を射出し、前記コア本体の軸方向両端面の少なくとも一部を覆うように形成された一対の本体部を含む樹脂成型体を一体成形する樹脂成型ステップと、を含む、ことを特徴とする、環状積層コア材の製造方法。