WO2021256533A1 - 電磁鋼板用コーティング組成物、電磁鋼板、積層コア及び回転電機 - Google Patents

電磁鋼板用コーティング組成物、電磁鋼板、積層コア及び回転電機 Download PDF

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electromagnetic steel
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steel sheet
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和年 竹田
真介 高谷
美菜子 福地
一郎 田中
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日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a coating composition for an electromagnetic steel sheet, an electromagnetic steel sheet, a laminated core, and a rotary electric machine.
  • a core iron core
  • a laminated core in which a plurality of electromagnetic steel sheets are joined to each other and laminated is known.
  • Caulking and welding are known as methods for joining electrical steel sheets to each other.
  • the magnetic properties (core iron loss) of electrical steel sheets tend to deteriorate due to mechanical strain and thermal strain during processing.
  • Patent Document 1 a method of bonding electromagnetic steel sheets having an insulating film having an adhesive ability on the surface to each other is known (Patent Document 1). Adhesion using the insulating film does not give mechanical strain or thermal strain, so it is superior in core iron loss as compared with caulking and welding. Epoxy resin has little volume change, is excellent in heat resistance, oil resistance, and chemical resistance, and is excellent as an adhesive for adhering electromagnetic steel sheets to each other (Patent Documents 2 and 3).
  • a method of improving heat resistance there is a method of blending a phenol resin.
  • a resin having excellent heat resistance is hard at room temperature and applies a large stress to the laminated core, so that the magnetic properties deteriorate.
  • a resin having an appropriate hardness near room temperature is inferior in heat resistance because it becomes soft at high temperatures. For these reasons, it is difficult to achieve both excellent magnetic properties and excellent heat resistance that can maintain sufficient adhesive strength even when exposed to high temperatures during driving.
  • the present invention is a coating composition for electrical steel sheets that can achieve both the magnetic properties of a laminated core and heat resistance that can maintain the adhesive strength between electromagnetic steel sheets even in a high temperature state during driving, an electromagnetic steel sheet using the same, a laminated core, and rotation.
  • the purpose is to provide electrical equipment.
  • the coating composition for an electromagnetic steel plate comprises a first curing agent composed of an epoxy resin, a phenol resin containing a phenol skeleton having one or both of an alkyl group and an alkoxy group, and phenol. It contains one or more second curing agents selected from resole resin and phenol novolac resin, and the content of the first curing agent is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.
  • the first curing agent is one of an alkyl group having 2 or more carbon atoms and an alkoxy group having 2 or more carbon atoms.
  • the coating composition for electrical steel sheets according to the above [1] or [2] may consist of a phenolic resin containing a phenolic skeleton having both.
  • the total content of the first curing agent and the second curing agent is 100 parts by mass of the epoxy resin. It may be 5 parts by mass or more and 155 parts by mass or less.
  • the coating composition for electrical steel sheets according to any one of the above [1] to [3] may have a curing shrinkage rate of 15% or less.
  • the electromagnetic steel sheet according to one aspect of the present invention has an insulating film on the surface containing the coating composition for electrical steel sheets according to any one of the above [1] to [4].
  • the rotary electric machine according to one aspect of the present invention is a rotary electric machine provided with the laminated core according to the above [6].
  • a coating composition for electrical steel sheets capable of achieving both the magnetic properties of a laminated core and heat resistance capable of maintaining the adhesive strength between electrical steel sheets even in a high temperature state during driving, and electromagnetic steel using the same.
  • Steel sheets, laminated cores and rotary electric machines can be provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. It is a top view of the material for forming the laminated core shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. It is an enlarged view of the part C of FIG. It is a side view of the manufacturing apparatus used for manufacturing the laminated core shown in FIG. 1.
  • an electric motor as a rotary electric machine specifically an AC electric motor, more specifically a synchronous electric motor, and more specifically, a permanent magnet field type electric motor will be described as an example.
  • This type of motor is suitably adopted for, for example, an electric vehicle.
  • the rotary electric machine 10 includes a stator 20, a rotor 30, a case 50, and a rotary shaft 60.
  • the stator 20 and the rotor 30 are housed in the case 50.
  • the stator 20 is fixed in the case 50.
  • the rotary electric machine 10 adopts an inner rotor type in which the rotor 30 is located inside the stator 20 in the radial direction.
  • an outer rotor type in which the rotor 30 is located outside the stator 20 may be adopted.
  • the rotary electric machine 10 is a 12-pole 18-slot three-phase AC motor.
  • the rotary electric machine 10 can rotate at a rotation speed of 1000 rpm, for example, by applying an exciting current having an effective value of 10 A and a frequency of 100 Hz to each phase.
  • the stator 20 includes an adhesive laminated core for a stator (hereinafter referred to as a stator core) 21 and a winding not shown.
  • the stator core 21 includes an annular core back portion 22 and a plurality of teeth portions 23.
  • the central axis O direction of the stator core 21 (or core back portion 22) is referred to as an axial direction
  • the radial direction of the stator core 21 (or core back portion 22) (direction orthogonal to the central axis O) is referred to as a radial direction
  • the circumferential direction (direction that orbits around the central axis O) of the stator core 21 (or core back portion 22) is referred to as a circumferential direction.
  • the core back portion 22 is formed in an annular shape in a plan view of the stator 20 when viewed from the axial direction.
  • the plurality of tooth portions 23 project radially inward from the inner circumference of the core back portion 22 (toward the central axis O of the core back portion 22 along the radial direction).
  • the plurality of tooth portions 23 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. In the present embodiment, 18 tooth portions 23 are provided at every 20 degrees of the central angle centered on the central axis O.
  • the plurality of tooth portions 23 are formed to have the same shape and the same size as each other. Therefore, the plurality of tooth portions 23 have the same thickness dimension as each other.
  • the winding is wound around the teeth portion 23.
  • the winding may be a centralized winding or a distributed winding.
  • the rotor 30 is arranged radially inside the stator 20 (stator core 21).
  • the rotor 30 includes a rotor core 31 and a plurality of permanent magnets 32.
  • the rotor core 31 is formed in an annular shape (annular ring) arranged coaxially with the stator 20.
  • the rotating shaft 60 is arranged in the rotor core 31.
  • the rotating shaft 60 is fixed to the rotor core 31.
  • the plurality of permanent magnets 32 are fixed to the rotor core 31.
  • a set of two permanent magnets 32 form one magnetic pole.
  • the plurality of sets of permanent magnets 32 are arranged at equal angular intervals in the circumferential direction. In this embodiment, 12 sets (24 in total) of permanent magnets 32 are provided at every 30 degrees of the central angle centered on the central axis O.
  • an embedded magnet type motor is adopted as a permanent magnet field type motor.
  • the rotor core 31 is formed with a plurality of through holes 33 that penetrate the rotor core 31 in the axial direction.
  • the plurality of through holes 33 are provided corresponding to the arrangement of the plurality of permanent magnets 32.
  • Each permanent magnet 32 is fixed to the rotor core 31 in a state of being arranged in the corresponding through hole 33.
  • the fixing of each permanent magnet 32 to the rotor core 31 can be realized, for example, by adhering the outer surface of the permanent magnet 32 and the inner surface of the through hole 33 with an adhesive.
  • a surface magnet type motor may be adopted instead of the embedded magnet type.
  • both the stator core 21 and the rotor core 31 are laminated cores.
  • the stator core 21 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets 40 in the laminating direction.
  • the product thickness (total length along the central axis O) of each of the stator core 21 and the rotor core 31 is, for example, 50.0 mm.
  • the outer diameter of the stator core 21 is, for example, 250.0 mm.
  • the inner diameter of the stator core 21 is, for example, 165.0 mm.
  • the outer diameter of the rotor core 31 is, for example, 163.0 mm.
  • the inner diameter of the rotor core 31 is, for example, 30.0 mm.
  • the product thickness, outer diameter and inner diameter of the stator core 21, and the product thickness, outer diameter and inner diameter of the rotor core 31 are not limited to these values.
  • the inner diameter of the stator core 21 is based on the tip end portion of the teeth portion 23 in the stator core 21. That is, the inner diameter of the stator core 21 is the diameter of a virtual circle inscribed in the tips of all the teeth portions 23.
  • Each of the electrical steel sheets 40 forming the stator core 21 and the rotor core 31 is formed, for example, by punching the material 1 as shown in FIGS. 4 to 6.
  • Material 1 is an electromagnetic steel sheet that is a base material of the electromagnetic steel sheet 40. Examples of the material 1 include strip-shaped steel plates and cut plates.
  • the strip-shaped steel sheet that is the base material of the electromagnetic steel sheet 40 may be referred to as material 1.
  • a steel sheet having a shape used for a laminated core by punching the material 1 may be referred to as an electromagnetic steel sheet 40.
  • the material 1 is handled, for example, in a state of being wound around the coil 1A shown in FIG. 7.
  • non-oriented electrical steel sheets are used as the material 1.
  • JIS C 2552: 2014 non-oriented electrical steel sheet can be adopted.
  • a grain-oriented electrical steel sheet may be used instead of the non-oriented electrical steel sheet.
  • JIS C 2553: 2019 grain-oriented electrical steel sheet can be adopted.
  • a non-oriented thin electromagnetic steel strip or a directional thin electromagnetic steel strip of JIS C 2558: 2015 can be adopted.
  • the upper and lower limit values of the average plate thickness t0 of the material 1 are set as follows, for example, in consideration of the case where the material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40. As the material 1 becomes thinner, the manufacturing cost of the material 1 increases. Therefore, in consideration of the manufacturing cost, the lower limit of the average plate thickness t0 of the material 1 is 0.10 mm, preferably 0.15 mm, and more preferably 0.18 mm. On the other hand, if the material 1 is too thick, the manufacturing cost becomes good, but when the material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40, the eddy current loss increases and the core iron loss deteriorates.
  • the upper limit of the average plate thickness t0 of the material 1 is 0.65 mm, preferably 0.35 mm, and more preferably 0.30 mm.
  • 0.20 mm can be exemplified as a material that satisfies the above range of the average plate thickness t0 of the material 1.
  • the average plate thickness t0 of the material 1 includes not only the thickness of the base steel plate 2 described later but also the thickness of the insulating film 3. Further, the method for measuring the average plate thickness t0 of the material 1 is, for example, the following measuring method. For example, when the material 1 is wound into the shape of the coil 1A, at least a part of the material 1 is unwound into a flat plate shape. In the material 1 unraveled into a flat plate shape, a predetermined position in the longitudinal direction of the material 1 (for example, a position 10% of the total length of the material 1 away from the longitudinal edge of the material 1) is selected. do. At this selected position, the material 1 is divided into five regions along the width direction thereof. The plate thickness of the material 1 is measured at four locations that are boundaries of these five regions. The average value of the plate thicknesses at the four locations can be set to the average plate thickness t0 of the material 1.
  • a predetermined position in the longitudinal direction of the material 1 for example, a position 10% of the total length of the material
  • the upper and lower limit values of the average plate thickness t0 of the material 1 can be naturally adopted as the upper and lower limit values of the average plate thickness t0 of the electrical steel sheet 40.
  • the method for measuring the average plate thickness t0 of the electrical steel sheet 40 is, for example, the following measuring method.
  • the thickness of the laminated core is measured at four locations (that is, every 90 degrees around the central axis O) at equal intervals in the circumferential direction.
  • Each of the measured product thicknesses at the four locations is divided by the number of laminated electromagnetic steel sheets 40 to calculate the plate thickness per sheet.
  • the average value of the plate thicknesses at the four locations can be set to the average plate thickness t0 of the electromagnetic steel sheet 40.
  • the material 1 includes a base steel plate 2 and an insulating coating 3.
  • the material 1 is formed by covering both sides of a strip-shaped base steel plate 2 with an insulating coating 3.
  • most of the material 1 is formed of the base steel plate 2, and the insulating film 3 thinner than the base steel plate 2 is laminated on the surface of the base steel plate 2.
  • the chemical composition of the base steel sheet 2 contains 2.5% to 4.5% Si in mass%.
  • the yield strength of the material 1 can be set to, for example, 380 MPa or more and 540 MPa or less.
  • the insulating film 3 When the material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40, the insulating film 3 exhibits insulation performance between the electromagnetic steel sheets 40 adjacent to each other in the stacking direction. Further, in the present embodiment, the insulating coating 3 has an adhesive ability and adheres the electromagnetic steel sheets 40 adjacent to each other in the laminating direction.
  • the insulating coating 3 may have a single-layer structure or a multi-layer structure. More specifically, for example, the insulating coating 3 may have a single-layer structure having both insulating performance and adhesive ability, and may include a base insulating coating having excellent insulating performance and a ground insulating coating having excellent adhesive performance. It may have a multi-layer structure including.
  • the "adhesive ability of the insulating coating 3" in the present embodiment means that the laminated body composed of a plurality of electromagnetic steel sheets 40 laminated with the insulating coating 3 sandwiched thereof has an adhesive strength of a predetermined value or more under a predetermined temperature condition. It means the ability that can be expressed.
  • the insulating coating 3 covers both sides of the base steel plate 2 without gaps over the entire surface.
  • a part of the layers of the insulating coating 3 may not cover both sides of the base steel plate 2 without gaps.
  • a part of the layer of the insulating film 3 may be intermittently provided on the surface of the base steel sheet 2.
  • both sides of the base steel plate 2 need to be covered with the insulating film 3 so that the entire surface is not exposed.
  • the insulating coating 3 does not have a base insulating coating having excellent insulating performance and has a single-layer structure having both insulating performance and adhesive ability, the insulating coating 3 has no gap over the entire surface of the base steel plate 2. Must be formed.
  • the insulating film 3 has a multi-layer structure including a base insulating film having excellent insulating performance and a ground insulating film having excellent adhesiveness, both the base insulating film and the ground insulating film are made of a base steel sheet. In addition to forming the base insulating film without gaps over the entire surface of No. 2, even if the underlying insulating film is formed without gaps over the entire surface of the base steel sheet and the upper ground insulating film is intermittently provided, both insulation performance and adhesive ability can be achieved. ..
  • the coating composition constituting the underlying insulating film is not particularly limited, and for example, a general treatment agent such as a chromic acid-containing treatment agent or a phosphate-containing treatment agent can be used.
  • the insulating coating 3 having an adhesive ability is coated with a coating composition for electrical steel sheets containing an epoxy resin, a first curing agent, and a second curing agent.
  • the insulating film made of the coating composition for electrical steel sheets is in an uncured or semi-cured state (B stage) before heat crimping at the time of manufacturing a laminated core, and the curing reaction proceeds by heating during heat crimping to adhere. Noh develops.
  • the coating composition for electrical steel sheets may be used for forming an insulating film having a single layer structure, or may be used for forming an underlying insulating film provided on an underlying insulating film.
  • epoxy resin a general epoxy resin can be used, and specifically, any epoxy resin having two or more epoxy groups in one molecule can be used without particular limitation.
  • epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, and glycidyl ester type.
  • Epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, hidden toin type epoxy resin, isocyanurate type epoxy resin, acrylic acid modified epoxy resin (epoxy acrylate), phosphorus-containing epoxy resin, their halides (bromination epoxy resin, etc.) and hydrogenation Things etc. can be mentioned.
  • the epoxy resin one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the epoxy resin is, for example, preferably 30 to 90% by mass, more preferably 40 to 80% by mass, still more preferably 50 to 70% by mass, based on the total mass of the coating composition for electrical steel sheets.
  • the content of the epoxy resin is at least the above lower limit value, the adhesive strength of the electrical steel sheet 40 can be further increased.
  • the content of the epoxy resin is not more than the above upper limit value, the stress strain of the electromagnetic steel sheet 40 can be further suppressed.
  • the first curing agent consists of a phenolic resin containing a phenolic skeleton having either or both of an alkyl group and an alkoxy group.
  • the phenolic resin of the first curing agent may contain only one of a phenol skeleton having an alkyl group, a phenol skeleton having an alkoxy group, and a phenol skeleton having an alkyl group and an alkoxy group, and two or more of these may be contained. May include.
  • the phenol resin of the first curing agent may be a novolak type or a resol type. As the first curing agent, only one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the alkyl group of the phenol skeleton in the first curing agent may be linear or branched.
  • the lower limit of the number of carbon atoms of the alkyl group contained in the phenol skeleton is preferably 2 and more preferably 4. When the number of carbon atoms of the alkyl group is at least the above lower limit value, it is easy to suppress deterioration of the magnetic properties of the laminated core.
  • the upper limit of the number of carbon atoms of the alkyl group contained in the phenol skeleton is preferably 20 and more preferably 12. When the number of carbon atoms of the alkyl group is not more than the upper limit, the curing time of the epoxy resin can be shortened.
  • Examples of the phenol resin containing a phenol skeleton having an alkyl group include a structural unit represented by the following formula (a-1) (hereinafter, also referred to as a structural unit (a-1)) and the following formula (a-2). ) (Hereinafter, also referred to as a structural unit (a-2)), a phenol resin having either one or both of them can be mentioned.
  • R 1 is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a hydroxyphenyl group.
  • R 2 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • x is an integer of 1 to 3.
  • R 3 and R 4 are hydrogen atoms, methyl groups, ethyl groups, phenyl groups, or hydroxyphenyl groups.
  • R 5 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • y is 1 or 2.
  • "*" in the formula (a-1) and the formula (a-2) indicates a binding site with an adjacent structural unit, and the structural unit located at the end of the polymer chain is adjacent to the structural unit. If it is not bonded, it is bonded to a hydrogen atom.
  • R 1 a hydrogen atom is preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the x is preferably 1 to 3 from the viewpoint of the crosslink density.
  • the R 2, preferably an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms.
  • a group represented by -CH (R 1 )-* is provided at either or both of the ortho-position and the para-position of the phenol skeleton, and is represented by -R 2.
  • a structural unit having a (alkyl group) at the meta position is preferable.
  • the structural unit (a-1) contained in the phenol resin of the first curing agent may be one kind or two or more kinds.
  • R 3 and R 4 hydrogen atoms are preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
  • the y is preferably 1 to 3 from the viewpoint of the crosslink density.
  • the R 5, preferably an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms.
  • a group represented by -CH (R 3 )-* and a group represented by -CH (R 4 ) -OH are selected from the ortho and para positions of the phenol skeleton.
  • One or more have a group (alkyl group) represented by -R 5 are radicals structural unit having the meta position preferred.
  • the structural unit (a-2) contained in the phenol resin of the first curing agent may be one kind or two or more kinds.
  • the alkoxy group of the phenol skeleton in the first curing agent may be linear or branched.
  • the lower limit of the number of carbon atoms of the alkoxy group contained in the phenol skeleton is preferably 2. When the number of carbon atoms of the alkoxy group is at least the above lower limit value, the curing time of the epoxy resin can be shortened.
  • the upper limit of the number of carbon atoms of the alkoxy group contained in the phenol skeleton is preferably 20 and more preferably 12. When the number of carbon atoms of the alkoxy group is not more than the above upper limit value, it is easy to suppress the decrease in the adhesive strength.
  • phenol resin containing a phenol skeleton having an alkoxy group examples include a phenol resin having a structural unit represented by the following formula (a-3) (hereinafter, also referred to as a structural unit (a-3)).
  • R 6 and R 7 are hydrogen atoms, methyl groups, ethyl groups, phenyl groups, or hydroxyphenyl groups.
  • R 8 is an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • R 9 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • z is 1 or 2.
  • "*" in the formula (a-3) indicates a binding site with an adjacent structural unit, and hydrogen is not bonded to the adjacent structural unit in the structural unit located at the end of the polymer chain. Bond with an atom.
  • R 6 and R 7 hydrogen atoms are preferable from the viewpoint of reactivity with the epoxy resin.
  • the z is preferably 1 to 3 from the viewpoint of the crosslink density.
  • the R 8, preferably an alkoxy group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkoxy group having 2 to 12 carbon atoms.
  • R 9 an alkyl group having a hydrogen atom or a carbon atom number of 2 to 20 is preferable, and an alkyl group having a hydrogen atom or a carbon atom number of 2 to 12 is more preferable.
  • a group represented by -CH (R 6 )-* and a group represented by -CH (R 7 ) -R 8 are selected from the ortho and para positions of the phenol skeleton.
  • a structural unit having two or more and having a group represented by -R 9 (hydrogen atom or alkyl group) at the meta position is preferable.
  • the structural unit (a-3) contained in the phenol resin of the first curing agent may be one kind or two or more kinds.
  • phenol resin of the first curing agent a phenol resin composed of any one or more of the structural units (a-1) to (a-3) is preferable, and the structural unit (a-1) and the structural unit (a-2) are preferable.
  • An alkylphenol resin composed of one or both of the above, and an alkoxyphenol resin composed of the structural unit (a-3) are preferable.
  • the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) of the phenol resin of the first curing agent is preferably 1000, more preferably 2000. When the Mw of the phenol resin is at least the above lower limit value, the pot life when applied to the steel sheet as a treatment liquid can be guaranteed.
  • the upper limit of Mw of the phenol resin of the first curing agent is preferably 20000, more preferably 15000. When the Mw of the phenol resin is not more than the above upper limit value, there is little risk of gelation when it is applied to the steel sheet as a treatment liquid.
  • Mw can be measured by size exclusion chromatography (SEC: Size-Exclusion Chromatography) described in JIS K7252-1: 2008 using polystyrene as a standard substance.
  • the method for producing the phenolic resin as the first curing agent is not particularly limited, and a known method can be adopted.
  • the alkylphenol resin composed of the structural unit (a-1) can be produced by, for example, polycondensing the alkylphenol with aldehydes in the presence of an acid catalyst (oxalic acid, hydrochloric acid, sulfonic acid, etc.).
  • the alkylphenol resin containing the structural unit (a-2) can be produced, for example, by a method of polycondensing (resolving reaction) phenols with aldehydes in the presence of a base catalyst (sodium hydroxide, ammonia, amine, etc.).
  • the alkylphenol is not particularly limited, and is, for example, cresol (o-cresol, etc.), ethylphenol (o-ethylphenol, etc.), propylphenol (p-propylphenol, p-isopropylphenol, etc.), butylphenol (p-butylphenol, etc.).
  • p-sec-butylphenol, etc. nonylphenol (p-nonylphenol, etc.), dodecylphenol (p-dodecylphenol, etc.), dimethylphenol (2,3-dimethylphenol, etc.), diethylphenol (2,3-diethylphenol, etc.), Examples thereof include dibutylphenol (2,6-di-sec-butylphenol and the like), trimethylphenol (2,3,4-trimethylphenol and the like) and the like.
  • the alkylphenol one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the aldehydes are not particularly limited, and examples thereof include formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, and salicylaldehyde.
  • examples thereof include formaldehyde, acetaldehyde, benzaldehyde, and salicylaldehyde.
  • the aldehydes one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the alcohol used for alkoxylation is not particularly limited, and is, for example, a primary alcohol (methanol, ethanol, n-butanol, 1-nonanol, etc.) and a secondary alcohol (2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2). -Heptanol, 2-nonanol, etc.), tertiary alcohols (t-butyl alcohol, 2-methyl-2-butanol, etc.) and the like can be mentioned.
  • a primary alcohol methanol, ethanol, n-butanol, 1-nonanol, etc.
  • a secondary alcohol 2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2).
  • -Heptanol, 2-nonanol, etc. tertiary alcohols
  • t-butyl alcohol 2-methyl-2-butanol, etc.
  • the content of the first curing agent in the coating composition for electrical steel sheets is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.
  • the content of the first curing agent is at least the above lower limit value, a laminated core having excellent magnetic properties can be obtained.
  • the content of the first curing agent is not more than the upper limit, a laminated core having excellent heat resistance can be obtained.
  • the lower limit of the content of the first curing agent is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 12 parts by mass or more.
  • the upper limit of the content of the first curing agent is preferably 140 parts by mass or less, more preferably 130 parts by mass or less.
  • the second curing agent is one or more selected from a phenol resol resin and a phenol novolac resin.
  • the phenol resol resin and the phenol novolak resin as the second curing agent have neither an alkyl group nor an alkoxy group in the phenol skeleton.
  • the phenol resol resin may be used alone, the phenol novolac resin may be used alone, or the phenol resol resin and the phenol novolac resin may be used in combination.
  • the total content of the first curing agent and the second curing agent in the coating composition for electrical steel sheets is preferably 10 parts by mass or more and 155 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the epoxy resin.
  • the total content of the first curing agent and the second curing agent is within the above range, it is easy to achieve both magnetic properties and heat resistance.
  • the total content of the first curing agent and the second curing agent is less than the lower limit, the polymerization reaction of the epoxy resin may be suppressed and the high temperature strength may be deteriorated. If the total content of the first curing agent and the second curing agent exceeds the upper limit, the hardness of the cured product may become too high and the magnetism may deteriorate.
  • the lower limit of the total content of the first curing agent and the second curing agent is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 40 parts by mass or more, and further preferably 45 parts by mass or more.
  • the upper limit of the total content of the first curing agent and the second curing agent is preferably 130 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less.
  • the lower limit of the content of the second curing agent is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, while keeping the total content of the first curing agent and the second curing agent within the above range. ..
  • the upper limit of the content of the second curing agent is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less.
  • the coating composition for electrical steel sheets may contain components other than the epoxy resin, the first curing agent and the second curing agent.
  • examples of other components include acrylic resins, curing agents other than the first curing agent and the second curing agent, curing accelerators (curing catalysts), emulsifiers, defoaming agents, and the like.
  • the coating composition for electrical steel sheets does not contain inorganic fillers such as silica, alumina, and glass.
  • inorganic fillers such as silica, alumina, and glass.
  • only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
  • the acrylic resin is not particularly limited.
  • the monomer used for the acrylic resin include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and cyclohexyl (meth).
  • unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid
  • (meth) acrylates such as meta) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and hydroxypropyl (meth) acrylate can be mentioned.
  • the acrylic resin may have a structural unit derived from a monomer other than the acrylic monomer.
  • examples of other monomers include ethylene, propylene, styrene and the like.
  • the other monomer one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the glass transition point (Tg point) of the acrylic resin is not particularly limited, but the lower limit is preferably ⁇ 40 ° C., more preferably ⁇ 20 ° C.
  • the upper limit of the Tg point of the acrylic resin is preferably 80 ° C., more preferably 50 ° C.
  • the content of the acrylic resin is not particularly limited, and is, for example, 1% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total amount of the epoxy resin and the acrylic resin. be able to. The same applies to the content when it is contained as an acrylic-modified epoxy resin or an acrylic monomer.
  • an acrylic resin when used, it may be used as an acrylic modified epoxy resin obtained by grafting an acrylic resin onto an epoxy resin.
  • the coating composition for electrical steel sheets it may be contained as a monomer forming an acrylic resin.
  • curing agents examples include latent epoxy resin curing agents that initiate a curing reaction by heating. Specific examples thereof include aromatic polyamines, acid anhydrides, dicyandiamides, boron trifluoride-amine complexes, and organic acid hydrazides. As other curing agents, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the other curing agent in the coating composition for electrical steel sheets is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the epoxy resin.
  • an epoxy resin adhesive having excellent heat resistance has a large Young's modulus near room temperature when the adhesive strength at a high temperature is guaranteed, and stresses the steel plate to deteriorate the magnetic properties (core iron loss).
  • the resin composition has an appropriate strength near room temperature, the heat resistance is lowered.
  • the phenol resin having either or both of an alkyl group and an alkoxy group used as the first curing agent has low elasticity.
  • the curing shrinkage of the coating composition for electrical steel sheets is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 8% or less.
  • the curing shrinkage rate is measured by changing the film thickness in accordance with JIS K 6941.
  • the insulating film 3 can be formed, for example, by applying a coating composition for an electromagnetic steel sheet to the surface of a base steel sheet, drying it, and baking it.
  • the lower limit of the reached temperature at the time of baking is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 140 ° C. or higher.
  • the upper limit of the reached temperature at the time of baking is preferably 200 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower.
  • the coating composition for electrical steel sheets is sufficiently adhered to the electrical steel sheets, and peeling is suppressed.
  • the ultimate temperature is not more than the above upper limit value, the curing of the epoxy resin can be suppressed, and the adhesive ability of the coating composition for electrical steel sheets can be maintained.
  • the lower limit of the baking time is preferably 5 seconds or longer, more preferably 10 seconds or longer.
  • the upper limit of the baking time is preferably 60 seconds or less, more preferably 30 seconds or less.
  • the baking time is equal to or longer than the above lower limit, the coating composition for electrical steel sheets is sufficiently adhered to the electrical steel sheets and peeling is suppressed.
  • the baking time is not more than the above upper limit, the curing of the epoxy resin can be suppressed, and the adhesive ability of the coating composition for electrical steel sheets can be maintained.
  • the upper and lower limit values of the average thickness t1 of the insulating film 3 may be set as follows, for example, in consideration of the case where the material 1 is used as the electromagnetic steel sheet 40.
  • the average thickness t1 of the insulating film 3 is the insulation performance and adhesive ability between the electrical steel sheets 40 laminated with each other. Adjust so that can be secured.
  • the average thickness t1 (thickness per one side of the electromagnetic steel sheet 40 (material 1)) of the insulating coating 3 can be, for example, 1.5 ⁇ m or more and 8.0 ⁇ m or less. ..
  • the average thickness of the underlying insulating coating can be, for example, 0.3 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, preferably 0.5 ⁇ m or more and 1.5 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the upper insulating film can be, for example, 1.5 ⁇ m or more and 8.0 ⁇ m or less.
  • the method of measuring the average thickness t1 of the insulating coating 3 in the material 1 is the same as that of the average plate thickness t0 of the material 1, and the thicknesses of the insulating coatings 3 at a plurality of locations can be obtained and obtained as the average of those thicknesses. can.
  • the upper and lower limit values of the average thickness t1 of the insulating film 3 in the material 1 can be naturally adopted as the upper and lower limit values of the average thickness t1 of the insulating film 3 in the electrical steel sheet 40.
  • the method for measuring the average thickness t1 of the insulating coating 3 on the electrical steel sheet 40 is, for example, the following measuring method. For example, among a plurality of electrical steel sheets forming a laminated core, the electrical steel sheet 40 located on the outermost side in the laminated direction (the electrical steel sheet 40 whose surface is exposed in the laminated direction) is selected. On the surface of the selected electrical steel sheet 40, a predetermined position in the radial direction (for example, a position just intermediate (center) between the inner peripheral edge and the outer peripheral edge of the electrical steel sheet 40) is selected.
  • the thickness of the insulating coating 3 of the electrical steel sheet 40 is measured at four locations (that is, every 90 degrees around the central axis O) at equal intervals in the circumferential direction.
  • the average value of the measured thicknesses at the four locations can be taken as the average thickness t1 of the insulating coating 3.
  • the reason why the average thickness t1 of the insulating coating 3 was measured on the outermost electromagnetic steel sheet 40 in the laminating direction is that the thickness of the insulating coating 3 is the laminating position along the laminating direction of the electromagnetic steel sheet 40. This is because the insulating film 3 is built so that it hardly changes.
  • the electromagnetic steel sheet 40 is manufactured by punching the material 1 as described above, and the laminated core (stator core 21 and rotor core 31) is manufactured by the electromagnetic steel sheet 40.
  • the description of the laminated core will be returned.
  • the plurality of electrical steel sheets 40 forming the stator core 21 are laminated via the insulating coating 3.
  • the electromagnetic steel sheets 40 adjacent to each other in the stacking direction are adhered over the entire surface by the insulating film 3.
  • the surface of the electromagnetic steel sheet 40 facing the stacking direction (hereinafter referred to as the first surface) is the bonding region 41a over the entire surface.
  • the electromagnetic steel sheets 40 adjacent to each other in the stacking direction may not be adhered over the entire surface.
  • the adhesive region 41a and the non-adhesive region (not shown) may coexist on the first surface of the electrical steel sheet 40.
  • the plurality of electrical steel sheets forming the rotor core 31 are fixed to each other by the caulking 42 (dowel) shown in FIG.
  • the plurality of electrical steel sheets forming the rotor core 31 may also have a laminated structure fixed by the insulating coating 3 as in the stator core 21.
  • the laminated core such as the stator core 21 and the rotor core 31 may be formed by so-called rotating stacking.
  • the stator core 21 is manufactured, for example, by using the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 7.
  • the manufacturing apparatus 100 the laminated core manufacturing apparatus 100 (hereinafter, simply referred to as the manufacturing apparatus 100) will be described.
  • the material 1 is sent out from the coil 1A (hoop) in the direction of the arrow F, the material 1 is punched a plurality of times by the dies arranged on each stage to gradually form the shape of the electromagnetic steel sheet 40. go. Then, the punched electrical steel sheets 40 are laminated and pressurized while raising the temperature. As a result, the electromagnetic steel sheets 40 adjacent to each other in the laminating direction are adhered by the insulating coating 3 (that is, the portion of the insulating coating 3 located in the adhesive region 41a exerts an adhesive ability), and the adhesion is completed.
  • the insulating coating 3 that is, the portion of the insulating coating 3 located in the adhesive region 41a exerts an adhesive ability
  • the manufacturing apparatus 100 includes a plurality of stages of punching stations 110.
  • the punching station 110 may have two stages or three or more stages.
  • the punching station 110 of each stage includes a female die 111 arranged below the material 1 and a male die 112 arranged above the material 1.
  • the manufacturing apparatus 100 further includes a stacking station 140 at a position downstream of the most downstream punching station 110.
  • the laminating station 140 includes a heating device 141, an outer peripheral punching female die 142, a heat insulating member 143, an outer peripheral punching male die 144, and a spring 145.
  • the heating device 141, the outer peripheral punched female die 142, and the heat insulating member 143 are arranged below the material 1.
  • the outer peripheral punching die 144 and the spring 145 are arranged above the material 1.
  • Reference numeral 21 indicates a stator core.
  • the material 1 is sequentially sent out from the coil 1A in the direction of the arrow F in FIG. Then, the material 1 is sequentially punched by a plurality of punching stations 110. By these punching processes, the shape of the electromagnetic steel sheet 40 having the core back portion 22 and the plurality of tooth portions 23 shown in FIG. 3 is obtained on the material 1. However, since it is not completely punched at this point, the process proceeds to the next step along the arrow F direction.
  • the material 1 is sent to the laminating station 140, punched out by the outer peripheral punching die 144, and laminated with high accuracy.
  • the electromagnetic steel sheet 40 receives a constant pressing force by the spring 145.
  • the laminated core formed by stacking the electromagnetic steel sheets 40 in this way is heated to, for example, a temperature of 200 ° C. by the heating device 141. By this heating, the insulating coatings 3 of the adjacent electromagnetic steel sheets 40 are adhered to each other (adhesion step).
  • the conditions of the bonding process are not particularly limited.
  • the heating temperature in the bonding step is preferably 120 to 250 ° C.
  • the heating time in the bonding step is affected by the size of the laminated core and the heating method, but is preferably 30 seconds to 120 minutes, for example.
  • the insulating coatings 3 when adhered to each other, they may be adhered by pressurizing the laminated body.
  • the pressure and pressurization time for pressurizing the laminate are preferably, for example, 2 to 300 MPa and 30 seconds to 120 minutes.
  • the heating device 141 may not be arranged on the outer peripheral punched female die 142. That is, before the electromagnetic steel sheets 40 laminated by the outer peripheral punched female die 142 are adhered, they may be taken out of the outer peripheral punched female die 142. In this case, the outer peripheral punched female die 142 may not have the heat insulating member 143. Further, in this case, the stacked electromagnetic steel sheets 40 before bonding may be sandwiched and held from both sides in the stacking direction by a jig (not shown), and then transported or heated. The stator core 21 is completed by each of the above steps.
  • an insulating film is formed on the surface of the electrical steel sheet by the coating composition for electrical steel sheet in which the epoxy resin, the first curing agent and the second curing agent are combined in a specific ratio.
  • the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • the shape of the stator core is not limited to the form shown in the above embodiment. Specifically, the dimensions of the outer diameter and inner diameter of the stator core, the product thickness, the number of slots, the dimensional ratio between the circumferential direction and the radial direction of the tooth portion, the dimensional ratio in the radial direction between the tooth portion and the core back portion, etc. are desired. It can be arbitrarily designed according to the characteristics of the rotary electric machine.
  • a set of two permanent magnets 32 form one magnetic pole, but the present invention is not limited to this.
  • one permanent magnet 32 may form one magnetic pole, or three or more permanent magnets 32 may form one magnetic pole.
  • the permanent magnet field type electric machine has been described as an example of the rotary electric machine 10, but the structure of the rotary electric machine 10 is not limited to this as illustrated below, and is not further exemplified below. Various known structures can also be adopted.
  • the permanent magnet field type motor has been described as an example of the rotary electric machine 10, but the present invention is not limited to this.
  • the rotary electric machine 10 may be a reluctance type electric machine or an electromagnet field type electric machine (winding field type electric machine).
  • the synchronous motor has been described as an example of the AC motor, but the present invention is not limited to this.
  • the rotary electric machine 10 may be an induction motor.
  • the AC electric machine has been described as an example of the rotary electric machine 10, but the present invention is not limited to this.
  • the rotary electric machine 10 may be a DC motor.
  • the rotary electric machine 10 has been described by taking an electric machine as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the rotary electric machine 10 may be a generator.
  • H1 Phenol resol resin
  • H2 Phenol novolak resin (curing agent (comparative target))
  • B1 Diaminodiphenylmethane
  • the coating composition for electrical steel sheets was applied to the surface of the electrical steel strips of each example, and the curing shrinkage was measured.
  • the curing shrinkage rate was measured by changing the film thickness according to JIS K 6941.
  • Example 1 As a base steel sheet, non-directional electromagnetic steel having a mass% of Si: 3.0%, Mn: 0.2%, Al: 0.5%, a plate thickness of 0.25 mm and a width of 100 mm, the balance of which is composed of Fe and impurities. A steel plate was used. Each component shown in Table 1 was mixed to prepare a coating composition for electrical steel sheets. The obtained coating composition for an electromagnetic steel sheet was applied to the surface of a base steel sheet and baked at 160 ° C. for 20 seconds to obtain an electromagnetic steel strip having an insulating film having an average thickness of 3 ⁇ m.
  • Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 8 An electromagnetic steel strip was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition and baking conditions of the coating composition for electrical steel sheets were changed as shown in Table 1.
  • Table 1 shows the composition and baking conditions of the coating composition for electrical steel sheets of each example.
  • Table 2 shows the evaluation results of the magnetic properties (magnetism) and the adhesive strength of each example.
  • both the heat resistance and the magnetic characteristics of the laminated core can be achieved at the same time. Therefore, the industrial applicability is great.

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Abstract

積層コアに用いる電磁鋼板が、電磁鋼板用コーティング組成物が塗布されてなる絶縁被膜３を母材鋼板２の表面に有する電磁鋼板であり、前記電磁鋼板用コーティング組成物は、エポキシ樹脂と、アルキル基及びアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂からなる第１硬化剤と、フェノールレゾール樹脂及びフェノールノボラック樹脂から選ばれる１種以上の第２硬化剤とが特定の比率で配合されている。

Description

電磁鋼板用コーティング組成物、電磁鋼板、積層コア及び回転電機
　本発明は、電磁鋼板用コーティング組成物、電磁鋼板、積層コア及び回転電機に関する。本願は、２０２０年６月１７日に、日本に出願された特願２０２０－１０４２４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　回転電機に使用されるコア（鉄心）として、複数の電磁鋼板が互いに接合されて積層された積層コアが知られている。電磁鋼板同士の接合方法としては、かしめや溶接が知られている。しかし、かしめや溶接では、加工時の機械歪や熱歪によって電磁鋼板の磁気特性（コア鉄損）が劣化しやすい。
　かしめ、溶接以外の接合方法としては、例えば、表面に接着能を有する絶縁被膜が形成された電磁鋼板を互いに接着させる方法が知られている（特許文献１）。前記絶縁被膜を用いた接着は機械歪や熱歪を与えないため、かしめや溶接に比べてコア鉄損に優れる。エポキシ樹脂は、体積変化が少なく、耐熱性や耐油性、耐薬品性に優れており、電磁鋼板同士を接着する接着剤として優れている（特許文献２、３）。
日本国特開２０１７－０１１８６３号公報 日本国特開２０００－１７３８１６号公報 国際公開第２００４／０７００８０号
　近年、モータ効率の更なる向上の要請を受け、より一層のコア鉄損の低減が求められている。コア鉄損の低減には、電磁鋼板の薄手化が有力である。しかし、鋼板は板厚の減少に伴ってヤング率が低下するため、鉄損劣化の原因となる応力歪が鋼板に付与されないことが求められる。エポキシ樹脂は、耐熱性に優れるが、硬く靱性が低いことから、接着時の硬化によって鋼板に応力歪が付与されるため、鋼板が薄くなると鉄損劣化の原因となる。
　また、電気自動車の駆動モータ等では、駆動中に高温になるため、さらなる耐熱性が求められる。
　耐熱性を向上させる手法としては、フェノール樹脂を配合する方法がある。しかし、耐熱性に優れた樹脂は常温では硬く積層コアに大きな応力を付与するため、磁気特性が劣化させる。一方、常温付近で適切な硬さの樹脂は、高温では柔らかくなるため、耐熱性に劣る。これらのことから、優れた磁気特性と、駆動時に高温に曝された状態でも十分な接着強度を保持できる優れた耐熱性とを両立することは難しい。
　本発明は、積層コアの磁気特性と、駆動時の高温状態でも電磁鋼板同士の接着強度を保持できる耐熱性とを両立できる電磁鋼板用コーティング組成物、それを用いた電磁鋼板、積層コア及び回転電機を提供することを目的とする。
　本発明は、以下の態様を有する。
［１］本発明の一態様に係る電磁鋼板用コーティング組成物は、エポキシ樹脂と、アルキル基及びアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂からなる第１硬化剤と、フェノールレゾール樹脂及びフェノールノボラック樹脂から選ばれる１種以上の第２硬化剤と、を含有し、前記第１硬化剤の含有量が、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５質量部以上１５０質量部以下である。
［２］上記［１］に記載の電磁鋼板用コーティング組成物は、前記第１硬化剤が、炭素原子数が２以上のアルキル基、及び炭素原子数が２以上のアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂からなってもよい。
［３］上記［１］または［２］に記載の電磁鋼板用コーティング組成物は、前記第１硬化剤と前記第２硬化剤の合計の含有量が、前記エポキシ樹脂の１００質量部に対して、５質量部以上１５５質量部以下であってもよい。
［４］上記［１］～［３］のいずれかに記載の電磁鋼板用コーティング組成物は、硬化収縮率が１５％以下であってもよい。
［５］本発明の一態様に係る電磁鋼板は、上記［１］～［４］のいずれかに記載の電磁鋼板用コーティング組成物を含む絶縁被膜を表面に有する。
［６］本発明の一態様に係る積層コアは、上記［５］に記載の電磁鋼板が複数積層され、互いに接着されている。
［７］本発明の一態様に係る回転電機は、上記［６］に記載の積層コアを備える回転電機。
　本発明に係る上記態様によれば、積層コアの磁気特性と、駆動時の高温状態でも電磁鋼板同士の接着強度を保持できる耐熱性とを両立できる電磁鋼板用コーティング組成物、それを用いた電磁鋼板、積層コア及び回転電機を提供することができる。
本発明の第１実施形態に係る積層コアを備えた回転電機の断面図である。 図１に示す積層コアの側面図である。 図２のＡ－Ａ断面図である。 図１に示す積層コアを形成するための素材の平面図である。 図４のＢ－Ｂ断面図である。 図５のＣ部の拡大図である。 図１に示す積層コアを製造するために用いられる製造装置の側面図である。
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る積層コアと、この積層コアを備えた回転電機と、この積層コアを形成する素材について説明する。なお、本実施形態では、回転電機として電動機、具体的には交流電動機、より具体的には同期電動機、より一層具体的には永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明する。この種の電動機は、例えば、電気自動車などに好適に採用される。
　また、以下に「～」を挟んで記載する数値限定範囲には、下限値および上限値がその範囲に含まれる。「未満」または「超」と示す数値には、その値が数値範囲に含まれない。
（回転電機１０）
　図１に示すように、回転電機１０は、ステータ２０と、ロータ３０と、ケース５０と、回転軸６０と、を備える。ステータ２０及びロータ３０は、ケース５０内に収容される。
ステータ２０は、ケース５０内に固定される。
　本実施形態では、回転電機１０として、ロータ３０がステータ２０の径方向内側に位置するインナーロータ型を採用している。しかしながら、回転電機１０として、ロータ３０がステータ２０の外側に位置するアウターロータ型を採用してもよい。また、本実施形態では、回転電機１０が、１２極１８スロットの三相交流モータである。しかしながら、極数、スロット数、相数などは、適宜変更することができる。
　回転電機１０は、例えば、各相に実効値１０Ａ、周波数１００Ｈｚの励磁電流を印加することにより、回転数１０００ｒｐｍで回転することができる。
　ステータ２０は、ステータ用接着積層コア（以下、ステータコア）２１と、図示しない巻線と、を備える。
　ステータコア２１は、環状のコアバック部２２と、複数のティース部２３と、を備える。以下では、ステータコア２１（又はコアバック部２２）の中心軸線Ｏ方向を軸方向と言い、ステータコア２１（又はコアバック部２２）の径方向（中心軸線Ｏに直交する方向）を径方向と言い、ステータコア２１（又はコアバック部２２）の周方向（中心軸線Ｏ回りに周回する方向）を周方向と言う。
　コアバック部２２は、ステータ２０を軸方向から見た平面視において円環状に形成されている。
　複数のティース部２３は、コアバック部２２の内周から径方向内側に向けて（径方向に沿ってコアバック部２２の中心軸線Ｏに向けて）突出する。複数のティース部２３は、周方向に同等の角度間隔をあけて配置されている。本実施形態では、中心軸線Ｏを中心とする中心角２０度おきに１８個のティース部２３が設けられている。複数のティース部２３は、互いに同等の形状でかつ同等の大きさに形成されている。よって、複数のティース部２３は、互いに同じ厚み寸法を有している。
　前記巻線は、ティース部２３に巻回されている。前記巻線は、集中巻きされていてもよく、分布巻きされていてもよい。
　ロータ３０は、ステータ２０（ステータコア２１）に対して径方向の内側に配置されている。ロータ３０は、ロータコア３１と、複数の永久磁石３２と、を備える。
　ロータコア３１は、ステータ２０と同軸に配置される環状（円環状）に形成されている。ロータコア３１内には、前記回転軸６０が配置されている。回転軸６０は、ロータコア３１に固定されている。
　複数の永久磁石３２は、ロータコア３１に固定されている。本実施形態では、２つ１組の永久磁石３２が１つの磁極を形成している。複数組の永久磁石３２は、周方向に同等の角度間隔をあけて配置されている。本実施形態では、中心軸線Ｏを中心とする中心角３０度おきに１２組（全体では２４個）の永久磁石３２が設けられている。
　本実施形態では、永久磁石界磁型電動機として、埋込磁石型モータが採用されている。
　ロータコア３１には、ロータコア３１を軸方向に貫通する複数の貫通孔３３が形成されている。複数の貫通孔３３は、複数の永久磁石３２の配置に対応して設けられている。各永久磁石３２は、対応する貫通孔３３内に配置された状態でロータコア３１に固定されている。各永久磁石３２のロータコア３１への固定は、例えば永久磁石３２の外面と貫通孔３３の内面とを接着剤により接着すること等により、実現できる。なお、永久磁石界磁型電動機として、埋込磁石型に代えて表面磁石型モータを採用してもよい。
　ステータコア２１及びロータコア３１は、いずれも積層コアである。例えばステータコア２１は、図２に示すように、複数の電磁鋼板４０が積層方向に積層されることで形成されている。
　なお、ステータコア２１及びロータコア３１それぞれの積厚（中心軸線Ｏに沿った全長）は、例えば、５０．０ｍｍとされる。ステータコア２１の外径は、例えば、２５０．０ｍｍとされる。ステータコア２１の内径は、例えば、１６５．０ｍｍとされる。ロータコア３１の外径は、例えば、１６３．０ｍｍとされる。ロータコア３１の内径は、例えば、３０．０ｍｍとされる。ただし、これらの値は一例であり、ステータコア２１の積厚、外径や内径、及びロータコア３１の積厚、外径や内径は、これらの値のみに限られない。ここで、ステータコア２１の内径は、ステータコア２１におけるティース部２３の先端部を基準とする。すなわち、ステータコア２１の内径は、全てのティース部２３の先端部に内接する仮想円の直径である。
　ステータコア２１及びロータコア３１を形成する各電磁鋼板４０は、例えば、図４から図６に示すような素材１を打ち抜き加工すること等により形成される。素材１は、電磁鋼板４０の母材となる電磁鋼板である。素材１としては、例えば、帯状の鋼板や切り板などが挙げられる。
　積層コアの説明の途中ではあるが、以下では、この素材１について説明する。なお、本明細書において、電磁鋼板４０の母材となる帯状の鋼板を素材１という場合がある。素材１を打ち抜き加工して積層コアに用いられる形状にした鋼板を電磁鋼板４０という場合がある。
（素材１）
　素材１は、例えば、図７に示すコイル１Ａに巻き取られた状態で取り扱われる。本実施形態では、素材１として、無方向性電磁鋼板を採用している。無方向性電磁鋼板としては、ＪＩＳ　Ｃ　２５５２：２０１４の無方向性電磁鋼板を採用できる。しかしながら、素材１として、無方向性電磁鋼板に代えて方向性電磁鋼板を採用してもよい。この場合の方向性電磁鋼板としては、ＪＩＳ　Ｃ　２５５３：２０１９の方向性電磁鋼板を採用できる。また、ＪＩＳ　Ｃ　２５５８：２０１５の無方向性薄電磁鋼帯や方向性薄電磁鋼帯を採用できる。
　素材１の平均板厚ｔ０の上下限値は、素材１が電磁鋼板４０として用いられる場合も考慮して、例えば以下のように設定される。
　素材１が薄くなるに連れて素材１の製造コストは増す。そのため、製造コストを考慮すると、素材１の平均板厚ｔ０の下限値は、０．１０ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ、より好ましくは０．１８ｍｍとなる。
　一方で素材１が厚すぎると、製造コストは良好になるが、素材１が電磁鋼板４０として用いられた場合に、渦電流損が増加してコア鉄損が劣化する。そのため、コア鉄損と製造コストを考慮すると、素材１の平均板厚ｔ０の上限値は、０．６５ｍｍ、好ましくは０．３５ｍｍ、より好ましくは０．３０ｍｍとなる。
　素材１の平均板厚ｔ０の上記範囲を満たすものとして、０．２０ｍｍを例示できる。
　なお、素材１の平均板厚ｔ０は、後述する母材鋼板２の厚さだけでなく、絶縁被膜３の厚さも含まれる。また、素材１の平均板厚ｔ０の測定方法は、例えば、以下の測定方法による。例えば、素材１がコイル１Ａの形状に巻き取られている場合、素材１の少なくとも一部を平板形状にほどく。平板形状にほどかれた素材１において、素材１の長手方向の所定の位置（例えば、素材１の長手方向の端縁から、素材１の全長の１０％分の長さ、離れた位置）を選定する。この選定した位置において、素材１を、その幅方向に沿って５つの領域に区分する。これらの５つの領域の境界となる４か所において、素材１の板厚を測定する。４か所の板厚の平均値を、素材１の平均板厚ｔ０とすることができる。
　この素材１の平均板厚ｔ０についての上下限値は、電磁鋼板４０としての平均板厚ｔ０の上下限値としても当然に採用可能である。なお、電磁鋼板４０の平均板厚ｔ０の測定方法は、例えば、以下の測定方法による。例えば、積層コアの積厚を、周方向に同等の間隔をあけて４か所において（すなわち、中心軸線Ｏを中心とした９０度おきに）測定する。
　測定した４か所の積厚それぞれを、積層されている電磁鋼板４０の枚数で割って、１枚当たりの板厚を算出する。４か所の板厚の平均値を、電磁鋼板４０の平均板厚ｔ０とすることができる。
　図５及び図６に示すように、素材１は、母材鋼板２と、絶縁被膜３と、を備えている。
　素材１は、帯状の母材鋼板２の両面が絶縁被膜３によって被覆されてなる。本実施形態では、素材１の大部分が母材鋼板２によって形成され、母材鋼板２の表面に、母材鋼板２よりも薄い絶縁被膜３が積層されている。
　母材鋼板２の化学組成は、以下に示すように、質量％で２．５％～４．５％のＳｉを含有する。なお、化学組成をこの範囲とすることにより、素材１（電磁鋼板４０）の降伏強度を、例えば、３８０ＭＰａ以上５４０ＭＰａ以下に設定することができる。
　Ｓｉ：２．５％～４．５％
　Ａｌ：０．００１％～３．０％
　Ｍｎ：０．０５％～５．０％
　残部：Ｆｅ及び不純物
　素材１が電磁鋼板４０として用いられるときに、絶縁被膜３は、積層方向に隣り合う電磁鋼板４０間での絶縁性能を発揮する。また、本実施形態では、絶縁被膜３は、接着能を備えていて、積層方向に隣り合う電磁鋼板４０を接着する。絶縁被膜３は、単層構成であってもよく、複層構成であってもよい。より具体的には、例えば、絶縁被膜３は、絶縁性能と接着能とを兼ね備えた単層構成であってもよく、絶縁性能に優れる下地絶縁被膜と、接着性能に優れる上地絶縁被膜とを含む複層構成であってもよい。なお、本実施形態における「絶縁被膜３の接着能」とは、絶縁被膜３を挟んで積層された複数の電磁鋼板４０からなる積層体において、所定の温度条件下で所定値以上の接着強度を発現することが可能な能力を意味する。
　本実施形態では、絶縁被膜３は、母材鋼板２の両面を全面にわたって隙間なく覆っている。しかしながら、前述の絶縁性能や接着能が確保される範囲において、絶縁被膜３の一部の層は、母材鋼板２の両面を隙間なく覆っていなくてもよい。言い換えると、絶縁被膜３の一部の層が、母材鋼板２の表面に間欠的に設けられていてもよい。ただし、絶縁性能を確保するには、母材鋼板２の両面は全面が露出しないように絶縁被膜３によって覆われている必要がある。具体的には、絶縁被膜３が絶縁性能に優れる下地絶縁被膜を有さず、絶縁性能と接着能を兼ね備えた単層構成である場合は、絶縁被膜３は母材鋼板２の全面にわたって隙間なく形成されている必要がある。これに対し、絶縁被膜３が、絶縁性能に優れる下地絶縁被膜と、接着能に優れる上地絶縁被膜とを含む複層構成である場合、下地絶縁被膜と上地絶縁被膜の両方を母材鋼板２の全面にわたって隙間なく形成する他に、下地絶縁被膜を母材鋼板の全面にわたって隙間なく形成して、上地絶縁被膜を間欠的に設けても、絶縁性能と接着能の両立が可能である。
　下地絶縁被膜を構成するコーティング組成物としては、特に限定されず、例えば、クロム酸含有処理剤、リン酸塩含有処理等の一般的な処理剤を使用できる。
　接着能を備える絶縁被膜３は、エポキシ樹脂と、第１硬化剤と、第２硬化剤とを含有する電磁鋼板用コーティング組成物が塗布されてなる。
　電磁鋼板用コーティング組成物からなる絶縁被膜は、積層コア製造時の加熱圧着前においては、未硬化状態又は半硬化状態（Ｂステージ）であり、加熱圧着時の加熱によって硬化反応が進行して接着能が発現する。電磁鋼板用コーティング組成物は、単層構成の絶縁被膜の形成に用いてもよく、下地絶縁被膜上に設ける上地絶縁被膜の形成に用いてもよい。
　エポキシ樹脂としては、一般的なエポキシ樹脂が使用でき、具体的には、一分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ樹脂であれば特に制限なく使用できる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、アクリル酸変性エポキシ樹脂（エポキシアクリレート）、リン含有エポキシ樹脂、及びこれらのハロゲン化物（臭素化エポキシ樹脂等）や水素添加物等が挙げられる。エポキシ樹脂としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　エポキシ樹脂の含有量は、電磁鋼板用コーティング組成物の総質量に対して、例えば、３０～９０質量％が好ましく、４０～８０質量％がより好ましく、５０～７０質量％がさらに好ましい。エポキシ樹脂の含有量が上記下限値以上であると、電磁鋼板４０の接着強度をより高められる。エポキシ樹脂の含有量が上記上限値以下であると、電磁鋼板４０の応力歪みをより抑制できる。
　第１硬化剤は、アルキル基及びアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂からなる。第１硬化剤のフェノール樹脂は、アルキル基を有するフェノール骨格、アルコキシ基を有するフェノール骨格、アルキル基とアルコキシ基を有するフェノール骨格のいずれか１つだけを含んでいてもよく、これらの２つ以上を含んでいてもよい。第１硬化剤のフェノール樹脂は、ノボラック型であってもよく、レゾール型であってもよい。
　第１硬化剤としては、１種のみを単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　第１硬化剤においてフェノール骨格が有するアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
　フェノール骨格が有するアルキル基の炭素原子数の下限は、好ましくは２であり、より好ましくは４である。アルキル基の炭素原子数が前記下限値以上であれば、積層コアの磁気特性の劣化を抑制しやすい。
　フェノール骨格が有するアルキル基の炭素原子数の上限は、好ましくは２０であり、より好ましくは１２である。アルキル基の炭素原子数が前記上限値以下であれば、エポキシ樹脂の硬化時間を短くすることができる。
　アルキル基を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂としては、例えば、下記式（ａ－１）で表される構成単位（以下、構成単位（ａ－１）ともいう。）、及び下記式（ａ－２）で表される構成単位（以下、構成単位（ａ－２）ともいう。）のいずれか一方又は両方を有するフェノール樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　ただし、前記式（ａ－１）中、Ｒ１は、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、又はヒドロキシフェニル基である。Ｒ２は、炭素原子数１～２０のアルキル基である。ｘは１～３の整数である。前記式（ａ－２）中、Ｒ３及びＲ４は、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、又はヒドロキシフェニル基である。Ｒ５は、炭素原子数１～２０のアルキル基である。ｙは１又は２である。
　なお、式（ａ－１）及び式（ａ－２）における「＊」は、隣接する構成単位との結合部位であることを示し、ポリマー鎖の末端に位置する構成単位において隣接する構成単位と結合していない場合は水素原子と結合する。
　Ｒ１としては、製造コストの点から、水素原子が好ましい。
　ｘとしては、架橋密度の点から、１～３が好ましい。
　Ｒ２としては、炭素原子数２～２０のアルキル基が好ましく、炭素原子数２～１２のアルキル基がより好ましい。
　構成単位（ａ－１）としては、－ＣＨ（Ｒ１）－＊で表される基をフェノール骨格のオルソ位及びパラ位のいずれか一方又は両方に有し、－Ｒ２で表される基（アルキル基）をメタ位に有する構成単位が好ましい。
　第１硬化剤のフェノール樹脂に含まれる構成単位（ａ－１）は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
　Ｒ３及びＲ４としては、製造コストの点から、水素原子が好ましい。
　ｙとしては、架橋密度の点から、１～３が好ましい。
　Ｒ５としては、炭素原子数２～２０のアルキル基が好ましく、炭素原子数２～１２のアルキル基がより好ましい。
　構成単位（ａ－２）としては、－ＣＨ（Ｒ３）－＊で表される基と－ＣＨ（Ｒ４）－ＯＨで表される基をフェノール骨格のオルソ位及びパラ位から選ばれる２つ以上に有し、－Ｒ５で表される基（アルキル基）をメタ位に有する構成単位が好ましい。
　第１硬化剤のフェノール樹脂に含まれる構成単位（ａ－２）は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
　第１硬化剤においてフェノール骨格が有するアルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
　フェノール骨格が有するアルコキシ基の炭素原子数の下限は、好ましくは２である。アルコキシ基の炭素原子数が前記下限値以上であれば、エポキシ樹脂の硬化時間を短くすることができる。
　フェノール骨格が有するアルコキシ基の炭素原子数の上限は、好ましくは２０であり、より好ましくは１２である。アルコキシ基の炭素原子数が前記上限値以下であれば、接着強度の低下を抑制しやすい。
　アルコキシ基を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂としては、例えば、下記式（ａ－３）で表される構成単位（以下、構成単位（ａ－３）ともいう。）を有するフェノール樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　ただし、前記式（ａ－３）中、Ｒ６及びＲ７は、水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基、又はヒドロキシフェニル基である。Ｒ８は、炭素原子数１～２０のアルコキシ基である。Ｒ９は、水素原子、又は炭素原子数１～２０のアルキル基である。ｚは１又は２である。
　なお、式（ａ－３）における「＊」は、隣接する構成単位との結合部位であることを示し、ポリマー鎖の末端に位置する構成単位において隣接する構成単位と結合していない場合は水素原子と結合する。
　Ｒ６及びＲ７としては、エポキシ樹脂との反応性の点から、水素原子が好ましい。
　ｚとしては、架橋密度の点から、１～３が好ましい。
　Ｒ８としては、炭素原子数２～２０のアルコキシ基が好ましく、炭素原子数２～１２のアルコキシ基がより好ましい。
　Ｒ９としては、水素原子又は炭素原子数２～２０のアルキル基が好ましく、水素原子又は炭素原子数２～１２のアルキル基がより好ましい。
　構成単位（ａ－３）としては、－ＣＨ（Ｒ６）－＊で表される基と－ＣＨ（Ｒ７）－Ｒ８で表される基をフェノール骨格のオルソ位及びパラ位から選ばれる２つ以上に有し、－Ｒ９で表される基（水素原子又はアルキル基）をメタ位に有する構成単位が好ましい。
　第１硬化剤のフェノール樹脂に含まれる構成単位（ａ－３）は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。
　第１硬化剤のフェノール樹脂としては、構成単位（ａ－１）～（ａ－３）のいずれか１種以上からなるフェノール樹脂が好ましく、構成単位（ａ－１）及び構成単位（ａ－２）のいずれか一方又は両方からなるアルキルフェノール樹脂、構成単位（ａ－３）からなるアルコキシフェノール樹脂が好ましい。これらのフェノール樹脂は、造膜性の点で有利である。
　第１硬化剤のフェノール樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）の下限は、好ましくは１０００、より好ましくは２０００である。フェノール樹脂のＭｗが前記下限値以上であれば、鋼板に処理液として塗布する際のポットライフが担保可能である。
　第１硬化剤のフェノール樹脂のＭｗの上限は、好ましくは２００００、より好ましくは１５０００である。フェノール樹脂のＭｗが前記上限値以下であれば、鋼板に処理液として塗布する際にゲル化する危険性が少ない。
　なお、Ｍｗは、標準物質としてポリスチレンを用い、ＪＩＳ　Ｋ７２５２－１：２００８に記載のサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ：Ｓｉｚｅ－Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ　Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）により測定できる。
　第１硬化剤のフェノール樹脂の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を採用できる。
　具体例としては、構成単位（ａ－１）からなるアルキルフェノール樹脂は、例えば、酸触媒（シュウ酸、塩酸、スルホン酸等）の存在下、アルキルフェノールをアルデヒド類で重縮合させる方法で製造できる。構成単位（ａ－２）を含むアルキルフェノール樹脂は、例えば、塩基触媒（水酸化ナトリウム、アンモニア、アミン等）の存在下、フェノール類をアルデヒド類で重縮合（レゾール化反応）させる方法で製造できる。構成単位（ａ－３）を含むアルコキシフェノール樹脂は、例えば、構成単位（ａ－２）を含むアルキルフェノール樹脂を得た後、構成単位（ａ－２）のアルカノール基（－ＣＨ（Ｒ４）－ＯＨ）をアルコキシ化する方法で製造できる。
　アルキルフェノールとしては、特に限定されず、例えば、クレゾール（ｏ－クレゾール等）、エチルフェノール（ｏ－エチルフェノール等）、プロピルフェノール（ｐ－プロピルフェノール、ｐ－イソプロピルフェノール等）、ブチルフェノール（ｐ－ブチルフェノール、ｐ－ｓｅｃ－ブチルフェノール等）、ノニルフェノール（ｐ－ノニルフェノール等）、ドデシルフェノール（ｐ－ドデシルフェノール等）、ジメチルフェノール（２，３－ジメチルフェノール等）、ジエチルフェノール（２，３－ジエチルフェノール等）、ジブチルフェノール（２，６－ジ－ｓｅｃ－ブチルフェノール等）、トリメチルフェノール（２，３，４－トリメチルフェノール等）等が挙げられる。アルキルフェノールとしては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　アルデヒド類としては、特に限定されず、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等が挙げられる。アルデヒド類としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　アルコキシ化に用いるアルコールとしては、特に限定されず、例えば、１級アルコール（メタノール、エタノール、ｎ－ブタノール、１－ノナノール等）、２級アルコール（２－ヘキサノール、３－ヘキサノール、１－ヘプタノール、２－ヘプタノール、２－ノナノール等）、３級アルコール（ｔ－ブチルアルコール、２－メチル－２－ブタノール等）等が挙げられる。アルコールとしては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　電磁鋼板用コーティング組成物中の第１硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５質量部以上１５０質量部以下である。第１硬化剤の含有量が前記下限値以上であれば、磁気特性に優れた積層コアが得られる。第１硬化剤の含有量が前記上限値以下であれば、耐熱性に優れた積層コアが得られる。
　第１硬化剤の含有量の下限は、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは１２質量部以上である。第１硬化剤の含有量の上限は、好ましくは１４０質量部以下、より好ましくは１３０質量部以下である。
　第２硬化剤は、フェノールレゾール樹脂及びフェノールノボラック樹脂から選ばれる１種以上である。第２硬化剤としてのフェノールレゾール樹脂及びフェノールノボラック樹脂は、フェノール骨格にアルキル基及びアルコキシ基をいずれも有していないものである。
　第２硬化剤としては、フェノールレゾール樹脂を単独で使用してもよく、フェノールノボラック樹脂を単独で使用してもよく、フェノールレゾール樹脂とフェノールノボラック樹脂を併用してもよい。
　電磁鋼板用コーティング組成物中の第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量は、エポキシ樹脂の１００質量部に対して、１０質量部以上１５５質量部以下が好ましい。第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量が前記範囲内であれば、磁気特性と耐熱性を両立しやすい。第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量が前記下限値未満の場合、エポキシ樹脂の重合反応が抑制され、高温強度が劣化するおそれがある。また第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量が前記上限値を超える場合、硬化物の硬度が高くなり過ぎて磁性が劣化するおそれがある。
　第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量の下限は、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは４０質量部以上、さらに好ましくは４５質量部以上である。第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量の上限は、好ましくは１３０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下である。
　第１硬化剤と第２硬化剤の合計の含有量を前記範囲内としたうえで、第２硬化剤の含有量の下限は、好ましくは５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上である。第２硬化剤の含有量の上限は、好ましくは６０質量部以下、より好ましくは４０質量部以下である。
　電磁鋼板用コーティング組成物は、エポキシ樹脂、第１硬化剤及び第２硬化剤以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、アクリル樹脂、第１硬化剤及び第２硬化剤以外の他の硬化剤、硬化促進剤（硬化触媒）、乳化剤、消泡剤等が挙げられる。なお、接着強度を確保する観点から、電磁鋼板用コーティング組成物中には、シリカ、アルミナ、ガラス等の無機充填材は含まれない。
　他の成分としては、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　アクリル樹脂としては、特に限定されない。アクリル樹脂に用いるモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレートを例示できる。なお、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。アクリル樹脂としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　アクリル樹脂は、アクリルモノマー以外の他のモノマーに由来する構成単位を有していてもよい。他のモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、スチレン等が挙げられる。他のモノマーとしては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　アクリル樹脂のガラス転移点（Ｔｇ点）は、特に限定されないが、下限は、好ましくは－４０℃、より好ましくは－２０℃である。アクリル樹脂のＴｇ点の上限は、好ましくは８０℃、より好ましくは５０℃である。
　電磁鋼板用コーティング組成物がアクリル樹脂を含有する場合、アクリル樹脂の含有量は、特に制限されず、例えば、エポキシ樹脂とアクリル樹脂の合計量に対して、１質量％以上５０質量％以下とすることができる。アクリル変性エポキシ樹脂やアクリルモノマーとして含有させる場合の含有量も同様である。
　アクリル樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂にアクリル樹脂をグラフトさせたアクリル変性エポキシ樹脂として用いてもよい。電磁鋼板用コーティング組成物においては、アクリル樹脂を形成するモノマーとして含まれていてもよい。
　他の硬化剤としては、加熱によって硬化反応を開始する潜在性エポキシ樹脂硬化剤が挙げられる。具体的には、芳香族ポリアミン、酸無水物、ジシアンジアミド、三フッ化ホウ素－アミン錯体、有機酸ヒドラジッド等が挙げられる。他の硬化剤としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
　電磁鋼板用コーティング組成物中の他の硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂の１００質量部に対して、２０質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。
　一般に、耐熱性に優れるエポキシ樹脂接着剤は、高温での接着強度を担保すると常温付近ではヤング率が大きく、鋼板に応力を付与して磁気特性（コア鉄損）を劣化させる。一方、常温付近で適度な強度を持つ樹脂組成とすると、耐熱性が低下する。
　本実施形態では、第１硬化剤として用いる、アルキル基及びアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール樹脂が低弾性である。このような第１硬化剤を第２硬化剤と組み合わせてエポキシ樹脂に配合することで、絶縁被膜の弾性率が過度に上昇することが抑制される。その結果、鋼板に付与される応力が低減されるため、磁気特性に優れた積層コアが得られる。また、フェノール樹脂は優れた耐熱性を有しているため、第１硬化剤と第２硬化剤を組み合わせて用いることで、耐熱性も向上する。これらのことから、磁気特性と耐熱性を両立することができる。
　電磁鋼板用コーティング組成物の硬化収縮率は、１５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましく、８％以下が特に好ましい。硬化収縮率が前記上限値以下であれば、鋼板への応力付与を低減しやすく、磁気特性に優れた積層コアが得られやすい。
　なお、硬化収縮率は、ＪＩＳ　Ｋ　６９４１に準拠して膜厚の変化により測定される。
　絶縁被膜３は、例えば電磁鋼板用コーティング組成物を母材鋼板の表面に塗布して乾燥し、焼き付けることで形成できる。
　焼き付ける際の到達温度の下限値は、好ましくは１２０℃以上、より好ましくは１４０℃以上である。焼き付ける際の到達温度の上限値は、好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下である。到達温度が上記下限値以上であると、電磁鋼板用コーティング組成物が電磁鋼板と充分に接着し、剥離が抑制される。到達温度が上記上限値以下であると、エポキシ樹脂の硬化を抑制でき、電磁鋼板用コーティング組成物の接着能を維持できる。
　焼き付け時間の下限値は、好ましくは５秒以上、より好ましくは１０秒以上である。焼き付け時間の上限値は、好ましくは６０秒以下、より好ましくは３０秒以下である。焼き付け時間が上記下限値以上であると、電磁鋼板用コーティング組成物が電磁鋼板と充分に接着し、剥離が抑制される。焼き付け時間が上記上限値以下であると、エポキシ樹脂の硬化を抑制でき、電磁鋼板用コーティング組成物の接着能を維持できる。
　絶縁被膜３の平均厚みｔ１の上下限値は、素材１が電磁鋼板４０として用いられる場合も考慮して、例えば以下のように設定されてよい。
　素材１が電磁鋼板４０として用いられる場合において、絶縁被膜３の平均厚みｔ１（電磁鋼板４０（素材１）片面あたりの厚さ）は、互いに積層される電磁鋼板４０間での絶縁性能及び接着能を確保できるように調整する。
　単層構成の絶縁被膜３の場合、絶縁被膜３の全体の平均厚みｔ１（電磁鋼板４０（素材１）片面あたりの厚さ）は、例えば、１．５μｍ以上８．０μｍ以下とすることができる。
　複層構成の絶縁被膜３の場合、下地絶縁被膜の平均厚みは、例えば、０．３μｍ以上２．５μｍ以下とすることができ、０．５μｍ以上１．５μｍ以下が好ましい。上地絶縁被膜の平均厚みは、例えば、１．５μｍ以上８．０μｍ以下とすることができる。
　なお、素材１における絶縁被膜３の平均厚みｔ１の測定方法は、素材１の平均板厚ｔ０と同様の考え方で、複数箇所の絶縁被膜３の厚みを求め、それらの厚みの平均として求めることができる。
　この素材１における絶縁被膜３の平均厚みｔ１についての上下限値は、電磁鋼板４０における絶縁被膜３の平均厚みｔ１の上下限値としても当然に採用可能である。
　なお、電磁鋼板４０における絶縁被膜３の平均厚みｔ１の測定方法は、例えば、以下の測定方法による。例えば、積層コアを形成する複数の電磁鋼板のうち、積層方向の最も外側に位置する電磁鋼板４０（表面が積層方向に露出している電磁鋼板４０）を選定する。選定した電磁鋼板４０の表面において、径方向の所定の位置（例えば、電磁鋼板４０における内周縁と外周縁との丁度中間（中央）の位置）を選定する。選定した位置において、電磁鋼板４０の絶縁被膜３の厚みを、周方向に同等の間隔をあけて４か所において（すなわち、中心軸線Ｏを中心とした９０度おきに）測定する。測定した４か所の厚みの平均値を、絶縁被膜３の平均厚みｔ１とすることができる。
　なお、このように絶縁被膜３の平均厚みｔ１を、積層方向の最も外側に位置する電磁鋼板４０において測定した理由は、絶縁被膜３の厚みが、電磁鋼板４０の積層方向に沿った積層位置で殆ど変わらないように、絶縁被膜３が作り込まれているからである。
　以上のような素材１を打ち抜き加工することで電磁鋼板４０が製造され、電磁鋼板４０によって積層コア（ステータコア２１やロータコア３１）が製造される。
（積層コアの積層方法）
　以下、積層コアの説明に戻る。
　ステータコア２１を形成する複数の電磁鋼板４０は、図３に示すように、絶縁被膜３を介して積層されている。
　積層方向に隣り合う電磁鋼板４０は、絶縁被膜３によって全面にわたって接着されている。言い換えると、電磁鋼板４０において積層方向を向く面（以下、第１面という）は、全面にわたって接着領域４１ａとなっている。ただし、積層方向に隣り合う電磁鋼板４０が、全面にわたって接着されていなくてもよい。言い換えると、電磁鋼板４０の第１面において、接着領域４１ａと非接着領域（不図示）とが混在していてもよい。
　本実施形態では、ロータコア３１を形成する方の複数の電磁鋼板は、図１に示すかしめ４２（ダボ）によって互いに固定されている。しかしながら、ロータコア３１を形成する複数の電磁鋼板も、ステータコア２１と同様に絶縁被膜３により固定した積層構造を有してもよい。
　また、ステータコア２１やロータコア３１などの積層コアは、いわゆる回し積みにより形成されていてもよい。
（積層コアの製造方法）
　前記ステータコア２１は、例えば、図７に示す製造装置１００を用いて製造される。以下では、製造方法の説明にあたり、まず先に、積層コアの製造装置１００（以下、単に製造装置１００という）について説明する。
　製造装置１００では、コイル１Ａ（フープ）から素材１を矢印Ｆ方向に向かって送り出しつつ、各ステージに配置された金型により複数回の打ち抜きを行って電磁鋼板４０の形状に徐々に形成していく。そして、打ち抜いた電磁鋼板４０を積層して昇温させながら加圧する。その結果、積層方向に隣り合う電磁鋼板４０を絶縁被膜３によって接着させ（すなわち、絶縁被膜３のうちの接着領域４１ａに位置する部分に接着能を発揮させ）、接着が完了する。
　図７に示すように、製造装置１００は、複数段の打ち抜きステーション１１０を備えている。打ち抜きステーション１１０は、二段であってもよく、三段以上であってもよい。各段の打ち抜きステーション１１０は、素材１の下方に配置された雌金型１１１と、素材１の上方に配置された雄金型１１２とを備える。
　製造装置１００は、さらに、最も下流の打ち抜きステーション１１０よりも下流位置に積層ステーション１４０を備える。この積層ステーション１４０は、加熱装置１４１と、外周打ち抜き雌金型１４２と、断熱部材１４３と、外周打ち抜き雄金型１４４と、スプリング１４５と、を備えている。
　加熱装置１４１、外周打ち抜き雌金型１４２、断熱部材１４３は、素材１の下方に配置されている。一方、外周打ち抜き雄金型１４４及びスプリング１４５は、素材１の上方に配置されている。なお、符号２１は、ステータコアを示している。
　以上説明の構成を有する製造装置１００において、まずコイル１Ａより素材１を図７の矢印Ｆ方向に順次送り出す。そして、この素材１に対し、複数段の打ち抜きステーション１１０による打ち抜き加工を順次行う。これら打ち抜き加工により、素材１に、図３に示したコアバック部２２と複数のティース部２３を有する電磁鋼板４０の形状を得る。ただし、この時点では完全には打ち抜かれていないので、矢印Ｆ方向に沿って次工程へと進む。
　そして最後に、素材１は積層ステーション１４０へと送り出され、外周打ち抜き雄金型１４４により打ち抜かれて精度良く、積層される。この積層の際、電磁鋼板４０はスプリング１４５により一定の加圧力を受ける。以上説明のような、打ち抜き工程、積層工程、を順次繰り返すことで、所定枚数の電磁鋼板４０を積み重ねることができる。さらに、このようにして電磁鋼板４０を積み重ねて形成された積層コアは、加熱装置１４１によって例えば温度２００℃まで加熱される。この加熱により、隣り合う電磁鋼板４０の絶縁被膜３同士が接着される（接着工程）。
　接着工程の条件については、特に限定されない。例えば、接着工程における加熱温度としては、１２０～２５０℃が好ましい。接着工程における加熱時間としては、積層コアの大きさや加熱方法によって影響を受けるが、例えば、３０秒～１２０分間が好ましい。また、絶縁被膜３同士を接着させる際は、積層体を加圧することによって接着させてもよい。積層体を加圧する際の圧力、および、加圧時間は、例えば、２～３００ＭＰａ、３０秒～１２０分間が好ましい。
　なお、加熱装置１４１は、外周打ち抜き雌金型１４２に配置されていなくてもよい。すなわち、外周打ち抜き雌金型１４２で積層された電磁鋼板４０を接着させる前に、外周打ち抜き雌金型１４２外に取り出してもよい。この場合、外周打ち抜き雌金型１４２に断熱部材１４３がなくてもよい。さらにこの場合、積み重ねられた接着前の電磁鋼板４０を、図示されない治具で積層方向の両側から挟んで保持した上で、搬送したり加熱したりしてもよい。
　以上の各工程により、ステータコア２１が完成する。
　以上説明したように、本発明では、エポキシ樹脂、第１硬化剤及び第２硬化剤を特定の比率で組み合わせた電磁鋼板用コーティング組成物によって電磁鋼板の表面に絶縁被膜を形成する。これにより、積層コアの優れた磁気特性（コア鉄損）と、駆動時の高温状態でも電磁鋼板同士の接着強度を保持できる優れた耐熱性とを両立できる。
　なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　ステータコアの形状は、前記実施形態で示した形態に限定されるものではない。具体的には、ステータコアの外径及び内径の寸法、積厚、スロット数、ティース部の周方向と径方向の寸法比率、ティース部とコアバック部との径方向の寸法比率、などは所望の回転電機の特性に応じて任意に設計可能である。
　前記実施形態におけるロータでは、２つ１組の永久磁石３２が１つの磁極を形成しているが、本発明はこれに限られない。例えば、１つの永久磁石３２が１つの磁極を形成していてもよく、３つ以上の永久磁石３２が１つの磁極を形成していてもよい。
　上記実施形態では、回転電機１０として、永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明したが、回転電機１０の構造は、以下に例示するようにこれのみに限られず、更には以下に例示しない種々の公知の構造も採用可能である。
　上記実施形態では、回転電機１０として、永久磁石界磁型電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれのみに限られない。例えば、回転電機１０がリラクタンス型電動機や電磁石界磁型電動機（巻線界磁型電動機）であってもよい。
　上記実施形態では、交流電動機として、同期電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機１０が誘導電動機であってもよい。
　上記実施形態では、回転電機１０として、交流電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機１０が直流電動機であってもよい。
　上記実施形態では、回転電機１０として、電動機を一例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、回転電機１０が発電機であってもよい。
　その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
　以下、実施例によって本発明の一態様の効果を具体的に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は以下の記載によっては限定されない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
　［原料］
　実施例で使用した原料を以下に示す。
　（エポキシ樹脂）
　Ｅ１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂
　Ｅ２：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂
　Ｅ３：トリフェニルメタン型エポキシ樹脂
　（第１硬化剤）
　Ａ１：アルキルフェノール樹脂（構成単位（ａ－１）、Ｒ１：水素原子、Ｒ２（メタ位）：－（ＣＨ２）３ＣＨ３、ｘ＝１、Ｍｗ＝７０００）
　Ａ２：アルキルフェノール樹脂（構成単位（ａ－１）、Ｒ１：水素原子、Ｒ２（メタ位）：－（ＣＨ２）８ＣＨ３、ｘ＝２、Ｍｗ＝３０００）
　Ａ３：アルコキシフェノール樹脂（構成単位（ａ－３）、Ｒ６：水素原子、Ｒ７：水素原子、Ｒ８（メタ位）：－Ｏ－Ｃ（ＣＨ３）２－ＣＨ２ＣＨ３、ｚ＝１、Ｒ９：水素原子、Ｍｗ＝１４０００）
　（第２硬化剤）
　Ｈ１：フェノールレゾール樹脂
　Ｈ２：フェノールノボラック樹脂
　（硬化剤（比較対象））
　Ｂ１：ジアミノジフェニルメタン
　（配合剤）
　Ｍ１：アクリル樹脂（メチルメタクリレート単位：イソブチルアクリレート単位：スチレン単位：２－エチルヘキシルアクリレート単位（モル比）＝４０：２０：２０：１０、ガラス転移温度：３２℃）
　Ｍ２：アクリル樹脂（メチルメタクリレート単位：ｎ－ブチルアクリレート単位（モル比）＝５５：４５、ガラス転移温度：１０℃）
［磁気特性］
　各例の電磁鋼帯から５５ｍｍ×５５ｍｍサイズの矩形の電磁鋼板（単板）を切り出し、鋼板温度２００℃、圧力１０ＭＰａ、加圧時間１時間の条件で電磁鋼板１０枚を積層接着して積層コアを作製した。得られた積層コアについて、ＪＩＳ　Ｃ２５５６（２０１５）に準拠した単板磁気測定法により、圧延方向と圧延方向に対して直角方向の単板磁気特性を測定し、それらの値の平均値を磁気特性として求めた。なお、磁気特性（磁性）としては、鉄損として「Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）」を評価した。「Ｗ１０／４００」は、周波数４００Ｈｚ、最大磁束密度１．０Ｔのときの鉄損である。
［接着強度］
　各例の電磁鋼帯から、幅３０ｍｍ×長さ６０ｍｍの長方形の電磁鋼板（単板）を２枚切り出した。次いで、表面に、電磁鋼板用コーティング組成物を塗布し、互いの幅３０ｍｍ×長さ１０ｍｍの先端部分同士を重ね合わせ、加圧することで測定用のサンプルを作製した。加圧条件は、鋼板温度２００℃、圧力１０ＭＰａ、加圧時間１時間とした。
　得られたサンプルに対し、雰囲気温度を２５℃もしくは１５０℃のそれぞれ雰囲気下で、引張速度を２ｍｍ／分として引張り、剥離するまでの最大荷重（Ｎ）を測定し、この最大荷重（Ｎ）接着面積で除した数値を接着強度（ＭＰａ）とした。
［硬化収縮率］
　各例の電磁鋼帯の表面に電磁鋼板用コーティング組成物を塗布し、硬化収縮率を測定した。硬化収縮率は、ＪＩＳ　Ｋ　６９４１に準拠して膜厚の変化により測定した。
［判定］
　各例について、以下の基準で判定を行った。なお、鉄損が小さいほど、電磁鋼板に付与する応力歪が抑制されていることを意味する。測定結果及び判定結果を表２に示す。表において、発明範囲外の値には下線を付した。
［基準］
　「Ｇｏｏｄ」：２５℃の接着強度が５．０ＭＰａ以上、１５０℃の接着強度が１．０ＭＰａ以上、かつ磁気特性が１２．０Ｗ／ｋｇ未満。なお、磁気特性に関しては、１１．５Ｗ／ｋｇ以下がより好ましい。
　「Ｂａｄ」：２５℃の接着強度が５．０ＭＰａ未満、１５０℃の接着強度が１．０ＭＰａ未満、または、磁気特性が１２．０Ｗ／ｋｇ以上。
［実施例１］
　母材鋼板として、質量％で、Ｓｉ：３．０％、Ｍｎ：０．２％、Ａｌ：０．５％、残部がＦｅ及び不純物からなる板厚０．２５ｍｍ、幅１００ｍｍの無方向性電磁鋼板を用いた。
　表１に示す各成分を混合して電磁鋼板用コーティング組成物を調製した。得られた電磁鋼板用コーティング組成物を母材鋼板の表面に塗布し、１６０℃で２０秒間焼き付けることで、平均厚みが３μｍの絶縁被膜を有する電磁鋼帯を得た。
［実施例２～８、比較例１～８］
　電磁鋼板用コーティング組成物の組成及び焼き付け条件を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして電磁鋼帯を得た。
　各例の電磁鋼板用コーティング組成物の組成及び焼き付け条件を表１に示す。各例の磁気特性（磁性）及び接着強度の評価結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表２に示すように、エポキシ樹脂、第１硬化剤及び第２硬化剤を特定の比率で組み合わせた実施例１～８では、１５０℃でも十分な接着強度が確保され、耐熱性に優れるうえ、磁気特性にも優れていた。
　一方、第１硬化剤を含まない比較例１及び６、第１硬化剤の含有量が本発明の範囲外の比較例２～５、第２硬化剤を含まない比較例７、８では、耐熱性と磁気特性が両立できなかった。
　本発明によれば、積層コアの耐熱性と磁気特性を両立できる。よって、産業上の利用可能性は大である。
　１…素材、２…母材鋼板、３…絶縁被膜、１０…回転電機、２０…ステータ、２１…ステータコア、４０…電磁鋼板。

Claims (7)

  1. 　エポキシ樹脂と、アルキル基及びアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂からなる第１硬化剤と、フェノールレゾール樹脂及びフェノールノボラック樹脂から選ばれる１種以上の第２硬化剤と、を含有し、
    　前記第１硬化剤の含有量が、エポキシ樹脂１００質量部に対して、５質量部以上１５０質量部以下である、電磁鋼板用コーティング組成物。
  2. 　前記第１硬化剤が、炭素原子数が２以上のアルキル基、及び炭素原子数が２以上のアルコキシ基のいずれか一方又は両方を有するフェノール骨格を含むフェノール樹脂からなる、請求項１に記載の電磁鋼板用コーティング組成物。
  3. 　前記第１硬化剤と前記第２硬化剤の合計の含有量が、前記エポキシ樹脂の１００質量部に対して、１０質量部以上１５５質量部以下である、請求項１又は２に記載の電磁鋼板用コーティング組成物。
  4. 　硬化収縮率が１５％以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の電磁鋼板用コーティング組成物。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の電磁鋼板用コーティング組成物を含む絶縁被膜を表面に有する、電磁鋼板。
  6. 　請求項５に記載の電磁鋼板が複数積層され、互いに接着されている、積層コア。
  7. 　請求項６に記載の積層コアを備える回転電機。
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