JP2010141942A

JP2010141942A - 積層コア、積層コアの製造方法、ロータ、ステータおよびコア部材シート

Info

Publication number: JP2010141942A
Application number: JP2008312785A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Miyake; 展明三宅; Yuji Nakahara; 裕治中原; Giichi Ukai; 義一鵜飼
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-12-09
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-06-24
Anticipated expiration: 2028-12-09
Also published as: JP5234955B2

Abstract

【課題】磁気性能が優れ、生産性のよい積層コアを得ることを目的とする。
【解決手段】積層コア１は、磁性板材１０１であるコア部材２を複数枚積層することによって構成されている。コア部材２の輪郭を形成する面は、エッチング処理にて形成されるエッチング加工面５と、輪郭を形成する面の複数箇所に点在するせん断切り口面６とから成る。そして、せん断切り口面６は、板厚方向の厚みが磁性板材１０１の板厚より薄くなるように形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ、発電機等に使用される磁性板材であるコア部材を積層した積層コア、積層コアの製造方法、ロータ、ステータおよび、磁性板材にコア部材を備えたコア部材シートに関するものである。

従来の積層鉄心の製造方法では、打ち抜く鉄心用薄板部にかしめ用突起およびかしめ用凹溝などの所望の型抜き加工を施した後、外径打抜きパンチによって鉄心用薄板部が打ち抜かれて金型内へ順次抜き込まれることにより、先に抜き込まれた鉄心のかしめ用凹溝へ後から抜き込まれた鉄心のかしめ用突起が圧入状態で嵌合されてかしめ結合される（例えば、特許文献１参照）。

また、コア部材に接着剤を塗布して積層する製造装置が示されており、薄肉鋼板の上下面の所定位置に接着剤をスポット状に塗布する接着剤塗布機構と、プレス成形機によって所定形状に打ち抜かれた接着剤付きの各コア材を順次積み重ね収容しながら接着固定する収容保持機構とを備えている（例えば、特許文献２参照）。

また、エッチング技術を利用した非晶質金属薄板の加工法が示されており、連続して供給される複数の非晶質金属帯板に並行してエッチング処理により同一の加工パターンの加工を施し、エッチング加工した帯板に接着液を塗着し位置合わせをした後接着して積層し、結合片で帯板に結合されている鉄心部をパンチで切り離している（例えば、特許文献３参照）。

特許第３２９４３４８号（段落番号[０００６]〜[００１０]、図５等）特開２００１−３２１８５０号（段落番号[０００９]、図１等）特公平７−６３２１１号（第２〜３頁、図２、図３等）

近年、モータ機器への省エネルギー化・高効率化のニーズが高まり、これを背景として、上記従来の積層コアの製造方法の課題が指摘されている。

例えば従来から積層コアの製造方法として用いられている抜きかしめ工法は、コア部材の表裏面にプレス成形で凹凸部を設け、加圧しながらかしめるので、コア部材の凹凸付近に加工歪が生じるとともに、電磁鋼板に予めコーティングされている絶縁皮膜が破れて積層間が短絡するなどの問題があった。これにより積層コアの磁気特性が劣化し、モータ機器の高効率化を妨げるという問題が以前から指摘されている。

また、コア部材を接着剤で固定する方法があり、これによりコア部材の凹凸付近の加工歪や絶縁皮膜の破れなどをある程度抑制することができる。しかし、コア部材の輪郭の形成方法そのものがプレス打抜きであるため、プレスによるせん断切り口面近傍には加工歪が生じるとともに、カエリが面外に発生して積層間が短絡するという問題がある。また、プレス時の加工歪による反りやカエリは、積層コアの組立精度悪化や積層隙間拡大の要因となり、モータ駆動時に騒音や振動が発生するなどの問題もある。

また、プレス時の加工歪やカエリの発生を抑制するコア部材の輪郭の形成方法として、エッチング加工法がある。しかし、従来のエッチング加工法のように、コア部材の輪郭に部分的にエッチングを施し、残り部分をプレスで打ち抜き加工する場合には、打ち抜き部分についてはカエリが面外に発生するとともに、各加工部片の積層時の位置合わせが複雑であり、また、コア部材以外の不要な部分が多く生産性が低いという問題があった。

また、コア部材の輪郭全体をエッチング加工する場合には、エッチング加工工程で各コア部材がばらばらに分離されるため、エッチング加工工程から積層工程への複数のコア部材の搬送や、その際の位置決めなどが複雑になり、生産性が低いという問題点がある。

また、その他の輪郭の形成方法として、レーザ加工、ワイヤカット放電加工も考えられるが、レーザ加工では切り口面近傍の加工劣化が発生し、ワイヤカット放電加工では生産性が低く試作にしか適用できないとういう課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、コア部材の切り口面近傍の加工劣化がなく磁気性能が優れた積層コア、ロータ、ステータ、および生産性を向上させる積層コアの製造方法、コア部材シートを提供することを目的とする。

この発明の積層コアは、磁性板材であるコア部材を複数枚積み重ねて形成する積層コアである。コア部材の輪郭を形成する面は、エッチング処理にて形成されるエッチング加工面と、輪郭を形成する面の複数箇所に点在するせん断切り口面とから成る。そして、せん断切り口面の板厚方向の厚みは、磁性板材の板厚より薄いものである。

また、この発明の積層コアの製造方法は、磁性板材であるコア部材を複数枚積み重ねて形成する積層コアの製造方法である。そして、磁性板材に複数個のコア部材を各コア部材を支持する支持部材を介して複数列に連結させた形状にエッチングするエッチング加工工程と、各コア部材を支持部材にて磁性板材から切断するせん断加工工程と、切断された各コア部材を積層・固定する積層固定工程とを備えている。

また、この発明のコア部材シートは、磁性板材にエッチング加工を施して形成されるコア部材シートである。コア部材シートは複数個のコア部材と各コア部材を支持する支持部材とを備えており、各コア部材が支持部材を介して複数列に連結されている。

この発明の積層コアによれば、せん断切り口面の板厚方向の厚みが磁性板材の板厚より薄いため、せん断切り口面近傍に板厚外にはみ出るカエリが発生せず、積層間の短絡を防止するとともに、積層隙間を低減することができる。

また、この発明の積層コアの製造方法によれば、磁性板材に複数個のコア部材を各コア部材を支持する支持部材を介して複数列に連結させた形状にエッチングするため、各コア部材が切断、積層される工程まで効率よく搬送され、積層コアを生産性よく製造することができる。また、製造時の無駄な捨て材料がなく材料歩留まり率が向上する。

また、この発明のコア部材シートによれば、各コア部材が支持部材を介して複数列に連結されているため、各コア部材が、切断・積層される直前までコア部材シートに連結された状態で効率よく搬送され、積層コアを生産性よく製造することができる。また、製造時の無駄な捨て材料がなく材料歩留まり率が向上する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における積層コアの構造図である。図１（ａ）はこの発明の実施の形態１における積層コアの構造を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＡ部分の拡大図、図１（ｃ）は図１（ａ）および（ｂ）の平面図である。
図に示すように、積層コア１は厚さが約１ｍｍ以下の鉄板や電磁鋼板等の磁性板材であるコア部材２を複数枚積層することにより構成される。コア部材２は、中央に１個の円形穴３が設けられ、またこのコア部材２の外周側には、後述する磁石収納用の穴４が周方向等間隔に４個形成されている。コア部材２の輪郭を形成する面は、後述するエッチング処理にて形成されるエッチング加工面５と、輪郭を形成する面の複数箇所に点在するせん断切り口面６とから成る。エッチング加工面５は、コア部材２の輪郭を形成する面の大半を占めており、せん断切り口面６以外の部分はエッチング加工面５である。せん断切り口面６は隣り合う穴４間の中心線上の最外周面に配置され、本実施の形態１では全部で４箇所に設けられている。そして、せん断切り口面６の輪郭方向（周方向）両側には切欠き６０が形成されている。また、せん断切り口面６の板厚方向の厚みは磁性板材の板厚より薄く、本実施の形態ではその厚みを磁性板材の８０％以下と設定している。さらに図１（ｃ）に示すように、せん断切り口面６は輪郭方向に隣接する両隣のエッチング加工面５より内側に形成されている（図１（ｃ）紙面下側の拡大図参照）。
なお、本実施の形態１ではせん断切り口面６の位置を隣り合う穴４間の中心線上の最外周面に４箇所均等に配置して、より磁気特性等に影響を与えない設計としたが、せん断切り口面６の位置や場所は必ずしもこれに限られるものではなく、必要に応じて適宜変更してもよい。

次に、積層コア１の製造方法の例について説明する。まずコア部材２の輪郭を形成するまでのエッチング加工工程を説明する。図２はエッチング加工工程を簡易的に示す工程図、図３はエッチング加工工程で得られるコア部材シート７の平面図、図４はコア部材シート７からコア部材２が切断される様子を示す概念図である。

図２に示すように板材ロール１００は厚みが１ｍｍ以下の鉄板や電磁鋼板等からなる帯状の磁性板材１０１をロール状に巻いたものであり、絶縁コーティングされていない状態で材料メーカから入手したものである。板材ロール１００から送り出された磁性板材１０１は、まず洗浄工程１０２にて洗浄される。洗浄された磁性板材１０１はレジスト感光膜塗布工程１０３に送られ、磁性板材１０１の金属面の両面にレジスト感光膜が塗布される。その後磁性板材１０１は露光工程１０４に送られて、あらかじめ作成されているエッチング描画パターンマスクを用いて露光され、磁性板材１０１の感光膜上に上記パターンが転写される。次に磁性板材１０１が現像工程１０５へ送られると、パターンが転写された磁性板材１０１の感光膜は未露光の不要部分が現像処理により除去される。この磁性板材１０１がエッチング処理工程１０６へ送られ、エッチング液が当てられると、感光膜がない金属が露出した部分が溶解して除去され、磁性板材１０１上にコア部材２を含む必要な部分が残る。次に磁性板材１０１は剥離工程１０７へ送られ、磁性板材１０１上の必要な部分に残ったレジスト感光膜が除去される。その後磁性板材１０１は絶縁処理工程１０８へ送られ、絶縁被膜でコーティング処理される。最後に、帯状の磁性板材１０１は送り機構１０９で送られ、切断機１１０により所定位置で切断され、コア部材シート７が形成される。このような工程でコア部材シート７が複数枚蓄積される。

図３に示すように、エッチング加工工程で得られたコア部材シート７には複数のコア部材２が形成されている。コア部材２はコア部材２を支持する薄肉の支持部材８を介して枠部材９または隣接するコア部材２とマトリクス的に複数列連結されている。コア部材シート７上の各コア部材２は、図４の概念図に示すように、後述するせん断加工工程にて切断されていく。
ここで、上記エッチング加工工程で使用されたエッチング描画パターンマスクは図３に示すコア部材シート７を形成するようなパターンマスクである。従って上述した磁性板材１０１上に残った必要な部分とは、コア部材シート７のコア部材２、支持部材８および枠部材９である。
エッチング加工では板厚以下の隙間を打ち抜いたり、板厚以下の幅を残すように打ち抜いたりする加工が可能であるため、本実施の形態１では支持部材８の長さを板厚以下に設定している。これにより磁性板材１０１の材料歩留まり率を向上させることができる。また、後述のとおり、支持部材８は、板厚が磁性板材１０１の板厚より薄くなるように、段付きのエッチング加工（ハーフエッチング加工）が施されている（図６参照）。
なお、コア部材シート７上でのコア部材２、支持部材８の配置は本実施の形態１の配置に限られるものではなく、複数のコア部材２を支持部材８で効率よく連結するような構成であれば配置場所や個数を変更してもよい。

次に、コア部材シート７からコア部材２を切断するせん断加工工程および切断したコア部材２を積層して積層コア１を形成する積層固定工程について説明する。図５はコア部材シート７からコア部材２を切断・積層する装置を示す図である。図６は一般的なせん断加工における加工後の非加工材１０の状態を説明する説明図であり、本実施の形態１のせん断加工と比較するためのもである。また図７は本実施の形態１におけるせん断加工工程を説明する斜視図およびその要部断面図である。

図５に示すように、装置２００の直交ロボット２０１は、エッチング加工工程で複数蓄積されたコア部材シート７を１枚取り出して把持し、把持したコア部材シート７をＸＹ２軸方向自在に所定位置まで移動させる。コア部材シート７の位置が決定すると、接着剤塗布ディスペンサ２０２により、所定のコア部材２の下面に接着剤が塗布される。続いて、直交ロボット２０１により、接着剤が塗布されたコア部材２がパンチ２０３の直下になるようにコア部材シート７が位置決めされる。そして、パンチ２０３が下降してコア部材２をコア部材シート７から切断する。コア部材シート７から切り離されたコア部材２はダイを含む積層ユニット２０４内に積層されながら接着固定されて積層コア１が形成される。なお、図中矢印は直交ロボット等各部分の移動方向を示している。

パンチ２０３は、小型の簡易プレス等から構成されており、コア部材シート７からコア部材２を切断する際はせん断加工が行われる。以下、せん断加工工程の一例を詳しく説明する。

まず、本実施の形態１と比較するために、一般的なせん断加工による加工後の非加工材１０の状態について図６を参照して説明する。図６（ａ）は非加工材１０のせん断切り口面１１の断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に対応するせん断切り口面１１の正面図である。図中矢印の向きは、非加工材１０を切断するパンチ等（図示せず）の進行方向である。図６に示すように、一般的なせん断切り口面１１は主にせん断面１１Ａと破断面１１Ｂとからなる。そして、パンチの進入側（図中上側）にはダレ１１Ｃが、パンチの逃げ側（図中下側）には非加工材１０の板厚からはみ出るような形状のカエリ１１Ｄが生じる。

次に、図７に基づき本実施の形態１におけるせん断加工工程について詳述する。図７（ａ）は２個のコア部材２Ａ、２Ｂが薄肉の支持部材８でつながった状態、図７（ｂ）は一方のコア部材２Ａがパンチ２０３の下降により切断された状態、図７（ｃ）は下降したパンチ２０３が上昇することにより他方のコア部材２Ｂに残っていた薄肉の支持部材８が切断された状態を示し、図中矢印の向きはパンチ２０３の進行方向である。

図７（ａ）に示すように支持部材８は、その板厚があらかじめコア部材２の板厚（磁性板材１０１の板厚）より薄くなるように段付きのエッチング加工が施された薄肉の支持部材８である。この段付きのエッチング加工であるハーフエッチング加工は、例えば両面からのエッチング加工において薄肉の支持部材８の部分は片面だけエッチングすることにより施したり、エッチング加工の条件を変えてエッチング量を制御すること等により施されたものである。また、支持部材８の輪郭方向（周方向）両側には切欠き６０（図１（ｂ）参照）もエッチング加工により施されている。
図７（ｂ）に示すようにパンチ２０３が下降し、一方のコア部材２Ａがコア部材２Ｂから切断される。その際、薄肉の支持部材８のパンチ２０３の逃げ側にはカエリ８Ａが生じる。しかしコア部材２Ａ側は、支持部材８の板厚がコア部材２Ａの板厚より薄いため、コア部材２Ａの板厚の中央部でカエリが吸収され、板厚外へはみ出るようなカエリは生じない。
なお、切断時に支持部材８の切断を、輪郭方向に隣接するエッチング加工面５より内側で切断することにより、せん断切り口面６を輪郭方向に隣接するエッチング加工面５より内側に形成する（図１（ｃ）参照）。この時、せん断切り口面６の積層方向側に形成されているエッチング加工面５Ａは（図１（ｂ）参照）、支持部材８の輪郭方向に隣接するエッチング加工面５より内側になるようエッチング加工されている。
次に図７（ｃ）に示すようにパンチ２０３が上昇し、他方のコア部材２Ｂに残っていた薄肉の支持部材８が切断される。その際、薄肉の支持部材８のパンチの進入側にはカエリ８Ｂが生じる。しかしコア部材２Ｂ側は、支持部材８の板厚がコア部材２Ｂの板厚より薄いため、コア部材２Ｂの板厚の中央部でカエリが吸収され、板厚外へはみ出るようなカエリは生じない。
結果として、切断されたコア部材２の輪郭を形成する面の大半はエッチング加工面５で占められ、薄肉の支持部材８と連結していたわずかな部分にのみ、カエリのないせん断切り口面６が存する。

なお、本実施の形態１では、支持部材８の板厚方向の厚みは磁性板材１０１の板厚の８０％以下程度にエッチング加工されている。一般的に、簡易プレス等のパンチとダイとのクリアランス（隙間）は被加工材の板厚の数％であり、カエリの量はこの割合と同等程度また、この割合を少し超える程度生じるとされている。従って、支持部材８の板厚方向の厚みを磁性板材１０１の板厚の８０％以下にすることにより、コア部材２の板厚外へのカエリの発生をより確実に防止することができる。

上述のようにして製造された積層コア１の使用例を図８に示す。図８は積層コア１を用いたロータを示す斜視図である。
図に示すように、積層コア１の各穴４には磁石１２が挿入されており、磁石内蔵型のロータ１３が形成される。

以上のように、本実施の形態１では、コア部材の輪郭を形成する面の内、薄肉の支持部材と連結していたわずかな部分に存在するせん断切り口面の板厚方向の厚みが磁性板材の板厚より薄いため、このせん断切り口面には、板厚外へはみ出るようなカエリが生じない。これにより、カエリによる積層間の短絡を防止するとともに、積層隙間を低減し、組立精度の高い積層コア、ロータを得ることができる。そして、これにより騒音や振動の少ないモータを実現することができ、モータのエネルギー消費量を削減することができる。また、せん断切り口面の厚みが薄いことによりせん断による磁性板材の磁気的劣化も防止することがきる。さらに、せん断切り口面の厚みを薄くすることで、よりエッチング加工面の割合が増加し、コア部材の形成時の加工歪が少ない積層コア、ロータを得ることができる。

また、支持部材により複数のコア部材をマトリクス的に複数列に連結するようにエッチング加工して形成したコア部材シートを使用することで、各コア部材が切断、積層される直前まで、コア部材シートに連結された状態で効率よく搬送されるとともに、各コア部材が簡易プレス等でせん断加工されることにより容易に積層されるため、積層コアおよびロータを生産性よく製造することができる。

また、支持部材は板厚が薄く、その輪郭方向両側に切欠きを設けているため、パンチ等によるせん断加工時に、応力が切欠き部分に集中して切断が容易に行える。さらに、せん断切り口面が輪郭方向に隣接するエッチング加工面より内側となるように切断されるため、ロータとステータとの間のエアギャップにカエリが飛び出すことを確実に防止することができる。従って、ロータとステータとの接触を防止できるとともに、部分的にエアギャップが縮まることがないため、磁気的不均一から発生する回転振動を抑制することができる。

また、エッチング加工では板厚以下の幅の部材を残すように打ち抜いたりする細かい加工が可能であるため、支持部材の長さを短くしコア部材間の隙間を小さくすることにより、製造時の無駄な捨て材料がなく材料歩留まり率が向上する。また、エッチング加工により細い幅の形状部位も加工歪なく形成することができるため、強度の高い積層コア、ロータを製造することができる。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、コア部材が略円形状の場合について説明したが、例えば略Ｔ字形状のコア部材においても本発明を適用することができる。

図９はこの発明の実施の形態２における積層コア２０の構造を示す斜視図である。図において積層コア２０は磁性板材であるコア部材２１を複数枚積層して形成され、コア部材２１は、ヨーク部２２と、ヨーク部２２から略直交方向に突出したティース部２３と、ティース部２３の先端に位置するティース先端部２３Ａを有する略Ｔ字形状を成している。コア部材２１の輪郭を形成する面は、その大半を占めるエッチング加工面２４と、複数箇所に点在するせん断切り口面２５とから成る。本実施の形態２では、ヨーク部２２においてティース部２３と反対側の面にせん断切り口面２５Ａ、ティース部２３の側面にせん断切り口面２５Ｂを形成している。
せん断切り口面２５Ａ、２５Ｂの形状は実施の形態１と同様であるため省略する（図１（ｂ）、図１（ｃ）参照）。

積層コア２０の製造方法も実施の形態１と同様であるが、本実施の形態２では、略Ｔ字形状のコア部材を含むコア部材シートを形成するようなエッチング描画パターンマスクが使用される。図１０は本実施の形態２におけるエッチング加工工程で得られるコア部材シート２６の平面図である。
図に示すように、コア部材シート２６には複数の略Ｔ字形状のコア部材２１が形成されている。コア部材２１は薄肉の支持部材２７を介して枠部材２８および隣接するコア部材２１とマトリクス的に連結されている。本実施の形態２では、コア部材２１はほぼ一直線上のクシ歯状に複数列配置され、各列のクシ歯が噛み合うように向きを交互にして配置されている。薄肉の支持部材２７Ａは各コア部材２１のティース部２３側面に形成され、隣接するコア部材２１のティース部２３同士を連結している。薄肉の支持部材２７Ｂは各コア部材２１のヨーク部２２においてティース部２３と反対側の面に形成され、隣接するコア部材２１のヨーク部同士、および枠部材２８とコア部材２１とを連結している。また、薄肉の支持部材２７Ｃは各列の端に配置されるコア部材２１のヨーク部２２端面に形成され、枠部材２８とコア部材２１とを連結している。
なお、本実施の形態２でも、上記実施の形態１と同様、磁性板材の材料歩留まりを高くするため、支持部材２７（２７Ａ〜２７Ｃ）の長さをできるだけ短く設定している。コア部材２１の配置により支持部材２７の長さを板厚以下に設定することもでき、コア部材シート２６上でのコア部材２１、支持部材２７の配置は本実施の形態２の配置に限られるものではない。

このコア部材シート２６上に薄肉の支持部材２７Ａ〜２７Ｃで連結されて形成されるコア部材２１は、裏面に接着剤を塗布されながら、薄肉の支持部材２７Ａ〜２７Ｃにて小型の簡易プレス等で切断され、さらに積層、固定されることにより積層コア２０が得られる。
次に、この積層コア２０の使用例を図１１に示す。図１１は積層コア２０を用いたステータ２９を示す平面図である。図に示すように、ステータ２９は複数個の積層コア２０のヨーク部２２の両端部を合わせて環状に配列し、溶接、接着、または金属フレームへの焼きばめ等で各積層コアを固定することにより形成されている。各積層コア２０のティース部２３にはインシュレータ３０が装着され、インシュレータ３０を介してティース部２３にコイル３１（図中省略）が巻回されている。なお、本実施の形態２では略Ｔ字形状のコア部材２１を９個使用してステータ２９を形成したがこれに限られるものではない。

以上のように、本実施の形態２では、コア部材の輪郭を形成する面の内、薄肉の支持部材と連結していたわずかな部分に存在するせん断切り口面の板厚方向の厚みが磁性板材の板厚より薄いため、このせん断切り口面には、板厚外へはみ出るようなカエリが生じない。これにより、カエリによる積層間の短絡を防止するとともに、積層隙間を低減し、組立精度の高い積層コア、ステータを得ることができる。そして、これにより騒音や振動の少ないモータを実現することができ、モータのエネルギー消費量を削減することができる。また、せん断切り口面の厚みが薄いことによりせん断による磁性板材の磁気的劣化も防止することがきる。さらに、せん断切り口面の厚みを薄くすることで、よりエッチング加工面の割合が増加し、コア部材の形成時の加工歪が少ない積層コア、ステータを得ることができる。

また、支持部材により複数のコア部材をマトリクス的に複数列に連結するようにエッチング加工して形成したコア部材シートを使用することで、各コア部材が切断、積層される直前まで、コア部材シートに連結された状態で効率よく搬送されるとともに、各コア部材が簡易プレス等でせん断加工されることにより容易に積層されるため、積層コアおよびステータを生産性よく製造することができる。

また、支持部材は板厚が薄く、その輪郭方向両側に切欠きを設けているため、パンチ等によるせん断加工時に、応力が切欠き部分に集中して切断が容易に行える。さらに、せん断切り口面が輪郭方向に隣接するエッチング加工面より内側となるように切断されるため、環状に配置した積層コアを金属フレームへ焼きばめ等することにより固定する場合や、ティース部にインシュレータを装着する際に、精度よく組み立てることができる。

また、エッチング加工では板厚以下の幅の部材を残すように打ち抜いたりする細かい加工が可能であるため、支持部材の長さを短くしコア部材間の隙間を小さくすることにより、製造時の無駄な捨て材料がなく材料歩留まり率が向上する。また、エッチング加工により細い幅の形状部位も加工歪なく形成することができるため、強度の高い積層コア、ステータを製造することができる。

実施の形態３．
上記実施の形態２では、コア部材が略Ｔ字形状のコア部材の場合について説明したが、例えば、略Ｔ字形状をほぼ一直線上に複数連結したクシ歯形状のコア部材においても本発明を適用することができる。

図１２はこの発明の実施の形態３における積層コア４０の構造を示す斜視図である。図において積層コア４０は磁性板材であるコア部材４１を複数枚積層して形成され、コア部材４１は、ヨーク部４２と、ヨーク部４２から略直交方向に突出したティース部４３と、ティース部４３の先端に位置するティース先端部４３Ａとを有する略Ｔ字形状をほぼ一直線上に複数連結したクシ歯形状を成している。コア部材４１の輪郭を形成する面は、その大半を占めるエッチング加工面４４と、複数箇所に点在するせん断切り口面４５とから成る。本実施の形態３では、ヨーク部４２においてティース部４３と反対側の面にせん断切り口面４５Ａ、ティース部４３の側面にせん断切り口面４５Ｂを形成している。せん断切り口面４５Ａ、４５Ｂ以外の輪郭を形成する面はエッチング加工面４４である。
せん断切り口面４５Ａ、４５Ｂの形状は実施の形態１と同様であるため省略する（図１（ｂ）、図１（ｃ）参照）。

積層コア４０の製造方法も実施の形態１と同様であるが、本実施の形態３では、略Ｔ字形状をほぼ一直線上に複数連結したクシ歯形状のコア部材を含むコア部材シートを形成するようなエッチング描画パターンマスクが使用される。図１３は本実施の形態３におけるエッチング加工工程で得られるコア部材シート４６の平面図である。
図に示すように、コア部材シート４６には略Ｔ字形状をほぼ一直線上に複数連結したクシ歯形状のコア部材４１が複数列形成されている。各コア部材４１は薄肉の支持部材４７を介して枠部材４８および隣接するコア部材４１と連結されている。本実施の形態３では、各コア部材４１のクシ歯が噛み合うように、向きを交互にして配列されている。薄肉の支持部材４７Ａはコア部材４１の所定のティース部４３の側面に形成され、隣接するコア部材４１のティース部４３同士を連結している。薄肉の支持部材４７Ｂは所定のヨーク部４２においてティース部４３と反対側の面に形成され、隣接するコア部材４１のヨーク部同士、および枠部材４８とコア部材４１とを連結している。また、薄肉の支持部材４７Ｃはコア部材４１の端に位置するヨーク部４２の端面に形成され、枠部材４８とコア部材４１とを連結している。
なお、本実施の形態３でも、上記実施の形態１、２と同様、磁性板材の材料歩留まりを高くするため、支持部材４７（４７Ａ〜４７Ｃ）の長さをできるだけ短く設定している。コア部材４１の配置により支持部材４７の長さを板厚以下に設定することもでき、コア部材シート４６上でのコア部材４１、支持部材４７の配置は本実施の形態３の配置に限られるものではなく、配置場所や個数を変更してもよい。

このコア部材シート４６上に薄肉の支持部材４７Ａ〜４７Ｃで連結されて形成されるコア部材４１は、裏面に接着剤を塗布されながら、薄肉の支持部材４７Ａ〜４７Ｃにて小型の簡易プレス等で切断され、さらに積層、固定されることにより積層コア４０が得られる。
次に、この積層コア４０の使用例を図１４に示す。図１４は積層コア４０を用いたステータ４９を示す平面図である。図に示すように、ステータ４９は積層コア４０の複数の略Ｔ字形状を環状に折り曲げ、両端に配置されるヨーク部４２の端面を合わせて、溶接、接着、または金属フレームへの焼きばめ等で各積層コアを固定することにより形成されている。図１４中では記載を省略しているが、実施の形態２と同様に、積層コア４０の各ティース部４３にはそれぞれインシュレータ５０が装着され、インシュレータ５０を介して各ティース部４３にコイル５１が巻回されている。なお、本実施の形態３では略Ｔ字形状を９個連結したクシ歯形状のコア部材４１を使用してステータを形成したが連結するＴ字形状の個数はこれに限られるものではない。

以上のように、本実施の形態３では、コア部材の輪郭を形成する面の内、薄肉の支持部材と連結していたわずかな部分に存在するせん断切り口面の板厚方向の厚みが磁性板材の板厚より薄いため、このせん断切り口面には、板厚外へはみ出るようなカエリが生じない。これにより、カエリによる積層間の短絡を防止するとともに、積層隙間を低減し、組立精度の高い積層コア、ステータを得ることができる。そして、これにより騒音や振動の少ないモータを実現することができ、モータのエネルギー消費量を削減することができる。また、せん断切り口面の厚みが薄いことによりせん断による磁性板材の磁気的劣化も防止することがきる。さらに、せん断切り口面の厚みを薄くすることで、よりエッチング加工面の割合が増加し、コア部材の形成時の加工歪が少ない積層コア、ステータを得ることができる。

また、支持部材により複数のコア部材を複数列連結するようにエッチング加工して形成したコア部材シートを使用することで、各コア部材が切断、積層される直前まで、コア部材シートに連結された状態で効率よく搬送されるとともに、各コア部材が簡易プレス等でせん断加工されることにより容易に積層されるため、積層コアおよびステータを生産性よく製造することができる。

また、支持部材は板厚が薄く、その輪郭方向両側に切欠きを設けているため、パンチ等によるせん断加工時に、応力が切欠き部分に集中して切断が容易に行える。さらに、せん断切り口面が輪郭方向に隣接するエッチング加工面より内側となるように切断されるため、環状に折り曲げた積層コアを金属フレームへ焼きばめ等することにより固定する場合や、各ティース部にインシュレータを装着する際に、精度よく組み立てることができる。

なお、上記実施の形態１〜３では、コア部材の切断直前に接着剤を塗布して積層コアを接着固定しているが、積層コアの固定方法はこれに限られるものではなく、例えば、樹脂をはさんで接着機能に供したり、絶縁処理工程で接着剤を合わせてコーティングしてもよい。
また、上記実施の形態１〜３では、エッチング加工工程で帯状の磁性板材をコア部材シート毎に切断しているが、切断せずにロール状に巻き取った状態でせん断加工工程、積層固定工程に供給してもよい。

図１はこの発明の実施の形態１による積層コアの構造図である。この発明の実施の形態１によるエッチング加工工程を簡易的に示す工程図である。この発明の実施の形態１によるエッチング加工工程で得られるコア部材シートの平面図である。この発明の実施の形態１によるコア部材シートからコア部材が切断される様子を示す概念図である。この発明の実施の形態１によるコア部材シートからコア部材を切断・積層する装置を示す図である。この発明の実施の形態１の比較例による一般的なせん断加工における加工後の非加工材の状態を説明する説明図である。この発明の実施の形態１によるせん断加工工程を説明する斜視図およびその要部断面図である。この発明の実施の形態１による積層コアを用いたロータを示す斜視図である。この発明の実施の形態２による積層コアの構造を示す斜視図である。この発明の実施の形態２によるエッチング加工工程で得られるコア部材シートの平面図である。この発明の実施の形態２による積層コアを用いたステータを示す平面図である。この発明の実施の形態３による積層コアの構造を示す斜視図である。この発明の実施の形態３によるエッチング加工工程で得られるコア部材シートの平面図である。この発明の実施の形態３による積層コアを用いたステータを示す平面図である。

符号の説明

１積層コア、２，２Ａ，２Ｂコア部材、３円形穴、４穴、
５エッチング加工面、６せん断切り口面、６０切欠き、７コア部材シート、
８支持部材、１２磁石、１３ロータ、２０積層コア、２１コア部材、
２２ヨーク部、２３ティース部、２４エッチング加工面、
２５，２５Ａ，２５Ｂせん断切り口面、２６コア部材シート、
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ支持部材、２９ステータ、３０インシュレータ、
３１コイル、４０積層コア、４１コア部材、４２ヨーク部、４３ティース部、
４４エッチング加工面、４５，４５Ａ，４５Ｂせん断切り口面、
４６コア部材シート、４７，４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ支持部材、４９ステータ、
５０インシュレータ、５１コイル、１０１磁性板材。

Claims

磁性板材であるコア部材を複数枚積み重ねて形成する積層コアであって、上記コア部材の輪郭を形成する面は、エッチング処理にて形成されるエッチング加工面と、上記輪郭を形成する面の複数箇所に点在するせん断切り口面とから成り、上記せん断切り口面の板厚方向の厚みは、上記磁性板材の板厚より薄いことを特徴とする積層コア。
上記せん断切り口面の輪郭方向両側に切欠きを備えていることを特徴とする請求項１に記載の積層コア。
上記コア部材のせん断切り口面は、輪郭方向に隣接する上記エッチング加工面より内側に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の積層コア。
上記せん断切り口面の板厚方向の厚みは、上記磁性板材の板厚の８０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の積層コア。
上記コア部材は、中央に配置される略円形穴と外周側に周方向等間隔に配置される複数個の穴とを有する円形状を成し、上記せん断切り口面は隣り合う上記穴間の中心線上最外周面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の積層コア。
上記コア部材は、ヨーク部と、上記ヨーク部から突出したティース部とを有する略Ｔ字形状を成し、上記せん断切り口面は、上記ヨーク部において上記ティース部と反対側の面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の積層コア。
上記コア部材は、ヨーク部と、上記ヨーク部から突出したティース部とを有する略Ｔ字形状を成し、上記せん断切り口面は、上記ティース部の側面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の積層コア。
上記コア部材は、ヨーク部と、上記ヨーク部から突出したティース部とを有する略Ｔ字形状をほぼ一直線状に複数連結したクシ歯形状を成し、上記せん断切り口面は、上記ヨーク部において上記ティース部と反対側の面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の積層コア。
上記コア部材は、ヨーク部と、上記ヨーク部から突出したティース部とを有する略Ｔ字形状をほぼ一直線状に複数連結したクシ歯形状を成し、上記せん断切り口面は、上記ティース部の側面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の積層コア。
上記複数個の穴に挿入配置される磁石を備えたことを特徴とする請求項５の積層コアで形成されるロータ。
請求項６又は請求項７に記載の積層コアのティース部にインシュレータを介して装着されるコイルを備え、この積層コアを環状に配列して形成されることを特徴とするステータ。
請求項８又は請求項９に記載の積層コアの各ティース部にインシュレータを介して装着されるコイルを備え、この積層コアのクシ歯形状に連結された略Ｔ字形状部を環状に折り曲げ配置されて形成されることを特徴とするステータ。
磁性板材であるコア部材を複数枚積み重ねて形成する積層コアの製造方法において、磁性板材に複数個のコア部材を各コア部材を支持する支持部材を介して複数列に連結させた形状にエッチングするエッチング加工工程と、上記各コア部材を支持部材にて上記磁性板材から切断するせん断加工工程と、切断された上記各コア部材を積層・固定する積層固定工程とを備えた積層コアの製造方法。
磁性板材にエッチング加工を施して形成されるコア部材シートであって、複数個のコア部材と各コア部材を支持する支持部材とを備え、上記各コア部材を上記支持部材を介して複数列に連結させたことを特徴とするコア部材シート。