TW202604105A - 積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法 - Google Patents

積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法

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TW202604105A
TW202604105A TW114113589A TW114113589A TW202604105A TW 202604105 A TW202604105 A TW 202604105A TW 114113589 A TW114113589 A TW 114113589A TW 114113589 A TW114113589 A TW 114113589A TW 202604105 A TW202604105 A TW 202604105A
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日商日本製鐵股份有限公司
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Abstract

一種積層鐵芯(1),具備:積層之複數個電磁鋼板(10);及接著部(41),設置在於積層方向上相鄰之電磁鋼板(10)彼此之間,且分別將電磁鋼板(10)彼此接著,接著部(41)具有:第1接著部(41A),設置於電磁鋼板(10)的第1區域(11);及第2接著部(41B),設置於與第1區域(11)不同之第2區域(12),殘留於設置有第1接著部(41A)之第1區域(11)之壓縮應力比殘留於設置有第2接著部(41B)之第2區域(12)之壓縮應力更大。

Description

積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法
發明領域 本發明是有關於一種積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法。 本申請案是依據已於2024年4月10日於日本提申之日本特願2024-063560號主張優先權,並於此援引其內容。
發明背景 汽車的電動化進展之過程中,為了延長續航距離,更進一步的馬達的高效率化仍備受期望。作為高效率化的手段之一,已探討有將使用於鐵芯之電磁鋼板的板厚做薄之方法。由於若電磁鋼板的薄化持續進展,藉由歛合形成之積層固定會變困難等,因此使用了接著構件之積層固定法會逐漸被採用。 例如,專利文獻1揭示有藉由接著部將在積層方向上相鄰之電磁鋼板彼此接著之技術。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:國際公開第2020/129928號公報
發明概要 發明欲解決之課題 由於在將電磁鋼板接著固定之情況下,會因為接著劑的凝固收縮而對電磁鋼板賦與壓縮應力,因此會有電磁鋼板的鐵損等的磁特性劣化之可能性。因此,只要可以將由接著所形成之壓縮應力的影響變小,就可以將馬達特性的劣化抑制相當於該變小的量。由於接著的主要目的在於將已積層之電磁鋼板固定,所以只要得到對整體而言必要的接著強度(固定力)即可,毋須使電磁鋼板表面的整個面接著。據此,只要能夠保持積層狀態即可,可以藉由選擇對電磁鋼板表面的馬達特性的影響小之區域來局部地接著固定,而抑制由接著所形成之壓縮應力對馬達特性帶來的影響。
另一方面,在馬達等的旋轉電機的運轉時,在構成旋轉電機的定子等的鐵芯之各電磁鋼板中,在平面視角下存在磁通主要流經之區域(第2區域)、與和此區域相比磁通不流經之區域(第1區域)。亦即,由於和第2區域相比,第1區域原本磁通就不會流經,所以可考慮為由接著劑的凝固收縮所形成之對旋轉電機的特性之影響比第2區域更輕微。據此,經考慮為:只要可進行成以將第1區域相對地強力地接著之作法來提高固定力,並且將由其所形成之不足在第2區域中藉由相對地較弱地接著來補償,就可以既得到對整體而言必要的固定力,並且抑制由接著劑的凝固收縮所形成之旋轉電機的特性的劣化。
本揭示是有鑒於上述的問題點而作成者,目的在於提供一種既確保必要的固定力,並且由接著所形成之磁特性的劣化可受到抑制之積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法。 用以解決課題之手段
<1>本揭示的一實施形態之積層鐵芯具備:積層之複數個電磁鋼板;及接著部,設置在於積層方向上相鄰之前述電磁鋼板彼此之間,且分別將前述電磁鋼板彼此接著, 前述接著部具有:第1接著部,設置於前述電磁鋼板的第1區域;及第2接著部,設置於與前述第1區域不同之第2區域, 殘留於設置有前述第1接著部之前述第1區域之壓縮應力比殘留於設置有前述第2接著部之前述第2區域之壓縮應力更大。 <2>如上述<1>記載之積層鐵芯,亦可為:前述第1接著部的接著強度比前述第2接著部的接著強度更大。 <3>如上述<1>或<2>記載之積層鐵芯,亦可為:前述積層鐵芯為定子鐵芯,前述第1接著部是在前述定子鐵芯的芯背部的外周側呈環狀地設置。 <4>如上述<1>至<3>中任一項記載之積層鐵芯,亦可為:前述第1接著部是在自前述電磁鋼板的外周緣起前述電磁鋼板的半徑的0%以上且16%以內。 <5>如上述<1>至<4>中任一項記載之積層鐵芯,亦可為:由前述第1接著部形成之前述電磁鋼板的接著面積率為9%以上且60%以下。 <6>如本揭示的一實施形態之旋轉電機,具備如上述<1>至<5>中任一項記載之積層鐵芯即定子或轉子鐵芯。 <7>本揭示的一實施形態之加壓治具,是使用於具有第1接著部與第2接著部之積層鐵芯的製造,前述加壓治具具備推壓前述第1接著部與前述第2接著部之推壓面,前述推壓面是對應於前述第1接著部之第1推壓部會比對應於前述第2接著部之第2推壓部更突出。 <8>本揭示的一實施形態之積層鐵芯的製造方法是如上述<1>至<5>中任一項記載之積層鐵芯的製造方法,並具備以下步驟: 特定步驟,依據對前述積層鐵芯的磁特性的影響的分析結果,特定出在構成前述積層鐵芯之電磁鋼板上設置有第1接著部時的對前述磁特性的貢獻相對較小之區域;及 決定步驟,決定出為在前述特定步驟所特定出之前述電磁鋼板上的區域的至少一部分且設置前述第1接著部之位置。 <9>如上述<8>記載之積層鐵芯的製造方法,亦可為:更具備製造步驟,前述製造步驟是依照前述決定步驟的決定來製造前述積層鐵芯。 發明效果
根據本揭示,可以提供一種既確保必要的固定力,並且由接著所形成之磁特性的劣化可受到抑制之積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法。
用以實施發明之形態 以下,參照圖式,針對本揭示的一實施形態之積層鐵芯、加壓治具及積層鐵芯的製造方法進行說明。本揭示之積層鐵芯亦可被採用在例如成為電動機(馬達(motor))或發電機等之具備轉子與定子之旋轉電機上。電動機,具體而言可列舉交流電動機,更具體而言可列舉同步電動機,再更具體而言可列舉例如埋入磁鐵型等的永久磁鐵磁場型電動機。這種電動機適合被採用於例如電動汽車等。
[積層鐵芯] 圖1是顯示本實施形態之積層鐵芯1的剖面圖。將積層鐵芯1的積層方向稱為軸方向(中心軸線O方向),將積層鐵芯1的徑方向(正交於積層鐵芯1的中心軸線O之方向)稱為徑方向,且將積層鐵芯1的圓周方向(在積層鐵芯1的中心軸線O周圍環繞之方向)稱為圓周方向。
如圖1所示,積層鐵芯1是例如定子鐵芯21。 定子鐵芯21具備環狀的芯背部22與複數個齒部23。
在從軸方向觀看定子鐵芯21之平面視角下,芯背部22是形成為圓環狀。 複數個齒部23是從芯背部22朝向徑方向的內側(沿著徑方向並朝向芯背部22的中心軸線O)突出。複數個齒部23是在圓周方向上隔著同等的間隔而配置。在本實施形態中,以每間隔以中心軸線O為中心之中心角7.5度的方式設置有48個齒部23。複數個齒部23是相互形成為同等的形狀且同等的大小。 藉由將捲線(未圖示)捲繞在各齒部23而構成定子。捲線可為集中捲繞,亦可為分布捲繞。
積層鐵芯1亦可為構成轉子30之轉子鐵芯31。轉子30亦可具備:轉子鐵芯31,相對於定子鐵芯21而配置在例如徑方向的內側;複數個永久磁鐵32,設置在轉子鐵芯31;及旋轉軸60,固定於轉子鐵芯31。 轉子鐵芯31亦可形成為與定子鐵芯21呈同軸地配置之環狀(圓環狀)。又,在轉子鐵芯31中,亦可為例如2個1組的永久磁鐵32等的複數組的永久磁鐵32會形成1個磁極。複數組永久磁鐵32亦可在圓周方向上隔著同等的間隔而配置。 當積層鐵芯1被採用於馬達等的旋轉電機200時,亦可為將轉子30配置在定子內之內轉子型。又,亦可為將轉子30配置在定子的外側之外轉子型。馬達鐵芯的極數或槽數、相數等可以合宜變更。
積層鐵芯1是在複數個電磁鋼板10已被接著劑接著固定之狀態下積層而形成。形成積層鐵芯1之各電磁鋼板10的厚度,只要可考慮鐵損改善效果等的磁特性改善效果或製造成本、壓製沖裁作業性等來合宜決定即可。電磁鋼板10是例如藉由對成為母材之電磁鋼板進行沖裁加工等而形成。在本實施形態中,雖然採用無方向性電磁鋼板(例如,JIS C 2552:2014等)來作為電磁鋼板10,但亦可採用方向性電磁鋼板(例如,JIS C 2553:2019等)。電磁鋼板10的化學組成並無特別限定。為了改善電磁鋼板的加工性或積層鐵芯的鐵損等的磁特性,雖然在電磁鋼板10的兩面設置有絕緣被膜,但絕緣被膜的厚度(在電磁鋼板10每個單面的厚度),可考慮在相互積層之電磁鋼板10上的絕緣性能或占積率等來合宜決定。
又,作為使用於電磁鋼板10的接著固定之接著劑的種類,可列舉例如由聚合結合所形成之熱硬化型的接著劑、或丙烯酸系接著劑即常溫硬化型的接著劑、厭氧性接著劑、瞬間接著劑、含彈性體的丙烯酸系接著劑等。
在此,電磁鋼板10具有第1區域11與第2區域12(參照圖1)。第1區域11及第2區域12是依據例如以代表性的1個以上的運轉條件來運轉(驅動)旋轉電機200時(以下為激磁時)的磁通密度的分布來規定。第1區域11是在激磁時比第2區域12更難以讓磁通流經之區域(磁阻高,且磁通密度低之區域),且為該區域當中的例如磁通密度低之區域等的至少一部分的區域。第1區域11亦可包含不會因為旋轉電機200的構造或捲線條件等而在鐵芯內被激磁、或者難以被激磁之區域的至少一部分。第2區域12是在激磁時,磁通相對地流動得較多之區域(磁阻低,且磁通密度高之區域),且為不是第1區域11之區域。
亦可為例如,從具有預定的閾值以下的磁通密度之區域來規定第1區域11,並將其以外的區域設為第2區域12。電磁鋼板10亦可更具有第3區域,亦可將如上述地規定之第1區域11以外的區域設為依據磁通密度的分布等,而分成第2區域12、與例如不設置接著部之區域等的第3區域。
總而言之,第1區域11是相較於第2區域12,對鐵損(每單位體積或每單位重量的鐵損值)等的磁特性值的貢獻小之區域。對磁特性值的貢獻可以藉由例如在軟體上將積層鐵芯1模型化,且實施磁特性的分布的模擬來判定。再者,亦可依據熟練者等的經驗上的知識見解來選擇。
又,如已說明地,積層鐵芯1是相鄰之電磁鋼板10彼此以接著劑來接著固定。亦即,積層鐵芯1具備:接著部41,設置在於積層方向上相鄰之電磁鋼板10彼此之間,且分別將電磁鋼板10彼此接著。接著部41是如上述的接著劑凝固(硬化)後的構成。接著部41亦可在電磁鋼板10的表面設置於整個面,亦可在電磁鋼板10的表面局部地設置。
以下,針對接著部41來詳細地說明。 如圖1所示,接著部41具有:設置於電磁鋼板10的第1區域11(前述)之第1接著部41A、及設置於與第1接著部41A為不同之區域的第2區域12(在圖1中為第1接著部41A以外的區域)之第2接著部41B。換言之,設置有第1接著部41A的區域為第1區域11,設置有第2接著部41B之區域為第2區域12。
並且,在積層鐵芯1中,殘留於設置有第1接著部41A的第1區域11之壓縮應力比殘留於設置有第2接著部41B的第2區域12之壓縮應力更高。亦即,在電磁鋼板10中,產生有和第1區域11與第2區域12對應之壓縮應力分布。殘留於像這樣的電磁鋼板10之壓縮應力分布,亦可藉由改變形成第1接著部41A及第2接著部41B之接著劑的種類來形成。亦即,形成第1接著部41A之第1接著劑41Ag與形成第2接著部41B之第2接著劑41Bg亦可為不同之接著劑。 或者,亦可藉由使用發揮和接著時所施加之壓力的大小相應之接著強度之類型的接著劑,而使用相同種類的接著劑。亦即,形成第1接著部41A之第1接著劑41Ag、與形成第2接著部41B之第2接著劑41Bg亦可為相同的接著劑。在此情況下,亦可藉由將施加於第1區域11之接著時的壓力,設得比施加於第2區域12之接著時的壓力更大等,而藉由改變接著時的壓力來形成上述之壓縮應力分布。
像這樣的電磁鋼板10中的壓縮應力分布或每個區域的壓縮應力的差別可以利用例如X射線繞射法(XRD法等)來測定。關於X射線繞射法,詳細內容已記載於以下的文獻。文獻[X射線應力測定法標準(2002年版)鐵鋼篇(JSMS SD-5-02:2002),社團法人日本材料學會發行] 在積層鐵芯1中,若相較於其他的區域壓縮殘留應力大到成為預定之閾值(例如3MPa或5MPa等)以上,即可以認定為是接著力較大之區域(第1接著部41A)。此閾值亦可設定為比測定誤差等的測定值的偏差範圍更大之值。
接著力大之區域(第1接著部41A)可被後述之加壓治具100的凸部加壓。因此,與其他的區域相比,有產生凹陷之可能性。亦即,因為接著力大之區域會被強力地加壓,而有第1接著部41A變得比第2接著部41B更薄之可能性。從而,可考慮以下方法:藉由觀察積層鐵芯1的表面或剖面等,來確認、認定接著力大之區域(第1接著部41A)。此外,藉此方法,也可以確認、認定接著強度因局部地加壓而改變之區域(第1接著部41A)。
也可考慮例如以下方法:以接著劑的剝離接著強度試驗等的接著劑的接著強度的試驗(JIS),藉由第1接著部41A的接著強度為比第2接著部41B的接著強度更大之情形來作確認。 又,亦可藉由剪切強度測定法來測定第1接著部41A或第2接著部41B的接著強度。在剪切強度測定法中,是使用例如Autograph AGS-10kNX(股份公司島津製作所),來作為拉伸試驗裝置。試驗條件是如以下所示。亦即,拉伸形態:剪切拉伸試驗,拉伸溫度:25℃,拉伸速度:50mm/min。剪切強度測定是將拉伸試驗進行到試驗片(第1接著部41A和第2接著部41B)的斷裂為止,且在可以採取複數個試驗片之情況下,是將每個試驗片的斷裂為止的最大強度的平均值設為剪切接著強度。並且,將所得到之剪切接著強度的值除以接著面積後之值,作為常溫接著強度來求得。藉此,也可以確認第1接著部41A的接著強度比第2接著部41B的接著強度更大之情形。
再者,第1接著部41A及第2接著部41B亦可分別包含1個接著劑的凝固部分,亦可包含以規則的方式或不規則的方式相互分開而配置之複數個接著劑的凝固部分。
由於在將電磁鋼板10接著固定之情況下,接著劑於凝固收縮時會對電磁鋼板10賦與壓縮應力,因此會有電磁鋼板10的磁特性劣化之可能性。然而,在本實施形態之積層鐵芯1中,是將對鐵損等的磁特性(馬達特性等旋轉電機200的特性)的影響較少之區域(第1區域11)的接著強度(接著力),設得比對磁特性的影響較大之區域高,而將對磁特性的影響較大之區域(第2區域12)的接著強度減弱等,來謀求對賦與到該區域之壓縮應力的減低。藉此,由於既在第2區域12中將因接著劑的凝固而被賦與到電磁鋼板10之壓縮應力減低,並且可以在第1區域11中強力地接著固定,所以作為積層鐵芯1整體,可以既確保必要的接著強度,並且抑制由接著所形成之磁特性的劣化。
其次,說明第1接著部41A及第2接著部41B的具體的配置場所。 激磁時的磁通密度的分布在定子鐵芯21的芯背部22的外周側,比其內周側或齒部23更少。又,於芯背部22包含有難以被激磁之區域(在圖4中是較深色之半圓上的區域)。因此,第1區域11亦可位於環狀的芯背部22的外周緣16側。亦即,第1區域11亦可位在從該外周緣16到徑方向上預定距離的內側的位置之間,而設置成例如環狀。此時,第1接著部41A亦可沿著芯背部22的外周緣16,以1個接著劑的凝固部分設置成帶狀、或以複數個接著劑的凝固部分設置成線狀。在第1接著部41A與芯背部22的外周緣16之間,亦可為沒有第1接著部41A之區域(非接著區域)。帶狀的第1接著部的寬度可為固定,亦可為局部地改變。
另一方面,由於第2區域12為第1區域11以外的區域的至少一部分,所以第2接著部41B在定子鐵芯21的芯背部22中是設置於第1接著部41A以外的部分。例如,當第1接著部41A如前述地在芯背部22的外周側呈環狀地設置之情況下,第2接著部41B是配置在第1接著部41A的徑方向的內側。
在圖1所示之實施形態中,各電磁鋼板10是分成第1區域11與第2區域12之2個區域,且接著部41是設置於各電磁鋼板10的整個面。第1接著部41A及第2接著部41B是以1個凝固部分所形成。又,在2個電磁鋼板10之間的至少一部分塗佈了一種接著劑之狀態下,可藉由在電磁鋼板10的對應於第1區域11與第2區域12之區域,以改變了朝積層方向施加之壓力之狀態來使其凝固(硬化),而在各電磁鋼板10上設置有第1接著部41A與第2接著部41B。
不過,本發明並非限定於本實施形態。塗佈於第1區域11與第2區域12之接著劑亦可使用如凝固後的接著強度不同的相互不同種類的接著劑。又,接著部41亦可不設置於電磁鋼板10之間的整個面。具體而言,亦可將第1接著部41A或第2接著部41B的至少一者以已相互分開之複數個凝固部分來構成。或者,電磁鋼板10亦可更具有沒有接著部之第3區域。亦可為其等的組合。
像這樣,藉由將第1接著部41A設置在例如對鐵損等的磁特性的影響小之定子鐵芯21的芯背部22的外周側,既可在對磁特性的影響小之第1區域11藉由第1接著部41A來確保必要的接著強度,並且對磁特性的影響大之第2區域12之壓縮應力已藉由第2接著部41B而減低,所以可以更加抑制作為整體的磁特性的劣化。
較佳的是,在從積層方向觀看電磁鋼板10之平面視角下,第1接著部41A是設置在自電磁鋼板10的外周緣16起電磁鋼板10的半徑的0%以上且16%以內。藉此,由於可以將第1接著部41A配置於電磁鋼板10的外周緣16側,所以可以更加抑制鐵損劣化等的磁特性劣化。更佳的是,第1接著部41A是設置在自電磁鋼板10的外周緣16起電磁鋼板10的半徑的0%以上且6%以內,尤佳的是設置在0%以上且3%以內。
在從積層方向觀看電磁鋼板10之平面視角下,由第1接著部41A形成之電磁鋼板10的接著面積率為了確保適當的固定力,宜為9%以上且60%以下,較佳為10%以上且60%以下。由於由第1接著部41A形成之電磁鋼板10的接著面積率若過大的話,則磁特性的劣化會變大,所以宜為20%以下。亦即,接著面積率宜為9%以上且20%以下、或者10%以上且20%以下。再者,所謂的由第1接著部41A形成之電磁鋼板10的接著面積率,是設置有第1接著部41A之區域的面積對電磁鋼板10的面積的比率。設置有第1接著部41A之區域是指:電磁鋼板10當中,設置有未被斷開地經硬化之接著劑之區域。設置有第1接著部41A之區域的面積,是藉由例如對剝離後的電磁鋼板10進行拍攝,並對該拍攝結果進行圖像解析而求得。
再者,設置在電磁鋼板10彼此之間的全部的接著部41的平面視角下的位置是製造為成為大致相同。
以上,雖然是以積層鐵芯1為定子鐵芯21之情況為例來作說明,但積層鐵芯1亦可為轉子鐵芯31。可依據激磁時的在電磁鋼板10之磁通密度的分布等,來決定構成轉子鐵芯31之電磁鋼板10的第1區域11與第2區域12。例如,第1區域11亦可設置於旋轉軸60側,亦可設置為圓環狀等。
[旋轉電機] 旋轉電機200具備上述的積層鐵芯1即定子鐵芯21或轉子鐵芯。本實施形態之旋轉電機200由於具備上述之積層鐵芯1即定子鐵芯21或轉子鐵芯,所以可以提供既確保必要的接著強度,並且更加抑制鐵損劣化等的磁特性劣化,而為性能已被提升之旋轉電機200。
[加壓治具] 說明可使用於上述實施形態之積層鐵芯1的製造之加壓治具100。圖2是顯示使用加壓治具100之使用例的概略圖。加壓治具100是在必須對接著進行壓力賦與之情況下,例如主要是將接著被膜設置在電磁鋼板10之情況下使用。
加壓治具100是在積層鐵芯1的製造時,為了接著固定而用於推壓構成積層鐵芯1之複數個電磁鋼板10當中的至少一部分在夾著接著劑之狀態下所堆疊而成之構成(以下為鐵芯部分P)的治具。如圖2所示,加壓治具100具備第1構件110,前述第1構件110在對鐵芯部分P一邊進行接觸等一邊推壓之推壓面111具有凹凸。並且,藉由以推壓裝置的推壓部101透過第1構件110對鐵芯部分P施加壓力,來進行接著。亦可在將鐵芯部分P加熱至預定的溫度後施加壓力。
更詳細而言,第1構件110的推壓面111,是和電磁鋼板10的第1區域11中的形成第1接著部41A之區域對應之面(區域),且在積層鐵芯1的積層方向上比和形成第2接著部41B之區域對應之面(區域)更加突出。亦即,和第1接著部41A對應之面(區域)在積層鐵芯1的積層方向上為凸起形狀,和第2接著部41B對應之面(區域)在積層鐵芯1的積層方向上為凹陷形狀。像這樣,推壓面111具有:第1推壓部111A(凸部),構成為對和第1接著部41A對應之區域相對較強地進行推壓;及第2推壓部111B(凹部),構成為對和第2接著部41B對應之區域相對較弱地進行推壓。
總之,加壓治具100是推壓面111具有凹凸,以在接著時使鐵芯部分P中的期望的區域的加壓力變得比其他的區域更高。從積層方向觀看積層鐵芯1之平面視角下的推壓面111的凹凸的形狀是因應於要積極地加壓之區域的形狀而設計。藉此,推壓時的壓力為對應於凸部(第1推壓部111A)之區域會變得比對應於凹部(第2推壓部111B)之區域更高。據此,在使用於積層鐵芯1的接著固定之接著劑為發揮和接著時所施加之壓力的大小相應之接著強度之類型的情況下,可以藉由一次的對鐵芯部分P進行壓力施加,來形成第1接著部41A與第2接著部41B。
在圖2所示之實施形態中,加壓治具100(第1構件110)為朝厚度方向將凹凸形成於具有預定的厚度之金屬板之模具等,而為在板狀的構件形成有凹凸之構件。又,藉由被推壓部101推壓,第1構件110中的第1推壓部111A會推壓設置於芯背部22的外周側之第1區域11(第1接著部41A),且第2推壓部111B會推壓第1區域11以外的第2區域12(第2接著部41B)。
又,推壓面111具備有連接第1推壓部111A與第2推壓部111B之錐形部112。亦即,第1推壓部111A與第2推壓部111B是平滑地連接,而形成為加壓力逐漸地改變。作為加壓力逐漸地改變之構成,亦可為例如,錐形部112以固定的比例逐漸地傾斜,或以二次曲線的方式改變。
在圖2所示之實施形態中,在鐵芯部分P的上方,第1構件110以推壓面111朝向下方之狀態配置。又,藉由將鐵芯部分P配置於已固定配置於鐵芯部分P的下方之第2構件120的上表面,而在從下支撐鐵芯部分P之狀態下,以推壓裝置的推壓部101朝箭頭F方向(積層方向的下方向)對第1構件110進行推壓,藉此對鐵芯部分P施加壓力來進行接著固定。
不過,本發明並不限定於上述之實施形態。例如,亦可將第1構件110配置於下,且將第2構件120配置於上。又,亦可除了第1構件110以外,在第2構件120中的鐵芯部分P的支撐面上也配合第1構件110的推壓面111的凹凸而形成有凹凸。又,第1構件110的第1推壓部111A及第2推壓部111B,亦可不具備錐形部112,亦可例如以1段階梯狀的階部來連接。
再者,圖2是為了使加壓治具100的形狀易於理解而概略化者,實際的加壓治具100的尺寸等會有所不同。例如,在圖2的箭頭視角(積層鐵芯1的側面視角)下,設置有推壓面111的凹凸的差H(μm)。差H亦可決定欲賦與到電磁鋼板10之壓縮應力,並藉由實驗或計算等,透過進行可獲得和已決定之壓縮應力相應之接著強度的接著時壓力的算出、與可獲得該接著時壓力之差H的算出來決定。
根據上述之加壓治具100,可以藉由形成於推壓面111之凹凸,而在一次的加壓中,在電磁鋼板10的表面上設置壓力分布。據此,可以在接著固定時,藉由一次的壓力施加,而對電磁鋼板10的欲形成第1接著部41A之區域,施加比欲形成第2接著部41B之區域更高之壓力。從而,由於可以有效地形成第1接著部41A及第2接著部41B,所以可以減低積層鐵芯1的製造成本。
[積層鐵芯的製造方法] 說明上述的實施形態之積層鐵芯1的製造方法S。如圖3所示,上述的實施形態之積層鐵芯1的製造方法S具備特定步驟S1與決定步驟S2。
特定步驟S1是依據對積層鐵芯1的鐵損等的磁特性的影響的分析結果,來特定出將第1接著部41A設置在構成積層鐵芯1之電磁鋼板10上之情況下的對磁特性的貢獻相對較小之區域。
決定步驟S2是決定出為在特定步驟S1中所特定出之電磁鋼板10上的區域的至少一部分且設置第1接著部41A之第1區域11。又,以電磁鋼板10上的經決定之第1區域11以外的電磁鋼板10的區域為對象來決定第2區域12。第2區域12亦可為電磁鋼板10中的第1區域11以外的區域的至少一部分,亦可為全部。又,決定步驟S2亦可在決定第1區域11後決定第3區域。第3區域是決定為第1區域11及第2區域12以外的至少一部分。第3區域的決定亦可與第2區域12一起進行,亦可設為在第2區域12的決定後。
積層鐵芯1的製造方法S具備依照決定步驟S2的決定來製造積層鐵芯1之製造步驟S3。
[實施例] 將以電磁場解析求出鐵損分布時,確認出哪個區域較小之結果顯示於圖4。在圖4中,顏色較深之部分是鐵損值較小之區域,顏色較淺之部分是鐵損值較大之區域。圖5至圖9是顯示鐵損分布與第1接著部41A(第1接著部41A1-41A5)的對應關係。 再者,在圖4至圖9的下部,附加灰階校正圖表(gray scale chart)來作為深淺色的圖例。
在圖5所示之第1實施例中,是將鐵損值最小之區域選擇作為第1區域11,而設置了第1接著部41A(第1接著部41A1)。亦即,在第1實施例中,是使鐵損值最小之區域與第1接著部41A1幾乎一致。第1接著部41A1是在和電磁鋼板10的外周緣16接觸之複數處具有大致半圓形狀而配置。由第1接著部41A1形成之電磁鋼板10的接著面積率為約9%。
在圖6所示之第2實施例中,是將相鄰於鐵損值最小之區域之鐵損值小之區域選擇作為第1區域11,而設置了第1接著部41A(第1接著部41A2)。在第2實施例中,是在鐵損值最小之區域的內側配置第1接著部41A2。第1接著部41A2具有沿著電磁鋼板10的外周緣16,而朝外周緣16接觸或離開之帶狀形狀。由第1接著部41A2形成之電磁鋼板10的接著面積率為約13%。
在圖7所示之第3實施例中,是將在第1實施例選擇出之區域與在第2實施例選擇出之區域的雙方,選擇作為第1區域11,而設置了第1接著部41A(第1接著部41A3)。在第3實施例中,是將第1接著部41A3配置成幾乎囊括鐵損值小之區域。第1接著部41A3具有外側接觸於電磁鋼板10的外周緣16的大部分,且內側呈波浪狀地起伏之形狀。由第1接著部41A3形成之電磁鋼板10的接著面積率為約22%。
在圖8所示之第4實施例中,是將自電磁鋼板10的外周緣16起半徑方向的約3%以內的範圍選擇作為第1區域11,而設置了第1接著部41A(第1接著部41A4)。在第4實施例中,是將鐵損值為最小之區域的一部分包含在第1接著部41A4中。第1接著部41A4具有沿著電磁鋼板10的外周緣16之狹窄的圓環形狀。由第1接著部41A4形成之電磁鋼板10的接著面積率為約10%。
在圖9所示之第5實施例中,是將自電磁鋼板10的外周緣16起半徑方向的約6%以內的範圍選擇作為第1區域11,而設置了第1接著部41A(第1接著部41A5)。在第5實施例中,是將鐵損值為最小之區域的大部分包含於第1接著部41A5中。第1接著部41A5具有沿著電磁鋼板10的外周緣16之比第1接著部41A4更粗的圓環形狀。由第1接著部41A5形成之電磁鋼板10的接著面積率為約20%。
以上,雖然已一邊參照附加圖式一邊詳細地說明本發明的較佳實施形態,但本發明並不限定於所述的例子。只要是本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在申請專利範圍所記載的技術思想之範疇內,顯然可思及各種變更例或修正例,針對這些當然也應被理解為屬於本發明的技術範圍。
積層鐵芯1的形狀並不限定於前述實施形態所示之形態。積層鐵芯1的外徑及內徑尺寸、積層厚度等均可因應於期望的積層鐵芯1的特性來任意地設計。又,定子鐵芯21的槽數、齒部23的圓周方向與徑方向的尺寸比例、齒部23與芯背部22的徑方向的尺寸比例等,也可因應於期望的積層鐵芯1的特性來任意地設計。又,在上述之實施形態中,雖然作為積層鐵芯1,以定子鐵芯21為例來作說明,但積層鐵芯1亦可為轉子鐵芯,且可以同樣地適用本發明。 產業上之可利用性
根據本揭示,可以提供一種既確保必要的固定力,並且由接著所形成之磁特性的劣化可受到抑制之積層鐵芯、旋轉電機、加壓治具、及積層鐵芯的製造方法。據此,產業上的可利用性大。
1:積層鐵芯 10:電磁鋼板 11:第1區域 12:第2區域 16:外周緣 21:定子鐵芯 22:芯背部 23:齒部 30:轉子 31:轉子鐵芯 32:永久磁鐵 41:接著部 41A,41A1~41A5:第1接著部 41Ag:第1接著劑 41B:第2接著部 41Bg:第2接著劑 60:旋轉軸 100:加壓治具 101:推壓部 110:第1構件 111:推壓面 111A:第1推壓部 111B:第2推壓部 112:錐形部 120:第2構件 200:旋轉電機 F:箭頭 H:凹凸的差 O:中心軸線 P:鐵芯部分 S:製造方法 S1:特定步驟 S2:決定步驟 S3:製造步驟
圖1是顯示本揭示的一實施形態之積層鐵芯的剖面圖。 圖2是顯示使用了本揭示的一實施形態之加壓治具之使用例的剖面圖。 圖3是顯示本揭示的一實施形態之積層鐵芯的製造方法的流程圖。 圖4是顯示以電磁場解析所求出之鐵損分布的圖。 圖5是顯示鐵損分布與第1接著部41A1的對應關係的圖。 圖6是顯示鐵損分布與第1接著部41A2的對應關係的圖。 圖7是顯示鐵損分布與第1接著部41A3的對應關係的圖。 圖8是顯示鐵損分布與第1接著部41A4的對應關係的圖。 圖9是顯示鐵損分布與第1接著部41A5的對應關係的圖。
1:積層鐵芯
10:電磁鋼板
11:第1區域
12:第2區域
16:外周緣
21:定子鐵芯
22:芯背部
23:齒部
30:轉子
31:轉子鐵芯
32:永久磁鐵
41:接著部
41A:第1接著部
41Ag:第1接著劑
41B:第2接著部
41Bg:第2接著劑
60:旋轉軸
200:旋轉電機
O:中心軸線

Claims (9)

  1. 一種積層鐵芯,具備: 積層之複數個電磁鋼板;及 接著部,設置在於積層方向上相鄰之前述電磁鋼板彼此之間,且分別將前述電磁鋼板彼此接著, 前述接著部具有: 第1接著部,設置於前述電磁鋼板的第1區域;及 第2接著部,設置於與前述第1區域不同之第2區域, 殘留於設置有前述第1接著部之前述第1區域之壓縮應力比殘留於設置有前述第2接著部之前述第2區域之壓縮應力更大。
  2. 如請求項1之積層鐵芯,其中前述第1接著部的接著強度比前述第2接著部的接著強度更大。
  3. 如請求項1之積層鐵芯,其中前述積層鐵芯為定子鐵芯, 前述第1接著部是在前述定子鐵芯的芯背部的外周側呈環狀地設置。
  4. 如請求項3之積層鐵芯,其中前述第1接著部是在自前述電磁鋼板的外周緣起前述電磁鋼板的半徑的0%以上且16%以內。
  5. 如請求項3之積層鐵芯,其中由前述第1接著部形成之前述電磁鋼板的接著面積率為9%以上且60%以下。
  6. 一種旋轉電機,具備如請求項1至5中任一項之積層鐵芯即定子鐵芯或轉子鐵芯。
  7. 一種加壓治具,使用於具有第1接著部與第2接著部之積層鐵芯的製造, 前述加壓治具具備推壓前述第1接著部與前述第2接著部之推壓面, 前述推壓面是對應於前述第1接著部之第1推壓部會比對應於前述第2接著部之第2推壓部更突出。
  8. 一種積層鐵芯的製造方法,是請求項1至5中任一項之積層鐵芯的製造方法,具備以下步驟: 特定步驟,依據對前述積層鐵芯的磁特性的影響的分析結果,特定出在構成前述積層鐵芯之電磁鋼板上設置有第1接著部時的對前述磁特性的貢獻相對較小之區域;及 決定步驟,決定出為在前述特定步驟所特定出之前述電磁鋼板上的區域的至少一部分且設置前述第1接著部之位置。
  9. 如請求項8之積層鐵芯的製造方法,其更具備製造步驟,前述製造步驟是依照前述決定步驟的決定,來製造前述積層鐵芯。
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