(57)【要約】【課題】簡潔な構成を有し、軟磁性薄帯の損傷を防止しつつ、軟磁性薄帯の占有率を向上させることが可能な、軟磁性薄帯の積層体を提供する。【解決手段】第１軟磁性薄帯を積層させた積層部２と、その積層部２の第１軟磁性薄帯の積層方向両端に設けられた補強部３と、を備える積層体１。補強部３は、第１軟磁性薄帯の積層方向に積層された第２軟磁性薄帯と、その第２軟磁性薄帯の全体を被覆するとともに互いに隣接する第２軟磁性薄帯の間に含浸された硬化性樹脂３２と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軟磁性薄帯を積層させた積層部と、
前記積層部の前記第１軟磁性薄帯の積層方向両端に設けられた補強部と、を備え、
前記補強部は、前記第１軟磁性薄帯の積層方向に積層された第２軟磁性薄帯と、該第２軟磁性薄帯の全体を被覆するとともに互いに隣接する前記第２軟磁性薄帯の間に含浸された硬化性樹脂と、を有することを特徴とする軟磁性薄帯の積層体。
【請求項２】
前記第１軟磁性薄帯と前記第２軟磁性薄帯は、同一の軟磁性薄帯であることを特徴とする請求項１に記載の軟磁性薄帯の積層体。
【請求項３】
前記積層部は、互いに隣接する前記第１軟磁性薄帯の間に絶縁被膜を有し、前記積層方向の両端の前記第１軟磁性薄帯が前記補強部の前記硬化性樹脂に面していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軟磁性薄帯の積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、軟磁性薄帯の積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から軟磁性薄帯を積層した磁性板の積層体およびその磁性板の積層体を固定子として用いたモータに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。特許文献１に記載された発明は、剛性確保や、締結固定時の磁気特性の安定化を可能とする磁性板の積層体を提供することを目的としている。
【０００３】
上記目的を達成するために、特許文献１に記載された発明に係る磁性板の積層体は、積層部と、第１および第２の金属板と、締結機構と、を有する（同文献、請求項１等を参照）。積層部は、積層された複数の軟磁性薄帯からなる。第１および第２の金属板は、積層部の積層方向の上面および下面から積層部を挟む。締結機構は、第１および第２の金属板と積層部とを貫き、第１および第２の金属板によって積層部を締結する。
【０００４】
この構成により、剛性が高い金属板で軟磁性薄帯の積層部全体を積層方向について拘束することができる。これにより、積層体の剛性を確保し、また積層体を表面全体で押さえ込むことになるので、積層部内の軟磁性薄帯のたわみも防ぎ、磁気特性を安定化させることができる（同文献、第００１０段落を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１４３２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の磁性板の積層体は、軟磁性薄帯の積層体からなる積層部とこの積層部を上面および下面から挟む金属板との間に絶縁部材を配置することが必要になる。また、積層部を構成する積層された軟磁性薄帯と軟磁性薄帯との間にも絶縁部材が必要になる。そのため、前記従来の磁性板の積層体は、構成が複雑になるという課題がある。
【０００７】
また、前記従来の磁性板の積層体は、前述のように積層部の積層方向の上面および下面から積層部を挟む第１および第２の金属板を有している。そのため、この積層体をモータの固定子として用いる場合、固定子のスロットに巻線を挿入して曲げる工程において、剛性が低い軟磁性薄帯の積層部を第１および第２の金属板によって保護し、巻線の曲げによる積層部の損傷を防止することができる。
【０００８】
その反面、前記従来の磁性板の積層体は、積層部の積層方向の上面および下面から積層部を挟む第１および第２の金属板を有することで、積層体における軟磁性薄帯の体積分率である占有率が低下するおそれがある。積層体において軟磁性薄帯の占有率が低下すると、金属板の鉄損比率が大きくなる。その結果、積層体としての鉄損が大きくなり、モータの効率が低下するおそれがある。
【０００９】
本開示は、簡潔な構成を有し、軟磁性薄帯の積層部の損傷を防止しつつ、軟磁性薄帯の占有率を向上させることが可能な、軟磁性薄帯の積層体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様は、第１軟磁性薄帯を積層させた積層部と、前記積層部の前記第１軟磁性薄帯の積層方向両端に設けられた補強部と、を備え、前記補強部は、前記第１軟磁性薄帯の積層方向に積層された第２軟磁性薄帯と、該第２軟磁性薄帯の全体を被覆するとともに互いに隣接する前記第２軟磁性薄帯の間に含浸された硬化性樹脂と、を有することを特徴とする軟磁性薄帯の積層体である。
【００１１】
上記態様によれば、補強部を構成する積層された第２軟磁性薄帯の全体が硬化性樹脂によって被覆されているので、積層部を構成する第１軟磁性薄帯と、補強部を構成する第２軟磁性薄帯との間を硬化性樹脂によって絶縁することができる。したがって、補強部と積層部との間に絶縁部材を配置する必要がなく、積層体の構成を簡潔にすることができる。
【００１２】
また、補強部を構成する積層された第２軟磁性薄帯は、積層方向に互いに隣接する第２軟磁性薄帯の間に硬化性樹脂が含浸され、これら互いに隣接する第２軟磁性薄帯の間が硬化性樹脂によって絶縁される。したがって、補強部を構成する積層された複数の第２軟磁性薄帯同士の間に絶縁部材を配置する必要がなく、積層体の構成を簡潔にすることができる。
【００１３】
また、補強部は、積層された第２軟磁性薄帯の全体が硬化性樹脂によって被覆され、積層された第２軟磁性薄帯の互いに隣接する第２軟磁性薄帯の間に硬化性樹脂が含浸されている。これにより、補強部は、積層された複数の第２軟磁性薄帯が硬化性樹脂によって一体化され、剛性が極めて低い第２軟磁性薄帯を積層させただけでは得られない高い剛性を、硬化性樹脂の剛性によって得ることができる。
【００１４】
したがって、上記態様の積層体をモータの固定子、すなわち、積層コアとして用いる場合、積層コアのスロットに巻線を挿入して曲げる工程において、剛性が低い第１軟磁性薄帯の積層部を、補強部によって保護し、巻線の曲げによる積層部の損傷を防止することができる。さらに、補強部は、積層された第２軟磁性薄帯によって構成されているため、金属板を使用する場合と比較して、積層体における軟磁性薄帯の体積分率である占有率を向上させることができる。これにより、積層体としての鉄損が小さくなり、モータの効率を向上させることができる。
【００１５】
また、上記態様の軟磁性薄帯の積層体において、前記第１軟磁性薄帯と前記第２軟磁性薄帯は、同一の軟磁性薄帯であってもよい。これにより、第１軟磁性薄帯と第２軟磁性薄帯に異なる構成の軟磁性薄帯を使用する場合と比較して、積層体の製造コストを低減することが可能になる。
【００１６】
また、上記態様の軟磁性薄帯の積層体において、前記積層部は、互いに隣接する前記第１軟磁性薄帯の間に絶縁被膜を有し、前記積層方向の両端の前記第１軟磁性薄帯が前記補強部の前記硬化性樹脂に面していてもよい。これにより、積層部の互いに隣接する第１軟磁性薄帯の間を絶縁被膜によって絶縁することができる。したがって、積層体をモータの固定子、すなわち積層コアとして用いる場合に、隣接する第１軟磁性薄帯の間の層間抵抗を上昇させて渦電流による損失を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００１７】
さらに、この態様の積層体は、積層部において積層された第１軟磁性薄帯のうち、積層方向の両端の第１軟磁性薄帯が、補強部の硬化性樹脂に面している。すなわち、積層体は、積層部の両端の第１軟磁性薄帯と、補強部の第２軟磁性薄帯との間が、補強部の第２軟磁性薄帯を被覆する硬化性樹脂によって絶縁される。これにより、補強部と積層部との間の絶縁被膜を省略することができ、積層部の両側に絶縁部材を介して金属板を配置する場合と比較して、積層体の構成を簡潔にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、簡潔な構成を有し、軟磁性薄帯の積層部の損傷を防止しつつ、軟磁性薄帯の占有率を向上させることが可能な、軟磁性薄帯の積層体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の一実施形態に係る軟磁性薄帯の積層体の模式的な斜視図。
【図２】図１に示す積層体の積層部と補強部との境界面近傍の模式的な拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本開示に係る軟磁性薄帯の積層体の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本開示の一実施形態に係る軟磁性薄帯の積層体１の模式的な斜視図である。図２は、図１に示す軟磁性薄帯の積層体１の積層部２と補強部３との境界面近傍の模式的な拡大断面図である。なお、図２は、図１に示す二点鎖線で囲まれた積層部２と補強部３との境界面近傍の領域IIに対応する部分の模式的な拡大断面図である。
【００２２】
本実施形態の積層体１は、第１軟磁性薄帯２１を積層させた積層部２と、この積層部２の第１軟磁性薄帯２１の積層方向両端に設けられた補強部３と、を備えている。補強部３は、第１軟磁性薄帯２１の積層方向に積層された第２軟磁性薄帯３１と、この第２軟磁性薄帯３１の全体を被覆するとともに互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間に含浸された硬化性樹脂３２と、を有する。
【００２３】
第１軟磁性薄帯２１および第２軟磁性薄帯３１は、たとえば、軟磁性に優れたナノ結晶合金の薄帯である。第１軟磁性薄帯２１および第２軟磁性薄帯３１としては、たとえば、単ロール法により製作した合金の薄帯を熱処理して、ナノ結晶磁性合金の薄帯としたものを使用することができる。第１軟磁性薄帯２１および第２軟磁性薄帯３１の厚さは、たとえば、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以下である。
【００２４】
第１軟磁性薄帯２１と第２軟磁性薄帯３１は、たとえば、同一の素材からなる同一の寸法、形状および特性の軟磁性薄帯、すなわち、同一の軟磁性薄帯であってもよい。
【００２５】
積層部２は、たとえば、互いに隣接する第１軟磁性薄帯２１の間に絶縁被膜２２を有している。なお、積層部２において、第１軟磁性薄帯２１の積層方向の両端の第１軟磁性薄帯２１は、補強部３の硬化性樹脂３２に面している。すなわち、本実施形態の積層体１は、積層部２と補強部３との間に、絶縁被膜２２を有しない。なお、積層部２における第１軟磁性薄帯２１の積層方向の両端の第１軟磁性薄帯２１と、補強部３を構成する第２軟磁性薄帯３１との間は、補強部３を構成する硬化性樹脂３２によって絶縁されている。
【００２６】
積層部２は、たとえば、一方の面に絶縁性を有する無機性または無機＋有機性成分が塗布された第１軟磁性薄帯２１を加熱して、所定の形状に打ち抜かれた複数の第１軟磁性薄帯２１を積層させることによって製造することができる。これにより、互いに隣接する第１軟磁性薄帯２１の間に絶縁被膜２２を有し、積層方向の両端部の第１軟磁性薄帯２１が露出された積層部２を製作することができる。なお、積層部２の製造方法は、特に限定されない。
【００２７】
補強部３は、たとえば、所定の形状に打ち抜かれた複数の第２軟磁性薄帯３１を積層させて硬化前の硬化性樹脂に浸漬させ、その後、硬化性樹脂を硬化させることによって製造することができる。これにより、互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間に硬化性樹脂３２が含浸され、積層された第２軟磁性薄帯３１の全体が硬化性樹脂に被覆された補強部３を製作することができる。なお、補強部３の製造方法は、特に限定されない。
【００２８】
補強部３を構成する硬化性樹脂３２は、特に限定されない。たとえば、積層体１をモータの固定子として用いる場合、硬化性樹脂３２は、積層コアである積層体１のスロット１１に巻線を挿入して巻線Ｃを挿入して曲げる工程において、補強部３の損傷を十分に防止できる程度の剛性を有し、かつ、補強部３を構成する第２軟磁性薄帯３１間の絶縁を十分に確保できる絶縁性を有する硬化性樹脂を用いることができる。第２軟磁性薄帯３１の積層方向における補強部３の厚さは、たとえば、第２軟磁性薄帯３１の厚さの１０倍程度であり、補強部３に必要な剛性を確保できる範囲で、可能な限り薄くすることができる。
【００２９】
以下、本実施形態の積層体１の作用を、従来の磁性板の積層体との対比に基づいて説明する。
【００３０】
前記特許文献１に記載された従来の磁性板の積層体は、前述のように、積層部と、第１および第２の金属板と、締結機構と、を有している。積層部は、積層された複数の軟磁性薄帯からなり、第１および第２の金属板は、積層部の積層方向の上面および下面から積層部を挟んでいる。締結機構は、第１および第２の金属板と積層部とを貫き、第１および第２の金属板によって積層部を締結している。
【００３１】
このような構成の従来の積層体は、軟磁性薄帯の積層体からなる積層部とこの積層部を上面および下面から挟む金属板との間に絶縁部材を配置することが必要になる。また、積層部を構成する積層された軟磁性薄帯と軟磁性薄帯との間にも絶縁部材が必要になる。したがって、積層体の構成が複雑になる。
【００３２】
また、上記従来の磁性板の積層体は、前述のように、積層部の積層方向の上面および下面から積層部を挟む第１および第２の金属板を有している。そのため、この積層体をモータの固定子として用いる場合、固定子のスロットに巻線を挿入して曲げる工程において、剛性が低い軟磁性薄帯の積層部を第１および第２の金属板によって保護し、巻線の曲げによる積層部の損傷を防止することができる。
【００３３】
しかしながら、上記従来の磁性板の積層体は、積層部の積層方向の上面および下面から積層部を挟む第１および第２の金属板を有することで、軟磁性薄帯の体積分率である占有率が低下するおそれがある。一般に、金属板（電磁鋼鈑）の損失は、軟磁性薄帯の５倍から１０倍程度であるため、金属板を用いると、損失が増大する。その結果、積層体としての鉄損が大きくなり、モータの効率が低下するおそれがある。
【００３４】
これに対し、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１は、前述のように、第１軟磁性薄帯２１を積層させた積層部２と、この積層部２の第１軟磁性薄帯２１の積層方向両端に設けられた補強部３と、を備えている。そして、補強部３は、第１軟磁性薄帯２１の積層方向に積層された第２軟磁性薄帯３１と、この第２軟磁性薄帯３１の全体を被覆するとともに互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間に含浸された硬化性樹脂３２と、を有している。
【００３５】
このように、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１は、補強部３を構成する積層された第２軟磁性薄帯３１の全体が硬化性樹脂３２によって被覆されているので、積層部２を構成する第１軟磁性薄帯２１と、補強部３を構成する第２軟磁性薄帯３１との間を硬化性樹脂３２によって絶縁することができる。したがって、補強部３と積層部２との間に絶縁部材を配置する必要がなく、積層体１の構成を簡潔にすることができる。
【００３６】
また、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１において、補強部３を構成する積層された第２軟磁性薄帯３１は、積層方向に互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間に硬化性樹脂３２が含浸されている。これにより、互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間が硬化性樹脂３２によって絶縁される。したがって、補強部３を構成する積層された複数の第２軟磁性薄帯３１同士の間に絶縁部材を配置する必要がなく、積層体１の構成を簡潔にすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１において、補強部３は、積層された第２軟磁性薄帯３１の全体が硬化性樹脂３２によって被覆され、積層された第２軟磁性薄帯３１の互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間に硬化性樹脂が含浸されている。これにより、補強部３は、積層された複数の第２軟磁性薄帯３１が硬化性樹脂３２によって一体化され、剛性が極めて低い第２軟磁性薄帯３１を積層させただけでは得られない高い剛性を、硬化性樹脂３２の剛性によって得ることができる。
【００３８】
したがって、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１をモータの固定子、すなわち、積層コアとして用いる場合、積層コアのスロット１１に巻線Ｃを挿入して曲げる工程において、剛性が低い第１軟磁性薄帯２１の積層部２を、補強部３によって保護し、巻線Ｃの曲げによる積層部２の損傷を防止することができる。さらに、補強部３は、積層された第２軟磁性薄帯３１によって構成されているため、金属板を使用する場合と比較して、積層体１における軟磁性薄帯の体積分率である占有率を向上させることができる。これにより、積層体としての鉄損が小さくなり、モータの効率を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１において、積層部２を構成する第１軟磁性薄帯２１と補強部３を構成する第２軟磁性薄帯３１は、同一の軟磁性薄帯であってもよい。これにより、第１軟磁性薄帯２１と第２軟磁性薄帯３１に異なる構成の軟磁性薄帯を使用する場合と比較して、積層体１の製造コストを低減することが可能になる。
【００４０】
また、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１において、積層部２は、前述のように、互いに隣接する第１軟磁性薄帯２１の間に絶縁被膜２２を有し、積層方向の両端の第１軟磁性薄帯２１が補強部３の硬化性樹脂３２に面している。これにより、積層部２の互いに隣接する第１軟磁性薄帯２１の間を絶縁被膜２２によって絶縁することができる。したがって、積層体１をモータの固定子、すなわち積層コアとして用いる場合に、隣接する第１軟磁性薄帯２１の間の層間抵抗を上昇させて渦電流による損失を低減し、モータの効率を向上させることができる。
【００４１】
さらに、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１は、前述のように、積層部２において積層された第１軟磁性薄帯２１のうち、積層方向の両端の第１軟磁性薄帯２１が、補強部３の硬化性樹脂３２に面している。すなわち、積層体１は、積層部２の両端の第１軟磁性薄帯２１と、補強部３の第２軟磁性薄帯３１との間が、補強部３の第２軟磁性薄帯３１を被覆する硬化性樹脂３２によって絶縁される。これにより、補強部３と積層部２との間の絶縁被膜２２を省略することができ、積層部２の両側に絶縁部材を介して金属板を配置する場合と比較して、積層体１の構成を簡潔にすることができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、簡潔な構成を有し、軟磁性薄帯である第１軟磁性薄帯２１および第２軟磁性薄帯３１の損傷を防止しつつ、軟磁性薄帯の占有率を向上させることが可能な、軟磁性薄帯の積層体１を提供することができる。
【００４３】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００４４】
以下、本開示に係る軟磁性薄帯の積層体の実施例と、その比較対象である軟磁性薄帯の積層体の比較例について説明する。
【００４５】
（実施例１）
第１軟磁性薄帯および第２軟磁性薄帯として、厚さが０．０２ｍｍの完全結晶化（１００％）されたナノ結晶軟磁性合金の薄帯を用い、補強部と積層部を備えた積層体からなる固定子（積層コア）を製作した。次に、積層コアのスロットに、インシュレータを介して巻線を挿入し、巻線を曲げる巻線工程を行ってモータを製作した。その結果、補強部によって積層コアの損傷が回避され、従来の磁性板の積層体を固定子として用いたモータと比較して、生産性が向上するとともに低損失化を達成することができた。
【００４６】
（実施例２）
第１軟磁性薄帯および第２軟磁性薄帯として、厚さが０．０２ｍｍの完全結晶化されたナノ結晶軟磁性合金の薄帯を用い、補強部と積層部を備えた積層体からなる固定子（積層コア）を製作した。なお、本実施例では、積層部の一部にも、補強部と同様に、硬化性樹脂を含浸させた。次に、積層コアのスロットに、インシュレータを介して巻線を挿入し、巻線を曲げる巻線工程を行ってモータを製作した。その結果、補強部によって積層コアの損傷が回避され、従来の磁性板の積層体を固定子として用いたモータと比較して、生産性が向上するとともに低損失化を達成することができた。
【００４７】
（比較例１）
実施例１および実施例２と同様に、厚さが０．０２ｍｍの完全結晶化されたナノ結晶軟磁性合金の薄帯を用い、補強部を省略して、積層部のみを備えた積層体からなる固定子（積層コア）を製作した。次に、積層コアのスロットに、インシュレータを介して巻線を挿入し、巻線を曲げる巻線工程を行った。その結果、積層部のみからなる積層コアが損傷し、モータを製作することができなかった。
【００４８】
（比較例２）
実施例１および実施例２と同様に、厚さが０．０２ｍｍの完全結晶化されたナノ結晶軟磁性合金の薄帯を用い、補強部を省略して、積層部を製作した。次に、積層部を硬化性樹脂に浸漬させ、積層された薄帯の間に硬化性樹脂を含浸させるとともに積層された薄帯の全体を硬化性樹脂によって被覆し、その後、硬化性樹脂を硬化させ、樹脂含浸された積層部のみの積層体からなる固定子（積層コア）を製作した。
【００４９】
次に、積層コアのスロットに、インシュレータを介して巻線を挿入し、巻線を曲げる巻線工程を行ってモータを製作した。その結果、積層コアの損傷が回避され、従来の磁性板の積層体を固定子として用いたモータと比較して、生産性が向上するとともに低損失化を達成することができたが、実施例１および実施例２と比較して、ナノ結晶軟磁性合金の薄帯の占有率が低下し、積層コアが大型化した。
【符号の説明】
【００５０】
１    積層体
２    積層部
２２  絶縁被膜
２１  第１軟磁性薄帯
３    補強部
３１  第２軟磁性薄帯
３２  硬化性樹脂
【図１】
2019145704.tif 000003
【図２】
2019145704.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月16日(2019.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、補強部は、積層された第２軟磁性薄帯の全体が硬化性樹脂によって被覆され、積層された第２軟磁性薄帯の互いに隣接する第２軟磁性薄帯の間に硬化性樹脂が含浸されている。これにより、補強部は、積層された複数の第２軟磁性薄帯が硬化性樹脂によって一体化され、剛性が極めて低い第１軟磁性薄帯を積層させただけでは得られない高い剛性を、硬化性樹脂の剛性によって得ることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、本実施形態の軟磁性薄帯の積層体１において、補強部３は、積層された第２軟磁性薄帯３１の全体が硬化性樹脂３２によって被覆され、積層された第２軟磁性薄帯３１の互いに隣接する第２軟磁性薄帯３１の間に硬化性樹脂が含浸されている。これにより、補強部３は、積層された複数の第２軟磁性薄帯３１が硬化性樹脂３２によって一体化され、剛性が極めて低い第１軟磁性薄帯２１を積層させただけでは得られない高い剛性を、硬化性樹脂３２の剛性によって得ることができる。