(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、積層コア構成部材を適切かつ容易に接合することができる積層コアの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の積層コアの製造方法は、複数の電磁鋼板１０を積層用接着剤１１により積層接着してブロック状の積層コア構成部材Ｃを成形し、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａを接合用接着剤１２により互いに接合するものであって、積層された電磁鋼板１０間の接合端面Ｃａとなる側縁近傍のみに積層用接着剤１１が存在しない非積層接着領域Ｎを有する積層コア構成部材Ｃを成形する第１工程と、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａに接合用接着剤１２を塗布して、非積層接着領域Ｎ内へ接合用接着剤１２を積層用接着剤１１との間に間隙１５を形成する状態で流動させて、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａを互いに接合する第２工程と、を含む。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁鋼板を積層用接着剤により積層接着して積層コア構成部材を成形し、各積層コア構成部材の接合端面を接合用接着剤により互いに接合する積層コアの製造方法であって、
積層された電磁鋼板間の接合端面近傍のみに積層用接着剤が存在しない非積層接着領域が形成された積層コア構成部材を成形し、
積層コア構成部材の接合端面に接合用接着剤を塗布して、前記非積層接着領域内へ接合用接着剤を積層用接着剤との間に間隙を形成する状態で流動させて、積層コア構成部材の接合端面を互いに接合することを特徴とする積層コアの製造方法。
【請求項２】
複数の電磁鋼板が積層用接着剤により接着積層された積層コア構成部材の接合端面を接合用接着剤により互いに接合してなる積層コアであって、
積層コア構成部材は、その接合端面近傍のみにおける電磁鋼板間に積層用接着剤が存在しない非積層接着領域を形成されており、
積層コア構成部材の接合端面に塗布されて前記非積層接着領域に流動した接合用接着剤と、電磁鋼板間の積層用接着剤との間に間隙が形成されていることを特徴とする積層コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層コアの製造方法および積層コアに関し、特に、複数の電磁鋼板を積層用接着剤により積層接着して積層コア構成部材を成形し、各積層コア構成部材の接合端面を接合用接着剤により互いに接合する積層コアの製造方法、および、
複数の電磁鋼板が積層用接着剤により接着積層された積層コア構成部材の接合端面を接合用接着剤により互いに接合してなる積層コアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、リアクトルなどのコイルには、例えば、特許文献１などに開示されているように、複数の薄い電磁鋼板を積層して積層コア構成部材を成形し、この積層コア構成部材と他の積層コア構成部材とを接合することにより構成された積層コアが使用されている。このような積層コアは、予め巻装された巻線を所定の積層コア構成部材に挿入し、かかる積層コア構成部材を他の積層コア構成部材と接合することにより、コイルを構成する。図３に示すように、積層コア構成部材Ｃは一般に、所謂Ｃ形やＩ形、あるいはＥ形やＵ形など、コイルの形状や構成に応じて所定の形状に成形されて、積層用接着剤にどぶ漬けするなどして電磁鋼板間に積層用接着剤を含浸させることによりブロック状に積層接着されており、互いの接合端面Ｃａ、Ｃａの間にセラミックなどのギャップスペーサＧを介装して、または、互いの接合端面Ｃａ、Ｃａを直接、接合用接着剤１２により接合される。そして、従来の積層コアは、図４に示すように、電磁鋼板１０と積層用接着剤１１の双方の端面が積層コア構成部材Ｃ’の接合端面Ｃａ’を構成している。
【０００３】
特許文献１には、ワニス（積層用接着剤）含浸された積層鋼板の突き当て面（接合端面）に含浸ワニス（積層用接着剤）が付着していると、固定用接着剤（接合用接着剤）による接着強度が低くなるため、各積層鋼板の突き当て面に付着しているワニスを除去し、積層鋼板の突き当て面間又は積層鋼板とギャップスペーサとの間に固定用接着剤を充填して硬化させることが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７２１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示したように、電磁鋼板１０と積層用接着剤１１の双方の端面が接合端面Ｃａ’を構成する従来の積層コア構成部材Ｃ’にあっては、電磁鋼板１０を積層接着するための積層用接着剤１１が硬化するときに収縮したりあるいは流動することによって、また、電磁鋼板１０の成形精度の誤差や積層するときのズレなどによって、成形された積層コア構成部材Ｃ’の接合端面が平坦ではない。そのため、積層コア構成部材Ｃ’、Ｃ’を互いに接合すべく接合用接着剤１２を塗布すると、積層コア構成部材Ｃ’の接合端面Ｃａ’の凹部となった部分などにエア溜り（ボイド）Ｖができて、充分な接着力を得ることができないという問題があった。そして、特に接合用接着剤１２が加熱することにより硬化させるものである場合に加熱によってボイドＶが膨張して割れが発生し、接合用接着剤１２自体の強度が低下するなどの問題があった。さらに、従来の技術では、このボイドＶの発生を回避するために、積層コア構成部材Ｃ’の接合を真空雰囲気下で行う必要があり、手間や設備コストがかかり効率を向上させることが困難であるという問題もあった。
【０００６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、積層コア構成部材を適切かつ容易に接合することができる積層コアの製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡単な構成で、積層コア構成部材を適切かつ容易に接合することができる構造の積層コアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の積層コアの製造方法に係る発明は、上記目的を達成するため、複数の電磁鋼板を積層用接着剤により積層接着して積層コア構成部材を成形し、各積層コア構成部材の接合端面を接合用接着剤により互いに接合する積層コアの製造方法であって、積層された電磁鋼板間の接合端面近傍のみに積層用接着剤が存在しない非積層接着領域が形成された積層コア構成部材を成形し、積層コア構成部材の接合端面に接合用接着剤を塗布して、前記非積層接着領域内へ接合用接着剤を積層用接着剤との間に間隙を形成する状態で流動させて、積層コア構成部材の接合端面を互いに接合することを特徴とするものである。
また、請求項２の積層コアに係る発明は、上記目的を達成するため、複数の電磁鋼板が積層用接着剤により接着積層された積層コア構成部材の接合端面を接合用接着剤により互いに接合してなる積層コアであって、積層コア構成部材は、その接合端面近傍のみにおける電磁鋼板間に積層用接着剤が存在しない非積層接着領域を形成されており、積層コア構成部材の接合端面に塗布されて前記非積層接着領域に流動した接合用接着剤と、電磁鋼板間の積層用接着剤との間に間隙が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明では、各電磁鋼板の接合端面となる側縁近傍を除いて積層用接着剤を塗布するなどにより、積層コア構成部材の電磁鋼板間における接合端面近傍のみに積層用接着剤が存在しない非積層接着領域を形成し、かかる非積層接着領域以外の領域を全面にわたって積層用接着剤により積層接着する。そして、積層コア構成部材の接合端面に接合用接着剤を塗布して、電磁鋼板間における非積層接着領域内へ、積層用接着剤との間に、少なくとも積層コア構成部材の側部に開放する間隙を形成する状態で流動させる。そのため、積層コア構成部材の接合端面が凹凸であっても、積層用接着剤との間に形成された間隙からガスが抜けるため、エア溜りが生じることがなく、積層コア構成部材の互いの接合端面が適切かつ容易に接合される。
請求項２の発明では、積層コア構成部材の接合端面近傍のみにおける電磁鋼板間に形成された非積層接着領域内へ流動した接合用接着剤と、電磁鋼板間の積層用接着剤との間に間隙が形成されていることから、積層コア構成部材の接合端面が凹凸であっても、積層用接着剤との間に形成された間隙からガスが抜けた状態であるため、エア溜りが生じることがなく、積層コア構成部材の互いの接合端面を適切かつ容易に接合された構造となる。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、積層された電磁鋼板間の接合端面近傍のみに積層用接着剤が存在しない非積層接着領域が形成された積層コア構成部材を成形し、積層コア構成部材の接合端面に接合用接着剤を塗布して、電磁鋼板間の積層接着領域内へ接合用接着剤を積層用接着剤との間に間隙を形成する状態で流動させて、積層コア構成部材の接合端面を互いに接合するという簡単な構成で、積層コア構成部材を適切かつ容易に接合することが可能な積層コアの製造方法を提供することができる。
請求項２の発明によれば、積層コア構成部材は、その接合端面近傍のみにおける電磁鋼板間に積層用接着剤が存在しない非積層接着領域を形成されており、積層コア構成部材の接合端面に塗布されて、前記非積層接着領域に流動した接合用接着剤と電磁鋼板間の積層用接着剤との間に間隙が形成されているという簡単な構成で、積層コア構成部材を適切かつ容易に接合することが可能な構造の積層コアを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の一形態を、図１および図２に基づいて詳細に説明する。なお、同一または相当する部分については同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
本発明の積層コアの製造方法は、概略、複数の電磁鋼板１０を積層用接着剤１１により積層接着してブロック状の積層コア構成部材Ｃを成形し、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａを接合用接着剤１２により互いに接合するものであって、積層された電磁鋼板１０間の接合端面Ｃａとなる側縁近傍のみに積層用接着剤１１が存在しない非積層接着領域Ｎを有する積層コア構成部材Ｃを成形する第１工程と、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａに接合用接着剤１２を塗布して、非積層接着領域Ｎ内へ接合用接着剤１２を積層用接着剤１１との間に間隙１５を形成する状態で流動させて、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａを互いに接合する第２工程と、を含む。
また、本発明の積層コアは、概略、複数の電磁鋼板１０が積層用接着剤１１により接着積層された積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａを接合用接着剤１２により互いに接合してなるものであって、積層コア構成部材Ｃは、その接合端面Ｃａ近傍における電磁鋼板１０間に積層用接着剤１１が存在しない非積層接着領域Ｎが形成され、この非積層接着領域Ｎ以外の領域Ｍが全面にわたって積層用接着剤１１によって積層接着されており、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａに塗布されて非積層接着領域Ｎに流動した接合用接着剤１２と、電磁鋼板１０間の積層用接着剤１１との間に間隙１５が形成されている。
【００１１】
積層コアを製造するにあたり、第１工程では、成形する積層コアの形状に応じた形状の各電磁鋼板１０を打ち抜きプレスなどにより複数成形し、各電磁鋼板１０の少なくとも一方の面に、積層接着されて積層コア構成部材Ｃに成形されたときの接合端部Ｃａとなる端縁から所定の長さの範囲（非積層接着領域Ｎ）を除いた主領域Ｍの全面に積層用接着剤１１を塗布する。このように、主領域Ｍにのみ積層用接着剤１１を塗布するために、積層用接着剤１１を印刷により塗布したり、非積層接着領域Ｎにマスキングを施して電磁鋼板１０の全面にわたって積層用接着剤１１を塗布した後にマスキングを取り除くことなどにより実施することができる。図１に示した実施の形態では、積層コア構成部材Ｃの対向する両端面にそれぞれ他の積層コア構成部材Ｃが接合されるため、各電磁鋼板１０は矩形に成形され、両端縁から例えば２〜３mmの長さで非積層接着領域Ｎが形成され、主領域Ｍの全幅Ｗにわたって積層用接着剤１１が塗布されている。積層用接着剤１１としては、例えばアクリル系のものを採用することができる。電磁鋼板１０の厚さや積層する枚数、電磁鋼板１０を積層する方向、電磁鋼板１０に塗布する積層用接着剤１１の厚さなどは、成形する積層コア構成部材Ｃの断面の大きさに応じて設定することができる。また、各電磁鋼板１０に非積層接着領域Ｎを形成する端縁の位置は、その積層コア構成部材Ｃを他の積層コア構成部材Ｃと接合され接合端面Ｃａの位置と対応して設定される。
【００１２】
このように構成された各電磁鋼板１０は、重合されて隣接する電磁鋼板１０の主領域Ｍのみが全面にわたって積層用接着剤１０により互いに積層接着されて、ブロック状の積層コア構成部材Ｃが成形されることとなる。そして、積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａを構成する各電磁鋼板１０の端縁近傍の非積層接着領域Ｎは、積層用接着剤１０が塗布されておらず、主領域Ｍに積層用接着剤１１が塗布されているために、互いに隣接する電磁鋼板１０、１０が離間した状態となっている。なお、本発明は、各電磁鋼板１０の主領域Ｍのみに積層用接着剤１１を塗布することに限定されることなく、電磁鋼板１０の全面にわたって積層用接着剤１１を塗布した後に、非積層接着領域Ｎに塗布された積層用接着材１１を取り除いてもよい。各電磁鋼板１０に塗布された積層用接着剤１１が固化することにより収縮したり流動した場合であっても、後述するように間隙１５を形成することから、積層用接着剤１１が塗布された主領域Ｍの面積（積層用接着剤１１の端部の位置）の変化を許容することができる。
【００１３】
次いで、第２工程では、図２に示すように、成形されたブロック状の積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａに接合用接着剤１２を塗布して、必要に応じて予め巻回されたコイルを装着し、他の積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａと接合する。接合用接着剤１２は、例えばエポキシ系のものを使用することができる。積層コア構成部材Ｃの非積層接着領域Ｎにおいて、互いに隣接する電磁鋼板１０、１０が離間していることにより毛細管現象が働くため、接合端面Ｃａに塗布された接合用接着剤１２は、非積層接着領域Ｎ内に流入することとなる。接合用接着剤１２の非積層接着領域Ｎ内への流入は、主領域Ｍに塗布された積層用接着剤１１に達することがない程度であって、少なくとも積層コア構成部材Ｃの幅方向Ｗの側部に開放する間隙１５を積層用接着剤１１との間で形成するよう設定されている。このような接合用接着剤１２の非積層接着領域Ｎ内への流入量の制御は、非積層接着領域Ｎにおける各電磁鋼板１０の離間間隔や、接合用接着剤１２の粘度、あるいは、積層コア構成部材Ｃの非積層接着領域Ｎの範囲の長さを適切に設定することなどにより達成することができる。接合端面Ｃａに塗布された接合用接着剤１２が非積層接着領域Ｎ内に流入するとき、接合端面Ｃａが凹凸であっても、接合用接着剤１２が積層用接着剤１１との間であって積層コア構成部材Ｃの幅方向側Ｗの側部に開放するよう形成された間隙１５が通路として機能するため、かかる間隙１５から空気やガスを排出させるように押し出しながら非積層接着領域Ｎに流入することから、図４に示したようなエア溜りＶが形成されることはない。また、積層された電磁鋼板１０間の接合端面Ｃａとなる側縁近傍に非積層接着領域Ｎを形成するため、接合端面Ｃａに積層用接着剤１１が付着することがなく、したがって、上述した特許文献１のように接合端面Ｃａから積層用接着剤１１を除去する必要がない。そのため、従来の技術のように真空雰囲気下で積層コア構成部材Ｃを互いに接合する必要はなく、容易に積層コア構成部材Ｃの互いの接合端面Ｃａを強固に接合することができ、また、接合用接着剤１２自体の強度も向上させることができる。
【００１４】
このように構成された積層コアは、接合端面Ｃａに塗布され非積層接着領域Ｎに流入した接合用接着剤１２と、電磁鋼板１０間に非積層接着領域Ｎを形成する積層用接着剤１１との間に間隙１５が形成されており、しかも、この間隙１５が少なくとも積層コア構成部材Ｃの幅方向側部に開放するように形成されている。そのため、積層用接着剤１１が硬化するときに収縮したりあるいは流動し、あるいは、電磁鋼板１０の成形精度の誤差や積層するときのズレが生じることなどによって、成形された積層コア構成部材Ｃの接合端面Ｃａが平坦ではない場合であっても、接合用接着剤１２と接合端面Ｃａとの間にエア溜りＶ（図４を参照）が形成されることがないことから、積層コア構成部材Ｃの互いの接合端面Ｃａの接合強度が向上し、また、接合用接着剤１２自体の強度も向上している。
【００１５】
ここで、接合用接着剤１２のボイド率（％）と寿命試験を行った後の振動レベル（Ｇ）との関係を図５に基いて説明する。接合用接着剤１２のボイド率は、接合用接着剤１２の断面において、単位面積あたりのボイドＶが占める面積の割合を意味する。すなわち、ボイド率が高いほど、単位面積あたりのボイドＶの占める面積が多いことになる。また、振動レベルは、寿命試験として、積層コアを低温条件（例えば‐３０〜‐４０℃）下と高温条件（例えば１００℃）下に繰返し交互に所定回数置いた後に、コイルに通電した際に積層コアの電磁鋼板１０間の磁束吸引力により発生する振動の大きさを測定したものである。すなわち、発生する振動レベルが大きいほど、接合用接着剤１２により接合された積層コア構成部材Ｃに発生する振動が大きくなり、騒音の原因となるなど、接合用接着剤１２による積層コア構成部材Ｃの接合に問題があることになる。そして、図５から明らかなように、ボイド率と寿命試験を行った後の振動レベルとは比例する（相関関係がある）。すなわち、ボイド率が高いほど、寿命試験を行った後の振動レベルも高くなる。
【００１６】
図６は、従来の技術と本発明とのボイド率を示したグラフである。電磁鋼板１０の全面にわたって積層用接着剤１１を塗布していた従来の技術のボイド率が約１３．５％であるのに比べて、主領域Ｍのみに積層用接着剤１１を塗布して非積層接着領域Ｎを形成する本発明のボイド率が約４．０％であり、明らかにボイド率が低下している。したがって、本発明によれば、寿命試験を行った後の振動レベルも低くなることから、接合用接着剤１２により積層コア構成部材Ｃが互いに良好に接合されているということができる。
【００１７】
なお、各電磁鋼板１０に非積層接着領域Ｎを形成するために、図７に示したように、積層用接着剤１１を部分的（４箇所）に塗布して中心部を接着しないように構成することが考えられる。しかしながら、コイルに通電した際に、上述したように積層コアの電磁鋼板１０間の磁束吸引力により発生し騒音の原因となる振動レベルは、主領域Ｍのみに全面にわたって積層用接着剤１１を塗布して中心部を接着する本発明が１（Ｇ）より大きく下回っており安定しているのに対して、図７に示したように、積層用接着剤１１を部分的に塗布して中心部を接着しないように構成した場合には、２〜３（Ｇ）と高くなっている。したがって、主領域Ｍのみに全面にわたって積層用接着剤１１を塗布して中心部を接着することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明により成形された積層コア構成部材の実施の一形態を説明するために示した斜視図である。
【図２】本発明により積層コア構成部材の互いの接合端面が接合用接着剤によって接合された積層コアを説明するために示した部分断面図である。
【図３】複数の積層コア構成部材を接合することにより構成された積層コアの一実施の形態を示す平面図である。
【図４】従来の技術により積層コア構成部材の互いの接合端面が接合用接着剤によって接合されてボイドが発生した積層コアを説明するために示した部分断面図である。
【図５】ボイド率と寿命試験後の振動レベルとの相関関係を説明するために示したグラフである。
【図６】従来の技術と本発明でのボイド率を比較するために示したグラフである。
【図７】各電磁鋼板に非積層接着領域を形成するために、積層用接着剤を部分的に塗布して中心部を接着しないように構成した場合を説明するために示した斜視図である。
【図８】各電磁鋼板の中心部を接着する本発明と、図７に示した積層用接着剤を部分的に塗布して中心部を未接着とした場合との振動レベルを比較するために示したグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１０：電磁鋼板、  １１：積層用接着剤、  １２：接合用接着剤、  １５：間隙、  Ｃ：積層コア構成部材、  Ｃａ：接合端面、  Ｎ：非積層接着領域、  Ｍ：主領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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