JP7096016B2 - 電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明では、異なる複数種(2種以上)の電磁鋼板を同一のモータ鉄心内で混合して使用(混合積層)することにより、低鉄損の電磁鋼板のみを使用した場合よりもモータ鉄心全体の鉄損は劣る傾向となる。しかしながら、本発明の発明者らは、混合積層のモータ鉄心の場合、透磁率の高い電磁鋼板の特性が優先的に発現することを確認しており、材料コストを勘案すると、複数種の電磁鋼板を接着積層した電磁鋼板は磁気特性及び材料コストのバランスの上で有利となる。さらに、複数種の電磁鋼板を接着することにより、材料の加工性を大きく改善できる。
加工性が低い電磁鋼板に加工性が高い電磁鋼板が隣接、接着されていることにより電磁鋼板全体での加工性を大きく向上することが可能である。電磁鋼板の加工性の良否は伸びによって評価することが適している場合が多く、伸びが小さい電磁鋼板の加工性改善のためには伸びが大きい電磁鋼板を接着させることが有効である。また、板厚方向にSiの含有量が傾斜分布している電磁鋼板では代表的な硬度を設定することが難しいが、伸びの場合は規定できる。ここでの伸びは、圧延方向及び圧延方向に直交する方向の平均値とするのがよい。用いられる電磁鋼板の伸びが7%を超える場合は単体でも通常加工が可能であるので、本発明を用いる必要がない。また、伸びが7%以下の電磁鋼板に接着させる電磁鋼板の伸びを9%以上とすることにより接着接合された電磁鋼板全体の加工性を改善できる。
打ち抜き加工やカシメ加工による強加工部は母材鋼板のどの部分に対応するかは一般的には製造段階では明らかでない。そのため、積層接着される母材鋼板はできるだけ広い範囲で互いに接着されている必要がある。但し、全領域が完全に接着されていなくても、加工部にある程度近接した部分が固定されていれば相応の効果を発現できる。接触面のうち接着された部分の面積が20%に満たないと隣接した高加工性の電磁鋼板の効果を十分に付与することができないため20%以上の範囲に限定とした。また、実施例1の表2に示す結果より、より望ましくは接着面積率を50%以上とすることが望ましい。
異種の電磁鋼板の接合面の電気的な接触による渦電流の増加を抑制するためには、積層接着される電磁鋼板の接合面となる面の片側又は両側に予め十分な絶縁性を有する絶縁被膜を有することが望ましい。このような絶縁被膜がない場合であっても絶縁性を有する接着剤が絶縁層を兼ねることが可能であるものの、接着層の厚さの管理が不十分な場合には部分的な電気的接触が生じて磁気特性が劣化する可能性がある。このような観点で、接合接着される電磁鋼板の面の片側又は両側は予め絶縁被膜を有することが理想的である。このとき、絶縁被膜の絶縁性を確保するために、JIS C 2550-4にて規定された手法による層間抵抗が0.7Ω・cm2以上であるのがよい。層間抵抗が0.7Ω・cm2に満たないと異種の電磁鋼板間に渦電流が流れ、鉄損特性が劣化するため0.7Ω・cm2以上に限定される。
本実施例では、表1に示す1~3種の電磁鋼板を表1に示した順序で積層して互いに接着した。接着の方法は、エポキシ系接着剤又は接着性被膜とした。エポキシ系接着剤で接着した場合は、母材鋼板の接着面となる面には絶縁被膜を形成させず、接着後の接着剤層で絶縁層と兼ね、積層接着された後の電磁鋼板の外側表面はクロム酸化合物と有機樹脂からなる絶縁被膜を形成させた(番号3,7)。また、番号4~6の例では、母材鋼板の接着面となる面には接着性の被膜を形成し、加圧状態で700℃で5分間保持することにより接着を行った。積層接着された後の電磁鋼板の外側表面には、クロム酸化合物と有機樹脂からなる絶縁被膜が形成された。いずれの場合も接着された部分が電磁鋼板全体に占める面積率は20~50%であった。これらの鋼板を用いて図1に示すステータ鉄心1の打ち抜き及びカシメ加工を順送金型を用いて行った。ここで、打ち抜き加工時のクリアランスは、積層接着した電磁鋼板の全厚の8%とした。また、カシメ2はVカシメとし、Vカシメ部を上から見たときの長辺を3mm、短辺を1mmとし、カシメダボの高さを0.4mmとした。順送金型でのプレス加工後の状態を観察し、打ち抜き加工端部に明瞭な亀裂が認められる場合は×、ごく微小な亀裂が認められる場合を△、全く問題がない場合を○とした。また、カシメについては、ダボでの割れ発生率が50%以上の場合を×、割れ発生率が5~50%の場合を△、割れ発生率が5%以下の場合を○とした。
本実施例では、表1に示す番号4,8で用いた2種の元鋼板について、接着される面となる図2の面(元鋼板1下面、元鋼板2上面)に種々の厚さのクロム酸化合物と有機樹脂からなる絶縁被膜を形成させてからエポキシ系の接着剤を用いて接着し一体化させた。このときの接着面積率は50~70%とした。接着接合される前の各面の層間抵抗値はJIS C 2550-4にて測定した。得られた電磁鋼板から図1に示すステータ鉄心1の打抜き試験を行ったところ、打抜き加工及びカシメ加工共に問題なく実施することができた。また、積層接着された鋼板から、圧延方向及び圧延直角方向に長さ280mm、幅30mmのエプスタイン試験片を切り出し、JIS C 2550-3に規定される方法で鉄損W10/400を測定した。表3に各面の層間抵抗値と積層接着された電磁鋼板の磁気特性の関係を示す。表3に示されるように、元鋼板1下面と元鋼板2上面のいずれか片面に層間抵抗0.7Ω・cm2以上の絶縁被膜を形成させてから鋼板同士の接着を行うことで鉄損の増加が抑制されていることが確認できた。
2 カシメ
Claims (2)
- 異なる2種以上の電磁鋼板の面同士を互いに接着した後、接着後の電磁鋼板に対して打ち抜き加工及びカシメ加工を施すことによりモータ鉄心用の電磁鋼板を製造する電磁鋼板の製造方法であって、
2種以上の電磁鋼板のうちの1種の電磁鋼板は伸びが7%以下の鋼板であり、さらに伸びが7%以下の電磁鋼板には伸びが9%以上の電磁鋼板を隣接させ、且つ、電磁鋼板の接触面のうちの20%以上を接着することを特徴とする電磁鋼板の製造方法。 - 電磁鋼板同士の接着面となる隣接する電磁鋼板の片面又は両面に層間抵抗が0.7Ω・cm2以上の絶縁被膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の電磁鋼板の製造方法。
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