层叠钢板的制造方法以及制造装置与流程

本发明涉及层叠钢板的制造方法以及制造装置。

背景技术：

在混合动力机动车等中使用的电动机例如具备转子、以及产生旋转磁场的定子。定子的定子芯由将钢板层叠而得到的层叠钢板形成。构成层叠钢板的多个钢板通过铆接部形成、粘接剂的粘接等而相互固定(参照日本国特开2007-159300号、日本国特开2009-5539号)。

定子芯例如通过如下方式制作。通过冲裁加工等制作环状的钢板，层叠多张(例如数十张至数百张)该钢板。出于使钢板的层叠厚度在周向上均匀化等目的，将钢板以按照每规定张数而错开周向位置的方式层叠。

在采用利用铆接部的固定的情况下，对层叠的钢板通过冲压加工形成铆接部。在采用利用粘接剂的固定的情况下，层叠预先形成有粘接剂层的钢板。

然而，在前述的制造方法中，在采用利用铆接部的固定的情况下，可能会由于铆接部的钢板间的导通而产生损耗。

另外，在采用利用粘接剂的固定的情况下，需要预先在钢板上形成粘接剂层。另外，在通过冲裁加工等制作钢板后，需要将钢板从制造装置取出并通过手工作业层叠、且通过加热使粘接剂固化的工序。因此，存在生产率变低的问题。

技术实现要素：

本发明的方式提供不产生钢板间的导通、且不发生生产率的降低的层叠钢板的制造方法以及制造装置。

(1)本发明的一个方式的层叠钢板的制造方法使多个钢板层叠而制造层叠钢板，其中，所述层叠钢板的制造方法包括：涂布工序，在所述钢板的表面涂布粘接剂；以及层叠工序，将涂布有所述粘接剂的钢板与其它钢板以绕沿着所述钢板的厚度方向的轴错开位置的方式层叠，将涂布有所述粘接剂的钢板与所述其它钢板通过所述粘接剂粘接，在所述涂布工序中，以在所述层叠工序中将所述钢板与所述其它钢板通过所述粘接剂粘接时，所述粘接剂形成为绕所述轴连续的形状的方式涂布所述粘接剂。

(2)在上述(1)的方式的基础上，在所述涂布工序中，所述粘接剂也可以在所述钢板的表面涂布为多个点状。

(3)在上述(1)或(2)的方式的基础上，也可以将在所述涂布工序中涂布有所述粘接剂的所有钢板供往所述层叠工序。

(4)在上述(1)至(3)中任一方式的基础上，也可以在共用的制造装置内进行所述涂布工序以及所述层叠工序。

(5)本发明的一个方式的层叠钢板的制造装置使多个钢板层叠而制造层叠钢板，其中，所述层叠钢板的制造装置包括：供给部，其在所述钢板的表面涂布粘接剂；以及层叠部，其将涂布有所述粘接剂的钢板与其它钢板以绕沿着所述钢板的厚度方向的轴错开位置的方式层叠，将涂布有所述粘接剂的钢板与所述其它钢板通过所述粘接剂粘接，所述供给部构成为，能够以在所述层叠部将所述钢板与所述其它钢板通过所述粘接剂粘接时，所述粘接剂形成为绕所述轴连续的形状的方式涂布所述粘接剂。

根据上述(1)的方式，在涂布工序中，以在层叠工序中将钢板与其它钢板通过粘接剂粘接时，粘接剂形成为绕轴连续的形状的方式涂布粘接剂，因此粘接剂涂布于绕轴的较宽的范围。因此，即使在固化过程中对粘接剂层施加有剪切力也不容易产生应力集中，从而不容易发生以剪切应力为原因的固化反应的阻碍。因而，能够提高粘接剂层的粘接强度，能够抑制粘接剂的使用量。从而，能够缩短固化所需的时间，提高生产速度，能够实现制造成本抑制。

根据上述(1)的方式，钢板借助粘接剂层而粘接固定，因此不发生钢板间的导通，能够避免损耗增大。并且，工序简单，因此不会发生生产率的降低。

根据上述(2)的方式，粘接剂在钢板的表面涂布为多个点状，因此在层叠工序将钢板与其它钢板重叠时，涂布为点状的粘接剂被挤压扩展而可靠地在钢板的表面涂布为圆环状。由此，粘接剂涂布于绕轴的较宽的范围，因此更不容易产生前述的应力集中。

根据上述(3)的方式，将在所述涂布工序中涂布有所述粘接剂的所有钢板供往所述层叠工序，因此在层叠钢板中不容易产生钢板的层叠厚度的周向的偏移。另外，层叠钢板的平面度变得良好。因而，能够提高层叠钢板的尺寸精度。

根据上述(4)的方式，在共用的制造装置内进行所述涂布工序以及所述层叠工序，因此与需要将钢板从制造装置取出并层叠的操作的制造方法相比，能够提高生产率。

根据上述(5)的方式，供给部构成为，能够以在层叠部将钢板与其它钢板通过粘接剂粘接时，粘接剂形成为绕轴连续的形状的方式涂布粘接剂，因此粘接剂涂布于绕轴的较宽的范围。因此，即使在固化过程中对粘接剂层施加有剪切力也不容易产生应力集中，从而不容易发生以剪切应力为原因的固化反应的阻碍。因而，能够提高粘接剂层的粘接强度，能够抑制粘接剂的使用量。从而，能够缩短固化所需的时间，提高生产速度，能够实现制造成本抑制。

根据上述(5)的方式，钢板借助粘接剂层而粘接固定，因此不会引起钢板间的导通，能够避免损耗增大。并且，工序简单，因此不会发生生产率的降低。

附图说明

图1是实施方式的层叠钢板的制造方法的说明图。

图2a是在层叠工序层叠钢板前，示出在涂布工序涂布有粘接剂的状态的立体图。

图2b是在层叠工序层叠钢板后，示出形成有粘接剂层的钢板的立体图。

图3a是实施方式的层叠钢板的制造方法的说明图。

图3b是实施方式的层叠钢板的制造方法的说明图。

图3c是实施方式的层叠钢板的制造方法的说明图。

图3d是实施方式的层叠钢板的制造方法的说明图。

图4是示出通过实施方式的制造方法得到的层叠钢板的一例即定子芯的立体图。

图5a是示出通过实施例1的制造方法得到的层叠体的构造的立体图。

图5b是示意性地示出实施例1中的粘接剂层的立体图。

图6a是示出通过比较例1的制造方法得到的层叠体的构造的立体图。

图6b是示意性地示出比较例1中的粘接剂层的立体图。

图7是示出试验结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[层叠钢板]

首先，对能够应用通过实施方式的制造方法得到的层叠钢板的电动机的一例进行说明。

电动机例如具备转子、以及产生旋转磁场的定子。定子的定子芯形成为圆筒状。定子芯在卷绕有线圈的状态下通过固定用具固定于壳体。定子芯出于感应电流的降低等目的，而由将多个钢板层叠而成的层叠钢板构成。

图4是示出定子芯的一例的立体图。定子芯10是将彼此形状相同的多个环状板1(钢板)层叠而成的层叠钢板。定子芯10具有多个线圈用的槽2、以及用于供前述的固定用具(螺栓等)穿过的多个穿过孔3。构成定子芯10的环状板1的数量例如为300张。

环状板1由钢板(例如电磁钢板)构成。环状板1大致形成为圆环状。环状板1的外形在俯视观察时例如为圆形。

穿过孔3形成在定子芯10的靠近外周缘10a的位置。多个穿过孔3例如形成在相对于定子芯10的中心轴c1而n次对称(n为2以上的整数)的旋转对称位置。穿过孔3例如形成在6次对称的旋转对称位置。中心轴c1沿着环状板1的厚度方向。

[层叠钢板的制造装置]

接下来，以制造定子芯10(层叠钢板)的情况为例，对实施方式的层叠钢板的制造方法进行说明。

在该制造方法中，使用图1所示的层叠钢板的制造装置4，通过第一工序p1、第二工序p2、第三工序p3来制作定子芯10。

制造装置4具备对环状板1进行冲裁加工的冲裁用模具7(冲裁加工机构)、在环状板1的表面1a涂布粘接剂8的管嘴等供给部15(涂布机构)、以及一边使层叠体12的周向位置错开一边将环状板1层叠于层叠体12的层叠部16(层叠机构)。

冲裁用模具7具有上模5(冲头)和下模6(阴模)。

[层叠钢板的制造方法]

以下，对各工序进行详细说明。

(第一工序p1、冲裁加工工序)

准备由电磁钢板等构成的钢板材(图示略)。电可以在钢板材的一面涂布用于后述的冲压的冲压油。另外，为了提高后述的粘接剂层的粘接强度，也可以在钢板材的所述面涂布底漆。

如图1所示，将钢板材导入制造装置4，通过使用冲裁用模具7对钢板材进行冲裁加工而得到环状板1。环状板1是以中心轴c1为中心的圆环状。需要说明的是，周向是指绕中心轴c1的方向。

(第二工序p2、涂布工序)

通过使用供给部15在环状板1的表面1a涂布粘接剂8而形成粘接剂层9。表面1a优选为与涂布有前述的冲压油以及底漆的面相反的面。

作为粘接剂8，能够使用厌气性粘接剂、加热固化型粘接剂、二液反应固化型粘接剂等。尤其是，厌气性粘接剂能够获得高粘接强度，故而优选。作为厌气性粘接剂，能够使用常温固化性的粘接剂。粘接剂8优选为绝缘性材料。

厌气性粘接剂能够使用若在金属离子的存在下隔断空气则聚合加剧而固化的粘接剂，例如能够使用丙烯酸系的粘接剂(例如包括甲基丙烯酸羟基烷基酯、聚氨酯甲基丙烯酸酯等二甲基丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯等)。

构成粘接剂层9的粘接剂8的涂布量例如能够设为0.1g/m²以上且20g/m²以下。

图2a是在层叠工序层叠钢板前，示出在涂布工序涂布有粘接剂的状态的立体图。

图2b是在层叠工序层叠钢板后，示出形成有粘接剂层的钢板的立体图。

如图2a以及图2b所示，粘接剂8在第三工序p3中使环状板1与层叠体12粘接时，以粘接剂8(粘接剂层9)形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状的方式涂布。

具体而言，如图2a所示，粘接剂8沿着绕中心轴c1的圆周方向而在环状板1的表面1a涂布为多个点状。粘接剂8例如在与齿17对应的位置处涂布有两处，在相邻的齿17间涂布有一处，且分别以点状且等间隔的方式涂布。涂布为点状的粘接剂8的直径例如设定为齿17的宽度的1/3左右。

由此，粘接剂8在第三工序p3中将环状板1与层叠体12重叠并粘接时，涂布为点状的粘接剂8被挤压扩展。从而，粘接剂层9形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状。具体而言，如图2b所示，在第三工序p3中使环状板1与层叠体12重合时，涂布为点状的粘接剂8被挤压扩展，粘接剂层9形成为圆环状。这样，以粘接剂层9形成为圆环状的方式沿着绕中心轴c1的圆周方向将粘接剂8涂布为点状，由此在第三工序p3中使层叠体12旋转时不容易发生应力集中。

需要说明的是，粘接剂8在第三工序p3中使环状板1与层叠体12粘接时，以粘接剂层9形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状的方式涂布即可。从而，涂布为点状的粘接剂8的间距、直径并不限定于实施方式，根据环状板1的直径、径向的宽度、粘接剂8的粘性、粘接剂层9的厚度等而以在第三工序p3中粘接剂层9形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状的方式适当设定。

粘接剂层9例如能够形成为具有一定宽度的带状。粘接剂层9能够与外周缘1b隔开一定的间隔而形成在表面1a的靠近外周缘1b的位置。粘接剂层9优选位于比穿过孔3靠径向内侧的位置。

粘接剂层9的厚度例如能够设为0.1μm以上且20μm以下。

在表面1a上，在齿17也可以形成由粘接剂8构成的粘接剂层11。粘接剂层11的俯视形状例如为沿着径向的长圆形。

(第三工序p3、层叠工序)

如图1所示，在层叠部16，将形成有粘接剂层9的环状板1(1a)与其它环状板1的层叠体12以绕中心轴c1错开位置的方式层叠。

如图3a所示，例如，通过使从下方支承层叠体12的支承部13绕中心轴c1旋转而使层叠体12的周向位置发生变化，即能够使环状板1与层叠体12的周向位置错开。

环状板1的穿过孔3(参照图2a、图2b)位于相对于中心轴c1而旋转对称的位置，因此如图1所示，层叠体12的旋转角度优选以穿过孔3的位置与环状板1(1a)的穿过孔3的位置匹配的方式选择。例如，在图2a以及图2b所示的环状板1中，六个穿过孔3位于在周向上等分的位置，因此层叠体12的旋转角度优选为60°以及其倍数(即60°、120°、180°、240°、300°)中的任一个。

这样，将环状板1以相对于层叠体12绕中心轴c1相对地错开位置的方式层叠的行为称为转绕层叠。

如图1所示，经过了第二工序p2的环状板1优选全部供往第三工序p3。即，优选针对经过了第二工序p2的所有环状板1使环状板1与层叠体12的周向位置不同，而并非针对多张中的一张。由此，在定子芯10中不容易产生环状板1的层叠厚度的周向的偏移。另外，定子芯10的平面度变得良好。因而，能够提高定子芯10的尺寸精度。

对层叠于层叠体12的环状板1(1a)朝向层叠体12施加按压压力。由此，环状板1(1a)的粘接剂层9与层叠体12无间隙地密接。

如图3a以及图3b所示，通过反复进行第一工序p1、第二工序p2、第三工序p3，从而层叠体12中的环状板1的层叠张数增多。

层叠体12配置在制造装置4的筒体14的内部。支承层叠体12的支承部13随着层叠体12的厚度尺寸的增加而下降，因此层叠体12的上表面位置不发生变化。

如图3c所示，在层叠体12的层叠张数达到预定的规定的数量(例如100张)时，在下一环状板1(1b)不形成粘接剂层9。因此，在具有予定的层叠张数的环状板1的层叠体12(完成层叠体12a)上，载置有未形成有粘接剂层9的环状板1(1b)。该环状板1(1b)形成为下一层叠体12的第一张。并且通过反复进行第一工序p1、第二工序p2、第三工序p3，从而新的层叠体12的层叠张数增加。

通过层叠体12的层叠张数增加，从而完成层叠体12a在筒体14内逐渐向下方移动。如图3d所示，从筒体14出来的完成层叠体12a被取出。

如图3a～图3d所示，在层叠体12向下方移动的过程中粘接剂层9固化，由此环状板1借助粘接剂层9而相互粘接固定。

在粘接剂层9的固化进展且层叠体12向下方移动的过程中，每当环状板1层叠时层叠体12的周向位置都错开，因此在层叠体12的粘接剂层9施加有周向的剪切力。

在本实施方式的制造方法中，在第二工序p2中，以在第三工序p3中将环状板1与层叠体12通过粘接剂8粘接时，粘接剂8形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状的方式涂布粘接剂8，因此粘接剂8涂布于绕轴的较宽的范围。因此，即使在固化过程中对粘接剂层施加有剪切力也不容易产生应力集中，从而不容易发生以剪切应力为原因的固化反应的阻碍。因而，能够提高粘接剂层9的粘接强度，能够抑制粘接剂8的使用量。从而，能够缩短固化所需的时间，提高生产速度，能够实现制造成本抑制。

在本实施方式的制造方法中，环状板1借助粘接剂层9而粘接固定，因此不发生环状板1间的导通，能够避免损耗增大。并且，工序简单，因此不会发生生产率的降低。

在本实施方式的制造方法中，如图2a所示，在第二工序p2中，粘接剂8在环状板1的表面1a涂布为多个点状，因此如图2b所示，在第三工序p3中将环状板1与层叠体12重叠时，涂布为点状的粘接剂8被挤压扩展而可靠地在环状板1的表面1a涂布为圆环状。由此，粘接剂8涂布于绕中心轴c1的较宽的范围，因此进一步不容易产生前述的应力集中。

另外，将在第二工序p2中涂布有粘接剂8的所有环状板1供往第三工序p3，因此在完成层叠体12a中不容易产生环状板1的层叠厚度的周向的偏移。

另外，完成层叠体12a的平面度变得良好。因而，能够提高完成层叠体12a的尺寸精度。

在本实施方式的制造方法中，在共用的制造装置4内进行第一工序p1、第二工序p2、第三工序p3，因此与需要将钢板从制造装置取出并层叠的操作的制造方法相比，能够提高生产率。

根据制造装置4，具有将环状板1相对于层叠体12绕中心轴c1错开位置地层叠的层叠部16。此时，粘接剂8在第二工序p2中在环状板1的表面1a涂布为多个点状，因此在第三工序p3中将环状板1与层叠体12重叠时，涂布为点状的粘接剂8被挤压扩展，粘接剂8可靠地在钢板的表面涂布为圆环状。因此，即使在固化过程中对粘接剂层9施加有剪切力也不容易产生应力集中，从而不容易发生以剪切应力为原因的固化反应的阻碍。因而，能够获得环状板1彼此被牢固地粘接固定的定子芯10。

能够不降低粘接剂层9的粘接强度地抑制粘接剂8的使用量，因此能够缩短固化所需的时间，提高生产速度，能够实现制造成本抑制。另外，环状板1借助粘接剂层9而粘接固定，因此不发生环状板1间的导通，能够避免损耗增大。并且，工序简单，因此不会发生生产率的降低。

制造装置4具有供给部15，该供给部15将粘接剂8在环状板1的表面1a涂布为多个点状，以使得粘接剂8在将环状板1与层叠体12粘接时形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状。粘接剂8(粘接剂层9)形成为在圆周方向上连续的形状，因此即使在固化过程中对粘接剂层9施加有剪切力也不容易产生应力集中。因此，不容易发生以剪切应力为原因的固化反应的阻碍。因而，粘接剂层9中的固化反应正常地进展，粘接剂层9的粘接强度提高，因此能够获得环状板1彼此被牢固地粘接固定的定子芯10。因此，能够不降低粘接剂层9的粘接强度地抑制粘接剂8的使用量。从而，能够缩短固化所需的时间，提高生产速度，能够实现制造成本抑制。

根据制造装置4，环状板1借助粘接剂层9而粘接固定，因此不发生环状板1间的导通，能够避免损耗增大。并且，工序简单，因此不会发生生产率的降低。

[实施例1]

图5a是示出通过实施例1的制造方法得到的层叠体的构造的立体图。图5b是示意性地示出粘接剂层的立体图。需要说明的是，在图5a中，示出通过第二工序p2涂布为点状的粘接剂8(参照图2a)在第三工序p3中被挤压扩展，从而形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状的状态。

如图1所示，将钢板材导入制造装置4，通过冲裁加工得到环状板1(第一工序p1)。

如图2a所示，将作为丙烯酸系的厌气性粘接剂(常温固化性)的粘接剂8在与齿17对应的位置处涂布两处，在相邻的齿17间涂布一处，且分别以点状且沿着绕中心轴c1的方向等间隔的方式涂布(第二工序p2)。

如图3a～图3d所示，一边使层叠体12绕中心轴c1旋转60°一边层叠环状板1(第三工序p3)。在第三工序p3中，构成完成层叠体12a的所有环状板1的周向位置相对于相邻的环状板1错开60°。此时，涂布为点状的粘接剂8在将环状板1与层叠体12重叠并粘接时被挤压扩展。由此，粘接剂层9形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状(参照图5a以及图5b)。

使用模型计算使层叠体12旋转60°时在粘接剂层9中产生的应力。将结果示于图5b以及图7。在图5b中，用明暗表示在粘接剂层9中产生的应力。显示的颜色越暗应力越大。在图7中，纵轴示出最大应力，横轴示出生产速度(每单位时间冲裁加工出的环状板1的数量)。

如图5b以及图7所示，粘接剂层9中产生的最大应力小。

[比较例1]

图6a是示出通过比较例1的制造方法得到的层叠体的构造的立体图。图6b是示意性地示出粘接剂层的立体图。需要说明的是，在图6a以及图6b中，示出涂布为点状的粘接剂8被挤压扩展，但在绕中心轴c1的周向上各相邻的粘接剂并未连结，而是相互分离的状态。

如图6a所示，对于沿周向排列的齿17，与在周向上隔开一个齿17的齿17对应的位置涂布一处、合计24个点状的粘接剂8，除此以外与实施例1同样地形成了粘接剂层29。在比较例1中，在第三工序p3中将环状板1与层叠体12重叠时，涂布为点状的粘接剂8被挤压扩展，但在绕中心轴c1的圆周方向上各相邻的粘接剂并未连结，而是相互分离(参照图6a以及图6b)。粘接剂层29的面积(涂布面积)设为与实施例1的粘接剂层9相同。其它条件设为与实施例1相同。

与实施例1同样地，使用模型计算使层叠体12旋转时在粘接剂层29中产生的应力。将结果示于图6b以及图7。

如图6b以及图7所示，粘接剂层29中产生的最大应力比实施例1大。

另外，多个点状的粘接剂层29中均存在应力变高的部位(颜色暗的部位)。与形成为在绕中心轴c1的圆周方向上连续的形状的实施例1相比，比较例1的粘接剂层29的数量多。因此，在比较例1中产生的应力的合计比实施例1大。

需要说明的是，本发明并不限定于前述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。

例如，在前述的实施方式的制造方法中，对于经过了第二工序p2的所有的环状板1，使环状板1与层叠体12的周方向位置错开，但不限于此，也可以采用仅对于经过了第二工序p2的环状板1中的一部分，使环状板1与层叠体12的周方向位置错开的方法(所谓的区块转绕层叠)。例如，对于经过了第二工序p2的环状板1，能够以从多张中选出一张的比例使环状板1与层叠体12的周方向位置错开。

在第一实施方式的制造方法中，在钢板的表面形成了在圆周方向上连续的粘接剂层，但粘接剂层的数量不限于一个，例如，也可以在与所述粘接剂层在径向上不同的位置形成在圆周方向上连续的形状的第二粘接剂层。第二粘接剂层可以是圆环状(参照图2a、图2b)，也可以是多个圆弧状。

在第一实施方式的制造方法中，将所有钢板通过粘接剂粘接固定，但不限于此，也可以将构成层叠钢板的多个钢板中的一部分钢板不通过粘接剂而通过其它手法(例如焊接)固定于其它钢板。

在实施方式的制造方法中得到的层叠钢板不限于应用于定子芯，例如也可以应用于转子。

在实施方式的制造方法中，在第三工序p3中使环状板1(1a)层叠的对象为由多个环状板1构成的层叠体12，但也可以使环状板1(1a)层叠于一张环状板1。