本發(fā)明涉及層疊有軟磁性薄帶的磁性板的層疊體以及將該磁性板的層疊體用作定子的馬達(dá)。

背景技術(shù)：

作為以往的馬達(dá)用的鐵心(定子)的磁性板的層疊體，使用有純鐵或電磁鋼板。另外，在以更高效化為目的的馬達(dá)中，也存在鐵心使用非晶或具有納米晶粒的薄帶的馬達(dá)(例如參照專利文獻(xiàn)1。)。

圖5是表示專利文獻(xiàn)1所記載的以往的馬達(dá)的構(gòu)造的圖。關(guān)于在該馬達(dá)中使用的定子鐵心，首先，利用卷繞、切斷、穿孔、蝕刻等方法將由單輥法、雙輥法等液體驟冷法制作的非晶合金薄帶加工為規(guī)定的形狀，接著進(jìn)行層疊等來形成。

與之相對，在專利文獻(xiàn)2中，使涂敷有粘合劑的多片非晶合金薄帶28與電磁鋼板29重疊并進(jìn)行加熱壓接來制造層疊件27。圖6表示非晶態(tài)層疊件27的立體圖。由此使處理變得容易。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平6-145917號公報

專利文獻(xiàn)2：日本特開2007-311652號公報

然而，在所述圖5的以往的結(jié)構(gòu)中，在層疊非晶或者結(jié)晶化的軟磁性薄帶而制作鐵心等部件時，由于層疊體的剛性低，因此單體的處理較為困難。另外，在緊固層疊體進(jìn)行固定時，緊固部以外的未受約束的部分的剛性低，因此殘余有空氣，撓曲并產(chǎn)生間隙。

圖7表示基于以往的構(gòu)造的層疊體的緊固狀態(tài)。圖7的(a)是側(cè)視圖，(b)是俯視圖，(c)是放大后的側(cè)視圖。軟磁性薄帶的層疊部21隔著墊圈22被螺栓23安裝于基板24。當(dāng)將未受約束的部分(c)放大時，由于軟磁性薄帶25的撓曲，在軟磁性薄帶25間產(chǎn)生間隙26，使占空系數(shù)變差。其結(jié)果是，每單位體積的磁性體的比率降低，不僅使作為層疊體的軟磁特性降低，還會使形狀變得不穩(wěn)定。

另外，在圖6的結(jié)構(gòu)中，具有如下課題：由于向非晶薄帶的層間放入粘合劑，因此占空系數(shù)變差，馬達(dá)效率變差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明用于解決所述以往的課題，其目的在于，提供一種能夠確保剛性、使緊固固定時的磁特性穩(wěn)定化的磁性板的層疊體。

用于解決課題的方案

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的磁性板的層疊體具有：層疊部，其由層疊的多個軟磁性薄帶構(gòu)成；第一金屬板以及第二金屬板，它們從所述層疊部的層疊方向的上表面以及下表面夾持所述層疊部；以及緊固機(jī)構(gòu)，其貫穿所述第一金屬板以及第二金屬板與所述層疊部，并利用所述第一金屬板以及第二金屬板來緊固所述層疊部。

根據(jù)本結(jié)構(gòu)，能夠利用剛性高的金屬板在層疊方向上約束軟磁性薄帶的層疊部整體。由此，確保層疊體的剛性，并且由于在表面整體上按壓層疊體，因此也能夠防止層疊部內(nèi)的軟磁性薄帶的撓曲，使磁特性穩(wěn)定化。

發(fā)明效果

如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明的磁性板的層疊體，能夠確保層疊體的剛性、使緊固固定時的磁特性穩(wěn)定化。

附圖說明

圖1的(a)是使用了實施方式1的磁性板的層疊體的馬達(dá)的側(cè)視圖，(b)是俯視圖，(c)是層疊部的放大圖。

圖2是表示實施方式2的磁性板的層疊體的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖3是表示實施方式3的磁性板的層疊體的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖4是表示實施方式4的磁性板的層疊體的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖5是表示專利文獻(xiàn)1所記載的以往的馬達(dá)的構(gòu)造的圖。

圖6是表示專利文獻(xiàn)2所記載的以往的磁性板的層疊體的圖。

圖7的(a)是使用了以往的構(gòu)造的層疊體的馬達(dá)的側(cè)視圖，(b)是俯視圖，(c)是層疊部的放大圖。

附圖標(biāo)記說明：

1層疊部；

2a、2b奧氏體系不銹鋼板；

3層疊體；

4螺栓；

5墊圈；

6金屬基板；

7繞組；

8轉(zhuǎn)子；

9軟磁性金屬薄帶；

10間隙(空隙)；

11a、11b、11c電磁鋼板；

21層疊部；

22墊圈；

23螺栓；

24基板；

25軟磁性薄帶；

26間隙。

具體實施方式

第一方案的磁性板的層疊體具有：層疊部，其由層疊的多個軟磁性薄帶構(gòu)成；第一金屬板及第二金屬板，它們從所述層疊部的層疊方向的上表面以及下表面夾持所述層疊部；以及緊固機(jī)構(gòu)，其貫穿所述第一金屬板及第二金屬板和所述層疊部，并利用所述第一金屬板及第二金屬板來緊固所述層疊部。

第二方案的磁性板的層疊體在上述第一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述多個軟磁性薄帶的各個軟磁性薄帶分別彼此局部接觸，并且在所述各個軟磁性薄帶的彼此接觸的部位之間具有間隙。

第三方案的磁性板的層疊體在上述第二方案的基礎(chǔ)上，也可以是，在所述層疊部中，軟磁性薄帶所占據(jù)的體積％即占空系數(shù)為70％以上，剩余部分為間隙。

第四方案的磁性板的層疊體在上述第一方案至第三方案中任一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述軟磁性薄帶的厚度為0.01mm以上且0.1mm以下。

第五方案的磁性板的層疊體在上述第一方案至第四方案中任一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述第一金屬板及第二金屬板呈軟磁性。

第六方案的磁性板的層疊體在上述第一方案至第四方案中任一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述第一金屬板及第二金屬板呈非磁性。

第七方案的磁性板的層疊體在上述第一方案至第六方案中任一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述第一金屬板及第二金屬板的板厚是軟磁性薄帶的6倍以上，且是所述層疊體的厚度的20％以下。

第八方案的磁性板的層疊體在上述第一方案至第七方案中任一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述第一金屬板及第二金屬板是通過層疊兩片以上的多個金屬板而成的。

第九方案的磁性板的層疊體在上述第一方案至第八方案中任一方案的基礎(chǔ)上，也可以是，所述磁性板的層疊體還具有在所述層疊部內(nèi)設(shè)置的第三金屬板。

第十方案的馬達(dá)具備轉(zhuǎn)子、以及定子，其由上述第一方案至第九方案中任一方案的所述磁性板的層疊體構(gòu)成并在內(nèi)部收納有能夠旋轉(zhuǎn)的所述轉(zhuǎn)子。

以下，參照附圖對實施方式的磁性板的層疊體以及馬達(dá)進(jìn)行說明。需要說明的是，在附圖中，對于實際相同的構(gòu)件標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。

(實施方式1)

圖1的(a)～(c)是表示使用了實施方式1中的磁性板的層疊體的馬達(dá)的結(jié)構(gòu)的圖，具體來說，示出了無刷馬達(dá)。圖1的(a)是使用了磁性板的層疊體3的馬達(dá)的側(cè)視圖，圖1的(b)是俯視圖，圖1的(c)是層疊部1的放大圖。需要說明的是，在圖1的(a)中，省略了繞組部分的突出部。

如圖1的(a)～(c)所示，該磁性板的層疊體3具備：層疊非晶或者含有納米晶粒的軟磁性金屬薄帶9而成的層疊部1；從層疊體3的層疊方向的上下表面夾持層疊部1的兩片金屬板即非磁性的奧氏體系不銹鋼板2a、2b；以及貫穿兩片金屬板2a、2b與層疊部1且利用兩片金屬板(第一金屬板以及第二金屬板)2a、2b緊固層疊部1的緊固機(jī)構(gòu)4、5。在該軟磁性金屬薄帶9的層疊部1中，不使用粘合劑而對各軟磁性金屬薄帶9之間進(jìn)行層疊。在該層疊體3中，由于在層疊軟磁性金屬薄帶9而形成層疊部1時不使用粘合劑，因此在分界面未夾有粘合劑，從而能夠提高軟磁性金屬薄帶的體積分率即占空系數(shù)。當(dāng)占空系數(shù)小時，為了獲得必要的磁特性而需要增厚用于確保磁性材料的量的層疊部1的厚度。其結(jié)果是，卷繞于層疊部1的繞組7變長，繞組7的銅線所產(chǎn)生的焦耳熱即銅損增大，馬達(dá)效率降低。從馬達(dá)效率、維持層疊部1的形狀的觀點出發(fā)，層疊部1中的軟磁性金屬薄帶的體積分率即占空系數(shù)優(yōu)選為70％以上。

另外，在層疊體3中，向在軟磁性金屬薄帶以及不銹鋼板2設(shè)有四處的緊固用孔放入未圖示的圓筒形的套管，借助由螺栓4與墊圈5構(gòu)成的緊固機(jī)構(gòu)向金屬基板6進(jìn)行固定。利用該圓筒形的套管能夠進(jìn)行軟磁性薄帶以及不銹鋼板2的平面方向上的定位與高度的限制。另外，配置繞組7，在繞組7的中央設(shè)置有能夠選擇的轉(zhuǎn)子8。

層疊體3的形狀根據(jù)產(chǎn)品而不同，圖1的(a)～(c)示出用于冰箱、空調(diào)所使用的密封馬達(dá)且最大外徑為80mm、高度為30mm的情況。軟磁性薄帶(軟磁性金屬薄帶)的厚度為0.03mm，不銹鋼板2的厚度為3mm。除去在層疊體3的上下設(shè)置的不銹鋼板2以外的層疊部1的厚度為24mm。在此，例如在利用螺栓4對厚度為0.03mm的軟磁性薄帶進(jìn)行緊固而層疊有680片的情況下，軟磁性薄帶占層疊部1的體積分率即占空系數(shù)為85％。在緊固時想要減小向薄帶施加的負(fù)載的情況下，占空系數(shù)為75％以上。不銹鋼板2也可以在與層疊方向垂直的方向上比軟磁性薄帶的層疊部1略微寬。由此能夠?qū)⒗@組7與層疊部1隔開間隔進(jìn)行卷繞，因此能夠保護(hù)軟磁性薄帶。軟磁性薄帶的厚度范圍在實際使用中也可以為0.01mm以上且0.1mm以下。另外，也可以是0.01mm以上且0.06mm以下。若不銹鋼板2a、2b的板厚為軟磁性薄帶的10倍以上，則單體的撓曲量變?yōu)槿灰韵?，因此是足夠的。但是，?dāng)過度厚時，配置繞組7的層疊體3中的層疊部1的比率變小。其結(jié)果是，磁性材料的量減少，繞組7變長且僅銅損增大，馬達(dá)效率降低。通過將不銹鋼板2a、2b的厚度最大設(shè)為層疊體3的厚度的20％以下，層疊部1占層疊體3的比率成為60％以上，從馬達(dá)效率的觀點出發(fā)是優(yōu)選的。

如圖1的(c)的層疊部1的放大圖所示，在該層疊部1中，在各軟磁性薄帶9彼此之間、或者軟磁性薄帶9與不銹鋼板2之間，因軟磁性薄帶9的板厚偏差、或者在層疊時進(jìn)入層間的空氣而存在間隙(空隙)10。由于利用不銹鋼板2沿層疊方向壓縮層疊部1，因此圖7所述那樣的、由撓曲引起的間隙的產(chǎn)生原因得以解決。另一方面，關(guān)于軟磁性薄帶9的制作，通過使熔融狀態(tài)的原材料合金向旋轉(zhuǎn)的鼓狀的冷卻裝置落下，從而獲得為連續(xù)的非晶薄帶。該非晶薄帶以制作狀態(tài)的變動為起因而在寬度方向、行進(jìn)方向上具有0.5μm以上的板厚偏差。另外，也存在伴隨著凝固的凹凸的表面粗糙部分或微小的空隙，它們具有板厚偏差以下的大小。為了產(chǎn)生納米晶粒，對非晶薄帶進(jìn)行熱處理，但在該處理之后也產(chǎn)生由熱變形引起的微小的皺褶等。因而，當(dāng)層疊非晶薄帶或包含納米晶粒的薄帶時，在層間產(chǎn)生間隙10。為了減少在非晶薄帶的寬度方向上引起的板厚偏差，將軟磁性薄帶9的形狀設(shè)為相對于中央部旋轉(zhuǎn)對稱，使軟磁性薄帶9的朝向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行層疊，由此能夠在特定方向上減少層疊厚度之差。另外，無論是非晶薄帶還是包含納米晶粒的薄帶，在軟磁性薄帶9的表面均存在氧化層。在各軟磁性薄帶9之間不存在粘合劑，存在上述間隙10或氧化層。因此，即便將軟磁性薄帶9直接層疊而使其局部相互接觸，也不會引起磁特性的大幅降低，與夾設(shè)粘合劑的情況相比能夠提高占空系數(shù)，能夠使馬達(dá)高效地驅(qū)動。

(實施方式2)

圖2是實施方式2的磁性板的層疊體3a的結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，實施方式2的磁性板的層疊體3a與實施方式1對比時，在作為夾持層疊部1的金屬板而使用電磁鋼板11a、11b這點不同。作為電磁鋼板11a、11b，例如能夠與金屬薄帶同樣使用軟磁性材料即硅鋼。另外，作為電磁鋼板11a、11b，能夠使用其板厚處于0.15～0.5mm的范圍的鋼板。另外，電磁鋼板11a、11b的厚度優(yōu)選比構(gòu)成層疊部1的軟磁性薄帶9的厚度厚。在普遍的板厚薄的組合中，電磁鋼板為0.15mm，薄帶為0.025mm，因此板厚之比為6倍以上。通過將該軟磁性的電磁鋼板11a、11b用作第一金屬板以及第二金屬板，與圖1的情況相比，能夠減小使用了該磁性板的層疊體3a的馬達(dá)的磁特性損失。

(實施方式3)

圖3是實施方式3的磁性板的層疊體3b的結(jié)構(gòu)圖。如圖3所示，實施方式3的磁性板的層疊體3b與實施方式1以及實施方式2的磁性板的層疊體對比時，在向?qū)盈B部1的上下各設(shè)置兩片電磁鋼板11a、11b這點不同。電磁鋼板11a、11b為了減小渦流損失而大多板厚較薄，因此通過設(shè)置兩片以上的多個電磁鋼板11a、11b，與板厚較厚的情況同樣地能夠進(jìn)一步提高剛性。為了確保剛性，優(yōu)選將多個電磁鋼板中的至少一部分接合起來，更優(yōu)選將層間面接合起來。接合方法可以是粘合、焊接或鉚接等中的任一種方法。

另外，也可以將多個電磁鋼板11a、11b的一部分置換為非磁性的金屬板。

(實施方式4)

圖4是實施方式4的磁性板的層疊體3c的結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，實施方式4的磁性板的層疊體3c與實施方式1以及實施方式2的磁性板的層疊體對比時，在不僅具有層疊部1的上下表面的第一金屬板11a以及第二金屬板11b還在層疊部1內(nèi)設(shè)有第三電磁鋼板11c這點上不同。利用這樣在層疊部1內(nèi)設(shè)有電磁鋼板11c的構(gòu)造，能夠使層疊體3c的剛性進(jìn)一步提高。

需要說明的是，在本公開中，也包括將所述的各個實施方式及/或?qū)嵤├械娜我獾膶嵤┓绞郊?或?qū)嵤├m當(dāng)組合的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)各個實施方式及/或?qū)嵤├哂械男Ч?/p>

工業(yè)實用性

根據(jù)本發(fā)明的磁性板的層疊體，能夠確保鐵心的剛性以及使緊固固定時的形狀穩(wěn)定化。對此，本發(fā)明的磁性板的層疊體作為馬達(dá)的定子是有用的。另外，本發(fā)明的磁性板的層疊體在馬達(dá)以外也能夠適用于變壓器等應(yīng)用磁的電子部件。