JP2001298885A - 回転電機の鉄心及びその製造方法 - Google Patents
回転電機の鉄心及びその製造方法Info
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Abstract
一にすることができる回転電機の鉄心及びその製造方法
を得る。 【解決手段】 帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の
鉄心基部15aと鉄心基部15aから略径方向に突出し
た複数のティース部15bとを有し、隣り合うティース
部15b間に巻線を収納するためのスロットが各々成形
されている回転電機の鉄心50であって、鉄心は、略直
方体状の積層体15の両端部を該鉄心基部が所定の曲率
を有するように曲げ、さらに積層体15の全体をティー
ス部15bの先端が該鉄心基部から突出するように円筒
形の芯部材73に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を
接合して作製される。
Description
に関し、特に鋼板が積層されてなる回転電機の鉄心及び
その製造方法に関するものである。
号公報に記載された従来の回転電機の鉄心される積層体
の斜視図である。図22は、積層体の鉄心を円筒形の芯
部材に巻き付けて成形する様子を示す図である。図23
は、成形した鉄心の両端部を接合する様子を示す図であ
る。積層体5は、打ち抜き加工して鉄心基部5a及び等
分間隔で複数のティース部5bを有する直線で帯状の磁
性板が所定の枚数積層されて製造されている。そして、
略直方体状に積層された積層体5は、図示しない巻線を
巻装された後、円筒形の芯部材9に巻き付けられて円筒
状に成形され、両端部を付き合わせた当接部10を溶接
されて接合される。
おいては、上述のように、帯状の磁性板に巻線を収納す
るスロットを複数形成したのち積層して略直方体状の積
層体5とし、円筒形の芯部材9に巻き付けて円筒状に成
形し、両端部を接合して形成する。
最初から円筒鉄心とされていることがなく、略直方体状
の積層体5に図示しない巻線を巻装することで巻線作業
が容易となる。また、巻線を巻装してから積層体5を湾
曲させるため、湾曲させる前にくらべ、湾曲させた後の
スロットの断面積が小さくなり巻線を高密度に配置でき
るという利点がある。
の従来の回転電機の鉄心40においては、略直方体状の
積層体5を円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形す
るときに、両端部付近が他の部分よりも曲がりが小さく
形成され、端部どうしの接合面が一致せず、うまく接合
できない。すなわち、当接部10付近の曲がりが不十分
となり、円周方向全体に渡って曲率半径が均一とならな
いめ、接合面が一致せず、うまく接合できないといった
問題があった。また、この当接部10を強制的に一致さ
せて接合すると鉄心の真円度が悪化する問題があった。
の鉄心40においては、円筒形の芯部材9に巻き付けて
円筒状に成形するときに、図24に示すように波形変形
が発生してしまう問題があった。また、略直方体状の積
層体5の両端部の曲げ剛性が高く、端部を曲げるときの
曲げ力が大きくなり、ティース部5bが座屈する問題が
あった。
ためになされたもので、円周方向全体に渡って鉄心の曲
率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真円
度を向上することができ、波形変形の発生を防止するこ
とができ、ティース部の座屈あるいは変形を防止するこ
とができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小
さくすることを可能とし、空隙の磁気抵抗が小さくする
ことができ、回転電機の出力を増加することができる回
転電機の鉄心及びその製造方法を得ることを目的とす
る。
転電機の鉄心は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状
の鉄心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のテ
ィース部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納
するためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄
心であって、鉄心は、略直方体状の積層体の両端部を鉄
心基部が所定の曲率を有するように曲げ、さらに積層体
の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出すように
円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を
接合して作製される。
積層体の鉄心基部の両端部は、他の部分より剛性が小さ
くされている。
積層体の鉄心基部の両端部は、径方向厚みを小さくする
ように薄肉にされた薄肉部が設けられて剛性が小さくさ
れている。
薄肉部に鉄心基部周端径が他の部分と同じになるように
埋める埋部材が溶接されている。
積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端径が端に向
かうほど小さくなるように形成されて剛性が小さくされ
ている。
積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端側に少なく
とも1つのノッチが設けられて剛性が小さくされてい
る。
1つの略直方体状の積層体が曲げられて形成されてい
る。
造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心
基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース
部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するた
めのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製
造方法であって、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基
部が所定の曲率を有するように曲げる端部曲げ工程と、
積層体の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出す
ように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全
体曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程とを
備えている。
造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第1
の固定治具とティース部側に配された第2の固定治具と
で積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、第
2の固定治具の端部のティース部側には、端に向かうほ
どティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の
傾斜部が形成され、積層体の端部をティース部の突出方
向に押圧治具で押圧して曲げる。
製造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第
1の固定治具とティース部側に配された第2の固定治具
とで積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、
第2の固定治具の端部のティース部側には、端に向かう
ほどティース部から離れるように円弧状あるいは直線状
の傾斜部が形成され、積層体の端部の鉄心基部側の角部
に断面L字形の密着治具を密着させ、密着治具で積層体
の端部をティース部側に巻き込むように曲げる。
製造方法は、鉄心は、1つの略直方体状の積層体が曲げ
られて形成され、全体曲げ工程は、積層体の中央部を挟
持し端から所定の長さの両端部を円筒形の芯部材に巻き
付けて曲げる第1の全体曲げ工程と、第1の全体曲げ工
程で曲げられた湾曲部を挟持し残りの中央部を芯部材に
巻き付けて曲げる第2の全体曲げ工程とを有する。
製造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄
心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティー
ス部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納する
ためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の
製造方法であって、積層体の中央部をティース部の先端
が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付け
て円筒状に成形する全体曲げ工程と、全体曲げ工程で曲
げられた積層体を端部を除いて内外周で挟持し、積層体
の端部を内周側に押圧あるいは巻き込みによって曲げる
端部曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程と
を備えている。
製造方法は、少なくとも全体曲げ工程の前に、略直方体
状の積層体のスロットに巻線を収納する工程を有し、全
体曲げ工程は巻線を収納したまま行われる。
製造方法は、全体曲げ工程は、積層体の鉄心基部の少な
くとも一部が両側面から摺動可能にガイドされながら行
われる。
回転電機の鉄心の作製工程を示す図であり、図1の
(a)は、略直方体状の積層体の側面図、図1の(b)
は、両端部が曲げられた積層体の側面図、図1の(c)
は、両端部が接合され円筒状の鉄心とされた積層体の側
面図である。積層体15は、まず始めに、従来と同じよ
うに打ち抜き加工して鉄心基部15a及び複数のティー
ス部15bを有する直線で帯状の磁性板が所定の枚数積
層され、図1の(a)に示されるような略直方体状の積
層体15が製造される。
示されるように、略直方体状の積層体15の両端部をテ
ィース部15bの先端が中心に指向するように所定の曲
率で曲げられる(端部曲げ工程)。このときの所定の曲
率とは、最終的な円筒形の鉄心50か、あるいは全体曲
げ後の鉄心の曲率に近いものである。
うに、積層体15の全体が、ティース部15bの先端が
内周側を向くように図示しない円筒形の芯部材に巻き付
けられて円筒状に成形され(全体曲げ工程)、積層体1
5の両端部の当接するところである接合部16がレーザ
ー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接されて接合
される(接合工程)。
鉄心基部15aとこの鉄心基部15aから軸心方向に突
出した複数のティース部15bとを有し、隣り合うティ
ース部15b間に巻線を収納するためのスロットが各々
成形された鉄心50となる。
においては、略直方体状の積層体15の端部を端部曲げ
工程にて曲げ、その後に全体曲げ工程にて円筒形の芯部
材に巻き付けて円筒状に成形することで円周方向全体に
渡って鉄心の曲がりを均一とすることができ円筒形の鉄
心50の真円度が向上する。そして、鉄心50の真円度
が向上することにより、鉄心50に対向して配置される
磁性部材との隙間を小さくすることが可能となり、隙間
の磁気抵抗を小さくすることができるので、回転電機の
出力を向上させることが可能となる。
の鉄心の他の例を示す要部の側面図である。本実施の形
態の積層体115においては、鉄心基部15aの両端部
の外周側の肉を削るようにして削除し、鉄心基部15a
の外径を小さくするように薄肉にされた薄肉部15cが
設けられて両端部の剛性が小さくされている。図2で
は、片側のみが示されているが、薄肉部15cは積層体
115の両端部に設けられている。その他の構成は、実
施の形態1と同様である。
いては、略直方体状の積層体115の両端部に薄肉部1
5cが設けられて曲がりやすくなり、両端部を曲げると
きの曲げ力が低減されるので、ティース部15bの座屈
や変形を起こりにくくすることができる。
の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図であり、図3
の(a)は、接合部付近の凹部が埋められる様子を示す
側面図であり、図3の(b)は、接合部付近の凹部が埋
められた後の状態を示す側面図である。上述の実施の形
態2の積層体115においては、鉄心基部15aの両端
部の外周側の肉が削除され、鉄心基部15aの外径を小
さくするように薄肉にされた薄肉部15cが設けられて
端部の剛性が小さくされている。
層体115の両端部が接合工程によって接合された後、
接合部付近の外周側に凹部が形成される。そして、一般
に鉄心の鉄心基部15aにおいて、径方向の幅が小さく
なった部分があると、その部分に規制されて磁気飽和が
発生し回転電機の出力は低減する。
を解消するために、凹部が形成されている薄肉部15c
に外径が他の部分と同じになるように埋める埋部材17
が溶接されている。埋部材は、凹部とにぴったりはまる
形状をなし、両端部(接合部16b,16c)において
レーザー溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接され
ている。その他の構成は、実施の形態2と同様である。
においては、鉄心基部15aにおいて径方向の幅が小さ
くなった部分がなくなり、磁気飽和が起こりにくくな
り、回転電機の出力が向上する。また、埋部材17が溶
接されることで鉄心の強度が向上する。
の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。本実
施の形態の積層体215においては、鉄心基部15aの
両端部が、外径が端に向かうほど小さくなるように傾斜
部15dが形成されて剛性が小さくされている。その他
の構成は、実施の形態1と同様である。
においては、略直方体状の積層体215の両端部が曲が
りやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され
るので、ティース部15bの座屈や変形を起こりにくく
することができるとともに、形状が簡単なので端部の加
工が容易である。
の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。本実
施の形態の積層体315においては、鉄心基部15aの
両端部が外周側に断面細溝状のノッチ15eが設けられ
て剛性が小さくされている。その他の構成は、実施の形
態1と同様である。
においては、略直方体状の積層体315の両端部が曲が
りやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され
るので、ティース部15bの座屈や変形を起こりにくく
することができるとともに、形状が簡単なので端部の加
工が容易である。
の鉄心のさらに他の例を示す要部の側面図である。本実
施の形態の積層体415においては、鉄心基部15aの
両端部が外周側に断面三角形状のノッチ15fが設けら
れて剛性が小さくされている。その他の構成は、実施の
形態1と同様である。
においては、略直方体状の積層体415の両端部が曲が
りやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され
るので、ティース部15bの座屈や変形を起こりにくく
することができるとともに、形状が簡単なので端部の加
工が容易である。
体の端部を曲げる様子を示す側面図である。また、図8
は、図7の方法で端部を曲げる際の内部応力の分布図で
ある。図8においては、色の濃い部分に大きな応力が加
えられていることを示す。略直方体状の積層体15の両
端部を曲げる1つの方法として、図7に示すように、鉄
心基部15a側に配された第1の固定治具61とティー
ス部15b側に配された第2の固定治具62とで積層体
15を端部が所定の長さ突出するように挟持し、積層体
15の端部の鉄心基部15a側に、押圧治具71を当接
させ、積層体15に対して垂直方向に(ティース部15
bの突出方向に)押圧する方法がある。
うに、湾曲させる端部側から2番目のティース部15b
1に大きな応力がかかってしまう。そのため、このよう
な方法を用いると、2番目のティース部15b1が座屈
してしまうという問題があった。
方法を示す積層体の端部を曲げる様子を示す側面図であ
る。本実施の形態の鉄心の製造方法においては、第2の
固定治具63の端部のティース部15b側には、端部か
ら2つめのティース部15bが当接する付近において、
端に向かうほどティース部15bから離れるように直線
状の傾斜部63aが形成されている。そのため、湾曲さ
せる端部側から2番目のティース部15b1に大きな応
力がかかってしまうことがなく、2番目のティース部1
5b1が座屈してしまうことがない。
いては、積層体の全体を円筒形の芯部材に巻き付けて円
筒状に成形する前に、積層体の両端部を上述の方法によ
り最終的な曲率となるように曲げて置くことで、円周方
向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることがで
き、円筒状の鉄心50の真円度を向上することができ、
鉄心に対向する回転子との隙間を小さくすることが可能
となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の
出力を増加することができる。
圧するだけ曲げることができ、装置を簡単なものとする
ことができる。また、傾斜部63aによりティース部1
5bの第2の固定部材63に対する当接角度を適当な角
度に設定できるので、曲げのとき障害となるティース部
15bを座屈あるいは変形しにくくすることができる。
電機の鉄心の製造方法の他の例を示す積層体の端部を曲
げる様子を示す側面図である。本実施の形態の鉄心の製
造方法においては、第2の固定治具64の端部のティー
ス部15b側には、端部から2つめのティース部15b
が当接する付近において、端に向かうほどティース部1
5bから離れるように円弧状の傾斜部64aが形成され
ている。その他の構成は、実施の形態7と同様である。
いては、円弧状の傾斜部64aによりティース部15b
の第2の固定部材64に対する当接角度をさらに適当な
角度に設定できるので、曲げのとき障害となるティース
部15bをさらに座屈あるいは変形しにくくすることが
できる。
電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体の端
部を曲げる様子を示す工程図である。また、図12は、
図11の方法で端部を曲げる際の内部応力の分布図であ
る。図12においては、色の濃い部分に大きな応力が加
えられていることを示す。本実施の形態においては、実
施の形態8と同じように、第2の固定治具64の端部の
ティース部15b側には、端部から2つめのティース部
15bが当接する付近において、端に向かうほどティー
ス部15bから離れるように円弧状の傾斜部64aが形
成されている。
15の端部の鉄心基部15a側の角部に断面L字形の密
着治具72を密着させ(図11の(a))、この密着治
具72で積層体15の端部をティース部15b側に巻き
込むように曲げる(図11の(b))。本実施の形態に
おいては、上述の傾斜部64aと密着治具72の巻き込
むような曲げ方法の効果により、図12で明らかなよう
に、2番目のティース部15b1には、ほとんど応力が
かからない。
いては、円弧状の傾斜部64aによりティース部15b
の第2の固定部材64に対する当接角度を適当な角度に
設定できるので、ティース部15bを座屈しにくくする
ことができるとともに、密着治具72によって巻き込む
ように曲げるので、端部から所定の距離はなれた位置の
ティース部15bにかかる応力を減らしつつ積層体15
の曲がり部に曲げモーメントを加えることができるの
で、ティース部15bをさらに座屈しにくくすることが
できる。
転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を
順次曲げる様子を示す工程図である。本実施の形態にお
いては、まず、図13の(a)に示されるように、実施
の形態8の方法により、積層体15の両端部がティース
部15bの先端が中心に指向するように所定の曲率で曲
げられる(端部曲げ工程)。次に、図13の(b)に示
されるように、積層体15の中央部が挟持され、端から
各々1/4の長さの両端部が、円筒形の芯部材73に巻
き付けられて曲げられる(第1の全体曲げ工程)。
第1の全体曲げ工程で曲げられた1/4湾曲部の片方が
挟持され、残りの湾曲されてない中央部が、芯部材73
に巻き付けられて曲げられる(第2の全体曲げ工程)。
その後、図13の(d)に示されるように、当接した積
層体の両端部がレーザー溶接あるいは電子ビーム溶接に
よって溶接されて接合される(接合工程)。
いては、中央部の広い範囲を挟持するので端部の芯部材
への巻き付けを容易とすることができる。
転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を
順次曲げる様子を示す工程図である。本実施の形態にお
いては、最初に積層体15の端部が曲げられることがな
い。本実施の形態においては、実施の形態10の図13
の(b)及び図13の(c)に示される手順により、ま
ず、積層体15の全体が湾曲される(全体曲げ工程)。
上述の全体曲げ工程で曲げられた積層体15を端部を除
いて内外周の全体で挟持し、積層体15の端部の鉄心基
部15a側の角部に断面L字形の密着治具72を密着さ
せ、密着治具72で積層体15の端部をティース部15
b側に巻き込むように曲げる(端部曲げ工程)。その
後、図14の(b)及び図14の(c)に示されるよう
に、積層体の両端部を当接させてレーザー溶接あるいは
電子ビーム溶接によって溶接する(接合工程)。
いては、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一
にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上するこ
とができ、鉄心に対向する回転子との隙間を小さくする
ことが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、
回転電機の出力を増加することができる。また、端部を
曲げる時に積層体を端部以外の内外周で挟持するで支持
が確実となり、ティース部15bの座屈をさらに低減す
ることができる。
転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を
曲げる様子を示す工程図である。図16は、図15の
(a)の巻線を収納する工程をさらに詳しく示す図であ
る。本実施の形態においては、実施の形態1の全体曲げ
工程の前に、図15の(a)に示されるように、略直方
体状の積層体15のスロットに巻線80を収納する工程
を有する(巻線収納工程)。この巻線収納工程において
は、図16に示されるように、巻線80と積相体15の
間にインシュレータ81が挟まれて巻線80とともに収
納される。そして、その後、実施の形態1と同様に、全
体曲げ工程と接合工程が行われるが、両工程とも巻線8
0を収納したまま行われる。
いては、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一
にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上するこ
とができ、鉄心に対向する回転子との隙間を小さくする
ことが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、
回転電機の出力を増加することができる。また、略直方
体状の積層体15に巻線80を収納するので収納作業が
容易であり、さらに曲げたときにスロット部の断面積が
小さくなることで巻線のスロット内の占積率を上げるこ
とができ、回転電機の出力を向上することができる。
乃至実施の形態11のどの方法においても、全体曲げ工
程の前に組み込むことができ、その後の工程において巻
線80を収納したまま行うことができる。
転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を
曲げる様子を示す斜視図である。本実施の形態において
は、全体曲げ工程が、積層体15の鉄心基部15aの両
側面から摺動可能にガイドすることができる成形治具7
4によって行われる。成形治具74の両端に形成された
フランジ部74aは、鉄心基部15aの両側面に微少な
隙間をもって当接し摺動可能にガイドする。
いては、成形治具74のフランジ部74aは、積層体1
5を積層方向に変形不可能なようにガイドするので積層
体15の波形変形を低減することができる。
態1乃至実施の形態12の全体曲げ工程において用いる
ことができる。
電機の鉄心のさらに他の例を示す作製工程を示す図であ
り、図18の(a)は、略直方体状の積層体の側面図、
図18の(b)は、両端部が曲げられた積層体の側面
図、図18の(c)は、両端部が接合され円筒状の鉄心
とされた積層体の側面図である。
モータの回転子に用いられる鉄心90であり、帯状の磁
性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部15aと鉄心基
部15aから外方に放射状に突出した複数のティース部
15bとを有し、隣り合うティース部15b間に巻線を
収納するためのスロットが各々成形されている。
うに打ち抜き加工して鉄心基部15a及び複数のティー
ス部15bを有する直線で帯状の磁性板が所定の枚数積
層され、図18の(a)に示されるような略直方体状の
積層体15が製造される。
に示されるように、略直方体状の積層体15の両端部を
ティース部15bの先端が放射状に所定の間隔で広がる
ように所定の曲率で曲げられる(端部曲げ工程)。この
ときの所定の曲率とは、最終的な円筒形の鉄心90か、
あるいは全体曲げ後の鉄心の曲率に近いものである。
ように、積層体15の全体が、ティース部15bの先端
が外周側を向くように図示しない円筒形の芯部材に巻き
付けられて円筒状に成形され(全体曲げ工程)、積層体
15の両端部の当接するところである接合部がレーザー
溶接あるいは電子ビーム溶接によって溶接されて接合さ
れる(接合工程)。
においては、略直方体状の積層体15の端部を端部曲げ
工程にて曲げ、その後に全体曲げ工程にて円筒形の芯部
材に巻き付けて円筒状に成形することで円周方向全体に
渡って鉄心の曲がりを均一とすることができ円筒形の鉄
心90の真円度が向上する。そして、鉄心90の真円度
が向上することにより、鉄心90に対向して配置される
磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能とな
り、隙間の磁気抵抗を小さくすることができるので、回
転電機の出力を向上させることが可能となる。
転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を
順次曲げる様子を示す工程図である。本実施の形態は、
実施の形態14の鉄心90の作製方法のうち、実施の形
態11に対応する作製方法を実施するものである。本実
施の形態においては、最初に積層体15の端部が曲げら
れることがない。本実施の形態においては、実施の形態
10の図13の(b)及び図13の(c)に示される手
順により、まず、積層体15の全体が湾曲される(全体
曲げ工程)。
体曲げ工程で曲げられた積層体15を端部を除いて内外
周の全体で挟持し、積層体15の端部のティース部15
b側の角部に断面L字形の密着治具72を密着させ、密
着治具72で積層体15の端部を鉄心基部15a側に巻
き込むように曲げる(端部曲げ工程)。
いては、円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一
にすることができ、円筒状の鉄心の真円度を向上するこ
とができ、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小
さくすることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さ
くなり、回転電機の出力を増加することができる。ま
た、端部を曲げる時に積層体を端部以外の内外周で挟持
するで支持が確実となり、ティース部15bの座屈をさ
らに低減することができる。
転電機の鉄心の製造方法のさらに他の例を示す積層体を
曲げる様子を示す斜視図である。本実施の形態は、実施
の形態14の鉄心90の作製方法のうち、実施の形態1
3に対応する作製方法を実施するものである。本実施の
形態においては、全体曲げ工程が、積層体15の鉄心基
部15aの両側面から摺動可能にガイドすることができ
る成形治具75によって行われる。成形治具75の両端
に形成されたフランジ部75aは、鉄心基部15aの両
側面に微少な隙間をもって当接し摺動可能にガイドす
る。
いては、成形治具75のフランジ部75aは、積層体1
5を積層方向に変形不可能なようにガイドするので積層
体15の波形変形を低減することができる。
は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心基部と
鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース部とを
有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するためのス
ロットが各々成形されている回転電機の鉄心であって、
鉄心は、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基部が所定
の曲率を有するように曲げ、さらに積層体の全体をティ
ース部の先端が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部
材に巻き付けて円筒状に成形し、両端部を接合して作製
される。そのため、積層体の全体を円筒形の芯部材に巻
き付けて円筒状に成形する前に、積層体の両端部を最終
的な曲率となるように曲げて置くことで、円周方向全体
に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円
筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心に対向
する磁極または磁石との隙間を小さくすることが可能と
なるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出
力を増加することができる。
積層体の鉄心基部の両端部は、他の部分より剛性が小さ
くされている。そのため、略直方体状の積層体の両端部
が曲がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低
減され、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円
筒状の鉄心の真円度をさらに向上することができる。
積層体の鉄心基部の両端部は、径方向厚みを小さくする
ように薄肉にされた薄肉部が設けられて剛性が小さくさ
れている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲
がりやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減さ
れ、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状
の鉄心の真円度をさらに向上することができる。
薄肉部に鉄心基部周端径が他の部分と同じになるように
埋める埋部材が溶接されている。そのため、略直方体状
の積層体の両端部が曲がりやすくなり、両端部を曲げる
ときの曲げ力が低減され、鉄心の曲率を容易に均一にす
ることができ、円筒状の鉄心の真円度をさらに向上する
ことができるとともに、径方向に陥没している陥没部を
埋部材で埋めることにより、径方向の幅が小さくなった
部分がなくなり、磁気飽和が起こりにくくなり、回転電
機の出力を向上することができる。また、埋部材が溶接
されることで鉄心の強度が向上する。
積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端径が端に向
かうほど小さくなるように形成されて剛性が小さくされ
ている。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲が
りやすくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減さ
れ、鉄心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状
の鉄心の真円度をさらに向上することができるととも
に、鉄心基部の両端部の形状が簡単なので端部の加工が
容易である。
積層体の鉄心基部の両端部は、鉄心基部周端側に少なく
とも1つのノッチが設けられて剛性が小さくされてい
る。そのため、略直方体状の積層体の両端部が曲がりや
すくなり、両端部を曲げるときの曲げ力が低減され、鉄
心の曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心
の真円度をさらに向上することができるとともに、剛性
が小さくするための形状が簡単なので端部の加工が容易
である。
1つの略直方体状の積層体が曲げられて形成されてい
る。そのため、略直方体状の積層体が一つなので接合す
る工程が一回で済み、また、接合箇所が少ないので鉄心
の強度を向上させることができる。
造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄心
基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティース
部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納するた
めのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の製
造方法であって、略直方体状の積層体の両端部を鉄心基
部が所定の曲率を有するように曲げる端部曲げ工程と、
積層体の全体をティース部の先端が鉄心基部から突出す
ように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形する全
体曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程とを
備えている。そのため、積層体の全体を円筒形の芯部材
に巻き付けて円筒状に成形する前に、積層体の両端部を
最終的な曲率となるように曲げておくことで、円周方向
全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にすることがで
き、円筒状の鉄心の真円度を向上することができ、鉄心
に対向する磁極または磁石との隙間を小さくすることが
可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくなり、回転電
機の出力を増加することができる。
造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第1
の固定治具とティース部側に配された第2の固定治具と
で積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、第
2の固定治具の端部のティース部側には、端に向かうほ
どティース部から離れるように円弧状あるいは直線状の
傾斜部が形成され、積層体の端部をティース部の突出方
向に押圧治具で押圧して曲げる。そのため、ティース部
の突出方向に押圧するだけ曲げることができ、装置を簡
単なものとすることができる。また、傾斜部によりティ
ース部の第2の固定部材に対する当接角度を適当な角度
に設定できるので、ティース部を座屈しにくくすること
ができる。
製造方法は、端部曲げ工程は、鉄心基部側に配された第
1の固定治具とティース部側に配された第2の固定治具
とで積層体を端部が所定の長さ突出するように挟持し、
第2の固定治具の端部のティース部側には、端に向かう
ほどティース部から離れるように円弧状あるいは直線状
の傾斜部が形成され、積層体の端部の鉄心基部側の角部
に断面L字形の密着治具を密着させ、密着治具で積層体
の端部をティース部側に巻き込むように曲げる。そのた
め、傾斜部によりティース部の第2の固定部材に対する
当接角度を適当な角度に設定できるので、ティース部を
座屈しにくくすることができるとともに、巻き込むよう
に曲げるので、端部から所定の距離はなれた位置のティ
ースにかかる応力を減らしつつ積層体の曲がり部に曲げ
モーメントを加えることができるので、ティース部をさ
らに座屈しにくくすることができる。
製造方法は、鉄心は、1つの略直方体状の積層体が曲げ
られて形成され、全体曲げ工程は、積層体の中央部を挟
持し端から所定の長さの両端部を円筒形の芯部材に巻き
付けて曲げる第1の全体曲げ工程と、第1の全体曲げ工
程で曲げられた湾曲部を挟持し残りの中央部を芯部材に
巻き付けて曲げる第2の全体曲げ工程とを有する。その
ため、略直方体状の積層体が一つなので接合する工程が
一回で済み、また、接合箇所が少ないので鉄心の強度を
向上させることができる。また、中央部の広い範囲を挟
持するので端部の芯部材への巻き付けを容易とすること
ができる。
製造方法は、帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の鉄
心基部と鉄心基部から略径方向に突出した複数のティー
ス部とを有し、隣り合うティース部間に巻線を収納する
ためのスロットが各々成形されている回転電機の鉄心の
製造方法であって、積層体の中央部をティース部の先端
が鉄心基部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付け
て円筒状に成形する全体曲げ工程と、全体曲げ工程で曲
げられた積層体を端部を除いて内外周で挟持し、積層体
の端部を内周側に押圧あるいは巻き込みによって曲げる
端部曲げ工程と、積層体の両端部を接合する接合工程と
を備えている。そのため、円周方向全体に渡って鉄心の
曲率を容易に均一にすることができ、円筒状の鉄心の真
円度を向上することができ、鉄心に対向する磁極または
磁石との隙間を小さくすることが可能となるので、空隙
の磁気抵抗が小さくなり、回転電機の出力を増加するこ
とができる。また、端部を曲げる時に積層体を端部以外
の内外周で挟持するで支持が確実となり、ティース部の
座屈をさらに低減することができる。
製造方法は、少なくとも全体曲げ工程の前に、略直方体
状の積層体のスロットに巻線を収納する工程を有し、全
体曲げ工程は巻線を収納したまま行われる。そのため、
円周方向全体に渡って鉄心の曲率を容易に均一にするこ
とができ、円筒状の鉄心の真円度を向上することがで
き、鉄心に対向する磁極または磁石との隙間を小さくす
ることが可能となるので、空隙の磁気抵抗が小さくな
り、回転電機の出力を増加することができる。また、略
直方体状の積層体に巻線を収納するので収納作業が容易
であり、さらに曲げたときにスロット部の断面積が小さ
くなることで巻線のスロット内の占積率を上げることが
でき、回転電機の出力を向上することができる。
製造方法は、全体曲げ工程は、積層体の鉄心基部の少な
くとも一部が両側面から摺動可能にガイドされながら行
われる。そのため、積層方向に変形不可能なようにガイ
ドされているので積層体の波形変形を低減することがで
きる。
であり、図1の(a)は、略直方体状の積層体の側面
図、図1の(b)は、両端部が曲げられた積層体の側面
図、図1の(c)は、両端部が接合され円筒状の鉄心と
された積層体の側面図である。
の側面図である。
す要部の側面図であり、図3の(a)は、接合部付近の
凹部が埋められる様子を示す側面図であり、図3の
(b)は、接合部付近の凹部が埋められた後の状態を示
す側面図である。
す要部の側面図である。
す要部の側面図である。
す要部の側面図である。
を曲げる様子を示す側面図である。
布図である。
層体の端部を曲げる様子を示す側面図である。
例を示す積層体の端部を曲げる様子を示す側面図であ
る。
に他の例を示す積層体の端部を曲げる様子を示す工程図
である。
の分布図である。
に他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図で
ある。
に他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図で
ある。
に他の例を示す積層体を曲げる様子を示す工程図であ
る。
らに詳しく示す図である。
に他の例を示す積層体を曲げる様子を示す斜視図であ
る。
示す作製工程を示す図であり、図18の(a)は、略直
方体状の積層体の側面図、図18の(b)は、両端部が
曲げられた積層体の側面図、図18の(c)は、両端部
が接合され円筒状の鉄心とされた積層体の側面図であ
る。
に他の例を示す積層体を順次曲げる様子を示す工程図で
ある。
に他の例を示す積層体を曲げる様子を示す斜視図であ
る。
積層体の斜視図である。
て成形する様子を示す図である。
様子を示す図である。
に変形してしまう様子を示す斜視図である。
部、15e,15fノッチ、17 埋部材、50 鉄
心、61 第1の固定治具、63,64 第2の固定治
具、63a 直線状の傾斜部、64a 円弧状の傾斜
部、71 押圧治具、72 密着治具、73 円筒形の
芯部材。
Claims (14)
- 【請求項1】 帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の
鉄心基部と該鉄心基部から略径方向に突出した複数のテ
ィース部とを有し、隣り合う該ティース部間に巻線を収
納するためのスロットが各々成形されている回転電機の
鉄心であって、 前記鉄心は、略直方体状の積層体の両端部を該鉄心基部
が所定の曲率を有するように曲げ、さらに前記積層体の
全体を前記ティース部の先端が該鉄心基部から突出すよ
うに円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に成形し、両端
部を接合して作製されることを特徴とする回転電機の鉄
心。 - 【請求項2】 前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、
他の部分より剛性が小さくされていることを特徴とする
請求項1記載の回転電機の鉄心。 - 【請求項3】 前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、
径方向厚みを小さくするように薄肉にされた薄肉部が設
けられて剛性が小さくされていることを特徴とする請求
項2記載の回転電機の鉄心。 - 【請求項4】 前記薄肉部に鉄心基部周端径が他の部分
と同じになるように埋める埋部材が溶接されていること
を特徴とする請求項3記載の回転電機の鉄心。 - 【請求項5】 前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、
鉄心基部周端径が端に向かうほど小さくなるように形成
されて剛性が小さくされていることを特徴とする請求項
2記載の回転電機の鉄心。 - 【請求項6】 前記積層体の前記鉄心基部の両端部は、
鉄心基部周端側に少なくとも1つのノッチが設けられて
剛性が小さくされていることを特徴とする請求項2記載
の回転電機の鉄心。 - 【請求項7】 前記鉄心は、1つの前記略直方体状の積
層体が曲げられて形成されていることを特徴とする請求
項1乃至6のいずれかに記載の回転電機の鉄心。 - 【請求項8】 帯状の磁性板を積層してなり、円筒状の
鉄心基部と該鉄心基部から略径方向に突出した複数のテ
ィース部とを有し、隣り合う該ティース部間に巻線を収
納するためのスロットが各々成形されている回転電機の
鉄心の製造方法であって、 略直方体状の積層体の両端部を該鉄心基部が所定の曲率
を有するように曲げる端部曲げ工程と、 前記積層体の全体を前記ティース部の先端が該鉄心基部
から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状に
成形する全体曲げ工程と、 前記積層体の両端部を接合する接合工程とを備えたこと
を特徴とする回転電機の鉄心の製造方法。 - 【請求項9】 前記端部曲げ工程は、前記鉄心基部側に
配された第1の固定治具と前記ティース部側に配された
第2の固定治具とで前記積層体を端部が所定の長さ突出
するように挟持し、前記第2の固定治具の端部の前記テ
ィース部側には、端に向かうほど前記ティース部から離
れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成され、
前記積層体の端部を前記ティース部の突出方向に押圧治
具で押圧して曲げることを特徴とする請求項8記載の回
転電機の鉄心の製造方法。 - 【請求項10】 前記端部曲げ工程は、前記鉄心基部側
に配された第1の固定治具と前記ティース部側に配され
た第2の固定治具とで前記積層体を端部が所定の長さ突
出するように挟持し、前記第2の固定治具の端部の前記
ティース部側には、端に向かうほど前記ティース部から
離れるように円弧状あるいは直線状の傾斜部が形成さ
れ、前記積層体の端部の鉄心基部側の角部に断面L字形
の密着治具を密着させ、該密着治具で前記積層体の端部
を前記ティース部側に巻き込むように曲げることを特徴
とする請求項8記載の回転電機の鉄心の製造方法。 - 【請求項11】 前記鉄心は、1つの前記略直方体状の
積層体が曲げられて形成され、 前記全体曲げ工程は、前記積層体の中央部を挟持し端か
ら所定の長さの両端部を円筒形の芯部材に巻き付けて曲
げる第1の全体曲げ工程と、 前記第1の全体曲げ工程で曲げられた湾曲部を挟持し残
りの中央部を芯部材に巻き付けて曲げる第2の全体曲げ
工程とを有することを特徴とする請求項8乃至10のい
ずれか記載の回転電機の鉄心の製造方法。 - 【請求項12】 帯状の磁性板を積層してなり、円筒状
の鉄心基部と該鉄心基部から略径方向に突出した複数の
ティース部とを有し、隣り合う該ティース部間に巻線を
収納するためのスロットが各々成形されている回転電機
の鉄心の製造方法であって、 前記積層体の中央部を前記ティース部の先端が該鉄心基
部から突出すように円筒形の芯部材に巻き付けて円筒状
に成形する全体曲げ工程と、 前記全体曲げ工程で曲げられた前記積層体を端部を除い
て内外周で挟持し、前記積層体の端部を内周側に押圧あ
るいは巻き込みによって曲げる端部曲げ工程と、 前記積層体の両端部を接合する接合工程とを備えたこと
を特徴とする回転電機の鉄心の製造方法。 - 【請求項13】 少なくとも前記全体曲げ工程の前に、
前記略直方体状の積層体の前記スロットに前記巻線を収
納する工程を有し、前記全体曲げ工程は該巻線を収納し
たまま行われることを特徴とする請求項8乃至12のい
ずれか記載の回転電機の鉄心の製造方法。 - 【請求項14】 前記全体曲げ工程は、前記積層体の前
記鉄心基部の少なくとも一部が両側面から摺動可能にガ
イドされながら行われることを特徴とする請求項8乃至
13のいずれか記載の回転電機の鉄心の製造方法。
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