JP3610851B2

JP3610851B2 - 回転電機用積層コアの製造方法、回転電機用積層コアの整形装置及び回転電機

Info

Publication number: JP3610851B2
Application number: JP35911099A
Authority: JP
Inventors: 泰夫阿部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: JP2001178085A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転電機の固定子コア又は回転子コアに用いる積層コアの整形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転電機用の積層コアとして、螺旋状に巻回しつつ積層してなる固定子コア又は回転子コアとして用いる螺旋コアや、多数枚の電磁鋼板を重ねてなる積み重ねコアがあるが、これらの積層コアは、積層後、各タ−ン、各枚を径方向に整形して径方向のずれを許容範囲に低減する必要がある。
【０００３】
従来の積層コア整形方法を図１１に示す。
【０００４】
まず、円筒状の積層コア７ａの孔に円柱状の内型４ａを挿入し、内型４ａを囲む円筒状の一対の挟持部材２ａ、３ａで積層コア７ａの両端面を軸方向に挟持する。
【０００５】
次に、前記端面挟持工程後に、挟持部材３ａに被さっているいつ円筒状の外型１１ａを挟持部材３の側から軸方向に押し込んで積層コア７ａの外周面の全面に被せる。外型１１ａの内径は積層コア７ａの外径より僅かに小さくしてあり、外型１１ａの内周面は積層コア７ａの外周面を塑性変形させつつ積層コア７ａを径方向に整形する。なお、両端面を挟持し、内型を挿入した後、外型を被着してもよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の積層コア整形方法では、外型１１ａが積層コア７ａの外周面を僅かに押し込む方向に塑性変形させるために、積層コア７ａの反外型側の端面の外周縁に軸方向外側へ突出する「ばり」が生じるという問題があった。
【０００７】
また、この積層コア７ａの外径は、挟持部材３ａ側から挟持部材２ａ側へ向けて次第に大きくテ−パをもつので、固定子コアとしての積層コア７にその両側からフロントフレ−ムとリヤフレ−ムとを嵌着する場合、これら両フレ−ムのうち挟持部材２ａ側のフレ−ムの嵌着が容易でないという問題も生じた。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、「ばり」の発生を防止し、フレ−ム圧着作業性に優れる回転電機用積層コアの製造方法、整形装置及び回転電機を提供することをその目的としている。
【０００９】
【課題を解決する手段】
請求項１によれば、挟持部材で挟持した積層コアに一対の外型を、積層コアの両端側から軸方向へ互いに接近する方向へ押し込んで、積層コアに被せることにより、積層コアの外周面を整形する。
【００１０】
このようにすれば、従来、積層コアの整形に付随して派生した「ばり」の発生やフレ−ム圧着作業の困難化といった問題を解決することができ、工程の短縮、簡素化を実現でき、「ばり」の後始末作業も不要とすることができる。更に説明すると、一対の外型の内周面は積層コアの外周面を端面側から軸方向中間部側へ向けて積層コアの外周面を僅かに塑性変形させつつ押し込まれるので、積層コアの両端面の外周縁には全く「ばり」が生じない。
【００１１】
なお、外型を積層コアから軸方向外側へ離脱させる場合には、一見、積層コアの両端面の外周縁には軸方向外側へ「ばり」が生じるようにも考えられるが、この外型離脱時には積層コアの外周面は両外型の最初の軸方向押し込みによる塑性変形により径小化されており、「ばり」が生じることはない。
【００１２】
また、積層コアの外周面のうち、両端面に近い部分ほど外型内周面とのこすれ量が多いので、積層コアは両端面でもっとも径小で軸方向中間部に向かうにつれて次第に径大となるテ−パ形状となり、上述したフロントフレ−ム及びリヤフレ−ムを積層コアの両端面に被せる場合に、両フレ−ムとも良好に積層コアに嵌着することが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の構成によれば、両外型の内径を積層コアの外径より径小（僅かに）としたので、積層コアの外周面を僅かに（好適には５００μｍ以下、更に好ましくは２５０μｍ以下）塑性変形させることにより、積層コアのばらしが生じにくくなる。
【００１４】
請求項３記載の構成によれば、両外型の軸方向整形距離は略等しくされる。
【００１５】
このようにすれば、両外型とその駆動機構を共通化することができ、かつ、積層コアにフロントフレ−ムとリヤフレ−ムとを軸方向半分ずつ被せる場合に好都合となる。
【００１６】
請求項４記載の構成によれば、積層コアが円筒状であっても、内周面の変形を防止しつつ、外周面を成形することができる。
【００１７】
請求項５記載の構成によれば、重複して成形される範囲を設けたので、積層コアの外周面に形成される一対の外型の型合わせ位置の痕跡を減少させることができる。
【００１８】
たとえば、実施形態においては、一方の外型によって外周面の１／２を成形するとともに、他方の外型により外周面の残る１／２を成形し、更にその後に、他方の外型を２／３まで前進させて重複範囲の成形を行う。
【００１９】
なお、一方の外型で外周面の１／２を成形した後で、他方の外型で外周面の２／３を成形する手順を採用してもよい。また、両外型が受け持つ範囲は。１／２に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【００２０】
請求項６記載の構成によれば、簡単な手順で重複範囲を成形し、型合わせ位置の痕跡を減少させることができる。
【００２１】
たとえば、実施形態においては、一対の外型の合わせ位置を、積層コアの軸方向長さの略１／２とし、いずれか一方の外型を更に２／３程度まで前進させる方法を採用することができる。
【００２２】
請求項７記載の構成によれば、上記した積層コアの整形に付随して派生した「ばり」の発生やフレ−ム圧着作業の困難化といった従来の問題を製造工程や複雑な製造装置の開発なしに解決する積層コア整形装置を実現することができる。
【００２３】
請求項８記載の構成によれば、両外型の軸方向先端部に、内周側の面が先端側から奥側へ向けて次第に径小となるテ−パを設けたので、外周面の型合わせ位置に生じる瘤を減少することができる。
【００２４】
また、このテーパをもつ外型の先端部は、外型を積層コアに被着する際の案内部材となるため外型を容易に積層コアに被着することができ、更に、これら外型の内周面で積層コアの外周面を塑性変形（しごく）前に積層コアの軸方向各部を径方向に揃えるので、成形を一層、良好かつ容易に行うことができる。
【００２５】
請求項９記載の回転電機は、電磁鋼板を積層して形成された円筒状の積層コアからなるステータコアと、前記ステータコアの外周面の両端部に接して前記ステータコアを支持するフレームとを備える回転電機において、前記ステータコアの外周面の中央部に外型の合わせ位置に対応して生じた痕跡を有し、前記ステータコアの両端側の外径は、軸方向中央側の外径よりも小さく形成され、前記フレームは、前記ステータコアの外周面の両端部に接し、かつ、前記ステータコアの外周面の軸方向中央部に接しないことを特徴としている。
請求項９記載の回転電機によれば、ステータコア（固定子コア）の両端側の外径は、軸方向中央側の外径よりも小さく形成されているので、このステータコアの両側からフレームをステータコアに嵌着する作業が容易となる。
【００２６】
請求項１０記載の構成によれば、ステ−タコアの両端部外周は、両端側から軸方向中央側へ向けて次第に径大となるテ−パを有しているので、フレ−ムをステ−タコアの両側からステ−タコアに嵌着する作業が容易な上に、嵌着後、フレ−ムとそれに圧入されたステ−タコアとの結合強度を十分に確保することができ、がたも生じない。
【００２９】
【発明の実施の形態】
上記説明した本発明の回転電機用積層コアの製造方法、整形装置及び回転電機の例を以下の実施例により説明する。
【００３０】
【実施例１】
実施例１の整形装置及び製造方法を以下に説明する。
（装置構成）
図１に示すこの整形装置１は、円筒状の下側円筒部材（本発明でいう挟持部材）２、円筒状の上側円筒部材（本発明でいう挟持部材）３、円柱状の内型４及び円筒状の外型５及び６と、これら各部材２〜６を駆動する図示しない駆動機構とを有している。７は回転電機の固定子コアとして用いる積層コアである。
【００３１】
円筒状の下側円筒部材２の上端面は、積層コア７を載置する積層コア載置面となっており、積層コア７が下側円筒部材２とできるだけ同軸位置にて載置されている。下側円筒部材２及び上側円筒部材３の外径は積層コア７の外径よりわずかに小さくされており、上側円筒部材３は積層コア７を挟んで下側円筒部材２の上方に下側円筒部材２と同軸配置されている。下側円筒部材２は固定されており、上側円筒部材３は図示しない駆動機構により上下に駆動可能となっている。
【００３２】
内型４は、下側円筒部材２内に上下移動自在に遊嵌され、図示しない駆動機構により上下に駆動可能となっている。外型５は、上側円筒部材３外に上下移動自在に遊嵌され、図示しない駆動機構により上下に駆動可能となっている。外型６は、下側円筒部材２外に上下移動自在に遊嵌され、図示しない駆動機構により上下に駆動可能となっている。この実施例では、外型５、６は同速で互いに逆方向に駆動される。外型５、６の内径は、積層コア７の外径より僅かに径小に形成されている。
（動作説明）
まず、上側円筒部材３を下側円筒部材２上に載置し、内型４を上昇させて積層コア７の孔を貫通させる（図２参照）。なお、積層コア７を挟持した後、内型４を上昇させて積層コア７の孔を貫通させる順序でもよい。
【００３３】
次に、上側円筒部材３を降下させ、下側円筒部材２と上側円筒部材３とで積層コア７の両端面を軸方向に所定の付勢力で挟持する（図３参照）。次に、外型５を降下させ、同時に又は外型５と前後して外型６を上昇させる（図４参照）。この降下、上昇は、外型５、６の先端面がわずかの隙間を挟んで対面するまで（図１参照）持続される。
【００３４】
この外型５、６の昇降により、積層コア７の外周面は塑性変形されつつ径方向に整形される。また、この塑性変形により積層コア７の外周面７１の軸方向中央部には図５に示すように瘤８が形成される。
【００３５】
その後、外型５、６を逆方向に駆動し、上側円筒部材３及び内型４を逆方向に駆動して（図６参照）、積層コア７を取り出す。なお、外型５、６は別々に駆動してもよい。
【００３６】
このようにすれば、図５に拡大部分図示する積層コア７の両端面の外周縁７２にばりが生じない。また、積層コア７の外周面７１は両端面から軸方向中間部へ向けて次第に径大となるテ−パをもつので、この積層コア７からなる固定子コアを回転電機のフロントフレ−ム及びリヤフレ−ムに嵌入、固定する作業に好都合となる。
【００３７】
図７に、上記積層コア７を用いた回転電機の一例を示す。９はフロントフレ−ム、１０はリヤフレ−ム、１２は回転軸、１３は回転子、１４はステ−タコイルである。
【００３８】
【実施例２】
他の実施例を図８及びそのＡ−Ａ線矢視断面図である図９を参照して以下に説明する。
【００３９】
外型５、６の軸方向先端部の内周面は先端ほど大径となるテ−パ面５１、６１となっている。
【００４０】
これらテーパ面５１、６１により外型５、６の完全内周面で積層コア７の外周面を塑性変形（しごく）前に積層コア７の軸方向各部を径方向に揃えさせることができ、整形を一層、良好かつ容易に行うことができる。
【００４１】
【実施例３】
他の実施例を図１０を参照して以下に説明する。
【００４２】
この実施例では、実施例１の工程に図１０の工程を追加したものである。図１０の工程は、実施例１の工程が図１の状態まで進行した後で実行される。
【００４３】
図１０の工程では、外型５、６を互いに略当接させた後、この当接状態を維持したまま外型５、６を共ｄだけ下降させる。
【００４４】
これにより、幅ｄの範囲は、一旦は下側の外型６を上昇させる際に成形された後、上側の外型５の下降により再び成形される。この結果、幅ｄが重複範囲として成形される。
【００４５】
この重複範囲の幅ｄは、外型５、６の合わせ位置に生じる痕跡８の幅よりも大きく設定される。この結果、外型５、６の合わせ位置に対応して生じる痕跡８を減少させて積層コアの外周面を成形することができる。この後、両外型５、６はそれぞれ上下方向に戻される。
【００４６】
この実施例では、外型５、６は、まず両側から１／２づつ昇降され、その後、上側の外型５だけを２／３まで更に進めて図１０の状態とする。なお、両外型５、６の成形範囲を重複させることが痕跡８を減少させるために重要である。
【００４７】
したがって、成形範囲の比率は１／２とするほか、種々の値を採用することができる。また、一方の外型６によって、一方から１／２を成形した後、他方の外型５によって他方から２／３を成形する手順を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転電機用積層コアの製造方法を実施する整形装置の模式軸方向断面図である。
【図２】内型による積層コア貫通工程を示す工程図である。
【図３】上側円筒部材及び下側円筒部材により積層コアを挟持する積層コア挟持工程を示す工程図である。
【図４】両外型により積層コアの外周面を整形する整形工程を示す工程図である。
【図５】整形後の積層コアの外周面の部分拡大断面図である。
【図６】整形された積層コアの取り出し工程を示す工程図である。
【図７】回転電機の一例を示す図である。
【図８】実施例２の整形装置の外型の部分拡大断面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図１０】実施例３の仕上げ工程を示す工程図である。
【図１１】従来の回転電機用積層コアの製造方法を実施する整形装置の模式軸方向断面図である。
【符号の説明】
１…積層コア整形装置
２…下側円筒部材（挟持部材）
３…上側円筒部材（挟持部材）
４…内型
５…外型
６…外型
７…積層コア

Claims

電磁鋼板を積層してなる回転電機用積層コアの両端面を挟持部材で挟持する端面挟持工程と、前記端面挟持工程後に一対の外型の内周面を前記積層コアの外周面に接面させつつ前記一対の外型を前記積層コアの両端側から軸方向へ押し込んで前記両外型の前記内周面で前記積層コアの外周面を整形する外周面整形工程とを含むことを特徴とする回転電機用積層コアの製造方法。
請求項１記載の回転電機用積層コアの製造方法において、
前記両外型の内径は前記積層コアの外径より径小であることを特徴とする回転電機用積層コアの製造方法。
請求項１記載の回転電機用積層コアの製造方法において、
前記両外型の軸方向整形距離は略等しいことを特徴とする回転電機用積層コアの製造方法。
請求項１から３のいずれかに記載の回転電機用積層コアの製造方法において、
前記積層コアは円筒状であって、前記外周面整形工程の前に、前記積層コアの内側に内型を挿入する内型挿入工程を有し、前記内型を挿入したまま前記外周面整形工程を行うことを特徴とする回転電機用積層コアの製造方法。
請求項１から４のいずれかに記載の回転電機用積層コアの製造方法において、
前記外周面整形工程は、前記積層コアの外周面の一部を重複範囲として、この重複範囲を一方の前記外型により成形した後に、他方の前記外型により重ねて成形することを特徴とする回転電機用積層コアの製造方法。
請求項５記載の回転電機用積層コアの製造方法において、
前記一対の外型を前記積層コアの外周面の所定位置にて合わせるように移動させて前記積層コアの外周面を成形した後に、いずれか一方の前記外型を更に移動させて前記重複範囲を成形することを特徴とする回転電機用積層コアの製造方法。
軸方向に進退して電磁鋼板を積層してなる円筒状の積層コアの孔に挿入される内型と、
軸方向互いに逆方向へ進退して前記積層コアの両端面を挟持する挟持部材と、
軸方向へ進退して自己の内周面を前記積層コアの外周面に接面させつつ前記積層コアの両端側から互いに略接するまで前記積層コアの外周面に被さる一対の外型と、
を備え、
前記両外型の内周面で前記積層コアの外周面を整形することを特徴とする回転電機用積層コアの整形装置。
請求項７記載の回転電機用積層コアの整形装置において、
前記両外型の軸方向先端部は、内周側の面が先端側から奥側に向けて次第に径小となるテーパーを有していることを特徴とする回転電機用積層コアの整形装置。
電磁鋼板を積層して形成された円筒状の積層コアからなるステータコアと、前記ステータコアの外周面の両端部に接して前記ステータコアを支持するフレームとを備える回転電機において、
前記ステータコアの外周面の中央部に外型の合わせ位置に対応して生じた痕跡を有し、
前記ステータコアの両端側の外径は、軸方向中央側の外径よりも小さく形成され、
前記フレームは、前記ステータコアの外周面の両端部に接し、かつ、前記ステータコアの外周面の軸方向中央部に接しないことを特徴とする回転電機。
請求項９記載の回転電機において、
前記ステータコアの両端部外周は、両端側から軸方向中央側へ向けて次第に径大となるテーパを有していることを特徴とする回転電機。