JP5382033B2 - 回転電機の固定子鉄心の製造方法および回転電機の固定子鉄心 - Google Patents
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Description
イ)帯状鋼板の一側に所定の間隔でスロットを打ち抜き、スロット間にティースを形成するとともに、他側にコア背部を有するコアシートを形成するプレス工程。
ロ)コアシートのコア背部を圧延ローラ等によって厚さ方向をテーパー状に圧延して、ティースが内径側となるように螺旋状に巻き取って円筒状に積層する積層コアの巻取り工程。
ハ)積層コアの各層間を溶接などにより接合する接合(溶接)工程。
ニ)内外径を所定の寸法に整形するしごき加工工程およびしごき加工で生じたバリを除去するバリ取り工程からなる仕上げ工程。
ホ)仕上げ工程で、しごき加工の摩擦力低減のため、加工部に塗布した油分等を取り除く洗浄工程。
また、特許文献2には、周方向に複数に分割されたコイニングパンチを積層コアの外周に配置し、径方向の内側に押し付けてコイニング加工し、外周面を板面に対し垂直に矯正する技術が開示されている。
さらに、特許文献3に、円筒状に積層した積層コアの外周側に、コアシート間の隙間がが存在すると、フレームにより挟持固定した際に固定子鉄心が変形する問題が記載されている。
この仕上げ工程の採用により、積層シート間の隙間の発生、内径側オーバーラン、スロット不整列、ティースの浮きなどの問題が有効に防止でき、フレームで締めつけた際のフレームが歪むなどの問題が解消できる。
また、ヘリカル積層コアの内側に配置された内径ポールに当接するまで、コア背部およびティースをともに変形させるので、一工程で、ティースの内周面がコイニングパンチと同軸となり、ヘリカル積層コアの内外径を真円かつ同心に整形させることができる。
これは、座屈変形に代えて、内径側への単純曲げにより、コア外周全体を縮径させるようにコイニング前の円周長さを設定することで、円周上のスロット領域において、コア内径方向に単純曲げを起こすために生じ、円弧状のコア背部はより直線状になってくる。これにより、コイニング押圧荷重を減らし、加工エネルギを低減させる。これは、座屈変形よりも単純曲げの方が応力が小さい場合に有効であり、コア背部の幅が小さいほど曲げによる加工荷重の低減効果が大きい。また、スロット内奥部側面の径ピッチも内径側へ矯正させることができ、導体との無駄な隙間を無くし、磁気損失を減らすことができる。引用文献2におけるスロット矢を適用する場合も、スロット矢とコア背部内周側面との隙間がある場合には、上記と同様の作用が生じ得る。なお、ここではコア背部の単純曲げ作用を、コア全体の圧縮変形とする。
これは、座屈変形後の板厚が、座屈変形しない部分の板厚より厚くなると、各積層シート間の内周側に隙間ができ、内径側からの水の侵入により錆が生じるため、これを防止することによる。
イ)帯状鋼板の一側に所定の間隔でスロットを打ち抜きスロット間にティースを形成するとともに、他側にコア背部を有するコアシートを形成するプレス工程。
ロ)コアシートをスロット(ティース)が内径側となるように螺旋状に巻回して円筒状に積層する積層コアの巻取り工程。
ハ)積層コアの各層間を溶接などにより接合する接合(溶接)工程。
ニ)積層コアの積層のずれを矯正するとともに、内外寸法を所定の形状に矯正する仕上げ工程。
押さえ部58を降下させて基台51と押さえ部58との間にヘリカル積層コア1を所定の圧力で加圧する。
拘束リング56を昇降手段により降下させ、拘束リング56の円錐面55を円錐面状の楔面53に押圧させ、分割型54を中心方向に変位させる。
同断面における外周側の端面は、破線で示す加工前の位置から実線で示す加工後の位置まで距離aだけ縮小する。幅aの台形部分dの材料が、中心側に移動して、板厚方向の三角形部分eに流れ、加工後の板厚をTまで増大する。
また、内周側の端面の半径方向位置rは、圧縮変形により破線で示す加工前の位置から実線で示す加工後の位置まで距離bだけ縮小する。
ティース位置においては、スロット位置に比較して、座屈量aは大きくr方向移動量bは小さい。これはスロット位置は、圧縮による抗力が小さく中心側に変形し易いため、座屈変形に加えて圧縮変形も促進することに起因する。
コア背部の座屈による変形後の板厚tは、各層の板厚(ティース部の板厚)Tより小さく設定する。これは、板厚t>Tとすると、コイニング加工後のヘリカル積層コアにおいて、内周側に各層間の隙間が生じ、雨水などの侵入で錆が発生する不具合を防止するためである。コア内周の半径は、コイニングによりティース位置、スロット位置ともに、コア内周側面が内径成形部52の外周面に当接されるため、同一半径にそろえることができる。
2 スロット
3 ティース
4 コアシート
5 溶接
Claims (4)
- 帯状鋼板の幅方向の一側に所定の間隔でスロットを打ち抜きスロット間にティースを形成するとともに、他側にコア背部を備えたコアシートを形成するプレス工程、
前記コアシートを前記スロット(ティース)が内径側となるように螺旋状に巻き取って円筒状に積層するヘリカル積層コアの巻き取り工程、
前記ヘリカル積層コアの各層間を接合する接合工程、
前記ヘリカル積層コアの積層のずれを矯正するとともに、内外径寸法を所定の形状に矯正する仕上げ工程からなる回転電機の固定子鉄心の製造方法において、
前記仕上げ工程は、押さえ手段で前記ヘリカル積層コアの端面を押さえながら、
周方向に分割され前記ヘリカル積層コア外周に配列されたコイニングパンチを半径方向中心側に同時に移動させ、前記ヘリカル積層コアの前記各コア背部の外周側端面を押圧させるコイニング加工により、前記コア背部を座屈変形させるとともに、
前記ティースの内径側端面が前記コイニングパンチと同軸となり、前記コイニングパンチの内径側に配置された内径ポールに当接するまで、前記コア背部および前記ティースをともに変形させ、前記ヘリカル積層コアの内外径を整形させることを特徴とする回転電機の固定子鉄心の製造方法。 - 請求項1に記載の回転電機の固定子鉄心の製造方法において、前記コイニング加工による前記各コア背部の径方向の座屈変形量は、円周方向におけるティース位置にくらべ、スロット位置の方が小さく、内径縮小量は、円周方向におけるティース位置にくらべ、スロット位置の方が大きいことを特徴とする回転電機の固定子鉄心の製造方法。
- 請求項1に記載の回転電機の固定子鉄心の製造方法において、前記コイニング加工後の前記ヘリカル積層コアの各コアシートにおける外周近傍の座屈後の板厚は、該コアシートの板厚より薄いことを特徴とする回転電機の固定子鉄心の製造方法。
- 請求項1〜3にいずれか1に記載の回転電機の固定子鉄心の製造方法により製造した回転電機の固定子鉄心。
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