JP5596955B2 - 固定子積層鉄心及びその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、空気中でのアーク溶接を可能とするため、例えば、特許文献1に記載のように、空気とアークを遮断して酸化を防止するシールドガス(アルゴンガス)を用いたTIG(Tungsten Inert Gas)溶接が、ステータコアの溶接には使用されている。
従って、通常材と同じ条件で溶接すると、溶接速度が速過ぎて、溶融池から燃焼によるガスが抜けきる前に溶接部が硬化するため、「ブローホール」や「ピット」といった溶接不良が発生して、製品の品質に悪影響を及ぼしていた。
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、しかも、該ガス抜き路は前記溶接片部を幅方向に横切る溝によって形成されている。
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、前記ガス抜き路は、前記溶接片部の一部を打抜いて形成され、前記溶接部には上下方向に挿通する貫通路が形成されている。
第3の発明に係る固定子積層鉄心は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心において、
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、前記ガス抜き路は、前記溶接片部の先端から基側にかけて設けられた切欠きにより形成され、しかも該切欠きが、前記溶接片部の周方向に間隔を有して複数設けられて、前記溶接部には上下方向に延設された複数の溝が形成されている。
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、前記ガス抜き路は、前記溶接片部の先端から基側にかけて設けられた切込みにより形成され、しかも該切込みが、前記溶接片部の周方向に間隔を有して複数設けられて、前記溶接部には上下方向にわたる複数の切込み面が形成され、更に、前記切込みで形成された隣り合う切込み片部の先側を、上下に交互に折り曲げている。
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により前記溶接片部を押し潰して形成され、前記溶接片部を幅方向に横切る溝からなる。
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により、前記溶接片部の一部を打抜いて形成されている。
第7の発明に係る固定子積層鉄心の製造方法は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心の製造方法において、
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により前記溶接片部の先端から基側にかけて周方向に間隔を有して形成された複数の切欠きからなる。
更に、第8の発明に係る固定子積層鉄心の製造方法は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心の製造方法において、
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により、前記溶接片部の先端から基側にかけて、かつ前記溶接片部の周方向に間隔を有する切込みによって分離された切込み片部の先側を、上下に交互に折り曲げて形成する。
特に、本発明に係る固定子積層鉄心の製造方法は、溶接時に発生するガスを逃がすガス抜き路を、金型を用いて各溶接片部に形成するので、例えば、溶接前に鉄心片を焼鈍して付着した有機分をなくしたり、エアブローで鉄心片表面に付着しているオイルをとばす等の作業が不要となる。これにより、固定子積層鉄心の製造効率が高められると共に、既存の設備で対応できるため、設備コストの低減も図れる。
そして、ガス抜き路が、溶接片部の一部を打抜いて、溶接片部を切欠いて、又は溶接片部を切込んで形成される場合、溶接部の溶接時に発生するガスや煤を、それぞれ溶接部に上下方向に形成される貫通路、溝、又は切込み面を介して、溶接部の上側及び下側から外部へ逃がすことができる。
このように、ガス抜き路を容易に形成することができ、効率よくガス抜きができる。
更に、溶接片部に切欠きを形成した場合、また切込みで形成された隣り合う切込み片部の先側を上下に交互に折り曲げた場合は、溶接を周方向ではなく、径方向に進めることができ、溶接部の溶接時におけるアークのエネルギー集中性を高めることができる。
図1〜図3に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る固定子積層鉄心(以下、ステータコア又は単に積層鉄心ともいう)10は、複数の鉄心片11を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部12が複数箇所形成されており、各溶接部12は、各鉄心片11に形成された溶接片部13で構成され、この溶接片部13にガス抜き路14を設けている。以下、詳しく説明する。
この積層鉄心10は、環状のヨーク15と、その内側に形成されている複数の磁極16とを有している。ヨーク15の周囲(外周部)には、平面視して円弧状の凹部17が等間隔で複数(本実施の形態では6箇所)設けられ、この凹部17の中央に、上下方向(軸心に平行)に溶接部12が形成されている。なお、溶接部12を構成する各溶接片部13の形状は、平面視して山形凸状となっているため、この各溶接片部13を積層した溶接部12の形状も、平面視して山形凸状となっている。
この溶接は、フィラーメタルを使用しないTIG溶接によって行い、溶接部12を、その表面側(半径方向外側)から部分的に溶かすことによって行う。なお、溶接法は、TIG溶接が好ましいが、これに限定されるものではなく、場合によっては、レーザー溶接やMIG溶接を採用することもできる。
従って、溶接した部分が、外側円18の半径方向外側に突出しなければ、各溶接片部の半径方向外側端位置を、外側円18の半径方向外側に突出させてもよいが、外側円18上に位置させることが好ましく、更には、外側円18の半径方向内側に位置させるのが好ましい。
なお、ガス抜き路14は、1つの溶接片部13に対して1本形成しているが、溶接片部の半径方向に間隔をあけて2本以上の複数本形成してもよい。
なお、ガス抜き路14は、直線的に形成しているが、その端が外部と連通すれば、例えば、湾曲してもよく、また折れ曲がってもよい。また、ガス抜き路14は、各溶接片部13を横切って(半径方向と交差する方向に)形成されれば、各溶接片部の斜め方向に、1本又は2本以上の複数本形成してもよい。更に、ガス抜き路14は、溶接片部13にのみ設けているが、溶接片部からヨークの半径方向外側にかけて設けてもよい。
ここで、ガス抜き路14の半径方向の内幅W1は、鉄心片11の厚みTの50〜80%程度(ここでは、厚みT:0.15mm、内幅W1:0.1mm)であり、ガス抜き路14の深さD1は、鉄心片11の厚みTの30〜50%程度(ここでは、厚みT:0.15mm、深さD1:0.06mm)である。
なお、ガス抜き路は、上記した形状に限定されるものではなく、断面形状を、例えば、半円形、円弧形、又は楕円形にしてもよい。
複数の金型(図示しない)を用いて、同一形状の鉄心片11を、条材から打抜き加工する。このとき使用する金型(例えば、かしめ部を形成する金型)に、溶接片部13を横切る突出部を設け、金型の突出部で溶接片部13を押し潰して、ガス抜き路14を形成する。なお、この突出部を設ける金型としては、鉄心片11の打抜き加工に使用する金型とは別の金型を用いてもよい。
そして、図2、図3(B)に示すように、積層した鉄心片11の各溶接部12に対して、溶接トーチ19を所定間隔あけて垂直に配置し、下進溶接によって、各溶接部12の溶接を行う。なお、溶接速度は、例えば、1〜10mm/秒程度である。
次に、溶接部12と溶接トーチ(正確には電極)19との間に高周波を発生させてアークをスタートさせ、溶接部12の溶融を行う。そして、アークの発生と同時に、溶接トーチ19を下方に移動させる。
このとき、各鉄心片11の絶縁皮膜中のシリコン等の有機物が分解し、溶接箇所にガスが発生するが、このガスを、各溶接片部13に形成されたガス抜き路14を介して外部、即ち各溶接片部13の両側へ逃がすことができる。また、各鉄心片11表面に付着しているオイル等からは煤が発生するが、この煤も、各溶接片部13に形成されたガス抜き路14を介して、逃がすことができる。
従って、積層鉄心10の溶接時に、ブローホール及びピット等の溶接不良をなくすことができ、その結果、製品品質を向上できる。
積層鉄心は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部20が複数箇所形成されており、この溶接部20は、各鉄心片に形成された溶接片部21で構成され、この溶接片部21にガス抜き路22を設けている。
なお、押圧部の形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、階段状にしてもよい。
そして、第1の実施の形態のように、溶接トーチ19を用いて、積層した鉄心片の溶接部20の溶接を行う。このとき、溶接箇所に発生するガスや、鉄心片表面から発生する煤を、各溶接片部21に形成されたガス抜き路22(溶融池が形成されていない部分)を介して外部、即ち各溶接片部21の両側へ逃がすことができる。
積層鉄心は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部25が複数箇所形成されており、この溶接部25は、各鉄心片に形成された溶接片部26で構成され、この溶接片部26にガス抜き路27を設けている。
なお、押圧部の形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、表面を断面波状にしてもよい。
そして、前記した方法で、溶接トーチ19を用いて、積層した鉄心片の溶接部26の溶接を行う。このとき、溶接箇所に発生するガスや、鉄心片表面から発生する煤を、各溶接片部26に形成されたガス抜き路27(溶融池が形成されていない部分)を介して外部、即ち各溶接片部26の両側へ逃がすことができる。
積層鉄心は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部30が複数箇所形成されており、この溶接部30は、各鉄心片に形成された溶接片部31で構成され、この溶接片部31にガス抜き路32を設けている。
このガス抜き路32の形成位置は、溶融池(溶接片部31の先端から溶接時に形成される)の位置の半径方向内側から、溶接片部31の基側(又は中央部)までであり、具体的には、溶接条件に応じて、各溶接片部31の半径方向外側端から内側へ、例えば、0.3〜5mmの範囲R4内である。
なお、ガス抜き路32は、1つの溶接片部31に対して1つ形成しているが、2つ以上の複数形成してもよい。
ここで、ガス抜き路32の半径方向の内幅W2は、鉄心片の厚みの2〜10倍程度(ここでは、厚み:0.15mm、内幅W2:0.5〜1mm)であり、ガス抜き路32の半径方向と直交する方向の内幅W3は、鉄心片の厚みの2倍以上(ここでは、厚み:0.15mm、内幅W3:1〜50mm)である。
なお、ガス抜き路の形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、平面視して、多角形、円形、又は楕円形にしてもよい。
そして、前記した方法で、溶接トーチ19を用いて、積層した鉄心片の各溶接部31の溶接を行う。このとき、溶接箇所に発生するガスや、鉄心片表面から発生する煤を、各溶接片部31のガス抜き路32で構成される貫通路33を介して外部、即ち溶接部30の上側及び下側へ逃がすことができる。
積層鉄心は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部35が複数箇所形成されており、この溶接部35は、各鉄心片に形成された溶接片部36で構成され、この溶接片部36の周方向に間隔を有して複数(例えば、2〜5つ、ここでは3つ)の切欠き37〜39からなるガス抜き路40を設けている。
この切欠き37〜39の形成位置は、溶接片部36の先端から溶接時に形成される溶融池の位置を含み、溶接片部36の基側(又は中央部)までであり、具体的には、溶接条件に応じて、例えば、各溶接片部36の半径方向外側端から、内側へ5mmまでの範囲R5内である。
ここで、各切欠き37〜39の周方向の内幅W4は、鉄心片の厚みの2〜10倍程度(ここでは、厚み:0.15mm、内幅W4:0.5〜1mm)である。また、隣り合う切欠き37〜39の間隔S1、S2は、内幅W4の2〜10倍程度である。
なお、切欠きの形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、平面視して、細長円形にしてもよい。また、1つのガス抜き路を構成する複数の切欠きは、同一形状でもよいが、異なる形状でもよい。
そして、前記した方法で、溶接トーチ19を用いて、積層した鉄心片の各溶接部35の溶接を行う。このとき、溶接箇所に発生するガスや、鉄心片表面から発生する煤を、各溶接片部36のガス抜き路40を形成する切欠き37〜39で構成された溝41〜43の基側(溶融池が形成されていない部分)を介して外部、即ち溶接部35の上側及び下側へ逃がすことができる。また、ガス抜き路40を切欠き37〜39で形成することで、溶接を周方向ではなく、径方向に進めることができ、アークのエネルギー集中性も高めることができる。
積層鉄心は、複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部45が複数箇所形成されており、この溶接部45は、各鉄心片に形成された溶接片部46で構成され、この溶接片部46の周方向に間隔を有して複数(例えば、4〜8つ、ここでは6つ)の切込み47〜52を設けている。
各切込み47〜52の形状は、平面視して直線状である。
ここで、隣り合う切込み47〜52の間隔は、鉄心片の厚みの2〜10倍程度である。なお、切込みの形状は、上記した形状に限定されるものではなく、例えば、平面視して曲線状又は波状にしてもよい。また、1つのガス抜き路を構成する複数の切込みは、同一形状でもよいが、異なる形状でもよい。
このとき、各切込み47〜52によって分離された隣り合う各切込み片部59〜63の先側を、軸方向に上下に交互に折り曲げることで、複数の溶接片部46を積層した際に、ガス抜き路64を形成する。なお、上記した溶接片部の切込みと折り曲げは、別の金型で行ってもよい。
そして、前記実施の形態においては、溶接法として下進溶接を行った場合について説明したが、上進溶接であってもよく、場合によっては、水平又は斜め溶接であってもよい。
更に、前記実施の形態においては、環状の鉄心片を複数積層して溶接した場合について説明したが、鉄心片はこれに限定されるものではなく、例えば、螺旋巻きする鉄心片でもよい。
Claims (9)
- 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心において、
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、しかも、該ガス抜き路は前記溶接片部を幅方向に横切る溝によって形成されていることを特徴とする固定子積層鉄心。 - 請求項1記載の固定子積層鉄心において、前記ガス抜き路は、前記溶接片部を押し潰して形成されることを特徴とする固定子積層鉄心。
- 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心において、
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、前記ガス抜き路は、前記溶接片部の一部を打抜いて形成され、前記溶接部には上下方向に挿通する貫通路が形成されていることを特徴とする固定子積層鉄心。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心において、
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、前記ガス抜き路は、前記溶接片部の先端から基側にかけて設けられた切欠きにより形成され、しかも該切欠きが、前記溶接片部の周方向に間隔を有して複数設けられて、前記溶接部には上下方向に延設された複数の溝が形成されていることを特徴とする固定子積層鉄心。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心において、
前記各溶接部は、前記各鉄心片に形成された山形凸状の溶接片部で構成され、該溶接片部に、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を設け、前記ガス抜き路は、前記溶接片部の先端から基側にかけて設けられた切込みにより形成され、しかも該切込みが、前記溶接片部の周方向に間隔を有して複数設けられて、前記溶接部には上下方向にわたる複数の切込み面が形成され、更に、前記切込みで形成された隣り合う切込み片部の先側を、上下に交互に折り曲げていることを特徴とする固定子積層鉄心。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心の製造方法において、
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により前記溶接片部を押し潰して形成され、前記溶接片部を幅方向に横切る溝からなることを特徴とする固定子積層鉄心の製造方法。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心の製造方法において、
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により、前記溶接片部の一部を打抜いて形成されていることを特徴とする固定子積層鉄心の製造方法。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心の製造方法において、
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により前記溶接片部の先端から基側にかけて周方向に間隔を有して形成された複数の切欠きからなることを特徴とする固定子積層鉄心の製造方法。 - 複数の鉄心片を積層して形成され、外周部には上下方向に延設された溶接部が複数箇所形成された固定子積層鉄心の製造方法において、
前記各鉄心片に形成され、前記各溶接部を構成する山形凸状の溶接片部に、金型を用いて、前記溶接部の溶接時に発生するガスを前記溶接片部から外部へ逃がすガス抜き路を形成し、しかも、前記ガス抜き路は、前記金型により、前記溶接片部の先端から基側にかけて、かつ前記溶接片部の周方向に間隔を有する切込みによって分離された切込み片部の先側を、上下に交互に折り曲げて形成されることを特徴とする固定子積層鉄心の製造方法。
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