JP2003153503A

JP2003153503A - 電動機鉄心の製造方法

Info

Publication number: JP2003153503A
Application number: JP2001342906A
Authority: JP
Inventors: Hideki Sakamoto; 秀樹坂本; Takeshi Nishio; 毅西尾; Yasushi Tanaka; 靖士田中; Keiji Kawanaka; 恵次川中; Yoshinari Asano; 能成浅野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁鋼板を薄くすることにより、電機子鉄心
片の積層枚数は増加し、打ち抜きに要する時間が長くな
り、生産性が低下する。また、電磁鋼板をプレス内に送
る際、電磁鋼板の剛性が十分でないため、電磁鋼板に反
りや曲げを生じることもあった。【解決手段】電磁鋼板を巻いたコイル１１ａおよび１
１ｂを、鋼板の圧延方向に略直列に配置し、鋼板を複数
枚重ねた後、少なくともプレスにて打ち抜く工程よりも
前に複数の鋼板のカラマセを設ける工程１３を有し、カ
ラマセは打ち抜き後に電動機鉄心に使用されない部分に
施すものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、近年、高効率化を
めざして、より薄い電磁鋼板を積層してなる電動機鉄心
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電動機鉄心は、電磁鋼板または鉄
等の高透磁率材の薄板（以下、鋼板という）を打ち抜い
た電動機鉄心片を積層してなる。

【０００３】一例として、永久磁石同期電動機の場合を
説明する。図５は、永久磁石同期電動機の断面図を示
す。電動機鉄心は、固定子鉄心３１および回転子鉄心３
２を示す。固定子鉄心には、内径側に突出した複数の歯
部３３と、歯部３３の間に設けられた巻線収納用溝（以
下「スロット」という）３４を有する。歯部３３には、
絶縁フィルム（図示せず）を介して巻線３５が施されて
いる。回転子鉄心３２には、永久磁石埋設用孔３６が設
けられ、永久磁石埋設用孔３６に永久磁石３７を埋設し
てなる永久磁石埋め込み構造（ＩＰＭ）の回転子３８で
ある。回転子３８は、回転自在に保持された軸３９を中
心に、巻線３５に流れる電流が形成する回転磁界により
回転する。

【０００４】近年、小型、高効率化のために、磁束密度
の高い永久磁石が用いられたり、固定子鉄心の突極性に
起因するリラクタンストルクを利用したりするようにな
ってきている。また、ＰＷＭインバータにより可変速運
転や、低速高トルクでの運転が可能となってきている。
これらは、電動機鉄心内部の磁束密度を上昇させ、ま
た、磁束の変化の周波数を高くするため、鉄損が増大す
る傾向にある。そこで、従来に比べて薄手の電磁鋼板が
使われるようになった。

【０００５】特に、より高い効率を求められるエアコン
や冷蔵庫に用いられる密閉型電動圧縮機、高速で回転す
る電気掃除機や電気自動車には、０．３５ｍｍやそれ以
下の板厚の電磁鋼板が用いられることが多い。これら
は、電磁鋼板を巻いたコイルからプレスに電磁鋼板を供
給し、プレスで固定子鉄心片を打ち抜き、電磁鋼板を送
り、これらを繰り返すことにより電動機鉄心を製造す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁鋼
板を薄くすることにより、電機子鉄心片の積層枚数は増
加し、打ち抜きに要する時間が長くなり、生産性が低下
する。また、電磁鋼板をプレス内に送る際、電磁鋼板の
剛性が十分でないため、電磁鋼板に反りや曲げを生じる
こともあった。

【０００７】これらの課題を解決する例として、特許公
開昭和５５年１５６６２３号公報「電気機器用鉄心の二
枚重ね抜き方法」に開示されている。

【０００８】図６は、上記公報に記載された電動機鉄心
の製造方法を示す図である。

【０００９】電磁鋼板を巻いたコイル４１ａ、４１ｂを
直列に配置し、それぞれのコイル４１ａ、４１ｂからほ
どいた電磁鋼板を２枚重ねて送りローラ４２ａ、４２ｂ
を通し、金型４３を通る前に、半抜きのカラマセを設け
る工程４４を有する。

【００１０】図７は、固定子鉄心の製造工程における電
磁鋼板の打ち抜きパターンを示す図である。図中の左か
ら右に向かって、工程が進む。まず、２枚の電磁鋼板を
固着するためのカラマセ４５を設け、スロット４６を打
ち抜き、最後に固定子鉄心の外径と内径を打ち抜く。こ
の際、打ち抜きながら、積層を行う。

【００１１】前記工程により、打ち抜き回数が半減され
るが、半抜きのカラマセの位置によっては、電動機の特
性に影響を与える可能性がある。

【００１２】例えば固定子鉄心３１の継鉄部３１ｙに設
けた場合、主磁路となっているため、カラマセにより電
動機鉄心片同士が電気的に短絡することにより、渦電流
が発生し、損失を増大させることにより、効率を低下さ
せる可能性がある。

【００１３】また、電磁鋼板の２枚を固着するためのカ
ラマセは、電動機鉄心片を打ち抜く工程の前に位置する
ため、電動機鉄心片を打ち抜いた後、電動機鉄心片同士
を積層、固着する工程との間には、数回の打ち抜き工程
がある。従って、電磁鋼板の２枚を固着するためのカラ
マセを、電動機鉄心片同士を積層、固着する手段として
用いた場合、積層する電動機鉄心片間のカラマセ位置が
微少にずれる可能性が有り、直角度が悪化する可能性が
あった。すなわち、電磁鋼板の送り誤差が、カラマセ位
置の精度に影響する。この場合、固定子鉄心と回転子鉄
心の間の微少な空隙が一定となりにくく、アンバランス
力が発生し、振動、騒音の原因となったり、最悪の場
合、回転子鉄心が固定子鉄心に接触してロックしてしま
ったりする。特に、固定子鉄心と回転子鉄心が微少な空
隙を介して対向している誘導電動機や、永久磁石埋め込
み電動機の場合、特に深刻な課題である。

【００１４】本発明は、これらの課題を解決し、生産性
が高く、製造された電動機の特性も良好な電動機鉄心の
製造方法を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、電磁鋼板または鉄等の高透磁率材の薄板
（以下、鋼板という）を複数枚重ねあわせ、同時にプレ
スにて打ち抜いてなる電動機鉄心片を積層してなる電動
機鉄心の製造方法において、鋼板を巻いたコイルを、鋼
板の圧延方向に略直列に配置し、鋼板を複数枚重ねた
後、少なくともプレスにて打ち抜く工程よりも前に複数
の鋼板を密着させる工程を有し、複数の鋼板を密着させ
る工程は、打ち抜き後に電動機鉄心に使用されない部分
に施すものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、電磁鋼板または鉄等の高透磁率材の薄板（以下、鋼
板という）を複数枚重ねあわせ、同時にプレスにて打ち
抜いてなる電動機鉄心片を積層してなる電動機鉄心の製
造方法において、鋼板を巻いたコイルを、鋼板の圧延方
向に略直列に配置し、鋼板を複数枚重ねた後、少なくと
もプレスにて打ち抜く工程よりも前に複数の鋼板を密着
させる工程を有し、複数の鋼板を密着させる工程は、打
ち抜き後に電動機鉄心に使用されない部分に施されるこ
とを特徴とした、電動機鉄心の製造方法であって、板厚
の薄い鋼板であっても、打ち抜き回数を減らし、生産性
を向上させるとともに、電動機の特性低下を防止でき、
また、電動機鉄心の積層後の直角度等も良好である。

【００１７】本発明の請求項２に記載の発明は、複数の
鋼板を密着させる工程として、半抜きのカラマセを用い
た請求項１記載の電動機鉄心の製造方法であって、鋼板
同士の固着性も良好であり、スクラップに鋼板以外の物
が混入することがないため、リサイクル率も向上する。

【００１８】本発明の請求項３に記載の発明は、複数の
鋼板を密着させる工程として、プレス時においてプレス
の刃が鋼板に当たる直前にバネ状の押さえ治具が、打ち
抜き後に電動機鉄心に使用されない部分を押圧すること
を特徴とする請求項１記載の電動機鉄心の製造方法であ
って、打ち抜き工程に余計な工程が必要なく、設備が小
型化できるとともに、スクラップに鋼板以外の物が混入
することがないため、リサイクル率も向上する。

【００１９】本発明の請求項４に記載の発明は、複数の
鋼板を密着させる工程として、打ち抜き後に電動機鉄心
に使用されない部分に貫通孔を設け、前記貫通孔にピン
を通した状態で鋼板を送ることを特徴とした請求項１記
載の電動機鉄心の製造方法であって、鋼板の送りによっ
て複数の鋼板がずれることなく、スクラップに鋼板以外
の物が混入することがないため、リサイクル率も向上す
る。

【００２０】本発明の請求項５に記載の発明は、鋼板の
厚みが０．３５ｍｍ以下である、請求項１から請求項４
のいずれか１項に記載の電動機鉄心の製造方法であっ
て、鋼板の送りにより反りや曲げといった不良が発生し
にくくなる。

【００２１】

【実施例】（実施例１）図１、図２および図５を用いて
本発明の実施例１について説明する。

【００２２】製造された電動機３０は、従来の技術に記
載の電動機と同一である。

【００２３】図１は、実施例１における電動機鉄心の製
造方法を示す図である。

【００２４】電磁鋼板または鉄等の高透磁率材の薄板
（以下、鋼板という）を巻いたコイル１１ａ、１１ｂを
直列に配置し、それぞれのコイル１１ａ、１１ｂからほ
どいた鋼板を２枚重ねて送りローラ１２ａ、１２ｂを通
し、本金型１８を通る前に、半抜きのカラマセを設ける
工程１３を有する。

【００２５】図２は、固定子鉄心の製造工程における鋼
板の打ち抜きパターンを示す図である。図中の左から右
に向かって、工程が進む。まず、２枚の鋼板を固着する
ためのカラマセ１４を設ける。このとき、カラマセ１４
は、打ち抜き後に電動機鉄心に使用されず、スクラップ
となる部分に設けている。従って、固定子鉄心の外形が
円形、または、適当な切り欠きを有する場合、必ずスク
ラップができるため、その部分を利用してカラマセを設
ければよく、固定子鉄心の外径が長方形や正６角形等の
場合は、スロットとして、打ち抜かれる部分に設けても
よい。固定子鉄心片と回転子鉄心片が同時に打ち抜かれ
る場合も同様である。

【００２６】次に、本金型１８スロット１５を打ち抜
き、最後に、固定子鉄心片を固着させるためのカマラセ
１６（半抜き）と、固定子鉄心の外径と内径を打ち抜
く。この際、打ち抜きながら、積層を行う。

【００２７】前記工程により、打ち抜き回数が半減され
る。また、固定子鉄心片１７を固着させるためのカラマ
セ１６が積層の直前で打ち抜かれるため、カラマセ１６
の固定子鉄心片に対する相対的な位置の精度が良好であ
る。また、このカラマセ１６は、打ち抜き前のスリット
された状態の鋼板を固着する目的ではないため、固定子
鉄心片を固着するために、最適な位置に設けることが可
能である。特に、磁束密度の比較的低い場所を選べば、
特性の低下を小さくすることができる。

【００２８】もし、電動機の特性を高くしたい場合は、
固定子鉄心片の固着にカラマセを用いずに、外周部をレ
ーザ溶接やＴＩＧ溶接等の方法が好適である。

【００２９】なお、２枚の鋼板を固着する手段として、
打ち抜き後に電動機鉄心として使用されずにスクラップ
となる部分に小孔（図２中のカラマセ１４と同位置でよ
い）をあけ、小孔にピンを通した状態で、金型内で鋼板
を送ってもよい。また、これとカラマセを併用してもよ
い。

【００３０】なお、前記製造方法により製造した電動機
は、鋼板の厚みが特に０．３５ｍｍ以下の場合に好適で
ある。０．３５ｍｍ以下であると、１枚では、鋼板の送
りの際、鋼板の反りや曲げが発生しやすくなる。また、
打ち抜いて金型を抜く際に、電動機鉄心片が破断面から
曲がる可能性もある。

【００３１】また、本製造方法は、冷媒に適合した材料
しか用いることができない密閉型電動圧縮機には好適で
あり、０．３５ｍｍ以下の鋼板を用いるため、鉄損が低
減でき、特に、ＰＷＭ駆動の場合に好適である。

【００３２】また、高速で回転する電動掃除機や電気自
動車に使用してもよい。特に、掃除機は、数万回転、自
動車でも１万回転近くの速度で運転されるため、電動機
鉄心の鉄損が増大するため、板厚が０．３５ｍｍ以下の
鋼板を用いるとよく、この時の生産性向上が可能であ
る。

【００３３】また、本製造方法では、ワニスや接着剤等
の鉄以外の材料を使用する必要がないため、スクラップ
のリサイクル率も向上する。

【００３４】なお、本実施例による電動機鉄心の製造方
法は、回転子にも適用可能であり、また、巻線性を考え
て歯部ごとに分割した固定子鉄心にも適用可能である。

【００３５】また、積層しながら、または、積層した後
にスキューを施してもよい。

【００３６】なお、鋼板は、２枚に限ることなく、打ち
抜きが可能な限り多数重ねれば、それだけ打ち抜き回数
が減少し、生産性が向上する。また、異なる板厚の鋼板
で金型を共有する場合は、板厚によって、重ねる枚数を
変えればよい。例えば、１ｍｍ程度の板厚の鋼板を打ち
抜くという前提に設計された金型であれば、０．５ｍｍ
の板厚の場合２枚、０．３５ｍｍの板厚の場合３枚とい
ったように、重ねあわせる鋼板の枚数を変えて、全体の
厚みがほぼ一定になるようにすればよい。

【００３７】（実施例２）図５および図３、図４を用い
て本発明の実施例２について説明する。

【００３８】製造された電動機３０は、従来の技術に記
載の電動機と同一である。

【００３９】図３は、実施例２における電動機鉄心の製
造方法を示す図である。

【００４０】図４は、固定子鉄心の製造工程における鋼
板の打ち抜きパターンを示す図である。図中の左から右
に向かって、工程が進む。

【００４１】鋼板を巻いたコイル２１ａ、２１ｂを直列
に配置し、それぞれのコイル２１ａ、２１ｂからほどい
た鋼板を２枚重ねて送りローラ２２ａ、２２ｂを通し、
金型２３で打ち抜かれる際に、打ち抜き後に電動機鉄心
に使用されず、スクラップとなる部分２４にバネ状の押
さえ治具２５を当てる。押さえ治具２５は、鋼板を送る
際にも鋼板を押さえた状態で送れば、２枚の鋼板がずれ
ることがない。

【００４２】他の工程については、実施例１と同様であ
るため省略する。

【００４３】押さえ治具として、ローラや、２枚の鋼板
の通るレール等でもよい。

【００４４】本製造方法により、打ち抜き工程に余計な
工程が必要なく、設備が小型化できるとともに、スクラ
ップに鋼板以外の物が混入することがないため、リサイ
クル率も向上する。

【００４５】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明の
請求項１に記載の発明によれば、板厚の薄い鋼板であっ
ても、打ち抜き回数を減らし、生産性を向上させるとと
もに、電動機の特性低下を防止でき、また、電動機鉄心
の積層後の直角度等も良好である。

【００４６】本発明の請求項２に記載の発明によれば、
鋼板同士の固着性も良好であり、スクラップに鋼板以外
の物が混入することがないため、リサイクル率も向上す
る。

【００４７】本発明の請求項３に記載の発明によれば、
打ち抜き工程に余計な工程が必要なく、設備が小型化で
きるとともに、スクラップに鋼板以外の物が混入するこ
とがないため、リサイクル率も向上する。

【００４８】本発明の請求項４に記載の発明によれば、
鋼板の送りによって複数の鋼板がずれることなく、スク
ラップに鋼板以外の物が混入することがないため、リサ
イクル率も向上する。

【００４９】本発明の請求項５に記載の発明によれば、
鋼板の送りにより反りや曲げといった不良が発生しにく
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電動機鉄心の製造方
法を示す概略図

【図２】本発明の実施例１における鋼板の打ち抜きパタ
ーンを示す図

【図３】本発明の実施例２における電動機鉄心の製造方
法を示す概略図

【図４】本発明の実施例２における鋼板の打ち抜きパタ
ーンを示す図

【図５】本発明および従来の技術における電動機鉄心の
製造方法を用いた電動機の断面図

【図６】従来の電動機鉄心の製造方法を示す概略図

【図７】従来の鋼板の打ち抜きパターンを示す図

【符号の説明】１１ａ、１１ｂ鋼板を巻いたコイル１３カラマセを設ける工程１４、１６カラマセ１７固定子鉄心片１８本金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田中靖士大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者川中恵次大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者浅野能成大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H615 AA01 BB01 BB14 PP01 PP06 SS03 SS05 SS10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁鋼板または鉄等の高透磁率材の薄板
（以下、鋼板という）を複数枚重ねあわせ、同時にプレ
スにて打ち抜いてなる電動機鉄心片を積層してなる電動
機鉄心の製造方法において、鋼板を巻いたコイルを、鋼
板の圧延方向に略直列に配置し、鋼板を複数枚重ねた
後、少なくともプレスにて打ち抜く工程よりも前に複数
の鋼板を密着させる工程を有し、複数の鋼板を密着させ
る工程は、打ち抜き後に電動機鉄心に使用されない部分
に施されることを特徴とした電動機鉄心の製造方法。
【請求項２】複数の鋼板を密着させる工程として、半
抜きのカラマセを用いた請求項１記載の電動機鉄心の製
造方法。
【請求項３】複数の鋼板を密着させる工程として、プ
レス時においてプレスの刃が鋼板に当たる直前にバネ状
の押さえ治具が、打ち抜き後に電動機鉄心に使用されな
い部分を押圧することを特徴とする請求項１記載の電動
機鉄心の製造方法。
【請求項４】複数の鋼板を密着させる工程として、打
ち抜き後に電動機鉄心に使用されない部分に貫通孔を設
け、前記貫通孔にピンを通した状態で鋼板を送ることを
特徴とした請求項１記載の電動機鉄心の製造方法。
【請求項５】鋼板の厚みが０．３５ｍｍ以下である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電動機鉄
心の製造方法。