JP2003319618A - 低鉄損電動機用固定子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機用固定子の鉄損を低減し、上記電動機
用固定子を短時間で製造すること。 【解決手段】 鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層
し、一体化した内転形電動機用固定子において、ヨーク
部の内周端面からティース幅の０．５〜２倍の範囲に周
方向の引張応力が残留し、ティース部のスロット打抜き
端面から上記鋼板の板厚の１〜４倍を除く範囲に径方向
の引張応力が残留していること。また、鋼板を所定の形
状に打抜き、複数枚積層し、一体化した外転形電動機用
固定子において、ヨーク部の外周端面からティース幅の
０．５〜２倍の範囲に周方向の引張応力が残留し、ティ
ース部のスロット打抜き端面から上記鋼板の板厚の１〜
４倍を除く範囲に径方向の引張応力が残留しているこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動機の鉄芯および
その製造技術に係り、特に打抜かれた電磁鋼板を積層し
一体化し製造される電動機用鉄芯の鉄損低減に有効な電
動機用固定子およびその製造方法関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省エネルギーの観点から各種電気
機器の効率向上が求められている。電機機器の効率は各
種要因に影響されるが、電動機の鉄芯で発生する損失で
ある鉄損は比較的大きな比重を占めており、従って最近
ではより鉄損の少ない電磁鋼板が使用される場合が増加
している。このような電磁鋼板を用いて、電動機の積層
鉄芯を製造する方法としては、鋼板を打抜き、所定枚数
を単位鉄芯として積層し、ボルト締め、カシメ、溶接を
用いて固着するのが一般的である。このように固着され
た積層鉄芯は、巻線コイルの組立て工程を経て、最終的
に電動機の一部品として組み込まれる。

【０００３】しかし、このような加工工程は、電磁鋼板
内に残留応力を発生させることになり、その残留応力が
圧縮応力である場合、図１に示すように、鉄芯の圧縮応
力方向の鉄損を増加させ、電動機の性能を低下させてし
まう（電気学会回転機研究資料ＲＭ−９５−２７）。そ
のため、鋼板を打抜き、所定枚数を単位鉄芯として積層
し、ボルト締め、カシメ、溶接を用いて固着された鉄芯
を焼鈍し、残留応力を解消する技術がある。その焼鈍方
法として、例えば、特開昭６３−１３０７１４号公報な
どに開示されている。特開昭６３−１３０７１４号公報
に示される焼鈍方法および目的は、打抜き加工した環状
の鉄芯を多数枚積層し、壁に誘導コイルが埋め込まれた
焼鈍炉内において、積層された鉄芯全体を均一に加熱・
焼鈍し、打抜き時に生じた残留応力を解消するものであ
る。これにより、鉄芯の鉄損を低減する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電磁鋼板に圧縮応力が
はたらくと鉄損が増加するが、反対に引張応力がはたら
くと鉄損が低減する（図１）。上記焼鈍方法では、全体
を均一に焼鈍するため、内部に生じる圧縮応力の解除と
同時に引張応力も解除してしまうので、電動機用固定子
として得られる最大の性能を引き出せない。さらに、上
記焼鈍方法では、全体を均一に焼鈍するため、加熱時間
および冷却時間が長く、生産性が低いという課題があ
る。

【０００５】本発明は、電動機用固定子の特定部位のみ
に熱処理を施すことにより、電動機用固定子の使用時お
ける磁束と平行に引張応力を生じさせ、上記特開昭６３
−１３０７１４号公報に示される手法で全体を均一に焼
鈍する電動機用固定子に比べて鉄損を低減させ電動機用
固定子としての性能が最大限に発揮させ、また、局所的
な熱処理であるため加熱時間および冷却時間を短縮で
き、生産性に優れた電動機用固定子およびその製造方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の要旨とするところは、 （１）鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層し、一体
化した内転形電動機用固定子において、ヨーク部の内周
端面からティース幅の０．５〜２倍の範囲に周方向の引
張応力が残留し、ティース部のスロット打抜き端面から
上記鋼板の板厚の１〜４倍を除く範囲に径方向の引張応
力が残留していることを特徴とする内転形電動機用固定
子。 （２）鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層し、一体
化した外転形電動機用固定子において、ヨーク部の外周
端面からティース幅の０．５〜２倍の範囲に周方向の引
張応力が残留し、ティース部のスロット打抜き端面から
上記鋼板の板厚の１〜４倍を除く範囲に径方向の引張応
力が残留していることを特徴とする外転形電動機用固定
子。 （３）鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層し、一体
化した内転形電動機用固定子を、ヨーク部の内周部と外
周部との温度差が１０〜３００℃となるようにヨーク部
の内周部を加熱し、その後冷却することを特徴とする内
転形電動機用固定子の製造方法。 （４）鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層し、一体
化した外転形電動機用固定子を、ヨーク部の外周部と内
周部との温度差が１０〜３００℃となるようにヨーク部
の外周部を加熱し、その後冷却することを特徴とする外
転形電動機用固定子の製造方法。 である。

【０００７】

【発明の実施の形態】図２に示される内転形電動機用固
定子は、鋼板を図３に示される形状に打抜いたものを複
数枚積層し、外周端面８において数カ所を積層方向に溶
接することで、または、上下方向に数カ所をかしめるこ
とで一体化している。内転形電動機用固定子の形状は、
図２または図３に示されるように、環状のヨーク部５、
ヨーク部内周６から径方向内側にのびる複数本のティー
ス部７から形成されている。

【０００８】また、図４に示される外転形電動機用固定
子は、鋼板を図５に示される形状に打抜いたものを複数
枚積層し、内周端面９において数カ所を積層方向に溶接
することで、または、上下方向に数カ所をかしめること
で一体化している。外転形電動機用固定子形状は、環状
のヨーク部１０、ヨーク部外周１１から径方向外側にの
びる複数本のティース部１２から形成されている。

【０００９】内転形電動機に内転形電動機用固定子が組
み込まれる際に、図２におけるティース部７に巻き線コ
イルが巻かれ、巻き線コイルには交流電流が流される。
この交流電流は、図２または図３の一部である図６に示
される磁束１３および１４を形成し、内転形電動機用固
定子のティース部７において径方向の磁束１３、ヨーク
部５において周方向の磁束１４を発生させる。特に、テ
ィース部７を径方向に流れる磁束１３をつなぐヨーク部
の磁束１４は、磁束が保存することから、ヨーク部内周
６から径方向外側にティース７の（周方向）幅の０．５
〜２倍程度の範囲１５に集中する。

【００１０】外転形電動機に外転形電動機用固定子が組
み込まれる際には、図４におけるティース部１２に巻き
線コイルが巻かれ、巻き線コイルには交流電流が流され
る。この交流電流は、図４または図５の一部である図７
に示される磁束１６および１７を形成し、外転形電動機
用固定子内にティース部１２において径方向の磁束１
６、ヨーク部１０において周方向の磁束１７を発生させ
る。特に、ティース部１２を径方向に流れる磁束１６を
つなぐヨーク部１０の磁束１７は、磁束が保存すること
から、ヨーク部外周１１から径方向内側にティース１２
の（周方向）幅の０．５〜２倍程度の範囲１８に集中す
る。

【００１１】前述したように、電動機用固定子の鉄損を
増加させる原因の一つに、打抜き時において固定子内に
生じる残留圧縮応力がある。図１に示すように、磁束方
向に圧縮応力が生じると鉄損が増加することが一般に知
られている（電気学会回転機研究資料ＲＭ−９５−２
７）。打抜き時において固定子内に残留引張応力も生じ
るが、図１に示すように、磁束方向に引張応力が生じる
と鉄損は低減することが一般に知られている（電気学会
回転機研究資料ＲＭ−９５−２７）。

【００１２】本発明においては、電動機用固定子の特定
部位に熱処理を施し、特定部位における残留引張応力は
解放せず、かつ、特定部位における残留圧縮応力を解放
し、同部位において発生する熱応力を利用することで引
張応力を付加させ、固定子内各部において生じる磁束の
方向に沿う引張応力を付加した電動機用固定子を提供す
るものである。その固定子を実現させる具体的手段を以
下に述べる。

【００１３】図８に、図２の内転形電動機用固定子にお
いて、積層一体化後におけるティース部７のａ−ｂ間に
おける径方向応力の分布５３を示す。ティース部７にお
いて、スロット１９の打抜き端面２０から板厚の１倍〜
数倍の範囲で降伏応力程度の径方向圧縮応力が生じてい
る。ティース部７の他の部位において、スロット１９の
打抜き端面２０から板厚の１倍〜数倍の範囲に生じた径
方向の圧縮応力と釣り合う径方向の引張応力が広い範囲
において生じる。このティース部７の広い範囲における
径方向の引張応力は、鉄損を低減させるので有用であ
り、そのまま残すことが望ましい。

【００１４】図９に、図２の内転形電動機用固定子にお
いて、積層一体化後におけるヨーク部５のｃ−ｄ間にお
ける打抜き後の周方向の残留応力分布５４を示す。ヨー
ク部内周６の近傍において、板厚の１倍〜数倍の範囲で
降伏応力程度の周方向の圧縮応力が生じる。この圧縮応
力は、磁束が集中する部位１５の内部に生じるため内転
形電動機用固定子の鉄損を増加させる。よって、内転形
固定子に熱処理を施すことでヨーク部内周６近傍の圧縮
応力を解放し、さらに、磁束が集中する部位１５に引張
応力を付加することが望ましい。

【００１５】従って、前記（１）に係る本発明は、図２
もしくは図２の一部を示す図３の内転形電動機用固定子
において、図８に示すように、ティース部７のａ−ｂ間
における径方向の応力分布が、スロット１９の打抜き端
面２０から板厚の１〜４倍の範囲において径方向の圧縮
応力が残留し、ティース部７における上記範囲以外の範
囲で径方向の引張応力が残留し、ヨーク部内周６から径
方向外側にティース７の（周方向）幅の０．５〜２倍の
範囲１５において周方向の引張応力が残留し、上記範囲
１５以外のヨーク部において前記の周方向引張応力と釣
り合うための圧縮応力が残留した内転形電動機用固定子
である。

【００１６】図１０に、図４の外転形電動機用固定子に
おいて、積層一体化後におけるティース部１２のｅ−ｆ
間における径方向応力の分布５５を示す。スロット２１
の打抜き端面２２から板厚の１倍〜数倍の範囲におい
て、板厚の１倍〜数倍の範囲で降伏応力程度の径方向圧
縮応力が生じる。ティース部１２の他の部位において、
スロット２１の打抜き端面２２から板厚の１倍〜数倍の
範囲に生じた径方向の圧縮応力と釣り合う径方向の引張
応力が広い範囲において生じる。このティース部１２の
広い範囲における径方向の引張応力は、鉄損を低減させ
るので有用であり、そのまま残すことが望ましい。

【００１７】図１１に、図４の外転形電動機用固定子に
おいて、積層一体化後におけるヨーク部１０のｇ−ｈ間
における打抜き後の周方向の残留応力分布５６を示す。
ヨーク部外周１１の近傍において、板厚の１倍〜数倍の
範囲で降伏応力程度の周方向の圧縮応力が生じる。この
圧縮応力は、磁束が集中する部位１８の内部に生じるた
め外転形電動機用固定子の鉄損を増加させる。よって、
外転形固定子に熱処理を施すことでヨーク部外周１１近
傍の圧縮応力を解放し、さらに、磁束が集中する部位１
８に引張応力を付加することが望ましい。

【００１８】従って、前記（２）に係る本発明は、図４
もしくは図４の一部を示す図５の外転形電動機用固定子
において、ティース部１２のｅ−ｆ間における径方向の
応力分布が図１０に示すように、スロット２１の打抜き
端面２２から板厚の１〜４倍の範囲において径方向の圧
縮応力が残留し、上記範囲以外のティース部１２におけ
て径方向の引張応力が残留し、ヨーク部外周１１から径
方向内側にティース１２の（周方向）幅の０．５〜２倍
の範囲１８において周方向の引張応力が残留し、上記範
囲１８以外のヨーク部１０において前記の周方向引張応
力と釣り合うための圧縮応力が残留した外転形電動機用
固定子である。

【００１９】前記（１）に係る本発明を実現する熱処理
の手法としての前記（３）に係る本発明は、図２または
図３に示される内転形電動機用固定子において、ヨーク
部の内周６のみを加熱し、その後冷却することで、ティ
ース部７の残留引張応力を残したままで、ヨーク部内周
６とヨーク部外周８の間に１０〜３００℃の温度差を生
じさせ、熱応力を生じさせ、ヨーク部内周６近傍の板厚
の１倍〜数倍の範囲における周方向の残留圧縮応力を解
放し、同範囲に周方向の引張応力を付加させる内転形電
動機用固定子製造方法である。さらに、同範囲の圧縮応
力を完全に解放するために、ヨーク部内周６とヨーク部
外周部８の温度差は１０℃以上とし、更に５０℃以上が
好ましい。しかし、温度差を必要以上に高くすると、熱
応力が必要以上に大きくなり、ヨーク部内周６において
生じる周方向の引張応力が大きくなりすぎる。そのた
め、その引張応力と釣り合うため、ヨーク部５の内部に
おいて広い範囲で周方向の圧縮応力が生じる。結果とし
て、その圧縮応力が固定子の鉄損を増加させることとな
ってしまう。従って、ヨーク部５の内周６からティース
幅の０．５〜２倍である十分広い範囲で引張応力を付加
させるために、ヨーク部内周６とヨーク部外周部８の温
度差は３００℃以下とし、更に１５０℃以下が望まし
い。

【００２０】また、ヨーク内周６を加熱する際の加熱手
段として、ニクロム線などの電熱線をスロット内１９に
おけるヨーク内周６の近傍に設置し加熱する。さらに望
ましくは、ヨーク内周部以外の部位の加熱をさけるため
に、電熱線の周りを断熱材で囲むことも良い。他の加熱
手段として、レーザによる加熱方法や外部誘導磁場によ
る加熱方法も良く、特に、誘導磁場による加熱方法は、
誘導磁場の周波数を変化させることで表皮効果による加
熱部の深さをコントロールできるので望ましい。さら
に、ヨーク部内周６を加熱する際に、他の部位の温度上
昇を防ぐために、スロット打抜き面２０やヨーク部外周
部８を強制対流による空冷を施すなど、冷却することも
良い。さらに、内転形電動機用固定子の積層方向の熱移
動を防ぎ、積層方向に均一の温度分布を与えるために、
図２における内転形電動機用固定子の上面２３および下
面２４を断熱材で覆い、断熱することも良い。

【００２１】前記（２）に係る本発明を実現する熱処理
の手法としての前記（４）に係る本発明は、図４または
図５に示される外転形電動機用固定子において、ヨーク
部の外周１１のみを加熱し、その後冷却することで、テ
ィース部１２の残留引張応力を残したままで、ヨーク部
外周１１とヨーク部内周９の間に１０〜３００℃の温度
差を生じさせ、熱応力を生じさせ、ヨーク部外周１１近
傍の板厚の１倍〜数倍の範囲における周方向の残留圧縮
応力を解放し、同範囲に周方向の引張応力を付加させる
外転形電動機用固定子製造方法である。さらに、同範囲
の圧縮応力を完全に解放するために、ヨーク部外周１１
とヨーク部内周部９の温度差は１０℃以上とし、更に５
０℃以上が好ましい。しかし、温度差を必要以上に高く
すると、熱応力が必要以上に大きくなり、ヨーク部外周
１１において生じる周方向の引張応力が大きくなりすぎ
る。そのため、その引張応力と釣り合うため、ヨーク部
１０の内部において広い範囲で周方向の圧縮応力が生じ
る。結果として、その圧縮応力が固定子の鉄損を増加さ
せることとなってしまう。従って、ヨーク部１０の外周
１１からティース幅の０．５〜２倍である十分広い範囲
で引張応力を付加させるために、ヨーク部外周１１とヨ
ーク部内周部９の温度差は３００℃以下とし、更に１５
０℃以下が望ましい。

【００２２】また、ヨーク外周１１を加熱する際の加熱
手段として、ニクロム線などの電熱線をスロット内２１
におけるヨーク外周１１の近傍に設置し加熱する。さら
に望ましくは、ヨーク外周部以外の部位の加熱をさける
ために、電熱線の周りを断熱材で囲むことも良い。他の
加熱手段として、レーザによる加熱方法や外部誘導磁場
による加熱方法も良く、特に、誘導磁場による加熱方法
は、誘導磁場の周波数を変化させることで表皮効果によ
る加熱部の深さをコントロールできるので望ましい。さ
らに、ヨーク部外周１１を加熱する際に、他の部位の温
度上昇を防ぐために、スロット打抜き面４９やヨーク部
内周９を強制対流による空冷を施すなど、冷却すること
も良い。さらに、外転形電動機用固定子の積層方向の熱
移動を防ぎ、積層方向に均一の温度分布を与えるため
に、図４における外転形電動機用固定子の上面２５およ
び下面２６を断熱材で覆い、断熱することも良い。

【００２３】

【実施例】［実施例１］以下に本発明の実施例について
説明する。図１２は、本発明の一実施例を示す俯瞰図で
ある。図１３は、図１２に示される内転形電動機用固定
子において、積層されている固定子１枚を取り出した図
である。

【００２４】図１２および図１３で示される内転形電動
機用固定子の形状特徴は、以下の（１）〜（４）に示す
通りである。 （１）ティース先端の半径Ｒｔ１＝１５０mm、ヨーク部
内周の半径Ｒｉ１＝２５０mm、ヨーク部外周の半径Ｒｏ
１＝３１０mm （２）ティース長さｌｔ１＝１００mm、ティース幅ｄｔ
１＝３０mm （３）ティース本数Ｎｔ１＝２４本 （４）積層される前の１枚の板厚ｔ１＝０．３mm、積層
枚数Ｎｌ１＝１５０枚、積層高さｈ１＝４５mm

【００２５】図１３において、ヨーク部２７のｉ−ｊ間
の打抜き後における残留応力分布５７を図１４に示す。
ヨーク部内周２８およびヨーク部外周部２９において、
約１mmの範囲で絶対値で最大４００MPa程度の圧縮応力
が残留していた。なお、残留応力測定にはＸ線応力測定
法を用い、詳細な測定方法については、「Ｘ線応力測定
法」（１９８１、日本材料学会、１−２４４項、ＩＳＢ
Ｎ：４−８４２５−０１０５−７）などに記載されてい
る。

【００２６】図１２の内転形電動機用固定子のヨーク部
内周２８を加熱する際に使用する加熱装置の水平面断面
図の一部を図１５に示す。加熱手段として、図１６に示
すような電熱線３０（ニクロム）と外直径ｄｗ１＝２０
mm、高さｈ１＝５０mmの半円筒上でヨーク部内周２８以
外の部位の加熱を防ぐための断熱壁３１からなる電熱線
加熱装置３２を用いた。また、電熱線加熱装置３２は、
図１５に示すように、スロット内３３のヨーク部内周２
８各箇所近傍（計２４箇所）に設置した。さらに、図１
６に示すように、輻射による加熱効果を高めるために反
射材３４を断熱壁電熱線側表面に貼付し、断熱壁上部に
断熱材の蓋３５を設置した。また、図１６に示すよう
に、電熱線３０の両端は、土台３６を通り土台３６の下
で直流電源５１に接続した。

【００２７】土台３６の所定位置に内転形電動機固定子
を乗せ、電熱線３０に５Ｖの直流電圧を３０秒間かけ、
ヨーク部内周２８を加熱し、ヨーク部内周２８と外周２
９の温度差が１１０℃になった。加熱後、固定子を取り
外し１０分間放冷すると、固定子全体の温度はほぼ均一
になった。このとき、図１３のヨーク部２７のｉ−ｊ間
における周方向残留応力分布を図１７の実線５８に示
す。ヨーク部内周２８において約３０MPaの引張応力が
生じ、ヨーク部内周２８から径方向に約４０mmの範囲に
おいて引張応力が付加されている。また、図１８に示さ
れるように、図１３のティース部３７のｋ−ｌ間におけ
る応力分布５９は、スロット３３の打抜き端面５０より
約１mmの範囲において絶対値で最大約４００MPaの径方
向の圧縮応力が、同範囲以外において約２０MPaの径方
向の引張応力が生じた。

【００２８】従来技術では、加熱に２〜３時間、冷却に
１０時間以上で除冷するので、トータル１２〜１３時間
かかるのに対し、上記実施例では、加熱装置への固定子
の設置から冷却終了までに至る時間は、１時間以下であ
った。さらに、磁束密度１．５Ｔにおいて、熱処理を施
さない内転形電動機用固定子の鉄損２．１W/kgに比べ、
従来技術焼鈍を施した内転形電動機用固定子の鉄損１．
５W/kgに比べ、本発明の内転形電動機用固定子の鉄損
は、１．２W/kgと、鉄損低減を達成した。

【００２９】［実施例２］図１９は、本発明の一実施例
を示す俯瞰図である。図２０は、図１９に示される外転
形電動機用固定子において、積層されている固定子１枚
を取り出した図である。図１９および図２０で示される
外転形電動機用固定子の形状特徴は、以下の（１）〜
（４）に示す通りである。 （１）ティース先端の半径Ｒｔ２＝３１０mm、ヨーク部
内周の半径Ｒｉ２＝１６０mm、ヨーク部外周の半径Ｒｏ
２＝２１０mm （２）ティース長さｌｔ２＝１００mm、ティース幅ｄｔ
２＝３０mm （３）ティース本数Ｎｔ２＝２４本 （４）積層される前の１枚の板厚ｔ２＝０．３mm、積層
枚数Ｎｌ２＝１５０枚、積層高さｈ２＝４５mm

【００３０】図２０において、ヨーク部３８のｍ−ｎ間
の打抜き後における残留応力分布６０を図２１に示す。
ヨーク部外周３９およびヨーク部内周４０において、約
１mmの範囲で絶対値で最大約４００MPaの圧縮応力が残
留していた。なお、残留応力測定にはＸ線応力測定法を
用い、詳細な測定方法については、「Ｘ線応力測定法」
（１９８１、日本材料学会、１−２４４項、ＩＳＢＮ：
４−８４２５−０１０５−７）などに記載されている。

【００３１】図２０の外転形電動機用固定子のヨーク部
外周３９を加熱する際に使用する加熱装置の水平面断面
図の一部を図２２に示す。加熱手法として、図２３に示
すような電熱線４１（ニクロム）と外直径ｄｗ２＝２０
mm、高さｈ２＝５０mmの半円筒状でヨーク部外周３９以
外の部位の加熱を防ぐための断熱壁４２からなる電熱線
加熱装置４３を用いた。また、電熱線加熱装置４３は、
図２２に示すように、スロット内４４のヨーク部外周３
９各箇所近傍（計２４箇所）に設置した。さらに、図２
３に示すように、輻射による加熱効果を高めるために反
射板４５を断熱壁電熱線側表面に貼付し、断熱壁上部に
断熱材の蓋４６を設置した。また、図２３に示すよう
に、電熱線４１の両端は、土台４７を通り土台４７の下
で直流電源５２に接続した。

【００３２】土台４７の所定位置に外転形電動機固定子
を乗せ、電熱線４１に５Ｖの直流電圧を３０秒間かけ、
ヨーク部外周３９を加熱し、ヨーク部外周３９と内周４
０の温度差が１１０℃になった。加熱後、固定子を取り
外し１０分間放冷すると、固定子全体の温度はほぼ均一
になった。このとき、図２０のヨーク部３８のｍ−ｎ間
における周方向残留応力分布を図２４の実線６１に示
す。ヨーク部外周３９において約３０MPaの引張応力が
生じ、ヨーク部外周３９から径方向に約４０mmの範囲に
おいて引張応力が付加された。また、図２５に示される
ように、図２０のティース部４７のｏ−ｐ間における応
力分布６２は、スロット４４の打抜き端面４９から約１
mmの範囲において絶対値で最大約４００MPaの径方向の
圧縮応力が、同範囲以外において約２０MPaの径方向の
引張応力が生じた。

【００３３】従来技術では、加熱に２〜３時間、冷却に
１０時間以上で除冷するので、トータル１２〜１３時間
かかるのに対し、上記実施例では、加熱装置への固定子
の設置から冷却終了までに至る時間は、１時間以下であ
った。さらに、磁束密度１．５Ｔにおいて、熱処理を施
さない外転形電動機用固定子の鉄損２．１W/kgに比べ、
従来技術焼鈍を施した外転形電動機用固定子の鉄損１．
５W/kgに比べ、本発明の外転形電動機用固定子の鉄損
は、１．２W/kgと、鉄損低減を達成した。

【００３４】

【発明の効果】本発明により、熱処理による時間は従来
技術の約１／１０でありながら、電動機用固定子の鉄損
低減量を従来固定子に比べ２０％向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鉄損の残留応力依存性。

【図２】本発明の形態を示す内転形電動機用固定子。

【図３】図２に示す内転形電動機用固定子の積層される
１枚の形状。

【図４】本発明の形態を示す外転形電動機用固定子。

【図５】図４に示す外転形電動機用固定子の積層される
１枚の形状。

【図６】図２または図３に示す内転形電動機用固定子に
おいて、内部を流れる磁束の概要図。

【図７】図３または図４に示す外転形電動機用固定子に
おいて、内部を流れる磁束の概要図。

【図８】内転形電動機用固定子のティース部の径方向応
力分布。

【図９】内転形電動機用固定子のヨーク部の周方向応力
分布。

【図１０】外転形電動機用固定子のティース部の径方向
応力分布。

【図１１】外転形電動機用固定子のヨーク部の周方向応
力分布。

【図１２】本発明の内転形電動機用固定子の実施例。

【図１３】本発明の内転形電動機用固定子の実施例。

【図１４】本発明の内転形電動機用固定子において、熱
処理前のヨーク部周方向応力分布。

【図１５】本発明における内転形電動機用固定子熱処理
装置の実施例の一部平面概要図。

【図１６】図１５における熱処理装置の加熱機の垂直面
概要図。

【図１７】本発明の内転形電動機用固定子において、熱
処理後のヨーク部周方向応力分布。

【図１８】本発明の内転形電動機用固定子において、熱
処理後のティース部径方向応力分布。

【図１９】本発明の外転形電動機用固定子の実施例。

【図２０】本発明の外転形電動機用固定子の実施例。

【図２１】本発明の外転形電動機用固定子において、熱
処理前のヨーク部周方向応力分布。

【図２２】本発明における外転形電動機用固定子熱処理
装置の実施例の一部平面概要図。

【図２３】図２１における熱処理装置の加熱機の垂直面
概要図。

【図２４】本発明の外転形電動機用固定子において、熱
処理後のヨーク部周方向応力分布。

【図２５】本発明の外転形電動機用固定子において、熱
処理後のティース部径方向応力分布。

【符号の説明】

１ 磁束密度０．７Ｔにおける鉄損の残留応力依存性 ２ 磁束密度１．０Ｔにおける鉄損の残留応力依存性 ３ 磁束密度１．３Ｔにおける鉄損の残留応力依存性 ４ 磁束密度１．５Ｔにおける鉄損の残留応力依存性 ５ 内転形電動機用固定子のヨーク部 ６ 内転形電動機用固定子のヨーク部内周 ７ 内転形電動機用固定子のティース部 ８ 内転形電動機用固定子のヨーク部外周端面 ９ 外転形電動機用固定子のヨーク部内周端面 １０ 外転形電動機用固定子のヨーク部 １１ 外転形電動機用固定子のヨーク部外周 １２ 外転形電動機用固定子のティース部 １３ 内転形電動機用固定子のティース部の磁束 １４ 内転形電動機用固定子のヨーク部の磁束 １５ 内転形電動機用固定子のヨーク部内周より径方向
外側にティース幅の０．５〜２倍の範囲 １６ 外転形電動機用固定子のティース部の磁束 １７ 外転形電動機用固定子のヨーク部の磁束 １８ 外転形電動機用固定子のヨーク部外周より径方向
内側にティース幅の０．５〜２倍の範囲 １９ 内転形電動機用固定子のスロット部 ２０ 内転形電動機用固定子のスロット部打抜き面 ２１ 外転形電動機用固定子のスロット部 ２２ 外転形電動機用固定子のスロット部打抜き面 ２３ 内転形電動機用固定子の上面 ２４ 内転形電動機用固定子の下面 ２５ 外転形電動機用固定子の上面 ２６ 外転形電動機用固定子の下面 ２７ 本発明例に係る内転形電動機用固定子のヨーク部 ２８ 本発明例に係る内転形電動機用固定子のヨーク部
内周 ２９ 本発明例に係る内転形電動機用固定子のヨーク部
外周 ３０ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の電熱線 ３１ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の断熱壁 ３２ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の加熱装置 ３３ 本発明例に係る内転形電動機用固定子のスロット
部 ３４ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の反射板 ３５ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の断熱壁上部蓋 ３６ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の土台 ３７ 本発明例に係る内転形電動機用固定子のティース
部 ３８ 本発明例に係る外転形電動機用固定子のヨーク部 ３９ 本発明例に係る外転形電動機用固定子のヨーク部
外周 ４０ 本発明例に係る外転形電動機用固定子のヨーク部
内周 ４１ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の電熱線 ４２ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の断熱壁 ４３ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の加熱装置 ４４ 本発明例に係る外転形電動機用固定子のスロット
部 ４５ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の反射板 ４６ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の断熱壁上部蓋 ４７ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の土台 ４８ 本発明例に係る外転形電動機用固定子のティース
部 ４９ 本発明例に係る外転形電動機用固定子のスロット
打抜き端面 ５０ 本発明例に係る内転形電動機用固定子のスロット
打抜き端面 ５１ 本発明例に係る内転形電動機用固定子熱処理装置
の直流電源 ５２ 本発明例に係る外転形電動機用固定子熱処理装置
の直流電源 ５３ 内転形電動機用固定子のティース部の径方向応力
分布 ５４ 内転形電動機用固定子のヨーク部の周方向応力分
布 ５５ 外転形電動機用固定子のティース部の径方向応力
分布 ５６ 外転形電動機用固定子のヨーク部の周方向応力分
布 ５７ 内転形電動機用固定子における熱処理前のヨーク
部周方向応力分布 ５８ 内転形電動機用固定子における熱処理後のヨーク
部周方向応力分布 ５９ 内転形電動機用固定子における熱処理後のティー
ス部径方向応力分布 ６０ 外転形電動機用固定子における熱処理前のヨーク
部周方向応力分布 ６１ 外転形電動機用固定子における熱処理後のヨーク
部周方向応力分布 ６２ 外転形電動機用固定子における熱処理後のティー
ス部径方向応力分布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 栄一 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 (72)発明者 籔本 政男 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 阿部 憲人 兵庫県姫路市広畑区富士町１番地 新日本 製鐵株式会社広畑製鐵所内 Ｆターム(参考） 5H002 AA03 AA08 AB06 AC02 AE08 5H615 AA01 PP01 PP07 SS03 SS05 SS16 SS25 TT04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層
   し、一体化した内転形電動機用固定子において、ヨーク
   部の内周端面からティース幅の０．５〜２倍の範囲に周
   方向の引張応力が残留し、ティース部のスロット打抜き
   端面から上記鋼板の板厚の１〜４倍を除く範囲に径方向
   の引張応力が残留していることを特徴とする内転形電動
   機用固定子。
2. 【請求項２】 鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層
   し、一体化した外転形電動機用固定子において、ヨーク
   部の外周端面からティース幅の０．５〜２倍の範囲に周
   方向の引張応力が残留し、ティース部のスロット打抜き
   端面から上記鋼板の板厚の１〜４倍を除く範囲に径方向
   の引張応力が残留していることを特徴とする外転形電動
   機用固定子。
3. 【請求項３】 鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層
   し、一体化した内転形電動機用固定子を、ヨーク部の内
   周部と外周部との温度差が１０〜３００℃となるように
   ヨーク部の内周部を加熱し、その後冷却することを特徴
   とする内転形電動機用固定子の製造方法。
4. 【請求項４】 鋼板を所定の形状に打抜き、複数枚積層
   し、一体化した外転形電動機用固定子を、ヨーク部の外
   周部と内周部との温度差が１０〜３００℃となるように
   ヨーク部の外周部を加熱し、その後冷却することを特徴
   とする外転形電動機用固定子の製造方法。