JP2011055646A - 電機子磁芯の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁芯の、電磁鋼板の積層方向における寸法を調整しても、大きな曲率を発生させず、巻線の巻回し易さを損ないにくい技術を提供する。
【解決手段】ステップS11において電機子磁芯の厚さLが適正であると予想されるか否かを判断する。厚さLが厚すぎると判断される場合は、例えば電機子磁芯を形成する電磁鋼板の厚さが想定値よりも大きく、その枚数を減らさなければならない場合である。このときには幅寸法が大きい順で電磁鋼板を削減する。厚さLが薄すぎると判断される場合は、例えば電機子磁芯を形成する電磁鋼板の厚さが想定値よりも小さく、その枚数を増やさなければならない場合である。このときには幅寸法が最大の電磁鋼板の枚数を増加させる。
【選択図】図9
【解決手段】ステップS11において電機子磁芯の厚さLが適正であると予想されるか否かを判断する。厚さLが厚すぎると判断される場合は、例えば電機子磁芯を形成する電磁鋼板の厚さが想定値よりも大きく、その枚数を減らさなければならない場合である。このときには幅寸法が大きい順で電磁鋼板を削減する。厚さLが薄すぎると判断される場合は、例えば電機子磁芯を形成する電磁鋼板の厚さが想定値よりも小さく、その枚数を増やさなければならない場合である。このときには幅寸法が最大の電磁鋼板の枚数を増加させる。
【選択図】図9
Description
この発明は電機子磁芯の製造方法に関し、特にアキシャルギャップ型の回転電機に採用される電機子において、電磁鋼板を用いて磁芯を製造する方法に関する。
従来から電磁鋼板を積層して、電機子磁芯(以下、単に「磁芯」ともいう)を構成する技術が知られている。また、界磁子と電機子との対向方向から見た磁芯の形状(以下、「対向方向平面視における磁芯の形状」等と表現する)は、その径方向についての位置が大きくなるほど(つまり外周ほど)周方向に幅広とすることが望まれる。かかる形状は対向方向平面視における磁芯の面積を大きくしつつ、電機子巻線の占積率を大きくし易いという利点を招来する。このような形状の磁芯の製造には、例えば特許文献1に開示された技術が好適である。
また、磁芯の積層枚数を補正する技術が特許文献2に開示されている。
電磁鋼板を積層して磁芯を構成する場合、電磁鋼板の厚さのばらつきが磁芯の寸法に影響する。通常、板厚の許容差はプラスマイナス10%程度であるので、板厚が0.35mmであれば、板厚の最大値と最小値とは0.04mmの差があり得る。その場合、仮に50枚の電磁鋼板を積層して磁芯を得た場合、電磁鋼板の積層方向の磁芯の厚さは、2mm程度の相違があり得る。
また、対向方向平面視におおける磁芯の形状が矩形でない場合、例えば電磁鋼板を電機子の径方向に積層して形成された磁芯であって、電機子の周方向における電磁鋼板の寸法が均一でない場合、電磁鋼板の厚さのばらつきは対向方向平面視における磁芯の形状にも大きく影響する。
しかも、積層される電磁鋼板の形状は通常、全て異なる。よって電磁鋼板の積層枚数を修正する場合、当該修正によって対向方向平面視における磁芯の形状が設計時のものと変形する可能性がある。当該形状が曲率の大きな輪郭を形成してしまうと(つまり小さな曲率半径の形状を形成してしまうと)、巻線と磁芯との隙間が広くなって電機子の特性を劣化させてしまう。
そこで、本願発明は、磁芯の、電磁鋼板の積層方向における寸法を調整しても、対向方向平面視における形状の変形が小さく、また大きな曲率を発生させず、巻線の巻回し易さを損ないにくい技術を提供することを目的とする。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法は、第1方向(Z)において界磁子と対向する電機子において環状方向に配置され、電磁鋼板(100)の複数が前記第1方向に垂直な第2方向(R)に積層されて成り、前記第1方向を中心とする電機子巻線が巻回される巻回部(11)を有する磁芯(1)を製造する方法である。
そして、その第1の態様は、前記磁芯の前記第2方向における寸法たる厚さ(L)を大きくする場合には、前記第1方向及び前記第2方向のいずれにも垂直な第3方向(θ)における前記巻回部の寸法たる幅寸法(W1,W00,W01,W02)が最も大きな前記電磁鋼板たる最大幅電磁鋼板(1000)の枚数を増加させ、前記磁芯の前記厚さを小さくする場合には、前記幅寸法が大きい順で前記電磁鋼板を削減することを特徴とする。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第2の態様は、その第1の態様であって、前記最大幅電磁鋼板(1000)の前記磁芯(1)一つ当たりの枚数は2以上である。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第3の態様は、その第2の態様であって、前記電磁鋼板(100)の厚さをいずれも想定値(t)に想定し、前記磁芯(1)の一つ当たりにおける前記最大幅電磁鋼板(1000)の積層枚数の初期値として所定枚数(M)が選定される。そして、(a)前記電磁鋼板をm枚(m≧2)積層して積層試験体(5b)を形成するステップと、(b)前記積層試験体の前記厚さ(Lb)を測定するステップと、(c)前記積層試験体の前記厚さが前記想定値と前記ステップ(a)における積層枚数との積(m・t)に対して第1公差(δ1)を越えて大きい場合には前記所定枚数よりも少ない積層枚数で、前記積層試験体の前記厚さが前記想定値と前記積に対して第2公差(δ2)を下回って小さい場合には前記所定枚数よりも多い積層枚数で、それぞれ前記最大幅電磁鋼板を積層して積層体(5)を形成するステップと、(d)前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を前記積層体と共に積層して前記磁芯を形成するステップとを備える。
例えば、(e)前記ステップ(c)に先立って前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を積層して第2の積層体(4)を形成するステップを更に備え、前記ステップ(d)において前記磁芯は前記第2の積層体及び前記積層体と共に前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を積層して前記磁芯を形成する。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第4の態様は、その第3の態様であって、前記ステップ(a)において積層試験体(5b)は、前記所定枚数以下で前記最大幅電磁鋼板(1000)のみが積層して形成される。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第5の態様は、その第2の態様であって、前記電磁鋼板(100)の厚さをいずれも想定値(t)に想定し、前記磁芯(1)の一つ当たりにおける前記電磁鋼板(1000)の積層枚数の総数として所定枚数(K)が選定される。そして、(a)前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を前記所定枚数よりも少ないm枚で積層して積層試験体(6b)を形成するステップと、(b)前記積層試験体の前記厚さ(Lb)を測定するステップと、(c)前記積層試験体の前記厚さが前記想定値と前記ステップ(a)における積層枚数との積(m・t)に対して所定の公差範囲に収まっているか否かを判断するステップと、(d)前記ステップ(c)における判断が肯定的である場合に実行され、前記積層試験体に前記電磁鋼板を積層して前記磁芯を形成するステップとを備える。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第6の態様は、その第1の態様であって、前記幅寸法が異なる電磁鋼板は、互いに異なる固定パンチ(911,912)で原材たる鋼板からの打ち抜きによって形成される。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第7の態様は、その第6の態様であって、前記磁芯(1)の各々において、前記第2方向(R)は前記環状方向の中心(J)側から離れる方向に採用される。そして前記巻回部(11)は、前記幅寸法(W)が最も大きな前記電磁鋼板(100)たる最大幅電磁鋼板(1000)のみの積層体で構成される直方体部(5)と、前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板の積層体で構成され、前記直方体部よりも前記中心側に位置する角柱部(6)とを備える。前記角柱部は、互いに積層枚数が等しい第1乃至第3部分(61,62,63)を有し、前記第1部分の前記幅寸法と前記第2部分の前記幅寸法との差(2c2)が前記第2部分の前記幅寸法と前記第3部分の前記幅寸法との差(2c3)に等しい。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第8の態様は、その第7の態様であって、前記角柱部(6)は前記第1方向(Z)から見た形状が、当該角柱部の前記第2方向(R)を中心とする線対称である。そして、前記第1乃至第3部分(61,62,63)の前記積層枚数として、前記電機子において設けられる前記磁芯(1)の個数で360度を除した角度(2φ)の半分の余接(cotφ)に対して前記差の半分(c=c2=c3)を乗じて前記電磁鋼板の厚さ(T)で除して得られる値(c・cotφ/T)を近似する整数が採用される。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第9の態様は、その第6の態様であって、前記磁芯(1)の各々において、前記第2方向(R)は前記環状方向の中心(J)側から離れる方向に採用される。そして前記巻回部(11)は、前記幅寸法(W)が最も大きな前記電磁鋼板(100)たる最大幅電磁鋼板(1000)のみの積層体で構成される直方体部(5)と、前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板の積層体で構成され、前記直方体部よりも前記中心側に位置する第1角柱部(6)と、前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板の積層体で構成され、前記直方体部よりも前記第2方向(R)側に位置する第2角柱部(4)とを備え、前記第1角柱部を形成する前記電磁鋼板と、前記第2角柱部を形成する前記電磁鋼板とで、相互に前記幅方向(W4,W61)が等しいものが存在する。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第10の態様は、その第1の態様であって、前記磁芯(1)は前記電機子においてバックヨーク(2)によって環状に磁気的に結合され、前記磁芯は、前記巻回部(11)に対して前記第1方向(Z)において設けられて当該磁芯の前記第3方向(θ)において前記バックヨークと接触する磁束案内部(12)を更に有する。前記最大幅電磁鋼板(1000)において、前記巻回部に対応する位置での幅寸法(W1)が、前記磁束案内部に対応する位置での幅寸法(W2)よりも大きい。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第11の態様は、その第1の態様であって、前記磁芯(1)は前記電機子においてバックヨーク(2)によって環状に磁気的に結合され、前記磁芯は、前記巻回部(11)に対して前記第1方向(Z)において設けられて当該磁芯の前記第3方向(θ)において前記バックヨークと接触する磁束案内部(12)を更に有する。前記最大幅電磁鋼板(1000)において、前記巻回部に対応する位置での幅寸法(W1)が、前記磁束案内部に対応する位置での幅寸法(W2)以下である。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第12の態様は、その第1の態様であって、前記磁芯(1)は前記電機子においてバックヨーク(2)によって環状に磁気的に結合される。前記磁芯は、前記巻回部(11)に対して前記第1方向(Z)において設けられて当該磁芯の前記第3方向(θ)において前記バックヨークと接触する磁束案内部(12)を更に有し、前記磁芯を構成する全ての前記電磁鋼板(100)において、前記巻回部に相当する部分(101)の前記幅寸法(W1)と、前記磁束案内部に相当する部分(102)の前記幅寸法(W2)とは等しい。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第1の態様では、第2方向における磁芯の寸法を調整するときに、巻回部の幅寸法が大きい順で電磁鋼板の枚数を調整し、以て磁芯を構成する電磁鋼板の枚数を調整する。よって第1方向に平行な方向から見た磁芯の形状において大きな曲率を発生させず、従って磁芯の第2方向における寸法を調整しても、巻線と磁芯との間に隙間が生じにくい。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第2の態様では、第1方向に垂直な方向から見た磁芯の形状は、最大幅電磁鋼板の複数によって形成される平坦部(11a)を呈する。よって磁芯の第2方向における寸法を調整しても、当該平坦部の距離が変動することとなり、巻線の巻回し易さが損なわれにくい。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第3の態様によれば、磁芯一つを形成するための積層枚数の初期値よりも少ない枚数で、磁芯一つを形成するための積層枚数を、初期値よりも多くすべきか少なくすべきかを見積もることができる。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第4の態様によれば、積層試験体の厚さが、その積層枚数と想定値との積に対して所定の公差範囲に収まっている場合、これを利用して積層体を形成できる。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第5の態様によれば、積層試験体の厚さが、その積層枚数と想定値との積に対して所定の公差範囲に収まっている場合、これを利用して積層体を形成できる。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第6の態様によれば、可動パンチを用いる必要がない。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第7の態様によれば、角柱部は環状方向の中心から第2方向に向かって拡がり、角柱部の第3方向側の一対の側面をいずれもほぼ平坦な斜面となるので、巻線がし易くかつ電機子における占積率も高い。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第8の態様によれば、電機子における占積率が高い。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第9の態様によれば、第1角柱部を形成する電磁鋼板には、第2角柱部を形成する電磁鋼板と同じ固定パンチを用いた打ち抜きにより形成できるものがあるので、固定パンチの種類数を少なくできる。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第10の態様によれば、巻回部がその第3方向において磁束案内部からはみ出てバックヨークを押さえ付ける。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第11の態様によれば、巻回部がその第3方向において磁束案内部からはみ出ないので、バックヨークに対して第1方向に沿った磁束が流れにくい。これは特にバックヨークが第1方向に積層された電磁鋼板で形成された場合に好適である。
この発明にかかる電機子磁芯の製造方法の第12の態様によれば、電磁鋼板の形状が単純であるので製造しやすい。
図1を参照して、電機子のコアは、大別して磁芯1、バックヨーク2、支持部材3で構成される。但し磁芯1とバックヨーク2と固定板3との嵌合関係を示すべく、一つの磁芯1についてバックヨーク2と固定板3とから分離して示す。当然、電機子を構成する場合には、当該分離は為されない。
当該電機子は、軸Jを回転軸として回転する界磁子(図示省略)と共に、アキシャルギャップ型の回転電機に採用される。以降、軸Jに平行な方向を第1方向Zと称する。電機子は上記界磁子と第1方向Zにおいて対向する。
当該電機子コアは、磁芯1の周囲に第1方向Zを中心として巻回される電機子巻線(図示省略)と共に、電機子に採用される。例えば、いわゆる集中巻と称される電機子巻線が磁芯1の周囲に巻回される。なお「巻回」とは、磁芯1に対して導線を巻き付けて行く作業を伴う態様のみならず、予めコイルとして形成された形状の電機子巻線が磁芯1に嵌められる態様をも含む。
磁芯1は軸Jを中心軸とする環状方向に配置される。そして磁芯1の各々は電磁鋼板(不図示:後に詳述する)が積層されて成る。その積層方向(以降「第2方向R」と称する)は磁芯1の配置される方向と関連づけられる。磁芯1は上述のように環状方向に配置されるが、第2方向Rは第1方向Zに垂直となる。
換言すれば、第2方向Rに積層された磁芯1は電機子のコアとして採用されるとき、いずれの磁芯1についての第2方向Rも、第1方向Zに対して垂直となるように環状に配置される。図1の例で言えば、いずれの磁芯1も、その第2方向Rを、当該磁芯1の環状方向についての中心における径方向となる向きに平行にして、環状に配置される。よって図1に示されるように、異なる磁芯1についての第2方向R1,R2はコア全体として見れば互いに異なる。
図1の例では、各々の磁芯1の第2方向Rを径方向に採っているので、複数の磁芯1が配置される環状方向は、各々の磁芯1において、第1方向Z及び第2方向Rのいずれにも垂直な方向となる。例えば第2方向R1に沿って積層される磁芯1における第3方向θ1と、第2方向R21に沿って積層される磁芯1における第3方向θ2とは、相互に異なるものの、環状方向としては共通した方向として捉えることができる。
バックヨーク2には第1方向Z側に開口する開口部21が磁芯1に応じて設けられており、各々の開口部21はその径方向内側にも開口している。磁芯1は電機子巻線が巻回される巻回部11と、巻回部11よりもバックヨーク2側に位置する磁束案内部12とを有している。磁束案内部12は開口部21と嵌合することによって磁芯1とバックヨーク2とを磁気的に結合する。具体的には、磁束案内部12は、磁芯1に流れる磁束をバックヨーク2へと案内し、あるいはバックヨーク2に流れる磁束を磁芯1へと案内する。
開口部21が径方向内側にも開口することにより、当該開口部21に嵌合する磁束案内部12を有する磁芯1に流れる磁束に起因する渦電流が、バックヨーク2に発生することを抑制する。
磁芯1は磁束案内部12に対して巻回部11と反対側に位置する埋設部13をも有している。これに対応して固定板3には溝31が設けられている。溝31は第1方向Zにおいて貫通していてもよい。
埋設部13は溝31と嵌合し、固定板3は磁芯1を機械的に保持している。これに対してバックヨーク2と磁芯1とは磁気的に結合しており、必ずしもバックヨーク2が磁芯1を機械的に保持する必要はない。よってバックヨーク2と固定板3は、両者が相互に固定されていれば、磁気的結合と機械的結合というそれぞれが担保すべき機能に鑑みた材料を以て形成することができる。例えばバックヨーク2は第1方向に沿って積層された電磁鋼板で主として形成され、あるいは圧粉磁芯で形成される。固定板3の材料としては金属塊を挙げることができる。
固定板3と磁芯1との固定は溝31と埋設部13との嵌合を必須とするものではない。例えば両者を接着にて固定することができる。
上述のように溝31を設ける場合には、開口部21は第1方向Zにおいて貫通する。しかし固定板3を設けない場合も考えられ、この場合には開口部21は第1方向Zにおいて貫通する必要はなく、第1方向Zにおいては、単に磁束案内部12と嵌合するための開口があれば足りる。また固定板3を設けない場合には、当然に溝31はなく、よって磁芯1において埋設部13を設ける必要もない。
あるいは磁芯1は、第1方向Zにおいて一対の回転子に挟まれる電機子に採用されてもよい。この場合に採用される磁芯1では、巻回部11が一対設けられ、それらが第1方向Zにおいて磁束案内部12を挟む構成を有する。勿論、いずれの巻回部11に対しても鍔部14を設けることができる。
図2は図1に示された磁芯1を示しており、巻回部11のバックヨーク2と反対側に鍔部14を頂く。鍔部14は磁芯1において最も界磁子と近接する部位であるので、電機子と界磁子の磁気的相互作用の効率を高めるべく、巻回部11よりも広く設定される。本実施の形態では、第2方向Rに沿って電磁鋼板が積層されるので、積層を簡単にするため、鍔部14は第2方向Rにおいては巻回部11よりも拡がらず、第1方向Z及び第2方向Rのいずれにも垂直な第3方向θに沿ってのみ拡がる構造が例示されている。勿論、鍔部14を設けない構造の磁芯1であっても、後述の実施の形態を適用できる。
図2では巻回部11が第3方向θにおいて最も拡がる位置で面11aが現れている。そして面11aが磁束案内部12よりも第3方向において幅sではみ出ている。つまり、巻回部11がその第3方向θにおいて磁束案内部12からはみ出ている。これはバックヨーク2を押さえ付ける機能を果たし、バックヨーク2に対する磁芯1のがたつきを防止する。
他方、図3では、図2に示された磁芯1の構成とは、面11aの位置のみが異なっている。具体的には、第3方向θにおいて最も拡がる位置で現れる面11aが、その第3方向θにおいて磁束案内部12からはみ出ない。つまり巻回部11がその第3方向θにおいて磁束案内部12からはみ出ないので、バックヨーク2に対して第1方向Zに沿った磁束が流れにくい。これは特にバックヨーク2が、第1方向Zに沿って積層された電磁鋼板で形成された場合に好適である。巻回部11が磁束案内部12からはみ出たならば、そのはみ出た部分とバックヨーク2との間に磁気抵抗が高い磁路が形成されるからである。
図4は、図3に示されるような巻回部11がその第3方向θにおいて磁束案内部12からはみ出ない形状の、磁芯1の構成を示す。第2方向Rに沿って複数の電磁鋼板100が積層されている。各電磁鋼板100の第3方向θにおける寸法たる幅寸法は、同一ではない。磁芯1の、特に巻回部11の対向方向平面視の形状は、上述のように、径方向についての位置が大きくなるほど(つまり外周ほど)周方向に幅広とすることが望まれるからである。
図5は電磁鋼板100の形状を示し、積層されるときに第1方向Zとなる方向を紙面上下方向に、第3方向θとなる方向を紙面左右方向に、それぞれ採用して描いている。よって図5で示された平面視は、磁芯1の第2方向Rに垂直な断面図と把握することもできる。
電磁鋼板100のそれぞれは巻回部位101、磁束案内部位102、埋設部位103、鍔部位104を有し、電磁鋼板100の複数が積層されることによってそれぞれ磁芯1の巻回部11、磁束案内部12、埋設部13、鍔部14を形成する。
ここで例示される磁芯1では、磁束案内部12や埋設部13の形状は第2方向Rに依存せず、よって直方体を呈する。従って磁芯1を形成する電磁鋼板100としては、磁束案内部位102、埋設部位103のそれぞれの幅寸法W2,W3は全ての電磁鋼板100において等しい。しかし、電機子巻線の占積率を高める等の理由で巻回部11は外周側(第2方向R側)で幅広となるので、巻回部位101の幅寸法W1は全ての電磁鋼板100において等しいとは限らない。図5では異なる3種類の幅寸法を有する巻回部位101を図示している。幅寸法が最も大きな電磁鋼板100を最大幅電磁鋼板1000として描いており、幅寸法が最も小さな電磁鋼板100を最小幅電磁鋼板1009として描いている。
ここでは最小幅電磁鋼板1009の幅が幅寸法W3と等しい場合を例示している。また最大幅電磁鋼板1000ではその幅寸法が幅寸法W2よりも大きく、図2に示されるように面11aが第3方向θにおいて磁束案内部12からはみ出る磁芯1に用いられる場合が描かれている。
このように、磁束案内部位102の幅寸法が相互に等しく、埋設部位103の幅寸法も相互に等しく、巻回部位101の幅寸法が相互に異なる複数の電磁鋼板100は、例えば図25に示される固定パンチ901,902と、可動パンチ903,904を用いて、原材たる鋼板(図示省略)から打ち抜くことができる。図25は打ち抜き方向に沿って見た固定パンチ901,902と可動パンチ903,904との平面図を示し、当該打ち抜き方向が電磁鋼板100の積層方向(第2方向R)と一致する。それぞれの可動パンチ及び固定パンチは一例を示しており、これらは更に複数のパンチに分割されていてもよい。また可動パンチと固定パンチの打ち抜き動作の順序は任意に設定できる。
図25において実線903a,904aは、それぞれある幅寸法を有する電磁鋼板100を打ち抜くときの可動パンチ903,904のそれぞれの位置を示す。また鎖線903b,904bは、より狭い幅寸法を有する電磁鋼板100を打ち抜くときの可動パンチ903,904のそれぞれの位置を示す。固定パンチ901は固定パンチ902と共に電磁鋼板100の第1方向Zとなる方向の寸法を決定し、固定パンチ902は磁束案内部位102及び埋設部位103の形状を決定する。
磁芯1の対向方向平面視の形状は、電磁鋼板100の積層枚数と、各電磁鋼板100の第3方向θにおける寸法たる幅寸法と、電磁鋼板100同士の第3方向θにおけるズレ量とによって決定される。図1乃至図4に示される磁芯1の形状は、いずれも第2方向Rに平行な対称軸を有しており、当該対称軸に関して第3方向θにおいて対称となっている。かかる磁芯1を形成するため、電磁鋼板100も左右対称な形状を呈しており、図5でもかかる形状が例示されている。なお、電磁鋼板100が左右対称な形状であることは下記実施の形態において必須の事項ではない。
電磁鋼板100を積層して磁芯1を構成する場合、電磁鋼板100の厚さのばらつきが磁芯1の寸法に影響する。よって磁芯1の寸法が同じでも、電磁鋼板100の積層枚数は必ずしも等しくない。換言すれば、対向方向平面視の形状が同じ磁芯1を製造するときには、電磁鋼板100の厚さのばらつきに応じて、電磁鋼板100を積層する枚数を調整しなければならない。
しかし、積層状態において隣接する電磁鋼板100同士の第3方向θにおけるずれが大きいほど、対向方向平面視における磁芯1の形状は、曲率が大きな輪郭を形成してしまう。よって積層枚数の調整では、積層状態において隣接する電磁鋼板100同士の第3方向θにおけるずれを小さくすることが望ましい。
下記の各実施の形態は図2若しくは図3に例示された磁芯1を製造する方法について説明する。但し、必ずしも磁芯1における積層方向たる第2方向Rを径方向とする必要はなく、第3方向θを径方向としてもよい。この場合、第2方向Rはほぼ環状方向と一致する。
第1の実施の形態.
図6乃至図9は本実施の形態の奏功する理由を説明する。まず図6のように相互に積層された電磁鋼板1000,1001,1002の相互間における第3方向θに沿ったずれを考察する。但し電磁鋼板1000は、電磁鋼板1000,1001,1002及びこれらと共に同一の磁芯1を構成する他の電磁鋼板の中で、もっとも大きな幅寸法W00を呈し、これを以下「最大幅電磁鋼板」と称する。なお、電磁鋼板1001,1002はそれぞれ幅寸法W01,W02(<W00)を呈する。また電磁鋼板1001,1002は最大幅電磁鋼板1000を挟んで積層されている。
図6乃至図9は本実施の形態の奏功する理由を説明する。まず図6のように相互に積層された電磁鋼板1000,1001,1002の相互間における第3方向θに沿ったずれを考察する。但し電磁鋼板1000は、電磁鋼板1000,1001,1002及びこれらと共に同一の磁芯1を構成する他の電磁鋼板の中で、もっとも大きな幅寸法W00を呈し、これを以下「最大幅電磁鋼板」と称する。なお、電磁鋼板1001,1002はそれぞれ幅寸法W01,W02(<W00)を呈する。また電磁鋼板1001,1002は最大幅電磁鋼板1000を挟んで積層されている。
図6において、電磁鋼板1001は最大幅電磁鋼板1000と隣接し、第3方向θの負側の端(図6において左端)において、ずれ量d11で最大幅電磁鋼板1000とずれる。また電磁鋼板1001は第3方向θの正側の端(図6において右端)において、ずれ量d12で最大幅電磁鋼板1000とずれる。同様にして、電磁鋼板1002は第3方向θの負側の端においてずれ量d21で、正側の端においてずれ量d22で、それぞれ最大幅電磁鋼板1000とずれる。但し、ずれ量d11,d12,d21,d22は正である。
このような構成を有する磁芯1の、第2方向Rの厚さを小さくする必要がある場合を考察する。図9に即して言えば、ステップS11において磁芯1の厚さLが適正であると予想されるか否かを判断したところ、厚すぎると判断され、処理がステップS12に進む場合である。かかる必要性は、例えば電磁鋼板100の厚さが想定値よりも大きく、その枚数を減らさなければならない場合に生じ得る。
この場合、本実施の形態では、幅寸法が大きい順で電磁鋼板100を削減する。図6に即して言えば、最大幅電磁鋼板1000を削減する。この結果、図6に示された構成は図7に示された構成へと変わり、電磁鋼板1001,1002が直接に相互に隣接する。そして第3方向θの負側の端におけるズレ量はd11−d21となり、これは図6において第3方向θの負側の端におけるズレ量の最大値(図6の例示ではズレ量d11)よりも小さい。また第3方向θの正側の端におけるズレ量はd22−d12となり、これは図6において第3方向θの正側の端におけるズレ量の最大値(図6の例示ではズレ量d22)よりも小さい。
よって最大幅電磁鋼板1000を優先して削減することにより、積層状態において隣接する電磁鋼板100同士の第3方向θにおけるずれを小さくすることができる。
磁芯1の第2方向Rの厚さを更に小さくする必要がある場合も同様に処理を続けることができる。図6から最大幅電磁鋼板1000を削減した構成において、新たに最大幅電磁鋼板1000となるものとして電磁鋼板1001あるいは電磁鋼板1002を見いだすことができるからである。
よって図9のステップS12に示されるように、最大幅電磁鋼板の枚数を減少し、更にステップS11へ処理が戻ることにより、幅寸法が大きい順で電磁鋼板100を削減することが実現される。
次に、図7のような構成を有する磁芯1の、第2方向Rの厚さを大きくする必要がある場合を考察する。図9に即して言えば、ステップS11において磁芯1の厚さLが適正であると予想されるか否かを判断したところ、薄すぎると判断され、処理がステップS13に進む場合である。かかる必要性は、例えば電磁鋼板100の厚さが想定値よりも小さく、その枚数を増やさなければならない場合に生じ得る。
この場合、本実施の形態では、ステップS13において最大幅電磁鋼板の枚数を増加させる。電磁鋼板1001の幅寸法W01が他の電磁鋼板よりも大きく、最大幅電磁鋼板として把握できるとする。このとき、電磁鋼板1001と幅寸法が等しい電磁鋼板1001bを電磁鋼板1001と第3方向θについての両端を揃えて追加する。この結果、図7に示された構成は図8に示された構成へと変わる。
図7に示された構成と、図8に示された構成とは、第3方向θの両端におけるズレ量に相違はない。しかしながら、図8に示された構成では、積層方向たる第2方向Rに平行で、図2や図3で示した面11aに相当する平面が拡がる。これは対向方向平面視における磁芯1の、とりわけ巻回部11の形状において平坦部を追加、若しくは延ばすこととなる。そして曲率が大きな輪郭を追加することはない。逆に、当該平坦部の存在により、巻回部11と電機子巻線との間に隙間ができにくくなり、電機子の特性を劣化させにくくなる。
このように、第2方向Rにおける磁芯1の寸法を調整するときに、巻回部11の幅寸法が大きい順で電磁鋼板100の枚数を調整し、以て磁芯1を構成する電磁鋼板100の枚数を調整する。よって第1方向Zに平行な方向から見た磁芯1の形状において大きな曲率を発生させず、従って磁芯1の第2方向Rにおける寸法を調整しても、電機子巻線の巻回し易さが損なわれにくく、電機子の特性を劣化させにくい。言い換えれば、第1方向Zに平行な方向から見た磁芯1の形状において、(隣接する電磁鋼板同士の段差による微小な凹部を除いて)凹部は発生しにくくなり、磁芯1に対して電機子巻線が沿い易い。
上記ステップS11,S12,S13の処理により、電機子磁芯1の厚さLが適正になると予想される最大幅電磁鋼板1000の枚数が得られる。かかる枚数を得ることは、最大幅電磁鋼板1000の枚数が是正された、と把握することもできる。そして、是正された最大幅電磁鋼板1000の枚数を用いて、電機子磁芯1を形成する。具体的には、電機子磁芯1を形成するために可動パンチの位置を変動させつつ、固定パンチ共に原材から電磁鋼板100を打ち抜く。この打ち抜きにはいわゆる順送プレスと称される工程が採用され、打ち抜かれた順に電磁鋼板100が積層される。
更にステップS12,S13からステップS11へと戻ることなく、計算で最大幅電磁鋼板1000の枚数を是正してもよい。これは例えばステップS11においてサンプル的に電磁鋼板100を積層し、その枚数と積層厚さとに基づいて当該枚数を得ることができる。
また、図9のステップS11,S12,S13を実施するタイミングとして種々考えられる。例えば原材のフープの最初に上記ステップを行い、一定個数の電磁鋼板100を打ち抜く工程の途中で、完成した磁芯1の厚みを測定し、これが公差を外れた時点で再度上記ステップを実施してもよい。あるいは原材のフープのロット毎に上記ステップを実施してもよい。
なお、最大幅電磁鋼板1000の枚数を増加する場合は自ずと生じることであるが、当該枚数を減らす場合であっても、磁芯1一つ当たりの最大幅電磁鋼板1000の枚数は2以上であることが望ましい。最大幅電磁鋼板1000の複数によって形成される面11aが第2方向Rに沿って存在することにより、磁芯1の厚さLを調整しても、その平坦部の距離が変動することとなり、電機子巻線の巻回し易さが損なわれにくいからである。
第2の実施の形態.
図10乃至図15は本実施の形態の奏功する理由を説明する。図10乃至図12、図14及び図15は巻回部11に相当する位置の断面を示す。
図10乃至図15は本実施の形態の奏功する理由を説明する。図10乃至図12、図14及び図15は巻回部11に相当する位置の断面を示す。
まず図10のように積層試験体5bを形成する。当該積層試験体5bは、形成しようとする磁芯1に採用される最大幅電磁鋼板1000のみが積層されることによって構成されている。磁芯1を構成する最大幅電磁鋼板1000の枚数は所定枚数Mがあらかじめ選定される。また電磁鋼板100の厚さはそれが最大幅電磁鋼板1000であるか否かに拘わらず、すべて厚さtに想定される。つまり、磁芯1において最大幅電磁鋼板1000が積層される部分の厚さはM・tと想定される。いずれの図面においても電磁鋼板100を識別しやすいように、その厚さを誇張して描いている。
積層試験体5bは所定枚数M以下の枚数mだけ最大幅電磁鋼板1000が積層されることにより形成される。そしてステップS21(図13)の処理として、積層試験体5bの厚さLbが測定される。
厚さLbが適正であれば、具体的には例えば、厚さLbが想定値tと積層枚数mとの積m・tに対して第1公差δ1を越えて大きくなく、積m・tに対して第2公差δ2を下回って小さくもない場合(m・t−δ2≦Lb≦m・t+δ1:δ1,δ2>0)には、ステップS25の処理として積層試験体5bを用いて磁芯1を形成する。具体的には、枚数mが所定枚数Mよりも小さい場合、積層試験体5bに対して更に最大幅電磁鋼板1000を積層して、磁芯1中で最大幅電磁鋼板1000が積層される部分である積層体5を形成する。積層体5の積層枚数には所定枚数Mが採用される。積層体5は巻回部11を構成する部分において直方体となり、その側面に上述の面11aが現れる。また図10に示される断面において矩形となる。
更に、最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100が積層されて形成される積層体6を、積層体5に積層し、これによって磁芯1を形成する(図12参照)。
積層試験体5bの積層枚数はM枚であってもよい。この場合、積層試験体5bが積層体5として用いられ、磁芯1が形成される。
積層試験体は最大幅電磁鋼板1000のみで形成される必要はない。まず図14のように積層試験体6bを形成する。当該積層試験体6bは、形成しようとする磁芯1に採用される最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100のみが積層されることによって構成されている。積層試験体6bを構成する電磁鋼板100は、磁芯1を構成する電磁鋼板100の積層枚数の総数Kよりも少ない、枚数mで積層される。また第2の実施の形態と同様に、電磁鋼板100の厚さはそれが最大幅電磁鋼板1000であるか否かに拘わらず、すべて厚さtに想定される。
そしてステップS21(図13)の処理として、積層試験体6bの厚さLbが測定される。
厚さLbが適正であれば、第2の実施の形態と同様にして、ステップS25の処理として積層試験体6bを用いて磁芯1を形成する(図15)。図15に示されるように、積層体6は積層試験体6bに対して更に電磁鋼板100が積層されて形成される。また積層体6は最大幅電磁鋼板1000のみが積層されて得られる積層体5と積層されて磁芯1が形成される。積層体6のうち巻回部11を構成する部分は角柱となる。
図13を参照し、ステップS21における判断の結果が否定的である場合、すなわち積層試験体5b,6bの厚さLbが適正でない場合の処理について説明する。例えば厚さLbが想定値tと積層枚数mとの積m・tに対して第1公差δ1を越えて大きい場合(Lb>m・t+δ1:δ1>0)や、積m・tに対して第2公差δ2を下回って小さい場合(m・t−δ2>Lb:δ2>0)である。
ステップS22において、積層試験体が最大幅電磁鋼板1000を含むか否かが判断される。判断対象となるものが積層試験体6bであれば、処理は終了する。第1の実施の形態と同様に、本実施の形態において最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100の積層枚数は調整しないので、積層試験体6bの枚数の調整は行なわない。よってステップS21,S22の両方で否定的判断がされた積層試験体6bは磁芯1の形成には利用しない。
ステップS22における判断結果が肯定的な場合、すなわち積層試験体が最大幅電磁鋼板1000を含む場合、ステップS23の処理が行われる。かかる積層試験体の例としては上述の積層試験体5bが挙げられるが、最大幅電磁鋼板1000と共に最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100が積層されて形成されたものも当該積層試験体に該当する。
ステップS23では最大幅電磁鋼板1000の積層枚数が是正され、是正された積層枚数で積層体が形成される。厚さLbが厚さの想定値tと積層枚数との積m・tに対して第1公差δ1を越えて大きい場合には所定枚数Mよりも少ない枚数に是正して、厚さLbが積m・tに対して第2公差δ2を下回って小さい場合には所定枚数Mよりも多い枚数に是正して、それぞれ当該枚数で最大幅電磁鋼板1000を積層する。これにより積層体5(図11参照)が、あるいは積層体5に対して最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100が積層された構成が形成される。そしてステップS24において最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100を積層体5と共に積層して、磁芯1を形成する(図12参照)。
このような処理により、磁芯1の一つを形成するための電磁鋼板100を積層する枚数の初期値よりも少ない枚数で、当該積層の枚数を初期値よりも多くすべきか少なくすべきかが見積もられる。これにより公差幅を電磁鋼板100の板厚程度に収めることができる。
しかも積層枚数の是正は最大幅電磁鋼板1000のみに対して行うので、第1の実施の形態と同様に、巻回部11の幅寸法が大きい順で電磁鋼板100の枚数を調整することになる。よって磁芯1の第2方向Rにおける寸法を調整しても、電機子巻線と磁芯1との間に隙間が生じにくい。
第3の実施の形態.
本実施の形態においては、第1の実施の形態、第2の実施の形態で説明された製造方法に適した、磁芯1の構成を説明する。図16乃至図20のいずれも巻回部11に相当する位置の断面を示す。
本実施の形態においては、第1の実施の形態、第2の実施の形態で説明された製造方法に適した、磁芯1の構成を説明する。図16乃至図20のいずれも巻回部11に相当する位置の断面を示す。
図16で巻回部11が示される磁芯1は、当該磁芯1における最大幅電磁鋼板1000のみが積層された積層体5と、最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100のみが積層された積層体6とを備えている。積層体6は積層体5の内周側(複数の磁芯1が配列される環状方向の中心側)に配置される。但し積層体5の外周側)には電磁鋼板100は積層されていない。つまり磁芯1において積層体5が最外周側に設けられている。
図17や図18で巻回部11が示される磁芯1は、積層体5と、積層体5の内周側に配置された積層体6と、積層体5の外周側に配置されて電磁鋼板100が積層された積層体4とが設けられている。図13のステップS24,S25において磁芯1を形成する場合、積層体4,6の形成も含まれる。
図17では積層体4は最大幅電磁鋼板1000以外の電磁鋼板100のみが積層される場合が、図18では積層体4は最大幅電磁鋼板1000を含んだ電磁鋼板100が積層される場合が、それぞれ例示されている。図16乃至図18に示されたいずれの場合も巻回部11は積層体5よりも内周側では幅寸法が減少し、図17乃至図18に示されたいずれの場合も巻回部11は積層体5よりも外周側では幅寸法が非増加となっている。
このように磁芯1に積層体6を設けて巻回部11が内周側に向かうほど細ることにより、磁芯の対向方向から見た面積を大きくしつつ、電機子巻線の占積率を大きくし易い。また積層体4を設けることにより、積層体4を設けない場合と比較して、電機子巻線の曲率を小さくし(曲率半径を大きくし)、巻回部11と電機子巻線との間の隙間を小さくできる。
図16に示される形状の磁芯1、つまり最外周側に積層体5が位置する場合、巻回部111に巻回される電機子巻線には、その剛性によって外周側に凸となって湾曲する、いわゆる巻き太りが生じ、巻回部11と電機子巻線との間に隙間が生じやすい。かかる隙間を低減するために、積層体5よりも外周側に積層体4を設けて図17や図18に示される形状の磁芯1が望ましい。
例えば図16乃至図18に示された構成は、積層体5,6の順、あるいは積層体4,5,6の順、あるいは積層体6,5の順、あるいは積層体6,5,4の順に電磁鋼板100の積層によって形成される。もちろん、これらの構成は第2の実施の形態で示された手法を用いて形成されてもよい。
図19は角柱を呈する積層体6の望ましい構成を示す。積層体6は、互いに積層枚数が等しい第1乃至第3部分61,62,63を有する。電磁鋼板の厚さは当該巻回部11において一定であると考えられ、第1乃至第3部分61,62,63のそれぞれの厚さL1,L2,L3は相互に等しいと考えられる。図中の「…」は積層体5が第2方向Rに更に延在し得ることや、更に積層体4が設けられ得ることを示す。
図19に示される構成では、第1部分61の幅寸法と第2部分62の幅寸法との差2c2が、第2部分62の幅寸法と第3部分63幅寸法との差2c3に等しい。ここでは積層体6は第2方向Rを中心として線対称となっており、第3方向θについての端部では幅寸法に起因したズレ量c2,c3が示されている。
積層体6は、複数の磁芯1が配置される環状方向の中心から、第2方向Rに向かって拡がる。そして積層体6の第3方向θ側の一対の側面がいずれもほぼ平坦な斜面となる。よって巻回部11に対して巻線がし易くかつ電機子における占積率も高い。
このような積層体6を得るための積層枚数は、例えば下記のようにして求められる。電機子において設けられる磁芯1の個数で360度を除した角度を求め、これを2φとする。当該角度2φは巻回部11の、上述の環状方向の中心に対する中心角となる。よって厚さL1,L2,L3はいずれも等しくL=c・cotφ(但しc=c2=c3)に設定されることになる。他方、電磁鋼板の厚さをTとすると積層枚数と厚さTの積が厚さLとなる。よって第1乃至第3部分61,62,63における電磁鋼板の積層枚数はc・cotφ/Tを近似する整数が採用される。
図20は積層体5の外周側に積層体4が設けられた場合の磁芯1についてその巻回部11における断面が示されている。ここでは積層体4としては一定の幅寸法W4を有して巻回部11を構成する部分が直方体となっており、図20において矩形を呈している。但し、積層体4は外周に向かって幅寸法が狭くなるような角柱であってもよい。
そして、積層体4を形成する電磁鋼板と、積層体6を形成する電磁鋼板とで、相互に幅方向が等しいものが存在することが望ましい。具体的には、例えば、幅寸法W4が第1部分61の幅寸法W61と等しい。
このような場合、積層体6を形成する電磁鋼板には、積層体4を形成する電磁鋼板と同じ固定パンチを用いた打ち抜きにより形成できるものがあることとなる。
原材を打ち抜いて電磁鋼板を形成する固定パンチの構成例を図21、図22に示した。図21は幅寸法W61を有する電磁鋼板を形成するための固定パンチ911を示しており、かかる電磁鋼板は第1部分61を構成する。図22は幅寸法W62を有する電磁鋼板を形成するための固定パンチ912を示しており、かかる電磁鋼板は第2部分62を構成する。そして幅寸法W4が幅寸法W61と等しいことにより、固定パンチ911は積層体4を形成する電磁鋼板を形成するための固定パンチと兼用できる。よって固定パンチの種類数を少なくできる。
もちろん、可動パンチを採用することもできるが、固定パンチを用いることにより、可動パンチを用いる必要なく、同じ固定パンチを用いて複数枚を原材から打ち抜くことができる。つまり、打ち抜くべき電磁鋼板の幅寸法の種類に応じた固定パンチを用意するだけで足りる。
第4の実施の形態.
磁束案内部12や埋設部13の、対向方向平面視における形状は、巻回部11と同一でも構わない。図23はこのような場合の磁芯1の形状を示す。但し磁束案内部12と埋設部13とが巻回部11とは異なる位置であることを、便宜的に示すべく、それら同士の境界を鎖線で示している。
磁束案内部12や埋設部13の、対向方向平面視における形状は、巻回部11と同一でも構わない。図23はこのような場合の磁芯1の形状を示す。但し磁束案内部12と埋設部13とが巻回部11とは異なる位置であることを、便宜的に示すべく、それら同士の境界を鎖線で示している。
図24は図23に示された磁芯1を得るために用いられる電磁鋼板100の形状を示す。全ての電磁鋼板100について、巻回部位101の幅寸法W1は磁束案内部位102の幅寸法W2や埋設部位103の幅寸法W3と同一である。但し、磁芯1を構成する電磁鋼板100の形状は種々の形状が採用されるので、幅寸法W1が異なる電磁鋼板100も形成される必要がある。図24における鎖線と実線とは、相互に幅寸法W1が異なる電磁鋼板100の形状を示している。
磁束案内部12や埋設部13の形状をこのように採用することにより、磁芯1の形成に必要な電磁鋼板100の形状も単純となり、よって電磁鋼板100を原材から打ち抜くためのパンチの形状も簡単となる。
第1実施の形態に先立って説明されたように鍔部14は省略でき、その場合には鍔部位104も省略でき、電磁鋼板100の形状はより単純となる。
種々の変形.
上述の実施の形態においては、巻回部の形状11及びこれに着目した積層方法について説明したが、それ以外の部分、例えば鍔部14、磁束案内部12、埋設部13については上記の実施の形態に示された手法以外を用いてもよい。また電機子の両側に界磁子が設けられる場合、磁芯1が第1方向Zについて対称(第1方向Zを上下方向にとれば上下対称)な形状を採用することができる。
上述の実施の形態においては、巻回部の形状11及びこれに着目した積層方法について説明したが、それ以外の部分、例えば鍔部14、磁束案内部12、埋設部13については上記の実施の形態に示された手法以外を用いてもよい。また電機子の両側に界磁子が設けられる場合、磁芯1が第1方向Zについて対称(第1方向Zを上下方向にとれば上下対称)な形状を採用することができる。
1 磁芯
11 巻回部
12 磁束案内部
13 埋設部
14 鍔部
100 電磁鋼板
101 巻回部位
102 磁束案内部位
103 埋設部位
104 鍔部位
2 バックヨーク
21 開口部
3 固定板
31 溝
Z 第1方向
R 第2方向
θ 第3方向
11 巻回部
12 磁束案内部
13 埋設部
14 鍔部
100 電磁鋼板
101 巻回部位
102 磁束案内部位
103 埋設部位
104 鍔部位
2 バックヨーク
21 開口部
3 固定板
31 溝
Z 第1方向
R 第2方向
θ 第3方向
Claims (13)
- 第1方向(Z)において界磁子と対向する電機子において環状方向に配置され、電磁鋼板(100)の複数が前記第1方向に垂直な第2方向(R)に積層されて成り、前記第1方向を中心とする電機子巻線が巻回される巻回部(11)を有する磁芯(1)を製造する方法であって、
前記磁芯の前記第2方向における寸法たる厚さ(L)を大きくする場合には、前記第1方向及び前記第2方向のいずれにも垂直な第3方向(θ)における前記巻回部の寸法たる幅寸法(W1,W00,W01,W02)が最も大きな前記電磁鋼板たる最大幅電磁鋼板(1000)の枚数を増加させ、
前記磁芯の前記厚さを小さくする場合には、前記幅寸法が大きい順で前記電磁鋼板を削減することを特徴とする、電機子磁芯の製造方法。 - 前記最大幅電磁鋼板(1000)の前記磁芯(1)一つ当たりの枚数は2以上である、請求項1記載の電機子磁芯の製造方法。
- 前記電磁鋼板(100)の厚さをいずれも想定値(t)に想定し、前記磁芯(1)の一つ当たりにおける前記最大幅電磁鋼板(1000)の積層枚数の初期値として所定枚数(M)が選定され、
(a)前記電磁鋼板をm枚(m≧2)積層して積層試験体(5b)を形成するステップと、
(b)前記積層試験体の前記厚さ(Lb)を測定するステップと、
(c)前記積層試験体の前記厚さが前記想定値と前記ステップ(a)における積層枚数との積(m・t)に対して第1公差(δ1)を越えて大きい場合には前記所定枚数よりも少ない積層枚数で、前記積層試験体の前記厚さが前記想定値と前記積に対して第2公差(δ2)を下回って小さい場合には前記所定枚数よりも多い積層枚数で、それぞれ前記最大幅電磁鋼板を積層して積層体(5)を形成するステップと、
(d)前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を前記積層体と共に積層して前記磁芯を形成するステップと
を備える、請求項2記載の電機子磁芯の製造方法。 - (e)前記ステップ(c)に先立って前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を積層して第2の積層体(4)を形成するステップ
を更に備え、
前記ステップ(d)において前記磁芯は前記第2の積層体及び前記積層体と共に前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を積層して前記磁芯を形成する、請求項3記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記ステップ(a)において積層試験体(5b)は、前記所定枚数以下で前記最大幅電磁鋼板(1000)のみが積層して形成される、請求項3記載の電機子磁芯の製造方法。
- 前記電磁鋼板(100)の厚さをいずれも想定値(t)に想定し、前記磁芯(1)の一つ当たりにおける前記電磁鋼板(1000)の積層枚数の総数として所定枚数(K)が選定され、
(a)前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板を前記所定枚数よりも少ないm枚で積層して積層試験体(6b)を形成するステップと、
(b)前記積層試験体の前記厚さ(Lb)を測定するステップと、
(c)前記積層試験体の前記厚さが前記想定値と前記ステップ(a)における積層枚数との積(m・t)に対して所定の公差範囲に収まっているか否かを判断するステップと、
(d)前記ステップ(c)における判断が肯定的である場合に実行され、前記積層試験体に前記電磁鋼板を積層して前記磁芯を形成するステップと
を備える、請求項2記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記幅寸法が異なる電磁鋼板は、互いに異なる固定パンチ(911,912)で原材たる鋼板からの打ち抜きによって形成される、請求項1記載の電機子磁芯の製造方法。
- 前記磁芯(1)の各々において、前記第2方向(R)は前記環状方向の中心(J)側から離れる方向に採用され、
前記巻回部(11)は、
前記幅寸法(W)が最も大きな前記電磁鋼板(100)たる最大幅電磁鋼板(1000)のみの積層体で構成される直方体部(5)と、
前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板の積層体で構成され、前記直方体部よりも前記中心側に位置する角柱部(6)と
を備え、
前記角柱部は、互いに積層枚数が等しい第1乃至第3部分(61,62,63)を有し、
前記第1部分の前記幅寸法と前記第2部分の前記幅寸法との差(2c2)が前記第2部分の前記幅寸法と前記第3部分の前記幅寸法との差(2c3)に等しい、請求項7記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記角柱部(6)は前記第1方向(Z)から見た形状が、当該角柱部の前記第2方向(R)を中心とする線対称であり、
前記第1乃至第3部分(61,62,63)の前記積層枚数として、前記電機子において設けられる前記磁芯(1)の個数で360度を除した角度(2φ)の半分の余接(cotφ)に対して前記差の半分(c=c2=c3)を乗じて前記電磁鋼板の厚さ(T)で除して得られる値(c・cotφ/T)を近似する整数が採用される、請求項8記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記磁芯(1)の各々において、前記第2方向(R)は前記環状方向の中心(J)側から離れる方向に採用され、
前記巻回部(11)は、
前記幅寸法(W)が最も大きな前記電磁鋼板(100)たる最大幅電磁鋼板(1000)のみの積層体で構成される直方体部(5)と、
前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板の積層体で構成され、前記直方体部よりも前記中心側に位置する第1角柱部(6)と、
前記最大幅電磁鋼板以外の前記電磁鋼板の積層体で構成され、前記直方体部よりも前記第2方向(R)側に位置する第2角柱部(4)と
を備え、
前記第1角柱部を形成する前記電磁鋼板と、前記第2角柱部を形成する前記電磁鋼板とで、相互に前記幅方向(W4,W61)が等しいものが存在する、請求項7記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記磁芯(1)は前記電機子においてバックヨーク(2)によって環状に磁気的に結合され、
前記磁芯は、前記巻回部(11)に対して前記第1方向(Z)において設けられて当該磁芯の前記第3方向(θ)において前記バックヨークと接触する磁束案内部(12)を更に有し、
前記最大幅電磁鋼板(1000)において、前記巻回部に対応する位置での幅寸法(W1)が、前記磁束案内部に対応する位置での幅寸法(W2)よりも大きい、請求項1記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記磁芯(1)は前記電機子においてバックヨーク(2)によって環状に磁気的に結合され、
前記磁芯は、前記巻回部(11)に対して前記第1方向(Z)において設けられて当該磁芯の前記第3方向(θ)において前記バックヨークと接触する磁束案内部(12)を更に有し、
前記最大幅電磁鋼板(1000)において、前記巻回部に対応する位置での幅寸法(W1)が、前記磁束案内部に対応する位置での幅寸法(W2)以下である、請求項1記載の電機子磁芯の製造方法。 - 前記磁芯(1)は前記電機子においてバックヨーク(2)によって環状に磁気的に結合され、
前記磁芯は、前記巻回部(11)に対して前記第1方向(Z)において設けられて当該磁芯の前記第3方向(θ)において前記バックヨークと接触する磁束案内部(12)を更に有し、
前記磁芯を構成する全ての前記電磁鋼板(100)において、前記巻回部に相当する部分(101)の前記幅寸法(W1)と、前記磁束案内部に相当する部分(102)の前記幅寸法(W2)とは等しい、請求項1記載の電機子磁芯の製造方法。
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