JP2013240183A - 回転電機の積層鉄心及び回転子の積層鉄心の製造方法 - Google Patents

回転電機の積層鉄心及び回転子の積層鉄心の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013240183A
JP2013240183A JP2012111084A JP2012111084A JP2013240183A JP 2013240183 A JP2013240183 A JP 2013240183A JP 2012111084 A JP2012111084 A JP 2012111084A JP 2012111084 A JP2012111084 A JP 2012111084A JP 2013240183 A JP2013240183 A JP 2013240183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fitting hole
plate
hole forming
laminated
fitted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012111084A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5843692B2 (ja
Inventor
Akio Matsui
昭夫 松井
Kazuyuki Yamamoto
一之 山本
Tomoyuki Kinoshita
智行 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2012111084A priority Critical patent/JP5843692B2/ja
Publication of JP2013240183A publication Critical patent/JP2013240183A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5843692B2 publication Critical patent/JP5843692B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

【課題】価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる電動機の積層鉄心を得る。
【解決手段】円板状の磁性鋼板15は、ティース15bの端部に板厚方向に突出する突設部15hと、ストレート部15eが設けられた嵌合孔形成部15gとを有し、複数の磁性鋼板15を約90度ずつ回転させ位置をずらしてかつティース15bが重なるようにして必要枚数積層し、嵌合孔形成部15gにシャフト11を圧入し嵌合させるが、このとき、最初の磁性鋼板15はストレート部15eがシャフト11に押されてティース15bが図4(a)における左右方向に移動し、次の約90度位置を回転させた磁性鋼板15はストレート部15eがシャフト11に押されてティース15bが上下方向に移動し、隣接する電磁鋼板15の端部15c間に段差dが形成され、同時に突設部15hによりティース15bに積層方向間隙が確保され、隣接電磁鋼板15を流れる渦電流損失が軽減される。
【選択図】図4

Description

この発明は、回転電機の積層鉄心及び回転子の積層鉄心の製造方法に関するものである。
従来の回転電機としての電動機の積層鉄心においては、積層方向において隣り合う電磁鋼板の端面間に段差を設けて層間接触を防止し、これによって渦電流損の発生を抑制して、電動機の性能向上を図るものがある(例えば、特許文献1参照)。
また、空隙に面する電気鉄板(電磁鋼板)の歯部に周方向に走るスリットを形成して、渦電流損を低減した、高性能な電動機の積層鉄心が示されている(例えば、特許文献2)。
特開2010−273418号公報 特開平9−233740号公報
従来の回転電機としての電動機の積層鉄心は以上のように構成され、電磁鋼板の端面間に段差を設けているので、その端面の層間接触による渦電流損低減はできるが、隣接する電磁鋼板の端面以外の部分例えば回転子の積層鉄心における中心部に近い部分における層間接触による渦電流損失や隣り合う電磁鋼板表面間の絶縁が劣化した場合の渦電流損失は低減できないという問題があった。
また別の積層鉄心では、空隙に面する電気鉄板の歯部に周方向に走るスリットを形成することで渦電流損は低減できるが、スリット形成により磁路が狭くなり、磁束が流れにくくなるため電動機の性能を充分に向上できないおそれがあった。さらに、小型電動機では、使用している電磁鋼板が薄いため、スリット形成には加工費が膨大となるという問題もあった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ること及び回転子の積層鉄心の製造方法を提供することを目的としている。
この発明に係る回転電機の積層鉄心においては、
磁性を有する板材が積層された回転電機の積層鉄心であって、
前記板材は、前記積層され隣接する板材の端部間に段差が形成されるとともに前記隣接する板材相互間に前記板材の積層方向の間隙を確保する間隙確保部を有するものである。
この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記嵌合孔形成部が回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものである。
・前記板材の前記嵌合孔形成部に突設部を形成する突設部形成工程。
・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・一の前記板材と別の前記板材とを前記一の板材の前記突設部に対して前記別の板材の前記突設部が異なる角度位置に位置するように角度位置をずらして積層する積層工程。
・積層された前記一の板材及び前記別の板材の前記嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させ前記突設部の介在により前記板材を前記回転軸の径方向に変形させることにより隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成及び間隙確保工程。
そして、この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記嵌合孔形成部が回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものである。
・前記回転軸に突設部を形成する回転軸突設部形成工程。
・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・一の前記板材の前記嵌合孔形成部と前記回転軸とを嵌合させ前記突設部の介在により前記板材を前記回転軸の径方向に変形させた後前記回転軸の軸方向の所定の位置に位置させる第1の嵌合工程と、別の前記板材の前記嵌合孔形成部と前記回転軸とを嵌合させ前記突設部の介在により前記別の板材を前記回転軸の径方向に変形させ変形させられた角度位置が前記一の板材が変形させられた角度方向と異なる角度位置に位置するようにして前記一の板材と隣接させて配置する第2の嵌合工程とにより前記板材を積層することにより、隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成及び間隙確保工程。
さらに、この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し円形嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記円形嵌合孔形成部が断面円形の回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものである。
・前記板材の前記円形嵌合孔形成部をその中心を前記板材の中心から偏心させて設ける円形嵌合孔形成部形成工程。
・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・一の前記板材と前記一の板材に対して所定角度回転させた別の前記板材とを積層し隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成積層工程。
・積層された前記一の板材及び前記別の板材の前記円形嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させる嵌合工程。
また、この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し円形嵌合孔形成部が設けられた径の異なる円板状の第1及び第2の板材の前円形嵌合孔形成部が断面円形の回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものである。
・前記板材の前記円形嵌合孔形成部の中心を前記板材の中心と同心に設ける円形嵌合孔形成部形成工程。
・前記第1及び第2の板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・前記第1及び第2の板材を積層し隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成積層工程。
・積層された前記第1及び第2の板材の前記円形嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させる嵌合工程。
この発明に係る回転電機の積層鉄心においては、
磁性を有する板材が積層された回転電機の積層鉄心であって、
前記板材は、前記積層され隣接する板材の端部間に段差が形成されるとともに前記隣接する板材相互間に前記板材の積層方向の間隙を確保する間隙確保部を有するものであるので、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。
この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記嵌合孔形成部が回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものであるので、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。
・前記板材の前記嵌合孔形成部に突設部を形成する突設部形成工程。
・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・一の前記板材と別の前記板材とを前記一の板材の前記突設部に対して前記別の板材の前記突設部が異なる角度位置に位置するように角度位置をずらして積層する積層工程。
・積層された前記一の板材及び前記別の板材の前記嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させ前記突設部の介在により前記板材を前記回転軸の径方向に変形させることにより隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成及び間隙確保工程。
そして、この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記嵌合孔形成部が回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものであるので、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。
・前記回転軸に突設部を形成する回転軸突設部形成工程。
・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・一の前記板材の前記嵌合孔形成部と前記回転軸とを嵌合させ前記突設部の介在により前記板材を前記回転軸の径方向に変形させた後前記回転軸の軸方向の所定の位置に位置させる第1の嵌合工程と、別の前記板材の前記嵌合孔形成部と前記回転軸とを嵌合させ前記突設部の介在により前記別の板材を前記回転軸の径方向に変形させ変形させられた角度位置が前記一の板材が変形させられた角度方向と異なる角度位置に位置するようにして前記一の板材と隣接させて配置する第2の嵌合工程とにより前記板材を積層することにより、隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成及び間隙確保工程。
さらに、この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し円形嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記円形嵌合孔形成部が断面円形の回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものであるので、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。
・前記板材の前記円形嵌合孔形成部をその中心を前記板材の中心から偏心させて設ける円形嵌合孔形成部形成工程。
・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・一の前記板材と前記一の板材に対して所定角度回転させた別の前記板材とを積層し隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成積層工程。
・積層された前記一の板材及び前記別の板材の前記円形嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させる嵌合工程。
また、この発明に係る回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法においては、
磁性を有し円形嵌合孔形成部が設けられた径の異なる円板状の第1及び第2の板材の前円形嵌合孔形成部が断面円形の回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有するものであるので、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。
・前記板材の前記円形嵌合孔形成部の中心を前記板材の中心と同心に設ける円形嵌合孔形成部形成工程。
・前記第1及び第2の板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
・前記第1及び第2の板材を積層し隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成積層工程。
・積層された前記第1及び第2の板材の前記円形嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させる嵌合工程。
本発明の実施の形態1である電動機の縦断面図である。 図1における電動機の切断面A−Aにおける断面図である。 本発明の実施の形態1である電磁鋼板の平面図及び断面図である。 本発明の実施の形態1である回転子の構成図である。 本発明の実施の形態1である回転子の製造工程を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態1の効果の説明のための従来の一般的な積層鉄心の要部の断面図である。 本発明の実施の形態1である電磁鋼板の変形例を示す平面図である。 本発明の実施の形態2である回転子の構成図である。 図8のシャフトの要部拡大図である。 図8のシャフトの製作工程を説明するための模式図である。 電磁鋼板を積層する工程を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態3である電磁鋼板の構成図である。 本発明の実施の形態4である回転子の断面図である。 本発明の実施の形態5である固定子の電磁鋼板の平面図である。
実施の形態1.
図1〜図7は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は、本発明の実施の形態1である電動機の縦断面図、図2は図1における電動機の切断面A−Aにおける断面図である。図3は、電磁鋼板の平面図及び断面図、図4は回転子の構成図である。図5は、回転子の製造工程を説明するための説明図、図6は効果の説明のための従来の一般的な積層鉄心の要部の断面図である。図7は、本発明の実施の形態1である電磁鋼板の変形例を示す平面図である。これらの図において、回転電機としての電動機100は、いわゆるラジアルギャップ型のものであり、回転電機の固定子の積層鉄心としての固定子鉄心1と回転子10とを有する。固定子鉄心1は、詳細の図示を省略しているが電磁鋼板を複数枚積層して構成されている(詳細は、後の実施の形態で説明する)。固定子鉄心1は、固定子ティース2を有し、固定子ティース2には固定子巻線3が施されており、固定子鉄心1の外周部にフレーム4が設けられている。固定子鉄心1の内周部には、空隙(径方向ギャップ)を介して回転子10が配設されている。回転子10は、断面円形の回転軸としてのシャフト11とシャフト11に固着された回転電機の回転子の積層鉄心としての鉄心14とを有する。鉄心14も後述の電磁鋼板15(図3参照)を複数枚積層することで構成されている。鉄心14のスロットには、回転子巻線6(図2)が施されている。なお、鉄心14は、電磁鋼板15を予め必要枚数積層しておき、各嵌合孔形成部15gにシャフト11を順次圧入しシャフト11に締まり嵌めにて嵌合させて構成されている(詳細後述)。
次に回転子10の詳細構成を説明する。まず、電磁鋼板15について説明する。図3において、磁性を有する板材としての電磁鋼板15は、帯状の珪素鋼帯を間歇的に送りながらプレスにより円板状に打ち抜いて製作されたものであり、平板部15a、ティース15b、端部15c、図3(a)の左右2箇所の突設部としてのストレート部15eと円形部15fとが設けられた嵌合孔形成部15gを有する。また、ティース15bの先端部に間隙確保部及び突出部としての板厚方向に突出する第1突部15hが、ティース15bの根元の間(スロットの底部)に第2突部15jが、シャフト11の近くに第3突部15kが設けられている。第1突部15h、第2突部15j及び第3突部15kは、電磁鋼板15を打ち抜くときに、電磁鋼板15が所定寸法図3(b)の上方へ円形に突出するように打ち出し加工される(図3(b)の下方から打ち抜かれる、図3(b)の端部拡大部E参照)。第1突部15h、第2突部15j及び第3突部15kは、電磁鋼板15を積層したときに、各部の変形や電磁鋼板15の角度位置を変えて配置することによりその位置が重なり後述の積層された電磁鋼板15間の間隙を確保できなくなることがないようにされている。第3突部15kは、例えば正五角形配置である。突出寸法は、電磁鋼板15を積層したときに占積率の大きな低下を招かないようにごく小さい値にされている。なお、第2突部15j及び第3突部15kは、電磁鋼板15を積層したときに電磁鋼板15の傾きを防止するために設けられたものであるが、傾きは僅かであるので適宜省略することができる。
次に、回転子10の製造方法について説明する。上記のようにして打ち抜かれた電磁鋼板15を図5(a)に示した状態にしたものと、図5(a)の状態からほぼ90度回転させすなわちストレート部15eの角度位置をずらしながらかつティース15bの位置が重なるように回転させた図5(b)に示した状態にした電磁鋼板15とを交互に所要枚数積層する。そして、このようにして積層された電磁鋼板15の嵌合孔形成部15gにシャフト11を圧入し締まり嵌めにて嵌合させることにより図4に示す鉄心14を形成する。なお、図4(b)は図4(a)の切断面B−Bにて切断した切断図であり(切断面C−Cにおいても同様になる)、図4(c)は鉄心14の端部の拡大図である。電磁鋼板15の嵌合孔形成部15gにシャフト11を圧入するとき、電磁鋼板15のストレート部15eがシャフト11に押されて電磁鋼板15が塑性変形し、図5(a)の状態の電磁鋼板15においては図4(a)における左右方向の端部15cがそれぞれ図4(c)に示すように所定寸法d左右方向に突出する。図5(b)の状態の電磁鋼板15においては図4(a)における上下方向の端部15cがそれぞれ図4(c)に示すように所定寸法d上下方向に突出する。
このようにして、図4(c)に示すような電磁鋼板15の端部15cに図4(a)における鉄心14の円周に沿って約90度おきに4箇所(切断線B−B及びC−C)において最大寸法dとなる段差が形成される。また、同時に、隣り合う電磁鋼板15のティース15bの先端部付近に形成された第1突部15hの位置もずれるので隣接する電磁鋼板15間に間隙g(図4(c))が確保される。また、第2突部15j、第3突部15kも若干位置がずれて電磁鋼板15間に間隙gが確保される。これにより、電磁鋼板15がシャフト11の軸方向に所定枚数積層され、シャフト11に固着された鉄心14を有する回転子10が製造される。なお、電磁鋼板15の回転積層の角度ピッチは約90度に限られず、ティースピッチの整数倍でもよい。また、電磁鋼板15に形成する第1突部15h、第2突部15j、第3突部15kは隣接する電磁鋼板15同士の接触面積をこの発明の目的を損なわない範囲で減らすことができればよく、その位置や数はこの実施の形態で示したものに限定されるものではない。
ところで、電磁鋼板15は、プレス金型による打ち抜き加工などにより所望の形状に切断した電磁鋼板を積層して製造するが、図6に示すように一般的な電磁鋼板94において、切断面では電磁鋼板94の絶縁層94aが剥がれた状態となる。また、切断面では、部分的にバリ94bやダレ94cが発生する。このため、隣接する電磁鋼板94間が電気的に接触する(以下、層間接触と称する)可能性がある。バリ94bやダレ94cは、同じ位置に発生し易いため、積層時、バリ94bやダレ94cの位置が重なると、層間接触が起こりやすい。また、積層鉄心を製造する際に、積層する電磁鋼板間の異物噛み込みや積層方向の加圧により、鉄心を構成する電磁鋼板94の絶縁層94aが破壊されるため層間短絡(層間接触)の可能性がある。このように、層間接触が発生すると、渦電流が増えるため、渦電流損が増大し、電動機の性能が低下する。
なお、鉄心は次のようにして製作することもできる。図7において、磁性を有する板材としての電磁鋼板17は、1箇所のストレート部15eと円形部17fとを有する嵌合孔形成部17gを有する。その他の構成については、図3に示した実施の形態1と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。このような電磁鋼板17をほぼ90度ずつ回転させながらすなわちストレート部15eの角度位置をずらしながらかつティース15bが重なるようにして必要枚数積層する。次に、積層された電磁鋼板17の嵌合孔形成部17gに図4(b)のシャフト10と同様のシャフトを圧入し締まり嵌め状態で固定する。この場合もストレート部15eがシャフト11に押されて電磁鋼板17が塑性変形し鉄心を図4(a)と同じように上方から見たとき円周に沿って約90度おきに4箇所において最大となる段差が形成される。
なお、以上において、電磁鋼板15,17を所定の角度ずらしながら積層する例として、所定の角度がほぼ90度であるものについて説明したが、これに限られるものではなく、有効な段差が形成される範囲内において適切な角度を選定することができる。また、電磁鋼板15,17は、1枚ずつ約90度回転させながら積層するのではなく、2枚あるいは3枚以上まとめて約90度回転させて積層するものであってもよい。
本実施の形態1では、積層された電磁鋼板15,17の端部15c間の段差を電磁鋼板15あるい電磁鋼板17の嵌合孔形成部15g,17gにシャフト11を圧入するときにストレート部15eの介在による当該電磁鋼板の変形を利用して設けることができ、同時に電磁鋼板15間の間隙gも確保できるため、隣り合う電磁鋼板15の端部15c同士の接触防止、表面同士の接触防止、バリやダレの位置の重なりによる層間接触の低減が可能であるため、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。また、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転子の製造方法を提供することができる。
実施の形態2.
図8〜図11は、実施の形態2を示すものであり、図8は回転子の構成図、図9は図8のシャフトの要部拡大図、図10は図8のシャフトの製作工程を説明するための模式図、図11は電磁鋼板を積層する工程を説明するための説明図である。図8及び図9において、回転子30はシャフト31とシャフト31に嵌合された回転子の積層鉄心としての鉄心34を有する。シャフト31は図9に示すように突設部としてのナール31a,31bを有する。ナール31a,31bのシャフト31の径方向の突出寸法はそれぞれfで、軸方向の長さがhとされており、寸法hは電磁鋼板35(図8(b)、後述)の厚さよりも若干小さくされている。このような寸法のナール31a,31bが図8(a)及び図9(a)においてシャフト31の周方向に180度置きに電磁鋼板35の厚さをtとするときピッチ4tの弦巻線上に位置するようにして設けられている。
ナール31a,31bは、図10(a)に示すようにナール加工型NDをシャフト素材32に押圧して図10(b)に示すようにシャフト素材32を塑性変形させてナール31a及び31bを形成してシャフト31を製作する。但し、この製作方法は模式的に説明したものであり、量産体制下では専用機を用いて然るべく自動化される。磁性を有する板材としての電磁鋼板35は、図8(b)に示すようにその中央部に円形の孔を形成する円形嵌合孔形成部としての嵌合孔形成部35gを有する。その他の構成については、図3に示した電磁鋼板15と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
次に、回転子30の製造方法を図11を参照しながら説明する。以下の説明に用いる電磁鋼板351〜354は、説明の便宜上電磁鋼板35に通し番号をつけたものであり、同一の電磁鋼板である。まず、電磁鋼板351を図8(a)(図9(a))の上方からシャフト31に挿入し押し下げ右方のナール31aにより電磁鋼板351の嵌合孔形成部(図8(b)の嵌合孔形成部35gに相当)を押圧し塑性変形させてティースを図8(a)の右方向に移動させ、さらに押し下げ、ナール31aを通り抜けさせる。このとき、ナール31aにより電磁鋼板351には凹部351qが形成され、図11(a)の状態になる(凹部351qの位置が矢印Wの方向にある)。最初の右方のナール31aを通り抜けた電磁鋼板351は、シャフト31を中心にして寸法的に回転可能であるので、180度回転させて左方の最初のナール31bを通過させる。さらに、180度回転させて凹部351qを次の右方のナール31aを通過させる。
このように180度回転させながら凹部351qの位置を各ナール31a,31bの位置に合わせながら各ナール31a,31bを通過させて一番下まで挿入し、凹部351qを一番下のナール31bと嵌合させる。次の電磁鋼板352も同様にシャフト31に挿入し、一番上のナール31aにて凹部352qを形成し、さらに押し下げてナール31aを通過させ、以後180度回転させながら各ナール31b,31aを順次通過させて電磁鋼板351の上まで移動させ隣接させる。そして、凹部352qが図11(b)の矢印Wの方向に位置するようにする。次の電磁鋼板353も同様にシャフト31に挿入し、凹部353qを形成し、電磁鋼板352の上まで移動させ、ナール31aと嵌合させ、図11(c)の状態にする。次の電磁鋼板354は、凹部354qが図11(d)の矢印Wの方向に位置するようにする。このようにして、順次電磁鋼板35を約90度ずつ回転させた状態に積層する。このとき、積層され隣接する電磁鋼板35間には第1突部15h、第2突部15j、第3突部15kにより必要な寸法の間隙(g)が確保される。
以上のように、この実施の形態によれば、電磁鋼板35の端部15c間の段差をシャフト31に電磁鋼板35の嵌合孔形成部35gを嵌合させるときに形成することができ、かつ第1突部15hにて積層された電磁鋼板35の端部15c間の間隙を確保できるため、隣り合う電磁鋼板35の端部15c同士の接触防止、表面の接触防止、バリやダレの位置の重なりによる層間接触の低減が可能であるため、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。また、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転子の製造方法を提供することができる。
実施の形態3.
図12は、本発明の実施の形態3である電磁鋼板の構成図である。図12において、磁性を有する板材としての電磁鋼板45は、電磁鋼板45の中心C0に対して電磁鋼板45の中央部の円形の孔を形成する円形嵌合孔形成部としての嵌合孔形成部45gの中心C1を図12における左方へ寸法eだけ偏心させたものである。その他の構成については、図3に示した電磁鋼板15と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。このような電磁鋼板45を、図3の電磁鋼板15と同様にして約90度ピッチで回転させかつティース15bが重なるように位置決めしながら順次シャフト11に圧入して回転積層し固定して、鉄心が形成される。鉄心を構成する電磁鋼板45の嵌合孔形成部45gの中心C1を電磁鋼板45の中心C0と異なる位置に設けているため、シャフト11に圧入時に、電磁鋼板45はシャフト11にならい移動するため寸法eの段差が発生する。この場合は、電磁鋼板45をシャフト11に圧入するとき電磁鋼板45を図3の電磁鋼板15のように大きく塑性変形させる必要がないので、シャフト11に必要な強度で固着される程度の締まり嵌めで充分である。
なお、図12には、図示していないが、鉄心を構成する電磁鋼板45に形成した同様の第1〜第3突部がずれることで、電磁鋼板45間に間隙が発生する。なお、回転積層の角度ピッチは、上記90度に近い角度ではなくティースピッチの整数倍でもよい。
以上のように、この実施の形態によれば、積層された電磁鋼板45間の間隙gと電磁鋼板35の端部15c間の段差を、シャフト31に電磁鋼板45を圧入するときに同時に形成することができるため、隣り合う電磁鋼板45の端部15c同士の接触防止、表面の接触防止、バリやダレの位置の重なりによる層間接触の低減が可能であるため、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。また、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転子の製造方法を提供することができる。
実施の形態4.
図13は、本発明の実施の形態4である回転子の断面図である。図13において、回転子50は、シャフト11とシャフト11に固着された回転子の積層鉄心としての鉄心54を有する。鉄心54は、磁性を有する板材としての直径Dの電磁鋼板55と、同じく磁性を有する板材としての直径D+2eの電磁鋼板56とが交互に必要枚数積層され、その嵌合孔形成部55g,56g(後述)にシャフト11が圧入されて固定されている。電磁鋼板55,56は,同じ径の円形の嵌合孔を形成する円形嵌合孔形成部としての嵌合孔形成部55g,56gをそれぞれ有する。電磁鋼板55,56は,ティースの長さは上述のように寸法eだけ異なるが、スロットの底部を構成する根元の部分の寸法は同じ寸法にされている。また、電磁鋼板55は中央部に嵌合孔形成部55gが同心に設けられていること以外は、図3に示した電磁鋼板15と同様のものである。電磁鋼板55よりも径が2eだけ大ききい電磁鋼板56は、中央部に嵌合孔形成部56gが同心に設けられていること及びティースの長さが電磁鋼板15のティースの長さよりほぼ寸法eだけ長いこと以外は、図3に示した電磁鋼板15と同様のものである。この場合も、詳細は図示しないが、図3の電磁鋼板15に設けられたのと同様の第1突部〜第3突部により間隙が形成される。なお、電磁鋼板55と電磁鋼板56とを重ねたとき、それぞれに設けられた第1突部〜第3突部は重ならない位置に設けられている。
以上のようにこの実施の形態によれば、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。また、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転子の製造方法を提供することができる。
実施の形態5.
図14は、本発明の実施の形態5である固定子の電磁鋼板の平面図である。図14(a)において、磁性を有する板材としての電磁鋼板91は、円形の空間を形成するように上下方向に対向配置された突極部91a、この突極部91aを磁気的に連結する矩形状の連結部91bを有する。また、突極部91aの先端部に間隙確保部及び突出部としての第4突部91hが、連結部91bには第5突部91kがそれぞれ板厚方向に突出して設けられている。図14(b)において、電磁鋼板92は、円形の空間を形成するように上下方向に対向配置された突極部92a、この突極部92aを磁気的に連結する矩形状の連結部92bを有する。また、突極部92aの先端部に間隙確保部及び突出部としての第6突部92hが、連結部92bには第7突部92kがそれぞれ板厚方向に突出して設けられている。なお、電磁鋼板91と電磁鋼板92とを重ねたとき、第4突部91hと第6突部92hとは重ならず、第5突部91kと第7突部92kとは重ならない位置に設けられている。
電磁鋼板91,92は、帯状の珪素鋼帯を間歇的に送りながらプレス金型により矩形額縁状に打ち抜いて製作される。第4突部91h、第5突部91k、第6突部92h、第7突部92kは、電磁鋼板91,92を打ち抜くときに、図14の紙面に垂直な方向に所定寸法突出するように打ち出される。このような電磁鋼板91,92を1枚ずつ交互に所定枚数積層して、積層された突極部91a及び突極部92aにより固定子ティース2が形成された固定子鉄心1が製造される。なお、図14には、図示していないが、電磁鋼板91に形成された第4突部91h、第5突部91k、電磁鋼板92に形成された第6突部92h、第7突部92kにより、積層される電磁鋼板92間に間隙が形成される。積層された電磁鋼板91,92は、フレーム4(図2)に締まり嵌め状態で圧入されフレーム4に固定される。あるいは、積層された電磁鋼板91,92を外周部の数カ所にて溶接して一体化した後同様にフレーム4に締まり嵌め状態で圧入するようにしてもよい。また、電磁鋼板91,92にそれぞれ数カ所ボルト用孔を設けて、積層された電磁鋼板91,92の当該ボルト用孔に通しボルトを通して締め付けて固定することもできる。
上記実施の形態において、電磁鋼板91,92は、1枚ずつ交互に積層するのではなく、2枚あるは3枚以上まとめて交互に積層するものであってもよい。
また、電動機は、固定子鉄心1と回転子10の鉄心14が径方向に間隙を設けて対向するラジアルギャップ型のものについて説明したが、例えば本願の先行技術文献として記載した特開2010−273418号公報に示された固定子鉄心と回転子の鉄心とが回転子の軸方向に間隙を設けて対向するアキシャルギャップ型電動機であっても、同様の効果を奏する。
以上の実施の形態1,3,4においては、電磁鋼板15,17,45,55,56を所定枚数積層しておいて当該電磁鋼板の貫通孔形成部にシャフト11を圧入するものを示したが、これに限られるものではなく、例えば電磁鋼板15,17,45,55,56を1枚あるいは複数枚を単位にして順次その嵌合孔形成部をシャフト11に嵌合させて積層して回転子を製造するようにしてもよい。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、上述した各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。
以上のようにこの発明によれば、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転電機の積層鉄心を得ることができる。また、価格の増大を招くことなく渦電流損を低減できる回転子の製造方法を提供することができる。
1 固定子鉄心、10 回転子、11 シャフト、14 鉄心、15 電磁鋼板、
15c 端部、15e ストレート部、15g 嵌合孔形成部、15h 第1突部、
17 電磁鋼板、17g 嵌合孔形成部、30 回転子、31 シャフト、
31a ナール、34 鉄心、35(351〜354) 電磁鋼板、
35g 嵌合孔形成部、45 電磁鋼板、45g 嵌合孔形成部、50 回転子、
54 鉄心、55,56 電磁鋼板、55g,56g 嵌合孔形成部、91 電磁鋼板、
91h 第4突部、92 電磁鋼板、92h 第6突部。

Claims (9)

  1. 磁性を有する板材が積層された回転電機の積層鉄心であって、
    前記板材は、前記積層され隣接する板材の端部間に段差が形成されるとともに前記隣接する板材相互間に前記板材の積層方向の間隙を確保する間隙確保部を有するものである
    回転電機の積層鉄心。
  2. 前記間隙確保部は、前記板材にその厚さ方向に突出された突出部である請求項1に記載の回転電機の積層鉄心。
  3. 前記回転電機の積層鉄心は、前記板材が嵌合孔形成部を有し当該嵌合孔形成部が回転軸に嵌合された回転電機の回転子の積層鉄心であって、
    前記板材が、前記板材の前記嵌合孔形成部または前記回転軸に設けられた突設部により変形させられることにより前記段差が形成されたものである請求項1または請求項2に記載の回転電機の積層鉄心。
  4. 前記回転電機の積層鉄心は、前記板材が嵌合孔形成部を有し当該嵌合孔形成部が回転軸に嵌合された回転電機の回転子の積層鉄心であって、
    前記板材は、前記嵌合孔形成部が円形の嵌合孔を形成する円形嵌合孔形成部であって前記円形嵌合孔形成部の中心が前記板材の中心から偏心して設けられたものであり、
    前記回転軸に嵌合され隣接する前記板材は相互に所定角度回転させて嵌合されることにより前記段差が形成されたものである請求項1または請求項2に記載の回転電機の積層鉄心。
  5. 前記回転電機の積層鉄心は、前記板材が嵌合孔形成部を有し当該嵌合孔形成部が回転軸に嵌合された回転電機の回転子の積層鉄心であって、
    前記板材は、径の異なる第1及び第2の板材を有するものであって、前記第1及び第2の板材の前記嵌合孔形成部が円形の嵌合孔を形成する円形嵌合孔形成部であって前記円形嵌合孔形成部の中心が前記板材の中心と同心に設けられたものであり、
    前記回転軸に嵌合され隣接する前記第1及び第2の板材により前記段差が形成されたものである請求項1または請求項2に記載の回転電機の積層鉄心。
  6. 磁性を有し嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記嵌合孔形成部が回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有する回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法。
    ・前記板材の前記嵌合孔形成部に突設部を形成する突設部形成工程。
    ・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
    ・一の前記板材と別の前記板材とを前記一の板材の前記突設部に対して前記別の板材の前記突設部が異なる角度位置に位置するように角度位置をずらして積層する積層工程。
    ・積層された前記一の板材及び前記別の板材の前記嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させ前記突設部の介在により前記板材を前記回転軸の径方向に変形させることにより隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成及び間隙確保工程。
  7. 磁性を有し嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記嵌合孔形成部が回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有する回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法。
    ・前記回転軸に突設部を形成する回転軸突設部形成工程。
    ・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
    ・一の前記板材の前記嵌合孔形成部と前記回転軸とを嵌合させ前記突設部の介在により前記板材を前記回転軸の径方向に変形させた後前記回転軸の軸方向の所定の位置に位置させる第1の嵌合工程と、別の前記板材の前記嵌合孔形成部と前記回転軸とを嵌合させ前記突設部の介在により前記別の板材を前記回転軸の径方向に変形させ変形させられた角度位置が前記一の板材が変形させられた角度方向と異なる角度位置に位置するようにして前記一の板材と隣接させて配置する第2の嵌合工程とにより前記板材を積層することにより、隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成及び間隙確保工程。
  8. 磁性を有し円形嵌合孔形成部が設けられた円板状の板材の前記円形嵌合孔形成部が断面円形の回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有する回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法。
    ・前記板材の前記円形嵌合孔形成部をその中心を前記板材の中心から偏心させて設ける円形嵌合孔形成部形成工程。
    ・前記板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
    ・一の前記板材と前記一の板材に対して所定角度回転させた別の前記板材とを積層し隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成積層工程。
    ・積層された前記一の板材及び前記別の板材の前記円形嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させる嵌合工程。
  9. 磁性を有し円形嵌合孔形成部が設けられた径の異なる円板状の第1及び第2の板材の前円形嵌合孔形成部が断面円形の回転軸に嵌合され積層された回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法であって、次の工程を有する回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法。
    ・前記板材の前記円形嵌合孔形成部の中心を前記板材の中心と同心に設ける円形嵌合孔形成部形成工程。
    ・前記第1及び第2の板材にその板厚方向に突出する突出部を形成する突出部形成工程。
    ・前記第1及び第2の板材を積層し隣接する前記板材の端部間に段差を形成するとともに前記突出部により前記板材の積層方向に間隙を確保する段差形成積層工程。
    ・積層された前記第1及び第2の板材の前記円形嵌合孔形成部に前記回転軸を圧入し嵌合させる嵌合工程。
JP2012111084A 2012-05-15 2012-05-15 回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法 Active JP5843692B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012111084A JP5843692B2 (ja) 2012-05-15 2012-05-15 回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012111084A JP5843692B2 (ja) 2012-05-15 2012-05-15 回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013240183A true JP2013240183A (ja) 2013-11-28
JP5843692B2 JP5843692B2 (ja) 2016-01-13

Family

ID=49764754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012111084A Active JP5843692B2 (ja) 2012-05-15 2012-05-15 回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5843692B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021002971A (ja) * 2019-06-24 2021-01-07 シンフォニアテクノロジー株式会社 積層コア

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5379202A (en) * 1976-12-23 1978-07-13 Fujitsu Ltd Slot winding type armature
JPS5692447U (ja) * 1979-12-17 1981-07-23
JPS57208842A (en) * 1981-06-19 1982-12-22 Toshiba Corp Stacking method of iron core
JPS59139838A (ja) * 1983-01-28 1984-08-10 Hitachi Ltd 積層金属板
JPS60113632A (ja) * 1983-11-24 1985-06-20 Shibaura Eng Works Co Ltd 電動機鉄心
JPH0236748A (ja) * 1988-07-22 1990-02-06 Kuroda Precision Ind Ltd 回転子とその製造方法
JPH0614481A (ja) * 1992-06-25 1994-01-21 Mitsubishi Electric Corp 電機子鉄心
JPH08163834A (ja) * 1994-12-02 1996-06-21 Yaskawa Electric Corp 積層鉄心の固定方法
JPH09163645A (ja) * 1995-11-30 1997-06-20 Mitsubishi Electric Corp 鉄心およびその製造方法
JPH09182336A (ja) * 1995-12-21 1997-07-11 Mitsubishi Electric Corp 積層構造体
JP2003319578A (ja) * 2002-04-17 2003-11-07 Mitsuba Corp 回転電機のアーマチュアおよびその製造方法
WO2011061409A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Abb Oy Rotor disk and assembly method

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5379202A (en) * 1976-12-23 1978-07-13 Fujitsu Ltd Slot winding type armature
JPS5692447U (ja) * 1979-12-17 1981-07-23
JPS57208842A (en) * 1981-06-19 1982-12-22 Toshiba Corp Stacking method of iron core
JPS59139838A (ja) * 1983-01-28 1984-08-10 Hitachi Ltd 積層金属板
JPS60113632A (ja) * 1983-11-24 1985-06-20 Shibaura Eng Works Co Ltd 電動機鉄心
JPH0236748A (ja) * 1988-07-22 1990-02-06 Kuroda Precision Ind Ltd 回転子とその製造方法
JPH0614481A (ja) * 1992-06-25 1994-01-21 Mitsubishi Electric Corp 電機子鉄心
JPH08163834A (ja) * 1994-12-02 1996-06-21 Yaskawa Electric Corp 積層鉄心の固定方法
JPH09163645A (ja) * 1995-11-30 1997-06-20 Mitsubishi Electric Corp 鉄心およびその製造方法
JPH09182336A (ja) * 1995-12-21 1997-07-11 Mitsubishi Electric Corp 積層構造体
JP2003319578A (ja) * 2002-04-17 2003-11-07 Mitsuba Corp 回転電機のアーマチュアおよびその製造方法
WO2011061409A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Abb Oy Rotor disk and assembly method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021002971A (ja) * 2019-06-24 2021-01-07 シンフォニアテクノロジー株式会社 積層コア

Also Published As

Publication number Publication date
JP5843692B2 (ja) 2016-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI566503B (zh) 旋轉電機用定子芯、旋轉電機及旋轉電機的製造方法
US9136735B2 (en) Rotary electric machine laminated core
CN101192764B (zh) 电机的叠片式铁芯
JP5859297B2 (ja) 回転電機
WO2012105006A1 (ja) 永久磁石、モータ用ロータ又はステータ、回転電機
JP5450189B2 (ja) 電機子コアの製造方法
WO2013051125A1 (ja) 積層鉄心の製造方法およびそれにより製造された積層鉄心
JP2007028799A (ja) コアの製造方法
JP6147418B2 (ja) 回転電機の固定子及びその製造方法
JP2007221927A (ja) 回転電機の固定子鉄心およびその製造方法
JP2021052574A (ja) ステータ、モータ、及びステータの製造方法
US11228226B2 (en) Electric machine comprising a knurled rotor shaft and method of manufacturing such a machine
JP2017208986A (ja) 回転電機用積層鉄芯の製造方法
JP5843692B2 (ja) 回転電機の回転子の積層鉄心の製造方法
JP6136477B2 (ja) 回転電機およびその製造方法
JP2005348470A (ja) 回転電機の固定子及びその製造方法
JP6069475B2 (ja) 回転電機
JP6057777B2 (ja) 固定子、その固定子を備えた密閉型圧縮機及び回転機並びに金型
JP2019047657A (ja) 回転電機
JP6045638B2 (ja) 積層鉄心の製造方法
JPH06141492A (ja) 電動機の積層鉄心
JP2009065833A (ja) 積層型鉄心及びその製造方法
JP2007135264A (ja) 積層鉄心の製造方法
JP6518221B2 (ja) モータ用コア及びモータ
JP2016063676A (ja) 回転電機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140926

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150709

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151020

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5843692

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250