JP2014204569A - 回転電機の積層鉄心の製造方法及び回転電機の積層鉄心 - Google Patents

Abstract

【課題】バリ等が回転電機の積層鉄心を組み立てる際に生じることを抑制することができる回転電機の積層鉄心の製造方法及び回転電機の積層鉄心を得る。【解決手段】ステータコア１０は、ティース部１６と、連結部２０と、嵌合凸部２６と、嵌合凹部２２と、を有し、嵌合凸部２６が凹状に曲げられた分割コア構成片１４を形成する分割コア構成片形成工程と、分割コア１２を積層することによって分割コア１２を構成する分割コア形成工程と、分割コア１２を構成する各々の分割コア構成片１４の嵌合凸部２６を隣り合う分割コア１２を構成する各々の分割コア構成片１４の嵌合凹部２２に遊嵌させることによって複数の分割コア１２を環状に配列させる分割コア配列工程と、嵌合凸部２６を押圧することによって該嵌合凸部２６の外周端２８を嵌合凹部２２の内周縁２４に当接させて環状に配列された複数の分割コア１２を一体化させるプレス工程と、を経て製造される。【選択図】図８

Description

本発明は、回転電機の積層鉄心の製造方法及び回転電機の積層鉄心に関する。

下記特許文献１には、複数の分割コア（積層ティース）を環状に配列させると共に該複数の分割コアを周方向に結合させることによって構成された回転電機の積層鉄心（コア）が開示されている。この回転電機の積層鉄心の製造方法について簡単に説明すると、先ず、分割コア構成片（分割コアシート）を板状素材から打ち抜き形成する。また、この分割コア構成片の基端側は隣り合う他の分割コア構成片と連結される連結部（突合せ部分）とされており、またこの連結部には凹部及び凸部が設けられている。次いで、分割コア構成片を回転電機の軸方向に積層することによって前述の分割コアを構成する。そして、複数の分割コアを環状に配列させて、分割コアを構成する各々の分割コア構成片の凸部を隣り合う分割コアを構成する各々の分割コア構成片の凹部に圧入嵌合する。その結果、複数の分割コアが環状に配列されると共に該複数の分割コアが周方向に結合されて回転電機の積層鉄心が構成される。

特開昭６０−１７０４３１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された回転電機の積層鉄心では、前述の凸部を凹部に圧入嵌合させるため、該圧入部においてバリ等が発生することが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、バリ等が回転電機の積層鉄心を組み立てる際に生じることを抑制することができる回転電機の積層鉄心の製造方法及び回転電機の積層鉄心を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る回転電機の積層鉄心の製造方法は、回転電機の径方向に延在されたティース部と、前記ティース部の前記回転電機の径方向内側に設けられた連結部と、前記連結部に設けられ前記回転電機の周方向一方側に向けて突出する嵌合凸部と、前記連結部に設けられ前記回転電機の周方向他方側に向けて開放する嵌合凹部と、を有し、前記嵌合凸部が前記回転電機の軸方向一方側に向けて凸状又は凹状に曲げられた分割コア構成片を形成する分割コア構成片形成工程と、前記分割コア構成片を前記回転電機の軸方向に積層することによって分割コアを構成する分割コア形成工程と、前記分割コアを構成する各々の前記分割コア構成片の前記嵌合凸部を隣り合う前記分割コアを構成する各々の前記分割コア構成片の嵌合凹部に遊嵌させることによって、複数の前記分割コアを環状に配列させる分割コア配列工程と、前記嵌合凸部を前記回転電機の軸方向に押圧することによって前記嵌合凸部の外周端を前記嵌合凹部の内周縁に当接させて環状に配列された複数の前記分割コアを一体化させるプレス工程と、を有する。

請求項１記載の本発明では、先ず、前述のティース部、連結部、嵌合凸部、及び嵌合凹部を有する分割コア構成片が形成される（分割コア構成片形成工程）。次いで、分割コア構成片が回転電機の軸方向に積層されることによって分割コアが構成される（分割コア形成工程）。次いで、分割コア形成工程を経て製造された複数の分割コアを環状に配列させる。すなわち、分割コアを構成する各々の分割コア構成片の嵌合凸部を隣り合う他の分割コアを構成する各々の分割コア構成片の嵌合凹部に遊嵌させる（分割コア配列工程）。そして、嵌合凸部を回転電機の軸方向に押圧することによって該嵌合凸部の曲げが延ばされて、該嵌合凸部の外周端が嵌合凹部の内周縁に当接する（嵌合凸部の外周端と嵌合凹部の内周縁とが密着する）（プレス工程）。その結果、複数の分割コアが環状に配列された状態で一体化する。以上の工程を経て本発明の回転電機の積層鉄心が製造される。ここで、本発明では、嵌合凸部と嵌合凹部とを遊嵌させるため、嵌合凸部と嵌合凹部とが摺接することによる摩耗分やバリ等が発生し難い。また、本発明では、嵌合凸部の曲げが延ばされることによって該嵌合凸部の外周端が嵌合凹部の内周縁に当接する（密着する）。そのため、嵌合凸部の外周端を嵌合凹部の内周縁に密着させる際に生じる摩耗分やバリ等の発生を、該嵌合凸部を嵌合凹部に圧入嵌合させた場合に比して大幅に抑制することができる。以上説明したように、本発明の回転電機の積層鉄心の製造方法では、バリ等が回転電機の積層鉄心を組み立てる際に生じることを抑制することができる。

請求項２記載の本発明に係る回転電機の積層鉄心の製造方法は、請求項１記載の回転電機の積層鉄心の製造方法において、前記嵌合凸部は、前記回転電機の周方向一方側に向けて拡開する一対の嵌合凸部側テーパ面と、前記一対の嵌合凸部側テーパ面の一方と他方とを繋ぐ頂面と、を有して構成されていると共に、前記嵌合凹部は前記回転電機の周方向他方側に向けて窄まる一対の嵌合凹部側テーパ面と、前記一対の嵌合凹部側テーパ面の一方と他方とを繋ぐ底面と、を有して構成されており、前記プレス工程において前記一対の嵌合凸部側テーパ面と前記一対の嵌合凹部側テーパ面とが当接すると共に前記頂面と前記底面とが当接する。

請求項２記載の本発明では、プレス工程を経ることによって嵌合凸部の嵌合凸部側テーパ面と嵌合凹部の嵌合凹部側テーパ面とが当接する（密着する）。ここで、本発明では、一対の嵌合凸部側テーパ面が回転電機の周方向一方側に向けて拡開するように形成されていると共に、一対の嵌合凹部側テーパ面が回転電機の周方向他方側に向けて窄まるように形成されている。そのため、一つの分割コアと隣接する他の一つの分割コアとが互いに離間する方向（回転電機の周方向）へ移動しようとすると、嵌合凸部側テーパ面と嵌合凹部側テーパ面とがより密着する。これにより、本発明では、複数の分割コアの回転電機の周方向への結合力を強固にすることができる。また、本発明では、プレス工程を経ることによって嵌合凸部の頂面と嵌合凹部の底面とが当接する（密着する）。すなわち、本発明では、嵌合凸部の頂面と嵌合凹部の底面との間にエアギャップが形成されることが抑制される。これにより、本発明では、嵌合凸部の頂面と嵌合凹部の底面との間において磁気損失が生じることを抑制することができる。

請求項３記載の本発明に係る回転電機の積層鉄心は、回転電機の径方向に延在されたティース部と、前記ティース部の前記回転電機の径方向内側の端部に設けられた連結部と、を有する分割コア構成片が、前記回転電機の軸方向に積層されることによって構成された複数の分割コアと、前記連結部に設けられ、前記回転電機の周方向一方側に向けて突出すると共に、前記回転電機の軸方向一方側に向けて凸状又は凹状に曲げられた嵌合凸部と、前記連結部に設けられ、前記回転電機の周方向他方側に向けて開放すると共に、隣り合う連結部に設けられた前記嵌合凸部と遊嵌されることによって前記複数の分割コアを環状に配列させ、かつ前記嵌合凸部が前記回転電機の軸方向に押圧されることによって前記嵌合凸部の外周端と当接する内周縁を有する嵌合凹部と、を備えている。

請求項３記載の本発明では、前述のティース部、連結部、嵌合凸部、及び嵌合凹部を有する分割コア構成片が回転電機の軸方向に積層されることによって複数の分割コアが構成されている。また、複数の分割コアは、分割コアを構成する各々の分割コア構成片の嵌合凸部を隣り合う他の分割コアを構成する各々の分割コア構成片の嵌合凹部に遊嵌させることによって環状に配列する。そして、嵌合凸部を回転電機の軸方向に押圧することによって該嵌合凸部の曲げが延ばされて、該嵌合凸部の外周端が嵌合凹部の内周縁に当接する（嵌合凸部の外周端と嵌合凹部の内周縁とが密着する）。その結果、複数の分割コアが環状に配列された状態で一体化する。ここで、本発明では、嵌合凸部と嵌合凹部とを遊嵌させるため、嵌合凸部と嵌合凹部とが摺接することによる摩耗分やバリ等が発生し難い。また、本発明では、嵌合凸部の曲げが延ばされることによって該嵌合凸部の外周端が嵌合凹部の内周縁に当接する（密着する）。そのため、嵌合凸部の外周端を嵌合凹部の内周縁に密着させる際に生じる摩耗分やバリ等の発生を、該嵌合凸部を嵌合凹部に圧入嵌合させた場合に比して大幅に抑制することができる。以上説明したように、本発明の回転電機の積層鉄心では、バリ等が回転電機の積層鉄心を組み立てる際に生じることを抑制することができる。

ステータコアを示す斜視図である。 分割コア構成片を回転電機の軸方向から見た拡大平面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図２に示された３Ａ−３Ａ線及び３Ｂ−３Ｂ線に沿って切断した分割コア構成片の断面を拡大して示す拡大断面図である。 分割コアを示す拡大斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図４に示された５Ａ−５Ａ線及び５Ｂ−５Ｂ線に沿って切断した分割コアの断面を拡大して示す拡大断面図である。 分割コア配列工程を示す斜視図である。 プレス加工が施される前の連結部を拡大して示す拡大平面図である。 プレス加工が施された後の連結部を拡大して示す拡大平面図である。

次に、図１〜図８を用いて本発明の実施形態に係る回転電機の積層鉄心及びその製造方法について説明する。

図１に示されるように、図１に示されるように、本実施形態の回転電機の積層鉄心としてのステータコア１０は、回転電機の周方向（矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２方向）に沿って複数（本実施形態では１２個）の分割コア１２が配列された状態で一体化されることによって構成された分割構造とされている。また、分割コア１２は、回転電機の径方向（矢印Ｒ方向）に延在された分割コア構成片１４が、回転電機の軸方向（矢印Ｌ方向）に積層されることによって構成されている。

図２に示されるように、分割コア構成片１４は、打ち抜き加工が板状素材に施される分割コア構成片形成工程を経ることによって形成される。この工程を経ることによって形成された分割コア構成片１４は、回転電機の径方向（矢印Ｒ方向）に延在された矩形状のティース部１６を備えている。さらに、分割コア構成片１４は、ティース部１６の先端側（回転電機の径方向外側）に連結されていると共に、回転電機の周方向（矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２方向）に延在されたティース先端部１８を備えている。また、分割コア構成片１４は、ティース部１６の基端側（回転電機の径方向内側）に連結された扇状の連結部２０を備えている。

また、連結部２０における回転電機の周方向他方側（矢印Ｃ２方向）の端部には、該方向に向けて開放する嵌合凹部２２が連結部２０と一体に設けられている。また、この嵌合凹部２２は、回転電機の軸方向（矢印Ｌ方向）から見て後に詳述する嵌合凸部２６に対応する台形状に形成されている。さらに、この嵌合凹部２２の内周縁２４は、回転電機の周方向他方側（矢印Ｃ２方向）に向けて窄まるように形成された一対の嵌合凹部側テーパ面２４Ａと、一対の嵌合凹部側テーパ面２４Ａの一方と他方とを繋ぐ底面２４Ｂと、を有している。

また、連結部２０における回転電機の周方向一方側（矢印Ｃ１方向）の端部には、該方向に向けて突出する嵌合凸部２６が連結部２０と一体に設けられている。また、この嵌合凸部２６は、回転電機の軸方向（矢印Ｌ方向）から見て台形状に形成されている。さらに、この嵌合凸部２６の外周端２８は、回転電機の周方向一方側（矢印Ｃ１方向）に向けて末広がりとなるように形成された一対の嵌合凸部側テーパ面２８Ａと、一対の嵌合凸部側テーパ面２８Ａの一方と他方とを繋ぐ頂面２８Ｂと、を有している。また、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、嵌合凸部２６は、回転電機の軸方向一方側（矢印Ｌ方向）に向けて開放された凹状に曲げられている。その結果、嵌合凸部２６には、凹面鏡状の窪み部３０が形成されている。なお、図３及び図５においては窪み部３０（嵌合凸部２６の曲げ）を誇張して表現している。また、窪み部３０が嵌合凸部２６に形成されることによって、該嵌合凸部２６の突出方向（回転電機の周方向一方側（矢印Ｃ１方向））への寸法がＢ１だけ小さくなっていると共に、嵌合凸部２６の突出方向と直交する方向（回転電機の径方向（矢印Ｒ方向））への寸法がＢ２だけ小さくなっている。これにより、嵌合凸部２６を嵌合凹部２２に遊嵌させることが可能となっている。なお、本実施形態では、板状素材に打ち抜き加工が施されるのと同時に窪み部３０が嵌合凸部２６に形成されるが、打ち抜き加工が施された後の別工程において窪み部３０を嵌合凸部２６に形成してもよい。

図４、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、前述の分割コア構成片形成工程によって形成された分割コア構成片１４が回転電機の軸方向（矢印Ｌ方向）に積層されることによって分割コア１２が構成される（分割コア形成工程）。また、積層された分割コア構成片１４は、かしめ部３２を介して積層方向に一体化されている。

また、図６及び図７に示されるように、分割コア１２を構成する各々の分割コア構成片１４の嵌合凸部２６を隣り合う他の分割コア１２を構成する各々の分割コア構成片１４の嵌合凹部２２に遊嵌させることによって１２個の分割コア１２（図１等参照）が環状に配列する（分割コア配列工程）。

また、図８に示されるように、嵌合凸部２６を冶具３４を介して回転電機の軸方向に押圧することによって該嵌合凸部２６の曲げが延ばされて、該嵌合凸部２６の外周端２８が嵌合凹部２２の内周縁２４に当接する（嵌合凸部２６の外周端２８と嵌合凹部２２の内周縁２４とが密着する）。詳述すると、嵌合凸部２６の嵌合凸部側テーパ面２８Ａと嵌合凹部２２の嵌合凹部側テーパ面２４Ａとが当接する（密着する）と共に、嵌合凸部２６の頂面２８Ｂと嵌合凹部２２の底面２４Ｂとが当接する（密着する）。その結果、１２個の分割コア１２が環状に配列された状態で一体化する（プレス工程）。以上の分割コア構成片形成工程、分割コア形成工程、分割コア配列工程、及びプレス工程を経て本実施形態のステータコア１０が製造される。

また、図１に示されるように、以上説明したステータコア１０には導電性の巻線３６が巻回される。これにより、ステータ３８が構成される（ステータ形成工程）。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図６及び図７に示されるように、本実施形態では、前述の分割コア配列工程において、嵌合凸部２６と嵌合凹部２２とを遊嵌させることによって１２個の分割コア１２を環状に配列させる。そのため、当該工程において、嵌合凸部２６と嵌合凹部２２とが摺接することによる摩耗分やバリ等が発生し難い。また、図８に示されるように、本実施形態では、前述のプレス工程において、嵌合凸部２６の曲げが延ばされることによって該嵌合凸部２６の外周端２８が嵌合凹部２２の内周縁２４に当接する（密着する）。そのため、嵌合凸部２６の外周端２８を嵌合凹部２２の内周縁２４に密着させる際に生じる摩耗分やバリ等の発生を、該嵌合凸部２６を嵌合凹部２２に圧入嵌合させた場合に比して大幅に抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態のステータコア１０の製造方法及び該製造方法により製造されるステータコア１０では、バリ等が回転電機の積層鉄心を組み立てる際に生じることを抑制することができる。

また、本実施形態では、前述のプレス工程を経ることによって嵌合凸部２６の嵌合凸部側テーパ面２８Ａと嵌合凹部２２の嵌合凹部側テーパ面２４Ａとが当接する（密着する）。ここで、本実施形態では、一対の嵌合凸部側テーパ面２８Ａが回転電機の周方向一方側（矢印Ｃ１方向）に向けて拡開するように形成されていると共に、一対の嵌合凹部側テーパ面２４Ａが回転電機の周方向他方側（矢印Ｃ２方向）に向けて窄まるように形成されている。そのため、一つの分割コア１２と隣接する他の一つの分割コア１２とが互いに離間する方向（回転電機の周方向（矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２方向））へ移動しようとすると、嵌合凸部側テーパ面２８Ａと嵌合凹部側テーパ面２４Ａとがより密着する。これにより、本実施形態では、複数の分割コア１２の回転電機の周方向への結合力を強固にすることができる。また、本実施形態では、前述のプレス工程を経ることによって嵌合凸部２６の頂面２８Ｂと嵌合凹部２２の底面２４Ｂとが当接する（密着する）。すなわち、本実施形態では、嵌合凸部２６の頂面２８Ｂと嵌合凹部２２の底面２４Ｂとの間にエアギャップが形成されることが抑制される。これにより、本実施形態では、嵌合凸部２６の頂面２８Ｂと嵌合凹部２２の底面２４Ｂとの間において磁気損失が生じることを抑制することができる。

なお、本実施形態では、嵌合凸部２６の外周端２８が嵌合凸部側テーパ面２８Ａと頂面２８Ｂとを有していると共に、嵌合凹部２２の内周縁２４が嵌合凹部側テーパ面２４Ａと底面２４Ｂとを有している例について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、曲げられた嵌合凸部が延ばされることによって該嵌合凸部の外周端が嵌合凹部の内周縁に当接して複数の分割コアが一体化されるように構成されていれば、嵌合凸部２６の外周端２８及び嵌合凹部２２の内周縁２４の設定は上記に限定されるものではない。

また、本実施形態では、嵌合凸部２６が回転電機の軸方向一方側（矢印Ｌ方向）に向けて開放された凹状に曲げられることによって該嵌合凸部２６を嵌合凹部２２に遊嵌させることを可能にした例について説明してきたが、本発明はこれに限定されず、例えば、嵌合凸部が回転電機の軸方向一方側（矢印Ｌ方向）に向けて突出する凸状に曲げられることによって該嵌合凸部を嵌合凹部に遊嵌可能に構成することもできる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０…ステータコア，１２…分割コア，１４…分割コア構成片，１６…ティース部，２０…連結部，２２…嵌合凹部，２４…内周縁，２４Ａ…嵌合凹部側テーパ面，２４Ｂ…底面，２６…嵌合凸部，２８…外周端，２８Ａ…嵌合凸部側テーパ面，２８Ｂ…頂面，Ｃ１…回転電機の周方向一方側，Ｃ２…回転電機の周方向他方側，Ｌ…回転電機の軸方向，Ｒ…回転電機の径方向

Claims (3)

1. 回転電機の径方向に延在されたティース部と、前記ティース部の前記回転電機の径方向内側に設けられた連結部と、前記連結部に設けられ前記回転電機の周方向一方側に向けて突出する嵌合凸部と、前記連結部に設けられ前記回転電機の周方向他方側に向けて開放する嵌合凹部と、を有し、前記嵌合凸部が前記回転電機の軸方向一方側に向けて凸状又は凹状に曲げられた分割コア構成片を形成する分割コア構成片形成工程と、
   前記分割コア構成片を前記回転電機の軸方向に積層することによって分割コアを構成する分割コア形成工程と、
   前記分割コアを構成する各々の前記分割コア構成片の前記嵌合凸部を隣り合う前記分割コアを構成する各々の前記分割コア構成片の嵌合凹部に遊嵌させることによって、複数の前記分割コアを環状に配列させる分割コア配列工程と、
   前記嵌合凸部を前記回転電機の軸方向に押圧することによって前記嵌合凸部の外周端を前記嵌合凹部の内周縁に当接させて環状に配列された複数の前記分割コアを一体化させるプレス工程と、
   を有する回転電機の積層鉄心の製造方法。
2. 前記嵌合凸部は、前記回転電機の周方向一方側に向けて拡開する一対の嵌合凸部側テーパ面と、前記一対の嵌合凸部側テーパ面の一方と他方とを繋ぐ頂面と、を有して構成されていると共に、前記嵌合凹部は前記回転電機の周方向他方側に向けて窄まる一対の嵌合凹部側テーパ面と、前記一対の嵌合凹部側テーパ面の一方と他方とを繋ぐ底面と、を有して構成されており、
   前記プレス工程において前記一対の嵌合凸部側テーパ面と前記一対の嵌合凹部側テーパ面とが当接すると共に前記頂面と前記底面とが当接する請求項１記載の回転電機の積層鉄心の製造方法。
3. 回転電機の径方向に延在されたティース部と、前記ティース部の前記回転電機の径方向内側の端部に設けられた連結部と、を有する分割コア構成片が、前記回転電機の軸方向に積層されることによって構成された複数の分割コアと、
   前記連結部に設けられ、前記回転電機の周方向一方側に向けて突出すると共に、前記回転電機の軸方向一方側に向けて凸状又は凹状に曲げられた嵌合凸部と、
   前記連結部に設けられ、前記回転電機の周方向他方側に向けて開放すると共に、隣り合う連結部に設けられた前記嵌合凸部と遊嵌されることによって前記複数の分割コアを環状に配列させ、かつ前記嵌合凸部が前記回転電機の軸方向に押圧されることによって前記嵌合凸部の外周端と当接する内周縁を有する嵌合凹部と、
   を備えた回転電機の積層鉄心。