JP2019097390A - ステータ、回転電機、鋼板の製造方法、およびステータの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
周方向に並べられたn個のティースを内周側に備えた鋼板が積層された回転電機のステータ鉄心であって、
鋼板の外周部を形成する外径部は、鋼板の厚み方向に垂直な断面の形状が円弧状の第1外径部と鋼板の厚み方向に垂直な断面の形状が円弧状の第2外径部とで構成されており、
n個のティースの内径端部および第1外径部の外径端部の鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
第2外径部の外径端部の鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とが逆であり、
第2外径部の外径端部から残留応力が分布する距離は、第1外径部の外径端部から残留応力が分布する距離よりも大きく、
第1外径部の中心角のそれぞれは、360°/nよりも大きく、かつ
第1外径部の中心角の総和は、第2外径部の中心角の総和よりも大きいステータ鉄心と、
このステータ鉄心の外周部でステータ鉄心を固定するフレームと
を備え、
ステータ鉄心の第2外径部の外径は、第1外径部の外径より大きく、
フレームは、ステータ鉄心の第2外径部と接触してステータ鉄心を固定しており、
第1外径部の中心角の総和は、第2外径部が接触しないフレームの中心角の総和以上であるものである。
また、この発明に係る鋼板の製造方法は、
コアバック部と、コアバック部の内周側から径方向の内側に延び周方向に並べられたn個のティースを内周側に備えた鋼板を平板鋼板から打ち抜く鋼板の製造方法であって、
鋼板のティースを残して鋼板の内径部およびティース間のスロット部を打ち抜く第1工程と、
鋼板の外周部の一部となる第1外径部の外周側を打ち抜く第2工程と、
鋼板にカシメ部を加工する第3工程と、
鋼板の外周部の残部となる第2外径部の内周側を打ち抜く第4工程と
を備え、
n個のティースの内径端部および第1外径部の外径端部の鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
第2外径部の外径端部の鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とが逆であり、
第1外径部の少なくとも一つの中心角は、360°/nよりも大きく、かつ
第1外径部の中心角の総和は、第2外径部の中心角の総和よりも大きく、
カシメ部は、第2外径部の中心角の範囲内にあるコアバック部に設けられたものである。
また、この発明に係るステータの製造方法は、
周方向に並べられたn個のティースを内周側に備えた鋼板を平板鋼板から打ち抜いて鋼板を積層して構成したステータ鉄心を備えたステータの製造方法であって、
鋼板のティースを残して鋼板の内径部およびティース間のスロット部を打ち抜く第1工程と、
鋼板の外周部の一部となる第1外径部の外周側を打ち抜く第2工程と、
鋼板の外周部の残部となる第2外径部の内周側を打ち抜く第3工程と
を備え、
n個のティースの内径端部および第1外径部の外径端部の鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
第2外径部の外径端部の鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とが逆であり、
第1外径部の中心角のそれぞれは、360°/nよりも大きく、かつ
第1外径部の中心角の総和は、第2外径部の中心角の総和よりも大きく、
ステータは、ステータ鉄心の外周部でステータ鉄心を固定するフレームをさらに備え、
ステータ鉄心の第2外径部の外径は、第1外径部の外径より大きく、
フレームは、ステータ鉄心の第2外径部と接触してステータ鉄心を固定しており、
第1外径部の中心角の総和は、第2外径部が接触しないフレームの中心角の総和以上であるものである。
n個のティースの内径端部および第1外径部の外径端部の円形鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
第2外径部の外径端部の円形鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とを逆とし、
第1外径部の少なくとも一つの中心角は、360°/nよりも大きく、かつ
第1外径部の中心角の総和を、第2外径部の中心角の総和よりも大きく
したので、
逆押えを用いることなく、円形鋼板の外径抜き落としによる残留応力の少ない回転電機のステータ鉄心を得ることができる。
図1は、この発明を実施するための実施の形態1に係る回転電機を模式的に示す横断面図である。図1において、回転電機1は、円環状のステータ2と、ステータ2の内側に微小なギャップを介して配置されステータ2に対して回転可能なロータ3と、ロータ3と一体となった回転軸(シャフト)4とで構成されている。
図9は、実施の形態2に係る円形鋼板の打ち抜き工程の工程図である。図9に示すように、鋼板31に対して第一工程から順次第五工程までの工程によって円形鋼板21が形成される。図9において、斜線部はパンチによって抜き落とされる領域を示し、太線部がせん断加工を施している部分を示している。パンチは図9の紙面の表面側から紙面の裏面側に打ち抜くとする。
図11は、実施の形態3に係る円形鋼板の打ち抜き工程の工程図である。図11に示すように、鋼板31に対して第一工程から順次第四工程までの工程によって円形鋼板21が形成される。図11において、斜線部はパンチによって抜き落とされる領域を示し、太線部がせん断加工を施している部分を示している。パンチは図11の紙面の表面側から紙面の裏面側に打ち抜くとする。
図13は、実施の形態4に係る円形鋼板の打ち抜き工程の工程図である。図13に示すように、鋼板31に対して第一工程から順次第四工程までの工程によって円形鋼板21が形成される。図13において、斜線部はパンチによって抜き落とされる領域を示し、太線部がせん断加工を施している部分を示している。パンチは図13の紙面の表面側から紙面の裏面側に打ち抜くとする。
図15は、実施の形態4に係る円形鋼板の打ち抜き工程の工程図である。図15に示すように、鋼板31に対して第一工程から順次第四工程までの工程によって円形鋼板21が形成される。図15において、斜線部はパンチによって抜き落とされる領域を示し、太線部がせん断加工を施している部分を示している。パンチは図15の紙面の表面側から紙面の裏面側に打ち抜くとする。
実施の形態1で説明した円形鋼板の製造方法において、図6(a)に示した鋼板部材Aはダイに支えられており、かつ押さえ板がある状態で打ち抜かれるため、打ち抜き時に曲げ応力は発生せず残留応力も比較的小さい。これに対して、鋼板部材Bはダイによる支えがない状態で打ち抜かれるため、曲げ応力が発生し鋼板部材Aよりも広い範囲に残留応力が分布する。実施の形態6においては、鋼板部材Aの破断面における磁気劣化領域をさらに検討した結果、プレス打ち抜き工程において、磁気劣化領域をさらに抑制する条件を見出したものである。
5 コアバック部、 6 スロット、 7 ティース、 8 ステータ鉄心
9 ステータ巻線、10 ロータ鉄心、 11 永久磁石、 21 円形鋼板
31鋼板、 32 パイロット穴、 33 内径部、 34 スロット
35 第1外径部、 36 第2外径部、37 カシメ穴、 41 外周部
51 鋼板、 52 ダイ、 53 押さえ板、 54 パンチ
55 ギャップ、 56a コアバック部の幅、 56b ティースの幅
61 せん断面、 62 破断面、 63 だれ
71 ステータ、 72 フレーム、 75 打ち抜き領域
Claims (7)
- 周方向に並べられたn個のティースを内周側に備えた鋼板が積層された回転電機のステータ鉄心であって、
前記鋼板の外周部を形成する外径部は、前記鋼板の厚み方向に垂直な断面の形状が円弧状の第1外径部と前記鋼板の厚み方向に垂直な断面の形状が円弧状の第2外径部とで構成されており、
前記n個のティースの内径端部および前記第1外径部の外径端部の前記鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
前記第2外径部の外径端部の前記鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とが逆であり、
前記第2外径部の外径端部から残留応力が分布する距離は、前記第1外径部の外径端部から残留応力が分布する距離よりも大きく、
前記第1外径部の中心角のそれぞれは、360°/nよりも大きく、かつ
前記第1外径部の中心角の総和は、前記第2外径部の中心角の総和よりも大きいステータ鉄心と、
このステータ鉄心の外周部で前記ステータ鉄心を固定するフレームと
を備え、
前記ステータ鉄心の第2外径部の外径は、第1外径部の外径より大きく、
前記フレームは、前記ステータ鉄心の第2外径部と接触して前記ステータ鉄心を固定しており、
前記第1外径部の中心角の総和は、前記第2外径部が接触しない前記フレームの中心角の総和以上である
ステータ。 - 前記第1外径部の中心角と前記第2外径部の中心角との総和が360°を超える
請求項1に記載のステータ。 - 請求項1または2に記載のステータと、
このステータのティースの内径側に対向して配置され前記ステータに対して回転するロータと
を備えた回転電機。 - コアバック部と、前記コアバック部の内周側から径方向の内側に延び周方向に並べられたn個のティースを内周側に備えた鋼板を平板鋼板から打ち抜く鋼板の製造方法であって、
前記鋼板の前記ティースを残して前記鋼板の内径部および前記ティース間のスロット部を打ち抜く第1工程と、
前記鋼板の外周部の一部となる第1外径部の外周側を打ち抜く第2工程と、
前記鋼板にカシメ部を加工する第3工程と、
前記鋼板の外周部の残部となる第2外径部の内周側を打ち抜く第4工程と
を備え、
前記n個のティースの内径端部および前記第1外径部の外径端部の前記鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
前記第2外径部の外径端部の前記鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とが逆であり、
前記第1外径部の少なくとも一つの中心角は、360°/nよりも大きく、かつ
前記第1外径部の中心角の総和は、前記第2外径部の中心角の総和よりも大きく、
前記カシメ部は、前記第2外径部の中心角の範囲内にある前記コアバック部に設けられた
鋼板の製造方法。 - 周方向に並べられたn個のティースを内周側に備えた鋼板を平板鋼板から打ち抜いて前記鋼板を積層して構成したステータ鉄心を備えたステータの製造方法であって、
前記鋼板の前記ティースを残して前記鋼板の内径部および前記ティース間のスロット部を打ち抜く第1工程と、
前記鋼板の外周部の一部となる第1外径部の外周側を打ち抜く第2工程と、
前記鋼板の外周部の残部となる第2外径部の内周側を打ち抜く第3工程と
を備え、
前記n個のティースの内径端部および前記第1外径部の外径端部の前記鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順と、
前記第2外径部の外径端部の前記鋼板の厚み方向におけるせん断面と破断面との並び順とが逆であり、
前記第1外径部の中心角のそれぞれは、360°/nよりも大きく、かつ
前記第1外径部の中心角の総和は、前記第2外径部の中心角の総和よりも大きく、
前記ステータは、前記ステータ鉄心の外周部で前記ステータ鉄心を固定するフレームをさらに備え、
前記ステータ鉄心の第2外径部の外径は、前記第1外径部の外径より大きく、
前記フレームは、前記ステータ鉄心の第2外径部と接触して前記ステータ鉄心を固定しており、
前記第1外径部の中心角の総和は、前記第2外径部が接触しない前記フレームの中心角の総和以上である
ステータの製造方法。 - 前記第2外径部の外径端部から残留応力が分布する距離は、前記第1外径部の外径端部から残留応力が分布する距離よりも大きい
請求項4に記載の鋼板の製造方法。 - 前記第2外径部の外径端部から残留応力が分布する距離は、前記第1外径部の外径端部から残留応力が分布する距離よりも大きい
請求項5に記載のステータの製造方法。
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