JP3478182B2 - 回転電機およびその製造方法 - Google Patents
回転電機およびその製造方法Info
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- H02K3/00—Details of windings
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両、船舶等に搭載
されてエンジンにより駆動される発電機などの回転電機
に関する。
されてエンジンにより駆動される発電機などの回転電機
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費向上のため、エンジンによっ
て駆動される発電機などの回転電機の高効率化が求めら
れている。高効率化のためには、銅損および鉄損を低減
せねばならない。
て駆動される発電機などの回転電機の高効率化が求めら
れている。高効率化のためには、銅損および鉄損を低減
せねばならない。
【０００３】これに対し、ＷＯ９８／５４８２３には、
固定子のスロットの軸方向の開口部から導体セグメント
を挿入し、高占積率、低抵抗な巻線を形成して銅損を低
減するものが示されている。また、交流磁界が流れる固
定子鉄心内には渦電流による鉄損が生ずるが、これを低
減するため、磁界による渦電流の流れる回路を切断する
向きに鋼板シートを積層することが一般的に行われてお
り、発電機においては従来は０．５ｍｍから０．６ｍｍ
の板厚の鋼板シートを出力性能に応じて所定枚数だけ積
層していた。
固定子のスロットの軸方向の開口部から導体セグメント
を挿入し、高占積率、低抵抗な巻線を形成して銅損を低
減するものが示されている。また、交流磁界が流れる固
定子鉄心内には渦電流による鉄損が生ずるが、これを低
減するため、磁界による渦電流の流れる回路を切断する
向きに鋼板シートを積層することが一般的に行われてお
り、発電機においては従来は０．５ｍｍから０．６ｍｍ
の板厚の鋼板シートを出力性能に応じて所定枚数だけ積
層していた。
【０００４】従来、固定子鉄心は鋼板シートを所定数だ
け積層し、積層された鋼板シートを固定して形成され
る。固定手法としては、固定子鉄心の径方向外側表面を
溶接する手法や、スロット間の磁極歯に歪みを与えぬよ
うスロットよりも径方向外側にて軸方向に局部的に凸部
をプレス加工して、それら凸部を係合させる手法などが
知られている。
け積層し、積層された鋼板シートを固定して形成され
る。固定手法としては、固定子鉄心の径方向外側表面を
溶接する手法や、スロット間の磁極歯に歪みを与えぬよ
うスロットよりも径方向外側にて軸方向に局部的に凸部
をプレス加工して、それら凸部を係合させる手法などが
知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄損は、磁
界の強さに比例すると共に、鋼板シートの板厚の２乗、
および交流磁界の周波数の２乗に比例する。一方、磁界
の強さを下げたり、回転数を下げて磁界の周波数を減ら
すことは、出力低下になるので、鉄損低減のためには、
鋼板シートの板厚を薄くする必要があった。
界の強さに比例すると共に、鋼板シートの板厚の２乗、
および交流磁界の周波数の２乗に比例する。一方、磁界
の強さを下げたり、回転数を下げて磁界の周波数を減ら
すことは、出力低下になるので、鉄損低減のためには、
鋼板シートの板厚を薄くする必要があった。
【０００６】鋼板シートの板厚を薄くすると、剛性が低
下するので、各鋼板シートは板厚方向に変形しやすくな
る。これは、一般的な円筒状の鉄心では軸方向への変形
として現れる。
下するので、各鋼板シートは板厚方向に変形しやすくな
る。これは、一般的な円筒状の鉄心では軸方向への変形
として現れる。
【０００７】特に、ＷＯ９８／５４８２３のように、導
体セグメントやインシュレータをスロットの軸方向から
挿入する時に、各鋼板シートが互いに軸方向にはがれや
すいという問題点があった。しかも、各鋼板シートがプ
レス加工によって所要の形状に打ち抜かれている場合に
は、加工断面に加工痕としてのバリが残っている。この
バリが、鋼板シートの積層方向の端部に位置する鋼板シ
ートの変形を助長するという問題点があった。
体セグメントやインシュレータをスロットの軸方向から
挿入する時に、各鋼板シートが互いに軸方向にはがれや
すいという問題点があった。しかも、各鋼板シートがプ
レス加工によって所要の形状に打ち抜かれている場合に
は、加工断面に加工痕としてのバリが残っている。この
バリが、鋼板シートの積層方向の端部に位置する鋼板シ
ートの変形を助長するという問題点があった。
【０００８】また、スロット内のバリは、スロット内に
収容される絶縁材料の損傷の原因となる。例えば、イン
シュレータの破損や、固定子巻線をなす導体の表面の絶
縁皮膜の損傷の原因となる。そして、これらは、短絡に
よる性能不良の原因となるという問題点があった。
収容される絶縁材料の損傷の原因となる。例えば、イン
シュレータの破損や、固定子巻線をなす導体の表面の絶
縁皮膜の損傷の原因となる。そして、これらは、短絡に
よる性能不良の原因となるという問題点があった。
【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、改良された
回転電機を提供することを目的とする。
回転電機を提供することを目的とする。
【００１０】本発明は、組立て工程における固定子鉄心
の変形を防止できる回転電機の構造を提供することを目
的とする。
の変形を防止できる回転電機の構造を提供することを目
的とする。
【００１１】本発明は、スロット内における絶縁材料の
損傷を防止することを目的とする。
損傷を防止することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転子と、この回転子に対向配置した固
定子とを有する回転電機において、前記固定子は、０．
５ｍｍ未満の厚さを有するシートを積層してなり、複数
のスロットを有する固定子鉄心と、前記スロットに収納
された固定子巻線とを備え、前記シートの積層方向の端
部における前記スロットの開口部には、前記シートの厚
さ以上の深さを始点とする面取り部が設けられているこ
とを特徴としている。
に、本発明は、回転子と、この回転子に対向配置した固
定子とを有する回転電機において、前記固定子は、０．
５ｍｍ未満の厚さを有するシートを積層してなり、複数
のスロットを有する固定子鉄心と、前記スロットに収納
された固定子巻線とを備え、前記シートの積層方向の端
部における前記スロットの開口部には、前記シートの厚
さ以上の深さを始点とする面取り部が設けられているこ
とを特徴としている。
【００１３】これにより、シートが何らかの他の部材に
引っかかることを防止することができる。このため、製
造工程におけるシートの変形を防止できる。例えば、シ
ートのはがれを防止できる。また、上記変形防止効果と
は別に、シートと引っかかる部材としての固定子巻線な
どの損傷を防止できる。これらの効果のいずれかによっ
て、固定子の信頼性を向上できる。
引っかかることを防止することができる。このため、製
造工程におけるシートの変形を防止できる。例えば、シ
ートのはがれを防止できる。また、上記変形防止効果と
は別に、シートと引っかかる部材としての固定子巻線な
どの損傷を防止できる。これらの効果のいずれかによっ
て、固定子の信頼性を向上できる。
【００１４】なお、前記スロットの内壁面において、前
記シートの積層方向の端部から２枚以上の前記シートが
係合しているという技術的手段を採用することが望まし
い。
記シートの積層方向の端部から２枚以上の前記シートが
係合しているという技術的手段を採用することが望まし
い。
【００１５】これにより、この部分のシートが剥がれる
ことを防止できる。
ことを防止できる。
【００１６】なお、前記固定子巻線は、前記スロット内
に収容された複数の導体セグメントを接合して構成され
ているという技術的手段を採用することが望ましい。
に収容された複数の導体セグメントを接合して構成され
ているという技術的手段を採用することが望ましい。
【００１７】かかる構成では、導体セグメントの組付工
程において、導体セグメントとシートとの引っ掛かりが
防止される。このため、導体セグメントの損傷、導体セ
グメント表面に絶縁皮膜を有する場合にはその絶縁皮膜
の損傷、さらには導体セグメントと固定子鉄心との間に
絶縁部材としてのインシュレータを配置する場合にはそ
のインシュレータの損傷等を防止できる。また、製造工
程における固定子鉄心の変形を防止できる。
程において、導体セグメントとシートとの引っ掛かりが
防止される。このため、導体セグメントの損傷、導体セ
グメント表面に絶縁皮膜を有する場合にはその絶縁皮膜
の損傷、さらには導体セグメントと固定子鉄心との間に
絶縁部材としてのインシュレータを配置する場合にはそ
のインシュレータの損傷等を防止できる。また、製造工
程における固定子鉄心の変形を防止できる。
【００１８】なお、前記導体セグメントの前記スロット
内への挿入方向と、前記シートのプレス打ち抜き方向と
が同じであるという技術的手段を採用することが望まし
い。
内への挿入方向と、前記シートのプレス打ち抜き方向と
が同じであるという技術的手段を採用することが望まし
い。
【００１９】これにより、プレス打ち抜き加工により生
じたバリによる固定子巻線やインシュレータの損傷防止
をさらに確実に達成することができ、固定子としての信
頼性を向上できる。
じたバリによる固定子巻線やインシュレータの損傷防止
をさらに確実に達成することができ、固定子としての信
頼性を向上できる。
【００２０】なお、前記スロットの内壁面と前記固定子
巻線との間には、インシュレータが介装されているとい
う技術的手段を採用することが望ましい。
巻線との間には、インシュレータが介装されているとい
う技術的手段を採用することが望ましい。
【００２１】かかる構成では、インシュレータの損傷が
防止されるからである。
防止されるからである。
【００２２】なお、前記固定子巻線の表面には絶縁皮膜
が設けられており、さらに前記絶縁皮膜と前記スロット
の内壁面との間には絶縁部材が介装されているという技
術的手段を採用することが望ましい。なお、絶縁部材と
しては、シート状の絶縁材料よりなるインシュレータ、
あるいは固定子鉄心の表面にコーティングされる絶縁樹
脂皮膜を用いることができる。
が設けられており、さらに前記絶縁皮膜と前記スロット
の内壁面との間には絶縁部材が介装されているという技
術的手段を採用することが望ましい。なお、絶縁部材と
しては、シート状の絶縁材料よりなるインシュレータ、
あるいは固定子鉄心の表面にコーティングされる絶縁樹
脂皮膜を用いることができる。
【００２３】かかる構成では、固定子巻線の導体がもつ
絶縁皮膜の損傷防止が図られる。また、絶縁部材の損傷
防止が図られる。例えば、インシュレータの損傷防止
や、コーティング樹脂の損傷防止である。
絶縁皮膜の損傷防止が図られる。また、絶縁部材の損傷
防止が図られる。例えば、インシュレータの損傷防止
や、コーティング樹脂の損傷防止である。
【００２４】上記目的を達成するために、本発明は、シ
ートを多層に積層してなる鉄心と、前記鉄心に装備され
た巻線とを有する回転電機において、前記シートの積層
方向の端部における前記鉄心の角部には、前記シートの
厚さ以上の深さを始点とする面取り部が設けられている
ことを特徴としている。
ートを多層に積層してなる鉄心と、前記鉄心に装備され
た巻線とを有する回転電機において、前記シートの積層
方向の端部における前記鉄心の角部には、前記シートの
厚さ以上の深さを始点とする面取り部が設けられている
ことを特徴としている。
【００２５】かかる構成によると、シートの積層方向に
何らかの部材が移動しながら接触しても、面取り部が最
も端部のシートの厚さ以上の深さを始点として設けられ
ているから、最も端部のシートだけに、変形力が作用し
て、シートが剥がれるように変形することが防止され
る。
何らかの部材が移動しながら接触しても、面取り部が最
も端部のシートの厚さ以上の深さを始点として設けられ
ているから、最も端部のシートだけに、変形力が作用し
て、シートが剥がれるように変形することが防止され
る。
【００２６】なお、面取り部は、曲面状の面取り、ある
いは平面状の面取りとすることができる。
いは平面状の面取りとすることができる。
【００２７】なお、前記面取り部において２枚以上の前
記シートが機械的に係合しているという技術的手段を採
用することが望ましい。
記シートが機械的に係合しているという技術的手段を採
用することが望ましい。
【００２８】かかる構成では、最も端部のシートだけが
変形することをより確実に防止することができる。
変形することをより確実に防止することができる。
【００２９】なお、前記面取り部において前記シートの
積層方向の端部に位置する２枚のシートのうち、一方の
シートの縁部が他方のシートの縁部に被さっているとい
う技術的手段を採用することが望ましい。
積層方向の端部に位置する２枚のシートのうち、一方の
シートの縁部が他方のシートの縁部に被さっているとい
う技術的手段を採用することが望ましい。
【００３０】一方のシートの縁部が、他方のシートの縁
部に被さることで、一方のシートの縁部が他方のシート
の縁部を締め付けて、両者間に機械的な係合を生じさせ
ることができる。また、一方のシートの縁部が、他方の
シートの縁部を包み込むまで被さっている構成をとるこ
とができる。かかる構成でも両シート間に機械的な係合
を生じさせることができる。
部に被さることで、一方のシートの縁部が他方のシート
の縁部を締め付けて、両者間に機械的な係合を生じさせ
ることができる。また、一方のシートの縁部が、他方の
シートの縁部を包み込むまで被さっている構成をとるこ
とができる。かかる構成でも両シート間に機械的な係合
を生じさせることができる。
【００３１】なお、前記面取り部から離れた部位におい
て、積層された複数の前記シートが互いに連結されてい
るという技術的手段を採用することが望ましい。
て、積層された複数の前記シートが互いに連結されてい
るという技術的手段を採用することが望ましい。
【００３２】かかる構成は、面取り部の近傍に変形等の
影響を及ぼすことなく、多層のシートの連結を確実に得
るために有効である。
影響を及ぼすことなく、多層のシートの連結を確実に得
るために有効である。
【００３３】本発明は上記目的を達成するために、シー
トを多層に積層してなる鉄心と、前記鉄心に装備された
巻線とを有する回転電機の製造方法において、前記シー
トを積層した後に、前記シートの積層方向の端部から、
当該積層方向に沿って、前記鉄心の角部にプレス型によ
るプレス加工を加え、前記シートの厚さ以上の深さを始
点とする面取り部を設けるという技術的手段を採用す
る。
トを多層に積層してなる鉄心と、前記鉄心に装備された
巻線とを有する回転電機の製造方法において、前記シー
トを積層した後に、前記シートの積層方向の端部から、
当該積層方向に沿って、前記鉄心の角部にプレス型によ
るプレス加工を加え、前記シートの厚さ以上の深さを始
点とする面取り部を設けるという技術的手段を採用す
る。
【００３４】かかる方法によると、多層のシートを積層
してなる鉄心においても所要の面取り部を形成すること
ができる。
してなる鉄心においても所要の面取り部を形成すること
ができる。
【００３５】なお、前記面取り部を前記巻線を収容する
スロットの端部の開口部に沿ってのみ設けるという技術
的手段を採用してもよい。
スロットの端部の開口部に沿ってのみ設けるという技術
的手段を採用してもよい。
【００３６】かかる方法では、巻線の収容工程において
シートの剥がれを生じ易い部位にのみ面取り部を加工す
るので、加工量の低減が図られる。
シートの剥がれを生じ易い部位にのみ面取り部を加工す
るので、加工量の低減が図られる。
【００３７】本発明は上記目的を達成するために、シー
トを多層に積層してなる鉄心と、前記鉄心に装備された
巻線とを有する回転電機の製造方法において、縁部にバ
リを残して所定形状の前記シートを形成する工程と、当
該バリの方向を一致させて前記シートを積層する工程
と、積層方向の端部で隣接する前記シートのうち、一方
のシートの縁部を、他方のシートの縁部に被せるよう変
形させる工程とを有するという技術的手段を採用する。
トを多層に積層してなる鉄心と、前記鉄心に装備された
巻線とを有する回転電機の製造方法において、縁部にバ
リを残して所定形状の前記シートを形成する工程と、当
該バリの方向を一致させて前記シートを積層する工程
と、積層方向の端部で隣接する前記シートのうち、一方
のシートの縁部を、他方のシートの縁部に被せるよう変
形させる工程とを有するという技術的手段を採用する。
【００３８】かかる方法によると、変形しやすい端部の
シートの変形を、互いに隣接するシートの縁部を被せる
ことで防止することができる。
シートの変形を、互いに隣接するシートの縁部を被せる
ことで防止することができる。
【００３９】なお、前記変形工程を、前記巻線を収容す
るスロットの端部の開口部に沿ってのみ施工するという
技術的手段を採用してもよい。
るスロットの端部の開口部に沿ってのみ施工するという
技術的手段を採用してもよい。
【００４０】かかる方法では、加工量の低減が図られ
る。
る。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の回転電機を、特に
車両などに用いられる交流発電機での実施形態により詳
細に説明する。
車両などに用いられる交流発電機での実施形態により詳
細に説明する。
【００４２】（第一実施形態）図１から図７はこの発明
の第一実施形態を示したものである。図１は鋼板シート
を積層して固定子鉄心を形成する工程を説明する平面図
である。図２は図１の部分断面図である。図３は導体セ
グメントを固定子鉄心に挿入する工程を示す分解斜視図
である。図４はスロットの開口部を取り囲む稜線に面取
りが設けられた固定子鉄心にインシュレータと導体セグ
メントが装着された状態を示す断面図である。図５、図
６は図４の部分拡大断面図である。図７は面取りの範囲
を示す平面図である。
の第一実施形態を示したものである。図１は鋼板シート
を積層して固定子鉄心を形成する工程を説明する平面図
である。図２は図１の部分断面図である。図３は導体セ
グメントを固定子鉄心に挿入する工程を示す分解斜視図
である。図４はスロットの開口部を取り囲む稜線に面取
りが設けられた固定子鉄心にインシュレータと導体セグ
メントが装着された状態を示す断面図である。図５、図
６は図４の部分拡大断面図である。図７は面取りの範囲
を示す平面図である。
【００４３】第一実施形態は、車両用交流発電機に本発
明を適用している。車両用交流発電機は、フレームと、
このフレームに回転自在に支持されたシャフトと、この
シャフトに設けられたプーリと、シャフトに固定された
回転子と、この回転子に対向して配置された固定子とを
有する。回転子は、ランデル型鉄心と、界磁コイルとを
備え、固定子は、積層鉄心とこの積層鉄心に装備された
固定子巻線とを備える。
明を適用している。車両用交流発電機は、フレームと、
このフレームに回転自在に支持されたシャフトと、この
シャフトに設けられたプーリと、シャフトに固定された
回転子と、この回転子に対向して配置された固定子とを
有する。回転子は、ランデル型鉄心と、界磁コイルとを
備え、固定子は、積層鉄心とこの積層鉄心に装備された
固定子巻線とを備える。
【００４４】以下、この固定子の構造について、図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００４５】回転電機の鉄心としての固定子鉄心２は、
図１に示すように、シートとしての板厚０．３５ｍｍの
帯状の鋼板シート２０を螺旋状に所定回数巻回して、多
層に積層して構成されている。
図１に示すように、シートとしての板厚０．３５ｍｍの
帯状の鋼板シート２０を螺旋状に所定回数巻回して、多
層に積層して構成されている。
【００４６】固定子巻線は、図３に図示されるような複
数の導体セグメント３を用いて、これら導体セグメント
３の端部を溶接等の接合手法により接合して構成されて
いる。この実施形態では、大小２つの導体セグメント３
ａ、３ｂを基本ユニットとして、これらを複数用いてい
る。導体セグメント３は、図３、図４に示すように、絶
縁皮膜を有する銅線を曲げて形成されている。導体セグ
メント３は、絶縁部材としての絶縁紙であるインシュレ
ータ４に包まれて、スロット２１の内壁面との間にこの
インシュレータ４を介装して、スロット２１内に収容さ
れている。インシュレータ４は、導体セグメント３の銅
線に付着した絶縁皮膜とともに、導体セグメント３と固
定子鉄心２との間の絶縁性を確保している。インシュレ
ータ４は、図３に示すように、導体セグメント３の挿入
時の入口側である一方の端部にスロット２１の開口部よ
りも外側に広がったラッパ状端部４１を持つ。このラッ
パ状端部４１は、スロット２１の一方の開口部２４から
セグメント導体３が挿入される時のインシュレータ４の
ストッパとして作用する。このラッパ状端部４１は、筒
状のインシュレータ４をスロット２１に挿入した後に成
形しても、あらかじめ成形したものをスロット２１に挿
入してもよい。
数の導体セグメント３を用いて、これら導体セグメント
３の端部を溶接等の接合手法により接合して構成されて
いる。この実施形態では、大小２つの導体セグメント３
ａ、３ｂを基本ユニットとして、これらを複数用いてい
る。導体セグメント３は、図３、図４に示すように、絶
縁皮膜を有する銅線を曲げて形成されている。導体セグ
メント３は、絶縁部材としての絶縁紙であるインシュレ
ータ４に包まれて、スロット２１の内壁面との間にこの
インシュレータ４を介装して、スロット２１内に収容さ
れている。インシュレータ４は、導体セグメント３の銅
線に付着した絶縁皮膜とともに、導体セグメント３と固
定子鉄心２との間の絶縁性を確保している。インシュレ
ータ４は、図３に示すように、導体セグメント３の挿入
時の入口側である一方の端部にスロット２１の開口部よ
りも外側に広がったラッパ状端部４１を持つ。このラッ
パ状端部４１は、スロット２１の一方の開口部２４から
セグメント導体３が挿入される時のインシュレータ４の
ストッパとして作用する。このラッパ状端部４１は、筒
状のインシュレータ４をスロット２１に挿入した後に成
形しても、あらかじめ成形したものをスロット２１に挿
入してもよい。
【００４７】固定子巻線は、扁平断面の導体をＵ字型に
曲げて、図３に図示されるようなＵ字型導体セグメント
３を形成した後、これを固定子鉄心２に装着し、固定子
鉄心２から突き出した端部を図４のように曲げ、所定ピ
ッチ離れた他の導体セグメントの端部に接合することで
形成される。
曲げて、図３に図示されるようなＵ字型導体セグメント
３を形成した後、これを固定子鉄心２に装着し、固定子
鉄心２から突き出した端部を図４のように曲げ、所定ピ
ッチ離れた他の導体セグメントの端部に接合することで
形成される。
【００４８】以下、固定子鉄心２の構造を、製造工程を
参照しながらさらに詳細に説明する。
参照しながらさらに詳細に説明する。
【００４９】図１に示すように、鋼板シート２０は、ス
ロット２１に対応する凹部２２がプレス型を用いて打ち
抜かれる。このとき、凹部２２を取り囲む縁には、バリ
が残されている。このプレス加工の後に、所定回数だけ
螺旋状に巻き取られて積層される。このプレス加工から
積層加工の工程によって、多層の鋼板シートは、その凹
部２２を取り囲む縁に形成されたバリの方向が一致する
ように積層される。図２に示すように、スロット２１の
内壁面にはプレス打ち抜き方向に延びるバリ２３が各々
の鋼板シート２０ごとに残されている。従って、スロッ
ト２１内には、複数のバリ２３が、鱗のように形成され
ている。
ロット２１に対応する凹部２２がプレス型を用いて打ち
抜かれる。このとき、凹部２２を取り囲む縁には、バリ
が残されている。このプレス加工の後に、所定回数だけ
螺旋状に巻き取られて積層される。このプレス加工から
積層加工の工程によって、多層の鋼板シートは、その凹
部２２を取り囲む縁に形成されたバリの方向が一致する
ように積層される。図２に示すように、スロット２１の
内壁面にはプレス打ち抜き方向に延びるバリ２３が各々
の鋼板シート２０ごとに残されている。従って、スロッ
ト２１内には、複数のバリ２３が、鱗のように形成され
ている。
【００５０】鋼板シート２０を所定の層数だけ積層し
て、円筒状に形成した後、その外周面に軸方向に沿って
数条のレーザー溶接を加え、多層の鋼板シート２０を固
定する。この状態では、円筒状の固定子鉄心２の外周面
において多層の鋼板シート２０が固定されるだけで、固
定子鉄心２の内周面、特にスロット間のティースにおい
ては固定されていない。
て、円筒状に形成した後、その外周面に軸方向に沿って
数条のレーザー溶接を加え、多層の鋼板シート２０を固
定する。この状態では、円筒状の固定子鉄心２の外周面
において多層の鋼板シート２０が固定されるだけで、固
定子鉄心２の内周面、特にスロット間のティースにおい
ては固定されていない。
【００５１】積層加工後、スロット２１の軸方向両端部
の開口部を取り囲む角部には、プレス加工が施され、ス
ロット２１内の鋼板シートの厚さ以上の深さに位置する
壁面を始点とする面取り部が形成される。この加工によ
り、スロット２１の開口部が滑らかな面をもって形成さ
れるとともに、プレス加工に伴う変形により、積層され
た鋼板シート２０間に機械的な係合が生じる。
の開口部を取り囲む角部には、プレス加工が施され、ス
ロット２１内の鋼板シートの厚さ以上の深さに位置する
壁面を始点とする面取り部が形成される。この加工によ
り、スロット２１の開口部が滑らかな面をもって形成さ
れるとともに、プレス加工に伴う変形により、積層され
た鋼板シート２０間に機械的な係合が生じる。
【００５２】図５に示すように、スロット２１の積層方
向の入口側である一方の開口部２４を取り囲む角部に
は、板厚Ｔ（０．３５ｍｍ）を越える深さＬ（０．５ｍ
ｍ）のＪ部から始まる曲面で構成されたＲ面取り部２５
が形成される。この面取り部２５は、積層方向に沿った
矢印Ｘ方向からプレス型５１によるプレス加工を加え、
塑性変形によって形成される。このとき、積層方向の最
も端部に位置する１枚目の鋼板シート２０ａだけでな
く、２枚目の鋼板シート２０ｂにまで変形が及ぶ。しか
も、鋼板シート２０ａのバリ２３ａは、鋼板シート２０
ｂの縁の薄い端面に被さるように変形させられる。しか
も、鋼板シート２０ａのバリ２３ａは、鋼板シート２０
ｂの端面に密着させられ、この鋼板シート２０ｂを締め
付けるようにして変形させられる。この結果、鋼板シー
ト２０ａと鋼板シート２０ｂは機械的に係合する。
向の入口側である一方の開口部２４を取り囲む角部に
は、板厚Ｔ（０．３５ｍｍ）を越える深さＬ（０．５ｍ
ｍ）のＪ部から始まる曲面で構成されたＲ面取り部２５
が形成される。この面取り部２５は、積層方向に沿った
矢印Ｘ方向からプレス型５１によるプレス加工を加え、
塑性変形によって形成される。このとき、積層方向の最
も端部に位置する１枚目の鋼板シート２０ａだけでな
く、２枚目の鋼板シート２０ｂにまで変形が及ぶ。しか
も、鋼板シート２０ａのバリ２３ａは、鋼板シート２０
ｂの縁の薄い端面に被さるように変形させられる。しか
も、鋼板シート２０ａのバリ２３ａは、鋼板シート２０
ｂの端面に密着させられ、この鋼板シート２０ｂを締め
付けるようにして変形させられる。この結果、鋼板シー
ト２０ａと鋼板シート２０ｂは機械的に係合する。
【００５３】同様に、スロット２１の積層方向の出口側
である他方の開口部２６には、板厚Ｔ（０．３５ｍｍ）
を越える深さＭ（０．５ｍｍ）の深さのＫ部から始まる
Ｒ面取り部２７が、Ｙ方向からのプレス型５２による塑
性変形によって形成される。このとき、積層方向の最も
端部に位置する１枚目の鋼板シート２０ｚだけでなく、
２枚目の鋼板シート２０ｙにまで変形が及ぶ。しかも、
鋼板シート２０ｙのバリ２３ｙは、鋼板シート２０ｚの
端面に被さるように変形させられる。しかも、鋼板シー
ト２０ｙのバリ２３ｙは、鋼板シート２０ｚの縁の薄い
端面に密着させられ、この鋼板シート２０ｚを締め付け
るようにして変形させられる。さらに、この開口部２６
においては、鋼板シート２０ｙのバリ２３ｙは、鋼板シ
ート２０ｚの端面を包み込むまで被さっている。この結
果、鋼板シート２０ｚと鋼板シート２０ｙは機械的に係
合する。
である他方の開口部２６には、板厚Ｔ（０．３５ｍｍ）
を越える深さＭ（０．５ｍｍ）の深さのＫ部から始まる
Ｒ面取り部２７が、Ｙ方向からのプレス型５２による塑
性変形によって形成される。このとき、積層方向の最も
端部に位置する１枚目の鋼板シート２０ｚだけでなく、
２枚目の鋼板シート２０ｙにまで変形が及ぶ。しかも、
鋼板シート２０ｙのバリ２３ｙは、鋼板シート２０ｚの
端面に被さるように変形させられる。しかも、鋼板シー
ト２０ｙのバリ２３ｙは、鋼板シート２０ｚの縁の薄い
端面に密着させられ、この鋼板シート２０ｚを締め付け
るようにして変形させられる。さらに、この開口部２６
においては、鋼板シート２０ｙのバリ２３ｙは、鋼板シ
ート２０ｚの端面を包み込むまで被さっている。この結
果、鋼板シート２０ｚと鋼板シート２０ｙは機械的に係
合する。
【００５４】なお、固定子鉄心２に対する図５、図６の
ようなプレス加工は、スロット２１が多数あって、スロ
ット間のティースが周方向に変形すること、および、鋼
板シート２０が薄いことにより鋼板シート２０が変形し
やすいこと等に配慮して、固定子鉄心２の両面から同時
に、しかもすべてのスロットに対して同時に施工される
ことが望ましい。
ようなプレス加工は、スロット２１が多数あって、スロ
ット間のティースが周方向に変形すること、および、鋼
板シート２０が薄いことにより鋼板シート２０が変形し
やすいこと等に配慮して、固定子鉄心２の両面から同時
に、しかもすべてのスロットに対して同時に施工される
ことが望ましい。
【００５５】また、これらの面取り部２５、２７を形成
するための加工は、スロット２１の軸方向端の開口部２
４、２６を取り囲む角部にのみ施工されている。従っ
て、これら面取り部２５、２７は、固定子鉄心２が有す
る角部のうち、スロット２１を取り囲む角部にのみ形成
されている。面取り部２５、２７は、開口部２４、２６
を取り囲むようにして、図７に示す２点鎖線の範囲にわ
たって連続して形成されている。
するための加工は、スロット２１の軸方向端の開口部２
４、２６を取り囲む角部にのみ施工されている。従っ
て、これら面取り部２５、２７は、固定子鉄心２が有す
る角部のうち、スロット２１を取り囲む角部にのみ形成
されている。面取り部２５、２７は、開口部２４、２６
を取り囲むようにして、図７に示す２点鎖線の範囲にわ
たって連続して形成されている。
【００５６】（実施形態の作用効果）上記構成とするこ
とにより、面取り部が導体セグメントやインシュレータ
をスロットへ挿入する時のガイド効果を持つので、鋼板
鋼板シートの剥がれを防止でき、導体セグメントやイン
シュレータの損傷を防止できる。また、端部の２枚の鋼
板鋼板シートが塑性変形によって係合しているので、こ
れによっても鋼板鋼板シートは剥がれにくい。以上によ
り、インシュレータの破損や導体セグメントの皮膜傷等
の発生を防止して、固定子の信頼性を向上できる。
とにより、面取り部が導体セグメントやインシュレータ
をスロットへ挿入する時のガイド効果を持つので、鋼板
鋼板シートの剥がれを防止でき、導体セグメントやイン
シュレータの損傷を防止できる。また、端部の２枚の鋼
板鋼板シートが塑性変形によって係合しているので、こ
れによっても鋼板鋼板シートは剥がれにくい。以上によ
り、インシュレータの破損や導体セグメントの皮膜傷等
の発生を防止して、固定子の信頼性を向上できる。
【００５７】（変形実施形態）第一実施形態では、図
５、図６に図示されるように、面取り部の始点の深さ
Ｌ、Ｍを、板厚Ｔ以上かつ２Ｔ以下に設定したが、起点
Ｌ、Ｍを２Ｔを越えるように設定してもよい。この場
合、より大きな面取りが形成できるとともに、３枚以上
の鋼板シートが塑性加工により係合されるので、さらに
鋼板シートのはがれを防止し、固定子の信頼性を向上す
ることができる。
５、図６に図示されるように、面取り部の始点の深さ
Ｌ、Ｍを、板厚Ｔ以上かつ２Ｔ以下に設定したが、起点
Ｌ、Ｍを２Ｔを越えるように設定してもよい。この場
合、より大きな面取りが形成できるとともに、３枚以上
の鋼板シートが塑性加工により係合されるので、さらに
鋼板シートのはがれを防止し、固定子の信頼性を向上す
ることができる。
【００５８】また、開口部２４と、開口部２６とに応じ
て、深さＬ、Ｍを、異なる値に設定してもよい。また、
開口部２４と開口部２６との一方にのみ面取り部を形成
してもよい。
て、深さＬ、Ｍを、異なる値に設定してもよい。また、
開口部２４と開口部２６との一方にのみ面取り部を形成
してもよい。
【００５９】第一実施形態では、導体セグメントやイン
シュレータの挿入方向とプレス打ち抜き方向、すなわち
バリの方向が同じであったが、バリの方向が逆の場合で
あってもよく、両側の開口部に面取りを設けることによ
り、同様の信頼性向上の効果を得られる。
シュレータの挿入方向とプレス打ち抜き方向、すなわち
バリの方向が同じであったが、バリの方向が逆の場合で
あってもよく、両側の開口部に面取りを設けることによ
り、同様の信頼性向上の効果を得られる。
【００６０】また、固定子鉄心２は、中空円形に打ち抜
いた鋼板シートを積層した積層鉄心としてもよい。
いた鋼板シートを積層した積層鉄心としてもよい。
【００６１】また、固定子鉄心２の開口部に面取り部を
加工した後に、固定子鉄心２を絶縁部材としての絶縁樹
脂にてコーティングしてもよい。かかる構成において
も、積層された固定子鉄心２の端部に位置する鋼板シー
トの剥がれ、あるいはそこから延び出るバリにより各種
部材の損傷を防止することができる。
加工した後に、固定子鉄心２を絶縁部材としての絶縁樹
脂にてコーティングしてもよい。かかる構成において
も、積層された固定子鉄心２の端部に位置する鋼板シー
トの剥がれ、あるいはそこから延び出るバリにより各種
部材の損傷を防止することができる。
【００６２】これらの変形例は、製造工程に応じて、あ
るいは鋼板シートの剥がれ易さ等に応じて選定すること
ができる。
るいは鋼板シートの剥がれ易さ等に応じて選定すること
ができる。
【００６３】また、交流発電機ではなく、同様の固定子
構造を持つ回転電機であれば、本発明と同じ構成を採用
することにより、固定子の信頼性向上を達成することが
できる。
構造を持つ回転電機であれば、本発明と同じ構成を採用
することにより、固定子の信頼性向上を達成することが
できる。
【図１】鋼板シートを積層して固定子鉄心を形成する工
程を説明する平面図である。
程を説明する平面図である。
【図２】第一実施形態の固定子鉄心の部分断面図であ
る。
る。
【図３】固定子鉄心への導体セグメントの挿入状態を説
明する分解斜視図である。
明する分解斜視図である。
【図４】固定子鉄心のスロットにインシュレータと導体
セグメントが装着された状態を示す断面図である。
セグメントが装着された状態を示す断面図である。
【図５】スロット開口部の部分拡大断面図である。
【図６】スロット開口部の部分拡大断面図である。
【図７】スロット開口部の面取りの範囲を示す平面図で
ある。
ある。
１ 固定子
２ 固定子鉄心
３ 導体セグメント
４ インシュレータ
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02K 1/16
H02K 3/34
H02K 15/02
H02K 15/10
H02K 19/22
Claims (14)
- 【請求項１】 回転子と、この回転子に対向配置した固
定子とを有する回転電機において、 前記固定子は、０．５ｍｍ未満の厚さを有するシートを
積層してなり、複数のスロットを有する固定子鉄心と、
前記スロットに収納された固定子巻線とを備え、 前記シートの積層方向の端部における前記スロットの開
口部には、前記シートの厚さ以上の深さを始点とする面
取り部が設けられていることを特徴とする回転電機。 - 【請求項２】 請求項１に記載の回転電機において、 前記スロットの内壁面において、前記シートの積層方向
の端部から２枚以上の前記シートが係合していることを
特徴とする回転電機。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の回転電機におい
て、 前記固定子巻線は、前記スロット内に収容された複数の
導体セグメントを接合して構成されていることを特徴と
する回転電機。 - 【請求項４】 請求項３に記載の回転電機において、 前記導体セグメントの前記スロット内への挿入方向と、
前記シートのプレス打ち抜き方向とが同じであることを
特徴とする回転電機。 - 【請求項５】 請求項１から４に記載の回転電機におい
て、 前記スロットの内壁面と前記固定子巻線との間には、イ
ンシュレータが介装されていることを特徴とする回転電
機。 - 【請求項６】 請求項１から４のいずれかに記載の回転
電機において、 前記固定子巻線の表面には絶縁皮膜が設けられており、
さらに前記絶縁皮膜と前記スロットの内壁面との間には
絶縁部材が介装されていることを特徴とする回転電機。 - 【請求項７】 シートを多層に積層してなる鉄心と、前
記鉄心に装備された巻線とを有する回転電機において、 前記シートの積層方向の端部における前記鉄心の角部に
は、前記シートの厚さ以上の深さを始点とする面取り部
が設けられていることを特徴とする回転電機。 - 【請求項８】 請求項７に記載の回転電機において、 前記面取り部において２枚以上の前記シートが機械的に
係合していることを特徴とする回転電機。 - 【請求項９】 請求項８に記載の回転電機において、 前記面取り部において前記シートの積層方向の端部に位
置する２枚のシートのうち、一方のシートの縁部が他方
のシートの縁部に被さっていることを特徴とする回転電
機。 - 【請求項１０】 請求項１から９に記載の回転電機にお
いて、 前記面取り部から離れた部位において、積層された複数
の前記シートが互いに連結されていることを特徴とする
回転電機。 - 【請求項１１】 シートを多層に積層してなる鉄心と、
前記鉄心に装備された巻線とを有する回転電機の製造方
法において、 前記シートを積層した後に、前記シートの積層方向の端
部から、当該積層方向に沿って、前記鉄心の角部にプレ
ス型によるプレス加工を加え、前記シートの厚さ以上の
深さを始点とする面取り部を設けることを特徴とする回
転電機の製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の回転電機の製造方
法において、 前記面取り部を前記巻線を収容するスロットの端部の開
口部に沿ってのみ設けることを特徴とする回転電機の製
造方法。 - 【請求項１３】 シートを多層に積層してなる鉄心と、
前記鉄心に装備された巻線とを有する回転電機の製造方
法において、 縁部にバリを残して所定形状の前記シートを形成する工
程と、 当該バリの方向を一致させて前記シートを積層する工程
と、 積層方向の端部で隣接する前記シートのうち、一方のシ
ートの縁部を、他方のシートの縁部に被せるよう変形さ
せる工程とを有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の回転電機の製造方
法において、 前記変形工程を、前記巻線を収容するスロットの端部の
開口部に沿ってのみ施工することを特徴とする回転電機
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19736699A JP3478182B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 回転電機およびその製造方法 |
| US09/592,613 US6346758B1 (en) | 1999-07-12 | 2000-06-12 | Rotary electric machine and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19736699A JP3478182B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 回転電機およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001028849A JP2001028849A (ja) | 2001-01-30 |
| JP3478182B2 true JP3478182B2 (ja) | 2003-12-15 |
Family
ID=16373309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19736699A Expired - Lifetime JP3478182B2 (ja) | 1999-07-12 | 1999-07-12 | 回転電機およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6346758B1 (ja) |
| JP (1) | JP3478182B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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