JP4291042B2 - Rotating electric machine and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転電機の性能改善に関するものであり、コア片を積層した鉄心のコア片同士を固定するためのカシメによる磁気特性の悪化を改善することを目的とするものである。
【0002】
【従来の技術】
回転電機のステータコアは、一般的に、渦電流による発熱損失を抑制する目的で、表面に絶縁コーティングされた薄板からなるコア片を積層して積層方向の各コア片を絶縁する構成とする。この場合、組立の時に各コア片がバラバラになると扱いにくく生産性が低下するという問題があるので、コア片同士をカシメによって固定し、一体化して取扱いを容易にするという工夫がなされている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
カシメの形状はV型、丸型等がある。いずれの形状も塑性変形によって板圧方向に突起と窪みを形成し、突起と窪みとをはめ合わせることによって、薄板同士を固定する。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−191588号公報(第4頁、第7頁、図1、図16)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の回転電機のステータコアは、カシメ部の突起と窪みを形成した際に、塑性変形によって絶縁コーティングが破られるので、カシメされた部分は積層間で電気的に短絡され、渦電流損が大きくなるという問題がある。
【0006】
また、カシメ部は、塑性変形によって歪が発生し、薄板同士の間に空間が生じ、磁気抵抗が増え、渦電流損の増加と合わせて回転電機の性能を損なう要因になっているという問題がある。
【0007】
また、アウターコアとインナーコアとに分割されたステータコアを有する回転電機においては、インナーコアは突極の複数のティースに分離しているので、積層方向の固定のために各ティースに1点または2点のカシメが設けられている。従って、アウターコアとインナーコアとを一体に成形したステータコアに比べて、カシメの数が増加し、回転電機の性能が悪化するという問題があった。
【0008】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、アウターコアとインナーコアとに分割されたステータコアを有する回転電機において、インナーコアのコア片同士を固定するカシメをなくして磁気特性を改善し、かつ、生産性を損なうことのないようにすることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回転電機は、電磁鋼板からなるリング状のコア片を積層してなるアウターコアと、電磁鋼板からなるティースコア片を積層してなる複数個に分離したインナーコアとに分割されたステータコア、及び上記インナーコアのスロットに装着されたコイルを備えた回転電機において、
上記アウターコアのコア片はカシメ部と内周に溝を有し、上記アウターコアのコア片同士は上記カシメ部によって固定され、
上記インナーコアの上記ティースコア片は、カシメ部がなく、上記アウターコアのコア片の上記溝に嵌合されることによって、上記ティースコア片同士が固定され、
上記複数個に分離されたインナーコアは、上記コイルと上記インナーコアとを絶縁すると共に上記積層の方向において分割されている巻枠によって固定され、
上記巻枠は、上記複数個のインナーコアを円状に連結して一体化している。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明に係る回転電機のステータコアを示す平面図である。同図に示したように、ステータコア1は、アウターコア2とインナーコア3とを有し、アウターコア2及びインナーコア3はプレスによって打ち抜かれた薄板状の電磁鋼板からなるコア片を積層してなる。
【0011】
アウターコア2は、突起と窪みとを嵌合してコア片同士を積層方向に固定するカシメ部2aが設けられている。
【0012】
インナーコア3は、カシメ部が設けられておらず、アウターコア2の内周側の溝に各ティースコア片が嵌合することによって、各ティースコア片が積層方向に固定されている。
【0013】
図2は、図1に示したステータコアの製造工程を示す平面図である。コアシート5はパイロットピン6によってガイドされ、位置決めされる。各コア片は、コアシート5からプレス金型により、順次(a)ステージ1から(e)ステージ5の加工工程を経て加工され、アウターコア2のコア片の内周側溝にインナーコア3のティースコア片が嵌合されたステータコア片が製作される。
【0014】
(a)のステージ1では、ティースコア片3bの内径が打ち抜かれる。(b)のステージ2では、コイルが装着されるスロット形状3a(ティースコア片3bを残して)が打ち抜かれる。(c)のステージ3では、ティースコア片3bとアウターコア2のコア片2bとの嵌合部4がプッシュバック工法で加工され、ティースコア片3bが溝状の嵌合部4に嵌合した状態で、次のステージに送られる。(d)のステージ4では、アウターコア2のカシメ部2aの突起と窪みが形成される。(e)のステージ5では、アウターコア2のコア片2bの外径が打ち抜かれ、打ち抜かれたアウターコア2のコア片2bは順次ダイの穴に積み重ねられ、同時にカシメ部2aの突起と窪みがはまり合い、アウターコア2のコア片2bにインナーコア3のティースコア片3bが嵌合されたステータコア片1aが積層方向に固定され、排出穴から取り出される。
【0015】
図3は、プッシュバック工法を説明するための断面図である。同図において、コアシート5を下型7aと上型7bとではさみ(a)、パンチ7cが嵌合部4を加工すると、ティースコア片3bが打ち抜かれる(b)。打ち抜かれたティースコア片3bは、下型7aに設けられたノックアウト7dとパンチ7cとの間に挟まれている。パンチ7cが上方に戻ると、ノックアウト7dがバネ7eの力で上方に戻り、ティースコア片3bは加工した嵌合部4に嵌合する(c)。プレス打抜きの場合、打ち抜いたティースコア片3bの幅よりも、打ち抜かれたコアシート5の嵌合部の幅が数十μm小さくなるので、バネ7eの力でティースコア片3bが元の位置に戻ったときに、ティースコア片3bは嵌合部に圧入された状態で固定される。
【0016】
図4は、インナーコアのスロット間にコイルを装着する巻線工程を示す平面図、図5はインナーコアに巻枠を取り付けた状態を示す断面図である。
【0017】
図4に示したように、ステータコア片が積層されたステータコア(a)のインナーコア3に巻枠8を取り付ける(b)。
【0018】
巻枠8は、図5に示したように、各インナーコア3のティースコア片3bの積層方向から挿入するコ字形状部8aとコ字形状部8aの開口部を塞ぐ平板形状部8bとの2分割された絶縁部材からなるようにしたので、容易に巻枠8をインナーコア3に装着することができる。
【0019】
また、巻枠8は、図4(b)及び(c)に示したように、各インナーコア3に設けられた絶縁部材をインナーコア3の内周側で連結することにより、一体化されている。
【0020】
また、巻枠8は、ティースコア片3bの積層方向から挿入する2つのコ字形状部に分割してもよい。
【0021】
また、巻枠8は、金型を用いた樹脂成形によって、インナーコア3及びアウターコア2と一体成形してもよい。
【0022】
次に、アウターコア2とインナーコア3とを分離する(c)。この時、アウターコア2のコア片同士はカシメ部2aによって固定されているのでバラバラになることはない。また、各インナーコア3は巻枠8によって一体に固定されているので、バラバラになることはない。
【0023】
次に、インナーコア3のスロット間にコイル9を装着して(d)、再度インナーコア3をアウターコア2に嵌合する(e)。
【0024】
以上のように、アウターコア2のコア片とインナーコア3のティースコア片3bとを嵌合させるプッシュバック工法を利用することによって、インナーコア3にカシメ部を設けることなく、製造工程においてインナーコア3のティースコア片3bバラバラにならないようにすることができるので、生産性が向上する。
【0025】
また、インナーコア3にカシメ部を設けていないので、インナーコア3のティースコア片3b間の絶縁コーティングが破られて電気的に接触することがなく、鉄損の少ない効率のよい回転電機が得られる。また、空間が生じることもないので、磁気抵抗が増加することがなく、効率のよい回転電機が得られる。
【0026】
また、アウターコア2に嵌合されたインナーコア3の各ティースコア片3bを巻枠8で固定した後、アウターコア2とインナーコア3とを分離するようにしたので、各インナーコア3がバラバラになることがなく、インナーコア3のスロットに容易に巻線9を装着することができる。
なお、図に示すコイルは複数のティースをまたぐ形状であるが、ティース毎にコイルを装着する集中巻きタイプであってもよい。
【0027】
【発明の効果】
本発明に係る回転電機は、電磁鋼板からなるリング状のコア片を積層してなるアウターコアと、電磁鋼板からなるティースコア片を積層してなる複数個に分離したインナーコアとに分割されたステータコア、及び上記インナーコアのスロットに装着されたコイルを備えた回転電機において、
上記アウターコアのコア片はカシメ部と内周に溝を有し、上記アウターコアのコア片同士は上記カシメ部によって固定され、
上記インナーコアの上記ティースコア片は、カシメ部がなく、上記アウターコアのコア片の上記溝に嵌合されることによって、上記ティースコア片同士が固定され、
上記複数個に分離されたインナーコアは、上記コイルと上記インナーコアとを絶縁すると共に上記積層の方向において分割されている巻枠によって固定され、
上記巻枠は、上記複数個のインナーコアを円状に連結して一体化しているので、製造工程においてアウターコアのコア片及びティースコア片がバラバラになることがなく、生産性が向上するとともに、効率のよい回転電機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係る回転電機のステータコアを示す平面図である。
【図2】 図1に示したステータコアの製造工程を示す平面図である。
【図3】 プッシュバック工法を説明するための断面図である。
【図4】 インナーコアのスロット間にコイルを装着する巻線工程を示す平面図である。
【図5】 インナーコアに巻枠を取り付けた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 ステータコア、1a ステータコア片、2 アウターコア、
2a カシメ部、2b,3b コア片、3 インナーコア、3a スロット、
4 嵌合部、5 コアシート、6 パイロットピン、7a 下型、7b 上型、
7c パンチ、7d ノックアウト、7e バネ、8 巻枠、9 コイル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in performance of a rotating electrical machine, and an object of the present invention is to improve deterioration of magnetic properties due to caulking for fixing core pieces of cores in which core pieces are laminated.
[0002]
[Prior art]
In general, a stator core of a rotating electrical machine is configured to insulate each core piece in the stacking direction by laminating core pieces made of a thin plate with an insulation coating on the surface for the purpose of suppressing heat loss due to eddy current. In this case, there is a problem that if the core pieces are separated during assembly, it is difficult to handle and the productivity is lowered. Therefore, the core pieces are fixed together by caulking and integrated to facilitate handling ( For example, see Patent Document 1).
[0003]
The caulking shape includes a V shape and a round shape. In any shape, a projection and a depression are formed in the plate pressure direction by plastic deformation, and the thin plates are fixed to each other by fitting the projection and the depression.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-191588 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The stator core of the above conventional rotating electric machine has an insulation coating broken due to plastic deformation when the protrusions and depressions of the caulking portion are formed, so that the caulked portion is electrically short-circuited between the layers, resulting in a large eddy current loss. There is a problem of becoming.
[0006]
In addition, the caulking portion is distorted by plastic deformation, creating a space between the thin plates, increasing the magnetic resistance, and, in addition to the increase in eddy current loss, is a factor that impairs the performance of the rotating electrical machine. is there.
[0007]
Further, in a rotating electrical machine having a stator core divided into an outer core and an inner core, the inner core is separated into a plurality of teeth of salient poles, so that one point or two for each tooth for fixing in the stacking direction. Dot caulking is provided. Therefore, there is a problem that the number of crimps is increased and the performance of the rotating electrical machine is deteriorated as compared with a stator core formed by integrally molding the outer core and the inner core.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and in a rotating electrical machine having a stator core divided into an outer core and an inner core, the caulking that fixes the core pieces of the inner core is eliminated. The object is to improve the magnetic characteristics and not impair the productivity.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The rotating electrical machine according to the present invention is divided into an outer core obtained by laminating ring-shaped core pieces made of electromagnetic steel sheets and a plurality of separated inner cores made by laminating tea score pieces made of electromagnetic steel sheets. In a rotating electrical machine comprising a stator core and a coil mounted in the slot of the inner core,
The core piece of the outer core has a groove on the caulking part and the inner periphery, and the core pieces of the outer core are fixed by the caulking part,
The tee score piece of the inner core has no crimped portion, and the tee score pieces are fixed by being fitted into the groove of the core piece of the outer core ,
The inner core separated into a plurality is fixed by a winding frame that insulates the coil and the inner core and is divided in the direction of the lamination,
The winding frame is integrated by connecting the plurality of inner cores in a circular shape.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a plan view showing a stator core of a rotating electrical machine according to the present invention. As shown in the figure, the
[0011]
The
[0012]
The
[0013]
FIG. 2 is a plan view showing a manufacturing process of the stator core shown in FIG. The
[0014]
In
[0015]
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the pushback method. In the figure, when the
[0016]
FIG. 4 is a plan view showing a winding process for mounting a coil between slots of the inner core, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a winding frame is attached to the inner core.
[0017]
As shown in FIG. 4, the winding
[0018]
As shown in FIG. 5, the
[0019]
Further, as shown in FIGS. 4B and 4C, the winding
[0020]
Moreover, you may divide the winding
[0021]
Further, the winding
[0022]
Next, the
[0023]
Next, the
[0024]
As described above, by using the pushback method for fitting the core piece of the
[0025]
Moreover, since the crimping portion is not provided in the
[0026]
Moreover, since each
In addition, although the coil shown to a figure is a shape which straddles several teeth, the concentrated winding type which mounts a coil for every teeth may be sufficient.
[0027]
【The invention's effect】
The rotating electrical machine according to the present invention is divided into an outer core obtained by laminating ring-shaped core pieces made of electromagnetic steel sheets and a plurality of separated inner cores made by laminating tea score pieces made of electromagnetic steel sheets. In a rotating electrical machine comprising a stator core and a coil mounted in the slot of the inner core,
The core piece of the outer core has a groove on the caulking part and the inner periphery, and the core pieces of the outer core are fixed by the caulking part,
The tee score piece of the inner core has no crimped portion, and the tee score pieces are fixed by being fitted into the groove of the core piece of the outer core ,
The inner core separated into a plurality is fixed by a winding frame that insulates the coil and the inner core and is divided in the direction of the lamination,
Since the winding frame is formed by integrally connecting the plurality of inner cores in a circular shape, the core piece and the tea core piece of the outer core are not separated in the manufacturing process, and productivity is improved. An efficient rotating electrical machine can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a stator core of a rotating electrical machine according to the present invention.
2 is a plan view showing a manufacturing process of the stator core shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a pushback method.
FIG. 4 is a plan view showing a winding process for mounting a coil between slots of an inner core.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a winding frame is attached to the inner core.
[Explanation of symbols]
1 stator core, 1a stator core piece, 2 outer core,
2a caulking part, 2b, 3b core piece, 3 inner core, 3a slot,
4 fitting part, 5 core sheet, 6 pilot pin, 7a lower mold, 7b upper mold,
7c punch, 7d knockout, 7e spring, 8 reel, 9 coil.
Claims (2)
上記アウターコアのコア片はカシメ部と内周に溝を有し、上記アウターコアのコア片同士は上記カシメ部によって固定され、
上記インナーコアの上記ティースコア片は、カシメ部がなく、上記アウターコアのコア片の上記溝に嵌合されることによって、上記ティースコア片同士が固定され、
上記複数個に分離されたインナーコアは、上記コイルと上記インナーコアとを絶縁すると共に上記積層の方向において分割されている巻枠によって固定され、
上記巻枠は、上記複数個のインナーコアを円状に連結して一体化していることを特徴とする回転電機。A stator core divided into an outer core obtained by laminating ring-shaped core pieces made of electromagnetic steel sheets, and a plurality of separated inner cores made by laminating tea score pieces made of electromagnetic steel sheets, and slots of the inner cores In a rotating electrical machine with a coil attached to
The core piece of the outer core has a groove on the caulking part and the inner periphery, and the core pieces of the outer core are fixed by the caulking part,
The tee score piece of the inner core has no crimped portion, and the tee score pieces are fixed by being fitted into the groove of the core piece of the outer core ,
The inner core separated into a plurality is fixed by a winding frame that insulates the coil and the inner core and is divided in the direction of the lamination,
The rotating electric machine is characterized in that the plurality of inner cores are integrated by connecting the plurality of inner cores in a circular shape .
上記電磁鋼板のシートから上記アウターコアのリング状のコア片の内周及びこのコア片の内周から突出したティースコア片の外形を打ち抜く工程、
上記ティースコア片を上記アウターコアのコア片の内周に溝を形成するように上記シートから打ち抜いた後、上記ティースコア片を上記シートの上記溝に戻して嵌合させるプッシュバック工法の工程、
上記アウターコアのコア片の内周と外周との間にカシメ部を形成し、上記ティースコア片にカシメ部を形成しない工程、
上記ティースコア片を上記シートの上記溝に嵌合したまま、上記アウターコアのコア片の外周を打ち抜き、上記アウターコアのコア片に上記ティースコア片が嵌合されたステータコア片を打ち抜く工程、
上記ティースコア片が嵌合されたステータコア片を積層し、上記カシメ部を嵌合して、上記アウターコアと上記インナーコアとが一体化された上記ステータコアを形成する工程、
上記ステータコアを形成した工程の後、上記コイルと上記インナーコア及びアウターコアとを絶縁すると共に上記積層の方向において分割されている巻枠を上記インナーコアに装着して、上記複数個のインナーコアを円状に連結して一体化する工程、
上記インナーコアと上記アウターコアとを分離する工程、
上記インナーコアのスロットに上記コイルを装着する工程、
上記コイルが装着された上記インナーコアを上記アウターコアの上記溝に嵌合する工程を備えたことを特徴とする回転電機の製造方法。A stator core divided into an outer core obtained by laminating ring-shaped core pieces made of electromagnetic steel sheets, and a plurality of separated inner cores made by laminating tea score pieces made of electromagnetic steel sheets, and slots of the inner cores In the manufacturing method of the rotating electrical machine provided with the coil mounted on,
Punching out the outer periphery of the outer core ring-shaped core piece and the outer shape of the tea score piece protruding from the inner periphery of the core piece from the electromagnetic steel sheet,
After punching out the tea score piece from the sheet so as to form a groove in the inner periphery of the core piece of the outer core, the pushback method step of fitting the tea score piece back into the groove of the sheet,
Forming a crimped portion between an inner periphery and an outer periphery of a core piece of the outer core, and not forming a crimped portion on the tea score piece ;
The step of punching out the outer periphery of the core piece of the outer core while punching out the stator core piece in which the tea score piece is fitted into the core piece of the outer core, while the tea score piece is fitted in the groove of the sheet,
Stacking the stator core pieces fitted with the teascore pieces, fitting the caulking portions, and forming the stator core in which the outer core and the inner core are integrated;
After the step of forming the stator core, the coil, the inner core and the outer core are insulated, and a winding frame divided in the stacking direction is attached to the inner core, and the plurality of inner cores are mounted. Connecting and integrating in a circular shape,
Separating the inner core and the outer core;
Attaching the coil to the slot of the inner core;
A method of manufacturing a rotating electrical machine, comprising a step of fitting the inner core on which the coil is mounted into the groove of the outer core .
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