JP4483923B2 - 回転電機のステータコアおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
従来から、回転電機用のステータコアとして、磁極ティース形状をプレス成形した帯状の鋼板シートを螺旋状(ヘリカル)に巻回しつつ円筒状に多数枚を積層してなるヘリカルステータコアが一般に用いられている。ヘリカルステータコア(以下、単にステータコアと呼ぶ)は、ステータコアのコア背部のシート外端部の板厚方向を圧延ロール等によってテーパ状に薄くして、シート外端部側の巻取り周長を長くすることによって巻取りがしやすくなっている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、従来の巻取り工程でのステータコアの巻取り方法では、磁極ティース形状をプレス成形した帯状の鋼板シートを、磁極ティース側を内側にして、反磁極ティース側となるコア背部側を外側にして巻くエッジワイズ曲げによる巻取りでは、コア巻回の外側となるコア背部のシート外端部の周長が周方向に伸びて、コア背部の板厚がシート外端部に向うほどに薄くなり、コア背部割れが発生する場合がある。
請求項1に記載の回転電機のステータコアの製造方法では、帯状の鋼板シートに磁極ティース形状をプレス成形するプレス工程と、プレス成形した帯状の鋼板シートのシート外端部を、薄肉化して、螺旋状に巻回して円筒状に積層するステータコアの巻取り工程と、ステータコアを径方向ならびに周方向に整列させ、整列したシート外端部を溶接して固定する溶接工程と、溶接して固定されたステータコアの外径を所定の形状にしごき成形するための仕上げ工程と、からなる回転電機のステータコアの製造方法において、巻取り工程は、シート外端部が、シート外端部のコア外周側方向に対し傾きを形成する傾倒曲げ加工と、かつ、シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲がるエッジワイズ曲げ加工と、さらに、シート外端部のコア板厚方向に反りを生じる単純曲げ加工との連続する加工工程によって加工された後、螺旋状に巻回して円筒状に積層されるステータコアが成形されることを特徴としている。
請求項2に記載の回転電機のステータコアの製造方法では、帯状の鋼板シートに磁極ティース形状をプレス成形するプレス工程と、プレス成形した帯状の鋼板シートのシート外端部を、薄肉化して、螺旋状に巻回して円筒状に積層するステータコアの巻取り工程と、ステータコアを径方向ならびに周方向に整列させ、整列したシート外端部を溶接して固定する溶接工程と、溶接して固定されたステータコアの外径を所定の形状にしごき成形するための仕上げ工程と、からなる回転電機のステータコアの製造方法において、巻取り工程は、シート外端部が、シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲がるエッジワイズ曲げ加工と、かつ、シート外端部のコア外周側方向に対し傾きを形成する傾倒曲げ加工と、さらに、シート外端部のコア板厚方向に反りを生じる単純曲げ加工と、の連続する加工工程によって加工された後、螺旋状に巻回して円筒状に積層されるステータコアが成形されることを特徴としている。
請求項3に記載の回転電機のステータコアの製造方法では、傾倒曲げ加工は、シート外端部が、シート外端部のコア外周側方向に対し傾きを形成するように、対をなす互いに軸方向に対し同じ傾斜を有する末広がりローラと先細りローラとのローラ対によって、ロール加工されることを特徴としている。
請求項4に記載の回転電機のステータコアの製造方法では、エッジワイズ曲げ加工は、シート外端部が、シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲げられるように、対をなす互いに軸方向に対し異なる傾斜を有する末広がりローラと先細りローラであって、末広がりローラの傾斜より先細りローラの傾斜の大きなローラ対によって、ロール加工されることを特徴としている。
請求項5に記載の回転電機のステータコアの製造方法では、単純曲げ加工は、シート外端部が、シート外端部のコア板厚方向に反りを生じるように、対をなす互いに軸方向に対し異なる傾斜を有する末広がりローラと先細りローラからなるローラ対であって、末広がりローラの傾斜より先細りローラの傾斜の大きな複数のローラ対を、シート外端部のコア長手方向に整列するとともにコア長手方向に対し互いにオフセットして配置し、複数のローラ対によって、ロール加工されることを特徴としている。
請求項7に記載の回転電機のステータコアでは、シート外端部は、シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲げられて、螺旋状に巻回して円筒状に積層されるときに、シート外端部の外周に割れが生じないことを特徴としている。
これによりコアの強度向上が可能となる。
図1(a)は車両用交流発電機の半断面図であり、(b)はステータコアの平面図であり、(c)は(b)のX−X断面図である。図2はステータコアの製造方法を製造工程順に示した模式図である。図3はステータコアの製造方法の仕上げ工程を示した模式図である。
ローラ対A〜Eおよび巻取芯金41はそれぞれ所定の回転数で回転される。すると、まず、ローラ対Aの各円錐ローラa1、a2は、図4(c)に示すように、それぞれの円錐傾斜面が平行隙間g1を形成しているので、図示するように、鋼板シート11のコア背部5が円錐傾斜面の傾斜角だけ一方側に傾いた傾倒鋼板シート11が形成される。
本実施例のステータコア3の製造方法は、巻取り工程において、鋼板シート11のシート外端部6が、シート外端部6のコア外周側方向に傾きを形成する傾倒曲げ加工と、シート外端部6の長手方向に対しエッジワイズに曲げられるエッジワイズ曲げ加工と、さらに、シート外端部6の板厚方向に反らせる単純曲げ加工との連続した加工工程によって加工された後、ヘリカルに巻回し、円筒状に積層してステータコア3を製造する。
上記実施形態では、本発明の回転電機のステータコア3とその製造方法を車両用交流発電機に適用した場合について説明したが、これに限ることなく、同様のステータコア3を持つ回転電機、例えば、高電圧駆動モータなどに適用してもよい。
3 積層コア(ステータコア)
6 シート外端部
11 鋼板シート
12 磁極ティース
a1、b1、c1、d1、e1 末広がりローラ
a2、b2、c2、d2、e2 先細りローラ
A、B、C、D、E ローラ対
Claims (7)
- 帯状の鋼板シートに磁極ティース形状をプレス成形するプレス工程と、前記プレス成形した前記帯状の鋼板シートのシート外端部を、薄肉化して、螺旋状に巻回して円筒状に積層するステータコアの巻取り工程と、前記ステータコアを径方向ならびに周方向に整列させ、整列した前記シート外端部を溶接して固定する溶接工程と、溶接して固定された前記ステータコアの外径を所定の形状にしごき成形するための仕上げ工程と、からなる回転電機のステータコアの製造方法において、
前記巻取り工程は、
前記シート外端部が、前記シート外端部のコア外周側方向に対し傾きを形成する傾倒曲げ加工と、
かつ、前記シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲がるエッジワイズ曲げ加工と、
さらに、前記シート外端部のコア板厚方向に反りを生じる単純曲げ加工と、
の連続する加工工程によって加工された後、
螺旋状に巻回して円筒状に積層されるステータコアが成形されることを特徴とする回転電機のステータコアの製造方法。 - 帯状の鋼板シートに磁極ティース形状をプレス成形するプレス工程と、前記プレス成形した前記帯状の鋼板シートのシート外端部を、薄肉化して、螺旋状に巻回して円筒状に積層するステータコアの巻取り工程と、前記ステータコアを径方向ならびに周方向に整列させ、整列した前記シート外端部を溶接して固定する溶接工程と、溶接して固定された前記ステータコアの外径を所定の形状にしごき成形するための仕上げ工程と、からなる回転電機のステータコアの製造方法において、
前記巻取り工程は、
前記シート外端部が、前記シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲がるエッジワイズ曲げ加工と、
かつ、前記シート外端部のコア外周側方向に対し傾きを形成する傾倒曲げ加工と、
さらに、前記シート外端部のコア板厚方向に反りを生じる単純曲げ加工と、
の連続する加工工程によって加工された後、
螺旋状に巻回して円筒状に積層されるステータコアが成形されることを特徴とする回転電機のステータコアの製造方法。 - 請求項1または2に記載の回転電機のステータコアの製造方法において、
前記傾倒曲げ加工は、
前記シート外端部が、前記シート外端部のコア外周側方向に対し傾きを形成するように、対をなす互いに軸方向に対し同じ傾斜を有する末広がりローラと先細りローラとのローラ対によって、ロール加工されることを特徴とする回転電機のステータコアの製造方法。 - 請求項1または2に記載の回転電機のステータコアの製造方法において、
前記エッジワイズ曲げ加工は、
前記シート外端部が、前記シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲げられるように、対をなす互いに軸方向に対し異なる傾斜を有する末広がりローラと先細りローラであって、前記末広がりローラの前記傾斜より前記先細りローラの前記傾斜の大きなローラ対によって、ロール加工されることを特徴とする回転電機のステータコアの製造方法。 - 請求項1または2に記載の回転電機のステータコアの製造方法において、
前記単純曲げ加工は、
前記シート外端部が、前記シート外端部のコア板厚方向に反りを生じるように、対をなす互いに軸方向に対し異なる傾斜を有する末広がりローラと先細りローラからなるローラ対であって、前記末広がりローラの前記傾斜より前記先細りローラの前記傾斜の大きな複数のローラ対を、前記シート外端部のコア長手方向に整列するとともに前記コア長手方向に対し互いにオフセットして配置し、
前記複数のローラ対によって、ロール加工されることを特徴とする回転電機のステータコアの製造方法。 - 磁極ティース形状をプレス成形した帯状の鋼板シートを螺旋状に巻回して円筒状に積層するステータコアであって、
前記鋼板シートのシート外端部が、コア外周側方向に対して傾倒し、
かつ、前記シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲がり、
さらに、前記シート外端部のコア板厚方向に反りを生じて、
螺旋状に巻回して円筒状に積層されて、前記各シート外端部が全周において均一に前記コア板厚方向に折れ曲がって整列したコア背部を形成し、
前記各シート外端部の板厚は、前記各シート外端部の同一周長を反りの曲げ加工なしにエッジワイズの曲げ加工により螺旋状に巻回して円筒状に積層する場合よりも、厚いことを特徴とする回転電機のステータコア。 - 請求項6に記載の回転電機のステータコアにおいて、
前記シート外端部は、前記シート外端部のコア長手方向に対しエッジワイズに曲げられて、螺旋状に巻回して円筒状に積層されるときに、前記シート外端部の外周に割れが生じないことを特徴とする回転電機のステータコア。
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