JP4523609B2 - 回転電機の固定子の製造方法 - Google Patents
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Description
この従来の第2の固定子鉄心の製造方法では、帯状体束を円筒状に曲げる際に、帯状体束の両端部付近の曲がりが他の部分より小さくなり、曲げられた帯状体束の端面同士の突き合わせ面が一致しなくなる。そして、曲げられた帯状体束の端面同士の突き合わせ面を強制的に一致させて溶接すると、固定子鉄心の真円度が悪化してしまう。
また、従来の第3の固定子鉄心では、帯状体の全体を円筒状に曲げる工程に先立って、帯状体束の両端部を所定の曲率に曲げているが、十分な真円度が得られていない。
さらに、簡易な設備で、固定子鉄心の真円度を高めることができる回転電機に適用される固定子の製造方法を得ることを目的とする。
図1はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機を示す断面図、図2はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子を示す斜視図である。図3はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子鉄心を構成する帯状磁性薄板の打ち抜き工程を説明する図、図4はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造過程で得られる帯状磁性薄板の積層体を示す斜視図、図5はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造過程で得られる固定子鉄心を示す斜視図、図6はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子鉄心への固定子巻線の巻装を説明する図、図7はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子鉄心の真円度補正工程を説明する図、図8は固定子鉄心の真円度補正工程におけるコレット動作を説明する図、図9はこの発明の実施の形態1に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子を真円度補正装置にセットした状態を説明する断面図である。
まず、帯状磁性薄板20が圧延鋼板からプレス加工機(図示せず)により打ち抜かれる。この帯状磁性薄板20は、図3に示されるように、長方形の平面形状を有し、ティース部20aがコアバック部20cから幅方向一側に延出して長さ方向に所定のピッチで形成されている。そして、スロット部20bが帯状磁性薄板20の幅方向一側に開口するように、ティース部20a間に形成されている。また、長さ方向の両端部のティース部20aの幅は、他のティース部20aの幅の半分となっている。この帯状磁性薄板20の長さは、固定子鉄心11の周方向長さに一致している。
そして、円筒状に曲げられた積層体21の両端面を突き合わせ、例えばレーザ溶接により溶接一体化し、図5に示される円筒状の固定子鉄心11Aを得る。図5中、符号23は固定子鉄心11Aの突き合わせ溶接部を示している。また、帯状磁性薄板20のティース部20aが積層方向(軸方向)に重ねられてティース11aを構成し、スロット部20bが積層方向に連なってスロット11bを構成し、コアバック部20cが積層方向に重ねられてコアバック11cを構成する。
ここで、真円度補正工程における固定子鉄心11Aの保持装置は、図8に示されるように、アーバー25と、コレット26と、を備えている。アーバー25は、外周面が僅かに傾斜する切頭円錐体に作製され、軸方向に移動可能に構成されている。コレット26は、外周面を真円度の高い円筒面とし、かつ内周面をアーバー25の外周面の傾斜角度と等しい切頭円錐面とする厚肉円筒体を、周方向に6等分割して構成されている。このコレット26は、アーバー25に外嵌状態に装着され、軸方向の移動を規制された状態でアーバー25を軸方向に移動させることにより、各分割片26aが径方向に移動する。
そして、真円度補正工程の終了後、コレット押さえ27a,27bおよび固定子押さえ28a,28bを外し、アーバー25を矢印B方向と逆方向に移動させ、真円度補正された固定子10を真円度補正装置から取り外す。
図10の(a)から、積層体21を円筒状に曲げ加工して得られた固定子鉄心11Aの内周面は、歪みが生じて、十分な真円度が得られていないことが分かる。一方、図10の(b)から、真円度補正を施した固定子鉄心11の内周面は、真円度100μm以下の高い真円度が得られていることが分かる。つまり、本真円度補正を行うことで、高い真円度の固定子(固定子鉄心)を得ることができる。
まず、フロントブラケット2およびリヤブラケット3の開口端面の内周側縁部には、突き合わせ軸端面2a,3aおよび嵌合周面2b、3bからなる嵌合部が形成されている。突き合わせ軸端面2a,3aは、シャフト4の軸心と直交する平面と平行な平坦面に、かつシャフト4と同軸に環状に形成されている。また、嵌合周面2b、3bは、突き合わせ軸端面2a,3aの外周部にシャフト4と同軸の円筒面に形成されている。
また、積層された帯状磁性薄板20の溶接工程が真円度補正処理に先だって行われる。つまり、溶接に起因して真円度の低下した固定子鉄心11Aに対して真円度補正処理が施されるので、溶接に起因する真円度の低下の影響を受けることなく、高い真円度の固定子鉄心11を得ることができる。
また、上記実施の形態1では、一対の整形ローラ29を用いるものとしているが、整形ローラ29の数がこれに限定されるものではない。
また、上記実施の形態1では、5条の薄板連結溶接部22を設けて積層された帯状磁性薄板20を一体化しているが、薄板連結溶接部22の数や位置はこれに限定されるものではない。
また、上記実施の形態1では、コレット26が6つの分割片26aに分割構成されているものとしているが、コレットの分割数もこれに限定されるものではない。
上記実施の形態1では、所定枚数の帯状磁性薄板20を積層、一体化して直方体の積層体21を作製し、その後積層体21を円筒状に曲げ、円筒状に曲げられた積層体21の端面を突き合わせて溶接一体化して固定子鉄心11Aを作製するものとしている。
この実施の形態2では、図12に示されるように、長尺の帯状磁性薄板20Aを湾曲させて重ね巻きし、溶接一体化して円筒状の固定子鉄心を作製している。そして、このように作製された固定子鉄心に固定子巻線を巻装した後、上記実施の形態1と同様に、真円度補正処理を施している。
また、長尺の帯状磁性薄板20Aを螺旋状に重ね巻きする場合、大きな引っ張り力が帯状磁性薄板20Aの外周部に加わり、積層後に帯状磁性薄板20A間に隙間を発生しやすい。しかし、帯状磁性薄板20Aを螺旋状に重ね巻きして作製された固定子鉄心に対して真円度補正処理を施しているので、帯状磁性薄板20A間の隙間を解消しつつ、真円度が高められる。従って、しごき加工などが不要となり、しごき加工に起因するケースとの嵌合面におけるだれの発生が防止され、ケースに固定子鉄心を同軸的に支持できる。
上記実施の形態1では、所定枚数の帯状磁性薄板20を積層、一体化して直方体の積層体21を作製し、その後積層体21を円筒状に曲げ、円筒状に曲げられた積層体21の端面を突き合わせて溶接一体化して固定子鉄心11Aを作製するものとしている。
この実施の形態3では、図13に示されるように、圧延鋼板から打ち抜かれた円環状の磁性薄板20Bを所定枚積層し、溶接一体化して円筒状の固定子鉄心を作製している。そして、このように作製された固定子鉄心に固定子巻線を巻装した後、上記実施の形態1と同様に、真円度補正処理を施している。
従って、この実施の形態3においても、上記実施の形態1と同様の効果が得られる。
Claims (3)
- 磁性薄板を積層して作製され、内周側に開口するスロットが周方向に並んで多数形成された円筒状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する回転電機の固定子の製造方法において、
上記積層された磁性薄板の積層方向の一端側から他端側に至るように溶接して積層された該磁性薄板を連結一体化して円筒状の固定子鉄心を作製する工程と、
円筒状の固定子鉄心の内周面を、円筒面を周方向に複数に分離した形状の曲面で径方向外方に加圧して保持装置に該固定子鉄心を保持する工程と、
上記固定子鉄心を保持した状態で、円環状の押さえ部を上記固定子鉄心の軸方向両端面の外周部に面接触状態に当接させて上記固定子鉄心の軸方向移動を規制し、上記保持装置を上記円筒面の軸心周りに回転させつつ、上記円筒面の軸心と平行な回転軸周りに回転可能な整形ローラを上記固定子鉄心の外周面の軸方向両端部に押圧して、該固定子鉄心の内周面および外周面の軸方向両端部を同時に圧縮塑性変形して、該固定子鉄心の内周面および外周面の軸方向両端部の真円度を高め、かつ該固定子鉄心の外周面の軸方向両端部の同軸度を確保する工程と、を備えていることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。 - 上記円筒状の固定子鉄心を作製する工程において、上記磁性薄板を積層して直方体の積層体を作製し、該積層体の積層方向の一端側から他端側に至るように溶接して積層された該磁性薄板を連結一体化する工程と、
積層された上記磁性薄板が連結一体化された上記積層体を円筒状に曲げ、曲げられた該積層体の端面を突き合わせて溶接一体化する工程と、を備えていることを特徴とする請求項1記載の回転電機の固定子の製造方法。 - 上記固定子巻線を積層された上記磁性薄板が連結一体化された上記積層体に装着した後、該積層体を円筒状に曲げることを特徴とする請求項2記載の回転電機の固定子の製造方法。
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