JP5873420B2

JP5873420B2 - ロータコアの製造方法

Info

Publication number: JP5873420B2
Application number: JP2012262305A
Authority: JP
Inventors: 原　徹; 原　　徹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: JP2014110646A

Description

本発明は、スキューされて形成された誘導電動機のロータコア及びその製造方法に関する。

従来、かご形ロータの表面に近い内部に、軸方向の一方端から他方端まで明けられ、ロータバーを挿入するための孔が、軸方向の長さの中央部で回転軸の軸線に対して、同じ角度で、且つ同じ側に折れ曲がり、二等辺三角形の２つの等辺をなしてスキューされて形成されていることを特徴とする回転電機のロータコアが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭４９−０２６９０２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、Ｖ字又はＷ字状にスキューするため、製造治具に、鉄心位置決め用のキーをＶ字又はＷ字状に製作する必要があり、製造治具が複雑になる、という問題がある。また、抜きカシメで製作する場合、Ｗ字状にスキューされたコア幅の大きいロータコアをカシメ接合により製造するための、ストロークの大きいプレス機を用意しなければならない、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な製造治具で製造することができ、製造のためにストロークの大きいプレス機を必要としないロータコア及びその製造方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外縁部に設けられた複数のスロットと、前記スロットと軸孔との間に設けられて所定の周方向に沿った曲線部を含む凹部であるスキューカシメ部とを有するコアプレートを、前記スキューカシメ部が既に積層された他のコアプレートの前記スキューカシメ部に重なるように前記他のコアプレートに重ね、前記コアプレート１枚毎に所定のスキュー角ずつ前記所定の周方向にスキューさせながら１枚積層する毎にカシメ接合し、所定の枚数積層して円柱状の第１の単位コアブロックを製造する工程と、前記第１の単位コアブロックの製造工程と同様の製造工程で第２の単位コアブロックを製造する工程と、前記第２の単位コアブロックを、天地を逆にして前記第１のコアブロックに重ね、重ねられた端部のコアプレートのスロット同士が一致するように該第２の単位コアブロックを第１のコアブロックに位置合せする工程と、前記第１、第２の単位コアブロックのスロット内に溶融導体を鋳込み、固化させて導体バーを形成することにより該第１、第２の単位コアブロック同士を接続する工程と、を含み、前記第１、第２の単位コアブロックの重ねられた端部のコアプレートのスロット同士の位置合せは、該第１、第２の単位コアブロックに夫々形成された軸方向の複数のストレート孔に、位置決めピンを貫通させることにより行なわれ、前記位置決めピンはロータコアの完成後に抜き取られることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な製造治具で製造することができ、製造のためにストロークの大きいプレス機を必要としないロータコア及びその製造方法が得られる。

図１は、本発明に係るロータコアの実施の形態のコアプレートを示す平面図である。図２は、実施の形態のコアプレートを所定のスキュー角で積層する工程を示す斜視図である。図３は、実施の形態のロータコアの単位コアブロックを示す斜視図である。図４は、実施の形態のロータコアを示す斜視図である。

以下に、本発明に係るロータコア及びロータコアの製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明に係るロータコアの実施の形態のコアプレートを示す平面図であり、図２は、実施の形態のコアプレートを所定のスキュー角で積層する工程を示す斜視図であり、図３は、実施の形態のロータコアの単位コアブロックを示す斜視図であり、図４は、実施の形態のロータコアを示す斜視図である。

図１に示すように、実施の形態のコアプレート１１は、帯状の珪素鋼板（例えば、板厚ｔ＝０．５ｍｍ：板厚は、通常、ｔ＝０．２ｍｍ、０．３５ｍｍ、０．５ｍｍ等が用いられる）をプレス打抜きして円形に形成され、中心部に軸孔１１ｅが打抜かれ、外縁部には、複数（例えば、４４個）の放射状のスロット１１ａが周方向に等間隔に打抜かれている。スロット１１ａの内側には、コアプレート１１をスキューさせながら積層するための複数（例えば、４個）のスキューカシメ部（凹部）１１ｂと、複数（例えば、４個）のピン孔１１ｃが設けられている。

図３に示すように、実施の形態の第１の単位コアブロック２１は、板厚ｔ（例えば、ｔ＝０．５ｍｍ）のコアプレート１１をｎ枚（例えば、ｎ＝５０）積層して、コア幅Ｈ_ｎ（例えば、Ｈ_ｎ＝０．５ｍｍ×５０枚＝２５ｍｍ）に形成されている。なお、コア幅Ｈ_ｎは、Ｈ_ｎ＝５０ｍｍ等としてもよい。

図３に示すように、第１の単位コアブロック２１は、上端部（例えば、５０枚目）のコアプレート１１が、下端部（１枚目）のコアプレート１１に対して、１スロット１１ａ分（スキュー角θ_ｎ＝３６０°／４５＝８°）、時計回り方向にスキューされる。上端部のコアプレート１１のスキュー角θ_ｎは、必ずしも、１スロット１１ａ分とする必要はなく、１スロット１１ａ分より小さくても大きくてもよい。

上記のスキュー角θ_ｎ（＝８°）を達成するために、コアプレート１１の積層数１枚当たりのスキュー角θ_１は、時計回り方向に、８°／５０＝０．１６°となっている。そのため、図１に示すように、スキューカシメ部（凹部）１１ｂは、コアプレート１１の１枚毎に、反時計回り方向に、θ_１＝０．１６°ずつスキューされて形成されるように、プレス機が設定されている。ピン孔１１ｃも、コアプレート１１の１枚毎に、反時計回り方向に、θ_１＝０．１６°ずつスキューさせて形成している。

図２に示すように、第１の単位コアブロック２１は、外縁部に複数のスロット１１ａが設けられたコアプレート１１のスキューカシメ部（凹部）１１ｂを、既に積層された下側のコアプレート１１のスキューカシメ部（凹部）１１ｂに重ねることにより、１枚毎に所定のスキュー角θ_１（例えば、θ_１＝０．１６°）ずつ所定の周方向（例えば、時計回り方向）にスキューさせながら、スキューカシメ部（凹部）１１ｂをカシメて、カシメ接合し、所定の枚数（例えば、５０枚）積層して円柱状に形成される。

このとき、各コアプレート１１のピン孔１１ｃは、コアプレート１１の１枚毎に、反時計回り方向に、θ_１＝０．１６°ずつスキューされているので、コアプレート１１の時計回り方向のスキューされた積層により、ストレート孔１１ｄを形成する。

第２の単位コアブロック２２は、第１の単位コアブロック２１の製造工程と同様の製造工程で製造される。また、図４に示すように、ロータコア３１は、第２の単位コアブロック２２を、天地を逆にして第１の単位コアブロック２１に重ね、重ねられた端部のコアプレート１１のスロット１１ａ同士が一致するように、第２の単位コアブロック２２を第１の単位コアブロック２１に位置合せする。

この位置合わせは、第１、第２の単位コアブロック２１、２２に夫々形成された軸方向の複数のストレート孔１１ｄに、位置決めピン１３を貫通させることにより行なうことができる。

コアプレート１１の素材である帯状の珪素鋼板の幅方向一側と他側に板厚偏差があると、打抜かれたコアプレート１１の一側と他側にも板厚偏差があり、コアプレート１１を積層した第１、第２の単位コアブロック２１、２２の一側と他側にもコア幅偏差が発生する。このようなとき、第１、第２の単位コアブロック２１、２２を、互いに１８０°位相をずらして重ねることにより、ロータコア３１のコア幅偏差をなくすことができる。

複数のストレート孔１１ｄに位置決めピン１３を貫通させて位置合わせされた第１、第２の単位コアブロック２１、２２のスロット１１ａ内に溶融導体（例えば、アルミニウム系金属）を鋳込み、固化させて導体バー１５を形成することにより、第１、第２の単位コアブロック２１、２２同士を接続すれば、実施の形態のＶ字スキュー型のロータコア３１が完成する。なお、ロータコア３１の両端部には、各導体バー１５を互いに接続する導体エンドリングが鋳造される。また、位置決めピン１３は、ロータコア３１の完成後に抜き取る。

さらに、第１の単位コアブロック２１と同様にして形成された第３の単位コアブロック（図示せず）を、第２のコアブロック２２に位置合せして重ね、スロット１１ａ内に溶融導体を鋳込み、固化して導体バー１５を形成することにより、第２、第３の単位コアブロック同士を接続すれば、第１の単位コアブロック２１のコア幅Ｈ_ｎの３倍のコア幅のロータコア（３１）が得られる。

また、第１の単位コアブロック２１と同様にして形成された第４の単位コアブロック（図示せず）を、第３の単位コアブロックに天地を逆にして位置合わせして重ね、スロット１１ａ内に溶融導体を鋳込み、固化して導体バー１５を形成することにより、第３、第４の単位コアブロック同士を接続すれば、第１の単位コアブロック２１のコア幅Ｈ_ｎの４倍のコア幅のＷ字スキュー型のロータコア（３１）が得られる。

以上説明したように、実施の形態のロータコア及びロータコアの製造方法によれば、コア幅違いのロータコアを製造するとき、１種類の単位コアブロックを積重ねることによって対応することができ、生産性が向上する。また、コア幅の大きいロータコアをカシメ接合により製造するための、ストロークの大きいプレス機を用意する必要がない。

１１コアプレート、１１ａスロット、１１ｂスキューカシメ部、１１ｃピン孔、１１ｄストレート孔、１１ｅ軸孔、１３位置決めピン、１５導体バー、２１第１の単位コアブロック、２２第２の単位コアブロック、３１ロータコア。

Claims

外縁部に設けられた複数のスロットと、前記スロットと軸孔との間に設けられて所定の周方向に沿った曲線部を含む凹部であるスキューカシメ部とを有するコアプレートを、前記スキューカシメ部が既に積層された他のコアプレートの前記スキューカシメ部に重なるように前記他のコアプレートに重ね、前記コアプレート１枚毎に所定のスキュー角ずつ前記所定の周方向にスキューさせながら１枚積層する毎にカシメ接合し、所定の枚数積層して円柱状の第１の単位コアブロックを製造する工程と、
前記第１の単位コアブロックの製造工程と同様の製造工程で第２の単位コアブロックを製造する工程と、
前記第２の単位コアブロックを、天地を逆にして前記第１のコアブロックに重ね、重ねられた端部のコアプレートのスロット同士が一致するように該第２の単位コアブロックを第１のコアブロックに位置合せする工程と、
前記第１、第２の単位コアブロックのスロット内に溶融導体を鋳込み、固化させて導体バーを形成することにより該第１、第２の単位コアブロック同士を接続する工程と、
を含み、前記第１、第２の単位コアブロックの重ねられた端部のコアプレートのスロット同士の位置合せは、該第１、第２の単位コアブロックに夫々形成された軸方向の複数のストレート孔に、位置決めピンを貫通させることにより行なわれ、前記位置決めピンはロータコアの完成後に抜き取られることを特徴とするロータコアの製造方法。
前記第１、第２の単位コアブロックは、互いに１８０°位相をずらして重ねられることを特徴とする請求項１に記載のロータコアの製造方法。