JP6659161B2

JP6659161B2 - 回転電機の分割コア、当該分割コアの製造方法、および回転電機

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Publication number: JP6659161B2
Application number: JP2016050404A
Authority: JP
Inventors: 政洋湯谷; 謙荻野; 達也北野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: JP2017169296A

Description

この発明は回転電機における磁極ティース毎に分割された分割コア、この分割コアの製造方法および分割コアより構成される回転電機に関するものである。

従来から回転電機の固定子用のコアとして分割コアがある。分割コアとは磁極ティース単位毎に分割されるとともに磁性体からなるコアシートを２枚以上積層固定したものである。コアシートはヨーク部とヨーク部から直角方向に延びるティース部、およびティース部の先端部の両側面から延びるシュー部を備えている。このようなコアシートを積層固定してなる分割コアのティース部に銅線やアルミ線を巻回した後、ティース部が円の中心方向に向くように分割コアを円環状に複数個連結することで固定子用のコアが得られる（特許文献１参照）。

特開平７−２９８５２２

上記特許文献１にかかる発明は分割コアで構成される電動機の固定子であり、分割コアは積層されたコアシートのヨーク部の外周側端面とティース部の内周側端面を積層方向にレーザ溶接することで積層固定している。
しかしながら特許文献１による方法で製造された分割コアでは、プレス抜き加工の際のコアシートに付着したプレス油の付着量のばらつき、溶接時のレーザ出力のばらつき、金型の摩耗によるコアシートの破断面のばらつき、更には溶接直前のコアシートの整列状態等による溶接部のビードの幅や深さのばらつきが発生すると考えられる。

溶接部のビードの幅や深さがばらつくことで、回転子からの鎖交磁束により発生する渦電流にばらつきが生じる。更に渦電流を相殺する反磁界もばらつくため、鎖交する磁束量にばらつきが生じるためコギングトルクが増大する問題がある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、金型や溶接機への投資を抑制しつつ、溶接状態のばらつきによるコギングトルクの増大を抑制することができる分割コア、分割コアの製造方法及び回転電機を提供することを目的とする。

この発明にかかる回転電機の分割コアは、ヨーク部と、ヨーク部から直角方向にのびるティース部と、ティース部の先端部の両側面から突出させた２つのシュー部を備えたコアシートと、
コアシートを複数枚積層固定するための溶接ビードを有するものであって、
シュー部における回転方向に対して垂直な端面において凸部と凹部が積層方向において交互に形成され、
溶接ビードは、ヨーク部の外周側端面において２ヶ所設けられ、
ヨーク部の外周側端面における２ヶ所の互いに隣り合う溶接ビード間において、一方の溶接ビードにおける積層方向の一端が溶接されたコアシートと他方の溶接ビードにおける積層方向の他端が溶接されたコアシートとが、同一であるものである。
又この発明にかかる別の回転電機の分割コアは、ヨーク部と、ヨーク部から直角方向にのびるティース部と、ティース部の先端部の両側面から突出させた２つのシュー部を備えたコアシートと、
コアシートを複数枚積層固定するための溶接ビードを有するものであって、
シュー部における回転方向に対して垂直な端面において凸部と凹部が積層方向において交互に形成され、
溶接ビードは２つのシュー部におけるヨーク部に対向する端面に設けると共に、ヨーク部の外周側端面において周方向における中央部分に対して左右１ヶ所ずつ設け、
２ヶ所あるシュー部における溶接ビードが積層方向に千鳥状に配置されると共に、２ヶ所ある外周側端面の溶接ビードが積層方向に千鳥状に配置され、更にティース部を基準として、周方向で同じ側にあるシュー部側の溶接ビードと外周側端面にある溶接ビードが積層方向において千鳥状に配置されているものである。

以上のように構成された分割コアによれば、このような分割コアで構成される固定子を有する回転電機において、磁極ティース数を疑似的に増加させることで、コギングトルクを抑制し、溶接状態のバラツキにより発生するコギングトルクの増大を抑制することができる。

実施の形態１による分割コアを示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。回転電機全体を示す斜視図である。図２における断面Ａに沿う断面図である。回転電機の分解斜視図である。実施の形態１による分割コアの溶接位置を示す斜視図である。実施の形態１による分割コアの溶接位置を示す斜視図である。実施の形態１による分割コアの溶接位置を示す斜視図である。実施の形態１による分割コアの溶接ビード位置を示す図である。実施の形態１による分割コアの溶接ビード位置を示す図である。実施の形態１による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態１による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態１による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態１による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態１による分割コアにおけるコアシートを示す斜視図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。実施の形態１によるコアシートの整列方法を示す斜視図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。実施の形態１によるコアシートの整列方法を示す斜視図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。実施の形態１による分割コア全体を示す斜視図（Ａ）、矢印Ｘ方向から見た端面拡大図（Ｂ）及び断面Ｙに沿う拡大断面図（Ｃ）である。分割コアにおける鎖交磁束を示す一部平面断面図である。分割コアにおける鎖交磁束を示す一部平面断面図である。コアシート２と溶接ビード１２を示す縦断面図である。回転電機における一部断面平面図である。実施の形態２による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態２による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態２による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態２による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態３による分割コアを示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。回転電機における一部断面平面図である。分割コアを示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。分割コアを示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。実施の形態４による分割コアを示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）である。実施の形態４による分割コアを示す正面図である。分割コアを示す正面図である。

実施の形態１．
以下本実施形態にかかる分割コア、および分割コアの製造方法を図に基づいて説明する。図１は実施の形態１による分割コアを示す斜視図であり、図１（Ａ）はティース側から見た斜視図、図１（Ｂ）はヨーク側から見た斜視図である。分割コア１は磁極ティース単位毎に分割されるとともに磁性体からなるコアシート２を２枚以上積層固定して形成されたものである。コアシート２はヨーク部３とヨーク部３から直角方向に延びるティース部４、およびティース部４の先端部の両側面から延びるシュー部５を備えている。

このように構成された分割コア１のティース部４に銅線、あるいはアルミ線からなるコイルを巻回した後、ティース部４が円の中心方向に向くように分割コア１を円環状に複数個連結することで、固定子用の円環コア６が得られる。円環コア６のコイルを結線後、例えばアルミフレーム１００を焼嵌め、または圧入することで固定子７が構成される。アルミフレームの代わりに鉄フレームを用いても良く、更には樹脂で円環コア６と一体的にモールド成形することにより樹脂フレームを構成しても良い。そして固定子７に回転子８を挿入し、連結することで図２、図３、図４に示すような回転電機９が得られる。図２は回転電機全体を示す斜視図、図３は図２における断面Ａに沿う断面図、図４は回転電機の分解斜視図である。

分割コア１のシュー部５は、ティース部４の先端部、つまり円環コア６の内周側の２ヶ所の側面部から左右両方向に向けて突出させたものであり、合計２ヶ所から突出させた突起部である。従ってティース部４の先端部はハの字形状となっている。また周方向に延びるシュー部５の長さはコアシート２の積層方向において所定寸法ごとに異なっており、凸部１０と凹部１１が交互に形成されている。更にティース部４の左右両側の２ヶ所あるシュー部５において凸部１０と凹部１１が交互に位置するように形成されている。即ちシュー部５において、回転電機の回転方向に対して垂直な面をシュー部５の側面とすると、この側面において凸部１０と凹部１１が交互に配置されているものである。

積層方向に隣り合うコアシート２は溶接により固定され、溶接ビード１２が形成されている。図１（Ａ）、（Ｂ）においては、溶接ビード１２はＹＡＧレーザ溶接により積層固定されることによって形成されるものであるが、ＹＡＧレーザ溶接以外には、例えばＴＩＧ溶接などのアーク溶接を用いても良く、あるいはガス溶接等の溶接方法で積層固定してもよい。溶接する場所は、図１（Ａ）、（Ｂ）においては分割コア１の内周側端面及び外周側端面である場合が示されており、各端面の周方向における中央部分となっており、積層方向と同一方向に直線状の溶接ビード１２が内周側端面、および外周側端面に各１本、分割コア１個に対して合計２本の溶接ビード１２が形成されている。なお図５に示すように、分割コア１の積層方向と同一方向となる溶接ビード１２を、内周側端面及び外周側端面であって、周方向における中央部分に対して左右１本ずつ形成しても良い。

即ちこの場合分割コア１個につき合計４本の溶接ビード１２を形成することになる。また図６に示すように、分割コア１の内周側端面においては、図５の場合と同様にして２本の溶接ビード１２を形成するとともに、外周側端面においては、図１（Ｂ）の場合と同様に周方向の中央部分に１本の溶接ビード１２を形成するようにしても良い。即ちこの場合分割コア１個につき合計３本の溶接ビード１２を形成することになる。更には図７に示すように、図６とは反対に、分割コア１の内周側端面においては図１（Ａ）と同様に１本の溶接ビード１２を形成し、外周側端面においては図５と同様に２本の溶接ビード１２を形成してもよい。即ちこの場合分割コア１個につき合計３本の溶接ビード１２を形成することになる。

溶接ビード１２は図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、１本の連続した直線形状で形成することができるが、図８に示すように、直線状の溶接ビード１２が断続的に形成された鎖線形状に形成しても良い。更には図９に示すように、積層方向に隣り合う２枚のコアシート２の境界部を略円形状の点で溶接して、全てのコアシート２を積層固定しても良い。即ちこの場合溶接ビード１２は点線形状となる。あるいは図示しないが、溶接ビード１２を鎖線と点線を組み合わせたような溶接形状で形成してもよい。

図１０〜図１３は本実施形態による分割コア１の製造方法を示す工程図であり、分割コア１の製造は以下の４工程からなる。図１０はコアシート２をプレス成形する第１工程を示す側面図である。例えば電磁鋼板等からなるシート状の磁性体材料１０１からプレス装置１０２によりコアシート２を打ち抜き成形により形成する。打ち抜かれたコアシート２を図１４に示す。図１４（Ａ）はコアシートを示す斜視図、図１４（Ｂ）は同じく平面図である。図１４に示すようにコアシート２を構成する２ヶ所のシュー部５の周方向の長さが、一方は長く他方は短くなっている。即ち長い方がシュー部５ａであり、短い方がシュー部５ｂとなる。

図１１は溶接前にプレス成形して得たコアシート２を積層する第２工程を示す図である。周方向の長さが同一のシュー部５ａが積層方向に重なるようにコアシート２を所定枚数積層する。次にコアシート２を表裏反転させて、積層方向に重なるように所定枚数積層する。即ち表裏反転させることで、シュー部５ｂがシュー部５ａと積層方向に重なった状態で積層される。所定枚数とはコアシート２を１枚以上であって、尚かつ分割コア１を構成するためのコアシート２の必要枚数未満であればよい。なお図１１では簡単のため、所定枚数を５枚とし、５枚ごとに表裏反転させている。またシュー部５ａとシュー部５ｂの積層手順を反対にしてもよい。

図１２は積層されたコアシート２を整列する第３工程を示す図であり、図１２（Ａ）は斜視図、図１２（Ｂ）は平面図である。積層されたコアシート２において、ティース部４の両側面を精度良く整列させるとともに端面も整列させ、次にヨーク部３の端面も整列させる。そして４面に対してブロック１３を押し当てることにより、隣り合うコアシート２の端面を合わす。整列方法として、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）では、コアシート２の端面形状に合った４つのブロック１３を押し当てているが、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒形のシャフト１４をブロック１３の代わりに用いてもよい。また図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、磁石が内包された磁気吸着板１５を２方向のそれぞれに１個ずつ押し当てることによりコアシート２を吸着させて整列させてもよい。

図１３は精度よく整列されたコアシート２を溶接する第４工程を示す斜視図である。コアシート２の整列状態を保ちつつ、ヘッド１６から出力されるＹＡＧレーザで内周側端面及び外周側端面を積層固定する。積層方向に隣り合うコアシート２同士を全て溶接で積層固定することで分割コア１を得ることができる。なお図１３ではＹＡＧレーザ溶接により積層固定しているが、ＹＡＧレーザ溶接以外には例えばＴＩＧなどのアーク溶接、あるいはガス溶接等の溶接方法で積層固定してもよい。

一般的にコアシート２を溶接により積層固定して分割コア１を形成する場合、図１０に示すように、コアシート２をプレス成形により形成するので、コアシート２の積層方向と同一の２面（即ち図１４（Ａ）において表面１１０及び図示されていないが表面１１０に対向する裏面）、およびプレス成形による破断面である端面部（即ち図１４（Ａ）において表面１１０に対して一周に亘って周囲を囲む端面１１１）には、プレス油等の油分が付着していることが多い。油分が付着している場合、溶接部に入射したエネルギーが油分の蒸発熱に変換されてしまい、溶接ビード１２の幅や深さが小さくなってしまい、図１７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、溶接ビード１２の幅及び深さにばらつきが生じる。図１７（Ａ）は分割コア１全体を示す斜視図、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）の矢印Ｘ方向から見た端面拡大図、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）の断面Ｙに沿う拡大断面図である。

またコアシート２のプレス成形を繰り返すことで、プレス成形に用いる金型が摩耗し、プレス成形時の破断面であるコアシート２の端面部の形状や状態が変化する。従って例えばレーザ溶接の場合、レーザを溶接部へ照射した際の反射率が変化したり、焦点のずれが生じることで、プレス油が付着した場合と同様に、溶接ビード１２の幅や深さにばらつきが生じる。さらに、図１２に示す整列が不十分な場合、積層方向に隣り合うコアシート２の端面にずれが生じたり、溶接時に焦点のずれが生じたり、更にはこれら両方を原因とするずれが同時に生じることで、プレス油が付着した場合と同様に、溶接ビード１２の幅や深さにばらつきが生じる。更にはＹＡＧレーザ溶接の場合、発振器の機差によるばらつきや、発振器で発生するレーザ出力のばらつきが生じることで、プレス油が付着した場合と同様に、溶接ビード１２の幅や深さにばらつきが生じる。

図１８に示すように、分割コア１ａに回転子８からの鎖交磁束１７ａが交差することにより、溶接ビード１２部分で渦電流１８ａが発生する。渦電流１８ａが発生すると、それを相殺するための反磁界が発生することで、回転子８からの鎖交磁束１７ａとは反対方向の鎖交磁束１７ｂが発生する。従って回転子８からの鎖交磁束１７ａから反磁界による鎖交磁束１７ｂを差し引いた値が分割コア１ａの鎖交磁束１７ｃとなる。

一方図１９に示すように、図１８に示す分割コア１ａの場合に比べて幅や深さが小さい溶接ビード１２を有する分割コア１ｂの場合、鎖交磁束１７ａにより発生する渦電流１８ｂも小さく、反磁界により発生する鎖交磁束１７ｄが小さくなる。
図２０は、コアシート２と溶接ビード１２を示す縦断面図である。図２０において、左の溶接ビード１２Ａが右の溶接ビード１２Ｂより大きい場合を考える。コアシート２は導電体である電磁鋼板で形成されているが、積層方向と同一の２面には絶縁コーティングが形成されており、この場合、渦電流は溶接ビード内を周回する様に発生する。従って溶接ビード１２が大きい方が周回長が長くなり、渦電流が増大する。
以上より鎖交磁束１７ａから鎖交磁束１７ｄを差し引いた分割コア１ｂの鎖交磁束１７ｅは鎖交磁束１７ｃよりも大きくなり、回転子８により発生する磁気吸引力が大きくなる。以上のように図１８の場合と、図１９の場合とでは、磁気吸引力に差が生じるので、磁気吸引力のばらつきが発生し、回転子８が回転する際のコギングトルクが増大する。

そこで本実施形態による分割コア１を用いて固定子７においてシュー部５に凸部１０と凹部１１を設けることにより、固定子７の磁極ティース数を疑似的に倍増させることができるため、回転子８が回転する際に発生するコギングトルクを抑制できる。一般的にティースの数が増えると磁気吸引力を分散できるので、コギングトルクが減少することが判っている。図２１は本実施形態における動作原理を説明するための回転電機における一部断面平面図である。図２１において、回転子８にある磁石とコイルにより発生する磁界により引っ張り合うことで回転子８が回転する。この場合、シュー部５の長さを変えて凸部１０及び凹部１１を設けることで（図１参照）、磁気吸引力の発生を２回に分散させることが出来る為、固定子７と回転子８とが引っ張り合う際に発生するコギングトルクを分散かつ低減させることが出来る。即ち図２１に示された矢印においては、シュー部５の長さが長い方のシュー部５ａ（凸部１０）と回転子８との間で磁気吸引力が発生し、回転子８は左方向に回転する。次に図２１の状態から少し回転子８が回転した状態では長さが短い方のシュー部５ｂ（凹部１１）と回転子８との間で磁気吸引力が発生し回転子８が回転する。このように磁気吸引力が分散されることとなるので、磁極ティース数を実質的に倍増させるのと同等の効果が得られることになる。

尚図１においては、コアシート２を５枚積層したものを表裏反転させるようにしているが、例えば５枚積層したものの下に４枚積層するようにして、積層する枚数を変えることにより、凸部１０と凹部１１の積層方向における長さを変えるようにしても良い。但し凸部１０と凹部１１の積層方向における長さを同じにしたほうがコギングトルクを有効に減らすことができる。更には図１においては２個の凸部１０を設けると共に、２個の凹部１１を設けるようにして、凸部１０と凹部１１の数を同じにしているが、異ならせるようにしても良い。但しこの場合も凸部１０と凹部１１の数を同じにした方がコギングトルクを有効に減らすことができる。以上より凸部１０と凹部１１の数を同じにするとともに、凸部１０と凹部１１の積層方向における長さを同じすればコギングトルクの減少効果は大きくなる。又図１においては、２個の凸部１０を設けると共に、２個の凹部１１を設けた例について説明しているが、凸部１０及び凹部１１の数は２個に限られない。

上記のように、溶接ビード１２のばらつきにより増大するコギングトルクを抑えることで、溶接のばらつきが発生しても頑健な分割コアを提供することができる。また分割コア１を構成するコアシート２は１種類のみで済むので、金型を例えば一種類だけにすることができ、金型、及び金型を搭載するプレス機の双方を小型化することができる。更にコアシート２の表裏反転作業のみでコギングトルクを抑制する分割コア１を得ることができるため、加工コストの増加を最小限に抑制できる。従って設備コストを安価にすることができ、更には加工コストの低い製造ラインを構築できる。

実施の形態２．
図２２〜図２５は実施の形態２による分割コアの製造方法を示す工程図である。実施の形態２により製造される分割コアは実施の形態１で製造される分割コア１と同一であるが、分割コア１の製造方法が異なる。図２２はコアシート２をプレス成形する第１工程を示す側面図である。この工程は実施の形態１と同一であるため説明は省略する。図２３は溶接前にプレス成形して形成したコアシート２を積層する第２工程を示す斜視図である。周方向の長さが同一のシュー部５ａが積層方向に重なるようにコアシート２を所定枚数積層した後、実施の形態１の分割コア１の製造における第３工程と同様な方法を用いて、ティース部４の両側面を精度良く整列させるとともに端面も整列させ、更にヨーク部３の端面も整列させる。そして４面に対してブロック１３を押し当てることにより、隣り合うコアシート２の端面を合わす。

図２４は整列したコアシート２を溶接する第３工程を示す斜視図である。コアシート２の整列状態を保ちつつ、ヘッド１６から出力されるＹＡＧレーザで内周側端面及び外周側端面を積層固定する。積層方向に隣り合うコアシート２同士を全て溶接で積層固定することで分割コア片１９を得ることができる。図２５は第３工程により得られた分割コア片１９を積層、溶接する第４工程を示す斜視図である。図２２、図２３、図２４に示す第１工程から第３工程を複数回繰り返すことで、複数個の分割コア片１９が得られる。これらの分割コア片１９を、コアシート２の積層方向において表裏反転させて、積層方向に重なるように所定数量積層する。即ち図１１と同様にシュー部５ａの下にシュー部５ｂが位置するように積層することにより、凸部１０と凹部１１が交互になるようにする。
その後図２３に示す第２工程と同様な方法を用いて、４面を精度よく整列する。整列状態を保ちつつ、ヘッド１６から出力されるＹＡＧレーザで、積層方向に隣り合う分割コア片１９おける内周側端面、及び外周側端面部分を再溶接することで分割コア１を得ることができる。

以上のような分割コアの製造方法を採用することにより、実施の形態１と同様に溶接にばらつきが発生しても頑健な分割コアを提供することができる。また設備コストを安価にできるとともに、加工コストを低くすることができる製造ラインを構築できる。更には複数の分割コア片１９を組み合わせることにより、積層高さの異なる複数種類の分割コアをプレス機の段取り等を実施することなく製造できるため、製造リードタイムが短縮して、生産性の優れた製造ラインを構築できる。本実施形態においては、積層枚数の異なる分割コア片を作成し、これら分割コア片を組み合わせることにより、複数種類の分割コアを製造できる。

実施の形態３．
図２６は実施の形態３による分割コアを示す斜視図（Ａ）、（Ｂ）である。実施の形態１に示す分割コア１に対して溶接する場所が異なる。図２６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、外周側端面における溶接の場所は実施の形態１に示す分割コア１と同一であるが、本実施形態においては内周側端面においては溶接することなく、分割コア１ｃを構成するシュー部５における、ヨーク部３に対向する端面において積層方向に溶接されている。分割コア１ｃの製造方法については、実施の形態１および実施の形態２に示す製造方法のどちらでも用いることができる。

実施の形態３に示す分割コア１ｃにおいて、溶接ビード１２から回転子８までの距離が実施の形態１に示す分割コア１よりも長くなるため、鎖交磁束１７により発生する磁気吸引力のばらつきを抑制することができる。図２７は上記動作原理を説明するための回転電機における一部断面平面図である。図２７において、１２Ｃは実施の形態１における溶接ビードの配置場所、１２Ｄは本実施の形態における溶接ビードの配置場所を示している。磁気吸引力は距離の二乗に反比例して小さくなる。従って本実施の形態において、溶接ビード１２Ｄが実施の形態１で示した溶接ビード１２Ｃよりも回転子８から遠くに位置するため、溶接ビードのばらつきにより、渦電流のばらつきが生じても、磁気吸引力のばらつきは小さくなる。従ってコギングトルク及びトルクリップルを抑制できる。尚溶接ビードを回転子８からなるべく遠くに位置するようにするため、例えば溶接ビード１２をティース部の側面中央付近（１２Ｅ）に配置させることも考えられる。しかしこのようにするとコイルを巻回するときに邪魔になるとともに、溶接のバランスも悪くなって強度が落ちるというような弊害が考えられる。そこで図２６、図２７に示すように、分割コア１ｃを構成するシュー部５における、ヨーク部３に対向する端面において積層方向に溶接することが適切である。

なお外周側端面における溶接の場所は、分割コア１ｃの外周側端面の周方向における中央部分に対して左右１本ずつ、合計２ヶ所で溶接することで、溶接により発生する収縮歪みによる分割コア１ｃの歪みを相殺して寸法精度の低下を抑制することができる。このことについて以下に詳細に説明する。図２８、図２９は図５、図６に示した分割コアを採用した場合の収縮する様子を示す斜視図である。図２８、図２９に示すように、溶接ビード１２が熱収縮することで矢印に示す様な力が発生する。従って内周側と外周側の溶接ビード１２の本数（溶接量）がアンバランスの場合、積厚に差異が生じる（即ち図２８では、内周側が強く収縮する為、内周側の積厚が小さく、内周側にお辞儀した様に積層されてしまう）。そこで図２９に示すように、外周側の端面においても合計２箇所で溶接することにより、バランスを取り積厚の差異を無くすことができ、精度良く積層することができる。以上の原理は図２６においてもあてはまることであり、外周側端面においても合計２箇所で溶接することにより、寸法精度の低下を抑制することができる。

実施の形態４．
図３０は実施の形態４による分割コアを示す斜視図であり、図３０（Ａ）はティース側から見た斜視図、図３０（Ｂ）、（Ｃ）はヨーク側から見た斜視図である。実施の形態３に示す分割コア１ｃと比べて溶接ビード１２の形状が異なる。図３０に示すように溶接の場所は、分割コア１ｄを構成する２ヶ所のシュー部５においてヨーク部３に対向する端面に設けると共に、ヨーク部３の外周側端面において周方向における中央部分に対して左右１ヶ所ずつ設け、従って合計４ヶ所を積層方向に溶接する。更に２ヶ所あるシュー部５の溶接ビード１２が、左右の溶接箇所において積層方向に千鳥状に溶接されていると共に、同じく２ヶ所ある外周側端面の溶接ビード１２が、積層方向に千鳥状に溶接されている。さらにティース部４を基準として、周方向で同じ側にあるシュー部５側の溶接ビード１２と外周側端面にある溶接ビード１２が、積層方向において千鳥状に溶接されている。更には隣り合う溶接ビード１２間（例えば図３０（Ｂ）における溶接ビード１２ａと溶接ビード１２ｂの関係）において溶接箇所の最後のコアシート２と溶接箇所の最初のコアシート２が同一になるように溶接されている。即ち図３０（Ｂ）において、溶接ビード１２ａは上から４枚目のコアシート２（溶接箇所の最後のコアシート２）まで溶接しており、溶接ビード１２ｂは上から４枚目のコアシート２（溶接箇所の最初のコアシート２）から溶接している。

図３１は本実施形態に示すような千鳥状溶接部を設けた場合の電流が流れる状態を示す正面図、図３２は実施の形態３に示すような１つづきの直線状溶接部を設けた場合の電流が流れる状態を示す正面図である。図３１に示すように、ｘ側およびｙ側で各１本ずつある千鳥状溶接ビード２０ｘおよび２０ｙは、積層方向と同一方向に互い違いに溶接されているが、千鳥状溶接ビード２０の始点部と終点部において、ｘ側およびｙ側共に溶接されたラップ部２１を有している。ラップ部２１は１枚のコアシート２の端面内で構成されている。従って溶接により隣り合うコアシート２同士を導通してできる導通ループ２２Ａは、図３２に示すように、千鳥状に溶接していない導通ループ２２Ｂと比較して小さくできることから、渦電流損を抑制できる。即ち上述したようにコアシート２は導電体である電磁鋼板で形成されているが、積層方向と同一の２面には絶縁コーティングが形成されており、コアシート２間では電流は流れないので、図３１においては２２Ａに示すような導通ループができる。これに対して図３２では積層方向に溶接ビードが連続して形成されているので、この部分に電流が流れることになり、従って導通ループ２２Ｂが形成されることになる。

以上のように実施の形態４による分割コア１ｄを用いることで、溶接によって上下に隣り合うコアシート２間の電気的導通を寸断できるため、回転子８からの鎖交磁束１７により発生する渦電流１８のループの長さを短くすることができる。従って渦電流損を抑制し、より高効率な回転電機を構成することができる。尚図３０においては、溶接ビード１２を分割コアを構成する２ヶ所のシュー部５においてヨーク部３に対向する端面に設けた場合について説明したが、２ヶ所のシュー部５においてヨーク部３に対向する端面に設ける代わりに、図５に示すように、分割コアの内周側端面において２本の溶接ビードを形成するとともに、各溶接ビードを上記と同様千鳥状に配置するようにしても良い。
又本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１分割コア、２コアシート、３ヨーク部、４ティース部、５シュー部、
１０凸部、１１凹部、１２溶接ビード、１９分割コア片。

Claims

ヨーク部と、上記ヨーク部から直角方向にのびるティース部と、上記ティース部の先端部の両側面から突出させた２つのシュー部を備えたコアシートと、
上記コアシートを複数枚積層固定するための溶接ビードを有する回転電機の分割コアであって、
上記シュー部における回転方向に対して垂直な端面において凸部と凹部が積層方向において交互に形成され、
上記溶接ビードは、上記ヨーク部の外周側端面において２ヶ所設けられ、
上記ヨーク部の外周側端面における２ヶ所の互いに隣り合う上記溶接ビード間において、一方の上記溶接ビードにおける上記積層方向の一端が溶接された上記コアシートと他方の上記溶接ビードにおける上記積層方向の他端が溶接された上記コアシートとが、同一であることを特徴とする回転電機の分割コア。
上記溶接ビードは、２つの上記シュー部における上記ヨーク部に対向する端面にさらに設けられ、
上記シュー部および上記ヨーク部の外周側端面における４ヶ所の上記溶接ビードの内２ヶ所の互いに隣り合う上記溶接ビード間において、一方の上記溶接ビードにおける上記積層方向の一端が溶接された上記コアシートと他方の上記溶接ビードにおける上記積層方向の他端が溶接された上記コアシートとが、同一であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の分割コア。
上記溶接ビードは、上記分割コアの内周側端面に２ヶ所設けられ、
上記分割コアの内周側端面および上記ヨーク部の外周側端面における４ヶ所の上記溶接ビードの内２ヶ所の互いに隣り合う上記溶接ビード間において、一方の上記溶接ビードにおける上記積層方向の一端が溶接された上記コアシートと他方の上記溶接ビードにおける上記積層方向の他端が溶接された上記コアシートとが、同一であることを特徴とする請求項１に記載の回転電機の分割コア。
上記シュー部における上記ヨーク部に対向する端面において上記積層方向に亘り上記溶接ビードが配置されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の分割コア。
上記分割コアの内周側端面において上記積層方向に亘り配置された上記溶接ビードの数と上記分割コアの外周側端面において上記積層方向に亘り配置された上記溶接ビードの数が同じであることを特徴とする請求項１記載の回転電機の分割コア。
上記シュー部における上記ヨーク部に対向する端面において上記積層方向に亘り配置された上記溶接ビードの数と、
上記分割コアの外周側端面において上記積層方向に亘り配置された上記溶接ビードの数が同じであることを特徴とする請求項４に記載の回転電機の分割コア。
ヨーク部と、上記ヨーク部から直角方向にのびるティース部と、上記ティース部の先端部の両側面から突出させた２つのシュー部を備えたコアシートと、
上記コアシートを複数枚積層固定するための溶接ビードを有する回転電機の分割コアであって、
上記シュー部における回転方向に対して垂直な端面において凸部と凹部が積層方向において交互に形成され、
上記溶接ビードは２つの上記シュー部における上記ヨーク部に対向する端面に設けると共に、上記ヨーク部の外周側端面において周方向における中央部分に対して左右１ヶ所ずつ設け、
２ヶ所ある上記シュー部における上記溶接ビードが上記積層方向に千鳥状に配置されると共に、２ヶ所ある上記外周側端面の上記溶接ビードが上記積層方向に千鳥状に配置され、更に上記ティース部を基準として、周方向で同じ側にある上記シュー部側の上記溶接ビードと上記外周側端面にある上記溶接ビードが上記積層方向において千鳥状に配置されていることを特徴とする回転電機の分割コア。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機の分割コアの製造方法であって、上記コアシートを１種類で構成し、上記２つのシュー部のうち一方のシュー部を短く構成するとともに他方のシュー部を長く構成し、
長さが同一の上記シュー部が上記積層方向に重なるように上記コアシートを所定枚数積層するとともに、次の段階では上記積層されたコアシートとは表裏の関係が逆になるように反転させて、更に長さが同一の上記シュー部が上記積層方向に重なるように所定枚数積層し、上記積層されたコアシート全体を溶接することにより、上記凸部と上記凹部を形成するようにしたことを特徴とする回転電機の分割コアの製造方法。
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の分割コアが円環状に複数個連結された円環コアを有する固定子を備えたことを特徴とする回転電機。