JPH05168178A - 回転電機の固定子鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁束通過面積を均等にする。積層長さを均一
にする。外周形状を円筒形に近くする。 【構成】 鉄心抜板１１の円形外周上にＸ個の固着用切
欠き２とＹ個の直線切欠き３とを設け、且つ、各鉄心抜
板１１の円形内周上にＺ個の固定子スロット４を設け、
ＸとＹとＺを、Ｚ／（Ｘ＋Ｙ）＝自然数となる値に定
め、３６０／（Ｘ＋Ｙ）度の等角度ピッチで前記固着用
切欠き２と直線切欠き３とを鉄心抜板１１の円形外周上
にそれぞれ均等に配し、さらに、各鉄心抜板１１を１枚
ごとに｛３６０／(Ｘ＋Ｙ)｝度またはその倍数度ずつ回
転させて積層し、固着用切欠き２を利用して固着する。 【効果】 歩留り，磁気特性，冷却性，生産性，振動
性，騒音性を改善することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、回転電機の固定子鉄
芯に関し、さらに詳しくは、歩留り，磁気特性，冷却
性，生産性，振動性，騒音性を向上しうる回転電機の固
定子鉄心に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４〜図１２は、従来の固定子鉄心を示
す図である。図４において、１は、鉄心抜板である。２
は、この鉄心抜板１の外周上に設けられた積層後の固着
用切欠きである。３は、同じく鉄心抜板１の外周上に設
けられた直線切欠きである。４は、所要枚数の鉄心抜板
１を積層固着後、固定子巻線を挿入するための固定子ス
ロットである。

【０００３】Ｄは、鉄心抜板１の円形外周部の直径であ
る。Ｌ１は、固定子スロット４の最深部から円形外周ま
での寸法を表わす円形部のコアバック長である。Ｌ２
は、固着用切欠き２の深さである。Ｌ３は、直線切欠き
３の深さである。Ｌ４は、固定子スロット４の最深部か
ら直線切欠きまでの寸法を表わす直線切欠き部のコアバ
ック長である。Ｌ４＝（Ｌ１−Ｌ３）の関係がある。

【０００４】図５は、鉄心抜板１を、切欠き２，３及び
スロット４が全く同じ位置にくるようにして、所要枚数
を積んだ状態を示している。この状態で固着し、固定子
鉄心１０とする。Ｔは、固定子鉄心１０の長さである。

【０００５】図６〜図８は、鉄心抜板１の固着用切欠き
２の使用法の例示図である。図６は、固着用ストラップ
金具５の斜視図である。図７は、固着用切欠き２に、固
着用ストラップ金具５を挿入して、圧縮治具６で固着用
ストラップ金具５を圧縮変形させ、積層した所要枚数の
鉄心抜板１を固着する過程を示す。図８は、固着用スト
ラップ金具５が圧縮変形して、固着用切欠き２の内面に
密着したところを示す。鉄芯抜板１の周囲の全ての固着
用切欠き２に同じ作業を行うことにより、固定子鉄心１
０が完成する。

【０００６】図９は、鉄心抜板１の材料取りの一例を示
す図である。７は、幅Ｗ１の帯状電気鋼板である。この
電気鋼板７から、直径Ｄ，直線切欠き３の深さがＬ３の
鉄心抜板１を、２列に材料取りする。Ｗ２は、長手方向
の送りピッチである。８（ハッチング部）は、材料の廃
却部分である。

【０００７】直線切欠き３の切欠き深さＬ３を大きくす
ると、材料の歩留りが良くなる。しかし、磁束通過面積
は、固定子鉄芯１０の円形外周部では（Ｌ１×Ｔ）であ
るが、直線切欠き３では（Ｌ４×Ｔ）＝（（Ｌ１−Ｌ
３）×Ｔ）となり、切欠き深さＬ３の分だけ小さくな
る。磁束通過面積は、全周均一であることが望ましく、
不均一の程度が大きくなる程、回転電機の特性が悪化す
る。つまり、直線切欠き３の切欠き深さＬ３を大きくす
ると、回転電機の特性が悪化する。このため、切欠き深
さＬ３は、あまり大きくできないのが実情である。

【０００８】図１０は、図９の断面Ａ−Ａである。帯状
電気鋼板は、板厚偏差を持っている。ｔ１，ｔ２，ｔ３
は、帯状電気鋼板７の左端，中央，右端の各部の厚さを
示す。この図の例では、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３の関係があ
る。従って、この帯状電気鋼板から得た鉄心抜板１は、
板厚偏差を持っている。

【０００９】図１１は、板厚偏差のある鉄心抜板１を、
方向をそろえて積層したところを示す図である。Ｔ１は
積層後の最小長さ、Ｔ２は最大長さを示す。この最小長
さＴ１と最大長さＴ２の差が大きいと、特性が悪化した
り、後の固定子巻線工程等に支障が出る。なお、図５の
長さＴは、実際には平均長さ（Ｔ１＋Ｔ２）／２を表す
ことになる。

【００１０】図１２は、図５または図１１の固定子鉄心
１０を、円筒形フレーム９の中に押し込んだところを示
す図である。

【００１１】回転電機の運転時に発生した熱の多くは、
固定子鉄心１０から円筒形フレーム９へ熱伝導により伝
わる。そして、周りの大気に放出されることで回転電機
の冷却が行われる。ところが、直線切欠き３では、固定
子鉄心１０と円筒形フレーム９の間に隙間ができ、熱伝
導が悪くなる。よって、冷却効果も悪くなる。

【００１２】また、この隙間の部分では円筒形フレーム
９が浮いているので、前記コアバックの磁束が不均一な
こととの相乗効果により、振動や騒音が発生する。

【００１３】他の従来の回転電機の固定子鉄心として
は、例えば実開昭５７−３１０４１号公報や，特開昭５
８−１５４４１号公報や，特開昭５９−９２７３７号公
報において開示のものがある。

【００１４】実開昭５７−３１０４１号公報に開示の回
転電機の固定子鉄心は、鉄芯抜板の直線切欠き深さを縦
と横で変えると共に、各鉄芯抜板を９０°または１２０
°ずつずらせて積層したものである。積層後の形状は、
図１３のようになる。しかし、磁束通過面積は、円形部
と直線切欠き部分で異なり、不均等である。また、円筒
形フレームにこの固定子鉄心を押し込んだ場合、図１３
の例ではＡ１〜Ａ４の４箇所に隙間ができる。従って、
磁気特性，冷却性，生産性，振動性，騒音性の問題があ
る。

【００１５】特開昭５８−１５４４１号公報に開示の回
転電機の固定子鉄心は、角を切り欠いた正方形の鉄芯抜
板を４５°ずつずらせて積層したものである。積層後の
形状は、図１４のようになる。しかし、固定子鉄芯の外
周形状が複雑な形状であり、山部と谷部でコアバック長
が異なり、磁束通過面積が不均等になる。また、円筒形
フレームを使うことが出来ない。従って、磁気特性，冷
却性，生産性の問題がある。

【００１６】特開昭５９−９２７３７号公報に開示の回
転電機の固定子鉄心は、磁気異方性のある円形の鉄芯抜
板を磁気特性の優れた方向を４５°〜９０°または６０
±１５°ずつずらせて積層したものである。しかし、外
周に直線切欠きを有していないため、材料の歩留りが悪
くなる問題がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
回転電機の固定子鉄心は、歩留り，磁気特性，冷却性，
生産性，振動性，騒音性のいずれかの問題があった。そ
こで、この発明は、上記の問題を解決することが出来る
回転電機の固定子鉄芯を提供するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この発明の回転電機の固
定子鉄心は、略中空円板状の鉄芯抜板を所要枚数積層し
固着し略中空円筒状とした回転電機の固定子鉄心におい
て、各鉄心抜板の円形外周上にＸ個の固着用切欠きとＹ
個の直線切欠きとを設け、且つ、各鉄心抜板の円形内周
上にＺ個の固定子スロットを設け、ＸとＹとＺを、Ｚ／
（Ｘ＋Ｙ）＝自然数となる値に定め、３６０／（Ｘ＋
Ｙ）度の等角度ピッチで前記固着用切欠きと直線切欠き
とを鉄心抜板の円形外周上にそれぞれ均等に配し、さら
に、各鉄心抜板を１枚ごとに｛３６０／(Ｘ＋Ｙ)｝度ま
たはその倍数度ずつ回転させて積層し、前記固着用切欠
きを利用して固着したことを特徴とするものである。

【００１９】

【作用】本発明の回転電機の固定子鉄心では、Ｚ／（Ｘ
＋Ｙ）＝整数となるＸ，Ｙ，Ｚの値を選定する。そし
て、３６０／（Ｘ＋Ｙ）度のピッチで固着用切欠きと直
線切欠きとを鉄心抜板の円形外周上にそれぞれ均等に配
する。さらに、１枚ごとに｛３６０／(Ｘ＋Ｙ)｝度また
はその倍数度ずつ回転させて各鉄心抜板を積層する。

【００２０】このことにより、直線切欠きを外周上に均
等に分布させることができるから、磁束通過面積が均等
になる。また、積層長さもほぼ均一となる。さらに、外
周形状が円筒形に近くなるため、円筒形フレームとの隙
間が小さくなり、熱伝導性が均一化され、特性が向上す
る。また、振動や騒音の発生を防げる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
図１において、１１は、鉄心抜板である。２は、この鉄
心抜板１１の外周上に設けられた積層後の固着用切欠き
である。３は、同じく鉄心抜板１１の外周上に設けられ
た直線切欠きである。４は、所要枚数の鉄心抜板１１を
積層固着後、固定子巻線を挿入するための固定子スロッ
トである。

【００２２】Ｄは、鉄心抜板１１の円形外周部の直径で
ある。Ｌ１は、固定子スロット４の最深部から円形外周
までの寸法を表わす円形部のコアバック長である。Ｌ２
は、固着用切欠き２の深さである。Ｌ３は、直線切欠き
３の深さである。Ｌ４は、固定子スロット４の最深部か
ら直線切欠きまでの寸法を表わす直線切欠き部のコアバ
ック長である。Ｌ４＝（Ｌ１−Ｌ３）の関係がある。ま
た、Ｌ３≧Ｌ２としてある。

【００２３】固着用切欠き部２の数Ｘは、８（個）であ
る。直線切欠き３の数Ｙは、４（個）である。固定子ス
ロット４の数Ｚは、３６（個）である。Ｚ／（Ｘ＋Ｙ）
＝３６／（８＋４）＝３＝整数である。３６０／（Ｘ＋
Ｙ）＝３６０／（８＋４）＝３０度であり、３０度ピッ
チで固着用切欠き２と直線切欠き３とを鉄心抜板１１の
円形外周上にそれぞれ均等に配してある。

【００２４】図２に示すように、３６０／（Ｘ＋Ｙ）＝
３６０／（８＋４）＝３０度の倍数である６０度（倍率
ｍ＝２）ずつずらせながら６枚の鉄心抜板１１を積む。
図２において、最初の１枚の鉄心抜板１１を１１−１、
その後、上へ積み上げる２枚目，３枚目，４枚目，‥‥
の鉄心抜板１１を１１−２，１１−３，１１−４，‥‥
とする。図中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、直線切欠き３がどの
ような配置になるか理解し易いようにつけた符号であ
る。

【００２５】図３は、図２のように積層した固着前の固
定子鉄心１２の外周部を、部分的に拡大して見た図であ
る。ハッチング部分が、直線切欠き３を示す。直線切欠
き３がほぼ均等に外周部に分布しており、外周形状はほ
ぼ円筒形となることが分かる。

【００２６】積層した鉄芯抜板１１の固着方法は、図６
〜図８に示す固着用ストラップ金具５によればよいが、
他の方法（溶接等）によっても良い。

【００２７】固定子鉄心１２の磁束通過面積を考える
と、最大は（Ｌ１×Ｔ）であり、最小は｛(Ｌ１×２＋
Ｌ４)／３｝×Ｔ＝｛Ｌ１−(Ｌ３／３)｝×Ｔとなる。
すなわち、磁束通過面積の不均等は、切欠き深さＬ３の
１／３である。これは従来の１／３である。従って、従
来と同じ歩留りなら、特性の改善が図れる。逆に、従来
と同じ特性なら、歩留りの改善が図れる。

【００２８】板厚偏差についても、１枚ごとに回転させ
ながら積み上げる為、積上げ後の各部の寸法はほぼ均一
となる。よって、特性が向上し、後の工程での生産性も
向上する。

【００２９】この固定子鉄心１２はほぼ円筒形の外周形
状なので、円筒形フレームに押し込んだ場合、隙間が少
なくなる。よって、固定子鉄心１２から円筒形フレーム
への熱伝導も全周ほぼ均等になり、冷却性が改善され
る。また、同様の理由から、振動性、騒音性についても
改善される。

【００３０】なお、上記実施例では、Ｘ＝８，Ｙ＝４，
倍率ｍ＝２の場合について説明したが、これらの値は、
誘導電動機の場合に通常使用されるスロット数Ｚ＝１
８，２４，３６，４８，５４，６０，７２，‥‥のほと
んど全てに対応することが出来るため、生産上効率的で
ある。また、直線切欠きは、ほぼ直線状であればよく、
直線に近い曲線や，直線の途中に凹凸があるものでもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】本発明の回転電機の固定子鉄心によれ
ば、歩留り，磁気特性，冷却性，生産性，振動性，騒音
性を向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による鉄心抜板の正面図で
ある。

【図２】この発明の一実施例による鉄心抜板の積上げ時
の方向を示す斜視図である。

【図３】この発明の一実施例の固定子鉄心の部分拡大斜
視図である。

【図４】従来の鉄心抜板の一例の正面図である。

【図５】従来の固定子鉄心の一例の斜視図である。

【図６】固着用ストラップ金具の斜視図である。

【図７】固着用ストラップ金具による鉄心抜板の固着方
法を示す正面図である。

【図８】固着用ストラップ金具による鉄心抜板の固着方
法を示す正面図である。

【図９】鉄心抜板の材料取りを示す見取図である。

【図１０】電気鋼板の板厚偏差を示す断面図である。

【図１１】従来の固定子鉄心の一例を示す斜視図であ
る。

【図１２】従来の固定子鉄心と円筒形フレームを示す正
面図である。

【図１３】従来の固定子鉄芯の他例を示す正面図であ
る。

【図１４】従来の固定子鉄芯のさらに他例を示す正面図
である。

【符号の説明】

１ 鉄心抜板 ２ 固着用切欠き ３ 直線切欠き ４ 固定子スロット ５ 固着用ストラップ金具 ７ 帯状電気鋼板 ８ 廃却部分 ９ 円筒形フレーム １０ 固定子鉄芯 １１ 鉄心抜板 １１−１ 鉄心抜板 １１−２ 鉄心抜板 １１−３ 鉄心抜板 １１−４ 鉄心抜板 １１−５ 鉄心抜板 １１−６ 鉄心抜板 １２ 固定子鉄芯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略中空円板状の鉄芯抜板を所要枚数積層
   し固着し略中空円筒状とした回転電機の固定子鉄心にお
   いて、各鉄心抜板の円形外周上にＸ個の固着用切欠きと
   Ｙ個の直線切欠きとを設け、且つ、各鉄心抜板の円形内
   周上にＺ個の固定子スロットを設け、ＸとＹとＺを、Ｚ
   ／（Ｘ＋Ｙ）＝自然数となる値に定め、３６０／（Ｘ＋
   Ｙ）度の等角度ピッチで前記固着用切欠きと直線切欠き
   とを鉄心抜板の円形外周上にそれぞれ均等に配し、さら
   に、各鉄心抜板を１枚ごとに｛３６０／(Ｘ＋Ｙ)｝度ま
   たはその倍数度ずつ回転させて積層し、前記固着用切欠
   きを利用して固着したことを特徴とする回転電機の固定
   子鉄心。