JPH0787714A - 回転電機の積層コアとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外形の真円度及び突極やオープンスロット等
の寸法精度を向上させるとともに、磁気特性が良好で、
小型化にも貢献できる回転電機の積層コアとその製造方
法を得る。 【構成】 積層コアは、帯状の板素材１を円環状に巻回
したコア板２を複数枚積層したものであり、コア板２
は、一辺にスリット３が等間隔に形成されるとともに、
他辺に切欠部４が等間隔に形成された板素材１を円環状
に巻回し、スリット３の周囲を打ち抜き加工し所定のコ
ア突極形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回転電機の積層コア及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転電機に使用される積層コアの
例として、特開平２−２３０４８号公報記載のものがあ
る。これは、図１８に示すように、帯状の板素材３１の
長手方向の一側部に打ち抜き等によって突極３２を連続
形成し、この帯状の板素材３１を螺旋状に内巻あるいは
外巻して積層コア３３を得るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のような積
層コア３３は、帯状の板素材３１を螺旋状に巻いて形成
されているため、積層コア３３の上面と下面ではそれぞ
れ板素材３１の一枚分の段差が生じている。段差が生ず
ると積層コア３３自体の体格が増大するし、積層コア３
３の一方側の磁気中心と、他方側の磁気中心が一致しな
いため、例えば回転電機等に使用した場合に振動や回転
ムラの原因となってしまう。

【０００４】また、板素材３１を螺旋状に外巻きする
と、図１９に示す板素材３１において、外周側となる突
極３２と突極３２の間の符号３４の部分が延びて、肉厚
が極端に薄くなってしまう。逆に、内周側の符号３５で
示す部分は、縮んで肉厚が極端に厚くなってしまう。こ
のように、板素材３１の厚さが一定でなく、部分的に厚
かったり薄かったりすると、素材３１を螺旋状に巻き重
ねる際にズレ等が生じ、後の巻線工程で歩留りの低下等
を招いていた。また、符号３４の部分には、特に応力が
集中してしまうためアニール処理等の熱処理を施す必要
があり、これによって製造コストが高騰していた。

【０００５】さらに、板素材３１は長手方向の一辺に突
極３２を形成した後に巻回すため、隣接した２つの突極
３２の間のオープンスロット３６の間隔にバラツキが生
じやすく、回転電機の特性を劣化させてしまう。同様
に、板素材３１に突極３２を形成した後、螺旋状に巻回
して積層コア３３を形成するため、積層コア３３の外周
を真円状に形成することが困難である。このため、回転
電機にこのような積層コア３３を取り付けた場合、駆動
マグネットと積層コア３３の間のギャップにばらつきが
生じ、特性を劣化させていた。

【０００６】近年、回転電機等の小型化が押し進められ
ており、これに伴い、径寸法の小さな積層コア３３が必
要とされている。しかし、上記のような帯状の素材３１
を螺旋状に巻とる方法では、形成できる積層コア３３の
径寸法には限界があり、ある一定以下の径寸法の積層コ
ア３３を形成することは不可能であった。

【０００７】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたもので、外形の真円度及び突極やオープン
スロット等の寸法精度を向上させるとともに、磁気特性
が良好で、小型化にも貢献できる回転電機の積層コアと
その製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
巻線が巻回される複数の突極が設けられた回転電機の積
層コアであって、積層コアは、帯状の板素材を円環状に
巻回したコア板を複数枚積層したものであり、コア板
は、一辺にスリットが等間隔に形成されるとともに、他
辺に切欠部が等間隔に形成された板素材が円環状に巻回
され、スリットの周囲が打ち抜き加工によって所定のコ
ア突極形状となっていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、帯状の板素材の圧
延方向と略同じ方向に突極を形成したことを特徴とす
る。

【００１０】請求項３記載の発明は、少なくとも次の工
程を備えていることを特徴とする。 （ａ） 帯状の板素材の一辺にスリットを等間隔に形成
すると共に、他辺に切欠部を形成する工程、（ｂ） こ
の板素材を円環状に巻回して１枚のコア板を形成する工
程、（ｃ） このコア板のスリットの周囲をコア突極状
に打ち抜く工程、（ｄ） このコア板を複数枚積層する
工程。

【００１１】請求項４記載の発明は、上記（ｂ）工程時
に、スリットに位置決め用治具を係合させて板素材を円
環状に巻回してコア板を形成し、上記（ｃ）工程時に位
置決め用治具を係合させた状態でスリットの周囲を所定
のコア形状に打ち抜くようにしたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】帯状の板素材をその面と同一面内において円環
状に屈曲する。スリットを外周側とすることによりスリ
ットが拡開する。切欠部を内周側とすることにより切欠
部が狭まり、板素材の屈曲が容易となる。円環状板素材
は切断し一枚のコア板とする。コア板は精度を出すため
にスリットの周囲を所定のコア突極形状となるように打
ち抜き加工する。このコア板を複数枚積層してコアとす
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明にかかる回転電機の積層コアと
その製造方法の実施例について図面を参照しながら説明
する。図１において、コア板２は円環状で外周には複数
の突極２ａが形成されている。各突極２ａの先端の笠部
２ｂと笠部２ｂの間のオープンスロットはすべて、一定
の間隔となるように形成されており、また、コア板２の
外周の形状も略完全な真円状となっている。このような
コア板２を複数枚積層することよって積層コアが形成さ
れる。

【００１４】以上のようなコア板２は、図２に示すよう
に帯状の板素材１を円環状にカーリングすることにより
形成されている。板素材１には、長手方向と直交するＡ
方向に圧延されたケイ素鋼板等が使用されている。板素
材１の一辺には、図３に示すようにＡ方向と平行な複数
のスリット３が等間隔に形成されており、スリット３の
根本の部分には孔部５が形成されている。スリット３
は、板素材１の上下から刃を押し当てることによって形
成することができ、図４に示すように、断面に極力隙間
のない形状となっている。一方、図２に示すように、板
素材１の他辺側には略三角形状の切欠部４が形成されて
いる。

【００１５】以上のような帯状の板素材１は、図２に示
すようにスリット３が外周側、切欠部４が内周側となる
ように、板素材１の面と同一面内において円環状にカー
リングされる。カーリング後は、プレス等によって符号
２５で示すスリット３の周囲が打ち抜かれて所定の突極
形状に形成され、また、符号２６で示すように切欠部４
を含む内周部分が真円をなすように打ち抜かれる。さら
に、板素材１は切断され、切断端部と先端部が密着され
て、図１に示すようなコア板２が形成される。板素材１
を円環状にカーリングする際、外周側には延びる方向
（肉厚が減少する方向）に、内周側には縮む方向（肉厚
が増加する方）に応力がかかるが、外周側はスリット３
の根本の孔部５によって応力の集中を抑え、内周側は切
欠部４によって応力の集中を抑えている。このため、円
環状となるようにカーリングされても、板素材１の厚さ
が極端に変化することはない。

【００１６】以上のようなコア板２を複数枚積層するこ
とにより回転電機の積層コアが構成される。なお、コア
板２の積層方法は特に限られたものではない。例えば、
コア板２にの一方の面には凸部、他方の面に凹部を形成
し、凸部と凹部を嵌め合わせて位置決めをしながらコア
板２を複数枚積層するようにしてもよい。

【００１７】上記実施例のような回転電機の積層コアを
構成するコア板２は、帯状の板素材１をカーリングして
円環状に形成した後、プレス加工等によって所定のコア
形状に形成している。このため、外周の形状を略真円状
となるように形成できるし、しかも、各突極２ａの間の
オープンスロットの寸法も一定にすることができるた
め、極めて磁気特性の良好な回転電機の積層コアを得る
ことができる。また、カーリングする板素材１の長手方
向の一辺にスリット３、他辺に切欠部４を形成したため
応力の集中や歪みによる変形等を抑えることができ、こ
れによっても磁気特性の良好な回転電機の積層コアを得
ることができる。また、板素材１の他辺側に切欠部４を
形成したことにより、円形状にカーリングする処理が容
易になるため、径寸法の小さなコア板２を形成すること
ができ、回転電機の小型化等に貢献することができる。
また、圧延方向Ａと平行となるように突極２ａが形成さ
れているため、回転電機の磁気特性を向上させることが
可能となる。複数枚積層されたコア板２の突極には、オ
ープンスロットを通してコイルが巻回される。

【００１８】なお、上記実施例ではスリット３が外周
側、切欠部４が内周側となるようにカーリングしたがこ
れに限られたものではなく、例えば図８に示すように、
スリット３を内周側に形成し、切欠部４を外周側に形成
し、これを円環状にカーリングして突極８が内周側を向
いたコア板を形成してもよい。

【００１９】また、切欠部４の形状は図５（ａ）のよう
な三角形状に限られたものではなく、図５（ｂ）のよう
な長方形状、図５（ｃ）に示すような頂点が円弧状とな
った三角形状等でもよい。

【００２０】さらに、スリット３の代わりに、図６、図
７に示すように、板素材１の一辺に案内溝６を形成する
ようにしてもよい。案内溝６は円環状にカーリングする
際に裂けて広がるため、結果的にはスリット３を形成し
た場合と同様な効果を奏することができる。

【００２１】さらに別の実施例として、図９ないし図１
０に示すように、板素材１の長手方向の一辺にスリット
３を、他辺に切欠部４を形成すると共に、スリット３の
根本側の部分のみをプレス加工等によって打ち抜いて四
角形状の孔部１０を形成しておき、これを円環状にカー
リングするとともに、後工程で打ち抜きを施すことな
く、図１１に示すようなコア板１２を形成するようにし
てもよい。カーリングによって孔１０と孔１０との間の
部分が突極１１となり、各突極１１の先端部が四角形状
の笠部１１ａとなっている。

【００２２】笠部１１ａは、予めプレス加工され、カー
リング後は、打ち抜き等が施されないスクラップレス構
造となっており、このため笠部１１ａと笠部１１ａの間
のオープンスロットの寸法は最小限に設定することがで
きるため、トルクが大きく、しかも、コギングを最小限
に押えた回転電機を得ることができる。なお、板素材１
のカーリング後、必要に応じて、少なくとも各笠部１１
ａの周辺を打ち抜き加工しても差し支えない。

【００２３】また、図１２に示すように、円環状にカー
リングする前に外周側となる板素材１のスリット３側の
辺を予め円弧状に形成しておき、カーリングした後に外
周側を打ち抜く工程を省略するようにしてもよい。

【００２４】次に、板素材１を円環状に形成する方法の
実施例について説明する。図１３、図１４において、帯
状の板素材１を円環状にカーリングする場合、スリット
３に対してブレード１５が挿入される。ブレード１５を
挿入することにより、スリット３はブレード１５の外径
形状に沿って開かれる。板素材１を少しずつ回転させな
がら全てのスリット３にブレード１５を挿入していくこ
とにより、板素材１は徐々にカーリングされ、板素材１
は最終的には完全な円環状となる。この後、ブレード１
５がスリット３に挿入されたまま、スリット３の周囲に
対して打ち抜き加工が施され、所定の突極形状に形成さ
れる。このためコア形状が安定し、また、回転電機に適
用した際に、磁気特性を向上させることができる。

【００２５】次に、以上のようなカーリング工程やコア
突極形状に打ち抜き工程等を統合した、コア板製造シス
テムの実施例について説明する。図１５、図１６におい
て、ロール状に巻とられた帯状の板素材１は、ロールフ
ィーダー１７によって上下に配置されたスタンピングユ
ニット１８、１８の間に送られる。上側のスタンピング
ユニット１８が下降し、下側のスタンピングユニット１
８が上昇することによって、間に位置する板素材１は長
手方向の一辺側にスリット３、他辺側に切欠部４が形成
される。上側のスタンピングユニット１８が上昇し、下
側のスタンピングユニット１８が下降した後、板素材１
はマルチフォーミング機２０上に送られる。マルチフォ
ーミング機２０上では、ベンディングスライド１９によ
ってブレード１５がスリット３内に挿入される。一つ目
のスリット３に対してブレード１５の挿入が完了した
ら、マルチフォーミング機２０は回転し、ベンディング
スライド１９の直前に次のスリット３を移動し、次のブ
レード１５をスリット３に挿入する。以上のようにし
て、板素材１の所定数のスリット３にブレード１５を挿
入していくことにより、板素材１は円環状に形成され
る。所定数のスリット３にブレード１５の挿入が完了し
た板素材１が円環状となったら、板素材１はプレスユニ
ット２１によって所定のコア形状に形成されるととも
に、図１７に示すように、板素材１のカーリングの始め
の部分と終わりの部分が重なった状態で、ダイ２３とパ
ンチ２２によって切断され、完全な形状のコア板２が形
成される。なお、スリット３に打ち込んだブレード１５
を押すことによって板素材１を送るようにしてもよい。

【００２６】以上のようなコア板製造システムによって
コア板２を形成することにより、スリット３にブレード
１５が挿入された状態で形状が打ち抜かれるため、オー
プンスロット及びコア形状が安定し、生産性を向上させ
ることが可能となる。また、板素材１のカーリングの始
めの部分と終の部分が重なった状態で切断するため、継
目の密着性が良好であり、このようにして形成されたコ
ア板２で回転電機の積層コアを構成することにより、回
転電機の特性を向上させることができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、積層コア
は、帯状の板素材を円環状に巻回したコア板を複数枚積
層したもので、コア板は、一辺にスリットを等間隔に形
成するとともに、他辺には切欠部が等間隔に形成された
板素材を円環状に巻回し、スリットの周囲を打ち抜き加
工により所定のコア突極形状としたため、スリットの周
囲の応力の集中等による変形や歪みの部分をなくして、
形状の寸法精度及び外形の真円度を向上させ、回転電機
の磁気特性を向上させることが可能となる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、帯状の板素
材の圧延方向と略同じ方向に突極を形成したため、回転
電機の磁気特性を向上させることが可能となる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、（ａ）帯状
の板素材の一辺にスリットを等間隔に形成すると共に、
他辺に切欠部を形成する工程、（ｂ）板素材を円環状に
巻回して１枚のコア板を形成する工程、（ｃ）コア板の
スリットの周囲をコア突極状に打ち抜く工程、（ｄ）コ
ア板を複数枚積層する工程を順に経てコア板が形成され
るため、歩留りが向上し、回転電機の積層コアの生産性
を向上させることが可能となる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、（ｂ）板素
材を円環状に巻回して１枚のコア板を形成する工程時
に、スリットに位置決め用治具を係合させて板素材を円
環状に巻回して上記コア板を形成すると共に、（ｃ）コ
ア板のスリットの周囲をコア突極状に打ち抜く工程時に
上記位置決め用治具を係合させた状態で上記スリットの
周囲を所定のコア形状に打ち抜くようにしたため、コア
形状が安定した状態でプレス加工することができ、寸法
精度をさらに向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる回転電機の積層コアを構成する
コア板の実施例を示す平面図。

【図２】同上回転電機の積層コアが形成される板素材の
例を示す平面図。

【図３】同上板素材に形成されるスリット部分の平面
図。

【図４】同上スリット部分の正面図。

【図５】同上板素材に形成される切欠部の各種例を示す
平面図。

【図６】同上板素材に形成されるスリットの別の例を示
す平面図。

【図７】同上スリットの正面図。

【図８】本発明にかかる回転電機の積層コアを構成する
コア板の別の実施例を示す平面図。

【図９】本発明にかかる回転電機の積層コアを構成する
コア板が形成される板素材の別の実施例を示す正面図。

【図１０】同上平面図。

【図１１】同上板素材によって形成されるコア板の例を
示す平面図。

【図１２】本発明にかかる回転電機の積層コアが形成さ
れる板素材の別の実施例を示す平面図。

【図１３】本発明にかかる回転電機の積層コアが形成さ
れる板素材のカーリングの実施例を示す平面図。

【図１４】同上要部拡大図。

【図１５】本発明にかかる回転電機の積層コアを形成す
るのに使用されるカーリングコア製造システムの実施例
を示す平面図。

【図１６】同上正面図。

【図１７】同上要部拡大断面図。

【図１８】従来の回転電機の積層コアの製造方法の例を
示す斜視図。

【図１９】同上回転電機の積層コアに使用される板素材
の例を示す平面図。

【符号の説明】

１ 板素材 ２ コア板 ３ スリット ４ 切欠部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻線が巻回される複数の突極が設けられ
   た回転電機の積層コアであって、 上記積層コアは、帯状の板素材を円環状に巻回したコア
   板を複数枚積層したものであり、上記コア板は、一辺に
   スリットが等間隔に形成されるとともに、他辺に切欠部
   が等間隔に形成された上記板素材が円環状に巻回され、
   上記スリットの周囲が打ち抜き加工によって所定のコア
   突極形状となっていることを特徴とする回転電機の積層
   コア。
2. 【請求項２】 帯状の板素材の圧延方向と略同じ方向に
   突極が形成された請求項１記載の回転電機の積層コア。
3. 【請求項３】 少なくとも次の工程を備えていることを
   特徴とする回転電機の積層コアの製造方法、 （ａ） 帯状の板素材の一辺にスリットを等間隔に形成
   すると共に、他辺に切欠部を形成する工程、 （ｂ） この板素材を円環状に巻回して１枚のコア板を
   形成する工程、 （ｃ） このコア板のスリットの周囲をコア突極状に打
   ち抜く工程、 （ｄ） このコア板を複数枚積層する工程。
4. 【請求項４】 上記（ｂ）工程時に、上記スリットに位
   置決め用治具を係合させて上記板素材を円環状に巻回し
   て上記コア板を形成すると共に、上記（ｃ）工程時に上
   記位置決め用治具を係合させた状態で上記スリットの周
   囲を所定のコア形状に打ち抜くようにした請求項３記載
   の回転電機の積層コアの製造方法。