JPH08163835A - ディスク型回転機用巻きコアの製造方法とその回転機コア - Google Patents
ディスク型回転機用巻きコアの製造方法とその回転機コアInfo
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- JPH08163835A JPH08163835A JP29704594A JP29704594A JPH08163835A JP H08163835 A JPH08163835 A JP H08163835A JP 29704594 A JP29704594 A JP 29704594A JP 29704594 A JP29704594 A JP 29704594A JP H08163835 A JPH08163835 A JP H08163835A
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- core
- winding
- rotating machine
- disk
- manufacturing
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- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、巻きコアを使用する回転機コアに
おいて、効率良くコア形状を整える製造方法を提供す
る。 【構成】 巻きコアからなるモータコアの製造工程にお
いて、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に巻き
加工を行うことを特徴とするディスク型回転機コアの製
造方法。コア材がコイル状の電磁鋼板。巻き加工中のコ
ア形状から計算して、コイル状の磁性材料におけるスロ
ットの形状や打ち抜き位置を決定。コアの内径ｒにおけ
るスロット部面積に対し、巻き半径がｘであるスロット
部面積比率が１〜（ｘ／ｒ）0.5 。
おいて、効率良くコア形状を整える製造方法を提供す
る。 【構成】 巻きコアからなるモータコアの製造工程にお
いて、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に巻き
加工を行うことを特徴とするディスク型回転機コアの製
造方法。コア材がコイル状の電磁鋼板。巻き加工中のコ
ア形状から計算して、コイル状の磁性材料におけるスロ
ットの形状や打ち抜き位置を決定。コアの内径ｒにおけ
るスロット部面積に対し、巻き半径がｘであるスロット
部面積比率が１〜（ｘ／ｒ）0.5 。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機や発電機等の回
転機に用いる巻きコアの製造方法とその回転機コア関す
るものである。
転機に用いる巻きコアの製造方法とその回転機コア関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】モータは、幅広い産業分野で使用され、
その用途に応じて、色々な機種のモータが最適な制御法
で使用されている。モータの技術動向としては、高性能
化は、重要な課題の一つである。
その用途に応じて、色々な機種のモータが最適な制御法
で使用されている。モータの技術動向としては、高性能
化は、重要な課題の一つである。
【０００３】高性能化に対して、界磁の永久磁石の高性
能化と最適着磁、巻線占積率アップ、コアの最適形状
化、それに最適制御による力率向上やケーシングレスに
よる小型軽量化、冷却能アップなど多くのことがなされ
てきた。
能化と最適着磁、巻線占積率アップ、コアの最適形状
化、それに最適制御による力率向上やケーシングレスに
よる小型軽量化、冷却能アップなど多くのことがなされ
てきた。
【０００４】最近の動向として、磁束を有効に使用する
ためや、回転子の磁石保持が容易であるために、回転軸
方向に面対向するディスクタイプのモータが検討されて
いる。特に、この種のモータでは多段化が可能であり、
高出力化に対応しやすく、また、従来のラジアル方向面
対応のモータのように、磁石の飛散防止のためＳＵＳカ
バーを用いると、ＳＵＳカバーでの損失が極めて大きく
なるが、回転軸方向面対向のディスク型モータでは、構
造上このＳＵＳカバーの損失が回避できることの特徴が
上げられる。この種のモータでは、従来の打抜コアで
は、板面に垂直に磁束が流れるので、損失が大きくなる
ので、巻きコアが用いられる。
ためや、回転子の磁石保持が容易であるために、回転軸
方向に面対向するディスクタイプのモータが検討されて
いる。特に、この種のモータでは多段化が可能であり、
高出力化に対応しやすく、また、従来のラジアル方向面
対応のモータのように、磁石の飛散防止のためＳＵＳカ
バーを用いると、ＳＵＳカバーでの損失が極めて大きく
なるが、回転軸方向面対向のディスク型モータでは、構
造上このＳＵＳカバーの損失が回避できることの特徴が
上げられる。この種のモータでは、従来の打抜コアで
は、板面に垂直に磁束が流れるので、損失が大きくなる
ので、巻きコアが用いられる。
【０００５】しかし、ディスク型回転機に巻きコアを用
いると、巻線を収納するスロットを設ける場合、スロッ
ト加工が問題となる。前もって、一定間隔でスロットを
加工していると、巻き加工後のスロットの形状がうまく
得られない。また、巻き加工後、スロット加工するに
は、機械的にフライス加工すると、巻きコアの剛性が低
いため、所定の形状が得られにくい。放電加工を用いる
と、時間を要することと加工費が高くなるなど、量産に
は適さない。一方、高出力化や小型化の為には、回転機
におけるロータとステータの間のギャップが重要になる
が、このディスク型回転機では、そのギャップを一定に
保つことが難しい。
いると、巻線を収納するスロットを設ける場合、スロッ
ト加工が問題となる。前もって、一定間隔でスロットを
加工していると、巻き加工後のスロットの形状がうまく
得られない。また、巻き加工後、スロット加工するに
は、機械的にフライス加工すると、巻きコアの剛性が低
いため、所定の形状が得られにくい。放電加工を用いる
と、時間を要することと加工費が高くなるなど、量産に
は適さない。一方、高出力化や小型化の為には、回転機
におけるロータとステータの間のギャップが重要になる
が、このディスク型回転機では、そのギャップを一定に
保つことが難しい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、巻きコアを
使用する回転機コアにおいて、効率良くコア形状を整え
ることを目的としてなされた。
使用する回転機コアにおいて、効率良くコア形状を整え
ることを目的としてなされた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、（１）巻きコアからなるモータコアの製造工程に
おいて、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に巻
き加工を行うことを特徴とするディスク型回転機コアの
製造方法、（２）コイル状の磁性材料を用いて、巻き戻
しながら、コアのスロット部を打ち抜き、引き続き、同
時に巻き加工を行うことを特徴とする上記（１）記載の
ディスク型回転機コアの製造方法、（３）コイル状の磁
性材料が電磁鋼板である上記（２）記載のディスク型回
転機コアの製造方法、（４）巻き加工中のコア形状から
計算して、コイル状の磁性材料におけるスロットの形状
や打ち抜き位置を決定して、打ち抜き加工を行うことを
特徴とする上記（２）又は（３）記載のディスク型回転
機コアの製造方法、（５）打ち抜き工程と巻き工程の間
に、打ち抜きのかえり処理を行う上記（１）〜（４）の
いずれかに記載ディスク型回転機コアの製造方法、
（６）ロータとステータのギャップを一定に保つよう
に、巻き工程において、巻き方を制御することを特徴と
する上記（１）〜（５）のいずれかに記載のディスク型
回転機コアの製造方法、（７）打ち抜き工程と巻き工程
の間に、接着剤や絶縁剤を塗布することを行う上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のディスク型回転機コ
アの製造方法、（８）巻き加工したコアを熱処理して加
工歪を除去する上記（１）〜（６）のいずれかに記載の
ディスク型回転機コアの製造方法、（９）電磁鋼板の表
面に予め、加熱後接着能を発揮するコーティングを施し
ている電磁鋼板を用い、その巻き加工後、接着能を発揮
できる加熱条件で熱処理を行う上記（３）〜（６）のい
ずれかに記載のディスク型回転機コアの製造方法、（１
０）熱処理するにあたり、ロータとステータのギャップ
が一定になるように、巻きコアの再成形を行う上記
（８）又は（９）記載のディスク型回転機コアの製造方
法、（１１）打ち抜き加工と同時に、或いはその前後
で、カシメのためのノッチ加工をして、巻き加工時に、
カシメ固定を行う上記（１）〜（１０）のいずれかに記
載のディスク型回転機コアの製造方法、（１２）上記
（１）〜（１１）のいずれかに記載のディスク型回転機
コアの製造方法によりつくられた回転機コア、（１３）
コアの内径ｒにおけるスロット部面積に対し、巻き半径
がｘであるスロット部面積比率が１〜（ｘ／ｒ）0.5 で
ある上記（１２）記載の回転機コア、（１４）ティース
幅ＷT とコアバック幅ＷB の比率ＷT ／ＷB において、
コアの内径ｒにおけるＷT ／ＷB に対し、巻き半径がｘ
であるＷT ／ＷB が１〜（ｘ／ｒ）0.5 である上記（１
２）又は（１３）記載の回転機コア、にある。
ろは、（１）巻きコアからなるモータコアの製造工程に
おいて、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に巻
き加工を行うことを特徴とするディスク型回転機コアの
製造方法、（２）コイル状の磁性材料を用いて、巻き戻
しながら、コアのスロット部を打ち抜き、引き続き、同
時に巻き加工を行うことを特徴とする上記（１）記載の
ディスク型回転機コアの製造方法、（３）コイル状の磁
性材料が電磁鋼板である上記（２）記載のディスク型回
転機コアの製造方法、（４）巻き加工中のコア形状から
計算して、コイル状の磁性材料におけるスロットの形状
や打ち抜き位置を決定して、打ち抜き加工を行うことを
特徴とする上記（２）又は（３）記載のディスク型回転
機コアの製造方法、（５）打ち抜き工程と巻き工程の間
に、打ち抜きのかえり処理を行う上記（１）〜（４）の
いずれかに記載ディスク型回転機コアの製造方法、
（６）ロータとステータのギャップを一定に保つよう
に、巻き工程において、巻き方を制御することを特徴と
する上記（１）〜（５）のいずれかに記載のディスク型
回転機コアの製造方法、（７）打ち抜き工程と巻き工程
の間に、接着剤や絶縁剤を塗布することを行う上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のディスク型回転機コ
アの製造方法、（８）巻き加工したコアを熱処理して加
工歪を除去する上記（１）〜（６）のいずれかに記載の
ディスク型回転機コアの製造方法、（９）電磁鋼板の表
面に予め、加熱後接着能を発揮するコーティングを施し
ている電磁鋼板を用い、その巻き加工後、接着能を発揮
できる加熱条件で熱処理を行う上記（３）〜（６）のい
ずれかに記載のディスク型回転機コアの製造方法、（１
０）熱処理するにあたり、ロータとステータのギャップ
が一定になるように、巻きコアの再成形を行う上記
（８）又は（９）記載のディスク型回転機コアの製造方
法、（１１）打ち抜き加工と同時に、或いはその前後
で、カシメのためのノッチ加工をして、巻き加工時に、
カシメ固定を行う上記（１）〜（１０）のいずれかに記
載のディスク型回転機コアの製造方法、（１２）上記
（１）〜（１１）のいずれかに記載のディスク型回転機
コアの製造方法によりつくられた回転機コア、（１３）
コアの内径ｒにおけるスロット部面積に対し、巻き半径
がｘであるスロット部面積比率が１〜（ｘ／ｒ）0.5 で
ある上記（１２）記載の回転機コア、（１４）ティース
幅ＷT とコアバック幅ＷB の比率ＷT ／ＷB において、
コアの内径ｒにおけるＷT ／ＷB に対し、巻き半径がｘ
であるＷT ／ＷB が１〜（ｘ／ｒ）0.5 である上記（１
２）又は（１３）記載の回転機コア、にある。
【０００８】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
における回転機とは、電気と機械のエネルギー変換を、
磁束を媒体として、行うか利用するものであり、モータ
（電動機）、ジェネレータ（発電機）、発電動機等、さ
らにはこれらに類した機器、例えば同期変流機、同期調
相機、誘導電圧調整機であり、また、ロータリートラン
スや回転位置を検出するロータリー式のセンサーも含
む。モータは、ブラシレス直流モータ、ブラシ付き直流
モータ、誘導モータ、同期モータ、リラクタンスモータ
など、あらゆる種類のモータでも良い。ジェネレータも
直流機、誘導機、同期機のどのタイプでも良い。
における回転機とは、電気と機械のエネルギー変換を、
磁束を媒体として、行うか利用するものであり、モータ
（電動機）、ジェネレータ（発電機）、発電動機等、さ
らにはこれらに類した機器、例えば同期変流機、同期調
相機、誘導電圧調整機であり、また、ロータリートラン
スや回転位置を検出するロータリー式のセンサーも含
む。モータは、ブラシレス直流モータ、ブラシ付き直流
モータ、誘導モータ、同期モータ、リラクタンスモータ
など、あらゆる種類のモータでも良い。ジェネレータも
直流機、誘導機、同期機のどのタイプでも良い。
【０００９】本発明においては、回転機に巻きコアが必
要である。コアは、電気子コアや界磁コアであり、さら
には界磁ヨークも含まれるものとする。巻きコアは、コ
イル状、あるいは短冊状の軟質磁性材料を巻いたもので
ある。巻き方向は、実施例１のように、コアを巻いてい
く方向であり、巻かれるコア素材が磁性材料のコイルの
場合には、その長さ方向に相当する。巻き軸方向とは、
巻かれるコア素材が磁性材料のコイルの場合には、材料
の幅方向に相当し、巻き方向とは一般に直角方向とな
る。コア素材に用いる軟質磁性材料は、一般に、電磁鋼
板あるいは電磁鋼帯であり、珪素鋼板やシリコンを殆ど
含まない鋼板あるいは鋼帯、鉄板、また他のコイルや短
冊状の軟質磁性材料でも良い。本発明の軟質磁性材料に
は、方向性を有するもの、方向性を有しないもののどち
らでも良い。
要である。コアは、電気子コアや界磁コアであり、さら
には界磁ヨークも含まれるものとする。巻きコアは、コ
イル状、あるいは短冊状の軟質磁性材料を巻いたもので
ある。巻き方向は、実施例１のように、コアを巻いてい
く方向であり、巻かれるコア素材が磁性材料のコイルの
場合には、その長さ方向に相当する。巻き軸方向とは、
巻かれるコア素材が磁性材料のコイルの場合には、材料
の幅方向に相当し、巻き方向とは一般に直角方向とな
る。コア素材に用いる軟質磁性材料は、一般に、電磁鋼
板あるいは電磁鋼帯であり、珪素鋼板やシリコンを殆ど
含まない鋼板あるいは鋼帯、鉄板、また他のコイルや短
冊状の軟質磁性材料でも良い。本発明の軟質磁性材料に
は、方向性を有するもの、方向性を有しないもののどち
らでも良い。
【００１０】本発明のディスク型回転機コアの製造方法
においては、巻きコアからなるモータコアの製造工程
で、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に巻き加
工を行う。コイル状の磁性材料を用いる場合には、コイ
ルを巻き戻しながら、コアのスロット部を打ち抜き、引
き続き、同時に巻き加工を行う。
においては、巻きコアからなるモータコアの製造工程
で、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に巻き加
工を行う。コイル状の磁性材料を用いる場合には、コイ
ルを巻き戻しながら、コアのスロット部を打ち抜き、引
き続き、同時に巻き加工を行う。
【００１１】この場合、巻き加工中のコア形状から計算
して、コイル状の磁性材料におけるスロットの形状や打
ち抜き位置を決定して、打ち抜き加工を行う。例えば、
スロット間隔は、巻き半径に比例するので、巻き半径を
検出し、スロット間隔を計算して、スロットの打ち抜き
を行う。また、巻き半径により、スロット形状が異なる
場合、例えば実施例２の図３と図５のような場合、同様
に、巻き半径を検出して、スロット形状を計算して、ス
ロットの打ち抜きを行う。巻き半径や巻き位置などの巻
き加工中のコア形状の検出は、触針式ゲージなどの機械
的な方法でも、光による変位計などによるものでも、あ
るいは静電容量や渦電流を用いた変位計などによる電気
的なものでも良く、方法は問わない。
して、コイル状の磁性材料におけるスロットの形状や打
ち抜き位置を決定して、打ち抜き加工を行う。例えば、
スロット間隔は、巻き半径に比例するので、巻き半径を
検出し、スロット間隔を計算して、スロットの打ち抜き
を行う。また、巻き半径により、スロット形状が異なる
場合、例えば実施例２の図３と図５のような場合、同様
に、巻き半径を検出して、スロット形状を計算して、ス
ロットの打ち抜きを行う。巻き半径や巻き位置などの巻
き加工中のコア形状の検出は、触針式ゲージなどの機械
的な方法でも、光による変位計などによるものでも、あ
るいは静電容量や渦電流を用いた変位計などによる電気
的なものでも良く、方法は問わない。
【００１２】スロット形状を変化させて打ち抜く場合、
図６〜図９のように打ち抜き歯の位置を変化させ、２以
上の打ち抜きの組み合わせで行っても良い。打ち抜きに
おいてかえりが問題となる場合には、打ち抜き工程と巻
き工程の間に、打ち抜きのかえり処理を行っても良い。
かえり処理は、グラインダを利用した機械的な方法でか
えりをおとす方法や、レーザを用いて、かえり部分を除
く方法などどのような方法でも良い。
図６〜図９のように打ち抜き歯の位置を変化させ、２以
上の打ち抜きの組み合わせで行っても良い。打ち抜きに
おいてかえりが問題となる場合には、打ち抜き工程と巻
き工程の間に、打ち抜きのかえり処理を行っても良い。
かえり処理は、グラインダを利用した機械的な方法でか
えりをおとす方法や、レーザを用いて、かえり部分を除
く方法などどのような方法でも良い。
【００１３】巻き工程においては、ロータとステータの
ギャップを一定に保つように、巻き方を制御しても良
い。実施例３のように、巻き工程部の位置を調整しても
良く、また巻き込む角度を制御できる他の方法でも良
い。
ギャップを一定に保つように、巻き方を制御しても良
い。実施例３のように、巻き工程部の位置を調整しても
良く、また巻き込む角度を制御できる他の方法でも良
い。
【００１４】巻きコアの強度を高めるため、打ち抜き工
程と巻き工程の間で、接着剤を塗布し、巻き加工後接着
させても良い。また、巻きコアにおける電磁鋼板などの
層間抵抗が低い場合には、打ち抜き工程と巻き工程の間
で、絶縁剤を塗布し、層間抵抗を高めても良い。
程と巻き工程の間で、接着剤を塗布し、巻き加工後接着
させても良い。また、巻きコアにおける電磁鋼板などの
層間抵抗が低い場合には、打ち抜き工程と巻き工程の間
で、絶縁剤を塗布し、層間抵抗を高めても良い。
【００１５】打ち抜き加工や巻き加工による加工歪を取
り除く必要がある場合には、コアを熱処理して加工歪を
除去する。また、電磁鋼板の表面に予め、加熱後接着能
を発揮するコーティングを施している電磁鋼板を用いた
場合には、その巻き加工後、接着能を発揮させるために
は、接着能を発揮させる加熱条件で熱処理を行う必要が
ある。熱処理するにあたり、ロータとステータのギャッ
プが一定になるように、巻きコアの再成形を行っても良
い。
り除く必要がある場合には、コアを熱処理して加工歪を
除去する。また、電磁鋼板の表面に予め、加熱後接着能
を発揮するコーティングを施している電磁鋼板を用いた
場合には、その巻き加工後、接着能を発揮させるために
は、接着能を発揮させる加熱条件で熱処理を行う必要が
ある。熱処理するにあたり、ロータとステータのギャッ
プが一定になるように、巻きコアの再成形を行っても良
い。
【００１６】本発明においては、回転機に、この巻きコ
アを用いるが、回転機の回転軸は巻きコアの巻き軸方向
にほぼ一致させ、実施例１のように、コア内の主な磁束
の流れがコア素材の面内となる必要がある。回転軸と巻
き軸方向の角度差は、回転子と固定子のギャップとの関
係で決まる。しかし、加工上の都合で、角度が大きくな
る場合には、主な磁束の流れがコア素材の面内になり得
るならば適用可能である。
アを用いるが、回転機の回転軸は巻きコアの巻き軸方向
にほぼ一致させ、実施例１のように、コア内の主な磁束
の流れがコア素材の面内となる必要がある。回転軸と巻
き軸方向の角度差は、回転子と固定子のギャップとの関
係で決まる。しかし、加工上の都合で、角度が大きくな
る場合には、主な磁束の流れがコア素材の面内になり得
るならば適用可能である。
【００１７】軟質磁性材料が方向性である場合には、軟
質磁性材料の磁化容易軸の方位を、コア内の磁束流れに
沿わせるようにすると良い。即ち、本発明の場合、磁束
は、コアに、巻きコアの巻き軸方向に入るので、その方
向に、軟質磁性材料の磁化容易軸方向性を用いると良
い。即ち、一方向性電磁鋼板や二方向性電磁鋼板の場合
には、その方向性を示す方位を用いると良い。また、コ
アのバックヨーク部のように、巻き方向に磁束が通る場
合、その方向に磁化容易軸を揃えると良い。即ち、一方
向性電磁鋼板や二方向性電磁鋼板の場合には、その方向
性を示す方位を、巻き方向に用いると良い。また、巻き
軸方向、巻き方向ともに、軟質磁性材料の磁化容易軸を
揃えて用いると、効果が大きいことは言うまでもない。
例えば、二方向性電磁鋼板を用い、巻き軸方向、巻き方
向にそれぞれ２つの方向性の方位を配置すると良い。巻
き軸方向や巻き方向のどちらかの透磁率が特に高いこと
が要求される場合には、一方向性電磁鋼板などの磁化容
易軸（方向性）の方向を、透磁率が高いことが要求され
る方向に揃えると良い。
質磁性材料の磁化容易軸の方位を、コア内の磁束流れに
沿わせるようにすると良い。即ち、本発明の場合、磁束
は、コアに、巻きコアの巻き軸方向に入るので、その方
向に、軟質磁性材料の磁化容易軸方向性を用いると良
い。即ち、一方向性電磁鋼板や二方向性電磁鋼板の場合
には、その方向性を示す方位を用いると良い。また、コ
アのバックヨーク部のように、巻き方向に磁束が通る場
合、その方向に磁化容易軸を揃えると良い。即ち、一方
向性電磁鋼板や二方向性電磁鋼板の場合には、その方向
性を示す方位を、巻き方向に用いると良い。また、巻き
軸方向、巻き方向ともに、軟質磁性材料の磁化容易軸を
揃えて用いると、効果が大きいことは言うまでもない。
例えば、二方向性電磁鋼板を用い、巻き軸方向、巻き方
向にそれぞれ２つの方向性の方位を配置すると良い。巻
き軸方向や巻き方向のどちらかの透磁率が特に高いこと
が要求される場合には、一方向性電磁鋼板などの磁化容
易軸（方向性）の方向を、透磁率が高いことが要求され
る方向に揃えると良い。
【００１８】固定のために、巻き加工後、溶接がなされ
たものでも良い。打ち抜き加工と同時に、或いはその前
後で、カシメのためのノッチ加工をして、巻き加工時
に、カシメ固定を行っても良い。
たものでも良い。打ち抜き加工と同時に、或いはその前
後で、カシメのためのノッチ加工をして、巻き加工時
に、カシメ固定を行っても良い。
【００１９】このようにしてつくられた回転機コアに電
気子巻線や界磁巻線を施す。この場合、スロット部の巻
線占積率を高くするためには、コアの内径ｒに対し、巻
き半径ｘが変化しても、スロット部面積が一定であると
良い。即ち、コアの内径ｒにおけるスロット部面積に対
し、巻き半径がｘであるスロット部面積比率αが１であ
ることが望ましい。スロットには、導線だけでなく、絶
縁紙や開口部の余裕等を考慮すると、αが１以上である
ことが最適な条件となる。従って、以上のことを考慮す
ると、αが１〜（ｘ／ｒ）0.5 であることが望ましい。
一方、ティース幅ＷT とコアバック幅ＷB の比率ＷT ／
ＷB は、半径が変化しても磁気回路的には一定であるこ
とが好ましい。しかし、製造面からはＷB が一定である
方が有利であるので、磁気回路面と製造面を考慮して、
コアの内径ｒにおけるＷT ／ＷBに対する、巻き半径ｘ
におけるＷT ／ＷB の比率が１〜（ｘ／ｒ）0.5 である
ことが望ましい。
気子巻線や界磁巻線を施す。この場合、スロット部の巻
線占積率を高くするためには、コアの内径ｒに対し、巻
き半径ｘが変化しても、スロット部面積が一定であると
良い。即ち、コアの内径ｒにおけるスロット部面積に対
し、巻き半径がｘであるスロット部面積比率αが１であ
ることが望ましい。スロットには、導線だけでなく、絶
縁紙や開口部の余裕等を考慮すると、αが１以上である
ことが最適な条件となる。従って、以上のことを考慮す
ると、αが１〜（ｘ／ｒ）0.5 であることが望ましい。
一方、ティース幅ＷT とコアバック幅ＷB の比率ＷT ／
ＷB は、半径が変化しても磁気回路的には一定であるこ
とが好ましい。しかし、製造面からはＷB が一定である
方が有利であるので、磁気回路面と製造面を考慮して、
コアの内径ｒにおけるＷT ／ＷBに対する、巻き半径ｘ
におけるＷT ／ＷB の比率が１〜（ｘ／ｒ）0.5 である
ことが望ましい。
【００２０】
（実施例１）図１に、６個のティースを有するディスク
型回転機コアの実施例を示す。１は電磁鋼板のコイル
で、巻戻しリール１１からの巻き戻しにより、電磁鋼板
２が１′の方向に送り出される。その後、打ち抜き器３
により、回転機のスロット部に対応した部分６′が打ち
抜き落とされる。スロット部対応部が打ち抜かれた電磁
鋼板４は、巻かれて、回転機コア５になる。ここで、３
で打ち抜かれる位置は、７のレーザ変位計により検出さ
れる巻き半径Ｘと、スロット対応位置６′を検出するセ
ンサ９と電磁鋼板の移動距離を測定する移動距離計１０
により、計算して決定される。スロット部に対応した部
分６′の間隔Ｌは２πＸ／ＮP ［ＮP ：ティース数］と
なるので、ＮP ＝６ではπＸ／３となる。このようにし
てつくられたコアに電機子巻線を巻いたものを図２に示
す。
型回転機コアの実施例を示す。１は電磁鋼板のコイル
で、巻戻しリール１１からの巻き戻しにより、電磁鋼板
２が１′の方向に送り出される。その後、打ち抜き器３
により、回転機のスロット部に対応した部分６′が打ち
抜き落とされる。スロット部対応部が打ち抜かれた電磁
鋼板４は、巻かれて、回転機コア５になる。ここで、３
で打ち抜かれる位置は、７のレーザ変位計により検出さ
れる巻き半径Ｘと、スロット対応位置６′を検出するセ
ンサ９と電磁鋼板の移動距離を測定する移動距離計１０
により、計算して決定される。スロット部に対応した部
分６′の間隔Ｌは２πＸ／ＮP ［ＮP ：ティース数］と
なるので、ＮP ＝６ではπＸ／３となる。このようにし
てつくられたコアに電機子巻線を巻いたものを図２に示
す。
【００２１】（実施例２）図２のディスク型回転機コア
５は、コイル幅（板幅）ＷC の電磁鋼板により製造さ
れ、巻コアの内径がｒ、外径がＲであり、ティース幅Ｗ
T とスロット幅ＷSの比及びコアバック幅ＷB が、巻コ
ア半径に対して一定である実施例である。巻コア径ｒで
ティース幅ＷTr、スロット幅ＷSr、巻コア径Ｘでティー
ス幅ＷTX、スロット幅ＷSXとすると、 ＷTr／ＷSr＝ＷTX／ＷSX のようになっている。また、スロット部面積は巻半径Ｘ
に比例する。従って、巻コア径がｒである場合、図３の
ように、スロット部２１に巻線２３を巻くと、巻きコア
径がＸである場合には、図４のように、スロット部面積
における巻線の占積率が低くなる。また、コアバック部
の磁束密度を一定とすれば、ティース部の磁束は、巻線
半径が大きくなり、ティース幅が広がっても、コアバッ
ク部の幅が一定であるので、磁束量は増やすことができ
ない。
５は、コイル幅（板幅）ＷC の電磁鋼板により製造さ
れ、巻コアの内径がｒ、外径がＲであり、ティース幅Ｗ
T とスロット幅ＷSの比及びコアバック幅ＷB が、巻コ
ア半径に対して一定である実施例である。巻コア径ｒで
ティース幅ＷTr、スロット幅ＷSr、巻コア径Ｘでティー
ス幅ＷTX、スロット幅ＷSXとすると、 ＷTr／ＷSr＝ＷTX／ＷSX のようになっている。また、スロット部面積は巻半径Ｘ
に比例する。従って、巻コア径がｒである場合、図３の
ように、スロット部２１に巻線２３を巻くと、巻きコア
径がＸである場合には、図４のように、スロット部面積
における巻線の占積率が低くなる。また、コアバック部
の磁束密度を一定とすれば、ティース部の磁束は、巻線
半径が大きくなり、ティース幅が広がっても、コアバッ
ク部の幅が一定であるので、磁束量は増やすことができ
ない。
【００２２】そこで、本発明の実施例２においては、巻
コア半径ｒにおいては、図３であるが、巻半径Ｘにおい
て、図５であり、下記の関係になるように設計した。 ＷTr／ＷBr＝ＷTX／ＷBX ＷSr（ＷC −ＷA −ＷBr）＝ＷSX（ＷC −ＷA −ＷBX） （ＷTr＋ＷSr）／（ＷTX＋ＷSX）＝ｒ／Ｘ この場合、ＷA が一般に小さいので、スロット部面積
は、巻半径Ｘに対してほぼ一定で、スロット部面積比率
は、ほぼ１になる。
コア半径ｒにおいては、図３であるが、巻半径Ｘにおい
て、図５であり、下記の関係になるように設計した。 ＷTr／ＷBr＝ＷTX／ＷBX ＷSr（ＷC −ＷA −ＷBr）＝ＷSX（ＷC −ＷA −ＷBX） （ＷTr＋ＷSr）／（ＷTX＋ＷSX）＝ｒ／Ｘ この場合、ＷA が一般に小さいので、スロット部面積
は、巻半径Ｘに対してほぼ一定で、スロット部面積比率
は、ほぼ１になる。
【００２３】従って、コアバック部幅を広く、スロット
部面積があまり変化しないので、スロットにおける巻線
の占積率は高くなり、さらに、巻線半径が大きくなる
と、ティース幅も広くなるが、コアバック部幅も広く成
っているので、ティース部の磁束も多くできる。従っ
て、回転機の容量を高くできる。
部面積があまり変化しないので、スロットにおける巻線
の占積率は高くなり、さらに、巻線半径が大きくなる
と、ティース幅も広くなるが、コアバック部幅も広く成
っているので、ティース部の磁束も多くできる。従っ
て、回転機の容量を高くできる。
【００２４】以上の実施例２のようになるように、巻コ
アを製造する方法を図１を用いて説明する。レーザ変位
計７により巻き半径Ｘを検出し、既に示した関係式よ
り、スロット部６に対応した部分６′の間隔Ｌ＝ＷTX＋
ＷSX、幅ＷSX、深さＷC −ＷBXを計算機で計算し、打ち
抜き器３で打ち抜く。
アを製造する方法を図１を用いて説明する。レーザ変位
計７により巻き半径Ｘを検出し、既に示した関係式よ
り、スロット部６に対応した部分６′の間隔Ｌ＝ＷTX＋
ＷSX、幅ＷSX、深さＷC −ＷBXを計算機で計算し、打ち
抜き器３で打ち抜く。
【００２５】打ち抜く場合は、図３では、電磁鋼板２０
のスロット部に対応する部分２１を打ち抜き歯３２で図
６、図７のように２回打ちすることにより打ち抜くが、
図５においては、打ち抜く位置を制御することで、図
８、図９のようにスロット部に対応する部分２９を同じ
打ち抜き歯３２で２回打ちすることにより打ち抜く。こ
のようにすれば連続的にスロット形状を制御しながらデ
ィスク型回転機の巻コアを製造することができる。
のスロット部に対応する部分２１を打ち抜き歯３２で図
６、図７のように２回打ちすることにより打ち抜くが、
図５においては、打ち抜く位置を制御することで、図
８、図９のようにスロット部に対応する部分２９を同じ
打ち抜き歯３２で２回打ちすることにより打ち抜く。こ
のようにすれば連続的にスロット形状を制御しながらデ
ィスク型回転機の巻コアを製造することができる。
【００２６】（実施例３）ロータとステータのギャップ
を一定に保つために、巻き工程で巻き方を制御する実施
例を図１０に示す。巻かれる回転機コア４４のティース
先端の位置を光センサ４８で検出し、巻形状制御装置４
６により、巻コアの移動方向４７のように変化させ、ロ
ータとステータのギャップを一定に保てるように巻きコ
アの先端面を調整する。
を一定に保つために、巻き工程で巻き方を制御する実施
例を図１０に示す。巻かれる回転機コア４４のティース
先端の位置を光センサ４８で検出し、巻形状制御装置４
６により、巻コアの移動方向４７のように変化させ、ロ
ータとステータのギャップを一定に保てるように巻きコ
アの先端面を調整する。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、ディスク型回転機コアにおい
て、従来量産化にできなかった製造工程を、連続的に量
産化できるようにした。特に、打ち抜き加工を使うの
で、従来のディスク型回転機コアで、放電加工やフライ
ス加工より、短時間で、寸法精度が良く、生産コストが
低くできる。さらに、本発明のディスク型回転機コアで
は、スロット部の巻線の占積率が、従来より高く、かつ
回転機容量を高くできる。従来の方法でも、回転機容量
を高く、かつスロットでの巻線占積率を高くすることは
不可能ではないが、前述のように、スロット形状を巻半
径で変える必要があり、加工が難しかった。用途とし
て、小型高出力のサーボモータに使用でき、ＦＡ用のロ
ボットや電気自動車などが考えられ、モータの高出力
化、小型化の効果は大きい。
て、従来量産化にできなかった製造工程を、連続的に量
産化できるようにした。特に、打ち抜き加工を使うの
で、従来のディスク型回転機コアで、放電加工やフライ
ス加工より、短時間で、寸法精度が良く、生産コストが
低くできる。さらに、本発明のディスク型回転機コアで
は、スロット部の巻線の占積率が、従来より高く、かつ
回転機容量を高くできる。従来の方法でも、回転機容量
を高く、かつスロットでの巻線占積率を高くすることは
不可能ではないが、前述のように、スロット形状を巻半
径で変える必要があり、加工が難しかった。用途とし
て、小型高出力のサーボモータに使用でき、ＦＡ用のロ
ボットや電気自動車などが考えられ、モータの高出力
化、小型化の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスク型回転機用巻コアの製造方法を説明す
るための工程概略図。
るための工程概略図。
【図２】電気子巻線を巻いたディスク型回転機コアを示
す図。
す図。
【図３】巻コアの内径でのコア形状を示す図。
【図４】巻コアの半径がＸである場合のコア形状を示す
図。
図。
【図５】スロットでの占積率を改善した巻コアの半径が
Ｘである場合のコア形状を示す図。
Ｘである場合のコア形状を示す図。
【図６】巻コアの内径でのコア打ち抜き方法の説明図。
【図７】巻コアの内径でのコア打ち抜き方法の説明図。
【図８】巻コアの半径がＸである場合のコア打ち抜き方
法の説明図。
法の説明図。
【図９】巻コアの半径がＸである場合のコア打ち抜き方
法の説明図。
法の説明図。
【図１０】巻コアの巻形状制御方法の説明図。
１ 電磁鋼板のコイル ２ コイルより吐き出された電磁鋼板 ３ 打ち抜き器 ４ スロット部対応部が打ち抜かれた電磁鋼板 ５ 回転機コア ６ 回転機のスロット部 ６′ スロット対応位置 ７ レーザ変位計 ７′ レーザ光 ８ 回転数計 ９ スロット対応位置検出センサ １０ 移動距離計 １１ 巻戻しリール １２ 巻リール １３ 駆動モータ １４ 電気子巻線 ２０、２４、２８ 電磁鋼板 ２１、２５、２９ スロット ２２、２６、３０ ティース ２３、２７、３１ 電気子巻線 ３２ 打ち抜き歯の位置 ４１ 電磁鋼板のコイル ４２ コイルより吐き出された電磁鋼板 ４３ 打ち抜き器 ４４ 回転機コア ４５ 巻取り用駆動モータ ４６ 巻形状制御装置 ４７ 巻コアの移動方向 ４８ 巻き位置検出の光センサ ４８′ センサのレーザ光
Claims (14)
- 【請求項１】 巻きコアからなるモータコアの製造工程
において、コアのスロット部を打ち抜きながら、同時に
巻き加工を行うことを特徴とするディスク型回転機コア
の製造方法。 - 【請求項２】 コイル状の磁性材料を用いて、巻き戻し
ながら、コアのスロット部を打ち抜き、引き続き、同時
に巻き加工を行うことを特徴とする請求項１記載のディ
スク型回転機コアの製造方法。 - 【請求項３】 コイル状の磁性材料が電磁鋼板である請
求項２記載のディスク型回転機コアの製造方法。 - 【請求項４】 巻き加工中のコア形状から計算して、コ
イル状の磁性材料におけるスロットの形状や打ち抜き位
置を決定して、打ち抜き加工を行うことを特徴とする請
求項２又は３記載のディスク型回転機コアの製造方法。 - 【請求項５】 打ち抜き工程と巻き工程の間に、打ち抜
きのかえり処理を行う請求項１〜４のいずれか１項記載
のディスク型回転機コアの製造方法。 - 【請求項６】 ロータとステータのギャップを一定に保
つように、巻き工程において、巻き方を制御することを
特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のディスク
型回転機コアの製造方法。 - 【請求項７】 打ち抜き工程と巻き工程の間に、接着剤
や絶縁剤を塗布することを行う請求項１〜６のいずれか
１項記載のディスク型回転機コアの製造方法。 - 【請求項８】 巻き加工したコアを熱処理して加工歪を
除去する請求項１〜６のいずれか１項記載のディスク型
回転機コアの製造方法。 - 【請求項９】 電磁鋼板の表面に予め、加熱後接着能を
発揮するコーティングを施している電磁鋼板を用い、そ
の巻き加工後、接着能を発揮できる加熱条件で熱処理を
行う請求項３〜６のいずれか１項記載のディスク型回転
機コアの製造方法。 - 【請求項１０】 熱処理するにあたり、ロータとステー
タのギャップが一定になるように、巻きコアの再成形を
行う請求項８又は９記載のディスク型回転機コアの製造
方法。 - 【請求項１１】 打ち抜き加工と同時に、或いはその前
後で、カシメのためのノッチ加工をして、巻き加工時
に、カシメ固定を行う請求項１〜１０のいずれか１項記
載のディスク型回転機コアの製造方法。 - 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項記載の
ディスク型回転機コアの製造方法によりつくられた回転
機コア。 - 【請求項１３】 コアの内径ｒにおけるスロット部面積
に対し、巻き半径がｘであるスロット部面積比率が１〜
（ｘ／ｒ）0.5 である請求項１２記載の回転機コア。 - 【請求項１４】 ティース幅ＷT とコアバック幅ＷB の
比率ＷT ／ＷB において、コアの内径ｒにおけるＷT ／
ＷB に対し、巻き半径がｘであるＷT ／ＷBが１〜（ｘ
／ｒ）0.5 である請求項１２又は１３記載の回転機コ
ア。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29704594A JPH08163835A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ディスク型回転機用巻きコアの製造方法とその回転機コア |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29704594A JPH08163835A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ディスク型回転機用巻きコアの製造方法とその回転機コア |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08163835A true JPH08163835A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17841507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29704594A Withdrawn JPH08163835A (ja) | 1994-11-30 | 1994-11-30 | ディスク型回転機用巻きコアの製造方法とその回転機コア |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08163835A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1006645A2 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-07 | PAVESI S.r.l. | Dynamo-electric machine stator stack forming methods and apparatus |
| JP2007520986A (ja) * | 2004-02-05 | 2007-07-26 | インモーション テクノロジーズ | 自動製造装置 |
| JP2008043130A (ja) * | 2006-08-09 | 2008-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アキシャル型コンデンサ電動機の固定子鉄心およびその製造方法 |
| JP2008199817A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Nippon Steel Corp | コアバック鉄心用磁性金属帯とその製造方法 |
| JP2010136525A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Honda Motor Co Ltd | アキシャルギャップ型モータの製造方法 |
| JP2010273418A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Honda Motor Co Ltd | モータ用鉄心およびその製造方法 |
| JP4932967B1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-05-16 | 新日本製鐵株式会社 | 回転電機用螺旋コアの製造方法及び回転電機用螺旋コアの製造装置 |
| EP2787610A1 (de) * | 2013-04-05 | 2014-10-08 | F. Boccadoro SA | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Statoren und Rotoren für axiale Motoren |
| EP3955437A1 (en) * | 2020-08-13 | 2022-02-16 | KONE Corporation | A method for manufacturing a rotor core or a stator core of an electric motor |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP29704594A patent/JPH08163835A/ja not_active Withdrawn
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1006645A2 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-07 | PAVESI S.r.l. | Dynamo-electric machine stator stack forming methods and apparatus |
| EP1006645A3 (en) * | 1998-12-04 | 2003-09-24 | PAVESI S.r.l. | Dynamo-electric machine stator stack forming methods and apparatus |
| US6792673B2 (en) | 1998-12-04 | 2004-09-21 | Axis Usa Inc. | Apparatus for forming a hollow cylindrical dynamo-electric machine stator core |
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| US9647517B2 (en) | 2009-10-07 | 2017-05-09 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Manufacturing method for helical core for rotating electrical machine and manufacturing device for helical core for rotating electrical machine |
| JP4932967B1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-05-16 | 新日本製鐵株式会社 | 回転電機用螺旋コアの製造方法及び回転電機用螺旋コアの製造装置 |
| WO2012101812A1 (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | 新日本製鐵株式会社 | 回転電機用螺旋コアの製造方法及び回転電機用螺旋コアの製造装置 |
| CN103329408A (zh) * | 2011-01-28 | 2013-09-25 | 新日铁住金株式会社 | 旋转电机用螺旋铁心的制造方法及旋转电机用螺旋铁心的制造装置 |
| KR101501862B1 (ko) * | 2011-01-28 | 2015-03-12 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 회전 전기 기기용 나선 코어의 제조 방법 및 회전 전기 기기용 나선 코어의 제조 장치 |
| EP2787610A1 (de) * | 2013-04-05 | 2014-10-08 | F. Boccadoro SA | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Statoren und Rotoren für axiale Motoren |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020205 |