JPH11299136A - 固定子鉄芯およびその製造方法 - Google Patents

固定子鉄芯およびその製造方法

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淑人 浅尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、帯状体を複数条一体化して巻き
重ねるようにして、性能を落とすことなく、巻き重ね時
間を削減できる固定子鉄芯およびその製造方法を得る。 【解決手段】 １条の薄板鋼材からティース部２ａとコ
アバック部２ｂとが形成された複数条の帯状体２を打ち
抜き成形する。そして、ティース部２ａ同士およびコア
バック部２ｂ同士が互いに重なり合うように帯状体２を
複数条重ね合わせ、重ね合わされた複数条の帯状体２を
一体化して帯状積層体１０を成形する。ついで、帯状積
層体１０を螺旋状に巻き重ね、巻き重ねられた帯状積層
体１０を一体化して、固定子鉄芯を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両用交
流発電機の固定子に適用できる固定子鉄芯およびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の車両用交流発電機の固定子
を構成する固定子鉄芯を示す斜視図である。この固定子
鉄芯１は、ティース部２ａとコアバック部２ｂとが形成
された薄板鋼材からなる１条の帯状体２が、ティース部
２ａ同士およびコアバック部２ｂ同士を重ね合わせるよ
うに、螺旋状に巻き重ね、さらに螺旋状に巻き重ねられ
た帯状体２の外周面をアーク溶接して一体に構成されて
いる。なお、溶接部３は巻き重ねられた帯状体２の外周
面に、周方向に所定ピッチで、かつ、積層方向の全域に
わたって設けられている。
【０００３】つぎに、従来の固定子鉄芯１の製造方法に
ついて図８および図９を参照しつつ説明する。まず、厚
み１ｍｍ、幅２２ｍｍの薄板鋼材４をプレス加工機（図
示せず）に供給する。そして、図８に示されるように、
該プレス加工機により１条の薄板鋼材４からティース部
２ａとコアバック部２ｂとを有する２条の帯状体２を成
形する。ついで、２条の帯状体２を分離し、各１条ずつ
巻き取り装置に供給する。帯状体２は、図９に示される
ように、先端側から内径ガイド筒５に巻回され、巻回が
進行するに従って下方に下がり、積層される。この時、
巻き重ねられた帯状体２は、内径ガイド筒５の外径に対
応した内径に成形される。また、巻き重ねられた帯状体
２の外径は、外径ガイド筒６によって規制される。そし
て、帯状体２は、内径ガイド筒５と外径ガイド筒６とに
より内外径を規制されつつ螺旋状に巻き重ねられ、所定
高さ（厚さ）まで積層されると、切断される。その後、
巻き重ねられた帯状体２を取り出し、外周部をアーク溶
接して、固定子鉄芯１が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の固定子鉄芯の製
造方法は以上のように、ティース部２ａの凹凸を利用し
て、凸部を凹部に突き合わせて打ち抜き、１条の長尺の
薄板鋼材４から２条の帯状体２を成形しているので、１
つの固定子鉄芯１に必要な長さの薄板鋼材４から２つの
固定子鉄芯１を製造でき、低コスト化が図られる。しか
しながら、従来の製造方法では、１条の帯状体２を巻き
重ねて固定子鉄芯１を製造しているので、出力を高める
ために固定子鉄芯１の高さを高くしたり、鉄損低減のた
めに板厚を薄くする場合には、帯状体２の巻き重ね時間
が増大してしまい、コストアップしてしまうという課題
があった。
【０００５】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、帯状体を複数条一体化して巻き
重ねるようにして、性能を落とすことなく、巻き重ね時
間を削減できる固定子鉄芯およびその製造方法を得るこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る固定子鉄
芯は、ティース部とコアバック部とが形成された薄板鋼
材からなる複数条の帯状体が、該ティース部同士および
該コアバック部同士を重ね合わせて螺旋状に巻き重ねて
構成されているものである。
【０００７】また、この発明に係る固定子鉄芯の製造方
法は、長尺の薄板鋼材からティース部とコアバック部と
が形成された帯状体を打ち抜き成形する打ち抜き工程
と、上記ティース部同士および上記コアバック部同士が
互いに重なり合うように上記帯状体を複数条重ね合わ
せ、重ね合わされた複数条の帯状体を一体化して帯状積
層体を成形する重ね合わせ工程と、上記帯状積層体を螺
旋状に巻き重ね、巻き重ねられた帯状積層体を一体化す
る巻き重ね工程とを備えたものである。
【０００８】また、上記打ち抜き工程において、１条の
長尺の薄板鋼材からティース部とコアバック部とが形成
された帯状体を複数条打ち抜き成形し、上記重ね合わせ
工程において、上記ティース部の向きが同じ向きの帯状
体同士を重ね合わせ、一体化して上記帯状体積層体を成
形するものである。
【０００９】また、上記打ち抜き工程において、２条の
上記帯状体が対となって互いのティース部とコアバック
部とを突き合わせるように上記薄板鋼材の幅方向に少な
くとも１対打ち抜き成形されるものである。
【００１０】また、この発明に係る固定子鉄芯の製造方
法は、重ね合わされた複数条の長尺の薄板鋼材からティ
ース部とコアバック部とが形成された帯状積層体を打ち
抜き成形する打ち抜き工程と、上記帯状積層体を螺旋状
に巻き重ね、ついで巻き重ねられた帯状積層体を一体化
する巻き重ね工程とを備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１に係る固
定子鉄芯の製造方法における薄板鋼材の打ち抜き工程を
説明する平面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る
固定子鉄芯の製造方法における帯状体の重ね合わせ工程
を説明する斜視図、図３はこの発明の実施の形態１に係
る固定子鉄芯の製造方法における帯状体の巻き重ね工程
を説明する斜視図、図４はこの発明の実施の形態１に係
る固定子鉄芯の製造方法により製造された固定子鉄芯を
示す斜視図である。
【００１２】つぎに、この実施の形態１による固定子鉄
芯の製造方法について説明する。まず、厚み１ｍｍ、幅
２２ｍｍの薄板鋼材４をプレス加工機（図示せず）に供
給する。そして、図１に示されるように、該プレス加工
機により１条の薄板鋼材４からティース部２ａとコアバ
ック部２ｂとを有する２条の帯状体２を成形する。つい
で、２条の帯状体２を分離し、表裏を逆にしてティース
部２ａ同士およびコアバック部２ｂ同士を揃えて重ね合
わせる。その後、図２に示されるように、重ね合わされ
た２条の帯状体２を溶接して帯状積層体１０を作製す
る。なお、２条の帯状体２は、溶接部９で端面同士が溶
接されて一体化される。ついで、帯状積層体１０は、図
３に示されるように、先端側から内径ガイド筒５に巻回
され、巻回が進行するに従って下方に下がり、積層され
る。この時、巻き重ねられた帯状積層体１０は、内径ガ
イド筒５の外径に対応した内径に成形される。また、巻
き重ねられた帯状積層体１０の外径は、外径ガイド筒６
によって規制される。そして、帯状積層体１０は、内径
ガイド筒５と外径ガイド筒６とにより内外径を規制され
つつ螺旋状に巻き重ねられ、所定高さ（厚さ）まで積層
されると、切断される。さらに、巻き重ねられた帯状積
層体１０を上下から加圧してかしめて一体化した後、巻
き取り装置から取り出し固定子鉄芯２０が得られる。
【００１３】この固定子鉄芯２０は、図４に示されるよ
うに、２条の帯状体２の端部が巻き始め部と巻き終わり
部に露出し、２条の帯状体２を同時に巻き重ねて製造さ
れたことが解る。
【００１４】このように、この実施の形態１によれば、
１条の長尺の薄板鋼材４から２条の帯状体２を打ち抜き
成形し、２条の帯状体２を重ね合わせて一体化して１条
の帯状積層体１０を作製し、この１条の帯状積層体１０
を巻き重ねて固定子鉄芯２０を製造しているので、性能
を落とすことなく、巻き重ね時間を削減でき、低コスト
で固定子鉄芯を製造することができる。つまり、例えば
高さ２７ｍｍの固定子鉄芯を作製する場合、従来の製造
方法では帯状体２を２７回巻き回す必要があったが、こ
の実施の形態１では、帯状積層体１０は２条の帯状体２
を重ね合わせて構成されているので、ほぼ半分の１４回
巻き回せばよい。そこで、巻き取りスピードが同じなら
ば、巻き取り時間を半減でき、コストダウンが図られ
る。また、この実施の形態１では、従来の製造方法と同
じ板厚の帯状体２を巻き重ねているので、従来の製造方
法と同じ性能を確保できる。ここで、巻き取り時間を半
減するために、巻き重ねる単層の帯状体の板厚を２ｍｍ
とすると、発電時の渦電流が増し、鉄損が増加してしま
うことになる。また、逆に、発電時の渦電流を減じ、鉄
損を抑えるために、巻き重ねる単層の帯状体の板厚を
０．５ｍｍとしても、巻き取り時間を従来より要するこ
となく発電時の出力を向上することができる。
【００１５】また、帯状積層体１０を作製する際に、１
条の長尺の薄板鋼材４から打ち抜かれた２条の帯状体２
を表裏を逆さにして重ね合わせている。打ち抜き工程で
は、打ち抜き方向のバリが各帯状体２に発生している
が、２条の帯状体２を表裏を逆さにして重ね合わせるこ
とにより、各帯状体２に発生しているバリの方向が同じ
方向となる。そこで、２条の帯状体２を重ね合わせる際
に、バリが互いに干渉しないので、ティース部２ａ同士
およびコアバック部２ｂ同士の位置ずれを抑えて２条の
帯状体２を簡易に重ね合わせることができるとともに、
帯状体２間に不要な隙間を発生させることもない。さら
に、帯状積層体１０を巻き重ねる際にも、バリの干渉が
なくなるので、帯状積層体１０を巻き重ねる際に、帯状
積層体１０間に不要な隙間を発生させることがなく、テ
ィース部２ａ同士およびコアバック部２ｂ同士の位置ず
れも抑えられる。
【００１６】また、この実施の形態１によれば、固定子
鉄芯２０が一体化された２条の帯状体２を巻き重ねて構
成されているので、帯状体２の巻き重ね工数が削減さ
れ、安価な固定子鉄芯を得ることができる。
【００１７】なお、上記実施の形態１では、２条の帯状
体２を溶接して一体化するものとしているが、２条の帯
状体２を一体化する手段は溶接に限らず、例えばかしめ
でもよい。また、上記実施の形態１では、巻き重ねられ
た帯状積層体１０を上下から加圧してかしめて一体化す
るものとしているが、巻き重ねられた帯状積層体１０を
一体化する手段はかしめに限らず、例えば溶接でもよ
い。また、上記実施の形態１では、互いのティース部２
ａとコアバック部２ｂとが突き合うように２条の帯状体
２を１条の薄板鋼材４から成形するものとしているが、
ティース部２ａの向きが同じ向きとなるように２条の帯
状体２を１条の薄板鋼材４の幅方向に並んで成形するよ
うにしてもよい。この場合、歩留まりは低下してしまう
という不具合があるが、２条の帯状体２の表裏を逆さに
して重ね合わせる必要はなく、重ね合わせの作業性を大
幅に向上させることができる。
【００１８】実施の形態２．この実施の形態２では、板
厚１ｍｍ、幅４４ｍｍの薄板鋼材４Ａをプレス加工機に
供給し、図５に示されるように、該プレス加工機により
１条の薄板鋼材４Ａからティース部２ａとコアバック部
２ｂとを有する４条の帯状体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを
成形する。ついで、４条の帯状体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２
Ｄを分離し、２条の帯状体２Ａ、２Ｃを重ね合わせ一体
化して帯状積層体１０を作製し、２条の帯状体２Ｂ、２
Ｄを重ね合わせ一体化して帯状積層体１０を作製してい
る。なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成さ
れている。この実施の形態２では、１条の薄板鋼材４Ａ
から４条の帯状体２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを打ち抜き、
ティース部２ａの向きが同じ側を向いている帯状体２
Ａ、２Ｃ（２Ｂ、２Ｄ）同士を重ね合わせている。そこ
で、重ね合わされる２条の帯状体２Ａ、２Ｃ（２Ｂ、２
Ｄ）に発生しているバリの向きは同じ方向となり、２条
の帯状体２Ａ、２Ｃ（２Ｂ、２Ｄ）を重ね合わせる際
に、バリが互いに干渉せず、帯状体２Ａ、２Ｃ（２Ｂ、
２Ｄ）間に不要な隙間を発生させることがない。
【００１９】このように、この実施の形態２によれば、
２条の帯状体を重ね合わせる際に、上記実施の形態１の
ような打ち抜かれた２条の帯状体２の表裏を逆さにして
バリの方向を同じ向きとする煩雑な重ね合わせの作業が
必要なく、その分作業性が向上され、低コスト化を図る
ことができる。
【００２０】実施の形態３．この実施の形態３では、板
厚１ｍｍ、幅２２ｍｍの２条の薄板鋼材４を重ね合わせ
て溶接で一体化した後、プレス加工機に供給し、図６に
示されるように、該プレス加工機により２条の薄板鋼材
４からティース部２ａとコアバック部２ｂとを有する２
条の帯状積層体１０を成形している。このようにして成
形された各帯状積層体１０が巻き重ね工程に供給され
る。なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成
されている。従って、この実施の形態３によれば、打ち
抜き工程により２条の帯状体２が重ね合わされて一体化
された帯状積層体１０を成形できるので、打ち抜かれた
２条の帯状体２をティース部２ａ同士およびコアバック
部２ｂ同士を重ね合わせ一体化する煩雑な重ね合わせの
工程が不要となり、著しい低コスト化が図られる。
【００２１】なお、上記実施の形態３では、２条の薄板
鋼材４を重ね合わせて溶接で一体化した後、プレス加工
機に供給するものとしているが、２条の薄板鋼材４を重
ね合わせてプレス加工機に供給し、ティース部２ａおよ
びコアバック２ｂを打ち抜く際に２条の薄板鋼材４をか
しめて一体化するようにしてもよい。また、２台のプレ
ス加工機を直列に配列し、ティース部２ａおよびコアバ
ック２ｂの打ち抜き工程と、かしめ工程とを相前後して
行うようにしてもよい。また、上記各実施の形態では、
重ね合わされた２条の帯状体２を同時に巻き重ねるもの
としているが、巻き重ねる帯状体２の条数は２条に限定
されるものではなく、３条でも、あるいは４条以上でも
よい。
【００２２】
【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２３】この発明によれば、ティース部とコアバッ
ク部とが形成された薄板鋼材からなる複数条の帯状体
が、該ティース部同士および該コアバック部同士を重ね
合わせて螺旋状に巻き重ねて構成されているので、帯状
体の巻き重ね時間の削減が図られ、性能を落とすことの
ない安価な固定子鉄芯が得られる。
【００２４】また、この発明によれば、長尺の薄板鋼材
からティース部とコアバック部とが形成された帯状体を
打ち抜き成形する打ち抜き工程と、上記ティース部同士
および上記コアバック部同士が互いに重なり合うように
上記帯状体を複数条重ね合わせ、重ね合わされた複数条
の帯状体を一体化して帯状積層体を成形する重ね合わせ
工程と、上記帯状積層体を螺旋状に巻き重ね、巻き重ね
られた帯状積層体を一体化する巻き重ね工程とを備えた
ので、帯状体の巻き重ね時間の削減が図られ、低コスト
で、性能を落とすことなく固定子鉄芯を製造することが
できる。
【００２５】また、上記打ち抜き工程において、１条の
長尺の薄板鋼材からティース部とコアバック部とが形成
された帯状体を複数条打ち抜き成形し、上記重ね合わせ
工程において、上記ティース部の向きが同じ向きの帯状
体同士を重ね合わせ、一体化して上記帯状体積層体を成
形するので、重ね合わされる複数条の帯状体のバリの向
きが同じ向きとなり、重ね合わせ作業が容易となるとと
もに、帯状体間に不要な間隙を発生させることもない。
【００２６】また、上記打ち抜き工程において、２条の
上記帯状体が対となって互いのティース部とコアバック
部とを突き合わせるように上記薄板鋼材の幅方向に少な
くとも１対打ち抜き成形されるので、歩留まりを向上さ
せることができる。
【００２７】また、この発明によれば、重ね合わされた
複数条の長尺の薄板鋼材からティース部とコアバック部
とが形成された帯状積層体を打ち抜き成形する打ち抜き
工程と、上記帯状積層体を螺旋状に巻き重ね、ついで巻
き重ねられた帯状積層体を一体化する巻き重ね工程とを
備えたので、帯状体を巻き重ねる工程が不要となり、低
コストで、性能を落とすことなく固定子鉄芯を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄芯の
製造方法における薄板鋼材の打ち抜き工程を説明する平
面図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄芯の
製造方法における帯状体の重ね合わせ工程を説明する斜
視図である。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄芯の
製造方法における帯状体の巻き重ね工程を説明する斜視
図である。
【図４】 この発明の実施の形態１に係る固定子鉄芯の
製造方法により製造された固定子鉄芯を示す斜視図であ
る。
【図５】 この発明の実施の形態２に係る固定子鉄芯の
製造方法における薄板鋼材の打ち抜き工程を説明する平
面図である。
【図６】 この発明の実施の形態２に係る固定子鉄芯の
製造方法における薄板鋼材の打ち抜き工程を説明する平
面図である。
【図７】 従来の固定子鉄芯を示す斜視図である。
【図８】 従来の固定子鉄芯の製造方法における薄板鋼
材の打ち抜き工程を説明する平面図である。
【図９】 従来の固定子鉄芯の製造方法における帯状体
の巻き重ね工程を説明する斜視図である。
【符号の説明】
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 帯状体、２ａ ティース
部、２ｂ コアバック部、４、４Ａ 薄板鋼材、９ 溶
接部、１０ 帯状積層体、２０ 固定子鉄芯。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ティース部とコアバック部とが形成され
    た薄板鋼材からなる複数条の帯状体が、該ティース部同
    士および該コアバック部同士を重ね合わせて螺旋状に巻
    き重ねて構成されていることを特徴とする固定子鉄芯。
  2. 【請求項２】 長尺の薄板鋼材からティース部とコアバ
    ック部とが形成された帯状体を打ち抜き成形する打ち抜
    き工程と、 上記ティース部同士および上記コアバック部同士が互い
    に重なり合うように上記帯状体を複数条重ね合わせ、重
    ね合わされた複数条の帯状体を一体化して帯状積層体を
    成形する重ね合わせ工程と、 上記帯状積層体を螺旋状に巻き重ね、巻き重ねられた帯
    状積層体を一体化する巻き重ね工程とを備えたことを特
    徴とする固定子鉄芯の製造方法。
  3. 【請求項３】 上記打ち抜き工程において、１条の長尺
    の薄板鋼材からティース部とコアバック部とが形成され
    た帯状体を複数条打ち抜き成形し、 上記重ね合わせ工程において、上記ティース部の向きが
    同じ向きの帯状体同士を重ね合わせ、一体化して上記帯
    状体積層体を成形することを特徴とする請求項２記載の
    固定子鉄芯の製造方法。
  4. 【請求項４】 上記打ち抜き工程において、２条の上記
    帯状体が対となって互いのティース部とコアバック部と
    を突き合わせるように上記薄板鋼材の幅方向に少なくと
    も１対打ち抜き成形されることを特徴とする請求項２ま
    たは請求項３記載の固定子鉄芯の製造方法。
  5. 【請求項５】 重ね合わされた複数条の長尺の薄板鋼材
    からティース部とコアバック部とが形成された帯状積層
    体を打ち抜き成形する打ち抜き工程と、 上記帯状積層体を螺旋状に巻き重ね、ついで巻き重ねら
    れた帯状積層体を一体化する巻き重ね工程とを備えたこ
    とを特徴とする固定子鉄芯の製造方法。
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