JPS6389041A

JPS6389041A - 回転電機用固定子の製造方法

Info

Publication number: JPS6389041A
Application number: JP23120686A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Kurihashi; 栗橋　保隆; Toru Muto; 透武藤; Kenji Yaginuma; 柳沼　健治; Tadayuki Suenobe; 末延　忠幸
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1988-04-20
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0813182B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は回転電機の固定子の製造方法に係り、特に、自
動車用交流充電発電機等の比較的容量の小さな、すなわ
ち小型回転電機の固定子の製造方法に係る。

〔従来の技術〕

従来、自動車用交流発電機等のような比較的小型の回転
電機の固定子は、例えば薄いケイ素鋼板を所定の形状に
打ち抜き、これを複数積み重ねることにより成層鉄心と
するほか、例えば特公昭５３−４１３２１号公報等に知
られるように、一枚の帯状鋼板に巻線飛出防止用突起部
を有する略Ｔ字状の歯部を複数連続して等間隔に設け、
これを螺旋状に巻き込んで成層鉄心とする方法が知られ
でいる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来技術になる方法では、一般に、一枚の帯状
の鋼板を上を対称に打ち抜いて一対の成層用鋼板を得る
が、その際、一方の鋼板の歯部先端に形成される略Ｔ字
状突起部により他方の鋼板に形成されるスロット部に鋭
角状の突起が生じてしまい、その後そう人される電機子
巻線の絶縁被覆を傷つけ易い。一方、このような突起部
のないスロット形状を得るには、打ち抜き形状を複雑に
し、その打ち抜き工程も複雑とならざるを得す、鉄心歯
部を細くせざるを得ず、これでは十分な鉄心歯部の幅が
得られず、電機子鉄心の磁気抵抗を増大してしまう。

また、上記従来技術では、略Ｔ字状歯部間に形成される
スロット内に例えば丸線から成る電機子巻線がそう人さ
れるが、これではスロット内の導体の占積率（導体断面
積／スロット面積）の向上に限界があり、出力向上のた
めに平角線を採用して」二記占積率を向上せんとする場
合、上記歯部のＴ字状突起が巻線のそう人のさまたげと
なり、巻線の自動化に困難を生じる。

本発明の目的は、そこで、上述の従来技術に鑑み、電機
子巻線の占積率の向上が可能でありその磁気特性も優れ
かつ製造工程の比較的容易な回転電機用固定子の製造方
法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の本発明の目的は、一枚の成層鉄心形成用帯状鋼板
であって台形状の歯部及び当該歯部と略同形状のスロッ
ト部を連続的に有し、さらに上記歯部の先端部には半閉
スロット形成用の突起部を形成するための打ち抜き形状
を有するものを打ち抜く工程と、上記帯状鋼板を螺旋状
に複数層巻き重ねて成層鉄心を形成する工程と、上記螺
旋状に巻き重ねた成層鉄心のスロット部に巻線をそう入
する工程と、上記螺旋状に巻き重ねた成層鉄心の歯部先
端面を押圧することにより上記巻線飛出し防止用突起部
を形成する工程からなる回転電機用固定子の製造方法に
より達成される。

〔作用〕

上述のような回転電機固定子の製造方法において、成層
鉄心用鋼板の歯部は台形状であることからその打ち抜き
工程が簡易となり、また巻線飛出し防止用突出部は巻線
そう人後に押圧により形成されるため巻線のそう人が容
易となるとともにスロット形状が平角線の利用にも適し
かつ巻線の絶縁被覆を傷付けることのない理想的なもの
となる。

〔実施例〕

以下１本発明になる回転電機用固定子の製造方法の一実
施例について１図を用いながら、詳細に説明する。

本発明になる製造方法によれば、第１図に示すように、
まず一枚の帯状のケイ素鋼板又は透磁率の比較的高い鋼
板１から１例えばプレス等の打ち抜きにより、上下に対
称な一対（２枚）の成層鉄心用鋼板２０．３０を形成す
る。各成層鉄心用鋼板２０．３０は、台形状の歯部２１
，３１を有し、図より明らかなように、一方の鋼板、例
えば鋼板２０の歯部２１は他方の鋼板３ｏのスロット部
を形成し、他方の鋼板３０の歯部３１は一方の鋼板２０
にスロット部を形成する。このことから、一枚の帯状鋼
板１から形成される一対の成層鉄心用鋼板２０．３０は
、それぞれ同一の台形形状の歯部及びスロット部を交互
に繰り返した形状のものとなる。

また、上記一対の成層用鋼板２０．３０を打ち抜く際、
同時にその歯部２１，３１の先端部には、後にその詳細
を述べるが、巻線飛出し防止用の突起を形成するための
空孔部２２．３２が形成される。

上述の実施例は１本発明の製造方法によって、例えば第
９図に示す自動車用交流充電発電機の固定子鉄心を製造
する場合であり、本発明のより良き理解のため、以下に
その詳細をより具体的に説明する。すなわち、この自動
車用交流充電発電機の固定子は３６個の歯（スロット数
３６）を有し、半径１２０ｍ、厚さ２８ｍｍの成層鉄心
であり、そのスロットには、後に詳細に述べるが、平角
線から成る電機子巻線をそう人したものである。かかる
固定子を一枚の、幅Ｗ１１７．５ｍ１１．厚さＩｎ！１
の帯状鋼板１から製造する場合、第１図に示す記号を参
照しながら説明すると、歯部２１（あるいはスロット３
１）の高さＷｔ、は１１．５ｎｎとし、背高鉄心部の高
さＷ８は３ｍとしている。また、上記歯部２１の形状は
、上辺の幅Ｗａ（スロット開放端の幅）は３．８ｍ、一
方、下辺の幅Ｗ８（スロット底辺の幅）は５．９閣とな
っている。このような台形状歯部の両側斜辺の傾きαは
５度となっている。しかしながら、本発明は、上記の様
に自動車用交流充電発電機の固定子の製造及び上記の寸
法に限られるものでないことは言うまでもない。

また、上記台形状歯部２１の先端に設けられた空孔部２
２．３２は、その幅ｔｘを３゜７ｍ、高さｔ２を２ｍと
し、横に長くかつその端側面を略円形とする形状を有し
ている。この空孔部２２゜３２は、後に詳細に述べるよ
うに、巻線の飛出しを防止するための突起部を歯部先端
に形成するためのものである。

また、この実施例によれば、帯状鋼板】を最大限に利用
するため、鉄心歯部２１の先端の幅とそれにより形成さ
れるスロットの底辺の幅、即ちこれらの幅Ｗ４が一致す
るようにしている。しかしながら、必ずしもそのような
形状とする必要はなく、例えば、歯部２１の高さを低く
し、即ちＷ２をより小さくし、歯部先端とスロット底辺
との間を切り欠くことも可能である。また、上記歯部の
台形の斜辺の傾きは５度となっているが、これも、例え
ばスロット数により摘宜設定されるものであることは言
うまでもない。

次に、第２図において、上記の様な形状を有する成層鉄
心用鋼板２０を螺旋状に巻き重ね、もって一枚の成層鋼
板から成層鉄心４０を形成する。

そして、その後成層鉄心４０の外周を例えば溶接４１等
により固着する６本実施例では、ｌｌｌｌ１１の厚さの
鋼板を２８回巻き重ねることにより、厚さ２８ａｍの成
層鉄心としている。そして、この様にして巻き重ねられ
た鋼板２０の拡大図を第３図に示す。

第３図に示すように、成層鋼板２０は一回巻き回した後
、再びその歯部２１が下層の鋼板の歯部に重なるよう螺
旋状に巻き重ねられる。その際、上述の様に、歯部２１
は台形形状を有し、かつその傾辺は５度だけ傾いて形成
されていることから、上記のように巻き回して３６個の
歯（スロット数３６）を有する成層鉄心とした場合、相
隣り合う上記歯部２１間に形成されるスロットは略長方
形となる。このように、本発明になる製造方法によれば
、比較的簡単な形状の打ち抜きにより、理想的な長方形
状のスロットが得ら九、丸線のＮ機作のみならず、第４
図にも示すように、比較的そう入作業が困難な平角線を
電機子巻線とし、巻線作業を自動化することも可能とな
る。また、このスロット形状は、この状態ではその開放
端に何ら突起状部分を有さす、そのため巻線コイルを一
定の形状に成形した後もこれをそう入することも容易で
あり１巻線の自動化に適する。

第４図では、上記成層鉄心のスロットには耐熱性の高い
ノーメックス紙から成る絶縁紙４２を介して平角巻＆１
ｉ４２から成る電機子巻線４３をそう入固定している。

そして、図からも明らかなように、巻線の飛び出し防止
用突起部４４は、電機子鉄心の歯部２１の先端を図中に
矢印で示す方向に押圧することにより形成される。かか
る技術は先頭である特願昭６１−４３９８２号にその詳
細が説明されている。その内容は、歯部２１の先端の略
環状の鉄心部を押圧した場合、上記環状部に働く引張り
力により突起部が歯部２１の両端部に形成されるととも
に、そのスロット内周面は半閉スロットとしては理想的
な円弧状に形成するものである。

本実施例では、上記の技術を採用したものであるが、し
かし、後に述べるように、必ずしもこのような半閉スロ
ット形成方法を採用するものに限られるものではない。

上述のように本発明によれば、一枚の帯状鋼板を、以上
に述べた形状を上下対称にかつ交互に、連続的に打ち抜
くことにより一対（２枚）の成層鉄心用鋼板を得る。そ
の鉄心歯部２１の形状は、上述の様に１台形状であり、
打ち抜き工程が比較的容易となる。また、上記歯部によ
り他方の成層鉄心鋼板のスロット部を形成するが、歯部
先端には、例えば上記従来技術に示されるような半閉ス
ロット成形用の突起部等が形成される必要がなく、その
ため、上記スロットの内周面に鋭角状の突起を生じるこ
ともなく、巻線のそう人によってもその絶縁被覆を傷つ
けることはない、また、上記の半閉スロット形成する突
起部をあらかじめ打ち抜きの際に設ける必要がないため
、鉄心歯部を比較的幅の広い、又はその中間に半閉スロ
ット形成用の突起部による凹部を有しない形状とするこ
とができ、鉄心部材（帯状鋼板）の無駄を最小限に抑え
ながら磁気抵抗の十分にｔＪｓさな鉄心を製造すること
が可能となる。すなわち、鋼板打ち抜きの際上記半閉ス
ロット形成用の突起部を同時に形成する必要がないこと
から帯状鋼板を利用して上下対称の一対の理想的スロッ
ト形状を有する成層鉄心鋼板を無駄なく得ることができ
るのである。

また、上記実施例によれば、丸線に代えて平角線を用い
ることにより、スロット断面積に対する導体断面積の比
である占積を向上することができ、もって交流充電発電
機の出力、特に単位体積当りの出力を向上することが可
能となるものである。

そして、このようにして製造された固定子２は、第９図
に示すように、自動車用交流充電発電機に組み込まれる
こととなる１図において、参照番４０は成層鉄心であり
、参照番号４３は巻線である。

第５図及び第６図には、上記とは異なる巻線飛出防止用
突起部の形成方法を利用した実施例が示される。第５図
において、一枚の帯状の鋼板１から、はぼ前述と同様、
台形状の歯部２１，３１を有する一対分成層鉄心用鋼板
２０．３０が打ち抜かれる。その際、上記歯部２１，３
１の先端部には、図示のように、略長方形のかつその端
部に曲率を有する切欠部２３を形成し、もって歯部２１
゜３１の先端に一対の凸部２４を形成する。このような
成層鉄心用鋼板２０．３０をやはり上記同様に複数層、
螺旋状に巻き上げ、溶接固定した後、巻線をそう入する
。その後、第６図に示すように。

上記鉄心歯部２１の先端部を矢印の方向に押圧し、もっ
て歯部両端に突起部４４を形成して半閉スロットを形成
するのである。

第７図及び第８図には、更に他の巻線飛出防止用突起部
の形成方法が示される。第７図に示されるように、この
実施例では、第１図に示す空孔部２５と第５図に示す切
欠部２６を併用したものであり、やはり上記と同様に、
螺旋状に巻き上げ。

巻線そう人後に鉄心歯部先端を押圧することにより突起
部４４を形成して半閉スロットとしている。

上述のこれらの方法によれば、鉄心歯部の突起部４４を
比較的幅の広い、すなわち磁束収集部の大きなものとす
ることができ、特に第７図及び第８図に示す実施例では
、空孔部２５の両端の曲線部分を大きくとり、押圧時の
鉄心鋼板が横方向に変形し易い形状としている。

〔発明の効果〕

上述のことから明らかなように１本発明によれば、帯状
鋼板の打抜きの際に半閉スロット形成用の突起部を必要
としないことから、巻線の絶縁被覆を傷付けることなく
、平角線によることの可能な、さらには鉄心歯部の幅を
十分に確保することにより磁気抵抗の小さな、さらにそ
の打ち抜き形状が比較的簡単で製造工程の簡易な回転電
機子用固定子の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により製造される回転電機用
固定子の帯状成層鉄心用鋼板を示す図、第２図は上記帯
状成層鉄心用鋼板を螺旋状に巻き重ねる状態を示す図、
第３図は第２図のように巻き重ねられた成層鉄心の拡大
図、第４図は上記成層鉄心に巻線をそう入した時の状態
を示す図、第５図から第８図は第１図に示す巻線飛出防
止用突起部形成方法と異なる形成方法を示す図、第９図
は本発明により製造された成層鉄心を利用した自動車用
交流充電発電機の断面を示す図。１・・・帯状鋼板、２０．３０・・・成層鉄心用鋼板、
２１．３１・・・歯部（スロット部）、２２，３２・・
・空孔部、４０・・・成層鉄心、４３・・・電機子巻線
、４４・・・巻線飛出防止用突起部。

Claims

【特許請求の範囲】１、一枚の成層鉄心形成用帯状鋼板であつて台形状の歯
部及び当該歯部と略同形状のスロット部を連続的に有し
、さらに上記歯部の先端部には半閉スロット形成用の突
起部を形成するための打ち抜き形状を有するものを打ち
抜く工程と、上記帯状鋼板を螺旋状に複数層巻き重ねて
成層鉄心を形成する工程と、上記螺旋状に巻き重ねた成
層鉄心のスロット部に巻線をそう入する工程と、上記螺
旋状に巻き重ねた成層鉄心の歯部先端面を押圧すること
により上記巻線飛出し防止用突起部を形成することを特
徴とする回転電機用固定子の製造方法。２、上記特許請求の範囲第１項において、上記成層鉄心
用鋼板は一枚の帯状鋼板を上下対称にかつ交互に繰り返
す形状に打ち抜くことにより形成されることを特徴とす
る回転電機用固定子の製造方法。３、上記特許請求の範囲第１項において、上記成層鉄心
用鋼板の歯部先端部に設けられる半閉スロット形成用の
打ち抜き形状は上記歯部先端部に略環状の鉄心を形成す
るための空孔部であることを特徴とする回転電機固定子
の製造方法。４、上記特許請求の範囲第１項において、上記成層鉄心
用鋼板の歯部先端部に設けられる半閉スロット形成用打
ち抜き形状は上記歯部先端両端に一対の突起部を形成す
る空孔部であることを特徴とする回転電機固定子の製造
方法。５、上記特許請求の範囲第４項において、さらに略環状
の鉄心を形成するための空孔部を有することを特徴とす
る回転電機固定子の製造方法。