WO2023112969A1 - ステーターコア及び製造方法 - Google Patents

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WO2023112969A1
WO2023112969A1 PCT/JP2022/046089 JP2022046089W WO2023112969A1 WO 2023112969 A1 WO2023112969 A1 WO 2023112969A1 JP 2022046089 W JP2022046089 W JP 2022046089W WO 2023112969 A1 WO2023112969 A1 WO 2023112969A1
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WO
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stator
piece
stator core
convex
pieces
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PCT/JP2022/046089
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English (en)
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Inventor
達二 田村
Original Assignee
日本発條株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a stator core such as an electric motor and a manufacturing method.
  • stator core there is a stator core composed of a plurality of laminated stator plates, as in Patent Document 1.
  • the plurality of stator plates are fixed to each other by crimped fixing portions, and are welded by welding portions overlapping the crimped fixing portions.
  • the crimped fixing part and the welded part are provided within the range of the yoke. For this reason, residual stress due to crimping and shrinkage due to welding directly affect the yoke, and even if the crimped fixed portion overlaps the welded portion, there is a limit to how much iron loss can be suppressed.
  • the problem to be solved is that there was a limit to the suppression of iron loss.
  • the present invention relates to a stator core in which stator pieces having tooth pieces are laminated on the inner periphery of an annular yoke piece, comprising: radial recesses provided on the outer edges of the stator pieces; The radial protrusions provided, the recesses and protrusions in the stacking direction provided on the front and back sides of the radial protrusions, and the recesses and protrusions in the stacking direction are fastened between the stator pieces. and a welded portion obtained by welding recesses and protrusions of the fitting portion in a stacking direction.
  • a stator piece having the concave and convex portions in the radial direction and the concave and convex portions in the stacking direction is formed, and a plurality of the stator pieces are laminated and fastened to form the fitting portion. and forming the welded portion by welding the laminated stator pieces in the lamination direction.
  • stator core of the present invention it is possible to minimize the influence of iron loss caused by the fitting portion and the welded portion from entering the yoke from the outer peripheral surface of the stator core.
  • stator core manufacturing method of the present invention it is possible to easily and reliably obtain a stator core in which the influence of iron loss due to the fitting portion and the welded portion is minimized from entering the yoke from the outer peripheral surface of the stator core.
  • FIG. 1 is a plan view of a stator core according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an enlarged portion II of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a stator piece corresponding to section II of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of a second stator piece corresponding to section II of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before lamination of stator pieces corresponding to section II of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is a perspective view showing a laminated state of stator pieces corresponding to section II of FIG.
  • FIG. 7 is a plan view conceptually showing an enlarged main part of a stator piece showing a welding range of a convex piece according to Modification 1 of the embodiment.
  • FIG. 1 is a plan view of a stator core according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an enlarged portion II of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a stator piece corresponding
  • FIG. 8 is a plan view conceptually showing an enlarged main part of a stator piece showing a welding range of a convex piece according to Modification 2 of the embodiment.
  • 9(A) and 9(B) relate to Modification 3 of the embodiment, and
  • FIG. 9(A) is an enlarged view of a main portion of a stator core piece showing the range of recesses and projections of the projecting piece.
  • FIG. 9(B) is a plan view of the stator core pieces further showing the welding range.
  • the radial protrusions provided in the radial recesses of the outer edges of the stator pieces are welded by fitting the recesses and protrusions between the stator pieces. Realized by a stator core and its manufacturing method.
  • stator pieces 17 having tooth pieces 21 are laminated on the inner periphery of an annular yoke piece 20.
  • Each stator piece 17 has a radial concave portion 23, a radial convex piece portion 25, and a lamination direction concave portion 27 and convex portion 29. and a welded portion 5 .
  • a recess 23 is provided in the outer edge 35 of each stator piece 17 .
  • the protruding piece 25 is provided within the radial recess 23 .
  • the concave portion 27 and the convex portion 29 are respectively provided on the front and back sides of the convex piece portion 25 in the radial direction.
  • the fitting portion 47 is a portion where the concave portion 27 and the convex portion 29 in the stacking direction are fitted between the stator pieces 17 by fastening.
  • the welded portion 5 is obtained by welding the concave portion 27 and the convex portion 29 of the fitting portion 47 in the stacking direction.
  • the concave portions 27 and the convex portions 29 in the stacking direction only need to form the fitting portions 47 between the radial convex pieces 25 in the stacking direction, and the shapes thereof can be freely realized.
  • the concave portion 27 and the convex portion 29 in the stacking direction may be provided in a half-punched shape on the convex piece portion 25 in the radial direction.
  • the stator core 1 may include a second stator piece 19 , a second concave portion 41 , a second convex piece portion 43 , an opening portion 39 and a second fitting portion 49 .
  • the second stator piece 19 is laminated to the stator piece 17 at least at the end in the lamination direction.
  • the outer edge of the second stator piece 19 is provided with a second radial recess 41 .
  • a second radial protrusion 43 is provided in the second radial recess 41 .
  • the second projecting piece 43 has a radially concave opening 39 into which the projecting portion 29 in the stacking direction is fitted.
  • the projection 29 in the stacking direction is fitted into the opening 39 of the second fitting portion 49 by fastening.
  • the welded portion 5 extends to the peripheral edge of the opening 39 of the second fitting portion 49 and the convex portion 29 .
  • the recesses 27 and the protrusions 29 in the stacking direction may have a narrower width in the circumferential direction than the protrusions 25 . Also, the recess 27 and the protrusion 29 in the stacking direction may be formed within the protrusion 25 .
  • the welded portion 5 may be formed within the projecting piece portions 25 and 43.
  • the welded portion 5 may eliminate all of the fitting portions 47 and 49 .
  • stator pieces 17 having radial concave portions 23 and convex piece portions 25 and lamination direction concave portions 27 and convex portions 29 are formed.
  • a plurality of stator pieces 17 are laminated and a fitting portion 47 is formed by caulking.
  • the welded portions 5 are formed in the stacked stator pieces 17 by welding in the stacking direction.
  • stator piece 17 having the radial concave portion 23 and the convex piece portion 25 and the lamination direction concave portion 27 and the convex portion 29 are formed, and the radial concave opening portion 39 is formed.
  • a second stator piece 19 may be formed with.
  • a plurality of stator pieces 17 are laminated, a second stator piece 19 is laminated at least at the end in the lamination direction, and the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 are formed by fastening.
  • the welded portions 5 are formed in the stacked stator pieces 17 and the second stator pieces 19 by welding in the stacking direction.
  • the stator pieces 17 are formed by punching out the contours of the concave portions 23 and the convex pieces 25 in the radial direction by pressing, then forming the contours of the concave portions 27 and the convex portions 29 in the stacking direction by pressing, and then forming the outer edges 35 of the stator pieces 17. You may punch by a press.
  • FIG. 1 is a plan view of a stator core according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an enlarged portion II of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view of a stator piece corresponding to section II of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a perspective view of a second stator piece corresponding to section II of FIG. 1.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before lamination of stator pieces corresponding to section II of FIG. 1 .
  • FIG. 6 is an enlarged perspective view of a main part showing a laminated state of stator pieces corresponding to the portion II of FIG.
  • the stator core 1 becomes an electromagnet by winding a coil (not shown).
  • the stator core 1 is constructed by laminating a plurality of stator pieces 17 and joining the stator pieces 17 to each other by welding portions 5 .
  • the stator core 1 has welded portions 5 on a substantially circular outer peripheral surface 3 and radially projecting teeth 9 for winding a coil on the inner periphery of a yoke 7 .
  • the radial direction is the direction along the diameter of the stator core 1.
  • the lamination direction is the thickness direction or axial direction of the stator core 1
  • the circumferential direction is the direction along the outer circumference of the stator core 1 .
  • the welded portion 5 is formed by welding in the stacking direction at a fitting portion 47 and a second fitting portion 49 (see FIG. 6), which will be described later.
  • the welded portions 5 are continuous in the stacking direction, but may be formed at intervals in the stacking direction.
  • the welded portion 5 is provided all over the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 in the stacking direction, the circumferential direction, and the radial direction.
  • the welded portion 5 may be formed only partially in the stacking direction, the circumferential direction, and the radial direction of the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 .
  • the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 of FIG. 6 have completely disappeared as a result of forming the welded portion 5.
  • recesses 27 and protrusions 29 and openings 31 in the stacking direction which will be described later, also disappear.
  • the welded portion 5 may be formed so that these remain.
  • the concave portion 27 and the convex portion 29, which are the fitting portion 47 and the second fitting portion 49, and the opening portion 31 may be provided on the assumption that the weld portion 5 is formed. A form in which part or all of 5 disappears or remains is included.
  • the welded portion 5 is provided in a radially concave recessed groove portion 11 provided on the circular outer peripheral surface 3 of the stator core 1 . Specifically, the welded portion 5 has the surface position of the bulge radially outward located inside the recessed groove portion 11 . In this embodiment, the welded portion 5 extends slightly to the yoke 7 radially inward of the projecting portion 25 .
  • the groove portion 11 has a circumferential width greater than that of the weld portion 5 in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface 13 in the recessed groove portion 11 of the stator core 1 is positioned on both sides of the welded portion 5 in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface 13 extends in the circumferential direction and is continuous with the circular outer peripheral surface 3 at the outermost periphery via slopes 15 on both sides in the circumferential direction.
  • the slopes 15 are formed so as to be radially outwardly spaced from each other in the circumferential direction.
  • the stator piece 17 is an annular core piece having tooth pieces 21 on the inner periphery of an annular yoke piece 20 .
  • the outer periphery of the yoke piece 20 is provided with a radial recess 23 and a projecting piece 25 .
  • the yoke piece 20 is laminated with the yoke piece 20 of another stator piece 17 to form the yoke 7 .
  • the inner periphery of the yoke piece 20 is provided with a plurality of tooth pieces 21 protruding radially inward at regular intervals in the circumferential direction.
  • the tooth piece 21 is laminated with the tooth piece 21 of another stator piece 17 to form the tooth 9 .
  • the radial concave portion 23 and the convex piece portion 25 are provided radially outside the yoke piece 20 corresponding to the tooth piece 21 .
  • These concave portions 23 , convex piece portions 25 , concave portions 27 and convex portions 29 in the stacking direction are arranged so that a plurality of tooth pieces 21 are arranged in the circumferential direction. In this embodiment, they are arranged at a total of 12 locations with a central angle of 30°.
  • the radial recesses 23 are formed in a concave shape radially inward with respect to the outer edges 35 of the stator pieces 17 .
  • the outer edge 35 constitutes the circular outer peripheral surface 3 of the stator core 1 after stacking the stator pieces 17 .
  • the recesses 23 constitute the recessed grooves 11 of the stator core 1 after the stator pieces 17 are laminated.
  • first inclined edges 23a are formed that form the slopes 15 of the stator core 1 after the stator pieces 17 are laminated.
  • the recessed bottom portion 23b of the recessed portion 23 constitutes the outer peripheral surface 13 of the recessed groove portion 11 after lamination.
  • the bottom portion 23b is formed by a circumferential linear edge or an arc edge that is continuous with the first inclined edge 23a.
  • the protruding piece 25 is provided within the radial recess 23 .
  • the protruding piece 25 is arranged in the center of the recess 23 in the circumferential direction and protrudes radially outward from the outer edge 23b of the recess 23 .
  • a tip edge 25a of the projecting piece 25 is formed by a straight edge or an arc edge, and is located inside the recess 23 in the radial direction.
  • the protruding piece 25 may be disposed so as to be close to any first inclined edge 23a in the circumferential direction. Further, the radial position of the tip edge 25 a of the projecting piece 25 may be the same as the radial position of the outer edge 35 of the stator piece 17 .
  • the protrusion 25 and the first inclined edge 23a of the recess 23 are spaced apart. Accordingly, gaps are provided on both circumferential sides of the projecting piece 25 .
  • the circumferential width of the projecting piece 25 is narrower than the circumferential width of the recess 23, and is about 1 ⁇ 3 in this embodiment.
  • Second inclined edges 25b are formed on both sides of the convex piece 25 in the circumferential direction.
  • the second inclined edge 25b is formed so as to taper the convex piece 25 radially outward.
  • the circumferential width of the projecting piece 25 may be close to the circumferential width of the recess 23, and the projecting piece 25 and the first inclined edge 23a of the recess 23 are separated by a cut with almost no gap.
  • a concave portion 27 and a convex portion 29 in the stacking direction are provided on the front and back of the convex piece portion 25, respectively.
  • the concave portions 27 and the convex portions 29 are fitted by fastening between the laminated stator pieces 17 . That is, between the stacked stator pieces 17, the convex portions 29 of one stator piece 17 are fitted into the concave portions 27 of the other stator piece 17 by fastening.
  • the concave portion 27 and the convex portion 29 of this embodiment are provided in the convex piece portion 25 in a half-cut shape.
  • the half-blanking shape of the concave portion 27 and the convex portion 29 in the stacking direction can be realized by half-blanking processing using a press.
  • the depth of half-blanking is about 50% of the plate thickness.
  • the depth of half blanking is not limited to this. Therefore, half punching does not mean punching only half of the plate thickness.
  • concave portions 27 and convex portions 29 only need to fit between the stacked stator pieces 17 by fastening, and are processed into rectangular shapes in plan view, for example.
  • the concave portion and the convex portion may be formed in a cantilever shape by forming a pair of circumferential slits in the convex piece portion 25 and bending the space between the slits in the stacking direction.
  • the concave portion 27 and the convex portion 29 of this embodiment are formed so as to reach the tip edge 25a of the convex piece portion 25 on the radially outer side. Further, the concave portion 27 and the convex portion 29 are formed so as to enter the yoke piece 20 on the inner diameter side of the outer edge 23b inside the concave portion 23 at the base of the convex piece portion 25 radially inward.
  • the radial inner sides of the recesses 27 and the protrusions 29 can also be set at the same radial position as the outer edge 23 b inside the recess 23 or at a position radially outside the outer edge 23 b inside the recess 23 .
  • the circumferential widths of the concave portion 27 and the convex portion 29 are set narrower than the circumferential width of the tip end edge 25a.
  • the second stator piece 19 before lamination is formed in substantially the same shape as the stator piece 17 except for the opening 39 . That is, the second stator piece 19 has teeth pieces 21 , radial second concave portions 41 , second convex piece portions 43 , and openings 39 with respect to the yoke piece 20 .
  • the yoke piece 20 and tooth piece 21 are the same as the stator piece 17.
  • the second recess 41 is provided on the outer edge 45 of the second stator piece 19 and has a configuration corresponding to the radial recess 23 of the stator piece 17 .
  • the second projecting piece 43 is provided inside the second radial recess 41 and has a configuration corresponding to the radial projecting piece 25 . have.
  • the opening 39 is provided in shape, size and position corresponding to the recess 27 .
  • the opening 39 is formed in a concave shape in the radial direction in plan view, and is open at the tip end edge 43 a of the second projecting piece 43 .
  • the projections 29 of the stator pieces 17 in the stacking direction are fitted into the openings 39 by fastening.
  • the opening 39 may be configured by a concave portion that penetrates the second stator piece 19 in the stacking direction but does not penetrate the second stator piece 19 .
  • stator piece 19 the same components as those of the stator piece 17 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • stator piece 17 and the second stator piece 19 are set in a vertical relationship in the stacking direction.
  • the second stator piece 19 is arranged at the end in the stacking direction of the plurality of stator pieces 17 that are stacked. It should be noted that the second stator piece 19 can also be arranged between the stacked stator pieces 17 .
  • the concave portions 27 and the convex portions 29 are fitted between the stator pieces 17 by fastening (caulking) to form a fitting portion 47 between the stator pieces 17 .
  • Fastening refers to exerting a fastening force in the stacking direction so as to fit between the concave portion 27 and the convex portion 29 in a state where they are aligned.
  • stator piece 17 and the second stator piece 19 the projection 29 of the stator piece 17 in the stacking direction is fitted into the opening 39 of the second stator piece 19 by fastening, and the stator piece 17 and the second stator piece 19 are fitted.
  • a second fitting portion 49 is formed between the stator pieces 19 .
  • the welding part 5 in FIG. 2 welds the concave part 27 and the convex part 29 in the stacking direction at the fitting part 47 shown in FIG.
  • the welded portion 5 in this embodiment extends to the second fitting portion 49 . Due to this welding, the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 are melted into the shape shown in FIG.
  • the welding portion 5 welds the concave portion 27 and the convex portion 29 of the fitting portion 47 in the stacking direction, and also welds the periphery of the opening portion 39 of the second fitting portion 49 and the convex portion between the stator pieces 17 and 19 . Weld 29.
  • the stator core manufacturing method of this embodiment includes a core forming process, a lamination process, and a welding process.
  • the stator piece 17 and the second stator piece 19 are formed by pressing.
  • the pressing (forming) of the stator pieces 17 includes first to fifth steps.
  • the outline of the inner periphery of the stator piece 17 is punched out by the first press.
  • the outline of the tooth piece 21 is punched out.
  • the contours of the radial concave portion 23 and the convex piece portion 25 are punched out.
  • recesses 27 and protrusions 29 are formed in the stacking direction by half-blanking of a press.
  • the outer circumference is punched out to punch out the stator pieces 17 while forming the outer edges 35 .
  • the stacking direction recesses 27 and projecting portions 29 are formed by pressing, and the outer edges 35 of the stator pieces 17 are formed. It is designed to punch through.
  • the core forming process can also be performed by performing the first to fifth processes in a single process.
  • the first step and the second step may be performed in a single step, followed by the third to fifth steps.
  • the convex piece 25 having the concave portion 27 and the convex portion 29, particularly the convex piece portion 25 having the concave portion 27 and the convex portion 29 up to the outer circumference (the tip in the radial direction of the convex piece portion 25). can be easily molded.
  • the contours of the second concave portion 41, the second convex piece portion 43, and the opening portion 39 are punched out.
  • the stator pieces 17 are knocked down. It should be noted that the opening 39 can also be punched out in the second projecting piece 43 later by a different step.
  • a plurality of stator pieces 17 are laminated, and a second stator piece 19 is laminated at the end in the lamination direction.
  • the concave portions 27 and the convex portions 29 are fitted by fastening between the convex pieces 25 .
  • the protrusion 29 and the opening 39 are fitted by fastening between the protrusion 25 and the second protrusion 43 .
  • stator piece laminated body is formed as shown in FIG.
  • stator piece laminate the stator piece 17 and the second stator piece 19 are temporarily fixed in a laminated state. Thereby, the positional deviation between the stator pieces 17 and the positional deviation between the stator piece 17 and the second stator piece 19 are eliminated or suppressed.
  • stator pieces 17 and the second stator pieces 19, which are temporarily fixed in a laminated state, are pressed while being positioned by upper and lower jigs, and the adjacent stator pieces 17 in the lamination direction and the stator pieces 17 and the stator pieces 17 and the second stator pieces 19 are pressed.
  • the gap between the two stator pieces 19 is eliminated or reduced below a certain level.
  • the welded portions 5 are formed in the stacking direction of the stator piece 17 and the second stator piece 19 .
  • the welded portion 5 is formed by performing laser welding or the like on the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 .
  • each fitting portion 47 is welded, and the convex portion 29 and the opening portion 39 of each second fitting portion 49 are welded to form the welded portion 5 .
  • the convex piece 25 and the second convex piece 43 including the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 almost disappear due to melting during welding, and the welded portion 5 as shown in FIG. is formed so as to swell with respect to the outer peripheral surface 13 in the concave groove portion 11 .
  • the welded portion 5 is formed at the fitting portion 47 and the second fitting portion 49 of the projecting piece portion 25 and the second projecting piece portion 43, the recessed portion 27 and the projecting portion 29 are Iron loss can be suppressed by eliminating or reducing residual stresses due to forming and fastening.
  • the concave portion 27, the convex portion 29, and the opening portion 39 disappear by welding, so that the reaction force due to the contraction in the stacking direction during solidification is applied to the welded portion 5.
  • the tensile stress does not act on the welded portion 5, and damage to the welded portion 5 can be suppressed.
  • the fusion can be promoted and the welding between the stator piece 17 and the second stator piece 19 can be reliably performed.
  • the welding part 5 incorporates the convex piece part 25, so the use of welding material can be reduced.
  • the entire protruding piece 25 is taken into the welded portion 5 and the original shape of the protruding piece 25 is not retained, strong joint rigidity can be maintained.
  • the gap between the layers can be eliminated or suppressed by the contraction action of the welded portion 5 when the bead solidifies. can.
  • the joint rigidity between the laminations of the stator core 1 is high, and deformation during assembly of the housing can be eliminated or suppressed. Moreover, it is possible to prevent or prevent varnish from penetrating during varnish impregnation, and the deformation of the stator core 1 can be improved.
  • the crimped fitting portion 47 and the second fitting portion 49 of the present embodiment are provided to temporarily maintain the posture of the stator core laminate. Therefore, this embodiment does not require strict accuracy control of a crimping tool unlike a conventional crimping laminate that maintains its posture and strength only by crimping. Therefore, the tool maintenance cycle can be extended, and production efficiency can be improved.
  • the welded portion 5 is located within the concave groove portion 11 . Therefore, the bonding force in the stacking direction by the welded portions 5 can be applied to the yoke 7 at the outer peripheral surface 13 radially inside the outer peripheral surface 3 of the stator core 1 .
  • the coupling is performed by the convex piece 25 in the radial concave portion 23 and the second convex piece portion 43 in the second radial concave portion 41 , so that the outer peripheral surface 13 and Coupling force can be easily transmitted to any of the yokes 7 .
  • stator core 1 misalignment between the stator pieces 17 and between the stator pieces 17 and the second stator pieces 19 is suppressed or not, and this is maintained even after welding. Therefore, the accuracy of the stator core 1 can be improved and the rigidity can be increased.
  • the position of the stator core 1 can be properly maintained and integrated by positioning and welding the plurality of stator pieces 17 and the stator pieces 19 at the end of the stack.
  • the concave portion 27 and the convex portion 29 are formed narrower than the circumferential width of the convex piece portion 25 , and the opening portion 39 is formed narrower than the circumferential width of the second convex piece portion 43 . Therefore, when the welded portion 5 is formed, heat is less likely to escape from both circumferential sides of the concave portion 27 and the convex portion 29 and from both circumferential sides of the opening portion 39, and workability can be improved.
  • FIG. 7 is a plan view conceptually showing an enlarged main part of a stator piece showing a welding range of a convex piece according to Modification 1 of the embodiment.
  • the basic configuration of Modification 1 is the same as that of the above-described embodiment, and the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the second stator piece 19 is adopted in the same manner as the second stator piece 19, and although not directly illustrated, the description will be given by superimposing the corresponding portions in parentheses in FIG. .
  • the second stator piece 19 has a shape in which the body portion 26 of the second convex piece 43 is left between the opening 39 and the yoke piece 20 and on both sides of the opening 39 in the circumferential direction. .
  • the welding range W1 also extends into the yoke piece 20 including the whole of the projecting piece portion 25 and the second projecting piece portion 43 . Due to the presence of the main body portion 26 of the convex piece 25 surrounding the concave portion 27 and the convex portion 29 and the main body portion 26 of the second convex piece portion 43 surrounding the opening 3, the welding of the concave portion 27 and the convex portion 29 and the convex portion 29 and It is difficult for heat to escape from the welding of the peripheral edge of the opening 39, and the thermal influence on the yoke 7 due to the lamination of the yoke pieces 20 can be suppressed.
  • first inclined edge 23a and the second inclined edge 25b are not inclined in FIG. 7, they may be inclined as in the above embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view conceptually showing an enlarged main part of a stator piece showing a welding range of a convex piece according to Modification 2 of the embodiment.
  • the basic configuration of Modification 2 is the same as that of the above embodiment, and the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the welding range W2 is set within the projecting piece portion 25 and the second projecting piece portion 43 .
  • first inclined edge 23a and the second inclined edge 25b are shown without being inclined, but they may be inclined.
  • FIG. 9 relates to Modification 3 of the embodiment, and FIG. 9A is a plan view conceptually showing an enlarged main part of a stator core piece showing the range of recesses and projections of the projecting piece. 9(B) is a plan view conceptually showing an enlarged main part of the stator core piece showing the welding range.
  • the basic configuration of the third modification is the same as that of the above-described embodiment, and the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the welding range W3 is set within the projecting piece portion 25 and the second projecting piece portion 43 as in the modified example 2.
  • the thermal influence on the yoke 7 due to the lamination of the yoke pieces 20 can be suppressed in the welding of the concave portion 27 and the convex portion 29 and the welding of the convex portion 29 and the peripheral edge of the opening portion 39 .
  • first inclined edge 23a and the second inclined edge 25b are shown without being inclined, but they may be inclined.
  • stator core 3 circular outer peripheral surface 5 welded portion 7 yoke 9 teeth 11 concave groove portion 13 outer peripheral surface in the concave groove portion 15 slope 17 stator piece (annular core piece) 19 Second stator piece (second annular core piece) 20 Annular yoke piece 21 Teeth piece 23 Radial concave portion 23a Outer edge 25 Radial convex piece portion 27 Lamination direction concave portion 29 Lamination direction convex portion 35 Outer edge of stator piece 39 Opening 41 Second concave portion 43 Second concave portion Protruding piece 45 Outer edge 47 Fitting part 49 Second fitting part

Landscapes

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Abstract

鉄損の抑制向上を可能とするステーターコア及び製造方法を提供する。　環状部の２０内周にティース片２１を有すステーター片１７が積層されたステーターコアであって、ステーター片１７の外縁３５に備えられた径方向の凹部２３と、径方向の凹部２３内に備えられた径方向の凸片部２５と、径方向の凸片部２５の表裏にそれぞれ備えられた積層方向の凹部２７及び凸部２９と、ステーター片１７相互間で積層方向の凹部２７及び凸部２９が締結により嵌合した嵌合部４７と、嵌合部４７の凹部２７及び凸部２９を積層方向に溶接した溶接部５とを備えた。

Description

ステーターコア及び製造方法
　この発明は、電動モーター等のステーターコア及び製造方法に関する。
　ステーターコアとしては、特許文献１のように、積層された複数のステーター板から構成されたものがある。複数のステーター板は、カシメ固定部によって互いに固定され、カシメ固定部に重なる溶接部により溶接された構成となっている。
　かかる構成により、鉄損の原因となるカシメ固定部と溶接部とが重なり、ステーターコアの鉄損を抑えることができるとしている。
　しかし、カシメ固定部及び溶接部は、ヨークの範囲内で設けられている。このため、カシメによる残留応力や溶接による収縮作用がヨークに直接影響し、カシメ固定部と溶接部とが重なったとしても鉄損の抑制には限界があった。
特開２０１７－５７８５号公報
　解決しようとする問題点は、鉄損の抑制に限界があった点である。
　本発明は、環状のヨーク片の内周にティース片を有するステーター片が積層されたステーターコアであって、前記ステーター片の外縁に備えられた径方向の凹部と、前記径方向の凹部内に備えられた径方向の凸片部と、前記径方向の凸片部の表裏にそれぞれ備えられた積層方向の凹部及び凸部と、前記ステーター片相互間で前記積層方向の凹部及び凸部が締結により嵌合した嵌合部と、前記嵌合部の凹部及び凸部を積層方向に溶接した溶接部と、を備えたステーターコアを提供する。
　また、本発明は、前記径方向の凹部及び凸片部と前記積層方向の凹部及び凸部とを備えたステーター片を形成し、複数の前記ステーター片を積層して締結により前記嵌合部を形成し、前記積層したステーター片に前記積層方向での溶接により前記溶接部を形成する、ステーターコアの製造方法を提供する。
　本発明のステーターコアは、嵌合部及び溶接部による鉄損の影響範囲がステーターコアの外周面からヨーク内へ入り込むことを極力抑制することができる。
　本発明のステーターコアの製造方法は、嵌合部及び溶接部による鉄損の影響範囲がステーターコアの外周面からヨーク内へ入り込むことを極力抑制したステーターコアを容易且つ確実に得ることができる。
図１は、実施例に係るステーターコアの平面図である。 図２は、図１のＩＩ部を拡大して示す斜視図である。 図３は、図１のＩＩ部に対応したステーター片の斜視図である。 図４は、図１のＩＩ部に対応した第２のステーター片の斜視図である。 図５は、図１のＩＩ部に対応したステーター片の積層前の状態を示す斜視図である。 図６は、図１のＩＩ部に対応したステーター片の積層状態を示す斜視図である。 図７は、実施例の変形例１に係り、凸片部の溶接範囲を示すステーター片の要部を拡大して概念的に示す平面図である。 図８は、実施例の変形例２に係り、凸片部の溶接範囲を示すステーター片の要部を拡大して概念的に示す平面図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、実施例の変形例３に係り、図９（Ａ）は、凸片部の凹部及び凸部の範囲を示すステーターコア片の要部を拡大して概念的に示す平面図、図９（Ｂ）は、さらに溶接範囲を示すステーターコア片の平面図である。
　鉄損の抑制向上を可能にするという目的を、ステーター片の外縁の径方向の凹部内に設けた径方向の凸片部において、ステーター片相互間の凹部及び凸部を嵌合させて溶接するステーターコア及びその製造方法によって実現した。
　すなわち、ステーターコア１は、図１～図７のように、環状のヨーク片２０の内周にティース片２１を有するステーター片１７が積層される。各ステーター片１７は、径方向の凹部２３と、径方向の凸片部２５と、積層方向の凹部２７及び凸部２９とを備え、ステーター片１７の相互間には、嵌合部４７と、溶接部５とを備える。
　凹部２３は、各ステーター片１７の外縁３５に備えられている。凸片部２５は、径方向の凹部２３内に備えられている。凹部２７及び凸部２９は、径方向の凸片部２５の表裏にそれぞれ備えられている。嵌合部４７は、ステーター片１７相互間で積層方向の凹部２７及び凸部２９が締結により嵌合する部分である。溶接部５は、嵌合部４７の凹部２７及び凸部２９を積層方向に溶接したものである。
　積層方向の凹部２７及び凸部２９は、径方向の凸片部２５の積層方向間で嵌合部４７が形成できればよく、その形状は自由に実現できる。ただし、積層方向の凹部２７及び凸部２９は、径方向の凸片部２５に半抜き状に備えてもよい。
　ステーターコア１は、第２のステーター片１９と、第２の凹部４１と、第２の凸片部４３と、開口部３９と、第２の嵌合部４９とを備えてもよい。第２のステーター片１９は、少なくとも積層方向の端部でステーター片１７に積層される。第２のステーター片１９の外縁には、径方向の第２の凹部４１が備えられる。径方向の第２の凹部４１内には、径方向の第２の凸片部４３が備えられる。第２の凸片部４３は、積層方向の凸部２９が嵌合する径方向に凹形状の開口部３９を有する。第２の嵌合部４９は、開口部３９に積層方向の凸部２９が締結により嵌合する。この場合、溶接部５は、第２の嵌合部４９の開口部３９の周縁及び凸部２９まで及ぶ。
　積層方向の凹部２７及び凸部２９は、凸片部２５よりも周方向の幅が狭くてもよい。また、積層方向の凹部２７及び凸部２９は、凸片部２５内に形成してもよい。
　溶接部５は、凸片部２５，４３内に形成してもよい。
　また、溶接部５によって、嵌合部４７及４９の全部が消失してもよい。
　ステーターコア１を製造する製造方法は、まず径方向の凹部２３及び凸片部２５と積層方向の凹部２７及び凸部２９とを備えたステーター片１７を形成する。次いで、複数のステーター片１７を積層してカシメにより嵌合部４７を形成する。次いで、積層したステーター片１７に積層方向での溶接により溶接部５を形成する。
　また、ステーターコアの製造方法では、径方向の凹部２３及び凸片部２５と積層方向の凹部２７及び凸部２９とを備えたステーター片１７を形成すると共に径方向に凹形状の開口部３９を備えた第２のステーター片１９を形成してもよい。この場合、複数のステーター片１７を積層し、少なくとも積層方向の端部に第２のステーター片１９を積層し、締結により嵌合部４７及び第２の嵌合部４９を形成する。次いで、積層したステーター片１７及び第２のステーター片１９に積層方向での溶接により溶接部５を形成する。
　ステーター片１７の形成は、径方向の凹部２３及び凸片部２５の輪郭をプレスにより打ち抜いた後に、積層方向の凹部２７及び凸部２９の輪郭をプレスにより形成し、ステーター片１７の外縁３５をプレスにより打ち抜いてもよい。
［ステーターコア］
　図１は、本発明の実施例に係るステーターコアの平面図である。図２は、図１のＩＩ部を拡大して示す斜視図である。図３は、図１のＩＩ部に対応したステーター片の斜視図である。図４は、図１のＩＩ部に対応した第２のステーター片の斜視図である。図５は、図１のＩＩ部に対応したステーター片の積層前の状態を示す斜視図である。図６は、図１のＩＩ部に対応したステーター片の積層状態を示す要部拡大斜視図である。
　図１、図２のように、ステーターコア１は、コイル（図示せず）を巻くことで電磁石になるものである。このステーターコア１は、複数のステーター片１７を積層し、溶接部５によってステーター片１７の相互間を接合して構成されている。ステーターコア１は、ほぼ円形の外周面３に溶接部５を備え、ヨーク７の内周にコイルを巻くための径方向に突出するティース９を備えている。
　径方向とは、ステーターコア１の径に沿った方向である。積層方向は、ステーターコア１の厚み方向又は軸方向であり、周方向は、ステーターコア１の外周に沿った方向である。
　溶接部５は、後述する嵌合部４７及び第２の嵌合部４９（図６参照）において積層方向の溶接により形成したものである。この溶接部５は、積層方向に連続しているが、積層方向で間隔を置いて形成してもよい。
　本実施例において、溶接部５は、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９の積層方向、周方向、径方向の全体に備えられている。ただし、溶接部５は、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９の積層方向、周方向、及び径方向の一部にのみ形成してもよい。
　図２の実施例において、図６の嵌合部４７及び第２の嵌合部４９は、溶接部５を形成した結果として完全に消失している。つまり、後述する積層方向の凹部２７及び凸部２９並びに開口部３１も消失している。ただし、これらが残存するように溶接部５を形成してもよい。
　従って、ステーターコア１において、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９である凹部２７及び凸部２９並びに開口部３１は、溶接部５を形成する前提として設けられていればよく、溶接部５によって一部又は全部が消失し或いは残存する形態が含まれる。
　この溶接部５は、ステーターコア１の円形の外周面３に備えられた径方向に凹状の凹溝部１１内に備えられている。具体的には、溶接部５は、その径方向外側への盛り上がりの表面位置が凹溝部１１内の内側に位置している。本実施例において、溶接部５は、凸片部２５よりも径方向内側のヨーク７へ範囲が若干及んでいる。
　凹溝部１１は、周方向において溶接部５よりも大きな周方向の幅を備えている。溶接部５の周方向両側には、ステーターコア１の凹溝部１１内での外周面１３が位置している。外周面１３は、周方向に伸び、その周方向両側の斜面１５を介して最外周の円形の外周面３に連続している。斜面１５は、径方向外側へ向けて相互に周方向に離間するように形成されている。
　図３のように、ステーター片１７は、環状のヨーク片２０の内周にティース片２１を有する環状鉄心片である。ヨーク片２０の外周に、径方向の凹部２３及び凸片部２５を備えている。
　ヨーク片２０は、他のステーター片１７のヨーク片２０と積層されてヨーク７を構成する。ヨーク片２０の内周には、径方向内側に突出したティース片２１を周方向一定間隔で複数備えている。ティース片２１は、他のステーター片１７のティース片２１と積層されてティース９を構成する。
　径方向の凹部２３及び凸片部２５は、ティース片２１に対応してヨーク片２０の径方向外側に備えられている。これら凹部２３、凸片部２５、積層方向の凹部２７及び凸部２９は、周方向でティース片２１の複数本置きとなるように配置されている。本実施例では、中心角で３０°毎に合計１２箇所に配置されている。
　径方向の凹部２３は、ステーター片１７の外縁３５に対して、径方向内側へ凹形状に形成されている。外縁３５は、ステーター片１７の積層後にステーターコア１の円形の外周面３を構成する。凹部２３は、ステーター片１７の積層後にステーターコア１の凹溝部１１を構成する。
　凹部２３の周方向両側には、ステーター片１７の積層後にステーターコア１の斜面１５を構成する第１傾斜縁２３ａが形成されている。この凹部２３の凹形状の底部２３ｂは、積層後に凹溝部１１での外周面１３を構成する。底部２３ｂは、第１傾斜縁２３ａに連続する周方向の直線縁又は円弧縁で形成されている。
　凸片部２５は、径方向の凹部２３内に備えられている。凸片部２５は、凹部２３の周方向中央に配置され、凹部２３の外縁２３ｂから径方向外側へ突出している。凸片部２５の先端縁２５ａは、直線縁又は円弧縁で形成され、径方向で凹部２３内に位置している。
　なお、凸片部２５は、周方向において何れかの第１傾斜縁２３ａに寄せて配置してもよい。また、凸片部２５の先端縁２５ａの径方向位置は、ステーター片１７の外縁３５の径方向位置と同等であってもよい。
　周方向において、凸片部２５と凹部２３の第１傾斜縁２３ａとの間は、間隔を有して離間している。従って、凸片部２５の周方向両側には、隙間が設けられている。
　凸片部２５の周方向幅は、凹部２３の周方向幅よりも狭く、本実施例において１／３程度となっている。凸片部２５の周方向両側部には、第２傾斜縁２５ｂが形成されている。第２傾斜縁２５ｂは、凸片部２５を径方向外側へ先細とするように形成されている。
　なお、凸片部２５の周方向幅は、凹部２３の周方向幅と近づけてもよく、凸片部２５と凹部２３の第１傾斜縁２３ａとの間は、ほとんど隙間のない切り込みで離間してもよい。
　かかる凸片部２５の表裏には、積層方向の凹部２７及び凸部２９がそれぞれ備えられている。凹部２７及び凸部２９は、積層されたステーター片１７相互間で締結により嵌合する。すなわち、積層されたステーター片１７間において、一方のステーター片１７の凹部２７に他方のステーター片１７の凸部２９が締結により嵌合する。
　本実施例の凹部２７及び凸部２９は、凸片部２５に半抜き状に設けられている。積層方向の凹部２７及び凸部２９の半抜き状は、プレスによる半抜き加工により実現できる。半抜きの深さは、板厚の５０％程度である。ただし、半抜きの深さはこれに限定されるものではない。従って、半抜きとは、板厚の半分だけ抜きを行うことを意味するのではない。
　これら凹部２７及び凸部２９は、積層されたステーター片１７間で締結により嵌合できればよく、例えば平面視で矩形形状に加工されている。また、凹部及び凸部は、凸片部２５に周方向一対のスリットを形成し、このスリット間を積層方向に曲げて片持ち状に形成することも可能である。
　本実施例の凹部２７及び凸部２９は、径方向外側で凸片部２５の先端縁２５ａに至るように形成されている。また、凹部２７及び凸部２９は、径方向内側で凸片部２５の根元で凹部２３内の外縁２３ｂよりも若干内径側のヨーク片２０に入り込むように形成されている。
　ただし、凹部２７及び凸部２９の径方向内側を凹部２３内の外縁２３ｂと同一の径方向位置、或は凹部２３内の外縁２３ｂよりも外径側位置に設定することもできる。凹部２７及び凸部２９の周方向幅は、先端縁２５ａの周方向幅よりも狭く設定されている。
　図４のように、積層前の第２のステーター片１９は、開口部３９を除いてステーター片１７とほぼ同一の形状に形成されている。すなわち、第２のステーター片１９は、ヨーク片２０に対し、ティース片２１、径方向の第２の凹部４１、第２の凸片部４３、及び開口部３９を備えている。
　ヨーク片２０及びティース片２１は、ステーター片１７と同一である。第２の凹部４１は、第２のステーター片１９の外縁４５に備えられ、ステーター片１７の径方向の凹部２３に対応した構成となっている。
　第２の凸片部４３は、径方向の第２の凹部４１内に備えられて径方向の凸片部２５に対応した構成であるが、凹部２７及び凸部２９に代えて、開口部３９を有している。
　開口部３９は、形状、大きさ、位置が、凹部２７に対応して設けられている。開口部３９は、平面視で径方向に凹形状に形成され、第２の凸片部４３の先端縁４３ａで開放されている。この開口部３９には、ステーター片１７の積層方向の凸部２９が締結により嵌合される。なお、開口部３９は、積層方向で第２のステーター片１９を貫通するが、第２のステーター片１９を貫通しない凹部によって構成してもよい。
　その他、第２のステーター片１９において、ステーター片１７と同一の構成部分に同符号を付し、重複した説明は省略する。
　図５のように、ステーター片１７及び第２のステーター片１９は、積層方向の上下関係が設定される。第２のステーター片１９は、重ねて配置された複数のステーター片１７の積層方向の端部に配置されている。なお、第２のステーター片１９は、積層されたステーター片１７間に配置することもできる。
　本実施例において、ステーター片１７間では、凹部２７及び凸部２９が締結（カシメ）により嵌合し、ステーター片１７相互間で嵌合部４７が形成される。締結とは、凹部２７と凸部２９とを合わせた状態で両者間を嵌合させるように積層方向の締結力を働かせることをいう。
　また、ステーター片１７及び第２のステーター片１９間では、第２のステーター片１９の開口部３９にステーター片１７の積層方向の凸部２９が締結により嵌合し、ステーター片１７及び第２のステーター片１９相互間で第２の嵌合部４９が形成される。
　図２の溶接部５は、図６で示す嵌合部４７において積層方向に凹部２７及び凸部２９を溶接する。本実施例の溶接部５は、第２の嵌合部４９まで及んでいる。この溶接により嵌合部４７及び第２の嵌合部４９が溶融して図２の形状となる。
　この結果、溶接部５は、嵌合部４７の凹部２７及び凸部２９を積層方向で溶接すると共に、ステーター片１７及び１９間で第２の嵌合部４９の開口部３９の周縁及び凸部２９を溶接する。
［製造方法］
　本実施例のステーターコアの製造方法は、鉄心形成工程と積層工程と溶接工程とを備えている。
　鉄心形成工程では、プレス加工によりステーター片１７及び第２のステーター片１９が形成される。本実施例において、ステーター片１７のプレス加工（形成）は、第１の工程～第５の工程とを備えている。
　第１の工程では、１回目のプレスでステーター片１７の内周の輪郭を打ち抜く。第２の工程では、ティース片２１の輪郭を打ち抜く。
　第３の工程では、径方向の凹部２３及び凸片部２５の輪郭を打ち抜く。
　その後、第４の工程では、プレスの半抜き加工により積層方向の凹部２７及び凸部２９を形成する。第５の工程では、外周を打ち抜き、外縁３５を形成しつつステーター片１７が打ち落とされる。
　このように、本実施例では、径方向の凹部２３及び凸片部２５の輪郭をプレスにより打ち抜いた後に、積層方向の凹部２７及び凸部２９をプレスにより形成し、ステーター片１７の外縁３５を打ち抜くようになっている。
　なお、鉄心形成工程は、第１～第５の工程を単一の工程で行うこともできる。また、第１の工程及び第２の工程を単一の工程で行い、これに続いて第３～第５の工程を行ってもよい。
　かかる順番でプレス加工することで、凹部２７及び凸部２９を有する凸片部２５、特に外周（凸片部２５の径方向の先端）に至るまで凹部２７及び凸部２９を有する凸片部２５を容易に成形できる。
　第２のステーター片１９のプレス加工では、上記同様、第１の工程のプレスで内周を打ち抜き、第２の工程でティース片２１の輪郭を打ち抜く。
　そして、第３の工程では、第２の凹部４１及び第２の凸片部４３、並びに開口部３９の輪郭を打ち抜く。その後、第４の工程で、ステーター片１７が打ち落とされる。なお、開口部３９は、第２の凸片部４３に後から異なる工程としてプレスにより打ち抜くこともできる。
　積層工程では、図５及び図６のように、複数のステーター片１７を積層し、積層方向の端部に第２のステーター片１９を積層する。この積層状態において、凸片部２５相互間では、凹部２７及び凸部２９が締結により嵌合する。凸片部２５及び第２の凸片部４３間では、凸部２９及び開口部３９が締結により嵌合する。
　この嵌合により、ステーター片１７及び第２のステーター片１９の積層状態が固定されて、図６のようにステーター片積層体が形成される。ステーター片積層体では、ステーター片１７及び第２のステーター片１９が一時的に積層状態で固定される。これによって、ステーター片１７相互間の位置ずれ、ステーター片１７及び第２のステーター片１９間の位置ずれが無いか抑制される。
　溶接工程では、一時的に積層状態で固定されたステーター片１７及び第２のステーター片１９が上下の治具により位置決めながら加圧され、積層方向の隣接するステーター片１７間並びにステーター片１７及び第２のステーター片１９間の隙間が無くされるか一定以下となる。
　この状態で、ステーター片１７及び第２のステーター片１９に積層方向で溶接部５を形成する。この溶接部５は、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９にレーザー溶接等を実行して形成する。
　この結果、各嵌合部４７の凹部２７及び凸部２９が溶接され、各第２の嵌合部４９の凸部２９及び開口部３９の周縁が溶接され、溶接部５が形成される。本実施例では、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９を含めた凸片部２５及び第２の凸片部４３が溶接時の溶融によりほぼ消失し、図２のように溶接部５が凹溝部１１内の外周面１３に対して盛り上がったように形成される。
　このように、本実施例では、凸片部２５及び第２の凸片部４３の嵌合部４７及び第２の嵌合部４９において溶接部５を形成するから、凹部２７及び凸部２９の形成や締結による残留応力をなくし又は低減させて鉄損を抑制することができる。
　さらに、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９において、凹部２７及び凸部２９及び開口部３９が溶接により消失することで、溶接部５に対し凝固時の積層方向の収縮に基づく反力での引張応力が作用せず、溶接部５が損傷することを抑制できる。
　しかも、径方向において、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９と溶接部５とによる鉄損の影響範囲が、ステーターコア１の外周面３からヨーク７内へ入り込むことを極力抑制することができる。
　また、凸片部２５及び第２の凸片部４３の周方向の両側に隙間があるため、溶接部５による熱の周方向での影響及びかかる隙間に径方向で隣接するヨーク７の一部への影響も抑制することができる。
　結果として、本実施例では、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９と溶接部５とによる鉄損の影響を抑制できる。
　また、凸片部２５及び第２の凸片部４３において溶接部５を形成することで、溶融を促進して、ステーター片１７及び第２のステーター片１９間の溶接を確実に行うことができる。
　溶接部５は、凸片部２５を取り込むので溶接材の使用を減少させることができる。凸片部２５の全体が溶接部５に取り込まれて凸片部２５の原形を留めないときなどは、強固な結合剛性を保持させることができる。
　また、本実施例では、嵌合部４７及び第２の嵌合部４９での締結力が低くても、溶接部５のビード凝固時の収縮作用で積層間の隙間を無くすか抑制することができる。
　積層間の隙間が少ないと、ステーターコア１の積層間の結合剛性が高く、ハウジング組み付け時の変形も無いか、抑制することができる。しかも、ワニス含浸時にワニスの浸透も無いか抑制でき、ステーターコア１の変形も改善できる。
　また、本実施例のカシメによる嵌合部４７及び第２の嵌合部４９は、ステーターコア積層体の姿勢を一時的に保つために備えている。このため、本実施例では、カシメのみで姿勢や強度を保つ従来のカシメ積層体のようなカシメツールの厳格な精度管理は必要としない。従って、ツールのメンテナンスサイクルを伸ばすことができ、生産効率を向上させることができる。
　溶接部５は、凹溝部１１内に位置する。このため、溶接部５による積層方向の結合力を、ステーターコア１の外周面３よりも径方向内側の外周面１３においてヨーク７に対して及ぼすことができる。
　従って、ステーターコア１のヨーク７での積層間の結合剛性を強固に保持させることができる。溶接部５はステーターコア１の外周面３にも近いため、積層方向で隣接する外周面３間においても結合剛性を確実に保持させることができる。
　図６のステーター片積層体は、径方向の凹部２３内の凸片部２５、径方向の第２の凹部４１内の第２の凸片部４３にて結合が行われるから、外周面１３及びヨーク７の何れへも結合力が伝達し易い。
　従って、ステーターコア１は、ステーター片１７相互間及びステーター片１７及び第２のステーター片１９相互間の位置ずれが無いか抑制され、溶接後もこれが維持される。このため、ステーターコア１の精度が向上すると共に剛性を高めることができる。
　また、本実施例では、複数のステーター片１７及び積層端部のステーター片１９の位置決めた加圧による溶接で、ステーターコア１の姿勢を適正に保持し、一体化させることができる。
　凹部２７及び凸部２９は、凸片部２５の周方向幅よりも狭く形成され、開口部３９は、第２の凸片部４３の周方向幅よりも狭く形成されている。このため、溶接部５の形成時に、凹部２７及び凸部２９の周方向両側及び開口部３９の周方向両側から熱が逃げ難く、作業性を向上させることができる。
［変形例１］
　図７は、実施例の変形例１に係り、凸片部の溶接範囲を示すステーター片の要部を拡大して概念的に示す平面図である。なお、本変形例１においても基本的な構成は上記実施例と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
　図７のように本変形例１では、ステーター片１７の凸片部２５に対する凹部２７及び凸部２９の径方向位置をヨーク片２０よりも外側位置とし、凹部２７及び凸部２９とヨーク片２０との間と凹部２７及び凸部２９の周方向両側とに凸片部２５の本体部２６を残す形状とした。
　また、本変形例１においても第２のステーター片１９と同様に第２のステーター片１９が採用され、直接図示はしないが、図７に括弧により対応箇所に重ねて符号を付して説明する。第２のステーター片１９は、ステーター片１７と同様にして開口部３９とヨーク片２０との間及び開口部３９の周方向両側に第２の凸片部４３の本体部２６を残す形状とした。
　溶接範囲Ｗ１は、凸片部２５及び第２の凸片部４３全体を含め、ヨーク片２０にも入り込んでいる。凹部２７及び凸部２９を囲む凸片部２５の本体部２６及び開口部３を囲む第２の凸片部４３の本体部２６の存在により、凹部２７及び凸部２９の溶接と凸部２９及び開口部３９周縁の溶接とにおいて熱が逃げ難く、且つヨーク片２０の積層によるヨーク７に対する熱影響も抑制することができる。
　その他、上記同様の作用効果を奏することができる。
　図７において、第１傾斜縁２３ａ、第２傾斜縁２５ｂは、傾斜を付けずに示したが、上記実施例と同様に傾斜させてもよい。
［変形例２］
　図８は、実施例の変形例２に係り、凸片部の溶接範囲を示すステーター片の要部を拡大して概念的に示す平面図である。なお、本変形例２においても基本的な構成は上記実施例と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
　図８のように本変形例２では、ステーター片１７の凸片部２５に対する凹部２７及び凸部２９の範囲と第２の凸片部４３に対する開口部３９の範囲とを変形例１と同様とした。第２のステーター片１９については、変形例１と同様である。
　一方、本変形例２では、溶接範囲Ｗ２を凸片部２５及び第２の凸片部４３内とした。
　従って、本変形例２では、凹部２７及び凸部２９の溶接と凸部２９及び開口部３９周縁の溶接とにおいて熱がさらに逃げ難く、且つヨーク片２０の積層によるヨーク７に対する熱影響もさらに抑制することができる。
　その他、上記同様の作用効果を奏することができる。
　図８においても、第１傾斜縁２３ａ、第２傾斜縁２５ｂは傾斜を付けずに示したが、傾斜させてもよい。
［変形例３］
　図９は、実施例の変形例３に係り、図９（Ａ）は、凸片部の凹部及び凸部の範囲を示すステーターコア片の要部を拡大して概念的に示す平面図、図９（Ｂ）は、さらに溶接範囲を示すステーターコア片の要部を拡大して概念的に示す平面図である。なお、本変形例３においても基本的な構成は上記実施例と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号を付して説明し、重複した説明は省略する。
　図９のように、本変形例３では、ステーター片１７の凸片部２５に対する凹部２７及び凸部２９の範囲と第２の凸片部４３に対する開口部３９の範囲とを、変形例２に対し凸片部２５及び第２の凸片部４３の周方向全体に渡る構成とした。第２のステーター片１９の採用は、変形例１と同様である。
　一方、本変形例３でも、変形例２同様に溶接範囲Ｗ３を凸片部２５及び第２の凸片部４３内とした。
　従って、本変形例３でも、凹部２７及び凸部２９の溶接と凸部２９及び開口部３９周縁の溶接とにおいてヨーク片２０の積層によるヨーク７に対する熱影響を抑制することができる。
　その他、上記同様の作用効果を奏することができる。
　図９においても、第１傾斜縁２３ａ、第２傾斜縁２５ｂは、傾斜を付けずに示したが、傾斜させてもよい。
　１　ステーターコア
　３　円形の外周面
　５　溶接部
　７　ヨーク
　９　ティース
　１１　凹溝部
　１３　凹溝部内の外周面
　１５　斜面
　１７　ステーター片（環状鉄心片）
　１９　第２のステーター片（第２の環状鉄心片）
　２０　環状のヨーク片
　２１　ティース片
　２３　径方向の凹部
　２３ａ　外縁
　２５　径方向の凸片部
　２７　積層方向の凹部
　２９　積層方向の凸部
　３５　ステーター片の外縁
　３９　開口部
　４１　第２の凹部
　４３　第２の凸片部
　４５　外縁
　４７　嵌合部
　４９　第２の嵌合部
 
 

Claims (11)

  1. 　環状のヨーク片の内周にティース片を有するステーター片が積層されたステーターコアであって、
    　前記ステーター片の外縁に備えられた径方向の凹部と、
    　前記径方向の凹部内に備えられた径方向の凸片部と、
    　前記径方向の凸片部の表裏にそれぞれ備えられた積層方向の凹部及び凸部と、
    　前記ステーター片相互間で前記積層方向の凹部及び凸部が締結により嵌合した嵌合部と、
    　前記嵌合部の凹部及び凸部を積層方向に溶接した溶接部と、
    　を備えたステーターコア。
  2. 　請求項１のステーターコアであって、
    　前記積層方向の凹部及び凸部は、前記径方向の凸片部に半抜き状に備えられた、
    　ステーターコア。
  3. 　請求項１又は２のステーターコアであって、
    　少なくとも前記積層方向の端部で前記ステーター片に積層される第２のステーター片と、　
    　前記第２のステーター片の外縁に備えられた径方向の第２の凹部と、
    　前記径方向の第２の凹部内に備えられた径方向の第２の凸片部と、
    　前記第２の凸片部に設けられ前記積層方向の凸部が嵌合する径方向に凹形状の開口部と、
    　前記凹形状の開口部に前記積層方向の凸部が締結により嵌合した第２の嵌合部と、
    　を備え、
    　前記溶接部は、前記第２の嵌合部の前記開口部の周縁及び前記積層方向の凸部まで及ぶ、
    　ステーターコア。
  4. 　請求項１又は２のステーターコアであって、
    　前記積層方向の凹部及び凸部は、前記凸片部よりも周方向の幅が狭い、
    　ステーターコア。
  5. 　請求項１又は２のステーターコアであって、
    　前記溶接部を、前記凸片部内に形成した、
    　ステーターコア。
  6. 　請求項１又は２のステーターコアであって、
    　前記積層方向の凹部及び凸部を、前記凸片部内に形成した、
    　ステーターコア。  
  7. 　請求項１又は２のステーターコアであって、
    　前記溶接部によって前記嵌合部の全部が消失した、
    　ステーターコア。
  8. 　請求項３のステーターコアであって、
    　前記溶接部によって前記嵌合部及び前記第２の嵌合部の全部が消失した、
    　ステーターコア。
  9. 　請求項１又は２のステーターコアを製造する製造方法であって、
    　前記径方向の凹部及び凸片部と前記積層方向の凹部及び凸部とを備えたステーター片を形成し、
    　複数の前記ステーター片を積層して締結により前記嵌合部を形成し、
    　前記積層したステーター片に前記積層方向での溶接により前記溶接部を形成する、
    　ステーターコアの製造方法。
  10. 　請求項３のステーターコアを製造する製造方法であって、
    　前記径方向の凹部及び凸片部と前記積層方向の凹部及び凸部とを備えたステーター片を形成し、
    　前記径方向に凹形状の開口部を備えた第２のステーター片を形成し、
    　複数の前記ステーター片を積層し、少なくとも積層方向の端部に前記第２のステーター片を積層配置し、締結により前記嵌合部及び第２の嵌合部を形成し、
    　前記積層したステーター片及び第２のステーター片に前記積層方向での溶接により前記溶接部を形成する、
    　ステーターコアの製造方法。
  11. 　請求項９のステーターコアの製造方法であって、
    　前記ステーター片の形成は、前記径方向の凹部及び凸片部の輪郭をプレスにより打ち抜いた後に、
    　前記積層方向の凹部及び凸部をプレスにより形成し、
    　前記ステーター片の外縁をプレスにより打ち抜く、
    　ステーターコアの製造方法。
     
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WO2017104403A1 (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 三菱電機株式会社 コアシート、分割積層コアおよび固定子並びに分割積層コアの製造方法
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