(57)【要約】【課題】  フレームとの接触面積を設定通りに確保することができて、予定した放熱性能を得ることができる固定子鉄心を製造できるようにする。【解決手段】  電磁鋼板からなる円環状の鉄心材を多数積層し、それらの外周の複数個所を軸方向に沿って溶接して固定子鉄心を製造する場合に、溶接前の鉄心材２ａの外周は、溶接溝部９の半径Ｒｏａが目標真円半径Ｒｏより大で溶接溝部９と隣接する溶接溝部９との間の中間点の半径Ｒｏｂが上記目標真円半径Ｒｏより小となるように変化するように形成されている。【選択図】  図１
2006067664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁鋼板からなる円環状の鉄心材を多数積層し、それらの外周の複数個所を軸方向に沿って溶接して固定子鉄心を製造する回転電機の固定子鉄心の製造方法において、
溶接前の鉄心材の外周は、溶接個所相当部の半径が目標半径より大で溶接個所相当部と隣接する溶接個所相当部との間の半径が上記目標半径より小となるように変化するように形成されていることを特徴とする回転電機の固定子鉄心の製造方法。
【請求項２】
溶接前の鉄心材の内周は、溶接個所相当部の半径が目標半径より大で溶接個所相当部と隣接する溶接個所相当部との間の半径が上記目標半径より大で且つ前記溶接個所相当部の半径より小となるように変化するように形成されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機の固定子鉄心の製造方法。
【請求項３】
電磁鋼板からなる円環状の鉄心材を多数積層し、それらの外周の複数個所を軸方向に沿って溶接して固定子鉄心を製造する回転電機の固定子鉄心の製造方法において、
溶接前の鉄心材の外周は、溶接個所相当部を除く複数の部位に他の部位より大なる最大半径部を有するように形成されていることを特徴ととする回転電機の固定子鉄心の製造方法。
【請求項４】
溶接前の鉄心材は、溶接後に固定子鉄心の内周が任意の形状になるように形成されていることを特徴とする請求項１又は３記載の回転電機の固定子鉄心の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁鋼板からなる円環状の鉄心材を多数積層してそれらの外周の複数個所を軸方向に沿い溶接して固定子鉄心を製造する回転電機の固定子鉄心の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機の固定子鉄心は、電磁鋼板を円環状に打抜いて鉄心材を形成し、この鉄心材を多数積層し、この積層鉄心材の外周の複数個所を軸方向に沿って溶接することにより一体に結束して製造されるようになっている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平３−６８６２４号公報（第１５図、第１６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の製造方法では、積層された鉄心材の外周を溶接したときに、溶接個所（溶接部）の半径が熱影響により収縮し、逆に、その反作用により溶接個所と溶接個所との間の半径が膨脹して、外周に凹凸が形成された固定子鉄心となり、寸法精度を確保することができなくなる。このため、固定子鉄心を回転電機のフレームの内周に嵌め込んで組み込んだときに、固定子鉄心とフレームとの接触面積が設定通りにならず、予定した放熱性能がえ得られないという不具合があった。
【０００４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、フレームとの接触面積を設定通りに確保することができて、予定した放熱性能を得ることができる固定子鉄心を製造できる回転電機の固定子鉄心の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、電磁鋼板からなる円環状の鉄心材を多数積層し、それらの外周の複数個所を軸方向に沿って溶接して固定子鉄心を製造する回転電機の固定子鉄心の製造方法において、溶接前の鉄心材の外周は、溶接個所相当部の半径が目標半径より大で溶接個所相当部と隣接する溶接個所相当部との間の半径が上記目標半径より小となるように変化するように形成されていることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、積層鉄心材の外周を複数個所において溶接したときに、固定子鉄心の外周の溶接個所部分の半径は収縮するとともに、溶接個所相互間の部分の半径は膨脹するので、固定子鉄心の外周の半径は全体として目標半径になるように矯正される。従って、固定子鉄心を回転電機のフレームに嵌め込んで組み込んだときに固定子鉄心とフレームとの接触面積を設定通りに確保することができて、予定した放熱性能を得ることができる。
【０００７】
請求項２記載の発明は、溶接前の鉄心材の内周は、溶接個所相当部の半径が目標半径より大で溶接個所相当部と隣接する溶接個所相当部との間の半径が上記目標半径より大で且つ前記溶接個所相当部の半径より小となるように変化するように形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、積層鉄心材の外周を複数個所において溶接したときに、固定子鉄心の内周の溶接個所部分の半径は収縮するとともに、溶接個所相互間の部分の半径はやや収縮するので、固定子鉄心の内周の半径は全体として目標半径になる。
【０００８】
請求項３記載の発明は、電磁鋼板からなる円環状の鉄心材を多数積層し、それらの外周の複数個所を軸方向に沿って溶接して固定子鉄心を製造する回転電機の固定子鉄心の製造方法において、溶接前の鉄心材の外周は、溶接個所相当部を除く複数の部位に他の部位より大なる最大半径部を有するように形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、鉄心材の製作時に最大半径部の寸法管理を厳密に行なうことにより、最大半径部は溶接時の熱影響を受けずに回転電機のフレームに設定された接触面積で接するようになり、従って、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【０００９】
請求項４記載の発明は、溶接前の鉄心材は、溶接後に固定子鉄心の内周が任意の形状になるように形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、回転子との間のエアギャップ不均一になるので、回転子の回転にともなって振動が発生するようになり、例えば、振動電動機を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、積層鉄心材の外周の複数個所を軸方向に沿って溶接して固定子鉄心を製造する場合に、フレームとの接触面積を設定通りに確保することができて、予定した放熱性能を得ることができる固定子鉄心を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。
図４は、回転電機たる誘導電動機の径方向断面図である。誘導電動機１は、後述するようにして製造された固定子鉄心２のスロット３内に固定子巻線４を収納してなる固定子５と、円環状の多数の電磁鋼板を積層して形成された回転子鉄心６の外周部に多数の導体７を埋設してなる回転子８とを備えている。そして、誘導電動機１は、固定子５の固定子鉄心２の外周が誘導電動機１のフレームの内周に嵌め込み組み込まれ、その固定子鉄心２の内周内に回転子８が配置されて、その回転子８の回転子軸がブラケットの軸受に支承されて構成されている。なお、図４では、誘導電動機１のフレーム、ブラケット、軸受および回転子８の回転子軸は図示を省略している。
【００１２】
次に、固定子鉄心２の製造方法について図１ないし図３を参照して説明する。
固定子鉄心２は、図１および図２で示すように、電磁鋼板から打抜き形成された鉄心材が多数積層されて形成されたもので、今、ここでは、便宜上、溶接前の鉄心材を２ａとし、溶接後の鉄心材を２ｂとする。溶接前の鉄心材２ａの外周には、溶接個所相当部たる複数例えば６個の溶接溝部９が等間隔（等角度たる６０度）を存して形成されており、その溶接溝部９は、周方向に谷、山、谷の３段構造になっている。
【００１３】
そして、溶接後の鉄心材２ｂの外周と内周とは、夫々の半径が目標半径たる目標真円半径Ｒｏと目標半径たる目標真円半径Ｒｉとを有するように設定される。この場合、目標真円半径Ｒｏ、Ｒｉとは、許容される誤差を含むものとする。これに対して、溶接前の鉄心材２ａの外周においては、溶接溝部９の半径Ｒｏａが上記目標真円半径Ｒｏより大で、且つ、溶接溝部９と隣接する溶接溝部９との間たる中間点の半径Ｒｏｂが上記目標真円半径Ｒｏより小（Ｒｏａ＞Ｒｏ＞Ｒｏｂ）となるように変化するように形成されている。
【００１４】
又、溶接前の鉄心材２ａの内周においては、溶接溝部９の半径Ｒｉａが上記目標真円半径Ｒｉより大で、且つ、溶接溝部９と隣接する溶接溝部９との間たる中間点の半径Ｒｉｂが上記目標真円半径Ｒｉより大であるとともに半径Ｒｉａより小（Ｒｉａ＞Ｒｉｂ＞Ｒｉ）となるように変化するように形成されている。
溶接前の鉄心材２ａは、多数のスロット３を有するもので、図３に示すように、この鉄心材２ａが多数枚マンドレル１０に嵌め込まれて積層される。マンドレル１０には、６つの切欠部１１ａを等間隔で有する鍔部１１１が形成されているとともに、積層鉄心材２ｃの１つのスロット３に係合するキー１０ａが形成されている。このキー１０ａにより、積層鉄心材２ｃが回り止め位置決めされ、鍔部１１の各切欠部１１ａは、積層鉄心材２ｃの各溶接溝部９に対応するようになっている。そして、マンドレル１０に積層鉄心材２ｃの上方から押え版１２が嵌合されて積層鉄心材２ｃが鍔部１１と押え板１２により挟み込まれて固定される。この場合、押え板１２には、鍔部１１の切欠部１１ａに対応して切欠部１２ａが形成されている。
【００１５】
しかして、以上のように、マンドレル１０にセットされた積層鉄心材２ｃは、ＴＩＧ溶接機により６個所の溶接溝部９が溶接されることにより一体に結束されて、固定子鉄心２が製造される。なお、鍔部１１の切欠部１１ａおよび押え板１２の切欠部１２ａは、溶接溝部９を溶接するときの溶接トーチの逃げ用である。
ここで、積層鉄心材２ｃの溶接溝部９が溶接されると、その部分（半径Ｒｏａ部分）の外周は収縮して目標真円半径Ｒｏを有する溶接個所９ａ（図４参照）となり、溶接個所９ａと隣接する溶接個所９ａとの間たる中間点部分（半径Ｒｏｂの部分）の外周は膨脹して目標真円半径Ｒｏを有するようになる。
【００１６】
又、積層鉄心材２ｃの溶接溝部９が溶接されると、その部分（半径Ｒｉａ部分）の内周は収縮して目標真円半径Ｒｉを有し、溶接個所９ａと隣接する溶接個所９ａとの間たる中間点部分（半径Ｒｉｂの部分）の内周はやや収縮して目標真円半径Ｒｏを有するようになる。
【００１７】
このように本実施例によれば、溶接前の鉄心材２ａの外周は、溶接時に収縮する溶接溝部９の半径Ｒｏａが上記目標真円半径Ｒｏより大で、且つ、溶接時に膨脹する溶接溝部９と隣接する溶接溝部９との間たる中間点の半径Ｒｏｂが上記目標真円半径Ｒｏより小（Ｒｏａ＞Ｒｏ＞Ｒｏｂ）となるように変化するように形成されているので、鉄心材２ａが多数積層され溶接により一体に結束して製造された固定子鉄心２は、外周が目標真円半径Ｒｏを有するようになり、したがって、固定子鉄心２の外周に従来のような凹凸が形成されることはなく、固定子鉄心２の外周を誘導電動機１のフレーム（図示せず）の内周に嵌め込んで組み込んだときに設定された接触面積を確保することができ、予定された放熱性能を得ることができる。
【００１８】
又、溶接前の鉄心材２ａの内周は、溶接時に収縮する溶接溝部９の半径Ｒｉａが目標真円半径Ｒｉより大で、且つ、溶接時にやや収縮する溶接溝部９と隣接する溶接溝部９との間たる中間点の半径Ｒｉｂが目標真円半径Ｒｉより大であるとともに半径Ｒｉａより小  （Ｒｉａ＞Ｒｉｂ＞Ｒｉ）となるように変化するように形成されているので、固定子鉄心２の内周は目標真円半径Ｒｉを有するようになり、したがって、固定子鉄心２内に回転子８を配置したときにエアギャップを均一にすることができ、振動の発生を防止することができる。
【００１９】
（第２の実施例）
図５は本発明の第２の実施例を示す。なお、図５において、図４と同一部分には同一符号を付して示す。
固定子鉄心１３は、固定子鉄心２と同様に、電磁鋼板を円環状に打抜き形成した鉄心材を多数枚積層して６個所の溶接個所相当部たる溶接溝部を溶接して構成されたもので、溶接溝部に相当する溶接個所１４を有する。溶接前の鉄心材の外周は、溶接個所相当部（溶接個所１４）を除く複数の部位たる３個所に他の部位の半径Ｒａより大なる半径Ｒｂを有する最大半径部１５が等間隔（中心間の角度が１２０度）を存して形成されている。
【００２０】
この場合、溶接前の鉄心材において、製作時に熱膨張率等を考慮して最大半径部１５の寸法管理を厳密にすれば、溶接時に熱影響を受けても最大半径部１５の半径Ｒｂを維持することができる。なお、固定子鉄心１３の内周は、固定子鉄心２と同様にして形成されるようになっており、目標真円半径Ｒｉを有する。そして、固定子鉄心１３のスロット３に固定子巻線４が収納されて固定子１６が構成されている。この固定子１６は、フレーム１７の内周に嵌め込まれ、最大半径部１５がフレーム１７の内周の３個所に形成された径小部１８に圧接するようになっている。
【００２１】
以上のようにこの第２の実施例によれば、鉄心材を多数積層して溶接により一体に結束して固定子鉄心１３を構成しても、最大半径部１５を半径Ｒｂに維持することができてフレーム１７の径小部１８に圧接させることができるので、固定子鉄心１３のフレーム１７に対する接触面積を設定通りにすることができ、したがって、上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。そして、鉄心材の最大半径部１５の寸法管理を厳密にするだけで目的を達成できるので、全体の寸法管理を厳密にする場合に比しそれ程価格の上昇を招くことはない。
【００２２】
（その他の実施例）
第１および第２の実施例においては、固定子鉄心２および１３の内周を目標真円半径Ｒｉを有するように形成したが、真円に限らず、任意の形状にすることも可能である。このようにすれば、回転子とのエアギャップが不均一になって振動を発生するようになるが、これを利用して、例えば、振動電動機を容易に構成することができる。
【００２３】
その他、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱し内範囲内で適宜変形して実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施例を示す溶接前の鉄心材の部分拡大正面図
【図２】溶接前の鉄心材の正面図
【図３】溶接を行なうときのマンドレルと積層鉄心材の分解斜視図
【図４】誘導電動機の径方向断面図
【図５】本発明の第２の実施例を示す固定子鉄心とフレームの径方向断面図
【符号の説明】
【００２５】
図面中、１は誘導電動機（回転電機）、２は固定子鉄心、２ａは溶接前の鉄心材、２ｂは溶接後の鉄心材、２ｃは積層鉄心材、５は固定子、８は回転子、９は溶接溝部（溶接個所相当部）、９ａは溶接個所、１０はマンドレル、１３は回転子鉄心、１４は溶接個所、１５は最大半径部、１６は固定子、１７はフレーム、１８は小径部を示す。
【図１】
2006067664.tif 000003
【図２】
2006067664.tif 000004
【図３】
2006067664.tif 000005
【図４】
2006067664.tif 000006
【図５】
2006067664.tif 000007