(57)【要約】      （修正有）【課題】ケースに嵌合支持される固定子鉄心の真円度を高めて、高性能を実現する回転電機およびその固定子を製造する方法を得る。【解決手段】アーバー２５が軸方向に移動し、コレット２６の各分割片２６ａを径方向外方に移動させる。これにより、各分割片２６ａが固定子１０Ａの固定子鉄心の内周面を内径側から押圧し、固定子１０Ａがコレット２６に同軸に保持される。ついで、整形ローラ２９を下降させて固定子鉄心の外周面を押圧させる。その状態で、コレット２６を回転させて、固定子１０Ａを回転させる。これにより、固定子鉄心の内周面がコレット２６にならって圧縮塑性変形され、固定子鉄心の外周面が整形ローラ２９により圧縮塑性変形され、固定子鉄心の内周面および外周面が同軸に、かつ高い真円度に補正される。【選択図】図７
2008182864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心と直交する環状の突き合わせ軸端面および該突き合わせ軸端面の外周部に該軸心と同に形成された円筒面の嵌合周面からなる嵌合部がそれぞれ開口端面の内周部に形成され、該開口を相対して配設される第１および第２ブラケットと、
上記第１および第２ブラケットの軸心位置に回転自在に支持されたシャフトと、
上記シャフトに固着されて上記第１および第２ブラケット内に配設された回転子と、
磁性薄板を積層して作製され、内周側に開口するスロットが周方向に並んで多数形成された円筒状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有し、該固定子鉄心の外周面の軸方向両端部を上記嵌合周面に嵌合させ、かつ該固定子鉄心の軸方向両端面の外周部を軸方向両側から上記突き合わせ軸端面で加圧挟持されて、上記回転子を囲繞して上記第１および第２ブラケットに取り付けられた固定子と、を備えた回転電機において、
積層された上記磁性薄板が、上記固定子鉄心の外周面に軸方向一端側から他端側に至るように形成された薄板連結溶接部により連結一体化され、
上記固定子鉄心の外周面の軸方向両端部が、圧縮塑性加工面で構成されていることを特徴とする回転電機。
【請求項２】
磁性薄板を積層して作製され、内周側に開口するスロットが周方向に並んで多数形成された円筒状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有する回転電機の固定子の製造方法において、
上記積層された磁性薄板の積層方向の一端側から他端側に至るように溶接して積層された該磁性薄板を連結一体化して円筒状の固定子鉄心を作製する工程と、
円筒状の固定子鉄心の内周面を、円筒面を周方向に複数に分離した形状の曲面で径方向外方に加圧して保持装置に該固定子鉄心を保持する工程と、
上記固定子鉄心を保持した状態で、上記保持装置を上記円筒面の軸心周りに回転させつつ、上記円筒面の軸心と平行な回転軸周りに回転可能な整形ローラを上記固定子鉄心の外周面の軸方向両端部に押圧して、該固定子鉄心の外周面の軸方向両端部を整形する工程と、を備えていることを特徴とする回転電機の固定子の製造方法。
【請求項３】
上記固定子鉄心の外周面の軸方向両端部を整形する工程において、該固定子鉄心の内周面を同時に整形することを特徴とする請求項２記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項４】
上記固定子鉄心の外周面の軸方向両端部を整形する工程において、円環状の押さえ部を上記固定子鉄心の軸方向両端面の外周部に面接触状態に当接させて、上記固定子鉄心の軸方向移動を規制していることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項５】
上記円筒状の固定子鉄心を作製する工程において、上記磁性薄板を積層して直方体の積層体を作製し、該積層体の積層方向の一端側から他端側に至るように溶接して積層された該磁性薄板を連結一体化する工程と、
積層された上記磁性薄板が連結一体化された上記積層体を円筒状に曲げ、曲げられた該積層体の端面を突き合わせて溶接一体化する工程と、を備えていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転電機の固定子の製造方法。
【請求項６】
上記固定子巻線を積層された上記磁性薄板が連結一体化された上記積層体に装着した後、該積層体を円筒状に曲げることを特徴とする請求項５記載の回転電機の固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用交流発電機などの回転電機およびその固定子の製造方法に関し、特にケースに嵌合支持される固定子鉄心の外周面の真円度を向上させる固定子鉄心の構造および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回転電機に適用される従来の第１の固定子鉄心は、多数のスロットおよびティースが一側端に形成され、かつ多数の切り欠きが互いに所定ピッチ隔てて他側端に形成された帯鋼板を湾曲させて重ね巻きし、溶接一体化して円筒形状に作製されていた（例えば、特許文献１参照）。そして、多数の切り欠きを帯鋼板の他側端に所定ピッチ隔てて形成することで、固定子鉄心の優れた真円度が得られ、特に、該切り欠きをティースの背面側に形成することで、真円度を一層向上できるとしている。
【０００３】
また、従来の第２の固定子鉄心は、多数のスロットおよびティースを一側端に形成された帯状体を所定厚みに積層し、溶接一体化して帯状体束を作製し、該帯状体束を円筒状に曲げ、曲げられた帯状体束の端面同士を突き合わせ、突き合わせ部を溶接一体化して円筒形状に作製されていた（例えば、特許文献２参照）。
この従来の第２の固定子鉄心の製造方法では、帯状体束を円筒状に曲げる際に、帯状体束の両端部付近の曲がりが他の部分より小さくなり、曲げられた帯状体束の端面同士の突き合わせ面が一致しなくなる。そして、曲げられた帯状体束の端面同士の突き合わせ面を強制的に一致させて溶接すると、固定子鉄心の真円度が悪化してしまう。
【０００４】
上述の従来の第２の固定子鉄心における不具合を解決するために、帯状体束の全体を円筒状に曲げる工程に先立って、帯状体束の両端部を、最終的な固定子鉄心の曲率とほぼ等しい曲率に曲げるようにした従来の第３の固定子鉄心が提案されている（例えば、特許文献３参照）。そして、帯状体束の両端部が、最終的な固定子鉄心の曲率とほぼ等しい曲率に曲げられているので、帯状体束の全体を円筒状に曲げた際に、円筒状に曲げられた帯状体束の端面同士の突き合わせ面が一致し、固定子鉄心の真円度が向上できるとしている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２２５０２７号公報
【特許文献２】特開昭５２−３４３０１号公報
【特許文献３】特開２００１−２９８８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の第１の固定子鉄心では、多数の切り欠きが帯鋼板の他側端に形成されているので、帯鋼板を湾曲させて重ね巻きする際に、切り欠きの部位が折り曲げ点となり、曲げられた固定子鉄心は多角の外周面となる。従って、多角の外周面形状とならないように帯鋼板の湾曲抵抗（引っ張り抵抗）を調整しつつ重ね巻きする必要があり、固定子鉄心の製造工程が煩雑となってしまう。また、円筒形状に重ね巻きされた帯鋼板を切り欠きの部位で溶接して一体化しているので、帯鋼板を良好な真円度で重ね巻きしても、溶接時の熱で、帯鋼板が局部的に熱変形し、その真円度が低下してしまう。
また、従来の第３の固定子鉄心では、帯状体の全体を円筒状に曲げる工程に先立って、帯状体束の両端部を所定の曲率に曲げているが、十分な真円度が得られていない。
【０００７】
さらに、従来の第１乃至第３の固定子鉄心においては、引っ張り張力が作製された固定子鉄心を構成する鋼板に作用したままとなっている。そこで、これらの固定子鉄心を組み付けた回転電機を車両に搭載した場合には、車両の振動が固定子鉄心に加わり、引っ張り張力が作用している鋼板の箇所に亀裂や損傷が発生する危険性があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ケースに嵌合支持される固定子鉄心の真円度を高めて、高性能な実現する回転電機を得ることを目的とする。
さらに、簡易な設備で、固定子鉄心の真円度を高めることができる回転電機に適用される固定子の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による回転電機は、軸心と直交する環状の突き合わせ軸端面および該突き合わせ軸端面の外周部に該軸心と同に形成された円筒面の嵌合周面からなる嵌合部がそれぞれ開口端面の内周部に形成され、該開口を相対して配設される第１および第２ブラケットと、上記第１および第２ブラケットの軸心位置に回転自在に支持されたシャフトと、上記シャフトに固着されて上記第１および第２ブラケット内に配設された回転子と、磁性薄板を積層して作製され、内周側に開口するスロットが周方向に並んで多数形成された円筒状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子巻線を有し、該固定子鉄心の外周面の軸方向両端部を上記嵌合周面に嵌合させ、かつ該固定子鉄心の軸方向両端面の外周部を軸方向両側から上記突き合わせ軸端面で加圧挟持されて、上記回転子を囲繞して上記第１および第２ブラケットに取り付けられた固定子と、を備えている。そして、積層された上記磁性薄板が、上記固定子鉄心の外周面に軸方向一端側から他端側に至るように形成された薄板連結溶接部により連結一体化され、上記固定子鉄心の外周面の軸方向両端部が、圧縮塑性加工面で構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、固定子鉄心の外周面の軸方向両端部が、圧縮塑性加工面で構成されているので、第１および第２ブラケットの嵌合周面に嵌合される固定子鉄心の外周面の軸方向両端部の真円度が高められ、固定子がシャフトと同軸に第１および第２ブラケットに支持される。そこで、固定子と回転子との間のギャップが均一化され、高性能な回転電機が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子を示す斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子鉄心を構成する帯状磁性薄板の打ち抜き工程を説明する図、図４はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造過程で得られる帯状磁性薄板の積層体を示す斜視図、図５はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造過程で得られる固定子鉄心を示す斜視図、図６はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子鉄心の真円度補正工程を説明する図、図７はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子鉄心の真円度補正工程を説明する図、図８は固定子鉄心の真円度補正工程におけるコレット動作を説明する図、図９はこの発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子を真円度補正装置にセットした状態を説明する断面図である。
【００１２】
図１および図２において、回転電機としての車両用交流発電機は、それぞれ略椀形状のアルミ製の第１ブラケットとしてのフロントブラケット２と第２ブラケットとしてのリヤブラケット３とからなるケース１と、このケース１の軸心位置に回転自在に支持されたシャフト４と、ケース１のフロント側に延出するシャフト４の端部に固着されたプーリ５と、シャフト４に固定されてケース１内に収容された回転子６と、この回転子６の軸方向の両端面に固定されたファン９と、回転子６の外周を囲繞するようにケース１の内壁面に固定された固定子１０と、シャフト４のリヤ側に固定され、回転子６に電流を供給するスリップリング１３と、このスリップリング１３に摺動するようにケース１内に配設された一対のブラシ１４と、このブラシ１４を収納するブラシホルダ１５と、固定子１０に電気的に接続され、固定子１０で生じた交流を直流に整流する整流器１６と、固定子１０で生じた交流電圧の大きさを調整するレギュレータ１７と、を備えている。
【００１３】
回転子６は、電流を流して磁束を発生する界磁巻線７と、この界磁巻線７を覆うように設けられ、その磁束によって磁極が形成されるポールコア８と、から構成されている。また、固定子１０は、円筒状の固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に巻装され、回転子６の回転に伴い、界磁巻線７からの磁束の変化で交流が生じる固定子巻線１２と、を備えている。
【００１４】
つぎに、固定子１０の製造方法について図３乃至図９を参照しつつ説明する。
まず、帯状磁性薄板２０が圧延鋼板からプレス加工機（図示せず）により打ち抜かれる。この帯状磁性薄板２０は、図３に示されるように、長方形の平面形状を有し、ティース部２０ａがコアバック部２０ｃから幅方向一側に延出して長さ方向に所定のピッチで形成されている。そして、スロット部２０ｂが帯状磁性薄板２０の幅方向一側に開口するように、ティース部２０ａ間に形成されている。また、長さ方向の両端部のティース部２０ａの幅は、他のティース部２０ａの幅の半分となっている。この帯状磁性薄板２０の長さは、固定子鉄心１１の周方向長さに一致している。
【００１５】
ついで、打ち抜かれた帯状磁性薄板２０を、ティース部２０ａ、スロット部２０ｂおよびコアバック部２０ｃを重ね合わせて、固定子鉄心１１の軸方向厚さの厚さに積層して、直方体の積層体２１を作製する。ついで、積層体２１の長さ方向を４等分する位置で、積層体２１の積層方向の一端から他端に至るように帯状磁性薄板２０のコアバック部２０ｃの外壁面を溶接し、積層された帯状磁性薄板２０を一体化する。さらに、積層体２１の長さ方向の両端から２番目のティース部２０ａに対向する位置で、積層体２１の積層方向の一端から他端に至るように各帯状磁性薄板２０のコアバック部２０ｃの外壁面を溶接し、積層された帯状磁性薄板２０を一体化する。これにより、図４に示されるように、積層された帯状磁性薄板２０が５条の薄板連結溶接部２２により一体化されて、直方体の積層体２１が作製される。
【００１６】
ついで、積層体２１の両端部のみを、固定子鉄心１１の曲率半径と同等の曲率に曲げ、その後、積層体２１の全体をスロット部２０ｂの開口を内周側に向けて円筒状に曲げる。
そして、円筒状に曲げられた積層体２１の両端面を突き合わせ、例えばレーザ溶接により溶接一体化し、図５に示される円筒状の固定子鉄心１１Ａを得る。図５中、符号２３は固定子鉄心１１Ａの突き合わせ溶接部を示している。また、帯状磁性薄板２０のティース部２０ａが積層方向（軸方向）に重ねられてティース１１ａを構成し、スロット部２０ｂが積層方向に連なってスロット１１ｂを構成し、コアバック部２０ｃが積層方向に重ねられてコアバック１１ｃを構成する。
【００１７】
ついで、図６に示されるように、環状に作製された固定子巻線１２を固定子鉄心１１Ａの軸方向外方から固定子鉄心１１Ａに装着する。これにより、固定子巻線１２のスロット収納部１２ａが各スロット１１ｂに収納され、スロット収納部１２ａ間を連結するコイルエンド１２ｂが固定子鉄心１１Ａの軸方向両端に配設される。なお、図示していないが、インシュレータが固定子鉄心１１Ａの各スロット１１ｂに装着され、固定子鉄心１１Ａと固定子巻線１２との間の絶縁性を確保している。
【００１８】
ついで、このように固定子巻線１２を固定子鉄心１１Ａに装着して組み立てられた固定子１０Ａに固定子鉄心１１Ａの真円度補正工程が施される。
ここで、真円度補正工程における固定子鉄心１１Ａの保持装置は、図８に示されるように、アーバー２５と、コレット２６と、を備えている。アーバー２５は、外周面が僅かに傾斜する切頭円錐体に作製され、軸方向に移動可能に構成されている。コレット２６は、外周面を真円度の高い円筒面とし、かつ内周面をアーバー２５の外周面の傾斜角度と等しい切頭円錐面とする厚肉円筒体を、周方向に６等分割して構成されている。このコレット２６は、アーバー２５に外嵌状態に装着され、軸方向の移動を規制された状態でアーバー２５を軸方向に移動させることにより、各分割片２６ａが径方向に移動する。
【００１９】
まず、図９に示されるように、コレット２６が各分割片２６ａを互いに密接させてアーバー２５に外嵌状態に装着された状態で、真円度補正装置にセットされる。同様に、固定子１０Ａがコレット２６を囲繞するように真円度補正装置にセットされる。これにより、コレット２６の両端面が一対のコレット押さえ２７ａ、２７ｂに接し、コレット２６の軸方向（矢印Ｂ方向）の移動が規制される。同様に、固定子鉄心１１Ａのコアバック１１ｃの両端面が一対の固定子押さえ２８ａ、２８ｂの円環状の端面に面接触状態に当接し、固定子１０Ａの軸方向（矢印Ａ方向）の移動が規制される。
【００２０】
ついで、アーバー２５を軸方向（矢印Ｂ方向）に移動させてコレット２６に食い込ませる。この時、コレット２６の各分割片２６ａが周方向隙間を拡大させつつ、径方向外方（矢印Ｃ方向）に移動する。そして、６つの分割片２６ａが僅かずつ、かつ均一に外径側に移動して、固定子鉄心１１Ａのティース１１ａの先端面を押圧する。これにより、分割片２６ａの外周面（曲面）が固定子鉄心１１Ａの内周面（ティース１１ａの先端面）に当接し、固定子１０Ａがアーバー２５およびコレット２６に同軸に保持される。
【００２１】
ついで、一対の整形ローラ２９が下降し、固定子鉄心１１Ａの外周面の軸方向全面に密接して所定の加圧力で押圧する。この状態で、図７に示されるように、アーバー２５、コレット２６、固定子１０Ａ、コレット押さえ２７ａ，２７ｂおよび固定子押さえ２８ａ，２８ｂをコレット２６の軸心周りに矢印Ｔ方向に回転させる。整形ローラ２９の軸心は、コレット２６の軸心と平行である。これにより、固定子鉄心１１Ａの内周面および外周面が整形される。このとき、固定子鉄心１１Ａの内周面が分割片２６ａの外周面にならって圧縮塑性変形され、同時に、固定子鉄心１１Ａの外周面が圧縮塑性変形されて、固定子鉄心１１Ａの外周面と内周面とが同軸で、かつ高い真円度に補正される。この真円度補正工程では、整形ローラ２９を用いて圧縮塑性加工しているので、圧縮塑性変形された面には、破断面が発生していない。ここで、本圧縮塑性加工により得られる破断面が発生しない圧縮塑性加工された面を圧縮塑性加工面とする。
そして、真円度補正工程の終了後、コレット押さえ２７ａ，２７ｂおよび固定子押さえ２８ａ，２８ｂを外し、アーバー２５を矢印Ｂ方向と逆方向に移動させ、真円度補正された固定子１０を真円度補正装置から取り外す。
【００２２】
ここで、真円度補正前の固定子１０Ａ（固定子鉄心１１Ａ）および真円度補正後の固定子１０（固定子鉄心１１）の内周面の真円度を測定した結果を図１０に示す。図１０の（ａ）は、固定子１０Ａ（固定子鉄心１１Ａ）の内周面を軸方向に所定間隔を隔てた５ポイント毎に１周の測定値を同心円状にプロットしたものであり、図１０の（ｂ）は、固定子１０（固定子鉄心１１）の内周面を軸方向に所定間隔を隔てた５ポイント毎に１周の測定値を同心円状にプロットしたものである。
図１０の（ａ）から、積層体２１を円筒状に曲げ加工して得られた固定子鉄心１１Ａの内周面は、歪みが生じて、十分な真円度が得られていないことが分かる。一方、図１０の（ｂ）から、真円度補正を施した固定子鉄心１１の内周面は、真円度１００μｍ以下の高い真円度が得られていることが分かる。つまり、本真円度補正を行うことで、高い真円度の固定子（固定子鉄心）を得ることができる。
【００２３】
ついで、ワニスなどの絶縁性樹脂がスロット１１ｂ内に含浸され、固定子巻線１２のスロット収納部１２ａがインシュレータを介してスロット１１ｂの内壁面に固着される。これにより、固定子鉄心１に対する固定子巻線１２の移動が阻止される。また、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂が固定子鉄心１１の両端面および外周面に塗布され、固定子１０が得られる。
【００２４】
つぎに、このように作製された固定子１０の取付方法について説明する。
まず、フロントブラケット２およびリヤブラケット３の開口端面の内周側縁部には、円突き合わせ軸端面２ａ，３ａおよび嵌合周面２ｂ、３ｂからなる嵌合部が形成されている。突き合わせ軸端面２ａ，３ａは、シャフト４の軸心と直交する平面と平行な平坦面に、かつシャフト４と同軸に環状に形成されている。また、嵌合周面２ｂ、３ｂは、突き合わせ軸端面２ａ，３ａの外周部にシャフト４と同軸の円筒面に形成されている。
【００２５】
ついで、固定子１０は、図１１に示されるように、固定子鉄心１１の軸方向両端がフロントブラケット２およびリヤブラケット３の嵌合周面２ｂ、３ｂに嵌め込まれる。そして、フロントブラケット２およびリヤブラケット３が締結ボルトにより締結され、固定子鉄心１１のコアバック１１ｃの軸方向両端面が突き合わせ軸端面２ａ，２ｂに加圧挟持される。これにより、固定子１０は、固定子鉄心１１の外周面が嵌合周面２ｂ、３ｂと嵌合してシャフト４との同軸度を高められて、回転子６を囲繞してケース１に取り付けられる。
【００２６】
このように、この実施の形態１によれば、固定子鉄心１１の外周面が圧縮塑性加工面に形成されているので、固定子鉄心１１の外周面の真円度を高くでき、ケース１に嵌合される固定子鉄心１１の軸方向両端の外周部に切削加工を施す必要がない。そこで、切削加工に伴う削りかすなどが固定子鉄心１１のケース１との嵌合面に付着して、取付状態でのケース１に対する固定子鉄心の同軸度を悪化させることがない。また、削りかすの付着に起因する固定子巻線１２の導体線に被覆されている絶縁性被膜の損傷もない。さらに、切削加工では、固定子鉄心１１の軸端面から突出する固定子巻線１２のコイルエンド１２ｂを覆う大掛かりな保護カバーが必要であったが、このような大掛かりな設備も不要となる。
【００２７】
また、真円度を高めるために、加工油の塗布が必要なしごき工程も不要となる。そこで、加工油が付着していないので、後工程での固定子１０への絶縁性樹脂の塗布工程が容易となる。絶縁性樹脂は、車両用交流発電機に要求される高耐久性に応えるべく塗布されるもので、絶縁性樹脂の種類および塗布の箇所は様々である。加工油が塗布されていると、絶縁性樹脂の塗布工程に先立って、加工油の洗浄工程や揮発工程が必要となる。
【００２８】
また、従来のしごき加工を固定子に施すと、固定子鉄心の軸方向端部を構成する磁性薄板が軸方向一方向に倒れ込む不具合が生じやすい。そして、磁性薄板の倒れ込みが発生すると、絶縁性樹脂の塗布工程に先立って、倒れ込んだ磁性薄板の整形作業が必要となる。この真円度補正処理では、固定子鉄心の内周面を保持しつつ、固定子鉄心の外周面を径方向内側に加圧するので、磁性薄板の倒れ込みの発生が回避され、上述の整形作業も不要となる。この磁性薄板の倒れ込みは、ティース幅が狭くなるほど発生しやすいので、スロットが毎極毎相当たり２の割合で形成されている固定子に適用すれば、この真円度補正処理による効果が顕著となる。
【００２９】
ここで、固定子鉄心１１に対する固定子巻線１２の移動を阻止するためにスロット１１ｂ内に塗布されるワニスなどの絶縁性樹脂は、スロット１１ｂ内にのみ塗布されることが望ましい。つまり、絶縁性樹脂が固定子鉄心１１の軸端面やティース１１ａの内周面に付着すると、固定子鉄心１１とケース１との嵌着不良や固定子鉄心１１と回転子６との干渉が発生する。そこで、固定子鉄心１１の軸端面やティース１１ａの内周面に付着した絶縁性樹脂を剥離する工程が必要となってしまう。さらに、この絶縁性樹脂の剥離作業は、固定子巻線１２の導体線に被覆されている絶縁性被膜を損傷させる恐れもある。このような絶縁性樹脂の剥離工程を不要とすることにより、信頼性の低下を抑え、製造コストを低減できる。
【００３０】
また、整形ローラ２９で軸周りに回転する固定子鉄心１１Ａの外周面を径方向に加圧しているので、固定子鉄心１１Ａの外周面が圧縮塑性変形し、曲げ加工で帯状磁性薄板２０に加わった引っ張り張力が緩和される。そこで、真円度補正処理後の固定子鉄心１１を組み付けた車両用交流発電機を車両に搭載した場合に、車両の振動が固定子鉄心１１に加わっても、帯状磁性薄板２０の亀裂や損傷の発生が抑制される。
また、積層された帯状磁性薄板２０の溶接工程が真円度補正処理に先だって行われる。つまり、溶接に起因して真円度の低下した固定子鉄心１１Ａに対して真円度補正処理が施されるので、溶接に起因する真円度の低下の影響を受けることなく、高い真円度の固定子鉄心１１を得ることができる。
【００３１】
また、固定子鉄心１１の内周面の真円度を高くできるので、回転子６および固定子１０をケース１に組み付けた際に、回転子６と固定子１０とのギャップのバラツキを抑えることができる。そこで、当該ギャップのバラツキに起因する出力低下や騒音悪化の発生を抑えた高性能の車両用交流発電機を実現できる。
【００３２】
固定子鉄心１１は、その軸方向両端部の外径側を軸方向両側からケース１に挟持されて取り付けられるので、ケース１に対する固定子鉄心１１の同軸度は、固定子鉄心１１の外周面の軸方向両端の真円度に依存する。この時、固定子鉄心１１の内周面と外周面との同軸度が悪いと、固定子鉄心１１の外周面および内周面の真円度を高くしても、回転子６と固定子１０とのギャップのバラツキを抑えることができない。しかし、この実施の形態１では、整形ローラ２９による固定子鉄心１１の外周面への加圧により固定子鉄心１１の内周面および外周面を同時に圧縮塑性変形させているので、固定子鉄心１１の内周面および外周面の真円度を高めると共に、内周面と外周面との同軸度を高精度に確保できる。そこで、回転子６と固定子１０とのギャップのバラツキを抑えることができ、回転子６と固定子１０とのギャップの不均一に起因する出力低下や騒音悪化が確実に抑制される。
【００３３】
整形ローラ２９で固定子鉄心１１Ａの外周面を径方向に押圧した場合、固定子鉄心１１Ａの両軸端で、帯状磁性薄板２０間に隙間が生じやすい。そして、薄板連結溶接部２２が所定の間隔で形成されているので、特に、薄板連結溶接部２２間の部位の帯状磁性薄板２０間で、隙間が生じやすい。このような固定子を実装した車両用交流発電機を車両に搭載した場合、泥水などが帯状磁性薄板２０間の隙間に侵入し、錆を発生させ、発電不能となる恐れがある。しかし、この真円度補正方法では、固定子押さえ２８ａ，２８ｂの円環状の端面が固定子鉄心１１Ａのコアバック１１ｃの軸端面に全周にわたって接しているので、固定子鉄心１１Ａの両軸端での帯状磁性薄板２０間の隙間の発生が抑制される。本固定子１０を実装した車両用交流発電機では、上述の発電不能の発生を防止でき、信頼性を高めることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態１では、環状に作製された固定子巻線１２を固定子鉄心１１Ａに装着するものとしているが、環状の固定子巻線を平板状に展開して作製し、平板状の固定子巻線を積層体２１に装着し、固定子巻線が装着された状態で積層体２１を円筒状に曲げるようにしてもよい。この場合、円筒状の固定子鉄心に固定子巻線を装着する場合に比べて、固定子巻線が装着し易くなり、固定子の生産性を向上できるとともに、固定子巻線の導体線に被覆されている絶縁被膜の損傷が発生し難くなり、絶縁性を向上できる。また、Ｕ字状の導体セグメントを各スロット１１ｂに挿入し、その開放端部を結線して固定子巻線を作製してもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態１では、整形ローラ２９で固定子鉄心１１Ａの外周面の軸方向全面を押圧するものとしているが、ケース１に嵌着される固定子鉄心１１Ａの外周面の軸方向両端部のみをローラで押圧するようにしてもよい。
また、上記実施の形態１では、一対の整形ローラ２９を用いるものとしているが、整形ローラ２９の数がこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、上記実施の形態１では、積層体２１が固定子鉄心１１の周方向長さに等しい長さの積層体２１を円筒状に曲げて固定子鉄心１１Ａを作製するものとしているが、固定子鉄心１１の周方向長さを複数に分割した長さの積層体を作製し、各積層体を円弧状に湾曲させた後、湾曲した積層体を溶接、一体化して円筒状の固定子鉄心を作製するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施の形態１では、積層体２１のコアバック部２１ｃの外周面が平坦なものとして説明しているが、後工程の真円度補正工程における整形ローラ２９の障害とならない程度の小さな切り欠きであれば、設けてもよい。
また、上記実施の形態１では、５条の薄板連結溶接部２２を設けて積層された帯状磁性薄板２０を一体化しているが、薄板連結溶接部２２の数や位置はこれに限定されるものではない。
また、上記実施の形態１では、コレット２６が６つの分割片２６ａに分割構成されているものとしているが、コレットの分割数もこれに限定されるものではない。
【００３８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、所定枚数の帯状磁性薄板２０を積層、一体化して直方体の積層体２１を作製し、その後積層体２１を円筒状に曲げ、円筒状に曲げられた積層体２１の端面を突き合わせて溶接一体化して固定子鉄心１１Ａを作製するものとしている。
この実施の形態２では、図１２に示されるように、長尺の帯状磁性薄板２０Ａを湾曲させて重ね巻きし、溶接一体化して円筒状の固定子鉄心を作製している。そして、このように作製された固定子鉄心に固定子巻線を巻装した後、上記実施の形態１と同様に、真円度補正処理を施している。
【００３９】
従って、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
また、長尺の帯状磁性薄板２０Ａを螺旋状に重ね巻きする場合、大きな引っ張り力が帯状磁性薄板２０Ａの外周部に加わり、積層後に帯状磁性薄板２０Ａ間に隙間を発生しやすい。しかし、帯状磁性薄板２０Ａを螺旋状に重ね巻きして作製された固定子鉄心に対して真円度補正処理を施しているので、帯状磁性薄板２０Ａ間の隙間を解消しつつ、真円度が高められる。従って、しごき加工などが不要となり、しごき加工に起因するケースとの嵌合面におけるだれの発生が防止され、ケースに固定子鉄心を同軸的に支持できる。
【００４０】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、所定枚数の帯状磁性薄板２０を積層、一体化して直方体の積層体２１を作製し、その後積層体２１を円筒状に曲げ、円筒状に曲げられた積層体２１の端面を突き合わせて溶接一体化して固定子鉄心１１Ａを作製するものとしている。
この実施の形態３では、図１３に示されるように、圧延鋼板から打ち抜かれた円環状の磁性薄板２０Ｂを所定枚積層し、溶接一体化して円筒状の固定子鉄心を作製している。そして、このように作製された固定子鉄心に固定子巻線を巻装した後、上記実施の形態１と同様に、真円度補正処理を施している。
従って、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、上記各実施の形態では、車両用交流発電機について説明しているが、本発明は、車両用交流電動機や車両用交流発電電動機などの回転電機に適用しても、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子鉄心を構成する帯状磁性薄板の打ち抜き工程を説明する図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造過程で得られる帯状磁性薄板の積層体を示す斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造過程で得られる固定子鉄心を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子鉄心の真円度補正工程を説明する図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子鉄心の真円度補正工程を説明する図である。
【図８】固定子鉄心の真円度補正工程におけるコレット動作を説明する図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における固定子を真円度補正装置にセットした状態を説明する断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機に適用される固定子鉄心の内周面の真円度を測定した結果を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１に係る車両用交流発電機における固定子の取付状態を説明する図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における積層体の製造工程を説明する斜視図である。
【図１３】この発明の実施の形態２に係る車両用交流発電機に適用される固定子の製造方法における積層体の製造工程を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
２  フロントブラケット（第１ブラケット）、２ａ  突き合わせ軸端面、２ｂ  嵌合周面、３  リヤブラケット（第２ブラケット）、３ａ  突き合わせ軸端面、３ｂ  嵌合周面、４  シャフト、６  回転子、１０  固定子、１１，１１Ａ  固定子鉄心、１１ａ  ティース、１１ｂ  スロット、１１ｃ  コアバック、１２  固定子巻線、２０，２０Ａ  帯状磁性薄板、２０Ｂ  磁性薄板、２１  積層体、２２  薄板連結溶接部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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