(57)【要約】【課題】固定子コイル端面の平面度を確保し、積層厚さ精度、内径精度を十分に保持しつつ電気損失が少なく生産性が良い固定子コア締結構造を提供する。【解決手段】複数の鋼板１１を積層し、積層方向にカシメて積層固定した複数の積層ブロック１０を転積し、積層方向に対して側面の表面を線溶接又は、各積層ブロック間を点溶接して積層一体化する。あるいは、積層方向に対して側面の表面を溶接して積層固定した複数の積層ブロックを転積し、各積層ブロック１０の間を積層方向にカシメて積層一体化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトによって支持部に取り付けられる回転電機の固定子において、
前記固定子は、周方向に等間隔に配置された耳金を有する複数の鋼板を積層し、積層方向にカシメて積層固定した複数の積層ブロックを、前記耳金の位置を合わせて転積し、積層方向に対して側面の表面を溶接して積層一体化されたこと
を特徴とする回転電機の固定子。
【請求項２】
各積層ブロックは、各積層ブロックの間の積層方向に対して側面の表面を溶接して積層一体化されたこと
を特徴とする請求項１に記載の回転電機の固定子。
【請求項３】
ボルトによって支持部に取り付けられる回転電機の固定子において、
前記固定子は、周方向に等間隔に配置された耳金を有する複数の鋼板を積層し、積層方向に対して側面の表面を溶接して積層固定した複数の積層ブロックを、前記耳金の位置を合わせて転積し、各積層ブロックの間を積層方向にカシメて積層一体化されたこと
を特徴とする回転電機の固定子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の固定子コアの締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと電動機を組み合わせたハイブリッド自動車が多く製作されるようになってきている。このようなハイブリッド自動車に搭載されている駆動用の電動機は、磁界を発生される固定子２０と出力を取り出す可動子３とこれらを収納するケース２から構成されている。図４に示すように、電動機の固定子２０の固定子コア１は固定子コア１を通る磁界による誘導電流を低減させるために、電磁鋼板１１を積層して形成されている。
【０００３】
従来、このような固定子２０は、次のようにして製作される。まず、定尺サイズの電磁鋼板を打ち抜き機構によって、コイルのスロット１５、ボルト孔１４のあいた耳金１２を有する固定子コア１の形状に打ち抜く。次に、打ち抜いた１００〜１５０枚の固定子形状の電磁鋼板１１を順次積層する。このとき、打ち抜きによる返りなどが同一方向に偏って、全体が傾いた形状に積層されないように、何枚かおきに電磁鋼板を固定子コアの周方向に一定角度ずつ回して積層していく。これを転積という。そして、カシメ部１３をプレス機でカシメて電磁鋼板１１を固定して固定子コア1を製作する（例えば、特許文献１参照）。出来上がった固定子コア１のスロット１５の中に絶縁紙を挿入してからコイルを巻く。コイルを巻くと固定子２０の両端面にはコイルエンド４が形成される。コイルエンドはコイル入れが終わった後のレーシング工程で、糸で縛って成形、固定される。コイル巻きが終了したら、固定子２０の全体にワニスを含浸させて、コイルをスロットに固定すると共に絶縁の強化を図る。組み立てられた固定子２０は図５に示すように電動機ケース２に固定ボルト５によって固定され、中心には可動子３が取り付けられる。このように、固定子コア１を構成する電磁鋼板はカシメによって固定された後、固定ボルト５によってケース２に固定されることによって全体形状が保持、固定されている。上記のカシメ固定を使わずに転積した後、図６に示すように固定子コア１の上下に取り付けた端面板２５にて固定子コア１を挟持し、積層鋼板の側面を溶接機２６によって溶接することによって固定子コア１を製作する場合もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１９５８５号公報
【特許文献２】特許２００３−１３６２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、電磁鋼板をカシメによって積層していく場合には、スプリングバック（積層戻り量）が大きく固定子コア１の厚さ精度、内径精度が悪くなることから、モーターの寸法が大きくなるいう問題があった。また、打ち抜き鋼板の返りなどが同一方向に偏って、全体が傾いた形状に積層されないように、何枚かおきに電磁鋼板を固定子コアの周方向に転積していく必要があるが、カシメ固定をしながら転積していく場合には、プレス機の型内で転積を行っていくことが必要になり製造効率が悪くなるという問題があった。一方、図６に示すように固定子コア１を溶接して製作する場合には、固定子コア１の厚さ誤差は、カシメにより製作する場合の半分程度になるが、溶接による縮み変形が発生するために、固定子端面の平面度が悪くなるという問題がある。固定子端面の平面度が悪くなると、コイル巻きの時に固定子２０の両端面に形成されるコイルエンド４と固定子端面の隙間にばらつきが生じ、規定よりも隙間が少ない部分が形成される。一方先に述べたように、コイルエンドはコイル入れが終わった後のレーシング工程において糸で縛って成形、固定する。この時、糸をつけた針を固定子コア１の表面とコイルの間に入れるために、この隙間が狭くなっていると、針かコイルに干渉して絶縁破壊などを起こしてしまうという問題や、隙間が少ないと、針自体が固定子コア１にぶつかって損傷を受けるという問題があった。更に、溶接を行うと溶接部において各鋼板の間を伝わった渦電流が発生するため、損失が大きくなり、燃費が悪くなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、固定子コイル端面の平面度を確保し、積層厚さ精度、内径精度を十分に保持しつつ電気損失が少なく生産性が良い固定子コア締結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、ボルトによって支持部に取り付けられる回転電機の固定子において、固定子は、周方向に等間隔に配置された耳金を有する複数の鋼板を積層し、積層方向にカシメて積層固定した複数の積層ブロックを、耳金の位置を合わせて転積し、積層方向に対して側面の表面を溶接して積層一体化されたことによって達成することができる。また、各積層ブロック間を溶接することでも達成することができる。
【０００８】
また、本発明の目的は、ボルトによって支持部に取り付けられる回転電機の固定子において、固定子は、周方向に等間隔に配置された耳金を有する複数の鋼板を積層し、積層方向に対して側面の表面を溶接して積層固定した複数の積層ブロックを、前記耳金の位置を合わせて転積し、各積層ブロックの間を積層方向にカシメて積層一体化されたことによっても達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による固定子コア１の構造は、生産性が良く、また、電気損失が少ないので燃費を高めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の第１の実施形態における固定子コア１の製造過程を示す図である。固定子コア１は３つの積層ブロック１０を転積することによって構成されている。各積層ブロック１０は、従来技術で説明したのと同様、まず、定尺サイズの電磁鋼板を打ち抜き機構によって、コイル用のスロット１５、ボルト孔１４のあいた耳金１２を有する積層ブロック１０の形状に打ち抜き、打ち抜いた５０〜６０枚の固定子形状の電磁鋼板１１を順次積層してカシメ部１３をプレス機でカシメ固定して製作する。このようにして出来上がった積層ブロック１０を積層する。このとき、打ち抜きによる返りなどが同一方向に偏って、全体が傾いた形状に積層されないように、各ブロックを固定子コアの周方向に一定角度ずつ回して転積していく。転積は、各積層ブロックに構成されているボルト固定部１９の位置がそろうように回転させていく。第１の実施形態のようにボルト固定部１９が周方向に等分に３箇所ある場合には、各ブロックを１２０度ずつ回転させて積層していく方法がとられる。
【００１２】
転積した各ブロックはその外面を線溶接１７によって固定される。溶接は、図６に示すように、固定子コア１の上下に取り付けた端面板２５にて固定子コア１を挟持し、積層鋼板の側面を積層方向に対し側面の表面にＴｉＧ溶接などによって溶接する。溶接は、表面のごく薄い部分を溶接し、溶接部における渦電流の発生、鉄損の増加を最小限に抑えるようにしている。また、固定子端面の平面度を確保するために、固定子コア１の端面を構成する鋼板の一部である固定子端部６は溶接しないようにして組みたてる。
【００１３】
上記のように、各積層ブロック１０をカシメによって固定した後、転積組み立てすることによってプレス機械の型内において転積をする必要がなくなることにより、生産効率を大きく向上させることができる。また、固定子コア１は固定子コア１の端面を構成する鋼板の一部６を除く部分を線溶接によって溶接して全体の組み立てを行うことにより、固定子コア１の端面の平面度を損なうことなく全体組み立てが可能となることから、固定子コア１の端面とコイルエンドの隙間に狭隘部分ができないため、レーシング工程において、針がコイルに干渉して絶縁破壊などを起こしたり、針自体が固定子コア１にぶつかって損傷を受けたりするということがなくなり品質、生産効率が向上する効果を奏する。更に、最終組み立て段階において、図６に示すように、全体を固定、保持して溶接固定することから、この保持、固定のときに内径の最終調整が可能となり、完成時の内径精度が全体をカシメ固定で製作する場合に比較して向上させることができ、回転電機全体の寸法を抑えることが可能となる。本発明の第１の実施形態では、固定子コア１を複数の同一形状のブロックを転積して組み立てることから、組み立てたブロックに汎用性があり、使いまわすことによって製造効率を向上させることができる。以上のように、本発明の第１の実施形態は、生産性、品質の向上、寸法を抑えられるという多くの効果を奏する一方、固定子コア１の側面を溶接することによる渦電損失が若干発生することがある。従って、本発明の第１の実施形態の固定子コアは、電動機の出力に対して渦電流損失があまり問題にならない場合に最適のものとなる。
【実施例２】
【００１４】
本発明の第２の実施形態は、図２に示すように、固定子コアの外面の各ブロック間を点溶接し固定子全体を組み立てることとしたものである。このようにすることによって、第１の実施形態のような線溶接１７によって発生する渦電流損失を低減することができるという効果を奏する。そして、回転電機の容量が大きくなる場合には、点溶接の個所数を増加させて、接続強度を確保することができる。
【実施例３】
【００１５】
図３に示すように、本発明の第３の実施形態は、各ブロックの組み立てを線溶接１７によって行い、各ブロック間の固定接をカシメによって行うものである。各ブロックは、第１の実施形態と同様に、定尺サイズの電磁鋼板を打ち抜き機構によって、コイル用のスロット１５、ボルト孔１４のあいた耳金１２を有する積層ブロック１０の形状に打ち抜き、打ち抜いた５０〜６０枚の固定子形状の電磁鋼板１１を順次積層した後、各ブロックの側面を溶接１７によって固定する。このようにして出来上がった積層ブロック１０を第１の実施形態と同様に転積し、各ブロックの間のブロックあわせ面２１をカシメによって固定することによって、全体を組み立てる。本発明の第３の実施形態は、各ブロックを線溶接によって組み立てるため、固定子コア１の内径精度、真直度を確保することができ、積層が容易であるという効果がある。また、組み立て工程全体にわたってプレス機によるカシメを行うことが少ないことからこれによって生産性が向上するという効果も有する。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明は、固定子を有する回転電機であれば、電動機に限らず適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態における固定子コアの製造過程を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における固定子コアの斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における固定子コアの製造過程を示す図である。
【図４】従来技術による固定子コアの斜視図である。
【図５】従来技術による電動機の断面図である。
【図６】従来技術による固定子コアの溶接を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  固定子コア、２  ケース、３  可動子、４  コイルエンド、５  固定ボルト、６  固定子端部、１０  積層ブロック、１１、１１ａ、１１ｂ  電磁鋼板、１２  耳金、１３  カシメ部、１４  ボルト孔、１５  スロット、１６  第１の積層ブロック、１７  線溶接、１８  点溶接、１９  ボルト固定部、２０  固定子、２１  ブロックあわせ面、２５  端面板、２６  溶接機、３０  着座面。
【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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