JPH07222408A - モータの電機子あるいは界磁子の製造法 - Google Patents

モータの電機子あるいは界磁子の製造法

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JPH07222408A
JPH07222408A JP6011904A JP1190494A JPH07222408A JP H07222408 A JPH07222408 A JP H07222408A JP 6011904 A JP6011904 A JP 6011904A JP 1190494 A JP1190494 A JP 1190494A JP H07222408 A JPH07222408 A JP H07222408A
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JP
Japan
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motor
laminated body
winding
shape
armature
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JP6011904A
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Tsutomu Kaido
力 開道
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、モータの製造方法を自動化あるい
は簡略化し、さらにはモータ機種によっては巻線占積率
をも向上できる製造法を提供する。 【構成】 最終形状を考慮した形状に加工した磁性材料
を積み重ねた積層体を最終形状に加工し、組み合わせる
等してつくられるモータ等の製造法。積層体に巻線や磁
石等の部品を付けた後、最終形状に加工する。この方法
で電機子をつくる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転機、リニアアクチ
ュエータやこれに類するものの電機子あるいは界磁子の
製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】モータは、幅広い産業分野で使用され、
その用途に応じて色々な機種のモータが最適な制御法で
使用されている。モータの技術動向としては、高性能化
とともに、コストダウンが重要な問題である。
【0003】高性能化については、界磁の永久磁石の高
性能化と最適着磁、巻線占積率アップ、コアの最適形状
化、それに最適制御による力率向上やケーシングレスに
よる小形軽量化、冷却能アップ等の多くのことがなされ
てきた。
【0004】一方、コストダウンは磁石、コアの使用量
の低減と低価格化、センサレス化、それに製造工程の自
動化による人件費、稼働率アップで対処してきた。コア
に関する自動化については、自動車のアルタネータのよ
うに螺旋巻きコアは自動化の一例である。
【0005】しかし、高性能化の対応とコストダウンの
対応では、相反する事項が多い。例えば、永久磁石によ
る高性能化とコストダウンや、巻線占積率アップと自動
化である。永久磁石については磁石の原料費の問題であ
り、解決は難しい。巻線の方は、手巻き等すれば占積率
アップが可能であるが、自動化による省力化ができな
く、他方、巻線を自動化すると、巻線治具の制約のた
め、コアのスロット部に高い占積率を得ることができな
い。このように、モータにおいてコストダウンと高性能
化を探ることが今後の最大の技術課題であり、自動化に
よるコストダウンと高性能化が両立する技術が、今後さ
らに必要になってきている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、モータの電
機子あるいは界磁子の製造方法を自動化あるいは簡略化
し、さらにはモータ機種によっては巻線占積率をも向上
できる製造法を提供することを目的としてなされた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の通りである。 (1)最終形状を考慮した形状を有する磁性材料を積み
重ねた積層体を最終形状に加工し、組み合わせることを
特徴とするモータの電機子あるいは界磁子の製造法。 (2)最終形状を考慮した形状を有する磁性材料を積み
重ねた積層体に、巻線及び/又は磁石を付けた後、前記
積層体を最終形状に加工し、組み合わせることを特徴と
するモータの電機子あるいは界磁子の製造法。
【0008】以下に、本発明を詳細に説明する。モータ
は、一般の回転タイプでも、リニアタイプでも、また機
種としては、DCモータ、誘導モータ、同期モータ、リ
ラクタンスモータ、ヒステリシスモータ等でも、本発明
が適用できるならばどのタイプ、機種でもよい。モータ
以外に発電機やアクチュエータ等にもこの発明が適用可
能である。
【0009】磁性材料は、モータに使用される軟磁性材
料であれば何でもよく、珪素鋼板等の電磁鋼板、冷延鋼
板、あるいは圧延法以外の他の方法でつくられたもの、
直接鋳造してつくられるアモルファス磁性材料等の急冷
法や、鍛造法、これらの製造法を兼ね合わせてつくった
ものでもよい。また、半硬質磁性材料や硬質磁性材料で
も本発明が適用可能であるならばいずれでもよい。
【0010】本発明では、先ず、この磁性材料を最終形
状を考慮した形状に加工する。加工は、目的の形状にで
きるならばどのような加工でもよく、スリット、ノッチ
ングや打ち抜き等である。また、カシメや溶接等の接合
加工も含まれる。加工された磁性材料は、積み重ね積層
体とするが、この場合カシメや溶接等により積層体を1
つの塊状にしてもよい。また、この場合にスキューを付
けて積んでもよい。これらの加工により、最終形状を考
慮した形状、状態にしなければならなく、最終形状を考
慮した形状、状態とは、後工程で行われる加工で、最終
のコア形状、状態にできる前の形状である。
【0011】最終形状を考慮した形状を有する電磁材料
を積み重ねた積層体に、巻線や磁石等の部品を付ける。
巻線は、電機子巻線、界磁巻線等であり、また、必要が
あれば、制御や試験等に必要な探索コイルでもよい。巻
線の巻き形状も、巻線が納まるスロット等の最終形状に
なるように、あるいは空間に納まるように、巻かれるこ
とが好ましい。積層体の最終加工時に、絶縁破壊等の問
題が生じなければ、同時に巻線をスロット等の最終形状
にしてもあるいは空間に納めてもよい。あるいは、巻線
を予め最終形状、あるいは空間に納まるような形状に、
接着剤等で成形していてもよく、成形された巻線をモー
タコアのティースに挿入してもよい。また、磁石等の硬
質磁性材料や半硬質磁性材料を付けてもよい。
【0012】最終形状を考慮した形状を有する電磁材料
を積み重ねた積層体、あるいはこの積層体に、前もって
巻線や磁石等の部品を付けた積層体を最終形状に加工し
て、電機子あるいは界磁子をつくる。この加工は、どの
ような方法でもよい。実施例で示されるような、電磁鋼
板の板面内の塑性変形等によるものだけでなく、3次元
的な加工が必要とされるならば、このような加工でもよ
い。また、電磁鋼板を角モータコアティースに対応した
セグメントに分割し、ステップラップのように積み重
ね、実施例Iの図2のように積み重ね、ティース部に巻
線等を施し、その後、同実施例の図6のように変形させ
る動作も含む。巻線や磁石等の部品を付けた積層体であ
る場合には、これらに問題が生じるような損傷を与えな
いように変形させなければならない。ここで、電機子あ
るいは界磁子とは、固定子や回転子のことで、リラクタ
ンスモータ等の回転子等も含まれ、またアウターコアタ
イプのものでも、インナーコアタイプのものでもよい。
この最終形状に加工したものを、最終的に組み合わせて
モータ等を製造する。この発明は、一般的な回転機やリ
ニアモータだけでなく、回転や直線運動以外の曲線のア
クチュエータにも適用可能であるならば適用できる。さ
らに、3次元的な軌道をとるアクチュエータでもよい。
【0013】
【実施例】
[実施例I]アウターコアタイプの固定子である電機子
の実施例を示す。図1は、スリットされた電磁鋼板1
で、定間隔の破線部2は次の工程でノッチングにより形
成されるスロット部で、×部は、打ち抜きにより穴があ
けられる部分、波線4,4′は切断部である。電磁鋼板
1をノッチングにより、スロット部2と穴部3を打ち抜
き、さらに図1の4,4′で切断したものが図2の電磁
鋼板加工片5である。6は破線部2を打ち抜いて得たモ
ータコアのティースである。この電磁鋼板加工片5を、
1枚毎、4,4′を反転して積層した積層体7を図3に
示す。
【0014】図4には、ティース部6に集中巻きで、電
機子巻線した図を示す。この巻線8では、最終巻線形状
に近くなるように、巻線形状ガイドを設けたり、あるい
は巻きながら随時形状を整えながら巻くようにする。図
5は、図4のa方向から見た図面である。積層体7を穴
3で積層体がズレないようにして、図の上下を抑えなが
ら、最終的にモータコアの外周側9とティース先端側
9′より力を加えて成形し、端部4と4′を噛み合わ
せ、噛み合わせる部分10の外周部10′で溶接し、モ
ータのステータとなる電機子を製造した(図6)。
【0015】[実施例II]アウターコアタイプの固定子
側である電機子の実施例を示す。図7は、スリットされ
た電磁鋼板11で、破線部12は次の工程でノッチング
により形成されるスロット部で、×部は打ち抜きにより
穴があけられる部分、波線14,14′は切断部であ
る。電磁鋼板11をノッチングによりスロット部12と
穴部13を打ち抜き、さらに図8の14,14′で切断
したものが図8電磁鋼板加工片15である。16はモー
タコアのティースとなる。電磁鋼板加工片15を、1枚
毎、14,14′を反転して積層した積層体17を図9
に示す。
【0016】図10には、予め巻かれ接着剤で接着成形
された電機子巻線18を示す。この巻線では、最終スロ
ット形状に納まり、スロット内での巻線占積率が高くな
るような形状になっている。図11は、接着成形された
電機子巻線18を積層した積層体17のティース部16
に挿入したものである。積層体17を穴13で積層体が
ズレないようにして、図の上下を抑えながら、最終的に
モータコアの外周側19とティース先端側19′より力
を加え成形し、端部14と14′を噛み合わせ、噛み合
わせた部分20の外周部20′で溶接し、図12のよう
にモータのステータとなる電機子を製造した。この製造
法により、電機子の巻線占積率は従来よりも高いものに
できる。
【0017】[実施例III ]8極の永久磁石を有するイ
ンナーロータの実施例を示す。図13は、方向性電磁鋼
板を打ち抜いたもの21を示す。21′は方向性電磁鋼
板の圧延方向を示す。22は、最終的に図16の永久磁
石28が納まるスペースで、最終加工後、図16のよう
に永久磁石28が納まるように設計された形状になって
いる。23は、図15,16のような加工を容易にする
ためのV型切り抜き部である。図16に示すように、永
久磁石28を挿入できるように、Vの角度が決められて
いる。24は、永久磁石の固定部であり、前記切り抜き
部23の反対側に2本1組として形成する。
【0018】図14は、図13の打ち抜き片21を、積
む方向を変えて積層した積層体26で、両端の25′,
25″は、図17で示す如く噛み込ますことができるよ
うになっている。図15は、図14の積層体26を曲げ
加工し、図16の状態の積層体29の曲率よりさらに大
きい曲率に曲げられ、永久磁石28が磁石スペース2
2′に容易に挿入された状態を示す。
【0019】図16は、図15の積層体27を曲げ戻
し、永久磁石28が固定された状態を示す。図17は、
図16の永久磁石の付いた積層体29を2個組み合わせ
たもので、図16の25′,25″部を噛み合わせ、さ
らにその噛み合わせ部30の外周部31を溶接により固
定したものである。これをモータの界磁ロータの部品に
すると、方向性電磁鋼板の圧延方向が21″のようにな
り磁束流れに沿うようにでき、界磁ヨークの小型化がで
きる。24′は、永久磁石を固定する片であり、永久磁
石の遠心力に対応するものである。この24′の24″
方向は、圧延方向よりほぼ直角になり、この方向の透磁
率は圧延方向に対して低く、永久磁石の磁束低減を抑え
る傾向にある。
【0020】
【発明の効果】本発明のモータの電機子あるいは界磁子
の製造法は、電磁鋼板のコイルから、最終電機子まで、
1ラインで自動的に組み合わせることが可能であるの
で、モータ製造コストの削減ができる。さらに巻線の占
積率をアップすることができるので、モータの高性能化
にもなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電機子の元になるスリットされた電磁鋼板。
【図2】図1の鋼板を切断した電磁鋼板。
【図3】図2のものを積層して得た積層体。
【図4】図3のものに電機子巻線を施した積層体。
【図5】図4のa方向から見た図。
【図6】以上の工程で完成した電機子コア。
【図7】電機子の元になるスリットされた電磁鋼板。
【図8】図7の鋼板を切断した電磁鋼板。
【図9】図8のものを積層して得た積層体。
【図10】電機子巻線を示す図。
【図11】接着成形された電機子巻線18を積層した積
層体17のティース部16に挿入したもの。
【図12】完成した電機子コア。
【図13】方向性電磁鋼板を打ち抜いたもの。
【図14】図13の打ち抜き片21を、積む方向を変え
て積層した積層体。
【図15】永久磁石28が、磁石スペース22′に挿入
された状態。
【図16】永久磁石28が固定された状態。
【図17】永久磁石の付いた積層体29を2個組み合わ
せ、溶接し固定したもの。
【符号の説明】
1 スリットされた電磁鋼板 2 電磁鋼板1でノッチングされる
部分 3 電磁鋼板1の打ち抜きされる穴
に相当する部分 4,4′ 電磁鋼板1の切断部 5 電磁鋼板をノッチング、打ち抜
き切断した電磁鋼板加工片 6 モータコアのティースとなる部
分 7 電磁鋼板加工片5を積層した積
層体 8 電機子巻線 9 モータコアの外周側 9′ ティース先端側 10 噛み合わせる部分 10′ 10の外周部の溶接部 11 スリットされた電磁鋼板 12 電磁鋼板11でノッチングされ
る部分 13 電磁鋼板11の打ち抜きされる
穴に相当する部分 14,14′ 電磁鋼板11の切断部 15 電磁鋼板をノッチング、打ち抜
き切断した電磁鋼板加工片 16 モータコアのティースとなる部
分 17 電磁鋼板加工片15を積層した
積層体 18 電機子巻線 19 モータコアの外周側 19′ ティース先端側 20 噛み合わせる部分 20′ 20の外周部の溶接部 21 方向性電磁鋼板を打ち抜いたも
の 21′,21″ 方向性電磁鋼板の圧延方向 22,22′ 永久磁石28が納まるスペース 23,23′,23″ V型切り抜き部 24,24′ 永久磁石の固定部 24″ 24,24′の長さ方向を示す 25,25′,25″ 噛み合わせた積層対応部 26 積層した積層体 27 積層体を曲げ加工したもの 28 永久磁石 29 積層体 30 噛み合わせ部 31 30の溶接部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 最終形状を考慮した形状を有する磁性材
    料を積み重ねた積層体を最終形状に加工し、組み合わせ
    ることを特徴とするモータの電機子あるいは界磁子の製
    造法。
  2. 【請求項2】 最終形状を考慮した形状を有する磁性材
    料を積み重ねた積層体に、巻線及び/又は磁石を付けた
    後、前記積層体を最終形状に加工し、組み合わせること
    を特徴とするモータの電機子あるいは界磁子の製造法。
JP6011904A 1994-02-03 1994-02-03 モータの電機子あるいは界磁子の製造法 Withdrawn JPH07222408A (ja)

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