JP2012161114A

JP2012161114A - Manufacturing method of helical core for rotary electric machine and manufacturing apparatus of helical core for rotary electric machine

Info

Publication number: JP2012161114A
Application number: JP2011017075A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Arai; 聡新井; Yosuke Kurosaki; 洋介黒崎; Takeaki Wakizaka; 岳顕脇坂; Keiji Iwata; 圭司岩田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2031-01-28
Also published as: JP5621626B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide manufacturing method and apparatus of the helical core of a rotary electric machine capable of producing a helical core exhibiting excellent workability in which iron loss is reduced.SOLUTION: The manufacturing method of the helical core of a rotary electric machine comprises: a plane processing step for forming a yoke 22 extending in one direction for a band-shaped steel plate 21 and a plurality of teeth 23 projecting in the width direction of the yoke 22 from one edge thereof in the width direction by extending a band-shaped steel plate 34 containing 2-7 mass% of Si in one direction; and a spiral processing step for processing a band-shaped steel plate 36, heated to 400-750°C after plane processing step, spirally by bending it in the width direction.

Description

本発明は、回転電機用螺旋コアの製造方法および回転電機用螺旋コアの製造装置に関する。 The present invention relates to a manufacturing method of a spiral core for a rotating electrical machine and an apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine.

オルタネータなどの発電機や電動機等の回転電機に備えられるステータのコア（以下の説明では、ステータコアと称する場合がある。）として、電磁鋼板等の金属板を積層することにより形成されたものがある。ステータコアは、周方向に延在するヨークと、ヨークの内周面から回転軸の方向に延在する複数のティースとを有している。
このようなステータコアを製造する方法としては、ヨーク及びティースの厚み方向から見た形状（板面上の形状）と同一の形状を有するコア片を金属板から打ち抜き、それらコア片をその厚み方向に積層する方法がある。この方法を用いて製造されたステータコアは、製造工程において面方向における弾性変形が生じないため、優れた磁気特性を有するものとなる。 As a stator core (may be referred to as a stator core in the following description) provided in a rotating electrical machine such as a generator or an electric motor such as an alternator, there is one formed by laminating metal plates such as electromagnetic steel plates. . The stator core includes a yoke extending in the circumferential direction and a plurality of teeth extending in the direction of the rotation axis from the inner peripheral surface of the yoke.
As a method of manufacturing such a stator core, a core piece having the same shape as the yoke and teeth as viewed in the thickness direction (the shape on the plate surface) is punched from a metal plate, and the core pieces are arranged in the thickness direction. There is a method of stacking. A stator core manufactured using this method does not undergo elastic deformation in the plane direction in the manufacturing process, and thus has excellent magnetic properties.

しかしながら、一般に、ステータコアのヨークの外周形は円形であり、ティースの形成されている部分を除くヨークの内周よりも内側の部分は開口している。したがって、上記の方法を用いてステータコアを製造すると、コア片が打ち抜かれる金属板に、使用されない部分が多く残ることになる。このため、上記の方法を用いてステータコアを製造した場合、歩留まりよく金属板を使用できなかった。 However, in general, the outer peripheral shape of the yoke of the stator core is circular, and the portion inside the inner periphery of the yoke excluding the portion where the teeth are formed is open. Therefore, when a stator core is manufactured using the above method, many unused portions remain in the metal plate from which the core piece is punched. For this reason, when a stator core was manufactured using the above method, a metal plate could not be used with a high yield.

金属板を歩留まりよく使用して製造できるステータコアとして、螺旋巻状のコア（螺旋コア）がある（例えば、特許文献１参照）。螺旋コアは、ヨークおよびティースに対応する形に形成された帯状金属板を、板面方向に曲げ加工（ヘリカル加工）して螺旋状に加工しながら積層することによって形成できる。 As a stator core that can be manufactured using a metal plate with a high yield, there is a spirally wound core (spiral core) (see, for example, Patent Document 1). The spiral core can be formed by laminating a band-shaped metal plate formed in a shape corresponding to the yoke and the teeth while bending (helical processing) in the plate surface direction and processing it in a spiral shape.

また、発電機や電動機等のステータコアでは、発電機や電動機等の損失を低減するために、ステータコアの鉄損（磁気的な損失）を低減させることが要求されている。ステータコアの低鉄損化には、ステータコアの材料として用いる鋼板に、Ｓｉを添加することが有効である。しかし、鋼板にＳｉを添加すると、加工性が低下する（例えば、非特許文献１参照）。螺旋コアとなる鋼板の加工性が不十分であると、ヘリカル加工を用いて螺旋コアの形状を高精度で形成しにくくなり、生産性や歩留まりが低下する。この問題を解決する技術として、非特許文献１には、Ｃを極力低減させ、Ｎを適量添加した鋼板が記載されている。 Further, in a stator core such as a generator or an electric motor, it is required to reduce the iron loss (magnetic loss) of the stator core in order to reduce the loss of the generator or the electric motor. In order to reduce the iron loss of the stator core, it is effective to add Si to the steel sheet used as the material of the stator core. However, when Si is added to the steel sheet, the workability decreases (for example, see Non-Patent Document 1). If the workability of the steel sheet to be the spiral core is insufficient, it becomes difficult to form the shape of the spiral core with high accuracy using helical processing, and the productivity and the yield are reduced. As a technique for solving this problem, Non-Patent Document 1 describes a steel sheet in which C is reduced as much as possible and an appropriate amount of N is added.

特開２００４−１６２０８１号公報JP 2004-162081 A

デンソーテクニカルビュー、Ｖｏｌ.７、Ｎｏ.２、２００２、Ｐ２４−２７Denso Technical View, Vol.7, No.2, 2002, P24-27

しかしながら、従来の螺旋コアに用いられる鋼板では、より一層、鉄損を低減するとともに、より一層加工性を向上させることが要求されていた。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、鉄損が少なく、所定の形状を有する螺旋コアを容易に高精度で形成できる回転電機用螺旋コアの製造方法および回転電機用螺旋コアの製造装置を提供することを目的とする。 However, steel sheets used for conventional spiral cores are required to further reduce iron loss and further improve workability.
The present invention has been made in view of such problems, and a method for manufacturing a helical core for a rotating electrical machine and a rotating electrical machine that can easily form a spiral core having a predetermined shape with low iron loss and high accuracy. It aims at providing the manufacturing apparatus of a spiral core.

（１）Ｓｉを２〜７質量％含有する帯状鋼板を一方向に沿って延在させ、前記帯状鋼板に対して前記一方向に沿って延在するヨーク部と、このヨーク部の幅方向の一側縁より前記幅方向に向かって突出する複数のティース部とを形成する平面加工工程と、前記平面加工工程後の４００〜７５０℃に加熱された前記帯状鋼板を、前記幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工する螺旋加工工程とを備えることを特徴とする回転電機用螺旋コアの製造方法。
（２）前記螺旋加工工程後に、前記帯状鋼板を焼鈍して歪を取り除く焼鈍工程をさらに含むことを特徴とする上記（１）に記載の回転電機用螺旋コアの製造方法。 (1) A strip-shaped steel plate containing 2 to 7% by mass of Si is extended along one direction, a yoke portion extending along the one direction with respect to the strip-shaped steel plate, and a width direction of the yoke portion A plane processing step for forming a plurality of teeth portions projecting in the width direction from one side edge, and the strip steel plate heated to 400 to 750 ° C. after the plane processing step, in the width direction. A method of manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine, comprising: a spiral processing step of bending the wire so as to be bent and processing the spiral.
(2) The method for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine according to the above (1), further comprising an annealing step for removing the strain by annealing the strip steel plate after the spiral processing step.

（３）Ｓｉを２〜７質量％含有する帯状鋼板を一方向に沿って延在させ、前記帯状鋼板に対して前記一方向に沿って延在するヨーク部と、このヨーク部の幅方向の一側縁より前記幅方向に向かって突出する複数のティース部とを形成する形状加工ユニットと、前記形状加工ユニットにより前記ヨーク部と前記ティース部とが形成された前記帯状鋼板を加熱する加熱ユニットと、前記加熱ユニットにより加熱された４００〜７５０℃の前記帯状鋼板を、前記幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工する螺旋加工ユニットとを備えることを特徴とする回転電機用螺旋コアの製造装置。
（４）前記螺旋加工ユニットにより螺旋状に加工された前記帯状鋼板を焼鈍して、前記帯状鋼板の歪を取り除く焼鈍ユニットをさらに備えることを特徴とする上記（３）に記載の回転電機用コアの製造装置。 (3) A strip-shaped steel plate containing 2 to 7% by mass of Si is extended along one direction, a yoke portion extending along the one direction with respect to the strip-shaped steel plate, and a width direction of the yoke portion A shape processing unit that forms a plurality of tooth portions protruding in the width direction from one side edge, and a heating unit that heats the belt-shaped steel plate in which the yoke portion and the tooth portion are formed by the shape processing unit. And a spiral machining unit for bending the strip steel plate heated at 400 to 750 ° C. heated by the heating unit into a spiral shape so as to bend in the width direction. Spiral core manufacturing equipment.
(4) The rotating electrical machine core according to (3), further comprising an annealing unit that anneals the strip-shaped steel plate that has been spirally processed by the spiral processing unit to remove distortion of the strip-shaped steel plate. Manufacturing equipment.

本発明の回転電機用螺旋コアの製造方法および製造装置では、回転電機用螺旋コアとなる材料として、Ｓｉを２〜４質量％含有する帯状鋼板を用いているので、鉄損の低減された螺旋コアが得られる。
しかも、本発明の回転電機用螺旋コアの製造方法では、ヨーク部とティース部とを形成する平面加工工程後の４００〜７５０℃に加熱された前記帯状鋼板を、幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工する螺旋加工工程を備えているので、帯状鋼板が加熱されることによって、螺旋状に加工される帯状鋼板の降伏応力が低減され、帯状鋼板の加工性が良好になるとともに、より一層鉄損の低減されたものとなる。 In the method and apparatus for manufacturing a rotating electrical machine spiral core according to the present invention, a strip-shaped steel sheet containing 2 to 4% by mass of Si is used as a material for the rotating electrical machine spiral core. A core is obtained.
And in the manufacturing method of the spiral core for rotating electrical machines of this invention, the said strip steel plate heated at 400-750 degreeC after the plane processing process which forms a yoke part and a teeth part is curved toward the width direction. Since the belt-shaped steel plate is heated, the yield stress of the belt-shaped steel plate processed in a spiral shape is reduced and the workability of the belt-shaped steel plate is improved. At the same time, the iron loss is further reduced.

また、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工ユニットにより前記ヨーク部と前記ティース部とが形成された前記帯状鋼板を加熱する加熱ユニットと、前記加熱ユニットにより加熱された４００〜７５０℃の前記帯状鋼板を、前記幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工する螺旋加工ユニットとを備えているので、螺旋加工ユニットは、加熱されて４００〜７５０℃とされた降伏応力の低い帯状鋼板を、螺旋状に加工するものとなる。したがって、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置は、帯状鋼板を螺旋状に加工する際の帯状鋼板の加工性が良好で、より一層鉄損の低減されたものとなる。 Moreover, the manufacturing apparatus of the helical core for rotating electrical machines according to the present invention includes a heating unit that heats the belt-shaped steel plate in which the yoke portion and the teeth portion are formed by a shape processing unit, and 400 to 400 that is heated by the heating unit. Since it has a spiral processing unit that bends the strip-shaped steel plate at 750 ° C. so as to bend in the width direction and processes it into a spiral shape, the spiral processing unit is heated to 400 to 750 ° C. A strip-shaped steel sheet having a low yield stress is processed into a spiral shape. Therefore, the apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine according to the present invention has good workability of the strip steel plate when the strip steel plate is processed into a spiral shape, and the iron loss is further reduced.

このように本発明の回転電機用螺旋コアの製造方法および製造装置によれば、回転電機用螺旋コアとなる材料として、Ｓｉを２〜４質量％含有する帯状鋼板を用いるにもかかわらず、帯状鋼板を螺旋状に加工する際の加工性が良好となり、鉄損が少なく、所定の形状を有する螺旋コアを容易に高精度で形成できる。 Thus, according to the manufacturing method and manufacturing apparatus of the spiral core for rotating electrical machines of the present invention, the strip-shaped steel sheet containing 2 to 4% by mass of Si is used as the material for the spiral core for rotating electrical machines. The workability at the time of processing a steel plate into a spiral shape is improved, the iron loss is small, and a spiral core having a predetermined shape can be easily formed with high accuracy.

回転電機用螺旋コアの適用例としての回転電機の一例を示した概略図であり、回転電機を、その回転軸に垂直な方向から切った断面図である。It is the schematic which showed an example of the rotary electric machine as an application example of the spiral core for rotary electric machines, and is sectional drawing which cut the rotary electric machine from the direction perpendicular | vertical to the rotating shaft. 平面加工工程後の帯状鋼板の形状の一例を説明するための概略図であり、帯状鋼板を、その板面に垂直な方向から見た図である。It is the schematic for demonstrating an example of the shape of the strip | belt-shaped steel plate after a plane processing process, and is the figure which looked at the strip | belt-shaped steel plate from the direction perpendicular | vertical to the plate surface. 本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の一例を鉛直方向の上方から見た概略図である。It is the schematic which looked at an example of the manufacturing apparatus of the spiral core for rotary electric machines of this invention from the upper direction of the perpendicular direction. 平面加工工程において、１枚の帯状鋼板から２枚の帯状鋼板を形成した場合の帯状鋼板の形状の一例を説明するための概略図であり、帯状鋼板を、その板面に垂直な方向から見た図である。It is the schematic for demonstrating an example of the shape of a strip steel plate when forming two strip steel plates from one strip steel plate in a plane processing process, and seeing a strip steel plate from the direction perpendicular to the plate surface It is a figure. 本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を鉛直方向の上方から見た概略図である。It is the schematic which looked at the other example of the manufacturing apparatus of the spiral core for rotary electric machines of this invention from the upper direction of the perpendicular direction. 本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を水平方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the other example of the manufacturing apparatus of the spiral core for rotary electric machines of this invention from the horizontal direction. 本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を水平方向から見た概略図である。It is the schematic which looked at the other example of the manufacturing apparatus of the spiral core for rotary electric machines of this invention from the horizontal direction. 本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を鉛直方向の上方から見た概略図である。It is the schematic which looked at the other example of the manufacturing apparatus of the spiral core for rotary electric machines of this invention from the upper direction of the perpendicular direction. 鋼板の降伏応力と引張り試験温度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the yield stress of a steel plate, and the tension test temperature.

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について詳細に説明する。
「螺旋コア」
まず、本実施形態に係る回転電機用螺旋コアの製造方法を用いて製造された螺旋コアの一例について説明する。図１は、回転電機用螺旋コアの適用例としての回転電機の一例を示した概略図であり、回転電機を、その回転軸に垂直な方向から切った断面図である。図１に示す回転電機１０は、回転電機用螺旋コア（固定子１１）と、回転子（ロータ）１２と、ケース１３と、回転軸１４とを備えている。なお、図１においては、図示の都合上、コイル等の部材を省略している。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings.
"Spiral core"
First, an example of a spiral core manufactured using the method for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a rotating electrical machine as an application example of a spiral core for a rotating electrical machine, and is a cross-sectional view of the rotating electrical machine cut from a direction perpendicular to the rotation axis. A rotating electrical machine 10 illustrated in FIG. 1 includes a rotating electrical machine spiral core (stator 11), a rotor (rotor) 12, a case 13, and a rotating shaft 14. In FIG. 1, members such as a coil are omitted for convenience of illustration.

固定子１１は、図１に示すように、回転電機１０の周方向に延在するヨークＡと、ヨークＡの内周側の端部（端面）から回転軸１４の方向に延在するティースＢとを備えている。回転電機１０の周方向において相互に隣接するティースＢの間の領域であるスロットには、ティースＢに巻き回されるようにコイル（不図示）が挿入されるようになっている。なお、図１においては、ティースＢの数が１２である場合を例に挙げて示しているが、ティースＢの数は、図１に示した例に限定されない。 As shown in FIG. 1, the stator 11 includes a yoke A that extends in the circumferential direction of the rotating electrical machine 10, and a teeth B that extends from the inner peripheral side end (end surface) of the yoke A in the direction of the rotating shaft 14. And. A coil (not shown) is inserted into a slot that is a region between the teeth B adjacent to each other in the circumferential direction of the rotating electrical machine 10 so as to be wound around the teeth B. In FIG. 1, the case where the number of teeth B is 12 is illustrated as an example, but the number of teeth B is not limited to the example illustrated in FIG. 1.

回転子１２は、その外周面が、固定子１１のティースＢの先端面（すなわち固定子１１の内周面）と所定の間隔を有して相互に対向する位置に配置されている。また、回転子１２の軸心（回転軸１４）は、固定子１１の軸心（重心）と略一致している。なお、本実施形態では、回転子１２の構成を簡略化して示している。
ケース１３は、焼き嵌め等の組立加工を行うことにより、固定子１１の周囲（外周）から固定子１１に密接して配置され、固定子１１を固定している。ケース１３は、例えば、鉄等の磁性体（強磁性体）、或いはステンレス鋼等の非磁性体により構成されている。 The outer surface of the rotor 12 is arranged at a position facing the tip surface of the tooth B of the stator 11 (that is, the inner surface of the stator 11) with a predetermined distance therebetween. Further, the axis of the rotor 12 (rotary axis 14) is substantially coincident with the axis of the stator 11 (center of gravity). In the present embodiment, the configuration of the rotor 12 is simplified.
The case 13 is disposed in close contact with the stator 11 from the periphery (outer periphery) of the stator 11 by performing assembly processing such as shrink fitting, and fixes the stator 11. The case 13 is made of, for example, a magnetic material (ferromagnetic material) such as iron, or a nonmagnetic material such as stainless steel.

「製造装置」
次に、図１に示す回転電機に備えられている回転電機用螺旋コア（固定子１１）を製造する製造装置および製造方法の一例について図面を用いて説明する。
図２は、平面加工工程後の帯状鋼板の形状の一例を説明するための概略図であり、帯状鋼板を、その板面に垂直な方向から見た図である。また、図３は、本発明の回転電機用螺旋コア（固定子１１）の製造装置の一例を示した概略図である。なお、図３に示す白抜きの矢印は、帯状鋼板が移動する方向を示す。 "Manufacturing equipment"
Next, an example of a manufacturing apparatus and a manufacturing method for manufacturing the rotating electrical machine spiral core (stator 11) provided in the rotating electrical machine shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of the shape of the strip-shaped steel plate after the flat working process, and is a view of the strip-shaped steel plate viewed from a direction perpendicular to the plate surface. Moreover, FIG. 3 is the schematic which showed an example of the manufacturing apparatus of the spiral core (stator 11) for rotary electric machines of this invention. In addition, the white arrow shown in FIG. 3 shows the direction to which a strip | belt-shaped steel plate moves.

図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置は、形状加工ユニット３１と、加熱ユニット３２と、螺旋加工ユニット３３とを備えている。この回転電機用螺旋コアの製造装置は、帯状鋼板３４を連続的に通板させて図１に示す固定子１１を形成するものであり、図３に示すように、形状加工ユニット３１と加熱ユニット３２と螺旋加工ユニット３３は、帯状鋼板３４を通板させるライン上に配置されている。このことにより、図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置は、高い生産性を有するものとなっている。 The helical electrical machine manufacturing apparatus shown in FIG. 3 includes a shape processing unit 31, a heating unit 32, and a spiral processing unit 33. The helical core manufacturing apparatus for a rotating electrical machine is configured to continuously pass a strip-shaped steel plate 34 to form the stator 11 shown in FIG. 1, and as shown in FIG. 3, a shape processing unit 31 and a heating unit. 32 and the spiral processing unit 33 are arranged on a line through which the strip-shaped steel plate 34 passes. Thereby, the manufacturing apparatus of the spiral core for rotating electrical machines shown in FIG. 3 has high productivity.

図３に示す帯状鋼板３４は、Ｓｉを２〜７質量％含有する電磁鋼板である。帯状鋼板３４に含まれるＳｉの含有量が２％未満であると、鉄損の充分に低減された螺旋コアが得られない。帯状鋼板３４に含まれるＳｉの含有量は、より鉄損を低減するために、３質量％以上であることがより好ましい。また、帯状鋼板３４に含まれるＳｉの含有量が７質量％を超えると、帯状鋼板３４の加工性が不充分となり、所定の形状を有する固定子１１の形成が困難となる。帯状鋼板３４に含まれるＳｉの含有量は、より優れた加工性が得られるように、４質量％以下であることがより好ましい。なお、最良の鉄損特性を得るために多少の加工性の低下を犠牲にする場合には、６．５質量％以上のＳｉを含有する電磁鋼板とすることが好ましい。 The strip-shaped steel plate 34 shown in FIG. 3 is an electromagnetic steel plate containing 2 to 7% by mass of Si. When the content of Si contained in the strip steel plate 34 is less than 2%, a spiral core with sufficiently reduced iron loss cannot be obtained. The content of Si contained in the strip steel plate 34 is more preferably 3% by mass or more in order to further reduce the iron loss. If the Si content in the strip steel plate 34 exceeds 7% by mass, the workability of the strip steel plate 34 becomes insufficient, and it becomes difficult to form the stator 11 having a predetermined shape. The content of Si contained in the strip-shaped steel plate 34 is more preferably 4% by mass or less so that better workability can be obtained. In order to obtain the best iron loss characteristics, it is preferable to use a magnetic steel sheet containing 6.5% by mass or more of Si when sacrificing a slight decrease in workability.

帯状鋼板３４としては、具体的に例えば、Ｓｉ：２〜７質量％、Ａｌ：０〜２質量％、Ｍｎ：０〜１質量％の化学成分を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物である電磁鋼板があげられる。
帯状鋼板３４の厚みは、特に限定されるものではないが、０．１０ｍｍ〜０．６５ｍｍであることが、固定子１１を形成するために好ましい。
帯状鋼板３４は、例えば、Ｓｉ：３質量％、Ａｌ：０．５質量％、Ｍｎ：０．３質量％、残部Ｆｅ、および不可避的不純物を含有する鋼を溶製し、鋳造によって２５０ｍｍ厚の鋼塊とした後、熱間圧延によって２．５ｍｍ厚の熱延板とし、結晶粒調整のために１０００℃の熱延板焼鈍を施し、冷間圧延によって０．３５ｍｍの最終板厚とした後、９５０℃×１分間の最終仕上げ焼鈍を施すことにより再結晶・結晶粒成長を行い、表面に鋼板間の絶縁を目的とした絶縁被膜を塗布する方法により製造できる。 Specifically, for example, the strip steel plate 34 contains chemical components of Si: 2 to 7% by mass, Al: 0 to 2% by mass, Mn: 0 to 1% by mass, and the balance is Fe and inevitable impurities. Examples include electrical steel sheets.
The thickness of the strip steel plate 34 is not particularly limited, but is preferably 0.10 mm to 0.65 mm in order to form the stator 11.
The strip steel plate 34 is made of, for example, a steel containing 3% by mass of Si, 0.5% by mass of Al, 0.3% by mass of Mn, Fe of the balance, and inevitable impurities, and is 250 mm thick by casting. After forming a steel ingot, hot rolled into a 2.5 mm thick hot rolled sheet, subjected to 1000 ° C. hot rolled sheet annealing for crystal grain adjustment, and after cold rolled to a final sheet thickness of 0.35 mm It can be manufactured by a method in which refining and crystal grain growth are performed by subjecting to final finishing annealing at 950 ° C. for 1 minute, and an insulating coating is applied to the surface for the purpose of insulation between steel plates.

形状加工ユニット３１は、帯状鋼板３４を一方向に沿って延在させ、帯状鋼板３４に対して一方向に沿って延在するヨーク部２２と、このヨーク部２２の幅方向の一側縁より幅方向に向かって突出する複数のティース部２３とを形成し、図２に示す帯状鋼板２１とするものである。形状加工ユニット３１は、帯状鋼板３４に対して、ロール刃によるスリッター切断加工、打ち抜き加工、レーザによる加工等などの切断加工を行うものである。 The shape processing unit 31 extends the strip steel plate 34 along one direction, the yoke portion 22 extending along the one direction with respect to the strip steel plate 34, and one side edge of the yoke portion 22 in the width direction. A plurality of teeth portions 23 projecting in the width direction are formed to form a strip-shaped steel plate 21 shown in FIG. The shape processing unit 31 performs a cutting process such as a slitter cutting process using a roll blade, a punching process, a process using a laser, or the like on the belt-shaped steel plate 34.

加熱ユニット３２は、形状加工ユニット３１によりヨーク部２２とティース部２３とが形成された帯状鋼板２１を、螺旋状に加工される際の加工される部分の温度が４００〜７５０℃、好ましくは５００〜６００℃となるように加熱するものである。したがって、加熱ユニット３２を用いて帯状鋼板２１を加熱する温度は、帯状鋼板２１が螺旋状に加工される際の加工される部分の温度よりも高い温度とされる。加熱ユニット３２を用いて帯状鋼板２１を加熱する温度は、加熱ユニット３２と螺旋加工ユニット３３との距離や、帯状鋼板２１の成分、厚みなどに応じて適宜決定される。
加熱ユニット３２は、帯状鋼板２１の螺旋状に加工される際の加工される部分の温度を所定の温度に加熱できるものであれば、如何なるものであってもよく、例えば、炉加熱、赤外加熱、誘導加熱、通電加熱、等を用いて加熱する装置とすることができる。 In the heating unit 32, the temperature of the processed portion when the strip-shaped steel plate 21 in which the yoke portion 22 and the tooth portion 23 are formed by the shape processing unit 31 is processed into a spiral shape is 400 to 750 ° C., preferably 500. It heats so that it may become -600 degreeC. Therefore, the temperature at which the belt-shaped steel plate 21 is heated using the heating unit 32 is higher than the temperature of the portion to be processed when the belt-shaped steel plate 21 is processed into a spiral shape. The temperature at which the strip steel plate 21 is heated using the heating unit 32 is appropriately determined according to the distance between the heating unit 32 and the spiral machining unit 33, the component of the strip steel plate 21, the thickness, and the like.
The heating unit 32 may be anything as long as it can heat the temperature of the portion to be processed when the strip steel plate 21 is processed into a spiral shape to a predetermined temperature, for example, furnace heating, infrared It can be set as the apparatus heated using heating, induction heating, electric heating, etc.

螺旋加工ユニット３３は、加熱ユニット３２により加熱された帯状鋼板３６を、幅方向（通板方向および板厚方向に垂直な方向）に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工し、芯金（不図示）を中心として回転しながら鉛直方向下向きに移動して、螺旋状に加工された帯状鋼板３６を螺旋加工ユニット３３の芯金に巻き回して積層するものである。このような螺旋加工ユニット３３を用いることで、帯状鋼板３４の通板高さを変更することなく帯状鋼板３４を通板させて、螺旋状に加工された帯状鋼板３６が積層されてなる固定子１１を製造できる。 The spiral processing unit 33 processes the strip-shaped steel plate 36 heated by the heating unit 32 into a spiral shape by bending the strip-shaped steel plate 36 so as to bend in the width direction (direction perpendicular to the sheet passing direction and the plate thickness direction). The belt-shaped steel plate 36 that has been processed in a spiral shape is wound around a core bar of the spiral processing unit 33 and stacked. By using such a spiral processing unit 33, the stator is formed by laminating the strip-shaped steel plates 36 that are spirally processed by passing the strip-shaped steel plates 34 without changing the passing plate height of the strip-shaped steel plates 34. 11 can be manufactured.

螺旋加工ユニット３３としては、ヨーク部２２の長手方向（周方向）の長さが、ティース部２３の幅方向（周方向）の長さよりも長くなるように、不均圧ロールで帯状鋼板３６を螺旋状に加工したり、帯状鋼板３６を後述するガイドに沿わせて強制的に螺旋状に加工したりするものなどを用いることができる。 As the spiral processing unit 33, the strip-shaped steel plate 36 is formed with an uneven pressure roll so that the length in the longitudinal direction (circumferential direction) of the yoke portion 22 is longer than the length in the width direction (circumferential direction) of the tooth portion 23. It is possible to use a material that is processed into a spiral shape or that is forcibly processed into a spiral shape along the guide described later.

「製造方法」
図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置を用いて回転電機用螺旋コア（固定子１１）を製造するには、まず、帯状鋼板３４を一方向に沿って延在させて、形状加工ユニット３１を用いて、スリッター切断加工、打ち抜き加工、レーザによる加工等などの切断加工を行うことにより、ヨーク部２２と複数のティース部２３とを形成し、図２に示す帯状鋼板２１とする（平面加工工程）。なお、本実施形態においては、平面加工工程において、１枚の帯状鋼板３４から図２に示す１枚の帯状鋼板２１を形成した。 "Production method"
In order to manufacture the rotating electrical machine spiral core (stator 11) using the rotating electrical machine spiral core manufacturing apparatus shown in FIG. 3, first, the strip steel plate 34 is extended in one direction, and then the shape processing unit. The yoke portion 22 and the plurality of teeth portions 23 are formed by performing a cutting process such as slitting, punching, or laser processing using the 31 to form the strip steel plate 21 shown in FIG. Processing step). In the present embodiment, the single strip steel plate 21 shown in FIG. 2 is formed from the single strip steel plate 34 in the planar processing step.

平面加工工程後に得られた一方向に沿って延在する帯状鋼板２１には、図２示すように、図１に示す固定子１１のヨークＡに対応するヨーク部２２と、図１に示す固定子１１のティースＢに対応するティース部２３ａ〜２３ｅ（２３）とが形成されている。なお、図２においては、図面を見やすくするために、ティース部２３を５つしか示していないが、実際には、固定子１１のティースＢの数に対応する数のティース部２３が帯状鋼板２１に形成されている。 As shown in FIG. 2, a strip-shaped steel plate 21 extending along one direction obtained after the planar processing step includes a yoke portion 22 corresponding to the yoke A of the stator 11 shown in FIG. 1, and the fixing shown in FIG. Teeth portions 23a to 23e (23) corresponding to the teeth B of the child 11 are formed. In FIG. 2, only five tooth portions 23 are shown to make the drawing easy to see, but actually, the number of teeth portions 23 corresponding to the number of teeth B of the stator 11 is the strip-shaped steel plate 21. Is formed.

図２に示すように、ティース部２３は、ヨーク部２２の幅方向の一側縁（端部）から幅方向に向かって突出するように帯状鋼板２１の長手方向（延在方向）に沿って等間隔で形成されている。
また、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部（ヨーク部２２の幅方向における他端であり、かつヨーク部２２にティース部２３が形成されていない側の端部）には、例えば、固定子１１をケース１３に取付ける際に用いられる溝を形成しても良い。 As shown in FIG. 2, the tooth portion 23 extends along the longitudinal direction (extending direction) of the strip-shaped steel plate 21 so as to protrude from the one side edge (end portion) of the yoke portion 22 in the width direction. It is formed at equal intervals.
Further, the outer end portion of the yoke portion 22 of the strip-shaped steel plate 21 (the other end portion in the width direction of the yoke portion 22 and the end portion on the side where the tooth portion 23 is not formed on the yoke portion 22) is, for example, You may form the groove | channel used when attaching the stator 11 to the case 13. FIG.

図２に示す帯状鋼板２１では、ヨーク部２２の外側の端部は、直線状とされている。帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部を直線状にすることにより、帯状鋼板２１を螺旋状に加工する際における不均一な変形および予期せぬずれを防止でき、固定子１１の形状精度を高めることができる。このため、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部（一端）は、曲線状であってもよいが、少なくとも一部が直線状であることが好ましい。また、図２に示す帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部の全部が直線状である場合、１枚の帯状鋼板３４から１枚の図２に示す帯状鋼板２１を形成する際に、帯状鋼板２１のヨーク部２２の外側の端部に曲線状である部分が含まれている場合と比較して、不要となる部分を少なくすることができ、好ましい。 In the strip-shaped steel plate 21 shown in FIG. 2, the outer end portion of the yoke portion 22 is linear. By forming the outer end of the yoke portion 22 of the strip steel plate 21 in a straight line, non-uniform deformation and unexpected displacement when the strip steel plate 21 is processed into a spiral shape can be prevented, and the shape accuracy of the stator 11 can be prevented. Can be increased. For this reason, the outer end (one end) of the yoke 22 of the belt-shaped steel plate 21 may be curved, but at least a part is preferably linear. In addition, when all of the outer ends of the yoke portion 22 of the strip steel plate 21 shown in FIG. 2 are linear, when forming the single strip steel plate 21 shown in FIG. 2 from one strip steel plate 34, Compared with the case where a curved portion is included in the outer end portion of the yoke portion 22 of the strip-shaped steel plate 21, unnecessary portions can be reduced, which is preferable.

次に、図３に示すように、平面加工工程後の帯状鋼板２１を、加熱ユニット３２を用いて加熱し、４００〜７５０℃に加熱された帯状鋼板３６を、螺旋加工ユニット３３により幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工（螺旋加工工程）し、鉛直方向下向きに移動させながら、螺旋加工ユニット３３の芯金（不図示）に巻き回して積層する。
その後、螺旋加工ユニット３３によって積層された帯状鋼板３６を、例えば、カシメ、接着、溶接等の結合方法によって所定の部分（例えば、積層方向）で結合し、必要に応じて所定の処理を行ない、固定子１１とする。 Next, as shown in FIG. 3, the strip-shaped steel plate 21 after the planar processing step is heated using the heating unit 32, and the strip-shaped steel plate 36 heated to 400 to 750 ° C. is expanded in the width direction by the spiral processing unit 33. It is bent so as to be bent toward the top and processed into a spiral shape (spiral processing step), and wound around a core metal (not shown) of the spiral processing unit 33 while moving downward in the vertical direction.
Thereafter, the strip-shaped steel plates 36 stacked by the spiral processing unit 33 are bonded at a predetermined portion (for example, the stacking direction) by a bonding method such as caulking, adhesion, welding, etc., and a predetermined process is performed as necessary. The stator 11 is used.

本実施形態においては、螺旋加工工程において、４００〜７５０℃の帯状鋼板３６を螺旋状に加工するので、帯状鋼板３６の加工性が一時的に改善される。したがって、帯状鋼板３６を効率良く、かつ高精度で所定の螺旋状に加工できる。螺旋加工工程において螺旋状に加工される帯状鋼板３６の温度は、５００〜６００℃であることが好ましく、帯状鋼板３６に含まれるＳｉの含有量などに応じて適宜決定できる。 In the present embodiment, since the strip steel plate 36 at 400 to 750 ° C. is processed into a spiral shape in the spiral processing step, the workability of the strip steel plate 36 is temporarily improved. Therefore, the belt-shaped steel plate 36 can be processed into a predetermined spiral shape efficiently and with high accuracy. The temperature of the strip steel plate 36 processed in a spiral manner in the spiral processing step is preferably 500 to 600 ° C., and can be appropriately determined according to the content of Si contained in the strip steel plate 36.

螺旋状に加工される帯状鋼板３６の温度を４００℃以上とすることにより、帯状鋼板３６の降伏応力を低減させて、帯状鋼板３６の加工性を向上させる効果と、鉄損を低減させる効果とが得られる。また、螺旋状に加工される帯状鋼板３６の温度を５００℃以上とすることにより、帯状鋼板３６の降伏応力をより効果的に低減させて、帯状鋼板３６の加工性と、鉄損を低減させる効果とをより一層向上させることができる。しかし、螺旋状に加工される帯状鋼板３６の温度が７５０℃を超えると、鋼板表面の酸化が著しくなるため、好ましくない。また、高温となった鋼板が過度に軟化してコアの反り等、加工時の制御が難しくなることを防止して、容易に高精度で加工できるように、螺旋状に加工される帯状鋼板３６の温度を６００℃以下にすることがより好ましい。 The effect of improving the workability of the strip steel plate 36 by reducing the yield stress of the strip steel plate 36 and the effect of reducing iron loss by setting the temperature of the strip steel plate 36 processed in a spiral to 400 ° C. or higher. Is obtained. Moreover, the yield stress of the strip steel plate 36 is more effectively reduced by setting the temperature of the strip steel plate 36 to be spirally processed to 500 ° C. or more, and the workability and iron loss of the strip steel plate 36 are reduced. The effect can be further improved. However, when the temperature of the strip-shaped steel plate 36 processed into a spiral exceeds 750 ° C., oxidation of the steel plate surface becomes significant, which is not preferable. Moreover, the strip-shaped steel plate 36 processed spirally is prevented so that the steel plate that has become high temperature is excessively softened and it is difficult to control during processing, such as warping of the core. It is more preferable to set the temperature to 600 ° C. or lower.

本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造方法および製造装置では、回転電機用螺旋コアとなる材料として、Ｓｉを２〜７質量％含有する帯状鋼板３４を用いるので、鉄損の低減された螺旋コアが得られる。しかも、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造方法および製造装置では、４００〜７５０℃に加熱された帯状鋼板３６を螺旋状に加工するので、帯状鋼板３６を螺旋状に加工する際の加工性が良好となる。
その結果、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造装置および製造方法によれば、鉄損が少なく、磁気特性に優れ、なおかつ、真円度や波高さ等の寸法精度に優れた固定子１１が得られる。 In the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the rotating electrical machine spiral core according to the present embodiment, the strip steel plate 34 containing 2 to 7% by mass of Si is used as the material for the rotating electrical machine spiral core. A core is obtained. And in the manufacturing method and manufacturing apparatus of the spiral core for rotary electric machines of this embodiment, since the strip steel plate 36 heated at 400-750 degreeC is processed helically, the process at the time of processing the strip steel plate 36 helically Property is improved.
As a result, according to the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the spiral core for a rotating electrical machine according to the present embodiment, the stator 11 has low iron loss, excellent magnetic characteristics, and excellent dimensional accuracy such as roundness and wave height. Is obtained.

「他の例」
本発明は、本実施形態の回転電機用螺旋コアの製造方法及び製造装置に限定されるものではなく、以下の構成を含んでいてもよい。
例えば、本発明の回転電機用螺旋コアの製造方法では、図４に示すように、平面加工工程において、１枚の帯状鋼板３４ａから２枚の帯状鋼板４１、４２を形成してもよい。図４は、平面加工工程において、１枚の帯状鋼板から２枚の帯状鋼板を形成した場合の帯状鋼板の形状の一例を説明するための概略図であり、帯状鋼板を、その板面に垂直な方向から見た図である。 "Other examples"
This invention is not limited to the manufacturing method and manufacturing apparatus of the helical core for rotary electric machines of this embodiment, The following structures may be included.
For example, in the method for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine according to the present invention, as shown in FIG. 4, two strip steel plates 41 and 42 may be formed from one strip steel plate 34 a in a plane machining step. FIG. 4 is a schematic view for explaining an example of the shape of the strip steel plate when two strip steel plates are formed from one strip steel plate in the plane machining step, and the strip steel plate is perpendicular to the plate surface. It is the figure seen from various directions.

図４に示す例では、平面加工工程において、一方の帯状鋼板４１のティース部２３の先端側が、他方の帯状鋼板４２のスロットに対応する領域に配置されるように（すなわち、一方の帯状鋼板４１（４２）のティース部２３と他方の帯状鋼板４２（４１）のティース部２３とが互い違いに配置されるように）、帯状鋼板３４ａを切断加工している。この場合、帯状鋼板３４ａの不要な部分を可及的に少なくすることができる。 In the example shown in FIG. 4, in the planar processing step, the tip side of the tooth portion 23 of one strip steel plate 41 is disposed in a region corresponding to the slot of the other strip steel plate 42 (that is, one strip steel plate 41. The strip steel plate 34a is cut and processed so that the tooth portions 23 of (42) and the tooth portions 23 of the other strip steel plate 42 (41) are alternately arranged. In this case, unnecessary portions of the strip-shaped steel plate 34a can be reduced as much as possible.

なお、図４に示すように、平面加工工程において、１枚の帯状鋼板３４ａから２枚の帯状鋼板４１、４２を形成する場合、一方の帯状鋼板４１の形状と、他方の帯状鋼板４２の形状とは、同じであってもよいし、異なってもよい。具体的には例えば、一方の帯状鋼板４１と他方の帯状鋼板４２とで、ティース部２３の長手方向の長さやヨーク部２２の幅の寸法が異なっていてもよい。 In addition, as shown in FIG. 4, when forming the two strip steel plates 41 and 42 from the one strip steel plate 34a in a plane processing process, the shape of one strip steel plate 41 and the shape of the other strip steel plate 42 are shown. And may be the same or different. Specifically, for example, the length of the tooth portion 23 in the longitudinal direction and the width of the yoke portion 22 may be different between one belt-shaped steel plate 41 and the other belt-shaped steel plate 42.

さらに、図４に示すように、平面加工工程において、１枚の帯状鋼板３４ａから２枚の帯状鋼板４１、４２を形成する場合、帯状鋼板３４ａを通板させるラインが形状加工ユニット３１よりも下流において２本に分離される。したがって、平面加工工程において、１枚の帯状鋼板３４ａから２枚の帯状鋼板４１、４２を形成する場合、図５〜図７に示すように、形状加工ユニット３１よりも下流の帯状鋼板３４ａを通板させる２本のライン上にそれぞれ、加熱ユニット３２（３２ａ、３２ｂ）と、螺旋加工ユニット３３（３３ａ、３３ｂ）とを備えることが好ましい。 Furthermore, as shown in FIG. 4, when two strip steel plates 41, 42 are formed from one strip steel plate 34 a in the plane processing step, the line through which the strip steel plate 34 a passes is downstream of the shape processing unit 31. Is separated into two. Therefore, when two strip steel plates 41 and 42 are formed from one strip steel plate 34a in the plane machining step, the strip strip steel plate 34a downstream of the shape processing unit 31 is passed through as shown in FIGS. It is preferable that the heating unit 32 (32a, 32b) and the spiral processing unit 33 (33a, 33b) are provided on the two lines to be plated, respectively.

図５〜図７に示す回転電機用螺旋コアの製造装置においては、加熱ユニット３２ａおよび加熱ユニット３２ｂとして、図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置と同じものを用いている。なお、本発明においては、加熱ユニット３２ａおよび加熱ユニット３２ｂは、図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置と異なるものであってもよいし、加熱ユニット３２ａと加熱ユニット３２ｂとが、それぞれ異なるものであってもよい。 In the manufacturing apparatus for a rotating electrical machine spiral core shown in FIGS. 5 to 7, the heating unit 32 a and the heating unit 32 b are the same as the manufacturing apparatus for a rotating electrical machine spiral core shown in FIG. 3. In the present invention, the heating unit 32a and the heating unit 32b may be different from the manufacturing apparatus of the rotating electrical machine spiral core shown in FIG. 3, and the heating unit 32a and the heating unit 32b are different from each other. It may be a thing.

また、図５〜図７に示す回転電機用螺旋コアの製造装置においては、螺旋加工ユニット３３ａおよび螺旋加工ユニット３３ｂとして、図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置と同じものを用いている。なお、本発明においては、螺旋加工ユニット３３ａおよび螺旋加工ユニット３３ｂは、図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置と異なるものであってもよいし、螺旋加工ユニット３３ａと螺旋加工ユニット３３ｂとが、それぞれ異なるものであってもよい。例えば、螺旋加工ユニット３３ａと螺旋加工ユニット３３ｂとは、芯金の直径が異なっていてもよい。 Moreover, in the manufacturing apparatus of the helical core for rotary electric machines shown in FIGS. 5-7, the same thing as the manufacturing apparatus of the helical core for rotary electric machines shown in FIG. 3 is used as the helical machining unit 33a and the helical machining unit 33b. . In the present invention, the spiral machining unit 33a and the spiral machining unit 33b may be different from the apparatus for manufacturing a rotating electrical machine spiral core shown in FIG. 3, or the spiral machining unit 33a and the spiral machining unit 33b may be different from each other. However, they may be different from each other. For example, the spiral machining unit 33a and the spiral machining unit 33b may have different core metal diameters.

図５は、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を鉛直方向の上方から見た概略図である。図５に示す回転電機用螺旋コアの製造装置では、２つの螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂが水平方向に並べて配置され、各螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂの上流の帯状鋼板３４ａを通板させる２本のライン上にそれぞれ、加熱ユニット３２ａ、３２ｂが配置されている。 FIG. 5 is a schematic view of another example of the manufacturing apparatus for a helical core for a rotating electrical machine according to the present invention as viewed from above in the vertical direction. In the apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine shown in FIG. 5, two spiral machining units 33a and 33b are arranged side by side in the horizontal direction, and two strip steel plates 34a upstream of the spiral machining units 33a and 33b are passed through. Heating units 32a and 32b are arranged on the lines, respectively.

図５に示す回転電機用螺旋コアの製造装置を用いて固定子１１（螺旋コア）を製造する場合、形状加工ユニット３１により形成された帯状鋼板４１、４２は、個々に分離され、それぞれ異なる方向に搬送され、それぞれ図３に示す回転電機用螺旋コアの製造装置を用いた場合と同様にして、加熱ユニット３２ａ、３２ｂおよび螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂによって加工され、固定子１１が製造される。 When the stator 11 (spiral core) is manufactured using the manufacturing apparatus of the helical core for a rotating electrical machine shown in FIG. 5, the strip steel plates 41 and 42 formed by the shape processing unit 31 are individually separated and are in different directions. The stator 11 is manufactured by heating units 32a and 32b and spiral processing units 33a and 33b in the same manner as in the case of using the rotating electrical machine spiral core manufacturing apparatus shown in FIG.

図６は、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を水平方向から見た概略図である。図６に示す回転電機用螺旋コアの製造装置では、２つの螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂが鉛直方向に並べて配置され、各螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂの上流の帯状鋼板３４ａを通板させる２本のライン上にそれぞれ、加熱ユニット３２ａ、３２ｂが配置されている。
図６に示す回転電機用螺旋コアの製造装置においては、螺旋加工ユニット３３ａおよび螺旋加工ユニット３３ｂによって製造される固定子１１の鉛直方向の中心位置を一致させることができる。このため、螺旋加工ユニット３３ａおよび螺旋加工ユニット３３ｂの芯金（不図示）を１つの動力を用いて回すことができ、回転電機用螺旋コアの製造装置を小型化および簡素化できる。 FIG. 6 is a schematic view of another example of the manufacturing apparatus of the spiral core for a rotating electrical machine according to the present invention viewed from the horizontal direction. In the apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electric machine shown in FIG. 6, two spiral machining units 33a and 33b are arranged side by side in the vertical direction, and two strip steel plates 34a upstream of the spiral machining units 33a and 33b are passed through. Heating units 32a and 32b are arranged on the lines, respectively.
In the apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine shown in FIG. 6, the vertical center positions of the stator 11 manufactured by the spiral processing unit 33a and the spiral processing unit 33b can be matched. For this reason, the core metal (not shown) of the spiral machining unit 33a and the spiral machining unit 33b can be rotated by using a single power, and the helical core manufacturing apparatus for a rotating electrical machine can be reduced in size and simplified.

図７は、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を水平方向から見た概略図である。図７に示す回転電機用螺旋コアの製造装置では、２つの螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂが水平方向および鉛直方向で重なり合わないようにずらして配置され、各螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂの上流の帯状鋼板３４ａを通板させる２本のライン上にそれぞれ、加熱ユニット３２ａ、３２ｂが配置されている。 FIG. 7 is a schematic view of another example of the manufacturing apparatus of the helical core for a rotating electrical machine according to the present invention viewed from the horizontal direction. In the apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine shown in FIG. 7, the two spiral machining units 33a and 33b are arranged so as not to overlap each other in the horizontal direction and the vertical direction, and are upstream of the spiral machining units 33a and 33b. Heating units 32a and 32b are arranged on two lines through which the steel plate 34a passes.

なお、図５〜図７に示す回転電機用螺旋コアの製造装置では、帯状鋼板４１と帯状鋼板４２とが分離されて、それぞれ異なる方向に搬送されるため、形状加工ユニット３１から螺旋加工ユニット３３ａ（３３ｂ）までの搬送距離を短くすると、帯状鋼板４１および帯状鋼板４２が変形して螺旋コアの磁気特性および形状が悪化することがある。そのため、分離された帯状鋼板４１および帯状鋼板４２の搬送方向がなす角度を十分低減できるように、形状加工ユニット３１から螺旋加工ユニット３３ａ（３３ｂ）までの搬送距離を充分に確保することが好ましい。 5-7, the strip steel plate 41 and the strip steel plate 42 are separated and transported in different directions, so that the spiral machining unit 33a is formed from the shape machining unit 31. When the transport distance to (33b) is shortened, the strip steel plate 41 and the strip steel plate 42 may be deformed and the magnetic properties and shape of the spiral core may be deteriorated. Therefore, it is preferable to secure a sufficient transport distance from the shape processing unit 31 to the spiral processing unit 33a (33b) so that the angle formed by the transport direction of the separated strip steel plate 41 and strip steel plate 42 can be sufficiently reduced.

また、図８は、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置の他の例を示した概略図である。本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置は、図８に示すように、螺旋加工ユニット３３により螺旋状に加工された帯状鋼板３６を焼鈍して、帯状鋼板３６の歪を取り除く焼鈍ユニット３９をさらに備えていてもよい。 Moreover, FIG. 8 is the schematic which showed the other example of the manufacturing apparatus of the helical core for rotary electric machines of this invention. As shown in FIG. 8, the apparatus for manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine according to the present invention includes an annealing unit 39 that anneals the strip steel plate 36 that has been spirally processed by the spiral processing unit 33 and removes the distortion of the strip steel plate 36. Furthermore, you may provide.

螺旋加工ユニット３３により螺旋状に加工された帯状鋼板３６には、歪（例えば、打抜き歪や曲げ歪）が生じる。この歪は、固定子１１（螺旋コア）の磁気特性を低下させるものである。このため、螺旋加工工程後に、螺旋状に加工された帯状鋼板３６を、焼鈍ユニット３９を用いて焼鈍（ＳＲＡ）し、帯状鋼板３６の歪を取り除く（焼鈍工程）ことが好ましい。焼鈍工程は、固定子１１に要求される特性及び帯状鋼板３６の鋼種などに応じて、必要により行われる。 Strain (for example, punching strain or bending strain) is generated in the strip-shaped steel plate 36 processed into a spiral shape by the spiral processing unit 33. This distortion reduces the magnetic properties of the stator 11 (spiral core). For this reason, it is preferable that after the spiral processing step, the strip-shaped steel plate 36 processed into a spiral shape is annealed (SRA) using the annealing unit 39 to remove the distortion of the strip-shaped steel plate 36 (annealing step). The annealing step is performed as necessary according to the characteristics required for the stator 11 and the steel type of the strip steel plate 36.

焼鈍工程における焼鈍温度は、例えば、７００〜８００℃とすることが好ましく、７５０℃程度とすることがより好ましい。 For example, the annealing temperature in the annealing step is preferably 700 to 800 ° C, and more preferably about 750 ° C.

図８に示す焼鈍ユニット３９は、誘導加熱炉などからなるものであり、帯状鋼板３４を通板させるライン上に配置されている。より詳細には、図８に示す焼鈍ユニット３９は、螺旋加工ユニット３３により螺旋状に加工され、螺旋加工ユニット３３の芯金に巻き付けられている帯状鋼板３６上に配置されている。 An annealing unit 39 shown in FIG. 8 is composed of an induction heating furnace or the like, and is disposed on a line through which the strip steel plate 34 is passed. More specifically, the annealing unit 39 shown in FIG. 8 is spirally processed by the spiral processing unit 33 and disposed on the belt-shaped steel plate 36 wound around the core metal of the spiral processing unit 33.

なお、焼鈍ユニット３９は、図８に示すように、帯状鋼板３４を通板させるライン上に配置され、螺旋状に加工されて積層された帯状鋼板３６を焼鈍するものであってもよいが、螺旋状に加工されて積層された帯状鋼板３６が結合されてなる固定子１１を焼鈍するものであってもよい。この場合、焼鈍ユニット３９を用いて帯状鋼板３６を焼鈍することにより、帯状鋼板３６を結合する際に生じた歪も取り除くことができ、好ましい。また、帯状鋼板３６が結合されてなる固定子１１を焼鈍する焼鈍ユニット３９は、帯状鋼板３４を通板させるライン上とは別の位置に配置できる。 In addition, as shown in FIG. 8, the annealing unit 39 may be disposed on a line through which the strip-shaped steel plate 34 is passed, and anneals the strip-shaped steel plate 36 that is processed into a spiral shape and stacked, The stator 11 formed by joining the strip-shaped steel plates 36 processed and stacked in a spiral shape may be annealed. In this case, by annealing the strip steel plate 36 using the annealing unit 39, it is possible to remove distortion generated when the strip steel plates 36 are joined. Further, the annealing unit 39 for annealing the stator 11 to which the strip steel plate 36 is coupled can be arranged at a position different from the line on which the strip steel plate 34 is passed.

また、本発明の回転電機用螺旋コアの製造装置は、図８に示すように、帯状鋼板２１、３６の変形を抑制するガイド３７を備えていてもよい。ガイド３７は、少なくとも鉛直方向下側から帯状鋼板２１、３６を支持するように、形状加工ユニット３１と螺旋加工ユニット３３との間に配置されていることが好ましい。すなわち、ガイド３７は、図８に示すように、加熱ユニット３２と螺旋加工ユニット３３との間に配置されていてもよいし、形状加工ユニット３１と加熱ユニット３２との間に配置されていてもよいし、加熱ユニット３２を含む領域に配置されていてもよい。また、ガイド２７は、鉛直方向の上側及び下側から帯状鋼板３６を支持するものであってもよい。 Moreover, the manufacturing apparatus of the helical core for rotary electric machines of this invention may be provided with the guide 37 which suppresses a deformation | transformation of the strip | belt-shaped steel plates 21 and 36, as shown in FIG. The guide 37 is preferably disposed between the shape processing unit 31 and the spiral processing unit 33 so as to support the strip-shaped steel plates 21 and 36 at least from the lower side in the vertical direction. That is, as shown in FIG. 8, the guide 37 may be disposed between the heating unit 32 and the spiral processing unit 33, or may be disposed between the shape processing unit 31 and the heating unit 32. Alternatively, it may be arranged in a region including the heating unit 32. Moreover, the guide 27 may support the strip steel plate 36 from the upper side and the lower side in the vertical direction.

以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体例を示したものに過ぎず、これらのみによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明は、その主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施できる。 Each of the embodiments of the present invention described above is merely a specific example for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited to these embodiments. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from the main features.

（実験例１）
表１に示す１〜３の化学組成からなる鋼塊を真空溶解によって溶製し、厚み１．０ｍｍの鋼板状の供試材を切断、切削により切出し、該供試材より、厚み１．０ｍｍ、平行部の幅１０ｍｍ、評点間距離３５ｍｍの特殊形状引っ張り試験片を得た。その後、得られた試験片に対して、１００℃〜１０００℃の範囲で引張り試験を行い、鋼板の降伏応力を調べた。その結果を図９に示す。 (Experimental example 1)
A steel ingot having a chemical composition of 1 to 3 shown in Table 1 is melted by vacuum melting, and a steel sheet-like specimen having a thickness of 1.0 mm is cut and cut by cutting. From the specimen, the thickness is 1.0 mm. A special shape tensile test piece having a parallel part width of 10 mm and a distance between ratings of 35 mm was obtained. Thereafter, a tensile test was performed on the obtained test piece in a range of 100 ° C. to 1000 ° C., and the yield stress of the steel sheet was examined. The result is shown in FIG.

図９は、鋼板の降伏応力と引張り試験温度との関係を示したグラフである。図９に示すように、鋼板の降伏応力は、温度を４００℃以上とすることにより低減し、５００℃以上とすることにより大きく低減している。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the yield stress of the steel sheet and the tensile test temperature. As shown in FIG. 9, the yield stress of the steel sheet is reduced by setting the temperature to 400 ° C. or higher, and greatly reduced by setting the temperature to 500 ° C. or higher.

（実験例２）
図５に示す回転電機用螺旋コアの製造装置を用いて、図１に示す固定子１１を製造した。すなわち、表２に示す化学組成からなる厚み０.５ｍｍ、幅４５ｍｍの帯状鋼板を一方向に沿って延在させ、形状加工ユニット３１によって、帯状鋼板に対して一方向に沿って延在するヨーク部と、ヨーク部の幅方向の一側縁より幅方向に向かって突出する複数のティース部とを形成（平面加工工程）し、図４に示す帯状鋼板４１、４２を形成した。この際、ヨーク部２２の幅は１２ｍｍであった。 (Experimental example 2)
The stator 11 shown in FIG. 1 was manufactured using the manufacturing apparatus of the helical core for rotating electrical machines shown in FIG. That is, a yoke having a thickness of 0.5 mm and a width of 45 mm made of the chemical composition shown in Table 2 is extended along one direction, and the shape processing unit 31 extends along the one direction with respect to the band steel plate. 4 and a plurality of teeth portions protruding in the width direction from one side edge of the yoke portion in the width direction (planar processing step), and the strip-shaped steel plates 41 and 42 shown in FIG. 4 were formed. At this time, the width of the yoke portion 22 was 12 mm.

そして、形状加工ユニット３１により形成された帯状鋼板４１、４２を、それぞれ異なる方向に搬送しながら、それぞれ図５に示す加熱ユニット３２ａ、３２ｂを用いて加熱し、表２に示す温度に加熱された帯状鋼板３６を、それぞれ螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂにより幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工（螺旋加工工程）し、鉛直方向下向きに移動させながら、螺旋加工ユニット３３の芯金（不図示）に巻き回して積層した。そして、螺旋加工ユニット３３により積層された帯状鋼板３６を、溶接によって積層方向で結合し、実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例２の固定子１１を得た。なお、比較例３は、螺旋加工工程中に破断したため、固定子１１を作製できなかった。 The belt-shaped steel plates 41 and 42 formed by the shape processing unit 31 were heated using the heating units 32a and 32b shown in FIG. 5 while being conveyed in different directions, respectively, and were heated to the temperatures shown in Table 2. The strip steel plate 36 is bent by the spiral processing units 33a and 33b so as to bend in the width direction, processed into a spiral shape (spiral processing step), and moved downward in the vertical direction while being moved downward in the vertical direction. It wound around (not shown) and laminated | stacked. And the strip | belt-shaped steel plate 36 laminated | stacked by the spiral processing unit 33 was couple | bonded in the lamination direction by welding, and the stator 11 of Example 1- Example 4 and Comparative Example 1- Comparative Example 2 was obtained. In Comparative Example 3, the stator 11 could not be produced because it broke during the spiral machining process.

また、螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂにより螺旋状に加工され、螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂの芯金に巻き付けられている帯状鋼板３６上に、帯状鋼板３６の歪を取り除く焼鈍ユニットが配置されている製造装置を用いて、実施例５〜実施例６、比較例４〜比較例５の固定子１１を得た。 In addition, an annealing unit that removes the distortion of the strip steel plate 36 is disposed on the strip steel plate 36 that is spirally processed by the spiral processing units 33a and 33b and is wound around the core metal of the spiral processing units 33a and 33b. Using the apparatus, stators 11 of Examples 5 to 6 and Comparative Examples 4 to 5 were obtained.

すなわち、表２に示す化学組成からなる帯状鋼板を用いて実施例１と同様にして平面加工工程を行い、図４に示す帯状鋼板４１、４２を形成した。
そして、形状加工ユニット３１により形成された帯状鋼板４１、４２を、それぞれ異なる方向に搬送しながら、それぞれ図５に示す加熱ユニット３２ａ、３２ｂを用いて加熱し、表２に示す温度に加熱された帯状鋼板３６を、それぞれ螺旋加工ユニット３３ａ、３３ｂにより幅方向に向かって湾曲するように曲げて螺旋状に加工（螺旋加工工程）し、鉛直方向下向きに移動させながら、螺旋加工ユニット３３の芯金（不図示）に巻き回して積層し、焼鈍ユニットにより螺旋状に加工された帯状鋼板３６を、焼鈍ユニットを用いて表２に示す温度で焼鈍した。そして、螺旋加工ユニット３３により積層された帯状鋼板３６を実験例１と同様にして積層方向で結合し、実施例５〜実施例６、比較例４〜比較例５の固定子１１を得た。 That is, using the strip-shaped steel plate having the chemical composition shown in Table 2, the flat working process was performed in the same manner as in Example 1 to form the strip-shaped steel plates 41 and 42 shown in FIG.
The belt-shaped steel plates 41 and 42 formed by the shape processing unit 31 were heated using the heating units 32a and 32b shown in FIG. 5 while being conveyed in different directions, respectively, and were heated to the temperatures shown in Table 2. The strip steel plate 36 is bent by the spiral processing units 33a and 33b so as to bend in the width direction, processed into a spiral shape (spiral processing step), and moved downward in the vertical direction while being moved downward in the vertical direction. A strip steel plate 36 wound around (not shown) and laminated and processed into a spiral shape by the annealing unit was annealed at a temperature shown in Table 2 using the annealing unit. And the strip | belt-shaped steel plate 36 laminated | stacked by the spiral processing unit 33 was couple | bonded in the lamination direction similarly to Experimental example 1, and the stator 11 of Example 5-Example 6 and Comparative Example 4-Comparative Example 5 was obtained.

このようにして得られた実施例１〜実施例６、比較例１、比較例２、比較例４、比較例５の固定子１１について、以下に示す方法により、磁気特性および加工性を評価した。その結果を表３に示す。 With respect to the stators 11 of Examples 1 to 6, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 4, and Comparative Example 5 thus obtained, the magnetic properties and workability were evaluated by the following methods. . The results are shown in Table 3.

「磁気特性の評価」
作製した固定子１１のコアバック部２２に一次巻線（励磁巻線）と二次巻線（サーチコイル）を施し、一次巻線に交流の励磁電流Ｉを流し、二次巻線に誘導される起電力からコアバック部２２に流れる磁束量φを測定した。コアバック部２２の磁束密度Ｂは磁束量をコアバック部２２の断面積Ｓで割ることによって求めた。また鉄損Ｐは、一次巻線の励磁電流Ｉと二次巻線の起電力とから電力計を用いて測定した。ここでＰ１５／５０は周波数５０Ｈｚ、最大磁束密度１．５Ｔにおける鉄損を、Ｐ１０／４００は周波数４００Ｈｚ、最大磁束密度１．０Ｔにおける鉄損を示す。
螺旋加工時はもっぱらコアバック部が加工を受けるため、上記の評価で充分であるが、一部の固定子コアについては、回転子コアを組み込んでモータとしての損失を評価した。モータ構造としては、誘導モータとした。 "Evaluation of magnetic properties"
A primary winding (excitation winding) and a secondary winding (search coil) are applied to the core back portion 22 of the manufactured stator 11, and an alternating excitation current I is passed through the primary winding to be induced in the secondary winding. The amount of magnetic flux φ flowing from the electromotive force to the core back portion 22 was measured. The magnetic flux density B of the core back portion 22 was obtained by dividing the amount of magnetic flux by the cross-sectional area S of the core back portion 22. The iron loss P was measured by using a wattmeter from the excitation current I of the primary winding and the electromotive force of the secondary winding. Here, P15 / 50 represents an iron loss at a frequency of 50 Hz and a maximum magnetic flux density of 1.5 T, and P10 / 400 represents an iron loss at a frequency of 400 Hz and a maximum magnetic flux density of 1.0 T.
The above evaluation is sufficient because the core back part undergoes processing exclusively during the spiral processing, but for some stator cores, the rotor core was incorporated to evaluate the loss as a motor. The motor structure was an induction motor.

「加工性の評価」
作製した固定子１１を円周方向に回転させながら、変位計を用いて最上層の高さ変化を連続的に測定し、最大高さと最小高さの差△Ｈを以って加工性の評価とした。すなわち螺旋加工性が良好な時には△Ｈが小さくなる。高さ変化はコアバック部２２の内周側、中心、外周側で行った。 "Evaluation of workability"
While rotating the produced stator 11 in the circumferential direction, the height change of the uppermost layer is continuously measured using a displacement meter, and the workability is evaluated by the difference ΔH between the maximum height and the minimum height. It was. That is, ΔH becomes small when the spiral workability is good. The height change was performed on the inner peripheral side, center, and outer peripheral side of the core back portion 22.

表３に示すように、実施例１〜実施例６では、磁気特性に優れ、なおかつ、寸法精度に優れた固定子１１が得られた。
これに対し、比較例１〜比較例２、比較例４では、螺旋状に加工される帯状鋼板の温度が４００℃未満であるため、帯状鋼板の降伏応力を充分に低減させることができず、磁気特性および加工性の評価が悪かった。また、比較例５では、螺旋状に加工される帯状鋼板の温度が７５０℃を超え、鋼板が過度に酸化したため、実施例１〜実施例６と比較して、鉄損の評価が悪かった。
また、帯状鋼板に含まれるＳｉの含有量が７質量％を超える比較例３は、螺旋状に加工される帯状鋼板の温度を７５０℃に加熱したにも関わらず、加工性が悪く、螺旋加工工程中に破断した。 As shown in Table 3, in Examples 1 to 6, the stator 11 having excellent magnetic characteristics and excellent dimensional accuracy was obtained.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 2 and Comparative Example 4, since the temperature of the strip-shaped steel plate processed in a spiral shape is less than 400 ° C., the yield stress of the strip-shaped steel plate cannot be sufficiently reduced, The evaluation of magnetic properties and workability was bad. Moreover, in the comparative example 5, since the temperature of the strip shaped steel plate processed into a spiral exceeded 750 degreeC, and the steel plate was oxidized excessively, compared with Example 1- Example 6, the evaluation of the iron loss was bad.
Further, Comparative Example 3 in which the content of Si contained in the strip-shaped steel plate exceeds 7% by mass is poor in workability even though the temperature of the strip-shaped steel plate processed into a spiral shape is heated to 750 ° C. It broke during the process.

１０回転電機、１１固定子（螺旋コア）、１２回転子、１３ケース、１４回転軸、２１、３４、３４ａ、３６、４１、４２帯状鋼板、２２ヨーク部、２３ティース部、３１形状加工ユニット、３２、３２ａ、３２ｂ加熱ユニット、３３、３３ａ、３３ｂ螺旋加工ユニット、３７ガイド、３９焼鈍ユニット、Ａヨーク、Ｂティース。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine, 11 Stator (spiral core), 12 Rotor, 13 Case, 14 Rotating shaft, 21, 34, 34a, 36, 41, 42 Strip steel plate, 22 York part, 23 teeth part, 31 Shape processing unit, 32, 32a, 32b Heating unit, 33, 33a, 33b Spiral processing unit, 37 guide, 39 annealing unit, A yoke, B teeth.

Claims

A strip-shaped steel plate containing 2 to 7% by mass of Si is extended along one direction, a yoke portion extending along the one direction with respect to the strip-shaped steel plate, and one side edge of the yoke portion in the width direction A planar processing step of forming a plurality of teeth portions projecting more in the width direction;
And a spiral processing step of processing the strip-shaped steel plate heated to 400 to 750 ° C. after the planar processing step so as to bend in the width direction so as to be spirally processed. A method of manufacturing a spiral core.

The method of manufacturing a spiral core for a rotating electrical machine according to claim 1, further comprising an annealing step of removing the strain by annealing the strip steel plate after the spiral processing step.

A strip-shaped steel plate containing 2 to 7% by mass of Si is extended along one direction, a yoke portion extending along the one direction with respect to the strip-shaped steel plate, and one side edge of the yoke portion in the width direction A shape processing unit that forms a plurality of teeth portions projecting more in the width direction;
A heating unit that heats the belt-shaped steel sheet in which the yoke portion and the teeth portion are formed by the shape processing unit;
A helical core for a rotating electrical machine, comprising: a helical processing unit that bends the belt-shaped steel plate heated at 400 to 750 ° C. heated by the heating unit into a spiral shape so as to bend in the width direction. Manufacturing equipment.

The apparatus for manufacturing a helical core for a rotating electrical machine according to claim 3, further comprising an annealing unit that anneals the strip-shaped steel plate that has been spirally processed by the spiral processing unit to remove distortion of the strip-shaped steel plate. .