JP2004088960A

JP2004088960A - 固定子用鉄心

Info

Publication number: JP2004088960A
Application number: JP2002249304A
Authority: JP
Inventors: Katsufusa Fujita; 藤田　勝房
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】磁極への巻線が容易で、組立等の手間を要さず、しかも、組立の精度をよく維持できる固定子用鉄心を提供する。
【解決手段】周囲に積層ヨーク鉄心部１１を、積層ヨーク鉄心部１１の内側に突出する複数の積層磁極部１２、１３を有する固定子用鉄心１０において、複数の積層磁極部１２、１３のうち、その一部の積層磁極部１２は一つおき又は複数おきに積層ヨーク鉄心部１１に一体構造となって、他の積層磁極部１３はその基部２８が積層ヨーク鉄心部１１に対して分離かつ組み付け可能に配置している。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁極への巻線が容易で、組立等の手間を要さず、組立の精度を高く維持できる固定子用鉄心に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固定子用鉄心は、モータの出力向上、効率化、又は高効率として小型化するために、無端状の積層ヨーク鉄心部から半径方向内側に形成された積層磁極部に巻線が施されている。積層磁極部に巻線を容易に施すための手段が種々提案されており、例えば、固定子用鉄心片を磁極毎にヨークと共に分割して打ち抜き、かしめ積層して分割型積層磁極部としたものに巻線する方法が知られている。この方法では、積層磁極部を分割しているので、巻線が容易にできるというメリットはあるが、分割型積層磁極部は積層ヨーク鉄心部もろとも分割されているので、固定子用鉄心への組立、連結に手間を要するという問題がある。
この点を改善して、組立、連結を容易にする方法として、ヨーク鉄心部を磁極部毎に分割すると共に、ヨーク鉄心セグメントの両端に回動可能な連結部、例えば、凹部又は凸部を形成して、隣り合う積層ヨーク鉄心セグメントの凸部と凹部を回動可能に連結して固定子用鉄心を製造する方法がある。この方法では、巻線及び連結共に容易になるという効果がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の固定子用鉄心を製造する方法においては、未だ解決すべき以下のような問題がある。
積層ヨーク鉄心セグメントの両端に回動可能な連結部を形成するため、鉄心片素材から固定子用鉄心の鉄心片を打ち抜き形成し積層する金型装置は、打ち抜き形成工程が長く、複雑化し、かつ高額になるという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、磁極への巻線が容易で、組立等の手間を要さず、しかも、組立の精度をよく維持できる固定子用鉄心を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る固定子用鉄心は、周囲に積層ヨーク鉄心部を、積層ヨーク鉄心部の内側に突出する複数の積層磁極部を有する固定子用鉄心において、複数の積層磁極部のうち、その一部の積層磁極部は一つおき又は複数おきに積層ヨーク鉄心部に一体構造となって、他の積層磁極部はその基部が積層ヨーク鉄心部に対して分離かつ組み付け可能に配置している。これによって、積層ヨーク鉄心部に一体となった一部の積層磁極部のすぐ隣の他の積層磁極部は間引き、かつ嵌合装着が可能となって磁極部への巻線が容易である。
【０００６】
本発明に係る固定子用鉄心において、分離かつ組み付け可能な積層磁極部は、その取付け基部が円周方向に幅広となって、その円周方向幅が内側に突出して形成される極歯部の円周方向幅より大きくすることができる。これによって、分離かつ組み付け可能な他の積層磁極部と積層ヨーク鉄心部の磁気抵抗が減少する。
本発明に係る固定子用鉄心において、分離かつ組み付け可能な積層磁極部の取付け基部は外方向に徐々に拡幅し、積層ヨーク鉄心部の半径方向外側に拡幅する係合部に密着嵌入することができる。これによって、積層ヨーク鉄心部の係合部に密着嵌入した他の積層磁極部の取付け基部は半径方向の移動が拘束され、かつ積層ヨーク鉄心部との嵌合接触面積が大きく、組立て形状が優れている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る固定子用鉄心の斜視図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同固定子用鉄心の一体型積層磁極部及び積層ヨーク鉄心部の斜視図、分離型積層磁極部の斜視図、図３は同固定子用鉄心の平面図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同固定子用鉄心の一体型積層磁極部及び積層ヨーク鉄心部の平面図、分離型積層磁極部の平面図、図５は同固定子用鉄心の加工工程図である。
【０００８】
図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係る固定子用鉄心１０は、周囲に、平面視して外形が略正方形であって、内形が前記正方形の４つの頂角及び４辺の中点に対応する位置に８つの辺が配置された略正八角形状に形成された積層ヨーク鉄心部１１と、積層ヨーク鉄心部１１の内形から一体的に内側に突出し、周方向に４等分して配置された積層磁極部の一例である一体型積層磁極部１２と、隣り合う一体型積層磁極部１２の間に配置され、その取付け基部２８が積層ヨーク鉄心部１１に対して分離かつ組み付け可能に設けられた積層磁極部の一例である分離型積層磁極部１３とを有して構成されている。なお、一体型積層磁極部１２が一体的に設けられた積層ヨーク鉄心部１１及び分離型積層磁極部１３は、プレス加工金型（図示せず）によって、打ち抜きされた複数枚の鉄心片がかしめ積層されている。以下、これらについて詳しく説明する。
【０００９】
図２（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、平面視して略Ｔ字状の４個の一体型積層磁極部１２は、積層ヨーク鉄心部１１の外形を形成する内形取付面１４、即ち、積層ヨーク鉄心部１１の内形の一部を構成する平面視して台形状の一体型取付け基部２９の中央部に一体的に取付けられている。積層ヨーク鉄心部１１の鉄心片と一体型積層磁極部１２の鉄心片とは、同一の被打抜き材から形成されている。一体型積層磁極部１２の内側にそれぞれ形成された極歯部１５の内形先端は、２点鎖線で示す内径Ｄの仮想円を形成する。一体型積層磁極部１２の極歯部１５には、かしめ部１６が形成されている。極歯部１５の円周方向の両端面１７、１８は内径Ｄの仮想円の中心Ｏに対して放射状に形成されている。
【００１０】
図４（Ａ）に示すように、積層ヨーク鉄心部１１の平面視して４角部の内形側には、分離かつ組み付け可能な分離型積層磁極部１３の取付け基部２８がそれぞれ、垂直方向から密着嵌入する係合部１９〜２２が形成されている。係合部１９〜２２は平面視して、半径方向外側に徐々に拡幅した形状となっている。積層ヨーク鉄心部１１の一体型取付け基部２９の中央部であって、一体型積層磁極部１２の近傍には、かしめ部２３が形成されており、係合部１９〜２２の半径方向外側にはそれぞれ、かしめ部２４、２５が円周方向に間隔を開けて形成されている。なお、かしめ部２４、２５の中間位置で半径方向外側には半割状のボルト取付孔２６が形成されている。
【００１１】
図２（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、分離型積層磁極部１３は一体型積層磁極部１２と実質的に同じＴ部２７と、Ｔ部２７の基部に一体的に取付けられた取付け基部２８とを有している。Ｔ部２７の内側先端部には極歯部１５が形成されており、４個の分離型積層磁極部１３を積層ヨーク鉄心部１１に嵌合して組み付けした場合には、図３に示すように、合計８個の極歯部１５の内形を接続して内径Ｄを有する仮想円が形成されている。Ｔ部２７の極歯部１５には、かしめ部１６が形成されており、取付け基部２８の中央部にも、かしめ部２３が形成されている。Ｔ部２７の極歯部１５の円周方向にも、一体型積層磁極部１２と同様、内径Ｄを有する仮想円の中心Ｏに対して放射状に両端面１７、１８が形成されており、分離型積層磁極部１３が積層ヨーク鉄心部１１に嵌合して組み付けた状態では、隣接する一体型積層磁極部１２とＴ部２７の両端面１７、１８間には隙間Ｇが設けられている。
【００１２】
図４（Ｂ）に示すように、積層ヨーク鉄心部１１に対して分離かつ組み付け可能な分離型積層磁極部１３の取付け基部２８は、係合部１９〜２２の形状に対応して、平面視して台形状となっている。即ち、取付け基部２８は長さＨを有して外方向に徐々に拡幅し、内側の円周方向幅ｗから外側の円周方向幅Ｗに大きくなり、積層ヨーク鉄心部１１の半径方向外側に拡幅する係合部１９〜２２に垂直方向から密着嵌入するようになっている。しかも、分離型積層磁極部１３の取付け基部２８は円周方向に幅広となっており、その内側の円周方向幅ｗが内側に突出して形成される極歯部１５の円周方向幅ｂより大きく形成されている。
【００１３】
図４（Ａ）に示すように、分離型積層磁極部１３の取付け基部２８が密着嵌入する係合部２０（１９、２１、２２も同じ）は平面視して台形状に切欠きが形成されており、半径方向に深さＨ_１　を有しており、取付け基部２８の円周方向幅ｗ、円周方向幅Ｗそれぞれに対応して、円周方向幅ｗ_１　、円周方向幅Ｗ_１　に形成されている。従って、長さＨと深さＨ_１　、円周方向幅ｗとｗ_１　、円周方向幅ＷとＷ_１　が、それぞれ実質的に等しくなっている。また、積層ヨーク鉄心部１１の隣り合う係合部１９〜２２間に形成されている一体型取付け基部２９は、係合部１９〜２２の深さＨ_１　、円周方向幅ｗ_１　、円周方向幅Ｗ_１　にそれぞれ対応して、高さＨ_２　、円周方向幅ｗ_２　、円周方向幅Ｗ_２　に形成されており、高さＨ_２　と深さＨ_１　、円周方向幅ｗ_２　とｗ_１　、円周方向幅Ｗ_２　とＷ_１　が、それぞれ実質的に等しくなっている。
【００１４】
次いで、本発明の一実施の形態に係る固定子用鉄心１０の製造方法について、図５を参照しながら簡略化して説明する。
図示しないプレス加工金型を使用した各ステーションＡ〜Ｇにおける加工作業は、以下の通りである。
（ステーションＡ）
長尺状の厚さｔ、例えば、０．１５〜０．５０ｍｍ程度の薄い金属からなる被打抜き材３０の幅方向の両端部にパイロット用のガイドホール３１が形成される。
【００１５】
（ステーションＢ）
中心部に内形３２が打抜き形成される。なお、内形抜きした領域から、例えば、回転子用鉄心片を打抜き形成することもできる。この場合、プレス加工金型は回転子用鉄心片を打抜きするためのパンチとダイを有することは言うまでもない。（ステーションＣ）
円周方向に等ピッチで８箇所に５角形状のスロット孔３３がスロット抜きされて形成される。
【００１６】
（ステーションＤ）
分離型積層磁極部１３用のかしめ部３４、３５が形成される。かしめ部３４、３５には、例えば、丸形かしめ、Ｖ形かしめ、切り起し突起かしめ等が採用される。
（ステーションＥ）
分離型積層磁極部１３用の分離型磁極鉄心片１３ａが、外形抜きされ、かしめ部３４、３５を介してかしめ積層され、分離型積層磁極部１３が形成される。このように、分離型積層磁極部１３を一体型積層磁極部１２より間引きした形態で形成することにより、前記両磁極部１２、１３への巻線を容易に行える。
（ステーションＦ）
積層ヨーク鉄心部１１用のかしめ部３６、３７、３８及び一体型積層磁極部１２用のかしめ部３９が形成される。このかしめ部３６、３７、３８、３９についても、前記かしめ部３４、３５と同様に、各種の形態のものを採用できる。
【００１７】
（ステーションＧ）
一体型積層磁極部１２用の一体型磁極鉄心片１２ａの付いたヨーク鉄心片１１ａが外形抜きされ、かしめ部３６、３７、３８、３９を介してかしめ積層され、一体型積層磁極部１２の付いた積層ヨーク鉄心部１１が形成される。
その後、ステーションＥで形成された４個の分離型積層磁極部１３と、ステーションＧで形成され、積層ヨーク鉄心部１１の内側に設けられた４個の一体型積層磁極部１２にそれぞれ巻線が施された後、分離型積層磁極部１３の取付け基部２８を積層ヨーク鉄心部１１の係合部１９〜２２に嵌合して、一体構造としてステーターが完成する。
【００１８】
本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記した実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明の固定子用鉄心を構成する場合にも本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、積層ヨーク鉄心部１１に分離かつ組み付け可能な分離型積層磁極部１３の取付け基部２８が円周方向に幅広となって、その円周方向幅ｗ及びＷを内側に突出して形成される極歯部１５の円周方向幅ｂより大きくしたが、これに限定されず、必要に応じて、円周方向幅ｗ及びＷを円周方向幅ｂより小さくしても構わない。
【００１９】
分離型積層磁極部１３の取付け基部２８を外方向に徐々に拡幅し、積層ヨーク鉄心部１１の半径方向外側に拡幅する係合部１９〜２２に密着嵌入するようにしたが、これに限定されず、必要に応じて、取付け基部及び係合部の形状を密着嵌入可能なその他の形状に変えることもできる。
積層ヨーク鉄心部１１の外形を略正方形としたが、これに限定されず、状況に応じて、実質的に円形又は多角形としても構わない。
【００２０】
円周方向に沿って隣り合う一体型積層磁極部１２の間に１個の分離型積層磁極部１３を配置したが、これに限定されず、必要に応じて、２個以上の分離型積層磁極部を配置することもできる。
積層ヨーク鉄心部１１に４組の一体型積層磁極部１２及び分離型積層磁極部１３を設けたが、これに限定されず、状況に応じて、２、３組又は５組以上の一体型積層磁極部及び分離型積層磁極部を設けても構わない。
積層ヨーク鉄心部１１及び一体型、分離型積層磁極部１２、１３は所望枚数の鉄心片をかしめ積層して形成することが言うまでもなくできる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の固定子用鉄心においては、積層ヨーク鉄心部に一体となった一部の積層磁極部のすぐ隣の他の積層磁極部は、間引かれて分離かつ組み付け可能となっているので、積層ヨーク鉄心部に一体となった積層磁極部の巻線を比較的簡単に施すことができ、一方、積層ヨーク鉄心部から間引いた他の積層磁極部は、独立しているため、巻線を施すことが極めて簡単であり、結果として、固定子用鉄心の積層磁極部の巻線の簡略化が促進される。
【００２２】
特に、請求項２記載の固定子用鉄心においては、分離かつ組み付け可能な積層磁極部と積層ヨーク鉄心部の磁気抵抗が減少するので、効率のよい固定子用鉄心となる。また、積層磁極部の取付け基部の円周方向幅が極歯部の円周方向幅より広くなっているので、積層磁極部の取付けが安定し、形状が優れている。
そして、請求項３記載の固定子用鉄心においては、積層ヨーク鉄心部の係合部に密着嵌入した他の積層磁極部の取付け基部は半径方向の移動が拘束されるので、組み付け後の他の積層磁極部が分解したり、あるいは緩んだりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る固定子用鉄心の斜視図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同固定子用鉄心の一体型積層磁極部及び積層ヨーク鉄心部の斜視図、分離型積層磁極部の斜視図である。
【図３】同固定子用鉄心の平面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、同固定子用鉄心の一体型積層磁極部及び積層ヨーク鉄心部の平面図、分離型積層磁極部の平面図である。
【図５】同固定子用鉄心の加工工程図である。
【符号の説明】
１０：固定子用鉄心、１１：積層ヨーク鉄心部、１１ａ：ヨーク鉄心片、１２：一体型積層磁極部（積層磁極部）、１２ａ：一体型磁極鉄心片、１３：分離型積層磁極部（積層磁極部）、１３ａ：分離型磁極鉄心片、１４：内形取付面、１５：極歯部、１６：かしめ部、１７、１８：端面、１９〜２２：係合部、２３：かしめ部、２４、２５：かしめ部、２６：ボルト取付孔、２７：Ｔ部、２８：取付け基部、２９：一体型取付け基部、３０：被打抜き材、３１：ガイドホール、３２：内形、３３：スロット孔、３４、３５：かしめ部、３６〜３９：かしめ部

Claims

周囲に積層ヨーク鉄心部を、該積層ヨーク鉄心部の内側に突出する複数の積層磁極部を有する固定子用鉄心において、
前記複数の積層磁極部のうち、その一部の前記積層磁極部は一つおき又は複数おきに前記積層ヨーク鉄心部に一体構造となって、他の前記積層磁極部はその基部が前記積層ヨーク鉄心部に対して分離かつ組み付け可能に配置したことを特徴とする固定子用鉄心。
請求項１記載の固定子用鉄心において、前記分離かつ組み付け可能な積層磁極部は、その取付け基部が円周方向に幅広となって、その円周方向幅が内側に突出して形成される極歯部の円周方向幅より大きいことを特徴とする固定子用鉄心。
請求項１及び２のいずれか１項に記載の固定子用鉄心において、前記分離かつ組み付け可能な積層磁極部の取付け基部は外方向に徐々に拡幅し、前記積層ヨーク鉄心部の半径方向外側に拡幅する係合部に密着嵌入することを特徴とする固定子用鉄心。