JP2004274914A - 回転電機のコア - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コア5は、複数の第1コア片11からなる第1積層部材と、複数の第2コア片12からなる第2積層部材とが積層されて形成される。このコア5は、連結部にてティース部6毎に回動可能とされる。第1及び第2コア片11,12は、ティース部6の先端部から周方向に延びる突片8と対応した積層前突片11c,12cを備える。第1コア片11における積層前突片11cは、周方向の一方に他方より長く且つ肉薄に形成された第1長片11dを有し、第2コア片12における積層前突片12cは、周方向の他方に一方より長く且つ肉薄に形成された第2長片12dを有する。隣接する第1長片11dと第2長片12dは、入り組んで配設される。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ等に用いられ、巻線が巻回される複数のティース部を備えた回転電機のコアに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、回転機器であるモータ等におけるステータやロータ等は、巻線が巻回されるコアを有している。詳しくは、コアは、放射状に設けられる複数のティース部と各ティース部を径方向外側で連結する環状部とを備え、そのティース部に巻線が巻回されることになる。そして、このようなコアとしては、複数の積層部材が積層されて形成されるとともに、ティース部毎に環状部が分割されて複数の分割環状部が形成され、その分割環状部同士が連結部にて回動可能に連結されたものがある(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
【0003】
このようなコアでは、隣り合う分割環状部の少なくとも一箇所が非連結(連結部が形成されず)とされ、その非連結箇所が溶接等により固定される前において巻線を巻回する。即ち、連結部で連結された隣り合う分割環状部を回動させ、隣り合うティース部の先端部同士の間隔を広げた状態で、巻線を巻回することで、隣り合うティース部が邪魔になることなく、巻線を容易に巻回することができる。
【0004】
【特許文献1】
特許第3279279号公報
【特許文献2】
特開2002−95193号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ティース部の先端部には周方向の両方に延びる突片が形成される。しかしながら、上記のようなコアでは、積層部材における突片に対応した部分(積層前突片)が全て同一形状とされ、突片における周方向両端部が、組み付けられる方向(積層される方向であって軸方向)に沿った直線形状とされていた。このようなコアでは突片が周方向に断続的となり、隣接する突片同士の間の隙間により、ロータ回転時等に磁気抵抗の急激な変化が発生しコギングトルクが大きくなるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数の積層部材が積層されて形成される回転電機のコアにおいて、巻線の巻回を容易としながら、コギングトルクを低減することができる回転電機のコアを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、複数の積層部材が積層されて形成され分割環状部と該分割環状部の略直交方向に延びるティース部とを有する分割コア部が、前記分割環状部の端部で互いに連結部にて回動可能に連結され、各前記分割環状部が環状の環状部を形成し且つ各前記ティース部が放射状に配設される回転電機のコアにおいて、前記ティース部の先端部には、周方向に延びる突片が設けられ、前記積層部材における前記突片と対応した積層前突片の突出量は、前記積層部材単位で少なくとも2種類とされた。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の回転電機のコアにおいて、前記積層部材は、前記積層前突片の突出量が異なる第1及び第2積層部材であって、前記分割コアは、前記第1積層部材と前記第2積層部材とが交互に積層されて形成され、前記第1積層部材における前記積層前突片は、周方向の一方に他方より長く且つ肉薄に形成された第1長片を有し、前記第2積層部材における前記積層前突片は、周方向の他方に一方より長く且つ肉薄に形成された第2長片を有し、隣接する前記第1長片と前記第2長片は、入り組んで配設される。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の回転電機のコアにおいて、前記第1及び第2長片は、周方向先端部に向かうほど肉厚が薄くなるように形成された。
【0010】
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載の回転電機のコアにおいて、前記第1積層部材は、前記分割環状部毎に別体とされた複数の第1コア片よりなり、前記第2積層部材は、前記分割環状部毎に別体とされた複数の第2コア片よりなり、前記第1コア片における前記分割環状部の周方向の一端部又は他端部には、軸方向の一方に第1凹部が形成され、且つ軸方向の他方に第1凸部が形成され、前記第2コア片における前記分割環状部の周方向の他端部又は一端部には、軸方向の一方に第2凹部が形成され、且つ軸方向の他方に第2凸部が形成され、前記第1凸部が前記第2凹部に嵌め合わされ、且つ前記第2凸部が前記第1凹部に嵌め合わされることで、該第1及び第2凸部と該第1及び第2凹部が前記連結部を構成し、前記第1及び第2凸部と前記第1及び第2凹部に、所定の位置までで回動を規制する回動規制部を設けた。
【0011】
請求項5に記載の発明は、複数の第1コア片が周方向に配列されて第1積層部材を構成し、複数の第2コア片が周方向に配列されて第2積層部材を構成し、前記第1積層部材と前記第2積層部材とが交互に積層されるとともに、交互に積層された前記第1及び第2コア片にて形成される分割コア部が互いに連結部にて回動可能に連結された回転電機のコアであって、前記連結部は、前記第1コア片における周方向の一端部又は他端部においてその軸方向の一方に形成された第1凹部と、その軸方向の他方に形成された第1凸部と、前記第2コア片における周方向の他端部又は一端部においてその軸方向の一方に形成された第2凹部と、その軸方向の他方に形成された第2凸部とを有し、前記第1凸部が前記第2凹部に嵌め合わされ、且つ前記第2凸部が前記第1凹部に嵌め合わされることで、前記分割コア部を回動可能に連結し、前記第1及び第2凸部と前記第1及び第2凹部に、所定の位置までで回動を規制する回動規制部を設けた。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5に記載の回転電機のコアにおいて、前記第1及び第2凹部は、軸方向から見て点対称に形成された一対の凹側円弧部と、隣り合う前記凹側円弧部の端部を連結するとともに該凹側円弧部の軸中心側に膨出し凹側閉回動規制部と凹側開回動規制部を形成する一対の膨出部とを有し、前記第1及び第2凸部は、一対の前記凹側円弧部に沿って形成されるとともに同凹側円弧部より短い弧状の一対の凸側円弧部と、閉方向の前記所定の位置で前記凹側閉回動規制部に当接される凸側閉回動規制部と、開方向の前記所定の位置で前記凹側開回動規制部に当接される凸側開回動規制部とを有し、前記凹側閉回動規制部と前記凹側開回動規制部と前記凸側閉回動規制部と前記凸側開回動規制部が前記回動規制部を構成する。
【0013】
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、ティース部の先端部から周方向に延びる突片と対応した積層部材における積層前突片の突出量は、積層部材単位で少なくとも2種類とされるため、周方向の磁気抵抗の急激な変化が緩和され、このコアを用いた回転電機においてコギングトルクが低減される。しかも、積層部材を形成する際(例えば板材から打ち抜く際)に、積層部材単位で積層前突片の突出量を変更するだけなので、その製造作業が特に複雑になることはない。
【0014】
請求項2に記載の発明によれば、突片からは周方向の一方に肉薄の第1長片が長く延び、周方向の他方に肉薄の第2長片が長く延びる。そして、隣接する第1長片と第2長片は、入り組んで配設されるため、周方向の磁気抵抗の急激な変化が緩和され、このコアを用いた回転電機においてコギングトルクが低減される。
【0015】
請求項3に記載の発明によれば、第1及び第2長片は、周方向先端部に向かうほど肉厚が薄くなるように形成されるため、周方向の磁気抵抗の急激な変化が更に緩和され、このコアを用いた回転電機においてコギングトルクが更に低減される。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、分割環状部毎に別体とされた複数の第1及び第2コア片における周方向端部に形成され、連結部を構成する第1及び第2凸部と第1及び第2凹部に、所定の位置までで回動を規制する回動規制部が設けられる。よって、回動規制部をコア片同士の相対向する端面間、即ち凸部及び凹部の外側に設けた場合に比べて、第1及び第2コア片における周方向端部の径方向の幅を小さくすることができる。しかも、回動規制部をコア片同士の相対向する端面間に設けた場合では、巻回された巻線が回動時に回動規制部に挟み込まれて損傷する虞があるが、第1及び第2凸部と第1及び第2凹部に回動規制部を設けると、巻線が挟み込まれて損傷することは防止される。
【0017】
請求項5に記載の発明によれば、複数の第1及び第2コア片における周方向端部に形成され、連結部を構成する第1及び第2凸部と第1及び第2凹部に、所定の位置までで回動を規制する回動規制部が設けられる。よって、回動規制部をコア片同士の相対向する端面間、即ち凸部及び凹部の外側に設けた場合に比べて、第1及び第2コア片における周方向端部の径方向の幅を小さくすることができる。しかも、回動規制部をコア片同士の相対向する端面間に設けた場合では、巻回された巻線が回動時に回動規制部に挟み込まれて損傷する虞があるが、第1及び第2凸部と第1及び第2凹部に回動規制部を設けると、巻線が挟み込まれて損傷することは防止される。
【0018】
請求項6に記載の発明によれば、対向配置される一対の膨出部に凹側閉回動規制部及び凹側開回動規制部がそれぞれ形成され、それらと凸側閉回動規制部及び凸側開回動規制部が当接することで所定の位置までで分割コア部同士の回動が規制される。このように、一対の凹側閉回動規制部又は一対の凹側開回動規制部に回動が規制されるので、簡単な形状としながら、高い剛性を得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図1及び図10に従って説明する。図1に示すように、回転電機としてのブラシレスモータは、ステータ1と、ステータ1と対向配置されるマグネット(図示略)を有したロータ2(図中、一点鎖線で示す)とを備える。ステータ1は、略円筒状のハウジング3内に配設され巻線4が巻回されたコア5を備える。
【0020】
コア5は、放射状に設けられ巻線4が巻回される複数のティース部6と、その各ティース部6を径方向外側で連結する環状部7と、各ティース部6の径方向内側端(先端)から周方向に延びる突片8とを備える。尚、本実施の形態では、ティース部6は、等角度(30度)間隔に12個形成されている。
【0021】
コア5は、図2に示すように、第1積層部材としての複数の第1コア片11と、第2積層部材としての複数の第2コア片12が積層されて形成される。尚、本実施の形態では、第1及び第2積層部材(複数の第1及び第2コア片11,12)が積層部材を構成している。
【0022】
第1コア片11は、図3に示すように、弧状に延びる積層前分割環状部11aと、積層前分割環状部11aの中間部から略直交方向(前記弧状の軸中心方向)に延びる積層前ティース部11bとを有する。
【0023】
積層前ティース部11bの先端部には、周方向に延びる積層前突片11cが形成されている。第1コア片11における積層前突片11cは、周方向の一方(図3(a)中、右方)に形成された第1長片11dと、周方向の他方(図3(a)中、左方)に形成された第1短片11eとを有する。第1長片11dは、第1短片11eより長く、且つ、その長い部分が他の箇所より肉薄に(図2参照)形成されている。
【0024】
又、積層前ティース部11bには、板厚方向(軸方向)の一方(図3(b)中、上方)に第1嵌合凹部11fが形成され、且つ板厚方向の他方(図3(b)中、下方)に第1嵌合凸部11gが形成されている。第1嵌合凹部11fと第1嵌合凸部11gは、板厚方向に並んで形成されるとともに、その組が積層前ティース部11bの延設方向に2つ並んで形成されている。
【0025】
又、積層前分割環状部11aの周方向の他端部(図3中、左側端部)11hには、板厚方向(軸方向)の一方(図3(b)中、上方)に第1凹部11jが形成され、且つ板厚方向の他方(図3(b)中、下方)に第1凸部11kが形成されている。これら第1凹部11jと第1凸部11kは、板厚方向に並んで(同一軸線上に)形成される。
【0026】
詳しくは、積層前分割環状部11aにおいて、周方向の他端部(図3中、左側端部)11hは、その他の部分の幅より大きい直径の円弧状に形成されている。尚、この他端部11hの円弧は、前記積層前ティース部11bと同方向(図3(a)中、下方向)に膨出する。そして、前記第1凹部11jは、他端部11hにおいてその円弧の軸中心に凹設されている。
【0027】
第1凹部11jは、図3(a)に示すように、軸方向から見て点対称に形成された一対の凹側円弧部11mと、隣り合う前記凹側円弧部11mの端部を連結するとともに該凹側円弧部11mの軸中心側に膨出し凹側閉回動規制部11nと凹側開回動規制部11pを形成する一対の膨出部11qとを有する。尚、前記点対称は、前記他端部11hの円弧の軸中心を中心点としている。
【0028】
第1凸部11kは、前記第1凹部11jの板厚方向の反対側(図3(b)中、下側)に凸設されている。第1凸部11kは、一対の前記凹側円弧部11m(後述する凹側円弧部12m)に沿って形成されるとともに同凹側円弧部11mより短い弧状の一対の凸側円弧部11rと、隣り合う前記凸側円弧部11rの端部を直線状(平行)に連結する一対の平行部11sとを有する。尚、前記第1凹部11jの深さと、第1凸部11kの突出量とは同じに設定されている。
【0029】
又、積層前分割環状部11aにおいて、周方向の一端部(図3中、右側端部)11tは、該積層前分割環状部11aを並べた際に、前記他端部11hを避けるように凹円弧状に形成されている。
【0030】
第2コア片12は、図4に示すように、第1コア片11と対称形状に形成されている。即ち、第2コア片12は、弧状に延びる積層前分割環状部12aと、積層前分割環状部12aの中間部から略直交方向(前記弧状の軸中心方向)に延びる積層前ティース部12bとを有する。
【0031】
積層前ティース部12bの先端部には、周方向に延びる積層前突片12cが形成されている。第2コア片12における積層前突片12cは、周方向の他方(図4(a)中、左方)に形成された第2長片12dと、周方向の一方(図4(a)中、右方)に形成された第2短片12eとを有する。第2長片12dは、第2短片12eより長く、且つ、その長い部分が他の箇所より肉薄に(図2参照)形成されている。尚、前記第1及び第2長片11d,12dは、第1及び第2コア片11,12を均一な板厚の板材より打ち抜いて形成する際(形成工程の際)、同時に肉薄に形成している。
【0032】
又、積層前ティース部12bには、板厚方向(軸方向)の一方(図4(b)中、上方)に第2嵌合凹部12fが形成され、且つ板厚方向の他方(図4(b)中、下方)に第2嵌合凸部12gが形成されている。第2嵌合凹部12fと第2嵌合凸部12gは、板厚方向に並んで形成されるとともに、その組が積層前ティース部12bの延設方向に2つ並んで形成されている。
【0033】
又、積層前分割環状部12aの周方向の一端部(図4中、右側端部)12hには、板厚方向(軸方向)の一方(図4(b)中、上方)に第2凹部12jが形成され、且つ板厚方向の他方(図4(b)中、下方)に第2凸部12kが形成されている。これら第2凹部12jと第2凸部12kは、板厚方向に並んで(同一軸線上に)形成される。
【0034】
詳しくは、積層前分割環状部12aにおいて、周方向の一端部(図4中、右側端部)12hは、その他の部分の幅より大きい直径の円弧状に形成されている。尚、この一端部12hの円弧は、前記積層前ティース部12bと同方向(図4(a)中、下方向)に膨出する。そして、前記第2凹部12jは、一端部12hにおいてその円弧の軸中心に凹設されている。
【0035】
第2凹部12jは、図4(a)に示すように、軸方向から見て点対称に形成された一対の凹側円弧部12mと、隣り合う前記凹側円弧部12mの端部を連結するとともに該凹側円弧部12mの軸中心側に膨出し凹側閉回動規制部12nと凹側開回動規制部12pを形成する一対の膨出部12qとを有する。尚、前記点対称は、前記一端部12hの円弧の軸中心を中心点としている。
【0036】
第2凸部12kは、前記第2凹部12jの板厚方向の反対側(図4(b)中、下側)に凸設されている。第2凸部12kは、一対の前記凹側円弧部12m(前記凹側円弧部11m)に沿って形成されるとともに同凹側円弧部12mより短い弧状の一対の凸側円弧部12rと、隣り合う前記凸側円弧部12rの端部を直線状(平行)に連結する一対の平行部12sとを有する。尚、前記第2凹部12jの深さと、第2凸部12kの突出量とは同じに設定されている。
【0037】
又、積層前分割環状部12aにおいて、周方向の他端部(図4中、左側端部)12tは、該積層前分割環状部12aを並べた際に、前記一端部12hを避けるように凹円弧状に形成されている。
【0038】
又、第2コア片12は、積層される際に最下段に配置される最下段第2コア片12z(図5参照)を含む。最下段第2コア片12zは、第2コア片12の第2嵌合凹部12f及び第2凹部12jが板厚方向に貫通された孔とされている。即ち、最下段第2コア片12zには、第2嵌合凸部12g及び第2凸部12kが形成されていない。
【0039】
そして、第1及び第2コア片11,12は、それぞれ積層前ティース部11b,12bが平行となるように複数(本実施の形態では12)個並んで配列され(図3〜図5参照)、最下段第2コア片12zを最下段として、第1コア片11と第2コア片12とが交互に積層される(図9参照)。尚、本実施の形態では、第1コア片11と第2コア片12(最下段第2コア片12zを含む)とがそれぞれ5段ずつ(即ち全部で10段)積層される。又、複数(本実施の形態では12)個並んで配列される第1及び第2コア片11,12において、端の第1及び第2コア片11,12から突出する前記他端部11h及び一端部12hには、第1凹部11j及び第1凸部11kと、第2凹部12j及び第2凸部12kとが形成されていない(図9中、左側端部参照)。又、本実施の形態では、第1コア片11と第2コア片12(最下段第2コア片12z含む)とがそれぞれ5段ずつ(即ち全部で10段)積層された1つの集合体(12個並んで配置される内の1つ)が分割コア部21を構成している。
【0040】
即ち、図10に示すように、第1嵌合凸部11gが第2嵌合凹部12fに圧入嵌合され、第2嵌合凸部12gが第1嵌合凹部11fに圧入嵌合されることで分割コア部21が形成される。又、このとき、第1凸部11kが、自身の分割コア部21と隣り合う分割コア部21における第2凹部12jに嵌め合わされ、第2凸部12kが、自身の分割コア部21と隣り合う分割コア部21における第1凹部11jに嵌め合わされることで各分割コア部21が連結される。尚、本実施の形態では第1及び第2凸部11k,12kと第1及び第2凹部11j,12jとが連結部を構成している。
【0041】
隣り合う前記分割コア部21は、前記連結部にて回動可能とされる。詳述すると、分割コア部21は、図6、図7及び図9に示すように、前記積層前分割環状部11a,12aよりなる分割環状部21aと、前記積層前ティース部11b,12bよりなる前記ティース部6と、前記積層前突片11c,12cよりなる前記突片8とを備える。そして、隣り合う前記分割コア部21は、第1凸部11kが第2凹部12jに対して回動可能に嵌め合わされるとともに、第2凸部12kが第1凹部11jに対して回動可能に嵌め合わされることで、分割環状部21aの端部で互いに回動可能とされる。
【0042】
ここで、隣り合う分割コア部21(分割環状部21a)は、凹側閉回動規制部11n,12nと凹側開回動規制部11p,12pと平行部11s,12sとにより所定の位置までで回動が規制される。尚、本実施の形態では、凹側閉回動規制部11n,12nと凹側開回動規制部11p,12pと平行部11s,12sとが回動規制部を構成している。
【0043】
詳しくは、図6に示すように、前記分割環状部21aを閉方向(ティース部6の先端が近づく方向)に回動させたとき、分割環状部21aが環状(真円形状)の前記環状部7(図1参照)となった状態(閉状態)で、平行部11s,12sが凹側閉回動規制部11n,12nと当接してその回動が規制される。尚、図6では、第1コア片11の第1凸部11kにおける平行部11sが第2コア片12の第2凹部12jにおける凹側閉回動規制部12nと当接した様子を破線で示している。
【0044】
又、図7に示すように、前記分割環状部21aを開方向(ティース部6の先端が遠のく方向)に回動させたとき、前記巻線4を巻回するための姿勢となった状態(開状態)で、平行部11s,12sが凹側開回動規制部11p,12pと当接してその回動が規制される。尚、図7では、第1コア片11の第1凸部11kにおける平行部11sが第2コア片12の第2凹部12jにおける凹側開回動規制部12pと当接した様子を破線で示している。
【0045】
尚、本実施の形態では、平行部11s,12sにおいて凹側閉回動規制部11n,12nと当接される部分が凸側閉回動規制部を構成し、平行部11s,12sにおいて凹側開回動規制部11p,12pと当接される部分が凸側開回動規制部を構成している。
【0046】
上記のように構成された複数の分割コア部21におけるティース部6には、図7に示すように、隣り合うティース部6の先端部同士の間隔が広げられた状態(前記開状態)で、巻線4が巻回される(図8参照)。
【0047】
そして、複数の分割コア部21は、分割環状部21aが環状の前記環状部7となり且つティース部6が放射状に配設された状態(閉状態)とされる(図1参照)。そして、図1に示すように、複数(本実施の形態では12)個周方向に並んで配列される分割コア部21(第1及び第2コア片11,12)において連結部が形成されていない端部(溶接部22)が溶接(例えばレーザー溶接)されることで、前記コア5が形成される。
【0048】
ここで、上記のように構成されたコア5の突片8からは周方向の一方に肉薄の第1長片11dが長く延び、周方向の他方に肉薄の第2長片12dが長く延びる。そして、隣り合うティース部6において、隣接する第1長片11dと第2長片12dとは、図2に示すように、入り組んで(周方向にオーバーラップして)配設される。詳しくは、隣接する第1長片11dの肉薄の部分と第2長片12dの肉薄の部分とが軸方向に(若干の隙間を有して)並んで配設される。
【0049】
次に、上記実施の形態の特徴的な作用効果を以下に記載する。
(1)上記のように構成された複数の分割コア部21におけるティース部6には、図7に示すように、隣り合うティース部6の先端部同士の間隔が広げられた状態(前記開状態)で、巻線4が巻回される(図8参照)。よって、隣り合うティース部6が邪魔になることなく、巻線4を容易に巻回することができる。その結果、巻線4の占積率を高くすることができる。
【0050】
しかも、ティース部6の先端部から周方向に延びる突片8と対応した第1及び第2コア片11,12における積層前突片11c,12cの突出量は、第1及び第2コア片11,12で周方向に逆(第1長片11d側に第2短片12e、第1短片11e側に第2長片12dが配置)とされる。よって、突片8からは周方向の一方に第1長片11dが突出し、周方向の他方に第2長片12dが突出する。これにより、周方向の磁気抵抗の急激な変化が緩和され、このコア5を用いたブラシレスモータにおいてコギングトルクが低減される。しかも、第1及び第2コア片11,12を形成する際(板材より打ち抜いて形成する形成工程の際)に、第1及び第2コア片11,12単位(毎)で積層前突片11c,12cの突出量を変更するだけなので、その製造作業が特に複雑になることはない。
【0051】
(2)突片8からは周方向の一方に肉薄の第1長片11dが長く延び、周方向の他方に肉薄の第2長片12dが長く延びる。そして、隣接する第1長片11dと第2長片12dとは、入り組んで(周方向にオーバーラップして)配設されるため、周方向の磁気抵抗の急激な変化が更に緩和され、このコア5を用いたブラシレスモータにおいてコギングトルクが更に低減される。尚、第1及び第2長片11d,12dは、第1及び第2コア片11,12を均一な板厚の板材より打ち抜いて形成する際(形成工程の際)、同時に肉薄に形成されるため、その製造作業が複雑になることはなく容易に形成される。
【0052】
(3)第1及び第2コア片11,12の周方向端部に形成され、連結部を構成する第1及び第2凸部11k,12kと第1及び第2凹部11j,12jには、所定の位置までで回動を規制する回動規制部(凹側閉回動規制部11n,12nと凹側開回動規制部11p,12pと平行部11s,12s)が設けられる。よって、例えば、前記閉方向に回動させたとき、環状部7の真円形状を容易に得ることができる。又、例えば、前記開方向に回動させたとき、巻線4を巻回するための一定の姿勢(図7参照)を容易に得ることができる。
【0053】
ここで、従来技術(前記特許文献1(図30参照))には、「コア片同士の相対向する端面間に回動を規制する規制手段」を設けたものがある。しかしながら、上記従来技術では、規制手段が連結用の凸部及び凹部の外側であるコア片同士の相対向する端面間に形成されるので、所定の強度を得るためには該部分における径方向の幅が大きくなるという問題がある。又、規制手段がコア片同士の相対向する端面間に形成されるので、巻線を巻回した後に閉回動させるときに規制手段(規制片)が巻線を挟み込む虞があり、該巻線が損傷する虞がある。
【0054】
これに比べて、本実施の形態では、第1及び第2凸部11k,12kと第1及び第2凹部11j,12jに回動規制部が設けられるため、所定の強度を得ながら、第1及び第2コア片11,12における周方向端部の径方向の幅を小さくすることができる。しかも、巻線4が回動規制部に挟み込まれることは防止され、該巻線4が損傷することは防止される。
【0055】
(4)第1及び第2凹部11j,12jに対向配置された一対の膨出部11q,12qに形成された凹側閉回動規制部11n,12n及び凹側開回動規制部11p,12pと、第1及び第2凸部11k,12kに形成された平行部11s,12sが当接することで所定の位置までで分割コア部21同士の回動が規制される。このように、同時に一対の凹側閉回動規制部11n,12n又は一対の凹側開回動規制部11p,12p(即ち2つの規制面)にて回動が規制されるので、一対の膨出部11q,12qを形成しただけの簡単な形状としながら、高い剛性を得ることができる(即ち、変形し難くなる)。又、凹側閉回動規制部11n,12nと当接される凸側閉回動規制部と、凹側開回動規制部11p,12pと当接される凸側開回動規制部とが一対の平行部11s,12sにて構成されるため、第1及び第2凸部11k,12kにおいても簡単な形状となる。
【0056】
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態のコア5における突片8(積層前突片11c,12c)は、積層前突片の突出量が、第1及び第2コア片(積層部材)単位で少なくとも2種類とされれば、他の形状に変更してもよい。例えば、前記第1長片11dと前記第2長片12dとが、入り組まない程度(例えばその先端部同士が軸方向に一直線状に配置される程度)に設定してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果(1)と同様の効果を得ることができる。
【0057】
・又、例えば、前記突片8の積層前突片11c,12cを、図11に示す積層前突片31,32に変更してもよい。尚、この例では、上記実施の形態の第1及び第2コア片11,12における積層前突片11c,12cの部分が異なるのみであるため、変更部分についてのみ新たな符号を付して説明する。
【0058】
図11に示すように、第1及び第2コア片11,12の積層前突片31,32における第1及び第2長片31a,32aと第1及び第2短片31b,32bは、上記実施の形態の第1及び第2長片11d,12dと第1及び第2短片11e,12eと同方向に同じ長さに形成されている。そして、この例における第1及び第2長片31a,32aにおいて第1及び第2短片31b,32bより長い部分は、周方向先端部に向かうほど連続的に肉厚が薄くなるように形成されている。
【0059】
このようにしても、上記実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。しかも、第1及び第2長片31a,32aは、周方向先端部に向かうほど連続的に肉厚が薄くなるように形成されるため、周方向の磁気抵抗の急激な変化が更に緩和され、このコアを用いたブラシレスモータにおいてコギングトルクが更に低減される。尚、勿論、第1及び第2長片31a,32aを、周方向先端部に向かうほど段階的(例えば、2段階や3段階)に肉厚が薄くなるように形成してもよい。
【0060】
・上記実施の形態では、第1及び第2コア片11,12(積層部材)で積層前突片11c,12cの突出量が異なる(第1長片11d側に第2短片12e、第1短片11e側に第2長片12dが配置される)としたが、第1及び第2コア片(積層部材)が同一の積層前突片を有するようにして実施してもよい。
【0061】
即ち、図12〜図19に示すように変更してもよい。尚、この例では、上記実施の形態の第1及び第2コア片11,12における積層前突片11c,12cの部分が異なるのみであるため、変更部分についてのみ新たな符号を付して説明する。
【0062】
図13に示すように、第1コア片11における積層前突片41は、周方向の一方(図13(a)中、右方)に形成された一方片41aと、周方向の他方(図13(a)中、左方)に形成された他方片41bとを有する。これら一方片41aと他方片41bとは、同じ長さであって、上記実施の形態の前記第1長片11dより短く、且つ前記第1短片11eより長く形成されている。尚、一方片41aと他方片41bは、第1コア片11において、他の箇所と同じ厚さに形成されている。
【0063】
図14に示すように、第2コア片12における積層前突片42は、周方向の一方(図14(a)中、右方)に形成された一方片42aと、周方向の他方(図14(a)中、左方)に形成された他方片42bとを有する。これら一方片42aと他方片42bとは、同じ長さであって、上記実施の形態の前記第2長片12dより短く、且つ前記第2短片12eより長く形成されている。尚、一方片42aと他方片42bは、第2コア片12において、他の箇所と同じ厚さに形成されている。
【0064】
上記積層前突片41,42を有した第1及び第2コア片11,12から構成された複数の分割コア部21におけるティース部6には、図17に示すように、隣り合うティース部6の先端部同士の間隔が広げられた状態(前記開状態)で、巻線4が巻回される(図9参照)。
【0065】
そして、複数の分割コア部21は、分割環状部21aが環状の前記環状部7となり且つティース部6が放射状に配設された状態(閉状態)とされる(図12参照)。そして、図12に示すように、複数(本実施の形態では12)個周方向に並んで配列される分割コア部21(第1及び第2コア片11,12)において連結部が形成されていない端部(溶接部22)が溶接(例えばレーザー溶接)されることで、コア43が形成される。尚、上記のように構成されたコア43の突片44における周方向両端部は、上記実施の形態とは異なり、積層方向(軸方向)に沿った直線形状とされる(図19(b)、(c)参照)。
【0066】
このようにしても、上記実施の形態の効果(3)、(4)と同様の効果を得ることができる。
・上記実施の形態の第1及び第2凸部11k,12kの平行部11s,12sは、同様の機能(凸側閉回動規制部及び凸側開回動規制部)を有するように、その形状を変更してもよい。
【0067】
・上記実施の形態では、第1及び第2積層部材を(周方向に分割した形状の)複数の第1及び第2コア片11,12にて構成したが、積層前突片の突出量が、第1及び第2積層部材単位で少なくとも2種類とされれば、第1及び第2積層部材を他の構成に変更してもよい。
【0068】
例えば、第1コア片11が周方向に配列され肉薄の連結部にて回動可能に連結された形状の一体物の第1積層部材と、第2コア片12が周方向に配列され肉薄の連結部にて回動可能に連結された形状の一体物の第2積層部材としてもよい。即ち、前記「特許文献2」に記載の磁性材料(積層部材)において、積層される部材単位で積層前突片の突出量を異ならせて(例えば、第1及び第2長片11d,12dと第1及び第2短片11e,12eと同様に)実施してもよい。このようにしても、上記実施の形態の効果(1)と同様の効果を得ることができる。
【0069】
・上記実施の形態では、ブラシレスモータのステータ1に設けられるコア5としたが、他の回転機機に用いられるコア(例えば、直流モータのロータ用コア)に変更してもよい。
【0070】
上記各実施の形態から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
(イ)請求項2に記載の回転電機のコアにおける前記第1及び第2積層部材を均一な板厚の板材より打ち抜いて形成する際、肉薄の前記第1及び第2長片を同時に形成する形成工程を備えたことを特徴とする回転電機のコアの製造方法。このようにすると、肉薄の前記第1及び第2長片を有した第1及び第2積層部材を容易に形成することができる。
【0071】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明によれば、複数の積層部材が積層されて形成される回転電機のコアにおいて、巻線の巻回を容易としながら、コギングトルクを低減することができる回転電機のコアを提供することができる。
【0072】
又、請求項5又は6に記載の発明によれば、第1及び第2コア片における周方向端部の径方向の幅を小さくすることができるとともに、巻線が挟み込まれて損傷することは防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態におけるブラシレスモータの要部断面図。
【図2】本実施の形態におけるコアの要部斜視図。
【図3】(a)本実施の形態における第1コア片の平面図。(b)(a)のA−A断面図。
【図4】(a)本実施の形態における第2コア片の平面図。(b)(a)のB−B断面図。
【図5】(a)本実施の形態における最下段第2コア片の平面図。(b)(a)のC−C断面図。
【図6】本実施の形態における分割コア部を説明するための説明図。
【図7】本実施の形態における分割コア部を説明するための説明図。
【図8】本実施の形態における分割コア部と巻線を説明するための説明図。
【図9】(a)本実施の形態におけるコアを展開した場合の平面図。(b)同じく正面図。(c)同じく斜視図。
【図10】図9(a)のD−D断面図。
【図11】別例におけるコアの要部斜視図。
【図12】別例におけるブラシレスモータの要部断面図。
【図13】(a)別例における第1コア片の平面図。(b)(a)のE−E断面図。
【図14】(a)別例における第2コア片の平面図。(b)(a)のF−F断面図。
【図15】(a)別例における最下段第2コア片の平面図。(b)(a)のG−G断面図。
【図16】別例における分割コア部を説明するための説明図。
【図17】別例における分割コア部を説明するための説明図。
【図18】別例における分割コア部と巻線を説明するための説明図。
【図19】(a)別例におけるコアを展開した場合の平面図。(b)同じく正面図。(c)同じく斜視図。
【符号の説明】
6…ティース部、7…環状部、8…突片、11…積層部材の一部を構成する第1積層部材としての第1コア片、12…積層部材の一部を構成する第2積層部材としての第2コア片、11c,12c,31,32…積層前突片、11d,12d,31a,32a…第1及び第2長片、11h…第1コア片における分割環状部の周方向の他端部、12h…第2コア片における分割環状部の周方向の一端部、11j,12j…連結部の一部を構成する第1及び第2凹部、11k,12k…連結部の一部を構成する第1及び第2凸部、11m,12m…凹側円弧部、11n,12n…回動規制部の一部を構成する凹側閉回動規制部、11p,12p…回動規制部の一部を構成する凹側開回動規制部、11q,12q…膨出部、11r,12r…凸側円弧部、11s,12s…回動規制部を構成する凸側閉回動規制部及び凸側開回動規制部としての平行部。
Claims (6)
- 複数の積層部材が積層されて形成され分割環状部と該分割環状部の略直交方向に延びるティース部とを有する分割コア部が、前記分割環状部の端部で互いに連結部にて回動可能に連結され、各前記分割環状部が環状の環状部を形成し且つ各前記ティース部が放射状に配設される回転電機のコアにおいて、
前記ティース部の先端部には、周方向に延びる突片が設けられ、
前記積層部材における前記突片と対応した積層前突片の突出量は、積層部材単位で少なくとも2種類とされたことを特徴とする回転電機のコア。 - 請求項1に記載の回転電機のコアにおいて、
前記積層部材は、前記積層前突片の突出量が異なる第1及び第2積層部材であって、
前記分割コアは、前記第1積層部材と前記第2積層部材とが交互に積層されて形成され、
前記第1積層部材における前記積層前突片は、周方向の一方に他方より長く且つ肉薄に形成された第1長片を有し、
前記第2積層部材における前記積層前突片は、周方向の他方に一方より長く且つ肉薄に形成された第2長片を有し、
隣接する前記第1長片と前記第2長片は、入り組んで配設されることを特徴とする回転電機のコア。 - 請求項2に記載の回転電機のコアにおいて、
前記第1及び第2長片は、周方向先端部に向かうほど肉厚が薄くなるように形成されたことを特徴とする回転電機のコア。 - 請求項2又は3に記載の回転電機のコアにおいて、
前記第1積層部材は、前記分割環状部毎に別体とされた複数の第1コア片よりなり、
前記第2積層部材は、前記分割環状部毎に別体とされた複数の第2コア片よりなり、
前記第1コア片における前記分割環状部の周方向の一端部又は他端部には、軸方向の一方に第1凹部が形成され、且つ軸方向の他方に第1凸部が形成され、
前記第2コア片における前記分割環状部の周方向の他端部又は一端部には、軸方向の一方に第2凹部が形成され、且つ軸方向の他方に第2凸部が形成され、
前記第1凸部が前記第2凹部に嵌め合わされ、且つ前記第2凸部が前記第1凹部に嵌め合わされることで、該第1及び第2凸部と該第1及び第2凹部が前記連結部を構成し、
前記第1及び第2凸部と前記第1及び第2凹部に、所定の位置までで回動を規制する回動規制部を設けたことを特徴とする回転電機のコア。 - 複数の第1コア片が周方向に配列されて第1積層部材を構成し、
複数の第2コア片が周方向に配列されて第2積層部材を構成し、
前記第1積層部材と前記第2積層部材とが交互に積層されるとともに、交互に積層された前記第1及び第2コア片にて形成される分割コア部が互いに連結部にて回動可能に連結された回転電機のコアであって、
前記連結部は、
前記第1コア片における周方向の一端部又は他端部においてその軸方向の一方に形成された第1凹部と、その軸方向の他方に形成された第1凸部と、前記第2コア片における周方向の他端部又は一端部においてその軸方向の一方に形成された第2凹部と、その軸方向の他方に形成された第2凸部とを有し、前記第1凸部が前記第2凹部に嵌め合わされ、且つ前記第2凸部が前記第1凹部に嵌め合わされることで、前記分割コア部を回動可能に連結し、
前記第1及び第2凸部と前記第1及び第2凹部に、所定の位置までで回動を規制する回動規制部を設けたことを特徴とする回転電機のコア。 - 請求項4又は5に記載の回転電機のコアにおいて、
前記第1及び第2凹部は、軸方向から見て点対称に形成された一対の凹側円弧部と、隣り合う前記凹側円弧部の端部を連結するとともに該凹側円弧部の軸中心側に膨出し凹側閉回動規制部と凹側開回動規制部を形成する一対の膨出部とを有し、
前記第1及び第2凸部は、一対の前記凹側円弧部に沿って形成されるとともに同凹側円弧部より短い弧状の一対の凸側円弧部と、閉方向の前記所定の位置で前記凹側閉回動規制部に当接される凸側閉回動規制部と、開方向の前記所定の位置で前記凹側開回動規制部に当接される凸側開回動規制部とを有し、
前記凹側閉回動規制部と前記凹側開回動規制部と前記凸側閉回動規制部と前記凸側開回動規制部が前記回動規制部を構成することを特徴とする回転電機のコア。
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