JP2005102424A

JP2005102424A - 分割積層鉄心および分割積層鉄心の製造方法

Info

Publication number: JP2005102424A
Application number: JP2003333588A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Mitsui; 孝昭三井
Original assignee: Mitsui High Tec Inc
Current assignee: Mitsui High Tec Inc
Priority date: 2003-09-25
Filing date: 2003-09-25
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】製造時におけるプロポーションの変形を抑え、もって形状精度や寸法精度の可及的な向上を達成し得る、分割積層鉄心および分割積層鉄心の製造方法を提供する。
【解決手段】ヨーク積層体と磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に形成した押圧固定部によってヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定している。また、ヨーク片と嵌合する連結凸部を有する磁極片を外形抜きし、所定枚数の磁極片をカシメ積層して磁極積層体を形成する工程と、所定枚数のヨーク片をカシメ積層してヨーク積層体を形成する工程と、連結凹部にヨーク積層体の軸心側から連結凸部を嵌合させて、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに連結する工程と、ヨーク積層体と磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に押圧固定部を形成し、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定する工程とを含んでいる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヨーク積層体に所定個数の磁極積層体を連結固定して成る分割積層鉄心、および上記分割積層鉄心の製造方法に関するものである。

図８は、電動機の固定子を構成する従来の積層鉄心Ａであり、この積層鉄心Ａは、所定枚数の鉄心片Ａａをカシメ積層することにより製造され、環形状のヨーク部Ａｙと該ヨーク部Ａｙから内方に突出した所定数の磁極部Ａｔとを有している。

上記積層鉄心Ａにおける各磁極部Ａｔには、各々巻線が施されるのであるが、ヨーク部Ａｙが環形状を呈していることと、隣り合う磁極部Ａｔ同士の間隔が狭いことから、巻線の巻回作業は極めて困難なものとなっていた。

上述した如き問題点を解決する策の１つとして、図９および図１０に示す如き分割積層鉄心Ｂが提供されており、この分割積層鉄心Ｂは、所定枚数の鉄心片Ｂａをカシメ積層した１個のヨーク部Ｂｙと、所定枚数の鉄心片Ｂｂをカシメ積層した所定個数の磁極部Ｂｔとから成り、ヨーク部Ｂｙの内周に形成された組付け溝Ｂｇに、磁極部Ｂｔの組付け突起Ｂｄを積層方向から押し入れて嵌合させ、ヨーク部Ｂｙの径内側に所定個数の磁極部部Ｂｔを組付けることにより構成されている。

上述した構成の分割積層鉄心Ｂにおいては、個々の磁極部Ｂｔに巻線を施したのち、ヨーク部Ｂｙに各磁極部Ｂｔを組付けて積層鉄心Ｂを製造するため、個々の磁極部Ｂｔに対する巻線の巻回作業は極めて容易なものとなり、巻線が良好なプロポーションで巻回されることとなる。

ここで、上述した如き分割積層鉄心Ｂにおいて、互いに組付けられたヨーク部Ｂｙと磁極部Ｂｔとを固定する方法としては、ヨーク部Ｂｙと磁極部Ｂｔとの結合部分に切欠きを形成し、この切欠きを合致させて形成される穴にリベットを圧入して固定する方法が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ヨーク部Ｂｙと磁極部Ｂｔとを固定する他の方法としては、取付け金具を介して両者を溶接によって固定する方法が提供されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−１２５５１８号公報特開平１０−６６２８２号公報

ところで、上述した如くリベットを用いてヨーク部Ｂｙと磁極部Ｂｔとを固定している分割積層鉄心においては、リベットを圧入する際の大きな外力によって全体のプロポーションに歪みが生じ、形状精度や寸法精度の低下を招いてしまう不都合が懸念され、特に板厚の薄い鉄心片を採用した分割積層鉄心においては問題となる。

また、上述した如く溶接によってヨーク部Ｂｙと磁極部Ｂｔとを固定している分割積層鉄心においては、溶接時の局所的な熱負荷によって全体のプロポーションに歪みが生じ、形状精度や寸法精度の低下を招く不都合が懸念される。

本発明は上述した実状に鑑みて、製造時におけるプロポーションの変形を抑え、もって形状精度や寸法精度の可及的な向上を達成し得る、分割積層鉄心および分割積層鉄心の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく、請求項１の発明に関わる分割積層鉄心は、金属板から打抜き形成した所定枚数のヨーク片をカシメ積層して成るヨーク積層体と、金属板から打抜き形成した所定枚数の磁極片をカシメ積層して成る磁極積層体とを有し、ヨーク積層体に別途巻線を巻回またはコイル巻きボビンを装着した所定個数の磁極積層体を連結固定して成る分割積層鉄心において、磁極片にヨーク片と嵌合する連結凸部を設け、かつヨーク片に磁極片の連結凸部と嵌合する連結凹部を設け、連結凹部に連結凸部を嵌合させてヨーク積層体に磁極積層体を連結するとともに、ヨーク積層体と磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に形成した押圧固定部により、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定して成ることを特徴としている。

また、請求項２の発明に関わる分割積層鉄心は、請求項１の発明に関わる分割積層鉄心において、押圧固定部が、磁極積層体を構成する最上層または最下層の少なくとも一方の磁極片、あるいはヨーク積層体を構成する最上層または最下層の少なくとも一方のヨーク片に設けられ、押圧により局部的に形成された変形部であることを特徴としている。

さらに、請求項３の発明に関わる分割積層鉄心の製造方法は、金属板から打抜き形成した所定枚数のヨーク片をカシメ積層して成るヨーク積層体と、金属板から打抜き形成した所定枚数の磁極片をカシメ積層して成る磁極積層体とを有し、ヨーク積層体に別途巻線を巻回またはコイル巻きボビンを装着した所定個数の磁極積層体を連結固定して成る分割積層鉄心の製造方法において、ヨーク片と嵌合する連結凸部を有する磁極片を外形抜きし、所定枚数の磁極片をカシメ積層して磁極積層体を形成する工程と、連結凸部と嵌合する連結凹部を有するヨーク片を外形抜きし、所定枚数のヨーク片をカシメ積層してヨーク積層体を形成する工程と、連結凹部にヨーク積層体の軸心側から連結凸部を嵌合させて、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに連結する工程と、ヨーク積層体と磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に押圧固定部を形成し、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定する工程とを含んで成ることを特徴としている。

請求項１の発明に関わる分割積層鉄心によれば、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定している押圧固定部は、連結箇所または連結箇所周りの当該ヨーク積層体と磁極積層体との少なくとも一方の表層に形成されるのみなので、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定する際、分割積層鉄心の全体に大きな外力(負荷)が加わることはなく、プロポーションの変形(歪み)が可及的に抑えられることにより、分割積層鉄心における形状精度や寸法精度は良好なものとなる。

また、請求項２の発明に関わる分割積層鉄心によれば、押圧固定部が、磁極積層体を構成する最上層または最下層の少なくとも一方の磁極片、あるいはヨーク積層体を構成する最上層または最下層の少なくとも一方のヨーク片に設けられ、押圧により局部的に形成された変形部であるため、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定する際、分割積層鉄心の全体に大きな外力(負荷)が加わることはなく、プロポーションの変形(歪み)が可及的に抑えられることによって、分割積層鉄心における形状精度や寸法精度は良好なものとなり、さらにヨーク積層体と磁極積層体との固定は生産性良く、かつ容易に行われることとなる。

また、請求項３の発明に関わる分割積層鉄心の製造方法によれば、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定している押圧固定部は、ヨーク積層体と磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に形成されるのみなので、ヨーク積層体と磁極積層体とを互いに固定する工程において押圧固定部を形成する際、分割積層鉄心の全体に大きな外力(負荷)が加わることはなく、プロポーションの変形(歪み)が可及的に抑えられることにより、形状精度や寸法精度の良好な分割積層鉄心が製造されることとなる。

さらに、請求項３の発明に関わる分割積層鉄心の製造方法によれば、磁極積層体をヨーク積層体に連結させる際、ヨーク積層体の軸心側から連結凸部を連結凹部に嵌合させているので、ヨーク片および磁極片を打抜き形成する際に板厚方向に生じるバリ等の影響による嵌合時の抵抗が小さく抑えられ、また連結凹部と連結凸部とが同一の平面上を移動するために嵌合の際にカジリ合わないので、組付け時におけるプロポーションの変形(歪み)が可及的に抑えられるとともに寸法および形状変化がなく、もって形状精度や寸法精度の良好な分割積層鉄心が製造されることとなる。

以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に関わる分割積層鉄心の一実施例を示しており、この分割積層鉄心１は、環形状を呈する１個のヨーク積層体１０と、該ヨーク積層体１０の径内側に組付けられた所定個数(８個)の磁極積層体２０，２０…とから構成されている。

上記ヨーク積層体１０は、後述する如く帯状鋼板(金属板)から打抜き形成した所定枚数のヨーク片１１，１１…を、互いにカシメ積層することによって構成されており、個々のヨーク片１１における内周縁部には、矩形状を呈する所定個数(８個)の連結凹部１１ａ，１１ａ…が形成されている。なお、図中の符号１１ｃはヨーク片１１に形成されたカシメ部である。

また、上記磁極積層体２０は、後述する如く帯状鋼板(金属板)から打抜き形成した所定枚数の磁極片２１，２１…を、互いにカシメ積層することによって構成されており、個々の磁極片２１における基端部には、上述したヨーク片１１の連結凹部１１ａと嵌合する矩形状の連結凸部１２ａが形成されている。なお、図中の符号１２ｃは磁極片２１に形成されたカシメ部である。

図１および図３に示す如く、上記分割積層鉄心１においては、ヨーク積層体１０を構成するヨーク片１１の連結凹部１１ａに、磁極積層体２０を構成する磁極片２１の連結凸部２１ａを嵌合させることにより、ヨーク積層体１０の径内側に所定個数の磁極積層体２０，２０…が連結されている。

さらに、上記分割積層鉄心１においては、ヨーク積層体１０を構成する所定枚数のヨーク片１１，１１…のうち、最上層に位置するヨーク片１１の表面に、連結凹部１１ａに臨む態様で押圧固定部３０を形成することで、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを互いに固定している。

上記押圧固定部３０は、押圧によって局部的に形成された変形部であり、図３(ｂ)に示す如く、パンチ(図示せず)によってヨーク片１１の表面に三角形のコイニング(圧印加工)を施し、破線で示す如く連結凹部１１ａにおける縁部の一部分を膨出させて、磁極片２１における連結凸部２１ａの縁部と圧接させることにより、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを互いに固定するものである。

上述した如き構成の分割積層鉄心１によれば、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを互いに固定している押圧固定部３０は、ヨーク積層体１０の表層に形成されるのみなので、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを互いに固定する際、分割積層鉄心１の全体に大きな外力(負荷)が加わることはなく、プロポーションの変形(歪み)が可及的に抑えられることにより、分割積層鉄心１における形状精度や寸法精度は良好なものとなる。

ここで、上述した押圧固定部３０は、ヨーク積層体１０を構成する最上層のヨーク片１１に形成されているが、押圧固定部３０を最下層のヨーク片１１に形成することも可能であり、さらに最上層および最下層の両方のヨーク片１１に形成することも可能である。

また、上記押圧固定部３０を、磁極積層体２０を構成する最上層の磁極片２１、あるいは最下層の磁極片２１に形成することも可能であり、さらに最上層および最下層の両方の磁極片２１に形成することも可能である。

また、上記押圧固定部３０を、ヨーク積層体１０を構成する最上層のヨーク片１１と、磁極積層体２０を構成する最上層の磁極片２１とに亘って形成することも可能であり、さらにヨーク積層体１０を構成する最下層のヨーク片１１と、磁極積層体２０を構成する最下層の磁極片２１とに亘って、押圧固定部３０を形成することも可能である。

図４(ａ)〜(ｄ)は、押圧固定部の他の実施例を示すものであり、図４(ａ)の押圧固定部３０Ａは、磁極積層体２０を構成する磁極片２１の表面に三角形のコイニング(圧印加工)を施すことにより構成されている。

図４(ｂ)の押圧固定部３０Ｂは、連結凹部１１ａと連結凸部２１ａとの嵌合部において、ヨーク片１１と磁極片２１とに亘って楕円形のコイニング(圧印加工)を施すことにより構成されており、この構成によれば対向する連結凹部１１ａおよび連結凸部２１ａの縁部が、コイニングによって互いに膨出変形することにより、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とが高い強度で連結固定される。

図４(ｃ)の押圧固定部３０Ｃは、連結凹部１１ａと連結凸部２１ａとの嵌合部における一対の側部および頂部に、それぞれヨーク片１１と磁極片２１とに亘って楕円形のコイニング(圧印加工)を施すことにより構成されている。

図４(ｄ)の押圧固定部３０Ｄは、連結凹部１１ａと連結凸部２１ａとの嵌合部において、ヨーク片１１と磁極片２１とに亘ってノッチ状のコイニング(圧印加工)を施すことにより構成されている。

なお、押圧固定部の形状およびレイアウトは、上述した各実施例に留まるものではなく、分割積層鉄心の形状等、諸条件に基づいて適宜に設定し得ることは言うまでもない。

以下では、上述した分割積層鉄心１の製造工程を例示することにより、本発明に関わる分割積層鉄心の製造方法について説明する。

先ず、図５に示す如く、トランスファープレス(図示せず)の加工ステーションＳ１〜Ｓ８を経て、帯状鋼板(金属板)Ｗからヨーク積層体１０および磁極積層体２０を形成する。

すなわち、加工ステーションＳ１でパイロット穴Ｐ、加工ステーションＳ２で回転子用カシメ部Ｒｃを形成し、加工ステーションＳ３で回転子片Ｒの外形抜き／カシメ積層を行って回転子(図示せず)を製造した後、加工ステーションＳ４において磁極片用カシメ部２１ｃを形成し、次いで加工ステーションＳ５において磁極片２１の外形抜き／カシメ積層を行って磁極積層体２０(図２(ａ)参照)を製造する。

また、加工ステーションＳ６においてヨーク片用カシメ部１１ｃを形成し、次いで遊びの加工ステーションＳ７を経た加工ステーションＳ８において、ヨーク片１１の外形抜き／カシメ積層を行ってヨーク積層体１０(図２(ｂ)参照)を製造する。

なお、トランスファプレスを用いたヨーク積層体１０および磁極積層体２０の製造手順は、上述した実施例に限定されるものではなく、適宜に設定し得るものであることは勿論であり、またヨーク積層体１０および磁極積層体２０を、それぞれ専用のブレス機を用いて別個に製造することも可能である。

上述した如く、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを製造した後、図６(ａ)および図６(ｂ)に示す如く、磁極積層体２０に対して専用の装置(図示せず)を用いて巻線４０を巻回する。なお、磁極積層体２０に対して巻線４０を直接に巻回する以外に、別途の工程で巻線４０を巻回したボビン(図示せず)を磁極積層体２０に装着しても良い。

ここで、磁極積層体２０に巻線４０を巻回する際、磁極積層体２０はヨーク積層体１０から分離した状態にあるので、磁極積層体２０に対する巻線４０の巻回作業は極めて容易なものとなり、これによって巻線４０が良好なプロポーションで巻回されることとなる。

所定個数の磁極積層体２０に対する巻線４０の巻回が完了した後、図６(ｃ)に示す如く、ヨーク積層体１０における連結凹部１１ａに対して、磁極積層体２０における連結凸部２１ａを、矢印の如くヨーク積層体１０の軸心側から嵌合させ、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを互いに連結させる。

ここで、ヨーク積層体１０を構成するヨーク片１１、および磁極積層体２０を構成する磁極片２１には、プレス機において外形抜きされた際、縁部に板厚方向のバリが生じるため、ヨーク積層体１０の連結凹部１１ａに、磁極積層体２０の連結凸部２１ａを、ヨーク積層体１０の軸心方向に沿って嵌合させる場合には、バリの摩擦等に起因して大きな抵抗が生じるのに対し、本発明の如くヨーク積層体１０の軸心側から連結凸部２１ａを連結凹部１１ａに嵌合させることで、嵌合時における抵抗が可及的に小さく抑えられ、もって組付け時におけるプロポーションの変形(歪み)を可及的に抑えることができる。

図７(ａ)で示す如く、ヨーク積層体１０に対して所定個数の磁極積層体２０，２０…を連結した後、これらヨーク積層体１０および磁極積層体２０，２０…を専用のプレス機(図示せず)にセットし、該プレス機において、図７(ｂ)で示す如くヨーク積層体１０における磁極積層体２０との連結箇所の表層に押圧固定部３０，３０…を形成して、ヨーク積層体１０に所定個数の磁極積層体２０，２０…を連結固定する。

このとき、上記押圧固定部３０，３０…は、ヨーク積層体１０の表層に形成されるのみなので、ヨーク積層体１０と磁極積層体２０とを互いに固定するべく押圧固定部を形成する際、分割積層鉄心１の全体に大きな外力(負荷)が加わることはなく、プロポーションの変形(歪み)が可及的に抑えられることにより、形状精度や寸法精度の良好な分割積層鉄心１が製造される。

上述した如く、専用のプレス機(図示せず)において、ヨーク積層体１０に磁極積層体２０，２０…を連結固定して分割積層鉄心１を製造した後、上記プレス機から取り出すことによって、分割積層鉄心１の各磁極積層体２０，２０…に巻線４０の巻回された固定子１００が完成する。

なお、上述した実施例においては、環形状を呈するヨーク積層体と８個の磁極積層体から成る分割積層鉄心およびその製造方法を例示しているが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な構成の分割積層鉄心およびその製造方法としても有効に適用し得ることは言うまでもない。

本発明に関わる分割積層鉄心の一実施例を示す全体斜視図。 (ａ)および(ｂ)は、図１の分割積層鉄心における磁極積層体およびヨーク積層体を示す外観斜視図。 (ａ)および(ｂ)は、図１の分割積層鉄心におけるヨーク積層体と磁極積層体との連結固定部分を示す要部平面図および要部拡大図。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)は、本発明に関わる分割積層鉄心における押圧固定部の他の実施例を示す要部平面図。本発明に関わる分割積層鉄心の製造方法における金属板の打抜き工程を示す平面図。 (ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、本発明に関わる分割積層鉄心の製造方法における作業工程を示す概念図。 (ａ)および(ｂ)は、本発明に関わる分割積層鉄心の製造方法における作業工程を示す概念図。従来の積層鉄心を示す外観斜視図。従来の分割積層鉄心を示す外観斜視図。 (ａ)および(ｂ)は、図９の分割積層鉄心における磁極部およびヨーク部を示す外観斜視図。

符号の説明

１…分割積層鉄心、
１０…ヨーク積層体、
１１…ヨーク片、
１１ａ…連結凹部、
２０…磁極積層体、
２１…磁極片、
２１ａ…連結凸部、
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ…押圧固定部、
Ｗ…帯状鋼板(金属板)。

Claims

金属板から打抜き形成した所定枚数のヨーク片をカシメ積層して成るヨーク積層体と、前記金属板から打抜き形成した所定枚数の磁極片をカシメ積層して成る磁極積層体とを有し、前記ヨーク積層体に別途巻線を巻回またはコイル巻きボビンを装着した所定個数の前記磁極積層体を連結固定して成る分割積層鉄心であって、
前記磁極片に前記ヨーク片と嵌合する連結凸部を設け、かつ前記ヨーク片に前記磁極片の前記連結凸部と嵌合する連結凹部を設け、前記連結凹部に前記連結凸部を嵌合させて前記ヨーク積層体に前記磁極積層体を連結するとともに、前記ヨーク積層体と前記磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に形成した押圧固定部により、前記ヨーク積層体と前記磁極積層体とを互いに固定して成ることを特徴とする分割積層鉄心。
前記押圧固定部は、前記磁極積層体を構成する最上層または最下層の少なくとも一方の磁極片、あるいは前記ヨーク積層体を構成する最上層または最下層の少なくとも一方のヨーク片に設けられ、押圧により局部的に形成された変形部であることを特徴とする請求項１記載の分割積層鉄心。
金属板から打抜き形成した所定枚数のヨーク片をカシメ積層して成るヨーク積層体と、前記金属板から打抜き形成した所定枚数の磁極片をカシメ積層して成る磁極積層体とを有し、前記ヨーク積層体に別途巻線を巻回またはコイル巻きボビンを装着した所定個数の前記磁極積層体を連結固定して成る分割積層鉄心の製造方法であって、
前記ヨーク片と嵌合する連結凸部を有する前記磁極片を外形抜きし、所定枚数の前記磁極片をカシメ積層して前記磁極積層体を形成する工程と、
前記連結凸部と嵌合する連結凹部を有する前記ヨーク片を外形抜きし、所定枚数の前記ヨーク片をカシメ積層して前記ヨーク積層体を形成する工程と、
前記連結凹部に前記ヨーク積層体の軸心側から前記連結凸部を嵌合させて、前記ヨーク積層体と前記磁極積層体とを互いに連結する工程と、
前記ヨーク積層体と前記磁極積層体との連結箇所または連結箇所周りの少なくとも一方の表層に押圧固定部を形成し、前記ヨーク積層体と前記磁極積層体とを互いに固定する工程と、
を含んで成ることを特徴とする分割積層鉄心の製造方法。