JP2006174631A

JP2006174631A - 回転機用のコア

Info

Publication number: JP2006174631A
Application number: JP2004365420A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shibata; 由之柴田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】従来に比べてティースにおける磁気飽和を抑えることが可能な回転起用のコアを提供する。
【解決手段】本発明のステータコア１０に備えた各ティース１２には、脚部１３と、脚部１３より先端側に形成されて脚部１３より幅広の先端幅広部１４とが備えられている。また、ステータコア１０は、複数の鋼板３０を積層してなり、鋼板３０に形成した係止突起２０を、他の鋼板３０における係止突起２０の裏側の係止凹所２２に押し込むことにより複数の鋼板３０を積層状態に保持することができる。そして、本発明では、ティース１２に対しては比較的幅広の先端幅広部１４のみに係止突起２０を配置したので、従来のようにティース１２の脚部１３、或いは、脚部１３と先端幅広部１４との境界線上Ｌ１０に係止突起２０が配置された場合に比べて、ティース１２における磁気飽和を抑えることが可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電磁コイルが巻回されるティースを備えかつ複数の鋼板を積層してなる回転機用のコアに関する。

図５（Ａ）に示すように、上記の如く複数の鋼板を積層してなる従来の回転機用のコア１は、各鋼板２の一部を積層方向の一方側に突出変形させて係止突起３を形成し、その係止突起３の裏側に形成された裏側凹所３Ａに、他の鋼板２の係止突起３を押し込むことにより複数の鋼板２，２，・・を積層状態に保持する構成になっていた。また、図５（Ｂ）に示すように、コア１に備えられたティース４は、同じ幅をなして延びた脚部４Ｋと、その脚部４Ｋより先端側に設けられて脚部４Ｋより幅広の先端幅広部４Ｈとを備えてなり、各ティース４の捲れ防止のために、少なくとも１つの係止突起３がコア１におけるティース４に配置されていた（例えば、特許文献１参照）。さらに、図６に示された従来のコア５では、積層状態に保持するためではなく、鋼板同士の位置決め用に係止突起３がティース４に形成されていた（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−６１２７３号公報（段落［００１５］、第２図）特開平１１−１８７５９３号公報（段落［０００６］、第２図）

ところで、係止突起３は、例えば、鋼板２の一部をプレス機にて加圧して（即ち、かしめて）形成される。ここで、係止突起３を形成するための加工応力は、鋼板２のうち係止突起３のみならず係止突起３の近傍にもかかり、その加工応力を受けた部分は磁気抵抗が高くなる（透磁率が低くなる）。しかしながら、図５（Ｂ）に示された従来のコア１では、係止突起３がティース４における脚部４Ｋに配置されている。また、図６に示された従来のコア５では、係止突起３が、脚部４Ｋと先端幅広部４Ｈとの境界線Ｌ１を跨いた配置になっている。即ち、図５（Ｂ）及び図６の何れのコア１，５においても、ティース４のうち幅が狭い部分に係止突起３が配置されていた。このため、ティース４において磁気飽和が生じ易いという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来に比べてティースにおける磁気飽和を抑えることが可能な回転機用のコアの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る回転機用のコアは、電磁コイルが巻回されるティースを備え、ティースに、略同じ幅をなして延びた脚部と、脚部より先端側に形成されて脚部より幅広の先端幅広部とが備えられた回転機用のコアであって、複数の鋼板を積層してなり、鋼板の一部を積層方向の一方側に突出させて係止突起を形成し、その係止突起の裏側に形成された係止凹所に、他の鋼板の係止突起を押し込むことにより複数の鋼板を積層された状態に保持する回転機用のコアにおいて、ティースには、係止突起が脚部と先端幅広部との境界線より先端幅広部側のみに配置されたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の回転機用のコアにおいて、係止突起は、鋼板に形成された平行な１対の切断線の間を山形に屈曲させてなるところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載の回転機用のコアにおいて、係止突起は、１対の切断線が脚部の幅方向で並ぶように配置されたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項２に記載の回転機用のコアにおいて、係止突起は、１対の切断線が脚部の幅方向に延びるように配置されたところに特徴を有する。

本発明に係る回転機用のコアによれば、ティースには比較的幅広の先端幅広部のみに係止突起が配置されているので、従来のようにティースの脚部に係止突起が配置された場合、或いは、脚部と先端幅広部との境界線上に係止突起が配置された場合に比べて、ティースにおける磁気飽和を抑えることが可能になる。ここで、本発明に係る係止突起は、鋼板に形成された平行な１対の切断線の間を山形に屈曲させて形成することができる（請求項２の発明）。また、１対の切断線が脚部の幅方向で並ぶように係止突起を配置してもよいし（請求項３の発明）、１対の切断線が脚部の幅方向に延びるように係止突起を配置してもよい（請求項４の発明）。

以下、本発明に係る一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態は、回転機としての例えばブラシレスモータ（以下、「モータ」という）に備えたステータコア１０に本発明を適用したものである。図１に示すように、ステータコア１０は、全体として円筒体１１の内周面から径方向内側に向けて複数のティース１２を張り出した構造になっている。

各ティース１２には、ステータコア１０の径方向に沿って同じ幅をなして延びた脚部１３と、その脚部１３よりティース１２の先端側に形成されかつ脚部１３より幅広になった先端幅広部１４とが備えられている。具体的には、先端幅広部１４は脚部１３の先端からステータコア１０の中心に向かうに従って徐々に幅が広がった鳩尾形状をなしている。そして、各ティース１２の主として脚部１３に電線が巻回されて電磁コイルが構成され、これによりティース１２がモータにおける磁極を構成するようになっている。

ステータコア１０は、軸方向に複数の鋼板３０（具体的には、珪素鋼板）を積層してなる。そして、円筒体１１がティース１２毎の略円弧部１５に縦割り分割にされ、これにより鋼板３０も複数の鋼板ピース３１に分割されている。図２には、単体の鋼板ピース３１が示されている。同図に示すように、鋼板ピース３１は、ティース１２を中心にして左右対称に略円弧部１５が突出した構造をなしている。即ち、鋼板ピース３１は全体として、略円弧部１５の両先端部と、その略円弧部１５から張り出したティース１２との計３つの突片部分を備えた構造になっている。そして、本発明に係る係止突起２０がそれら各突片部分毎に１つずつ形成されている。各係止突起２０は、例えば鋼板３０の一部を押圧して鋼板３０に平行な１対の切断線２１，２１（図２参照）を形成し、それら切断線２１，２１の間を図３に示すように山形に屈曲させてなる。これにより、係止突起２０は、鋼板３０における積層方向の一方の面から突出し、その係止突起２０の裏側には、本発明に係る係止凹所２２が形成されている。

そして、図２に示すように、略円弧部１５には、係止突起２０がティース１２との交差部分を挟んで両側にそれぞれ配置されかつ、係止突起２０の１対の切断線２１，２１がステータコア１０の径方向で対向した向きになっている。これに対し、ティース１２には、係止突起２０が、脚部１３と先端幅広部１４との境界線Ｌ１０より先端幅広部１４側のみに配置されかつ、係止突起２０の１対の切断線２１，２１がティース１２の幅方向（図２の左右方向）で並んだ向きになっている。また、ティース１２の先端面と係止突起２０との最短距離Ｓは、鋼板ピース３１の板厚に対して、例えば１〜２倍の寸法になっている。なお、略円弧部１５のうちティース１２との交差部分には、ステータコア１０に組み付けられる部品を位置決めするためのピン孔２３が貫通形成されている。

図３に示すように、複数の鋼板ピース３１は積層されると、一の鋼板ピース３１の係止突起２０が、他の鋼板ピース３１の係止凹所２２に押し込まれ、これにより複数の鋼板ピース３１が積層された状態に保持される。そして、所定複数の鋼板ピース３１が積層されてコアピース２５（図３参照）が形成され、そのコアピース２５のティース１２に電磁コイルを巻回してからコアピース２５を合体してステータコア１０とし、そのステータコア１０を図示しない円筒ケース内に嵌合固定することで、モータのステータが構成される。そして、そのステータの内側に図示しないロータを挿入して回転可能に軸支することで、モータが構成される。

さて、モータを駆動するためにティース１２に巻回された電磁コイルが励磁されると、磁束がティース１２内をその長手径方向に沿って延びた状態になる。ここで、ティース１２のうち係止突起２０の近傍は、係止突起２０を形成した際の加工応力により磁気抵抗が高くなっている。しかしながら、本実施形態のステータコア１０では、ティース１２に対しては比較的幅広の先端幅広部１４のみに係止突起２０を配置したので、従来のようにティース１２の脚部１３に係止突起２０が配置された場合、或いは、脚部１３と先端幅広部１４との境界線上Ｌ１０に係止突起２０が配置された場合に比べて、ティース１２における磁気飽和を抑えることが可能になる。これにより、磁気特性が改善されモータのコギングトルクを低減することが可能になる。また、同じ出力トルクのモータを設計する場合に、ティース１２の幅を狭くしてモータの小型化を図ることも可能になる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記実施形態では、ティース１２に対して係止突起２０は１対の切断線２１，２１がティース１２の幅方向で並ぶように配置されていたが、図４に示すように１対の切断線２１，２１がティース１２の幅方向に延びるように係止突起２０を配置してもよい。

（２）本発明に係る係止突起は、前記実施形態の係止突起２０の構造に限定されるものではなく、例えば鋼板を絞って鋼板の一方部を円筒状に突出させ、その突出した部分を係止突起としかつその裏側の窪んだ部分を本発明に係る係止凹所としてもよい。

（３）前記実施形態では、ブラシレスモータのステータコア１０に本発明を適用したものを例示したが、ロータに巻線を備えたモータにおいて、そのロータコアに本発明を適用してもよい。また、発電機のステータコア又はロータコアに本発明を適用してもよい。

本発明の一実施形態に係るステータコアの平面図鋼板ピースの平面図図２のＡ−Ａ切断面における鋼板ピースの側断面図変形例１のステータコアの平面図（Ａ）従来のコアの側面図（Ｂ）従来のコアの平面図従来のコアの平面図

符号の説明

１０ステータコア
１２ティース
１３脚部
１４先端幅広部
１５略円弧部
２０係止突起
２１切断線
２２係止凹所
３０鋼板
Ｌ１０境界線

Claims

電磁コイルが巻回されるティースを備え、前記ティースに、略同じ幅をなして延びた脚部と、前記脚部より先端側に形成されて前記脚部より幅広の先端幅広部とが備えられた回転機用のコアであって、複数の鋼板を積層してなり、前記鋼板の一部を積層方向の一方側に突出させて係止突起を形成し、その係止突起の裏側に形成された係止凹所に、他の鋼板の前記係止突起を押し込むことにより前記複数の鋼板を積層された状態に保持する回転機用のコアにおいて、
前記ティースには、前記係止突起が前記脚部と前記先端幅広部との境界線より前記先端幅広部側のみに配置されたことを特徴とする回転機用のコア。
前記係止突起は、前記鋼板に形成された平行な１対の切断線の間を山形に屈曲させてなることを特徴とする請求項１に記載の回転機用のコア。
前記係止突起は、前記１対の切断線が前記脚部の幅方向で並ぶように配置されたことを特徴とする請求項２に記載の回転機用のコア。
前記係止突起は、前記１対の切断線が前記脚部の幅方向に延びるように配置されたことを特徴とする請求項２に記載の回転機用のコア。