JP2008118838A - Laminated core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は分割積層鉄心の磁極に巻線が馴染み高密度に巻回できるとともに、磁極に巻き付ける巻線を傷つけることなく、且つ容易に巻回できる積層鉄心に関する。 The present invention relates to a laminated iron core that can be wound around a magnetic pole of a divided laminated iron core so that it can be wound with high density and can be easily wound without damaging the winding wound around the magnetic pole.
積層鉄心の磁極への巻線は、分割積層鉄心とすることにより容易化され、また密度よく巻回できるようになっている。しかし、図5(A)、(B)に示すように、巻線60は加工性があるとはいえ、磁極61への巻回では磁極上端部62と磁極下端部63に隙間64、65ができ、巻線密度をより高くできない。特にモータの銅損を低減させるように太い巻線を磁極に巻回しようとすると隙間64、65がより広く生じる。なお、ここで、66は分割積層鉄心、67はかしめ部、68、69は連結部を示す。
The winding of the laminated core on the magnetic pole is facilitated by using a divided laminated core, and can be wound with high density. However, as shown in FIGS. 5 (A) and 5 (B), although the
これに対処する技術として特許文献1には、図6に示すように、積層鉄心の磁極70を、断面からみて磁極軸部71の上端部72および下端部73を漸減したものが開示されている。これによると、磁極軸部71への巻線は上端部72および下端部73に隙間を生ぜずに巻回できるようになっている。
As a technique for coping with this, Patent Document 1 discloses a technique in which a
しかしながら、特許文献1の技術では磁極軸部71の上下端側は角が無くなって巻線が隙間を生じることなく円滑に行えるが、磁極軸部71の先部にある磁極歯部74の上下端は直角状に切り立ち、同一傾斜であるので、密着して磁極70(正確には磁極軸部71)に巻かれた巻線が競り合って絶縁皮膜が破れるという問題がある。
また、磁極70に巻線を巻回する際、磁極歯部74が磁極軸部71より大きく且つ巻線機側に位置することから、巻線が磁極歯部74に接し、絶縁被膜あるいは巻線自体を損傷することがある。このようなことは高速で巻回する場合に発生し易いので、巻線作業をより生産性よくできない等の問題が残っている。
また、特許文献1では、磁極歯部を円周方向両側に向けて半径方向の厚みが極端に薄くなるようにしているが、これでは磁極歯部の両側部の磁束の減衰が大きくなり磁気効率が悪くなるという問題もある。
However, in the technique of Patent Document 1, the upper and lower ends of the magnetic
Further, when winding the winding around the
In Patent Document 1, the magnetic pole teeth are directed to both sides in the circumferential direction so that the radial thickness is extremely thin. However, this increases the attenuation of magnetic flux on both sides of the magnetic pole teeth and increases the magnetic efficiency. There is also the problem of getting worse.
本発明は、磁極軸部への巻線の巻回が、該巻線の絶縁被膜や巻線自体を損傷することなく、且つ、占積率よく行え、また、巻線作業がより生産性よくなされる積層鉄心を得ることを目的とする。 In the present invention, winding of the winding around the magnetic pole shaft portion can be performed with good space factor without damaging the insulating coating of the winding and the winding itself, and the winding work can be performed with higher productivity. It aims at obtaining the laminated iron core made.
前記目的に沿う第1の発明に係る積層鉄心は、磁極毎にヨーク片を分割した分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅が漸減し、該磁極軸部の半径方向内側には円周方向両側に広がって形成され、半径方向内側端部が円弧状となった磁極歯部を有する複数の分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の分割ヨーク部の両側に形成されている連結部を介して連結する積層鉄心において、
前記磁極歯部が円周方向両側に向けて半径方向の幅(厚み)が狭く(薄く)なり、しかも該磁極歯部の積層上端側および積層下端側の半径方向の幅が漸減して、該磁極歯部の半径方向外側と前記分割ヨーク部の半径方向内側との間隔が上下端部で徐々に広がっている。
The laminated core according to the first aspect of the present invention is formed by caulking and laminating divided core pieces obtained by dividing a yoke piece for each magnetic pole, and the widths of the upper end side and lower end side of the magnetic pole shaft portion are gradually reduced. A plurality of divided laminated iron cores having magnetic pole tooth portions that are formed on both sides in the circumferential direction in a radial direction and have arcuate inner ends in the radial direction are arranged on both sides of the divided yoke portions of the divided laminated iron cores. In the laminated iron core connected through the connecting part formed in
The width (thickness) in the radial direction becomes narrower (thin) toward both sides in the circumferential direction of the magnetic pole tooth part, and the radial widths on the upper end side and the lower end side of the magnetic pole tooth part gradually decrease, The distance between the radially outer side of the magnetic pole tooth part and the radially inner side of the divided yoke part gradually widens at the upper and lower end parts.
また、第2の発明に係る積層鉄心は、第1の発明に係る積層鉄心において、前記分割鉄心片の磁極歯片部の半径方向外側の辺は直線状となっている。
そして、第3の発明に係る積層鉄心は、第1および第2の発明に係る積層鉄心において、前記磁極歯部には積層方向にスキューが形成されている。なお、磁極軸部はストレートにしてスキューを形成しないのが巻線の効率上好ましい。
Moreover, the laminated core which concerns on 2nd invention is a laminated iron core which concerns on 1st invention, The edge of the radial direction outer side of the magnetic pole tooth piece part of the said division | segmentation iron core piece is linear.
And the laminated iron core which concerns on 3rd invention is a laminated iron core which concerns on 1st and 2nd invention, and the skew is formed in the lamination direction in the said magnetic pole tooth part. Note that it is preferable for the efficiency of the winding that the magnetic pole shaft portion is straight and does not form a skew.
本発明は、磁極軸部のみならず磁極歯部の積層上端側および積層下端側の幅が漸減してコーナー(角部)が丸くなっているので、磁極軸部への巻線を磁極歯部の半径方向外側上下の4コーナーに広い間隔下で誘導でき、巻回速度を速くしても導入されてくる巻線は、磁極歯部のコーナーにも当たることなく巻回される。かかるように巻線の巻回が絶縁被膜の損傷等を起こすことなく、且つ生産性よく行える積層鉄心が得られる。
また、磁極の磁極軸部は前記のようであるから、言うまでもなく巻線が磁極軸部の上端側および下端側で隙間が生じることなく占積率よく巻回される等の効果がある。
特に、磁極歯部にスキューを形成することによって、回転トルクが安定し、低速回転時のトルクむらやノッキングがなくなる。
In the present invention, not only the magnetic pole shaft portion but also the width of the magnetic pole tooth portion at the upper end side and the lower end side of the stack are gradually reduced and the corner (corner portion) is rounded. The windings that can be guided to the four corners on the upper and lower sides in the radial direction under a wide interval and that are introduced even if the winding speed is increased are wound without hitting the corners of the magnetic pole teeth. Thus, a laminated core can be obtained in which the winding can be performed with good productivity without causing damage to the insulating coating.
Further, since the magnetic pole shaft portion of the magnetic pole is as described above, it is needless to say that there is an effect that the winding is wound with a high space factor without causing a gap between the upper end side and the lower end side of the magnetic pole shaft portion.
In particular, by forming a skew in the magnetic pole teeth, the rotational torque is stabilized, and torque unevenness and knocking during low-speed rotation are eliminated.
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心およびその製造方法について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図1(A)は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の分割積層鉄心の平面図、(B)は矢視X−X断面図、図2は同積層鉄心の製造方法の工程を示す説明図、図3(A)〜(C)はそれぞれ分割鉄心片の平面図、図4(A)、(B)は本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心に使用する分割積層鉄心の説明図、(C)は本発明の更に他の実施の形態に係る積層鉄心に用いる分割積層鉄心の説明図である。なお、平面視した場合、分割積層鉄心の構成要素である同一形状の分割鉄心片の各部を区別するために、分割鉄心片には「片」を付けて区別し、場合によってはこれらに同一の番号を付する。
Subsequently, a laminated core and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings for understanding of the present invention.
1A is a plan view of a split laminated core of the laminated core according to one embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line XX, and FIG. 2 is a manufacturing method of the laminated core. 3A to 3C are plan views of divided core pieces, and FIGS. 4A and 4B are divided portions used for a laminated core according to another embodiment of the present invention. Explanatory drawing of a laminated iron core, (C) is explanatory drawing of the division | segmentation laminated | stacked iron core used for the laminated iron core which concerns on further another embodiment of this invention. In plan view, in order to distinguish each part of the split core piece of the same shape that is a component of the split laminated core, the split core pieces are distinguished by attaching “pieces”, and in some cases, the same Give a number.
まず、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心(具体的には固定子積層鉄心)について説明する。この積層鉄心は、磁極毎にヨークを分割した図1に示す分割積層鉄心10を複数組み合わせることによって構成されている。各分割積層鉄心10は、外側が円弧状の分割ヨーク部11と、分割ヨーク部11の半径方向内側中央に一体的に連設される磁極部14とを有している。この磁極部14は、磁極軸部12とこれに連設され、半径方向内側端部は平面視して円弧状となっている磁極歯部13とを備えている。また、この磁極歯部13は、磁極軸部12の両側に広がって(円周方向両側に広がって)形成されている。磁極軸部12は積層上端側および積層下端側で幅が漸減し、上下端のコーナー部15、16および磁極歯部13の半径方向外側の厚み方向上下端のコーナー部17、18は角部が除去されて丸くなっている。
First, a laminated core (specifically, a stator laminated core) according to an embodiment of the present invention will be described. This laminated core is constituted by combining a plurality of divided
図1(A)、(B)に示すように、分割ヨーク部11の円周方向両側には、隣り合う分割ヨーク部(図示せず)と連結する連結部19、20が設けられている。この連結部19、20は、分割積層鉄心10を構成する両側部の形状が異なる2種類の分割鉄心片21、22を図1(B)に示す如く順次複数枚(この実施の形態では4枚)ずつ交互に積層して形成されている。そして、分割鉄心片21においては円周方向の一方側(図1においては右側)に突出部23を、他方側にこの突出部23に符合する切り込み部24を形成し、分割鉄心片22の一方側には切り込み部25を、他方側にはこの切り込み部25に嵌入する突出部26を形成している。積層された各分割鉄心片21、22はそれぞれ周知構造のかしめ突起とかしめ凹部からなるかしめ部27(半抜きかしめまたはVかしめ)によって積層連結されている。
As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), on both sides in the circumferential direction of the divided
分割ヨーク部11の半径方向外側は、平面視して円弧状となって、その中央に組み立て治具にこの分割ヨーク部11を固定する係止部28が形成されている。この係止部28は中側より入口側が狭い断面台形状の溝からなっている。また、分割ヨーク部11の半径方向内側、即ち、磁極部14が連設する部分は、平面視して直線状となって、直角に磁極軸部12が連設されている。磁極歯部13の半径方向外側の直線状となっている辺と磁極軸部12の両側の辺とは鈍角で交わり、磁極歯部13は、コイル(巻線)が巻回される磁極軸部12の底部端側では磁極軸部12の幅を細くしているから磁極歯部13の円周方向に長く、且つ、端部側が幅狭く下がり曲面状になっている。そして、磁極歯部13の両端側が巻線機方向に曲がっているので、巻線し易くなっている。
The radially outer side of the divided
続いて、図2を参照しながら、分割積層鉄心10の製造方法について説明する。この分割積層鉄心10の製造にあっては、工程1〜工程10の処理を行うので、一つの金型装置に工程1〜工程10の処理を行う10のステーションを設けてもよいし、これらの工程1〜工程10を複数の金型装置に分割して処理を行ってもよいが、金型装置については上部にパンチを下部にダイを有する周知構造のものを使用するので、その詳しい説明は省略する。
Then, the manufacturing method of the division | segmentation laminated | stacked
例えば、0.2〜0.5mm厚みの磁性鋼板からなる条材30を用意する。幅は分割鉄心片21、22を幅方向に並べて採れる寸法とする。
工程1(ステーション1、以下同じ)では条材30の両端にパイロット孔31、32を形成する。これによって条材30を正確に位置決めできる。工程2では、分割鉄心片21、22の一方側のスロット33を、工程3では分割鉄心片21、22の他方側のスロット34を形成する。工程2、3で使用するそれぞれ対となるパンチおよびダイ(図示せず)は、このパンチおよびダイを条材30の幅方向に寸動できる構造になっている。
For example, a
In step 1 (station 1, the same applies hereinafter),
即ち、この分割積層鉄心10は分割鉄心片21、22の積層枚数をn(通常nは20以上)とすると、上端側および下端側のm枚(通常3〜6枚)のスロット33、34を打ち抜く場合は、最上端および最下端の分割鉄心片21、22の磁極軸片部12a(図3参照)の幅を最小幅として徐々に幅を増して、正規の磁極軸片部12aの幅wとする。
That is, in the divided
従って、工程2、3において、n枚の分割鉄心片21、22のスロット33、34を形成する場合には、最初のm枚の分割鉄心片21または22(図1の(B)においては、分割鉄心片21)のうち1枚目はパンチおよびダイを条材30の最中央側に寄せて、2枚目は少しの距離(例えば、板厚の0.5〜3倍程度)中央から外側に移動させて、この動作をm枚目まで行う。そして、最後のm枚の分割鉄心片21または22においては、徐々にパンチおよびダイを条材30の中央に移動させて、スロット33、34の打ち抜き加工を行う。
図3にその内の3枚の完成時の分割鉄心片21を示すが、(A)、(B)、(C)の順番に磁極軸片部12aおよび磁極歯片部13aの幅が狭くなっている。
Therefore, when forming the
FIG. 3 shows three of the divided
これによって、各分割鉄心片21、22を積層すると、図1(B)に示すような、磁極軸部12の上端部および下端部の左右のコーナー部15、16が丸くなった分割積層鉄心10が形成される。また、このようにスロット33、34を形成すると、その外側辺が磁極軸部12に対して鈍角となった磁極歯部13の半径方向外側部の上下端部のコーナー部17、18も丸くなった(即ち、角落ちした)分割積層鉄心10が形成される。これによって、磁極歯部13は円周方向両側に向けて半径方向の幅が狭くなり、しかも磁極歯部13の積層上端側および積層下端側の半径方向の幅が漸減して、磁極歯部13の半径方向外側と分割ヨーク部11の半径方向内側との間隔が上下端部で徐々に広がっている。
Thus, when the divided
工程4では、一方側の分割鉄心片21の連結部抜きを行う。この場合、一方側(図2において下側)は突出部23を他方側に切り込み部24を形成する。他方側の分割鉄心片22はこの工程4はパスする。そして、工程5では他方側の分割鉄心片22の連結部抜きを行い、一方側に切り込み部25を他方側に突出部26の形成を行う。工程5は一方側の分割鉄心片21の加工は行わずパスする。
In
工程6では、分割鉄心片21、22の磁極歯片部13aの端部の切り抜き35、36を行う。なお、工程6で磁極歯片部13aの端部の切り抜き35、36を行うパンチおよびダイを磁極歯片部13aのプレス加工ライン方向(即ち、矢印a向き円周方向または矢印b向き円周方向)にそれぞれ所定微小距離kずつ動かして、図4(A)、(B)に示すように磁極歯部13pにスキューを与えた分割積層鉄心10aを形成することができる。ここで、積層鉄心の厚みをTとして、積層鉄心の磁極歯部13pの上端と下端の円周方向の位相距離をHとすると、スキュー角度αは、arctanH/Tとなる。位相距離Hは隣り合う磁極歯部13pを平面視した場合、即ち、同一高さ位置にある隣り合う分割鉄心片の磁極歯片部の隙間Gの0.8〜5倍(好ましくは、1.2〜2.5倍)の範囲に設定するのがよい。積層された分割鉄心片21、22の枚数をnとすると、微小距離kはH/nということになる。
In step 6, the
図4(A)、(B)で示す分割積層鉄心10aにおいては、他の構成要素は分割積層鉄心10と同一であるので、同一の番号を付して詳しい説明を省略する。また、磁極歯片部13aの端部の切り抜き35、36を行うパンチおよびダイを磁極歯片部13aのプレス加工ライン方向(即ち、円周方向)に前後することで、図4(C)に示すように磁極歯部13qに折れ曲がったスキューを形成して、分割積層鉄心10bを形成することもできる。いずれの場合においても、磁極軸部12は上下方向にストレート(垂直)となっているので、巻線は作業性よく行うことができ、また、巻線が占積率よくなされる。
In the divided
そして、工程7では分割鉄心片21、22の係止部28の切り抜き37を行う。工程8では分割鉄心片21、22のうち最下部に位置する分割鉄心片(この実施の形態では分割鉄心片21)のかしめ孔(かしめ部の一例)39の打ち抜きを行い、工程9ではその他の分割鉄心片21、22のかしめ部(半抜き凹部と半抜き突起)27の加工を行う。
In step 7, the
工程10では分割鉄心片21、22の外形抜きを行い、ダイ内でかしめ積層し分割積層鉄心10を形成する。このようにして、所定個数の分割積層鉄心10を製造し、巻線した後、連結部19、20を介して分割積層鉄心10を連結し、係止部28に治具を介在させて分割積層鉄心10を固定し、リング状に組み立てる。
本発明は以上に述べ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形状変更、数値変更を行うこともできる。
In
The present invention is not limited to the embodiment described above, and the shape and numerical value can be changed without departing from the scope of the present invention.
10、10a、10b:分割積層鉄心、11:分割ヨーク部、12:磁極軸部、12a:磁極軸片部、13、13p、13q:磁極歯部、13a:磁極歯片部、14:磁極部、15〜18:コーナー部、19、20:連結部、21、22:分割鉄心片、23:突出部、24、25:切り込み部、26:突出部、27:かしめ部、28:係止部、30:条材、31、32:パイロット孔、33、34:スロット、35〜37:切り抜き、39:かしめ孔 10, 10a, 10b: Divided laminated iron core, 11: Divided yoke portion, 12: Magnetic pole shaft portion, 12a: Magnetic pole shaft piece portion, 13, 13p, 13q: Magnetic pole tooth portion, 13a: Magnetic pole tooth piece portion, 14: Magnetic pole portion 15-18: Corner part, 19, 20: Connection part, 21, 22: Divided core piece, 23: Projection part, 24, 25: Cut part, 26: Projection part, 27: Caulking part, 28: Locking part , 30: strip material, 31, 32: pilot hole, 33, 34: slot, 35-37: cutout, 39: caulking hole
Claims (4)
前記磁極歯部が円周方向両側に向けて半径方向の幅が狭くなり、しかも該磁極歯部の積層上端側および積層下端側の半径方向の幅が漸減して、該磁極歯部の半径方向外側と前記分割ヨーク部の半径方向内側との間隔が上下端部で徐々に広がっていることを特徴とする積層鉄心。 The core pieces are divided by caulking and laminated for each magnetic pole, and the widths of the top and bottom layers of the magnetic pole shaft are gradually reduced. The magnetic pole shaft is spread radially on both sides in the circumferential direction. A laminated core that connects a plurality of divided laminated iron cores having magnetic pole teeth that are formed in an arc shape at the radially inner end via connecting parts formed on both sides of a divided yoke part of the divided laminated core. In
The width of the magnetic pole tooth portion in the radial direction is reduced toward both sides in the circumferential direction, and the radial width of the magnetic pole tooth portion on the upper end side and the lower end side of the stack is gradually reduced. A laminated iron core characterized in that the distance between the outer side and the inner side in the radial direction of the divided yoke part gradually widens at the upper and lower ends.
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