JP2008136305A - 積層鉄心 - Google Patents

Abstract

【課題】分割積層鉄心同士の連結が容易で、形状精度よく、連結強度が強い分割積層鉄心から構成される積層鉄心を提供する。
【解決手段】かしめ積層された所定個数の分割積層鉄心１３を、隣り合う分割積層鉄心１３の両側に形成された連結部１４、１５を介して連結し環状に形成した積層鉄心１３において、分割鉄心片２０、２１は分割ヨーク片部２３の両側に、半径方向外側および内側の縁部３１、３２を残して円周方向に切欠いた窪み部３３を有する縁付き凹部２５と、半径方向外側および内側の縁部２６、２７を残して円周方向に突出する突出部２８を有する縁付き凸部２４とをそれぞれ備え、分割積層鉄心１３の両側に形成される連結部１４、１５は、縁付き凹部２５と縁付き凸部２４とを所望積層厚ずつ交互に積層して分割ヨーク部１６の半径方向内に凹部と凸部がともに形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、モータの固定子に用いられる積層鉄心に係り、特に、ヨーク部を１または２以上の磁極部毎に分割した分割積層鉄心を連結部を介して組み合わせてなる積層鉄心に関する。

積層鉄心の磁極への巻線は、積層鉄心を分割積層鉄心から組み立てて形成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。分割積層鉄心は例えば磁極片毎にヨーク（正確にはヨーク片）を分割した分割鉄心片をかしめ積層して形成される。該分割積層鉄心は両端に形成された連結部により、分割積層鉄心同士が連結され環状の積層鉄心が製造される。そして、分割積層鉄心は連結を作業性よく行うこと、強度的に強く連結すること、また、形状精度よく連結することが重要であり、従来から幾つか提案されている。

例えば、特許文献１に記載された積層鉄心においては、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、積層鉄心６０を複数に分割した分割積層鉄心６１の両端部に厚みのある凹部６４および凸部６５を有する連結部６２、６３を形成し、連結作業が容易にできるようにしている。なお、６８は磁極部を、６９はヨーク部を示す。
また、特許文献２には、図６に示すようにコアブロック（分割積層鉄心と同義）７０の外周面端側に突出した突出折曲片７１と切欠部７２を交互に有してなる櫛状部分７３、７４を形成し、隣りのコアブロック７０と櫛状部分７３、７４を入り組ませて接続し、上層または下層の突出折曲片７１を折曲げて溝部７５に入れて連結するようにしている。これによるとコアブロック７０の接する面を密着させて連結でき、溶接等を使用しなくてよいといわれている。なお、７６は磁極部を、７７は分割ヨーク部を示す。

特開平１０−７５５５２号公報 特開２０００−２９５８０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の分割積層鉄心６１の連結部６２、６３は積層された分割鉄心片の分割ヨーク片部の長さの差異によって形成された単なる凸凹であるから、連結強度が十分に強くない。
また、特許文献２においては、コアブロック７０同士を櫛状部分７３、７４を入り組ませて連結した後、突出折曲片７１を折曲げて溝部７５に入れねばならず、積層鉄心の製造に手間を余分に要する。また、連結部となる櫛状部分７３、７４はコアブロック７０の外周面側だけにあるので、連結強度が強くならないおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、分割積層鉄心同士の連結が容易で、且つ形状精度がよく、連結強度が強い分割積層鉄心から構成される積層鉄心を得ることを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係る積層鉄心は、ヨーク（正確には、環状のヨーク片）を１または２以上の磁極片毎に分割した分割鉄心片が、かしめ部を介して所定枚数までかしめ積層された所定個数の分割積層鉄心を、隣り合う前記分割積層鉄心の両側に形成された連結部を介して連結し環状に形成した積層鉄心において、
前記分割鉄心片は分割ヨーク片部の両側に、半径方向外側および内側の縁部を残して円周方向に切欠いた窪み部を有する縁付き凹部と、半径方向外側および内側の縁部を残して円周方向に突出し前記窪み部に形状が一致する突出部を有する縁付き凸部とをそれぞれ備え、
前記分割積層鉄心の両側に形成される前記連結部は、前記縁付き凹部と前記縁付き凸部とを所望積層厚ずつ交互に積層して分割ヨーク部の半径方向内に凹部と凸部がともに形成されている。

ここで、本発明の積層鉄心において、前記窪み部および前記突出部は平面視して、頂部が丸くなった三角形または半円形としてもよい。
また、本発明の積層鉄心において、平面視した前記窪み部および前記突出部の底辺の幅は、前記分割ヨーク片部の半径方向幅の０．４〜０．８倍の範囲にするのが好ましい。

本発明に係る積層鉄心は、ヨークを１または２以上の磁極片毎に分割した分割鉄心片が、かしめ部を介して所定枚数までかしめ積層された所定個数の分割積層鉄心を、隣り合う分割積層鉄心の両側に形成された連結部を介して連結し環状に形成した積層鉄心において、分割鉄心片は分割ヨーク片部の両側に、半径方向外側および内側の縁部を残して円周方向に切欠いた窪み部を有する縁付き凹部と、半径方向外側および内側の縁部を残して円周方向に突出し窪み部に形状が一致する突出部を有する縁付き凸部とをそれぞれ備え、分割積層鉄心の両側に形成される連結部は、縁付き凹部と縁付き凸部とを所望積層厚ずつ交互に積層して分割ヨーク部の半径方向内に凹部と凸部がともに形成されているので、隣り合う分割積層鉄心の連結は、それぞれの連結部の縁付き凹部と縁付き凸部が隣りの分割積層鉄心の連結部の縁付き凸部と縁付き凹部に相互に受入れ合って強く連結される。
また、縁付き凹部および縁付き凸部には、それぞれ半径方向内側および外側に、分割積層鉄心の端部となってそれぞれ当接する縁部が設けられているので、隣り合う分割積層鉄心の位置がこの対向する縁部の位置で決定され、組み立てが容易となる。さらに組み立てた積層鉄心の形状精度がすぐれる。

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。
ここで、図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の平面図および正面図、図２は同積層鉄心を構成する分割積層鉄心の斜視図、図３（Ａ）、（Ｂ）は同分割積層鉄心を構成する分割鉄心片の平面図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心を構成する分割積層鉄心の斜視図である。

図１（Ａ）、（Ｂ）、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心１０は、ヨーク部１１を磁極部１２毎に分割した複数（この実施の形態では１６個）の分割積層鉄心１３を連結部１４、１５を介して連結して構成されている。なお、分割積層鉄心１３の状態で各磁極部１２には巻線が施され、最終製品（即ち、固定子）は巻線が施された状態で環状に連結されているが、巻線については周知であるので、以下の説明では省略する。

分割積層鉄心１３は、外周が円弧状となって内側が直線状となった分割ヨーク部１６と、分割ヨーク部１６の内側中央に一体的に設けられている磁極部１２とを有し、磁極部１２は磁極軸部１８と内側円弧状の磁極歯部１９とを有している。磁極歯部１９の曲率半径中心位置と、分割ヨーク部１６の曲率半径中心位置は同一位置（以下、回転中心という）にある。そして、この実施の形態では分割ヨーク部１６の内側は直線状となっているが、分割ヨーク部の内側を円弧状とし、その曲率半径の中心位置を回転中心と同一にすることもできる。

分割積層鉄心１３は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、平面視して形状の異なる２種類の分割鉄心片２０、２１を複数枚ずつ交互に積層し、かしめ部２２を介してそれぞれの分割鉄心片２０、２１が連結されている。そして、分割鉄心片２０においては、分割ヨーク片部２３の一方（右側）に縁付き凸部２４を、他方（左側）には縁付き凹部２５を有している。縁付き凸部２４は分割ヨーク片部２３の一方の端部の中央に、半径方向外側および内側に縁部２６、２７を残して円周方向に突出して形成された突出部２８を有している。この突出部２８は頂部２９が丸くなった三角形状（例えば、二等辺三角形、直角二等辺三角形、その他、半円形、半楕円形でもよい）となっている。この実施の形態においては、縁部２６、２７は直線状（即ち、同一直線状にある）となって、その延長線上に回転中心がある。

分割ヨーク片部２３の他方側にある縁付き凹部２５は、分割ヨーク片部２３の他方の端部の中央に、半径方向外側および内側に縁部３１、３２を残して円周方向に切欠いて形成された窪み部３３を有している。この窪み部３３は頂部（底部）３４が丸くなった三角形状（例えば、二等辺三角形、直角二等辺三角形、その他、半円形、半楕円形でもよい）となっている。この実施の形態においては、縁部３１、３２は直線状（即ち、同一直線状にある）となって、その延長線上に回転中心がある。なお、突出部２８と窪み部３３は同一形状となって、隣り合う分割鉄心片２０の縁部２６、２７と縁部３１、３２を当接した場合、窪み部３３に突出部２８が隙間なく嵌入する形状となっている。

分割鉄心片２１（詳細には分割ヨーク片部２３）の両端部は、分割鉄心片２０と左右逆対称（即ち、裏返し対称）に形成されているので、同一の番号を付してその詳しい説明を省略する。
分割鉄心片２０、２１には、平面視して同一位置にかしめ部２２が設けられている。このかしめ部２２は周知の半抜きかしめが使用されているが、周知のＶ形かしめ、切り起しかしめであってもよい。なお、分割積層鉄心１３の最下部に位置する分割鉄心片２０、２１においては、半抜きかしめの代わりに、半抜きかしめと同一形状のかしめ孔が形成されている。

突出部２８および窪み部３３の底辺（即ち、縁部２６、２７、縁部３１、３２と同一線上にある部分）の長さは分割ヨーク片部２３の半径方向の幅の０．４〜０．８倍の長さを有する。そして、突出部２８および窪み部３３はこの実施の形態においては、分割ヨーク片部２３の半径方向中心位置になるが、縁部２６、２７、縁部３１、３２を分割ヨーク片部２３の半径方向の幅の０．０５倍以上の範囲で残した状態で偏心させて形成してもよい。このように構成することによって、縁部２６、２７、縁部３１、３２によって隣り合う分割積層鉄心１３の位置を確実にすることができるとともに、縁付き凸部２４と縁付き凹部２５との嵌合で隣合う分割積層鉄心１３の嵌合および磁気的結合を密にできる。

分割鉄心片２０、２１の分割ヨーク片部２３の中央で半径方向外側には、この積層鉄心１０を治具に固定する場合に使用する掛止溝３５が設けられている。この掛止溝３５は入口より内側が広い蟻溝となっている。また、分割鉄心片２０、２１には、当然のことながら、分割積層鉄心１３を平面視した場合の磁極部１２と同一形状の磁極片３６が設けられている。

分割鉄心片２０、２１のかしめ積層にあっては、例えば２〜１０枚のいずれかにあるＮ枚の分割鉄心片２０と、これと同数のＮ枚の分割鉄心片２１をＮ枚づつ交互に積層する。これによって、図２に示すように、分割ヨーク部の半径方向内に縁付きの凹部と凸部をともに有する櫛歯状の連結部１４、１５が形成され、分割積層鉄心１３の同一高さ位置では、一方が凹部、他方が凸部になって、相互に密着係合して、図１に示すような積層鉄心１０が形成できる。

前記第１の実施の形態においては、各分割鉄心片２０、２１の磁極片３６の形状は同一であったので、分割積層鉄心１３の磁極軸部１８および磁極歯部１９は上下（分割鉄心片の積層方向）にストレートであったが、図４に示す本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心を構成する分割積層鉄心４０においては、磁極部４１を構成する磁極軸部４２の上下端部の角が丸くなっている。また、磁極部４１の半径方向内側にある磁極歯部４３の半径方向外側の上下端部の角が丸く形成されている。これによって、磁極部４１に巻線を施す場合、磁極軸部４２または磁極歯部４３の角に巻線が当たって疵が付きにくいという利点がある。
その他の構成要素については、第１の実施の形態に係る積層鉄心１０の分割積層鉄心１３と同一であるので、同一の番号を付してその詳しい説明を省略する。

（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の平面図および正面図である。 同積層鉄心を構成する分割積層鉄心の斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同分割積層鉄心を構成する分割鉄心片の平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心を構成する分割積層鉄心の斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来例に係る積層鉄心の説明図である。 従来例に係る積層鉄心の説明図である。

符号の説明

１０：積層鉄心、１１：ヨーク部、１２：磁極部、１３：分割積層鉄心、１４、１５：連結部、１６：分割ヨーク部、１８：磁極軸部、１９：磁極歯部、２０、２１：分割鉄心片、２２：かしめ部、２３：分割ヨーク片部、２４：縁付き凸部、２５：縁付き凹部、２６、２７：縁部、２８：突出部、２９：頂部、３１、３２：縁部、３３：窪み部、３４：頂部、３５：掛止溝、３６：磁極片、４０：分割積層鉄心、４１：磁極部、４２：磁極軸部、４３：磁極歯部

Claims (3)

1. ヨークを１または２以上の磁極片毎に分割した分割鉄心片が、かしめ部を介して所定枚数までかしめ積層された所定個数の分割積層鉄心を、隣り合う前記分割積層鉄心の両側に形成された連結部を介して連結し環状に形成した積層鉄心において、
   前記分割鉄心片は分割ヨーク片部の両側に、半径方向外側および内側の縁部を残して円周方向に切欠いた窪み部を有する縁付き凹部と、半径方向外側および内側の縁部を残して円周方向に突出し前記窪み部に形状が一致する突出部を有する縁付き凸部とをそれぞれ備え、
   前記分割積層鉄心の両側に形成される前記連結部は、前記縁付き凹部と前記縁付き凸部とを所望積層厚ずつ交互に積層して分割ヨーク部の半径方向内に凹部と凸部がともに形成されていることを特徴とする積層鉄心。
2. 請求項１記載の積層鉄心において、前記窪み部および前記突出部は平面視して、頂部が丸くなった三角形または半円形であることを特徴とする積層鉄心。
3. 請求項１および２のいずれか１項に記載の積層鉄心において、平面視した前記窪み部および前記突出部の底辺の幅は、前記分割ヨーク片部の半径方向幅の０．４〜０．８倍の範囲にあることを特徴とする積層鉄心。

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