JP2011045186A - 電機子用ヨーク及び電機子 - Google Patents

Abstract

【課題】積層された複数の電磁鋼板を有する電機子用ヨークにおいて、電機子用ヨークの磁気特性の劣化や鉄損の増加を回避又は抑制しつつ、電磁鋼板同士を強固に固着する技術を提供する。
【解決手段】電機子用ヨーク１０を構成する電磁鋼板１２のうち、第１の電磁鋼板１２１とこれに軸Ｑ方向で隣接する第２の電磁鋼板１２２とは、平面視で軸Ｑを中心とする貫通孔１４の外縁１４ｏよりも外側で、軸Ｑ方向の局所的な変形によって結合する。第１の電磁鋼板１２１が呈する面のうち第２の電磁鋼板１２２と対向する面は第２の電磁鋼板１２２へと向かって軸Ｑ方向に突出する凸部１６１を呈し、第２の電磁鋼板１２２が呈する面のうち第１の電磁鋼板１２１と対向する面は凸部１６１と平面視で対応する位置で軸Ｑ方向に陥没する凹部１８１を呈している。この凸部１６１と凹部１８１とが嵌合することによって第１の電磁鋼板１２１と第２の電磁鋼板１２２との結合を保持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電機子用ヨーク及び電機子に関し、特に、積層された電磁鋼板の複数を有する電機子用ヨークに関するものである。

例えばアキシャルギャップ型回転電機において、当該回転電機の回転軸方向に電磁鋼板を積層して、電機子のバックヨークを形成する技術が提案されており、下掲の特許文献１ないし特許文献３等に開示されている。

国際公開第０３／０４７０６９号 国際公開第０３／０４７０７０号 国際公開第２００４／０１７４８８号

複数の鋼板同士を固着する手法としては、例えばモールド（変形）によるカシメ構造による固着や、カシメピンの挿入による固着等が提案されている。このようなカシメによって鋼板同士を簡単かつ強固に固着しようとする場合には、できるだけ広い面積を呈する領域の中心に一のカシメ構造を形成することが望ましい。仮に２枚の同一の矩形状の鋼板同士を一のカシメ構造で固着する場合には、各鋼板の中心（鋼板が呈する矩形状の２つの対角線の交点）近傍にカシメ構造を形成する場合と、辺縁部近傍にカシメ構造を形成する場合とでは、前者の方が強固に固着できる。

しかしながら、電機子用ヨークに採用する場合には、鋼板同士を単に簡単かつ強固に固着するだけでは次のような問題を招来する。すなわち、電機子用ヨークを積層鋼板で形成する場合、鋼板のそれぞれは電機子用磁芯の一部を埋設するための埋設孔を呈しているものもあり、埋設孔を避けてカシメ構造を形成する必要がある。このカシメ構造が、環状に配列する電機子用磁芯の間（具体的には周方向で隣接する電機子用磁芯用の埋設孔同士の間）に位置する場合には、回転電機として動作した場合に磁束が流れる磁路に当該カシメ構造が含まれることになり、磁気特性が劣化して鉄損が増加する。

本発明は、上記課題に鑑み、積層された複数の電磁鋼板を有する電機子用ヨークにおいて、電機子用ヨークの磁気特性の劣化や鉄損の増加を回避又は抑制しつつ、電磁鋼板同士を強固に固着する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明に係る電機子用ヨークの第１の態様は、予め定められた軸（Ｑ）方向に積層した電磁鋼板（１２）の複数を備える電機子用ヨーク（１０）であって、前記電機子用ヨークは、前記軸の周りで環状に複数配置されて電機子巻線（２２）を巻回する芯として機能する電機子用磁芯（２４）の前記軸の一方側が填る貫通孔（１４）又は填込み凹部（１４ａ）を呈し、第１の前記電磁鋼板とこれに前記軸方向で隣接する第２の前記電磁鋼板とは、前記軸方向からの平面視で前記軸を中心とする前記貫通孔又は前記填込み凹部の外縁よりも外側で、前記軸方向の局所的な第１の変形（１６１，１８１）によって結合する、電機子用ヨーク（１０）である。

本発明に係る電機子用ヨークの第２の態様は、その第１の態様であって、前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）を規定する辺縁のうち少なくとも一部は、前記軸（Ｑ）と、前記第１の変形（１６１，１８１）とを結ぶ第１の線（Ｌ）上にある。

本発明に係る電機子用ヨークの第３の態様は、その第２の態様であって、前記第１の線（Ｌ）と、前記軸（Ｑ）方向からの平面視で前記軸と前記第１の線上にある前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）の前記軸を中心とする周方向（θ）中心とを結ぶ第２の線（Ｍ）とは略一致する。

本発明に係る電機子用ヨークの第４の態様は、その第１の態様であって、第３の前記電磁鋼板（１２）とこれに前記軸（Ｑ）方向で隣接する第４の前記電磁鋼板とは、前記軸方向の局所的な第２の変形（１６２，１８２）によって結合し、前記第２の変形は、前記軸方向からの平面視で、前記周（θ）方向に隣接する前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）のそれぞれに填る２つの前記電機子用磁芯（２４）の部位（２６１，２６２）同士が前記周方向で相対する面（２６１Ｓ，２６２Ｓ）のそれぞれにおいて最も前記軸に近い位置（２６１Ｎ，２６２Ｎ）同士を結ぶ直線よりも前記軸側に設けられる。

本発明に係る電機子用ヨークの第５の態様は、その第４の態様であって、前記第１の前記電磁鋼板（１２）と前記第２の前記電磁鋼板とは、前記前記第２の変形（１６２，１８２）によっても結合し、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第１の変形（１６１，１８１）の数は、前記第２の変形の数以上である。

本発明に係る電機子用ヨークの第６の態様は、その第５の態様であって、前記第１の前記電磁鋼板（１２）と前記第２の前記電磁鋼板とは、前記前記第２の変形（１６２，１８２）によっても結合し、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第１の変形（１６１，１８１）の数は、前記電機子ヨーク（１０）が呈する前記貫通孔（１４）の数の２倍あり、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第２の変形の数は、前記電機子用ヨークが呈する前記貫通孔の数のｎ（ｎ：自然数）分の２個ある。

本発明に係る電機子用ヨークの第７の態様は、その第５の態様であって、前記第１の前記電磁鋼板（１２）と前記第２の前記電磁鋼板とは、前記前記第２の変形（１６２，１８２）によっても結合し、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第２の変形の数は、前記電機子用ヨーク（１０）が呈する前記貫通孔（１４）の数の２倍あり、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第１の変形（１６１，１８１）の数は、前記貫通孔の数のｎ（ｎ：自然数）倍個ある。

本発明に係る電機子用ヨークの第８の態様は、その第１ないし第７の態様のいずれかであって、前記電機子用ヨーク（１０）は、前記軸（Ｑ）方向を法線とする面上で前記軸を中心とする環状に配列する分割体（１０ｐ）の複数を有し、複数の前記分割体は互いに略等しい形状を呈し、一の前記分割体とそれに隣接する他の前記分割体とは、前記貫通孔（１４）に対して前記軸と反対側で互いに結合する。

本発明に係る電機子用ヨークの第９の態様は、その第４ないし第８の態様のいずれかであって、前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）の前記周方向（θ）の幅は、前記軸（Ｑ）から遠離るにつれて増大する。

本発明に係る電機子の第１の態様は、本発明に係る電機子用ヨーク（１０）の第１ないし第９の態様のいずれかと、前記電機子巻線（２２）及び前記電機子用磁芯（２４）とを備える、電機子（１００）である。

本発明に係る電機子用ヨークの第１の態様によれば、磁気特性の劣化や鉄損の増加を抑制しつつ、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。

本発明に係る電機子用ヨークの第２の態様によれば、電機子用磁芯からの磁束の流れに与える第１の変形による影響を回避又は抑制しつつ、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。

本発明に係る電機子用ヨークの第３の態様によれば、電機子用磁芯からの磁束の流れに与える第１の変形による影響を更に回避又は抑制しつつ、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。

本発明に係る電機子用ヨークの第４の態様によれば、隣接する電機子用磁芯間で最短距離で流れる磁束よりも内径側で、複数の電磁鋼板同士を固定するので、磁束の流れに与える第２の凸部及び第２の凹部による影響を回避又は抑制しつつ、更に強固に電磁鋼板同士を固定できる。

本発明に係る電機子用ヨークの第５の態様によれば、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。第１の電磁鋼板とこれに軸方向で隣接する第２の電磁鋼板とを第２の変形で結合する場合、一の第２の変形と、それに隣り合う他の第２の変形との距離は、一の第１の変形と、それに隣り合う他の第１の変形との距離よりも短い。したがって、第１の変形の数と、第２の変形の数とは必ずしも同数でなくとも、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。

本発明に係る電機子用ヨークの第６の態様によれば、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。第１の電磁鋼板とこれに軸方向で隣接する第２の電磁鋼板とを第２の変形で結合する場合、一の第２の変形と、それに隣り合う他の第２の変形との距離は、一の第１の変形と、それに隣り合う他の第１の変形との距離よりも短い。したがって、第１の変形の数と、第２の変形の数とは必ずしも同数である必要はない。

本発明に係る電機子用ヨークの第７の態様によれば、複数の電磁鋼板同士を強固に固定できる。第１の電磁鋼板とこれに軸方向で隣接する第２の電磁鋼板とを第２の変形で結合する場合、一の第１の変形と、それに隣り合う他の第１の変形との距離は、一の第２の変形と、それに隣り合う他の第２の変形との距離よりも長い。したがって、第１の変形の数と、第２の変形の数とは必ずしも同数設ける必要はない。

複数の電磁鋼板を積層して電機子用ヨークを作成する場合には、電磁鋼板を所望の形状に打抜きながら順次積層していく。本発明に係る電機子用ヨークの第８の態様によれば、電磁鋼板を電機子用ヨークの形状に形成するよりも、分割体の形状に形成した後に組合せて電機子用ヨークを作成する方が、打抜きに供する電磁鋼板の大きさを小さくすることができ、所望の形状に打抜かれた後の残余の電磁鋼板の大きさを小さくすることができる。ひいては生産効率の向上に資する。

電機子用磁芯及び電機子巻線を設けた場合には、電機子用磁芯及び電機子巻線の内周側を流れる磁束の量は、外周側を流れる磁束の量よりも少ない。本発明に係る電機子用ヨークの第９の態様によれば、内周側にカラマセを設けても磁束の流れに与える影響を抑制できる。

本発明に係る電機子の第１の態様によれば、磁気特性の劣化や鉄損の増加が少ない電機子を得ることができる。

本発明の実施例１に係る電機子用ヨークの平面図である。 実施例１に係る電機子用ヨークを採用した電機子を例示する分解斜視図である。 本発明の実施例２に係る電機子用ヨークの平面図である。 実施例２に係る電機子用ヨークを採用した電機子を例示する分解斜視図である。 実施例２に係る電機子を電機子用磁芯側から見た斜視図である。 実施例２に係る電機子をバックヨーク側から見た斜視図である。 本発明の実施例３に係る電機子用ヨークの平面図である。 本発明の実施例４に係る電機子用ヨークの平面図である。 第１の変形例に係る電機子用ヨークを例示する径方向断面図である。

以下、本発明の好適な実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、図１を初めとする以下の図には、本発明に関係する要素のみを示す。

〈実施例１〉
図１及び図２に示すように、本発明の実施例１に係る電機子用ヨーク１０は、予め定められた軸Ｑを中心とする略環状の電磁鋼板１２の複数を軸Ｑ方向に積層して形成される。電機子用ヨーク１０の軸Ｑ方向の一方側には軸Ｑ方向に平行な方向を巻回軸とする電機子巻線２２の複数が配設される。電機子巻線２２のそれぞれは、電機子用磁芯２４を芯として巻回される。電機子用ヨーク１０は、電機子用磁芯２４の軸Ｑ方向の一方側たる埋設部２６が填る貫通孔１４を呈している。このような電機子１００は軸Ｑ方向で予め定められた距離の空隙を介して界磁子たる回転子（図示省略）と対向して回転電機を構成する。

なお、本願では特に断らない限り、電機子巻線２２はこれを構成する導線の１本１本を指すのではなく、導線が一纏まりに巻回された態様を指すものとする。これは図面においても同様である。また、巻始め及び巻終わりの引出線及び、それらの結線も図面においては省略している。電機子巻線２２の巻線の形態は、ボビンに巻回又は、絶縁処理を施した電機子用磁芯２４に直接巻回のいずれであっても良い。また、電機子巻線２２の巻回方法は、ワークを回転させて巻回するスピンドル巻、ノズルを旋回させて固定したワークに巻回するノズル巻等、任意である。さらに、巻回しながら又は巻回後に加熱して線同士を固着させる自己融着線を用いると好適である。また、巻回後に樹脂でモールドしても良い。

本実施例において電機子用磁芯２４は、図２に示すように軸Ｑ方向を法線とする面上で軸Ｑを中心とする径方向Ｒに電磁鋼板２１の複数を積層して形成されるが、圧粉磁芯を成形したものを用いても良い。また、貫通孔１４に埋設部２６を填込む手法は任意であるが、本実施例においては接着又は圧入によって填込んだ状態を保持しているものとする。ここでは、埋設部２６は軸Ｑ方向からの平面視（以下、単に「平面視」と称する）において電機子用磁芯２４のうち電機子巻線２２が巻回される巻回部２５よりも周方向θにおける寸法が細く設定される態様を例示している。

貫通孔１４は、主に次の２つの理由から、軸Ｑに近い側が開口している。すなわち、１つには、電機子用磁芯２４を通る磁束周りの渦電流が電機子用ヨーク１０に発生するのを回避又は抑制するためである。２つには、電機子用磁芯２４の外側に相当する部位を開口させる場合と比較して、電機子用ヨーク１０を備える電機子を回転電機の外周を覆うケース内で保持する強度が、高まるからである。

電機子用ヨーク１０を構成する電磁鋼板１２のうち、第１の電磁鋼板１２１（図２において便宜的に複数の電磁鋼板１２のそれぞれに互いに異なる符号を付した：図２では３枚の電磁鋼板１２１，１２２，１２３のみを描いているが、電磁鋼板の枚数は３枚に限定されない）とこれに軸Ｑ方向で隣接する第２の電磁鋼板１２２とは、平面視で軸Ｑを中心とする貫通孔１４の外縁１４ｏよりも外側で、軸Ｑ方向の局所的な変形によって結合する、いわゆるカラマセと呼ばれる構造を呈している。具体例を挙げれば、軸Ｑを中心とする貫通孔１４の外縁１４ｏよりも外側において、第１の電磁鋼板１２１と第２の電磁鋼板１２２とが互いに対向する面はそれぞれ次のような変形を呈している。第１の電磁鋼板１２１が呈する面のうち第２の電磁鋼板１２２と対向する面は第２の電磁鋼板１２２へと向かって軸Ｑ方向に沿って突出する凸部１６１（課題を解決するための手段における「第１の変形１６１」）を呈し、第２の電磁鋼板１２２が呈する面のうち第１の電磁鋼板１２１と対向する面は凸部１６１と平面視で対応する位置で軸Ｑ方向に沿って陥没する凹部１８１（課題を解決するための手段における「第１の変形１８１」）を呈している。本形状は、パンチを、電磁鋼板１２の厚み未満の深さだけ電磁鋼板１２に打込むことで、電磁鋼板１２を打抜くことなく、一方に凹部１８１を、他方に凸部１６１を形成する。この凸部１６１と凹部１８１とが嵌合することによって第１の電磁鋼板１２１と第２の電磁鋼板１２２，との結合を保持する。同様に第２の電磁鋼板１２２と第３の電磁鋼板１２３との結合を保持する。

貫通孔１４が軸Ｑを中心として周方向θで等間隔に規定され、貫通孔１４に填る電機子用磁芯２４が周方向θで対称形を呈するとき、凸部１６１及び凹部１８１は次の条件を満たすことが望ましい。すなわち、軸Ｑと、凸部１６１及び凹部１８１とを直線Ｌで結んだ場合、貫通孔１４を規定する辺縁のうち少なくとも一部が直線Ｌ上にあることが望ましい。換言すれば、軸Ｑを中心として貫通孔１４を規定する辺縁の外側で凸部１６１及び凹部１８１を呈していることが望ましい。さらに、軸Ｑと、貫通孔１４の軸Ｑを中心とする周方向θ中心とを結ぶ直線Ｍと、直線Ｌとが略一致することがより望ましい。

何となれば、一の電機子用磁芯２４１の周方向θ中心Ｃ（貫通孔１４の周方向θ中心と一致する）を境界として、当該境界の周方向θの一方側では一の電機子用磁芯２４１と当該一方側で隣接する他の電機子用磁芯２４２との間で磁束Ｆ１が流れ、当該境界の周方向θの他方側では一の電機子用磁芯２４１と当該他方側で隣接する他の電機子用磁芯２４３との間で磁束Ｆ２が流れる。これらの磁束Ｆ１，Ｆ２は貫通孔１４の外縁１４ｏよりも平面視で径方向Ｒの外側（電機子用ヨーク１０の外周側）に広がって流れ、一の電機子用磁芯２４１の周方向θ中心Ｃ近傍では広がらない。具体的には、電機子１００と対向する界磁子の磁石が平面視で外側ほど幅広となる扇状あるいは円弧状を呈する場合又は、本実施例のように電機子用磁芯２４が平面視で外側ほど幅広となる扇状あるいは台形状を呈する（換言すれば、平面視で軸Ｑから遠離るにつれて周方向θの幅が増大する）場合には、外側ほど多くの磁束が発生する。そのため、電機子用ヨーク１０のうち周方向θで隣接する電機子用磁芯２４同士の間では、径方向Ｒの外側に広がって磁束が流れ、一の電機子用磁芯２４１の周方向θの中心Ｃ近傍では径方向Ｒの外側には広がらない。これは他の電機子用磁芯２４２，２４３についても同様である。特に、電機子用磁芯２４が径方向Ｒに積層された鋼板で構成される場合、最も外周に位置する鋼板の外径側が呈する面には、絶縁皮膜が施されており、磁気抵抗が高く、磁束が通りにくい。さらに、電機子用磁芯２４と電機子用ヨーク１０との間には僅かな隙間があるため、磁気抵抗が高く、磁束が通りにくい。

よって、凸部１６１及び凹部１８１が、軸Ｑに対して貫通孔１４の外側、望ましくは軸Ｑに対して貫通孔１４の周方向θ中心の外側に位置していれば、凸部１６１及び凹部１８１が磁束の流れに与える影響を回避又は抑制しつつ、複数の電磁鋼板１２同士を強固に固定できる。なお、図１では便宜的に、一の電機子用磁芯２４１と、これに周方向θの一方（平面視で反時計回り）側で隣接する他の電機子用磁芯２４２と、周方向θの他方（平面視で時計回り）側で隣接する他の電機子用磁芯２４３と、２つの電機子用磁芯２４１，２４２間に流れる磁束Ｆ１と、２つの電機子用磁芯２４１，２４３間に流れる磁束Ｆ２を仮想線で示している。電磁鋼板１２を径方向Ｒに積層して電機子用磁芯２４を形成する場合、主たる磁束Ｆ３，Ｆ４は、上述した磁気抵抗の差により、一の電機子用磁芯２４１の最外周の電磁鋼板１２の外径側が呈する面の周方向θの端部から、他の電機子用磁芯２４２の外径側が呈する面の周方向θの端部に向かって径方向Ｒの外側に広がって流れる。また、巻回部２５の電機子用ヨーク１０と対向する端面から、電機子用ヨーク１０に垂直に入射する磁束Ｆ５，Ｆ６は、電機子用ヨーク１０の内部を径方向Ｒに広がって流れる。

電機子巻線２２及び電機子用磁芯２４が図２に示すように環状に配列している場合、周方向θにおいて隣接する電機子用磁芯２４同士の間に磁束が流れる。凸部１６１及び凹部１８１を貫通孔１４の外縁１４ｏよりも外側に設けることにより、隣接する電機子用磁芯２４同士の間の領域を変形させずに複数の電磁鋼板１２同士を結合させることができる。もって電機子用ヨーク１０の磁気特性の劣化や鉄損の増加を回避又は抑制しつつ、電磁鋼板１２同士を強固に固着できる。

上述のように磁束は、周方向θにおいて隣接する電機子用磁芯２４同士の間の領域に流れる。特に、平面視で電機子用磁芯２４の外側においては径方向Ｒの外側（電機子用ヨーク１０の外周側）に広がって流れる。電機子１００と対向する界磁子の磁石が外側ほど幅広となる扇状あるいは円弧状を呈する場合又は、本実施例のように電機子用磁芯２４が外側ほど幅広となる扇状あるいは台形状を呈する（換言すれば、平面視で軸Ｑから遠離るにつれて周方向θの幅が増大する）場合には、外側ほど多くの磁束が発生する。そのため、電機子用ヨーク１０のうち隣接する電機子用磁芯２４同士の間では、径方向Ｒの外側に広がって磁束が流れる。

上述のとおり、発生する磁束は径方向Ｒの内側ほど少ないので、外縁１４ｏの外側だけで凸部１６１及び凹部１８１を呈する必要はない。例えば、図１及び図２に示すように、軸Ｑに近い側（電機子用ヨーク１０の内周側）で凸部１６２及び凹部１８２（課題を解決するための手段における「第２の変形１６２，１８２」）を呈していても良い。以後、凸部１６１及び凹部１８１を「第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１」と称し、凸部１６２及び凹部１８２を「第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２」と称する。凸部１６２及び凹部１８２の構造としては、それぞれ凸部１６１及び凹部１８１の構造を採用することができる。

第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２は、周方向θで隣接する貫通孔１４の間の領域であっても良い。何となれば、電機子用ヨーク１０の内周側は、外周側に比べて界磁子の磁石の周方向θの幅が狭く、電機子用ヨーク１０を通る磁束の量が相対的に少ないため、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２を避けて磁束が流れることが十分に可能だからである。また、磁束密度が小さくなるため、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２によって磁気特性が劣化したとしても、その影響を抑制することができる。

以上のように、複数の電磁鋼板１２を軸Ｑ方向に積層して電機子用ヨーク１０を形成する場合には、平面視で貫通孔１４の外縁１４ｏよりも外側において第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１によって電磁鋼板１２同士を固着することに加えて、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２によっても電磁鋼板１２同士を固着すれば、磁束の流れに与える影響を回避又は抑制しつつ、更に強固に電磁鋼板１２同士を固着できる。

〈実施例２〉
ここでは、本発明の実施例２として主に、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２による凹凸やカラマセによって電磁鋼板１２同士を固着する場合に想定される態様について図面を参照しながら説明する。なお、上記実施例１と同様の機能を有する構成については同一符号を付してその説明を省略する。以降の実施例においても同様とする。

図３ないし図６に示すように、本発明の実施例２に係る電機子用ヨーク１０ａは、平面視で実施例１の貫通孔１４よりも、周方向θの幅が広い貫通孔１４ａを呈している。この貫通孔１４ａには貫通孔１４ａの周方向θの幅と略同じ幅の埋設部２６１ａあるいは埋設部２６２ａを有する電機子用磁芯２４ａの複数がそれぞれ填る。この電機子用磁芯２４ａのそれぞれに電機子巻線（図示省略）が巻回されることによって電機子を構成する。なお、図３においては便宜的に２つの電機子用磁芯２４ａの埋設部２６１ａ，２６２ａを代表して仮想線で示した。

埋設部２６１ａ，２６２ａの周方向θの幅を広くとることによって、具体的には、平面視で、埋設部２６１ａ，２６２ａの周方向θの幅を電機子用磁芯２４ａの巻回部２５の周方向θの幅よりも広くとれば、上記実施例１で例示した埋設部２６１，２６２を有する電機子用磁芯２４と電機子用ヨーク１０との間の磁気抵抗よりも、電機子用磁芯２４ａと電機子用ヨーク１０ａとの間の磁気抵抗を小さくすることができる。実施例１で例示した電機子用磁芯２４では巻回部２５と電機子用ヨーク１０との間を流れる磁束は、電磁鋼板１２１が延在する面の法線方向を流れるので、磁気抵抗は高い。他方、実施例２で例示する電機子用磁芯２４ａでは巻回部２５と電機子用ヨーク１０ａとの間を流れる磁束は、ほとんどが電磁鋼板１２ａの面内方向を流れるので、磁気抵抗は低い。

しかし、貫通孔１４ａの周方向θの幅を大きくとることによって、上記実施例１で示したように周方向θで隣接する電機子用磁芯２４同士の間の領域のすべてで第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２を呈することは困難な場合がある。具体的には、周方向θで隣接する電機子用磁芯２４ａ同士の間の領域が上記実施例１での当該領域よりも狭くなるために、電磁鋼板１２ａに第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２を形成するのが困難な場合がある。また、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２を形成できたとしても、両者を固着したときに作用する力によって電磁鋼板１２ａが変形してしまう可能性がある。

そこで、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２を、第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１の数よりも少なくすることによって、上記のような変形の発生を抑制することが望ましい。具体的には図３に示すように例えば、第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１は複数の貫通孔１４ａの外縁１４ｏのそれぞれの外側に１つずつ形成し、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２はそれぞれ周方向θに並ぶ領域３つのうち１つに形成する。より具体的には図３においては電機子用ヨーク１０ａが９つの貫通孔１４ａを呈しており、第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１はそれぞれ９つ形成されている。これに対して第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２は周方向θで等間隔にそれぞれ３つ形成されている。

なお、電機子用ヨーク１０ａが呈する貫通孔１４の数に応じて適宜に第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２の数を変更してもかまわないのはもちろんであるが、周方向θで等間隔に形成することが望ましい。何となれば、仮に電機子用ヨーク１０ａに外力が作用したとしても周方向θで等間隔に形成していれば外力の偏りを回避又は抑制することができる上に、仮に第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２が電機子用ヨーク１０ａの磁気特性を損なうようなことになったとしても、磁気特性の偏りを解消し得るからである。

また、図４ないし図６に示すように電機子用ヨーク１０ａは、電磁鋼板１２ａの電機子用磁芯２４ａが立設する側とは反対側において補強板３０を有している。補強板３０は、平面視で電磁鋼板１２ａの外形と略同じ形状を呈する環状部材であり、軸Ｑ方向で隣接する電磁鋼板１２ａに固定されている。補強板３０は、積層された複数の電磁鋼板１２ａの外力に対する強度を向上させつつ、電機子用磁芯２４ａの固定に資する。

具体例を挙げれば補強板３０、電機子用ヨーク１０ａを有する電機子が回転電機に採用された場合に、回転シャフト（図示省略）が遊貫する孔３１を呈し、平面視で電機子用ヨーク１０ａが呈する貫通孔１４に対応する位置において軸Ｑ方向に貫通若しくは電機子用ヨーク１０ａ側へと開口する孔３２を複数呈する。孔３２は平面視で矩形状を呈し、径方向Ｒに延在する。

電機子用磁芯２４ａは埋設部２６１ａ，２６２ａの巻回部２５とは反対側で孔３２に填る形状の補強部２７を呈する。孔３２に補強部２７を填込んで固定することによって電機子用磁芯２４ａを電機子用ヨーク１０ａに固定する。ここで、孔３２に補強部２７を填込んで固定するには、図６に示すように例えば、孔３２の辺縁と補強部２７の辺縁とを溶接によって固定しても良い。なお、電磁鋼板１２ａの補強板３０から離れる方向への移動は電機子用磁芯２４ａに巻回される電機子巻線（図示省略）が抑止できる。

〈実施例３〉
ここでは、本発明の実施例３として主に、電磁鋼板１２，１２ａを周方向θで分割する態様について図面を参照しながら説明する。

図７に示すように、本発明の実施例３に係る電機子用ヨーク１０ｂは、軸Ｑ方向を法線とする面上で軸Ｑを中心とする環状に配列する分割体１０ｐの複数を有する。分割体１０ｐは、略円弧状を呈する第１部１１と、第１部１１が呈する円弧の周方向の中心から当該円弧の焦点へと向かって突出する第２部１３とに分けて把握できる。第１部１１が複数個連結することで電機子用ヨーク１０ｂの外周を形成し、第２部１３が周方向θで隣接する貫通孔１４ａ同士の間の領域を形成する。

つまりここでは、電機子用ヨーク１０ｂが呈する貫通孔１４ａの数（図７においては９つ）と、電機子用ヨーク１０ｂを形成する分割体１０ｐの数は一致する場合が例示されている。第１部１１の周方向θの一端は周方向θに突出し軸Ｑ方向に延在する凸条１１ａを呈し、他端は周方向θに凹んで軸Ｑ方向に延在する凹条１１ｂを呈する。一の分割体１０ｐが呈する凸条１１ａとこれに隣接する他の分割体１０ｐが呈する凹条１１ｂとが嵌合する。換言すれば、一の分割体１０ｐとそれに隣接する他の分割体１０ｐとは、貫通孔１４ａに対して軸Ｑと反対側で互いに結合する。

一の分割体１０ｐは複数の電磁鋼板１２ｂを軸Ｑ方向に積層して形成される。凸条１１ａ及び凹状１１ｂのそれぞれの近傍において、第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１によって電磁鋼板１２ｂ同士が固着する。ただし、凸条１１ａ及び凹条１１ｂと、第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１とは互いに干渉しない程度に離れている。また、第２部１３の軸Ｑ側の端部において、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２によって電磁鋼板１２ｂ同士が固着する。

つまり、電機子用ヨーク１０ｂとして把握した場合には、第２の凸部１６２及び第２の凹部１８２が、貫通孔１４ａの数（ひいては電機子用磁芯の数）の２倍あり、第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１の数はそれの更に２倍ある。なお、本実施例では第１部１１の両端にそれぞれ一対の第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１を形成したが、これに限定されるものではなく、任意の数だけ形成して良い。

〈実施例４〉
ここでは、本発明の実施例４として主に、電機子用磁芯の軸Ｑに近付く方向への移動を抑制する構造を呈する態様について図面を参照しながら説明する。

図８に示すように、本発明の実施例４に係る電機子用ヨーク１０ｃは、略環状の電磁鋼板１２ｃの複数を軸Ｑ方向に積層して形成される。電機子用ヨーク１０ｃは、電機子用磁芯（図示省略）の軸Ｑ方向の一方側たる埋設部２６１ｃ，２６２ｃが填る貫通孔１４ｃを呈する。埋設部２６１ｃ，２６２ｃ及び貫通孔１４ｃは軸Ｑから遠離るにつれて周方向θの幅が増大する。なお、図８では貫通孔１４ｃのそれぞれに填る埋設部のうち２つの埋設部２６１ｃ，２６２ｃを代表して示している。

一の電磁鋼板１２ｃとこれに軸Ｑ方向で隣接する他の電磁鋼板１２ｃとは、貫通孔１４ｃの外縁１４ｏにおいて第１の凸部１６１及び第１の凹部１８１によって固着されるほか、貫通孔１４ｃの軸に近い側において第２の凸部１６２ｃ及び第２の凹部１８２ｃによっても固着されていても良い。第２の凸部１６２ｃ及び第２の凹部１８２ｃは例えば、周方向θに隣接する貫通孔１４ｃのそれぞれに填る埋設部２６１ｃ，２６２ｃ同士が周方向θで相対する面２６１Ｓ，２６２Ｓのそれぞれにおいて最も軸Ｑに近い位置２６１Ｎ，２６２Ｎ同士を結ぶ直線Ｎよりも軸Ｑ側に設けられる。電磁鋼板１２ｃのうち直線Ｎよりも軸Ｑ側の領域は周方向θの双方向に張り出しており、この張り出しによって埋設部２６１ｃ，２６２ｃ（ひいては電機子用磁芯）が軸Ｑに近付く方向へ移動することを抑制できる。

このように隣接する電機子用磁芯間で最短距離で流れる磁束よりも軸Ｑに近い側で、複数の電磁鋼板１２ｃ同士を固定すれば、磁束の流れに与える第２の凸部１６２ｃ及び第２の凹部１８２ｃによる影響を回避又は抑制しつつ、更に強固に電磁鋼板１２ｃ同士を固定できる。

〈変形例〉
以上、本発明の好適な態様について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上述の態様及び以下に示す変形例を適宜に組合せても良い。

図９（ａ）ないし（ｃ）は本発明の変形例に係る電機子用ヨーク１０の部分断面図であり、軸Ｑ方向と、軸Ｑ方向及び径方向Ｒのいずれにも垂直な方向とで規定される面における断面のうち、図９（ａ）は貫通孔１４を含む領域を、図９（ｂ）は貫通孔１４に代えて填込み凹部１４ｄを含む領域を、図９（ｃ）は貫通孔１４に代えて填込み凹部１４ｅを含む領域を、それぞれ模式的に示している。

上述の実施例１ないし実施例４では電機子用ヨーク１０，１０ｂ，１０ｃがいずれも軸Ｑ方向に貫通する貫通孔１４，１４ａ，１４ｃを呈する態様について説明したが、図９（ｂ）に示すように例えば貫通孔１４を呈する電磁鋼板１２１と貫通孔を呈さない平板な電磁鋼板１２２ｂとを軸Ｑ方向に隣接させて固着することで貫通孔１４，１４ａ，１４ｃに代えて填込み凹部１４ｄを呈する電機子用ヨーク１０ｄを採用しても良い。また、図９（ｃ）に示すように、電機子用ヨーク１０ｅが、平板な電磁鋼板１２２ｂとこれに軸Ｑ方向に隣接する電磁鋼板として軸Ｑ方向に貫通しない填込み凹部１４ｅを呈する電磁鋼板１２１ｃとを採用した態様であっても良い。

また、電機子用ヨーク１０の貫通孔の平面視形状と、電機子用磁芯２４の巻回部２５の平面視形状とが略同一であっても良い。ただし、当該貫通孔は内周に向かって開口していることが望ましい。この場合には、電機子用磁芯２４の最外周よりも外側においていわゆるカシメ構造を設けることが望ましい。

Ｌ，Ｍ，Ｎ 線
Ｑ 軸
θ 周方向
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 電機子用ヨーク
１０ｐ 分割体
１２，１２１，１２２，１２３，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 電磁鋼板
１４，１４ａ，１４ｃ 貫通孔
１４ｄ，１４ｅ 填込み凹部
１４ｏ 外縁
１６１ 第１の凸部
１６２ 第２の凸部
１８１ 第１の凹部
１８２ 第２の凹部
２２ 電機子巻線
２４ 電機子用磁芯
２６ 部位

Claims (10)

1. 予め定められた軸（Ｑ）方向に積層した電磁鋼板（１２）の複数を備える電機子用ヨーク（１０）であって、
   前記電機子用ヨークは、前記軸の周りで環状に複数配置されて電機子巻線（２２）を巻回する芯として機能する電機子用磁芯（２４）の前記軸の一方側が填る貫通孔（１４）又は填込み凹部（１４ａ）を呈し、
   第１の前記電磁鋼板（１２１）とこれに前記軸方向で隣接する第２の前記電磁鋼板（１２２）とは、前記軸方向からの平面視で前記軸を中心とする前記貫通孔又は前記填込み凹部の外縁（１４ｏ）よりも外側で、前記軸方向の局所的な第１の変形（１６１，１８１）によって結合する、
   電機子用ヨーク（１０）。
2. 前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）を規定する辺縁のうち少なくとも一部は、
   前記軸（Ｑ）と、前記第１の変形（１６１，１８１）とを結ぶ第１の線（Ｌ）上にある、
   請求項１記載の電機子用ヨーク（１０）。
3. 前記第１の線（Ｌ）と、
   前記軸（Ｑ）方向からの平面視で前記軸と前記第１の線上にある前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）の前記軸を中心とする周方向（θ）中心とを結ぶ第２の線（Ｍ）とは略一致する、
   請求項２記載の電機子用ヨーク（１０）。
4. 第３の前記電磁鋼板（１２）とこれに前記軸（Ｑ）方向で隣接する第４の前記電磁鋼板とは、前記軸方向の局所的な第２の変形（１６２，１８２）によって結合し、
   前記第２の変形は、前記軸方向からの平面視で、前記周方向（θ）に隣接する前記貫通孔（１４）又は前記填込み凹部（１４ａ）のそれぞれに填る２つの前記電機子用磁芯（２４）の部位（２６１，２６２）同士が前記周方向で相対する面（２６１Ｓ，２６２Ｓ）のそれぞれにおいて最も前記軸に近い位置（２６１Ｎ，２６２Ｎ）同士を結ぶ直線（Ｎ）よりも前記軸側に設けられる、
   請求項１記載の電機子用ヨーク（１０）。
5. 前記第１の前記電磁鋼板（１２）と前記第２の前記電磁鋼板とは、前記前記第２の変形（１６２，１８２）によっても結合し、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第１の変形（１６１，１８１）の数は、前記第２の変形の数以上である、
   請求項４記載の電機子用ヨーク（１０）。
6. 前記第１の前記電磁鋼板（１２）と前記第２の前記電磁鋼板とは、前記前記第２の変形（１６２，１８２）によっても結合し、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第１の変形（１６１，１８１）の数は、前記電機子ヨーク（１０）が呈する前記貫通孔（１４）の数の２倍あり、
   前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第２の変形の数は、前記電機子用ヨークが呈する前記貫通孔の数のｎ（ｎ：自然数）分の２個ある、
   請求項５記載の電機子用ヨーク（１０）。
7. 前記第１の前記電磁鋼板（１２）と前記第２の前記電磁鋼板とは、前記前記第２の変形（１６２，１８２）によっても結合し、前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第２の変形の数は、前記電機子用ヨーク（１０）が呈する前記貫通孔（１４）の数の２倍あり、
   前記第１の前記電磁鋼板及び前記第２の前記電磁鋼板が呈する前記第１の変形（１６１，１８１）の数は、前記貫通孔の数のｎ（ｎ：自然数）倍個ある、
   請求項５記載の電機子用ヨーク（１０）。
8. 前記電機子用ヨーク（１０ｂ）は、前記軸（Ｑ）方向を法線とする面上で前記軸を中心とする環状に配列する分割体（１０ｐ）の複数を有し、
   複数の前記分割体は互いに略等しい形状を呈し、
   一の前記分割体とそれに隣接する他の前記分割体とは、前記貫通孔（１４）に対して前記軸と反対側で互いに結合する、
   請求項１ないし請求項７のいずれか記載の電機子用ヨーク。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか記載の電機子用ヨーク（１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）と、
   前記電機子巻線（２２）及び前記電機子用磁芯（２４，２４ａ，２４ｂ）と
   を備える、電機子（１００）。
10. 前記電機子用磁芯（２４ｂ）の前記周方向（θ）の幅は、前記軸（Ｑ）から遠離るにつれて増大する、
    請求項９記載の電機子（１００）。

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