JP2015154679A - 積層コア - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、渦電流の発生を抑制し、モータの出力効率の向上を図るようにした積層コアを提供する。
【解決手段】積層コア１に関して、筒状部１１は、カシメる前において、第１の貫通孔２２に対して隙間Ｓをもって挿入されているので、筒状部１１の表面に形成されている絶縁被膜Ｐは、筒状部１１を第１の貫通孔２２内に挿入する際に、剥離することがない。そして、その後にカシメても、筒状部１１を介して、磁性板２同士が電気的に短絡する事態が起こらない。その結果、積層コア１内で渦電流の発生が抑制され、渦電流によって起こる発熱も抑制することができる。そして、筒状部１１であるがゆえに、先端の押し広げが容易であり、この押し広げによって形成されるカシメ部１１ａによって、第１の磁性板１０と第２の磁性板２０とを互いに締結させている。なお、筒状部２１と第１の貫通孔１２との関係においても、同じことが言える。
【選択図】図２

Description

本発明は、環状の磁性板をカシメによって積層方向で連結させてなる積層コアに関するものである。

従来、このような分野の技術として、特開２００３−６１２７５号公報がある。この公報に記載された積層コアは、カシメによって鉄心片(磁性板)を積層させたものである。このような積層コアを製造する際、積層された孔側鉄心片の上に、外形抜きされた第１段の突起側鉄心片を積層するにあたって、第１段の突起側鉄心片の幅中央細りカシメ突起を、孔側鉄心片の係合孔に入れてカシメる。その後、第１段の突起側鉄心片の上に、順次、孔側鉄心片を積層する。更に、外形抜きされた第２段の突起側鉄心片を積層するにあたって、第２段の突起側鉄心片の幅中央細りカシメ突起を第１段の突起側鉄心片の係合孔と孔側鉄心片の係合孔に入れてカシメる。そして、第２段の突起側鉄心片の上に孔側鉄心片を積層し、第３段の突起側鉄心片を積層してカシメる。このように、従来の積層コアにあっては、係合孔内に幅中央細りカシメ突起をカシメるように挿入させることで、鉄心片のカシメによる積層を行っている。

特開２００３−６１２７５号公報

しかしながら、前述した従来の積層コアにあっては、鉄心片(磁性板)の表面に絶縁被膜が形成されているので、カシメ突起は係合孔に圧入するように挿入されるので、圧入の際、カシメ突起の表面に形成されていた絶縁被膜が剥がれ、鉄心片同士が電気的に短絡する。これによって、積層コア内に渦電流が発生し、この渦電流によってモータの出力効率の低下を招いていた。

本発明は、渦電流の発生を抑制し、モータの出力効率の向上を図るようにした積層コアを提供することを目的とする。

本発明は、環状のコアバック部と、前記コアバック部から内方に向けて突出するティース部とからなる磁性板を積層してなる積層コアであって、
前記磁性板は、絶縁被膜を有する第１の磁性板と第２の磁性板とを含み、
前記第１の磁性板には、積層方向に突出する筒状部が形成され、前記第２の磁性板には、前記第１の磁性板の前記筒状部が挿入される第１の貫通孔が形成され、
前記筒状部が前記第１の貫通孔に対して隙間をもって挿入され、その後、前記筒状部の先端は、押し広げられてなるカシメ部を有し、このカシメ部で前記第１の磁性板と前記第２の磁性板とは互いに締結される。

この積層コアに関して、筒状部は、カシメる前において、第１の貫通孔に対して隙間をもって挿入されるので、筒状部の表面に形成されている絶縁被膜は、筒状部を第１の貫通孔内に挿入する際に、剥離することがない。そして、その後にカシメても、筒状部を介して、磁性板同士が電気的に短絡する事態が起こらない。その結果、積層コア内で渦電流の発生が抑制され、渦電流によって起こる発熱も抑制することができる。そして、筒状部であるがゆえに、先端の押し広げが容易であり、この押し広げによって形成されるカシメ部によって、第１の磁性板と第２の磁性板とを互いに締結させている。

また、前記筒状部と前記第１の貫通孔とカシメ部との協働による締結箇所は、前記コアバック部の周方向で所定間隔をもって積層方向で交互に複数回切り換えるように配置される。
このような構成を採用すると、確実に磁性体同士を締結させることができ、磁性板間に隙間が発生し難くなる。

また、前記磁性板は、絶縁被膜を有する第３の磁性板を更に含み、
前記第３の磁性板は、前記第１の磁性板と前記第２の磁性板との間に介挿されると共に、前記筒状部が隙間をもって挿入される第２の貫通孔を有する。
このような構成は、筒状部を長くして、カシメの数を低減させる効果を有し、製造効率の向上を図ることができる。

また、前記筒状部は、バーリング加工により成形されている。
このような加工により筒状部を成形することで、筒状部の成形が容易になると同時に、筒状部において、バーリングピンが当たる部分つまり筒状部の内壁面では絶縁被膜の剥がれが起こるが、筒状部の外壁面は、絶縁被膜の剥がれが起きにくい。これにより、積層コアの製造時において、たとえ筒状部が貫通孔の輪郭面と一部において接触したとしても、電気的な導通が起こり難い構造が維持される。

本発明によれば、渦電流の発生を抑制し、モータの出力効率の向上を図ることができる。

本発明に係る積層コアの第１の実施形態を示す平面図である。 図１に示された積層コアの要部拡大断面図である。 積層コアの製造方法に係る下穴成形工程を示す図である。 積層コアの製造方法に係るバーリング加工工程を示す図である。 積層コアの製造方法に係る磁性板載置工程を示す図である。 積層コアの製造方法に係るカシメ工程を示す図である。 本発明に係る積層コアの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。 本発明に係る積層コアの第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る積層コアの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２に示されるように、モータに利用される積層コア１は、表裏に絶縁被膜Ｐが塗布された環状の磁性体２を積層することにより形成されている。磁性板２は、環状のヨークを構成するコアバック部３と、コアバック部３から内方に向けて突出するティース部４と、からなる。コアバック部３の内周には、等間隔でティース部４が一体に成形されている。ティース部４は台形状をなし、ティース部４の先端はマグネット（不図示）に対峙している。そして、磁性体２は、第１の磁性板１０と第２の磁性体２０と第３の磁性板３０とを含んでいる。

第１の磁性板１０には、積層方向に突出する円筒形状の筒状部１１と第１の貫通孔１２とが形成され、筒状部１１と第１の貫通孔１２は、コアバック部３に等間隔に配置されている。同様に、第２の磁性板２０には、積層方向に突出する円筒形状の筒状部２１と第１の貫通孔２２とが形成され、筒状部２１と第１の貫通孔２２は、コアバック部３に等間隔に配置されている。そして、第１の磁性板１０と第２の磁性板２０とは、実質的に同一の形状を有し、第１の磁性板１０と第２の磁性板２０とは、第１の磁性板１０の筒状部１１が第２の磁性板２０の第１の貫通孔２２内に挿入される関係になっている。

筒状部１１は、筒状部１１をカシメる前において、第１の貫通孔２２に対して隙間をもって挿入される。その後、筒状部１１の先端は、押し広げられてなるカシメ部１１ａを有している。このカシメ部１１ａによって、第１の磁性板１０と第２の磁性板２０とは互いに締結されている。筒状部２１も同様であり、先端にはカシメ部２１ａが設けられている。カシメ部１１ａ，２１ａは、筒状部１１，２１の先端を押し広げることで形成されている。

第１の磁性板１０と第２の磁性板２０との間には、第３の磁性板３０が介挿されている。この第３の磁性板３０には、筒状部１１と第１の貫通孔１２との間隔と同じピッチをなす第２の貫通孔３１が等間隔で形成されている。そして、第３の磁性板３０の全周に渡って形成された第２の貫通孔３１は、筒状部１１が挿入される筒状部挿入孔３１ａと、カシメ部２１ａが挿入されるカシメ収容孔３１ｂと、が交互に形成されている。第３の磁性板３０の採用により、筒状部１１を長くして、カシメの数を低減させる効果を有し、製造効率の向上を図ることができる。

第１の磁性板１０と第２の磁性板２０と第３の磁性板３０とを組み付ける前において、筒状部１１，２１の直径に対して、第１の貫通孔１２，２２の径は僅かに大きくなっている。筒状部１１，２１と第１の貫通孔１２，２２とがこのような関係になっているので、筒状部１１は、第１の貫通孔２２に対して隙間をもって挿入されることになる。また、第２の貫通孔３１の筒状部挿入孔３１ａは、第１の貫通孔１２，２２と略同径である。これに対して、カシメ収容孔３１ｂは、第１の貫通孔１２，２２より大径をなしている。よって、カシメ収容孔３１ｂ内にカシメ部１１ａを適切に収容することができ、カシメ部１１ａが磁性板２から突出してしまうような事態を回避させることができるので、磁性板２間に隙間が発生し難くなる。

筒状部１１と第１の貫通孔２２とカシメ部１１ａとの協働による第１の締結箇所Ａと、筒状部２１と第１の貫通孔１２とカシメ部２１ａとの協働による第２の締結箇所Ｂとは、コアバック部３の周方向で等間隔をもって積層方向で交互に複数回切り換えるように配置される。そして、第１の締結箇所Ａと第２の締結箇所Ｂは、周方向で重複している。このような構成を採用すると、確実に磁性体２同士を締結させることができ、磁性板２間に隙間が発生し難くなる。

また、第１の締結箇所Ａが積層方向に一列に並べられた第１の締結領域Ｐ１と、第２の締結箇所Ｂが積層方向に一列に並べられた第２の締結領域Ｐ２とは、等間隔をもって交互に出現するように、コアバック部３に設けられている。第１の締結領域Ｐ１と第２の締結領域Ｐ２とが等間隔に配置される結果、磁性板２同士をバランス良く締結させることができる。

次に、積層コア１の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、前述した積層コア１の組み立て手順の概略について説明する。

図３に示されるように、表裏に絶縁被膜Ｐが塗布された磁性板１００に対して、バーリング加工を施すための下穴１０１を形成する。このとき、下穴１０１の輪郭面１０１ａには、絶縁被膜Ｐが無くなる。

図４に示されるように、下穴１０１を貫通させるように、バーリングピン１０２を下穴１０１内に差し込んで、フランジ形状の筒状部１０３を形成する。このとき、筒状部１０３の内壁面１０３ａは、バーリングピン１０２により被膜剥がれが起こるが、外壁面１０３ｂは、被膜剥がれが起こらない。また、筒状部１０３の先端面１０３ｄは、破断面であり絶縁被膜Ｐが存在しない。

図５に示されるように、筒状部１０３の径(筒状部１０３の基端側の径)よりも大きな径をもった貫通孔１１１，１２１が形成された他の２枚の磁性板１１０，１２０を用意する。磁性板１１０，１２０を磁性板１００上にそれぞれ載置し、筒状部１０３を貫通孔１１１，１２１内に挿入する。このとき、筒状部１０３の外壁面１０３ｂと貫通孔１１１，１２１の輪郭面１１１ａ，１２１ａとの間に隙間Ｓが形成されている。この隙間Ｓにより、組み立て時に、筒状部１０３の外壁面１０３ｂにおける絶縁被膜Ｐの剥がれを無くしている。

また、筒状部１０３は、バーリング加工なので、先端に行くにつれて外径が小さくなっており、つまり、筒状部１０３は、先細形状をなしており、その結果、貫通孔１１１，１２１内に筒状部１０３を挿入し易い。更には、筒状部１０３が先細形状であるから、筒状部１０３の外壁面１０３ｂと貫通孔１１１，１２１の輪郭面１１１ａ，１２１ａとの接触が起こり難く、よって、筒状部１０３の外壁面１０３ｂにおける絶縁被膜Ｐの剥離が起こり難い。

図６に示されるように、筒状部１０３の頂部に形成された開口１０３ｃ内に上方からバーリングピン１０５の先端が差し込まれ、開口１０３ｃを押し広げるようにしてカシメ部１０６が形成される。このとき、筒状部１０３は、拡径されるように外に広がるので、筒状部１０３の外壁面１０３ｂが貫通孔１１１，１２１の輪郭面１１１ａ，１２１ａに押し付けられる。

また、磁性板１２０上に載置される磁性板１３０には、カシメ部１０６が収容されるカシメ収容孔１３１が形成され、カシメ収容孔１３１は、貫通孔１１１，１２１より大径になっている。これによって、カシメ収容孔１３１内にカシメ部１０６が適切に収容されて、磁性板１３０から突出してしまうような事態を回避させることができるので、磁性板２間に隙間が発生し難くなる。また、筒状部１０３の先端面１０３ｄは絶縁被膜Ｐが破損しているが、この先端面１０３ｄは、カシメ収容孔１３１の輪郭面１３１ａに接触し難い。

前述した積層コア１に関して、筒状部１１は、カシメる前において、第１の貫通孔２２に対して隙間Ｓをもって挿入されているので、筒状部１１の表面に形成されている絶縁被膜Ｐは、筒状部１１を第１の貫通孔２２内に挿入する際に、剥離することがない。そして、その後にカシメても、筒状部１１を介して、磁性板２同士が電気的に短絡する事態が起こらない。その結果、積層コア１内で渦電流の発生が抑制され、渦電流によって起こる発熱も抑制することができる。そして、筒状部１１であるがゆえに、先端の押し広げが容易であり、この押し広げによって形成されるカシメ部１１ａによって、第１の磁性板１０と第２の磁性板２０とを互いに締結させている。なお、筒状部２１と第１の貫通孔１２との関係においても、同じことが言える。

また、バーリング加工により筒状部１１を成形することで、筒状部１１の成形が容易になると同時に、筒状部１１において、バーリングピン１０２が当たる部分つまり筒状部１１の内壁面では絶縁被膜Ｐの剥がれが起こるが、筒状部１１の外壁面は、絶縁被膜Ｐの剥がれが起きにくい。これにより、積層コア１の製造時において、たとえ筒状部１１が貫通孔２２の輪郭面と一部において接触したとしても、電気的な導通が起こり難い構造が維持される。なお、筒状部２１と貫通孔１２との関係においても、同じことが言える。

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。

図７に示される積層コア１Ａは筒状部１１，２１が長いタイプである。この場合において、第４の磁性板４０には、筒状部１１，２１に対応して等間隔に貫通孔４１が形成されている。この第４の磁性板４０は、筒状部１１，２１の長さに対応して枚数を増設させることができる。第５の磁性板５０には、筒状部挿入孔５０ａとカシメ収容孔５１ｂとが形成されている。第１の締結箇所Ａが積層方向に一列に並べられた第１の締結領域Ｐ１と、第２の締結箇所Ｂが積層方向に一列に並べられた第２の締結領域Ｐ２と、が周方向において少なくとも２つ以上必要である。

図８に示される積層コア１Ｂは筒状部１１，２１，５１が短いタイプである。この場合において、第１の締結箇所Ａが積層方向に一列に並べられた第１の締結領域Ｐ１と、第２の締結箇所Ｂが積層方向に一列に並べられた第２の締結領域Ｐ２と、第３の締結箇所Ｃが積層方向に一列に並べられた第３の締結領域Ｐ３と、が周方向において少なくとも３つ以上必要である。

筒状部１１，２１，５１は、円筒形でなくとも、断面楕円形、断面三角形、断面矩形、断面多角形の筒形状であってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ…積層コア ２，１００…磁性板 ３…コアバック部 ４…ティース部 １０…第１の磁性板 １１，２１，５１，１０３…筒状部 １１ａ，２１ａ…カシメ部 １２，２２，１１１，１２１…第１の貫通孔 ２０…第２の磁性板 ３０…第３の磁性板 ３１…第２の貫通孔 Ｓ…隙間 Ａ…第１の締結箇所 Ｂ…第２の締結箇所 Ｃ…第３の締結箇所 Ｐ１…第１の締結領域 Ｐ２…第２の締結領域 Ｐ３…第３の締結領域 Ｐ…絶縁被膜

Claims (4)

1. 環状のコアバック部と、前記コアバック部から内方に向けて突出するティース部とからなる磁性板を積層してなる積層コアであって、
   前記磁性板は、絶縁被膜を有する第１の磁性板と第２の磁性板とを含み、
   前記第１の磁性板には、積層方向に突出する筒状部が形成され、前記第２の磁性板には、前記第１の磁性板の前記筒状部が挿入される第１の貫通孔が形成され、
   前記筒状部が前記第１の貫通孔に対して隙間をもって挿入され、その後、前記筒状部の先端は、押し広げられてなるカシメ部を有し、このカシメ部で前記第１の磁性板と前記第２の磁性板とは互いに締結される、
   積層コア。
2. 前記筒状部と前記第１の貫通孔とカシメ部との協働による締結箇所は、前記コアバック部の周方向で所定間隔をもって積層方向で交互に複数回切り換えるように配置される、
   請求項１記載の積層コア。
3. 前記磁性板は、絶縁被膜を有する第３の磁性板を更に含み、
   前記第３の磁性板は、前記第１の磁性板と前記第２の磁性板との間に介挿されると共に、前記筒状部が隙間をもって挿入される第２の貫通孔を有する、
   請求項１又は２記載の積層コア。
4. 前記筒状部は、バーリング加工により成形されている、
   請求項１〜３の何れか一項に記載の積層コア。

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