JP4523779B2 - 分割積層固定子鉄心 - Google Patents

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Description

本発明は、ヨーク積層体と所定数の磁極積層体とから成り、前記ヨーク積層体に磁極積層体を連結固定することで、ヨークの径内方向に所定数の磁極を具備して成る分割積層固定子鉄心に関するものである。
図10は、電動機の固定子を構成する従来の積層固定子鉄心Aであり、この積層固定子鉄心Aは、所定枚数の鉄心片Aaをカシメ積層することにより製造され、環形状のヨーク部Ayと該ヨーク部Ayから内方に突出した所定数の磁極部Atとを有している。
上記積層固定子鉄心Aにおける各磁極部Atには、各々巻線が施されるのであるが、ヨーク部Ayが環形状を呈していることと、隣り合う磁極部At同士の間隔が狭いことから、巻線の巻回作業は極めて困難なものとなっていた。
上述した如き問題点を解決する策の1つとして、図11〜図13に示す如き分割積層固定子鉄心Bが提供されており、この分割積層固定子鉄心Bは、所定枚数のヨーク片Baをカシメ積層した1個のヨーク積層体Byと、所定枚数の磁極片Bbをカシメ積層した所定個数の磁極積層体Btとから成り、環形状を呈するヨーク積層体Byの内周に形成された連結凹部Bgに、磁極積層体Btの連結凸部Bdを嵌合させ、ヨーク積層体Byの径内側に所定個数の磁極積層体Btを組付けることにより構成されている。
ここで、ヨーク積層体Byの連結凹部Bg、および磁極積層体Btの連結凸部Bdは、それぞれアリ溝および該アリ溝に嵌合するアリによって構成されており、また他の例としては、図13に示す如くヨーク積層体Byの連結凹部BgをT字溝によって構成するとともに、磁極積層体Btの連結凸部Bdを上記T字溝に嵌合するT字突起によって構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。
上述した構成の分割積層固定子鉄心Bによれば、個々の磁極積層体Btに巻線Lを巻回したのち、ヨーク積層体Byに個々の磁極積層体Btを組付けて積層固定子鉄心Bを製造するため、個々の磁極積層体Btに対する巻線Lの巻回作業は極めて容易なものとなり、巻線Lが良好なプロポーションで磁極積層体Btに巻回されることとなる。
特開平2−7839号公報
ところで、従来の分割積層固定子鉄心Bにおいて、上述した如くアリ溝とアリ、あるいはT字溝とT字突起から構成された連結凹部Bgおよび連結凸部Bdは、それぞれヨーク積層体Byの径方向軸線、および磁極積層体Btの長手方向軸線を挟んで対称に形成されているため、ヨーク積層体Byと磁極積層体Btとを連結固定する際には、連結凹部Bgと連結凸部Bdとにおける左右の縁部を各々相互に位置合わせする必要がある。
また、上記連結凹部Bgと連結凸部Bdとは、ヨーク積層体Byと磁極積層体Btとを強固に連結固定し、かつ分割積層固定子鉄心Bの形状精度を良好なものとするべく、互いの嵌め代が出来るだけ小さく設定されている。
このため、従来の分割積層固定子鉄心Bにおいては、その製造時、連結凹部Bgに連結凸部Bdを嵌合させて、ヨーク積層体Byと磁極積層体Btとを連結固定する際に、作業者の高度な熟練と多大な作業時間とを必要とする不都合を免れ得なかった。
本発明の目的は、上述した実状に鑑みて、製造時におけるヨーク積層体と磁極積層体との組立て作業を容易に実施でき、併せて製品としての形状精度に優れた分割積層固定子鉄心を提供することにある。
上記目的を達成するべく、請求項1の発明に関わる分割積層固定子鉄心は、金属板から打抜き形成した所定枚数のヨーク片をカシメ積層して成るヨーク積層体と、金属板から打抜き形成した所定枚数の磁極片をカシメ積層して成る磁極積層体とを有し、ヨーク積層体の内周に所定個数の連結凹部を設ける一方、磁極積層体にヨーク積層体の連結凹部と嵌合する連結凸部を設け、連結凹部と連結凸部とを互いに嵌合させることにより、別途巻線を巻回またはコイル巻きボビンを装着した所定個数の磁極積層体を、ヨーク積層体に連結固定して成る分割積層固定子鉄心であって、ヨーク積層体における連結凹部の一方の内側面を、ヨーク積層体の径方向に沿った平面に形成するとともに、ヨーク積層体における連結凹部の他方の内側面を、ヨーク積層体の内周面から中間に亘って一方の内側面に平行する平行面と、中間から奥に亘って一方の内側面から遠離るように拡がる拡形面とを有し、連結凹部の一方の内側面に対して非対称に形成し、
磁極積層体における連結凸部の一方の外側面を、ヨーク積層体における連結凹部の一方の内側面と密接する平面に形成するとともに、磁極積層体における連結凸部の他方の外側面を、連結凹部の平行面に密接する平行面と、連結凹部の拡形面に密接する突起面とを有し、連結凸部の一方の外側面に対して非対称に形成し、
ヨーク積層体における連結凹部の一方の内側面、もしくは磁極積層体における連結凸部の一方の外側面を、ヨーク積層体と磁極積層体との相互の位置合わせにおける相対的な基準とし、相互に当接させながらヨーク積層体と磁極積層体とを連結固定したことを特徴としている。
また、請求項2の発明に関わる分割積層固定子鉄心は、請求項1の発明に関わる分割積層固定子鉄心において、ヨーク積層体の連結凹部に嵌合した磁極積層体の連結凸部を押圧拡形して、ヨーク積層体に磁極積層体を連結固定したことを特徴としている。
請求項1の発明に関わる分割積層固定子鉄心によれば、ヨーク積層体における連結凹部の一方の内側面を、ヨーク積層体の径方向に沿った平面とするとともに、磁極積層体における連結凸部の一方の外側面を、ヨーク積層体に磁極積層体を連結固定した状態において、ヨーク積層体における連結凹部の一方の内側面と密接する平面としたことにより、連結凹部に連結凸部を嵌合させてヨーク積層体に磁極積層体を連結固定する際、連結凹部における一方の内側面(平面)と、連結凸部の一方の外側面(平面)とを基準とすることで、上記連結凹部と連結凸部との相対的な位置合わせが容易なものとなり、もって製造時におけるヨーク積層体と磁極積層体との組立て作業を容易に実施することができる。
また、ヨーク積層体に磁極積層体を連結固定した状態において、連結凹部における一方の内側面(平面)と、連結凸部の一方の外側面(平面)とが互いに密接することで、ヨーク積層体と磁極積層体との相対的な組立て形状精度が向上することとなり、もって製品としての形状精度に優れた分割積層固定子鉄心を得ることができる。
さらに、ヨーク積層体における連結凹部の他方の内側面に、平行面と拡形面とを設ける一方、磁極積層体における連結凸部の他方の外側面に、上記連結凹部の平行面および拡形面と密接する平行面および突起面を設けたことで、ヨーク積層体に磁極積層体を連結固定した状態において、連結凹部と連結凸部との嵌合い強度が増大することとなり、もってヨーク積層体と磁極積層体との結合強度および組立て精度を向上させることができる。
請求項2の発明に関わる分割積層固定子鉄心によれば、請求項1の発明に関わる分割積層固定子鉄心と同様、製造時におけるヨーク積層体と磁極積層体との組立て作業を容易に実施でき、かつ製品としての優れた形状精度を得ることが可能となる。
さらに、ヨーク積層体の連結凹部に嵌合した磁極積層体の連結凸部を押圧拡形して、ヨーク積層体に磁極積層体を連結固定したことにより、ヨーク積層体と磁極積層体との結合強度を大幅に向上させることが可能となる。
以下、実施例を示す図面に基づいて、本発明を詳細に説明する。
図1〜図4は、本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第1の実施例を示しており、この分割積層鉄心1は、環形状を呈する1個のヨーク積層体10と、該ヨーク積層体10の径内側に組付けられた所定個数(8個)の磁極積層体20,20…とから構成されている。
上記ヨーク積層体10は、後述する如く帯状鋼板(金属板)から打抜き形成した所定枚数のヨーク片11,11…を、互いにカシメ積層することによって構成されており、上記ヨーク積層体10における内周縁部には、所定数(8箇所)の連結凹部10A,10A…が形成されている。なお、図中の符号11cは、各ヨーク片11,11…に形成されたカシメ部である。
一方、上記磁極積層体20は、後述する如く帯状鋼板(金属板)から打抜き形成した所定枚数の磁極片21,21…を、互いにカシメ積層することによって構成されており、個々の磁極積層体20における基端部には、上述したヨーク積層体10の連結凹部10Aと嵌合する連結凸部20Aが形成されている。なお、図中の符号12cは、各磁極片21,21…に形成されたカシメ部である。
図1に示す如く、上記分割積層固定子鉄心1においては、ヨーク積層体10における連結凹部10A,10A…に、磁極積層体20における連結凸部20Aを嵌合させることによって、ヨーク積層体10の径内側に所定個数の磁極積層体20,20…が連結固定されている。
ここで、上記ヨーク積層体10における連結凹部10Aは、ヨーク積層体10の内周縁部に開口する凹溝であり、その一方の内側面10aはヨーク積層体10の径方向(分割積層固定子鉄心1の径方向)に沿った平面に形成されている。
また、上記連結凹部10Aにおける他方の内側面10bは、上記一方の内側面10aに対して非対称に形成されており、内周縁部から中間に亘って一方の内側面10aに平行して拡がる平行面10pと、中間から奥方に亘って一方の内側面10aから遠離るように傾斜して拡がる拡形面10qとを有している。
一方、上記磁極積層体20における連結凸部20Aは、磁極積層体20の基端から突出する凸条であり、その一方の外側面20aは磁極積層体20の長手方向、言い換えれば分割積層固定子鉄心1の径方向(ヨーク積層体10の径方向)に沿った平面に形成されている。
また、上記連結凸部20Aにおける他方の外側面20bは、上記一方の外側面20aに対して非対称に形成されており、基部から中間に亘って一方の外側面20aに平行して拡がる平行面20pと、中間から先端に亘って一方の外側面20aから遠離るように傾斜して拡がる突起面20qとを有している。
ここで、図4に示す如く、ヨーク積層体10の連結凹部10Aに磁極積層体20の連結凸部20Aを嵌合させ、ヨーク積層体10と磁極積層体20とを互いに連結固定した状態においては、連結凹部10Aにおいて平面から成る一方の内側面10aと、連結凸部20Aにおいて平面から成る一方の外側面20aとが互いに密接している。
さらに、連結凹部10Aにおける他方の内側面10bと、連結凸部20Aにおける他方の外側面20bとが互いに密接している。詳しくは、連結凹部10Aの平行面10pおよび拡形面10qと、連結凸部20Aの平行面20pおよび突起面20qとが互いに密接している。
以下では、上述した分割積層固定子鉄心1を製造する工程の一例について説明する。
先ず、図5に示す如く、トランスファープレス(図示せず)の加工ステーションS1〜S8を経て、帯状鋼板(金属板)Wからヨーク積層体10および磁極積層体20を形成する。
すなわち、加工ステーションS1でパイロット穴P、加工ステーションS2で回転子用カシメ部Rcを形成し、加工ステーションS3で回転子片Rの外形抜き/カシメ積層を行って回転子(図示せず)を製造した後、加工ステーションS4において磁極片用カシメ部21cを形成し、次いで加工ステーションS5において磁極片21の外形抜き/カシメ積層を行って磁極積層体20(図2(a)参照)を製造する。
また、加工ステーションS6においてヨーク片用カシメ部11cを形成し、次いで遊びの加工ステーションS7を経た加工ステーションS8において、ヨーク片11の外形抜き/カシメ積層を行ってヨーク積層体10(図2(b)参照)を製造する。
なお、トランスファプレスを用いたヨーク積層体10および磁極積層体20の製造手順は、上述した実施例に限定されるものではなく、適宜に設定し得るものであることは勿論であり、またヨーク積層体10および磁極積層体20を、それぞれ専用のブレス機を用いて別個に製造することも可能である。
上述した如く、ヨーク積層体10と磁極積層体20とを製造した後、磁極積層体20に対して専用の装置(図示せず)を用いて巻線L(図1参照)を巻回する。なお、磁極積層体20に対して巻線Lを直接に巻回する以外に、別途の工程で巻線Lを巻回したボビン(図示せず)を磁極積層体20に装着しても良いことは言うまでもない。
ここで、磁極積層体20に巻線Lを巻回する際、磁極積層体20はヨーク積層体10から分離した状態にあるので、磁極積層体20に対する巻線Lの巻回作業は極めて容易なものとなり、これによって巻線Lが良好なプロポーションで巻回されることとなる。
所定個数の磁極積層体20に対する巻線Lの巻回が完了した後、ヨーク積層体10における連結凹部10Aに対して、磁極積層体20における連結凸部20Aを、ヨーク積層体10の軸心方向に沿って嵌め入れることによって、ヨーク積層体10と磁極積層体20とを互いに連結固定させる。
このとき、平面から形成されている連結凹部10Aの一方の内側面10aに、同じく平面から構成されている連結凸部20Aの一方の外側面20aを当接させつつ、ヨーク積層体10の連結凹部10Aに対して磁極積層体20の連結凸部20Aを嵌め入れることによって、言い換えれば連結凹部10Aの一方の内側面(平面)10a、もしくは連結凸部20Aの一方の外側面(平面)20aを、相互の位置合わせにおける相対的な基準とすることによって、連結凹部10Aと連結凸部20Aとの相対的な位置合わせが容易なものとなり、もって製造時におけるヨーク積層体10と磁極積層体20との組立て作業を容易に実施することができる。
上述した如く、ヨーク積層体10の連結凹部10Aに磁極積層体20の連結凸部20Aを嵌め入れ、ヨーク積層体10と磁極積層体20とを互いに連結固定させることにより、分割積層固定子鉄心1における磁極積層体20,20…に各々巻線Lの巻回された電動機の固定子が完成することとなる。
ここで、ヨーク積層体10に対して磁極積層体20を連結固定した状態では、連結凹部10Aにおいて平面から成る一方の内側面10aと、連結凸部20Aにおいて平面から成る一方の外側面20aとが互いに密接することとなり、このためヨーク積層体10と磁極積層体20との相対的な組立て形状精度が向上し、もって製品としての形状精度に優れた分割積層固定子鉄心1を得ることができる。
さらに、ヨーク積層体10に対して磁極積層体20を連結固定した状態では、上述した如く連結凹部10Aの一方の内側面10aと、連結凸部20Aの一方の外側面20aとが互いに密接しているとともに、連結凹部10Aにおける他方の内側面10bを構成する平行面10pおよび拡形面10qと、連結凸部20Aにおける他方の外側面20bを構成する平行面20pおよび突起面20qとが互いに密接していることにより、連結凹部10Aと連結凸部20Aとの嵌合い強度が増大し、もってヨーク積層体10と磁極積層体20との結合強度および組立て精度が向上することとなる。
図6は、本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第2の実施例を示しており、この分割積層固定子鉄心1′は、ヨーク積層体10′の連結凹部10A′に、磁極積層体20′の連結凸部20A′を嵌合させて、ヨーク積層体10′と磁極積層体20′とを連結するとともに、上記連結凸部20A′における先端部20Aa′(図中のクロスハッチ領域)を押圧拡形している。
ここで、上述した分割積層固定子鉄心1′の構成は、連結凸部20A′の先端部20Aa′を押圧拡形している以外、第1の実施例に示した分割積層固定子鉄心1と何ら変わるところはない。
上記構成の分割積層固定子鉄心1′によれば、第1の実施例に示した分割積層固定子鉄心1と同様、製造時におけるヨーク積層体と磁極積層体との組立て作業を容易に実施でき、かつ製品としての優れた形状精度が得られるとともに、連結凸部20A′を押圧拡形してヨーク積層体10′に磁極積層体20′を連結固定したことで、ヨーク積層体10′と磁極積層体20′との結合強度を大幅に向上させることが可能となる。
なお、連結凸部20A′を押圧拡形する部位は、実施例に示した先端部20Aa′のみに限定されるものではなく、連結凸部20A′の周縁における一部/全部、あるいは連結凸部20A′の全域を押圧拡形しても良いことは勿論である。
図7は、本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第3の実施例を示しており、この分割積層固定子鉄心100は、ヨーク積層体110における連結凹部110Aの奥方側部が矩形状に拡形している一方、磁極積層体120における連結凸部120Aの先端側部が矩形状に突出している。
そして、ヨーク積層体110における連結凹部110Aの一方の内側面110aはヨーク積層体110の径方向に沿った平面に形成され、連結凹部110Aの他方の内側面110bは平行面110pと拡形面110qとを有しており、また磁極積層体120における連結凸部120Aの一方の外側面120aは磁極積層体120の長手方向(ヨーク積層体110の径方向)に沿った平面に形成され、連結凸部120Aの他方の外側面120bは平行面120pと突起面120qとを有している。
図8は、本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第4の実施例を示しており、この分割積層固定子鉄心200は、ヨーク積層体210における連結凹部210Aの奥方側部が半月状に拡形している一方、磁極積層体220における連結凸部220Aの先端側部が半月状に突出している。
そして、ヨーク積層体210における連結凹部210Aの一方の内側面210aはヨーク積層体210の径方向に沿った平面に形成され、連結凹部210Aの他方の内側面210bは平行面210pと拡形面210qとを有しており、また磁極積層体220における連結凸部220Aの一方の外側面220aは磁極積層体220の長手方向(ヨーク積層体210の径方向)に沿った平面に形成され、連結凸部220Aの他方の外側面220bは平行面220pと突起面220qとを有している。
図9は、本発明に関わる分割積層固定子鉄心に近似した実施例を示しており、この分割積層固定子鉄心300は、ヨーク積層体310における連結凹部310Aの一方の内側面310aがヨーク積層体310の径方向に沿った平面に形成され、連結凹部310Aの他方の内側面310bがヨーク積層体310の径方向に対して傾斜した平面に形成されており、また磁極積層体320における連結凸部320Aの一方の外側面320aは磁極積層体320の長手方向(ヨーク積層体310の径方向)に沿った平面に形成され、連結凸部320Aの他方の外側面320bは傾斜した平面に形成されている。
ここで、上述した分割積層固定子鉄心100、分割積層固定子鉄心200、および分割積層固定子鉄心300の構成は、連結凹部および連結凸部に関わる形状以外、第1の実施例である分割積層固定子鉄心1と何ら変わるところはない。
上述した、各々の分割積層固定子鉄心100、200、300においても、第1の実施例に示した分割積層固定子鉄心1と同様、製造時におけるヨーク積層体と磁極積層体との組立て作業を容易に実施することができ、また製品としての形状精度に優れた分割積層固定子鉄心を得ることができ、さらにヨーク積層体と磁極積層体との結合強度および組立て精度を向上させることができる。
また、各々の分割積層固定子鉄心100、200、300においても、図6に示した分割積層固定子鉄心1′の如く、連結凸部を押圧拡形してヨーク積層体に磁極積層体を連結固定することにより、ヨーク積層体と磁極積層体との結合強度を大幅に向上させることが可能となる。
なお、ヨーク積層体における連結凹部の形状、および磁極積層体における連結凸部の形状は、上述した各実施例に限定されるものではなく、分割積層固定子鉄心の形状等、諸条件に基づいて適宜に設定し得るものであることは言うまでもない。
また、上述した実施例においては、環形状を呈するヨーク積層体と8個の磁極積層体から成る分割積層固定子鉄心を例示しているが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な構成の分割積層固定子鉄心においても有効に適用し得ることは勿論である。
本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第1の実施例を示す全体平面図。 (a)および(b)は、図1に示した分割積層固定子鉄心における磁極積層体およびヨーク積層体を示す外観斜視図。 (a)および(b)は、図1に示した分割積層固定子鉄心におけるヨーク積層体の連結凹部および磁極積層体の連結凸部を示す要部拡大平面図。 図1に示した分割積層固定子鉄心におけるヨーク積層体と磁極積層体との連結固定態様を示す要部拡大平面図。 図1に示した分割積層固定子鉄心の磁極積層体およびヨーク積層体を製造する際の金属板の打抜き工程を示す平面図。 本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第2の実施例を示すヨーク積層体および磁極積層体の要部拡大平面図。 本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第3の実施例を示すヨーク積層体および磁極積層体の要部拡大平面図。 本発明に関わる分割積層固定子鉄心の第4の実施例を示すヨーク積層体および磁極積層体の要部拡大平面図。 本発明に関わる分割積層固定子鉄心に近似した実施例を示すヨーク積層体および磁極積層体の要部拡大平面図。 従来の積層固定子鉄心を示す全体斜視図。 従来の分割積層固定子鉄心を示す全体平面図。 図11に示した従来の分割積層固定子鉄心におけるヨーク積層体と磁極積層体との要部拡大平面図。 従来の他の分割積層固定子鉄心におけるヨーク積層体と磁極積層体とを示す要部拡大平面図。
符号の説明
1…分割積層固定子鉄心、
10…ヨーク積層体、
10A…連結凹部、
10a…一方の内側面、
10b…他方の内側面、
10p…平行面、
10q…拡形面、
11…ヨーク片、
20…磁極積層体、
20A…連結凸部、
20a…一方の外側面、
20b…他方の外側面、
20p…平行面、
20q…突起面、
21…磁極片、
L…巻線、
W…帯状鋼板(金属板)。

Claims (2)

  1. 金属板から打抜き形成した所定枚数のヨーク片をカシメ積層して成るヨーク積層体と、前記金属板から打抜き形成した所定枚数の磁極片をカシメ積層して成る磁極積層体とを有し、前記ヨーク積層体の内周に所定個数の連結凹部を設ける一方、前記磁極積層体に前記ヨーク積層体の前記連結凹部と嵌合する連結凸部を設け、前記連結凹部と前記連結凸部とを互いに嵌合させることにより、別途巻線を巻回またはコイル巻きボビンを装着した所定個数の前記磁極積層体を、前記ヨーク積層体に連結固定して成る分割積層固定子鉄心であって、
    前記ヨーク積層体における前記連結凹部の一方の内側面を、前記ヨーク積層体の径方向に沿った平面に形成するとともに、前記ヨーク積層体における前記連結凹部の他方の内側面を、前記ヨーク積層体の内周面から中間に亘って前記一方の内側面に平行する平行面と、中間から奥に亘って前記一方の内側面から遠離るように拡がる拡形面とを有し、前記連結凹部の一方の内側面に対して非対称に形成し、
    前記磁極積層体における前記連結凸部の一方の外側面を、前記ヨーク積層体における前記連結凹部の一方の内側面と密接する平面に形成するとともに、前記磁極積層体における前記連結凸部の他方の外側面を、前記連結凹部の前記平行面に密接する平行面と、前記連結凹部の前記拡形面に密接する突起面とを有し、前記連結凸部の一方の外側面に対して非対称に形成し、
    前記ヨーク積層体における前記連結凹部の一方の内側面、もしくは前記磁極積層体における前記連結凸部の一方の外側面を、前記ヨーク積層体と前記磁極積層体との相互の位置合わせにおける相対的な基準とし、相互に当接させながら前記ヨーク積層体と前記磁極積層体とを連結固定したことを特徴とする分割積層固定子鉄心。
  2. 前記ヨーク積層体の前記連結凹部に嵌合した前記磁極積層体の前記連結凸部を押圧拡形して、前記ヨーク積層体に前記磁極積層体を連結固定したことを特徴とする請求項1記載の分割積層固定子鉄心。
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