JP4687433B2

JP4687433B2 - モーター用コア

Info

Publication number: JP4687433B2
Application number: JP2005355678A
Authority: JP
Inventors: 康浩遠藤; 良治水谷; 和高立松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: JP2007166681A

Description

本発明は、圧粉コアからなるモーター用コアに関する。

モーター用コアとして、絶縁性結着剤で結着された鉄等の磁性粉体を加圧成形した圧粉コアが用いられている。圧粉コアは、電磁鋼板を積層して得られるコアと比較して、複雑な形状に成形し易いという利点を有しており、多用されている。

例えば、特許文献１には、周方向に分割された複数個の部分からなる圧粉コアが開示されている。該圧粉コアは、複数個の部分を環状に接触配置してなり、円筒状のハウジング内に収納して使用される。該ハウジングは、複数個の部分からなる圧粉コアを、外側から締結し、固定している。

特開２００４−３２８９６５号公報

上記圧粉コアは、ハウジング（締結部材）により締結、固定されるため、外側から所定の圧縮応力を受ける。その為、圧粉コアの内部には歪みが生じやすく、その歪みの発生によりヒステリシス損が大きくなり、ひいては鉄損が大きくなるという問題があった。

本発明に係るモーター用コアは、絶縁性結着樹脂で結着した磁性金属粉を、加圧成型して得られる圧粉コアからなるモーター用コアであって、該コアは、環状基部と、環状基部の内側に突設され、コイルが巻回される複数のコイル巻回部と、を有し、円周方向に分割された複数の部分コアからなり、部分コアは、部分環状基部と、部分環状基部の内側に突設する少なくとも１個のコイル巻回部と、部分環状基部の上面における円周方向の両端部に形成された接合凸部と、を有し、部分コア同士の接合は、一方の部分コアの接合凸部と、隣接する他方の部分コアの接合凸部とを付き合わせ、当該接合凸部同士を溶接することにより行われることを特徴とする。

前記モーター用コアにおいて、部分環状基部の一方の側面には、面の上下よりも中央部が突出した凸部が設けられ、部分環状基部の他方の側面には、面の上下よりも中央部が凹んだ凹部が設けられ、隣接する部分コアの凸部及び凹部が嵌合されることが望ましい。

本発明によれば、鉄損の小さな圧粉コアからなるモーター用コアを提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。まず図１〜図３を用いて、本発明の第一実施形態に係るモーター用コアを説明する。図１は、第一実施形態に係るモーター用コアの斜視図を示す。該コア１は、環状基部２と、環状基部２の内側に突設され、コイルが巻回される複数のコイル巻回部３からなる。

図２に示されるように、該コア１は、円周方向に分割された複数個の部分コア４からなる。部分コア４は、環状基部２が円周方向に分割された部分環状基部５と、部分環状基部５の内側に突設する少なくとも１個のコイル巻回部３からなる。なお本実施形態に係る部分コア４はコイル巻回部３を１個のみ備えるが、他の実施形態においては２個以上のコイル巻回部３を備えるものであっても良い。コイル巻回部３は、コイルが巻回される領域であるコイル巻回領域部６と、コイル巻回領域部６の終端に位置し、コイル巻回領域部６よりも、環状基部２の円周方向に幅広くなっている周端部７からなる。このコイル巻回部３のコイル巻回領域部６にコイルが集中巻きされるが、通常、コイル巻回部３またはコイル巻回領域部６をプラスチック等の絶縁材料で被覆される。

部分コア４は、図２に示されるように、部分環状基部５の両側面８，８における上端部（部分環状基部５の上面における円周方向の両端部）に、接合凸部１０を備える。本実施形態において、部分コア４同士の固定は、一方の部分コア４の接合凸部１０と、隣接する他方の部分コア４の接合凸部１０とを付き合わせ、接合凸部１０を溶接することにより行われる。溶接方法としては、アーク溶接、ガス溶接、ＴＩＧ溶接、ＭＩＧ溶接、レーザー溶接、ロウ付け等の通常の溶接方法を適用することができる。

図３は、接合凸部１０の溶接により固定された部分コア４の斜視図を示す。本発明に係るモーター用コア１の部分コア４同士の固定は、一方の部分コア４の部分環状基部５の側面８と、隣接する他方の部分コア４の部分環状基部５の側面８との接触面１１において、接触面１１の外周を溶接することにより行われる。また接合凸部１０は、接触面１１の外周の少なくとも一部に設けられる。なお、所望により、接合凸部１０を設けることなく、接触面１１の外周の一部または全部を溶接してもよい。

溶接個所において磁性粉末が集合し、その集合が、うず電流を発生させる原因となる場合がある。うず電流損は鉄損の原因となる。うず電流損の影響を少なくするため、接触面１１の外周において接合凸部１０同士を溶接して固定することが望ましい。

本実施形態に係る、複数の部分コア４からなるモーター用コア１は、例えば、絶縁性結着剤で結着した磁性金属粉を、所定の金型を用いて加圧成形することにより製造される。磁性金属粉としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、鉄−シリコン系合金、鉄−窒素系合金、鉄−ニッケル系合金、鉄−炭素系合金、鉄−ホウ素系合金、鉄−コバルト系合金、鉄−リン系合金、鉄−ニッケル−コバルト系合金、鉄−アルミニウム−シリコン系合金等が用いられる。

絶縁性結着剤としては、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、エポキシ樹脂等の有機系絶縁性結着剤、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、水ガラス、低融点ガラス等の無機系絶縁性結着剤を用いることが出来る。

磁性金属粉を絶縁性結着剤で結着した本実施形態に係るコア１（部分コア４）は、磁性金属粉同士の間隔（絶縁性結着剤の厚み）が、０．００５μｍ〜２０μｍの範囲であることが好ましい。当該間隔が０．００５μｍ未満であると、磁性金属粉間の渦電流損失の低減を図ることが困難となり、当該間隔が２０μｍを超えると、絶縁材料（絶縁性結着剤）の割合が過剰となり、所望の磁束を得ることが出来ない。

部分コア４は、例えば、加圧成形により製造することができる。部分コア４は、例えば、所定の金型内に絶縁性結着剤で結着した磁性金属粉を充填し、所定の圧力を加えることにより、成形される。なお、部分コア４の脱型を円滑に行いやすくするために、ステアリン酸亜鉛等の潤滑剤を、絶縁性結着剤で結着した磁性金属粉に添加してもよい。

本実施形態に係るモーター用コア１は、該コア１の外周面（環状基部２の外側）より締結部材で締結することなく、部分コア４同士が固定される為、締結部材からの圧縮応力を原因とするヒステリシス損を生じさせない。したがって、本実施形態に係るモーター用コア１は、鉄損が少ないという利点を有する。また該コア１は、締結部材を必要としないため、その締結部材の分だけ外周を大きく取ることが可能となる。外周を大きくとることが可能になると、コイル巻回部３およびコイル巻回領域部６に巻回するコイルを太くし、コイルの抵抗を小さくすることができる。またコイルを多く巻回することが可能となり、磁力を大きくすることが可能となり、大きなトルクを得ることが可能となる。

次いで、参考例であるモーター用コア２１について、図４および図５を用いて説明する。図４は、参考例であるモーター用コア２１の斜視図である。該コア２１は、環状基部２と、環状基部２の内側に突設され、コイルが巻回される複数のコイル巻回部３からなる。該コア２１は、円周方向に分割された部分コア２４からなる。図５に、固定された２個の部分コア２４の斜視図を示す。部分コア２４は、環状基部２が円周方向に分割された部分環状基部５と、部分環状基部５の内側に突設する少なくとも１個のコイル巻回部３からなる。なお、上記第一実施形態と同じ構成の部分については同一符号を用い、説明を省略する。

本参考例のコア２１は、環状基部２の外周面上に溶接個所がある。各部分コア２４の部分環状基部５の外周面において、周方向の両端部に接合凸部１０を備える。一方の部分コア２４の接合凸部１０と、他方の部分コア２４の接合凸部１０とを付き合わせ、溶接することにより、部分コア２４同士が固定される。

本参考例のコア２１は、上記第一実施形態に係るコア１と同様にして、外周面（環状基部２の外側）より締結部材で締結することなく、部分コア２４同士が固定される為、締結部材からの圧縮応力を原因とするヒステリシス損を生じさせない。したがって、本参考例のモーター用コア２１も、鉄損が少ないという利点を有する。

更に、他の実施形態として、図６に示されるように、部分コア３４の部分環状基部５の側面において、一方の面に凸部３５を備え、他方の面に凹部３６を設けてもよい。このように部分コア３４の部分環状基部５の一方の側面の凸部３５を、隣接する他の部分コア３４の部分環状基部５の凹部３６に嵌め合わせることにより、部分コア３４同士の位置決めが行い易くなる。このようにして位置決めされた部分コア３４同士は、溶接し易くなり、作業効率の向上を図ることができる。

本発明の第一実施形態に係るモーター用コアの斜視図を示す。部分コアの斜視図を示す。部分環状基部の上面の接合凸部を溶接固定した２個の部分コアの斜視図を示す。本発明の参考例であるモーター用コアの斜視図を示す。部分環状基部の外周面の接合凸部を溶接固定した２個の部分コアの斜視図を示す。他の実施形態に係る部分コアの斜視図を示す。

符号の説明

１，２１モーター用コア、２環状基部、３コイル巻回部、４，２４，３４部分コア、５部分環状基部、６コイル巻回領域部、７周端部、８部分環状基部の側面、９部分環状基部の上面、１０接合凸部、１１接触面、３５凸部、３６凹部。

Claims

絶縁性結着樹脂で結着した磁性金属粉を、加圧成型して得られる圧粉コアからなるモーター用コアであって、
該コアは、
環状基部と、
環状基部の内側に突設され、コイルが巻回される複数のコイル巻回部と、を有し、
円周方向に分割された複数の部分コアからなり、
部分コアは、
部分環状基部と、
部分環状基部の内側に突設する少なくとも１個のコイル巻回部と、
部分環状基部の上面における円周方向の両端部に形成された接合凸部と、を有し、
部分コア同士の接合は、一方の部分コアの接合凸部と、隣接する他方の部分コアの接合凸部とを付き合わせ、当該接合凸部同士を溶接することにより行われることを特徴とするモーター用コア。
請求項１記載のモーター用コアであって、
部分環状基部の一方の側面には、面の上下よりも中央部が突出した凸部が設けられ、
部分環状基部の他方の側面には、面の上下よりも中央部が凹んだ凹部が設けられ、
隣接する部分コアの凸部及び凹部が嵌合されることを特徴とするモーター用コア。