JP5276298B2 - 回転子積層鉄心に用いる連続セグメント鉄心材及びこれを用いた回転子積層鉄心 - Google Patents

Description

本発明は、帯状に連続した複数のセグメント鉄心片を連結部で折り曲げて螺旋状に巻回して積層する巻き積層鉄心（回転子積層鉄心)に使用する連続セグメント鉄心材及びこれを用いた巻き積層鉄心に関する。

一般的な型積層鉄心の場合、材料を一体円環状に打抜いて積層するため、材料の歩留まりが悪い。また、円環状鉄心の径が大きくなると打抜きのために大型のプレス装置を用いる必要があった。そこで、特許文献１において、帯状に打抜いた多数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回かつ積層して製作される巻き積層鉄心が提案されている。
この特許文献１に記載の技術によって、円環状の鉄心よりは歩留まりが向上したものの、更なる歩留まりの向上が求められている。特許文献２には、このような要望に沿う技術が提案されている。

特開２００7-１４３２５８号公報 特開平１−２６４５４８号公報

しかしながら、特許文献２の技術においては、分割ヨーク片の中央部の一部が切り取られただけで、その程度も極めてわずかであり、鉄心片の大きな歩留まり向上には寄与しないという問題がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、鉄心の材料歩留まりの更なる向上を実現することのできる回転子積層鉄心に用いる連続セグメント鉄心材及びこれを用いた回転子積層鉄心を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る連続セグメント鉄心材は、１）隣り合うセグメント鉄心片が連結部で相互に結合されて直線状となって、２）幅方向一側には円弧状の前記各セグメント鉄心片の円弧中心があり、３）前記連結部で折り曲げ、螺旋状に巻回し半径方向外側に磁極を有する回転子積層鉄心の積層組み立てに用いられる連続セグメント鉄心材であって、
前記各セグメント鉄心片の幅方向一側の両側に、該連続セグメント鉄心材の長さ方向に平行で、かつ同一直線上にある第１、第２の直線部を形成し、前記回転子積層鉄心の組み立てにあっては、前記第１、第２の直線部で形成される切欠き部及び前記連結部が積層方向で隣り合う前記セグメント鉄心片で異なる位置にある。

第２の発明に係る連続セグメント鉄心材は、第１の発明に係る連続セグメント鉄心材において、前記第１、第２の直線部の間に前記各セグメント鉄心片の円弧中心と同一中心にある円弧が形成されている。

第３の発明に係る連続セグメント鉄心材は、第１又は第２の発明に係る連続セグメント鉄心材において、前記第１、第２の直線部が、該連続セグメント鉄心材の材料となる帯板材の側端辺をそのまま利用して形成されている。

第４の発明に係る連続セグメント鉄心材は、第１〜第３の発明に係る連続セグメント鉄心材において、前記各セグメント鉄心片の幅方向他側（外周部）中央位置にも、該連続セグメント鉄心材の長さ方向に平行な第３の直線部を形成した。

そして、第５の発明に係る回転子積層鉄心は、第１〜第４の発明に係る連続セグメント鉄心材を積層方向に隣り合う前記切欠き部が周方向で異なる位置にあるようにして複数枚重ねた状態で巻き積層して形成されている。
ここで、複数枚重ねた状態とは少なくとも２条以上の連続セグメント鉄心材を重ね合わせて巻き積層する多条巻きのことをいう。

請求項１〜４記載の連続セグメント鉄心材は、各セグメント鉄心片の幅方向一側（内周縁）の両側に、連続セグメント鉄心材の長さ方向に平行な第１、第２の直線部を形成したので、その分だけ連続セグメント鉄心材の幅を狭めることができ、帯板材（条材）から連続セグメント鉄心材を製造する歩留まりが向上する。
特に、セグメント鉄心片が半径方向外側に磁極を有するので、円弧状のセグメント鉄心片の幅方向一側（半径方向内側）の一部が欠落しても磁気性能は落ちない。
そして、第１、第２の直線部は、隣り合うセグメント鉄心片を連結部で折り曲げて形成した回転子積層鉄心の内周部に切欠き部を形成するので、これによって、回転子積層鉄心の重量軽減を行うことができる。

特に、各セグメント鉄心片の幅方向一側の両側に形成された第１、第２の直線部が、同一直線上にあるので、その帯板材の幅をより狭くできる。

請求項２記載の連続セグメント鉄心材においては、第１、第２の直線部の間に各セグメント鉄心片の円弧中心と同一中心にある円弧が形成されているので、回転子積層鉄心にした場合、中央に断面円形のシャフトを配置することができる。

請求項３記載の連続セグメント鉄心材においては、第１、第２の直線部は、該連続セグメント鉄心材の材料となる帯板材の側端辺をそのまま利用して形成しているので、材料の歩留まりを向上させることができる。

請求項４記載の連続セグメント鉄心材においては、各セグメント鉄心片の幅方向他側の中央位置にも、連続セグメント鉄心材の長さ方向に平行な第３の直線部を形成したので、更に使用する材料の歩留まりを向上させることができる。

そして、請求項５記載の回転子積層鉄心は、請求項１〜４記載の連続セグメント鉄心材を積層方向に隣り合う切欠き部が異なる位置にあるようにして複数枚重ねた状態で巻き積層しているので、切欠き部から積層方向隣にあるセグメント鉄心片が現れ、この部分に例えば、これらの連続セグメント鉄心材を巻回する治具などに噛合する係合部を形成することができる。また、少なくとも２条以上の連続セグメント鉄心材を重ねた状態で巻き積層するため、生産性に優れる。

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は本発明の第１の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材の平面図、図２は同連続セグメント鉄心材を用いて製造した巻き積層鉄心の平面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材の平面図、図４は同連続セグメント鉄心材を用いて製造した巻き積層鉄心の平面図である。

本発明の第１の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材１０は、連結部１１で相互に連結された多数のセグメント鉄心片１２が磁性鋼板からなる条材１３からプレス加工によって製造され、鎖状の直線となって形成されている。この場合、各セグメント鉄心片１２は、円弧状となって、連続セグメント鉄心材１０の幅方向一側に円弧中心があり、複数枚が組み合わされて環状となるように分割されている。そして、各セグメント鉄心片１２の半径方向外側の端部に連結部１１が形成されている。この連結部１１は例えば、特許文献１（特開２００７−１４３２５８号公報）又は特許文献２（特開平１−２６４５４８号公報）に記載のものと基本的に同一構造であって、隣り合うセグメント鉄心片１２を折り曲げ可能に連結している。

図１に連結部１１を拡大した図面を示すが、隣り合うセグメント鉄心片１２の連結する連結帯１１ａを有し、連結帯１１ａの半径方向外側には折り曲げ時の連結帯１１ａの膨らみを吸収する凹部１１ｂが設けられていると共に、連結帯１１ａの半径方向内側には半円形の凹部１１ｃが設けられて、連結帯１１ａが円滑に曲がるようになっている。

各セグメント鉄心片１２の一端部及び他端部には、それぞれ図示しない凹部と凸部からなる係合部（特許文献１参照）が設けられ、各セグメント鉄心片１２が同一円周上に位置するようになっている。この連続セグメント鉄心材１０において、１４は磁石挿入孔を、１５はパイロット孔又は重量軽減用孔（この場合は、別に図示しないパイロット孔がある）を示す。パイロット孔１５はセグメント鉄心片１２を巻回積層後にエンドプレートをボルト締めする際のボルト孔として使用することもできる。

各セグメント鉄心片１２の内周縁の両側は、連続セグメント鉄心材１０の長さ方向（即ち、条材１３の両側線）に平行でかつ同一直線上にある第１、第２の直線部１８、１９を有している。そして、各セグメント鉄心片１２において、第１、第２の直線部１８、１９の中央は、セグメント鉄心片１２の円弧中心と同一中心である円弧で連結されている。また、各セグメント鉄心片１２の円弧の中間位置には、セグメント鉄心片１２を巻回する際に、治具との係合に使用する係合切欠き部１９ａが形成されている。この係合切欠き部１９ａは出口側に開く台形状となっている。第１、第２の直線部１８、１９は条材１３の側端辺２０をそのまま使っているので、従来に比較し条材１３の板幅が狭くて済む。

図２には、セグメント鉄心片１２の半分の長さだけずらして重ね配置した２枚の連続セグメント鉄心材１０を用い、それぞれの連続セグメント鉄心材１０において隣り合うセグメント鉄心片１２を連結部１１で折り曲げ、螺旋状になるよう本実施の形態では２条からなる連続セグメント鉄心材１０が重なるように、巻回して積層して製造した巻き積層鉄心２１を示す。その内周部には、第１、第２の直線部１８、１９が組合わさって、切欠き部２２が形成されていると共に、この切欠き部２２から積層方向で隣り合う連続セグメント鉄心材１０の係合切欠き部１９ａが現れている。

つまり、巻き積層鉄心２１では、複数の連続セグメント鉄心材１０を巻回して積層するに際しては、連結部１１及び切欠き部２２をそれぞれ積層方向に異なる位置となるようにずらして積層している。この巻き積層鉄心２１は各セグメント鉄心片１２の円弧に接してシャフトが嵌入するので、切欠き部２２によってシャフトの嵌入に不具合を生じたり、機械的性能や磁気的性能が阻害されることはない。

続いて、図３に本発明の第２の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材２５を示す。第１の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材１０と相違する点は、円弧状のセグメント鉄心片２６の外側中央に第３の直線部２７が形成されている点である。この第３の直線部２７は、第１、第２の直線部１８、１９と同様、連続セグメント鉄心材２５の長さ方向と平行であるので、第１、第２の直線部１８、１９を条材２８の一側端辺をそのまま用いて形成し、第３の直線部２７を条材２８の他側端辺とすることによって、より幅の狭い条材２８を使用することができる。

そして、各セグメント鉄心片２６の内側の円弧には係合切欠き部１９ａが設けられている。図４に連続セグメント鉄心材２５を各セグメント鉄心片２６の半分の位置だけずらして第１の実施の形態と同様、２条巻きして製造した巻き積層鉄心２９を示すが、図に示すように、巻き積層鉄心２９の外側端に切欠き部３０が形成され、この切欠き部３０から積層方向に隣り合う円弧状のセグメント鉄心片２６が現れている。この切欠き部３０を各磁極部の中央位置に配置することによって、磁気的特性の劣化を防止することができる。

前記実施の形態においては、一つのセグメント鉄心片に磁極が２つで２条巻きである場合について説明したが、更なる多条巻き、場合によっては１条巻き、また、一つのセグメント鉄心片に磁極が１つ又は３つ以上であっても本発明は適用される。

本発明の第１の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材の平面図である。 同連続セグメント鉄心材を用いて製造した巻き積層鉄心の平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る連続セグメント鉄心材の平面図である。 同連続セグメント鉄心材を用いて製造した巻き積層鉄心の平面図である。

１０：連続セグメント鉄心材、１１：連結部、１１ａ：連結帯、１１ｂ、１１ｃ：凹部、１２：セグメント鉄心片、１３：条材、１４：磁石挿入孔、１５：パイロット孔（又は、重量軽減用孔）、１８：第１の直線部、１９：第２の直線部、１９ａ：係合切欠き部、２０：側端辺、２１：巻き積層鉄心、２２：切欠き部、２５：連続セグメント鉄心材、２６：セグメント鉄心片、２７：第３の直線部、２８：条材、２９：巻き積層鉄心、３０：切欠き部

Claims (5)

1. １）隣り合うセグメント鉄心片が連結部で相互に結合されて直線状となって、２）幅方向一側には円弧状の前記各セグメント鉄心片の円弧中心があり、３）前記連結部で折り曲げ、螺旋状に巻回し半径方向外側に磁極を有する回転子積層鉄心の積層組み立てに用いられる連続セグメント鉄心材であって、
   前記各セグメント鉄心片の幅方向一側の両側に、該連続セグメント鉄心材の長さ方向に平行で、かつ同一直線上にある第１、第２の直線部を形成し、前記回転子積層鉄心の組み立てにあっては、前記第１、第２の直線部で形成される切欠き部及び前記連結部が積層方向で隣り合う前記セグメント鉄心片で異なる位置にあることを特徴とする連続セグメント鉄心材。
2. 請求項１記載の連続セグメント鉄心材において、前記第１、第２の直線部の間には前記各セグメント鉄心片の円弧中心と同一中心にある円弧が形成されていることを特徴とする連続セグメント鉄心材。
3. 請求項１又は２記載の連続セグメント鉄心材において、前記第１、第２の直線部は、該連続セグメント鉄心材の材料となる帯板材の側端辺をそのまま利用して形成していることを特徴とする連続セグメント鉄心材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の連続セグメント鉄心材において、前記各セグメント鉄心片の幅方向他側の中央位置にも、該連続セグメント鉄心材の長さ方向に平行な第３の直線部を形成したことを特徴とする連続セグメント鉄心材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の連続セグメント鉄心材を積層方向に隣り合う前記切欠き部が周方向に異なる位置にあるようにして複数枚重ねた状態で巻き積層したことを特徴とする回転子積層鉄心。

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