JP6076239B2

JP6076239B2 - 積層鉄心、鉄心部材

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Publication number: JP6076239B2
Application number: JP2013253740A
Authority: JP
Inventors: 一之山本; 良行寺井; 隆之鬼橋; 遼並河
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-12-09
Also published as: JP2015115965A

Description

本発明は、モータや発電機に用いられる回転子や固定子の積層鉄心、鉄心部材に関するものである。

従来のモータの回転子の積層鉄心は、回転軸を支持固定する軸締結鉄心と、その外側に円環状に配置されたヨークと、その外周面に周方向に並ぶように設けられた永久磁石を有し、軸締結鉄心とヨークは樹脂により一体的に成型されている。

軸締結鉄心とヨークは、磁性材料を打ち抜いた鉄心片を積層して構成されている。このとき、軸締結鉄心用の鉄心片とヨーク用の鉄心片は、同一の磁性材料から円環状に打ち抜かれる。このように、従来の回転子の積層鉄心は、その完成形状と同じ形状で磁性材料から円環状に打ち抜いていたため、多くの端材が発生し材料歩留りが悪いという問題があった。
そこで、例えば特許文献１に示すように鉄心を周方向に分割して構成する方法が提案されている。

特開２００５−１３７１１７号公報（２頁１行目〜１２行目、図２）

特許文献１では、回転子の積層ヨーク部を周方向に分割した構成として、その分割積層鉄心用の鉄心片を磁性材料から切り出す際には、分割鉄心片を並べて配置した状態から切り出すことにより端材が少なくなるように工夫がなされている。しかし、特許文献１のように鉄心片を物理的に分離した構成とすると、部品点数が多くなり分離された連結部位を溶接や嵌合等の手段を講じて結合する必要があるという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、生産性、経済性に優れた積層鉄心、鉄心部材を提供することを目的とする。

この発明に係る積層鉄心は、
複数の分割積層ヨーク部が円環状に連結されて形成される積層ヨーク部を備える積層鉄心において、
全ての隣接する前記分割積層ヨーク部同士は、前記分割積層ヨーク部の外周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第一積層薄肉連結部、及び、分割積層ヨーク部の内周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第二積層薄肉連結部で分離されることなく連結されているものである。
この発明に係る積層鉄心は、
複数の分割積層ヨーク部が円環状に連結されて形成される積層ヨーク部を備える積層鉄心において、
隣接する前記分割積層ヨーク部同士は、前記分割積層ヨーク部の外周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第一積層薄肉連結部、及び、分割積層ヨーク部の内周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第二積層薄肉連結部で分離されることなく連結されているものである。

この発明に係る鉄心部材は、
複数の分割積層ヨーク部が円環状に連結されて形成される積層ヨーク部の同一の積層を構成する磁性材料からなる鉄心部材であって、
隣接する分割ヨーク部同士は、前記分割ヨーク部の外周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第一薄肉連結部と、前記分割ヨーク部の内周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第二薄肉連結部で連結され、
全ての前記第一薄肉連結部と前記第二薄肉連結部は、それぞれの薄肉連結部を頂点にして前記分割ヨーク部の間にＶ字型の隙間を形成するように開いた状態で分離されることなく前記磁性材料から切り出されたものである。

この発明に係る積層鉄心、鉄心部材によれば、磁性材料から高密度に鉄心部材を切り出すことができるので、経済性の良い回転電機の積層鉄心が得られる。また、積層鉄心を構成する分割積層鉄心が物理的に分離されていないので、少ない部品点数で生産性良く回転電機の積層鉄心を製造できる。また、従来の分割鉄心のように分離された連結部位を溶接や嵌合等の手段を講じて結合する必要がなく、高い生産性で回転子の積層鉄心を製造することができる。

本発明の実施の形態１に係る積層鉄心の斜視図である。本発明の実施の形態１に係る積層ヨーク部を構成する鉄心部材の鋼板レイアウトを示す図である。本発明の実施の形態１に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前の状態を示す斜視図、平面図である。本発明の実施の形態１に係る円環状に展開中の積層ヨーク部の斜視図と平面図である。本発明の実施の形態１に係る円環状に展開し終えた積層ヨーク部の斜視図と平面図である。本発明の実施の形態１に係る積層ヨーク部の内側に、積層内側鉄心を配置した状態を示す斜視図である。本発明の実施の形態２に係る積層ヨーク部を構成する鉄心部材の鋼板レイアウトを示す図である。本発明の実施の形態２に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。本発明の実施の形態２に係る円環状に展開中の積層ヨーク部と展開を終えた積層ヨーク部の平面図である。本発明の実施の形態３に係る積層鉄心の斜視図である。本発明の実施の形態３に係る積層ヨーク部を構成する鉄心部材の鋼板レイアウトを示す図である。図１１の要部拡大図である。本発明の実施の形態３に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前の状態の積層ヨーク部と積層内側鉄心を示す斜視図である。本発明の実施の形態３に係る積層ヨーク部を円環状に展開中の積層ヨーク部と積層内側鉄心の斜視図と平面図である。本発明の実施の形態３に係る積層ヨーク部を円環状に展開し終えた積層ヨーク部と積層内側鉄心の斜視図と平面図である。本発明の実施の形態４に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前後の状態を示す平面図である。本発明の実施の形態４に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前後の状態を示す平面図である。本発明の実施の形態４に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前後の状態を示す平面図である。本発明の実施の形態５に係る積層鉄心を構成する鉄心部材の鋼板レイアウトを示す図と積層鉄心が円環状に展開される前後の状態を示す平面図である。本発明の実施の形態５に係る、コイルを巻装し、円環状に展開中の積層鉄心の平面図である。本発明の実施の形態６に係る積層ヨーク部が円環状に展開される前、展開中、展開後の状態を示す平面図である。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る積層鉄心、鉄心部材を、図を用いて説明する。
本明細書中で、外周側、内周側、外周面、内周面、軸方向という場合であって、特に説明しない場合は、「積層鉄心」のとして見た場合の位置、方向、向きを指すものとする。

図１は、本発明の実施の形態１に係る積層鉄心１００の斜視図である。
図１に示すように、積層鉄心１００は、分割積層ヨーク部１を円環状に連結した積層ヨーク部１０を外周に備え、中心部には、回転軸を挿入して締結するための穴２１を備えた積層内側鉄心２０を備える。そして、積層ヨーク部１０と積層内側鉄心２０の間には、積層ヨーク部１０と積層内側鉄心２０を絶縁しつつ、これらを一体として成型、固定する樹脂等からなる結合部材３が充填されている。

図２は、積層ヨーク部１０を構成する鉄心部材４の鋼板レイアウトを示す図である。
図に示すように、積層ヨーク部１０を構成する全ての分割積層ヨーク部１の同一の積層を構成する分割ヨーク部４ａ〜４ｈが連結されたヨーク部鉄心片群が順次搬送されながら鉄心部材４として打ち抜かれる。分割ヨーク部４ａ〜４ｈは、連結部を除いて同形状をしており、すべての分割ヨーク部４ａ〜４ｈの端部同士を隙間無く組み合わせると円環状になる。

ここで、４個の分割ヨーク部４ａ〜４ｄからなる鉄心片群を第一分割ヨーク部ユニット４Ａとし、分割ヨーク部４ｅ〜４ｈの４個の分割ヨーク部からなる鉄心片群を、第二分割ヨーク部ユニット４Ｂとする。本実施の形態においては、第一分割ヨーク部ユニット４Ａと第二分割ヨーク部ユニット４Ｂは同形状の同一物である。第一分割ヨーク部ユニット４Ａと第二分割ヨーク部ユニット４Ｂとは、鉄心となったときに内周側となる側が向き合うように最小限の隙間を挟んで配置されている。

同一の分割ヨーク部ユニットに属する隣接する分割ヨーク部は、第一薄肉連結部４１により切り離されることなく外周側の端部同士を連結した状態で打ち抜かれる。すなわち、分割ヨーク部４ａと分割ヨーク部４ｂの外周側の端部同士、分割ヨーク部４ｂと分割ヨーク部４ｃの外周側の端部同士、分割ヨーク部４ｃと分割ヨーク部４ｄの外周側の端部同士、分割ヨーク部４ｅと分割ヨーク部４ｆの外周側の端部同士、分割ヨーク部４ｆと分割ヨーク部４ｇの外周側の端部同士、分割ヨーク部４ｇと分割ヨーク部４ｈの外周側の端部同士は、第一薄肉連結部４１によって連結されている。

各分割ヨーク部は、それぞれ連結された状態で４個の分割ヨーク部が横一列に整列させられているために、隣接する分割ヨーク部の間に第一薄肉連結部４１を頂点にしてＶ字形状の隙間Ｓ４１ができるように配置されている。

また、第一分割ヨーク部ユニット４Ａと第二分割ヨーク部ユニット４Ｂとは、各分割ヨーク部ユニットの向き合う内周側の端部同士が第二薄肉連結部４２によって連結されている。すなわち、分割ヨーク部４ａと分割ヨーク部４ｈの図２の外側に示す端部同士が、第二薄肉連結部４２で第二薄肉連結部４２により切り離されることなく連結された状態で打ち抜かれる。同様に、分割ヨーク部４ｄと分割ヨーク部４ｅも、第二薄肉連結部４２により連結されている。このとき、第二薄肉連結部４２を挟む２個の分割ヨーク部の間にも、第二薄肉連結部４２を頂点にしてＶ字形状の隙間Ｓ４２ができるように配置されている。

このように、鉄心部材４（分割ヨーク部４ａ〜４ｈ）を帯状の磁性材料からプレスで打ち抜いて製造する際には、全ての分割ヨーク部が隣接する分割ヨーク部の端部同士と内周側又は外周側において連結された状態で、しかも、鋼板レイアウトに余分な隙間が発生しないように内周面を向かい合わせにして２列に折り畳んだ配置で打ち抜かれる。

図３（ａ）は、複数の鉄心部材４を積層した積層ヨーク部１０が円環状に展開される前の状態を示す斜視図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の平面図である。
プレスで磁性材料から打ち抜かれた鉄心部材４は、所定の枚数積層される。鉄心部材４の分割ヨーク部４ａ〜４ｈが積層された部分が、それぞれ分割積層ヨーク部１ａ〜１ｈとなる。また、鉄心部材４の第一薄肉連結部４１が積層された部分は、６カ所の第一積層薄肉連結部１１となり、鉄心部材４の第二薄肉連結部４２が積層された部分は、２カ所の第二積層薄肉連結部１２となる。また、鉄心部材４の隙間Ｓ４１、Ｓ４２が積み重なった部分が、積層ヨーク部１０の隙間Ｓ１１、Ｓ１２となる。

また、第一分割ヨーク部ユニット４Ａ、第二分割ヨーク部ユニット４Ｂが積層された部分が第一分割積層ヨーク部ユニット１Ａ、第二分割積層ヨーク部ユニット１Ｂとなって、内周面が向かい合うように平行に２列に並べて、それぞれの分割積層ヨーク部が隣接する分割積層ヨーク部と、外周側端部または内周側端部において連結された状態で分離することなく連結されている。

図４（ａ）は、図３の状態から円環状に展開する途中の状態にある積層ヨーク部１０の斜視図である。
図４（ｂ）は、図４（ａ）の平面図である。
図５（ａ）は、円環状に展開し終えた積層ヨーク部１０の斜視図である。
図５（ｂ）は、図５（ａ）の平面図である。
図６は、積層ヨーク部１０の内側に、積層内側鉄心２０を配置した状態を示す斜視図である。
図３の状態で積層された積層ヨーク部１０の隣接する各分割積層ヨーク部の間の隙間Ｓ１１を、第一積層薄肉連結部１１を頂点として各分割積層ヨーク部１ａ〜１ｈを回転させることにより閉じ、第一分割積層ヨーク部ユニット１Ａ、第二分割積層ヨーク部ユニット１Ｂの端部同士が形成する隙間Ｓ１２を、第二積層薄肉連結部１２を頂点として各積層ヨーク部を回転させることにより閉じることにより、すべての分割積層ヨーク部１ａ〜１ｈを分離することなく積層ヨーク部１０を円環状に形成できる。その後、図６に示すように、積層内側鉄心２０を挿入して、積層ヨーク部１０と積層内側鉄心２０との間を樹脂等の結合部材３で結合することにより図１に示す積層鉄心１００が完成する。

なお、積層ヨーク部１０は、磁束を流すのに十分な径方向の厚みが得られるように設計されている。また、積層内側鉄心２０の外周面には、積層内側鉄心２０の中心部に嵌合する回転軸が回転した際に、積層内側鉄心２０と結合部材３同士が、回転反力によりずれることを抑制するための回り止め凸部２２が径方向に向けて形成されている。

本実施の形態に係る積層鉄心（積層ヨーク部１０）、鉄心部材４によれば、磁性材料を経済的に利用でき、低コストに回転子の積層鉄心を製造することができる。
また、分割積層ヨーク部１ａ〜１ｈは、鉄心部材４を積層し、円環状に形成するまで分離されることがなく、全体を一部品として扱えるので、各部材を溶接や嵌合等の手段を講じて結合する必要がない。これにより、高い生産性で回転子の積層鉄心を製造することができる。

尚、本実施の形態では、分割積層ヨーク部が８個、第一積層薄肉連結部が６カ所、第二積層薄肉連結部が２カ所、第一分割積層ヨーク部ユニット１Ａ、第二分割積層ヨーク部ユニット１Ｂがそれぞれ４個の分割積層ヨーク部により構成する例について示したが、これに限定されるものではない。円環状に形成可能な複数個の分割積層ヨーク部として連結して構成されるように分割積層ヨーク部は４個以上あれば良いので、第一、第二積層薄肉連結部は、それぞれ２個ケ所以上あれば良い。

また、積層内側鉄心２０は別の磁性材料から切り出されれば良く、回転子全体の径に対して積層内側鉄心２０は小径なので、並べて配置して切り出すことにより、材料歩留り良く生産することが可能である。また、本実施の形態では積層内側鉄心２０を別途備える例について示したが、これに限定されるものではなく、積層内側鉄心が備えられていなくても良い。

実施の形態２．
以下、本発明の実施の形態２に係る積層鉄心、鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図７は、本実施の形態に係る積層ヨーク部を構成する鉄心部材２０４の鋼板レイアウトを示す図である。
図８は、複数の鉄心部材２０４を積層した積層ヨーク部２１０が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。
図９（ａ）は、図８の状態から円環状に展開する途中の状態にある積層ヨーク部２１０の平面図である。
図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態から完全に円環状に展開し終えた積層ヨーク部２１０の平面図である。

実施の形態１では、第一分割ヨーク部ユニット４Ａと第二分割ヨーク部ユニット４Ｂは、実質的に同一の物であり、それらを積層した第一分割積層ヨーク部ユニット１Ａと第二分割積層ヨーク部ユニット１Ｂも同一の物であった。本実施の形態では、第一分割ヨーク部ユニット４Ａ及び、それを積層した第一分割積層ヨーク部ユニット１Ａは、実施の形態１で利用した物をそのまま利用している。一方、第二分割ヨーク部ユニット２０４Ｂと、それを積層した第二分割積層ヨーク部ユニット２０１Ｂは、実施の形態１の第二分割ヨーク部ユニット４Ｂ、第二分割積層ヨーク部ユニット１Ｂとは構成が異なる。

図７に示すように、鉄心部材２０４を構成する第二分割ヨーク部ユニット２０４Ｂは、２種類、５個の分割ヨーク部を有する。まず、実施の形態１と同じ形状を有する３個の分割ヨーク部４ｆ〜４ｈ（第一分割ヨーク部、これらを積層した部分が、第一積層分割ヨーク部）である。そして、分割ヨーク部４ｆを中心から左右に２等分した形状を有する２個の分割ヨーク部２０４ｅと分割ヨーク部２０４ｉ（第二分割ヨーク部、これらを積層した部分が、第二積層分割ヨーク部）である。

分割ヨーク部２０４ｅ〜２０４ｉの隣接する外周側の端部同士は、４箇所の第一薄肉連結部４１によって連結されている。第一分割ヨーク部ユニット４Ａと第二分割ヨーク部ユニット２０４Ｂとは、各分割ヨーク部ユニットの向き合う内周側の端部同士が第二薄肉連結部４２によって連結されている。その他、鉄心部材２０４を積層した状態から、第一分割積層ヨーク部ユニット１Ａと第二分割積層ヨーク部ユニット２０１Ｂを円環状に展開する方法は実施の形態１と同様なので説明を省略する。

第二分割ヨーク部ユニット２０４Ｂをこのような構成とすることにより、第一分割ヨーク部ユニット４Ａと第二分割ヨーク部ユニット２０４Ｂとをそれぞれの内周側が向き合うように一列に配置すると、分割ヨーク部４ｅ〜４ｉのそれぞれの端部を、対向する分割ヨーク部４ａ〜４ｄの円弧状の内周面側ぎりぎりまで近づけて配置できる。これにより、実施の形態１の鉄心部材４よりも更に無駄のない歩留りのよい金型レイアウトを実現できる。

本実施の形態に係る積層鉄心（積層ヨーク部２１０）、鉄心部材２０４によれば、磁性材料を経済的に利用でき、低コストに回転子の積層鉄心を製造することができる。また、異なる形状の積層ヨーク部で構成されているので、設計の自由度が高い積層鉄心を製造することができる。尚、本実施の形態では２種類の分割ヨーク部を用いて構成する例を示したが、これに限定されるものではなく、円環状に形成可能な複数種類の形状の異なる積層ヨーク部により構成しても良い。

実施の形態３．
以下、本発明の実施の形態３に係る積層鉄心、鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１０は、本発明の実施の形態３に係る積層鉄心３００の斜視図である。

実施の形態１では、分割ヨーク部（分割積層ヨーク部）を２つの分割ヨーク部ユニット（分割積層ヨーク部ユニット）というグループに分けて、同一の分割ヨーク部ユニット（分割積層ヨーク部ユニット）内の各分割ヨーク部（分割積層ヨーク部）は、外周側の端部同士を薄肉連結していた。さらに、２つの分割ヨーク部ユニット（分割積層ヨーク部ユニット）同士は、それぞれの両端部同士の内周側の端部同士を分離すること無く薄肉連結していた。これにより、同一の積層を構成するすべての分割ヨーク部を２列に、直線状に並べてプレスで打ち抜くことを可能としていた。

図１０に示すように、本実施の形態に係る積層ヨーク部３１０は、周方向の長さで比較すると大小２種類、隣り合う分割積層ヨーク部との位置関係も含めると４種類の分割積層ヨーク部３０１ａ〜３０１ｄを有し、隣り合う分割積層ヨーク部の間は、薄肉連結部で内周側と外周側を交互に一体として連結されている。

図１１は、本実施の形態に係る積層ヨーク部３１０と積層内側鉄心３２０を構成する鉄心部材３０４の鋼板レイアウトを示す図である。
鉄心部材３０４は、積層ヨーク部３１０と積層内側鉄心３２０の１つの積層を構成する全ての鉄心片を有する。そして、中心に内側鉄心片３０２を配置し、その外周を取り囲むように、４対の短い分割ヨーク部３０４ａ、３０４ｂと、４対の長い分割ヨーク部３０４ｃ、３０４ｄとが交互に配置されている。全ての分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄの周方向の一端部が、内側鉄心片３０２の外周面と対向し、他端部が内側鉄心片３０２の中心側とは反対側を向くように配置されている。

図１２（ａ）〜（ｄ）は、図１１の要部拡大図であり、丸印Ｐ１〜Ｐ４の部分を拡大した図（分割ヨーク部以外の部材は省略）である。
図１２（ａ）に示すように１対の分割ヨーク部３０４ａと３０４ｂは、それぞれの分割ヨーク部３０４ａと３０４ｂの内周側が向き合うように配置され、図１１のレイアウトにおける外側の端部同士の内周側が第二薄肉連結部３４２ｘで連結されている。そして、分割ヨーク部３０４ａと３０４ｂの、図１１のレイアウトにおける外側の端部同士の間には、Ｖ字形状の隙間Ｓ３４２ｘが存在する。一方、分割ヨーク部３０４ａと３０４ｂの内側の端部同士は結合されず、それらの間は開放されている。

同様に、図１２（ｂ）に示すように、１対の分割ヨーク部３０４ｃと３０４ｄは、それぞれの分割ヨーク部３０４ｃと３０４ｄの内周側が向き合うように配置され、図１１のレイアウトにおける外側の端部同士の内周側が第二薄肉連結部３４２ｙで連結されている。そして、分割ヨーク部３０４ｃと３０４ｄの、図１１のレイアウトにおける外側の端部同士の間には、Ｖ字形状の隙間Ｓ３４２ｙが存在する。一方、分割ヨーク部３０４ｃと３０４ｄの内側の端部同士は結合されず、それらの間は開放されている。

また、図１２（ｃ）に示すように隣接する分割ヨーク部３０４ｄと分割ヨーク部３０４ａの内側鉄心片３０２と対向する外周側の端部同士は、第一薄肉連結部３４１ｘで連結され、分割ヨーク部３０４ｄと３０４ａの、図１１のレイアウトにおける内側の端部同士の間には、Ｖ字形状の隙間Ｓ３４１ｘが存在する。

同様に、図１２（ｄ）に示すように隣接する分割ヨーク部３０４ｂと分割ヨーク部３０４ｃの内側鉄心片３０２と対向する外周側の端部同士は、第一薄肉連結部３４１ｙで連結され、分割ヨーク部３０４ｂと３０４ｃの、図１１のレイアウトにおける外側の端部同士の間には、Ｖ字形状の隙間Ｓ３４１ｙが存在する。

このように、全体のヨーク部を分離することなく、各分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄを花弁状に折り畳んだ状態で１枚の鉄心片として電磁鋼板から切り出し可能となるように配置する。また、内側鉄心片３０２を同時に切り出せるように各分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄの中間に配置する。

プレスで磁性材料から打ち抜かれた鉄心部材３０４は、所定の枚数積層される。帯状の磁性材料から鉄心部材３０４をプレスで製造する際には、図示しない下型のブランク部内で、積層ヨーク部３１０は花弁状に畳んだ状態で積層してかしめられ、その内側に内側鉄心片３０２が積層されてかしめられ、それぞれが別体として形成される。かしめは、鋼板の一部分を、一面が丸状に突出し、反対面が同形状に陥没するように半抜きし、上下の積層間においてそれぞれの凸部と凹部を嵌め合わせることで積層間の鋼板を結合している。また、かしめ部の形状は、丸状でなくても良く、断面がＶ字状になるように半抜きされた突起を結合させても良い。

図１３は、複数の鉄心部材３０４を積層した積層ヨーク部３１０が円環状に展開される前の状態を示す積層ヨーク部３１０と積層内側鉄心３２０の斜視図である。
鉄心部材３０４の分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄが積層された部分が、それぞれ、積層ヨーク部３１０の分割積層ヨーク部３０１ａ〜３０１ｄとなる。また、鉄心部材３０４の第一薄肉連結部３４１ｘ、３４１ｙが積層された部分は、それぞれ、積層ヨーク部３１０の第一積層薄肉連結部３１１ｘ、３１１ｙとなり、鉄心部材３０４の第二薄肉連結部３４２ｘ、３４２ｙが積層された部分は、それぞれ、積層ヨーク部３１０の第二積層薄肉連結部３１２ｘ、３１２ｙとなる。

また、鉄心部材３０４の隙間Ｓ３４１ｘ、Ｓ３４１ｙが積み重なった部分が、積層ヨーク部１０の隙間Ｓ３１１ｘ、Ｓ３１１ｙとなり、鉄心部材３０４の隙間Ｓ３４２ｘ、Ｓ３４２ｙが積み重なった部分が、積層ヨーク部３１０の隙間Ｓ３１２ｘ、Ｓ３１２ｙとなる。また、内側鉄心片３０２が積み重なった部分が、積層内側鉄心３２０である。

図１４（ａ）は、図１３の状態から円環状に展開する途中の状態にある積層ヨーク部３１０と積層内側鉄心３２０の斜視図である。
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の平面図である。
図１５（ａ）は、円環状に展開し終えた積層ヨーク部３１０と積層内側鉄心３２０の斜視図である。
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の平面図である。

図１３の状態で積層された積層ヨーク部３１０の隣接する各分割積層ヨーク部３０１ａ〜３０１ｄの間の、軸方向断面がＶ字形状の隙間Ｓ３１１ｘ、Ｓ３１１ｙ、Ｓ３１２ｘ、Ｓ３１２ｙを、それぞれ第一積層薄肉連結部３１１ｘ、３１１ｙ、第二積層薄肉連結部３１２ｘ、３１２ｙを頂点として、各分割積層ヨーク部３０１ａ〜３０１ｄを回転させて閉じる。これにより、すべての分割積層ヨーク部３０１ａ〜３０１ｄを分離することなく内側中央に積層内側鉄心３２０を備えた積層ヨーク部３１０を円環状に形成できる。その後、積層ヨーク部３１０と積層内側鉄心３２０との間を樹脂等の結合部材３で一体的に結合することにより回転軸に対する同軸度が確保された積層鉄心３００が完成する。

本実施の形態に係る本実施の形態に係る積層鉄心（積層ヨーク部３１０、積層内側鉄心３２０）、鉄心部材３０４によれば、積層ヨーク部３１０の同一の積層を構成する全ての分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄを花弁状に折り畳んだ状態で１枚の鉄心片として電磁鋼板から切り出し可能となり、また、同時に内側鉄心片３０２を同時に切り出せるように各分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄの中間に配置できる。これにより、磁性材料の経済性が良く、無駄のない歩留りのよい積層鉄心を得ることができる。

また、同一の積層を構成する全ての分割ヨーク部３０４ａ〜３０４ｄを分離することなく、１枚の鉄心片としてプレスで打ち抜き、鉄心部材３０４の積層から積層ヨーク部３１０として円環状に形成するまで分離されることがないので、一層、二部品（全ヨーク部の部分と内側鉄心片３０２）として扱える利点がある。例えば、分離された連結部位を溶接や嵌合等の手段を講じて結合する必要がなく、高い生産性で回転子の積層鉄心を製造することができる。

実施の形態４．
以下、本発明の実施の形態４に係る積層鉄心、鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１６（ａ）は、複数の鉄心部材４０４ｘを積層した積層ヨーク部４１０が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の状態から完全に円環状に展開し終えた積層ヨーク部４１０ｘの平面図である。

図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る積層ヨーク部４１０と、実施の形態１で説明した積層ヨーク部１０との違いは、積層ヨーク部４１０を構成する分割積層ヨーク部４０１ｘａ〜４０１ｘｈの内周面には径方向に向けて突出する回り止め凸部４０５ｘが形成されている点である。従って、本実施の形態で採用する積層ヨーク部４１０の同一の積層を構成する鉄心部材４０４ｘの各分割ヨーク部についても平面図として見た場合には同形状となる凸部を備えている。

積層ヨーク部４１０ｘの内側には、実施の形態１と同様に積層内側鉄心２０が挿入され（図１６では図示せず）、積層ヨーク部４１０ｘと積層内側鉄心２０との間は、樹脂等の結合部材３で結合されるのであるが、積層内側鉄心２０の外周面に設けた回り止め凸部２２と同様の凸部４０５ｘを、積層ヨーク部４１０ｘの内周面にも設けることにより積層内側鉄心２０の中心部に嵌合する回転軸（図示しない）が回転した際に、積層ヨーク部４１０と結合部材３同士が、回転反力によりずれることを抑制できる。

図１７（ａ）は、複数の鉄心部材４０４ｙを積層した積層ヨーク部４１０が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。
図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の状態から完全に円環状に展開し終えた積層ヨーク部４１０ｙの平面図である。
図１８（ａ）は、複数の鉄心部材４０４ｚを積層した積層ヨーク部４１０ｚが円環状に展開される前の状態を示す平面図である。
図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の状態から完全に円環状に展開し終えた積層ヨーク部４１０ｚの平面図である。

図１７、図１８は、図１６を用いて説明した、積層ヨーク部に設けた回り止め凸部４０５ｘと同様の効果を奏する変形例である。
図１７に示すように、各分割積層ヨーク部４０１ｙａ〜４０１ｙｈのように、各分割ヨーク部の内周面に径方向に凹んだ回り止め凹部４０５ｙを形成しても良いし、図１８に示す分割積層ヨーク部４０１ｚａ〜４０１ｚｈのように、各分割ヨーク部の内周面の両端２箇所に回り止め凹部４０５ｚを設けても、回り止め凸部４０５ｘと同様の効果を奏する。

実施の形態５．
以下、本発明の実施の形態５に係る積層鉄心、鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図１９（ａ）は、本実施の形態に係る積層ヨーク部を構成する鉄心部材５０４の鋼板レイアウトを示す図である。
図１９（ｂ）は、複数の鉄心部材５０４を積層した積層鉄心５１０が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。
図１９（ｃ）は、図１９（ｂ）の状態から完全に円環状に展開し終えた積層鉄心５１０の平面図である。

本実施の形態では、実施の形態１で示した積層ヨーク部１０を構成する分割積層ヨーク部に、径方向外側に突出する積層ティース部６１（突極）を備える点で実施の形態１と異なる。図１９（ｃ）のように積層鉄心５００は磁極ごとに分割された１２個の分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｌを円環状に配置して構成されている。分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｌは、積層ティース部６１を径方向外周側に向けて放射状に有している。実際には、積層鉄心５１０を円環状に展開する前に、積層ティース部６１にコイルを巻装するが、積層鉄心５１０の形状を示すために図１９（ｃ）では省略している。

まず、積層鉄心５１０の簡単な製造工程を説明する。
図１９（ａ）のように、１２個の分割鉄心（鉄心片）を連結した鉄心部材５０４を順次プレスで切り出して積層して図１９（ｂ）の状態の積層鉄心５１０を構成し、その状態で各積層ティース部６１にコイルを巻装してから図１９（ｃ）のように円環状に展開する。

次に、各図の詳細を説明する。
図１９（ａ）に示すように、積層鉄心５１０を構成する全ての分割積層鉄心５０１の同一の積層を構成する鉄心片５０９ａ〜５０９ｌが連結された鉄心片群が順次搬送されながら、帯状の磁性材料から鉄心部材５０４として打ち抜かれる。鉄心片５０９ａ〜５０９ｌは、連結部を除いて同形状をしており、すべての鉄心片５０９ａ〜５０９ｌの分割ヨーク部５０４ａ〜５０４ｌの周方向の端部同士を隙間無く組み合わせると円環状になる。

ここで、鉄心片５０９ａ〜５０９ｆの６個の鉄心片からなる鉄心片群を、分割鉄心ユニット５０９Ａとし、鉄心片５０９ｇ〜５０９ｌの６個の鉄心片からなる鉄心片群を、分割鉄心ユニット５０９Ｂとする。本実施の形態においては、分割鉄心ユニット５０９Ａと分割鉄心ユニット５０９Ｂは同形状の同一物である。

同一の分割鉄心ユニットに属する隣接する分割ヨーク部間は、第一薄肉連結部５４１により切り離されることなく外周側の端部同士を連結した状態で打ち抜かれる。すなわち、分割ヨーク部５０４ａと分割ヨーク部５０４ｂの外周側の端部同士、同様に、分割ヨーク部５０４ｂと分割ヨーク部５０４ｃ、分割ヨーク部５０４ｃと分割ヨーク部５０４ｄ、分割ヨーク部５０４ｄと分割ヨーク部５０４ｅ、分割ヨーク部５０４ｅと分割ヨーク部５０４ｆ、分割ヨーク部５０４ｇと分割ヨーク部５０４ｈ、分割ヨーク部５０４ｈと分割ヨーク部５０４ｉ、分割ヨーク部５０４ｉと分割ヨーク部５０４ｊ、分割ヨーク部５０４ｊと分割ヨーク部５０４ｋ、分割ヨーク部５０４ｋと分割ヨーク部５０４ｌの間は第一薄肉連結部５４１によって連結されている。

同一の分割鉄心ユニットに属する隣接するそれぞれ６個の分割ヨーク部５０４ａ〜５０４ｆ、５０４ｇ〜５０４ｌは、それぞれ連結された状態で６個の分割ヨーク部を横一列に整列させるために、隣接する分割ヨーク部の間に第一薄肉連結部５４１を頂点にしてＶ字形状の隙間Ｓ５４１ができるように配置されている。分割鉄心ユニット５０９Ａと分割鉄心ユニット５０９Ｂとは、積層鉄心となったときに内周側となる側が向き合うように（ヨーク部同士が向き合うように）配置されている。

分割鉄心ユニット５０９Ａと分割鉄心ユニット５０９Ｂとは、各分割鉄心ユニットの向き合う内周側の端部同士が第二薄肉連結部５４２によって連結されている。すなわち、分割ヨーク部５０４ａと分割ヨーク部５０４ｌの図１９（ａ）の外側に示す端部同士が、第二薄肉連結部５４２により切り離されることなく連結された状態で打ち抜かれる。同様に、分割ヨーク部５０４ｆと分割ヨーク部５０４ｇも、第二薄肉連結部５４２により連結されている。このとき、第二薄肉連結部５４２を挟む分割ヨーク部の間にも、第二薄肉連結部５４２を頂点にしてＶ字形状の隙間Ｓ５４２ができるように配置されている。

鉄心部材５０４の鋼板レイアウトが示すように、隣接する鉄心部材５０４は、隣の鉄心部材５０４の６個のティース部６の間（スロット部）に、隣の鉄心部材５０４の６個のティース部６が収まるように配置される。

このように鉄心部材５０４（鉄心片５０９ａ〜５０９ｌ）を帯状の磁性材料からプレスで製造する際には、全ての分割ヨーク部５０４ａ〜５０４ｌが、隣接する分割ヨーク部の端部同士と内周側又は外周側において連結された状態で、しかも、内側に余分な隙間が発生しないように内側を向かい合わせにして２列に折り畳んだ配置で打ち抜かれる。

次に、図１９（ｂ）について詳述する。図１９（ｂ）は、鉄心部材５０４が所定の枚数積層された積層鉄心５１０が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。磁性材料からプレスで打ち抜かれた鉄心部材５０４は、所定の枚数積層される。鉄心部材５０４のそれぞれの鉄心片５０９ａ〜５０９ｌが積層された部分が、それぞれ、積層鉄心５１０の分割積層鉄心５０１ａ〜５０１１となる。また、鉄心部材５０４の第一薄肉連結部５４１が積層された部分は、積層鉄心５１０の第一積層薄肉連結部５１１となり、鉄心部材５０４の第二薄肉連結部５４２が積層された部分は、積層鉄心５１０の第二積層薄肉連結部５１２となる。また、鉄心部材５０４の隙間Ｓ５４１、Ｓ５４２が積み重なった部分が、積層鉄心５１０の隙間Ｓ５１１、Ｓ５１２となる。

また、分割鉄心ユニット５０９Ａ、５０９Ｂが積層された部分を、分割積層鉄心ユニット５０１Ａ、５０１Ｂとし、分割積層鉄心ユニット５０１Ａ、５０１Ｂの内周面が向かい合うように平行に２列に並べられた状態となる。同一の分割積層鉄心ユニットに属する分割積層ヨーク部５１４ａ〜５１４ｆ、５１４ｇ〜５１４ｌは、両隣の分割積層ヨーク部と外周側端部において第一積層薄肉連結部５１１により連結され、分割積層鉄心ユニット５０１Ａ、５０１Ｂの両端の分割積層ヨーク部の外側端部同士（５１４ａと５１４ｌ、５１４ｆと５１４ｇ）は、その内周側端部において第二積層薄肉連結部５１２により連結され、すべての分割積層ヨーク部５１４ａ〜５１４ｆは、分離することなく連結されている。

図２０（ａ）は、図１９（ｂ）の状態に積層した積層鉄心５１０にコイル７を巻装している状態を示す平面図である。
分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｌの各積層ティース部６１の半数は、同じ方向を向いて並んで配置されているので、図に示すように複数のノズル８と分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｆの積層ティース部６１が対向してそれぞれ横一列に並び、複数の積層ティース部６１に同時にコイル７を巻線できる。これにより、コイル７の巻装の生産効率を向上させることができる。

図２０（ｂ）は、図２０（ａ）で示したコイル７の巻装を終えた積層鉄心５１０を円環状に展開する途中の状態を示す斜視図である。
図２０（ａ）のように、円環状に展開する前に全ての積層ティース部６１にコイル７を巻装した後、図２０（ｂ）に示すように積層鉄心５１０を円環状に展開する。

積層鉄心５１０を円環状に展開するには、隣接する各分割積層ヨーク部５１４ｆ〜５１４ｌの間のＶ字状の隙間Ｓ５１１を、第一積層薄肉連結部５１１を頂点として各分割積層ヨーク部５１４ａ〜５１４ｌを回転させることにより閉じ、分割積層鉄心ユニット５０１Ａ、５０１Ｂの端部同士が形成するＶ字状の隙間Ｓ５１２を、第二積層薄肉連結部１２を頂点として各積層ヨーク部を回転させることにより閉じる。

このようにすれば、すべての分割積層ヨーク部５１４ａ〜５１４ｌを分離することなく円環状に形成できる。その後、実施の形態１と同様に、積層内側鉄心２０を挿入して、積層鉄心５１０と積層内側鉄心２０との間を樹脂等の結合部材３で結合することにより積層鉄心が完成する。

本実施の形態に係る積層鉄心５１０、鉄心部材５０４によれば、各鉄心部材５０４の打ち抜き時において、隣の鉄心部材５０４のスロットに次の鉄心部材５０４のティース部６が収まるように配置されているので、無駄のない歩留りの良い金型レイアウトを実現できる。

また、積層鉄心５１０は、鉄心部材５０４の積層から各分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｌを円環状に形成するまで分離されることがなく一部品として扱えるので、高い生産性で積層鉄心５１０を製造することができる。

また、分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｆ、５０１ｇ〜５０１ｌの各積層ティース部６１が同じ方向（搬送方向）を向いて一列に配置されているので、コイル７を巻装するノズル８と分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｌの積層ティース部６１が対向してそれぞれ横一列に並び、複数の積層ティース部６１に同時にコイル７を巻装できるようになり、コイル７の巻装効率を向上させることができる。

尚、本実施の形態では積層鉄心５１０を１２個の分割積層鉄心５０１ａ〜５０１ｌにより構成するとしたが、これに限定されるものではなく、円環状に形成可能な複数個の分割積層鉄心により構成されていれば良い。
また、本実施の形態では各分割積層鉄心にコイル７を巻装する例を示したが、これに限定されるものではなく、ＳＲモータのような巻線を必要としない回転子にも用いられる。

実施の形態６．
以下、本発明の実施の形態６に係る積層鉄心、鉄心部材を、図を用いて実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
図２１（ａ）は、複数の鉄心部材６０４を積層した積層ヨーク部６１０が円環状に展開される前の状態を示す平面図である。
図２１（ｂ）は、図２０（ａ）の状態から円環状に展開する途中の状態にある積層ヨーク部６１０の平面図である。
図２１（ｃ）は、円環状に展開し終えた積層ヨーク部６１０の平面図である。

本実施の形態に係る回転子の積層ヨーク部６１０と実施の形態１に係る回転子の積層ヨーク部１０との違いは、積層ヨーク部６１０には永久用の磁石挿入穴６１５を設けている点である。その他の構成は実施の形態１と同じであるので省略する。
図２１に示すように回転子の積層鉄心を構成する各分割積層ヨーク部６０１ａ〜６０１ｈは、それぞれ径方向に貫通する永久磁石用の磁石挿入穴６１５を有する。

本実施の形態に係る回転子の積層鉄心によれば、磁性材料の経済性が良く、低コストで磁石埋め込み形の回転子用の積層鉄心を製造することができる。

尚、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１００，３００，５１０積層鉄心、
１，１ａ〜１ｈ，２０１ｅ，２０１ｉ，３０１ａ〜３０１ｄ，４０１ｘａ〜４０１ｚｈ，５１４ａ〜５１４ｌ，６０１ａ分割積層ヨーク部、
５０１，５０１ａ〜５０１ｌ分割積層鉄心、１Ａ第一分割積層ヨーク部ユニット、
１Ｂ，２０１Ｂ、５０１Ａ分割積層鉄心ユニット、第二分割積層ヨーク部ユニット、
１０，２１０，３１０，４１０ｘ〜４１０ｚ，６１０積層ヨーク部、
１１，３１１ｘ，５１１第一積層薄肉連結部、
１２，３１２ｘ，５１２第二積層薄肉連結部、２内側鉄心片、３結合部材、
４，２０４，３０４，４０４ｘ〜４０４ｚ，５０４，６０４鉄心部材、
４Ａ第一分割ヨーク部ユニット、４Ｂ，２０４Ｂ第二分割ヨーク部ユニット、
４ａ〜４ｈ，２０４ａ〜２０４ｉ，３０４ａ〜３０４ｄ，５０４ａ〜５０４ｌ分割ヨーク部、
４１，３４１ｘ，３４１ｙ，５４１第一薄肉連結部、
４２，３４２ｘ，３４２ｙ，５４２第二薄肉連結部、７コイル、８ノズル、
２０，３２０積層内側鉄心、２１穴、２２，４０５ｘ凸部、
４０５ｙ，４０５ｚ凹部、６ティース部、６１積層ティース部、
Ｓ１１，Ｓ３１１ｘ，Ｓ５１１隙間、Ｓ１２，Ｓ３１２ｘ，Ｓ５１２隙間、
Ｓ４１，Ｓ３４１ｘ，Ｓ３４１ｙ，Ｓ５４１隙間、
Ｓ４２，Ｓ３４２ｘ，Ｓ３４２ｙ，Ｓ５４２隙間、５０９Ａ分割鉄心ユニット、
５０９Ｂ分割鉄心ユニット、５０９ａ〜５０９ｌ鉄心片、６１５磁石挿入穴。

Claims

複数の分割積層ヨーク部が円環状に連結されて形成される積層ヨーク部を備える積層鉄心において、
全ての隣接する前記分割積層ヨーク部同士は、前記分割積層ヨーク部の外周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第一積層薄肉連結部、及び、前記分割積層ヨーク部の内周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第二積層薄肉連結部で分離されることなく連結されている積層鉄心。
前記積層鉄心は、隣接する複数の前記分割積層ヨーク部の外周側の端部同士が前記第一積層薄肉連結部により連結された２つの分割積層ヨーク部ユニットからなり、
各前記分割積層ヨーク部ユニットの両端の前記分割積層ヨーク部の内周側の端部同士が前記第二積層薄肉連結部により連結されている請求項１に記載の積層鉄心。
前記分割積層ヨーク部ユニットは、前記積層鉄心を円環状に構成した状態における周方向の長さが等しい第一分割積層ヨーク部ユニットと第二分割積層ヨーク部ユニットからなり、
前記第二分割積層ヨーク部ユニットは、前記第一分割積層ヨーク部ユニットを構成する前記分割積層ヨーク部としての第一分割積層ヨーク部の他に、外周面の周方向の長さが前記第一分割積層ヨーク部と異なる前記分割積層ヨーク部としての第二分割積層ヨーク部を有する請求項２に記載の積層鉄心。
前記第二分割積層ヨーク部は、外周の周方向の長さが前記第一分割積層ヨーク部の外周の周方向の長さの半分であり、
前記第二分割積層ヨーク部ユニットは、少なくとも２個の前記第二分割積層ヨーク部を、両端部に備える請求項３に記載の積層鉄心。
前記分割積層ヨーク部は、磁極毎に分割され、
各前記分割積層ヨーク部は、前記分割積層ヨーク部の周方向中央部から径方向、外側に突出する突極を有する請求項１又は請求項２に記載の積層鉄心。
前記第一積層薄肉連結部と前記第二積層薄肉連結部が、隣接する前記分割積層ヨーク部間に交互に配置されている請求項１に記載の積層鉄心。
各前記分割積層ヨーク部の内周側には、径方向に向かって形成された凹部または凸部を有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の積層鉄心。
前記分割積層ヨーク部の内部に、前記積層鉄心の軸方向に延在する磁石挿入穴を備えた請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の積層鉄心。
複数の分割積層ヨーク部が円環状に連結されて形成される積層ヨーク部の同一の積層を構成する磁性材料からなる鉄心部材であって、
隣接する分割ヨーク部同士は、前記分割ヨーク部の外周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第一薄肉連結部と、前記分割ヨーク部の内周側の端部同士を薄肉に連結する少なくとも２箇所以上の第二薄肉連結部で連結され、
全ての前記第一薄肉連結部と前記第二薄肉連結部は、それぞれの前記薄肉連結部を頂点にして前記分割ヨーク部の間にＶ字型の隙間を形成するように開いた状態で分離されることなく前記磁性材料から切り出された鉄心部材。
前記鉄心部材は、隣接する複数の前記分割ヨーク部の外周側の端部同士が第一薄肉連結部により連結された２つの分割ヨーク部ユニットからなり、
各前記分割ヨーク部ユニットの両端の前記分割ヨーク部の内周側、端部同士が第二薄肉連結部により連結され、
２つの前記分割ヨーク部ユニットは、向かい合わせに２列に、直線状に並べて配置された状態で前記磁性材料から切り出される請求項９に記載の鉄心部材。
前記鉄心部材は、前記第一薄肉連結部と前記第二薄肉連結部とが、隣接する前記分割ヨーク部間に交互に配置されたヨーク部鉄心片群と、
前記磁性材料の前記ヨーク部鉄心片群に囲まれた内側の領域から切り出される回転軸締結用の内側鉄心片とからなる請求項１０に記載の鉄心部材。
前記分割ヨーク部は、磁石挿入穴を備えた請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の鉄心部材。