JP6169042B2

JP6169042B2 - 固定子の分割積層鉄心

Info

Publication number: JP6169042B2
Application number: JP2014107272A
Authority: JP
Inventors: 啓文鈴木; 祐介池嶋; 竜司武田; 憲平吉田; 詠吾十時
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: JP2015223060A

Description

本発明は、モータの固定子の分割積層鉄心に関する。

従来、継部と極歯を備えた極歯部を極歯単位毎に分割積層した鉄心と、この積層鉄心の極歯に施した巻線部と、所定個数の積層鉄心を円筒形状に組み合わせた円筒形状体の外周部に覆着され、前記積層鉄心を内径方向に押圧する環状構造物とを備え、隣接する積層鉄心の当接部に相係合する凹凸を形成し、前記当接部の外周部を積層方向に溶接する回転電機の固定子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、従来、鉄心シートを積層してなる分割積層鉄心を環状に連結して構成する積層型鉄心であって、上記分割積層鉄心は、バックヨーク部とこのバックヨーク部から径方向に延びるティース部とを備え、積層方向に隣接する鉄心シートのそれぞれに重なり合い部分を設け、当該重なり合い部分の一方には溝部が、もう一方には上記溝部に挿入される凸部が設けられ、溶接あるいはピン等の部品によらないで、隣接する分割積層鉄心を回動可能に連結する積層型鉄心が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−１０５４８７号公報特開２００５−３２８６４３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の技術によれば、専用の溶接機が必要となりコスト高になる、という問題がある。また、積層鉄心の連結部が回動不能なため、連結した状態で巻線を行うことが困難であり、固定子の製造方法が限定される、という問題がある。

また、上記特許文献２に開示された従来の技術によれば、溝部の開口方向に凸部が外れ易く、連結後の積層型鉄心の取り扱いが難しい、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易に連結することができ、連結部の回動が可能であり、連結後に外れ難く取り扱いの容易な固定子の分割積層鉄心を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ティース部とヨーク部とを有する少なくとも４枚の鉄心片を積層して形成される固定子の分割積層鉄心において、第１鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第１凸部が形成され該第１凸部に第１溝部が形成され他端に第１凹部が形成され、第２鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第２凹部が形成され他端に第２凸部が形成され該第２凸部に第２突起部が形成され、第３鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第３凹部が形成され他端に第３凸部が形成され該第３凸部に第３溝部が形成され、第４鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第４凸部が形成され該第４凸部に第４突起部が形成され他端に第４凹部が形成され、前記第１凸部は、連結される分割積層鉄心の前記第１凹部に嵌合され、前記第２凹部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第２凸部に嵌合され、前記第３凹部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第３凸部に嵌合され、前記第４凸部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第４凹部に嵌合され、前記第１凸部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第２凸部に積層され、前記第１溝部には、前記連結される分割積層鉄心の前記第２突起部が嵌合され、前記第４凸部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第３凸部に積層され、前記第４突起部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第３溝部に嵌合される、ことを特徴とする。

本発明によれば、簡易に連結することができ、連結部の回動が可能であり、連結後に外れ難く取り扱いの容易な分割積層鉄心が得られる、という効果を奏する。

図１は、本発明に係る分割積層鉄心の実施の形態１を示す分解平面図である。図２は、実施の形態１の分割積層鉄心の図１のＡ−Ａ線に沿うヨーク部の断面図である。図３は、実施の形態１の分割積層鉄心の連結前を示す分解平面図である。図４は、実施の形態１の分割積層鉄心の連結後を示す分解平面図である。図５は、実施の形態１の分割積層鉄心を連結後に回動させた状態を示す分解平面図である。図６は、実施の形態１の分割積層鉄心の連結後の巻線作業を示す平面図である。図７は、本発明に係る分割積層鉄心の実施の形態２を示す分解平面図である。図８は、実施の形態２の分割積層鉄心の図７のＢ−Ｂ線に沿うヨーク部の断面図である。図９は、実施の形態２の分割積層鉄心の連結前を示す分解平面図である。図１０は、実施の形態２の分割積層鉄心の連結後を示す分解平面図である。図１１は、実施の形態２の分割積層鉄心を連結後に回動させた状態を示す分解平面図である。

以下に、本発明にかかる分割積層鉄心の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る分割積層鉄心の実施の形態１を示す分解平面図であり、図２は、実施の形態１の分割積層鉄心の図１のＡ−Ａ線に沿うヨーク部の断面である。

図１及び図２に示すように、実施の形態１の分割積層鉄心９１は、夫々、１層目、２層目、３層目、４層目を構成する第１、第２、第３、第４鉄心片１０，１１，１２，１３を積層し、カシメ等により一体化したものである。第１〜第４鉄心片１０〜１３は、夫々、ティース部１０ａ〜１３ａと、ヨーク部１０ｂ〜１３ｂとを有し、Ｔ字状に形成されている。

第１鉄心片１０は、ヨーク部１０ｂの一端（実施の形態１では右端）に、半円状の第１凸部１０ｃが形成され、第１凸部１０ｃには、第１溝部１４が形成されている。第１溝部１４は、ヨーク部１０ｂの中心線に対して、底部から開口部に向かって３０°程度の右上がり勾配となっている。また、第１鉄心片１０は、ヨーク部１０ｂの他端（実施の形態１では左端）に、円弧状の第１凹部１０ｄが形成されている。第１凸部１０ｃは、連結される分割積層鉄心９１の第１凹部１０ｄに嵌合する。

第２鉄心片１１は、ヨーク部１１ｂの一端に、連結される分割積層鉄心９１の第２凸部１１ｃが嵌合される円弧状の第２凹部１１ｄが形成され、ヨーク部１１ｂの他端に、半円状の第２凸部１１ｃが形成され、第２凸部１１ｃには、第２突起部１５が形成されている。第２突起部１５は、第２鉄心片１１を半抜きすることにより形成することができる。第２凹部１１ｄは、ティース部１１ａの中心線に対して、第１鉄心片１０の第１凹部１０ｄと線対称に形成されている。第２凸部１１ｃは、ティース部１１ａの中心線に対して、第１鉄心片１０の第１凸部１０ｃと線対称に形成されている。第２突起部１５は、ティース部１１ａの中心線に対して、第１鉄心片１０の第１溝部１４の底部と線対称の位置に形成されている。第１鉄心片１０の第１凸部１０ｃは、連結される分割積層鉄心９１の第２凸部１１ｃに積層され、第１溝部１４の底部には、連結される分割積層鉄心９１の第２突起部１５が挿入、嵌合される。

第３鉄心片１２は、ヨーク部１２ｂの一端に、連結される分割積層鉄心９１の第３凸部１２ｃが嵌合される円弧状の第３凹部１２ｄが形成され、ヨーク部１２ｂの他端に、半円状の第３凸部１２ｃが形成され、第３凸部１２ｃには、第３溝部１６が形成されている。第３溝部１６は、ヨーク部１２ｂの中心線に対して、底部から開口部に向かって３０°程度の左上がり勾配となっている。第３凹部１２ｄは、ティース部１２ａの中心線に対して、第１鉄心片１０の第１凹部１０ｄと線対称に形成されている。第３凸部１２ｃは、ティース部１２ａの中心線に対して、第１鉄心片１０の第１凸部１０ｃと線対称に形成されている。第３溝部１６は、ティース部１２ａの中心線に対して、第１鉄心片１０の第１溝部１４と線対称となっている。

第４鉄心片１３は、ヨーク部１３ｂの一端に、半円状の第４凸部１３ｃが形成され、第４凸部１３ｃには、連結される分割積層鉄心片９１の第３溝部１６の底部に挿入、嵌合される第４突起部１７が形成されている。第４突起部１７は、第４鉄心片１３を半抜きすることにより形成することができる。また、第４鉄心片１３は、ヨーク部１３ｂの他端に、円弧状の第４凹部１３ｄが形成されている。第４凹部１３ｄは、ティース部１３ａの中心線に対して、第３鉄心片１２の第３凹部１２ｄと線対称に形成されている。第４凸部１３ｃは、ティース部１３ａの中心線に対して、第３鉄心片１２の第３凸部１２ｃと線対称に形成されている。第４突起部１７は、ティース部１３ａの中心線に対して、第３鉄心片１２の第３溝部１６の底部と線対称の位置に形成されている。第４凸部１３ｃは、連結される分割積層鉄心９１の第４凹部１３ｄに嵌合する。また、第４凸部１３ｃは、連結される分割積層鉄心９１の第３凸部１２ｃに積層され、第４突起部１７は、連結される分割積層鉄心９１の第３溝部１６の底部に挿入、嵌合される。

図３は、実施の形態１の分割積層鉄心の連結前を示す分解平面図であり、図４は、実施の形態１の分割積層鉄心の連結後を示す分解平面図であり、図５は、実施の形態１の分割積層鉄心を連結後に回動させて円環状にした状態を示す分解平面図である。

次に実施の形態１の分割積層鉄心９１同士の連結（組立）方法を説明する。図３に示すように、左右の分割積層鉄心９１同士を隣接させ、ティース部１０ａ〜１３ａ同士を開き、左側の分割積層鉄心９１の第１溝部１４の向きと右側の分割積層鉄心９１の第３溝部１６の向きとを一致させる。

次に、図４に示すように、左側の分割積層鉄心９１の第１溝部１４の底部に、右側の分割積層鉄心９１の第２突起部１５を挿入、嵌合し、右側の分割積層鉄心９１の第３溝部１６の底部に、左側の分割積層鉄心９１の第４突起部１７を挿入、嵌合して、分割積層鉄心９１同士を連結する。

図５に示すように、連結した左右の分割積層鉄心９１のティース部１０ａ〜１３ａ同士を閉じるように、分割積層鉄心９１同士を回動させると、左側の分割積層鉄心９１の第１溝部１４の向きと右側の分割積層鉄心９１の第３溝部１６の向きとが一致しなくなるので、連結した左右の分割積層鉄心９１同士が外れなくなる。

連結した左右の分割積層鉄心９１同士は、左側の分割積層鉄心９１の第１溝部１４の向きと右側の分割積層鉄心９１の第３溝部１６の向きとが一致しない限り外れることはない。また、第１〜第４凸部１０ｃ〜１３ｃは半円状であり、第１〜第４凹部１０ｄ〜１３ｄは円弧状となっていて、連結された分割積層鉄心９１同士は、第２、第４突起部１５，１７を回動中心として、ヨーク部１０ｂ〜１３ｂ同士の角度が、１１０°程度となるまで回動させることができる。

図６は、実施の形態１の分割積層鉄心の連結後の巻線作業を示す平面図である。図６に示すように、ヨーク部１０ｂ〜１３ｂ同士の角度が１１０°程度となるまで、左右に連結された分割積層鉄心９１を回動させると、左右のティース部１０ａ〜１３ａの先端部を、中央部の分割積層鉄心９１のヨーク部１０ｂ〜１３ｂの内縁部の外側に位置させることができる。そのため、左右に連結された分割積層鉄心９１のティース部１０ａ〜１３ａに邪魔されずに、巻線機４０により、中央部の分割積層鉄心９１のティース部１０ａ〜１３ａに巻線３０を巻回すことができる。

第１溝部１４は、ヨーク部１０ｂの中心線に対して、底部から開口部に向かって３０°程度の右上がり勾配としたが、この勾配角は、１０°〜６０°の範囲に設定することができる。また、第３溝部１６は、ヨーク部１２ｂの中心線に対して、底部から開口部に向かって３０°程度の左上がり勾配としたが、この勾配角は、１０°〜６０°の範囲に設定することができる。ヨーク部１０ｂの中心線に対する第１溝部１４の勾配角と第３溝部１６の勾配角とが異なっていてもよい。

実施の形態１の分割積層鉄心９１は、第１〜第４鉄心片１０〜１３の４枚を積層して形成したが、さらに、第１、第２鉄心片１０，１１の２枚を追加積層して６枚の鉄心片を積層したものとしてもよく、８枚以上の鉄心片を積層したものとしてもよい。

実施の形態２．
図７は、本発明に係る分割積層鉄心の実施の形態２を示す分解平面図であり、図８は、実施の形態２の分割積層鉄心の図７のＢ−Ｂ線に沿うヨーク部の断面図である。

図７及び図８に示すように、実施の形態２の分割積層鉄心９２は、夫々、１層目、２層目、３層目、４層目を構成する第１、第２、第３、第４鉄心片２０，２１，２２，２３を積層し、カシメ等により一体化したものである。第１〜第４鉄心片２０〜２３は、夫々、ティース部２０ａ〜２３ａと、ヨーク部２０ｂ〜２３ｂとを有し、Ｔ字状に形成されている。

第１鉄心片２０は、ヨーク部２０ｂの一端（実施の形態２では左端）に、半円状の第１凸部２０ｃが形成され、第１凸部２０ｃには、第１溝部２４が形成されている。第１溝部２４は、ヨーク部２０ｂの中心線と平行となっている。また、第１鉄心片２０は、ヨーク部２０ｂの他端（実施の形態２では右端）に、円弧状の第１凹部２０ｄが形成されている。第１凸部２０ｃは、連結される分割積層鉄心９２の第１凹部２０ｄに嵌合する。

第２鉄心片２１は、ヨーク部２１ｂの一端に、連結される分割積層鉄心９２の第２凸部２１ｃが嵌合される円弧状の第２凹部２１ｄが形成され、ヨーク部２１ｂの他端に、半円状の第２凸部２１ｃが形成され、第２凸部２１ｃには、第２突起部２５が形成されている。第２突起部２５は、第２鉄心片２１を半抜きすることにより形成することができる。第２凹部２１ｄは、ティース部２１ａの中心線に対して、第１鉄心片２０の第１凹部２０ｄと線対称に形成されている。第２凸部２１ｃは、ティース部２１ａの中心線に対して、第１鉄心片２０の第１凸部２０ｃと線対称に形成されている。第２突起部２５は、ティース部２１ａの中心線に対して、第１鉄心片２０の第１溝部２４の底部と線対称の位置に形成されている。第１鉄心片２０の第１凸部２０ｃは、連結される分割積層鉄心９２の第２凸部２１ｃに積層され、第１溝部２４の底部には、連結される分割積層鉄心９２の第２突起部２５が挿入、嵌合される。

第３鉄心片２２は、ヨーク部２２ｂの一端に、連結される分割積層鉄心９２の第３凸部２２ｃが嵌合される円弧状の第３凹部２２ｄが形成され、ヨーク部２２ｂの他端に、半円状の第３凸部２２ｃが形成され、第３凸部２２ｃには、第３溝部２６が形成されている。第３溝部２６は、ヨーク部２２ｂの中心線に対して、底部から開口部に向かって７０°程度の右上がり勾配となっている。第３凹部２２ｄは、ティース部２２ａの中心線に対して、第１鉄心片２０の第１凹部２０ｄと線対称に形成されている。第３凸部２２ｃは、ティース部２２ａの中心線に対して、第１鉄心片２０の第１凸部２０ｃと線対称に形成されている。

第４鉄心片２３は、ヨーク部２３ｂの一端に、半円状の第４凸部２３ｃが形成され、第４凸部２３ｃには、連結される分割積層鉄心片９２の第３溝部２６の底部に挿入、嵌合される第４突起部２７が形成されている。第４突起部２７は、第４鉄心片２３を半抜きすることにより形成することができる。また、第４鉄心片２３は、ヨーク部２３ｂの他端に、円弧状の第４凹部２３ｄが形成されている。第４凹部２３ｄは、ティース部２３ａの中心線に対して、第３鉄心片２２の第３凹部２２ｄと線対称に形成されている。第４凸部２３ｃは、ティース部２３ａの中心線に対して、第３鉄心片２２の第３凸部２２ｃと線対称に形成されている。第４突起部２７は、ティース部２３ａの中心線に対して、第３鉄心片２２の第３溝部２６の底部と線対称の位置に形成されている。第４凸部２３ｃは、連結される分割積層鉄心９２の第４凹部２３ｄに嵌合する。また、第４凸部２３ｃは、連結される分割積層鉄心９２の第３凸部２２ｃに積層され、第４突起部２７は、連結される分割積層鉄心９２の第３溝部２６の底部に挿入、嵌合される。

図９は、実施の形態２の分割積層鉄心の連結前を示す分解平面図であり、図１０は、実施の形態２の分割積層鉄心の連結後を示す分解平面図であり、図１１は、実施の形態２の分割積層鉄心を連結後に回動させて円環状にした状態を示す分解平面図である。

次に実施の形態２の分割積層鉄心９２同士の連結（組立）方法を説明する。図９に示すように、左右の分割積層鉄心９２同士を隣接させ、ティース部２０ａ〜２３ａ同士を開き、右側の分割積層鉄心９２の第１溝部２４の向きと左側の分割積層鉄心９２の第３溝部２６の向きとを一致させる。

次に、図１０に示すように、右側の分割積層鉄心９２の第１溝部２４の底部に、左側の分割積層鉄心９２の第２突起部２５を挿入、嵌合し、左側の分割積層鉄心９２の第３溝部２６の底部に、右側の分割積層鉄心９２の第４突起部２７を挿入、嵌合して、分割積層鉄心９２同士を連結する。

図１１に示すように、連結した左右の分割積層鉄心９２のティース部２０ａ〜２３ａ同士を閉じるように、分割積層鉄心９２同士を回動させると、右側の分割積層鉄心９２の第１溝部２４の向きと左側の分割積層鉄心９２の第３溝部２６の向きとが一致しなくなるので、連結した左右の分割積層鉄心９２同士が外れなくなる。

連結した左右の分割積層鉄心９２同士は、右側の分割積層鉄心９２の第１溝部２４の向きと左側の分割積層鉄心９２の第３溝部２６の向きとが一致しない限り外れることはない。また、第１〜第４凸部２０ｃ〜２３ｃは半円状であり、第１〜第４凹部２０ｄ〜２３ｄは円弧状となっていて、連結された分割積層鉄心９２同士は、第２、第４突起部２５，２７を回動中心として、ヨーク部２０ｂ〜２３ｂ同士の角度が、１１０°程度となるまで回動させることができる。

図示しないが、連結された実施の形態２の分割積層鉄心９２は、図６に示す実施の形態１の分割積層鉄心９１と同様に、左右に連結された分割積層鉄心９２のティース部２０ａ〜２３ａに邪魔されずに、巻線機４０により、中央部の分割積層鉄心９２のティース部２０ａ〜２３ａに巻線３０を巻回すことができる。

第１溝部２４は、ヨーク部２０ｂの中心線と平行としたが、中心線に対して勾配をつけてもよい。また、第３溝部２６は、ヨーク部２２ｂの中心線に対して、底部から開口部に向かって６０°程度の右上がり勾配としたが、この勾配は、１０°〜６０°の範囲に設定することができる。

実施の形態２の分割積層鉄心９２は、実施の形態１の分割積層鉄心９１と同様に、６枚の鉄心片を積層したものとしてもよく、８枚以上の鉄心片を積層したものとしてもよい。

１０，２０第１鉄心片、１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａティース部、１０ｂ，１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂヨーク部、１０ｃ，２０ｃ第１凸部、１０ｄ，２０ｄ第１凹部、１４，２４第１溝部、１１，２１第２鉄心片、１１ｃ，２１ｃ第２凸部、１１ｄ，２１ｄ第２凹部、１５，２５第２突起部、１２，２２第３鉄心片、１２ｃ，２２ｃ第３凸部、１２ｄ，２２ｄ第３凹部、１６，２６第３溝部、１３，２３第４鉄心片、１３ｃ，２３ｃ第４凸部、１３ｄ，２３ｄ第４凹部、１７，２７第４突起部、３０巻線、４０巻線機、９１，９２分割積層鉄心。

Claims

ティース部とヨーク部とを有する少なくとも４枚の鉄心片を積層して形成される固定子の分割積層鉄心において、
第１鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第１凸部が形成され該第１凸部に第１溝部が形成され他端に第１凹部が形成され、
第２鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第２凹部が形成され他端に第２凸部が形成され該第２凸部に第２突起部が形成され、
第３鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第３凹部が形成され他端に第３凸部が形成され該第３凸部に第３溝部が形成され、
第４鉄心片は、前記ヨーク部の一端に第４凸部が形成され該第４凸部に第４突起部が形成され他端に第４凹部が形成され、
前記第１凸部は、連結される分割積層鉄心の前記第１凹部に嵌合され、
前記第２凹部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第２凸部に嵌合され、
前記第３凹部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第３凸部に嵌合され、
前記第４凸部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第４凹部に嵌合され、
前記第１凸部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第２凸部に積層され、前記第１溝部には、前記連結される分割積層鉄心の前記第２突起部が嵌合され、
前記第４凸部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第３凸部に積層され、前記第４突起部は、前記連結される分割積層鉄心の前記第３溝部に嵌合される、
ことを特徴とする固定子の分割積層鉄心。
前記ヨーク部の中心線に対する前記第１溝部の勾配角と前記第３溝部の勾配角が異なることを特徴とする請求項１に記載の固定子の分割積層鉄心。