JPH019246Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転電機が電力用変圧器等において
磁気回路を作るために使用する鉄心に係り、特
に、分割体一体化構造を有する複合型鉄心に関す
る。

一般に、オートバイ等小型車両においては、第
１図に示すような磁石発電機が使用されることが
ある。この磁石発電機は、円筒形状のヨーク２に
複数のフエライトマグネツト３を互に等しい位相
差で周方向に配して固着されてなる回転子１と、
複数枚の磁性薄板を積層されてなる鉄心（コア）
５に放射状に突設された複数の突出部６にコイル
７をそれぞれ巻装されてなる発電子４とを備えて
おり、エンジン（不図示）に直結されて駆動され
る回転子１が発電子４の周囲を回転することによ
り発電子の各コイル７に起電力を誘導するように
構成されている。

従来、このような磁石発電機の発電子として、
第２図および第３図に示すような複合型鉄心を備
えたものがある。この複合型鉄心は、複数枚の磁
性薄板を積層されて一体的に形成されたコア主体
８に同様に形成されたコア従体９がその後端部を
嵌入し両者８，９の嵌合部に渡つてリベツト１０
を貫通され両端部をめられることにより固定的
に結合されて一体化構成されている。

しかしながら、このような従来の複合型鉄心に
あつては、結合をリベツト止めにより行なうた
め、例えば第３図に示すように、コア主体８の積
層厚さT₈をコア従体９の積層厚さT₉よりもめ
強度を得るに必要な厚さ分（2t）だけ大きく設定
しなければならず、重量およびコストの増加を招
来し、また、コア従体の数の増加にしたがつてリ
ベツト止めの工数が倍増し、さらに、板厚のばら
つきにより前記嵌入が圧入状態や遊動状態（ガ
タ）になり作業性の低下や結合強度の不足を招来
し、また、コア従体の積層厚がコア主体の積層厚
よりも大きい場合には結合することができないと
いう欠点があつた。

また、従来のこの種の複合型鉄心として、第４
図および第５図に示すように、コア主体８とコア
従体９との積層厚さを互に等しく製作し、コア主
体の外周部にコア従体の後端部を嵌合し、この嵌
合境界面間に形成される透孔１１にリベツト１０
を挿通して両端をめ両端頭部の抜け止めにより
コア主体とコア従体とを固定的に結合する構造の
ものもある（例えば、実開昭57−21234号公報参
照）。

しかしながら、このような複合型鉄心にあつて
は、リベツトの両端頭部による抜け止め作用によ
り結合する構造であるため、コア主体とコア従体
との積層厚さを互に等しく製作する必要があり、
磁性薄板の板厚管理等について高度の注意が要求
され、生産性が低下する等の欠点があつた。

本考案の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、任意の積層厚さのコア主体およびコア従体を
結合することができる複合型鉄心を提供するにあ
る。

この目的を達成するため、本考案は、コア主体
に形成した空所内にコア従体の結合部を嵌入し、
空所と結合部との接合面に形成された中空部に結
合部材を挿入し、これに積層厚さ方向の圧縮力を
加えて膨径変形させ、この変形により空所の一部
に反力をとつて結合部を空所内で移動させコア従
体の一部をコア主体の一部に押着させて両者を固
定的に結合し、コア主体とコア従体とを一体化す
るように構成したものである。

以下図面に即して本考案の実施例を説明する。

第６図および第７図は本考案による複合型鉄心
の一実施例を示す平面図および−線に沿う拡
大断面図であり、磁石発電機の発電子に適用され
る場合を示している。

本実施例において、この複合型鉄心（コア）は
コア主体１２と２個のコア従体１３と２本の結合
部材１４とを備えている。コア主体１２は薄いけ
い素鋼板等の磁性薄板を用いて互に同一形状に打
ち抜き成形された複数枚のコア素材１５を積層
し、この積層体に適数本のリベツト１６を厚さ方
向にそれぞれ挿通されその両端部をめられて固
定されることにより一体的に構成されている。コ
ア主体１２は、ほぼ八角柱の８辺のうち連続する
５辺の中央部にほぼＴ字形柱状の突出部１７を放
射状にそれぞれ突設したような形状に形成されて
いる。各突出部１７は所定のコイル（不図示）が
絶縁物製のボビン等を介してそれぞれ巻装し得る
ように構成されている。

コア主体１２の前記突出部１７が突設されない
２辺における所定箇所の外周部には、平面から見
た形状が台形をなす柱状の空所１８がコア主体１
２の上下面に渡つて貫通し、かつ台形の短辺がコ
ア主体１２の外周面において開放するようにそれ
ぞれ形成されている。そして、空所１８の台形の
斜辺に相当する部分とコア主体１２の外周の一辺
とに挾まれて形成されたほぼ三角形状部分のそれ
ぞれは一対の押え爪部１９，１９をそれぞれ形成
している。したがつて、両爪部１９，１９の先端
が形成する空所１８の側面における開口の間口は
空所１８の内部の幅寸法よりも狭くなつている。
また、空所１８の台形の長辺に相当する部分には
コ字形状の溝２０が上下方向（コア素材を積み重
ねていく方向）に延在するように形成されてい
る。

コア従体１３は、薄いけい素鋼板等の磁性薄板
を用いて互に同一形状に打ち抜き成形された複数
枚のコア素材２１を積層し、この積層体に適数本
のリベツト２２を厚さ方向にそれぞれ挿通されそ
の両端部をめられて固定されることにより一体
的に構成されている。コア従体１３はほぼＴ字形
柱状をなすコイル巻装部２３の後端部に台形柱状
をなす結合部２４を突設したような形状に形成さ
れている。コイル巻装部２３は所定のコイル（不
図示）が絶縁物製のボビン等を介して巻装し得る
ように構成されている。また、コア従体１３の結
合部２４は前記コア主体１２の空所１８内にちよ
うど嵌合する形状に形成されている。結合部２４
の台形の長辺に相当する底面にはコ字形状の溝２
５が上下方向に延在するように形成されている。
この溝２５と前記空所１８の溝２０とは結合部２
４と空所１８との嵌合状態において互に対向し、
上下端が開口した正方形柱状の中空部２６を形成
するように構成されている。本実施例において、
コア従体１３の積層厚さT₁₃は前記コア主体１２
の積層厚さT₁₂よりも厚く設定されている。

固定部材１４は鉄、アルミニウム、銅等のよう
に、長さ方向に圧縮力を加えると、径方向に膨出
して塑性変形する材料を用いて正方形柱状に形成
されており、その外径は前記中空部２６と等し
く、長さはコア主体１２およびコア従体１３の積
層厚さT₁₂，T₁₃以下にそれぞれ設定されている。

次に、組付作業および作用を説明する。

コア主体１２の各空所１８内には各コア従体１
３の結合部２４がコイル巻装部２３を空所１８の
側面開口から突出させた状態で空所１８に上面開
口から嵌入される。空所１８と結合部２４との嵌
合状態において、空所の矩形溝２０と結合部の矩
形溝２５とは対向して正方形柱状の中空部２６を
形成する。

この中空部２６に結合部材１４が挿入され、結
合部材１４に長さ方向の圧縮力が付勢される。こ
の圧縮力は結合部材の両端に対向力を及ぼして付
勢するようにしてもよいし、一端に押力を他端に
その反力を及ぼして付勢するようにしてもよい。
この圧縮力により、結合部材１４は長さ方向に短
縮されつつ径方向に膨出され空所１８の底面と結
合部２４の底面とには矩形溝２０と２５とを拡開
させる押力がそれぞれ付勢される。この押力によ
り、結合部２４は空所１８の底面に反力をとつて
反対方向に移動され押え爪部１９の内面に強く押
着され、これにより、コア従体１３はコア主体１
２に固定的に結合された状態になり一体化され
る。この結合部状態において、２個のコア従体１
３，１３のコイル巻装部２３，２３は所定の開き
角度をもつて放射状に突設された状態になる。

しかも、結合部材１４が長さ方向に圧縮されて
塑性的に膨径変形されることにより、第１６図に
示されているように、結合部材１４の一部がコア
主体１２およびコア従体１３においてコア素材
（磁性薄板）１５，２１の端部同士により形成さ
れた凹凸群に喰いつくため、軸方向（積層厚さ方
向）への抜け止めが確実化されるとともに、全体
にわたつて均一な反力が発生されることになる。
したがつて、結合部材１４の膨径変形によつて一
度一体化されると、コア主体１２とコア従体１３
との結合は決して弛むことがない。ちなみに、前
記凹凸群はコア素材１５，２１が打ち抜き成形さ
れる際に、通常生成されてしまう剪断部ａおよび
破断部ｂによつて必然的に形成されるものであ
り、本考案は結合部材１４を塑性変形させること
により、この凹凸群を巧みに利用するように工夫
したものである。

このように、前記固定構造は結合部材１４を軸
方向両端から押し潰すことにより塑性変形させて
径方向に膨ませ、もつて軸方向と直角の応力を発
生せしめ、これによりコア従体の結合部を空所内
で相対的に移動させコア従体の一部である結合部
の外面をコア主体の一部である空所内面に押着さ
せて、固定するものであるので、前記結合部材１
４の長さはコア主体とコア従体のうち薄い方の積
層厚さと同等以下に設定するのがよく、少なくと
も結合部材を押し潰した際にリベツトのような傘
状の頭部が形成されることは好ましくない。なぜ
なら、このような頭部が形成されると、軸方向と
直角方向の応力がかなり小さくなるために適正な
押着力が得られなくなるからである。

ちなみに、結合部材による押着応力は結合部材
の圧縮代または圧縮力を調節することにより適正
値に設定することができ、生産上の管理を極めて
容易に実行することが可能である。

本実施例によれば、結合部材の膨径変形により
コア従体の結合部をコア主体の空所内で相対移動
せしめ結合部の外面を凹所の内面に押着させて両
者を固定せしめるので、コア主体とコア従体との
結合についてリベツト止め加工を廃止することが
でき、このため、コア主体とコア従体との積層厚
さについての制約を解除することができる。

ところで、オートバイ等車両用の発電機の発電
子においては、前記コア主体１２の各突出部１７
にはいわゆるランプコイル（ランプ等の負荷やバ
ツテリー充電等に電流を供給するためのコイル）
が、前記コア従体１３には点火電源コイル（エン
ジンの点火プラグに高圧電流を供給するためのコ
イル）がそれぞれ巻装されることが多い。すなわ
ち、点火電源コイルはランプコイルに比べて小径
（0.1〜0.2mm程度）の細線を5000回程度巻き付け
る必要があるので、ランプコイルの巻線作業と分
離して巻線した方が作業性がよい。このため、従
来から点火電源コイルが巻装されるコア従体は別
体で形成され、ランプコイルが巻装されるコア主
体に結合一体化される構造が採用されている。こ
のような分割体一体化構造のコアの場合、コア主
体の所要積層厚さとコア従体の所要積層厚さとは
用途、特性等の相異から相異することが多い。

そして、リベツトによりコア主体とコア従体と
が結合される従来構造の場合、一方の余肉（スペ
ーサが介設される場合を含む。）で他方の厚さを
挾み込むか（第２図および第３図で説明した構
造）または、両方の厚さを等しくしてリベツトの
両端頭部で両者を抜け止め状態に挾み込む（第４
図および第５図で説明した構造）必要上、コア主
体とコア従体との積層厚さの関係に相対的な制約
が要求され、よつて諸々の弊害が惹起される。

これに対し、本実施例によれば、コア主体とコ
ア従体とは積層厚さに制約されずに固定すること
ができるので、コア主体とコア従体との積層厚さ
は必要最小限の厚さにそれぞれ設定することがで
き、したがつて、制約に伴なう弊害の発生を未然
に回避することができる。

また、積層厚さの自由選定は２個のコア従体相
互でも同じであるので、厚さの相異する２個のコ
ア従体でもコア主体に固定することができる。こ
れは、低速用および高速用点火電源コイル等のよ
うに相異するコイル仕様が要求される場合等にお
いて、コア従体同志の厚さに制限されずにコイル
仕様を決定できるので有利となり、磁石発電機に
おいて一層良好な性能を発揮させることができ
る。

なお、前述したようなコア主体とコア従体との
組付作業が実施される以前に、前記ランプコイル
および点火電源コイルをコア主体のコイル巻装突
出部１７およびコア従体のコイル巻装部２３にそ
れぞれ巻装する作業が実施されると、当該巻装作
業は極めて能率よく実施することができる。しか
し、コイル巻装作業は極めて能率よく実施するこ
とができる。しかし、コイル巻装作業はコア組付
作業後に実施することもできる。

第８図〜第１５図は前記実施例に対する各変形
例をそれぞれ示す各部分平面図および各拡大部分
縦断面図である。

第８図に示す実施例は、コア主体１２の空所１
８Ａおよびこれに嵌合したコア従体１３の結合部
２４Ａが一方の斜辺のみを有する台形柱状に形成
され、正方形柱状の中空部２６Ａが空所１８Ａの
台形長辺と直角をなす辺における空所内面に形成
されたコ字形状の溝２０Ａのみで形成された点、
が前記実施例と異なる。

第９図に示す実施例は、コア主体１２の空所１
８Ｂおよびコア従体１３の結合部２４Ｂが一斜辺
のみを有する台形柱状に形成され、正方形柱状の
中空部２６Ｂが結合部の外面に形成されたコ字形
状の溝２５Ｂのみで形成された点が前記実施例と
異なる。

第１０図に示す実施例は、中空部２６Ｃがコア
主体１２の空所１８とコア従体１３の結合部２４
との結合面にそれぞれ形成された半円形溝２０Ｃ
と２５Ｃとにより円柱状に形成され、結合部材１
４Ｃが円柱状に形成された点、が前記実施例と異
なる。

第１１図に示す実施例は、コア主体１２の空所
１８Ｄおよびこれに嵌合したコア従体１３の結合
部２４Ｄがほぼ凸字形柱状に形成され、両脇の押
え爪部１９Ｄが四角形状に形成された点、が前記
実施例と異なる。

第１２図に示す実施例は次の点が前記実施例と
異なる。コア主体１２Ｅは枠状（一部のみ図示）
に形成され、空所１８Ｅはほぼ凸字形柱状でその
大小端面がいずれも開口するように形成されてお
り、両脇の押え爪部１９Ｅは四角形状に形成され
ている。コア従体１３Ｅの結合部２４Ｅは空所１
８Ｅに嵌合するほぼ凸字形柱状に形成されるとと
もに、その両肩部にＬ字形溝状の切欠部２５Ｅを
それぞれ設けられ、この切欠部２５Ｅは空所１８
Ｅの両肩部２０Ｅと協働して正方形柱状の中空部
２６Ｅをそれぞれ形成している。また、コア従体
１３Ｅには鍔部２７がコア主体１２Ｅの押え爪部
１９Ｅの外面に押着み得るように突設されてい
る。

そして、前記中空部２６Ｅに正方形柱状の結合
部材１４が嵌入された圧縮膨径変形されると、空
所１８Ｅの両肩部２０Ｅに反力をとつた結合部材
１４の変形により、コア従体の結合部２４Ｅは空
所１８Ｅにおいて矢印方向に相対的に強制移動さ
れ、この移動によりコア従体の一部である鍔部２
７はコア主体の一部である押え爪部１９Ｅの外面
に強力に押着され、もつて、コア主体とコア従体
とは固定的に一体化されている。

第１３図に示す実施例は次の点が前記実施例と
異なる。コア主体１２Ｆは例えば電動機の界磁鉄
心の一部を形成するように円形枠状（一部のみ図
示）に形成され、その内周にはコイル巻装突出部
１７Ｆが適数本適当間隔で放射状に突設されてい
る。空所１８Ｆは円周に沿つて若干彎曲したほぼ
台形柱状に形成されているが、２個のコア従体１
３Ｆの両結合部２４Ｆ，２４Ｆが互に隣接した状
態において嵌合する大きさに形成されている。各
コア従体の結合部２４Ｆは台形を柱状縦に２等分
割されたような形状に形成されており、一方の結
合部の斜辺部分にコ字形状の溝２５Ｆが形成さ
れ、この溝は一方の押え爪部１９Ｆの内面に形成
された溝２０Ｆと協働して四角柱状の中空部２６
Ｆを構成している。

そして、中空部２６Ｆに結合部材１４が嵌入さ
れ圧縮膨径変形されると、前記空所側溝２０Ｆに
反力をとつた結合部材１４の変形により、２個の
コア従体の接合した結合部２４Ｆ，２４Ｆは空所
１８Ｆにおいて一緒に強制移動され、反対側の押
え爪部１９Ｆの内面に強く押着され、もつて、２
個のコア従体はコア主体に同時に固定一体化され
ている。

第１４図に示す実施例においては、第１３図の
実施例が応用的に変形されて３個のコア従体１３
Ｇがコア主体１２Ｇに同時に固定一体化されてい
る。この場合空所１８Ｇに一連となつて嵌合され
る３個の結合部２４Ｇには隣接するもの同志が互
に噛合する凹凸面からなる噛合部２８，２８がそ
れぞれ形成され、この噛合により中央に位置する
コア従体の放射方向の抜出脱落が防止されてい
る。

第１５図に示す実施例はコア主体１２Ｈの積層
厚さがコア従体１３Ｈの積層厚さよりも厚く設定
された点が前記実施例とそれぞれ異なる。

なお、コア主体、コア従体、空所、結合部、中
空部、結合部材等の形状、構造、コア従体の個数
および中空部の位置、個数等々は前記各種実施例
に限定されるものではない。例えば、空所および
結合部の形状は五角形や六角形の柱状でもよく、
要はコア従体の一部が相対移動したときにコア主
体の一部に押着し得る形状であればよい。また、
中空部は透孔に限らず一端が閉塞された穴形状に
形成してもよい、 前記実施例では、磁石発電機の発電子に使用さ
れる複合型鉄心の場合を重点的に説明したが、本
考案は回転電機や変圧器等において使用される複
合型鉄心全般に適用することができる。

以上説明したように、本考案によれば、コア主
体に形成した空所にコア従体の結合部を嵌入し、
空所と結合部との接合面に形成された中空部に結
合部材を挿入し、これに軸方向の圧縮力を加えて
膨径させることにより結合部を空所内において強
制移動させ、コア従体の一部をコア主体の一部に
押着させて固定し、コア主体とコア従体とを一体
化する構成であるから、任意の積層厚さのコア主
体とコア従体とを固定的に結合一体化することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な磁石発電機の一例を示す平面
図、第２図は従来例を示す平面図、第３図は第２
図の−線に沿う断面図、第４図は他の従来例
を示す部分平面図、第５図は第４図の−線に
沿う断面図、第６図は本考案による複合型鉄心の
一実施例を示す平面図、第７図は第６図の−
線に沿う拡大断面図、第８図、第９図、第１０
図、第１１図、第１２図、第１３図、および第１
４図はそれぞれ変形例を示す各部分平面図、第１
５図は他の変形例を示す拡大部分縦断面図、第１
６図は本考案による複合型鉄心の一実施例におけ
る作用を説明するための拡大部分縦断面図であ
る。 １……回転子、４……発電子、５……コア、７
……コイル、１２……コア主体、１３……コア従
体、１４……結合部材、１５，２１……コア素
材、１７……コイル巻装突出部、１８……空所、
１９……押え爪部、２０，２５……溝、２３……
コイル巻装部、２４……結合部、２６……中空
部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 複数枚の磁性薄板を積層固着されてなるコア
   主体と、複数枚の磁性薄板を積層固着されてな
   り、かつ、前記コア主体と積層厚さが異なるコ
   ア従体とが互いの一部を固定的に結合されて一
   体化された複合型鉄心であつて、前記コア主体
   の縁辺部に空所を形成し、この空所に前記コア
   従体の結合部を嵌合し、この空所と結合部との
   接合面の一部により形成される中空部に積層厚
   さが薄い方のコアよりも短い長さを有する結合
   部材を嵌入し、この結合部材を中空部内におい
   て長さ方向に圧縮することにより膨径変形させ
   て、積層された前記磁性薄板の凹凸に結合部材
   の一部を喰いつかせるとともに、空所の一部に
   反力をとつて結合部を空所内で移動させ、前記
   結合部の外面を前記空所内面に押着させること
   によりコア主体とコア従体とを固定一体化した
   ことを特徴とする複合型鉄心。 ２ 中空部が、コア主体の空所内面の一部および
   コア従体の結合部外面の一部の少なくとも一方
   に形成された溝により形成されることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項記載の複合
   型鉄心。 ３ 中空部が、少なくとも一端が開口した柱形状
   に形成されたことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の複合型鉄心。 ４ 複数個のコア従体の結合部が、コア主体の空
   所内に嵌合されたことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の複合型鉄心。