JPH0378452A - 小形電動機の固定子磁極の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定子磁極の形成方法に係り、特に、磁性薄
板より成る固定子鉄心とこれに巻装した巻線とで構成し
た固定子と、この固定子に小空隙を介して対向配置し回
転自在に軸支した回転子とにより構成される小形電動機
の固定子磁極の形成方法に関する。

［従来の技術〕 第３図及び第４図は従来の小形電動機を示し、１は電動
機のカバーと減速機のケースとを兼ねている、磁性薄板
で構成した一端を閉じた筒状の固定子鉄心、２は固定子
鉄心の閉じた側の端面から複数個の固定子磁極を切起こ
した跡の空孔、３は空孔２より切起こして上記端面に対
し直角にかつ回転子に対し一定の空隙長を保つよう同心
円上に配設した固定子磁極、４は固定子巻線の巻枠、５
は固定子巻線、６は固定子鉄心１と対となる固定子磁極
板、７は固定子磁極板６から直角に切起こした磁極、８
は回転子軸、９は減速機の後部地板、１０は同じく前部
地板、１１は回転子軸８によって回転自在に支承される
回転子、１１−１は回転子１１の延長軸上に設けたピニ
オン、１２は減速機の中間軸、１３はこの中間軸１２に
固定した中間軸歯車、１４は出力軸軸受、１５は出力軸
、１６はこの出力軸１５に固定した出力軸歯車、１７は
減速機の前部地板１０と後部地板９とを連結する柱であ
る。

この小形電動機においては、固定子鉄心１と固定子磁極
板６で挾まれた固定子巻線５に適宜周期の交流を流すと
、固定子磁ＷＡ３と、固定子磁極板６側の磁極７とに交
番磁界が生成し、一部磁極に設けたクマトリ巻線（図示
省略）の作用で一定方向の回転界磁を生成し１回転子１
１を駆動する。

回転子１１の回転は、ピニオン１１−１、中間軸歯車１
３、図示を省略した複数段の中間歯車群、出力軸歯車１
６を介して出力軸１５に伝達され、外部負荷装置が駆動
される。

第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は第３図の小形電動機の
固定子鉄心１と固定子磁極板６の詳細図を示し、第４図
（ａ）は固定子鉄心１の断面図で、磁性薄板より絞り加
工で内径Ｄ１の、一端を閉じた深い円筒を作り、この円
筒の閉じた底面部から複数個の短冊状の磁極３を切起こ
しにより矢印のように底面の内側に直角に形成し、かつ
磁極３が配列される同心円の内径ｄ工を回転子１１の外
径ｄ。

より空隙長だけ大きくしている。このような構成の磁極
３の長さａ工は固定子鉄心１の内径Ｄ１と。

回転子１１の外径ｄ。から決まるｄｌとによって制約さ
れ、（Ｄよ−ｄ工）／２より長くすることができない。

また、第４図（ｂ）、（ｃ）に示すように固定子磁極板
６においても、切起こしによって形成される磁極７の長
さＱ２が、固定子磁極板の外径Ｄ□（Ｄ＞より僅かに小
さい）と内径ｄ１の寸法とによって制約され、（Ｄｚ　
　ｄ　ｘ　）　／　２より長くすることができない。

この種の小形電動機の出力効率を上げるには、磁極の磁
気抵抗をできるだけ小さくして発生する磁束密度を大き
くすればよく、それには、磁極の長さと幅及び磁極の肉
厚のそれぞれを大きくすることが望ましい。このうち、
磁極の肉厚は、使用する磁性薄板の肉厚寸法がその上限
値となるので、結局、任意に設計し得る寸法で、電動機
効率に関係するものは、磁極の長さと幅である。

これに対処して、本発明者は先に、この種の切起こしに
よって形成される磁極の長さ危０、Ｑ２を。

前述した制約された寸法以上に長くすることができ、こ
れにより、小形で大出力の電動機とすることのできる固
定子の磁極形成方法を提案した。すなわち、特開昭５８
−２９３５０号において、Ｓ（固定子）ポール板の製造
方法として、外径が回転子の外径最終仕上寸法より少し
大きい円板の中央部に凹部を絞り、該凹部の斜面に短冊
状の複数個の磁極を打抜き、しかる後該複数個の磁極を
直角に起こす方法とすること、及び特開昭５８−２９３
５１号において、固定子鉄心の製造方法として、磁性薄
板を深皿形状に絞り、この深皿の底面より複数個の短冊
状の磁極を皿の内側方向に底面に直角に切起こし、更に
上記深皿形状の底面を成形し最終仕上寸法に絞り加工す
る方法とすることを提案した。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記提案方法によれば、前述した第３図従来方法による
よりも、固定子の直径は同じとして、磁極の長さを固定
子と共に長くすることができ、したがって大出力を得ら
れる利点があるが、しかし、提案方法にもなお次のよう
な問題が残っていた。

すなわち、提案のＳポール板の製造方法には、円板の中
央部に凹部を絞り、この凹部の斜面に短冊状の複数個の
磁極を打抜く工程部分を含んでおり、中間工程が多くて
コスト面で不利であり、また、Ｓポール板の製造方法、
固定子鉄心の製造方法のいずれにも、中間工程に絞り加
工部分を含むことから、最終的に曲げ起こされた磁極の
肉厚寸法が、使用した磁性原板の厚さより減少して電動
機出力が小さくなるという問題があった。さらに、Ｓポ
ール板の磁極形成方法と、固定子鉄心の磁極形成方法と
が、別個の方法となっていたので、電動機全体としての
製造工程を複雑にしていたという問題もあった。

本発明の目的は、これらの問題を解決し、磁極の長さを
上記提案方法による場合よりさらに長くすることができ
、また、中間工程に絞りを含まない。したがって、磁極
の肉厚をしよう磁性原板の厚さより減少させることのな
い、加工工程の簡易な小形電動機の固定子磁極の形成方
法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明請求項１では、（イ
）磁性円板に小口径の中心孔を打抜き、次に、（ロ）磁
極数と同数の扇形状の窓を各扇形の湾曲辺が磁性円板の
外周から所定寸法だけ内側の同一円周上に等分配置され
各扇形のカナメ点が内径側になるように打抜き加工し、
次に、（ハ）各扇形のカナメ点と中心孔とを結ぶ線をせ
ん断加工して磁極数と同数の放射状の片持片に分離し、
（ニ）これらの分離された片持片をそれぞれ磁性円板の
板面に対して直角に曲げ起こす磁極形成方法とする。ま
た、請求項２においては、（イ）磁性円板に小口径の中
心孔を打抜き、次に、（ロ）各湾曲辺が磁性円板の外周
から所定寸法だけ内側の同一円周上に等分配置され各カ
ナメ点が内径側となるように配置される、磁極数と同数
の扇形の各カナメ点と上記中心孔とを結ぶ線と、このカ
ナメ点を通る各扇形の２直線辺のうちの一方の直線辺と
をせん断加工し、この場合、せん断する直線辺は、奇数
番目の扇形では右側の直線辺、偶数番目の扇形では左側
の直線辺として、磁極数の半分に等しい個数の放射状の
片持片を作り、これらの片持片をそれぞれ上記せん断加
工時に板面に直角に下方に折り曲げ、次に、（ハ）各扇
形の残りの一方の直線辺と湾曲辺とをせん断加工して磁
極数だけの扇形窓を切り落して、残りの磁極数の半分に
等しい個数の放射状の片持片を作り、（ニ）これらの残
りの片持片をそれぞれ板面に直角に下方に折り曲げる磁
極形成方法とする。

〔作　　　用〕

磁性円板に４個の磁極を切起こそうとするときは４個の
扇形状の窓を、各扇形のカナメ点を内径側にして打抜く
と同時に、円板の中心部に小径の中心孔を打抜く２次に
、各扇形のカナメ点と中心孔とを結ぶ線をせん断加工す
ると、扇形窓を打抜かれた円板に中心孔の近傍において
分離されて、４個の放射状の片持片が生じる。これらの
片持片をそれぞれ円板面に対して直角に曲げ起こすこと
で固定子磁極板が完成する０以上は請求項１に対応して
述べたが、請求項２においては、中間の工程が上記とは
異なる。

この固定子磁極板の２つを、固定子巻線が巻装された固
定子枠を挾むように、向き合わせて配置することで固定
子の組立てが終り、これを、電動機カバーを兼ねる円筒
状の固定子鉄心の内径側に配置する。この方法によれば
、前述した提案方法の場合と異なり、同じ工程で製造し
た２つの固定子磁極板を用いて固定子を組立てることが
できる。

ただし、この場合は、前述した第３図の回転子軸８を、
固定子鉄心の端面で支承することができなくなるので、
これに対しては、回転子軸支承用の磁性円板あるいは非
磁性円板を設置すればよい。

〔実施例〕

本発明請求項１の一実施例を第１図（ａ）、（ｂ）、（
ｃ）により説明する。これは、４個の磁極を曲げ起こす
場合の例である。本実施例の第］−工程においては、（
ａ）図に示すように、肉厚ｔの、外径ＤＺ（固定子鉄心
１の内径Ｄ□より僅かに小径）の磁性円板２１に、中心
孔２２と５４個の扇形状の窓２３を、各扇形のカナメ点
２４をそれぞれ内径側にして、打抜く。斜線部は打抜か
れた部分を示す。ここで、中心孔２２の直径は円板径Ｄ
２の約１０〜１５％とし、各扇形のカナメ点２４におけ
る頂角はそれぞれ４７ｃ／４＝９０度とし、各扇形の円
弧はそれぞれ直径が２ｔ＋ｄｔ（このｄ工は磁極が配列
される同心円の内径であり、回転子１１の外径ｄ。より
空隙長だけ大きい）の円周上にあるようにする。次に第
２工程においては、（ｂ）図に示すように、各扇形のカ
ナメ点２４と中心孔２２とを結ぶ線２５においでせん断
加工して、４個の放射状の片持片２６に分離する。

第３の工程においては、（Ｃ）図に示すように、分離さ
れた４個の片持片２６のそれぞれを、内径ｄ工の同心円
上に配列されるように、板面に対して直角に曲げ起こす
。これで１つのＳ（固定子）磁極板２７が完成する。

このようなＳ磁極板２７を２つ作り、曲げ起こされた片
持片２６を内側にして、中心部において回転子１１を挾
み込み５片持片２６の外周側において固定子巻枠４を挾
み込むように組立てることで、電動機が構成される。

上記実施例による磁極形成方法によれば、磁極の長さＱ
を、磁性円板２１の中心に近い位置まで無、駄なく利用
して曲げ起こすことができることから、従来の第３図構
成に比較して長く、しかも磁極の幅を大きくすることが
でき、また、中間工程に絞り加工を含まないことから、
素材の磁性円板の肉厚の減少を伴うことがなくなり、大
出力の電動機とすることができる。なお１本実施例方法
において、中心孔２２を打抜かないで、対向する扇形の
カナメ点２４相互間を結ぶ線でせん断する方法とすれば
、磁極の長さＱがさらに長くなるが、しかし、その場合
は、磁極の先端が二等辺三角形の頂点状にとがることに
なり、この先端部に磁界が集中して、かえって電動機効
率を低下させることになるので、実施例のように、中心
孔２２を打抜く方法とする方が得策である。

第２図は本発明の他の実施例を示すもので、これは、８
個の磁極を曲げ起こす例で、各扇形のカナメ点における
頂角を４π／８＝４５度として、８個の扇形状の窓を打
抜く以外は、第１図実施例の場合と同じ工程によってＳ
磁極板を完成させることができる。

第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は本発明請求項
２に対する実施例説明図で、これは、固定子磁極数が８
極、１２極、１６ｉ・・・・・・のような多極の場合に
採用するのに好適な磁極形成方法である。

すなわち、磁極数が８個のとき、各扇形のカナメ点にお
ける頂角は、前述のように、４π／８＝４５度となり、
これが１２極、１６極・・・・・・の多極になると、頂
角は４π／１２＝３０度、４π／１６＝２２．５度・・
・・・・となり、扇形窓打抜きに用いる金型の寿命が、
金型先端部が鋭角状にとがることから、短くなるという
不都合が生じてくる。

請求項２はこの不都合を除くことのできる磁極形成方法
を提供するもので、第５図（ａ）に示すように、磁性円
板２１に小口径の中心孔２２を打抜き、次に（ｂ）図に
示すように、磁極数と同数、例えば８個の扇形の各カナ
メ点２４と中心孔２２とを結ぶ線と、さらに、このカナ
メ点を通る各扇形の２直線辺のうちの一方の直線辺とを
せん断加工する。この場合、せん断する直線辺は１．奇
数番目の扇形２３　（１）　、２３　（３）、２３　（
５）、２３（７）では右側の直線辺、偶数番目の扇形２
３　（２）　、２３　（４）　、２３　（６）、２３　
（８）では左側の直線辺とする。これにより、奇数番目
の扇形の右側の直線辺と、偶数番目の扇形の左側の直線
辺との間に、磁極数の半分の、４個の片持片が生じる。

これらの４個の片持片を、上記せん断工程時に同時に、
各内径側を下方に折り曲げる。

これは１次の扇形切り落とし工程時の作業のじゃまにな
らないようにする目的であるので、わずかに下方に折り
曲げることでもよく、あるいは、下方に直角だけ折り曲
げる作業を、４個の片持片については、ここで同時に行
ってしまってもよい。

次に、（Ｃ）図に示すように、８個の扇形の各湾曲辺と
、各扇形の残りの一方の直線辺とを金型によるパンチ加
工で切断し、８個の扇形を切り落とす、これにより、残
りの４個の片持片が生じる。

ここで、全部（８個）の片持片を正確に直角だけ下方に
折り曲げて、（ｄ）図に示す磁極板２７が完成する。

この第５図実施例方法によれば、（ｃ）図で扇形窓抜き
を行う際には、すでにその前段の工程で。

扇形の一方の直線辺は切断ずみであるので、扇形窓抜き
に用いる金型は小形で、しかも、鋭角にとがった部分を
含まず、長寿命に耐えるものとなる。

〔発明の効果〕

以上説明したように５本発明請求項１の方法によれば、
中心孔及び扇形状窓の打抜き工程と、磁極先端を分離す
るせん断工程と、分離された磁極を曲げ起こす工程との
僅かの工程で固定子磁極板を完成する方法であるので、
工程が簡易で低コストとすることができ、磁極の長さ２
幅を従来構成より大とすることができ、中間に絞り工程
を含まないことから、磁極の肉厚の減少もなくなり、大
出力の小形電動機を提供することができる。また、請求
項２の方法によれば、上記効果に加えて、さらに、金型
の寿命を長いものに、また、小形のものにすることがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の詳細な説明用の図で
（Ａ）は中心孔及び窓抜き工程を示す平面図（斜線は打
抜き部分）、（ｂ）はせん断工程を示す平面図５　（ｃ
）は曲げ起こし後の側面図、第３図（ａ）は従来の小形
電動機の縦断面図、（ｂ）はその側面図、第４図（ａ）
はその固定子鉄心の縦断面図、（ｂ）はＳポール板の平
面図、（ｃ）はその側面図、第５図（ａ）、（ｂ）、（
Ｃ）。 （ｄ）は本発明の他の実施例工程の説明図である。 〔符号の説明〕 １・・・固定子鉄心　　　　３・・・固定子磁極４・・
・巻枠　　　　　　　５・・・固定子巻線６・・・Ｓポ
ール板 ８・・・回転子軸 １５・・・出力軸 ２２・・・中心孔 ２４・・・カナメ点 ２６・・・片持片 ７・・・磁極 １１・・・回転子 ２１・・・磁性円板 ２３・・・扇形状の窓 ２５・・・せん断線 ２７・・・Ｓ磁極板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、小形電動機の固定子磁極を磁性円板の板面の切り起
   こしによって形成する方法において、（イ）磁性円板に
   小口径の中心孔を打抜き、次に、 （ロ）磁極数と同数の扇形状の窓を各扇形の湾曲辺が磁
   性円板の外周から所定寸法だけ内側の同一円周上に等分
   配置され各扇形のカナメ点が内径側になるように打抜き
   加工し、次に、 （ハ）各扇形のカナメ点と中心孔とを結ぶ線をせん断加
   工して磁極数と同数の放射状の片持片に分離し、 （ニ）これらの分離された片持片をそれぞれ磁性円板の
   板面に対して直角に曲げ起こすことを特徴とする小形電
   動機の固定子磁極の形成方法。 ２、小形電動機の固定子磁極を磁性円板の板面の切り起
   こしによって形成する方法において、（イ）磁性円板に
   小口径の中心孔を打抜き、次に、 （ロ）各湾曲辺が磁性円板の外周から所定寸法だけ内側
   の同一円周上に等分配置され各カナメ点が内径側となる
   ように配置される、磁極数と同数の扇形の各カナメ点と
   上記中心孔とを結ぶ線と、このカナメ点を通る各扇形の
   ２直線辺のうちの一方の直線辺とをせん断加工し、この
   場合、せん断する直線辺は、奇数番目の扇形では右側の
   直線辺、偶数番目の扇形では左側の直線辺として、磁極
   数の半分に等しい個数の放射状の片持片を作り、これら
   の片持片をそれぞれ上記せん断加工時に板面に直角に下
   方に折り曲げ、次に、 （ハ）各扇形の残りの一方の直線辺と湾曲辺とをせん断
   加工して磁極数だけの扇形窓を切り落して、残りの磁極
   数の半分に等しい個数の放射状の片持片を作り、 （ニ）これらの残りの片持片をそれぞれ板面に直角に下
   方に折り曲げる方法としたことを特徴とする小形電動機
   の固定子磁極の形成方法。