JPS6111065B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小形の直流電動機のような回転機の電
機子製造方法に関し、より詳細にはコアの材料歩
留りの向上およびアンバランスの低減を図つた電
機子製造方法に関するものである。

従来の回転機の電機子において、そのコアは第
１図の如く最終形状のコアー素材５を金属板から
プレスで打抜き、このコア素材を複数枚積層して
製造していた。従つて、金属材料の歩留りが悪
く、廃材が多く生じていた。又、金属板に一定の
板厚差がある場合、上記従来の方法では各コアシ
ートの板厚差が加算されてコアのアンバランス量
が多くなり、このアンバランス量を低減するため
の工程を必要としていた。

一方、帯板状の金属板から多数のテイースを持
つた“くしの歯状”のコアシート素材を打ち抜
き、この素材をヘリカル状に巻いてコアを形成
し、これにより材料の歩留りを向上させ、合せて
コアのアンバランス量を低減させる製造方法も従
来から知られていた。しかし、電機子のコアには
各テイースを通る磁束密度を増加させて効率の向
上を図るために両側への広がり部を形成するのが
一般であるのに対し、従来ではこの広がり部をコ
アシート素材の打ち抜きの際、同時に形成してい
た。従つて、テイース間の部分はやはり廃材とな
り、しかも広がり部の存在のためテイースの間隔
を小さくするにも限度があるので、かなりの廃材
が依然して生じ、材料の歩留りも悪かつた。

又、回転子コアとなる帯材をヘリカル状に巻い
て形成することも知られているが、これは比較的
大きな誘導電動機や発電機であつて、例えば、ワ
イパモータのような小形の回転子をヘリカル構造
で製造することは困難と考えられていた。

その理由は、このような小形モータでは、コア
の外径の割には回転軸の直径が小さく、ヘリカル
状に巻いたときの中心孔（本発明において内径切
り溝が存在する部分）が小さいため、テイースが
大きく放射状に広がつてしまうため、テイースの
付け根に亀裂が生じたり、細長いテイースの先端
をＴ字形に大きく加工することが困難であつたか
らである。つまり、このようなモータでは極数が
指定されているため、所要のスロツト数を得るた
めには、テイース相互間の間隔を余り大きくする
ことができず、従来技術ではテイース先端には余
り大きなＴ字状の広がりをつくることができなか
つたのである。

そして、このＴ字形の広がりの小さいモータで
は遠心力で電機子巻線が移動したり、効率が低下
するのをまぬがれなかつた。

よつて従来は、回転子をヘリカル構造で作成す
るには、ある程度回転軸が大きいものでないと製
造は困難であつたのである。

本発明は上記の問題点に鑑み、外形の割には比
較的回転軸の径が小さく、例えばワイパモータの
ような小型の直流電動機の回転子であつても、ス
クラツプを少なくし、かつ品質および能率が良好
な状態で製造できるようにすることができるとこ
ろの回転機の電機子製造方法を提供することを目
的とするものである。

以下本発明方法の一実施例を図面について説明
する。第２図は特にワイパー用モータのアーマチ
ユア（電機子）のスクラツプレスコアシート素材
１を示している。この素材１は図示の如く、上端
部に多数のスロツト切り溝１ｃ、この各スロツト
切り溝相互間に位置する多数の４角形状のテイー
ス（第３図に２ｃで示す）および各テイースの先
端中央に長いＵ字状の先端切り溝１ｂを有し、か
つ下端側に特にＶ字状の内径切り溝１ａを有する
“くしの歯状”で、帯状の一枚の金属板特に鉄板
を打ち抜いて形成される。第２図には、１枚の金
属板から２枚のコアシート素材１をプレスで打ち
抜く場合を示しており、その場合、一方の素材の
スロツト切り溝の内部側の部分は他方の素材のテ
イースをなしている。このように１枚の金属板か
ら２個の素材１を対向して同時に打ち抜くこと
は、各テイースを４角形（先端に広がり部を持た
ないもの）とすることにより可能であり、この場
合、材料の廃材はほとんど生じない。

なお、第２図で明らかなように、２つのスクラ
ツプレスコアシート素材１はテイース相互が相対
向しており、相手側（第２図中上側）のテイース
が自身のテイース（第２図中下側）相互間に密に
食いこむような寸法関係で打ち出される。

このような打ち出し方法を採用しているため、
第２図にて判明する如く、テイース相互の間隔は
規定される。つまり、テイース相互の間隔は相手
側テイースの幅と同じでなければならず、１つの
テイースの幅（第２図左右方向）ならびにテイー
ス相互間隔は自由自在には決められない。

これは従来において小型回転機のヘリカル構造
化を妨げていた１つの要因である。

上記素材１は第３図の如く、内径切り溝１ａを
有する下端部を内径側としてヘリカル状に巻取ら
れる。ここで、素材１に形成されていた内径切り
溝１ａは巻きとり後、第３図の様に縮少され、す
き間が生じないように巻き取られる（すき間が多
少あつてもよい。）。また、12個のスロツト切り溝
１ｃは巻取り後スロツト２ｂを形成し、また素材
１のテイースは放射状に大きく拡がつたテイース
２ｃとなり磁力線通路となる。

各テイース２ｃの長いＵ字状の先端切り溝１ｂ
は、上述の巻取り成形を行ない、スロツト２ｂを
溶接した後、第４図のコア３ａのように拡げられ
る。これにより各テイース２ｃの先端に周方向両
側へのＴ字状の広がり部が形成される。このＴ字
状の広がり部はアーマチユアの透磁効率を向上さ
せ、モータの効率を向上させるのに役立つ。

そして、前述の如く、テイース２ｃは放射状に
大きく拡がるので（これは後述する回転軸４ａの
外径が小さい程大きく拡がる）、前記テイース先
端の広がり部は周方向両側へ充分な長さで伸びる
ことが要求される。そして、本発明では先端切り
溝１ｂをテイース２ｃ先端中央にＵ字状として充
分に長く切り込んで設け、かつこれを押し広げる
ため、細長いテイース２ｃの先端にスロツトを有
効に閉じる広がり部を形成できる。

このようにＵ字状の長い先端切り溝１ｂが本発
明の特徴の１つである。

次に、第５図の如く、上述のようにして完成さ
れたコア３ａにはローレツト又は四ツ溝を設けた
回転軸４ａが挿入されて機械的に固定され、さら
に絶縁処理が施される。それからコンミテータ４
ｂが回転軸４ａに挿入され、各スロツト２ｂに電
機子巻線６が施されて電機子が完成される。

上記製造方法においては、スクラツプレスコア
シート素材１をヘリカル状に巻きつけていつた
際、内径切り溝１ａが設けてあり、かつ、スロツ
ト２ｂの底を前もつて円弧状としているため、小
さな内径寸法形状に材料の亀裂もなく巻きとるこ
とができる。さらに成形溶接の後、コア３ａのテ
イース先端部を拡げて形成する際に、テイース先
端に深いＵ字状の先端切り溝１ｂが設けてあるの
で拡げやすくなつている。これらのことによつて
できたコアシートはまとまりが良く、アマチユア
の回転軸４ａへ挿入組付がしやすい。又、モータ
効率的にも従来品となんら劣ることはない。

しかも、各テイース２ｃの先端を拡げる成形を
コアシート素材の巻取り固定後に行なうことによ
り、コアシート素材の打ち抜き時には各テイース
を略４角形状としておくことができる。従つて、
コアシート素材におけるテイース間の間隔を減少
させ、その間に生じる廃材を少なくすることがで
きる。

そして、このようにテイース間隔を小さくして
も、素材１は巻取りの際、テイースを外径側にし
て巻取られ、この結果、テイースの間隔は広げら
れるので問題はない。特に第２図の如く、２枚の
コアシート素材を対向状態で金属板から打ち抜く
のでより材料の歩留りは向上する。上述の通り、
このような材料取りは、細長いテイース先端の拡
げ加工を巻取り固定後、長いＵ字状の溝を大きく
左右に拡開することによつてのみ可能である。

なお、本発明はスロツトに電機子巻線を巻装す
る各種直流及び交流モータのア−マチユアコアに
おいても採用することが可能である。又、上記実
施例においてスクラツプレスコアシート素材１の
内径切り溝１ａの形状が単純なＶ形であるが、こ
の他に第６図および第７図の様な形状においても
同様に巻きとることが可能である。更にコアシー
ト素材を巻きとり形成した後、材料のスプリング
バツクにより形状がくずれるのを防止するために
上記実施例においては溶接を行なつたが、その他
コアシート内径部２ａにパイプやシヤフトを挿入
し、前記コア又は前記パイプ等を軸方向にめ固
定する等の構造を採用してもよい。

以上述べたように本発明においては次のような
効果を奏することができる。

テイース２ｃの先端中央に長いＵ字状の先端切
り溝１ｂを設けたから、テイース２ｃを初めは細
長い４角形状にし、後に大きなＴ字状の広がり部
を持つ形状にすることができる。

又、このことを利用してスクラツプレスコアシ
ート素材１においては、隣接する自身側スクラツ
プレスコアシート素材１のテイース２ｃの間に密
に相手側スクラツプレスコアシート素材１のテイ
ース２ｃをくいこませる様にしてプレスで打ち抜
いたから、廃材をきわめて少なくして、板状の素
材１からヘリカル状に巻取られた素材１を形成す
ることができる。

又、テイース２ｃ相後間の谷間の底は円弧状に
丸く打ち出してあるため、後にテイース２ｃ相互
が大きく離隔され押し拡げられても亀裂がはいる
ことなく良好なスロツト２ｂを形成できる。

次に、ヘリカル状の素材のスプリングバツクを
阻止してから、テイース２ｃの長いＵ字状の先端
切り溝１ｂを押し拡げてテイース２ｃの先端に周
方向両側へのＴ字状の広がり部を形成したから、
この押し拡げ加工中にヘリカル状に巻取られた素
材１の形状がくずれることがない。

又、先端切り溝１ｂは長いＵ字状であるから、
テイース２ｃの幅が比較的小さくとも充分な長さ
の前記広がり部をテイース２ｃの先端において周
方向両側に向けて形成することができる。

又、本発明では小さな径の回転軸４ａの周囲に
固着されるコア３ａを対象としているので、ヘリ
カル状に巻いた後のテイース２ｃ相互間が大きく
放射状に拡がり、又、所定の数のスロツト数とす
るためにはテイース２ｃの幅（第２図横方向）が
制限されて比較的細長くしなければならず、か
つ、テイース２ｃ先端の広がり部は周方向両側に
充分な長さで伸び出す必要があるが、本発明は長
いＵ字状の先端切り溝を有するため、何ら不都合
なくコアを構成でき、特に小型回転機に適する。

このように本発明方法によれば、従来は困難と
されていたスロツト内に電機子巻線を巻回する小
型回転機の回転子のコアをヘリカル状構造物とす
ることができ、この結果スクラツプレス化を達成
できたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電機子におけるコア素材の正面
図、第２図は本発明方法に使用するコア素材の一
実施例を２個対向配置した状態を示す平面図、第
３図は巻取り工程中における本発明方法にて製造
する電機子におけるコアの一実施例を示す斜視
図、第４図は第３図図示コアの完成した状態を示
す斜視図、第５図は本発明方法にて製造した電機
子の一実施例を示す正面図、第６図および第７図
は第２図図示素材の内径切り溝のその他の形状を
示す夫夫一部平面図である。 １……スクラツプレスコアシート素材、１ａ…
…内径切り溝、１ｂ……先端切り溝、１ｃ……ス
ロツト切り溝、２ｃ……テイース、３ａ……コ
ア、４ａ……回転軸、６……電機子巻線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々くし状の複数個の長い４角形状のテイー
   スをもち該テイース相互が対向する２つの金属板
   状の素材であつて、相手側素材のテイースが自身
   の素材のテイース相互間に密に食い込むように配
   置されているものを、金属板から同時にプレスに
   て打出したところの２つの帯状のスクラツプレス
   コアシート素材を作製し、該スクラツプレスコア
   シート素材の各々は、複数個の前記テイースの付
   け根部分に相当する前記テイースと反対側の端面
   に複数個の内径切り溝を有し、前記テイース先端
   中央に長いＵ字状の先端切り溝を有し、かつ前記
   テイース相互間の谷間の底が円弧状に打ち出され
   ている工程、 前記工程の次に行なわれ、前記スクラツプレス
   コアシート素材の１つをヘリカル状に巻回して前
   記内径切り溝を縮少しながら前記円弧状の谷間の
   底を拡大してスロツトを形成し細長い前記テイー
   スが放射状に拡がつたヘリカル状の素材を形成す
   る工程、 該ヘリカル状の素材のスプリングバツクを阻止
   する工程、 該工程の次に行なわれる工程であつて、前記テ
   イースの先端切り溝を周方向両側に押し広げて拡
   開しＴ字状の広がり部を形成する工程、 前記広がり部形成後のヘリカル状の素材の中心
   部に回転軸を挿入する工程、 前記回転軸が挿入されたヘリカル状の素材に絶
   縁処理を行つた後、前記テイース相互間のスロツ
   ト内に電機子巻線を巻装する工程を備えることを
   特徴とする回転機の電機子製造方法。