JPWO2007141907A1

JPWO2007141907A1 - 分割型鉄心及びその製造方法、固定子鉄心

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Publication number: JPWO2007141907A1
Application number: JP2008520129A
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Inventors: 一之山本
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Publication date: 2009-10-15
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Abstract

第１積層体は凸部ａを有する第１積層群Ａと凸部ｂを有する第２積層群Ｂとを交互に配設して成り、第２積層体は凹部ｃを有する第３積層群Ｃと凹部ｄを有する第４積層群Ｄとを交互に配設して成り、第１積層群Ａの凸部ａは、第３積層群Ｃの凹部ｃに積層水平方向から挿入することができなく、第４積層群Ｄの凹部ｄに積層水平方向から挿入することができる形状とし、第２積層群Ｂの凸部ｂは、第３積層群Ｃの凹部ｃ及び第４積層群Ｄの凹部ｄに積層水平方向から挿入することができる形状とし、第１積層群Ａの凸部ａが第３積層群Ｃの凹部ｃに圧入され、第２積層群Ｂの凸部ｂが第４積層群Ｄの凹部ｄに挿入されている。

Description

この発明は、分割部に凹凸構造を有する分割型鉄心及びその製造方法、並びに固定子鉄心に関するものである。

従来、モータやトランスには、プレスで打ちぬかれた薄板状の珪素鋼板を積層して、かしめや溶接により一体化した構造の鉄心が用いられている。また、モータの固定子として、巻線の占積率を増すとともに巻線の作業性を向上させるために、鉄心を分割化した分割型鉄心構造が採用され、モータの小形化、高性能化に寄与している。

例えば、特許文献１（特開昭６１−１２４２４１号公報）では、モータの固定子をティース毎に完全に分割化した構造の分割型鉄心が採用され、分割した鉄心に巻線を施した後に、分割部に設けられた凹部、凸部を結合させて、固定子を形成している。ここでは、リング状のコアバックを分割しコアバック部の一部とティース部を含む形状の分割型鉄心形状や、リング状のコアバックを分割せずティースとコアバック間で分割した分割型鉄心形状など、目的に応じた分割形状が採用される。その他、従来の分割型鉄心構造として、例えば下記の特許文献２〜特許文献６に記載されたものがある。

特開昭６１−１２４２４１号公報特開昭６３−２９９７５２号公報特開２００１−１２８３９４号公報特開平７−５９２７８号公報特開２００４−１７３４４０号公報特開２００５−１０２４２４号公報

上記特許文献２（特開昭６３−２９９７５２号公報）には、歯部とこの歯部を囲繞する円筒状継鉄部とで構成し、歯部の端部を継鉄部の内径側に衝合すると共にアリとアリ溝によって嵌合するよう構成したものが開示されている。
しかしながら、鉄心の厚さ（鉄心積層厚）が大きくなると、圧入力が大きくなり、鉄心に過大な力が作用し、鉄心の形状精度、特に必要な内径精度が悪化する問題がある。

この問題に対して、特許文献３（特開２００１−１２８３９４号公報）では、アリ溝部の詳細形状を工夫することで解決できる手法を提案している。しかし、本手法は、凹凸部間に隙間を設けることで、挿入作業を容易化しており、ティースの位置固定を後の固定子全体をモールドする工程で実現しているため、モールドを必要としないモータの場合、ティース位置を定めることが出来ない。またモールド工程を必要とする分、モータが高価になる問題がある。

また、特許文献４（特開平７−５９２７８号公報）では、凹凸部形状をアリ溝形状でなく、凸部先端に１方向のみ傾いた傾斜部を形成し、凹部溝底にも同様の傾斜部を設け、凹凸部が積層方向に容易に挿入できる構造を提案している。しかし、本手法は、ティースを挿入し回転移動で位置決めしたのちに、スポット溶接などによりティースを固定する必要があり、溶接による鉄心精度が溶接の歪で悪化する問題が生じる他、本手法も製造工程の増大によりモータが高価になる問題がある。

また、特許文献５（特開２００４−１７３４４０号公報）では、アリ溝の周方向の幅寸法を２段階に設定する手法が提案されている。本手法では、圧入組み付け時の位置決め精度が緩和され、組立て性を向上させられるが、圧入力を小さくすることはできず、積層枚数が増した場合、鉄心精度の悪化は避けられない。

また、特許文献６（特開２００５−１０２４２４号公報）では、ヨーク積層体を構成するヨーク片の連結凹部に、磁極積層体を構成する磁極片の連結凸部を嵌合させ、表層部に位置するヨーク片の表面に、連結凹部に臨む態様で押圧固定部を形成することで、ヨーク積層体と磁極積層体を固定しているものが示されている。しかし、本手法は、押圧固定部の設計が難しく、金型精度の実現が難しいものとなり、また表層部だけでの固定では、十分にティースを固定できない問題がある。

この発明は、上記の問題点を解決するために提案されたものであり、積層枚数が多い分割型鉄心でも、組立時の圧入力を低くすることができ、鉄心の組立精度を良好にすることを目的とする。

第１の発明に係る分割型鉄心は、第１積層体及び第２積層体の凹凸部を組み合わせることにより構成されるものであって、
第１積層体は、凸部ａを有する第１積層群Ａと、凸部ｂを有する第２積層群Ｂとを交互に配設して成り、
第２積層体は、凹部ｃを有する第３積層群Ｃと、凹部ｄを有する第４積層群Ｄとを交互に配設して成り、
第１積層群Ａの凸部ａは、第３積層群Ｃの凹部ｃに積層水平方向から挿入することができず、第４積層群Ｄの凹部ｄに積層水平方向から挿入することができる形状とし、
第２積層群Ｂの凸部ｂは、第３積層群Ｃの凹部ｃ及び第４積層群Ｄの凹部ｄに積層水平方向から挿入することができる形状とし、
第１積層群Ａの凸部ａが第３積層群Ｃの凹部ｃに圧入され、第２積層群Ｂの凸部ｂが第４積層群Ｄの凹部ｄに挿入されている。

第１の発明において、第１積層群Ａの凸部ａ、第２積層群Ｂの凸部ｂ、第３積層群Ｃの凹部ｃ及び第４積層群Ｄの凹部ｄは、例えば下記実施の形態１及び２において、凸部５０ａ、凸部５０ｂ、凹部４０ｃ及び凹部４０ｄに相当し、下記実施の形態４において、凸部５０ａａ、凸部５０ｂｂ、凹部４０ｃｃ及び凹部４０ｄｄに相当し、下記実施の形態５において、凸部１５０ａａ、凸部１５０ｂｂ、凹部１４０ｃｃ及び凹部１４０ｄｄに相当する。なお、第１積層群Ａの凸部ａ、第２積層群Ｂの凸部ｂ、第３積層群Ｃの凹部ｃ及び第４積層群Ｄの凹部ｄの形状は、上述の実施の形態に記載した特定形状に限定されず、その技術的趣旨を逸脱しない範囲での種々の形状を含む。

第２の発明に係る分割型鉄心は、第１積層体及び第２積層体の凹凸部を組み合わせることにより構成される分割型鉄心であって、
第１積層体は、凸部ｅを有する第１積層群Ｅと、凸部ｆを有する第２積層群Ｆとを交互に配設して成り、
第２積層体は、凹部ｇを有する第３積層群Ｇと、凹部ｈを有する第４積層群Ｈとを交互に配設して成り、
第１積層群Ｅの凸部ｅは、第３積層群Ｇの凹部ｇに積層水平方向から挿入することができず、第４積層群Ｈの凹部ｈに積層水平方向から挿入することができる形状とし、
第２積層群Ｆの凸部ｆは、第３積層群Ｇの凹部ｇに積層水平方向から挿入することができ、第４積層群Ｈの凹部ｈに積層水平方向から挿入することができない形状とし、
第１積層群Ｅの凸部ｅが第３積層群Ｇの凹部ｇに圧入され、第２積層群Ｆの凸部ｆが第４積層群Ｈの凹部ｈに圧入されている。

第２の発明において、第１積層群Ｅの凸部ｅ、第２積層群Ｆの凸部ｆ、第３積層群Ｇの凹部ｇ及び第４積層群Ｈの凹部ｈは、例えば下記実施の形態３において、凸部５０ｅ、凸部５０ｆ、凹部４０ｇ及び凹部４０ｈに相当する。なお、第１積層群Ｅの凸部ｅ、第２積層群Ｆの凸部ｆ、第３積層群Ｇの凹部ｇ及び第４積層群Ｈの凹部ｈの形状は、上述の実施の形態に記載した特定形状に限定されず、その技術的趣旨を逸脱しない範囲での種々の形状を含む。

第１及び第２の発明によれば、分割型鉄心を組み立てる際に、分割型鉄心の全積層厚さよりも短い距離だけ凹部と凸部を積層方向から圧入すれば足り、また圧入嵌合力を小さく設定することができる。その結果、分割部における磁気抵抗ロスを大きく増大させることなく、分割型鉄心の組立作業性を良好にし、鉄心の組立精度を向上させることができる。

また、第２の発明によれば、分割型鉄心の全積層範囲にわたって、凸部と凹部とが圧入するように組み合わせることができ、組立作業性を良好に改善したうえに、分割部においてより強固な接合が可能となる。

この発明の実施の形態１による分割型鉄心構造の固定子鉄心を示す平面図、分割部を示す詳細図、及び固定子鉄心の全体構成を示す斜視図である。この発明の実施の形態１によるバックヨーク片の凹部及びティース片の凸部を示す詳細図である。この発明の実施の形態１によるバックヨーク片の凹部とティース片の凸部との装着の様子を示す詳細図である。この発明の実施の形態１によるバックヨーク部とティース部の積層構造、及びこれらバックヨーク部とティース部の組み合わせによる固定子鉄心の組立方法を示す図である。この発明の実施の形態２によるバックヨーク部とティース部の積層構造、及びこれらバックヨーク部とティース部の組み合わせによる固定子鉄心の組立方法を示す図である。この発明の実施の形態３によるバックヨーク片の凹部及びティース片の凸部を示す詳細図である。この発明の実施の形態３によるバックヨーク片の凹部とティース片の凸部との装着の様子を示す詳細図である。この発明の実施の形態３によるバックヨーク部とティース部の積層構造、及びこれらバックヨーク部とティース部の組み合わせによる固定子鉄心の組立方法を示す図である。この発明の実施の形態４によるバックヨーク片の凹部及びティース片の凸部を示す詳細図である。この発明の実施の形態４によるバックヨーク片の凹部とティース片の凸部との装着の様子を示す詳細図である。この発明の実施の形態５による分割型鉄心構造の固定子鉄心を示す平面図である。この発明の実施の形態５による固定子鉄心を組み立てる様子を示す平面図である。この発明の実施の形態５の分割型鉄心部の凹凸部の詳細を示す図である。この発明の実施の形態５の分割型鉄心部の凹凸部の装着状態の詳細を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。

実施の形態１．
図１（ａ）はこの発明の実施の形態１による分割型鉄心構造の固定子鉄心を示す平面図、図１（ｂ）は上記固定子鉄心の分割部を示す詳細図、図１（ｃ）は上記固定子鉄心の全体構成を示す斜視図である。図１（ａ）において、本実施の形態の固定子鉄心１は、リング状のバックヨーク部１０と、このバックヨーク部１０に装着される複数のティース部２０とからなる。図１（ｂ）の分割部３０に示すように、ティース部２０の根元部分には凸部５０が、バックヨーク部１０の内周部には上記凸部５０に対応する凹部４０が設けてある。また、図１（ｃ）に示すように、リング状のバックヨーク部１０は珪素鋼板等からなるバックヨーク片を固定子軸方向に積み重ねて構成され、また、ティース部２０は珪素鋼板等からなるティース片を固定子軸方向に積み重ねて構成され、それぞれ積層板同士をかしめ、溶接、接着などで一体化している。そして、積層された各ティース部２０のまわりに巻線を巻回した後、各ティース部２０の凸部５０を積層水平方向からバックヨーク部１０の凹部４０に挿入し、さらに各ティース部２０の凸部５０をバックヨーク部１０の凹部４０に積層方向へ圧入することで固定子鉄心１が組み立てられる。なお、ティース部２０に巻回される巻線は図示省略している。

図２は本実施の形態によるバックヨーク片の凹部及びティース片の凸部を示す詳細図である。本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、バックヨーク片として、固定子軸方向に垂直な断面においてアリ溝状の凹部４０ｃを有するバックヨーク片１１と、固定子軸方向に垂直な断面において軸方向に略平行な辺を有する凹部４０ｄを有するバックヨーク片１２の２種類を備える。また、図２（ｂ）に示すように、ティース片として、上記アリ溝状の凹部４０ｃに嵌合する固定子軸方向に垂直な断面においてアリ状の凸部５０ａを有するティース片２１と、固定子軸方向に垂直な断面において軸方向に略平行な辺を有する凸部５０ｂを有するティース片２２の２種類を備える。

図３は本実施の形態によるバックヨーク片の凹部とティース片の凸部との装着の様子を示す詳細図である。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ティース片２１のアリ状の凸部５０ａは、バックヨーク片１１のアリ溝状の凹部４０ｃに、積層方向から圧入嵌合できるが、積層水平方向から挿入することができないようになっている。また、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、ティース片２１のアリ状の凸部５０ａは、バックヨーク片１２の凹部４０ｄに、積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、図３（ｅ）及び（ｆ）に示すように、ティース片２２の凸部５０ｂは、バックヨーク片１１のアリ溝状の凹部４０ｃに、積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、図３（ｇ）及び（ｈ）に示すように、ティース片２２の凸部５０ｂは、バックヨーク片１２の凹部４０ｄに、積層水平方向から挿入することができるようになっている。

図４は本実施の形態によるバックヨーク部とティース部の積層構造、及びこれらバックヨーク部とティース部の組み合わせによる固定子鉄心の組立方法を示す図である。図４（ａ）に示すように、アリ状の凸部５０ａを有するティース片２１をＮ枚積層して第１積層群Ａとし、凸部５０ｂを有するティース片２２をＮ枚積層して第２積層群Ｂとし、第１積層群Ａ及び第２積層群Ｂを交互に配置して、かしめ等により一体化することによりティース部２０（請求項１及び１１で言う第１積層体）を構成する。また、アリ溝状の凹部４０ｃを有するバックヨーク片１１をＮ枚積層して第３積層群Ｃとし、凹部４０ｄを有するバックヨーク片１２をＮ枚積層して第４積層群Ｄとし、第３積層群Ｃ及び第４積層群Ｄを交互に配置して、かしめ等により一体化することによりバックヨーク部１０（請求項１及び１１で言う第２積層体）を構成する。なお、ここでは、ティース片２１、２２及びバックヨーク片１１、１２の板厚は同じとする。

そして、図４（ａ）に示すように、ティース部２０（第１積層体）をバックヨーク部１０（第２積層体）よりＮ枚分の距離だけ積層方向にずらす（図では上方向にずらす）ことにより、積層水平方向からティース部２０をバックヨーク部１０に挿入できる位置にもってくる。すなわち、ティース部２０の第１積層群Ａをバックヨーク部１０の第４積層群Ｄの位置に、ティース部２０の第２積層群Ｂをバックヨーク部１０の第３積層群Ｃの位置にもってくる。そして、図４（ｂ）に示すように、ティース部２０を積層水平方向に移動させて、ティース部２０の第１積層群Ａの凸部５０ａをバックヨーク部１０の第４積層群Ｄの凹部４０ｄに、ティース部２０の第２積層群Ｂの凸部５０ｂをバックヨーク部１０の第３積層群Ｃの凹部４０ｃに挿入する。その後、図４（ｃ）に示すように、ティース部２０とバックヨーク部１０を積層方向に相対移動させ、ティース部２０の第１積層群Ａのアリ状の凸部５０ａをバックヨーク部１０の第３積層群Ｃのアリ溝状の凹部４０ｃに圧入嵌合する。このようにして組み立てられた固定子鉄心は、圧入嵌合している積層群（第１積層群Ａ及び第３積層群Ｃ）と、挿入した状態の積層群（第２積層群Ｂ及び第４積層群Ｄ）とが交互に配置された状態となる。

以上のように本実施の形態によれば、分割型鉄心を組み立てる際に、分割型鉄心の全積層厚さよりも短い距離分だけ凹部と凸部を積層方向から圧入すれば足り、また圧入嵌合力を小さく設定することができる。その結果、分割部における磁気抵抗ロスを大きく増大させることなく、分割型鉄心の組立作業性を良好にし、鉄心の組立精度を向上させることができる。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２によるバックヨーク部とティース部の積層構造、及びこれらバックヨーク部とティース部の組み合わせによる固定子鉄心の組立方法を示す図である。

本実施の形態では、上記図２及び図３で示したと同形状のバックヨーク片１１、１２とティース片２１、２２を使用し、それらの積層枚数を変化させたものである。すなわち、図５（ａ）に示すように、アリ状の凸部５０ａを有するティース片２１をＮａ枚積層して第１積層群Ａとし、凸部５０ｂを有するティース片２２を積層して第２積層群Ｂとし、第１積層群Ａ及び第２積層群Ｂを交互に配置して、かしめ等により一体化することによりティース部２０（請求項１及び１１で言う第１積層体）を構成する。また、アリ溝状の凹部４０ｃを有するバックヨーク片１１を積層して第３積層群Ｃとし、凹部４０ｄを有するバックヨーク片１２をＮ枚積層して第４積層群Ｄとし、第３積層群Ｃ及び第４積層群Ｄを交互に配置して、かしめ等により一体化することによりバックヨーク部１０（請求項１及び１１で言う第２積層体）を構成する。そして、第１積層群Ａの積層枚数Ｎａを、第４積層群Ｄの積層枚数Ｎよりも少なく設定（Ｎａ＜Ｎ）した。

なお、この実施の形態では、ティース部２０に用いられているティース片の厚さが、バックヨーク部１０に用いられているバックヨーク片の厚さよりも薄く、ティース部２０の積層方向の厚さＬｔが、バックヨーク部１０の積層方向の厚さＬｂよりも小さくなった場合を示している。

そして、図５（ａ）に示すように、ティース部２０（第１積層体）をバックヨーク部１０（第２積層体）よりＮａ枚分の距離だけ積層方向にずらす（図では上方向にずらす）ことにより、積層水平方向からティース部２０をバックヨーク部１０に挿入できる位置にもってくる。すなわち、ティース部２０の第１積層群Ａをバックヨーク部１０の第４積層群Ｄの位置に、ティース部２０の第２積層群Ｂをバックヨーク部１０の第３積層群Ｃの位置にもってくる。そして、図５（ｂ）に示すように、ティース部２０を積層水平方向に移動させて、ティース部２０の第１積層群Ａの凸部５０ａをバックヨーク部１０の第４積層群Ｄの凹部４０ｄに、ティース部２０の第２積層群Ｂの凸部５０ｂをバックヨーク部１０の第３積層群Ｃの凹部４０ｃに挿入する。その後、図５（ｃ）に示すように、ティース部２０とバックヨーク部１０を積層方向に圧入し、ティース部２０の第１積層群Ａのアリ状の凸部５０ａをバックヨーク部１０の第３積層群Ｃのアリ溝状の凹部４０ｃに嵌合する。このようにして組み立てられた固定子鉄心は、圧入嵌合している積層群（第１積層群Ａ及び第３積層群Ｃ）と、挿入した状態の積層群（第２積層群Ｂ及び第４積層群Ｄ）とが交互に配置された状態となる。

以上のように本実施の形態では、第１積層群ＡはＮａ枚の鉄心片を積み重ねて構成され、第４積層群ＤはＮ枚の同じ厚さの鉄心片を積み重ねて構成され、かつＮａ＜Ｎであることにより、鉄心片の厚さ偏差や積層間の隙間差、また組立精度の悪化により、組立挿入時に対となる積層群の積層方向位置がずれても、確実に組立挿入することができる。

また、実施の形態１と同様、分割型鉄心を組み立てる際に、分割型鉄心の全積層厚さよりも短い距離分だけ凹部と凸部を積層方向から圧入すれば足り、また圧入嵌合力を小さく設定することができる。その結果、分割部における磁気抵抗ロスを大きく増大させることなく、分割型鉄心の組立作業性を良好にし、鉄心の組立精度を向上させることができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３によるバックヨーク片の凹部及びティース片の凸部を示す詳細図である。本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、バックヨーク片として、一対の凹箇所を有し、両外側辺が軸方向外側に向かって広がる外側アリ溝状の凹部４０ｇを有するバックヨーク片１１と、同じく一対の凹箇所を有し、両内側辺が軸方向外側に向かって狭まる内側アリ溝状の凹部４０ｈを有するバックヨーク片１２の２種類を備える。また、図６（ｂ）に示すように、ティース片として、一対の凸箇所を有し、両外側辺が軸方向外側に向かって広がり上記凹部４０ｇの両外側辺に圧入嵌合される凸部５０ｅを有するティース片２１と、同じく一対の凸箇所を有し、両内側辺が軸方向外側に向かって広がり上記凹部４０ｈの内側側辺に圧入嵌合される凸部５０ｆを有するティース片２２の２種類を備える。

図７は本実施の形態によるバックヨーク片の凹部とティース片の凸部との装着の様子を示す詳細図である。図７（ａ）に示すように、ティース片２１の凸部５０ｅは、バックヨーク片１１の凹部４０ｇに積層方向から圧入嵌合できるが、積層水平方向から挿入することができないようになっている。また、図７（ｂ）に示すように、ティース片２２の凸部５０ｆは、バックヨーク片１２の凹部４０ｈに積層方向から圧入嵌合できるが、積層水平方向から挿入することができないようになっている。また、図７（ｃ）に示すように、ティース片２２の凸部５０ｆは、バックヨーク片１１の凹部４０ｇに積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、図７（ｄ）に示すように、ティース片２１の凸部５０ｅは、バックヨーク片１２の凹部４０ｈに積層水平方向から挿入することができるようになっている。

図８は本実施の形態によるバックヨーク部とティース部の積層構造、及びこれらバックヨーク部とティース部の組み合わせによる固定子鉄心の組立方法を示す図である。図８（ａ）に示すように、凸部５０ｅを有するティース片２１をＮ枚積層して第１積層群Ｅとし、凸部５０ｆを有するティース片２２をＮ枚積層して第２積層群Ｆとし、第１積層群Ｅ及び第２積層群Ｆを交互に配置して、かしめ等により一体化することによりティース部２０（請求項２及び１２で言う第１積層体）を構成する。また、凹部４０ｇを有するバックヨーク片１１をＮ枚積層して第３積層群Ｇとし、凹部４０ｈを有するバックヨーク片１２をＮ枚積層して第４積層群Ｈとし、第３積層群Ｇ及び第４積層群Ｈを交互に配置して、かしめ等により一体化することによりバックヨーク部１０（請求項２及び１２で言う第２積層体）を構成する。なお、ここでは、ティース片２１、２２及びバックヨーク片１１、１２の板厚は同じとする。

そして、図８（ａ）に示すように、ティース部２０（第１積層体）をバックヨーク部１０（第２積層体）よりＮ枚分の距離だけ積層方向にずらす（図では上方向にずらす）ことにより、積層水平方向からティース部２０をバックヨーク部１０に挿入できる位置にもってくる。すなわち、ティース部２０の第１積層群Ｅをバックヨーク部１０の第４積層群Ｈの位置に、ティース部２０の第２積層群Ｆをバックヨーク部１０の第３積層群Ｇの位置にもってくる。そして、図８（ｂ）に示すように、ティース部２０を積層水平方向に移動させて、ティース部２０の第１積層群Ｅの凸部５０ｅをバックヨーク部１０の第４積層群Ｈの凹部４０ｈに、ティース部２０の第２積層群Ｆの凸部５０ｆをバックヨーク部１０の第３積層群Ｇの凹部４０ｇに挿入する。その後、図８（ｃ）に示すように、ティース部２０とバックヨーク部１０を積層方向に圧入し、ティース部２０の第１積層群Ｅのアリ状の凸部両側側辺をバックヨーク部１０の第３積層群Ｇのアリ溝状の凹部両側側辺に嵌合すると共に、ティース部２０の第２積層群Ｆのアリ状の凸部内側側辺をバックヨーク部１０の第４積層群Ｈのアリ溝状の凹部内側側辺に嵌合する。

以上のように本実施の形態によれば、分割型鉄心の全積層範囲にわたって、アリ状の凸箇所とアリ溝状の凹箇所が組み合わされるように配設することができ、組立作業性を良好に改善したうえに、分割部においてより強固な接合が可能となる。

実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４によるバックヨーク片の凹部及びティース片の凸部を示す詳細図である。本実施の形態では、図９（ａ）に示すように、バックヨーク片として、凹部４０ｃｃを有するバックヨーク片１１と、凹部４０ｄｄを有するバックヨーク片１２の２種類を備える。また、図９（ｂ）に示すように、ティース片として、凹部４０ｃｃに圧入嵌合する凸部５０ａａを有するティース片２１と、凸部５０ｂｂを有するティース片２２の２種類を備える。

バックヨーク片１１の凹部４０ｃｃは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜しており、他方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ２傾斜している。同じく、凹部４０ｃｃに圧入嵌合するティース片２１の凸部５０ａａは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜しており、他方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ２傾斜している。ここで、θ１は９０度≦θ１≦１８０度であり、θ２はθ２＜９０度かつθ２＜１８０度−θ１の条件を満たす。また、バックヨーク片１２の凹部４０ｄｄは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜している。さらに、ティース片２２の凸部５０ｂｂは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜している。

そして、図１０（ａ）に示すように、ティース片２１の凸部５０ａａは、バックヨーク片１１の凹部４０ｃｃに積層方向から圧入嵌合できるが、積層水平方向から挿入することができないようになっている。また、図１０（ｂ）に示すように、ティース片２２の凸部５０ｂｂは、バックヨーク片１１の凹部４０ｃｃに積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、図１０（ｃ）に示すように、ティース片２１の凸部５０ａａは、バックヨーク片１２の凹部４０ｄｄに積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、図１０（ｄ）に示すように、ティース片２２の凸部５０ｂｂは、バックヨーク片１２の凹部４０ｄｄに積層水平方向から挿入することができるようになっている。

以上の様に本実施の形態によれば、分割部の凹部及び凸部において、相互に対向する両側二側辺のうちいずれか一方の側辺同士が密着するように構成したので、隙間のない密着部を一方の側辺に構成することができるため、分割部間の位置合わせ精度を向上させることができる。

また、上記実施の形態と同様に、分割型鉄心を組み立てる際に、分割型鉄心の全積層厚さよりも短い距離分だけ凹部と凸部を積層方向から圧入すれば足り、また圧入嵌合力を小さく設定することができる。その結果、分割部における磁気抵抗ロスを大きく増大させることなく、分割型鉄心の組立作業性を良好にし、鉄心の組立精度を向上させることができる。

実施の形態５．
上記実施の形態では、リング状のバックヨーク部と複数のティース部に分割した鉄心の例を示したが、バックヨーク部を等分割し、ティース部とバックヨーク部の一部を有する形状に分割した鉄心についても、適用可能である。

図１１はこの発明の実施の形態５による分割型鉄心構造の固定子鉄心を示す平面図であり、図１２は図１１の固定子鉄心を組み立てる様子を示す平面図である。図１１に示すように、本実施の形態の固定子鉄心１００は、バックヨーク部を等分割し、バックヨーク部の一部とティース部とを有する形状の複数の分割鉄心部１１０を備え、当該分割鉄心部をそれぞれ環状に組み合わせたものである。複数の分割鉄心部１１０は、その分割部１３０で相互に形成された凹部１４０及び凸部１５０を組み合わせることにより装着される。すなわち、図１２に示すように、それぞれの分割鉄心部１１０を、積層方向にそれぞれをずらした位置から軸中心方向に同時に接近させることで、分割鉄心部１１０の凹凸形状を挿入させる。そして、積層方向に圧入嵌合することにより一体化した固定子鉄心を得る。分割鉄心部１１０は、珪素鋼板等からなる分割鉄心片を固定子軸方向に積み重ね、積層板同士をかしめ、溶接、接着などで一体化している。

図１３は本実施の形態の分割鉄心部の凹凸部の詳細を示す図である。図１３において、図９と同様に、分割鉄心片１１０ｃの凹部１４０ｃｃは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜しており、他方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ２傾斜している。同じく、凹部４０ｃｃに圧入嵌合する分割鉄心片１１０ａの凸部１５０ａａは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜しており、他方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ２傾斜している。ここで、θ１は９０度≦θ１≦１８０度であり、θ２はθ２＜９０度かつθ２＜１８０度−θ１の条件を満たす。また、分割鉄心片１１０ｄの凹部１４０ｄｄは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜している。さらに、分割鉄心片１１０ｂの凸部１５０ｂｂは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜している。

また、分割鉄心片１１０ａの凸部１５０ａａは、分割鉄心片１１０ｃの凹部１４０ｃｃに積層方向から圧入嵌合できるが、積層水平方向から挿入することができないようになっている。また、分割鉄心片１１０ｂの凸部１５０ｂｂは、分割鉄心片１１０ｃの凹部１４０ｃｃに積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、分割鉄心片１１０ａの凸部１５０ａａは、分割鉄心片１１０ｄの凹部１４０ｄｄに積層水平方向から挿入することができるようになっている。また、分割鉄心片１１０ｂの凸部１５０ｂｂは、分割鉄心片１１０ｄの凹部１４０ｄｄに積層水平方向から挿入することができるようになっている。

そして、図１４に示すように、分割鉄心片１１０ａの凸部１５０ａａは分割鉄心片１１０ｃの凹部１４０ｃｃに圧入嵌合された状態となり、隙間を発生しない。また、分割鉄心片１１０ｂの凸部１５０ｂｂは分割鉄心片１１０ｄの凹部１４０ｄｄに挿入された状態となり、鉄心の内側は隙間なく密着状態となり、鉄心の外側にのみ隙間１６０が発生するようにしている。

以上の様に本実施の形態によれば、バックヨーク部を等分割してティース部とバックヨーク部の一部を有する形状に分割した鉄心についても、上記実施の形態と同様、分割型鉄心の全積層厚さよりも短い距離だけ凹部と凸部を積層方向から圧入すれば足り、また圧入嵌合力を小さく設定することができる。その結果、分割部における磁気抵抗ロスを大きく増大させることなく、分割型鉄心の組立作業性を良好にし、鉄心の組立精度を向上させることができる。

また、凹凸部の組み合わせにより発生する隙間を鉄心の外周側に配置することにより、大きな磁束が通る内周側において磁気抵抗の高い隙間部を配置しないように構成することができるため、損失の少ない分割型鉄心を構成することができる。

なお、本実施の形態では、バックヨーク部を等分割してティース部とバックヨーク部の一部を有する分割型鉄心に対して実施の形態４の凹凸形状を採用した例を示したが、実施の形態１から実施の形態３の凹凸形状を採用しても同様の効果が得られる。

この発明は、回転電機又はリニアモータの鉄心として利用可能である。

そして、図８（ａ）に示すように、ティース部２０（第１積層体）をバックヨーク部１０（第２積層体）よりＮ枚分の距離だけ積層方向にずらす（図では上方向にずらす）ことにより、積層水平方向からティース部２０をバックヨーク部１０に挿入できる位置にもってくる。すなわち、ティース部２０の第１積層群Ｅをバックヨーク部１０の第４積層群Ｈの位置に、ティース部２０の第２積層群Ｆをバックヨーク部１０の第３積層群Ｇの位置にもってくる。そして、図８（ｂ）に示すように、ティース部２０を積層水平方向に移動させて、ティース部２０の第１積層群Ｅの凸部５０ｅをバックヨーク部１０の第４積層群Ｈの凹部４０ｈに、ティース部２０の第２積層群Ｆの凸部５０ｆをバックヨーク部１０の第３積層群Ｇの凹部４０ｇに挿入する。その後、図８（ｃ）に示すように、ティース部２０とバックヨーク部１０を積層方向に圧入し、ティース部２０の第１積層群Ｅのアリ状の凸部の両外側側辺をバックヨーク部１０の第３積層群Ｇのアリ溝状の凹部の両外側側辺に嵌合すると共に、ティース部２０の第２積層群Ｆのアリ状の凸部の両内側側辺をバックヨーク部１０の第４積層群Ｈのアリ溝状の凹部の両内側側辺に嵌合する。

図１３は本実施の形態の分割鉄心部の凹凸部の詳細を示す図である。図１３において、図９と同様に、分割鉄心片１１０ｃの凹部１４０ｃｃは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜しており、他方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ２傾斜している。同じく、凹部１４０ｃｃに圧入嵌合する分割鉄心片１１０ａの凸部１５０ａａは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜しており、他方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ２傾斜している。ここで、θ１は９０度≦θ１≦１８０度であり、θ２はθ２＜９０度かつθ２＜１８０度−θ１の条件を満たす。また、分割鉄心片１１０ｄの凹部１４０ｄｄは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜している。さらに、分割鉄心片１１０ｂの凸部１５０ｂｂは、一方の側辺が挿入方向と垂直な方向と成す角度θ１傾斜している。

Claims

第１積層体及び第２積層体の凹凸部を組み合わせることにより構成される分割型鉄心であって、
上記第１積層体は、凸部を有する第１積層群と、凸部を有する第２積層群とを交互に配設して成り、
上記第２積層体は、凹部を有する第３積層群と、凹部を有する第４積層群とを交互に配設して成り、
上記第１積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができず、上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができる形状とし、
上記第２積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部及び上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができる形状とし、
上記第１積層群の凸部が上記第３積層群の凹部に圧入され、上記第２積層群の凸部が上記第４積層群の凹部に挿入されている分割型鉄心。
第１積層体及び第２積層体の凹凸部を組み合わせることにより構成される分割型鉄心であって、
上記第１積層体は、凸部を有する第１積層群と、凸部を有する第２積層群とを交互に配設して成り、
上記第２積層体は、凹部を有する第３積層群と、凹部を有する第４積層群とを交互に配設して成り、
上記第１積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができず、上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができる形状とし、
上記第２積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができ、上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができない形状とし、
上記第１積層群の凸部が上記第３積層群の凹部に圧入され、上記第２積層群の凸部が上記第４積層群の凹部に圧入されていることを特徴とする分割型鉄心。
上記第１積層体及び上記第２積層体の一方はリング状のバックヨーク部であり、上記第１積層体及び上記第２積層体の他方はティース部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分割型鉄心。
上記第１積層体及び上記第２積層体は、各々バックヨーク部を分割してティース部と上記分割したバックヨーク部からなる積層体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分割型鉄心。
上記第１積層群、上記第２積層群、上記第３積層群及び上記第４積層群は、それぞれ同じ厚さのＮ枚の鉄心片を積み重ねて構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の分割型鉄心。
上記第１積層群はＮａ枚の鉄心片を積み重ねて構成され、上記第４積層群はＮ枚の厚さの鉄心片を積み重ねて構成され、Ｎａ＜Ｎであることを特徴とする請求項１に記載の分割型鉄心。
上記第３積層群は一対の凹箇所を有し両側の側辺がアリ溝状の凹部を有し、上記第４積層群は一対の凹箇所を有し内側の側辺がアリ溝状の凹部を有すると共に、
上記第１積層群は一対の凸箇所を有しアリ状の両側の側辺が上記第３積層群の凹部のアリ溝状の両側側辺に圧入嵌合される凸部を有し、上記第２積層群は一対の凸箇所を有しアリ状の内側の側辺が上記第４積層群の凹部のアリ溝状の内側側辺に圧入嵌合される凸部を有することを特徴とする請求項２に記載の分割型鉄心。
上記凹部及び凸部において、相互に対向する両側二側辺のうちいずれか一方の側辺同士が密着していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分割型鉄心。
上記第１積層体及び上記第２積層体は、各々バックヨーク部を分割してティース部と上記分割したバックヨーク部からなる積層体であり、上記凹部及び凸部において相互に対向する両側二側辺のうちいずれか一方の側辺同士が密着し、その密着部が鉄心内周側に配置するようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の分割型鉄心。
請求項３または請求項４の分割型鉄心において、上記ティース部に巻線を巻回したことを特徴とする固定子鉄心。
第１積層体及び第２積層体の凹凸部を組み合わせることにより構成される分割型鉄心の製造方法であって、
上記第１積層体は、凸部を有する第１積層群と、凸部を有する第２積層群とを交互に配設して成り、
上記第２積層体は、凹部を有する第３積層群と、凹部を有する第４積層群とを交互に配設して成り、
上記第１積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができず、上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができる形状とし、
上記第２積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部及び上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができる形状とし、
上記第１積層群の凸部を上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入すると共に、上記第２積層群の凸部を上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入する工程と、
上記第１積層群の凸部を上記第３積層群の凹部に積層方向から圧入すると共に、上記第２積層群の凸部を上記第４積層群の凹部に積層方向から挿入する工程とを備えた分割型鉄心の製造方法。
第１積層体及び第２積層体の凹凸部を組み合わせることにより構成される分割型鉄心の製造方法であって、
上記第１積層体は、凸部を有する第１積層群と、凸部を有する第２積層群とを交互に配設して成り、
上記第２積層体は、凹部を有する第３積層群と、凹部を有する第４積層群とを交互に配設して成り、
上記第１積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができず、上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができる形状とし、
上記第２積層群の凸部は、上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができ、上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入することができない形状とし、
上記第１積層群の凸部を上記第４積層群の凹部に積層水平方向から挿入すると共に、上記第２積層群の凸部を上記第３積層群の凹部に積層水平方向から挿入する工程と、
上記第１積層群の凸部を上記第３積層群の凹部に積層方向から圧入すると共に、上記第２積層群の凸部を上記第４積層群の凹部に積層方向から圧入する工程とを備えた分割型鉄心の製造方法。