JPWO2013099012A1 - 電動機の積層コア - Google Patents

Abstract

複数の貫通孔１ａが設けられた環状の鋼板を複数枚積層した鋼板積層体１と、前記貫通孔１ａに挿通された筒状部材２と、前記筒状部材２に挿通され、該筒状部材２を拡径して前記貫通孔１ａに押圧し、先端のカシメ部３ｂがカシメられて前記鋼板積層体１を結束するリベットピン３と、を備える。前記鋼板積層体１の複数の貫通孔１ａと同一位置に、大径部が前記貫通孔１ａと同径で小径部が前記リベットピン３の外径と同径の段付貫通孔を有する環状の端板４が、前記鋼板積層体１の両端部に配置され、前記筒状部材２は、両端部が前記段付貫通孔の段部に係止され、前記リベットピン３は、前記鋼板積層体１及び端板４を結束している。

Description

本発明は、電動機のロータコアやステータコアとして用いられる、鋼板を積層して形成された積層コアに関する。

従来、複数の貫通孔を有すると共に当該貫通孔の両脇にボルト孔を有する鉄心材を複数枚積層してなる積層体と、前記貫通孔に挿入され拡開されることにより前記鉄心材同士を結束する結束筒体とを備え、前記結束筒体の前記積層体から突出した両端部に、その一部または全部が径方向に拡開された抜止部が形成されると共に、当該抜止部に、板状のポンチにて圧潰された圧潰部が形成されて、前記複数枚の鉄心材同士が結束されて仮止めされ、前記積層体は、仮止めされた状態でケースに収納されると共に前記ボルト孔にボルトが挿入されて当該ケースに固定される固定子鉄心が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−１９４００号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、積層体に複数の貫通孔を設けると共に貫通孔の両脇にボルト孔を設け、結束筒体とボルトを別々の孔に挿入して積層体を結束している。そのため、積層体に設けた孔の数が多くなり、積層体の透磁率に悪影響を及ぼす、という問題があった。また、上記従来の技術は、積層体をボルトでケースに固定するので、電動機のロータに適用することはできず、ステータにしか適用できない、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鋼板積層体を結束する部材のための孔の数を少なくして透磁率への悪影響を低減すると共に、積層鋼板の積層ズレを修正して積層精度を向上することができ、ロータにもステータにも用いることができる電動機の積層コア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、複数の貫通孔が設けられた環状の鋼板を複数枚積層した鋼板積層体と、前記貫通孔に挿通された筒状部材と、前記筒状部材に挿通され、該筒状部材を拡径して前記貫通孔に押圧し、先端のカシメ部がカシメられて前記鋼板積層体を結束するリベットピンと、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる電動機の積層コアは、透磁率が高く、積層精度が高い、という効果を奏する。その結果、ステータに用いれば、ケースとの接触面積が増加して、冷却性能が向上し、ロータに用いれば、初期アンバランス量を低減することができ、高速回転時に優位となる。

図１は、本発明の電動機の積層コアの実施の形態１のロータコアを示す断面図である。 図２は、図１のカシメ部の拡大図である。 図３は、実施の形態１のロータコアを示す分解斜視図である。 図４は、バランスリングを示す断面図である。 図５は、実施の形態１の筒状部材を示す斜視図である。 図６は、実施の形態１のロータコア製造の第１工程を示す部分断面図である。 図７は、実施の形態１のロータコア製造の第２工程を示す部分断面図である。 図８は、実施の形態１のロータコア製造の第３工程を示す部分断面図である。 図９は、実施の形態２の筒状部材を示す斜視図である。 図１０は、実施の形態３の筒状部材を示す斜視図である。 図１１は、実施の形態４の筒状部材を示す斜視図である。 図１２は、本発明の電動機の積層コアの実施の形態５のステータコアを示す分解斜視図である。

以下に、本発明にかかる電動機の積層コア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、本発明の電動機の積層コアの実施の形態１のロータコアを示す断面図であり、図２は、図１のカシメ部の拡大図であり、図３は、実施の形態１のロータコアを示す分解斜視図であり、図４は、バランスリングを示す断面図であり、図５は、実施の形態１の筒状部材を示す斜視図である。

図１〜図５に示すように、実施の形態１の電動機の積層コアとしてのロータコア９１は、同一円周状に等間隔に複数（８個）の貫通孔１ａが設けられた環状の鋼板としての珪素鋼板を複数枚積層した鋼板積層体１と、貫通孔１ａに挿通された筒状部材２と、筒状部材２に挿通され、筒状部材２を拡径して貫通孔１ａに押圧し、先端のカシメ部３ｂがカシメられて鋼板積層体１を結束するリベットピン３と、を備えている。

実施の形態１では、リベットピン３の直径は、８φである。電動機のシリーズが小容量から大容量まである場合、リベットピン３の直径は８φで固定し、電動機の容量に応じて大きくなる鋼板積層体１の貫通孔１ａの内径に合わせて筒状部材２の外径を変更すればよい。

鋼板積層体１の中央には、回転軸（図示せず）が嵌合する軸孔１ｂが設けられている。また、貫通孔１ａの外周側には、環状に、８つのスリット状の永久磁石埋込孔１ｅが設けられている。筒状部材２及びリベットピン３は、鉄系金属製である。筒状部材２には、肉厚方向の圧縮弾性係数を調整するために、軸方向に複数のスリット２ａ（図５参照）が設けられている。

鋼板積層体１の複数の貫通孔１ａと同一位置に、大径部４ｂが貫通孔１ａと同径で小径部４ｃがリベットピン３の外径と同径の段付貫通孔４ａを有する環状の端板としてのバランスリング４が、鋼板積層体１の両端部に配置されている。バランスリング４の中央には、鋼板積層体１の軸孔１ｂより内径が大きい孔４ｇが設けられている。

筒状部材２は、両端部が段付貫通孔４ａの段部４ｄに係止され、リベットピン３は、頭部３ａとカシメ部３ｂとにより、鋼板積層体１及びバランスリング（端板）４を結束している。

次に、実施の形態１の電動機のロータコアの製造方法を説明する。図６は、実施の形態１のロータコア製造の第１工程を示す部分断面図であり、図７は、実施の形態１のロータコア製造の第２工程を示す部分断面図であり、図８は、実施の形態１のロータコア製造の第３工程を示す部分断面図である。

図６に示すように、第１工程で、鋼板積層体１の一端に、バランスリング４を配置する。このとき、段付貫通孔４ａの大径部４ｂ側が鋼板積層体１の一端に当接し、貫通孔１ａと段付貫通孔４ａが連通するようにする。続いて、鋼板積層体１の他端側から筒状部材２を貫通孔１ａに挿入し、筒状部材２の先端をバランスリング４の段付貫通孔４ａの段部４ｄに係止させる。

鋼板積層体１の貫通孔１ａ及びバランスリング４の段付貫通孔４ａの大径部４ｂの内径と筒状部材２の外径とは、０．２〜０．３ｍｍの隙間嵌めの寸法公差で製作されており、筒状部材２は、容易に貫通孔１ａに挿入することができる。

次に、図７に示すように、第２工程で、鋼板積層体１の他端側に、もう一つのバランスリング４を、段付貫通孔４ａの大径部４ｂ側を向けて対向配置し、リベットピン３を、バランスリング４の段付貫通孔４ａを通して筒状部材２に挿入する。

リベットピン３の外径と筒状部材２の内径とは、０．３〜０．４ｍｍの絞り嵌めの寸法公差で製作されており、この第２工程で、リベットピン３は筒状部材２を拡径し、筒状部材２の外周部を鋼板積層体１の貫通孔１ａ及びバランスリング４の段付貫通孔４ａの大径部４ｂに押圧する。この押圧作用により、鋼板積層体１の鋼板の積層ズレ及び鋼板積層体１に対するバランスリング４のズレが修正され、積層精度が向上する。

次に、図８に示すように、第３工程で、鋼板積層体１の他端側に突出している筒状部材２の他端部に、バランスリング４の段付貫通孔４ａの大径部４を嵌合させ、リベットピン３を、頭部３ａがバランスリング４に当たるまで押込み、先端のカシメ部３ｂをカシメることにより、鋼板積層体１及びバランスリング４を結束すれば、実施の形態１の電動機のロータコア９１が完成する。ロータコア９１の回転バランスの調整は、重心が偏っている方向のバランスリング４の部位をドリルで削るか、又は、バランスリング４に予め調整用ネジ穴を等ピッチで設けておき、軽い方にネジを取付けることにより行なうことができる。

実施の形態２．
図９は、実施の形態２の筒状部材を示す斜視図である。図９に示すように、実施の形態２の筒状部材２２は、軸方向に１つのスリット２ａが設けられ、横断面がＣ字形となっている。実施の形態２の筒状部材２２は、製作が容易であり低コストで製作することができる。

実施の形態３．
図１０は、実施の形態３の筒状部材を示す斜視図である。図１０に示すように、実施の形態３の筒状部材３２は、メッシュ構造になっている。実施の形態３の筒状部材３２は、肉厚方向の圧縮弾性係数を小さくすることができ、リベットピン３の挿入抵抗を小さくすることができる。

実施の形態４．
図１１は、実施の形態４の筒状部材を示す斜視図である。図１１に示すように、実施の形態４の筒状部材４２は、細長板の螺旋巻構造になっている。実施の形態４の筒状部材４２は、パイプ材を用いずに任意の径の筒状部材を製作することができる。

実施の形態５．
図１２は、本発明の電動機の積層コアの実施の形態５のステータコアを示す分解斜視図である。図１２に示すように、実施の形態５の電動機の積層コアとしてのステータコア９５は、同一円周状に等間隔に複数（４個）の貫通孔５１ａが設けられた環状の鋼板としての珪素鋼板を複数枚積層した鋼板積層体５１と、貫通孔５１ａに挿通される筒状部材２と、筒状部材２に挿通され、筒状部材２を拡径して貫通孔５１ａに押圧し、先端のカシメ部３ｂがカシメられて鋼板積層体５１を結束するリベットピン３と、を備えている。

鋼板積層体５１の中央には、図示しないロータコアが内部に配置される大径孔５１ｂが設けられている。大径孔５１ｂに沿って、図示しないコイルが巻装される多数のスロット５１ｆが設けられている。

鋼板積層体５１の複数の貫通孔５１ａと同一位置に、図４に示すような、大径部４ｂが貫通孔５１ａと同径で小径部４ｃがリベットピン３の外径と同径の段付貫通孔４ａを有する環状の端板４が、鋼板積層体５１の両端部に配置されている。端板４の中央には、鋼板積層体５１の大径孔５１ｂより内径が大きい孔４ｇが設けられている。

筒状部材２は、両端部が段付貫通孔４ａの段部４ｄ（図４参照）に係止され、リベットピン３は、頭部３ａとカシメ部３ｂとにより、鋼板積層体５１及び端板４を結束している。実施の形態５の電動機のステータコア９５は、図６〜図８に示す電動機のロータコア９１の製造方法と同様の製造方法により製造することができる。また、筒状部材２に替えて、図９〜図１１に示す筒状部材２２、３２、４２を用いることができる。

以上説明したように、実施の形態１のロータコア９１及び実施の形態５のステータコア９５は、鋼板積層体１、５１に設けられた貫通孔１ａ、５１ａの数が少ないので透磁率が高い。また、貫通孔１ａ、５１ａに挿通された筒状部材２にリベットピン３を挿通し、筒状部材２を拡径して貫通孔１ａ、５１ａに押圧し、鋼板積層体１、５１の鋼板の積層ズレ及び鋼板積層体１、５１に対するバランスリング４のズレを修正するので、積層精度が高い、という効果を奏する。その結果、ステータコア９５は、ケースとの接触面積が増加して、冷却性能が向上し、ロータコア９１は、初期アンバランス量を低減することができ、高速回転時に優位となる。

１、５１ 鋼板積層体
１ａ、５１ａ 貫通孔
１ｂ 軸孔
１ｅ 永久磁石埋込孔
５１ｂ 大径孔
５１ｆ スロット
２、２２、３２、４２ 筒状部材
２ａ スリット
３ リベットピン
３ａ 頭部
３ｂ カシメ部
４ バランスリング（端板）
４ａ 段付貫通孔
４ｂ 大径部
４ｃ 小径部
４ｄ 段部
４ｇ 孔
９１ 電動機のロータコア（電動機の積層コア）
９５ 電動機のステータコア（電動機の積層コア）

【０００２】
材のための孔の数を少なくして透磁率への悪影響を低減すると共に、積層鋼板の積層ズレを修正して積層精度を向上することができ、ロータにもステータにも用いることができる電動機の積層コアを得ることを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００６］
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の貫通孔が設けられた環状の鋼板を複数枚積層した鋼板積層体と、前記貫通孔とは隙間嵌めの寸法公差で製作され、前記貫通孔に挿通された筒状部材と、前記筒状部材の内径とは締り嵌めの寸法公差で製作され、前記筒状部材に挿通され、該筒状部材を拡径して前記貫通孔に押圧することにより前記鋼板積層体の積層ズレを修正し、先端のカシメ部がカシメられて前記鋼板積層体を結束するリベットピンと、を備えることを特徴とする。
発明の効果
［０００７］
本発明にかかる電動機の積層コアは、透磁率が高く、積層精度が高い、という効果を奏する。その結果、ステータに用いれば、ケースとの接触面積が増加して、冷却性能が向上し、ロータに用いれば、初期アンバランス量を低減することができ、高速回転時に優位となる。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］図１は、本発明の電動機の積層コアの実施の形態１のロータコアを示す断面図である。
［図２］図２は、図１のカシメ部の拡大図である。
［図３］図３は、実施の形態１のロータコアを示す分解斜視図である。
［図４］図４は、バランスリングを示す断面図である。
［図５］図５は、実施の形態１の筒状部材を示す斜視図である。
［図６］図６は、実施の形態１のロータコア製造の第１工程を示す部分断面図である。
［図７］図７は、実施の形態１のロータコア製造の第２工程を示す部分断面図である。
［図８］図８は、実施の形態１のロータコア製造の第３工程を示す部分断面図である。
［図９］図９は、実施の形態２の筒状部材を示す斜視図である。

Claims (8)

1. 複数の貫通孔が設けられた環状の鋼板を複数枚積層した鋼板積層体と、
   前記貫通孔に挿通された筒状部材と、
   前記筒状部材に挿通され、該筒状部材を拡径して前記貫通孔に押圧し、先端のカシメ部がカシメられて前記鋼板積層体を結束するリベットピンと、
   を備えることを特徴とする電動機の積層コア。
2. 前記鋼板積層体の複数の貫通孔と同一位置に、大径部が前記貫通孔と同径で小径部が前記リベットピンの外径と同径の段付貫通孔を有する環状の端板が、前記鋼板積層体の両端部に配置され、前記筒状部材は、両端部が前記段付貫通孔の段部に係止され、前記リベットピンは、前記鋼板積層体及び端板を結束していることを特徴とする請求項１に記載の電動機の積層コア。
3. 前記電動機の積層コアは、電動機のロータコアであることを特徴とする請求項２に記載の電動機の積層コア。
4. 前記端板は、バランスリングであることを特徴とする請求項３に記載の電動機の積層コア。
5. 前記電動機の積層コアは、電動機のステータコアであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動機の積層コア。
6. 前記筒状部材は、軸方向に１つ又は複数のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電動機の積層コア。
7. 前記筒状部材は、メッシュ構造になっていることを特徴とする請求項１に記載の電動機の積層コア。
8. 前記筒状部材は、細長板の螺旋巻構造になっていることを特徴とする請求項１に記載の電動機の積層コア。