KR20160006785A

KR20160006785A - 회전 전기의 철심

Info

Publication number: KR20160006785A
Application number: KR1020157035220A
Authority: KR
Inventors: 아키라 하시모토; 아츠시 사카우에; 히로노리 츠이키; 유지 나카하라; 다카시 우메다; 가츠노리 오키; 류이치 다키구치; 다카노리 고마츠
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2016-01-19
Also published as: BR112015029558A2; US20170077768A1; WO2014192076A1; US9960644B2; CN105264745B; JP6022053B2; KR101767332B1; JPWO2014192076A1; CN105264745A

Abstract

회전 전기의 철심에 있어서, 백 요크부의 제1 단부는, 인접하는 분할 철심의 백 요크부의 상기 제2 단부에, 축부를 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 각 분할 철심은, 제1 코어편과 제2 코어편을 교호로 적층하여 구성되어 있다. 축부는, 제1 코어편에 형성된 감합 볼록부에 의해 구성되어 있다. 분할 철심 연결체를 직선 모양으로 전개한 상태에서, 분할 철심은, 인접하는 분할 철심에 대해서, 자극 티스부의 간격이 축소된 축소 위치와, 자극 티스부의 간격이 확대된 확대 위치와의 사이에서 변위 가능하게 되어 있다.

Description

회전 전기의 철심{ROTATING ELECTRIC MACHINE IRON CORE}

본 발명은, 회전 전기에 이용되는 전기자(電機子) 철심의 구조에 관한 것이며, 특히, 전기자 철심의 생산성, 재료 수율, 특성 등의 향상을 목적으로 하고 있다.

종래의 회전 전기의 철심에서는, 백 요크부(back yoke部)와, 백 요크부로부터 돌출한 자극(磁極) 티스부(teeth部)를 가지는 대략 T자 모양의 복수의 분할 철심이 원주 방향으로 연결되어 있다. 각 분할 철심은, 복수의 코어편을 적층하여 구성되어 있다. 철심의 제조시에는, 자극 티스부가 다른 분할 철심의 자극 티스부 사이에 위치하도록, 분할 철심을 지그재그 모양으로 배열하여 직선 2열 펀칭하는 것에 의해서, 재료 수율을 향상시킨다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).

특허 문헌 1 : 국제공개 제2011/125199호 특허 문헌 2 : 국제공개 제2012/095987호

특허 문헌 1에 나타내어진 종래의 철심에서는, 지그재그 모양 직선 2열 펀치(punch)를 실현하기 위해서, 일방의 분할 철심의 자극 티스부 선단이 배치되는 타방의 분할 철심의 자극 티스부 루트(root)에 노치가 마련되어 있다. 이 때문에, 노치가 크게 되면, 구동 토크의 저하나, 토크 맥동(脈動)(토크 리플(ripple))의 악화에 연결된다.

또, 특허 문헌 2에 나타내어진 종래의 철심에서는, 지그재그 모양 직선 2열 펀치를 실현하기 위해서, 자극 티스부를 분할하여 이간하는 구조를 채용하고 있으므로, 철심의 제조(프레스) 공정수가 많게 된다. 또, 프레스의 금형이 대형화하고, 코스트의 증가를 초래한다. 게다가, 분할한 자극 티스부를 조립하여 고정할 필요가 있으므로, 생산성이 저하한다.

본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 자극 티스부의 폭을 크게 한 경우에도, 회전 전기의 특성을 저하시키지 않고, 재료 수율을 향상시킬 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있는 회전 전기의 철심을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 회전 전기의 철심은, 백 요크부(back yoke部)와, 백 요크부의 중앙부로부터 돌출한 자극 티스부(teeth部)를 각각 가지고 있는 복수의 분할 철심이 연결되어서 이루어지는 분할 철심 연결체를 구비하며, 각 백 요크부는, 축부가 마련되어 있는 제1 단부와, 제2 단부를 가지고 있고, 백 요크부의 제1 단부는, 인접하는 분할 철심의 백 요크부의 제2 단부에, 축부를 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있고, 각 분할 철심은, 제1 코어편과 제2 코어편을 교호(交互)로 적층하여 구성되어 있고, 축부는, 제1 코어편에 형성된 복수의 감합(嵌合, 끼워 맞춤) 볼록부에 의해 구성되어 있고, 분할 철심 연결체를 직선 모양으로 전개(展開)한 상태에서, 분할 철심은, 인접하는 분할 철심에 대해서, 자극 티스부의 간격이 축소된 축소 위치와, 자극 티스부의 간격이 확대된 확대 위치와의 사이에서 변위 가능하게 되어 있으며, 감합 볼록부는, 분할 철심이 확대 위치에 있을 때, 제2 코어편에 마련된 제1 감합 구멍에 감합하고, 분할 철심이 축소 위치에 있을 때, 제2 코어편에 마련된 제2 감합 구멍에 감합함과 아울러, 제2 감합 구멍에 위치 결정된다.

본 발명의 회전 전기의 철심은, 분할 철심이, 인접하는 분할 철심에 대해서 확대 위치와 축소 위치와의 사이에서 변위 가능하게 되어 있으므로, 분할 철심을 확대 위치에 위치시킨 상태에서 분할 철심 연결체를 제조하는 것에 의해, 분할 철심 연결체의 지그재그 모양 직선 2열 펀치를 용이하게 실현할 수 있고, 자극 티스부의 폭을 크게 한 경우에도, 회전 전기의 특성을 저하시키지 않고, 재료 수율을 향상시킬 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전기를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 전기자를 분해한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 분할 철심 연결체를 직선 모양으로 전개한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 자극 티스부의 간격을 확대한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 3의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 4의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6의 VII－VII선을 따르는 단면도이다.
도 8은 도 2의 분할 철심 연결체의 조립 직후의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 분할 철심 연결체를 구성하는 제1 및 제2 코어편의 일부를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 제1 및 제2 코어편의 제조 공정을 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 4의 분할 철심 연결체에 전기자 코일을 형성하는 도중(途中)의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 12는 도 11의 모든 자극 티스부에 전기자 코일을 형성한 후, 분할 철심 연결체를 변형시키는 도중(途中)의 상태를 나타내는 평면도이다.
도 13은 도 6의 감합 볼록부의 외경 및 제2 감합 구멍의 내경의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 14는 도 5의 감합 볼록부의 외경 및 제1 감합 구멍의 내경의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 13의 감합 볼록부의 외경, 제1 감합 구멍의 내경 및 제2 감합 구멍의 내경의 관계를 변화시킨 변형예를 나타내는 부분 확대도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 분할 철심 연결체를 나타내는 평면도이다.
도 17은 도 16의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 19는 도 18의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 회전시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 20은 도 17의 감합 볼록부의 장축 지름과 제2 감합 구멍의 내경과의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 21은 도 18의 감합 볼록부의 폭 치수와 제1 감합 구멍의 폭 치수와의 관계를 나타내는 평면도이다.
도 22는 도 21의 부분 확대도이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 분할 철심 연결체의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 24는 도 23의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 25는 도 24의 부분 확대도이다.
도 26은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 분할 철심 연결체의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 27은 도 26의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 28은 도 27의 부분 확대도이다.
도 29는 본 발명의 실시 형태 5에 의한 분할 철심 연결체의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 30은 도 29의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 31은 도 29의 부분 확대도이다.
도 32는 도 30의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 회전시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 33은 본 발명의 실시 형태 6에 의한 분할 철심 연결체를 나타내는 평면도이다.
도 34는 도 33의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도이다.
도 35는 도 34의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도이다.
도 36은 도 35의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 회전시킨 상태를 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 의한 회전 전기를 나타내는 평면도이다. 도면에서, 원통 모양의 하우징(1) 내에는, 원통 모양의 전기자(電機子)(고정자)(2)가 유지되어 있다. 전기자(2)는, 철심(적층 철심)(3)과, 철심(3)에 권회(卷回)된 복수의 전기자 코일(4)과, 철심(3)과 전기자 코일(4)과의 사이에 개재된 복수의 인슐레이터(5)를 가지고 있다.

전기자(2) 내에는, 회전자(6)가 배치되어 있다. 회전자(6)는, 전기자(2)에 대해서 회전 가능하게 하우징(1)에 유지되어 있다. 회전자(6)는, 그 외주부에 고정되어 전기자(2)에 대향하는 복수의 영구 자석(7)을 가지고 있다.

도 2는 도 1의 전기자(2)를 분해한 상태를 나타내는 평면도이다. 전기자(2)는, 복수(이 예에서는 3개)의 원호 모양의 분할 전기자(11)를 링 모양으로 조합시켜 구성되어 있다. 이것에 따라, 철심(3)은, 복수(이 예에서는 3개)의 원호 모양의 분할 철심 연결체(12)를 링 모양으로 조합시켜 구성되어 있다. 각 분할 철심 연결체(12)는, 복수(이 예에서는 6개)의 분할 철심(13)을 전기자(2)의 주방향(周方向)으로 연결하여 구성되어 있다.

각 분할 철심(13)은, 철심(3)의 링 모양의 이음 철부를 형성하는 백 요크부(back yoke部)(13a)와, 백 요크부(13a)의 중앙부로부터 철심(3)의 지름 방향 내측으로 돌출하여 전기자 코일(4)이 권회된 자극(磁極) 티스부(teeth部)(13b)를 가지고 있다.

백 요크부(13a)는, 전기자(2)의 주방향의 일단부인 제1 단부와, 타단부인 제2 단부를 가지고 있다. 백 요크부(13a)의 제1 단부에는, 축부(13c)가 마련되어 있다.

백 요크부(13a)의 제1 단부는, 인접하는 분할 철심(13)의 백 요크부(13a)의 제2 단부에, 축부(13c)를 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 즉, 분할 철심(13)은, 인접하는 분할 철심(13)에, 축부(13c)를 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있다. 축부(13c)는, 전기자(2)의 지름 방향의 백 요크부(13a)의 중간부 보다도 외주측에 마련되어 있다.

각 분할 철심 연결체(12)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 자극 티스부(13b)가 서로 평행(또는 거의 평행)이 되도록 직선 모양으로 전개 가능하다.

또, 분할 철심 연결체(12)를 직선 모양으로 전개한 상태에서, 인접하는 분할 철심(13)에 대한 축부(13c)의 연결 위치는, 분할 철심(13)의 배열 방향(도 3의 좌우 방향)으로 변위 가능하다. 이것에 의해, 서로 인접하는 자극 티스부(13b)의 간격은, 도 3에 나타내는 Ls와, 도 4에 나타내는 Ls＋δ와의 사이에서 확대 및 축소 가능하게 되어 있다.

즉, 분할 철심(13)은, 인접하는 분할 철심(13)에 대해서, 자극 티스부(13b)의 간격이 축소된 축소 위치(도 3)와, 자극 티스부(13b)의 간격이 확대된 확대 위치(도 4)와의 사이에서 변위 가능하게 되어 있다.

도 5는 도 3의 축부(13c) 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 6은 도 4의 축부(13c) 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 7은 도 6의 VII－VII선을 따르는 단면도이다. 각 분할 철심(13)은, 각각 박판(薄板)으로 이루어지는 복수의 제1 코어편(14)과 복수의 제2 코어편(15)을 교호로 적층하여 구성되어 있다.

각 코어편(14, 15)에는, 복수의 코킹부(caulking部)(13d)가 마련되어 있다. 이 예에서는, 코킹부(13d)는, 백 요크부(13a)에 2개소, 자극 티스부(13b)의 선단 부 근방에 1개소 마련되어 있다. 적층된 코어편(14, 15)은, 코킹부(13d)에서 서로 고정되어 있다.

제1 코어편(14)에는, 랜싱(lancing) 가공에 의해 다월(dowel) 모양의 감합(嵌合, 끼워 맞춤) 볼록부(14a)가 형성되어 있다. 축부(13c)는, 전기자(2)의 축방향으로 정렬된 감합 볼록부(14a)에 의해 구성되어 있다.

제2 코어편(15)에는, 감합 볼록부(14a)가 선택적으로 감합되는 제1 및 제2 감합 구멍(15a, 15b)이 마련되어 있다. 제1 감합 구멍(15a)과 제2 감합 구멍(15b)과의 사이에는, 제1 및 제2 감합 구멍(15a, 15b) 사이를 연결하는 연결 구멍(15c)이 마련되어 있다. 감합 볼록부(14a)는, 분할 철심(13)이 확대 위치에 있을 때에 제1 감합 구멍(15a)에 감합되고, 분할 철심(13)이 축소 위치에 있을 때에 제2 감합 구멍(15b)에 감합된다. 또, 연결 구멍(15c)은, 제1 및 제2 감합 구멍(15a, 15b) 사이에서의 감합 볼록부(14a)의 이동을 허용한다.

제1 및 제2 감합 구멍(15a, 15b)과 연결 구멍(15c)은, 감합 볼록부(14a)에 대응하는 위치, 즉 전기자(2)의 지름 방향의 백 요크부(13a)의 중간부 보다도 외주 측에 마련되어 있다.

또, 제2 코어편(15)의 연결 구멍(15c)에 인접하는 부분에는, 스프링부(15d)가 마련되어 있다. 스프링부(15d)에는, 연결 구멍(15c)측으로 돌출하고 감합 볼록부(14a)를 위치 결정하는 스프링 볼록부(15e)가 마련되어 있다.

스프링부(15d)는, 감합 볼록부(14a)가 연결 구멍(15c)을 통과할 때에, 감합 볼록부(14a)에 의해 연결 구멍(15c)의 외측으로 압압(押壓)되어 탄성 변형한다. 또, 스프링부(15d)는, 감합 볼록부(14a)가 제1 또는 제2 감합 구멍(15a, 15b)에 감합하고 있을 때에는, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이 복원되어 있다.

이 때문에, 분할 철심(13)을 축소 위치와 확대 위치와의 사이에서 변위시킬 때에는, 스프링부(15d)를 탄성 변형시킬 정도의 힘이 필요하다. 이것에 의해, 감합 볼록부(14a)는, 스프링부(15d)에 의해 제1 또는 제2 감합 구멍(15a, 15b)에 위치 결정된다.

또, 제1 감합 구멍(15a) 및 제2 감합 구멍(15b)의 배열 방향은, 회전 전기의 회전 중심을 통과하는 자극 티스부(13b)의 중심선과 직교(또는 거의 직교)하는 방향(분할 철심 연결체(12)를 도 3과 같이 직선 모양으로 전개했을 때의 분할 철심(13)의 배열 방향)이다.

다음으로, 분할 철심 연결체(12)의 제조 방법에 대해 설명한다. 분할 철심 연결체(12)는, 도 8에 나타내는 바와 같은 재료 레이아웃(layout)으로 제조된다. 즉, 도 8의 상태에서는, 2개의 분할 철심 연결체(12)가 조합시켜져 제조되어 있다. 이 때, 일방의 분할 철심 연결체(12)인 제1 분할 철심 연결체(12－1)의 자극 티스부(13b) 사이에, 타방의 분할 철심 연결체(12)인 제2 분할 철심 연결체(12－2)의 자극 티스부(13b)가 배치되어 있다.

또, 각 분할 철심 연결체(12)는, 자극 티스부(13b)가 서로 평행(또는 거의 평행)이 되도록 직선 모양으로 전개되어 있다. 게다가, 각 분할 철심(13)은 확대 위치에 위치하고 있고, 이것에 의해 각 감합 볼록부(14a)는 제1 감합 구멍(15a)에 감합하고 있다.

도 8과 같은 분할 철심 연결체(12)는, 도 9에 나타내는 바와 같이 배열된 제1 및 제2 코어편(14, 15)을 적층하고, 코킹부(13d)에서 고정하는 것에 의해서 얻어진다. 도 9의 상태에서는, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)이, 자극 티스부(13b)가 서로 평행(또는 거의 평행)이 되도록, 소정 간격으로 배열되어 있다.

또, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제1 코어편(14)이, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)에 대해서 지그재그 모양으로 배치되어 있다. 즉, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제1 코어편(14)은, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)과는 반대 방향으로 배치되어 있다. 게다가, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제1 코어편(14)의 자극 티스부(13b)는, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)의 자극 티스부(13b) 사이에 배치되어 있다.

또, 제1 코어편(14)의 열(列)의 일단부에 위치하는 제1 코어편(14)은, 감합 볼록부(14a)의 부분이 생략되어 있다. 또, 제1 코어편(14)의 열의 타단부에 위치하는 제1 코어편(14)은, 다른 제1 코어편(14) 보다도, 백 요크부(13a)의 제2 단부에 대응하는 부분이 연장되어 있다.

또, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제2 코어편(15)이, 자극 티스부(13b)가 서로 평행(또는 거의 평행)이 되도록, 소정 간격으로 배열되어 있다.

게다가, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제2 코어편(15)이, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제2 코어편(15)에 대해서 지그재그 모양으로 배치되어 있다. 즉, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제2 코어편(15)은, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제2 코어편(15)과는 반대 방향으로 배치되어 있다. 게다가, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제2 코어편(15)은, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제2 코어편(15)의 자극 티스부(13b) 사이에 배치되어 있다.

또, 제2 코어편(15)의 열의 일단부에 위치하는 제2 코어편(15)은, 제1 및 제2 감합 구멍(15a, 15b) 및 연결 구멍(15c)이 마련되어 있지 않다.

도 10은 도 9의 제1 및 제2 코어편(14, 15)의 제조 공정을 나타내는 평면도이며, 사선부는 각 공정에서의 가공 개소이다. 제1 및 제2 코어편(14, 15)은, 전자강판 등의 자성판(16)에 프레스 가공을 실시하는 것에 의해 제조된다.

구체적으로는, 공정 (1)은, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)의 열과, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제1 코어편(14)의 열로부터, 서로 인접하는 백 요크부(13a) 사이를 분리하기 위한 슬릿을 제거하는 공정이다.

공정 (2)는, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제2 코어편(15)의 열과, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제2 코어편(15)의 열로부터, 서로 인접하는 백 요크부(13a) 사이를 분리하기 위한 슬릿을 제거하는 공정이다.

공정 (3) 및 공정 (5)는, 자성판(16)을 안정시키기 위해서 마련된 모든 가공을 실시하지 않는 빈 공정이다.

공정 (4)는, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)과 제2 코어편(15)을 펀칭하는 총 펀치 공정이다. 또, 공정 (4)에서는, 제1 분할 철심 연결체(12－1)에 대응하는 제1 코어편(14)과 제2 코어편(15)을 적층하고, 코킹부(13d)에서 결합 고정하며, 또한, 제1 코어편(14)의 감합 볼록부(14a)를 제2 코어편(15)의 제1 감합 구멍(15a)에 감합시킨다.

공정 (6)은, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제1 코어편(14)과 제2 코어편(15)을 펀칭하는 총 펀치 공정이다. 또, 공정 (6)에서는, 제2 분할 철심 연결체(12－2)에 대응하는 제1 코어편(14)과 제2 코어편(15)을 적층하고, 코킹부(13d)에서 결합 고정하며, 또한, 제1 코어편(14)의 감합 볼록부(14a)를 제2 코어편(15)의 제1 감합 구멍(15a)에 감합시킨다.

이러한 공정에 의해 제조하는 것에 의해서, 분할 철심 연결체(12)의 지그재그 모양 직선 2열 펀치를 실현할 수 있다.

다음으로, 전기자(2)의 제조 방법에 대해 설명한다. 상기와 같이 분할 철심 연결체(12)를 제조한 후, 도 11에 나타내는 바와 같이, 자극 티스부(13b)에 인슐레이터(5)를 장착하고, 권선기의 권선 노즐(17)을 회전시켜 전기자 코일(4)을 형성한다.

분할 철심 연결체(12)의 모든 자극 티스부(13b)에 전기자 코일(4)을 형성한 후, 도 12에 나타내는 바와 같이, 분할 철심(13)을 축소 위치로 이동시킴과 아울러, 축부(13c)를 중심으로 하여 각 분할 철심(13)을 회전시킨다. 이것에 의해, 분할 전기자(11)는, 도 2에 나타낸 바와 같은 원호 모양으로 변형된다.

이 후, 3개의 분할 전기자(11)를 링 모양으로 조합시켜, 분할 전기자(11)의 단부끼리를 용접 등에 의해 고정한다. 이것에 의해, 도 1에 나타낸 바와 같은 전기자(2)를 얻을 수 있다.

이러한 회전 전기의 철심(3)에서는, 분할 철심(13)이 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 확대 위치와 축소 위치와의 사이에서 변위 가능하게 되어 있으므로, 분할 철심(13)이 확대 위치에 위치하는 상태에서 분할 철심 연결체(12)를 제조하는 것에 의해, 분할 철심 연결체(12)의 지그재그 모양 직선 2열 펀치를 용이하게 실현할 수 있다.

즉, 분할 철심(13)이 축소 위치에 있을 때의 자극 티스부(13b)의 간격은, 자극 티스부(13b)의 최대폭 보다도 좁다. 이것에 대해서, 분할 철심(13)이 확대 위치에 있을 때의 자극 티스부(13b)의 간격은, 자극 티스부(13b)의 최대폭 보다도 넓다. 이 때문에, 분할 철심(13)이 확대 위치에 위치하는 상태에서 분할 철심 연결체(12)를 제조하는 것에 의해, 분할 철심 연결체(12)의 지그재그 모양 직선 2열 펀치를 용이하게 실현될 수 있다.

이것에 의해, 자성판(16)의 재료 수율이 향상하고, 제조 코스트를 억제할 수 있다. 또, 자극 티스부(13b)의 간격을 넓힌 상태에서 인슐레이터(5)의 장착 및 전기자 코일(4)의 장착(권선)을 행하는 것에 의해, 각 장착 작업을 위한 스페이스를 충분히 확보할 수 있어, 작업성을 향상시킬 수 있다.

게다가, 서로 연결된 분할 철심(13)은, 감합 볼록부(14a)가 제1 또는 제2 감합 구멍(15a, 15b)에 감합하고 있어, 빠지지 않으므로(분리되지 않으므로), 핸들링이 용이하다.

게다가, 스프링부(15d)에 의해, 감합 볼록부(14a)의 제2 감합 구멍(15b)으로부터 제1 감합 구멍(15a)으로의 이동에 저항을 부여하므로, 축소 위치로 이동된 분할 철심(13)이 용이하게 확대 위치로 되돌아오는 것을 방지할 수 있고, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또, 상기의 예에서는, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 감합 볼록부(14a)의 외경 D0, 제1 감합 구멍(15a)의 내경 D1, 및 제2 감합 구멍(15b)의 내경 D2의 관계가, 대체로 D0=D1=D2로 되어 있 있다. 이것에 대해서, 예를 들면 도 15에 나타내는 바와 같이, D0＜D2＜D1으로 해도 좋다.

도 15에 나타내는 구성에 의하면, 제1 코어편(14)과 제2 코어편(15)을 적층할 때에, 감합 볼록부(14a)를 제1 감합 구멍(15a)에 용이하게 감합시킬 수 있다.

또, 감합 볼록부(14a)의 외경 D0에 대해서 제1 감합 구멍(15a)의 내경 D1에 여유가 있기 때문에, 감합 볼록부(14a)와 제1 감합 구멍(15a)과의 위치 오차의 영향이 경감되고, 위치 오차에 의한 감합 볼록부(14a) 및 제1 감합 구멍(15a)의 변형을 억제할 수 있다. 게다가, 감합 볼록부(14a)를 제2 감합 구멍(15b)에 감합시켰을 때의 축부(13c)의 위치 오차를 줄일 수 있다. 따라서, 분할 철심 연결체(12)를 정밀도 좋게 제조할 수 있다.

실시 형태 2.

다음으로, 도 16은 본 발명의 실시 형태 2에 의한 분할 철심 연결체를 나타내는 평면도, 도 17은 도 16의 축부(13c) 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 18은 도 17의 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도이며, 각각 실시 형태 1의 도 4, 도 6 및 도 5에 상당하는 도면이다.

실시 형태 1에서는, 감합 볼록부(14a)의 정면 형상(회전 전기의 축방향을 따라서 본 형상)을 원형으로 했지만, 실시 형태 2에서는, 감합 볼록부(14a)의 정면 형상이, 서로 대향하는 한 쌍의 직선부를 가지는 트랙 모양(트랙 경기의 트랙 모양：동일 원주상의 서로 대향하는 동일 길이의 원호를 2개의 평행한 직선으로 연결한 형상, 또는 장방형의 서로 대향하는 2변을 외측으로 볼록하게 되도록 만곡시킨 형상)으로 되어 있다.

제1 감합 구멍(15a)은, 트랙 모양(또는 직사각형)이며, 감합 볼록부(14a)의 직선부에 대응하는 한 쌍의 직선부를 가지고 있다. 이것에 의해, 감합 볼록부(14a)가 제1 감합 구멍(15a)에 감합하고 있는 상태에서는, 인접하는 분할 철심(13)에 대한 분할 철심(13)의 회전이 저지되어 있다.

또, 제2 감합 구멍(15b)은, 실시 형태 1과 동일한 원형이다. 이것에 의해, 감합 볼록부(14a)가 제2 감합 구멍(15b)에 감합하고 있는 상태에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이, 인접하는 분할 철심(13)에 대한 분할 철심(13)의 회전이 허용 되어 있다. 실시 형태 1의 스프링부(15d) 및 스프링 볼록부(15e)는, 실시 형태 2에서는 마련되어 있지 않다.

도 20은 도 17의 감합 볼록부(14a)의 장축 지름과 제2 감합 구멍(15b)의 내경과의 관계를 나타내는 평면도, 도 21은 도 18의 감합 볼록부(14a)의 폭 치수와 제1 감합 구멍(15a)의 폭 치수와의 관계를 나타내는 평면도, 도 22는 도 21의 부분 확대도이다.

제1 감합 구멍(15a)의 폭 치수 W1는, 감합 볼록부(14a)의 폭 치수 W0 이상으로 설정되어 있다(W0≤W1). 제2 감합 구멍(15b)의 내경 D2는, 감합 볼록부(14a)의 장축 지름 D0L 이상으로 설정되어 있다(D0L≤D2).

제1 감합 구멍(15a) 및 제2 감합 구멍(15b)의 배열 방향은, 실시 형태 1과 마찬가지로, 분할 철심 연결체(12)를 직선 모양으로 전개했을 때의 감합 볼록부(14a)의 장축 방향도 동일 방향으로 되어 있다. 다른 구성은, 실시 형태 1과 동일하다.

이러한 회전 전기의 철심(3)에서는, 도 19에 나타내는 바와 같이 감합 볼록부(14a)가 제2 감합 구멍(15b)에 감합한 상태에서, 분할 철심 연결체(12)가 원호 모양이 되도록, 축부(13c)를 중심으로 하여 분할 철심(13)을 회전시키면, 감합 볼록부(14a)가 제2 감합 구멍(15b)의 위치에 위치 결정된다.

따라서, 트랙 모양의 감합 볼록부(14a)를 이용하는 것에 의해서, 감합 볼록부(14a)를 제2 감합 구멍(15b)에 간단한 구성으로 용이하게 위치 결정할 수 있고, 제2 감합 구멍(15b)으로부터 제1 감합 구멍(15a)으로의 감합 볼록부(14a)의 이동을 저지할 수 있다.

실시 형태 3.

다음으로, 도 23은 본 발명의 실시 형태 3에 의한 분할 철심 연결체의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 24는 도 23의 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도, 도 25는 도 24의 부분 확대도이다.

연결 구멍(15c)의 가장자리부에는, 연결 구멍(15c)의 내측으로 돌출한 걸림용 볼록부(15f)가 마련되어 있다. 걸림용 볼록부(15f)는, 감합 볼록부(14a)를 제2 감합 구멍(15b)에 위치 결정하기 위한 돌기이다. 또, 제2 코어편(15)의 걸림용 볼록부(15f)의 근방에는, 스프링 형성 구멍(15g)이 마련되어 있다. 이것에 의해, 걸림용 볼록부(15f)와 스프링 형성 구멍(15g)과의 사이의 부분이 탄성 변형 가능하게 되어 있다. 다른 구성은, 실시 형태 2와 동일하다.

이러한 구성에 의하면, 분할 철심(13)을 회전시키지 않고, 감합 볼록부(14a)를 제2 감합 구멍(15b)에 용이하게 위치 결정할 수 있고, 제2 감합 구멍(15b)으로부터 제1 감합 구멍(15a)으로의 감합 볼록부(14a)의 이동을 저지할 수 있다.

또, 걸림용 볼록부(15f)의 근방에 스프링 형성 구멍(15g)을 마련했으므로, 감합 볼록부(14a)를 제1 감합 구멍(15a)으로부터 제2 감합 구멍(15b)으로 이동시킬 때에, 걸림용 볼록부(15f)를 변위시켜, 감합 볼록부(14a)에 걸림용 볼록부(15f)를 용이하게 타고 넘게 할 수 있다.

실시 형태 4.

다음으로, 도 26은 본 발명의 실시 형태 4에 의한 분할 철심 연결체의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 27은 도 26의 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도, 도 28은 도 27의 부분 확대도이다.

실시 형태 3에서는, 감합 볼록부(14a)의 정면 형상에서의 한 쌍의 직선부가 서로 평행(또는 거의 평행)하지만, 실시 형태 4에서는, 직선부의 간격이 제2 감합 구멍(15b)측으로 향하여 서서히 좁게 되도록, 적어도 어느 일방의 직선부가 테이퍼 모양으로 경사져 있다.

구체적으로는, 감합 볼록부(14a)의 걸림용 볼록부(15f)측의 면이, 제2 감합 구멍(15b)측의 단부로 향하여 연결 구멍(15c)의 가장자리부로부터 멀어지는 방향으로 각도 θ분(分)만큼 경사져 있다. 즉, 감합 볼록부(14a)의 걸림용 볼록부(15f)측의 한 변에 경사면(테이퍼부)(14b)이 마련되어 있다. 다른 구성은, 실시 형태 3과 동일하다.

이러한 구성에 의하면, 경사면(14b)의 쐐기 효과에 의해서, 작은 힘으로 감합 볼록부(14a)에 걸림용 볼록부(15f)를 타고 넘게 할 수 있다.

또, 감합 볼록부(14a)의 걸림용 볼록부(15f)는 반대측의 변에 경사면을 마련해도 좋고, 또, 양 변에 경사면을 마련해도 좋다.

실시 형태 5.

다음으로, 도 29는 본 발명의 실시 형태 5에 의한 분할 철심 연결체의 축부 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 30은 도 29의 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도, 도 31은 도 29의 부분 확대도, 도 32는 도 30의 분할 철심을 인접하는 분할 철심에 대해서 회전시킨 상태를 나타내는 평면도이다.

실시 형태 5에서는, 감합 볼록부(14a)가 제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)로 분할되어 있다. 제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)는, 분할 철심 연결체(12)를 직선 모양으로 전개한 상태에서 분할 철심(13)의 배열 방향으로 서로 간격을 두고 배치되어 있다. 제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)의 조합에 의해, 실시 형태 1~4의 감합 볼록부(14a)와 동일한 기능을 한다.

제2 감합 구멍(15b)의 내주의 일부에는, 제2 감합 구멍(15b)의 내측으로 돌출한 감합 맞닿음부(15h)가 마련되어 있다. 도 32에 나타내는 바와 같이, 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 회전시켰을 때, 제1 분할 볼록부(21)가 감합 맞닿음부(15h)에 맞닿는다.

제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)의 외경 D0S는, 제2 감합 구멍(15b)의 내경 D2 보다도 작다(D0S＜D2). 제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)의 서로 먼 측의 단부 사이의 거리(외접 거리) L0는, 제2 감합 구멍(15b)의 내경 D2 이하로 되어 있다.

제1 감합 구멍(15a)은, 제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)의 배열 방향으로 가늘고 긴 장원형(長圓形) 또는 직사각형이다. 제1 및 제2 분할 볼록부(21, 22)가 제1 감합 구멍(15a)에 감합하고 있는 상태에서는, 인접하는 분할 철심(13)에 대한 분할 철심(13)의 회전은 저지되어 있다. 다른 구성은, 실시 형태 2와 동일하다.

이러한 구성에 의하면, 분할 철심 연결체(12)가 원호 모양이 되도록, 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 분할 철심(13)을 회전시키면, 도 32에 나타내는 바와 같이 제1 분할 볼록부(21)가 감합 맞닿음부(15h)에 맞닿기 때문에, 제2 감합 구멍(15b)에 분할 볼록부(21, 22)를 간단한 구성으로 용이하게 위치 결정할 수 있고, 제2 감합 구멍(15b)으로부터 제1 감합 구멍(15a)으로의 분할 볼록부(21, 22)의 이동을 저지할 수 있다.

실시 형태 6.

다음으로, 도 33은 본 발명의 실시 형태 6에 의한 분할 철심 연결체를 나타내는 평면도, 도 34는 도 33의 축부(13c) 부근을 확대하여 나타내는 평면도, 도 35는 도 34의 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 축소 위치로 변위시킨 상태를 나타내는 평면도, 도 36은 도 35의 분할 철심(13)을 인접하는 분할 철심(13)에 대해서 회전시킨 상태를 나타내는 평면도이다.

연결 구멍(15c)의 일방의 가장자리부에는, 연결 구멍(15c)의 내측으로 돌출한 역V자형의 위치 결정부(15i)가 마련되어 있다. 실시 형태 6의 제2 코어편(15)에는, 스프링부(15d)가 마련되어 있지 않고, 연결 구멍(15c)은, 감합 볼록부(14a)가 제1 및 제2 감합 구멍(15a, 15b) 사이를 이동할 때, 위치 결정부(15i)를 타고 넘는 형상으로 되어 있다. 다른 구성은, 실시 형태 1과 동일하다.

이러한 회전 전기의 철심(3)에서는, 보다 간단한 구성에 의해서 감합 볼록부(14a)를 제2 감합 구멍(15b)에 위치 결정할 수 있고, 제2 감합 구멍(15b)으로부터 제1 감합 구멍(15a)으로의 감합 볼록부(14a)의 이동을 저지할 수 있다.

또, 상기 실시 형태 1~6에서는, 철심(3)을 3분할한 분할 철심 연결체(12)를 나타냈지만, 2분할 또 4분할 이상으로 해도 좋다. 또, 제조상의 제한이 없으면, 철심(3)을 분할하지 않고 일체로 구성해도 괜찮다.

Claims

백 요크부(back yoke部)와, 상기 백 요크부의 중앙부로부터 돌출한 자극(磁極) 티스부(teeth部)를 각각 가지고 있는 복수의 분할 철심이 연결되어서 이루어지는 분할 철심 연결체를 구비하고 있는 회전 전기의 철심으로서,
각 상기 백 요크부는, 축부가 마련되어 있는 제1 단부와, 제2 단부를 가지고 있고,
상기 백 요크부의 제1 단부는, 인접하는 분할 철심의 상기 백 요크부의 상기 제2 단부에, 상기 축부를 중심으로 하여 회전 가능하게 연결되어 있고,
각 상기 분할 철심은, 제1 코어편과 제2 코어편을 교호(交互)로 적층하여 구성되어 있고,
상기 축부는, 상기 제1 코어편에 형성된 복수의 감합(嵌合) 볼록부에 의해 구성되어 있고,
상기 분할 철심 연결체를 직선 모양으로 전개(展開)한 상태에서, 상기 분할 철심은, 상기 인접하는 분할 철심에 대해서, 상기 자극 티스부의 간격이 축소된 축소 위치와, 상기 자극 티스부의 간격이 확대된 확대 위치와의 사이에서 변위 가능하게 되어 있으며,
상기 감합 볼록부는, 상기 분할 철심이 확대 위치에 있을 때, 상기 제2 코어편에 마련된 제1 감합 구멍에 감합하고, 상기 분할 철심이 축소 위치에 있을 때, 상기 제2 코어편에 마련된 제2 감합 구멍에 감합함과 아울러, 상기 제2 감합 구멍에 위치 결정되는 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 분할 철심이 축소 위치에 있을 때의 상기 자극 티스부의 간격은, 상기 자극 티스부의 최대폭 보다도 좁고, 상기 분할 철심이 확대 위치에 있을 때의 상기 자극 티스부의 간격은, 상기 자극 티스부의 최대폭 보다도 넓은 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 감합 구멍과 상기 제2 감합 구멍과의 사이에는, 상기 제1 및 제2 감합 구멍을 연결하는 연결 구멍이 각각 마련되어 있고,
각 상기 연결 구멍에 인접하는 부분에는, 스프링부가 마련되어 있으며,
각 상기 스프링부에는, 상기 연결 구멍측으로 돌출하고 상기 감합 볼록부를 위치 결정하는 스프링 볼록부가 마련되어 있는 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 감합 볼록부의 외경 D0, 상기 제1 감합 구멍의 내경 D1, 상기 제2 감합 구멍의 내경 D2의 관계가 D0＜D2＜D1인 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 감합 볼록부의 정면 형상은, 서로 대향하는 한 쌍의 직선부를 가지는 트랙(track) 모양이며,
상기 감합 볼록부의 정면 형상의 장축(長軸) 지름 D0L, 폭 치수 W0, 상기 제1 감합 구멍의 폭 치수 W1, 상기 제2 감합 구멍의 내경 D2의 관계는, W0≤W1, D0L≤D2로 되어 있는 회전 전기의 철심.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 감합 구멍과 상기 제2 감합 구멍과의 사이에는, 상기 제1 및 제2 감합 구멍을 연결하는 연결 구멍이 각각 마련되어 있고,
각 상기 연결 구멍의 가장자리부에는, 상기 연결 구멍의 내측으로 돌출하고 상기 감합 볼록부를 위치 결정하는 걸림용 볼록부가 마련되어 있는 회전 전기의 철심.
청구항 5에 있어서,
상기 감합 볼록부의 정면 형상에서, 상기 직선부의 간격이 상기 제2 감합 구멍측으로 향하여 서서히 좁게 되도록, 적어도 어느 일방의 상기 직선부가 테이퍼 모양으로 경사져 있는 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 감합 볼록부는, 상기 분할 철심 연결체를 직선 모양으로 전개한 상태에서 상기 분할 철심의 배열 방향으로 서로 간격을 두고 배치된 제1 및 제2 분할 볼록부로 분할되어 있고,
상기 제1 및 제2 분할 볼록부의 외접(外接) 거리 L0와 상기 제2 감합 구멍의 내경 D2와의 관계는, L0≤D2로 되어 있는 회전 전기의 철심.
청구항 8에 있어서,
상기 제2 감합 구멍의 내주의 일부에는, 상기 제2 감합 구멍의 내측으로 돌출한 감합 맞닿음부가 마련되어 있고,
상기 분할 철심을 상기 인접하는 분할 철심에 대해서 회전시켰을 때, 상기 제1 분할 볼록부가 상기 감합 맞닿음부에 맞닿는 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 감합 구멍과 상기 제2 감합 구멍과의 사이에는, 상기 제1 및 제2 감합 구멍을 연결하는 연결 구멍이 각각 마련되어 있고,
각 상기 연결 구멍의 일방의 가장자리부에는, 상기 연결 구멍의 내측으로 돌출한 역V자형의 위치 결정부가 마련되어 있으며,
상기 연결 구멍은, 상기 감합 볼록부가 상기 제1 및 제2 감합 구멍 사이를 이동할 때, 상기 위치 결정부를 타고 넘는 형상으로 되어 있는 회전 전기의 철심.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 감합 구멍 및 상기 제2 감합 구멍이 배열되어 있는 방향은, 회전 전기의 회전 중심을 통과하는 상기 자극 티스부의 중심선과 직교하는 방향인 회전 전기의 철심.