(57)【要約】【課題】鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができて、渦電流損を低減することができるモータコア及びその組付け方法を提供する。【解決手段】表裏両面に絶縁皮膜を設けた複数枚のコア板２２Ａ〜２２Ｃを積層するとともに、そのコア板２２Ａ〜２２Ｃに形成された透孔２３内に永久磁石２４を収容する。少なくとも１枚のコア板２２Ａにおける透孔２３の内側縁に、絶縁皮膜の面で永久磁石２４に圧接されて、永久磁石２４を固定するための固定片２５を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏両面に絶縁皮膜が設けられた複数枚の磁性体よりなる鋼板を積層するとともに、その鋼板に形成された透孔内に永久磁石を収容したモータコアにおいて、
少なくとも１枚の鋼板における前記透孔の内側縁に、前記絶縁皮膜の面で前記永久磁石に圧接されて、永久磁石を固定するための固定片を設けたことを特徴とするモータコア。
【請求項２】
前記固定片を、所定枚数おきに配置された鋼板の透孔の内側縁に設けたことを特徴とする請求項１に記載のモータコア。
【請求項３】
前記固定片を透孔の内側縁の複数箇所に設け、固定片が前記永久磁石に圧接された状態で、永久磁石が各鋼板の透孔の内側縁から離間した位置に保持されるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のモータコア。
【請求項４】
前記透孔内における複数箇所の固定片のうちで、モータの回転にともなう永久磁石の遠心方向の移動力を受ける側に配置された固定片の圧接力を、他の固定片の圧接力よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のモータコア。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項に記載のモータコアを組付ける組付け方法において、前記永久磁石を前記固定片が湾曲変形されるように前記透孔内に押し込むことを特徴とするモータコアの組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータにおけるロータコアやステータコア等のモータコアに関するものであって、特に複数枚の磁性体よりなる鋼板を積層するとともに、その鋼板に形成された透孔内に永久磁石を収容したモータコア、及びそのモータコアの組付け方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のモータコアとしては、例えばロータコアにおいて、鋼板の透孔内に永久磁石を収容するとともに、透孔の内側縁と永久磁石との間の隙間に樹脂を充填して、永久磁石を固定した構成が知られている。
【０００３】
また、この種のロータコアにおける永久磁石子の固定構成としては、例えば特許文献１に開示されるような構成も提案されている。この従来構成においては、図１１及び図１２に示すように、鋼板４１に２つの透孔４２，４３が形成され、一方の透孔４２の内側縁には突出部４４が形成されるとともに、他方の透孔４３の内周縁には凹部４５が形成されている。そして、積層方向に隣接する鋼板４１間において、突出部４４と凹部４５とが互いに対応されるように、複数枚の鋼板４１が隣接する他の鋼板４１に対して１８０度ずつ回転された状態で積層されている。
【０００４】
そして、この鋼板４１の積層状態で、透孔４２，４３内に永久磁石４６が圧入されている。このため、突出部４４が永久磁石４６の外面に係合して、隣接する鋼板４１における透孔４３の凹部４５側に撓曲され、このため、撓曲状態の突出部４４の先端縁が永久磁石４６に圧接される。また、永久磁石４６が突出部４４や凹部４５の反対側における透孔４２，４３の内側縁に圧接される。以上のようにして、永久磁石４６が透孔４２，４３内に固定保持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１４６１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前記の従来構成においては、次のような問題があった。
（１）  樹脂の充填により永久磁石を固定した従来構成においては、成形装置を用いて樹脂の充填を行うとともに、樹脂の充填後にバリ取り作業等を行う必要がある。このため、永久磁石の組付け作業が煩雑になって、コストアップを招くという問題があった。
【０００７】
（２）  特許文献１に記載の従来構成では、突出部４４の先端縁が永久磁石４６に圧接されるとともに、その永久磁石４６が透孔４２，４３の内側縁に圧接されることによって、永久磁石４６が透孔４２，４３内に保持されている。ところで、この種のロータコアの鋼板４１は、表裏両面に絶縁皮膜が施された材料をパンチプレスで切り抜くことによって形成されている。従って、透孔４２，４３の内側縁や突出部４４の先端を含む外周端面には絶縁皮膜が設けられていない面が露呈する。このため、透孔４２，４３の内側縁や突出部４４の先端面に永久磁石４６が接触すると、永久磁石４６と鋼板４１との間の電気絶縁を確保できなくなる。このような状態になると、永久磁石４６全体とロータコアとを通る電路が形成されて、大きな渦電流損が発生し、これが原因となってモータの運転効率が著しく低下されるという問題もあった。
【０００８】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。この発明の主な目的は、鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができて、渦電流損を低減することができるモータコアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、モータコアに係る発明では、表裏両面に絶縁皮膜が設けられた複数枚の磁性体よりなる鋼板を積層するとともに、その鋼板に形成された透孔内に永久磁石を収容したモータコアにおいて、少なくとも１枚の鋼板における前記透孔の内側縁に、前記絶縁皮膜の面で前記永久磁石に圧接されて、永久磁石を固定するための固定片を設けたことを特徴としている。
【００１０】
従って、この発明のモータコアにおいては、鋼板の透孔に永久磁石が収容された状態で、固定片が永久磁石に圧接されることにより、永久磁石を透孔内に固定保持することができる。この場合、固定片が絶縁被覆の面で永久磁石に当接して、鋼板上の絶縁皮膜のない部分が永久磁石に当接していないため、鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができる。よって、渦電流損を低減することができる。
【００１１】
前記の構成において、前記固定片を、所定枚数おきに配置された鋼板の透孔の内側縁に設けるとよい。
前記の構成において、前記固定片を透孔の内側縁の複数箇所に設け、固定片が前記永久磁石に圧接された状態で、永久磁石が各鋼板の透孔の内側縁から離間した位置に保持されるようにすることが好ましい。
【００１２】
前記の構成において、前記透孔内における複数箇所の固定片のうちで、モータの回転にともなう永久磁石の遠心方向の移動力を受ける側に配置された固定片の圧接力を、他の固定片の圧接力よりも大きくなるようにすることが好ましい。
【００１３】
また、モータコアの組付け方法に係る発明では、前記のような構成のモータコアを組付ける組付け方法において、前記永久磁石を前記固定片が湾曲変形されるように前記透孔内に押し込むことを特徴としている。
【００１４】
従って、この発明のモータコアの組付け方法においては、永久磁石を鋼板の透孔内に挿入した後、永久磁石と透孔との隙間に樹脂を充填するという煩雑な作業を必要とせず、永久磁石を鋼板の透孔内に簡単に組付けることができるとともに、安定状態に固定保持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明によれば、鋼板と永久磁石との間の絶縁を確保することができて、モータの回転時における渦電流損を低減することができて、モータの運転効率を向上できるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明をモータのロータコアに具体化した第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１のロータコアにおける永久磁石の収容部を拡大して示す部分断面図。
【図３】図２のロータコアの透孔に対する永久磁石の組付け方法を示す部分断面図。
【図４】図３のロータコアにおける第１鋼板を示す要部正面図。
【図５】同ロータコアにおける第２鋼板を示す要部正面図。
【図６】同ロータコアにおける第３鋼板を示す要部正面図。
【図７】同ロータコアの打ち抜き過程を示す平面図。
【図８】（ａ）は第１〜第３鋼板の透孔部分を形成する際の予備加工を示す図、（ｂ）は透孔部分を形成するのに用いるパンチ及びダイの端面形状を示す図、（ｃ）は形成された第１〜第３鋼板の透孔部分を示す図。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は第１鋼板の透孔内の固定片を折り曲げ成形する方法を示す図、（ｃ）は第２及び第３鋼板の透孔の加工状態を示す図。
【図１０】第２実施形態のロータコアにおける第１鋼板を示す要部正面図。
【図１１】従来のロータコアを示す要部断面図。
【図１２】図１１の１２−１２線における部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施形態）
以下に、この発明をモータのロータコアに具体化した第１実施形態を図１〜図９に従って説明する。
【００１８】
図１に示すように、ロータコア２１は、打ち抜き成形された多数枚の磁性体としての電磁鋼板よりなるコア板２２を積層することにより構成されている。各コア板２２の表裏両面には、図示しない絶縁皮膜が設けられている。各コア板２２には複数の透孔２３が特定の配列パターンとなるように形成されている。各透孔２３内には、界磁用の永久磁石２４が収容されて固定されている。各コア板２２の軸線部には中心孔２７が形成されている。
【００１９】
次に、前記コア板２２の透孔２３に対する永久磁石２４の固定構成について説明する。図２及び図３に示すように、この実施形態においては、前記透孔２３の形状が異なった第１〜第３のコア板２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが用いられる。そして、１枚の第１のコア板２２Ａ、３枚の第２のコア板２２Ｂ及び３枚の第３のコア板２２Ｃが順に積層されるとともに、そのコア板２２Ａ〜２２Ｃの積層パターンが繰り返されることにより、ロータコア２１が構成されている。
【００２０】
図４に示すように、前記第１のコア板２２Ａにおける透孔２３の内周縁には、複数箇所に断面ほぼＬ字状の固定片２５が突出形成されている。図５に示すように、第２のコア板２２Ｂにおける透孔２３の内周縁には、第１のコア板２２Ａにおける透孔２３内の各固定片２５と同位置において対応する複数個の凹部２６が形成されている。図６に示すように、第３のコア板２２Ｃの透孔２３の内周縁には、固定片２５及び凹部２６は形成されていない。そして、図２に示すように、各コア板２２Ａ〜２２Ｃの積層状態で、透孔２３内に永久磁石２４が押し込まれることにより、その永久磁石２４によって断面ほぼＬ字状の各固定片２５が第２のコア板２２Ｂにおける透孔２３の凹部２６内に湾曲変形されて、絶縁皮膜の面で永久磁石２４に圧接されている。その結果、各コア板２２Ａ〜２２Ｃと永久磁石２４との間の絶縁が確保されるとともに、永久磁石２４が透孔２３内に固定保持されている。
【００２１】
また、モータの回転にともなう遠心力により永久磁石２４の外方への移動力が作用する。この場合、前記複数の固定片２５のうちで、永久磁石２４の外方への移動力を受ける側に配置された固定片２５の圧接力が、反対側に配置された固定片２５の圧接力よりも大きくなるように構成されている。すなわち、図４に示すように、各透孔２３においては、第１のコア板２２Ａの外周側に配置された固定片２５の数が、第１のコア板２２Ａの中心側に配置された固定片２５の数よりも多くなるように構成されている。
【００２２】
次に、前記のように構成されたモータコアの組付け方法について説明する。図８（ａ）（ｂ）は、第１〜第３のコア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３を形成する工程を示すものであり、同図には第１〜第３のコア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３が各１つしか示されていないが、実際には、図７に示すように全透孔２３が同時に形成される。
【００２３】
第１〜第３のコア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３を形成する場合には、図７に示すように、はじめに、ワークＷに図示しないパンチとダイとにより中心孔２７が打ち抜かれる。次いで、図８（ａ）に略示するように、ワークＷ上の第１〜第３のコア板２２Ａ〜２２Ｃの成形部位において、透孔２３の形成位置に第２，第３のコア板２２Ｂ，２２Ｃごとに異なった予備加工を行う。すなわち、第１のコア板２２Ａの成形部位には、透孔２３の形成位置に対する加工は行わない。第２のコア板２２Ｂの成形部位には、透孔２３における各凹部２６の形成部分に、透孔２３の内側縁位置を跨ぐように複数個の孔３１を形成する。第３のコア板２２Ｃの成形部位には、透孔２３における各固定片２５と対応する位置に、透孔２３の内側縁位置に面する複数個の孔３２を形成する。
【００２４】
次いで、第１〜第３のコア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３を形成する場合には、図８（ｂ）に示すような端面形状（刃先形状）を有するパンチ３３及びダイ３４が用いられる。このパンチ３３及びダイ３４によって、各コア板２２Ａ〜２２Ｃの成形部位に透孔２３を形成することにより、図８（ｃ）に示すように、異なった構造の透孔２３が形成される。すなわち、第１のコア板２２Ａの成形部位では、透孔２３の内側縁に複数個の固定片２５が平板状に突出して形成される。第２のコア板２２Ｂの成形部位では、透孔２３の内側縁に複数個の凹部２６が形成される。第３のコア板２２Ｃの成形部位では、透孔２３のみが形成される。
【００２５】
続いて、図７に示すように、各コア板２２Ａ〜２２Ｃの外径の端面形状（刃先形状）を有するパンチ及びダイにより、ワークＷから各コア板２２Ａ〜２２Ｃが打ち抜き成形され、その打ち抜かれた各コア板２２Ａ〜２２Ｃが積層される。この積層により、ロータコア２１が構成される。前記打ち抜き工程では、前記パンチ及びダイとして、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、固定片２５を断面ほぼＬ字状に折り曲げ形成するための型部３５ａ，３６ａを備えたパンチ３５及びダイ３６が用いられる。すなわち、第１のコア板２２Ａの打ち抜き時には、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、パンチ３５及びダイ３６の型部３５ａ，３６ａにより、透孔２３内の平板状の固定片２５が断面ほぼＬ字状に折り曲げ形成される。これに対して、第２及び第３のコア板２２Ｂ，２２Ｃの打ち抜き時には、図９（ｃ）に示すように、透孔２３内に固定片２５が突出していないため、パンチ３５及びダイ３６の型部３５ａ，３６ａが空打ち動作する。
【００２６】
そして、前記のように、ロータコア２１が構成された後、図１及び図３に示すように、ロータコア２１の各透孔２３に永久磁石２４を挿入して組付けする。この場合には、透孔２３内に永久磁石２４を押し込むと、複数枚おきに配置された第１のコア板２２Ａの透孔２３における断面ほぼＬ字状の各固定片２５が、永久磁石２４との係合により隣接配置された第２のコア板２２Ｂの透孔２３の凹部２６内に湾曲変形される。従って、湾曲状態の固定片２５がスプリングバックにより絶縁皮膜の面で永久磁石２４に圧接されるとともに、透孔２３の内側縁から離間することになり、各コア板２２Ａ〜２２Ｃと永久磁石２４との間の絶縁が確保された状態で、永久磁石２４が透孔２３内に固定保持される。
【００２７】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  このロータコア２１においては、コア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３に永久磁石２４が収容された状態で、透孔２３の内側縁の固定片２５が永久磁石２４に圧接されることにより、永久磁石２４が透孔２３内に保持されている。この場合、固定片２５が絶縁被覆の面で永久磁石２４に当接して、コア板２２Ａ〜２２Ｃ上の絶縁皮膜のない部分が永久磁石２４に当接していないため、コア板２２Ａ〜２２Ｃと永久磁石２４との間の絶縁を確保することができる。よって、従来構成とは異なり、モータの回転時の渦電流損を低減することができて、モータの運転効率を向上できる。
【００２８】
（２）  このロータコア２１においては、前記固定片２５が透孔２３の内側縁に複数個設けられ、固定片２５が永久磁石２４に圧接された状態で、永久磁石２４が各コア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３の内側縁から離間した位置に保持される。このため、各コア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３において、固定片２５が設けられていない部分の内側縁が永久磁石２４に当接することを防止することができる。よって、コア板２２Ａ〜２２Ｃと永久磁石２４との間の絶縁性を高めることができて、モータの回転時の渦電流損を一層低減することができる。
【００２９】
（３）  このロータコア２１においては、固定片２５が、永久磁石２４に作用する遠心力に抗するために、永久磁石２４の外方への移動力を受ける側の固定片２５の数が、中心側の固定片２５の数よりも多く設けられている。従って、ロータコア２１が高速回転されても、永久磁石２４の固定状態を維持できる。
【００３０】
（４）  このロータコア２１においては、永久磁石２４を透孔２３に挿入することにより、変形された固定片２５のスプリングバックにより永久磁石２４が保持される。従って、永久磁石２４の厚さの相違に関わらず、その永久磁石２４を固定でき、永久磁石２４の寸法のばらつきを許容できる。
【００３１】
（５）  このロータコア２１の組付け方法においては、前記固定片２５が湾曲変形されるように、永久磁石２４を透孔２３内に押し込んで組付けるようになっている。このため、従来の組付け方法とは異なり、永久磁石を鋼板の透孔内に挿入した後、永久磁石と透孔との隙間に樹脂を充填するという煩雑な作業を必要とせず、永久磁石２４をコア板２２Ａ〜２２Ｃの透孔２３内に簡単に組付けることができる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、この発明を具体化した第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３３】
さて、この第２実施形態では、図１０に示すように、透孔２３において、永久磁石２４が遠心力により外方への力を受ける側、すなわち第１のコア板２２Ａの外周側に配置された固定片２５の幅Ｌ１が、中心軸線側に配置された固定片２５の幅Ｌ２よりも大きくなるように構成されている。従って、幅広の固定片２５が幅狭の固定片２５よりも、永久磁石２４に対して大きな圧接力を発揮する。
【００３４】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態における（１）〜（５）に記載の効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
【００３５】
・  前記第１及び第２実施形態において、透孔２３に固定片２５及び凹部２６を設けていない第３のコア板２２Ｃを省略し、透孔２３に固定片２５を設けた第１のコア板２２Ａと、透孔２３に凹部２６を設けた第２のコア板２２Ｂとにより、ロータコア２１を構成すること。
【００３６】
・  前記第１実施形態において、第１のコア板２２Ａの透孔２３内の固定片２５、及び第２のコア板２２Ｂの透孔２３内の凹部２６の個数を、永久磁石２４に対する所要の圧接力が得られるように変更すること。例えば、永久磁石２４が外側への力を受ける側における固定片２５及び凹部２６の数を３以上にすること。
【００３７】
・  例えば、永久磁石２４が外側への力を受ける側における固定片２５を省略し、代わりに、ロータコア２１の軸線側に配置された固定片２５の部分を除いて、透孔２３の内面にバーリング加工を施し、そのバーリング加工によって湾曲された透孔２３の内側縁の絶縁被覆部分を永久磁石２４に圧接させること。このように構成しても、永久磁石２４が透孔２３の絶縁被覆が存在しない端面に接触することはなく、永久磁石２４とコア板２２Ａ〜２２Ｃとの間の絶縁を確保できる。
【００３８】
・  コア板２２Ａ〜２２Ｃの枚数を適宜変更すること。
・  本発明をモータのステータコアおいて具体化すること。
【符号の説明】
【００３９】
２１…ロータコア、２２，２２Ａ〜２２Ｃ…鋼板、２３…透孔、２４…永久磁石、２５…固定片、２６…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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