(57)【要約】【課題】磁極軸部への巻線の巻回が、巻線の絶縁被膜や巻線自体を損傷することなく、且つ、占積率よく行え、また、巻線作業がより生産性よくなされる積層鉄心を提供する。【解決手段】磁極毎にヨーク片を分割した分割鉄心片２１、２２をかしめ積層した分割積層鉄心１０を、連結部１９、２０を介して連結する積層鉄心において、磁極軸部１２の上下端のコーナー部１５、１６および磁極歯部１３の半径方向外側で厚み方向上下端のコーナー部１７、１８に丸みを付けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極毎にヨーク片を分割した分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅が漸減し、該磁極軸部の半径方向内側には円周方向両側に広がって形成され、半径方向内側端部が円弧状となった磁極歯部を有する複数の分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の分割ヨーク部の両側に形成されている連結部を介して連結する積層鉄心において、
前記磁極歯部が円周方向両側に向けて半径方向の幅が狭くなり、しかも該磁極歯部の積層上端側および積層下端側の半径方向の幅が漸減して、該磁極歯部の半径方向外側と前記分割ヨーク部の半径方向内側との間隔が上下端部で徐々に広がっていることを特徴とする積層鉄心。
【請求項２】
請求項１記載の積層鉄心において、前記分割鉄心片の磁極歯片部の半径方向外側の辺は直線状となっていることを特徴とする積層鉄心。
【請求項３】
請求項１および２のいずれか１項に記載の積層鉄心において、前記磁極歯部には積層方向にスキューが形成されていることを特徴とする積層鉄心。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層鉄心において、前記磁極軸部は積層方向にストレートとなっていることを特徴とする積層鉄心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分割積層鉄心の磁極に巻線が馴染み高密度に巻回できるとともに、磁極に巻き付ける巻線を傷つけることなく、且つ容易に巻回できる積層鉄心に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層鉄心の磁極への巻線は、分割積層鉄心とすることにより容易化され、また密度よく巻回できるようになっている。しかし、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、巻線６０は加工性があるとはいえ、磁極６１への巻回では磁極上端部６２と磁極下端部６３に隙間６４、６５ができ、巻線密度をより高くできない。特にモータの銅損を低減させるように太い巻線を磁極に巻回しようとすると隙間６４、６５がより広く生じる。なお、ここで、６６は分割積層鉄心、６７はかしめ部、６８、６９は連結部を示す。
【０００３】
これに対処する技術として特許文献１には、図６に示すように、積層鉄心の磁極７０を、断面からみて磁極軸部７１の上端部７２および下端部７３を漸減したものが開示されている。これによると、磁極軸部７１への巻線は上端部７２および下端部７３に隙間を生ぜずに巻回できるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４８５５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では磁極軸部７１の上下端側は角が無くなって巻線が隙間を生じることなく円滑に行えるが、磁極軸部７１の先部にある磁極歯部７４の上下端は直角状に切り立ち、同一傾斜であるので、密着して磁極７０（正確には磁極軸部７１）に巻かれた巻線が競り合って絶縁皮膜が破れるという問題がある。
また、磁極７０に巻線を巻回する際、磁極歯部７４が磁極軸部７１より大きく且つ巻線機側に位置することから、巻線が磁極歯部７４に接し、絶縁被膜あるいは巻線自体を損傷することがある。このようなことは高速で巻回する場合に発生し易いので、巻線作業をより生産性よくできない等の問題が残っている。
また、特許文献１では、磁極歯部を円周方向両側に向けて半径方向の厚みが極端に薄くなるようにしているが、これでは磁極歯部の両側部の磁束の減衰が大きくなり磁気効率が悪くなるという問題もある。
【０００６】
本発明は、磁極軸部への巻線の巻回が、該巻線の絶縁被膜や巻線自体を損傷することなく、且つ、占積率よく行え、また、巻線作業がより生産性よくなされる積層鉄心を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心は、磁極毎にヨーク片を分割した分割鉄心片をかしめ積層し、磁極軸部の積層上端側および積層下端側の幅が漸減し、該磁極軸部の半径方向内側には円周方向両側に広がって形成され、半径方向内側端部が円弧状となった磁極歯部を有する複数の分割積層鉄心を、該分割積層鉄心の分割ヨーク部の両側に形成されている連結部を介して連結する積層鉄心において、
前記磁極歯部が円周方向両側に向けて半径方向の幅（厚み）が狭く（薄く）なり、しかも該磁極歯部の積層上端側および積層下端側の半径方向の幅が漸減して、該磁極歯部の半径方向外側と前記分割ヨーク部の半径方向内側との間隔が上下端部で徐々に広がっている。
【０００８】
また、第２の発明に係る積層鉄心は、第１の発明に係る積層鉄心において、前記分割鉄心片の磁極歯片部の半径方向外側の辺は直線状となっている。
そして、第３の発明に係る積層鉄心は、第１および第２の発明に係る積層鉄心において、前記磁極歯部には積層方向にスキューが形成されている。なお、磁極軸部はストレートにしてスキューを形成しないのが巻線の効率上好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、磁極軸部のみならず磁極歯部の積層上端側および積層下端側の幅が漸減してコーナー（角部）が丸くなっているので、磁極軸部への巻線を磁極歯部の半径方向外側上下の４コーナーに広い間隔下で誘導でき、巻回速度を速くしても導入されてくる巻線は、磁極歯部のコーナーにも当たることなく巻回される。かかるように巻線の巻回が絶縁被膜の損傷等を起こすことなく、且つ生産性よく行える積層鉄心が得られる。
また、磁極の磁極軸部は前記のようであるから、言うまでもなく巻線が磁極軸部の上端側および下端側で隙間が生じることなく占積率よく巻回される等の効果がある。
特に、磁極歯部にスキューを形成することによって、回転トルクが安定し、低速回転時のトルクむらやノッキングがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心およびその製造方法について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の分割積層鉄心の平面図、（Ｂ）は矢視Ｘ−Ｘ断面図、図２は同積層鉄心の製造方法の工程を示す説明図、図３（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ分割鉄心片の平面図、図４（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心に使用する分割積層鉄心の説明図、（Ｃ）は本発明の更に他の実施の形態に係る積層鉄心に用いる分割積層鉄心の説明図である。なお、平面視した場合、分割積層鉄心の構成要素である同一形状の分割鉄心片の各部を区別するために、分割鉄心片には「片」を付けて区別し、場合によってはこれらに同一の番号を付する。
【００１１】
まず、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心（具体的には固定子積層鉄心）について説明する。この積層鉄心は、磁極毎にヨークを分割した図１に示す分割積層鉄心１０を複数組み合わせることによって構成されている。各分割積層鉄心１０は、外側が円弧状の分割ヨーク部１１と、分割ヨーク部１１の半径方向内側中央に一体的に連設される磁極部１４とを有している。この磁極部１４は、磁極軸部１２とこれに連設され、半径方向内側端部は平面視して円弧状となっている磁極歯部１３とを備えている。また、この磁極歯部１３は、磁極軸部１２の両側に広がって（円周方向両側に広がって）形成されている。磁極軸部１２は積層上端側および積層下端側で幅が漸減し、上下端のコーナー部１５、１６および磁極歯部１３の半径方向外側の厚み方向上下端のコーナー部１７、１８は角部が除去されて丸くなっている。
【００１２】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、分割ヨーク部１１の円周方向両側には、隣り合う分割ヨーク部（図示せず）と連結する連結部１９、２０が設けられている。この連結部１９、２０は、分割積層鉄心１０を構成する両側部の形状が異なる２種類の分割鉄心片２１、２２を図１（Ｂ）に示す如く順次複数枚（この実施の形態では４枚）ずつ交互に積層して形成されている。そして、分割鉄心片２１においては円周方向の一方側（図１においては右側）に突出部２３を、他方側にこの突出部２３に符合する切り込み部２４を形成し、分割鉄心片２２の一方側には切り込み部２５を、他方側にはこの切り込み部２５に嵌入する突出部２６を形成している。積層された各分割鉄心片２１、２２はそれぞれ周知構造のかしめ突起とかしめ凹部からなるかしめ部２７（半抜きかしめまたはＶかしめ）によって積層連結されている。
【００１３】
分割ヨーク部１１の半径方向外側は、平面視して円弧状となって、その中央に組み立て治具にこの分割ヨーク部１１を固定する係止部２８が形成されている。この係止部２８は中側より入口側が狭い断面台形状の溝からなっている。また、分割ヨーク部１１の半径方向内側、即ち、磁極部１４が連設する部分は、平面視して直線状となって、直角に磁極軸部１２が連設されている。磁極歯部１３の半径方向外側の直線状となっている辺と磁極軸部１２の両側の辺とは鈍角で交わり、磁極歯部１３は、コイル（巻線）が巻回される磁極軸部１２の底部端側では磁極軸部１２の幅を細くしているから磁極歯部１３の円周方向に長く、且つ、端部側が幅狭く下がり曲面状になっている。そして、磁極歯部１３の両端側が巻線機方向に曲がっているので、巻線し易くなっている。
【００１４】
続いて、図２を参照しながら、分割積層鉄心１０の製造方法について説明する。この分割積層鉄心１０の製造にあっては、工程１〜工程１０の処理を行うので、一つの金型装置に工程１〜工程１０の処理を行う１０のステーションを設けてもよいし、これらの工程１〜工程１０を複数の金型装置に分割して処理を行ってもよいが、金型装置については上部にパンチを下部にダイを有する周知構造のものを使用するので、その詳しい説明は省略する。
【００１５】
例えば、０．２〜０．５ｍｍ厚みの磁性鋼板からなる条材３０を用意する。幅は分割鉄心片２１、２２を幅方向に並べて採れる寸法とする。
工程１（ステーション１、以下同じ）では条材３０の両端にパイロット孔３１、３２を形成する。これによって条材３０を正確に位置決めできる。工程２では、分割鉄心片２１、２２の一方側のスロット３３を、工程３では分割鉄心片２１、２２の他方側のスロット３４を形成する。工程２、３で使用するそれぞれ対となるパンチおよびダイ（図示せず）は、このパンチおよびダイを条材３０の幅方向に寸動できる構造になっている。
【００１６】
即ち、この分割積層鉄心１０は分割鉄心片２１、２２の積層枚数をｎ（通常ｎは２０以上）とすると、上端側および下端側のｍ枚（通常３〜６枚）のスロット３３、３４を打ち抜く場合は、最上端および最下端の分割鉄心片２１、２２の磁極軸片部１２ａ（図３参照）の幅を最小幅として徐々に幅を増して、正規の磁極軸片部１２ａの幅ｗとする。
【００１７】
従って、工程２、３において、ｎ枚の分割鉄心片２１、２２のスロット３３、３４を形成する場合には、最初のｍ枚の分割鉄心片２１または２２（図１の（Ｂ）においては、分割鉄心片２１）のうち１枚目はパンチおよびダイを条材３０の最中央側に寄せて、２枚目は少しの距離（例えば、板厚の０．５〜３倍程度）中央から外側に移動させて、この動作をｍ枚目まで行う。そして、最後のｍ枚の分割鉄心片２１または２２においては、徐々にパンチおよびダイを条材３０の中央に移動させて、スロット３３、３４の打ち抜き加工を行う。
図３にその内の３枚の完成時の分割鉄心片２１を示すが、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順番に磁極軸片部１２ａおよび磁極歯片部１３ａの幅が狭くなっている。
【００１８】
これによって、各分割鉄心片２１、２２を積層すると、図１（Ｂ）に示すような、磁極軸部１２の上端部および下端部の左右のコーナー部１５、１６が丸くなった分割積層鉄心１０が形成される。また、このようにスロット３３、３４を形成すると、その外側辺が磁極軸部１２に対して鈍角となった磁極歯部１３の半径方向外側部の上下端部のコーナー部１７、１８も丸くなった（即ち、角落ちした）分割積層鉄心１０が形成される。これによって、磁極歯部１３は円周方向両側に向けて半径方向の幅が狭くなり、しかも磁極歯部１３の積層上端側および積層下端側の半径方向の幅が漸減して、磁極歯部１３の半径方向外側と分割ヨーク部１１の半径方向内側との間隔が上下端部で徐々に広がっている。
【００１９】
工程４では、一方側の分割鉄心片２１の連結部抜きを行う。この場合、一方側（図２において下側）は突出部２３を他方側に切り込み部２４を形成する。他方側の分割鉄心片２２はこの工程４はパスする。そして、工程５では他方側の分割鉄心片２２の連結部抜きを行い、一方側に切り込み部２５を他方側に突出部２６の形成を行う。工程５は一方側の分割鉄心片２１の加工は行わずパスする。
【００２０】
工程６では、分割鉄心片２１、２２の磁極歯片部１３ａの端部の切り抜き３５、３６を行う。なお、工程６で磁極歯片部１３ａの端部の切り抜き３５、３６を行うパンチおよびダイを磁極歯片部１３ａのプレス加工ライン方向（即ち、矢印ａ向き円周方向または矢印ｂ向き円周方向）にそれぞれ所定微小距離ｋずつ動かして、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように磁極歯部１３ｐにスキューを与えた分割積層鉄心１０ａを形成することができる。ここで、積層鉄心の厚みをＴとして、積層鉄心の磁極歯部１３ｐの上端と下端の円周方向の位相距離をＨとすると、スキュー角度αは、arctanＨ／Ｔとなる。位相距離Ｈは隣り合う磁極歯部１３ｐを平面視した場合、即ち、同一高さ位置にある隣り合う分割鉄心片の磁極歯片部の隙間Ｇの０．８〜５倍（好ましくは、１．２〜２．５倍）の範囲に設定するのがよい。積層された分割鉄心片２１、２２の枚数をｎとすると、微小距離ｋはＨ／ｎということになる。
【００２１】
図４（Ａ）、（Ｂ）で示す分割積層鉄心１０ａにおいては、他の構成要素は分割積層鉄心１０と同一であるので、同一の番号を付して詳しい説明を省略する。また、磁極歯片部１３ａの端部の切り抜き３５、３６を行うパンチおよびダイを磁極歯片部１３ａのプレス加工ライン方向（即ち、円周方向）に前後することで、図４（Ｃ）に示すように磁極歯部１３ｑに折れ曲がったスキューを形成して、分割積層鉄心１０ｂを形成することもできる。いずれの場合においても、磁極軸部１２は上下方向にストレート（垂直）となっているので、巻線は作業性よく行うことができ、また、巻線が占積率よくなされる。
【００２２】
そして、工程７では分割鉄心片２１、２２の係止部２８の切り抜き３７を行う。工程８では分割鉄心片２１、２２のうち最下部に位置する分割鉄心片（この実施の形態では分割鉄心片２１）のかしめ孔（かしめ部の一例）３９の打ち抜きを行い、工程９ではその他の分割鉄心片２１、２２のかしめ部（半抜き凹部と半抜き突起）２７の加工を行う。
【００２３】
工程１０では分割鉄心片２１、２２の外形抜きを行い、ダイ内でかしめ積層し分割積層鉄心１０を形成する。このようにして、所定個数の分割積層鉄心１０を製造し、巻線した後、連結部１９、２０を介して分割積層鉄心１０を連結し、係止部２８に治具を介在させて分割積層鉄心１０を固定し、リング状に組み立てる。
本発明は以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で形状変更、数値変更を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る積層鉄心の分割積層鉄心の平面図、（Ｂ）は矢視Ｘ−Ｘ断面図である。
【図２】同積層鉄心の製造方法の工程を示す説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ分割鉄心片の平面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施の形態に係る積層鉄心に使用する分割積層鉄心の説明図、（Ｃ）は本発明の更に他の実施の形態に係る積層鉄心に用いる分割積層鉄心の説明図である。
【図５】従来例に係る分割積層鉄心であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＹ−Ｙ断面図である。
【図６】従来の分割積層鉄心の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０、１０ａ、１０ｂ：分割積層鉄心、１１：分割ヨーク部、１２：磁極軸部、１２ａ：磁極軸片部、１３、１３ｐ、１３ｑ：磁極歯部、１３ａ：磁極歯片部、１４：磁極部、１５〜１８：コーナー部、１９、２０：連結部、２１、２２：分割鉄心片、２３：突出部、２４、２５：切り込み部、２６：突出部、２７：かしめ部、２８：係止部、３０：条材、３１、３２：パイロット孔、３３、３４：スロット、３５〜３７：切り抜き、３９：かしめ孔
【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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