(57)【要約】【課題】本発明は回転子内転形回転電機の電機子製作方法において、積層継鉄に磁極歯を圧入する際に、組立治具の角度誤差や偏心あるいは片寄りによる鉄心のひずみやバリの発生等を抑制して歩留まりの向上をはかる事が課題である。【解決手段】本発明は積層継鉄に継鉄案内部を、星形鉄心の磁極歯にも磁極歯案内部を設けて、積層継鉄へ磁極歯を圧入する際に、この案内部を用いて積層継鉄と磁極歯を予め緩い隙間ばめとした上で圧入作業をする事により角度誤差や偏心あるいは片寄りによる鉄心のひずみや挿入部へのバリの発生等を抑制し歩留まりの向上をはかるものである。【選択図】                      図１２
2004180442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層継鉄と該積層継鉄より打ち抜き分離され放射状に配置された複数個の磁極歯と、これら磁極歯を結合する連結環よりなる積層星形鉄心に電機子巻線を施したコイル挿入固定子鉄心を積層継鉄に再圧入した上で、連結環を抜き去ることにより構成したことを特徴とする内転形回転電機の電機子において、小さい磁極歯挿入溝を有する継鉄を所要枚数積層した上で大きい磁極歯挿入溝を有する継鉄を複数枚積層して積層継鉄を構成し、小さい磁極歯突起部を有する星形鉄心を所要枚数積層した上で大きい磁極歯突起部を有する星形鉄心を複数枚積層して積層星形鉄心を構成した上で巻線を施し、コイル挿入固定子鉄心を構成し、積層継鉄の大きい磁極歯挿入溝にコイル挿入固定子鉄心の小さい磁極歯突起部を組み合わせた上で圧入結合する様に構成した事を特徴とする内転形回転電機の電機子。
【請求項２】
小さい磁極歯挿入溝を有する継鉄を所要枚数積層した上で大きい磁極歯挿入溝を有する継鉄を複数枚積層してなる積層継鉄を構成し、小さい磁極歯突起部を有する磁極歯を所要枚数積層した上で大きい磁極歯突起部を有する磁極歯を複数枚積層した積層磁極歯に巻線を施しコイル挿入磁極歯を構成し、積層継鉄の大きい磁極歯挿入溝にコイル挿入磁極歯の小さい磁極歯突起部を組み合わせた上で、このコイル挿入磁極歯を順次圧入結合するする様に構成した事を特徴とする内転形回転電機の電機子。
【請求項３】
積層継鉄と該積層継鉄より打ち抜き分離され放射状に配置された複数個の磁極歯と、これら磁極歯を結合する連結環よりなる積層星形鉄心に電機子巻線を施したコイル挿入固定子鉄心を積層継鉄に再圧入した上で、連結環を抜き去ることにより製作することを特徴とした内転形回転電機の電機子製造方法において、小さい磁極歯挿入溝を有する継鉄を所要枚数積層した上で大きい磁極歯挿入溝を有する継鉄を複数枚積層して積層継鉄を構成し、小さい磁極歯突起部を有する星形鉄心を所要枚数積層した上で大きい磁極歯突起部を有する星形鉄心を複数枚積層して積層星形鉄心を構成した上で巻線を施しコイル挿入固定子鉄心を構成し、積層継鉄の大きい磁極歯挿入溝にコイル挿入固定子鉄心の小さい磁極歯突起部を組み合わせた上で圧入結合する事を特徴とした内転形回転電機の電機子製造方法。
【請求項４】
小さい磁極歯挿入溝を有する継鉄を所要枚数積層した上で大きい磁極歯挿入溝を有する継鉄を複数枚積層してなる積層継鉄を構成し、小さい磁極歯突起部を有する磁極歯を所要枚数積層した上で大きい磁極歯突起部を有する磁極歯を複数枚積層した積層磁極歯に巻線を施しコイル挿入磁極歯を構成し、積層継鉄の大きい磁極歯挿入溝にコイル挿入磁極歯の小さい磁極歯突起部を組み合わせた上で、このコイル挿入磁極歯を順次圧入結合する事を特徴とした内転形回転電機の電機子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事務用機器、電子計算機用周辺機器、家電機器あるいは医療機器やＦＡ機器などに広く用いられている回転電機の電機子製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特願２００１−０９９１０８
発明名称：  内転形回転電機の電機子製造方法及び該製造方法により製造された内転形回転電機の電機子
「特許文献１」では、内転形回転電機の電機子の製造方法として、積層星形鉄心に巻線を施し、コイル挿入固定子鉄心を構成し、これを積層継鉄に圧入結合する事により継鉄結合固定子鉄心を形成した上で積層連結環を加圧取り除く事により電機子を製作している。
【０００３】
前述の「特許文献１」による電機子製造方法においては、コイル挿入固定子鉄心２１０を積層継鉄１５０に圧入する際に、合いマーク１７９と合いマーク２２０を用いて治具合わせを行う事により、積層継鉄１５０の固定子磁極歯挿入溝１６１〜１６８と積層固定子磁極歯８１〜８８の結合部の相互位置を一致させて圧入結合している。
【０００４】
しかしながら、鉄心抜型の角度誤差、合いマーク合せ治具の角度誤差や偏心などの精度、積層継鉄とコイル挿入固定子鉄心の圧入作業時の偏心あるいは片寄り等、各種の誤差が累積されて、積層継鉄の固定子磁極歯挿入溝と積層固定子磁極歯の結合部が完全に一致しない状態が発生する。このため図１５に示す様に固定子磁極歯挿入溝と積層固定子磁極歯の結合部が円周方向にずれたり、図１６に示すように固定子磁極歯挿入溝と積層固定子磁極歯の結合部が偏心したりする場合がある。この様な状態で圧入結合すると結合部にバリが生じたり、鉄心の変形が発生したりして歩留まりが悪くなる欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回転電機の鉄心抜型角度誤差、組み立て治具の精度、積層継鉄の積みずれ、積層星形鉄心の圧入作業時の偏心等、各種の精度誤差が累積されて積層継鉄の磁極歯挿入溝と積層磁極歯の結合部が正確に一致しない場合が発生する。即ち磁極歯挿入溝と結合部が円周方向にずれたり、偏心したりした状態で圧入結合するとこの結合部にバリが生じたり、積層継鉄や積層星形鉄心に変形が発生したりして歩留まりが悪くなる。本発明はこの様な欠点を取り除く事が課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
積層継鉄の磁極歯挿入溝の挿入始まり側に継鉄案内部を設け、コイル挿入固定子鉄心を構成する積層星形鉄心の磁極歯の挿入始まり側にも磁極歯案内部を設けて、この磁極歯案内部を予め積層継鉄の継鉄案内部に組み合わせし、両者が安定して組み合わさった状態で積層継鉄とコイル挿入固定子鉄心を圧入結合する事によりばりの発生や鉄心の変形等を防ぎ歩留まりの向上をはかる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は「従来の技術」の項で述べた様に、「特許文献１」における積層継鉄とコイル挿入固定子鉄心の圧入結合工程の改善に関するものである。以下図面によって本発明の実施例を説明する。
本発明になる回転電機の継鉄形状は２種類あり、図１は継鉄１０の形状を示すもので、小さい磁極歯挿入溝１１〜１８と継鉄部１９及び合いマーク２０とより構成されている。
小さい磁極歯挿入溝の寸法はそれぞれ溝底幅Ａ，溝口幅Ｂ，溝深さＣ、溝底内径Ｘ、継鉄内径Ｚである。
図２にもう一つの継鉄３０を示す。
大きい磁極歯挿入溝３１〜３８、継鉄部３９と合いマーク４０とより構成されている。
大きい磁極歯挿入溝の寸法はそれぞれ溝底幅Ｄ、溝口幅Ｅ，溝深さＦ，溝底内径Ｗ、継鉄内径Ｙである。
継鉄１０と継鉄３０の各部寸法関係の組み合わせは、Ｄ＞Ａ、Ｅ＞Ｂ、Ｆ＞Ｃ、Ｗ＞Ｘ、Ｙ＞Ｚの関係にある。他の組み合わせとしては、Ｄ＞Ａ、Ｅ＞Ｂ、Ｆ＝Ｃ、Ｗ＝Ｘ、Ｙ＝Ｚ、あるいはＤ＞Ａ、Ｅ＝Ｂ、Ｆ＝Ｃ、Ｗ＝Ｘ、Ｙ＝Ｚでも良い。
【０００８】
本発明になる回転電機の星形鉄心形状も２種類あり、図３は星形鉄心５０の形状を示すもので、磁極歯５１〜５８と小さい磁極歯突起部６１〜６８、連結環５９と合いマーク６９より構成されている。小さい磁極歯突起部の寸法はそれぞれ、突起先端幅ａ，突起根元幅ｂ，突起高さｃ、突起外径ｘであり、突起根元外径ｚである。
もう一つの星形鉄心７０の形状を図４に示す。
磁極歯７１〜７８と大きい磁極歯突起部８１〜８８、連結環７９と合いマーク８９より構成されている。大きい磁極歯突起部の寸法はそれぞれ、突起先端幅ｄ、突起根元幅ｅ，突起高さｆ，突起外径ｗであり、突起根元外径ｙである。
星形鉄心５０と星形鉄心７０の各部寸法関係の組み合わせは、ｄ＞ａ、ｅ＞ｂ、ｆ＞ｃ、ｗ＞ｘ、ｙ＞ｚの関係にある。他の組み合わせとしてはｄ＞ａ、ｅ＞ｂ、ｆ＝ｃ、ｗ＝ｘ、ｙ＝ｚ、あるいはｄ＞ａ、ｅ＝ｂ、ｆ＝ｃ、ｗ＝ｘ、ｙ＝ｚの組み合わせでも良い。
【０００９】
図３の星形鉄心５０は図１の継鉄１０より打ち抜き・分離されたもので、図４の星形鉄心７０は、図２の継鉄３０より打ち抜き・分離されたものである。従って図１の小さい磁極歯挿入溝１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８と図３の小さい磁極歯突起部６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７，６８はそれぞれ対応し、図２の大きい磁極歯挿入溝３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８と図４の大きい磁極歯突起部８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８とがそれぞれ対応している。
【００１０】
次に前記継鉄及び星形鉄心の積層を行う。
図５は積層継鉄９０を示すもので、図１の継鉄１０を所要枚数積層した上で図２の継鉄３０を複数枚積層したものである。
図６は積層星形鉄心１００を示すもので、図３の星形鉄心５０を所要枚数積層した上で図４の星形鉄心７０を複数枚積層したものである。
図７は図５の矢視Ｌ図で、図８は図５のＮーＮ’断面図である。所要枚数の継鉄１０と複数枚（本例では４枚）の継鉄３０が積層されている。
図９は図６のＰ−Ｐ’断面図で、図１０は図６の矢視Ｑ図である。所要枚数の星形鉄心５０と複数枚（本例では４枚）の星形鉄心７０が積層されている。
星形鉄心は継鉄より抜き落としされているから、各部の寸法はＡ≒ａ、Ｂ≒ｂ、Ｃ≒ｃ、Ｄ≒ｄ、Ｅ≒ｅ、Ｆ≒ｆの関係にあり、又Ｗ≒ｗ、Ｘ≒ｘ、Ｙ≒ｙ、Ｚ≒ｚの関係にある。
【００１１】
図５、図７、図８に示すように継鉄１０を所要枚数積層しその積厚をＫとし、更に継鉄３０を複数枚積層しその積厚をＪとして、総合積厚Ｍの積層継鉄９０を構成する。この結果積層継鉄９０には溝底幅Ｄ，溝口幅Ｅで溝深さＦの継鉄案内部１１０が形成される。
同様に図６、図９、図１０に示すように星形鉄心５０を所要枚数積層しその積厚をｋとし、更に星形鉄心７０を複数枚積層しその積厚をｊとして、総合積厚ｍの積層星形鉄心１００を構成する。この結果星形鉄心には突起先端幅ａ，突起根元幅ｂで突起高さｃの磁極歯案内部１２０が形成される。
この積層星形鉄心１００に電機子巻線を施す事により、図１１に示すコイル挿入固定子鉄心１３０が構成される。
【００１２】
次に前述の積層継鉄９０に、電機子巻線が施されたコイル挿入固定子鉄心１３０を組み立てる方法に付いて述べる。
図１２に積層継鉄９０の上部にコイル挿入固定子鉄心１３０を乗せた状態の「積層継鉄とコイル挿入固定子鉄心の組立図」を示す。更に図１３に図１２のＳ−Ｓ’断面図を、図１４に図１２のＴ−Ｔ’断面図を示す。
図１２では積層継鉄９０の継鉄案内部１１０にコイル挿入固定子鉄心１３０の磁極歯案内部１２０が挿入された状態となっている。両者の寸法関係は、Ｙ＞ｚ、Ｗ＞ｘ、Ｄ＞ｂ、Ｅ＞ａの関係にあり、Ｙとｚ、Ｗとｘ、Ｄとｂ、Ｅとａ、の寸法差は緩いすきまばめ程度となっている。従って、手作業や自動組立機などにより積層鉄心９０の上部にコイル挿入固定子鉄心１３０を組み合わせた状態では、組立治具による角度誤差や積みずれ、偏心あるいは片寄りに影響されること無く安定した組み合わせ状態となる。
この様に積層継鉄９０とコイル挿入固定子鉄心１３０が深さＪで安定して組み合わせられた状態で圧入作業の準備状態となる。
【００１３】
一方継鉄１０の小さい磁極歯挿入溝１１〜１８から星形鉄心５０の小さい磁極歯突起部６１〜６８を抜き落としし、また継鉄３０の大きい磁極歯挿入溝３１〜３８から星形鉄心７０の大きい磁極歯突起部８１〜８８を抜き落とししているので、これらを積層すると、鉄心のスプリングバック作用や積層誤差によりＡとａ、Ｂとｂ、Ｄとｄ、Ｅとｅ及びＷとｗ、Ｘとｘ、Ｙとｙ、Ｚとｚの勘合寸法はお互いにきつい締まりばめの関係となる。しかしながら、前述の様に角度誤差や偏心あるいは片寄りの無い安定した深さＪの組み合わせ状態で、積層継鉄９０を組立て治具で受けてコイル挿入固定子鉄心１３０を加圧するので、緩いすきまばめ状態からきつい締まりばめ状態にスムースに移行し、両者がスムースに結合し良好な圧入状態となる。
この結果、鉄心のひずみの発生やバリの発生あるいは鉄心の変形などの問題が解消され歩留まりが向上する。
更に連結環を抜き落とす事により電機子鉄心が完成する。
【００１４】
他の組立方法として、積層星形鉄心から積層磁極歯を取り外し、この積層磁極歯に巻線を施しコイル挿入磁極歯を構成する。このコイル挿入磁極歯を順次積層継鉄に組み立てる事により電機子を構成する事も出来る。
【００１５】
【発明の効果】
従来電機子の組立には積層継鉄の合いマークと、コイル挿入固定子鉄心を構成する星形鉄心の合いマークを基準として組み立てを行っていたが、鉄心抜型の角度精度や合いマーク合せ治具の角度誤差、あるいは偏心など各種の誤差が累積されて、積層継鉄と星形鉄心の結合部か完全に一致しないため、圧入結合作業を行うとこの結合部にバリが発生したり鉄心の変形が生じたりして歩留まりが悪くなる欠点があった。本発明になる電機子製造方法を用いる事により、組み合わせ誤差が少なくなり緩いすきまばめ状態からきつい締まりばめ状態にスムースに移行するので、バリの発生や鉄心ひずみの発生が無くなり、歩留まり向上の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】継鉄
【図２】継鉄
【図３】星形鉄心
【図４】星形鉄心
【図５】積層継鉄
【図６】積層星形鉄心
【図７】矢視Ｌ図
【図８】Ｎ−Ｎ’断面図
【図９】Ｐ−Ｐ’断面図
【図１０】矢視Ｑ図
【図１１】コイル挿入固定子鉄心
【図１２】積層継鉄とコイル挿入固定子鉄心組立図
【図１３】Ｓ−Ｓ’断面図
【図１４】Ｔ−Ｔ’断面図
【図１５】円周方向のずれ
【図１６】結合部の偏心
【符号の説明】
１０            継鉄
１１〜１８      小さい磁極歯挿入溝
１９            継鉄部
２０            合いマーク
３０            継鉄
３１〜３８      大きい磁極歯挿入溝
３９            継鉄部
４０            合いマーク
５０            星形鉄心
５１〜５８      磁極歯
５９            連結環
６１〜６８      小さい磁極歯突起部
６９            合いマーク
７０            星形鉄心
７１〜７８      磁極歯
７９            連結環
８１〜８８      大きい磁極歯突起部
８９            合いマーク
９０            積層継鉄
１００          積層星形鉄心
１１０          継鉄案内部
１２０          磁極歯案内部
１３０          コイル挿入固定子鉄心
Ａ，Ｄ          溝底幅
Ｂ，Ｅ          溝口幅
Ｃ，Ｆ          溝深さ
Ｘ，Ｗ          溝底内径
Ｚ，Ｙ          継鉄内径
ａ，ｄ          突起先端幅
ｂ，ｅ          突起根元幅
ｃ、ｆ          突起高さ
ｘ、ｗ          突起外径
ｚ，ｙ          突起根元外径
Ｋ，Ｊ          積厚
Ｍ              総合積厚
ｋ、ｊ          積厚
ｍ              総合積厚
Ｌ、Ｑ          矢視記号
Ｎ−Ｎ’        断面記号
Ｐ−Ｐ’        断面呼号
Ｓ−Ｓ’        断面記号
Ｔ−Ｔ’        断面記号
【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】
2004180442.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004180442.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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