(57)【要約】【課題】打ち抜き鋼板を積層して成る従来の回転機用鉄心では、積層する以外に三次元的な形状を得ることができないという問題点があった。【解決手段】円周方向に所定間隔で複数の突極３ａを備えた回転機用鉄心３であって、所定形状に形成した鋼板１０を回転機１の軸線方向に積層した積層体１１と、回転機１の軸線方向において鉄心３の少なくとも片側端部を形成する圧粉成形体１２を備えた構成とし、圧粉成形体１２により三次元的な形状を実現し、部品点数の削減や製造コストの低減を実現した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に所定間隔で複数の突極を備えた回転機用鉄心であって、所定形状に形成した鋼板を回転機の軸線方向に積層した積層体と、回転機の軸線方向において鉄心の少なくとも片側端部を形成する圧粉成形体を備えたことを特徴とする回転機用鉄心。
【請求項２】
圧粉成形体が、各突極に対応する突極形成部に、回転機の軸線方向に沿って突出した立上げ部を一体的に備えていることを特徴とする請求項１に記載の回転機用鉄心。
【請求項３】
積層体に、圧粉成形体との接合面に凹部を設けると共に、圧粉成形体に、積層体の係合穴に係合する凸部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転機用鉄心。
【請求項４】
圧粉成形体は、鉄又は鉄系アモルファス合金から成る粒子の表面に絶縁コーティングを施した粉体を用い、この粉体を粉末冶金法により圧粉成形したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転機用鉄心。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の回転機用鉄心をステータ及びロータのいずれか一方に用いたことを特徴とする回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータや発電機等の回転機においてステータ又はロータに用いられる回転機用鉄心に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の回転機としては、例えば図２に示すようなものがあった。回転機１００は、円筒部１０１ａ及びフランジ部１０１ｂを有するエンドブラケット１０１と、円筒部１０１ａの外周側に固定した鉄心１０２と、円筒部１０１ａを貫通するシャフト１０３を備え、円筒部１０１ａとシャフト１０３の間にベアリング１０４が介装してある。鉄心１０２は、外周側に複数の突極１０２ａを備え、各突極１０２ａにインシュレータ１０５を介してコイル１０６が巻回してある。また、シャフト１０３の一端部には、鉄心１０２を被う状態で、有底円筒状のヨーク１０７が固定してあり、ヨーク１０７の内側には、鉄心１０２の外周面に対向する磁石１０８が設けてある。
【０００３】
上記の回転機１００は、エンドブラケット１０１のフランジ部１０１ｂを図示しない固定部位に連結した状態で、鉄心１０２がステータとなり、ヨーク１０７及びシャフト１０３がロータとして回転する。この従来の回転機１０１における鉄心１０２は、プレスにより所定形状に打ち抜いた鋼板を回転機１００の軸線方向に積層して成るものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記したような従来の回転機における鉄心は、プレスにより二次元的な形状に打ち抜いた鋼板を積層して成るものであるから、積層すること以外に三次元的な形状を得ることができず、例えば、突極にコイル脱落防止用の立上げ部などを形成することができない。このため、設計の自由度が低く、部品点数や製造コストが増すという不具合があり、このような不具合を解決することが要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたものであって、三次元的な形状を得ることができ、設計の自由度の向上、部品点数の削減及び製造コストの低減などを実現することができる回転機用鉄心を提供することを目的としている。
【０００６】
本発明の回転機用鉄心は、円周方向に所定間隔で複数の突極を備えた回転機用鉄心であって、所定形状に形成した鋼板を回転機の軸線方向に積層した積層体と、回転機の軸線方向において鉄心の少なくとも片側端部を形成する圧粉成形体を備えた構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
また、本発明の回転機用鉄心は、より好ましい実施形態として、圧粉成形体が、各突極に対応する突極形成部に、回転機の軸線方向に沿って突出した立上げ部を一体的に備えていることを特徴とし、さらに、積層体に、圧粉成形体との接合面に凹部を設けると共に、圧粉成形体に、積層体の係合穴に係合する凸部を設けたことを特徴とし、さらに、圧粉成形体は、鉄又は鉄系アモルファス合金から成る粒子の表面に絶縁コーティングを施した粉体を用い、この粉体を粉末冶金法により圧粉成形したものであることを特徴としている。
【０００８】
そしてさらに、本発明に係わる回転機は、上記した回転機用鉄心をステータ及びロータのいずれか一方に用いたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に係わる回転機用鉄心によれば、比較的高い飽和磁束密度を有する鋼板製の積層体により充分な磁性を得ることができると同時に、圧粉成形体の採用によって鉄心の少なくとも片側に三次元的な形状を得ることができるので、設計の自由度を高めることができ、部品点数の削減や製造コストの低減を実現することができる。
【００１０】
本発明の請求項２に係わる回転機用鉄心によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、突極に、磁石との対向部分で磁束の収束を図るための立上げ部や、コイルの脱落を防止するための立上げ部を一体的に設けることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係わる回転機用鉄心によれば、請求項１及び２と同様の効果を得ることができるうえに、積層体の凹部と圧粉成形体の凸部を互いに係合させることで、双方の位置決めが容易になると共に、係合部分が回転止めとなって双方の結合強度を高めることができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係わる回転機用鉄心によれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるうえに、絶縁コーティングをした粉体で圧粉成形体を形成したことにより、渦流電損に代表される鉄損が少なく、場合によっては鉄心とコイルとの間に絶縁処理を施す必要がなくなり、部品点数及び工数のさらなる削減や製造コストのさらなる低減に貢献し得るものとなる。
【００１３】
本発明の請求項５に係わる回転機によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の回転機用鉄心を用いたことにより、回転機の製造において、部品点数及び工数の削減や製造コストの低減を実現することができる。
【実施例】
【００１４】
以下、図面に基づいて、本発明の回転機用鉄心の一実施例を説明する。
図１（ａ）に示す回転機１は、円筒部２ａ及びフランジ部２ｂを有するエンドブラケット２と、円筒部２ａの外周側に固定した鉄心３と、円筒部２ａの軸線上を貫通するシャフト４を備え、円筒部２ａとシャフト４の間に二つのベアリング５，５が介装してある。鉄心３は、その外周に、円周方向に所定間隔で複数の突極３ａを備え、各突極３ａにコイル６が巻回してある。また、シャフト４の一端部には、鉄心３を被う状態で、有底円筒状のヨーク７が同軸状に固定してあり、ヨーク７の内側には、鉄心３の外周面に対向する複数の磁石８が円周方向に所定間隔で配置してある。
【００１５】
上記の回転機１は、エンドブラケット２のフランジ部２ｂを図示しない固定部位に連結した状態において、鉄心３がステータとなり、ヨーク７及びシャフト４がロータとして回転するアウタロータ型である。
【００１６】
鉄心３は、図１（ｂ）に示すように、所定形状に形成した鋼板１０を回転機１の軸線方向に積層した積層体１１と、回転機１の軸線方向において鉄心３の両側端部を形成する二つの圧粉成形体１２，１２を備えている。
【００１７】
積層体１１を形成する鋼板１０は、冷延鋼板やけい素鋼板をプレスによって二次元的な形状に打ち抜き成形したものである。積層体１１は、突極３ａの基部となる環状部１１ａと、各突極３ａに対応する突極形成部１１ｂを有しており、圧粉成形体１２との接合面には、適当な数の凹部１１ｃが形成してある。これらの凹部１１ｃは、鋼板１０の打ち抜き成形時に簡単に形成することができる。
【００１８】
各圧粉成形体１２は、鉄又は鉄系アモルファス合金から成る粒子の表面に、無機質材料又は樹脂等の絶縁コーティングを施した粉体を用い、この粉体を従来既知の粉末冶金法により圧粉成形したものである。
【００１９】
各圧粉成形体１２は、回転機１の軸線に直交する断面が積層体１１と同形状を成し、突極３ａの基部となる環状部１２ａと、各突極３ａに対応する突極形成部１２ｂを有している。また、各突極形成部１２ｂの先端部には、回転機１の軸線方向に突出した立上げ部１２ｃが設けてあると共に、各突極形成部１２ｂの基端部には、同じく回転機１の軸線方向に沿って突出した環状の立上げ部１２ｄが設けてあり、積層体１１との接合面には、積層体１１の凹部１１ｃに係合する凸部１２ｅを有している。両立上げ部１２ｃ，１２ｄは、突極３ａに巻回したコイル６の脱落を防止する機能を有し、先端部の立上げ部１２ｃは、磁石８との対向部分で磁束の収束を図る機能をも有する。
【００２０】
そして、鉄心３において、積層体１１と各圧粉成形体１２は、エンドブラケット２の円筒部２ａへの圧入や接着剤やねじ類を用いて接合してあり、この際、積層体１１の凹部１１ｃと圧粉成形体１２の凸部１２ｅを互いに係合させることにより、双方の位置決めが容易に行われ、且つ係合部分が回転止めとなって双方の結合強度が高められる。ここで、鋼板１０から成る積層体１１は、圧粉成形体１２よりも高い飽和磁束密度を有している。
【００２１】
上記の鉄心３は、鋼板製の積層体１１により充分な磁性を得ることができると同時に、圧粉成形体１２により、二次元的な形状の鋼板１０では得ることができない三次元的な形状すなわち立上げ部１２ｃ，１２ｄや凸部１２ｅを一体的に有する形状を得ることができる。また、鉄心３は、絶縁コーティングをした粉体で圧粉成形体１２を形成したことにより、渦電流損に代表される鉄損が少なく、場合によってはコイル６との間に絶縁処理を施す必要がなくなり、従来使用していたインシュレータ（図２中の符号１０５）を廃止することができる。
【００２２】
このように、上記の回転機用鉄心３及び当該鉄心３を用いた回転機１は、とくに鉄心３の端部に対する設計の自由度が高められると共に、部品点数及び工数の削減や製造コストの低減を実現し得るものとなる。
【００２３】
なお、本発明の回転機用鉄心は、その構成の細部が上記実施例のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することができ、例えば、鉄心の片側端部だけで圧粉成形体を用いることも可能であり、また、上記実施例のように鉄心がステータとなるアウタロータ型の回転機のほか、インナロータ型の回転機や、鉄心がロータ側となる回転機にも当然適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係わる回転機用鉄心の一実施例を説明する回転機の片側省略断面図（ａ）及び一部省略した鉄心の分解斜視図（ｂ）である。
【図２】従来の回転機の片側省略断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      回転機
３      鉄心
３ａ    突極
１０    鋼板
１１    積層体
１１ｃ  凹部
１２    圧粉成形体
１２ｂ  突極形成部
１２ｃ  立上げ部
１２ｄ  立上げ部
１２ｅ  凸部
【図１】
2005304202.tif 000003
【図２】
2005304202.tif 000004