(57)【要約】【課題】  ヨーク積層体と磁極積層体を分割して形成することにより磁極積層体への巻線を容易としながら、ヨーク積層体と磁極積層体の組み立て一体化が形状精度よくなされ、品質特性にも優れた固定子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  金属板材３０、３０ａから分割して打抜き形成した複数枚のヨーク鉄心片１６と磁極鉄心片１７とをそれぞれかしめ積層したヨーク積層体１１及び磁極積層体１３と、磁極積層体１３の軸部１４に装着される巻線体１５とを備えた固定子１０において、磁極積層体１３の軸部１４の基側の外周壁２４、２５には、当該磁極積層体１３の軸部１４をヨーク積層体１１の嵌合穴１２に半径方向内側から入れ込み可能な微小膨らみ部２８、２９が形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板材から分割して打抜き形成した複数枚のヨーク鉄心片と磁極鉄心片とをそれぞれかしめ積層したヨーク積層体及び磁極積層体と、前記磁極積層体の軸部の基側を除く部分に装着される巻線体とを備え、前記ヨーク積層体の半径方向内側に形成されたそれぞれの嵌合穴に、前記巻線体が装着された前記磁極積層体の軸部の基側を入れ込みして組み立てた固定子において、
前記磁極積層体の軸部の基側の外周壁には、当該磁極積層体の軸部を前記ヨーク積層体の嵌合穴に半径方向内側から入れ込み可能な微小膨らみ部が形成されていることを特徴とする固定子。
【請求項２】
請求項１記載の固定子において、前記微小膨らみ部は、前記軸部の基側を前記嵌合穴に入れ込みした際に、前記嵌合穴の入口側に位置することを特徴とする固定子。
【請求項３】
金属板材から分割して打抜き形成した複数枚のヨーク鉄心片と磁極鉄心片とをそれぞれかしめ積層したヨーク積層体及び磁極積層体と、前記磁極積層体の軸部の基側を除く部分に装着される巻線体とを備え、前記ヨーク積層体の半径方向内側に形成されたそれぞれの嵌合穴に、前記巻線体が装着された前記磁極積層体の軸部の基側を入れ込みして組み立てた固定子において、
前記ヨーク積層体の嵌合穴の内側壁には、前記磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に半径方向内側から入れ込み可能な微小膨らみ部が形成されていることを特徴とする固定子。
【請求項４】
請求項３記載の固定子において、前記微小膨らみ部は、前記嵌合穴の奥側に形成されていることを特徴とする固定子。
【請求項５】
金属板材から分割して打ち抜き形成したヨーク鉄心片と磁極鉄心片をそれぞれかしめ積層してヨーク積層体と磁極積層体を形成し、前記磁極積層体に巻線体を装着した状態で、該磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に入れ込みして組み立てる固定子の製造方法において、
前記磁極鉄心片及び前記ヨーク鉄心片の打ち抜き形成の工程で、前記磁極鉄心片の軸部の基側又は前記ヨーク鉄心片の嵌合穴に、前記磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に該ヨーク積層体の半径方向内側から入れ込み可能で、且つ嵌合する微小膨らみ部を形成することを特徴とする固定子の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の固定子の製造方法において、前記ヨーク積層体の温度を前記磁極積層体の温度より高くした状態で、前記磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に入れ込みすることを特徴とする固定子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの固定子（ステータ）に係り、環状のヨーク積層体と略Ｔ字状の磁極積層体とを別々に製造し、磁極積層体に巻線体（例えば、巻線を施されたコイルボビン）を装着して、ヨーク積層体に組み立てた分割構造型の固定子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定子は、モータの出力向上、効率化、或いは高効率を維持して小型化するために磁極に巻線が施される。磁極への巻線を容易に、且つ、占積率よく行う手段としては、固定子鉄心をヨーク部と磁極部とに分割して形成し、磁極に巻線を巻回し或いはコイル巻きボビンを装着した後、両者を組み立てることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
従来の分割したヨーク積層体（ヨーク部）と磁極積層体（磁極部）の組み立て連結手段として、例えば、図６に示すようにヨーク積層体５０の内側に複数（例えば、８）の嵌合穴５１を形成し、この嵌合穴５１にそれぞれ磁極積層体５２の軸部５２ａの基側を入れ組み立てるが、磁極積層体５２の軸部５２ａに半円状の切欠き５３が形成されていると共に、嵌合穴５１の所定位置に切欠き５３と符合する半円状の切欠き５４が形成されていて、嵌合穴５１に磁極積層体５２の軸部５２ａを入れ込み、対向する切欠き５３、５４が合わさって形成された孔にリベットを圧入して、巻線が施された磁極積層体５２をヨーク積層体５０に固定することが行われていた。なお、５６は巻線が施されたコイル巻きボビンを示し、５７は固定子を示す。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１２５５１８号公報（図１〜図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の分割したヨーク積層体５０と磁極積層体５２の組み立て連結手段においては、磁極積層体５２への巻線は容易になるが、ヨーク積層体５０と磁極積層体５２とを一体的に組み立てた後、打抜き金型装置外で、孔にリベットを圧入せねばならず、手間を要するという問題がある。
また、リベット圧入により、折角組み立てた積層固定子に応力を新たに付加することになって、積層鉄心の品質特性や形状精度にとって好ましくない。
本発明は、ヨーク積層体と磁極積層体を分割して形成することにより磁極積層体への巻線を容易としながら、ヨーク積層体と磁極積層体の組み立て一体化が形状精度よくなされ、品質特性にも優れた固定子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的に沿う請求項１記載の固定子は、金属板材から分割して打抜き形成した複数枚のヨーク鉄心片と磁極鉄心片とをそれぞれかしめ積層したヨーク積層体及び磁極積層体と、前記磁極積層体の軸部の基側を除く部分に装着される巻線体とを備え、前記ヨーク積層体の半径方向内側に形成されたそれぞれの嵌合穴に、前記巻線体が装着された前記磁極積層体の軸部の基側を入れ込みして組み立てた固定子において、
前記磁極積層体の軸部の基側の外周壁には、当該磁極積層体の軸部を前記ヨーク積層体の嵌合穴に半径方向内側から入れ込み可能な微小膨らみ部が形成されている。
【０００６】
また、請求項２記載の固定子は、請求項１記載の固定子において、前記微小膨らみ部は、前記軸部の基側を前記嵌合穴に入れ込みした際に、前記嵌合穴の入口側に位置している。
これによって、磁極積層体の軸部の基側をヨーク積層体の半径方向内側から嵌合穴に入れ込む際に、磁極積層体の微小膨らみ部が嵌合穴の内側壁から長く押圧されず、嵌め入れが過荷重を要さずにでき、且つ、一体にした形状精度がすぐれる。
【０００７】
前記目的に沿う請求項３記載の固定子は、金属板材から分割して打抜き形成した複数枚のヨーク鉄心片と磁極鉄心片とをそれぞれかしめ積層したヨーク積層体及び磁極積層体と、前記磁極積層体の軸部の基側を除く部分に装着される巻線体とを備え、前記ヨーク積層体の半径方向内側に形成されたそれぞれの嵌合穴に、前記巻線体が装着された前記磁極積層体の軸部の基側を入れ込みして組み立てた固定子において、
前記ヨーク積層体の嵌合穴の内側壁には、前記磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に半径方向内側から入れ込み可能な微小膨らみ部が形成されている。
【０００８】
請求項４記載の固定子は、請求項３記載の固定子において、前記微小膨らみ部は、前記嵌合穴の奥側に形成されている。
これによって、磁極積層体の軸部の基側をヨーク積層体に半径方向内側から入れ込みする際に、微小膨らみ部が磁極積層体の外周壁に強く当接する長さが短く過荷重がかかるのを少なくして嵌め込みを容易にすると共に、一体にした形状精度を高める。
【０００９】
そして、請求項５記載の固定子の製造方法は、金属板材から分割して打ち抜き形成したヨーク鉄心片と磁極鉄心片をそれぞれかしめ積層してヨーク積層体と磁極積層体を形成し、前記磁極積層体に巻線体を装着した状態で、該磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に入れ込みして組み立てる固定子の製造方法において、
前記磁極鉄心片及び前記ヨーク鉄心片の打ち抜き形成の工程で、前記磁極鉄心片の軸部の基側又は前記ヨーク鉄心片の嵌合穴に、前記磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に該ヨーク積層体の半径方向内側から入れ込み可能で、且つ嵌合する微小膨らみ部を形成する。
【００１０】
請求項６記載の固定子の製造方法は、請求項５記載の固定子の製造方法において、前記ヨーク積層体の温度を前記磁極積層体の温度より高くした状態で、前記磁極積層体の軸部の基側を前記ヨーク積層体の嵌合穴に入れ込みする。これによって、軸部を嵌合穴に無理なく入れ込みでき、入れ込みされた後は、微小膨らみ部を有しているので外れることはない。この場合、ヨーク積層体を加熱してもよいし、磁極積層体を冷却してもよく、更には双方を行ってもよい。加熱する場合の温度は、金属板材の材質にもよるが、材質変形を起こして所定の磁性を失わない温度以下とするのがよい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１〜４記載の固定子及び請求項５、６記載の固定子の製造方法においては、巻線体が装着された磁極積層体の軸部の基側をヨーク積層体の嵌合穴にその半径方向内側から入れ込み可能な微小膨らみ部を、磁極積層体の軸部の基側の外周壁又はヨーク積層体の嵌合穴の内側壁に形成しているので、嵌め込んで組み立てた場合、微小膨らみ部が嵌合穴又は軸部に競り合い、これによって、軸部が嵌合穴に強固に固定される。
また、磁極積層体の軸部の基側に形成した微小膨らみ部に対するヨーク積層体の嵌合穴には凹みのような嵌め代は不要であり、この点からも嵌め込み組み立てた固定子の形状精度が優れる。この作用効果はヨーク積層体の嵌合穴に微小膨らみ部を形成し、磁極積層体の軸部の基側を嵌め入み、両者を一体化した固定子にも同様にある。更に、リベット等は使用しないので、生産性も高まる。
【００１２】
特に、請求項２記載の固定子においては、微小膨らみ部は、前記軸部の基側を嵌合穴に入れ込みした際に、嵌合穴の入口側に位置しており、請求項４記載の固定子においては、微小膨らみ部は、嵌合穴の奥側に形成されているので、磁極積層体の軸部の基側をヨーク積層体の嵌合穴にヨーク積層体の半径方向内側から入れ込む際、過荷重を要さず容易にできる。また微小膨らみ部による嵌合穴又は軸部への疵が殆ど生じない。
また、請求項６記載の固定子の製造方法においては、磁極積層体をヨーク積層体に組み込む作業が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
続いて、添付した図面を参照して、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る固定子の平断面図、図２はコイル巻きボビンを除いた組立状態の固定子の斜視図、図３は同固定子の製造方法を示す工程図、図４は本発明の第２の実施の形態に係る固定子を示す部分平面図、図５（Ａ）〜（Ｃ）は微小膨らみ部の変形例を示す磁極積層体の平面図である。
【００１４】
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る固定子１０は、環状のヨーク積層体１１と、このヨーク積層体１１の内側に形成された複数の嵌合穴１２にその軸部１４の基側が嵌め込みされている磁極積層体１３と、磁極積層体１３の軸部１４の基側を除く部分に取付けられた巻線体の一例であるコイル巻きボビン１５とを有している。以下、これらについて説明する。
【００１５】
ヨーク積層体１１及び磁極積層体１３は、金属板材３０、３０ａ、例えば、磁性鋼板、薄鋼板から図３に示すように、複数の工程を経てそれぞれ打ち抜き形成されたヨーク鉄心片１６と磁極鉄心片１７をかしめ積層して形成されている。なお、図１〜図３において、１８〜２０はかしめ部を示す。
ヨーク鉄心片１６及びこれをかしめ積層して形成されたヨーク積層体１１には、内側に嵌合穴１２が均等に複数（この実施の形態では８個）形成されている。嵌合穴１２の対向する内側壁２１、２２は平行となっている。磁極鉄心片１７及びこれを積層して形成された磁極積層体１３には、極歯部２３とこれに一体的に連結される軸部１４とを有し、図１に示すように、平行な外周壁２４、２５を有する軸部１４の基側がヨーク積層体１１の嵌合穴１２に隙間が実質０の状態で嵌合している。
【００１６】
この実施の形態に係る固定子１０においては、軸部１４の基側の外周壁２４、２５には、ヨーク積層体１１の嵌合穴１２に半径方向内側が入れ込み可能な微小膨らみ部２８、２９が形成され、この軸部１４の基側を嵌合穴１２に一杯まで入れ込んだ場合に、この微小膨らみ部２８、２９が嵌合穴１２の入口側の内側壁２１、２２に圧入状態で当接して、軸部１４が嵌合穴１２から抜けないようになっている。なお、この微小膨らみ部２８、２９は理解を容易にするため、図１では拡大されて記載されているが、微小膨らみ部２８、２９それぞれの突出高さは、幅が５〜１０ｍｍ程度の軸部１４に対して３〜２０μｍ（好ましくは５〜１０μｍ）程度である。この実施の形態では、微小膨らみ部２８、２９は平面視して半円形状となっている。
【００１７】
続いて、図３を参照しながら、ヨーク鉄心片１６及び磁極鉄心片１７の製造方法について説明する。
図に示すように、帯状の金属板材（例えば、珪素鋼板）３０、３０ａからヨーク鉄心片１６及び磁極鉄心片１７を打ち抜き形成するのに必要なパンチとダイをそれぞれ有するステーションＡ〜ＥとステーションＦ〜Ｈを備えた金型装置を使用する。
【００１８】
ステーションＡでは、金属板材３０の幅方向両側にパイロット孔３１を形成し、所定のピッチで次のステーションＢ（〜Ｅ）に金属板材３０を順次、間欠搬送する。ステーションＢでは、回転子のかしめ部３２を形成し、ステーションＣでその外形抜きを行ってかしめ積層する。次にステーションＤではヨーク鉄心片１６のかしめ部２０を形成し、ステーションＥで嵌合穴１２を有するヨーク鉄心片１６の外形抜きをしてこれらをかしめ積層し、ヨーク積層体１１が完成する。
【００１９】
ステーションＦでは、別の金属板材３０ａの幅方向両側にパイロット孔３１ａを形成し、所定のピッチで次のステーションＧ（〜Ｈ）に金属板材３０ａを順次、間欠搬送する。
ステーションＧでは、磁極鉄心片１７を相互に連結するかしめ部１８、１９を形成する。そして、ステーションＨでは、磁極鉄心片１７の外形抜きを行い、下部のダイホルダー内でこれらのかしめ積層を行い、磁極積層体１３が完成する。この磁極鉄心片１７を外形抜きする際に、微小膨らみ部２８、２９をそれぞれの磁極鉄心片１７の軸部に形成しておく。なお、ステーションＦ〜ＨはステーションＡ〜Ｅとは独立に作動する別の金型装置で構成してもよい。また、かしめ部１８〜２０は、平面視して円形又はその他の形状の半抜きかしめであってもよいし、平面視して矩形のＶ字かしめであってもよい。
また、磁極鉄心片はこの実施の形態に限らず、直列状に打抜き形成してもよく、その形成の形態は適宜にできる。
【００２０】
以上の工程を経て、磁極積層体１３を形成したのち、予め所定の巻線が施されているコイル巻きボビン１５を軸部１４に装着した後、又は、巻線を巻回した後、磁極積層体１３の軸部１４の基側を、ヨーク積層体１１の嵌合穴１２に、その半径方向内側から順次押圧挿入し、固定子１０が完成する。
この場合、微小膨らみ部２８、２９の高さは僅少であり、しかも、嵌合穴１２の内側壁２１、２２と競り合う距離は短かいので、ヨーク積層体１１及び磁極積層体１３に過重の応力がかかって変形することはない。また、磁極積層体１３の軸部１４をヨーク積層体１１の嵌合穴１２に、ヨーク積層体１１の半径方向内側から挿入するので、磁極積層体１３及びヨーク積層体１１の各鉄心片がガイドとなって比較的容易にはめ込まれる。
【００２１】
次に、図４を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る固定子３４について説明する。ヨーク積層体３５及び磁極積層体３６の基本的構造及びその製造方法は、第１の実施の形態に係る固定子１０と同一であるが、ヨーク積層体３５の内側に形成されている嵌合穴３７の内側壁の奥側（即ち、底部近傍）に三角形状の微小膨らみ部３８、３９が形成されている。この微小膨らみ部３８、３９のそれぞれの高さは低く、例えば、幅５ｍｍの軸部４０に対して３〜２０μｍ程度である。
【００２２】
これによって、磁極積層体３６の軸部４０の基側を嵌合穴３７に挿入する場合には、軸部４０の基側の先端が微小膨らみ部３８、３９に当接するまでは、円滑に軸部４０が実質的に同一幅寸法の嵌合穴３７に嵌入し、軸部４０の先端が微小膨らみ部３８、３９に当接した後は、多少の荷重が軸部４０の外周壁にかかるが、その距離は短いので、ヨーク積層体３５の形状に影響はない。
【００２３】
それぞれの実施の形態においては、微小膨らみ部２８、２９、３８、３９の形状は、半円又は三角形状であったが、例えば、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、角部を面取りした矩形、なだらかな台形、矢印状の微小膨らみ部４４〜４６であってもよい。
【００２４】
ヨーク積層体１１、３５の温度を磁極積層体１３、３６の温度より高くして、磁極積層体１３、３６の軸部１４、４０を、嵌合穴１２、３７に入れ込みするのが更に好ましい。この場合の加熱温度は、例えば、ヨーク積層体１１、３５を１００〜２００度に加熱するのがよいが、この温度より低い場合であっても、高い場合であっても本発明は適用される。
また、磁極積層体１３、３６を常温より冷却することもできる。
【００２５】
本発明は、前記実施の形態（例えば、寸法や個数）に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲での変更例も本発明は適用される。例えば、巻線体として予めボビンに巻いたものを軸部に装着してもよいし、軸部に直接巻線を施すものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る固定子において、ヨーク積層体と磁極積層体の一体化を示す平断面図である。
【図２】コイル巻きボビンを除いた組立状態の固定子の斜視図である。
【図３】同固定子の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る固定子を示す部分平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は微小膨らみ部の変形例を示す磁極積層体の平面図である
【図６】従来例に係る固定子の平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０：固定子、１１：ヨーク積層体、１２：嵌合穴、１３：磁極積層体、１４：軸部、１５：コイル巻きボビン、１６：ヨーク鉄心片、１７：磁極鉄心片、１８〜２０：かしめ部、２１、２２：内側壁、２３：極歯部、２４、２５：外周壁、２８、２９：微小膨らみ部、３０、３０ａ：金属板材、３１、３１ａ：パイロット孔、３２：かしめ部、３４：固定子、３５：ヨーク積層体、３６：磁極積層体、３７：嵌合穴、３８、３９：微小膨らみ部、４０：軸部、４４〜４６：微小膨らみ部
【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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