(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状のヨーク部、前記円弧の半径方向に前記ヨーク部から延在するティース部、および前記ヨーク部において前記円弧の円周方向にある端部のうちの一方の端部に設けられる第１の連結部を有する第１の分割コア片と、
前記ヨーク部、前記ティース部、および前記ヨーク部において前記円周方向にある前記端部のうちの他方の端部に設けられる第２の連結部を有する第２の分割コア片とを、
前記第１の連結部を設ける端部の前記円周方向の向きと前記第２の連結部を設ける端部の前記円周方向の向きとが互い違いとなるように積層して分割積層体を構成し、前記分割積層体を複数個連結して構成される電動機用積層コアであって、
前記第１の連結部および前記第２の連結部は、当該連結部の厚み方向における一方の面に設けられる凸部、および、前記厚み方向における他方の面に設けられ、前記凸部の直径よりも直径が大きい凹部を含んで構成される回動支持部を有し、
複数個の前記分割積層体は、一の前記分割積層体における前記第１の連結部の回動支持部と、他の前記分割積層体における前記第２の連結部の回動支持部とを係合させることによって回動可能に連結され、
前記第１の分割コア片および前記第２の分割コア片は、前記ヨーク部の円周方向端部のうち、前記連結部が設けられる端部でない方の端部に切り欠き部を有することを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項２】
請求項１記載の電動機用積層コアにおいて、
前記複数の前記分割積層体中、隣接する前記分割積層体のうち、
一方の分割積層体における前記第１の分割コア片の前記切り欠き部と、前記他方の分割積層体における前記第１の分割コア片の前記第１の連結部とは、前記円周方向において対向するように配置され、
前記一方の分割積層体における前記第２の分割コア片の前記切り欠き部と、前記他方の分割積層体における前記第２の分割コア片の前記第２の連結部とは、前記円周方向において対向するように配置されることを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項３】
円弧状のヨーク部、前記円弧の半径方向に前記ヨーク部から延在するティース部、前記ヨーク部において前記円弧の円周方向にある端部のうちの一方の端部に設けられる第１の連結部、および前記ヨーク部において前記円弧の円周方向にある端部のうちの他方の端部に設けられる第１の切り欠き部を有する第１の分割コア片を環状に複数個配列して形成される第１の環状コアと、
前記ヨーク部、前記ティース部、前記ヨーク部における前記一方の端部に設けられる第２の切り欠き部、および前記ヨーク部における前記他方の端部に設けられる第２の連結部を有する第２の分割コア片を環状に複数個配列して形成される第２の環状コアとを、
前記第１の連結部を設ける端部の前記円周方向の向きと前記第２の連結部を設ける端部の前記円周方向の向きとが互い違いとなるように複数積層して構成される電動機用積層コアであって、
前記第１の連結部および前記第２の連結部は、当該連結部の厚み方向における一方の面に設けられる凸部、および、前記厚み方向における他方の面に設けられ、前記凸部の直径よりも直径が小さい凹部を含んで構成される回動支持部を有し、
前記第１の環状コアにおける前記第１の連結部の回動支持部と、前記第２の環状コアにおける前記第２の連結部の回動支持部とは回動可能に連結され、
前記第１の環状コアは、隣接する前記第１の分割コア片のうち、一方の前記第１の分割コア片における前記第１の連結部と、他方の前記第１の分割コア片における前記第１の切り欠き部とを対向させるように配置して構成され、
前記第２の環状コアは、隣接する前記第２の分割コア片のうち、一方の前記第２の分割コア片における前記第２の連結部と、他方の前記第２の分割コア片における前記第２の切り欠き部とを対向させるように配置して構成されることを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項４】
請求項１〜３記載の電動機用積層コアにおいて、更に、
前記第１の分割コア片および前記第２の分割コア片は、前記ヨーク部の円周方向の端面と前記連結部との間に溝部が形成されていることを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機用積層コアにおいて、
分離可能な所定箇所を複数設け、２以上に切り離し可能としたことを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項６】
請求項１〜５記載の電動機用積層コアにおいて、
前記第１の分割コア片および前記第２の分割コア片は、前記ティース部にカシメ部を有し、
前記分割積層体は、各分割コア片における前記カシメ部を介して固着されていることを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項７】
請求項６に記載の電動機用積層コアにおいて、
前記カシメ部は、Ｖカシメであることを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項８】
請求項６に記載の電動機用積層コアにおいて、
前記カシメ部は、平カシメであることを特徴とする電動機用積層コア。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電動機用積層コアを備える電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機用積層コアに係り、特に分割コア片の積層体相互をヒンジ・ジョイントを介して回動可能に連接した電動機用コアのヒンジジョイント部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動機用積層コアの巻き線作業を容易にするための一形態として、特開平１０−１５５２４８号公報に開示された固定子用積層鉄心の構造のものがある。この構造は、ティースとヨークからなるコア分割シートを積層して、コアセグメントを形成している。ここで、該コアセグメントは、その一側部に平面形状が円弧状の連結用凸部を有し、その他側部に、前記連結用凸部と係合可能な連結用凹部を有している。そして、コアセグメントの連結用凸部を、手作業で、隣接するコアセグメントに形成した連結用凹部に１８０°を超えて回動自在に係合させ、コアセグメント直列体を環状にして磁気回路を形成するようにしていた。
一方、積層するシート状の鋼板を固定する方法として、平カシメが用いられる場合が多かった。平カシメとは、例えば、パンチを使用した半抜き加工により一方の鋼板の表面に円形凹部を、他方の鋼板の表面に円形凸部を形成しておき、形成された円形凸部を、別の鋼板の円形凹部に嵌入して固定する方法である。この方法をコア分割シートの積層に使用することも可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の固定子用積層鉄心は、未だ、以下の解決すべき課題を有していた。
（１）コアセグメントの連結用凸部と、これに隣接して連結されるコアセグメントの連結用凹部が、平面視して円弧状となっているので隣接するティースの間の開口部を広げる作業のときに摺動して、摩擦力に抗する大きな力を必要とし、その結果としてコアの変形や積層間に隙間が生じたりして、品質上の問題があった。
（２）この構造では、コアセグメントを連接する連結工程を別途必要とするので、多大な時間と手間を要し、製造コストの低減化を十分に図ることができないと言う問題があった。
（３）積層に平カシメを使用した場合には、カシメ深さが少ない（板厚の約半分）ので、積層間に隙間が生じるという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、分割コア片の側周が摺動当接することを防止し、品質を向上させると共に、製造コストを低減することができる電動機用積層コアを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る電動機用積層コアは、外周に環状ヨーク部を、該環状ヨーク部から内側に突出する複数の磁極部をそれぞれ備え、前記環状ヨーク部を前記磁極部単位で分割して分割積層体を形成すると共に、該分割積層体の上下方向に隣り合う第１、第２の分割コア片に左右交互に第１、第２の連結板部を設け、該第１、第２の連結板部を介して前記分割積層体同士を回動可能に枢着し、更に所定箇所で分離可能とした電動機用積層コアであって、前記第１の分割コア片の前記第１の連結板部の反対側の端部、及び前記第２の分割コア片の前記第２の連結板部の反対側の端部には、回動時に隣接配置される前記分割積層体の前記第１、第２の分割コア片の側周が摺動当接するのを防止する切欠き部が形成されている。
分割コア片の側周は、鋼板の切断面となっているため、摺動抵抗が大きい。本発明に係る電動機用積層コアでは、分割コア片の端部に切欠き部がそれぞれ形成されているので、隣接配置される分割積層体の分割コア片の側周が摺動当接することを防止して、抵抗を小さくしている。
ここで、更に、前記第１の分割コア片の前記第１の連結板部が形成されている側、及び前記第２の分割コア片の前記第２の連結板部が形成されている側には、それぞれ上下方向に連接する第２、第１の分割コア片の前記切欠き部の形状を含む溝部をそれぞれ形成することも可能である。このように構成することによって、第１、第２の分割コア片の第１、第２の連結板部の形状を同じにして、打ち抜き用パンチの形状を同じにすることができる。
また、前記分割積層体の前記第１、第２の分割コア片の少なくともティース部を、Ｖカシメ部を介して固着することも可能である。このように構成することによって、連結強度を上げて隙間を生じにくくすることができる。
さらに、分離可能な前記所定箇所は複数箇所あって、２以上に切り離し可能にすることもできる。切り離し可能にすることによって、各ピースの重量を軽くして、巻き線組立の作業性を向上させることができる。
そして、積層された前記第１、第２の分割コア片の第１、第２の連結板部は、厚み方向の一方に凸部を、他方に該凸部を受載する凹部を形成して前記分割積層体同士を回動可能に枢着した構成とすることも可能である。このように構成することによって、第１、第２の連結板部の回動半径を小さくして摺動抵抗を小さくすることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図４を参照して、モータのステータとして使用される本発明の一実施の形態に係る電動機用積層コア１０について説明する。
電動起用積層コア１０は、外周に環状ヨーク部４０を、環状ヨーク部４０から内側に突出する複数の磁極部３９をそれぞれ備え、環状ヨーク部４０を磁極部３９単位で分割して分割積層体４１を形成している。
また、電動起用積層コア１０は、分割積層体４１の上下方向に隣り合うＴ字状の分割コア片１２（第１の分割コア片）、分割コア片１４（第２の分割コア片）に左右交互に第１の連結板部１１、第２の連結板部１３を設け、第１、第２の連結板部１１、１３を介して分割積層体４１同士を回動可能に枢着し、更に所定箇所で分離可能とした構造となっている。
分割コア片１２、１４は電磁鋼板を打ち抜いて形成されており、分割コア片１２、１４は、それぞれ上部に円弧状のヨーク部２１を、ヨーク部２１の中央部から下方に向けてティース部２２を有している。各分割コア片１２、１４の側部に形成された第１、第２の連結板部１１、１３は、下部に逆三角形の摺動位置決め部２７を、上部に半円状の回動支持部２８を有している。
【０００６】
分割コア片１２、１４の第１の連結板部１１、第２の連結板部１３は同一形状で、また、分割コア片１２、１４から第１の連結板部１１、第２の連結板部１３をそれぞれ除去した第１、第２の分割コア片本体の形状は、同一形状であると共に、ティース部２２を中心として左右対称形となっている。
電動機用積層コア１０は、図３に示すように分割コア片１２を環状に配列した環状コア板１５の各第１の連結板部１１と、図４に示すように分割コア片１４を環状に配列した環状コア板１６の各第２の連結板部１３を回動可能に連結すると共に、環状コア板１５と環状コア板１６を交互に積層して製造される。なお、分割コア片１２と分割コア片１４を交互に積層して上下方向に形成されるＴ字状の１ブロックを分割積層体４１とし、ティース部２２を積層したものを磁極部３９としている。
【０００７】
分割コア片１２の第１の連結板部１１の反対側の端部、及び分割コア片１４の第２の連結板部１３の反対側の端部には、回動時に隣接配置される分割積層体４１の分割コア片１２、１４の側周が摺動当接するのを防止する切欠き部３２、３４がそれぞれ形成されている。また、更に、分割コア片１２の第１の連結部１１が形成されている側、及び第２の分割コア片１４の第２の連結部１３が形成されている側には、それぞれ上下方向に連接する第２、第１の分割コア片の切欠き部３４、３２の形状を含む溝部１８、１７がそれぞれ形成されている。
分割コア片１２、１４を積層した状態の分割積層体４１には、重合する第１、第２の連結板部１１、１３の両側に第２、第１の分割コア片の切欠き部３４、３２が部分的に重合した左右対称形の溝部１８、１７が形成される。従って、分割コア片１２を、環状コア板１５のような配列で、パンチで打ち抜いて製造するときには、切欠き部３２及び溝部１８を同時に打ち抜くことができるコ字状のパンチを作成しておくと、これを分割コア片１４の製造にも使用することができる。
電動機用積層コア１０は隣接した分割積層体４１を所定箇所で分離可能としている。すなわち、環状コア板１５のＰ位置で隣接する分割コア片１２のそれぞれの当接部１９、２０と平面視して同一形状の当接部をＰ位置と重合するＱ位置にそれぞれ有する調整用分割コア片３７、３８が環状コア板１６に第２の分割コア片として隣接して設けられている。調整用分割コア片３７の形状は、前記分割コア片本体の形状と同一で、調整用分割コア片３８の形状は、分割コア片本体の両側に第２の連結板部１３を一体的に設けた形状となっている。複数箇所で分離することによって、電動機用積層コアを、例えば、２、４、８等の所定の数に切り離して形成することも可能となり、大型のモータを製造するときにはその重量を減らして製造を容易にすることが可能となる。
図５に示すように、積層される分割コア片１２、１４の重合する第１の連結板部１１、第２の連結板部１３の回動支持部２８には、それぞれ押し込み加工によって、厚み方向の一方である下部には回転軸となる凸部３０が、他方である上部には凸部３０を受載して軸受となる凹部２９が形成されて、分割積層体４１同士を回動可能に枢着している。凸部３０の直径Ｄ１は、凹部２９の直径Ｄ２より小さく形成されており、凸部３０が、対応する凹部２９に挿入され、第１の連結板部１１、第２の連結板部１３が回動するときの抵抗を小さくしている。
【０００８】
図２（Ａ）、（Ｂ）、図７に示すように、分割積層体４１の分割コア片１２、１４のティース部２２の下部は、Ｖカシメ部２５を介して固着されている。また、ヨーク部２１にも２箇所のＶカシメ部２３が左右対称に設けられている。Ｖカシメ部２３、２５の大きさ、形状は同じで、下方に突出するように形成されているが、Ｖカシメ部２５は、Ｖカシメ部２３に対して９０°傾けて形成されている。ここで、図６、図７を参照して、平カシメを行う場合に使用する平カシメ部２６と、Ｖカシメ部２３、２５とを比較して説明する。
平カシメ部２６は、鋼板を半抜き加工して形成される。従って、板厚ｔの鋼板を使用して平カシメを行うとすると、平カシメ部２６の強度を保持するため、平カシメの幅（厚み方向）は約１／２ｔしかとることができない。
【０００９】
これに対し、Ｖカシメ部２３、２５は、くさび状のパンチを使用して形成される。Ｖカシメ部２３、２５は、左右の端部で支持されているため、平カシメの場合より大きなカシメ幅をとることができ、大きなカシメ強度を得ることができる。本実施の形態に係るＶカシメ部２３、２５においては、板厚と同じカシメ幅Ｔを確保している。また、平カシメ部２６は、半抜き加工時に凸部の位置がずれることがあり、径方向の大きさにばらつきが出る場合もある。これらの場合には、分割コア片を積層して平カシメ部２６を嵌入し固定するときに水平方向の位置がずれる場合があるが、Ｖカシメを使用する場合には、中央に角部が形成されるので、位置決めを正確に行うことができる。
Ｖカシメ部２３、２５の周囲の一部は切断されるが、Ｖカシメ部２５の向きをＶカシメ部２３に対して９０°傾けているので、切断部の向きと磁力線の向きを一致させ、磁束の減少を防止することができる。
【００１０】
次いで、電動機用積層コア１０の分割積層体４１の枢着状態について図８を参照して説明する。
図８は、電動機用積層コア１０に巻線加工を行うときに、所定箇所（Ｐ、Ｑ位置）で分離して、分割積層体４１の第１の連結板部１１、第２の連結板部１３を回動させて各ティース部２２を広げて略平行にした状態を示している。
各分割コア片１２、１４は、その第１の連結板部１１、第２の連結板部１３が交互に重合するようにして、Ｖカシメ部２３、２５によって固定されている。
【００１１】
図８、図９に示すように、重合する第１の連結板部１１、第２の連結板部１３の両側のティース部２２を離反させるように開くと、重合する各第１の連結板部１１、第２の連結板部１３は、互いの接触面を摺動させながら回動し、隣り合う分割コア片１２、１４に当接している当接部１９、２０、３５、３６は凹部２９、凸部３０を中心に回動し、離反する。
このとき、当接部１９の上端、及びその回動中心である凸部３０の中心を結んだ線Ｌ１と、当接部１９と重合する直線Ｌ２との間の角度αは、９０度より大きくなるように構成されている。従って、当接部１９、２０が離反するときには分割コア片１２、１４の側周が摺動しない。
分割コア片１２、１４の側面は、抜き加工によって加工されているので、摩擦による抵抗が大きい。本発明では、溝部１７、１８を形成しているので、分割コア片１２、１４の側周が摺動当接することを防止でき、従来のように回動支持部２８の周面Ｓが摺動することがないので、分割コア片１２、１４の回動を容易に行うことができる。
巻線終了後の各分割コア片１２、１４は、隣り合う分割コア片１２、１４にその当接部１９、２０、３５、３６を互いに当接させて、環状の磁気回路を完成する。
【００１２】
以上、本発明に係る実施の形態について説明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、ヨーク部２１のＶカシメ部２３は、平カシメにすることもできる。このように構成することによって、カシメのときに加わる力を小さくして分割コア片１２、１４の変形を抑えることができる。また、ティース部２２のＶカシメ部２５の位置は、半径方向外側に移動することも可能である。また、このＶカシメ箇所を２箇所にしてもよいし、４箇所にすることもできる。
なお、本実施の形態において電動機用積層コア１０の製造は、分割コア片１２、１４を環状にしてから積層して形成しているが、製造時に、例えば、第１、第２の分割コア片を直線状に配列し、第１、第２の連結板部１１、１３を重合させて積層し、積層後に環状に形成することも可能である。
さらに、分割コア片１２、１４の溝部１７、１８は省略することも可能である。溝部１７、１８を省略しても隣り合う分割積層体４１の側周は摺動当接しない。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１〜５記載の電動機用積層コアにおいては、第１、第２の連結板部のそれぞれ反対側の端部には、切欠き部が形成されているので、隣り合う分割コア片の側周が摺動当接することが防止され、隣り合うティース間の開口部を広げる作業を容易に行うことができるので、コアの変形、積層間の隙間の防止が可能となり、品質を向上させることができると共に、製造コストを低減することができる。特に、請求項２記載の電動機用積層コアにおいては、溝部が設けられているので、第１、第２の分割コア片の切欠き部及び溝部の形状を連結板部を挟んだ線対称形状にすることができ、第１、第２の分割コア片の打ち抜きパンチの形状を同一にして、製造用工具を共用することができる。
請求項３記載の電動機用積層コアにおいては、Ｖカシメ部を形成しているので、分割コア片の連結強度を上げて隙間を生じにくくすることができる。
請求項４記載の電動機用積層コアにおいては、２以上に分割可能となっているので、電動機用積層コアを複数のピースに分割して重量を軽くすることができる。そして、請求項５記載の電動機用積層コアにおいては、厚み方向に凸部及び凹部が形成されているので、回動部の形状を小さくして、回動時の抵抗を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電動機用積層コアの斜視図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ同電動機用積層コアの第１の分割コア片の平面図と、同電動機用積層コアの第２の分割コア片の平面図である。
【図３】同電動機用積層コアの環状コア板の平面図である。
【図４】同電動機用積層コアの環状コア板の平面図である。
【図５】同電動機用積層コアの分割コア片の回動支持部の形状を示す断面図である。
【図６】鋼板に平カシメを適用した場合の断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る電動機用積層コアの分割コア片のＶカシメ部の断面図である。
【図８】同電動機用積層コアの分割コア片を回動させたときの結合状態を示す部分平面図である。
【図９】同電動機用積層コアの分割コア片の連結板部の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０：電動機用積層コア、１１：第１の連結板部、１２：分割コア片（第１の分割コア片）、１３：第２の連結板部、１４：分割コア片（第２の分割コア片）、１５：環状コア板、１６：環状コア板、１７、１８：溝部、１９、２０：当接部、２１：ヨーク部、２２：ティース部、２３、２５：Ｖカシメ部、２６：平カシメ部、２７：摺動位置決め部、２８：回動支持部、２９：凹部、３０：凸部、３２：切欠き部、３４：切欠き部、３５、３６：当接部、３７、３８：調整用分割コア片、３９：磁極部、４０：環状ヨーク部、４１：分割積層体
【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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