JPH08182229A - 固定子用積層鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層磁極鉄心へ高密度に巻回されたコイルの
装着が容易で、しかも固定子の製造も容易に行なうこと
ができる固定子用積層鉄心を提供する。 【構成】 積層ヨーク鉄心１１０を構成する環状のヨー
ク鉄心片１１の内周部に均等間隔で形成されたそれぞれ
の嵌合凹部１８に、積層磁極鉄心１３０を構成する磁極
鉄心片１３の元部の嵌合凸部２０を嵌合して設けられた
固定子用積層鉄心片１４を、複数枚積層して形成された
固定子用積層鉄心１０において、ヨーク鉄心片１１が、
屈曲可能な連結片１６を介して、環状に組み立て可能に
連結された多数個の円弧状の部分ヨーク鉄心片１７から
なり、各部分ヨーク鉄心片１７の連結片１６側の端部の
内側に、嵌合凹部１８の部分嵌合凹部１８ａがそれぞれ
形成されるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定子用積層鉄心に係
り、さらに詳しくは、積層磁極鉄心へのコイルの装着が
容易で、しかも固定子の製造が容易な固定子用積層鉄心
に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種装置の駆動部にあたる電動機などに
は、出力軸を中心に回転子を回転させるために、内周側
にコイルが巻回された環状の固定子を有している。この
固定子の一例として、多数枚の固定子用積層鉄心片を積
層した固定子用積層鉄心が知られている。従来、固定子
用積層鉄心は、肉薄な金属板であるストリップをプレス
加工により打ち抜いて、環状のヨーク鉄心片と、ヨーク
鉄心の内周部に一定ピッチで形成されたコイル巻回用の
磁極鉄心片とが一体化した固定子用積層鉄心片を設け、
この固定子用積層鉄心片の複数枚を、かしめなどの結合
手段により堅固に積層して形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この固定子
用積層鉄心は、このように環状のヨーク鉄心片の内周部
に、一定ピッチで磁極鉄心片が一体形成されているの
で、コイルを積層磁極鉄心に巻回する際には、鉄心内側
から積層ヨーク鉄心間の狭い空間部において、コイルを
磁極鉄心片の積層方向へ往復させて巻回している。この
ような巻回方法では、高密度（占積率７０％以上）の巻
回が難しく（占積率５３〜５４％と言われている）、作
業工数が増加し、巻回作業の自動化も困難であった。

【０００４】そこで、これを解消するものとして、例え
ば本願特許出願人が先に出願した特公昭５７−１２３７
８号公報の「回転電機の固定子の製造方法」に記載され
たもののように、固定子用積層鉄心を、ヨーク鉄心片を
構成体とする積層ヨーク鉄心と、これとは別体の磁極鉄
心片を構成体とする積層磁極鉄心とを有し、積層ヨーク
鉄心の内周部に一定ピッチで形成された嵌合凹部に、予
めコイルが巻回された積層磁極鉄心を嵌合したものが開
発されている。しかしながら、この固定子用積層鉄心
は、積層磁極鉄心にコイルを巻回する際に、複数枚の磁
極鉄心片を重ね合わせた積層磁極鉄心を特殊な冶具を用
いて仮固定し、コイル巻回後、冶具による仮固定状態の
まま、積層ヨーク鉄心の各凹部に積層磁極鉄心を嵌合さ
せ、両部材の嵌合後、冶具を取り外して固定子用積層鉄
心を得ていたので、固定子の製造に手間がかかるという
問題があった。さらに、積層ヨーク鉄心に積層磁極鉄心
を嵌合させる際に、内部残留応力が滞有する。そのため
に、前記内部残留応力を除去する熱処理工程を必要とす
る問題があった。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、積層磁極鉄心へ高密度に巻回されたコイルの装
着が容易で、しかも固定子の製造も容易に行なうことが
できる固定子用積層鉄心を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の固定子用積層鉄心は、積層ヨーク鉄心を構成する
環状のヨーク鉄心片の内周部に均等間隔で形成されたそ
れぞれの嵌合凹部に、積層磁極鉄心を構成する磁極鉄心
片の元部の嵌合凸部を嵌合して設けられる固定子用積層
鉄心片を、複数枚積層して形成された固定子用積層鉄心
において、前記ヨーク鉄心片が、屈曲可能な連結片を介
して、環状に組み立て可能に連結された多数個の円弧状
の部分ヨーク鉄心片からなり、該各部分ヨーク鉄心片の
連結片側の端部の内側に、前記嵌合凹部の部分嵌合凹部
がそれぞれ形成されるように構成されている。

【０００７】請求項２記載の固定子用積層鉄心は、請求
項１記載の固定子用積層鉄心において、前記嵌合凸部の
横幅の長さが、前記磁極鉄心片のコイル装着部の横幅の
長さ以下であるように構成されている。請求項３記載の
固定子用積層鉄心は、請求項１または２記載の固定子用
積層鉄心において、前記磁極鉄心片の嵌合凸部の形状
が、外広がりの楔形をしており、前記ヨーク鉄心片の嵌
合凹部の形状がその前記嵌合凸部に対応した形状をして
いるように構成されている。

【０００８】そして、請求項４記載の固定子用積層鉄心
においては、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固定
子用積層鉄心において、前記嵌合凹部と前記嵌合凸部と
の接合部分には接着剤が塗布されている。ここで、接着
剤としては鉄粉等の磁性粉が混入した磁性接着剤を使用
するのが好ましいが、導電性接着剤又は絶縁性接着剤を
塗布する場合も本発明は適用される。

【０００９】

【作用】請求項１〜４記載の固定子用積層鉄心において
は、複数枚の磁極鉄心片を積層して形成された単体の積
層磁極鉄心に、予め絶縁性ボビンに高密度に巻回された
コイルを装着するので、各積層磁極鉄心へのコイルの装
着が容易になると共に、導体巻回しの高密度化が容易に
実現できる。その後、各積層磁極鉄心の嵌合凸部を、組
み立て前の積層ヨーク鉄心の間口が広い部分嵌合凹部間
に挿入し、各連結片を中心にして、それぞれの積層され
た部分ヨーク鉄心片を内側へ屈曲させて環状の積層ヨー
ク鉄心を組み立てると、この組み立て時に、向かい合う
部分嵌合凹部を結合して形成された各嵌合凹部に、対応
する嵌合凸部が嵌合されるので、コイルが装着された固
定子用積層鉄心が簡単に製造される。

【００１０】また、請求項２記載の固定子用積層鉄心に
おいては、積層磁極鉄心にボビンを装着する際、嵌合凸
部の横幅の長さが、積層磁極鉄心のコイル装着部の横幅
の長さ以下であるので、ボビンを、嵌合凸部が形成され
た元部側から円滑に積層磁極鉄心に装着できる。

【００１１】さらに、請求項３記載の固定子用積層鉄心
においては、積層ヨーク鉄心および積層磁極鉄心の嵌合
凹、凸部の形状が、互いに対応する外広がりの楔形をし
ているので、各積層磁極鉄心の嵌合凸部を部分嵌合凹部
間に挿入して、積層された部分ヨーク鉄心片を屈曲させ
て積層ヨーク鉄心を組み立てる際に、徐々に積層ヨーク
鉄心の嵌合凹部内に、積層磁極鉄心の嵌合凸部が引き込
まれて、最終的に内径方向に押圧することにより、両者
が堅固に嵌合されて一体構造になる。そして、請求項４
記載の固定子用積層鉄心においては、嵌合凹部と嵌合凸
部との接合部分には接着剤が塗布されているので、これ
によって積層ヨーク鉄心と、積層磁極鉄心とが強固に接
合される。

【００１２】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の一実施例に係る固定子用積
層鉄心の平面図、図２は積層された積層ヨーク鉄心の一
部拡大斜視図、図３は積層ヨーク鉄心と積層磁極鉄心と
の嵌合前の配置状態を示す一部断面図を含む平面図であ
る。

【００１３】図１に示すように、本発明の一実施例に係
る固定子用積層鉄心１０は、平面視して円形のヨーク鉄
心片１１と、ヨーク鉄心片１１の内周部に所定間隔毎に
設けられて、コイル１２が装着される多数個の磁極鉄心
片１３とを有する固定子用鉄心片１４を、それぞれかし
め部１５を介して、複数枚堅固に積層したものである。
なお、複数枚の磁極鉄心片１３の積層により積層磁極鉄
心１３０が形成される。

【００１４】図２に示すように、それぞれのヨーク鉄心
片１１は、連結片１６を介して互いに屈曲可能な多数個
の円弧状の部分ヨーク鉄心片１７を構成体としている。
部分ヨーク鉄心片１７は、連結片１６と一体的に、肉薄
けい素鋼板であるストリップを打ち抜き加工して形成さ
れ、各部分ヨーク鉄心片１７の中央部にかしめ部１５が
形成されている。また、連続する部分ヨーク鉄心片１７
のうち最端の部分ヨーク鉄心片１７の外側の端部には、
互いに嵌合される凹、凸部１７ａ、１７ｂが形成されて
いる（図１参照）が、凹、凸部１７ａ、１７ｂを省略し
て直線状とすることも可能であり、これによって鉄心の
組立てが容易となる。各部分ヨーク鉄心片１７の連結側
の端部の内側には、外広がりの楔形の嵌合凹部１８を中
心から２分割した略二等辺三角形の部分嵌合凹部１８ａ
が形成されており、各部分ヨーク鉄心片１７の端部の連
結片１６側付近には、連結片１６に良好なヒンジ効果を
与えるために、部分円形状をした小さな切欠頭部１９が
形成されている。図３に示すように、ヨーク鉄心片１１
を組み立てた場合には、切欠頭部１９に連接する略二等
辺三角形の切欠部１９ａの斜辺が接合し、隣合う部分ヨ
ーク鉄心片１７の端部に形成された部分嵌合凹部１８ａ
により半径方向に拡幅する台形状の嵌合凹部１８が形成
されるようになっている。

【００１５】図１、３に示すように、ヨーク鉄心片１１
と別体の磁極鉄心片１３は、同じくストリップを打ち抜
き加工して形成された略Ｔ字形の板片であり、その元部
に、組み立てられた嵌合凹部１８に、磁気抵抗を最小限
とするために密着嵌合可能な略扇形の嵌合凸部２０が形
成されている。嵌合凸部２０の外側端部間の長さＷ１
は、磁極鉄心片１３のコイル装着部の横幅の長さＷ以下
であるように構成されている。また、各磁極鉄心片１３
は、先部側と元部側とに積層時に上下層を接合するため
のかしめ部２１が形成されている。積層された磁極鉄心
片１３には、コイル１２が巻回された筒状のボビン２２
が装着されている。

【００１６】続いて、本発明の一実施例に係る固定子用
積層鉄心１０の組み立て仕様を説明する。図３に示すよ
うに、各層の連結された部分ヨーク鉄心片１７および別
体の磁極鉄心片１３を、かしめ部１５、２１を介して各
々同一枚数分だけ積層する。次いで、積層された磁極鉄
心片１３に、予めコイル１２が巻回されたボビン２２を
装着してコイル１２を取り付ける。この際、嵌合凸部２
０の外側端部間の長さＷ１が、磁極鉄心片１３のコイル
装着部の横幅の長さＷ以下であるので、ボビン２２を、
嵌合凸部２０が形成された元部側から円滑に磁極鉄心片
１３に装着できる。

【００１７】その後、積層磁極鉄心１３０の嵌合凸部２
０を、積層ヨーク鉄心１１０の組み立て前の部分嵌合凹
部１８ａ内に配置し、それから各連結片１６を中心に、
積層ヨーク鉄心１１０を内側に屈曲させ、次いで最端の
部分ヨーク鉄心片１７の端部に形成された凹、凸部１７
ａ、１７ｂを嵌合し、外側端部に形成された開先部１７
ｃを溶接などにより連結させると、平面視して円形の積
層ヨーク鉄心１１０が組み立てられる。この際、対向す
る部分嵌合凹部１８ａにより形成された嵌合凹部１８に
各嵌合凸部２０が嵌合され、内周部にコイル１２が装着
された固定子用積層鉄心１０が製造される（図１参
照）。なお、積層された部分ヨーク鉄心片１７０を屈曲
させる際に、各部分ヨーク鉄心片１７の端部の連結片１
６側付近に形成された切欠頭部１９が、連結片１６に良
好なヒンジ効果を与える。また、この連結片１６は、屈
曲時に切欠頭部１９に近い部分が板厚方向に膨れるの
で、予めプレスなどにより連結片１６を肉薄に調整して
おくのが好ましい。

【００１８】このように、積層ヨーク鉄心１１０とは別
体の積層磁極鉄心１３０に、予めコイル１２が巻回され
たボビン２２を装着するので、積層磁極鉄心１３０への
コイル１２の直接巻回がなくなり、高密度のコイル１２
の実装が容易になる。また、コイル１２が装着された積
層磁極鉄心１３０の積層ヨーク鉄心１１０への連結は、
予め間口が広げられた部分嵌合凹部１８ａ間に先部が幅
広になった嵌合凸部２０を配置し、各積層された部分ヨ
ーク鉄心片１７０を内側へ屈曲させて積層ヨーク鉄心１
１０を組み立てる際に、両部材１１０、１３０が堅固に
連結されるようになっているので、組み立てが極めて簡
単であり、プレス加工を精度良く行なえば磁気的特性を
損なう虞れもない。さらに、積層ヨーク鉄心１１０およ
び積層磁極鉄心１３０の嵌合凹、凸部１８、２０を外広
がりの楔形としたので、積層された部分ヨーク鉄心片１
７０を屈曲させて積層ヨーク鉄心１１０を組み立てる際
に、徐々に積層ヨーク鉄心１１０の嵌合凹部１８内に、
積層磁極鉄心１３０の嵌合凸部２０が引き込まれ、自動
的に両者１１０、１３０の結合を隙間なく堅固にできて
磁気的特性が良い。

【００１９】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲での設計変更などがあっても本発明に含まれ
る。例えば、実施例では、積層ヨーク鉄心を構成する部
分ヨーク鉄心片の枚数は仕様に合わせて任意でよく、さ
らに積層ヨーク鉄心の内周面に配置される積層磁極鉄心
の個数も任意でよい。また、実施例では、ボビンを介し
て、積層磁極鉄心にコイルを装着しているが、これに限
定しなくても、積層磁極鉄心に、直接、樹脂などにより
固めたコイルを装着してもよい。

【００２０】さらにまた、ヨーク鉄心片の嵌合凹部（当
然、部分嵌合凹部も含む）の形状や、それに対応する磁
極鉄心片の嵌合凸部の形状は、実施例に限定しなくて
も、任意形状でよい。そして、実施例では、各ヨーク鉄
心片や各磁極鉄心片の積層方法として、かしめ手段を採
用したが、これに限定しなくても、例えば溶接といった
他の周知の積層固着手段を採用してもよい。また、前記
実施例において、嵌合凹部と嵌合凸部との接合部分の一
部又は全部に接着剤を塗布することも可能であり、これ
によって固定子用積層鉄心が強固に組立てられる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１〜４記載の固定子用積層鉄心に
おいては、このように積層ヨーク鉄心と積層磁極鉄心と
を分割したので、積層磁極鉄心へのコイルの装着が容易
になる。また、積層された各部分ヨーク鉄心片を屈曲さ
せて環状の積層ヨーク鉄心を組み立てる際に、部分嵌合
凹部を結合した各嵌合凹部に、対応する嵌合凸部が嵌合
されるので、鉄心の内側からコイルが装着された積層磁
極鉄心を装着でき、固定子の製造が容易になる。

【００２２】特に、請求項２記載の固定子用積層鉄心に
おいては、積層磁極鉄心にボビンを装着する際、嵌合凸
部の横幅の長さが、前記積層磁極鉄心のコイル装着部の
横幅の長さ以下であるので、ボビンを、嵌合凸部が形成
された元部側から円滑に積層磁極鉄心に装着できる。

【００２３】また、請求項３記載の固定子用積層鉄心に
おいては、積層ヨーク鉄心および積層磁極鉄心の嵌合
凹、凸部を外広がりの楔形としたので、積層された部分
ヨーク鉄心片を屈曲させて積層ヨーク鉄心を組み立てる
際に、徐々に積層ヨーク鉄心の嵌合凹部内に、積層磁極
鉄心の嵌合凸部が引き込まれ、自動的に両者の結合を隙
間なく堅固にできて電磁的特性が良くなる。そして、請
求項４記載の固定子用積層鉄心においては、組み立てら
れた固定子用積層鉄心が更に強固となって、振動等によ
って緩まない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る固定子用積層鉄心の平
面図である。

【図２】積層された積層ヨーク鉄心の一部拡大斜視図で
ある。

【図３】積層ヨーク鉄心と積層磁極鉄心との嵌合前の配
置状態を示す一部断面図を含む平面図である。

【符号の説明】

１０ 固定子用積層鉄心 １１ ヨーク鉄心片 １２ コイル １３ 磁極鉄心片 １４ 固定子用鉄心片 １５ かしめ部 １６ 連結片 １７ 部分ヨーク鉄心片 １７ａ 凹部 １７ｂ 凸部 １７ｃ 開先部 １８ 嵌合凹部 １８ａ 部分嵌合凹部 １９ 切欠頭部 １９ａ 切欠部 ２０ 嵌合凸部 ２１ かしめ部 ２２ ボビン １１０ 積層ヨーク鉄心 １３０ 積層磁極鉄心 １７０ 積層された部分ヨーク鉄心片 Ｗ 磁極鉄心片のコイル装着部の横幅の長さ Ｗ１ 嵌合凸部の外側端部間の長さ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層ヨーク鉄心を構成する環状のヨーク
   鉄心片の内周部に均等間隔で形成されたそれぞれの嵌合
   凹部に、積層磁極鉄心を構成する磁極鉄心片の元部の嵌
   合凸部を嵌合して設けられる固定子用積層鉄心片を、複
   数枚積層して形成された固定子用積層鉄心において、 前記ヨーク鉄心片が、屈曲可能な連結片を介して、環状
   に組み立て可能に連結された多数個の円弧状の部分ヨー
   ク鉄心片からなり、該各部分ヨーク鉄心片の連結片側の
   端部の内側に、前記嵌合凹部の部分嵌合凹部がそれぞれ
   形成されていることを特徴する固定子用積層鉄心。
2. 【請求項２】 前記嵌合凸部の横幅の長さが、前記磁極
   鉄心片のコイル装着部の横幅の長さ以下であることを特
   徴とする請求項１記載の固定子用積層鉄心。
3. 【請求項３】 前記磁極鉄心片の嵌合凸部の形状が、外
   広がりの楔形をしており、前記ヨーク鉄心片の嵌合凹部
   の形状がその前記嵌合凸部に対応した形状をしているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の固定子用積層鉄
   心。
4. 【請求項４】 前記嵌合凹部と前記嵌合凸部との接合部
   分には接着剤が塗布されている請求項１〜３のいずれか
   １項に記載の固定子用積層鉄心。