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技術 積層鉄心

出願人 株式会社三井ハイテック
発明者 明神巌小田原豊志
出願日 2011年12月28日 (8年2ヶ月経過) 出願番号 2011-287275
公開日 2013年7月11日 (6年8ヶ月経過) 公開番号 2013-138532
状態 特許登録済
技術分野 回転電機の鉄心
主要キーワード 凹状切り 同心円中心 外形ライン 積層速度 金属条材 帯状板 材料歩留り 固定子積層鉄心
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2013年7月11日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

連結部の破断を抑制し、破断発生時にも破断部が積層鉄心外形に影響を及ぼさない積層鉄心を提供する。

解決手段

連結部11を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片12を螺旋状に巻回して積層する積層鉄心において、連結部11の形状は全体が同心円の円弧形状になっており、しかも連結部11の外形ライン15がセグメント鉄心片12の外形ライン16よりも半径方向内側に配置されている。また、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片12の連結部11の位置は、周方向にずれて積層されている。

概要

背景

積層鉄心の製造において、金属条材から環状の鉄心片を打抜き形成する際、多くのスクラップとなる部分が発生し、材料歩留りが低下する問題がある。この対策として、金属条材から帯状に連なる複数のセグメント鉄心片を打抜き形成し、螺旋状に巻回して積層することで積層鉄心を製造する方法が知られている。

その製造方法では、円弧状の複数のセグメント鉄心片を、外周側に形成された連結部を介して直線状に延在する形状に金属条材から打抜き、連結部を折り曲げながら連続した複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層する(例えば、特許文献1)。

概要

連結部の破断を抑制し、破断発生時にも破断部が積層鉄心の外形に影響を及ぼさない積層鉄心を提供する。連結部11を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片12を螺旋状に巻回して積層する積層鉄心において、連結部11の形状は全体が同心円の円弧形状になっており、しかも連結部11の外形ライン15がセグメント鉄心片12の外形ライン16よりも半径方向内側に配置されている。また、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片12の連結部11の位置は、周方向にずれて積層されている。

目的

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、連結部の破断を抑制するとともに、破断が発生した場合でも積層鉄心の外形に影響を与えず、また、積層鉄心の厚みのばらつきを抑制する積層鉄心を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

連結部を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片螺旋状に巻回して積層する積層鉄心において、前記連結部の形状は、全体が同心円の円弧形状になっており、前記連結部の外形ラインが前記セグメント鉄心片の外形ラインよりも半径方向内側に配置されていることを特徴とする積層鉄心。

請求項2

請求項1記載の積層鉄心において、積層方向に隣り合う前記セグメント鉄心片の前記連結部の位置は、周方向にずれて積層されていることを特徴とする積層鉄心。

技術分野

0001

本発明は、帯状に連続した複数のセグメント鉄心片螺旋状に巻回して積層した積層鉄心に関する。

背景技術

0002

積層鉄心の製造において、金属条材から環状の鉄心片を打抜き形成する際、多くのスクラップとなる部分が発生し、材料歩留りが低下する問題がある。この対策として、金属条材から帯状に連なる複数のセグメント鉄心片を打抜き形成し、螺旋状に巻回して積層することで積層鉄心を製造する方法が知られている。

0003

その製造方法では、円弧状の複数のセグメント鉄心片を、外周側に形成された連結部を介して直線状に延在する形状に金属条材から打抜き、連結部を折り曲げながら連続した複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層する(例えば、特許文献1)。

先行技術

0004

特開2010−193715号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回して環状に配置する際に、連結部を容易に折り曲げることができるよう、連結部の形状は許容される範囲において幅狭に形成されている。この連結部を折り曲げると、局所的に応力が集中することで、連結部の破断が発生する虞がある。破断部分は積層鉄心の外形から突出し、モータの性能低下や、組立工程での作業性低下を招く。また、連結部は折り曲げにより板厚方向に膨出するので、巻回する際に積層方向に隣り合うセグメント鉄心片の連結部が重なり合うと、積層鉄心の厚みにばらつきが発生し、モータの品質に悪影響を及ぼす。

0006

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、連結部の破断を抑制するとともに、破断が発生した場合でも積層鉄心の外形に影響を与えず、また、積層鉄心の厚みのばらつきを抑制する積層鉄心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

0007

前記目的に沿う請求項1の発明は、連結部を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片を螺旋状に巻回して積層する積層鉄心において、
前記連結部の形状は、全体が同心円の円弧形状になっており、前記連結部の外形ラインが前記セグメント鉄心片の外形ラインよりも半径方向内側に配置されている。
さらに、請求項2の発明は、積層方向に隣り合う前記セグメント鉄心片の前記連結部の位置は、周方向にずれて積層されている。

発明の効果

0008

請求項1に記載の積層鉄心は、連結部の形状全体を同心円の円弧形状とするので、局所的に応力が集中する部分がなくなる。これにより、連結部が破断することを抑制できる。また、連結部の外形ラインをセグメント鉄心片の外形ラインよりも半径方向内側にするので、連結部に破断が生じた場合でも破断部が積層鉄心の外形から突出することを防止できる。

0009

請求項2に記載の積層鉄心は、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片の連結部の位置を周方向にずれて積層されるため、連結部同士が積層方向で重なり合うことがなく、その結果、連結部を折り曲げることにより生じる膨出部により積層鉄心の厚みにばらつきが発生することを抑制できる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の一実施の形態に係る回転子積層鉄心の平面図である。
同回転子積層鉄心における、連結部で連結された帯状のセグメント鉄心片の一部平面図である。
同回転子積層鉄心における、セグメント鉄心片の連結部の詳細図である。
本発明の一実施の形態に係る固定子積層鉄心の平面図である。
同固定子積層鉄心における、連結部で連結された帯状のセグメント鉄心片の一部平面図である。
同固定子積層鉄心における、セグメント鉄心片の連結部の詳細図である。

実施例

0011

続いて、本発明の形態について図を参照して説明し、本発明の理解に供する。
図1図2に示すように、本発明の一実施の形態に係る積層鉄心は、外周部に形成された連結部11を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片12を有し、連結部11を折り曲げながら連続した複数のセグメント鉄心片12を螺旋状に巻回して積層した回転子積層鉄心10である。全体で22極、即ち22の永久磁石保持部13を外周に有し、1つのセグメント鉄心片12には4つの永久磁石保持部13を有している。この永久磁石保持部13に永久磁石を接着剤等により固定する。積層鉄心全体の永久磁石保持部13の数が1つのセグメント鉄心片12の永久磁石保持部13の数の倍数でないので、巻回した場合に積層方向に隣り合うセグメント鉄心片13の連結部11は周方向にずれて重なり合うことはない。以下、詳しく説明する。

0012

回転子積層鉄心10は、厚みが例えば0.5mm以下程度の電磁鋼板から、連結部11を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片12を金型で打抜き、打抜かれた連続したセグメント鉄心片12を螺旋状に巻回して積層することで構成される。ここで、複数のセグメント鉄心片12の積層方法としては、かしめ、溶接、及び接着のいずれか1つを適用することも、また、いずれか2つ以上を併用することもできる。本実施の形態においては、かしめ14によるかしめ結合により積層している。

0013

隣り合うセグメント鉄心片12の間には、セグメント鉄心片12を外周部で結合する連結部11が設けられている。図3に示すように、この連結部11の両端には、折り曲げ後に永久磁石保持部13となる半径方向外側に突出する突出部19が形成されており、突出部19の先端は平坦になっている。連結部11の折り曲げ前の半径方向の幅は幅狭に形成されている。連結部11の形状は全体が同心円の円弧形状となっており、その中心18は半径方向外側に設定されている。同心円の円弧形状にすることにより、折り曲げ時に連結部11に発生する応力が局所的に集中することなく、連結部11全体に分散されることにより、連結部11の破断を抑制することができる。

0014

連結部11の半径方向の幅はセグメント鉄心片12の板厚の1〜3倍に設定されており、この範囲を下回ると連結部11の剛性落ちて、搬送時や折り曲げ前に破断を起こし易くなる。また、この範囲を上回ると連結部11の剛性が高くなり過ぎて折り曲げが困難になる。

0015

連結部11の半径方向外側には凹状切り欠き17が設けられている。この凹状切り欠き17は連結部11を折り曲げてセグメント鉄心片12を環状に配置した場合、半径方向外側に突出する部分(半径方向膨出部)が積層鉄心の外形から突出しないようにしている。しかも、連結部11の外形ライン15はセグメント鉄心片12の外形ライン16、具体的には突出部13の先端の平坦部から直線状に延びる仮想線Lよりも半径方向内側に設定されている。これにより、折り曲げ時に連結部11に破断が発生した場合でも、破断部が積層鉄心の外形から突出して、積層鉄心の外形に影響を及ぼすことを防止する。

0016

本実施の形態においては、積層鉄心全体の永久磁石保持部13の数が1つのセグメント鉄心片12の永久磁石保持部13の数の倍数でないので、1条の帯状板(即ち、連結部11で帯状に連結されたセグメント鉄心片12)を螺旋状に巻回して積層鉄心を製造しても、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片13の連結部11は周方向にずれて重なり合うことはないが、複数条(例えば2条)の帯状板を螺旋状に巻回して積層鉄心を製造することも可能であり、積層速度が上がることにより生産性を向上させることができる。

0017

本実施の形態では、回転子積層鉄心の半径方向外側表面に永久磁石を備える構造のものを例に説明したが、本発明は回転子積層鉄心の内部に永久磁石を備える構造のものにも適用することができる。

0018

また、前記実施の形態と同様に、本発明は固定子積層鉄心にも適用できる。図4図5に示すように、環状に配置されたヨーク部23から半径方向内側にティース部24が突出した形状の固定子積層鉄心20は、外周部に形成された連結部21を介して帯状に連なる複数のセグメント鉄心片22を、連結部21を折り曲げながら螺旋状に巻回して積層することで構成される。本実施の形態においては、かしめ25によるかしめ結合により積層されているが、かしめ、溶接、及び接着のいずれか1つを適用することも、また、いずれか2つ以上を併用することもできる。

0019

図6に示すように、連結部21の形状は全体が同心円の円弧形状となっており、その中心は半径方向外側に設定されている。連結部21の外形ラインはセグメント鉄心片22の外形ラインよりも半径方向内側に設定されている。連結部21の形状は全体が同心円の円弧形状となっており、その中心29は半径方向外側に設定されている。同心円の円弧形状にすることにより、折り曲げ時に連結部21に発生する応力が局所的に集中することなく、連結部21全体に分散されることにより、連結部21の破断を抑制することができる。

0020

連結部21の半径方向外側には凹状切り欠き26が設けられている。この凹状切り欠き26は連結部21を折り曲げてセグメント鉄心片22を環状に配置した場合、半径方向外側に突出する部分(半径方向膨出部)が積層鉄心の外形から突出しないようにしている。しかも、連結部21の外形ライン27はセグメント鉄心片22の外形ライン28、具体的にはセグメント鉄心片22の外形から直線状に延びる仮想線Mよりも半径方向内側に設定されている。これにより、折り曲げ時に連結部21に破断が発生した場合でも、破断部が積層鉄心の外形から突出して、積層鉄心の外形に影響を及ぼすことを防止する。

0021

本実施の形態においては、積層鉄心全体のティース24の数が1つのセグメント鉄心片22当たりのティース24の数の倍数となっているため、1条の帯状板(即ち、連結部21で帯状に連結されたセグメント鉄心片22)を螺旋状に巻回して積層鉄心を製造すると、積層方向に隣り合うセグメント鉄心片22の連結部が重なり合うことになる。しかし、複数条(例えば2条)の帯状板を螺旋状に巻回して積層鉄心を製造することで、積層鉄心の厚みにばらつきが発生することを回避できる。

0022

本発明で提示した実施の形態においては、1条の帯状板又は複数条の帯状板を螺旋状に巻回して積層鉄心を製造したが、帯状に連結されたセグメント鉄心片12、22を積層鉄心1層分の長さに切断し、巻回して1層ずつ積層していくという方法も可能である。

0023

本発明は前記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。

0024

10:回転子積層鉄心、11:連結部、12:セグメント鉄心片、13:永久磁石保持部、14:かしめ、15:連結部の外形ライン、16:セグメント鉄心片の外形ライン、17:凹状切り欠き、18:同心円中心、19:突出部、20:固定子積層鉄心、21:連結部、22:セグメント鉄心片、23:ヨーク部、24:ティース部、25:かしめ、26:凹条切り欠き、27:連結部の外形ライン、28:セグメント鉄心片の外形ライン、29:同心円中心、L、M:仮想線

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