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発明の名称 回転機用のコア及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−14050(P2007−14050A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−188095(P2005−188095)
出願日 平成17年6月28日(2005.6.28)
代理人 【識別番号】100112472
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 弘
発明者 小野▲崎▼ 徹
要約 課題
鋼板同士の位置決め精度を向上しつつ、従来のコアに比べて磁気特性を向上することが可能な回転機用のコア及びその製造方法の提供を目的とする。

解決手段
本実施形態のステータコア10によれば、係止突起20及び係止凹所22に形成された直線部分により鋼板ピース31同士の位置決め精度が向上する。また、係止凹所22を鋼板30の積層方向から見たときに、係止凹所22の角部21が丸みを帯びるように構成されたので、従来のコア(鋼板の一部を1対の切断線で切断し、その切断線の間の部分を山形に屈曲させて係止突部を形成したもの)に比較して係止突起20(係止凹所22)の近傍(特に、角部21)における残留応力が低減され、その部分での磁気飽和を抑えることができる。これにより、従来のコアに比較して鋼板ピース31の磁気特性(具体的には、鉄損)が向上し、モータの温度上昇や効率低下を防ぐことができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数の鋼板を積層してなり、前記鋼板の一部を絞って積層方向の一方側に突出した係止突起を形成し、その係止突起の裏側に形成された係止凹所に、他の鋼板の前記係止突起を押し込むことにより前記複数の鋼板を積層された状態に保持する回転機用のコアであって、
前記係止突起及び前記係止凹所は、前記鋼板の積層方向から見たときの平面形状が、長円形或いは、角部が丸みを帯びた矩形状であることを特徴とする回転機用のコア。
【請求項2】
前記請求項1に記載の回転機用のコアに備えた前記鋼板の一部を、断面が長円形状或いは角部が丸みを帯びた矩形状をなしたパンチで押圧して、前記係止突起を突出形成したことを特徴とする回転機用のコアの製造方法。


発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の鋼板を積層してなり、鋼板の一部を積層方向の一方側に突出させて係止突起を形成し、その係止突起の裏側に形成された係止凹所に、他の鋼板の係止突起を押し込むことにより複数の鋼板を積層された状態に保持する回転機用のコア及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の従来の回転機用のコアとして、図8の(A)に示したものでは、係止突起1を鋼板3の積層方向(図8の紙面に直交する方向)から見たときの平面形状が、円形をなしていた(例えば、特許文献1)。ところが、この構成では、鋼板3同士の位置決め精度が悪かった。そこで、他の従来の回転機用のコアとして図8の(B)に示したものでは、鋼板3の一部に平行な1対の切断線4,4を形成し、それら切断線4,4の間を山形に屈曲させて係止突起5を形成していた。このような構成とすると、重なり合った鋼板3同士を切断線4,4に直交した方向で位置決めすることができ、鋼板3同士の位置決め精度が向上する。
【特許文献1】特開平11−187593号公報(段落[0006]、第2図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、上述した従来の係止突起1,5は、例えば、鋼板3の一部をプレス機にて加圧して(即ち、かしめて)形成されるが、その加工応力は、鋼板3のうち係止突起1,5のみならず係止突起1,5の近傍にもかかり、加工応力を受けた部分には残留応力が発生して、磁気抵抗が高くなる(透磁率が低くなる)。そして、山形の係止突起5では、切断線4,4の両端部に位置した角部2の近傍において残留応力が特に大きくなり、その結果、磁気飽和が生じ易くなるという問題があった。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鋼板同士の位置決め精度を向上しつつ、従来のコアに比べて磁気特性を向上することが可能な回転機用のコア及びその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係る回転機用のコアは、複数の鋼板を積層してなり、鋼板の一部を絞って積層方向の一方側に突出した係止突起を形成し、その係止突起の裏側に形成された係止凹所に、他の鋼板の係止突起を押し込むことにより複数の鋼板を積層された状態に保持する回転機用のコアであって、係止突起及び係止凹所は、鋼板の積層方向から見たときの平面形状が、長円形或いは、角部が丸みを帯びた矩形状であるところに特徴を有する。
【0006】
請求項2の発明に係る回転機用のコアの製造方法は、請求項1に記載の回転機用のコアに備えた鋼板の一部を、断面が、長円形状或いは角部が丸みを帯びた矩形状をなしたパンチで押圧して、係止突起を突出形成したところに特徴を有する。
ここで、本発明における「長円形」とは、1対の平行な直線の端部同士を半円弧状の湾曲線で繋いだ形状のことを言う。
【発明の効果】
【0007】
請求項1の発明に係る回転機用のコアによれば、係止突起及び係止凹所の平面形状を長円形或いは角部が丸みを帯びた矩形状としたので、鋼板に1対の切断線を形成し、その切断線の間を山形に屈曲させて係止突起及び係止凹所を形成したものに比較して、係止突起の近傍における残留応力を低減でき、磁気飽和を抑えることができる。これにより、鋼板の磁気特性を従来よりも向上することができる。しかも、係止突起及び係止凹所は共に直線部分を有するので、重なり合った鋼板同士をその直線と直交する方向で位置決めすることができ、各鋼板同士の位置決め精度を向上することができる。
【0008】
そして、上記した係止突起及び係止凹所は、鋼板の一部を、断面が長円形状或いは角部が丸みを帯びた矩形状をなしたパンチで押圧することで形成することができる(請求項2の発明)。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明に係る一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。本実施形態は、回転機としての例えばブラシレスモータ(以下、「モータ」という)に備えたステータコア10に本発明を適用したものである。図1に示すように、ステータコア10は、全体として円筒体11の内周面から径方向内側に向けて複数のティース12を張り出した構造になっている。
【0010】
各ティース12には、ステータコア10の径方向に沿って同じ幅をなして延びた脚部13と、その脚部13よりティース12の先端側に形成されかつ脚部13より幅広になった先端幅広部14とが備えられている。具体的には、先端幅広部14は脚部13の先端からステータコア10の中心に向かうに従って徐々に幅が広がった鳩尾形状をなしている。そして、各ティース12の主として脚部13に電線が巻回されて電磁コイルが構成され、これによりティース12がモータにおける磁極を構成するようになっている。
【0011】
ステータコア10は、軸方向に複数の鋼板30(具体的には、珪素鋼板)を積層してなる。そして、円筒体11がティース12毎の略円弧部15に縦割り分割にされ、これにより鋼板30も複数の鋼板ピース31に分割されている。図2には、単体の鋼板ピース31が示されている。同図に示すように、鋼板ピース31は、ティース12を中心にして左右対称に略円弧部15が突出した構造をなしている。即ち、鋼板ピース31は全体として、略円弧部15の両先端部と、その略円弧部15から張り出したティース12との計3つの突片部分を備えた構造になっている。そして、本発明に係る係止突起20がそれら各突片部分毎に1つずつ形成されている。ここで、各係止突起20は、鋼板ピース31の一部を次述するパンチ40で加圧することで絞り成形され、図3に示すように一端有底の箱形構造をなしている。そして、係止突起20は、鋼板30における積層方向の一方の面から突出して、その係止突起20の裏側には、本発明に係る係止凹所22が陥没形成されている。
【0012】
ここで、パンチ40は、図5に示すように全体として扁平なブロック状をなしている。詳細には、パンチ40は、図示しないダイに向かって先細り形状をなし、扁平方向における厚さが、基端部40Kから先端部40Sに向かうに従って小さくなっている。そして、パンチ40の連続した2つの平坦な側面41,41が交わる角部42は丸みを帯びるように面取りされている。即ち、パンチ40の断面形状は、4つの角部が丸みを帯びた長方形をなしている。そして、このパンチ40とダイ(図示せず)の間に鋼板ピース31を挟んだ状態でパンチ40をダイに突入させることで、鋼板ピース31の一部がパンチ40に押圧され係止突起20が絞られる。そして、係止突起20及び係止突起20の裏側に形成された係止凹所22は、図2に示すように、鋼板ピース31の積層方向から見たときの形状がパンチ40の断面形状に対応して角部21が丸みを帯びた長方形となる。
【0013】
図2に示すように、略円弧部15には、係止突起20(係止凹所22)がティース12との交差部分を挟んで両側にそれぞれ配置されかつ、係止突起20(係止凹所22)の1対の長辺がステータコア10の径方向で対向した向きになっている。これに対し、ティース12には、係止突起20(係止凹所22)が、脚部13のほぼ中央部分に配置され、係止突起20(係止凹所22)の1対の長辺が、脚部13の幅方向(図2の左右方向)で並んだ向きになっている。なお、略円弧部15のうちティース12との交差部分には、ステータコア10に組み付けられる部品を位置決めするためのピン孔23が貫通形成されている。
【0014】
図4に示すように、複数の鋼板ピース31は積層されると、一の鋼板ピース31の係止突起20が、他の鋼板ピース31の係止凹所22に押し込まれ、これにより複数の鋼板ピース31が積層された状態に保持される。そして、所定複数の鋼板ピース31が積層されてコアピース25が形成され、そのコアピース25のティース12に電磁コイルを巻回してからコアピース25を合体してステータコア10とし、そのステータコア10を図示しない円筒ケース内に嵌合固定することで、モータのステータが構成される。そして、そのステータの内側に図示しないロータを挿入して回転可能に軸支することで、モータが構成される。
【0015】
ここで、積層された各鋼板ピース31は、脚部13に形成された係止突起20(係止凹所22)の短辺及び、略円弧部15に形成された係止突起20(係止凹所22)の長辺により、ステータコア10の径方向に対する位置決めがなされ、また、脚部13に形成された係止突起20(係止凹所22)の長辺及び、略円弧部15に形成された係止突起20(係止凹所22)の短辺により、ステータコア10の径方向と直交する方向に対する位置決めがなされている。これにより、鋼板ピース31同士の位置決め精度が向上する。詳細には、鋼板ピース31同士ををその積層方向(ステータコア10の軸方向)で精度よく合致させることができ、コアピース25の捻れが防止できる。
【0016】
さて、モータを駆動するためにティース12に巻回された電磁コイルが励磁されると、磁束がティース12内をその長手径方向に沿って延びた状態になる。ここで、鋼板ピース30のうち係止突起20(係止凹所22)の近傍部分は、係止突起20を形成する際に残留応力が発生し磁気抵抗が高くなる。しかしながら、本実施形態のステータコア10では、係止凹所22を鋼板30の積層方向から見たときに、係止凹所22の角部21が丸みを帯びるように構成されたので、従来のコア(鋼板の一部を1対の切断線で切断し、その切断線の間の部分を山形に屈曲させて係止突部を形成したもの)に比較して係止突起20(係止凹所22)の近傍(特に、角部21)における残留応力が低減され、その部分での磁気飽和を抑えることができる。これにより、従来のコアに比較して鋼板ピース31の磁気特性(具体的には、鉄損)が向上し、モータの温度上昇や効率低下を防ぐことができる。
【0017】
[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0018】
(1)前記実施形態では、係止突起20及び係止凹所22を鋼板30の積層方向から見たときの形状を、角部21が丸みを帯びた長方形としていたが、角部が丸みを帯びた正方形でもよい。
【0019】
また、パンチ45の断面形状を、図6の(A)に示すように長円形として、図6の(B)に示すように、鋼板30の積層方向から見たときの係止突起20及び係止凹所22の形状を長円形状(平行な直線24,24の両端部を半円弧状の湾曲線26,26で繋いだ形状)としてもよい。このような構成とした場合、積層された各鋼板ピース31は、略円弧部15に形成された係止突起20(係止凹所22)の直線部分により、ステータコア10の径方向に対する位置決めがなされ、また、脚部13に形成された係止突起20(係止凹所22)の直線部分により、ステータコア10の径方向と直交する方向に対する位置決めがなされる。さらに、係止突起20及び係止凹所22の形状を長円形状として、半円弧状の湾曲線26,26を備えるようにしたので、この湾曲線26,26部分での残留応力の発生が小さく、係止突起20及び係止凹所22の形状を角部が丸みを帯びた矩形状とした場合に比べて磁気飽和がさらに生じ難い。これにより、重なり合った鋼板ピース31同士の位置決め精度を向上しつつ従来のコアよりも磁気特性をより向上することができる。
【0020】
(2)前記実施形態では、ブラシレスモータのステータコア10に本発明を適用したものを例示したが、ロータに巻線を備えたモータにおいて、そのロータコアに本発明を適用してもよい。また、発電機のステータコア又はロータコアに本発明を適用してもよい。
【0021】
(3)前記実施形態では、ティース12に対して係止突起20(係止凹所22)は1対の長辺がティース12の幅方向で並ぶように配置されていたが、図7に示すように1対の長辺がティース12の幅方向に延びるように係止突起20(係止凹所22)を配置してもよい。このとき、係止突起20(係止凹所22)は、脚部13ではなく先端幅広部14に配置することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の一実施形態に係るステータコアの平面図
【図2】鋼板ピースの平面図
【図3】鋼板ピースの側断面斜視図
【図4】鋼板ピースの側断面図
【図5】パンチを示す図
【図6】変形例1に係る(A)パンチを示す図(B)鋼板ピースの平面図
【図7】変形例3の鋼板ピースの平面図
【図8】従来のコアの平面図
【符号の説明】
【0023】
10 ステータコア
20 係止突起
21 角部
22 係止凹所
30 鋼板
31 鋼板ピース
40,45 パンチ
42 角部




 

 


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