JPH11187594A - 分割固定子鉄心及び電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻加工、曲げ加工によりヨーク部を形成する
場合、或いは巻加工、曲げ加工によりティース部を形成
する場合に寸法精度の向上を図る。 【解決手段】 帯状鋼板１７を、幅狭部１８と幅広部１
９とを交互に連結して構成する。幅狭部１８は直線形状
とし、幅広部１９は、内周面１９ａ及び外周面１９ｂ
を、帯状鋼板７の環状中心を中心とする円弧面状とす
る。そして、前記帯状鋼板１７を巻加工によりヨーク部
を形成する場合は、前記幅狭部１８のみを塑性変形す
る。このため、塑性変形によるストレスが少なく、ヨー
ク部の残留応力を小さくできるので、ヨーク部の真円度
が損なわれることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヨーク部の内周部
にティース部を連結してなる分割固定子鉄心及びこのよ
うな分割固定子鉄心を備えた電動機に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】モータの固定子鉄心と
して、例えば環状をなすヨーク部の内周部に、ティース
部を連結する構成の分割鉄心がある。この場合、ヨーク
部及びティース部は、それぞれ型抜鋼板を積層して構成
することが従来より行われている。しかし、この場合
は、型抜鋼板を打ち抜く際に、打ち抜かれて無駄となる
部分が多いため、材料取りの効率が悪いという欠点があ
った。

【０００３】そこで、このような材料の無駄を解消する
構成として、例えば、図９に示すような、所定長さ寸法
の帯状鋼板を積層すると共に曲げ加工して、ヨーク部や
ティース部を形成する方法や、図１０に示すような、帯
状鋼板を環状に塑性変形させながら積層していくいわゆ
る巻加工によりヨーク部やティース部を形成する方法が
採用されている。

【０００４】図１１（ａ）は、曲げ加工によりティース
部を形成する場合における、帯状鋼板１の一例を示して
いる。この帯状鋼板１は、ティース形成部２を連結部３
で連結して構成されている。そして、前記帯状鋼板１を
多数枚積層した状態で、前記連結部３が内周側に位置す
るように環状に塑性変形することによりティース部が形
成される。

【０００５】一方、図１２（ａ）は、曲げ加工によりヨ
ーク部を形成する場合における帯状鋼板４の一例を示し
ている。この帯状鋼板４は、一方側にティース部が嵌合
される嵌合凹部５が形成されている。そして、前記帯状
鋼板４を多数枚積層した状態で、前記嵌合凹部５が内周
側に位置するように環状に塑性変形することによりヨー
ク部が形成される。

【０００６】ところが、ティース部及びヨーク部のいず
れを形成する場合も、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に
示すように、直線状をなす帯状鋼板１，４を環状に塑性
変形するため、帯状鋼板１，４全体にストレスがかか
る。そのため、ティース部においては、塑性変形する際
に、部分的に歪んだり伸長したりして各ティースピッチ
に誤差が生じたり、また、残留応力によりティース部の
内周面の真円度が悪化する等、寸法精度が不安定になる
という欠点があった。また、ヨーク部においても、上記
ティース部と同様に、残留応力により真円度が悪化する
等、寸法精度が不安定となるという欠点があった。この
ような欠点は、巻加工によりティース部やヨーク部を形
成する場合も同様である。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その第１の目的は、巻加工、曲げ加工によりヨーク
部を形成する場合に、寸法精度の向上を図り得る分割固
定子鉄心を提供するにあり、第２の目的は、巻加工、曲
げ加工によりティース部を形成する場合に、寸法精度の
向上を図り得る分割固定子鉄心を提供するにあり、第３
の目的は、巻加工、曲げ加工により形成されたヨーク部
及びティース部から分割固定子鉄心を構成する場合に、
寸法精度の向上を図り得る電動機を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
分割固定子鉄心は、凹部が略等間隔に形成された帯状鋼
板を前記凹部が内周側になるように環状に塑性変形する
と共にこの環状部を積層することにより構成されたヨー
ク部と、このヨーク部の内周面に前記凹部により形成さ
れた嵌合凹部に連結されたティース部とからなり、前記
帯状鋼板を、凹部が形成されて幅狭となる幅狭部と、該
幅狭部間に設けられた略円弧状の幅広部とから構成し、
前記幅狭部を塑性変形することにより前記ヨーク部を構
成したところに特徴を有する。

【０００９】このような構成によれば、帯状鋼板のうち
の幅狭部のみを塑性変形することによりヨーク部を構成
することができる。しかも、帯状鋼板全体を環状に塑性
変形する従来の場合と比べて、幅狭部を塑性変形するこ
とにより加わるストレスは小さいため、塑性変形後のヨ
ーク部の残留応力を極力小さく抑えることができ、その
結果、ヨーク部の真円度を極力保持することができる。

【００１０】この場合、前記幅狭部を、周方向両端部か
ら中央部に向かって順次幅狭となるように形成すると、
幅狭部を塑性変形する際のストレスが、幅狭部の中でも
特に幅狭な中央部に集中させることができる（請求項２
の発明）。また、前記幅広部を、その内周面及び外周面
が前記帯状鋼板を環状に塑性変形したときの環状中心を
中心とする円弧面状とすることも良い構成である（請求
項３の発明）。

【００１１】本発明の請求項４記載の分割固定子鉄心
は、一端部に張出部を有するＴ字状のティース形成用の
多数の突片部を互いに張出部の先端部で連結してなる帯
状鋼板を、前記張出部が内周側になるように環状の塑性
変形させると共にこの環状部を積層することにより構成
されたティース部と、このティース部の外周部に連結さ
れる環状をなすヨーク部とからなり、隣接する前記張出
部を連結する連結部を、前記張出部の幅寸法よりも幅狭
になるように構成すると共に、前記ティース部を、前記
帯状鋼板のうちの前記連結部を塑性変形することにより
構成したところに特徴を有する。

【００１２】このような構成によれば、帯状鋼板のうち
の連結部のみを塑性変形することによりティース部を構
成できる。このとき、前記連結部は張出部よりも幅狭と
されているため、塑性変形によるストレスが比較的小さ
くなる。そのため、帯状鋼板全体を環状に塑性変形させ
てティース部を構成していた従来と異なり、ティース部
の残留応力を小さく抑えることができ、その結果、ティ
ース部の真円度が損なわれることを極力抑えることがで
きる。また、ティース部の各ティース間を連結する部分
が幅狭となるため、隣接するティースに漏れる磁束を少
なく抑えることができ、その結果、磁気特性の向上を図
ることができる。

【００１３】この場合、前記帯状鋼板のうちの張出部の
内周面を、前記帯状鋼板を環状に塑性変形したときの環
状中心を中心とする円弧面状とすると、固定子の内周部
に配設される回転子の外周面と、ティース部の内周側端
面との間の距離が略一定になり、コギングトルクを低減
することができる（請求項５の発明）。また、帯状鋼板
の突片部の外周面を、張出部の内周面と同一の曲率の円
弧面状とすることも良い構成である（請求項６の発
明）。

【００１４】そして、本発明の請求項７の電動機は、請
求項１ないし３のいずれかに記載されたヨーク部と、請
求項４ないし６のいずれかに記載されたティース部とか
らなる分割固定子鉄心を具備したところに特徴を有す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
１ないし図５を参照して説明する。まず、図５は、本実
施例に係る電動機たる内転形モータの固定子鉄心１１を
示している。この図５において、固定子鉄心１１は、円
環状をなすヨーク部１２の内周部に、環状をなすティー
ス部１３を連結することにより構成された分割固定子鉄
心からなる。前記ティース部１３は、例えば６個のティ
ース１４を備えていて、各ティース１４のティースヘッ
ド１４ａの両端部を連結部１５を介して連結した構成と
なっている。

【００１６】このとき、連結部１５は、ティースヘッド
１４ａの幅寸法（径方向長さ寸法）よりも幅狭に構成さ
れている。そして、ティースヘッド１４ａの内周面及び
外周面は、固定子鉄心１１の内周部に配設される回転子
（図示せず）の回転軸の軸心を中心とする円弧面状に形
成されている。これにより、ティースヘッド１４ａの内
周面は前記回転子の外周面に沿うように構成されてい
る。

【００１７】また、ヨーク部１２の内周部には、６個の
嵌合凹部１６が形成されており、これら嵌合凹部１６内
に前記ティース１３の外周側端部が嵌合するように構成
されている。このとき、ヨーク部１２のうちの嵌合凹部
１６が形成された部分（以下、ティース組部１２ａと称
する）が、その他の部分よりも非常に幅狭となるよう
に、前記嵌合凹部１６が形成されている。

【００１８】さて、上記ヨーク部１２は、図１に示す帯
状鋼板１７を巻加工することにより形成されている。こ
の帯状鋼板１７は、例えばケイ素鋼板をプレス加工する
ことにより形成されている。具体的には、帯状鋼板１７
は、幅狭部１８と幅広部１９とを交互に連結して構成さ
れている。前記幅狭部１８は、直線形状をなしている。
また、前記幅広部１９は、内周面１９ａ及び外周面１９
ｂが前記帯状鋼板１７を環状に塑性変形するときの環状
中心Ｏ１（図２参照）を中心とする円弧面状に形成され
ている。そして、前記幅狭部１８と、その両側の前記幅
広部１９とから囲まれた部分が、前記嵌合凹部１６形成
用の凹部２０を構成している。

【００１９】そして、ヨーク部１２を構成する場合、図
２に示すように、帯状鋼板１７を環状に塑性変形させ
る。このとき、幅狭部１８のみを塑性変形することによ
り、ヨーク部１２に対応した形状となる。

【００２０】一方、上記ティース部１３は、図３に示す
帯状鋼板２１を環状に塑性変形させながら積層していく
いわゆる巻加工により形成されている。この図３に示す
ように、帯状鋼板２１は、前記ティース形成用の突片部
２２と、この突片部２２の一端部両側に延びるティース
ヘッド形成用の張出部２３とからなるＴ字状部材２４を
連結部２５を介して多数個連結することにより構成され
ている。このとき、連結部２５は、長さ寸法及び幅寸法
が非常に小さく形成されている。また、張出部２３は、
ティースヘッド１４ａの形状に対応して内周面２３ａ及
び外周面２３ｂが円弧面状に形成されている。即ち、張
出部２３の内周面２３ａ及び外周面２３ｂは、帯状鋼板
２１を環状に塑性変形するときの環状中心Ｏ２（図４参
照）を中心とする円弧面状に形成されている。尚、張出
部２３の外周面２３ｂの両端部は内周面２３ａ側に傾斜
するように構成されており、以て張出部２３の両端部は
先細形状となっている。

【００２１】そして、ティース部１３を構成する場合
は、図４に示すように、帯状鋼板２１を環状に塑性変形
させる。このとき、連結部２５のみを曲げることによ
り、ティース部１３に対応した形状とすることができ
る。

【００２２】このように本実施例によれば、巻加工によ
りヨーク部１２を形成する際は、帯状鋼板１７の幅狭部
１８のみを塑性変形するように構成した。そのため、塑
性変形によりヨーク部１２の各部に加わるストレスを極
力抑えることができ、ひいては、残留応力が少なくする
ことができるので、寸法精度を向上することができる。
しかも、帯状鋼板１７の幅広部１９の内周面１９ａ及び
外周面１９ｂを環状中心Ｏ１を中心とする円弧面状とし
たため、幅狭部１８のみを塑性変形した場合であっても
ヨーク部１２の内周面及び外周面の真円度を保持するこ
とができる。

【００２３】また、巻加工によりティース部１３を形成
する際は、帯状鋼板２１のうちの幅狭な部分である連結
部２５のみを塑性変形するように構成した。そのため、
この場合も塑性変形によるストレスを極力抑えることが
できるので、ティース部１３の寸法精度を向上すること
ができる。しかも、張出部２３の内周面２３ａを環状中
心Ｏ２を中心とする円弧面状としたため、連結部２５の
みを塑性変形した場合であっても、ティースヘッド１３
ａの内周面の真円度を保持することができるので、コギ
ングトルクが増大することがない。そして、この場合、
連結部１５（２５）がティースヘッド１４ａの幅寸法よ
りも幅狭となり、断面積が小さくなるため、連結部１５
（２５）を介して隣接するティース１４に漏れる磁束数
を減らすことができるという効果も得られる。

【００２４】次に、図６及び図７は本発明の第２の実施
例を示しており、第１の実施例と異なるところを説明す
る。この第２の実施例では、ヨーク部１２のティース組
部１２ａの内周面が、周方向両端部から中央部に向かっ
て傾斜する傾斜面状に構成されている。従って、ティー
ス組部１２ａの中央部は両端部よりも幅狭となってい
る。その結果、嵌合凹部１６の形状が、図２に示す第１
実施例のものと異なっている。尚、嵌合凹部１６内にテ
ィース１４の先端部を連結したとき、嵌合凹部１６内に
はティース１４の先端部が嵌合されない略三角形状の間
隙が形成されるが、この間隙が固定子鉄心の性能に与え
られる影響は無視できるものである。

【００２５】そして、ヨーク部１２のティース組部１２
ａが上記構成となっていることに対応して、帯状鋼板１
７は、図７に示すような形状となっている。即ち、帯状
鋼板１７の幅狭部１８は、周方向両端部から中央部１８
ａに向かって順に幅狭となるように形成されている。そ
して、帯状鋼板１７を塑性変形することによりヨーク部
１２を構成する際には、幅狭部１８のうちの特に中央部
１８ａを塑性変形する。従って、塑性変形によるストレ
スは幅狭部１８の中央部１８ｂに集中する。そのため、
塑性変形によるストレスがヨーク部１２全体に及ぶこと
を確実に防止できる。

【００２６】尚、本発明は上記し且つ図面に示した実施
例に限定されるものではなく、例えば次のような変形が
可能である。上記第１及び第２の実施例では、巻加工に
よりヨーク部１２及びティース部１３を構成したが、所
定長さ寸法の帯状鋼板を積層すると共に、この積層鋼板
を環状に塑性変形するいわゆる曲げ加工によりヨーク部
１２及びティース部１３を形成するようにしても良い。

【００２７】また、本発明は、ヨーク部１２及びティー
ス部１３の両方を巻加工或いは曲げ加工により構成する
場合に限らず、ヨーク部１２或いはティース部１３のい
ずいれか一方のみを巻加工や曲げ加工により構成する場
合にも適用できる。

【００２８】更に、ティース部１３を曲げ加工により形
成する場合は、例えば図８に示すように、帯状鋼板３１
の突片部３２の先端面３２ａを、張出部３３の内周面３
３ａと同じ曲率の円弧面状にすると良い。この場合、多
数個の帯状鋼板３１を型抜きする際に、各帯状鋼板３１
の突片部３２の先端面３２ａを、隣接する帯状鋼板３１
の張出部３３の内周面３３ａに密接するように型抜きす
ることができるので、作業性が良い。また、本発明の分
割固定子鉄心は、電動機に限らず発電機にも適用でき
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、凹部が
略等間隔に形成された帯状鋼板を前記凹部が内周側にな
るように環状に塑性変形すると共にこの環状部を積層す
ることにより構成されたヨーク部と、このヨーク部の内
周面に前記凹部により形成された嵌合凹部に連結された
ティース部とからなる分割固定子鉄心において、前記帯
状鋼板を、凹部が形成されて幅狭となる幅狭部と該幅狭
部間に設けられた略円弧状の幅広部とから構成し、前記
幅狭部を塑性変形することにより前記ヨーク部を構成し
たので、塑性変形によりヨーク部に加わるストレスを極
力抑えることができる。そのため、ヨーク部全体の残留
応力を少なくすることができ、寸法精度を向上すること
ができる。

【００３０】また、本発明は、一端部に張出部を有する
Ｔ字状のティース形成用の多数の突片部を互いに張出部
の先端部で連結してなる帯状鋼板を、前記張出部が内周
側になるように環状に塑性変形させると共にこの環状部
を積層することにより構成されたティース部と、このテ
ィース部の外周部に連結される環状をなすヨーク部とか
らなる分割固定子鉄心において、隣接する前記張出部を
連結する連結部を、前記張出部の幅寸法よりも幅狭にな
るように構成し、前記ティース部を、前記帯状鋼板のう
ちの前記連結部を塑性変形することにより構成したの
で、塑性変形によりティース部に加わるストレスを極力
小さく抑えることができる。そのため、ティース部の真
円度が損なわることを極力防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すヨーク部形成用の
帯状鋼板の平面図

【図２】帯状鋼板を環状に塑性変形してヨーク部を形成
する様子を示す図

【図３】ティース部形成用の帯状鋼板の平面図

【図４】帯状鋼板を塑性変形してティース部を形成する
様子を示す図

【図５】固定子鉄心の平面図

【図６】本発明の第２の実施例を示す図５相当図

【図７】図１相当図

【図８】本発明の他の実施例を示し、ティース部形成用
の帯状鋼板を型抜きする様子を示す図

【図９】曲げ加工を説明するための図

【図１０】巻加工を説明するための図

【図１１】従来例を示す図３相当図（ａ）、図４相当図
（ｂ）

【図１２】図１相当図（ａ）、図２相当図（ｂ）

【符号の説明】

図中、１１は固定子鉄心（分割固定子鉄心）、１２はヨ
ーク部、１３はティース部、１５は連結部、１６は嵌合
凹部、１７は帯状鋼板（ヨーク部形成用）、１８は幅狭
部、２１，３１は帯状鋼板（ティース部形成用）、２０
は凹部を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹部が略等間隔に形成された帯状鋼板
   を、前記凹部が内周側になるように環状に塑性変形させ
   ると共にこの環状部を積層することにより構成されたヨ
   ーク部と、 このヨーク部の内周面に前記凹部により形成された嵌合
   凹部に連結されたティース部とからなる分割固定子鉄心
   において、 前記帯状鋼板は、凹部が形成されて幅狭となる幅狭部
   と、該幅狭部間に設けられた略円弧状の幅広部とからな
   り、前記幅狭部を塑性変形することにより前記ヨーク部
   を構成していることを特徴とする分割固定子鉄心。
2. 【請求項２】 前記幅狭部は、周方向両端部から中央部
   に向かって順次幅狭となるように形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の分割固定子鉄心。
3. 【請求項３】 前記幅広部は、内周面及び外周面が前記
   帯状鋼板を環状に塑性変形したときの環状中心を中心と
   する円弧面状をなしていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の分割固定子鉄心。
4. 【請求項４】 一端部に張出部を有するＴ字状のティー
   ス形成用の多数の突片部を互いに張出部の先端部で連結
   してなる帯状鋼板を、前記張出部が内周側になるように
   環状に塑性変形させると共にこの環状部を積層すること
   により構成されたティース部と、 このティース部の外周部に連結される環状をなすヨーク
   部とからなる分割固定子鉄心において、 隣接する前記張出部を連結する連結部は、前記張出部の
   幅寸法よりも幅狭になるように構成され、 前記ティース部は、前記帯状鋼板のうちの前記連結部を
   塑性変形することにより構成されていることを特徴とす
   る分割固定子鉄心。
5. 【請求項５】 前記帯状鋼板のうちの張出部の内周面
   は、前記帯状鋼板を環状に塑性変形したときの環状中心
   を中心とする円弧面状をなしていることを特徴とする請
   求項４記載の分割固定子鉄心。
6. 【請求項６】 前記帯状鋼板の突片部の外周面を、張出
   部の内周面と同一の曲率の円弧面状としたことを特徴と
   する請求項５記載の分割固定子鉄心。
7. 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかに記載され
   たヨーク部と、請求項４ないし６のいずれかに記載され
   たティース部とからなる分割固定子鉄心を具備したこと
   を特徴とする電動機。