JP3704029B2 - 始動用電動機の固定子 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等に用いられる始動用電動機の固定子に関し、特に折り曲げ可能な積層鉄心を有する始動用電動機の固定子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図14は従来の始動用電動機の固定子の構造を示す斜視図である。図15は固定子の平面図である。図16は固定子の組み立て工程を示す斜視図である。
図において、円筒形状のヨーク103の内側には、4個のポール104が配設されている。各々のポール104には、界磁用コイル107が装着されている。
【0003】
このような構成の従来の固定子において、ヨーク103は、板材を丸め加工して接合部を溶接することによって円筒形状のヨーク(「曲げヨーク部」)とされ、ヨーク103の軸方向端部に形成された、図示しないブラケットに勘合するインロー部106は、機械加工によって加工されていた。
【0004】
また、ポール104は、別工程にて、例えば鍛造等によって作製され、後でヨーク103に取り付けられていた。また、界磁用コイル107は、さらに別工程にて予め巻回され、さらにパウダーコーティング等により線間が予め絶縁処理されていた。
【0005】
このような構成の従来の固定子の組み立て方法は、まず、予め巻回され絶縁処理された界磁用コイル107がポール104に装着され、このようにされたポール104が、ヨーク103の取付穴103aに、かしめ又はネジ止め等によって取り付けられて行われていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成の始動用電動機の固定子においては、ヨーク103は、薄い板では機能的に不可であり所定の厚みが必要であった。そのため、厚い板材を大型のプレス機で切断し、徐々に丸め、円筒形となった後に、溶接機で溶接し、その後、精度を出すためにしごき加工をし、歪んでいる円筒を完全な円筒として作製されていた。その後、軸方向端部のインロー部106の機械加工、及び取付穴103a穴加工がされていた。
【0007】
このように作製する従来のいわゆる「曲げヨーク部」の製造には、大型プレス機、溶接機、表面処理装置、外径しごき機、旋盤、穴あけ機、塗装機等多くの専用設備が必要であった。そして、作製には多くの工程が有り、また各機械は、大型であるので、製造コストが高くなり、問題であった。
【0008】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、製造コストを低くすることができる始動用電動機の固定子を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る始動用電動機の固定子は、ヨーク部とポール部を有する複数の板状部材が帯状に配列され、隣り合う板状部材のヨーク部の端部が重なるように積層されて連結され、ポール部が中心側となるように連結部を屈曲させて環状となり、展開時、少なくとも概略直線状となることが可能な積層鉄心を、固定子に用いた始動用電動機において、ポール部とポール部に巻装される巻線との間に、樹脂モールド製法によってポール部と一体化された樹脂製の巻枠が設けられている。
【0010】
また、巻枠の軸方向端部には、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。
【0012】
また、積層鉄心の外周部に円筒形状の第2のヨークが設けられている。
【0013】
また、第2のヨークの軸方向長さが、積層鉄心の軸方向長さよりも短くされて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。
【0014】
また、第2のヨークの軸方向長さが、積層鉄心の軸方向長さよりも長くされて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。
【0015】
また、第2のヨークは、クリンチ製法によって作製されている。
【0016】
また、積層鉄心の軸方向端部の外周部に段差が設けられて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。
【0017】
また、段差は、外径の異なる2種の積層鉄心が重ねられて形成されている。
【0018】
また、段差は、積層鉄心の外周部が機械加工されて形成されている。
【0019】
さらに、積層鉄心の軸方向端部に段差のあるリング状部材が設けられている。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。また、図2から図6は各々固定子の製造工程を示す平面図であり、図2は薄板が円形に積層されて固定子鉄心が作製される様子を示す平面図である。図3は薄板が直線状に積層されて固定子鉄心が作製される様子を示す平面図である。図4はポール部の周囲に樹脂製の巻枠が形成される様子を示す平面図である。図5は巻枠に界磁用巻線が巻装される様子を示す平面図である。図6は固定子鉄心が円筒形に丸められ接合部が溶接される様子を示す平面図である。
【0021】
本実施の形態の固定子鉄心1は、一般に「折り曲げコア」と呼ばれるもので、例えば特開2000−116075号公報に開示されている様に、珪素鋼板等の薄板がプレスによる抜きかしめで積層することによって形成され、ヨーク部3とポール部4が一体で構成される。
【0022】
すなわち、ヨーク部3とポール部4を有する複数の板状部材が帯状に配列され、隣り合う板状部材のヨーク部3の端部が重なるように積層されて連結されている。連結部においては、片面が凸、他面が凹のものが順次重ねられて積層されてゆく、そのため、連結部において屈曲可能であり、ポール部4が中心側となるように連結部を屈曲させて環状となる。一方、展開時には、ポール部4が外側に放射状となるように屈曲可能で、巻線を容易にすることができる。
【0023】
図2から図6に沿って製造方法を説明する。
図2において、ヨーク部3とポール部4は一体に形成され、上述のように抜きかしめにより積層される。この時、各々のヨーク部3は、図3に示される様に、少なくとも直線状に展開可能とされる為に、いくつかの連結部2を介して連結される。ヨーク部3は、各々、この連結部2を中心に回動可能である。
なお、積層される際には、図2に示される様に円形に配列されても、図3に示される様に直線状に配列されてもどちらでも良い。
【0024】
このようにして積層された後に、図4に示すように、ポール部4の周囲に樹脂製の巻枠5が樹脂モールド製法によって形成される。このとき、巻枠5の軸方向端部には、図示しないブラケットと勘合するインロー部6が合わせて形成される。インロー部6は、すなわち、全周にわたって形成される段差である。
【0025】
その後、図5に示す工程で、ポール部4に形成された巻枠5に界磁用巻線7が巻装される。界磁用巻線7の巻装完了後、図6に示す工程で、固定子鉄心1が円筒形に丸められ、接合部となる両端の当接箇所が、レーザ溶接等によって溶接される。
【0026】
このような構成の本実施の形態の始動用電動機の固定子においては、固定子鉄心1は、展開時、少なくとも概略直線状となることが可能であり、ポール部4には、樹脂製の巻枠5が設けられているので、ポール部4に界磁用巻線7を直接巻線可能である。巻枠5によって、界磁用巻線7が直接ポール部4に接触することが無いので、巻線の絶縁皮膜が傷つくことなく絶縁性が向上する。また、絶縁皮膜のない巻線を線間部材(例えば絶縁紙)等を挟みながら巻装することも可能である。
【0027】
また、固定子鉄心1は、積層鉄心であるので、作製時に大型機械が不要となり、汎用プレス、成形機、巻線機等、簡単な設備で作製することが可能になり、製造コストを下げることができる。
【0028】
また、本実施の形態においては、巻枠5の軸方向端部には、図示しないブラケットに勘合するインロー部6が形成されている。インロー部6をモールド製法で作製する巻枠5に同時に形成したので、従来の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0029】
尚、本実施の形態においては、界磁用巻線7は、固定子鉄心1を概略直線状に展開した状態で巻装される。巻線が細いものであれば、このように直線状に展開した状態でよいが、太い巻線であれば、ポール部4が外側に概略放射状となるよう直線以上に広げた状態とされても良い。
【0030】
また、本実施の形態においては、インロー部6は、全周にわたって形成されているが、もちろん巻枠部5の部分だけであっても良い。全周にわたって形成されておれば、勘合が確実とされ、一方、巻枠部5の部分だけであれば、製造が容易となる。
【0031】
実施の形態2.
図7はこの発明の実施の形態2の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。また、図8は実施の形態2の固定子の製造工程を示す斜視図である。本実施の形態においては、ポール部4に樹脂モールド製法によって形成される巻枠5に、インロー部は形成されていない。
【0032】
そして、本実施の形態においては、図8に良く示される様に、積層鉄心1の外周部に積層鉄心1より軸方向の長さが短い円筒形の第2のヨーク8が組み合わされている。そして、積層鉄心1と第2のヨーク8の段差が、図示しないブラケットと組み合わせるためのインロー部6となっている。
【0033】
このような構成の本実施の形態の始動用電動機の固定子においては、積層鉄心1の外周部に円筒形状の第2のヨーク8が設けられている。そのため、第2のヨーク8の径方向の厚さを変えれば、積層鉄心1の金型を変更することなく、ヨーク全体の厚さを変えられるので、多数の機種に適合する最適な厚さを得ることができ、材料の無駄がなくなる。
【0034】
また、第2のヨーク8の軸方向長さが、積層鉄心1の軸方向長さよりも短くされて、ブラケットに勘合するインロー部6が形成されており、従来のインロー部作製の為の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0035】
尚、円筒形の第2のヨーク8は、クリンチ部9を有するクリンチ製法によって作製されている。円筒形の第2ヨーク8の内径を、積層鉄心の外径よりも小さくなるようにクリンチしておき、スプリングバックを利用して、積層鉄心1に固定しても良い。
【0036】
実施の形態3.
図9はこの発明の実施の形態3の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。本実施の形態においては、実施の形態2と同様に、ポール部4に樹脂モールド製法によって形成される巻枠5に、インロー部は形成されていない。
【0037】
そして、本実施の形態においては、図9に示される様に、積層鉄心1の外周部に積層鉄心1より軸方向の長さが長い円筒形の第2のヨーク18が組み合わされている。そして、積層鉄心1と第2のヨーク18の段差が、図示しないブラケットと組み合わせるためのインロー部6となっている。
【0038】
このような構成の本実施の形態の始動用電動機の固定子においては、また、第2のヨーク18の軸方向長さが、積層鉄心1の軸方向長さよりも長くされて、ブラケットに勘合するインロー部6が形成されており、従来のインロー部作製の為の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0039】
実施の形態4.
図10はこの発明の実施の形態4の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。本実施の形態においては、実施の形態2と同様に、ポール部4に樹脂モールド製法によって形成される巻枠5に、インロー部は形成されていない。
【0040】
そして、本実施の形態においては、図10に示される様に、積層鉄心1の軸方向端部の外周部に段差が設けられて、ブラケットに勘合するインロー部6が形成されている。段差の高さは、端部に配置する薄板を、必要に応じて外径の小さい所定枚数の薄板とすることにより調整することができる。すなわち、外径の異なる2種の積層鉄心を用いて、外周部に段差を形成する。
【0041】
尚、外径が端部に至るまで一定の積層鉄心1を、たとえば、旋盤などによって機械加工し、インロー部となる段差を形成しても良い。
【0042】
実施の形態5.
図11はこの発明の実施の形態5の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。また、図12は実施の形態5の固定子の製造工程を示す斜視図である。図13は実施の形態5の始動用電動機の断面図である。本実施の形態においては、実施の形態2と同様に、ポール部4に樹脂モールド製法によって形成される巻枠5に、インロー部は形成されていない。
【0043】
そして、本実施の形態においては、積層鉄心1の軸方向の両端部に、断面クランク状の段差を有するリング状部材10をはめ込み、このリング状部材10の有する段差を、両端部に連結される2個のブラケット11と組み合わせるためのインロー部6としている。
【0044】
リング状部材10は、板金プレス等により作製される。このリング状部材10は、通しボルト12によってブラケット11と積層鉄心1を挟み込み、所定の位置に固定される。そのため、リング状部材10は、あらかじめ積層鉄心1と接合しておく必要はない。
【0045】
【発明の効果】
この発明に係る始動用電動機の固定子は、ヨーク部とポール部を有する複数の板状部材が帯状に配列され、隣り合う板状部材のヨーク部の端部が重なるように積層されて連結され、ポール部が中心側となるように連結部を屈曲させて環状となり、展開時、少なくとも概略直線状となることが可能な積層鉄心を、固定子に用いた始動用電動機において、ポール部とポール部に巻装される巻線との間に、樹脂製の巻枠が設けられている。このようなことから、樹脂製の巻枠が設けられているので、ポール部に界磁用巻線を直接巻線可能である。そして、巻枠によって、界磁用巻線が直接ポール部に接触することが無いので、巻線の絶縁皮膜が傷つくことなく絶縁性が向上する。さらには、積層鉄心を用いたことにより、大型機械が不要となり、汎用プレス、成形機、巻線機等、簡単な設備で作製することが可能になり、製造コストを下げることができる。
【0046】
また、巻枠の軸方向端部には、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。このようなことから、 インロー部を巻枠に形成したので、形成が容易となり、製造コストを下げることができる。
【0047】
また、巻枠は、樹脂モールド製法によって作製されている。このようなことから、インロー部をモールド製法で作製する巻枠に同時に形成したので、従来の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0048】
また、積層鉄心の外周部に円筒形状の第2のヨークが設けられている。そのため、第2のヨークの径方向の厚さを変えれば、積層鉄心の金型を変更することなく、ヨーク全体の厚さを変えられるので、多数の機種に適合する最適な厚さを得ることができ、材料の無駄がなくなる。
【0049】
また、第2のヨークの軸方向長さが、積層鉄心の軸方向長さよりも短くされて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。そのため、従来のインロー部作製の為の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0050】
また、第2のヨークの軸方向長さが、積層鉄心の軸方向長さよりも長くされて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。そのため、従来のインロー部作製の為の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0051】
また、第2のヨークは、クリンチ製法によって作製されている。そのため、円筒形の第2ヨークの内径を、積層鉄心の外径よりも小さくなるようにクリンチしておき、スプリングバックを利用して、積層鉄心に固定すれば、両者を容易に固定することができる。
【0052】
また、積層鉄心の軸方向端部の外周部に段差が設けられて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている。そのため、従来のインロー部作製の為の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。
【0053】
また、段差は、外径の異なる2種の積層鉄心が重ねられて形成されている。そのため、従来のインロー部作製の為の機械加工が不用になり、製造コストを下げることができる。また、段差の高さは適宜枚数を変更して調整することができる。
【0054】
また、段差は、積層鉄心の外周部が機械加工されて形成されている。そのため、従来のインロー部作製の為の機械加工より加工が容易となり、製造コストを下げることができる。
【0055】
さらに、積層鉄心の軸方向端部に段差のあるリング状部材が設けられている。そのため、リング状部材は薄板で構成できるので、インロー部を機械加工して設けた場合と比較して、ブラケットの外径を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。
【図2】 薄板が円形に積層されて固定子鉄心が作製される様子を示す平面図である。
【図3】 薄板が直線状に積層されて固定子鉄心が作製される様子を示す平面図である。
【図4】 ポール部の周囲に樹脂製の巻枠が形成される様子を示す平面図である。
【図5】 巻枠に界磁用巻線が巻装される様子を示す平面図である。
【図6】 固定子鉄心が円筒形に丸められ接合部が溶接される様子を示す平面図である。
【図7】 この発明の実施の形態2の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。
【図8】 この発明の実施の形態2の固定子の製造工程を示す斜視図である。
【図9】 この発明の実施の形態3の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。
【図10】 この発明の実施の形態4の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。
【図11】 この発明の実施の形態5の始動用電動機の固定子を示す全体斜視図である。
【図12】 この発明の実施の形態5の固定子の製造工程を示す斜視図である。
【図13】 この発明の実施の形態5の始動用電動機の断面図である。
【図14】 従来の始動用電動機の固定子の構造を示す斜視図である。
【図15】 従来の固定子の平面図である。
【図16】 従来の固定子の組み立て工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 積層鉄心(固定子鉄心)、2 連結部、3 ヨーク部、4 ポール部、5巻枠、6 インロー部、7 界磁巻線(巻線)、8,18 第2のヨーク、9クリンチ部、10 リング状部材、11 ブラケット、12 通しボルト。
Claims (10)
- ヨーク部とポール部を有する複数の板状部材が帯状に配列され、隣り合う上記板状部材の上記ヨーク部の端部が重なるように積層されて連結され、上記ポール部が中心側となるように連結部を屈曲させて環状となり、展開時、少なくとも概略直線状となることが可能な積層鉄心を、固定子に用いた始動用電動機において、
上記ポール部と該ポール部に巻装される巻線との間に、樹脂モールド製法によって前記ポール部と一体化された樹脂製の巻枠が設けられている
ことを特徴とする始動用電動機の固定子。 - 上記巻枠の軸方向端部には、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記積層鉄心の外周部に円筒形状の第2のヨークが設けられている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記第2のヨークの軸方向長さが、上記積層鉄心の軸方向長さよりも短くされて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記第2のヨークの軸方向長さが、上記積層鉄心の軸方向長さよりも長くされて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記第2のヨークは、クリンチ製法によって作製されている
ことを特徴とする請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記積層鉄心の軸方向端部の外周部に段差が設けられて、ブラケットに勘合するインロー部が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記段差は、外径の異なる2種の上記積層鉄心が重ねられて形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記段差は、上記積層鉄心の外周部が機械加工されて形成されている
ことを特徴とする請求項7に記載の始動用電動機の固定子。 - 上記積層鉄心の軸方向端部に段差のあるリング状部材が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の始動用電動機の固定子。
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