JPH06178472A

JPH06178472A - 電動機の固定子

Info

Publication number: JPH06178472A
Application number: JP32694292A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Uchida; 裕之内田; Hideyoshi Asaba; 栄喜朝場; Isao Kariya; 功仮屋; Hidetoshi Uematsu; 秀俊植松
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1992-12-07
Filing date: 1992-12-07
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】複数の薄板の積層鉄心組立時の変形に起因し
た電動機外周構造における隙間の発生を防止して、電動
機の防塵性及び防水性を維持可能な固定子を提供する。【構成】積層鉄心１０を形成する薄板１２は、内縁部
に周設される複数の巻線用スロット１４と、角部に形成
されるロッド孔１６と、隣合うロッド孔１６の略中間位
置に周方向へ１つおきに、軸方向一端面から突設される
凸部１８とを備える。薄板１２の他端面には、各凸部１
８の丁度裏側に凸部１８と略同一輪郭の凹部が形成され
る。積層鉄心１０は、複数の薄板１２のそれぞれの凸部
１８と凹部２０とを相互に圧入嵌合することにより、積
層、形成される。薄板１２の、各凸部１８の半径方向外
側部分には、切開部２２が貫通形成される。切開部２２
は、鉄心組立時に薄板１２の凸部周辺に生じる変形を、
積層鉄心１０の外周縁領域に伝播させないように作用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電動機の固定子に関し、
特に、高透磁率材料の複数の薄板の積層体からなる積層
鉄心を用いた電動機の固定子の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、直流電動機の電機子、同期電動
機の固定子、誘導電動機の固定子及び回転子等、磁束が
交番する磁路には、渦電流の発生を防止して鉄損を低減
するために、珪素鋼板等の高透磁率材料の複数の薄板を
軸方向へ積層して形成された積層鉄心が使用される。従
来、積層鉄心を形成する際の薄板積層作業を容易にする
目的で、相互嵌合可能な寸法を有した複数の凸部及び凹
部を、薄板の軸方向各端面に、それぞれ対応位置に形成
することが知られている。積層時には、隣接する薄板間
で対向する端面のそれぞれの凸部と凹部とを相互に圧入
嵌合することにより、複数の薄板を相互係止することが
できる。これらの凸部及び凹部は、例えば、薄板の打抜
き加工工程において深絞り加工を実施することにより、
薄板の両端面に同時形成することができる。電動機の固
定子においては、このようにして形成した積層鉄心を、
その軸方向両端に配置した一対の支持部材によって挟持
し、さらに各支持部材及び積層鉄心を軸方向へ貫通する
締結棒部材によって一体に締結、固定した構造が周知で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の積層鉄心は、複
数の薄板を積層する際に、隣接する各薄板のそれぞれの
凸部と凹部とを圧入嵌合するべく、加圧機械によって各
薄板間に所定圧力が加えられる。このとき、成形時の加
工誤差等により一方の薄板の凸部の突出長さが他方の薄
板の凹部の深さより短い場合、各薄板の対向端面が相互
接触した時点で、嵌合した凸部先端面と凹部底面との間
に空隙が残される。この状態でさらに圧力を加えると、
凸部先端面と凹部底面との空隙を埋める方向へ応力が集
中し、各薄板の凸部周辺が凸部突出方向へ局部的に***
変形する。電動機の固定子にこの積層鉄心を使用する場
合、このような薄板の変形は、各薄板間ではそれぞれに
略同様の変形を生じるので問題とならないが、鉄心とそ
の両端の支持部材との間の、本来は締結により密着すべ
き相互接触部分に必然的に隙間を形成することになる。
特に、固定子を包囲するハウジングを持たない電動機の
場合、鉄心と各支持部材との相互接触部分はその外周部
を電動機の外部空間に露出するので、そこに形成された
隙間は、電動機の防塵性及び防水性を劣化させる要因と
なる。

【０００４】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
ために鋭意、工夫改善を施したものであり、その目的
は、積層鉄心からなる電動機の固定子において、積層鉄
心を形成する複数の薄板の鉄心組立時の変形に起因した
電動機外周構造における隙間の発生を防止し、以て電動
機の防塵性及び防水性を維持することができる固定子を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、軸方向の一端面に複数の凸部を、かつ他
端面に複数の凹部を備えた高透磁率材料の複数の薄板
を、隣接する薄板間で対向する端面のそれぞれの凸部と
凹部とを相互に圧入嵌合して積層、形成した積層鉄心か
らなる電動機の固定子において、積層鉄心を形成する薄
板が、複数の凸部の各々の半径方向外側部分に軸方向へ
貫通する切開部を備えることを特徴とする電動機の固定
子を提供する。

【０００６】

【作用】隣接する薄板間で対向する端面のそれぞれの凸
部と凹部とを圧入嵌合する際に、凸部の長さと凹部の深
さとの相違によって生じる凸部周辺の撓曲変形は、凸部
の半径方向外側部分に切開部を設けたことにより、切開
部の外側、したがって薄板の外周縁に沿った所定領域へ
の伝播が回避される。すなわち、凸部周辺の撓曲変形は
切開部よりも半径方向内側の部分でのみ生じることにな
る。したがって、積層鉄心をその軸方向両端から挟持す
る各支持部材は、積層鉄心の軸方向両端面の変形を生じ
ない外周縁領域に、隙間を形成することなく接触、固定
することができる。それにより、電動機の高度な防塵性
及び防水性が確保される。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面に示した好適な実施例に基づ
き、本発明をさらに詳細に説明する。図面を参照する
と、図１は、本発明の実施例による電動機の固定子を構
成する積層鉄心１０の、積層要素である１つの薄板１２
を平面図で示し、図２はこの薄板１２を、厚み方向へや
や拡大した断面図で示す。薄板１２は、珪素鋼板等の高
透磁率材料からなり、打抜き加工によって、略八角形の
外輪郭と内縁部に周設される複数の巻線用スロット１４
とを有した環板状に形成される。薄板１２の８つの角部
には、積層鉄心１０とその軸方向両端に配置される各支
持部材とを固定する締結棒部材（タイロッド）用のロッ
ド孔１６が、外周縁とスロット１４の底部との間で軸方
向へ貫通形成される。薄板１２の隣合うロッド孔１６の
略中間部分には、周方向へ１つおきに、軸方向の一端面
から突出する凸部１８が設けられる。各凸部１８は、薄
板１２の打抜き加工工程における深絞り加工によって形
成される。したがって、薄板１２の他端面には、各凸部
１８の丁度裏側に凸部１８と略同一輪郭の凹部２０が形
成される。

【０００８】さらに薄板１２は、各凸部１８の半径方向
外側部分に、軸方向へ貫通する切開部２２を備える。切
開部２２は、薄板１２の打抜き加工工程において凸部１
８及び凹部２０の形成後に、凸部１８に隣接して刻設さ
れる。切開部２２の周方向長さは、好ましくは凸部１８
の周方向長さより長く形成される。また、切開部２２の
半径方向長さ又は切開口形状は、薄板１２の形状、寸法
に応じて適宜設定できる。すなわち切開部２２は、図１
に示すような矩形孔でも良いし、図６に示す三角孔や、
他の長円孔等でも良い。或いは、切開部２２を、半径方
向長さを殆ど有しないスリットとして形成することもで
きる。

【０００９】凸部１８及び凹部２０は、薄板１２上で、
上記以外の様々な位置に設けることができる。しかしな
がら、積層鉄心１０の組立時に嵌合圧力を均等に受ける
ことができるよう、軸線に関し対称な位置に配置するこ
とが望ましい。いずれの場合も切開部２２は、各凸部１
８の半径方向外側部分に所定の周方向長さを有して形成
される。

【００１０】図３は、上記の薄板１２の積層体からなる
積層鉄心１０を固定子として使用した電動機の、固定構
造部分を断面図で示す。積層鉄心１０は、複数の薄板１
２を、隣接する薄板１２間で対向する端面のそれぞれの
凸部１８と凹部２０とを相互に圧入嵌合することによ
り、積層、形成される。積層鉄心１０は、各スロット１
４に巻線２４が巻設され、さらに軸方向両端から一対の
支持部材、すなわち負荷側のフランジ２６及び反負荷側
のエンドベル２８によって挟持される。その後、フラン
ジ２６、積層鉄心１０、及びエンドベル２８が、複数の
タイロッド３０によって一体に締結、固定される。

【００１１】図３にやや誇張して、かつ図４に部分的に
拡大して図示したように、積層鉄心１０の複数の薄板１
２は、隣接する各薄板１２の凸部１８と凹部２０とを圧
入嵌合する際に、一方の薄板１２の凸部１８の突出長さ
と他方の薄板１２の凹部２０の深さとの相違に起因した
応力集中により、凸部１８の周辺が軸方向へ局部的に隆
起変形する。しかしながら薄板１２では、凸部１８の半
径方向外側部分に切開部２２を設けたことにより、凸部
周辺の変形は、切開部２２よりも半径方向内側の部分で
のみ生じ、切開部２２の外側、すなわち薄板１２の外周
縁に沿った所定領域へは伝播しない。したがって、フラ
ンジ２６及びエンドベル２８は、積層鉄心１０の軸方向
両端面の、変形を生じない外周縁領域に、図示の如く密
接、固定することができる。

【００１２】図５に示すように、薄板１２の切開部２２
は、凸部１８から外側へやや離れた位置に形成すること
もできる。ここで、図５に示す変更例によって説明する
が、切開部２２の配置は、積層鉄心１０を通る磁束３２
に対し、図示の如く磁路を狭くする影響を及ぼす。それ
により、特に薄板１２の外周縁とスロット１４の底部と
の間の距離が短い場合、積層鉄心１０の磁気回路は磁気
飽和を生じ易くなり、したがって電動機の最大出力及び
最大トルクの低下、発熱量の増加等の不具合を生じる危
惧がある。

【００１３】そこで、図６に示すように、多角形の薄板
１２からなる積層鉄心１０においては、凸部１８を薄板
１２の角部近傍に配置する。それにより、凸部１８の半
径方向外側部分に貫通形成した三角孔からなる切開部３
４は、積層鉄心１０に形成される磁路の外側に配置され
ることになり、切開部３４による磁気回路への影響が回
避される。なお、薄板１２の角部に設けたロッド孔１６
は、強磁性金属からなるタイロッド３０が配置されるの
で、磁気回路へは影響を及ぼさない。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、積層鉄心を形成する複数の薄板に、その相互係止用
の凸部の半径方向外側部分を貫通する切開部を設け、薄
板積層時、隣接する薄板のそれぞれの凸部と凹部とを圧
入嵌合する際に生じる凸部周辺の撓曲変形を、切開部の
外側へ伝播させない構成としたので、電動機を組み立て
る際に、積層鉄心をその軸方向両端から挟持する各支持
部材を、積層鉄心の軸方向両端面の変形を生じない外周
縁領域に密接、固定することが可能となる。したがっ
て、積層鉄心の組立時の作業性を損なうことなく、電動
機の高度な防塵性及び防水性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による積層鉄心を形成する薄板
の平面図である。

【図２】図１の薄板の線II−IIに沿った断面図である。

【図３】図１の薄板の積層体からなる積層鉄心を備えた
電動機の固定構造部分の断面図で、図１の線 III−III
に沿って示す図である。

【図４】図３の積層鉄心の部分拡大断面図である。

【図５】図１の変更例による薄板の図で、（ａ）部分平
面図、（ｂ）磁気回路への影響を説明する図、である。

【図６】他の実施例による薄板の部分平面図である。

【符号の説明】

１０…積層鉄心１２…薄板１６…ロッド孔１８…凸部２０…凹部２２，３４…切開部２６…フランジ２８…エンドベル３２…磁束

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者仮屋功山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番地ファナック株式会社内 (72)発明者植松秀俊山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番地ファナック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向の一端面に複数の凸部を、かつ他
端面に複数の凹部を備えた高透磁率材料の複数の薄板
を、隣接する該薄板間で対向する端面のそれぞれの該凸
部と該凹部とを相互に圧入嵌合して積層、形成した積層
鉄心からなる電動機の固定子において、前記積層鉄心を形成する前記薄板は、前記複数の凸部の
各々の半径方向外側部分に軸方向へ貫通する切開部を備
えることを特徴とする電動機の固定子。