JPH0139100Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、回転電機や電力用変圧器等において
磁気回路を作るために使用する鉄心に係り、特
に、分割体一体化構造を有する複合型鉄心に関す
る。

一般に、オートバイ等小型車両においては、第
１図に示すような磁石発電機が使用されることが
ある。この磁石発電機は、円筒形状のヨーク２に
複数のフエライトマグネツト３を互に等しい位相
差で周方向に配して固着されてなる回転子１と、
複数枚の磁性薄板を積層されてなる鉄心（コア）
５に放射状に突設された複数の突出部６にコイル
７をそれぞれ巻装されてなる発電子４とを備えて
おり、エンジン（不図示）に直結されて駆動され
る回転子１が発電子４の周囲を回転することによ
り発電子の各コイル７に起電力を誘導するように
構成されている。

従来、このような磁石発電機の発電子として、
第２図および第３図に示すような複合型鉄心を備
えたものがある。この複合型鉄心は、複数枚の磁
性薄板を積層されて一体的に形成されたコア主体
８に同様に形成されたコア従体９がその後端部を
嵌入し両者８，９の嵌合部に渡つてリベツト１０
を貫通され両端部をめられることにより固定的
に結合されて一体化構成されている。

しかしながら、このような従来の複合型鉄心に
あつては、結合をリベツト止めにより行なうた
め、例えば第３図に示すように、コア主体８の積
層厚さT₈をコア従体９の積層厚さT₉よりもめ
強度を得るに必要な厚さ分（2t）だけ大きく設定
しなければならず、重量およびコストの増加を招
来し、また、コア従体の数の増加にしたがつてリ
ベツト止めの工数が倍増し、さらに、板厚のばら
つきにより前記嵌入が圧入状態や遊動状態（ガ
タ）になり作業性の低下や結合強度の不足を招来
し、また、コア従体の積層厚がコア主体の積層厚
よりも大きい場合には結合することができないと
いう欠点があつた。

また、従来のこの種の複合型鉄心として、第４
図および第５図に示すように、コア主体８とコア
従体９との積層厚さを互に等しく製作し、コア主
体の外周部にコア従体の後端部を嵌合し、この嵌
合境界面間に形成される透孔１１にリベツト１０
を挿通して両端をめ両端頭部の抜け止めにより
コア主体とコア従体とを固定的に結合する構造の
ものもある。（例えば、実開昭57−21234号参照） しかしながら、このような複合型鉄心にあつて
は、リベツトの両端頭部による抜け止め作用によ
り結合する構造であるため、コア主体とコア従体
との積層厚さを互に等しく製作する必要があり、
磁性薄板の板厚管理等について高度の注意が要求
され、生産性が低下する等の欠点があつた。

本考案の目的は、前記従来技術の欠点を解消
し、任意の積層厚さのコア主体およびコア従体を
結合することができる複合型鉄心を提供するにあ
る。

この目的を達成するため、本考案は、コア主体
に空所を形成しこの空所内にコア従体の結合部を
嵌入し、結合部の接合面に形成した中空部に結合
部材を挿入し、これに積層厚さ方向の圧縮力を加
えて膨径変形させ、この変形により結合部を拡張
させて結合部の外面を空所の内面に押着させるこ
とにより両者を固定的に結合してコア主体とコア
従体とを一体化するように構成したものである。

以下図面に即して本考案の実施例を説明する。

第６図および第７図は本考案による複合型鉄心
の一実施例を示す平面図および−線に沿う拡
大断面図であり、磁石発電機の発電子に適用され
る場合を示している。

本実施例において、この複合型鉄心（コア）１
１はコア主体１２と２個のコア従体１３，１３
と、結合部材１４とを備えている。コア主体１２
は薄いけい素鋼板等の磁性薄板を用いて互に同一
形状に打ち抜き成形された複数枚のコア素材１５
を積層し、この積層体に適数本のリベツト１６を
厚さ方向にそれぞれ挿通されその両端部をめら
れて固定されることにより一体的に構成されてい
る。コア主体１２はほぼ八角柱の環状基部の８辺
のうち連続する５辺の中央部にほぼＴ字形柱状の
突出部１７を放射状にそれぞれ突設したような形
状に形成されている。各突出部１７は所定のコイ
ル（不図示）が絶縁物製のボビン等を介してそれ
ぞれ巻装し得るように構成されている。

コア主体１２の前記突出部１７が突設されない
２辺における所定箇所の外周部には、平面から見
た大略形状が台形形状をなす空所１８がコア主体
１２の上下面に渡つて貫通し、かつ台形の短辺が
コア主体１２の外周において開放するように形成
されている。そして、空所１８の台形の斜辺に相
当する部分とコア主体１２の外周の一部とに挾ま
れて形成されたほぼ三角形状部分のそれぞれは一
対の押え爪部１９，１９を構成している。また、
空所１８の台形の長辺に相当する部分には互に対
称なほぼく字形状に形成された一対の受け底部２
０，２０が互に一端で隣接するようにそれぞれ形
成されている。

本実施例において、２個のコア従体１３，１３
は互に同一形状に構成されたものを互に対称に配
されて使用されている。このコア従体１３は、薄
いけい素鋼板等の磁性薄板を用いて互に同一形状
に打ち抜き成形された複数枚のコア素材２１を積
層し、この積層体に適数本のリベツト２２を厚さ
方向にそれぞれ挿通されその両端部をめられて
固定されることにより一体的に構成されている。
コア従体１３はほぼＴ字形柱形状をなすコイル巻
装部２３の後端部に変形五角柱状をなす結合部２
４を突設したような形状に形成されている。コイ
ル巻装部２３は所定のコイル（不図示）が絶縁物
製のボビン等を介して巻装し得るように構成され
ている。また、コア従体１３の結合部２４は、両
コア従体１３，１３の結合部２４，２４を互に対
称に隣接して配された状態で前記コア主体１２の
空所１８内にちようど嵌合する形状を構成するよ
うにそれぞれ形成されている。両方の結合部２
４，２４の接合面相互には半円形柱状の溝２５，
２５が厚さ方向に延在するようにそれぞれ形成さ
れ、両溝２５，２５は接合状態において互に対向
し、上下端が開放した円柱状の中空部２６を構成
するように設定されている。本実施例において、
コア従体１３の積層厚さT₁₃は前記コア主体１２
の積層厚さT₁₂よりも厚く設定されている。

固定部材１４は鉄、アルミニウム、銅等のよう
に長さ方向に圧縮力を加えると、径方向に膨出し
て塑性変形する材料を用いて円柱状に形成されて
おり、その外径は前記中空部２６と等しく、長さ
はコア主体１２およびコア従体１３の積層厚さ
T₁₂，T₁₃以下にそれぞれ設定されている。

次に、組付作業および作用を説明する。

コア主体１２の空所１８内には２個のコア従体
１３，１３の結合部２４および２４が互に対称形
に接合した状態において、かつ各コイル巻装部２
３を空所１８の側面開口から突出させた状態で嵌
入される。この嵌入状態で、両結合部２４，２４
相互の接合面には一対の半円形溝２５，２５によ
り円柱状の中空部２６が形成される。

この中空部２６に結合部材１４が挿入され、結
合部材１４に長さ方向の圧縮力が付勢される。こ
の圧縮力は結合部材１４の両端に対向力を及ぼし
て付勢するようにしてもよいし、一端に押力を他
端にその反力を及ぼして付勢するようにしてもよ
い。この圧縮力により、結合部材１４は長さ方向
に短縮されつつ径方向に膨出され両結合部２４と
２４とには半円形溝２５と２５とを拡開させる押
力がそれぞれ付勢される。この押力により、両結
合部２４と２４とは互の接合面を反対方向に押し
開かれ、その外面はコア主体１２の空所１８内面
における両押え爪部１９，１９および押え底部２
０，２０にそれぞれ強く押着され、これにより、
両コア従体１３，１３はコア主体１２に固定的に
結合された状態になり一体化される。この結合状
態において、両コア従体１３，１３の結合部２
４，２４は押え底部２０，２０に面的に密着し、
コイル巻装部２３，２３は所定の開き角度をもつ
て放射状に突設された状態になる。

このように、前記固定構造は結合部材１４を軸
方向両端から押し潰すことにより塑性変形させて
径方向に膨ませ、もつて軸方向と直角の応力を発
生せしめ、この応力により２個のコア従体相互の
接合面間を押し開いて２個のコア従体を空所内で
拡張させ、コア従体の外面を空所の内面にそれぞ
れ押着させて固定するものであるので、前記結合
部材１４の長さはコア主体とコア従体のうち薄い
方の積層厚さと同等以下に設定するのがよく、少
なくとも結合部材を押し潰した際にリベツトのよ
うな傘状の頭部が形成されることは好ましくな
い。なぜなら、このような頭部が形成されると、
軸方向と直角方向の応力がかなり小さくなるため
に適正な押着力が得られなくなるからである。

ちなみに、結合部材による押着応力は結合部材
の圧縮代または圧縮力を調節することにより適正
値に設定することができ、生産上の管理を極めて
容易に実行することが可能である。

本実施例によれば、結合部材の膨径変形により
コア従体の結合部をコア主体の空所内で拡張させ
結合部の外面を空所の内面に押着させ両者を固定
せしめるので、コア主体とコア従体との結合につ
いてリベツト止め加工を廃止することができ、こ
のため、コア主体とコア従体との積層厚さについ
ての制約を解除することができる。

ところで、オートバイ等車両用の発電機の発電
子においては、前記コア主体１２の各突出部１７
にはいわゆるランプコイル（ランプ等の負荷やバ
ツテリー充電等に電流を供給するためのコイル）
が、前記コア従体１３には点火電源コイル（エン
ジンの点火プラグに高圧電流を供給するためのコ
イル）がそれぞれ巻装されることが多い。すなわ
ち、点火電源コイルはランプコイルに比べて小径
（0.1〜0.2mm程度）の細線を5000回程度巻き付け
る必要があるので、ランプコイルの巻線作業と分
離して巻線した方が作業性がよい。このため、従
来から、点火電源コイルを巻装するコア従体は別
体で形成され、ランプコイルが巻装されるコア主
体に結合一体化される構造が採用されている。こ
のような分割体一体構造のコアの場合、コア主体
の所要積層厚さとコア従体の所要積層厚さとは用
途、特性等の相異から相異することが多い。

そして、リベツトによりコア主体とコア従体と
が結合される従来構造の場合、一方の余肉（スペ
ーサが介設される場合を含む。）で他方の厚さを
挾み込むか（第２図および第３図で説明した構
造）、または、両方の厚さを等しくしてリベツト
の両端頭部で両者を抜け止め状態に挾み込む（第
４図および第５図で説明した構造）必要上、コア
主体とコア従体との積層厚さの関係に相対的な制
約が要求され、よつて諸々の弊害が惹起される。

これに対し、本実施例によれば、コア主体とコ
ア従体とは積層厚さに制約されずに固定すること
ができるので、コア主体とコア従体との積層厚さ
は必要最小限の厚さにそれぞれ設定することがで
き、したがつて、制約に伴なう弊害の発生を未然
に回避することができる。

また、積層厚さの自由選定は２個のコア従体相
互でも同じであるので、厚さの相異する２個のコ
ア従体でもコア主体に固定することができる。こ
れは、低速用および高速用点火電源コイル等のよ
うに相異するコイル仕様が要求される場合等にお
いて、コア従体同志の厚さに制限されずにコイル
仕様を決定できるので有利となり、磁石発電機に
おいて一層良好な性能を発揮させることができ
る。

なお、前述したようなコア主体とコア従体との
組付作業が実施される以前に、前記ランプコイル
および点火電源コイルをコア主体のコイル巻装突
出部１７およびコア従体のコイル巻装部２３にそ
れぞれ巻装する作業が実施されると、当該巻装作
業は極めて能率よく実施することができる。しか
し、コイル巻装作業はコア組付作業後に実施する
こともできる。

第８図〜第１４図は前記実施例に対する各変形
例をそれぞれ示す各部分平面図および各拡大部分
縦断面図である。

第８図に示す実施例は次の点が前記実施例と異
なる。コア主体１２Ａは例えば電動機の界磁鉄心
の一部を形成するように円形枠状（一部のみ図
示）に形成され、その内周にはコイル巻装突出部
１７Ａが適数本適当間隔で放射状に突設されてい
る。空所１８Ａは円周に沿つて若干彎曲したほぼ
台形柱状に形成されているが、３個のコア従体１
３Ａ，１３A′，１３A″の各結合部２４Ａ，２４
A′，２４A″が隣接して横に並んだ状態において
嵌合する大きさに形成されている。各結合部は台
形柱状を縦にほぼ３等分割されたような形状にそ
れぞれ形成されており、中央で挾まれた第２結合
部２４A′と両脇の第１、第３結合部２４Ａ，２
４A″との各接合面間に中空部２６，２６がそれ
ぞれ形成されている。

そして、中空部２６に結合部材１４が嵌入され
圧縮膨径変形されると、両脇の結合部１３Ａ，１
３A″は空所１８Ａ内の両側面に強力に押着され、
もつて３個のコア従体はコア主体に同時に固定一
体化される。

第９図に示す実施例は、中空部２６が中央で挾
まれた第２結合部２４A′と片脇の第３結合部２
４A″との接合面間のみに形成された点、が第８
図に示した実施例と異なる。この場合、結合部材
１４の圧縮膨径変形により、中空部２６を介設さ
れた第２結合部２４A′と第３結合部２４A″との
間が拡開され、第３結合部２４A″の外面が空所
１８Ａの内面に直接押着されるとともに、第２の
結合部２４A′を介して反対側の第１結合部２４
Ａの外面が空所１８Ａの反対側内面に押着され
る。

第１０図に示す実施例は、第９図に示した実施
例がさらに変形された例であり、第１結合部２４
Ｂと第２結合部２４B′との中空部２６が介設さ
れない接合面、および、空所１８Ｂの両側面と第
１結合部２４Ｂ、第２結合部２４B″の各外面と
の接合面に互に噛合する凹凸面からなる噛合部２
７がそれぞれ形成され、この噛合により放射方向
の抜出脱落が防止されている。

第１１図に示す実施例は、中空部２６が１個の
コア従体１３Ｃの結合部２４Ｃに縦割りに切設さ
れた切込み２８の中間部におて直交するように形
成された点、が前記実施例と異なる。

そして、この中空部２６に結合部材１４が嵌入
され圧縮膨径変形されると、切込み２８の両接合
面間が両方向に拡開され、結合部２４Ｃが拡張さ
れて両外面がコア主体１２Ｃの空所１８Ｃ内の両
側面に強力に押着され、もつて、コア主体とコア
従体とは固定的に一体化される。なお、切込み２
８の終端には前記拡開時の応力集中を回避するた
めの円形部２９が設けられている。

第１２図の実施例は、第１１図に示した実施例
が３個のコア従体をコア主体に同時に固定一体化
する構造として応用された例であり、中空部２６
が形成された切込み２８は、コア主体１２Ｄの空
所１８Ｄに一緒に嵌合された３個の結合部２４
Ｄ，２４D′，２４D″のうち中央に挾み込まれた
第２結合部２４D′に切設されている。また、各
結合部の接合面間には噛合部２７がそれぞれ形成
されている。

第１３図に示す実施例はコア主体１２Ｅの積層
厚さがコア従体１３Ｅの積層厚さよりも厚く設定
された点が前記実施例とそれぞれ異なる。

なお、コア主体、コア従体、空所、結合部、中
空部、結合部材等の形状、構造、コア従体の個数
および中空部の位置、個数等は前記各種実施例に
限定されるものではない。例えば、空所および結
合部の形状は五角形や六角形の柱状でもよく、要
はコア従体の一部が拡張したときにコア主体の一
部に押着し得る形状であればよい。また、前記実
施例ではいずれも、中空部がコア従体の結合部に
おける接合面相互にそれぞれ形成された半円形溝
により構成されているが、この中空部の形状は角
形でもよいし、また中空部は接合面相互のうちい
ずれか一方のみに溝を形成して構成してもよく、
さらに、中空部は透孔に限らず、一端が閉塞され
た穴形状に形成してもよい。

前記実施例では、磁石発電機の発電子に使用さ
れる複合型鉄心の場合を重点的に説明したが、本
考案は回転電機において使用される複合型鉄心全
般に適用することができる。

以上説明したように、本考案によれば、コア主
体に形成された空所内にコア従体の結合部を嵌入
し、結合部の接合面に形成された中空部に結合部
材を挿入してこれを膨径変形させ、この変形によ
り前記接合面間を拡開させて結合部を拡張し結合
部の外面を空所内面に押着させて固定し、コア主
体とコア従体とを一体化する構成であるから、任
意の積層厚さのコア主体とコア従体とを固定的に
結合一体化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な磁石発電機の一例を示す平面
図、第２図は従来例を示す平面図、第３図は第２
図の−線に沿う断面図、第４図は他の従来例
を示す部分平面図、第５図は第４図の−線に
沿う断面図、第６図は本考案による複合型鉄心の
一実施例を示す平面図、第７図は第６図の−
線に沿う拡大断面図、第８図、第９図、第１０
図、第１１図および第１２図はそれぞれ変形例を
示す各部分平面図、第１３図は他の変形例を示す
拡大部分縦断面図である。 １……回転子、４……発電子、５……コア、７
……コイル、１２……コア主体、１３……コア従
体、１４……結合部材、１５，２１……コア素
材、１７……コイル巻装突出部、１８……空所、
１９……押え爪部、２３……コイル巻装部、２４
……結合部、２５……溝、２６……中空部、２８
……切込み。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 環状基部の外周に複数個の突出部１７が周方向
   に間隔を置いて配されて放射状に突設されてお
   り、複数枚の磁性薄板を積層固着されてなるコア
   主体１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１
   ２Ｅと、 複数枚の磁性薄板を積層固着されてなり、か
   つ、前記コア主体と積層厚さが異なるコア従体１
   ３，１３Ａ，１３A′，１３A″，１３Ｂ，１３B′，
   １３B″，１３Ｃ，１３Ｄ，１３D′，１３D″，１
   ３Ｅとが、 互いの一部を固定的に結合されて一体化された
   複合型鉄心１１を備えている回転電機であつて、 前記コア主体１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，
   １２Ｄ，１２Ｅの柱形状部の外周部における前記
   突出部１７が欠除された箇所に、あり溝形状の空
   所１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄがコア
   主体の両端面に貫通するように開設されており、 前記コア従体１３，１３Ａ，１３A′，１３A″，
   １３Ｂ，１３B′，１３B″，１３Ｃ，１３Ｄ，１
   ３D′，１３D″，１３Ｅの一端部には結合部２４，
   ２４Ａ，２４A′，２４A″，２４Ｂ，２４B′，２
   ４B″，２４Ｃ，２４Ｄ，２４D′，２４D″が、総
   合した平面形状が前記空所１８，１８Ａ，１８
   Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄの平面形状と同等になるあり
   形状に形成されており、 前記空所１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８
   Ｄに前記結合部２４，２４Ａ，２４A′，２４A″，
   ２４Ｂ，２４B′，２４B″，２４Ｃ，２４Ｄ，２
   ４D′，２４D″が嵌合され、互いに隣接する結合
   部２４と２４、２４Ａと２４A′、２４A′と２４
   A″、２４B′と２４B″同士の接合面間、または、
   結合部２４Ｃ，２４D′自体に切設された切り込
   み２８の接合面間に、中空部２６が厚さ方向に延
   在するように形成されており、 この中空部２６に前記中空部２６の長さよりも
   短い長さを有する結合部材１４が嵌入され、この
   結合部材１４が前記中空部２６内において長さ方
   向に圧縮されることにより膨径変形されて、前記
   接合面間が拡開され、前記結合部２４，２４Ａ，
   ２４A′，２４A″，２４Ｂ，２４B′，２４B″，２
   ４Ｃ，２４Ｄ，２４D′，２４D″の外面が前記空
   所１８，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄの内面
   に押着されることにより、コア主体１２，１２
   Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅと、コア従
   体１３，１３Ａ，１３A′，１３A″，１３Ｂ，１
   ３B′，１３B″，１３Ｃ，１３Ｄ，１３D′，１３
   D″，１３Ｅとが固定一体化されていることを特
   徴とする回転電機。