JPH08214477A - 小型モータのコア組 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 無方向性電磁用圧延鋼板からなるコア組のみ
ならず、方向性電磁用圧延鋼板からなるコア組であって
も、圧延方向に基づく磁気的方向性を減少させる。 【解決手段】 軸方向に延出するように塑性加工された
フランジ１８を有する一対の集磁コア１１，１３の間
に、磁気的方向性が一致した複数枚のコア片を積層して
なる積層コア１２を狭設している。そして、一対の集磁
コア１１，１３および積層コア１２のそれぞれの磁気的
方向性を互いにずらして配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小型モータのコア
組に関するものである。更に詳述すると、コア組を構成
する部材の電磁用圧延鋼板の圧延方向に基づく磁気的方
向性を減少することの可能な小型モータのコア組に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】小型モータのコア組に使用される電磁用
圧延鋼板は、一般に帯板として形成されていて、コア片
はプレス加工などにより打ち抜きされて形成される。こ
れら帯板は、珪素鋼板材を圧延すると共に、焼鈍し、数
回の圧延と焼鈍を繰り返して所定の厚さの帯板として形
成される。最終の焼鈍工程を除いて圧延された状態のま
まで使用される帯板鋼板では、圧延によって珪素鋼板素
材の結晶方向が圧延方向に揃い、方向性電磁鋼板とな
る。これとは別に、圧延後、更に焼鈍などの処理をして
結晶方向の偏りをなくした無方向性電磁鋼板がある。こ
の無方向性電磁鋼板は、モータのコア材料として好まし
いものと考えられるが、市販されている無方向性電磁鋼
板には、方向性電磁鋼板に較べると少ないが、やはり磁
気的方向性がある。

【０００３】上記のように、方向性電磁鋼板および無方
向性電磁鋼板いずれの電磁鋼板にも、コア組を形成する
帯板段階で、その量は異なるが、圧延方向と非圧延方向
に起因すると考えられる結晶形の差異による磁気的方向
性が現れる。すなわち、鉄損、磁束密度が、圧延方向と
非圧延方向では異なる。従って、電磁鋼板を加工した成
形物にも、加工の仕方によって磁気的な性質上の差が現
れ、上記成形物からなる構成物にも磁気的な差が生じ
る。

【０００４】電磁鋼板をプレス加工により打ち抜きして
形成されるコア片も、上述した理由から磁気的方向性を
伴って形成される。すなわち、圧延方向か圧延方向と直
角な方向に沿って打ち抜いたものが、それ以外の方向の
ものに較べて磁束が通り易いことが知られている。いず
れにしても、磁気的方向性は、小型モータのコア組の品
質のばらつきが生ずる原因ともなり、小型モータのコア
組にとって望ましいものではない。

【０００５】このため、従来、コア組を形成する電磁鋼
板として磁気的方向性の少ない無方向性電磁鋼板を使用
していたが、やはり磁気的方向性を分散させるため、打
ち抜いたコア片を圧延方向に対してある角度づつ回転さ
せてコア片を積層していた。そして、複数枚のコア片を
積層してなる積層コアとしては、磁気的方向性が見かけ
上生じない状態にして積層コアを形成していた。しか
し、磁気的方向性を分散させるために１枚１枚のコア片
を角度を代えて積層する方法では、積層工程が複雑であ
り製造工程を著しく複雑にする。

【０００６】一方、図２に示すような、先端が軸方向に
幅広なフランジ８を有する集磁コア１、３の間に積層コ
ア２を挾設するコア組においては、量産性を考慮し、積
層コア２を構成するコア片を、帯板材などからなる圧延
鋼板からプレスなどで連続的に打ち抜き、一定方向のま
まで積層して形成する方法が採用されている。この工程
は自動化されており、圧延方向が一定したコア片をその
まま重ね合わせて造ると、積層コア２を効率よく量産で
きる。そして、このような積層コア２を挾設するように
一対の集磁コア１、３を上記積層コア２に積層してカシ
メている。

【０００７】図２は、この従来のモータのコア組４の構
成と磁気的方向性について説明する図である。この小型
モータのコア組４は、積層コア２のリブ６の方向が互い
に１２０度の角度をなす３極構造となっているものであ
る。この構成において、集磁コア１、３と積層コア２と
を組み合わせてコア組４は造られる。できるだけ無方向
性の電磁鋼板の帯板を使用して、集磁コア１、３と積層
コア２を構成するコア片を打ち抜き、圧延方向に従って
そのまま積層される。集磁コア１、３と積層コア２の中
央に穿設されたシャフト通し孔９にシャフト７を通し、
同時に一対の集磁コア１、３のリブ５と積層コアのリブ
６を合致させてロータ組とする。なお、８は集磁コア
１、３に設けられたフランジである。従って、コア片の
積層物である積層コア２も圧延方向が一定となる。これ
に集磁コア１、３の磁気的方向性をとくに考慮すること
なく組み合わせている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の集
磁コア１、３を有するモータのコア組は、集磁コア１、
３と積層コア２の磁気的方向性を特に考慮することなく
これらを組み合わせているため、一対の集磁コア１、３
の圧延方向と積層コア２の圧延方向が揃ったものや揃っ
ていないものがコア組４として組立てられることにな
る。ところが、集磁コア１、３では、モータマグネット
に対向する端面であるフランジ８が軸方向に幅広に形成
されているため、この端面を通る磁束量と積層コア２の
端面を通る磁束量とは殆ど変わらない状況となってい
る。このため、この集磁コア１、３の磁気的方向性の影
響を無視することはできない。また、集磁コア１、３
は、フランジ８を形成する際、曲げ加工を施されるが、
その加工の際のひずみも、圧延方向とそうでない方向で
は、大きく変化し、そのひずみの差が、磁束の通過量に
大きく影響を与えている。このため、単に集磁コア１、
３と積層コアを組み立てる従来のものにおいては、リブ
５、６を介してコア組４を通る磁束の量が一定となら
ず、モータの特性の変化、とりわけ、コギングの変化と
して現れ、トルクリップル、回転安定性および振動など
の特性を一定にできない要因となっている。

【０００９】そこで本発明は、以上のような従来技術の
課題を解消するためになされたもので、積層コアを挾設
するように構成した一対の集磁コアのモータマグネット
に対向する端面のフランジを経る磁束密度が積層コアの
端面を経る磁束密度と殆ど変わらないことに着眼し、積
層コアが磁気的方向性をもっていたとしても、集磁コア
の圧延方向を積層コアの圧延方向と変えることによりコ
ア組として磁気的方向性を相殺し、無方向性電磁用圧延
鋼板からなるコア組のみならず、方向性電磁用圧延鋼板
からなるコア組であっても、圧延方向に基づく磁気的方
向性を減少することの可能な小型モータを提供しようと
するものである。この構成のコア組を使用した小型モー
タは、コギングの変化が少なくなり、騒音やトルクリッ
プル、回転安定性および振動などの特性を一定にするこ
とができる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、上記課題を解決するため、軸方向に延出するよ
うに塑性加工されたフランジを有する一対の集磁コアの
間に、磁気的方向性が一致した複数枚のコア片を積層し
てなる積層コアを狭設して形成された小型モータのコア
組において、一対の集磁コアおよび積層コアのそれぞれ
の磁気的方向性を互いにずらして配置している。また、
請求項２記載の発明は、請求項１記載の小型モータのコ
ア組であって、当該コア組は、それぞれＰ本の突極を有
する第１の集磁コア、第２の集磁コア、および積層から
なり、これらを互いに３６０゜／Ｐずつ磁気的方向性を
互いにずらして配置している。

【００１１】この結果、積層コアを挾設するように構成
した一対の集磁コアのモータマグネットに対向する端面
のフランジを経る磁束量、すなわち、磁束密度が、積層
コアの端面を経る磁束密度と殆ど変わらないので、積層
コアが磁気的方向性をもっていたとしても、集磁コアの
圧延方向を積層コアの圧延方向と変えることにより、コ
ア組として磁気的方向性を相殺できる。また、曲げ加工
でフランジを形成する際に生ずるひずみによる磁束通過
量の変化もコア組全体として相殺できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、図２と対照される本発明
の小型モータのコア組の実施の形態を示す図である。な
お、従来例と同じ説明は省略する。

【００１３】第１の集磁コア１１および第２の集磁コア
１３は、図示しないモータマグネットに対向するリブ１
５の端面をフランジ１８として形成する。しかも、フラ
ンジ１８の縁の高さｈは、積層コア１２の積層厚みｍの
約半分程度に構成される。従って、積層コア１２を挟む
ように各一枚で構成しても、一対の集磁コアとなる第１
の集磁コア１１と第２の集磁コア１３のフランジ１８の
高さの和２ｈは、積層コア１２の積層厚みｍとほぼ同じ
高さとなるので、第１の集磁コア１１および第２の集磁
コア１３は、コア片を複数枚積層した積層コア１２とほ
ぼ同等の磁気特性の影響を受ける。

【００１４】図１ａおよび図１ｂの組み合わせに示すよ
うに、本発明は、圧延方向を同一として形成された第１
の集磁コア１１と積層コア１２と第２の集磁コア１３の
組立てにおいて、それぞれのコアの圧延方向が一致しな
いように組み合わせて組み立てる。その組立の際、圧延
方向の差を夫々１２０度にすると磁気的方向性のバラン
スが良くなり、磁束量の均一化の面で好ましいものとな
る。

【００１５】また、図１ｃおよび図１ｄの組み合わせに
示すように、第１の集磁コア１１と第２の集磁コア１３
のリブ１５に対する圧延方向と積層コア１２のリブ１６
に対する圧延方向を９０゜変化させる。そして、この圧
延方向を異ならせた第１、第２の集磁コア１１、１３と
積層コア１２を、それぞれの圧延方向が９０゜変化する
位置を避けて組み立てる。これは、仮に圧延方向が９０
゜に変化する位置での組立を許すと、３つのリブ部分の
うちの１組のリブ部分のみがすべて磁束が通り易いもの
となる可能性が生ずるためである。

【００１６】この例では、第１の集磁コア１１、積層コ
ア１２、第２の集磁コア１３のモータに及ぼす磁気特性
の影響は平均的に３分割されており、この３つの部品１
１、１２、１３の磁気的方向性を互いにずらすことによ
り、圧延方向による磁気の影響を排除をすることができ
る。

【００１７】また、第１、第２の集磁コア１１、１３を
製造するとき、図示しないモータマグネットと対向する
端面にフランジ１８を形成する曲げ加工を施すのである
が、その加工時の歪も圧延方向と非圧延方向とでは違
う。その歪の差が磁束の通過量に大きく作用するが、こ
れも３つの部品１１、１２、１３の磁気的方向性を互い
にずらすことにより磁気的方向性の影響を取り除くこと
ができる。

【００１８】以上の実施の形態では、３本の突極の場合
を例にして説明したが、本発明は他の複数の突極にも適
用できる。特に突極の数をＰとした場合、第１の集磁コ
ア１１、積層コア１２、第２の集磁コア１３を互いに３
６０゜／Ｐずつ磁気的方向性をずらすようにすれば、突
極を基準にして圧延方向を所定のものに定めることがで
き、磁気的方向性を異ならせるように組み立てる際、そ
の組み立てを効率よく行うことができる。

【００１９】また、本発明に関わるコア組は、方向性電
磁鋼板から成形されたコア組に適用できるばかりでな
く、無方向性電磁鋼板から成形されたコア組にも適用で
きる。これは、無方向性電磁鋼板にも、方向性電磁鋼板
に較べると少ないが、やはり磁気的方向性があるからで
ある。また、ロータ用のコア組であっても、ステータ用
のコア組であっても、さらにブラシ付きもしくはブラシ
レスモータのどれにでも使用し得るものである。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の発明
によれば、コア組の各リブに流れる磁束量が均一化され
るため、磁気バランスがよくなり、小型モータの特性が
安定しバラツキの少ないモータとなる。従って、モータ
の信頼性が向上する。しかも、従来行われていた積層コ
アのコア片をわずかづつずらして積層するような方法に
比べ、はるかに簡易な構成であり、組立効率や量産性を
損なうこともない。

【００２１】また、請求項２記載の発明では、突極の角
度分だけ磁気的方向性がずれるので、第１の集磁コア、
第２の集磁コアおよび積層コアのそれぞれの圧延は、特
定の突極を基準として、圧延することができる。すなわ
ち、組み立ての際、その特定の突極をずらし、隣の突極
と重ね合わせることにより簡単に磁気的方向性をずらす
ことができる。このため、製造、組み立てを極めて簡単
に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコア組の例であり、この構成における
磁気的方向性について説明する図である。

【図２】従来のコア片のリブ方向が互いに１２０度の角
度をなす構成の３極構造のコア組の例であり、この構成
における磁気的方向性について説明する図である。

【符号の説明】

１１ 第１の集磁コア １２ 積層コア １３ 第２の集磁コア １５ リブ １６ リブ １７ シャフト １８ フランジ １９ シャフト通し孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に延出するように塑性加工された
   フランジを有する一対の集磁コアの間に、磁気的方向性
   が一致した複数枚のコア片を積層してなる積層コアを狭
   設して形成された小型モータのコア組において、上記一
   対の集磁コアおよび上記積層コアのそれぞれの磁気的方
   向性が互いにずれて配置されていることを特徴とする小
   型モータのコア組。
2. 【請求項２】 請求項１記載の小型モータのコア組であ
   って、当該コア組は、それぞれＰ本の突極を有する第１
   の集磁コア、第２の集磁コア、および積層コアからな
   り、これらは互いに３６０゜／Ｐずつ磁気的方向性が互
   いにずれて配置されていることを特徴とする小型モータ
   のコア組。