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旋轉電機的層疊鐵芯.pdf

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旋轉 電機 層疊
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摘要
申請專利號:

CN201080067675.8

申請日:

2010.06.25

公開號:

CN102959833B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H02K 1/18申請日:20100625|||公開
IPC分類號: H02K1/18 主分類號: H02K1/18
申請人: 三菱電機株式會社
發明人: 橋本昭; 中原裕治; 小松孝教; 梅田隆司
地址: 日本東京都
優先權:
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司 11127 代理人: 黨曉林;王小東
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201080067675.8

授權公告號:

102959833B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2013.04.03|||2013.03.06

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

在旋轉電機的層疊鐵芯中具有多個鐵芯片,所述鐵芯片排列成圓環狀,并沿旋轉電機的軸向層疊。各鐵芯片具有后軛部和從后軛部突出的磁極齒部。各磁極齒部具有:齒主體部,其設置在各磁極齒部的中間部;寬度縮小部,其設置在各磁極齒部的靠后軛部側的端部,且寬度尺寸比齒主體部小;以及擴寬部,其設置在各磁極齒部的末端部,且寬度尺寸比齒主體部大。在以磁極齒部平行的方式將鐵芯片排列成直線狀的狀態下,相鄰的寬度縮小部之間的距離比擴寬部的寬度尺寸大。

權利要求書

權利要求書一種旋轉電機的層疊鐵芯,其具備多個鐵芯片,所述鐵芯片具有后軛部和從所述后軛部突出的磁極齒部,所述鐵芯片排列成圓環狀,并且沿旋轉電機的軸向層疊,
所述各磁極齒部具有:齒主體部,其設置在所述各磁極齒部的中間部;寬度縮小部,其設置在所述各磁極齒部的靠所述后軛部側的端部,且寬度尺寸比所述齒主體部小;以及擴寬部,其設置在所述各磁極齒部的末端部,且寬度尺寸比所述齒主體部大,
彼此相鄰的所述鐵芯片以能夠轉動的方式連接,
在以所述磁極齒部平行的方式將所述鐵芯片排列成直線狀的狀態下,相鄰的所述寬度縮小部之間的距離比所述擴寬部的寬度尺寸大。
根據權利要求1所述的旋轉電機的層疊鐵芯,其中,
所述寬度縮小部通過在所述磁極齒部的寬度方向兩側設置一對磁極切口部而形成,
所述磁極切口部與由磁性材料構成的磁極卡合部材卡合。
一種旋轉電機的層疊鐵芯,其具備多個鐵芯片,所述鐵芯片具有后軛部和從所述后軛部突出的磁極齒部,所述鐵芯片排列成圓環狀,并且沿旋轉電機的軸向層疊,
在所述磁極齒部的靠所述后軛部側的端部的寬度方向兩側設置有一對磁極切口部,
所述磁極切口部與由磁性材料構成的磁極卡合部材卡合。
根據權利要求2或3所述的旋轉電機的層疊鐵芯,其中,
所述磁極卡合部材是與所述鐵芯片由同一個磁性板沖壓加工而成的部材。
根據權利要求4所述的旋轉電機的層疊鐵芯,其中,
所述磁極卡合部材經由設置在其端部的薄壁連接部,以能夠轉動的方式與所述后軛部連接。
根據權利要求2或3所述的旋轉電機的層疊鐵芯,其中,
所述層疊鐵芯進一步具備絕緣體,所述絕緣體設置在所述磁極齒部的外周,并將所述磁極卡合部材保持在所述磁極切口部內。
根據權利要求2或3所述的旋轉電機的層疊鐵芯,其中,
所述磁極切口部和所述磁極卡合部材的形狀為梯形。

說明書

說明書旋轉電機的層疊鐵芯
技術領域
本發明涉及旋轉電機的層疊鐵芯的結構,特別涉及層疊鐵芯的材料利用率和特性改善。
背景技術
在以往的層疊鐵芯的制造方法中,由一張鋼板沖壓出多個沖板。各沖板具有帶狀的后軛和多個齒,所述齒從該后軛的一側的長邊部分垂直突出。此外,沖板以兩張為一組的方式被沖壓。即,以第二張沖板的齒位于第一張沖板的齒之間的方式,相互逆向且錯開間距地沖壓出兩張沖板(例如,參照專利文獻1)。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利第3681487號公報
發明內容
發明要解決的課題
在上述那樣的以往的層疊鐵芯的制造方法中,在為了減小扭矩脈動并提高扭矩性能而使磁極齒部的末端的寬度尺寸增大(減小狹縫開口寬度)的情況下,無法將第二張沖板的齒配置在第一張沖板的齒之間,有材料利用率低下的問題。相反的,為了將第二張沖板的齒配置在第一張沖板的齒之間,磁極齒部的末端的寬度尺寸被限制。
本發明是為了解決上述課題完成的,其目的在于獲得一種旋轉電機的層疊鐵芯,該層疊鐵芯即使在磁極齒部的末端的寬度尺寸增大的情況下仍能夠使材料利用率提高。
用于解決課題的方法
本發明的旋轉電機的層疊鐵芯具備多個鐵芯片,所述鐵芯片具有后軛部和從后軛部突出的磁極齒部,所述鐵芯片排列成圓環狀,并且沿旋轉電機的軸向層疊,各磁極齒部具有:齒主體部,其設置在各磁極齒部的中間部;寬度縮小部,其設置在各磁極齒部的靠后軛部側的端部,且寬度尺寸比齒主體部小;以及擴寬部,其設置在各磁極齒部的末端部,且寬度尺寸比齒主體部大,彼此相鄰的鐵芯片以能夠轉動的方式連接,在以磁極齒部平行的方式將鐵芯片排列成直線狀的狀態下,相鄰的寬度縮小部之間的距離比擴寬部的寬度尺寸大。
發明的效果
本發明的旋轉電機的層疊鐵芯在磁極齒部的靠后軛部側的端部設置有寬度縮小部,在鐵芯片排列成直線狀的狀態下,相鄰的寬度縮小部之間的距離比擴寬部的寬度尺寸大,因此即使在磁極齒部設置有擴寬部的情況下,在對由多個鐵芯片呈直線狀地排列而成的鐵芯部材進行沖壓加工時,也能夠在磁極齒部之間配置有另一鐵芯部材的磁極齒部的狀態下沖壓出2個鐵芯部材,能夠提高材料利用率和生產率。
附圖說明
圖1為示出本發明的實施方式1的旋轉電機的俯視圖。
圖2為示出圖1的層疊鐵芯的俯視圖。
圖3為示出圖2的鐵芯部材的沖壓加工狀態的俯視圖。
圖4為圖3的主要部分放大圖。
圖5為示出使圖4的磁極卡合部材轉動的狀態的俯視圖。
圖6為示出使圖5的磁極卡合部材進一步轉動而與磁極切口部卡合的狀態的俯視圖。
圖7為示出本發明的實施方式2的旋轉電機的俯視圖。
圖8為示出圖7的層疊鐵芯的俯視圖。
圖9為放大示出圖7的鐵芯片的俯視圖。
具體實施方式
下面,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
實施方式1
圖1為示出本發明的實施方式1的旋轉電機的俯視圖。在圖中,在圓筒狀的殼體1內保持有圓筒狀的定子2。定子2具有層疊鐵芯3、纏繞于層疊鐵芯3的驅動線圈4、以及介于層疊鐵芯3和驅動線圈4之間的絕緣體5。
在定子2內配置有轉子6。轉子6以能夠相對于定子2旋轉的方式被保持于殼體1。轉子6具有多個永久磁鐵7,所述永久磁鐵7固定在所述轉子6的外周部且與定子2對置。
圖2為示出圖1的層疊鐵芯3的俯視圖。層疊鐵芯3由多個(在本例中為2個)圓弧狀的分段層疊鐵芯11組合成圓環狀來構成。此外,各分段層疊鐵芯11由帶狀的鐵芯部材12沿旋轉電機的軸向層疊來構成。各鐵芯部材12由排列成圓弧狀的多個(在本例中為9個)鐵芯片13構成。
各鐵芯片13具有:后軛部13a,其用于形成層疊鐵芯3的圓環狀的磁軛部;以及磁極齒部13b,其從后軛部13a向層疊鐵芯3的徑向內側突出并被驅動線圈4纏繞。
在后軛部13a的中央和磁極齒部13b的末端部附近設置有沖壓鉚接部(抜きかしめ部)13c。層疊的鐵芯片13通過沖壓鉚接部13c來相互固定。
磁極齒部13b的末端部的寬度方向兩端部向層疊鐵芯3的周向突出。由此,在磁極齒部13b的末端部(徑向內側端部)形成有擴寬部13d。擴寬部13d的寬度尺寸比擴寬部13d的與后軛部13a側相鄰的部分的寬度尺寸大。
圖3為示出圖2的鐵芯部材12的沖壓加工狀態的俯視圖,圖4為圖3的主要部分放大圖。在以使磁極齒部13b平行的方式呈直線狀地展開的狀態下對磁性板進行沖壓來制造出鐵芯部材12。此外,對鐵芯部材12以在一個鐵芯部材12的磁極齒部13b之間存在另一鐵芯部材12的磁極齒部13b的方式進行沖壓加工。
在相鄰的后軛部13a之間,保留薄壁連接部14而設置有V字狀的切入部。由此,相鄰的后軛部13a通過薄壁連接部14以能夠轉動(能夠屈伸)的方式連接。通過使這樣的直線狀的鐵芯部材12層疊并彎曲成圓弧狀,來形成分段層疊鐵芯11。
在磁極齒部13b的根部(后軛部13a側端部)的寬度方向兩側設置有一對梯形的磁極切口部13e。由此,在磁極齒部13b的根部形成有寬度縮小部13f。在磁極齒部13b的中間部,即在寬度縮小部13f與擴寬部13d之間,形成有齒主體部13g。寬度縮小部13f的寬度尺寸比齒主體部13g的寬度尺寸小。
在沖壓加工時,在一個鐵芯部材12的相鄰的磁極齒部13b的寬度縮小部13f之間存在另一鐵芯部材12的鐵芯片13的擴寬部13d。因此,在鐵芯片13以直線狀排列的狀態下,在擴寬部13d的寬度尺寸為Bt、相鄰的寬度縮小部13f之間的距離為Bs的情況下,Bs>Bt。此外,為了抑制沖壓模具的刀具的損傷等,在鐵芯片13(磁性板)的板厚為T的情況下,優選設定為Bs≥(Bt+2T)。
在各后軛部13a的突出有磁極齒部13b的一側,設置有一對梯形的磁極卡合部材15。磁極卡合部材15設置在磁極齒部13b的根部的兩側。
此外,如圖5所示,磁極卡合部材15經由薄壁連接部16以能夠轉動的方式與后軛部13a連接,所述薄壁連接部16設置在所述磁極卡合部件部材15的靠磁極齒部13b側的端部。通過使磁極卡合部材15從圖5的狀態向磁極齒部13b側進一步轉動,如圖6所示,磁極卡合部材15與磁極切口部13e卡合(嵌合)。
在將驅動線圈4纏繞于磁極齒部13b時,磁極卡合部材15與磁極切口部13e卡合,并通過絕緣體5保持在磁極切口部13e內,所述絕緣體5設置在磁極齒部13b的外周。
在這樣的層疊鐵芯3中,由于在磁極齒部13b的末端部設置有擴寬部13d,因此能夠減少扭矩脈動并提高扭矩性能。此外,由于在磁極齒部13b的根部設置有寬度縮小部13f,因此,即使在磁極齒部13b設置有擴寬部13d,在對鐵芯部材12進行沖壓加工時,也能夠在磁極齒部13b之間配置有另一鐵芯部材12的磁極齒部13b的狀態下沖壓出2個鐵芯部材12,能夠提高材料利用率和生產率。
此外,由于在裝配后磁極切口部13e被磁極卡合部材15填上,因此能夠減輕由磁極切口部13e帶來的影響,并抑制扭矩的降低,能夠獲得良好的性能。
此外,由于通過絕緣體5對磁極卡合部材15進行保持,因此能夠在不增加部件個數的情況下對磁極卡合部材15進行保持。
此外,在沖壓加工后,由于磁極卡合部材15通過薄壁連接部16以能夠轉動的方式與后軛部13a連接,因此能夠對磁極卡合部材15與鐵芯部材12一體地進行處理,裝配時的運送性能優秀。
實施方式2
接著,圖7為示出本發明的實施方式2的旋轉電機的俯視圖,圖8為示出圖7的層疊鐵芯的俯視圖,圖9為放大示出圖7的鐵芯片的俯視圖。在實施方式1中,相鄰的鐵芯片13通過薄壁連接部14來連接,但在實施方式2中,相鄰的鐵芯片13被連接成能夠以設置在后軛部13a的轉動軸部13h為中心轉動。其它的結構與實施方式1一樣。
更為詳細地說,后軛部13a具有第1端部和第2端部,所述第1端部為層疊鐵芯3在圓周方向的一端部,第2端部為層疊鐵芯3在圓周方向的另一端部。在后軛部13a的第1端部,以沿旋轉電機的軸向突出的方式形成有轉動軸部13h。此外,轉動軸部13h被設置為相比后軛部13a的內周面更靠近后軛部13a的外周面。后軛部13a的第1端部與相鄰的鐵芯片13的后軛部13a的第2端部對接。
在后軛部13a的第2端部設置有圓弧狀的切口部13i,使得在鐵芯片13排列為圓環狀或圓弧狀的狀態下,在所述第2端部與相鄰的第1端部之間產生間隙17。后軛部13a的第1端部和第2端部構成為,在以磁極齒部13b相互平行的方式呈直線狀地展開了鐵芯片13的狀態下,在所述第1端部和第2端部這兩者之間產生有預定的間隙,所述間隙從外周側連通至內周側。
在實施方式2的分段層疊鐵芯11中,第1鐵芯部材與第2鐵芯部材例如每2層交替地層疊連接,所述第1鐵芯部材由后軛部13a的第1端部朝向旋轉電機的旋轉方向的一方的鐵芯片13依次排列而成,所述第2鐵芯部材由后軛部13a的第1端部朝向旋轉電機的旋轉方向的另一方的鐵芯片13依次排列而成。
這樣,即使在鐵芯片13的連接結構與實施方式1不同的情況下,由于在磁極齒部13b的根部設置有寬度縮小部13f,因此,即使在磁極齒部13b設置有擴寬部13d,在沖壓加工鐵芯部材時,也能夠在磁極齒部13b之間配置有另一鐵芯部材的磁極齒部13b的狀態下沖壓出2個鐵芯部材,能夠提高材料利用率和生產率。
此外,由于在裝配后磁極切口部13e被磁極卡合部材15填上,因此能夠減輕由磁極切口部13e帶來的影響,并抑制扭矩的降低,能夠獲得良好的性能。
此外,在實施方式1和實施方式2中,磁極卡合部材15通過薄壁連接部16與后軛部13a連接,但薄壁連接部16也可以在從鐵芯部材12分離的狀態下進行了沖壓加工之后,與磁極切口部13e組合。
此外,磁極卡合部材15也可以例如通過使磁性粉末燒結來制作,或者通過對涂覆有樹脂的磁性粉末進行加熱成型來制作。即,磁極卡合部材15能夠由與鐵芯片13相同或類似的磁性材料構成。
此外,在實施方式1和實施方式2中,將2個分段層疊鐵芯11組合來構成層疊鐵芯3,但層疊鐵芯3也可以一體構成而不進行分割,或者由分割為3個以上的分段層疊鐵芯11組合來構成。
此外,磁極切口部13e和磁極卡合部材15的形狀通過形成為梯形而能夠容易地卡合,但也不一定限定為梯形。

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