CN101828321A - 定子层叠铁芯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定子层叠铁芯(10)及其制造方法，该定子层叠铁芯(10)使用形成多个铁芯片(15、16)的带板材(33)的端部(34)作为制品的一部分，而且也不二次切割带板材(33)的端部(34)地进行旋转层叠。该定子层叠铁芯(10)是将由磁性体制成的带板材(33)的侧边直接作为铁芯片(15、16)的一边使用的定子层叠铁芯，其中，在使各铁芯片(15、16)的转子空间(14)的中心(20)一致的状态下对所述铁芯片(15、16)进行旋转层叠并铆接层叠，所述铁芯片(15、16)是中央所形成的转子空间(14)的中心(20)相对于所述铁芯片(15、16)的中心朝一方向偏心而形成的分别为相同形状的铁芯片。

Description

定子层叠铁芯及其制造方法

技术领域

本发明涉及可以实现提高材料成品率和消除板厚偏差的定子层叠铁芯及其制造方法。

背景技术

通常，层叠铁芯在模型内冲压相同形状的铁芯片的同时进行铆接，为了消除板厚偏差而在下料工序进行旋转层叠。此时，与旋转角度无关而需要层叠铁芯的外周对称，作为冲压方案通常通过全下料(全冲压)进行。

但是，由全下料进行的冲压，材料废料多，成品率差。因此，作为提高材料成品率的冲压方案，已知专利文献1及2那样的无废料地实现的方案，而且可以通过进行多列获取，高效率地进行板获取。

专利文献1：日本特开昭和62-114449号公报

专利文献2：日本特开昭和60-121943号公报

但是，在专利文献1或2中记载的那样的无废料的冲压的情况下，存在如下的问题：因为在铁芯外周的一部分使用材料宽端部，因此具有材料宽的偏差，不能在要求精度内的外周冲压。另外，在由无废料实现的冲压方法中，从二次切割产生的毛刺(切屑)产生打痕，或使刀具磨损，由于这样的原因，在下料工序中，特别需要对模估计铁芯材料的输送间距的偏离或材料宽度的公差，并关注不接触程度的避让、或进行倒角，以使刀具不会碰触到前工序中已进行外形冲切的部分。

另外，当旋转层叠无废料地冲压的铁芯片时，因为上述的模的避让部或倒角部也必须作为刀具使用，所以不能对模实施避让部或倒角等的加工，二次切割的可能性高，因此，目前的现状是，在由无废料实现的冲压中，不能进行铁芯的旋转层叠。因此，在由无废料实现的铁芯中，板厚偏差引起的层叠铁芯的倾斜也成为问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而创立的，其目的在于，提供一种定子层叠铁芯及其制造方法，该定子层叠铁芯使用形成多个铁芯片的条材(带板材)的端部作为制品的一部分，而且也不二次切割带材料的端部地进行旋转层叠。

按照所述目的，本发明第一方面提供一种定子层叠铁芯，使用由磁性体制成的带板材的侧边作为铁芯片的一边，

在使各所述铁芯片的转子空间的中心一致的状态下对所述铁芯片进行旋转层叠，所述铁芯片是形成于中央的转子空间的中心相对于所述铁芯片的中心朝一方向偏心而形成的分别为相同形状的铁芯片。

另外，本发明第二方面的定子层叠铁芯，在第一方面的定子层叠铁芯中，以每一片铁芯片或者以多片的每组进行所述铁芯片的旋转层叠。旋转层叠通常是指将铁芯片旋转180度，但根据铁芯片的形状，只要是360/n(n为整数)度的旋转即可。

本发明第三方面的定子层叠铁芯，在第一、第二方面的定子层叠铁芯中，在被旋转层叠的所述铁芯片上设有以所述转子空间为中心处于相同距离位置的定位部。在铁芯片为矩形的情况下，可以设于角部。

按照所述目的，本发明第四发明提供一种定子层叠铁芯的制造方法，该定子层叠铁芯将由磁性体制成的带板材的宽度方向两侧边作为铁芯片的一边使用，并在中央形成有转子空间，利用由比所述铁芯片增大了纵横尺寸的冲头及模构成的刀具，将纵横的一边或两边邻接的铁芯片和由边界线连结的铁芯片以使所述刀具的单侧与所述边界线重合的方式冲落到的所述模内，冲落到所述模内的所述铁芯片在该模内进一步被旋转层叠。

本发明第五方面的定子层叠铁芯的制造方法在第四方面的定子层叠铁芯的制造方法中，所述铁芯片具有距离所述转子空间的中心处于固定位置的定位部，通过设于所述模内的定位壁进行被冲落的所述铁芯片的定位。

本发明第六方面的定子层叠铁芯的制造方法在第五方面的定子层叠铁芯的制造方法中，所述定位部处于矩形的所述铁芯片的角部。特别优选设于铁芯片的对置的角部(两处或四处)。

本发明第七方面的定子层叠铁芯的制造方法，该定子层叠铁芯将由磁性体制成的带板材的宽度方向两侧边作为纵横的宽度分别为a、b的矩形的铁芯片的一边使用，在中央具有圆形的转子空间，该制造方法包括：

第一工序，其形成所述转子空间，使得所述带板材的输送方向的所述转子空间的中心间距离为b，而且在位于该带板材的宽度方向端部的所述铁芯片上，所述转子空间的中心位于距侧端(a-α)/2的位置；

第二工序，其对形成有所述转子空间的所述带板材进行以该转子空间的中心为基准的切槽冲切，形成内侧的磁极片部、和在所述铁芯片的角部以所述转子空间的中心部为基准轴对称的定位部；

第三工序，其以所述转子空间的中心为轴心，用纵横的宽度为a+β、b+γ的成对的模及冲头将所述铁芯片冲落到所述模中，而且，利用匹配所述定位部的定位壁对所述铁芯片进行对位，同时进行层叠，

而且，所述模对每片被冲压的所述铁芯片或每组所述铁芯片进行旋转，进行所述铁芯片的旋转层叠。

此处，α、β、γ是最终决定定子层叠铁芯的凹凸高度的尺寸。

本发明第八方面的定子层叠铁芯的制造方法在第七方面的定子层叠铁芯的制造方法中，在所述带板材上所述铁芯片的列为3列以上，在所述带板材的宽度方向并排形成的所述铁芯片沿该带板材的输送方向并排配置于同一位置，而且，对于在形成于所述带板材的两侧部的铁芯片的内侧形成的铁芯片，该内侧的铁芯片的转子空间的中心相对于宽度方向两侧边向一侧偏心。

本发明第九方面的定子层叠铁芯的制造方法在第八方面的定子层叠铁芯的制造方法中，在位于所述带板材的两侧的铁芯片被冲落之后进行所述侧的铁芯片的冲压。

本发明第十方面的定子层叠铁芯的制造方法在第九方面的定子层叠铁芯的制造方法中，在该带板材的输送方向的同一位置具有多个所述内侧的铁芯片的情况下，依次进行所述内侧的铁芯片的冲压。

本发明第十一方面的定子层叠铁芯的制造方法在第八～第十方面的定子层叠铁芯的制造方法中，所述各内侧的铁芯片的冲压层叠，通过与配置于所述带板材的两侧的铁芯片的冲压形成相同的方法进行所述铁芯片的旋转层叠。

而且，第十二方面的定子层叠铁芯，使用第四～第十一方面所述的定子层叠铁芯的制造方法制造，其中，在该定子层叠铁芯的侧面形成有所述铁芯片的每一片或者多片的每组构成的凹凸。

在本发明的定子层叠铁芯及其制造方法中，因为将带板材的侧边直接作为铁芯片的一边使用，所以可以省略冲压处理，并且材料的成品率提高。

因为层叠的各铁芯片(也包括矩形状铁芯片)的形状相同，所以模型装置廉价，而且制造工序也更简单。

另外，因为以使各铁芯片的转子空间一致的状态进行旋转层叠、铆接层叠，所以定子层叠铁芯的高度固定地确定，并且可在定子层叠铁芯的周围形成凹凸，由此，定子层叠铁芯的表面积增加，冷却效率提高。而且，在定子层叠铁芯的制造方法中，由于模和冲头的尺寸比铁芯片的大小大，所以不二次切割铁芯片的端部。

附图说明

图1是本发明一实施例的定子层叠铁芯的平面图；

图2是其正视图；

图3是其右侧视图；

图4是该定子层叠铁芯的制造方法的说明图；

图5是该定子层叠铁芯的制造方法的详细说明图；

图6是本发明其它实施例的定子层叠铁芯的平面图；

图7是本发明其它实施例的定子层叠铁芯的制造方法的说明。

符号说明

10：定子层叠铁芯；11：轭部；12、13：磁极部；14：转子空间；15、16：铁芯片；17：铆接部；18：上边；19：下边；20：中心；21：左边；22：右边；23：上边；24：下边；25：左边；26：右边；28：凹凸；31：定位部；33、带板材；34：端部；35、36：引导孔；37、38：磁极片部；39～41：切槽；42：轭片部；43、44：边界线；43a：引导销；50：定子层叠铁芯；51、52：铁芯片；53：磁极片部；55：转子空间；56、57：凹凸；58：带板材；59：定位部

具体实施方式

下面，说明图1～图3所示的本发明一实施例的定子层叠铁芯10。对于本发明一实施例的定子层叠铁芯10，轭部11的外周平面看为大致矩形状，在内侧形成有磁极部12、13，在磁极部12、13之间平面看形成有圆形的转子空间14。而且，平面看矩形的定子层叠铁芯10的四角被进行角部的倒角。该定子层叠铁芯10通过铆接部17依次交替铆接层叠多片矩形的铁芯片15、16。另外，相对于铁芯片15、16的中心，转子空间14的中心20在纵向及横向偏心配置。

图1中，以纵宽为(a+β/2-α/2)，横宽为b的铁芯片15的上边18及下边19和转子空间14的中心20的距离成为(a+β)/2、(a-α)/2，并且，铁芯片15的左边21和右边22到中心20的距离为(b-γ)/2、(b+γ)/2。在此，该实施例中，α、β、γ的范围分别为0＜α＜0.05a、0＜β＜0.05a、0＜γ＜0.05b。另外，优选α和β相等或者大致相等。另外，在此，将α、β、γ设为不足各边的0.05是因为，如果超过0.05，则凹凸部的阶梯差过大，铁芯片的使用效率降低。

另一方面，铁芯片16的上边23及下边24和转子空间14的中心20的距离为(a-α)/2、(a+β)/2，并且，铁芯片16的左边25和右边26到中心20的距离为(b+γ)/2、(b-γ)/2。即，虽然铁芯片15和铁芯片16叠合，但是以转子空间14的中心20为中心进行旋转层叠(该实施例中旋转180度)。由此，能够使用同一形状的铁芯片15、16形成，在平面看矩形的定子层叠铁芯10的侧部形成凹凸28，提高冷却效果。

凹凸28的突出率由α、β、γ的值决定，但是通常为板厚的0.5～4倍较好。另外，在该定子层叠铁芯10中，铁芯片15的下边19和铁芯片16的上边23直接使用由磁性体制成的带板材33(参照图4)的端部34。

另外，在该铁芯片15、16的4个角部，以转子空间14的中心20为中心，以同一距离位置(即同一半径位置)且处于轴对称位置设有也兼用作角部的倒角的圆弧状的定位部31。

接着，参照图4、图5对本发明一实施例的定子层叠铁芯的制造方法进行说明。

在该定子层叠铁芯的制造方法中，使用由磁性体制成的带板材(条材)33，该带板材33具有在宽度方向上能够形成3片铁芯片15、16的板宽，上述铁芯片15、16形成定子层叠铁芯10。因为直接使用带板材33的端部(也称作“侧边”或者“端面”)作为铁芯片15、16的一边，所以选定带板材33为3a的宽度、或者比3a小且接近3a的宽度。另外，该实施例中，由一片带板材33沿输送方向在同一位置，在宽度方向上并排形成3列铁芯片15、16。

另外，本实施例中，因为从同一材料获取转子(转动件)和定子，所以在冲压定子前转子的冲压已经完成。

在定子层叠铁芯的制造中，使用在带板材33的两侧以输送方向间距b预先形成的引导孔35、36。形成有该引导孔35、36的场所在铁芯片15、16的定位部31的外侧位置，是最终冲落的部分。接着，以转子空间14的中心20位于比相邻的引导孔35、36的中间位置更靠前侧γ/2的量，且距带板材33的端部34(a-α)/2的方式设定模型(冲头及模)。该情况下，从与位于中央的铁芯片15、16的边界线43(参照图5)到位于端侧的铁芯片15、16的转子空间14的中心部的位置为(a+β)/2。另外，输送方向的转子空间14的中心间距为b。

在位于带板材33中央的铁芯片15、16也与使用形成于其宽度方向两侧的铁芯片15、16的定子层叠铁芯10为大致相同形状的情况下，在中央的铁芯片15、16上，使转子空间14的中心20的位置从边界线43沿宽度方向错开(a-α)/2。另外，沿板宽度方向并排的3个铁芯片15、16的横宽为b，当α＝β时，纵宽为a。由于通常α＞β，因此，位于带状材33的宽度方向两侧的铁芯片15、16与a相比，减小由(α-β)/2所示的差值的量。α、β、γ决定成为制品的定子层叠铁芯10的凹凸28的形状(凹凸高度)，通常，如上所述，最好设为0＜α＜0.05a、0＜β＜0.05a、0＜γ＜0.05b。另外，在正确设定带板材33的宽度为3a的情况下，如上所述α＝β，但因为很难正确地设定3a宽度的带板材33，所以考虑存在稍微误差的情况，由不同的符号(但是，

)记载这些尺寸。

该实施例中，在规定位置完成转子空间14的冲压的带板材33通过第一～第八站点(也即第一～第八工序)，沿输送方向并排连结形成的铁芯片15、16被冲落到模内。另外，由转子空间14的部分形成转子铁芯片是自由的。

在第一站点冲落形成各铁芯片15、16的内侧的磁极片部37、38的一部分的切槽39，除此之外，还相对于最下部的铁芯片16形成作为铆接部17(该实施例中为V形铆接)之一例的铆接孔(矩形贯通孔)。另外，对于除最下部的铁芯片16之外的其它铁芯片15、16，冲头无效，不形成铆接孔。

在第二站点，对于除最下部的铁芯片16之外的铁芯片15、16形成众所周知的由V形铆接构成的铆接部17。在第三站点，冲落形成磁极片部37、38的剩余的切槽40。由此决定在轭片部42内侧形成的磁极片部37、38的形状。另外，在该第三站点，冲落形成定位部31的切槽41，该定位部31在各铁芯片15、16的四角形成。

由于通过该切槽41的冲落，不再有引导孔35、36，所以，在第四站点，将形成于轭片部42和磁极片部37、38的连接部分的圆弧作为引导孔使用。在图4的第四站点以后所示的43a表示引导销，由此进行加工中途的带板材33的定位。

虽然第四站点为空闲站点，但也可以在该第四站点进行切槽41的冲落。第五站点为在图4中位于上侧的铁芯片15、16的冲落，第六站点是位于下侧的铁芯片15、16的冲落，因为两者的冲落方法及在模内的铁芯片15、16的层叠方法相同，所以详细说明第六站点。

在图5所示的第六站点，表示位于下侧的铁芯片15、16的详情，但首先对位于最下部的铁芯片16的冲落进行说明。该铁芯片16的尺寸，纵向大致为a(正确的是α+β/2-α/2)，横向为b，但铁芯片16的转子空间14的中心20处于距与基侧的铁芯片15的边界线44的距离为(b+γ)/2，距与中央侧的铁芯片15的边界线43的距离为(a+β)/2的位置。因此，将冲压模型(模及冲头构成的刀具)的纵横的尺寸设为(a+β)、(b+γ)，使模型的端部(刀具的单侧)与边界线43、44一致，将铁芯片16冲落到模内。

由此，铁芯片16由边界线43、44分断，但由于模型的尺寸比铁芯片16的尺寸大，所以不能进行与边界线43、44对向的下边及左边的切断。其理由在于，从转子空间14的中心20到下边的长度是(a-α)/2、到左边的距离是(b-γ)/2。因此，没有用该模型两次切割铁芯片16的端部。从转子的中心20起处于同一半径位置的圆弧状的4个定位部31也被同时冲压。

被冲压的铁芯片16被冲入下部的下料模，进行180度的旋转。另外，此铁芯片16的铆接部17成为铆接孔。

在该第六站点，接下来的铁芯片15在位于带板材33的时刻与铁芯片16完全相同，因此，铁芯片15也以与铁芯片16相同的顺序进行冲压。而且，铁芯片15被铆接层叠于最下部的铁芯片16上。

在此，因为下料模的四角具有与形成于铁芯片15、16的四角的定位部31相对应的定位壁，因此，转子空间14及磁极片部37、38层叠于同一位置。

以后，通过相同的顺序对铁芯片15、16进行冲压，在铁芯片16的情况下进行180度的旋转层叠，完成图1～图3所示的定子层叠铁芯10。

第七站点是空闲站点。在第八站点对位于中央的铁芯片15、16进行冲压。

该情况下，因为铁芯片15、16与位于两侧的铁芯片15、16同样相对于外侧边错开转子空间14的中心，因此，通过相同的方法进行冲压旋转层叠，完成定子层叠铁芯10。另外，因为位于中央部的铁芯片15、16的外侧边通过冲压加工形成，所以其位置准确，因此，即使切割同一位置，也不会产生因切断位置不同而带来的毛刺等。因此，在前述条件中，设定α＝β，决定该模型的位置及转子空间14的位置。

另外，在模型精度不好的情况下，因为发生位置稍微不同的二次切割，所以也可以如下设计，将利用模型欲切断的宽度设为比铁芯片15、16的纵宽更宽，而且，铁芯片15、16的已切断的上边及下边位于由模型产生的切断位置的内侧。另外，形成于带板材33的中央的铁芯片15、16的制造方法直接使用宽尺寸为a的带板材，适用于形成一个铁芯片15、16的情况。

下面，参照图6、图7说明制造本发明其它实施例的定子层叠铁芯50的情况。在形成该定子层叠铁芯50的铁芯片51、52的内侧具有多个(多数)同一形状的磁极片部53，其内侧成为转子空间55。

而且，与定子层叠铁芯10相同，对纵边及横边为平行的直线的铁芯片51进行每片(或多片)180度的旋转层叠，制成铁芯片52，在定子层叠铁芯50的周围形成凹凸56、57。

该定子层叠铁芯50的制造与前述定子层叠铁芯10的制造相同，使得预先进行了转子冲切的带板材58通过，进行形成磁极片部53的切槽冲切，然后进行周围的定位部59的冲压，最后用冲头冲落到模内。该情况下，设定由冲头和模构成的刀具的尺寸朝向铁芯片51的开放侧端部变大，防止铁芯片51的轮廓的二次切割。而且，以铁芯片51的转子空间55的中心为基准，在四角形成圆弧状的定位部59，通过设于冲入的模的四角的侧壁(定位壁)进行铁芯片51的定位。

而且，如果将每一片铁芯片51以转子空间55的中心为基准进行180度的旋转层叠，则成为铁芯片52，如图6所示，形成定子层叠铁芯50。另外，在该定子层叠铁芯50中，铁芯片51和将其旋转180度后的铁芯片52的磁极片部53、转子空间55、铆接部17的位置一致。

本发明不限于以上的实施例，例如，也可以适用于由一个带板材形成1列、2列、或者4列以上的铁芯片，在下料模内进行旋转层叠的情况。另外，在冲压形成4列以上的铁芯片的情况下，相邻的铁芯片在不同的站点形成。

另外，也可以按多片的每组进行铁芯片的旋转层叠。

产业上的可利用性

因为带板材的侧边直接作为铁芯片的一边使用，因此，可以省略冲压处理，进而材料的成品率提高。而且，因为层叠的各铁芯片的形状相同，所以模型装置变得便宜，而且制造工序也简单化，可以更廉价地制造定子层叠铁芯。

而且，在使用该定子层叠铁芯时，因为以使各铁芯片的转子空间一致的状态进行旋转层叠并铆接层叠，所以定子层叠铁芯的高度统一确定，并且可以在定子层叠铁芯的周围形成凹凸，由此，定子层叠铁芯的表面积增加，冷却效率提高。因此，可以提供能力更高的旋转机(电动机等)。

Claims (12)

1.一种定子层叠铁芯，其使用由磁性体制成的带板材的侧边作为铁芯片的一边，其特征在于，

在使各所述铁芯片的转子空间的中心一致的状态下对所述铁芯片进行旋转层叠，所述铁芯片是形成于中央的转子空间的中心相对于所述铁芯片的中心朝一方向偏心而形成的分别为相同形状的铁芯片。

2.如权利要求1所述的定子层叠铁芯，其特征在于，以每一片铁芯片或者以多片的每组进行所述铁芯片的旋转层叠。

3.如权利要求1和2中任一项所述的定子层叠铁芯，其特征在于，在被旋转层叠的所述铁芯片上设有以所述转子空间为中心处于相同距离位置的定位部。

4.一种定子层叠铁芯的制造方法，该定子层叠铁芯将由磁性体制成的带板材的宽度方向两侧边作为铁芯片的一边使用，并在中央形成有转子空间，其特征在于，

利用由比所述铁芯片增大了纵横尺寸的冲头及模构成的刀具，将纵横的一边或两边邻接的铁芯片和由边界线连结的铁芯片以使所述刀具的单侧与所述边界线重合的方式冲落到的所述模内，

冲落到所述模内的所述铁芯片在该模内进一步被旋转层叠。

5.如权利要求4所述的定子层叠铁芯的制造方法，其特征在于，所述铁芯片具有距离所述转子空间的中心处于固定位置的定位部，通过设于所述模内的定位壁进行被冲落的所述铁芯片的定位。

6.如权利要求5所述的定子层叠铁芯的制造方法，其特征在于，所述定位部处于矩形的所述铁芯片的角部。

7.一种定子层叠铁芯的制造方法，该定子层叠铁芯将由磁性体制成的带板材的宽度方向两侧边作为纵横的宽度分别为a、b的矩形的铁芯片的一边使用，在中央具有圆形的转子空间，其特征在于，该制造方法包括：

第一工序，其形成所述转子空间，使得所述带板材的输送方向的所述转子空间的中心间距离为b，而且在位于该带板材的宽度方向端部的所述铁芯片上，所述转子空间的中心位于距侧端(a-α)/2的位置；

第二工序，其对形成有所述转子空间的所述带板材进行以该转子空间的中心为基准的切槽冲切，形成内侧的磁极片部、和在所述铁芯片的角部以所述转子空间的中心部为基准轴对称的定位部；

第三工序，其以所述转子空间的中心为轴心，用纵横的宽度为a+β、b+γ的成对的模及冲头将所述铁芯片冲落到所述模中，而且，利用匹配所述定位部的定位壁对所述铁芯片进行对位，同时进行层叠，

而且，所述模对每片被冲压的所述铁芯片或每组所述铁芯片进行旋转，进行所述铁芯片的旋转层叠，

另外，α、β、γ是最终决定定子层叠铁芯的凹凸高度的尺寸。

8.如权利要求7所述的定子层叠铁芯的制造方法，其特征在于，在所述带板材上所述铁芯片的列为3列以上，在所述带板材的宽度方向并排形成的所述铁芯片沿该带板材的输送方向并排配置于同一位置，而且，对于在形成于所述带板材的两侧部的铁芯片的内侧形成的铁芯片，该内侧的铁芯片的转子空间的中心相对于宽度方向两侧边向一侧偏心。

9.如权利要求8所述的定子层叠铁芯的制造方法，其特征在于，在位于所述带板材的两侧的铁芯片被冲落之后进行所述内侧的铁芯片的冲压。

10.如权利要求9所述的定子层叠铁芯的制造方法，其特征在于，在该带板材的输送方向的同一位置具有多个所述内侧的铁芯片的情况下，依次进行所述内侧的铁芯片的冲压。

11.如权利要求8～10中任一项所述的定子层叠铁芯的制造方法，其特征在于，所述各内侧的铁芯片的冲压层叠，通过与配置于所述带板材的两侧的铁芯片的冲压形成相同的方法进行所述铁芯片的旋转层叠。

12.一种定子层叠铁芯，其使用权利要求4～11中任一项所述的定子层叠铁芯的制造方法制造，其特征在于，

在该定子层叠铁芯的侧面形成有由所述铁芯片的每一片或者多片的每组构成的凹凸。

Images