CN102959833B - 旋转电机的层叠铁芯 - Google Patents

Abstract

在旋转电机的层叠铁芯中具有多个铁芯片，所述铁芯片排列成圆环状，并沿旋转电机的轴向层叠。各铁芯片具有后轭部和从后轭部突出的磁极齿部。各磁极齿部具有：齿主体部，其设置在各磁极齿部的中间部；宽度缩小部，其设置在各磁极齿部的靠后轭部侧的端部，且宽度尺寸比齿主体部小；以及扩宽部，其设置在各磁极齿部的末端部，且宽度尺寸比齿主体部大。在以磁极齿部平行的方式将铁芯片排列成直线状的状态下，相邻的宽度缩小部之间的距离比扩宽部的宽度尺寸大。

Description

旋转电机的层叠铁芯

技术领域

本发明涉及旋转电机的层叠铁芯的结构，特别涉及层叠铁芯的材料利用率和特性改善。 

背景技术

在以往的层叠铁芯的制造方法中，由一张钢板冲压出多个冲板。各冲板具有带状的后轭和多个齿，所述齿从该后轭的一侧的长边部分垂直突出。此外，冲板以两张为一组的方式被冲压。即，以第二张冲板的齿位于第一张冲板的齿之间的方式，相互逆向且错开间距地冲压出两张冲板（例如，参照专利文献1）。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本专利第3681487号公报 

发明内容

发明要解决的课题 

在上述那样的以往的层叠铁芯的制造方法中，在为了减小扭矩脉动并提高扭矩性能而使磁极齿部的末端的宽度尺寸增大（减小狭缝开口宽度）的情况下，无法将第二张冲板的齿配置在第一张冲板的齿之间，有材料利用率低下的问题。相反的，为了将第二张冲板的齿配置在第一张冲板的齿之间，磁极齿部的末端的宽度尺寸被限制。 

本发明是为了解决上述课题完成的，其目的在于获得一种旋转电机的层叠铁芯，该层叠铁芯即使在磁极齿部的末端的宽度尺寸增大的情况下仍能够使材料利用率提高。 

用于解决课题的方法 

本发明的旋转电机的层叠铁芯具备多个铁芯片，所述铁芯片具有后轭部和从后轭部突出的磁极齿部，所述铁芯片排列成圆环状，并且沿旋转电机的轴向层叠，各磁极 齿部具有：齿主体部，其设置在各磁极齿部的中间部；宽度缩小部，其设置在各磁极齿部的靠后轭部侧的端部，且宽度尺寸比齿主体部小；以及扩宽部，其设置在各磁极齿部的末端部，且宽度尺寸比齿主体部大，彼此相邻的铁芯片以能够转动的方式连接，在以磁极齿部平行的方式将铁芯片排列成直线状的状态下，相邻的宽度缩小部之间的距离比扩宽部的宽度尺寸大。 

发明的效果 

本发明的旋转电机的层叠铁芯在磁极齿部的靠后轭部侧的端部设置有宽度缩小部，在铁芯片排列成直线状的状态下，相邻的宽度缩小部之间的距离比扩宽部的宽度尺寸大，因此即使在磁极齿部设置有扩宽部的情况下，在对由多个铁芯片呈直线状地排列而成的铁芯部材进行冲压加工时，也能够在磁极齿部之间配置有另一铁芯部材的磁极齿部的状态下冲压出2个铁芯部材，能够提高材料利用率和生产率。 

附图说明

图1为示出本发明的实施方式1的旋转电机的俯视图。 

图2为示出图1的层叠铁芯的俯视图。 

图3为示出图2的铁芯部材的冲压加工状态的俯视图。 

图4为图3的主要部分放大图。 

图5为示出使图4的磁极卡合部材转动的状态的俯视图。 

图6为示出使图5的磁极卡合部材进一步转动而与磁极切口部卡合的状态的俯视图。 

图7为示出本发明的实施方式2的旋转电机的俯视图。 

图8为示出图7的层叠铁芯的俯视图。 

图9为放大示出图7的铁芯片的俯视图。 

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 

实施方式1 

图1为示出本发明的实施方式1的旋转电机的俯视图。在图中，在圆筒状的壳体1内保持有圆筒状的定子2。定子2具有层叠铁芯3、缠绕于层叠铁芯3的驱动线圈4、以及介于层叠铁芯3和驱动线圈4之间的绝缘体5。 

在定子2内配置有转子6。转子6以能够相对于定子2旋转的方式被保持于壳体1。转子6具有多个永久磁铁7，所述永久磁铁7固定在所述转子6的外周部且与定子2对置。 

图2为示出图1的层叠铁芯3的俯视图。层叠铁芯3由多个（在本例中为2个）圆弧状的分段层叠铁芯11组合成圆环状来构成。此外，各分段层叠铁芯11由带状的铁芯部材12沿旋转电机的轴向层叠来构成。各铁芯部材12由排列成圆弧状的多个（在本例中为9个）铁芯片13构成。 

各铁芯片13具有：后轭部13a，其用于形成层叠铁芯3的圆环状的磁轭部；以及磁极齿部13b，其从后轭部13a向层叠铁芯3的径向内侧突出并被驱动线圈4缠绕。 

在后轭部13a的中央和磁极齿部13b的末端部附近设置有冲压铆接部（抜きかしめ部）13c。层叠的铁芯片13通过冲压铆接部13c来相互固定。 

磁极齿部13b的末端部的宽度方向两端部向层叠铁芯3的周向突出。由此，在磁极齿部13b的末端部（径向内侧端部）形成有扩宽部13d。扩宽部13d的宽度尺寸比扩宽部13d的与后轭部13a侧相邻的部分的宽度尺寸大。 

图3为示出图2的铁芯部材12的冲压加工状态的俯视图，图4为图3的主要部分放大图。在以使磁极齿部13b平行的方式呈直线状地展开的状态下对磁性板进行冲压来制造出铁芯部材12。此外，对铁芯部材12以在一个铁芯部材12的磁极齿部13b之间存在另一铁芯部材12的磁极齿部13b的方式进行冲压加工。 

在相邻的后轭部13a之间，保留薄壁连接部14而设置有V字状的切入部。由此，相邻的后轭部13a通过薄壁连接部14以能够转动（能够屈伸）的方式连接。通过使这样的直线状的铁芯部材12层叠并弯曲成圆弧状，来形成分段层叠铁芯11。 

在磁极齿部13b的根部（后轭部13a侧端部）的宽度方向两侧设置有一对梯形的磁极切口部13e。由此，在磁极齿部13b的根部形成有宽度缩小部13f。在磁极齿部13b的中间部，即在宽度缩小部13f与扩宽部13d之间，形成有齿主体部13g。宽度缩小部13f的宽度尺寸比齿主体部13g的宽度尺寸小。 

在冲压加工时，在一个铁芯部材12的相邻的磁极齿部13b的宽度缩小部13f之间存在另一铁芯部材12的铁芯片13的扩宽部13d。因此，在铁芯片13以直线状排列的状态下，在扩宽部13d的宽度尺寸为Bt、相邻的宽度缩小部13f之间的距离为Bs的情况下，Bs＞Bt。此外，为了抑制冲压模具的刀具的损伤等，在铁芯片13（磁 性板）的板厚为T的情况下，优选设定为Bs≥（Bt＋2T）。 

在各后轭部13a的突出有磁极齿部13b的一侧，设置有一对梯形的磁极卡合部材15。磁极卡合部材15设置在磁极齿部13b的根部的两侧。 

此外，如图5所示，磁极卡合部材15经由薄壁连接部16以能够转动的方式与后轭部13a连接，所述薄壁连接部16设置在所述磁极卡合部件部材15的靠磁极齿部13b侧的端部。通过使磁极卡合部材15从图5的状态向磁极齿部13b侧进一步转动，如图6所示，磁极卡合部材15与磁极切口部13e卡合（嵌合）。 

在将驱动线圈4缠绕于磁极齿部13b时，磁极卡合部材15与磁极切口部13e卡合，并通过绝缘体5保持在磁极切口部13e内，所述绝缘体5设置在磁极齿部13b的外周。 

在这样的层叠铁芯3中，由于在磁极齿部13b的末端部设置有扩宽部13d，因此能够减少扭矩脉动并提高扭矩性能。此外，由于在磁极齿部13b的根部设置有宽度缩小部13f，因此，即使在磁极齿部13b设置有扩宽部13d，在对铁芯部材12进行冲压加工时，也能够在磁极齿部13b之间配置有另一铁芯部材12的磁极齿部13b的状态下冲压出2个铁芯部材12，能够提高材料利用率和生产率。 

此外，由于在装配后磁极切口部13e被磁极卡合部材15填上，因此能够减轻由磁极切口部13e带来的影响，并抑制扭矩的降低，能够获得良好的性能。 

此外，由于通过绝缘体5对磁极卡合部材15进行保持，因此能够在不增加部件个数的情况下对磁极卡合部材15进行保持。 

此外，在冲压加工后，由于磁极卡合部材15通过薄壁连接部16以能够转动的方式与后轭部13a连接，因此能够对磁极卡合部材15与铁芯部材12一体地进行处理，装配时的运送性能优秀。 

实施方式2 

接着，图7为示出本发明的实施方式2的旋转电机的俯视图，图8为示出图7的层叠铁芯的俯视图，图9为放大示出图7的铁芯片的俯视图。在实施方式1中，相邻的铁芯片13通过薄壁连接部14来连接，但在实施方式2中，相邻的铁芯片13被连接成能够以设置在后轭部13a的转动轴部13h为中心转动。其它的结构与实施方式1一样。 

更为详细地说，后轭部13a具有第1端部和第2端部，所述第1端部为层叠铁芯3在圆周方向的一端部，第2端部为层叠铁芯3在圆周方向的另一端部。在后轭部13a的第1端部，以沿旋转电机的轴向突出的方式形成有转动轴部13h。此外，转动轴部13h被设置为相比后轭部13a的内周面更靠近后轭部13a的外周面。后轭部13a的第1端部与相邻的铁芯片13的后轭部13a的第2端部对接。

在后轭部13a的第2端部设置有圆弧状的切口部13i，使得在铁芯片13排列为圆环状或圆弧状的状态下，在所述第2端部与相邻的第1端部之间产生间隙17。后轭部13a的第1端部和第2端部构成为，在以磁极齿部13b相互平行的方式呈直线状地展开了铁芯片13的状态下，在所述第1端部和第2端部这两者之间产生有预定的间隙，所述间隙从外周侧连通至内周侧。 

在实施方式2的分段层叠铁芯11中，第1铁芯部材与第2铁芯部材例如每2层交替地层叠连接，所述第1铁芯部材由后轭部13a的第1端部朝向旋转电机的旋转方向的一方的铁芯片13依次排列而成，所述第2铁芯部材由后轭部13a的第1端部朝向旋转电机的旋转方向的另一方的铁芯片13依次排列而成。 

这样，即使在铁芯片13的连接结构与实施方式1不同的情况下，由于在磁极齿部13b的根部设置有宽度缩小部13f，因此，即使在磁极齿部13b设置有扩宽部13d，在冲压加工铁芯部材时，也能够在磁极齿部13b之间配置有另一铁芯部材的磁极齿部13b的状态下冲压出2个铁芯部材，能够提高材料利用率和生产率。 

此外，由于在装配后磁极切口部13e被磁极卡合部材15填上，因此能够减轻由磁极切口部13e带来的影响，并抑制扭矩的降低，能够获得良好的性能。 

此外，在实施方式1和实施方式2中，磁极卡合部材15通过薄壁连接部16与后轭部13a连接，但磁极卡合部材15也可以在从铁芯部材12分离的状态下进行了冲压加工之后，与磁极切口部13e组合。 

此外，磁极卡合部材15也可以例如通过使磁性粉末烧结来制作，或者通过对涂覆有树脂的磁性粉末进行加热成型来制作。即，磁极卡合部材15能够由与铁芯片13相同或类似的磁性材料构成。 

此外，在实施方式1和实施方式2中，将2个分段层叠铁芯11组合来构成层叠铁芯3，但层叠铁芯3也可以一体构成而不进行分割，或者由分割为3个以上的分段层叠铁芯11组合来构成。 

此外，磁极切口部13e和磁极卡合部材15的形状通过形成为梯形而能够容易地卡合，但也不一定限定为梯形。 

Claims (5)

1.一种旋转电机的层叠铁芯，其具备多个铁芯片，所述铁芯片具有后轭部和从所述后轭部突出的磁极齿部，所述铁芯片排列成圆环状，并且沿旋转电机的轴向层叠，

所述各磁极齿部具有：齿主体部，其设置在所述各磁极齿部的中间部；宽度缩小部，其设置在所述各磁极齿部的靠所述后轭部侧的端部，且宽度尺寸比所述齿主体部小；以及扩宽部，其设置在所述各磁极齿部的末端部，且宽度尺寸比所述齿主体部大，

所述宽度缩小部通过在所述磁极齿部的宽度方向设置磁极切口部而形成，

能够与所述磁极切口部卡合的磁极卡合部材以能够转动的方式与所述后轭部连接，

在将驱动线圈缠绕于所述磁极齿部的状态下，所述磁极卡合部材与所述磁极切口部卡合，

彼此相邻的所述铁芯片以能够转动的方式连接，

在以所述磁极齿部平行的方式将所述铁芯片排列成直线状的状态下，相邻的所述宽度缩小部之间的距离比所述扩宽部的宽度尺寸大。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

所述宽度缩小部通过在所述磁极齿部的宽度方向两侧设置一对所述磁极切口部而形成。

3.根据权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

所述磁极卡合部材经由设置在其端部的薄壁连接部，以能够转动的方式与所述后轭部连接。

4.根据权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

所述层叠铁芯进一步具备绝缘体，所述绝缘体设置在所述磁极齿部的外周，并将所述磁极卡合部材保持在所述磁极切口部内。

5.根据权利要求1或2所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

所述磁极切口部和所述磁极卡合部材的形状为梯形。