CN103997164A - 用于制造转子层叠铁心的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于通过层叠圆形铁心件来制造转子层叠铁心的方法。该方法在磁性钢板中确定第一冲裁区域、第二冲裁区域和第三冲裁区域，其中，该第一冲裁区域限定铁心件的形状，该第二冲裁区域限定磁体插孔的形状，并且该第三冲裁区域限定磁性钢板中的任意部分的形状。该方法还在第二冲裁区域中形成临时缝隙，形成从临时缝隙延伸到第三冲裁区域的打薄部，并且冲裁第一冲裁区域、第二冲裁区域和第三冲裁区域，由此制造包括打薄部和形成在周向上的磁体插孔的各圆形铁心件。

Description

用于制造转子层叠铁心的方法

相关申请的交叉引用

本申请是基于2013年2月19日提交的日本专利申请No.2013-030108并且要求该日本专利申请的优先权，该日本专利申请的内容以其整体通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于制造转子层叠铁心的方法，其中永磁体设置在磁体插孔中，具体而言，涉及一种减小磁通量损失的用于制造转子层叠铁心的方法。

背景技术

近年来，使用转子用永磁体的电马达被用于混合动力车、电动车、空气调节器等等。永磁体被插入沿着转子层叠铁心的周向形成的多个磁体插孔中。然而，由于一般磁体插孔仅具有略大于插入磁体插孔中的永磁体的形状的空间，所以在从永磁体的N极到S极引出的磁通量中，可能产生经过层叠铁心的漏通量。

因此，如JP-A-9-289745中所公开的那样，提出了通过桥接部中的压缩变换提供一种槽形硬化部，在该桥接部中，从永磁体的N极到S极的磁通量从永磁体的侧面漏出。公开了通过提供硬化部，漏通量减小，并且层叠铁心的强度改进。这些方面在图8A的平面图和图8B的侧视图中示出。图8A和图8B图示磁体插孔71、硬化部（打薄部）72和桥接部（漏通量穿过其区域A）73。

参照图9A至图9D说明一种用于制造在这种情况下的转子层叠铁心的方法。在构成转子层叠铁心的一部分的铁心件60中，如图9A中所示，沿着周向布置的多个磁体插孔61形成在铁心件60的径向方向上的外部区域。然后，执行压印（coining）过程以形成如图9B中所示的打薄部62，并且将铁心件60的外形冲压为如图9C中所示，由此形成各铁心件60。在图9B和图9C中，示出桥接部63。

发明内容

然而，如图9D的放大图中所示，在图9B的步骤中，将压印部的件（金属件）挤压到铁心件60的外侧并且挤压到铁心件60的磁体插孔61。因为金属件在外部冲裁的过程中被移除，所以被挤压到铁心件60的外侧的金属件不影响铁心件60的形状。另一方面，被挤压到磁体插孔61的一侧的金属件作为突出部64保留在磁体插孔中。在这种情况下，磁体插孔61的形状的精度下降，并且因此，产生漏通量，并且在一些情况下磁性特性会恶化。

考虑到如上文所提及的情况，本发明的目的是提供一种制造转子层叠铁心的方法，通过该方法，即使通过压印过程提供打薄部，金属也几乎不会突出到磁体插孔中，并且磁体插孔的形状的精度和永磁体的磁性几乎不会恶化。

本发明的第一方面提供了一种用于通过层叠圆形铁心件制造转子层叠铁心的方法，该方法包括：准备磁性钢板，用该磁性钢板冲裁各个所述圆形铁心件；在所述磁性钢板中确定第一冲裁区域、第二冲裁区域和第三冲裁区域，其中，所述第一冲裁区域限定所述磁性钢板中的各铁心件的形状，所述第二冲裁区域限定将被形成在各铁心件中的磁体插孔的形状以将永磁体插入所述磁体插孔中，并且所述第三冲裁区域限定所述磁性钢板中的任意部分的形状；在所述第二冲裁区域中形成临时缝隙；形成至少从所述临时缝隙延伸到所述第三冲裁区域的打薄部；以及冲裁所述第一冲裁区域、所述第二冲裁区域连同所述临时缝隙以及所述第三冲裁区域，由此制造包括所述打薄部和形成在周向上的多个磁体插孔的各圆形铁心件。

在本发明的第二方面中，该方法可以被配置成使得临时缝隙形成有离开第二冲裁区域的边界的间隙，并且打薄部以从临时缝隙延伸到第三冲裁区域的槽形状形成，并且打薄部横跨铁心件中的区域，来自永磁体的漏通量穿过该区域。

在本发明的第三方面中，该方法可以被配置成使得临时缝隙设置在槽形打薄部的延伸部上，并且临时缝隙在宽度上比槽形打薄部更大。

在本发明的第四方面中，该方法可以被配置成使得暂时缝隙被形成为与接触打薄部的第二冲裁区域的边界隔开0.05mm至0.5mm的量。

在本发明的第五方面中，该方法可以被配置成使得临时缝隙包括第一部分和展开部分，该第一部分与打薄部相连续，并且该展开部分具有比该第一部分的宽度小的宽度以扩展该临时缝隙的全周。

在本发明的第六方面中，该方法可以被配置成使得第三冲裁区域是在第一冲裁区域的外部的区域、限定铁心件中的另一个磁体插孔的形状的另一个冲裁区域或者限定缝隙的形状用于减轻铁心件的重量的又一个冲裁区域。

在本发明的第七方面中，该方法被配置成使得打薄部的厚度在铁心件的板厚度的0.3至0.98倍的范围内。

根据本发明的第一至第七方面的用于通过层叠圆形铁心件制造转子层叠铁心的方法，可以在其中来自永磁体的漏通量所穿过的区域（桥接部）中形成打薄部，同时将磁体插孔的形状保持为规律的状态。由此，区域A能够变硬，并且该区域的漏通量能够减少。

具体地，根据在本发明的第三方面中的制造方法，临时缝隙设置在打薄部的延伸部上，并且临时缝隙在宽度上比槽形打薄部更大。由此，由压印过程产生的凸部能够在临时缝隙中被吸收。

根据本发明的第四方面中的制造方法，因为临时缝隙被形成为与接触打薄部的第二冲裁的边界隔开0.05mm至0.5mm，所以磁体插孔容易地形成。也就是说，如果临时缝隙与磁体插孔之间的间隙小于0.05mm，则可能存在的情况是磁体插孔的冲裁件的连接部变形并且被破坏，并且在冲裁件中产生上升。另外，如果临时缝隙和磁体插孔之间的间隙超过0.5mm，则用于压印处理的长度变得比所需的长度更长。

根据本发明的第五方面中的制造方法，因为临时缝隙包括与打薄部相连的第一部分和具有小于该第一部分宽度的宽度以延伸临时缝隙的全周的展开部分，所以防止冲裁件的上升。此外，因为叶片的横截面积由于展开部分的存在而增加，所以叶片的寿命能够延长。

根据本发明的第六方面中的制造方法，因为第三冲裁区域是第一冲裁区域外部的区域、限定铁心件中另一个磁体插孔的形状的另一个冲裁区域、或限定缝隙的形状以便减轻铁心件的重量的又一个冲裁区域，所以在纵向方向上打薄部的两端的形状在精度上增加。

附图说明

在所附的附图中：

图1是通过根据本发明的第一实施例的转子层叠铁心的制造方法制造的转子层叠铁心的平面图；

图2A和图2B分别是指示转子层叠铁心的制造方法的一部分的平面图；

图3A是指示转子层叠铁心的制造方法的一部分的平面图；

图3B是打薄部的截面图；

图4是根据本发明的第二实施例的转子层叠铁心的制造方法的图示；

图5是根据本发明的第三实施例的转子层叠铁心的制造方法的图示；

图6是根据本发明的第四实施例的转子层叠铁心的制造方法的图示；

图7是根据本发明的第五实施例的转子层叠铁心的制造方法的图示；

图8A和图8B是指示根据现有技术的转子层叠铁心的打薄部的结构的图示；并且

图9A至图9D是指示根据现有技术的转子层叠铁心的打薄部的结构的图示。

具体实施方式

在下文中，参照所附附图对本发明的实施例作出描述。

如图1至图3B中所示，根据本发明的第一实施例的转子层叠铁心的制造方法涉及通过层叠铁心件10而形成的转子层叠铁心13，并且转子层叠铁心13具有多个磁体插孔12，永磁体11沿转子层叠铁心13的周向插入所述多个磁体插孔12中。该制造方法还形成有横跨区域A的打薄部14，来自永磁体11的漏通量穿过该区域A。轴向内孔15形成在转子层叠铁心13的中心。此外，可以形成未图示的多个冲裁缝隙以减轻重量。

准备由磁性钢板构成的带形板16以冲裁出铁心件10。在带形板16中确定第一冲裁区域以限定铁心件10的形状。在带形板16中，构成转子层叠铁心13的铁心件（转子铁心件）10以预定的节距形成。事先或之后，在铁心件10的中心中形成有轴向内孔15，如图1中所示。如图2A和图2B中所示，存在用于多个磁体插孔的冲裁区域B（第二冲裁区域）和来自插入磁体插孔12中的永磁体11的漏磁通穿过的区域A。换言之，第二冲裁区域限定磁体插孔12的形状。

而且，如图2A中所示，临时缝隙17事先形成在用于磁体插孔的冲裁区域B中，同时在冲裁区域B的径向方向上提供离开侧端部16a的间隙g1。在此处，临时缝隙17存在于打薄部14的中心轴线的延长线上，并且它在平面视图下形成为大致矩形形状。形成临时缝隙17，同时在宽度方向上提供离开磁体插孔12的各边缘部20、21的恒定间隙g2。在此处，例如，间隙g1的范围在0.05mm至0.5mm之间。间隙g2可以超过0.5mm，但是打薄部的宽度变窄。若间隙g1、g2被形成为小于0.05mm，则当冲裁磁体插孔12时，容易发生打薄部14变形并且由冲压加工的边缘部20、21制造出冲裁剩余部分（blanking residue）。

在这种状态下，如图2B中所示，在区域A上执行压印过程，来自永磁体11的漏通量穿过该区域A。由此，如图2B中所示，跨穿过区域A的漏通量的槽形打薄部14形成在铁心件10的表面中。打薄部14在其周向具有倾斜表面24，其倾斜角度是例如30度至60度，如图3B中所示。例如，打薄部14的槽底部23是平面的，并且其厚度t1为铁心件10的板厚t的约0.3至约0.98倍以上。

打薄部14的内端（一端）存在于临时缝隙17中，并且打薄部14的槽底部23的宽度W1比临时缝隙17的宽度W2小。例如，宽度W1=（0.5至0.8）×宽度W2。在该实施例中，打薄部14的中心轴线和临时缝隙17的中心线彼此一致。在这种情况下，由压印过程引起的铁心件10的一些金属件环绕打薄部14分布，并且凸部（金属件）25也形成在临时缝隙17内。在该实施例中，打薄部14的另一端存在于比带形板16或铁心件10的外形更外面的区域（即，空间区域C，或第三冲裁区域）中。

然后，如图3A中所示，完全围绕临时缝隙17和铁心件10的外形的磁体插孔12被依次或同时冲裁。在该过程中，临时缝隙17消失，并且临时缝隙17中的凸部25也消失。由此，以精确的形状形成磁体插孔12。

因为打薄部14的形状未改变，所以打薄部的强度通过压印过程而增加，并且此外，磁阻增加，并且漏磁通量减小。在该实施例中，铁心件10的外部区域形成空间区域C或第三冲裁区域。如果打薄部14的外部区域是铁心件10的外部区域，则不必在打薄部14的外部区域中提供临时缝隙。在这种情况下，铁心件10的外部区域可能在一定程度上变形，但是因为外部形状最终被冲裁，因此不会有问题。

随后，参照图4描述根据本发明的第二实施例的转子层叠铁心的制造方法，同时描述不同于根据第一实施例的转子层叠铁心的制造方法的要点。这适用于下面的实施例。

在该实施例中，临时缝隙27包括：基部分（在该实施例中是基本上矩形形状）；以及使临时缝隙27的全周扩展或增加的展开部分28（轮廓长度增加区域）。如果临时缝隙27具有诸如矩形的简单的轮廓，则当通过冲压机在模中冲裁临时缝隙27时，很可能的是，在冲压机的底部，冲裁件由真空功率吸入，并且使冲裁件升高。然而，在该实施例中，由于设置了展开部分28，冲裁件和模之间的接触阻力增加，并且冲裁件仅停留在模中，由此防止冲裁件随着冲压机的升高而上升。此外，因为叶片的横截面积由于展开部分28的存在而增加，所以叶片的寿命能够延长。

随后，参照图5描述根据本发明的第三实施例的转子层叠铁心的制造方法。在该实施例中，临时缝隙30形成在带形板16中，除铁心件10的区域之外。临时缝隙30存在于槽形打薄部14的延伸部上。通过对打薄部14压印而在各个临时缝隙30、17中产生凸部，但是临时缝隙17、30由磁体插孔12的冲裁过程和铁心件10的外形的冲裁过程而被冲裁并掉落，并且形成铁心件10的精确的外形和磁体插孔12的精确的轮廓。

随后，参照图6描述根据本发明的第四实施例的转子层叠铁心的制造方法。

在该实施例中，来自永磁体的漏通量所穿过的区域A存在于相邻的磁体插孔32、33之间。就这点而论，临时缝隙34、35分别形成在磁体插孔32、33的相邻的边缘部分中，并且槽形打薄部36被形成为将临时缝隙34、35互连在一起。打薄部36的截面与第一实施例中的打薄部14的截面相同。

根据该结构，在将被加强的区域A中执行硬化过程，漏通量的磁阻变大，并且因此，漏通量减小。此外，由于磁体插孔32、33的形状被维持为预定的形状，永磁体的插入位置变得更加正确。

在该实施例中，磁体插孔32对应于基础磁体插孔，并且用于另一磁体插孔33的冲裁区域构成空间区域C。

随后，参照图7描述根据本发明的第五实施例的转子层叠铁心的制造方法。

在该实施例中，临时缝隙44、45分别形成在磁体插孔42、43的相邻的边缘部分中，并且打薄部46被形成在临时缝隙44、45与铁心件10的轮廓之间的预定的区域中，如图7中所示。即，打薄部46不必具有如先前在其它实施例中所描述的直槽形状，而是可以具有从两个磁体插孔44、45和诸如铁心件10的轮廓的其它冲裁区域延伸的任意区域。

本发明并不限于实施例的详细描述，并且在不改变本发明的主题的范围内，能够改变结构。

例如，本发明被应用于包括新步骤的转子层叠铁心的制造方法，在该方法中，根据本发明的第一实施例的转子层叠铁心的制造方法和根据其它实施例的转子层叠铁心的制造方法的一些步骤被组合在一起。例如，根据第二实施例的展开部分能够被应用于其它实施例的配置。

另外，设置在转子层叠铁心中的为了减轻重量的缝隙的形成区域能够被假定为空间区域C或第三冲裁区域。确定空间区域C或第三冲裁区域以限定磁性钢板中的任意部分的形状。

Claims (7)

1.一种用于通过层叠圆形铁心件来制造转子层叠铁心的方法，该方法包括：

准备磁性钢板，用该磁性钢板冲裁各个所述圆形铁心件；

在所述磁性钢板中确定第一冲裁区域、第二冲裁区域和第三冲裁区域，其中，所述第一冲裁区域限定所述磁性钢板中的各铁心件的形状，所述第二冲裁区域限定将被形成在各铁心件中的磁体插孔的形状以将永磁体插入所述磁体插孔中，并且所述第三冲裁区域限定所述磁性钢板中的任意部分的形状；

在所述第二冲裁区域中形成临时缝隙；

形成至少从所述临时缝隙延伸到所述第三冲裁区域的打薄部；以及

冲裁所述第一冲裁区域、所述第二冲裁区域连同所述临时缝隙以及所述第三冲裁区域，由此制造包括所述打薄部和形成在周向上的多个磁体插孔的各圆形铁心件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述临时缝隙形成有离开所述第二冲裁区域的边界的间隙，并且

所述打薄部以从所述临时缝隙延伸到所述第三冲裁区域的槽形形成，并且所述打薄部横跨所述铁心件中的这样一区域：来自所述永磁体的漏通量穿过该区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，

所述临时缝隙设置在所述槽形打薄部的延伸部上，并且所述临时缝隙在宽度上比所述槽形打薄部更大。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述临时缝隙被形成为与接触所述打薄部的所述第二冲裁区域的边界隔开0.05mm至0.5mm的量。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述临时缝隙包括第一部分和展开部分，该第一部分与所述打薄部连续，该展开部分具有比所述第一部分的宽度小的宽度以扩展所述临时缝隙的全周。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述第三冲裁区域是在所述第一冲裁区域外部的区域、限定所述铁心件中的另一个磁体插孔的形状的另一个冲裁区域或者限定缝隙的形状用于减轻所述铁心件的重量的又一个冲裁区域。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述打薄部的厚度在所述铁心件的板厚的0.3至0.98倍的范围内。