CN1050239C - 旋转电机的电枢 - Google Patents

Abstract

本发明的旋转电机电枢包括具有绕线用开口部以及与励磁磁铁相对的凸极的铁心和绕在凸极上的线圈。铁心由多块铁心材料叠合而成，叠合面处在包含转轴的平面内，重合部形成凸极。铁心材料的端部可沿圆周方向弯曲形成伞部。铁心材料的易磁化轴方向与线圈产生的磁通方向一致。铁心材料表面涂刷绝缘层。这样，无需昂贵的冲压机械设备及金属模具，铁心坯料不会浪费，可采用有磁方向性的坯料，使特性提高，组装简单，伞部间的开口部极小。

Description

旋转电机的电枢

本发明涉及具有铁心的旋转电机的电枢。

作为具有铁心的旋转电机电枢的已有实例，有特开平2-146942、特开昭63-157650号公报中记载的装置等。具有传统铁心的旋转电机电枢的上述铁心是通过两道工序制成的，首先，用冲床将板状坯料冲压成铁心冲片，然后，将多片铁心冲片叠合。图25是传统旋转电机电枢的例子，其铁心冲片11上有中心轴孔16、辐射方向上有多个凸极12以及各凸极12前端部的圆弧形伞部14。铁心冲片11由冲床将硅钢片等平板坯料冲压而成，将多片铁心冲片叠合，构成铁心10。在上述伞部14之间形成绕线用的开口部19。

图26中示出上述铁心冲片11制造方法的例子。用冲床冲压图26(a)所示的硅钢片等平板坯料18，得到图26(b)及图25所示的铁心冲片11。

图27示出的电机采用带有上述铁心10的电枢。图中，在杯状电机外壳22的开口端嵌入端板24，依靠嵌在电机壳22底部中央与端板24中的轴承26支承转轴28。在电机壳22内部的转轴28上压装固定由上述铁心冲片11叠合成的铁心10。在被叠合的各块铁心材料11的凸极12部分缠绕线圈20。凸极12前端的上述伞部14与固定在电机外壳22内圆周上的励磁磁铁30的内圆周面隔开规定间隙，彼此相对。在转轴28上安装整流子32，电刷34与整流子32滑动接触。众所周知，对经由电刷34和整流子32流至线圈20的电流进行控制，可以驱动具有铁心10、线圈20等的转子旋转。

上述线圈20必须与铁心10绝缘。绝缘方法有多种，例如如图28所示，在铁心10的转轴28的轴向端面上叠合由树脂等做成的、与铁心冲片的平面形状大体相同的绝缘板35，在绝缘板35上缠绕线圈。而且，在绝缘板35上形成定位突起36，在该定位突起36上嵌合整流子的定位切口，从而提高铁心10各凸极与整流子在旋转方向上的相对位置的精度。

因为上述传统旋转电机的电枢是将板状坯料冲压后得到铁心冲片，因而产生下列问题：

1.必需昂贵的冲压机械设备和金属模具。

2.铁心冲片用坯料冲压而成，因此，不能采用有磁场方向性的坯料，不能灵活运用高性能的坯材。

3.从图14中清楚看到，铁心冲片冲压后坯料要丢弃，材料浪费多。

4.为了叠合多片薄的铁心冲片，组装工序所需时间长。

5.为了在凸极上绕线圈，伞部之间的开口部有必要在一定程度上做大，因此，不能有效地通过磁通，齿槽效应增大。

6.若为了要提高效率而增大铁心的饱和磁通密度，则涡流引起的铁损增大，而要降低铁损，则不得不降低饱和磁通密度，效率的提高受到限制。

本发明鉴于上述各点而作，目的在于提供一种旋转电机电枢，无需昂贵的冲压机械设备和金属模具，不浪费铁心坯料，能采用有磁场方向性的坯料，使性能提高，组装工艺简单，各伞部之间的开口部能做得极小。

本发明的目的还在于提供一种旋转电机的铁心，在提高饱和磁通密度的同时，能防止涡电流引起的铁损增大，并且，无需昂贵的冲压机械设备和金属模具，铁心坯料没有浪费，可利用有磁方向性的坯料，提高特性，组装工艺简单，伞部之间开口部可做成极小。

为了实现前一目的，本发明的旋转电机电枢具有带绕线用开口部和凸极的铁心及绕在凸极上的线圈，铁心由至少两块铁心材料叠合而成，这些铁心材料的叠合面处在包含旋转中心轴的平面中，或者处在与该平面平行的平面中，由这些铁心材料的叠合部形成凸极。通过弯曲铁心材料的端部，可形成在圆周方向上延伸的伞部。伞部之间的开口部可以相对转轴倾斜。铁心材料的易磁化轴方向可与线圈产生的磁通方向一致。在铁心材料表面也可设置绝缘层。

将板状坯料切成适当长度，作为铁心材料，将至少两片铁心材料叠合后可得到铁心。这些铁心材料的叠合部成为凸极，在该凸极部上绕上线圈，便可构成电枢。线圈通电后，在电枢与励磁磁铁之间产生旋转驱动力。将铁心材料的端部弯曲后形成在圆周方向上延伸的伞部，就能有效地取入励磁磁铁的磁通。若使伞部之间的开口部相对转轴倾斜，则齿槽效应降低。若使用有磁场方向性的坯料，使铁心材料的易磁化轴方向与线圈产生的磁通方向一致，则能提高磁通密度。

为了实现后一目的，本发明的上述旋转电机电枢中，铁心由第1磁性板材和第2磁性板材组成，第1磁性板材比第2磁性板材铁损低，第2磁性板材比第1磁性板材饱和磁通密度高，第2磁性板材夹住第1磁性板材，使第1和第2磁性板材重合。

为了实现后一目的，本发明的旋转电机电枢还可以如此构造，铁心由第1和第2磁性板材组成，第1磁性板材比第2磁性板材铁损低，第2磁性板材比第1磁性板材饱和磁通密度高，第1磁性板材由至少两块板材叠合而成，叠合面处在旋转中心轴的平面内，或者处在与该平面平行的平面内，在第1磁性板材表面配设上述第二磁性板材，形成上述凸极。

根据上述结构，利用饱和磁通密度高的第2磁性板材，能够谋求磁通的增大，而利用铁损低的第1磁性板材可防止铁损增加。后者情况下，第1磁性板材可以由至少两块切割成适当长度的板状坯料叠合而成，在其凸极部分绕上线圈后即构成电枢。

图1是表示本发明旋转电机电枢实施例的斜视图。

图2是按顺序表示上述电枢制造方法的斜视图。

图3是表示本发明可采用的坯料的斜视图。

图4是采用了上述坯料的电枢凸极部分剖视图。

图5是采用上述电枢的旋转电机的横截面图。

图6是上述旋转电机的纵截面图。

图7是本发明旋转电机电枢另一实施例的平面图。

图8是采用上述电枢的旋转电机的横截面图。

图9是本发明旋转电机电枢另一实施例的平面图。

图10是表示适用于本发明的另一种铁心材料制法的斜视图。

图11是表示适用于本发明的另一种铁心材料制法的斜视图。

图12是采用上述铁心材料的本发明另一实施例的分解斜视图。

图13是本发明旋转电机电枢另一实施例的斜视图。

图14是在上述实施例中绕上线圈后的斜视图。

图15是本发明的旋转电机铁心实施例的平面图。

图16是上图铁心组装方法的分解斜视图。

图17是本发明的旋转电机另一种铁心实施例的平面图。

图18是采用上图铁心的旋转电机横截面图。

图19是上图旋转电机的纵截面图。

图20是本发明的旋转电机另一种铁心实施例的分解斜视图。

图21是上图旋转电机铁心的斜视图。

图22是采用上图铁心的旋转电机纵截面图；

图23是上图旋转电机的横截面图。

图24是本发明的旋转电机又一铁心实施例的斜视图。

图25是用在传统旋转电机电枢中的铁心的斜视图。

图26是上述铁心制法的平面图及斜视图。

图27是传统旋转电机的纵截面图。

图28是用在传统旋转电机电枢中的另一种铁心的斜视图。

下面，参照附图对本发明旋转电机电枢的实施例进行说明。

图1中，符号40表示电枢的铁心。铁心40具有绕线用的开口部48以及与图中未示出的多极磁化的励磁磁铁相对的凸极44。上述凸极44上绕有线圈50，从而构成旋转电机的电枢。在图示实施例中，铁心40由三块铁心材料42叠合而成。具体而言，各块铁心材料42弯曲成V字状，其中心角为120°，各铁心材料42背靠背叠合。这些铁心材料42相互之间的叠合面处在包含旋转中心轴的平面内，或者处在与该平面平行的平面内，各块铁心材料42相互间的叠合部形成上述凸极44，在各凸极44上卷绕线圈50。各铁心材料42的端部弯曲后，形成在圆周方向延伸的伞部46。在各伞部46之间形成上述开口部48。叠合后的各铁心材料42的中心部位插入转轴52，用焊接等方法固定。

接着，对上述铁心及采用该铁心的电枢的制造方法举例说明。首先，将图2(a)所示的板状坯料41切割成长度适当的长方形，将其弯曲加工，形成有规定中心角的V字状，得到如图2(b)所示的铁心材料42。弯曲加工是沿切割后的铁心材料纵向中心线附近两根平行线进行的。上述板状坯料41例如象有方向性的硅钢片，在辊轧方向有易磁化轴C，这种情况下，将坯料切割成易磁化轴C处在纵向，弯曲加工成图2(b)所示那样。接着，如图2(c)所示，将弯曲加工后的3块铁心材料42背靠背叠合，其平面形状大致为Y状，用焊接等方法结合成整体。在图示例中，通过点焊54结合。相邻铁心材料42相互叠合的部分构成凸极。凸极44共有3个，沿辐射方法延伸。

接着如图2(d)所示，在3块铁心材料42的中心插入转轴52，用焊接等方式固定。如上所述，弯曲加工沿铁心材料42纵向中心线附近平行的两根线进行，因此，将3块铁心材料42背靠背叠合时，在中心部产生空间。在该空间中插入转轴52并固定。各铁心材料42的叠合面处在包含转轴52旋转中心轴线的平面内。再在各凸极44上卷绕线圈50。因为各凸极44的前端没有伞部，绕线空间不受限制，因而绕线工序简单，并可增加线圈50的匝数。然后，如图2(d)中点划线所示，将各铁心材料44的两端弯曲，加工成在圆周方向伸展的伞部46。这样就得到了图1所示的电枢。

另外，在上述制造方法中，转轴52的固定也可以在绕线工序之后或伞部46形成之后进行。而伞部46的形成也可在弯曲加工出图2(b)所示V字状的同时进行。不过，伞部46是否形成是任意的，也可以不形成伞部46，有时也在绕线圈50之前对各铁心材料42进行绝缘处理。

如图3、4所示，制作铁心材料42的板状坯料41可在表面上设置绝缘层56。这样，板状坯料41本身就是绝缘的，因而能简单而且可靠地实现铁心材料42与线圈50之间的绝缘，不需要另外的绝缘部件。又如图4所示，叠合的铁心材料42相互间由绝缘层56绝缘，因而具有无涡流损耗的优点。再者，即使在坯料状态或者半成品的状态下，坯料表面与空气的接触被绝缘层隔断，不会生锈，具有可长期保存的优点。

下面，对采用上述电枢的电机举例说明。图5、6中，在杯状电机外壳58的开口端固定端板60。在电机外壳58的底部中央和端部60的中央嵌入轴承62，依靠轴承62支承上述电枢的转轴52自由旋转。在转轴52上安装如前所述的由3块铁心材料构成的铁心40，形成一个整体，在电机外壳58内部，铁心40可与转轴52一同旋转。铁心40的凸极44部分绕有线圈50。凸极44前端的上述伞部46与固定在电机外壳58内周侧的环状励磁磁铁64的内周面隔开规定间隔，彼此相对。转轴52上安装整流子68，整流子68与电刷70滑动接触。控制经由电刷70和整流子68流至线圈50的电流，驱动由铁心40、线圈50等组成的电枢转动。

根据上述旋转电机电枢的实施例，铁心40由多块铁心材料42叠合而成，各铁心材料42的叠合面处在包含旋转中心轴的平面内，或者处在与该平面平行的平面内，由各铁心材料42的叠合部组成凸极，因此，将板状坯料直接切割成适当长度，弯曲加工后就可做成铁心材料42，加工机械只要小型剪板机及弯板机即可，无需使用昂贵的冲压机械和金属模具。为此，能迅速地适应少量多品种的生产，而且，对铁心坯料不作冲压，而是按适当长度切割后使用，因而几乎没有材料浪费。

此外，象以往那样通过冲压得到铁心材料，当坯料具有磁方向性时，磁特性在圆周方向变得不一致，因而材料不能使用，但根据上述实施例，则能采用有磁方向性的硅钢片等，因为可使铁心材料的易磁化轴与线圈产生的磁通方向一致，所以可将总的磁通密度提高20％左右，藉此可改善特性。

再者，若在绕线之后将凸极44的端部弯曲加工，形成伞部46，线圈50在伞部46形成之前绕成，绕线作业极其容易，可最大限度地利用绕线空间卷绕，能提高线圈50的匝数。另外，因为在绕线后形成伞部46，伞部46之间开口部的间隔可做得极小，可谋求齿槽效应减少，并有效地取入磁通，从而得到高效率的旋转电机。

接着说明本发明的各种变形实施例。图7、图8中，在将弯曲成上述V字状的3块铁心材料42背靠背叠合，形成铁心72时，在各铁心材料42之间夹入叠片74，加大凸极宽度，增大通过铁心72的磁通。上述叠片74与铁心材料42一样，弯曲成V字状。但没有伞部46。一块铁心材料42上叠上多块叠片74，将其背靠背地叠合，形成铁心72。叠片74之间以及叠片74与铁心材料42之间的叠合面处在包含旋转中心轴的平面内。这样形成的铁心72与上述实施例的电枢铁心一样，可用作为旋转电机的电枢铁心。图8是表示采用上述铁心72的电机例的简图，在夹着叠片74的铁心材料42的凸极44部分绕有线圈50。其它结构与图5、6所示电机相同。

根据图7、图8所示的实施例，由于各铁心材料42之间夹入了叠片74，因而凸极宽度增大，通过铁心72的磁通增多，输出加大。叠片74与铁心材料42一样，可由板状坯料切割、弯曲而成，因而能采用有磁方向性的板状坯料，藉此可望进一步增大磁通。

在各铁心材料42之间夹入叠片的其它实施例也可以是图9所示的结构。图9所示实施例中，将弯曲成V字状的多块铁心材料42背靠背叠合，形成铁心78时，在各铁心材料42之间，夹入沿轴向叠合的多块叠片76。因而，多块叠片76的叠合面与含有旋转中心轴线的平面正交。本例的情况下，凸极宽度变大，通过铁心72的磁通增大，输出功率也增大。但由于各叠片76大致形成Y字状，要通过冲压板材来制作。然而，铁心材料42与迄今为止所说明的实施例相同，因而产生与前述实施例相同的作用和效果。

根据本发明的电枢，为了减小齿槽效应，可将绕线用的开口部方便地做成相对转轴倾斜。图10示出这种例子。首先如(a)所示，按规定长度切割板状坯料80时，使切割面82相对于坯料80的侧面倾斜规定角度，加工成平行四边形的板材。接着，沿该平行四边形板纵向中央附近的两根线84和靠近两端的两根线86弯曲成形。上述各线84、86与坯料80的侧面正交。图10(b)示出弯曲成形的铁心材料88，沿上述线84弯曲后形成大致V字状，再沿线86弯曲后在两端形成伞部92。该两端的伞部92之间，亦即坯料80两端切割面82之间形成绕线用的开口部94，上述切割面82倾斜规定角度，因而上述开口部94相对于转轴轴线倾斜。与迄今为止所说明的实施例一样，将适当数量的这种铁心材料叠合形成铁心，作为旋转电机的电枢。

如采用图10(b)所示的铁心材料，则开口部94相对转轴轴线倾斜，形成所谓的“扭斜”，因而可减少齿槽效应及改善旋转不稳。顺便说明一下，如果在将冲压成的多片铁心材料沿轴向叠合成的传统电枢中，将开口部设置扭斜状，则必须将一块块冲片在旋转方向略微错开地叠合，组装及部件加工都很麻烦。但是，根据本发明的电枢，利用对板状坯料的切割和弯曲，很容易得到开口部扭斜的电枢。

若采用本发明的电枢，则能够容易地形成整流子的定位构造。图11、12示出其实施例。首先，如图11(a)所示，将板状坯料41切割成规定长度后，或者在切割的同时，在坯料纵向一侧边缘的中央切出作为整流子定位基准的缺口95。与前面的实施例相同，将该坯料41弯曲成形，制成大致V字状的铁心材料42，将多块铁心材料42背靠背地叠合，制成图11(b)所示的铁心40。在铁心42的凸极44上绕线。在该铁心40的中心部如图12所示插入转轴52，通过焊接等方式固定，然后，从铁心42的有上述缺口95的一侧将整流子96插入转轴52，并固定。整流子96具有：由绝缘体构成的支架97、由支架97支撑并且总体形成圆筒状的多片整流片98、与各块整流片98形成一体并从支架圆周面向外突出的端子100、与支架形成一体的多个定位突起99。

将上述整流子96插入转轴52，上述各个定位突起99嵌在铁心40的各个缺口95中，将整流子96定位，并在这种状态下用适当的方法将其固定在铁心40上。根据该实施例，仅仅依靠各个定位突起99与各个缺口95的嵌合，确定各个凸极与各块整流片98在旋转方向上的相对位置关系，因而容易组装调整。另外，若在图28所示已有例中，在与铁心10叠合的绝缘板35上设置定位突起36，将其嵌合在整流子一侧的定位凹部中，则必须在高精度地调整好绝缘板35相对于铁心10的位置关系后将整流子定位，调整作业麻烦，而位置精度未必很好。但是，根据图11、12所示实施例，仅依靠缺口95与突起99的嵌合来确定相对位置关系，因而调整工作极为简单，位置精度也很好。

如果对图1、图2所示的实施例再加以改进的话，就能得到效果更佳的电枢。图13、14所示实施例即为如此，将各铁心材料42的凸极44的端部44a的轴向宽度做得大于突极44肋部宽度。这样，将宽度增大的凸极端部44a朝圆周方向弯曲，形成凸极伞部46。其它结构与图1、2的实施例相同，因而同一构成部分附以相同标号，其详细说明省略。

根据图13、14所示实施例，各铁心材料42的凸极端部44a轴向宽度做成大于凸极44肋部宽度，从而扩大了凸极伞部46的面积，因而能有效地取入磁通，得到高效率的旋转电极。而如果在用冲压出的多片冲片沿轴向叠合而成的传统的旋转电极电枢中，要取入更多的磁通，则必须在叠压的冲片两端重叠作为独立部件的集磁轭铁，部件加工及组装极为麻烦。但是，根据图13、14所示实施例，利用对板状坯料的切割和弯曲，可容易地得到在凸极伞部46上附带有集磁构造的电枢。

另外，本发明不局限于电机，也可适用于发电机。也不限于旋转式电枢，还能适用于磁极旋转式电机，并且，外转子式和内转子式都可适用。凸极数没有特别限定，例如也可以是两极。在两个极的情形下，用大致为直线状的两块铁心材料叠合。在诸如圆筒型电机和外转子型电机中，有时也会没有转轴。

根据本发明，铁心由多片铁心材料叠合而成，这些铁心材料的叠合面处在包含旋转中心轴在内的平面中，或者处在与其平行的平面中，由这些铁心材料的叠合部分形成凸极，因此，可以将板状铁心坯料直接按适当长度切割，将其弯曲加工后作为铁心材料，加工机械只需小型剪板机及弯板机即可，不必采用昂贵的冲压机械及金属模具。因此能迅速地应付少量多品种电机的生产要求，并且，铁心坯料无需冲压，只要切割成适当长度后便可使用，因而几乎没有材料的浪费。

此外，因为可以在绕线后将凸极端部弯曲加工成伞部，所以能在伞部形成之前进行绕线，绕线作业极其方便，绕线空间能得到最大限度的利用，因而可以提高线圈的匝数。再者，若在绕线后形成伞部，则伞部之间绕线用开口部间隔可做成极小，可望减轻齿槽效应，并可有效地取入磁通，因而，可得到高效率的旋转电机。

根据本发明，可将板状坯料弯曲加工后形成铁心材料，因而很容易使伞部之间的绕线用开口部做成相对转轴倾斜，从而能得到齿槽效应及旋转脉动小的旋转电机。

根据本发明，可以采用有磁方向性的硅钢片等，使铁心材料的易磁化轴与线圈产生的磁通方向一致，从而能提高整个磁通密度，改善特性。

若在铁心材料的表面涂刷绝缘层，则能简单而可靠地实现铁心材料与线圈的绝缘，不需要用别的绝缘部件。另外，叠合的铁心材料相互之间由绝缘层绝缘，因而没有涡流损耗。再者，在坯料或半成品状态下，坯料表面与空气的接触被绝缘层阻断，因而不会生锈，具有可长期保存的优点。

若将铁心材料端部的轴向宽度做成大于肋部的宽度，则凸极伞部的面积扩大，能有效地取入磁通，得到高效率的旋转电机，通过对板状坯料的切割和弯曲，很容易得到有这种集磁构造的电枢。

下面，参照附图，说明本发明的旋转电机铁心的实施例。

图15、16中，符号140表示旋转电机的铁心。铁心140具有第1磁性板材150和第2磁性板材142。第1磁性板材150比第2磁性板材142铁损低，亦即是电阻大、涡流小的材料，例如硅钢片。第2磁性板材142比第1磁性板材150饱和磁通密度高，例如铁板。在图示实施例中，第1、第2磁性材料150、142都由3块板材构成。第1磁性板材150如图16所示，弯曲成中心角为120°的V字状。将3块这种V字状的第1磁性板材150背靠背叠合，平面形状大致成Y字状，用焊接等方法将其结合成一个整体。这样，如图15所示，3个凸极部分形成向外辐射的形状。

图15、16中，第2磁性板材142具有：将板状坯料弯曲成中心角为120°的V字状而形成的凸极146部分、再将两个端部弯曲成部分圆弧状而形成的伞部148、两端的伞部148之间形成的绕线用开口部144。这样形成的3块第2磁性板材142夹住上述背靠背叠合的3块第1磁性板材150相互叠合。换句话说，相对于一块第1磁性板材150，叠合一块第2磁性板材142，3组以这种一对一关系叠合的磁性板材组背靠背地叠合后，用焊接等方式固定。第1、第2磁性板材150、142之间的叠合面处在包含旋转中心轴的平面内，或者处在与该平面平行的平面内，第1、第2磁性板材150、142的叠合部形成凸极。在各凸极上绕线，构成旋转电极的电枢。在叠合的各磁性板材150的中心部插入转轴152，用焊接等方式固定。

在此，对上述第1、第2磁性板材150、142的制造方法及后续的电枢制造方法大致作一说明。首先，将板状坯料切割成适当长度的长方形，将其弯曲加工成有规定中心角的V字状。第1磁性板材150的坯料如有方向性硅钢片那样在辊轧方向有易磁化轴时，如图16所示，切割成易磁化轴C处在纵向，然后弯曲加工。

将上述的第1、第2磁性板材150、142各三块叠合固定。夹住第1磁性板材150的相邻第2磁性板材142相互叠合的部分146成为凸极。该凸极共有3个，在辐射方向上延伸呈Y字状。在3个第1磁性板材150的中央部插入转轴152，并固定。然后，在上述各凸极部绕线圈。此时，各第2磁性板材142的两端尚未形成伞部148，绕线空间没有限制，因而绕线工序容易进行，可增加线圈匝数。接着，将各第2磁性板材142的两端弯曲加工，形成在圆周方向延伸的伞部148，便得到了电枢。

在上述制造方法中，转轴52的固定也可在绕线工序之后或伞部148形成之后进行。伞部148可在将第2磁性板材142弯曲成V字状的同时形成。不过，伞部148是否形成是任意的，也可不形成伞部148。有时也在绕线前对各磁性板材150、142作绝缘处理。

制作磁性板材150、142的板状坯料可在其表面上涂刷绝缘层。这样，板状坯料本身绝缘，因而能简单而可靠地实现磁性板材150、142与线圈的绝缘，无需用其它绝缘部件。叠合的磁性板材150、142相互间由绝缘层绝缘，具有无涡流损耗的优点。此外，在坯料或本成品状态下，坯料表面与空气的接触由绝缘层隔断，不会生锈，具有可长期保存的优点。

在上述实施例中，采用3块第1磁性板材150，在凸极部分相邻的第1磁性板材150叠合成两层，但为了扩大凸极部分的宽度，增大磁通，也可如图17所示，增加叠合的第1磁性板材的数量。亦即，在图17所示铁心60中，相对于一块第2磁性板材142叠合3块第1磁性板材164，凸极部分的第1磁性板材164的叠合数为6层。不过，第1磁性板材164的叠合数可任意选定。第1磁性板材164彼此间的叠合面及第1、第2磁性板材164、142之间的叠合面处在与包含旋转中心轴线的平面平行的平面内。

图18、19示出采用上述铁心160的电机实施例。图中，在杯状电机外壳168的开口端固定端板172。在电机外壳168的底部中央及端板172的中央嵌入轴承174，由轴承174支承铁心160的转轴162自由旋转。铁心160在电机外壳168内部可与转轴162一起旋转。在夹持第一磁性板材164的第2磁性板材142的凸极146部分卷绕线圈166。凸极146前端的伞部148与固定在电机壳168内圆周侧的环状励磁磁铁170的内周面隔开规定间隙，彼此相对。在转轴162上安装整流子176，电刷178与整流子176滑动接触。通过控制经由电刷178和整流子176流向线圈166的电流，控制具有铁心160、线圈166的电枢转动。

根据上述实施例，用饱和磁通密度高的第2磁性板材142夹住铁损低的第1磁性板材，且使两者叠合，能利用第2磁性板材142提高有效磁通，得到效率高的旋转电机，而依靠第1磁性板材则能得到铁损少的旋转电机。还有，将多块第1、第2磁性板材叠合使其叠合面处在包含旋转中心轴线的平面内，或者处在与该平面平行的平面内，形成铁心，由各磁性部材的叠合部形成凸极，因而，将板状坯料直接按适当长度切割，将其弯曲加工，能得到第1、第2磁性板材，加工机械只需小型剪板机以及弯板机即已足够，无需昂贵的冲压机械和金属模具。这样，可适应数量少、品种多的生产要求，另外，铁心坯料不作冲压在切割成适当长度后即可使用，基本上无材料浪费。

在以往通过冲压得到铁心材料的情况下，若坯料有磁方向性，则磁场特性在圆周方向不一致，因而这种坯料不能使用，但根据上述实施例，则可采用有磁方向的方向性硅钢片等，如图16所示，使铁心坯料易磁化轴与线圈产生的磁通方向一致，因而能够将总的磁通密度提高20％左右，藉此可使特性得到改善。

再者，若在绕线后弯曲加工第2磁性板材142凸极146的端部，形成伞部148，则能在形成伞部148之前绕线，绕线作业极其容易，绕线空间可得到最大限度利用，因而能提高线圈的匝数。此外，因为可在绕线后形成伞部148，所以，伞部148之间的开口部144的间隙可做得极小，可望减少齿槽效应，并能有效地取入磁通，得到高效率的旋转电机。

接着说明本发明的各种变形实施例。图20、21所示实施例中，从转轴两端将第2磁性板材186叠合在与图15、16所示实施例的第1磁性板材150大致同样结构的第1磁性板材182上，构成铁心180。将三块弯曲成V字状的第1磁性板材182背靠背叠合。第1磁性板材182的叠合部成为凸极部184，该叠合面处在包含旋转中心轴的平面内，或者处在与该平面平行的平面内。第2磁性板材186与第1磁性板材182的平面形状相应，大致呈Y字状，具有应与第1磁性板材182的上述凸极部184叠合的凸极部188和在各凸极部188端部形成的伞部190。各伞部190的端部边缘弯曲成覆盖住第1磁性板材182各凸极部184的端部，从第1磁性板材182的两端叠合第2磁性板材186时，第1磁性板材182各凸极部184的端部表面被上述伞部190的弯曲部分覆盖，而第1磁性板材182各凸极部184的轴向两端面由第2磁性板材186的凸极部覆盖。与上述实施例一样，第1磁性板材182由比第2磁性板材186铁损低的材料制成，第2磁性板材186由比第1磁性板材182饱和磁通密度高的材料制成。

与前述实施例的铁心一样，这样构成的铁心180同样可作为旋转电机的电枢铁心。图22、23是采用上述铁心180的电机简图，线圈166绕在叠合的第1磁性板材182的凸极部184和第2磁性板材186的凸极部188上。其它结构与图18、19所示电机相同。

根据图20至图23所示实施例，第1磁性板材182为低铁损材料，第2磁性板材186为高饱和磁通密度材料，因而能与前述实施例一样，能同时实现有效磁通高和铁损低。另外，第2磁性板材186用板材冲压而成，但第1磁性板材182可由板状坯料切割、弯曲而成，因而在这一点上，与前述实施例起到同样效果。

图24示出又一实施例。其中，在将弯曲成V字状的多块第2磁性板材142背靠背叠合，形成铁心195时，在各磁性板材142之间夹入沿轴向叠合的多块第1磁性板材197。因而，第1磁性板材197用第2磁性板材142夹住，两者如此叠合。多片第1磁性板材197的叠合面与包含旋转中心轴线的平面正交。在本例中，第1磁性板材197由低铁损材料，第2磁性板材142为高饱和磁通密度材料。这样，起到与前述实施例相同的作用和效果。

本发明不限于电机，也可适用于发电机。也不限于旋转电枢型，还可适用于旋转磁极型旋转电机，并且，也适用于外转子型和内转子型。凸极数不特别限定，例如也可以是两个极。在圆筒形电机或外转子型电机的情况下，也会没有转轴。

根据本发明，用饱和磁通密度高的第2磁性板材夹住铁损低的第1磁性板材，使两者叠合，因而利用第2磁性板材提高了有效磁通，能得到效率高的旋转电机，而依靠第1磁性板材可得到铁损少的旋转电机。此外，高饱和磁通密度材料一般比低铁损材料刚性高，采用高饱和磁通密度材料作为第2磁性板材，具有能提高铁心的刚性的优点。

根据本发明，将多块第2磁性板材叠合，这些第2磁性板材的叠合面处在包含旋转中心轴在内的平面中，或者处在与其平行的平面中，用这些磁性板材的叠合部形成凸极，因此，可以将板状铁心坯料直接按适当长度切割，将其弯曲加工后作为磁性板材，加工机械只需小型剪板机及弯板机即可，不必采用昂贵的冲压机械及金属模具。藉此能迅速地应付少量多品种电机的生产要求，并且，磁性板材无需冲压，只要切割成适当长度后即可使用，因而除前述效果以外，还具有无材料浪费的优点。

此外，根据本发明，因为可以在绕线后将凸极端部弯曲加工后形成伞部，所以能在伞部形成之前进行绕线，绕线作业极其方便，绕线空间能得到最大限度的利用，因而可以提高线圈的匝数。再者，若在绕线后形成伞部，则伞部之间绕线用开口部的间隔可做成极小，可望减少齿槽效应，有效地取入磁通，因而可得到高效率的旋转电机。因为可以采用有磁方向性的硅钢片等，使铁心材料的易磁化轴与线圈产生的磁通方向一致，从而能提高总的磁通密度，改善特性。

Claims (9)

1.一种旋转电机的电枢，包括带绕线用开口部以及与多极磁化的励磁磁铁相对的凸极的铁心和卷绕在上述凸极上的线圈，其特征在于，上述铁心由至少两块铁心材料叠合而成，这些铁心材料的叠合面处在包含旋转中心轴的平面内，或者处在与该平面平行的平面内，由这些铁心材料的叠合部组成上述凸极。

2.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，铁心材料在垂直于旋转轴方向的截面形状大致呈V字形。

3.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，铁心材料的端部经过弯曲，在圆周方向延伸形成伞部。

4.如权利要求3所述的旋转电机电枢，其特征在于，伞部间的开口部相对旋转轴呈倾斜状态。

5.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，铁心材料的易磁化轴方向与线圈产生的磁通方向一致。

6.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，铁心材料的表面设有绝缘层。

7.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，铁心材料的端部沿轴向的宽度做成大于铁心材料的肋部在轴向的宽度。

8.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，所述铁心材料包括第1和第2磁性板材，所述第1磁性板材比第2磁性板材铁损低，第2磁性板材比第1磁性板材饱和磁通密度高，两者以由第2磁性板材夹住第1磁性板材的方式叠合。

9.如权利要求1所述的旋转电机电枢，其特征在于，所述铁心材料由第1磁性板材构成，在所述第1磁性板材的轴向端面和外侧面上，配置第2磁性板材，所述第1磁性板材比第2磁性板材铁损低，所述第2磁性板材比第1磁性板材饱和磁通密度高。

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