CN107078567A - 电枢的层叠铁芯和电枢 - Google Patents

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Abstract

构成电枢(10)的层叠铁芯(41)的内侧层叠铁芯(41a)具有：环状铁芯片(30)，其具有第一铁芯片齿部(30a)和连结部(30b)，该连结部(30b)将第一铁芯片齿部(30a)的内周侧的前端部的周向两端部N沿周向连结成圆环状；以及铁芯片(31)，其层叠于2个环状铁芯片(30)的第一铁芯片齿部(30a)之间，由与第一铁芯片齿部(30a)相同形状的第二铁芯片齿部(31a)以及从第二铁芯片齿部(31a)的内周侧前端向周向两侧凸出的凸缘部(31b)构成，铁芯片(31)与在周向上相邻的铁芯片(31)分离，连结部(30b)在径向上具有均一的宽度y，凸缘部(31b)的根部N具有径向的宽度y，凸缘部(31b)的前端部S具有比y小的宽度x。

Description

电枢的层叠铁芯和电枢
技术领域
本发明涉及一种在旋转电机中使用的电枢的层叠铁芯和电枢。
背景技术
近年，在电动机、发电机等旋转电机中，要求高效率且低振动的旋转电机。作为用于实现低振动的旋转电机的一个方法，存在将电枢的层叠铁芯的槽开口宽度变窄的方法。如果将槽的开口宽度变窄，则能够减少电枢的凸极，对采用该电枢的旋转电机的振动进行抑制。
然而，如果相邻的齿的前端过于接近，则不经由转子而在定子内循环的漏磁通会增加，旋转电机的输出会降低。针对该课题，在专利文献1涉及的发明中，将铁芯的齿前端的凸缘部连结，采用分割出齿部和后轭部的内外分割铁芯而减少电枢的凸极，且将连结部的宽度变薄，由此使连结部的磁阻增加而降低上述的漏磁通。
另外，在专利文献2涉及的发明中，局部地配置将齿前端相连的铁芯，混合与相邻的齿不连接的齿，降低漏磁通。
专利文献1：日本特开2003-88007号公报
专利文献2：日本特表2005-516574号公报
发明内容
然而，关于在专利文献1中记载的层叠铁芯，增加了将构成层叠铁芯的铁芯片的一部分压溃为薄壁的工序，因此在压溃时会在周向上产生铁芯片的伸出，存在产生内侧层叠铁芯的直径的扩大、齿的周向间距的偏差这样的课题。另外，在专利文献2中记载的层叠铁芯中，通过在连结部处相对于轴向倾斜设置的狭缝而使连结部变细，因此存在下述课题，即，在将线圈插入时或在操作中会发生层叠铁芯的变形或连结部的断裂。
本发明就是为了解决上述的课题而提出的，其目的在于提供一种电枢的层叠铁芯和电枢，它们能够降低从齿前端循环至相邻的齿的漏磁通，能够对旋转电机的振动进行抑制。
本发明涉及的电枢的层叠铁芯由下述部分构成：
作为环状磁轭部的外侧铁芯；以及内侧层叠铁芯，其嵌合于在所述环状磁轭部的内周面沿轴向等间隔地配置的嵌合部，具有从所述嵌合部向径向内侧凸出的多个层叠齿，
在该电枢的层叠铁芯中，
所述内侧层叠铁芯具有：
环状铁芯片，其具有第一铁芯片齿部和连结部，该连结部将相邻的所述第一铁芯片齿部的内周侧的前端部的周向两端部沿周向连结成圆环状；以及
铁芯片，其层叠于2个所述环状铁芯片的所述第一铁芯片齿部之间，由与所述第一铁芯片齿部相同形状的第二铁芯片齿部、以及从所述第二铁芯片齿部的内周侧前端向周向两侧凸出的凸缘部构成，
所述铁芯片与在周向上相邻的所述铁芯片分离，
所述连结部在径向上具有均一的宽度y，
所述凸缘部的根部具有径向的宽度y，
所述凸缘部的前端部具有比y小的宽度x。
另外，本发明涉及的电枢具有被绝缘包覆的多个线圈，它们处于在所述外侧铁芯的内周面和所述内侧层叠铁芯的相邻的层叠齿之间构成的槽内。
发明的效果
根据本发明涉及的电枢的层叠铁芯和电枢，能够使相邻的齿间的连结部的径向宽度在环状铁芯片的整个周长上较粗且均一，因此连结部的刚性提高，能够对在线圈插入时、操作时的铁芯的变形进行抑制。
另外，通过使从与相邻的铁芯片齿部未连结的铁芯片齿部起沿周向凸出的齿的凸缘部随着朝向周向的前端部而变细，由此能够提供一种能够对在相邻的层叠齿之间循环的漏磁通进行抑制的高性能的电枢的层叠铁芯和电枢。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的电枢的斜视图。
图2是本发明的实施方式1涉及的电枢的层叠铁芯的斜视图。
图3是本发明的实施方式1涉及的电枢的内侧层叠铁芯的斜视图。
图4是本发明的实施方式1涉及的电枢的内侧层叠铁芯的构成相同的叠层的铁芯片的俯视图。
图5是本发明的实施方式1涉及的电枢的内侧层叠铁芯的要部放大俯视图。
图6是本发明的实施方式1涉及的电枢的外侧铁芯的斜视图。
图7是表示本发明的实施方式1涉及的电枢的铁芯嵌合工序的斜视图。
图8是本发明的实施方式1涉及的电枢的要部剖视图。
图9是本发明的实施方式1涉及的铁芯片的凸缘部的变形例。
图10是本发明的实施方式1涉及的铁芯片的凸缘部的变形例。
图11是本发明的实施方式2涉及的电枢的内侧层叠铁芯的斜视图。
图12是本发明的实施方式2涉及的电枢的内侧层叠铁芯的要部放大俯视图。
图13是本发明的实施方式3涉及的电枢的内侧层叠铁芯的斜视图。
图14是本发明的实施方式3涉及的电枢的内侧层叠铁芯的构成相同的叠层的铁芯片的俯视图。
具体实施方式
实施方式1.
下面，使用附图对本发明的实施方式1涉及的电枢的层叠铁芯及电枢进行说明。在本说明书中，记述为“周向”、“径向”、“轴向”、“内侧”、“外侧”、“内周”、“外周”时是指旋转电机的电枢的“周向”、“径向”、“轴向”、“内侧”、“外侧”、“内周”、“外周”。
图1是旋转电机的电枢10的斜视图。
电枢10具有：层叠铁芯41；线圈20，其安装于层叠铁芯41；以及槽单元42，其使线圈20与层叠铁芯41电绝缘。
图2是层叠铁芯41的斜视图。
如图所示，层叠铁芯41由内侧层叠铁芯41a和外侧铁芯41b构成，是将内侧层叠铁芯41a的层叠齿43的齿分割部47从轴向压入至外侧铁芯41b的嵌合部48而构成的。由内侧层叠铁芯41a的相邻的层叠齿43和外侧铁芯41b的内周面包围的部分是对线圈20进行收容的槽46。
图3(a)是内侧层叠铁芯41a的斜视图。
图3(b)是内侧层叠铁芯41a的局部放大斜视图。
图4(a)是内侧层叠铁芯41a的构成相同的叠层的环状铁芯片30的俯视图。
图4(b)是表示内侧层叠铁芯41a的构成相同的叠层的多个铁芯片31的配置的俯视图。
如图3(b)所示，内侧层叠铁芯41a由环状铁芯片30和铁芯片31构成，它们由磁性体的钢板组成。
图5(a)是环状铁芯片30的局部放大俯视图。
图5(b)是铁芯片31的放大俯视图。
图5(c)是将图5(a)、图5(b)所示的环状铁芯片30和铁芯片31层叠而构成的内侧层叠铁芯41a的要部放大俯视图。
在图5(c)中，在最上面，层叠有由实线描绘出的环状铁芯片30。另外，在图5(c)中，由虚线示出的部分是在环状铁芯片30之下层叠的相邻的铁芯片31，由虚线示出的引出线也是指下层的铁芯片31的各部分。相邻的凸缘部31b彼此不接触，隔开规定的开口宽度d而在周向上分离。
如图4(a)、图5(a)所示，在环状铁芯片30，将呈放射状设置的多个铁芯片齿部30a(第一铁芯片齿部)的内周侧前端的周向两端部N通过连结部30b沿周向连接而呈圆环状。
另一方面，图4(b)、图5(b)所示的铁芯片31由与环状铁芯片30的铁芯片齿部30a相同形状的铁芯片齿部31a(第二铁芯片齿部)和从铁芯片齿部31a的内周侧前端的根部N向周向两侧凸出的凸缘部31b构成。在图4(b)中示出了将多个铁芯片31配置成放射状的状态。
此外，在本实施方式中，铁芯片齿部30a的周向两端部N和铁芯片齿部31a的根部N在层叠方向上表示相同部位。
铁芯片31逐个地各自独立而没有连结。在环状铁芯片30的铁芯片齿部30a及铁芯片31设置有铆接部44a。
如图3(b)所示，在环状铁芯片30的各个铁芯片齿部30a之上，叠加铁芯片31的铁芯片齿部31a，对铆接部44a彼此进行铆接，将该铁芯片31层叠规定的多层。然后，在层叠后的铁芯片31之上，再次层叠环状铁芯片30并进行铆接，重复进行这一系列的层叠工序，构成内侧层叠铁芯41a。
这样，内侧层叠铁芯41a具有仅由1个环状铁芯片30构成的叠层和仅由多个铁芯片31构成的叠层。
如图5(a)、图5(c)所示，环状铁芯片30的连结部30b的径向的宽度是沿周向均一的y。
另一方面，如图5(b)、图5(c)所示，铁芯片31的凸缘部31b的径向的宽度在铁芯片31的铁芯片齿部31a的内周侧前端的根部N处为y。并且，凸缘部31b的径向的宽度随着从根部N朝向周向的前端部S而呈直线状地逐渐变小，在周向的前端部S处为x。此外，凸缘部31b的根部N的径向的宽度与环状铁芯片30的连结部30b的径向的宽度相同，均为y。凸缘部31b的外周部从根部N朝向前端部S而呈直线状。
图6是外侧铁芯41b的斜视图。
外侧铁芯41b由环状铁芯片32构成，该环状铁芯片32由磁性体的钢板组成。通过将该环状铁芯片32沿轴向层叠，并在铆接部44b处进行铆接，从而形成外侧铁芯41b。外侧铁芯41b嵌合于内侧层叠铁芯41a的外周侧，成为对内侧层叠铁芯41a的各层叠齿43进行磁连接的环状磁轭部。
此外，外侧铁芯41b不限于将多片环状铁芯片32层叠而形成的情况，也可以由1片具有厚度的环状铁芯片构成。
在外侧铁芯41b的内周面，沿轴向设置有等间隔地配置的嵌合部48。并且，通过将内侧层叠铁芯41a的外周面即齿分割部47与该嵌合部48进行嵌合，由此内侧层叠铁芯41a的齿分割部47和嵌合部48进行磁连接。
图7是表示将安装有线圈20的内侧层叠铁芯41a与外侧铁芯41b进行嵌合的铁芯嵌合工序的斜视图。
首先，将安装有绝缘用的槽单元42的线圈20插入至内侧层叠铁芯41a的槽46。然后，使外侧铁芯41b相对于内侧层叠铁芯41a而沿轴向进行相对移动。然后，将内侧层叠铁芯41a的齿分割部47和外侧铁芯41b的嵌合部48进行嵌合，得到图1所示的电枢10。
图8是电枢10的要部剖视图。是在环状铁芯片30的部分处将电枢10沿与轴向垂直的方向进行切断后的图。
成为如下结构，即，线圈20隔着槽单元42而被保持在槽46内，线圈20的内周侧的端部由连结部30b进行保持。通过采用这样的结构，能够防止线圈20从内侧层叠铁芯41a的槽46内向内侧脱出，使线圈20与环状磁轭部即外侧铁芯41b、层叠齿43紧贴，因此能够提高电枢10的散热性。
另外，由于连结部30b均一地具有径向的宽度y，因此刚性高。由此，能够对在线圈20的插入时、内侧层叠铁芯41a的操作时容易发生的变形进行抑制。
下面，对将凸缘部31b的周向的前端部S处的径向的宽度x形成得比根部N及连结部30b的径向的宽度y小的理由进行说明。
在电枢的内周侧设置有转子的旋转电机中，从凸缘部的与转子靠近的内周侧经过的磁通会流过转子。但是，从凸缘部的与转子远离的外周侧经过的磁通由于与相邻的层叠齿之间的距离近，因此会成为漏磁通。因此，在本实施方式中，通过将凸缘部31b的周向的前端部S处的径向的宽度x形成得比根部N及连结部30b的径向的宽度y小，由此降低漏磁通。
并且，通过如上所述将y设得比x大，从而连结部30b的剖面系数增大。由此，能够抑制在内侧层叠铁芯41a的制造中、操作中的向径向的变形，确保层叠铁芯41的品质。
图9、图10是凸缘部的变形例。
以上说明的凸缘部31b成为下述形状，即，以从根部N至周向的前端部S为止径向的宽度逐渐地变窄的方式，在通过俯视图观察时周向的宽度直线地减少。
与之相对地，图9的凸缘部31b2在根部N处以与连结部30b相同的宽度沿周向凸出，但设置有对周向的前端部的外周侧的角进行倒角加工后的倒角部34。
通过采用设置倒角部34的结构，从而凸缘部31b2具有下述部位，即，该部位在从根部N起在周向上的规定的长度L3的范围，具有径向的宽度y。由此，能够提高凸缘部31b2的根部N侧的刚性。并且，能够缓和根部N处的磁饱和，得到高扭矩。
另外，关于图10的凸缘部31b3，根部N以与连结部30b相同的宽度而沿周向凸出，但设置有对周向的前端部S2的外周侧的角施加圆角后的R部35。该凸缘部31b3也具有下述部位，即，该部位在从根部N起在周向上的规定的长度L4的范围，具有径向的宽度y。由此，能够取得与上述凸缘部31b2同样的效果，提高凸缘部31b3的根部N侧的刚性，得到高扭矩。
如这些凸缘部31b2、31a3这样的形状也可以取得与凸缘部31b同样的效果。
根据本发明的实施方式1涉及的电枢的层叠铁芯41和电枢10，在除了使用环状铁芯片30的叠层以外的层叠部位处，构成相邻的层叠齿43的铁芯片31彼此不接触，另外，从层叠齿43的内周侧前端沿周向凸出的凸缘部31b随着从根部N朝向周向的前端部S、S2而径向的宽度变小，因此能够降低在相邻的层叠齿43之间流过的漏磁通。
另外，相对于层叠铁芯41的轴向，以规定的多层叠层为单位地具有环状铁芯片30，该环状铁芯片30具有对铁芯片齿部30a进行连结的连结部30b。由此，能够确保线圈20和层叠铁芯41的紧贴性，线圈20不会从槽46向内侧脱出。
另外，通过将具有连结部30b的环状铁芯片30和不具有连结部的铁芯片31的材料设为相同材料，从而能够在进行连续加工的模具内，从相同板材冲压出环状铁芯片30和铁芯片31。由此，能够通过层叠铆接工序而在同一模具内将环状铁芯片30和铁芯片31沿层叠方向进行结合，因此能够提高电枢的层叠铁芯和电枢的生产性。
实施方式2.
下面，针对本发明的实施方式2涉及的电枢的层叠铁芯及电枢，使用附图以其与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
图11是内侧层叠铁芯241a的斜视图。
图12是内侧层叠铁芯241a的要部放大俯视图。
在本实施方式中，在铁芯片231的凸缘部231b的外周面，设置有将径向的宽度急剧地变小的台阶部36。凸缘部231b将台阶部36夹着而分为凸缘部231b的周向的前端侧的径向宽度小的薄壁部T1、根部侧厚壁部T2。此外，环状铁芯片30与实施方式1中相同。凸缘部231b的根部N及连结部30b的宽度y按照线圈20的径向的宽度而被调节为能够由连结部30b对线圈20的内周侧进行保持。并且，比凸缘部231b的周向的前端部S3处的径向的宽度x2大。
根据本发明的实施方式2涉及的电枢的层叠铁芯和电枢，凸缘部231b的外周部在从根部N至凸缘部231b的前端部S3之间具有台阶部36，将凸缘部231b的周向的前端侧进一步地变小。因此，在磁通密度变高的高负载时，薄壁部T1的前端部S3的磁通饱和而导磁率变低。由此，由流过层叠齿243的磁通向相邻的层叠齿243传递的漏磁通减少。因而，能够增加使用本发明涉及的电枢的层叠铁芯和电枢的旋转电机的最大输出。
实施方式3.
下面，针对本发明的实施方式3涉及的电枢的层叠铁芯及电枢，使用附图以其与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
图13(a)是内侧层叠铁芯341a的斜视图。
图13(b)是内侧层叠铁芯341a的局部放大斜视图。
图14(a)是内侧层叠铁芯341a的构成相同的叠层的环状铁芯片30的俯视图。
图14(b)是表示内侧层叠铁芯341a的构成相同的叠层的多个铁芯片331(第一铁芯片)的配置的俯视图。
铁芯片331具有从铁芯片齿部331a的内周侧前端沿周向凸出的2个凸缘部331b1和凸缘部331b2，凸缘部331b1、331b2的周向的长度各不相同。从凸缘部331b2的根部N起的长度L1比从凸缘部331b1的根部N起的长度L2长。
如图14(b)所示，构成同一叠层的铁芯片全部采用相同种类的铁芯片331。
图14(c)是表示内侧层叠铁芯341a的构成相同的叠层的多个铁芯片332(第二铁芯片)的配置的俯视图。
铁芯片332具有从铁芯片齿部332a的内周侧前端沿周向凸出的2个凸缘部332b1和凸缘部332b2，凸缘部332b1、332b2的周向的长度各不相同。从凸缘部332b1的根部N起的长度L1比从凸缘部332b2的根部N起的长度L2长。
如图14(c)所示，构成同一叠层的铁芯片全部采用相同种类的铁芯片332。
这样，内侧层叠铁芯341a具有仅由1个环状铁芯片30构成的叠层、仅由多个铁芯片331构成的叠层、以及仅由多个铁芯片332构成的叠层。
关于铁芯片331和铁芯片332，如果将其中一者反转，则成为相同外形形状，仅铆接部344a、344b的凸出方向不同。
从图13(a)、图13(b)的纸面上方进行观察时，在最上面的环状铁芯片30与第二个环状铁芯片30之间的叠层，层叠有规定的多层铁芯片331，该铁芯片331具有在顺时针方向上较长的凸缘部331b2。并且，在第二个环状铁芯片30与第三个环状铁芯片30之间的叠层，层叠有规定的多层铁芯片332，该铁芯片332具有在逆时针方向上较长的凸缘部332b1。同样地，在由环状铁芯片30夹着的叠层，按照规定的多层(片)分别交替地层叠有铁芯片331和铁芯片332。
根据本发明的实施方式3涉及的电枢的层叠铁芯和电枢，构成层叠齿343的在周向上未连结的铁芯片331、332具有在周向上长度不同的长短2个种类的凸缘部。并且，设为铁芯片331和铁芯片332的较长的凸缘部332b1、331b2相对于周向而反向存在的结构，将它们按照规定的多层(片)而分别交替地进行层叠。因此，能够发挥对扭矩脉动进行抑制的偏斜的效果。由此，能够抑制对本实施方式涉及的电枢的层叠铁芯和电枢进行使用的旋转电机的振动、噪声。
此外，本发明可以在其发明的范围内，将各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。

Claims (8)

1.一种电枢的层叠铁芯，其由下述部分构成：
作为环状磁轭部的外侧铁芯；以及内侧层叠铁芯，其嵌合于在所述环状磁轭部的内周面沿轴向等间隔地配置的嵌合部，具有从所述嵌合部向径向内侧凸出的多个层叠齿，
在该电枢的层叠铁芯中，
所述内侧层叠铁芯具有：
环状铁芯片，其具有第一铁芯片齿部和连结部，该连结部将相邻的所述第一铁芯片齿部的内周侧的前端部的周向两端部沿周向连结成圆环状；以及
铁芯片，其层叠于2个所述环状铁芯片的所述第一铁芯片齿部之间，由与所述第一铁芯片齿部相同形状的第二铁芯片齿部、以及从所述第二铁芯片齿部的内周侧前端向周向两侧凸出的凸缘部构成，
所述铁芯片与在周向上相邻的所述铁芯片分离，
所述连结部在径向上具有均一的宽度y，
所述凸缘部的根部具有径向的宽度y，
所述凸缘部的前端部具有比y小的宽度x。
2.根据权利要求1所述的电枢的层叠铁芯，其中，
所述凸缘部的外周部在从所述凸缘部的所述根部至所述凸缘部的所述前端部为止为直线状。
3.根据权利要求1所述的电枢的层叠铁芯，其中，
所述凸缘部具有下述部位，即，该部位在从所述根部起在周向上的规定长度的范围，具有径向的宽度y。
4.根据权利要求1或3所述的电枢的层叠铁芯，其中，
所述凸缘部的前端的外周侧具有圆弧状的R部。
5.根据权利要求1所述的电枢的层叠铁芯，其中，
所述凸缘部的外周部在从所述根部至所述凸缘部的所述前端部之间，具有所述凸缘部的径向的宽度变小的台阶部。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电枢的层叠铁芯，其中，
所述铁芯片存在从所述第二铁芯片齿部的内周侧前端向周向两侧凸出的2个所述凸缘部的周向的长度各不相同的第一铁芯片和第二铁芯片共两个种类，
构成同一叠层的所述铁芯片的种类全部相同，
所述第二铁芯片具有与将所述第一铁芯片的正反面反转后的形状相同的形状。
7.根据权利要求6所述的电枢的层叠铁芯，其中，
在2个所述环状铁芯片之间层叠的所述铁芯片具有规定的多层，
所述规定的多层的全部所述铁芯片为所述第一铁芯片或者所述第二铁芯片中的任一者，隔着1个所述环状铁芯片而层叠的所述铁芯片的所述种类不同。
8.一种电枢，其具有：
根据权利要求1至7中任一项所述的电枢的层叠铁芯；以及被绝缘包覆的多个线圈，它们处于在所述外侧铁芯的内周面和所述内侧层叠铁芯的相邻的层叠齿之间构成的槽内。
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