CN107735929A - 定子铁芯的制造方法、定子铁芯的检查方法、定子铁芯以及马达 - Google Patents
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Abstract
在本发明的定子铁芯的制造方法的一个方式中,定子铁芯具有沿周向配置的多个铁芯件,所述周向以沿上下方向延伸的中心轴线为中心,多个铁芯件是层叠多个板部件而形成的,板部件具有:沿周向延伸的铁芯背部;从铁芯背部向径向一侧延伸的齿部;以及从铁芯背部的径向另一侧的面朝向径向一侧凹陷的槽部,该定子铁芯的制造方法包含:从电磁钢板冲裁包含铁芯背部以及齿部的单片的单片冲裁工序;以及冲裁电磁钢板的一部分而形成槽部的槽部形成工序。
Description
技术领域
本发明涉及定子铁芯的制造方法、定子铁芯的检查方法、定子铁芯以及马达。
背景技术
例如,在专利文献1中记载有用于旋转电机的定子的分割铁芯。在分割铁芯的外径侧设置有以定位为目的的凹部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-19112号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
作为如上所述的分割铁芯的制造方法,可以列举从电磁钢板冲裁具有分割铁芯的外周的板部件并将冲裁出的板部件层叠的方法。在利用该方法的情况下,分割铁芯的外周的尺寸精度在整个外周相同。
然而,要求用于定位的分割铁芯的凹部(槽部)的尺寸精度比其他部分高。但是,如上所述,在简单地从电磁钢板冲裁具有分割铁芯的外周的板部件的方法中,在冲裁精度下降的情况下,凹部的尺寸精度也与其他部分一同下降。因此,存在分割铁芯的定位的精度下降的问题。由此,有可能使由多个分割铁芯构成的定子铁芯中产生的磁路变形。若定子铁芯中产生的磁路变形,则存在旋转电机(马达)的齿槽转矩以及转矩脉动变大的问题。
上述的问题并不限于分割铁芯,例如关于连接多个铁芯件而成的直铁芯也相同。在直铁芯的情况下,将连接多个铁芯件而成的部件弯折成圆环状,并沿周向配置多个铁芯件。此时,若按每一个铁芯件设置的用于定位的凹部的尺寸精度低,则存在各铁芯件的定位精度下降的问题。
鉴于上述问题,本发明的一个方式的目的之一在于提供一种能够抑制用于定位的槽部的尺寸精度下降的定子铁芯的制造方法以及利用这样的制造方法制造的定子铁芯的检查方法。并且,本发明的一个方式的目的之一在于提供一种利用能够抑制用于定位的槽部的尺寸精度下降的定子铁芯的制造方法制造的定子铁芯以及包括这样的定子铁芯的马达。
用于解决技术课题的方案
在本发明的定子铁芯的制造方法的一个方式中,所述定子铁芯具有沿周向配置的多个铁芯件,所述周向以沿上下方向延伸的中心轴线为中心,所述多个铁芯件是层叠多个板部件而形成的,所述板部件具有:沿周向延伸的铁芯背部;从所述铁芯背部向径向一侧延伸的齿部;以及从所述铁芯背部的径向另一侧的面朝向所述径向一侧凹陷的槽部,其中,所述定子铁芯的制造方法包含:单片冲裁工序,从电磁钢板冲裁包含所述铁芯背部以及所述齿部的单片;以及槽部形成工序,冲裁所述电磁钢板的一部分而形成所述槽部。
发明效果
根据本发明的一个方式,能够提供一种能够抑制用于定位的槽部的尺寸精度下降的定子铁芯的制造方法以及利用这样的制造方法制造的定子铁芯的检查方法。并且,根据本发明的一个方式,能够提供一种利用能够抑制用于定位的槽部的尺寸精度下降的定子铁芯的制造方法制造的定子铁芯以及包括这样的定子铁芯的马达。
附图说明
图1是示出本实施方式的马达的剖视图。
图2是示出本实施方式的定子铁芯的俯视图。
图3是示出本实施方式的铁芯件的立体图。
图4是示出本实施方式的板部件的图,是图3中的IV-IV剖视图。
图5是示出本实施方式的定子铁芯的制造方法的步骤的流程图。
图6是示出本实施方式的定子铁芯的制造方法的步骤的一部分的剖视图。
图7是示出本实施方式的定子铁芯的制造方法的步骤的一部分的俯视图。
图8是示出变形例的铁芯件的俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的马达以及定子铁芯的制造方法进行说明。另外,本发明的范围并不限定于以下实施方式,在本发明的技术思想的范围内能够任意地变更。并且,在以下附图中,为了容易理解各结构,有时使各结构中的比例尺以及数量等与实际结构中的比例尺以及数量等不同。
并且,附图中适当地表示Z轴。设Z轴方向为与图1所示的中心轴线J的轴向平行的方向。并且,在以下说明中,将中心轴线J延伸的方向(Z轴方向)设为上下方向。将Z轴方向的正侧(+Z侧)称作“上侧”,将Z轴方向的负侧(-Z侧)称作“下侧”。另外,所谓的上下方向、上侧以及下侧,只是用于说明的名称,并不限定实际的位置关系和方向。并且,除特别注明外,将与中心轴线J平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”,将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”,将以中心轴线J为中心的周向(θZ方向)、即绕中心轴线J的轴的方向简称为“周向”。
另外,在本说明书中,所谓沿轴向延伸,除了包含严格地沿轴向延伸的情况之外,还包含沿相对于轴向以小于45°的范围倾斜的方向延伸的情况。并且,在本说明书中,所谓沿径向延伸,除了包含严格地沿径向、即与轴向垂直的方向延伸的情况之外,还包含沿相对于径向以小于45°的范围倾斜的方向延伸的情况。
<马达>
图1是示出本实施方式的马达10的剖视图。如图1所示,马达10包括机壳20、转子30、定子40、上侧轴承保持架50、下侧轴承(轴承)61以及上侧轴承(轴承)62。
[机壳]
机壳20容纳转子30、定子40、上侧轴承保持架50、下侧轴承61以及上侧轴承62。机壳20具有机壳筒部21、机壳底板部22、下侧轴承保持部23以及机壳顶板部24。
机壳筒部21为沿周向包围定子40的筒状。机壳底板部22与机壳筒部21的下侧的端部连接。机壳底板部22覆盖定子40的下侧。机壳底板部22具有沿轴向贯通机壳底板部22的输出轴孔22a。输出轴孔22a位于机壳底板部22的中央。
下侧轴承保持部23为从机壳底板部22向上侧突出的筒状。下侧轴承保持部23位于比输出轴孔22a靠径向外侧的位置处。在下侧轴承保持部23的径向内侧保持有下侧轴承61。机壳顶板部24与机壳筒部21的上侧的端部连接。机壳顶板部24覆盖转子30、定子40以及上侧轴承保持架50的上侧。
[转子]
转子30具有轴31、转子铁芯32以及转子磁铁33。轴31以沿上下方向延伸的中心轴线J为中心。轴31的下侧的端部经由输出轴孔22a向机壳20的外部突出。
转子铁芯32固定于轴31的外周面。转子磁铁33固定于转子铁芯32的外周面。轴31、转子铁芯32以及转子磁铁33一同绕中心轴线(±θZ方向)旋转。
[下侧轴承以及上侧轴承]
下侧轴承61以及上侧轴承62是对轴31进行支承的轴承。下侧轴承61以及上侧轴承62将轴31支承为能够绕中心轴线J(±θZ方向)旋转。下侧轴承61位于比定子40靠下侧的位置处。下侧轴承61被保持于下侧轴承保持部23。上侧轴承62位于比定子40靠上侧的位置处。上侧轴承62被保持于上侧轴承保持架50。
[上侧轴承保持架]
上侧轴承保持架50位于定子40的上侧。上侧轴承保持架50固定于机壳筒部21的内周面。上侧轴承保持架50对上侧轴承62进行保持。
[定子]
定子40位于转子30的径向外侧。定子40具有定子铁芯41、绝缘件42以及线圈43。绝缘件42安装于定子铁芯41的后述的齿46。线圈43隔着绝缘件42被卷绕于齿46。
图2是示出定子铁芯41的俯视图。如图2所示,定子铁芯41具有多个铁芯件44。多个铁芯件44沿周向配置,所述周向以沿上下方向延伸的中心轴线J为中心。铁芯件44例如是相互分体的部件。即,定子铁芯41是分割铁芯。
图3是示出铁芯件44的立体图。如图1至图3所示,铁芯件44具有铁芯背部45、齿46以及槽47。
铁芯背部45沿周向延伸。铁芯背部45的周向的端部与在周向上相邻的铁芯件44的铁芯背部45连接。由此,多个铁芯背部45呈沿周向包围转子30的圆环状。如图1所示,铁芯背部45固定于机壳筒部21的内周面。齿46从铁芯背部45向径向内侧延伸。在齿46安装有绝缘件42以及线圈43。
如图2所示,槽47从铁芯背部45的径向外侧的面朝向径向内侧凹陷。如图3所示,槽47遍及铁芯件44的整个轴向设置。槽47例如是供找位工具嵌入的工具嵌入槽。槽47用于在周向上对多个铁芯件44进行定位。
多个铁芯件44层叠多个板部件44a而形成。板部件44a通过冲裁电磁钢板而制造。关于板部件44a的制造方法,在后段中详细叙述。如图2所示,板部件44a具有铁芯背部45a、齿部46a以及槽部47a。
如图3所示,通过层叠多个板部件44a,形成了层叠有多个铁芯背部45a的铁芯背部45、层叠有多个齿部46a的齿46以及层叠有多个槽部47a的槽47。
如图2所示,铁芯背部45a沿周向延伸。齿部46a从铁芯背部45a向径向内侧(径向一侧)延伸。槽部47a从铁芯背部45a的径向外侧(径向另一侧)的面朝向径向内侧凹陷。
在本实施方式中,整个槽部47a在径向上与齿部46a重叠。因此,容易在铁芯背部45的周向中心设置槽47。由此,容易利用槽47来在周向上对铁芯件44进行定位。从而,作为结果,能够提高多个铁芯件44的周向的配置精度,从而能够抑制定子铁芯41中产生的磁路变形。其结果是,能够抑制马达10的齿槽转矩以及转矩脉动变大。
在本实施方式中,槽部47a的周向中心在径向上与齿部46a的周向中心重叠。即,槽部47a的周向中心的周向位置与齿部46a的周向中心的周向位置相同。因此,能够在铁芯背部45的周向中心设置槽47。由此,更加容易地利用槽47在周向上对铁芯件44进行定位。从而,作为结果,能够更加提高多个铁芯件44的周向的配置精度,从而能够更加抑制定子铁芯41中产生的磁路变形。其结果是,能够抑制马达10的齿槽转矩以及转矩脉动变大。
槽部47a的俯视形状并无特别限定,可以为半圆形状,也可以为半椭圆形状,或者也可以为三角形,也可以为四边形,或者也可以为其他多边形。在图2的例中,槽部47a的俯视形状例如为矩形状。因此,容易制作槽部47a。并且,能够简单地做出嵌入到由多个槽部47a构成的槽47中的部件、例如找位工具的形状。
如图2以及图3所示,槽部47a的径向外侧(径向另一侧)的缘部47g为棱角。例如,在从电磁钢板一次性冲裁整个板部件44a的情况下,槽部47a的径向外侧的缘部带有圆度。而在通过各别的冲裁工序冲裁板部件44a的除了槽部47a以外的部分和槽部47a的情况下,能够将槽部47a的缘部47g做成棱角。从而,根据本实施方式,由于缘部47g为棱角,因此能够采用通过各别的冲裁工序形成板部件44a的除了槽部47a以外的部分和槽部47a的后述的制造方法。由此,作为结果,能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。
图4是示出板部件44a的图,是图3中的IV-IV剖视图。如图4所示,作为板部件44a的侧面的板部件侧面44b沿轴向具有剪切面和断裂面。板部件侧面44b包含:作为铁芯背部45a的侧面的铁芯背部侧面45b;作为齿部46a的侧面的齿部侧面46b;以及作为槽部47a的内侧面的槽部内侧面47b。
即,铁芯背部侧面45b沿轴向具有剪切面45c和断裂面45d。齿部侧面46b沿轴向具有剪切面46c和断裂面46d。槽部内侧面47b沿轴向具有剪切面47c和断裂面47d。剪切面45c、46c、47c例如是与轴向平行的面。断裂面45d、46d、47d是相对于轴向倾斜的面。
在铁芯背部侧面45b中,剪切面45c位于断裂面45d的上侧。在齿部侧面46b中,剪切面46c位于断裂面46d的上侧。在槽部内侧面47b中,剪切面47c位于断裂面47d的下侧。即,在板部件侧面44b中的槽部47a的内侧面中,剪切面47c位于断裂面47d的下侧。板部件侧面44b中的除了槽部47a的内侧面以外的部分中,剪切面45c、46c位于断裂面45d、46d的上侧。
在例如利用冲模和冲头冲裁电磁钢板的一部分的情况下,在从电磁钢板冲裁的部分的侧面和通过冲裁电磁钢板中的一部分而产生的孔的内侧面中,剪切面与断裂面的轴向位置上下颠倒。即,例如在从电磁钢板冲裁的部分的侧面中,剪切面位于断裂面的上侧,在通过冲裁电磁钢板中的一部分而产生的孔的内侧面中,剪切面位于断裂面的下侧。
例如,在利用一次冲裁工序冲裁板部件的情况下,由于整个板部件成为被冲裁的部分,因此在整个板部件侧面中,剪切面与断裂面的轴向位置相同。
与此相对,根据本实施方式,在板部件侧面44b中的除了槽部47a的内侧面以外的部分和槽部47a的内侧面中,剪切面与断裂面的轴向位置上下颠倒。因此,能够采用利用各别的冲裁工序形成板部件44a的除了槽部47a以外的部分和槽部47a的后述的制造方法。由此,能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。
铁芯背部侧面45b例如具有塌角45e和毛刺45f。塌角45e位于铁芯背部侧面45b的上侧的端部。即,塌角45e位于剪切面45c的上侧。塌角45e是铁芯背部45a的上侧的边缘带有平滑的圆度的部分。
毛刺45f位于铁芯背部侧面45b的下侧的端部。即,毛刺45f位于断裂面45d的下侧。毛刺45f是向下侧突出的部分。
齿部侧面46b例如具有塌角46e和毛刺46f。塌角46e与铁芯背部侧面45b的塌角45e相同。毛刺46f与铁芯背部侧面45b的毛刺45f相同。
槽部内侧面47b例如具有塌角47e和毛刺47f。塌角47e位于槽部内侧面47b的下侧的端部。即,塌角47e位于剪切面47c的下侧。塌角47e是槽部47a的下侧的边缘带有平滑的圆度的部分。
毛刺47f位于槽部内侧面47b的上侧的端部。即,毛刺47f位于断裂面47d的上侧。毛刺47f是向上侧突出的部分。
塌角45e、46e、47e和毛刺45f、46f、47f例如在从电磁钢板冲裁的部分的侧面以及通过冲裁电磁钢板中的一部分而产生的孔的内侧面产生。在该情况下,在从电磁钢板冲裁的部分的侧面以及通过冲裁电磁钢板中的一部分而产生的孔的内侧面沿轴向依次产生塌角、剪切面、断裂面以及毛刺。
另外,在本说明书中,所谓板部件44a的侧面包含板部件的面中的与板部件彼此重合的面交叉的面。所谓板部件44a彼此重合的面,例如是与轴向垂直的面,即板部件44a的上表面以及下表面。即,所谓板部件44a的侧面,例如包含板部件44a的除了上表面以及下表面以外的面。
<定子铁芯的制造方法>
图5是示出本实施方式的定子铁芯41的制造方法的步骤的流程图。如图5所示,本实施方式的定子铁芯41的制造方法包含板部件制造工序S1、板部件层叠工序S2以及铁芯件配置工序S3。
板部件制造工序S1是制造板部件44a的工序。板部件制造工序S1包含槽部形成工序S1a和单片冲裁工序S1b。即,本实施方式的定子铁芯41的制造方法包含槽部形成工序S1a和单片冲裁工序S1b。在本实施方式的板部件制造工序S1中,依次执行槽部形成工序S1a和单片冲裁工序S1b。即,在本实施方式中,单片冲裁工序S1b被设在槽部形成工序S1a之后。
图6(A)~(C)以及图7(A)、(B)是示出板部件制造工序S1的步骤的一部分的剖视图。图6(A)是示出槽部形成工序S1a的图。图6(B)、(C)是示出单片冲裁工序S1b的图。图7(A)是示出结束了槽部形成工序S1a之后的电磁钢板70的俯视图。图7(B)是示出结束了单片冲裁工序S1b之后的电磁钢板70的俯视图。
如图6(A)~(C)所示,在本实施方式的板部件制造工序S1中,利用冲头81、83和冲模80冲裁电磁钢板70,由此制造板部件44a。即,单片冲裁工序S1b以及槽部形成工序S1a是利用了冲头81、83和冲模80的冲裁工序。冲模80例如是跳步模。
如图6(A)所示,槽部形成工序S1a是冲裁电磁钢板70的一部分而形成槽部47a的工序。首先,将电磁钢板70配置于冲模80的上表面。接下来,在电磁钢板70的上表面配置按压部件82,利用冲模80和按压部件82夹持电磁钢板70。
接下来,使冲头81穿过冲模80的第一冲裁孔80a,冲裁出作为电磁钢板70的一部分的去除单片71。由此,在电磁钢板70上形成孔部70a。孔部70a包含槽部47a。即,在本实施方式的槽部形成工序S1a中,冲裁电磁钢板70的一部分,在电磁钢板70上形成包含槽部47a的孔部70a。
如图7(A)所示,孔部70a的俯视形状例如为矩形状。即,第一冲裁孔80a的俯视形状以及冲头81的俯视形状例如为矩形状。另外,孔部70a的俯视形状、第一冲裁孔80a的俯视形状以及冲头81的俯视形状只要能够形成槽部47a,则无特别限定。
如图6(B)、(C)所示,单片冲裁工序S1b是从电磁钢板70冲裁包含铁芯背部45a以及齿部46a的单片72的工序。首先,如图6(B)以及图7(A)所示,在冲模80的上表面中的冲模80的第二冲裁孔80b的内缘在轴向上与孔部70a重叠的位置处配置电磁钢板70。
在本实施方式中,由于冲模80是跳步模,因此电磁钢板70在结束了槽部形成工序S1a之后,自动地被送到规定的位置处、即第二冲裁孔80b的内缘在轴向上与孔部70a重叠的位置处。
接下来,在电磁钢板70的上表面配置按压部件82,利用冲模80和按压部件82夹持电磁钢板70。接下来,使冲头83穿过第二冲裁孔80b,冲裁出作为电磁钢板70的一部分的单片72。如图7(A)所示,第二冲裁孔80b的俯视形状以及冲头83的俯视形状与从板部件44a去掉槽部47a之后的形状相同。俯视观察时,冲头83的外周形状与孔部70a重叠。
单片72包含作为孔部70a的一部分的槽部47a。即,在本实施方式的单片冲裁工序S1b中,冲裁电磁钢板70中的包含孔部70a的一部分的单片72。在本实施方式中,单片72是板部件44a。另外,如图7(B)所示,孔部70a的另一部分与通过冲裁单片72而产生的冲裁孔部70b一同残留在电磁钢板70上。
通过以上,结束板部件制造工序S1,制造出板部件44a。
根据本实施方式,能够抑制用于定位的槽部47a的尺寸精度下降。以下,进行详细说明。
例如,在利用了冲头和冲模的冲裁工序中,在冲头的刃口与冲模的刃口之间存在间隙,因此在从电磁钢板70冲裁出的部分与通过冲裁电磁钢板70的一部分而产生的孔部中,决定尺寸的刃口是不同的。即,从电磁钢板70冲裁出的部分的尺寸由冲模的刃口、即冲模的冲裁孔的尺寸决定。通过冲裁电磁钢板70的一部分而产生的孔部的尺寸由冲头的刃口、即冲头的尺寸决定。
另外,在本说明书中,将通过冲裁工序产生的规定的对象的尺寸由冲模的刃口的尺寸决定的情况表示为利用冲模的刃口形成规定的对象。并且,在本说明书中,将通过冲裁工序产生的规定的对象的尺寸由冲头的刃口的尺寸决定的情况表示为利用冲头的刃口形成。
例如,在上述说明的槽部形成工序S1a中,通过冲头81和第一冲裁孔80a形成槽部47a。在该情况下,由于槽部47a是通过冲裁电磁钢板70的一部分而产生的孔部的一部分,因此槽部47a的尺寸由冲头81的刃口的尺寸决定。即,在本实施方式的槽部形成工序S1a中,利用冲头81的刃口形成槽部47a。
并且,例如在上述说明的单片冲裁工序S1b中,通过冲头83和第二冲裁孔80b形成单片72。在该情况下,由于单片72是从电磁钢板70冲裁出的部分,因此单片72的尺寸由冲模80的刃口的尺寸决定。即,在本实施方式的单片冲裁工序S1b中,利用冲模80的刃口形成单片72。
冲头的刃口以及冲模的刃口在每次冲裁电磁钢板70时磨损。因此,需要定期研磨冲头的刃口以及冲模的刃口。在此,冲模的刃口为了使冲裁出的部分向下侧掉落,设定了从下侧朝着上侧向冲模的冲裁孔的外侧倾斜的斜度。因此,冲模的刃口的位置在每次研磨冲模的刃口时逐渐向外侧变化,其结果是冲模的刃口的尺寸变大。另一方面,由于冲头的刃口沿上下方向呈直线状,因此无论研磨多少次刃口,尺寸都发生变化。
例如,在利用一次冲裁工序从电磁钢板70冲裁整个板部件44a的情况下,包含槽部47a的外周形状的整个板部件44a为从电磁钢板70冲裁出的部分。因此,铁芯背部45a、齿部46a以及槽部47a均利用冲模的刃口形成。即,槽部47a的尺寸由冲模的刃口的尺寸决定。由此,越是冲模的刃口被研磨而尺寸变大,槽部47a的尺寸越变大,槽部47a的尺寸精度就会下降。从而,层叠槽部47a而构成的铁芯件44的槽47的尺寸精度下降。
在将多个铁芯件44配置成圆环状时,槽47用作找位工具的工具嵌入槽。即,多个铁芯件44以槽47为基准而被配置成圆环状。因此,若槽47的尺寸精度低,则铁芯件44的周向的配置精度下降。其结果是,存在以下问题:定子铁芯41中产生的磁路变形且马达10的齿槽转矩以及转矩脉动变大。
与此相对,根据本实施方式,具有槽部形成工序S1a和单片冲裁工序S1b这两道冲裁工序,在槽部形成工序S1a中冲裁电磁钢板70的一部分而形成槽部47a。因此,在槽部形成工序S1a中,例如能够采用利用冲头81的刃口形成槽部47a的加工方法。即,能够由冲头81的刃口的尺寸决定槽部47a的尺寸。由此,根据本实施方式,即使在冲模80的刃口的尺寸发生变化的情况下,也能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。其结果是,根据本实施方式,能够抑制马达10的齿槽转矩以及转矩脉动变大。
并且,例如,即使在从电磁钢板70冲裁整个板部件44a的情况下,只要将冲模的刃口定期更换成新品,就能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。但是,在更换冲模的刃口的情况下,需要更换整个冲模,因此成本增大。根据本实施方式,由于不更换冲模的刃口而能够抑制槽部47a的尺寸精度下降,因此能够抑制成本增大。
并且,例如,只要能够通过冲模和冲头从电磁钢板70冲裁以板部件44a的外周形状为内缘的框状的部分,就能够将残留在冲裁出的框状的部分的内侧的部分做成板部件44a。在该情况下,通过从电磁钢板70冲裁一部分而产生的孔部的内缘成为板部件44a的外周形状。即,根据该方法,能够利用冲头的刃口形成板部件44a。因此,能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。但是,由于板部件44a的形状不是四边形以及圆形状等简单的形状,因此很难制造冲裁以板部件44a的外周形状为内缘的框状的冲头。
与此相对,根据本实施方式,在单片冲裁工序S1b中,从电磁钢板70冲裁槽部47a以外的部分,即包含铁芯背部45a以及齿部46a的单片72。因此,利用冲模80的刃口来形成单片72。由此,根据本实施方式,既能够将冲头81、83的形状设为简单的形状,又能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。
如以上,根据本实施方式,通过分别利用冲头81、82的刃口和冲模80的刃口形成槽部47a以及单片72,能够以低成本且简便地制造槽部47a的尺寸精度优异的板部件44a。
并且,例如,在将单片冲裁工序S1b设定在槽部形成工序S1a之前的情况下,对在单片冲裁工序S1b中冲裁出的单片进行保持的面积小。因此,在槽部形成工序S1a中,不易稳定地保持单片,从而有时不易以高位置精度形成槽部47a。由此,在每一个板部件44a中,槽部47a的位置容易发生偏差,结果,容易使在定子铁芯41中产生的磁路变形。并且,板部件44a的制造装置容易变得复杂,从而成本容易增大。
与此相对,根据本实施方式,单片冲裁工序S1b被设在槽部形成工序S1a之后。因此,在槽部形成工序S1a以及单片冲裁工序S1b中,容易通过按压部件82和冲模80简单且稳定地保持电磁钢板70。由此,能够以高位置精度形成槽部47a。其结果是,能够抑制定子铁芯41中产生的磁路变形。并且,能够抑制板部件44a的制造装置变得复杂。
并且,根据本实施方式,通过将单片冲裁工序S1b设在槽部形成工序S1a之后,能够在单片冲裁工序S1b中以槽部47a为基准而冲裁单片72。如上所述,根据本实施方式,能够抑制槽部47a的尺寸精度下降。因此,能够通过以槽部47a为基准而提高槽部47a在板部件44a中的位置精度。
板部件层叠工序S2是层叠多个板部件44a的工序。通过该工序,能够形成图3所示的铁芯件44。
铁芯件配置工序S3是沿周向配置多个铁芯件44的工序。在配置多个铁芯件44时,例如将槽47用作找位工具的工具嵌入槽。由此,能够沿周向高精度地配置铁芯件44。
通过以上的板部件制造工序S1、板部件层叠工序S2以及铁芯件配置工序S3,能够制造出本实施方式的定子铁芯41。
另外,在本实施方式中,还能够采用以下结构以及方法。
在本实施方式中,也可以在板部件制造工序S1之后且板部件层叠工序S2之前设定对板部件44a的尺寸进行检查的工序。在该工序中,以槽部47a的尺寸为基准而测量板部件44a的尺寸。即,利用上述的定子铁芯的制造方法制造的定子铁芯41的检查方法包含以槽部47a的尺寸为基准而测量板部件44a的尺寸的工序。
例如,在从电磁钢板70冲裁整个板部件44a的情况下,若冲模的刃口的尺寸变大,则包含槽部47a的整个板部件44a的尺寸变大。在该情况下,由于板部件44a中不存在能够当作基准的尺寸,因此很难准确地判定整个板部件44a中的尺寸的变化量。由此,在构成铁芯件44的板部件44a中有可能夹杂着尺寸比规定的值大的不合格品。
与此相对,根据本实施方式,由于能够抑制槽部47a的尺寸发生变化,因此通过以槽部47a的尺寸为基准,容易准确地判定整个板部件44a中的尺寸的变化量。由此,根据上述结构,作为定子铁芯41的检查方法,通过设置以槽部47a的尺寸为基准而测量板部件44a的尺寸的工序,能够将制造出的板部件44a高精度地分成合格品和不合格品。从而,通过只利用判断为合格品的板部件44a形成铁芯件44,能够抑制铁芯件44的尺寸精度发生偏差。其结果是,能够抑制马达10的特性发生偏差。
并且,根据该结构,通过能够高精度地测量板部件44a的尺寸,能够更加准确地判断冲模80的刃口的尺寸的变化。因此,能够适当地判断更换冲模80的时期。
并且,在本实施方式的单片冲裁工序S1b中,能够采用冲裁电磁钢板70中的包含孔部70a的至少一部分的单片72的方法。即,在本实施方式的单片冲裁工序S1b中,也可以冲裁电磁钢板70中的包含整个孔部70a的单片72。在该情况下,在槽部形成工序S1a中形成的整个孔部70a成为槽部47a。
并且,在本实施方式中,槽部形成工序S1a也可以设定在单片冲裁工序S1b之后。在该情况下,在槽部形成工序S1a中冲裁的电磁钢板70的一部分是指在单片冲裁工序S1b中冲裁出的单片(电磁钢板)的一部分。
并且,在本实施方式中,能够采用槽部47a的至少一部分在径向上与齿部46a重叠的结构。即,在本实施方式中,也可以只有槽部47a的一部分在径向上与齿部46a重叠。
并且,在本实施方式中,槽部形成工序S1a以及单片冲裁工序S1b的具体的方法并无特别限定。即,在槽部形成工序S1a中,只要能够冲裁电磁钢板70的一部分而形成槽部47a,则也可以利用任何方法冲裁电磁钢板70的一部分。在单片冲裁工序S1b中,只要能够从电磁钢板70冲裁包含铁芯背部45a以及齿部46a的单片72,则也可以利用任何方法冲裁单片72。
并且,在上述说明中,将分割铁芯作为定子铁芯41,但是并不限于此。在本实施方式中,定子铁芯41也可以是连接多个铁芯件44而成的直铁芯。在该情况下,从电磁钢板70冲裁而制造出连接多个板部件44a而成的板部件,并层叠被连接的板部件,制造出相互连接多个铁芯件44而成的部件。然后,将相互连接多个铁芯件44而成的部件弯折成圆环状而制造定子铁芯41。
在将相互连接多个铁芯件44而成的部件弯折成圆环状时,例如一边利用槽47依次对各铁芯件44进行定位,一边进行该弯折动作。此时,若槽47的尺寸精度下降,则各铁芯件44的周向的配置精度下降。由此,有可能导致定子铁芯41中产生的磁路变形且马达10的齿槽转矩以及转矩脉动变大。
与此相对,根据本实施方式,如上所述,由于能够抑制槽47的尺寸精度下降,因此即使在定子铁芯41是直铁芯的情况下,也能够抑制各铁芯件44的配置精度下降。由此,能够抑制定子铁芯41中产生的磁路变形,从而能够抑制马达10的齿槽转矩以及转矩脉动变大。
另外,在定子铁芯41是直铁芯的情况下,定子铁芯41例如是单一部件。即,多个铁芯件44例如分别是单一部件的一部分。
另外,适用本发明的马达并无特别限定。在上述说明的实施方式中,将马达10设为内转子型马达,但是本发明例如也可以适用于外转子型马达。在外转子型马达的情况下,板部件44a的槽部47a例如从铁芯背部45a的径向内侧的面朝向径向外侧凹陷。
以上,对本发明的例示性的实施方式进行了说明,但是本发明并不限定于上述实施方式。
图8是变形例的定子铁芯411的俯视图。在图8的例中,槽471的开口在径向外侧朝向径向外侧变大。换言之,定子铁芯411具有多个铁芯件441,铁芯件441是层叠多个板部件441a而形成的,板部件441a具有使槽部471a的开口扩大的扩大部471h。扩大部471h使开口随着朝向外侧而扩大。因此,在层叠板部件441a而形成铁芯件441之后将铁芯件441配置成环状时,容易将组装工具插入到槽471中。具体而言,由于槽471的开口部分以随着朝向外侧而扩大的方式倾斜,因此容易插入组装工具。
并且,在上述的本发明的例示性的实施方式中,有可能在缘部47g产生毛刺。这是因为,在槽部形成工序S1a中冲裁出的截面与在单片冲裁工序S1b中冲裁出的截面交叉的部分容易产生毛刺。
在图8的变形例中,板部件441a在扩大部471h的径向内侧具有第一缘部471g,在扩大部471h的径向外侧具有第二缘部471i。在此,扩大部471h通过单片冲裁工序S1b冲裁而形成。因此,在图8的变形例中,在槽部形成工序S1a中冲裁出的截面与在单片冲裁工序S1b中冲裁出的截面交叉的部分成为第一缘部471g。但是,由于第一缘部471g形成于比铁芯背部侧面451b靠内侧的位置处,因此在组装于马达时与机壳接触等可能性变小。
并且,在图8的变形例中,在扩大部471h与铁芯背部侧面451b相交的部分也能够形成第二缘部471i。但是,由于该第二缘部471i同样是通过单片冲裁工序S1b冲裁出的截面交叉的部分,因此产生毛刺的可能性小。
并且,由于第二缘部471i是通过单片冲裁工序S1b冲裁出的截面交叉的部分,因此能够将第二缘部471i设成圆弧形状。只要第二缘部471i为圆弧形状,则产生毛刺的可能性进一步变小。
并且,上述说明的各结构在互不矛盾的范围内能够适当地组合。
符号说明
10…马达、30…转子、31…轴、40…定子、41…定子铁芯、44…铁芯件、44a…板部件、44b…板部件侧面、45a…铁芯背部、45c、46c、47c…剪切面、45d、46d、47d…断裂面、46a…齿部、47a…槽部、47g…缘部、61…下侧轴承(轴承)、62…上侧轴承(轴承)、70…电磁钢板、70a…孔部、72…单片、80…冲模、81、83…冲头、J…中心轴线、S1a…槽部形成工序、S1b…单片冲裁工序。
Claims (15)
1.一种定子铁芯的制造方法,所述定子铁芯具有沿周向配置的多个铁芯件,所述周向以沿上下方向延伸的中心轴线为中心,所述多个铁芯件是层叠多个板部件而形成的,所述板部件具有:沿周向延伸的铁芯背部;从所述铁芯背部向径向一侧延伸的齿部;以及从所述铁芯背部的径向另一侧的面朝向所述径向一侧凹陷的槽部,其中,所述定子铁芯的制造方法包含:
单片冲裁工序,从电磁钢板冲裁包含所述铁芯背部以及所述齿部的单片;以及
槽部形成工序,冲裁所述电磁钢板的一部分而形成所述槽部。
2.根据权利要求1所述的定子铁芯的制造方法,其中,
所述槽部的至少一部分在径向上与所述齿部重叠。
3.根据权利要求2所述的定子铁芯的制造方法,其中,
所述槽部的周向中心在径向上与所述齿部的周向中心重叠。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的定子铁芯的制造方法,其中,
所述单片冲裁工序以及所述槽部形成工序是使用了冲头和冲模的冲裁工序,在所述单片冲裁工序中,利用所述冲模的刃口形成所述单片,在所述槽部形成工序中,利用所述冲头的刃口形成所述槽部。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的定子铁芯的制造方法,其中,
所述单片冲裁工序被设在所述槽部形成工序之后。
6.根据权利要求5所述的定子铁芯的制造方法,其中,
在所述槽部形成工序中,冲裁所述电磁钢板的一部分而在所述电磁钢板上形成包含所述槽部的孔部,在所述单片冲裁工序中,冲裁所述电磁钢板中的包含所述孔部的至少一部分的所述单片。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的定子铁芯的制造方法,其中,
所述槽部的俯视形状为矩形状。
8.一种定子铁芯的检查方法,其中,所述定子铁芯是利用权利要求1至7中任意一项所述的定子铁芯的制造方法制造的,
所述定子铁芯的检查方法包含以所述槽部的尺寸为基准而测量所述板部件的尺寸的工序。
9.一种定子铁芯,其通过权利要求1至7中任意一项所述的定子铁芯的制造方法制造。
10.根据权利要求9所述的定子铁芯,其中,
作为所述板部件的侧面的板部件侧面沿轴向具有剪切面和断裂面,在所述板部件侧面中的所述槽部的内侧面中,所述剪切面位于所述断裂面的下侧,在所述板部件侧面中的除了所述槽部的内侧面以外的部分中,所述剪切面位于所述断裂面的上侧。
11.根据权利要求9或10所述的定子铁芯,其中,
所述槽部的所述径向另一侧的缘部为棱角。
12.根据权利要求9所述的定子铁芯,其中,
所述板部件具有扩大部、第一缘部以及第二缘部,所述扩大部使所述槽部的开口扩大,所述第一缘部位于所述扩大部的径向内侧,所述第二缘部位于所述扩大部的径向外侧,所述第一缘部位于比所述铁芯背部的径向外侧的侧面靠径向内侧的位置处。
13.根据权利要求12所述的定子铁芯,其中,
所述扩大部是在单片冲裁工序中进行冲裁而形成的。
14.根据权利要求12或13所述的定子铁芯,其中,
所述第二缘部为圆弧形状。
15.一种马达,其包括:
定子,其具有权利要求9至14中任意一项所述的定子铁芯;
转子,其具有以所述中心轴线为中心的轴;以及
轴承,其支承所述轴。
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