CN108110972A - 定子的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够抑制由于电磁钢板的轧制方向引起的磁各向异性的影响并且有效地降低相对于生产量的电磁钢板的废弃量的定子的制造方法。在定子(1)的制造方法中，以将从第一电磁钢板(20)冲切出的不是圆形的第一定子芯(10)和从第二电磁钢板(21)冲切出的不是圆形的第二定子芯(11)层叠时的各自的轧制方向的角度差为360度÷(4×电动机极对数)的方式，分别设定冲切第一定子芯(10)和第二定子芯(11)的位置。第二定子芯(11)是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段(d1)的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的第二定子芯的方式冲切的。

Description

定子的制造方法
技术领域
本发明涉及一种从沿轧制方向延伸的电磁钢板制造定子芯的定子的制造方法，该定子芯被层叠来形成电动机的定子。
背景技术
以往，将从电磁钢板冲切出的定子芯层叠来制造电动机用的定子。例如，如图5A所示，从以规定的宽度d0沿轧制方向延伸的电磁钢板19冲切大致四边形的定子芯100，层叠定子芯100来形成定子。在图5A中示出在电磁钢板19中形成有用于插入定位针的定位针用孔5的例子。
作为定子芯的材料的电磁钢板具有在其轧制方向和与轧制方向正交的方向上导磁率不同的磁各向异性。电磁钢板的磁各向异性使磁通的产生量产生差而成为引起旋转时的转矩波动的原因、或也成为齿槽转矩的原因。在图5B中示出考虑由于电磁钢板的磁各向异性引起的不良状况而使定子芯101的朝向相对于轧制方向倾斜的例子。专利文献1、专利文献2中具有关于这种磁各向异性的记载。在专利文献1和专利文献2中记载有如下方法：使定子芯相对于轧制方向倾斜来进行冲切，相错开地进行重叠，由此抑制齿槽转矩。
另外，在专利文献3、专利文献4中记载有从电磁钢板呈多列地冲切定子芯。在专利文献3中记载有如下的技术：在加工构件的宽度方向上配置两个以上的铁芯板进行冲切，在加工构件的补给时将前一个加工构件的终端部与下一个加工构件的始端部焊接。在专利文献4中记载有如下技术：确保定位针用孔，并且在系板的宽度上最大限度地配置呈交错状排列的芯片组，来提高材料成品率。专利文献3和专利文献4均以利用定位针为前提。
专利文献1：日本专利第3865734号公报
专利文献2：日本专利第4498154号公报
专利文献3：日本特开2014-168329号公报
专利文献4：日本特开2015-167454号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在不是圆形的定子芯的情况下，相比于如图5A所示那样的定子芯沿轧制方向排列的情况，在如图5B所示那样的定子芯相对于轧制方向倾斜的情况下，从电磁钢板冲切定子芯后的电磁钢板的废弃量增加，导致成本增加。如专利文献3、专利文献4所示那样，为了减少冲切定子芯后的废弃量，也考虑多列地配置定子芯。但是为需要配置形成于电磁钢板的定位针用孔的部分的构造，期望一种利用不以这些构造为前提的芯形状来有效地减少废弃量的方法。另外，即使多列地配置来形成定子芯，只通过多列地配置也存在产生由于电磁钢板的轧制方向引起的磁各向异性的影响的可能性。
本发明的目的是提供一种能够抑制由于电磁钢板的轧制方向引起的磁各向异性的影响并且有效地降低相对于生产量的电磁钢板的废弃量的定子的制造方法。
用于解决问题的方案
(1)本发明涉及一种定子的制造方法，从沿轧制方向延伸的电磁钢板(例如后述的第一电磁钢板20、第二电磁钢板21)制造第一定子芯(例如后述的第一定子芯10)和第二定子芯(例如后述的第二定子芯11、12)，该第一定子芯和第二定子芯被层叠来形成电动机的定子(例如后述的定子1)，在该定子的制造方法中，以将从第一电磁钢板(例如后述的第一电磁钢板20)冲切出的不是圆形的所述第一定子芯以及从第二电磁钢板(例如后述的第二电磁钢板21)冲切出的不是圆形的所述第二定子芯层叠时的各自的轧制方向的角度差为360度÷(4×电动机极对数)的方式，分别设定冲切所述第一定子芯和所述第二定子芯的位置，所述第一定子芯和所述第二定子芯中的至少任一方是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段(例如后述的线段d1)的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的定子芯的方式冲切的。
(2)在(1)所记载的定子的制造方法中，也可以是，在宽度方向上相邻的所述第一定子芯或所述第二定子芯的所述最短的线段彼此平行。
(3)在(1)或(2)所记载的定子的制造方法中，也可以是，在宽度方向上相邻的所述第一定子芯或所述第二定子芯的所述最短的线段彼此位于同一直线上。
(4)另外，本发明涉及一种定子的制造方法，从沿轧制方向延伸的电磁钢板(例如后述的电磁钢板22)制造定子芯(例如后述的定子芯15、16)，该定子芯被层叠来形成电动机的定子(例如后述的定子1)，在所述定子的制造方法中，以将从所述电磁钢板冲切出的不是圆形的所述定子芯以及将从所述电磁钢板冲切出的定子芯翻面的状态的所述定子芯层叠时的各自的轧制方向的角度差为360度÷(4×电动机极对数)的方式，设定冲切所述定子芯的位置，所述定子芯是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段(例如后述的线段d1)的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的定子芯的方式冲切的。
(5)在(4)所记载的定子的制造方法中，也可以是，在宽度方向上相邻的所述定子芯的所述最短的线段彼此平行。
(6)在(4)或(5)所记载的定子的制造方法中，也可以是，在宽度方向上相邻的所述定子芯的所述最短的线段彼此位于同一直线上。
发明的效果
根据本发明的定子的制造方法，能够抑制由于电磁钢板的轧制方向引起的磁各向异性的影响，并且有效地降低相对于生产量的电磁钢板的废弃量。
附图说明
图1A是说明第一实施方式的第一定子芯的冲切的图。
图1B是说明第一实施方式的第二定子芯的冲切的图。
图1C是说明第一实施方式的定子芯与轧制方向的关系的图。
图2A是说明第二实施方式的第一定子芯的冲切的图。
图2B是说明第二实施方式的第二定子芯的冲切的图。
图2C是说明第二实施方式的定子芯与轧制方向的关系的图。
图3A是说明第三实施方式的定子芯的冲切的图。
图3B是说明第三实施方式的定子芯与轧制方向的关系的图。
图4A是说明第四实施方式的定子芯的冲切的图。
图4B是说明第四实施方式的定子芯与轧制方向的关系的图。
图5A是说明以往例的定子芯的冲切的图。
图5B是说明以往例的定子芯的冲切的图。
附图标记说明
1：定子；10：第一定子芯；11、12：第二定子芯；15、16：定子芯；20：第一电磁钢板；21：第二电磁钢板；22：电磁钢板；d1：线段。
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的优选的实施方式。
首先，说明层叠第一定子芯和第二定子芯这两种定子芯来形成定子1(参照图1C)的第一实施方式的定子的制造方法。
图1A是说明第一实施方式的第一定子芯10的冲切的图。图1B是说明第一实施方式的第二定子芯11的冲切的图。
如图1A和图1B所示那样，第一定子芯10和第二定子芯11均为在层叠方向观察时不是圆形的大致四边形状。
第一定子芯10是对为带材的第一电磁钢板20进行冲切来形成的。第二定子芯11是对为带材且宽度比第一电磁钢板20宽的第二电磁钢板21进行冲切来形成的。第一定子芯10和第二定子芯11为相同的形状，层叠多个第一定子芯10和第二定子芯11来形成定子1。
如图1A所示，第一电磁钢板20中的要冲切第一定子芯10的部位在第一电磁钢板20的第一轧制方向上排成一列。在定子芯中，当将穿过其中心来连结对边或对角的线段中的长度最短的线段设为线段d1时，第一定子芯10呈线段d1的朝向与第一电磁钢板20的第一轧制方向正交的位置关系。而且，第一电磁钢板20的两边30之间的长度即第一电磁钢板20的宽度d0设定为比线段d1长。在本实施方式中，呈第一电磁钢板20的第一轧制方向与第一电磁钢板20的两边30延伸的方向平行的位置关系。在第一电磁钢板20中，可以说第一定子芯10的线段d1朝向与两边30延伸的方向正交的方向。
如图1B所示，第二电磁钢板21中的要冲切第二定子芯11的部位沿第二电磁钢板21的第二轧制方向排成两列。在第二电磁钢板21的两边31之间的长度即第二电磁钢板21的宽度d2之间容纳有两列第二定子芯11。
以第二定子芯11的线段d1的朝向相对于第二电磁钢板21的第二轧制方向的正交方向倾斜的方式冲切第二定子芯11。在第二电磁钢板21中被冲切的各第二定子芯11呈其线段d1的朝向平行的位置关系。
在第一实施方式中，以在宽度方向上相邻的第二定子芯11的线段d1不在同一直线上的方式设定第二定子芯11的冲切位置。即，在宽度方向上相邻的第二定子芯11在与线段d1朝向的方向正交的方向上偏移d3地进行配置。
图1C是说明第一实施方式的定子芯与轧制方向的关系的图。图1C中的第一轧制方向为层叠第一定子芯10时的第一电磁钢板20的轧制方向，第二轧制方向为层叠第二定子芯11时的第二电磁钢板21的轧制方向。
如图1C所示，在层叠第一定子芯10和第二定子芯11时，穿过定子1的中心的第一轧制方向与第二轧制方向以规定的角度差α交叉。规定的角度差α被设定为360度÷(4×电动机极对数)。以产生该角度差α的方式设定第二定子芯11的线段d1相对于第二电磁钢板21的宽度方向的倾斜度。例如，在包括S极和N极的极对数为三的情况下，以角度差为30度的方式设定第二定子芯11的线段d1的朝向。角度差α也能够称作各定子芯的轧制方向相对于转子极位置的角度差。
将第一定子芯10与第二定子芯11对齐成相同朝向来进行层叠，由此成为第一电磁钢板20的第一轧制方向与第二电磁钢板21的第二轧制方向以角度差α交叉的配置关系。由此，能够制造能够有效地抑制轧制方向的磁各向异性的影响的电动机用的定子。
在以上所说明的第一实施方式的定子1的制造方法中，以将从第一电磁钢板20冲切出的不是圆形的第一定子芯10以及从第二电磁钢板21冲切出的不是圆形的第二定子芯11层叠时的第一轧制方向与第二轧制方向的角度差α为360度÷(4×电动机极对数)的方式，分别设定冲切第一定子芯10和第二定子芯12的位置。第二定子芯11是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段d1的朝向不与第二轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的第二定子芯11的方式冲切的。
由此，相比于在电磁钢板的轧制方向上将全部定子芯排成一列来进行冲切的情况(参照图5A、图5B)，能够抑制相对于第二定子芯11的生产量的第二电磁钢板21的废弃量，从而能够实现制造成本的降低。
另外，在第一电磁钢板20和第二电磁钢板21中改变了定子芯的冲切方式，因此也不需要在相同的电磁钢板中使冲切的形状不同。
能够制造性良好地制造以抑制在层叠第一定子芯10和第二定子芯11时由于第一轧制方向和第二轧制方向引起的磁各向异性的影响的角度差α形成的高质量的定子1。
另外，在第一实施方式的在宽度方向上相邻的第二定子芯11中，呈第二定子芯11的最短的线段d1彼此平行的位置关系。
由此，能够使第二定子芯11的朝向对齐来使第二电磁钢板21的宽度变窄，从而能够以有限的区域制造更多的第二定子芯11。
此外，在第一实施方式中，第一定子芯10的线段d1朝向与第一轧制方向正交的方向，但并不限定于该结构。为第一定子芯10和第二定子芯11中的至少任一方以线段d1的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的定子芯的方式被冲切的结构即可。例如，根据转子和定子的形状、极对数等电动机的结构，关于第一定子芯10也能够设为以线段d1的朝向不与第一轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的定子芯的方式被冲切的结构。像这样，第一实施方式的结构能够根据情况适当地进行变更。
对与第一实施方式不同的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，有时对与已经说明的结构相同的结构标注相同的标记并省略其说明。
对第二实施方式的定子1的制造方法进行说明。图2A是说明第二实施方式的第一定子芯10的冲切的图。如图2A所示，第二实施方式中的第一定子芯10的制造方法与第一实施方式相同。
图2B是说明第二实施方式的第二定子芯12的冲切的图。如图2B所示，在第二实施方式中，第二电磁钢板21中的冲切第二定子芯12的位置与第一实施方式不同。以在宽度方向上相邻的第二定子芯12的最短的线段d1彼此位于同一直线上的方式设定第二电磁钢板21中的冲切第二定子芯12的位置。
图2C是说明第二实施方式的定子芯与轧制方向的关系的图。如图2C所示，在第二实施方式中也是，第一定子芯10的第一轧制方向与第二定子芯12的第二轧制方向的角度差被设定为抵消由于轧制方向引起的磁各向异性的角度差α。
在以上所说明的第二实施方式中也起到与第一实施方式相同的效果。另外，在第二实施方式中，在宽度方向上相邻的第二定子芯12各自的线段d1位于同一直线上，因此能够进一步减小第二电磁钢板21所需的宽度。另外，也能够使在轧制方向上相邻的第二定子芯12的间隔更窄，因此能够进一步提高制造性。
接着，对层叠从相同电磁钢板冲切出的定子芯来形成定子1的实施方式进行说明。此外，在以下的说明中，也能够对与上述实施方式中所说明的结构相同的结构标注相同标记并省略其说明。
图3A是说明第三实施方式的定子芯15的冲切的图。图3B是说明第三实施方式的定子芯15与轧制方向的关系的图。
在第三实施方式中，以抑制磁各向异性的影响的方式层叠从同一电磁钢板22或相同形状的电磁钢板22冲切出的定子芯15这方面与第一实施方式及第二实施方式不同。
如图3A所示，在第三实施方式的电磁钢板22中，关于冲切定子芯15的部位，沿轧制方向配置有多个在宽度方向上排列有两个的部位。各定子芯15以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段d1的朝向为相同朝向即平行的方式进行排列。
在第三实施方式中，相对于从电磁钢板22冲切出的定子芯15、将从同一电磁钢板22或相同形状的电磁钢板22冲切出的定子芯15以翻面的状态进行层叠。将对保持着从电磁钢板22冲切出时的朝向的状态的定子芯15进行层叠得到的层叠部设为第一层叠部51，将相对于从电磁钢板22冲切出时的状态翻面的、即正反面翻转得到的层叠部设为第二层叠部52。此外，第一层叠部51和第二层叠部52均既可以为一张定子芯也可以为多张定子芯。
如图3B所示，在层叠定子芯15时，以第一层叠部51和第二层叠部52的轧制方向为规定的角度差α的方式设定线段d1的朝向、第二层叠部52的定子芯15翻面的朝向。角度差α为抑制在第一实施方式中说明的由于轧制方向引起的磁各向异性的角度差，通过层叠第一层叠部51和第二层叠部52，定子的磁各向异性的影响得到抑制。
在以上所说明的第三实施方式的定子的制造方法中，以将从电磁钢板22冲切出的不是圆形的定子芯15(第一层叠部51)以及将从电磁钢板22冲切出的定子芯15翻面的状态的定子芯15(第二层叠部52)层叠时的各自的轧制方向的角度差为360度÷(4×电动机极对数)的方式，设定冲切定子芯15的位置。定子芯15是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段d1的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列有两个以上的定子芯15的方式冲切的。
由此，相比于全部定子芯在电磁钢板的轧制方向上排成一列地进行冲切的情况，能够抑制相对于定子芯15的生产量的电磁钢板22的废弃量，从而实现制造成本的降低。
另外，能够从同一电磁钢板22或相同形状的电磁钢板22制造构成第一层叠部51的定子芯15和构成第二层叠部52的定子芯15。因而，能够简化制造工序，并且能够高效地制造以抑制由于轧制方向引起的磁各向异性的影响的角度差α层叠定子芯15而成的高质量的定子。
另外，在第三实施方式的在宽度方向上相邻的定子芯15中，呈定子芯15的最短的线段d1彼此平行的位置关系。
由此，能够将定子芯15的朝向对齐来使电磁钢板22的宽度变窄，从而能够以有限的区域制造更多的定子芯15。
接着，说明第四实施方式的定子芯的制造方法。图4A为说明第四实施方式的定子芯16的冲切的图。图4B为说明第四实施方式的定子芯16与轧制方向的关系的图。
在第四实施方式中，电磁钢板22中的冲切定子芯16的位置与第三实施方式不同。如图4A所示，以在宽度方向上相邻的定子芯16的最短的线段d1彼此位于同一直线上的方式设定电磁钢板22中的冲切定子芯16的位置。
如图4B所示，关于从电磁钢板22冲切出的定子芯16，与第三实施方式同样地，将对保持着从电磁钢板22冲切出时的朝向的状态的定子芯16进行层叠得到的层叠部设为第一层叠部51，将相对于从电磁钢板22冲切出时的状态翻面了的定子芯16设为第二层叠部52。而且，以在层叠这些第一层叠部51和第二层叠部52的状态下为规定的角度差α的方式设定电磁钢板22中的冲切定子芯16的位置。
在以上所说明的第四实施方式中也起到与第三实施方式同样的效果。另外，在第四实施方式中，在宽度方向上相邻的定子芯16各自的线段d1位于同一直线上，因此能够进一步减小电磁钢板22所需的宽度。另外，在轧制方向上相邻的定子芯16的间隔也能够进一步变窄，因此能够进一步提高制造性。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限制为上述的实施方式，能够适当地进行变更。例如，在上述实施方式中呈多列配置的第二定子芯11、12和定子芯15、16为两列，但也能够设为三列。另外，在上述实施方式中，定子芯的线段d1的朝向全部平行，但也能够使一部分向不同的朝向倾斜等、根据情况适当地进行变更。

Claims (6)

1.一种定子的制造方法，从沿轧制方向延伸的电磁钢板制造第一定子芯和第二定子芯，该第一定子芯和第二定子芯被层叠来形成电动机的定子，
在所述定子的制造方法中，以将从第一电磁钢板冲切出的不是圆形的所述第一定子芯以及从第二电磁钢板冲切出的不是圆形的所述第二定子芯层叠时的各自的轧制方向的角度差为360度÷(4×电动机极对数)的方式，分别设定冲切所述第一定子芯和所述第二定子芯的位置，
所述第一定子芯和所述第二定子芯中的至少任一方是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的定子芯的方式冲切的。
2.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其特征在于，
在宽度方向上相邻的所述第一定子芯或所述第二定子芯的所述最短的线段彼此平行。
3.根据权利要求1所述的定子的制造方法，其特征在于，
在宽度方向上相邻的所述第一定子芯或所述第二定子芯的所述最短的线段彼此位于同一直线上。
4.一种定子的制造方法，从沿轧制方向延伸的电磁钢板制造定子芯，该定子芯被层叠来形成电动机的定子，
在所述定子的制造方法中，以将从电磁钢板冲切出的不是圆形的所述定子芯以及将从所述电磁钢板冲切出的定子芯翻面的状态的所述定子芯层叠时的各自的轧制方向的角度差为360度÷(4×电动机极对数)的方式，设定冲切所述定子芯的位置，
所述定子芯是以穿过其中心来连结对边或对角的假想的线段中的最短的线段的朝向不与轧制方向正交且在宽度方向上排列两个以上的定子芯的方式冲切的。
5.根据权利要求4所述的定子的制造方法，其特征在于，
在宽度方向上相邻的所述定子芯的所述最短的线段彼此平行。
6.根据权利要求5所述的定子的制造方法，其特征在于，
在宽度方向上相邻的所述定子芯的所述最短的线段彼此位于同一直线上。
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