CN109347218A - 叠片铁芯单元及叠片铁芯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种叠片铁芯单元和叠片铁芯，其中所述叠片铁芯单元包括多个叠片体。每一叠片体具有相对的第一侧边和第二侧边，叠片体先压叠成预定长度且每相邻两个叠片体的第一侧边均焊接固定在一起后环绕一中心轴线展开形成具有预定曲率的放射状的圆弧形，每相邻两个叠片体的第二侧边均互相分离散开，其中每相邻两个叠片体的第一侧边之间焊接的熔深小于或等于0.3mm。本发明解决了现有的纵向排列铁芯并不能真正实现每一单片的硅钢片均呈放射状圆周排布的问题，并且这种制作方式相对于现有技术更容易保证叠片时放射路径中心一致性，大大改善了叠片成型后偏斜、垂直度不良等问题，有利于提高量产能力。

Description

叠片铁芯单元及叠片铁芯

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种叠片铁芯单元及包括所述叠片铁芯单元的叠片铁芯，其中所述叠片铁芯单元和所述叠片铁芯呈放射状。

背景技术

现有的电机铁芯一般由硅钢片冲压后压叠而成，也称叠片铁芯。随着目前电机技术的更新和发展，在电机领域一些新的技术需要依赖一些特殊的、与众不同的磁路设计，特殊的磁路设计决定了叠片方向的特殊性。其中纵向磁路设计就是目前一种较为特殊别致的磁路设计，而纵向磁路设计需要纵向排列的叠片铁芯，即叠片铁芯需采用纵向叠片的方式，硅钢片环绕铁芯轴线进行层叠。但是纵向排列的叠片铁芯其制作过程非常复杂，成型困难，因缺乏合理的结构导致叠片铁芯的垂直度、圆度、同心度等一些重要尺寸难以保证，量产时的一致性更是无从谈起。具体而言，纵向排列的叠片铁芯制作时经常出现的问题有：第一，各个硅钢片叠片时放射路径中心不一致，硅钢片呈歪斜状而直接导致电机运行涡流大，磁路路径较长，铁耗大；第二，铁芯成型后向一侧偏斜，取法保证良好铁芯较好的垂直度，从而导致电机气隙极其不均匀甚至出现摩擦；第三，现有的生产方法效率低下，极大地限制了量产能力等等。

一种纵向排列的叠片铁芯结构是先将多片硅钢片铆叠成铁芯块，然后再将多个铁芯块环绕一个中心点呈放射发散状排列连接成整体。这种铁芯结构虽然已经具备生产性，但是其结构仅仅是将多个铁芯块形成圆周排布，而并未实现严格意义上的每个单独的硅钢片都环绕中心点呈放射状排列形成圆周排布，从而导致电机磁路路径加长，铁芯涡流增大从而铁耗较高，不能完全适应纵向磁路设计的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种叠片铁芯单元及包括所述叠片铁芯单元的叠片铁芯，解决现有技术中纵向排列的叠片铁芯其垂直度、圆度、同心度难以保证，不能完全适应纵向磁路设计的需求，限制量产能力的问题，从而有效提高铁芯制造质量并且优化电机磁路，提高电机效率和功率密度，减小电机体积。

为解决上述问题，本发明提供一种叠片铁芯单元，所述叠片铁芯单元包括多个叠片体。每一叠片体具有相对的第一侧边和第二侧边，叠片体先压叠成预定长度且每相邻两个叠片体的第一侧边均焊接固定在一起后环绕一中心轴线展开形成具有预定曲率的放射状的圆弧形，每相邻两个叠片体的第二侧边均互相分离散开，其中每相邻两个叠片体的第一侧边之间焊接的熔深小于或等于0.3mm。

根据本发明一实施例，每相邻两个叠片体的第一侧边之间通过多个位置焊接进行固定。

根据本发明一实施例，所有的叠片体压叠之后环绕中心轴线展开并首尾相连以形成圆周。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种叠片铁芯，所述叠片铁芯包括一个或者多个根据上述任一项所述的叠片铁芯单元。当叠片铁芯单元为一个时，所有的叠片体压叠之后环绕中心轴线展开并首尾相连以形成圆周；当叠片铁芯单元为多个时，所有的叠片铁芯单元环绕一中心轴线排列首尾连接成整体。

根据本发明一实施例，所述叠片铁芯还包括固定环，固定环套住所有的叠片体以加强叠片体之间的强度。

根据本发明一实施例，固定环套于叠片体的第一侧边或者第二侧边。

根据本发明一实施例，固定环套于叠片体的第一侧边和第二侧边之间。

根据本发明一实施例，每一叠片体的第一侧边或第二侧边具有凹槽，或者每一叠片体的第一侧边和第二侧边之间具有凹槽，固定环嵌套于凹槽内。

根据本发明一实施例，固定环通过焊接、粘接或者过盈配合的方式套住叠片体。

根据本发明一实施例，叠片铁芯单元的数量为多个，所有的叠片铁芯单元排布形成圆周或者花瓣形。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本发明通过先将多个叠片体的第一侧边之间焊接固定并压叠在一起，并且焊接的熔深小于或等于0.3mm，即叠片体之间的焊接熔深非常浅，然后将压叠后的叠片体绕一中心轴线展开，使得所有的叠片体通过第一侧边的焊接作用而仍然固定在一起，但是所有叠片体的第二侧边是相互散开的，从而在真正严格意义上实现每一个单片的叠片体都环绕中心轴线呈放射状展开，形成具有曲率的圆弧形的叠片铁芯单元。根据叠片体数量的多少和展开后曲率的不同，叠片体既可以卷绕形成360°圆周制得呈圆环状的叠片铁芯单元，也可以制作形成例如60°、90°、180°等其他角度的圆弧形状的叠片铁芯单元。再者，多个叠片铁芯单元可以进一步环绕一中心轴线连接组成360°圆周从而制得呈圆环状的叠片铁芯或者其他不规则花瓣形状的叠片铁芯。本发明的这种制作成型方式别致新颖，由于相邻两个叠片体之间焊接熔深非常浅，这样既保证了叠片体的第一侧边之间能够固定在一起，又保证了相对的第二侧边能够散开以呈放射状排布。本发明解决了现有技术中纵向排列的铁芯并不能真正实现每一单片的硅钢片均呈放射状圆周排布的问题，并且这种制作方式相对于现有技术更容易保证叠片时放射路径中心一致性，大大改善了叠片成型后偏斜、垂直度不良等问题，有利于提高量产能力。

本发明通过固定环套住所有的叠片体，可以加强叠片体之间的连接强度，避免叠片体在使用过程中彼此散开，延长所述叠片铁芯的使用寿命。

附图说明

图1是本发明提供的叠片铁芯单元的单个叠片体的结构示意图；

图2是所述叠片体压叠在一起之后的侧视图；

图3是压叠在一起之后的所述叠片体呈放射状展开形成圆弧形的叠片铁芯单元的俯视图；

图4是压叠在一起之后的所述叠片体呈放射状展开形成圆环状的叠片铁芯单元的俯视图，其中所有的叠片体环绕中心轴线展开并首尾相连形成圆周；

图5是图4中的圆环状的叠片铁芯单元的立体结构示意图；

图6是压叠在一起之后的所述叠片体呈放射状展开形成花瓣状的叠片铁芯单元的俯视图；

图7是本发明提供的一种叠片铁芯的俯视图，其中固定环套于叠片体的顶边并位于第一侧边和第二侧边之间；

图8是本发明提供的另一种叠片铁芯的俯视图，其中固定环套于叠片体的第二侧边。

具体实施方式

以下描述只用于揭露本发明以使得本领域技术人员能够实施本发明。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本发明精神和范围的其他方案。

本发明提供一种叠片铁芯单元，尤其涉及一种呈放射状排列的叠片铁芯单元，所述叠片铁芯单元适用于电机的叠片铁芯。具体地，所述叠片铁芯单元1包括多个叠片体10。

如图1所示，叠片体10为冲压制成的矩形的硅钢片。每一叠片体10具有相对的第一侧边11和第二侧边12。

叠片体10具有至少一个凹槽101，凹槽101设置于第一侧边11或者第二侧边12，或者凹槽101位于叠片体10的第一侧边11和第二侧边12之间。也就是说，凹槽101的位置具有多种情形：一是凹槽101设置于第一侧边11；二是凹槽101设置第二侧边12；三是凹槽101设置于位于叠片体10的第一侧边11和第二侧边12之间的顶边或底边，如图1中A位置和B位置所示，其中基于图1所示的方向，叠片体10的上边缘为叠片体10的顶边，如图1中A位置所示，反之，叠片体10的下边缘为叠片体10的底边，如图1中B位置所示。此外，可选地，凹槽101的数量为多个，所述多个凹槽101的位置可以各不相同，也可以相同。例如，图1中所示的叠片体10具有四个凹槽101，其中两个凹槽101均设置于第二侧边12，另外的两个凹槽101分别设置于叠片体10的第一侧边11和第二侧边12之间。又例如，于另一实施例中，凹槽101的数量为两个，两个凹槽101均设置于叠片体10的第一侧边11。凹槽101的形状可以为矩形槽，如图1所示，也可以为其他形状的凹槽，例如弧形的凹槽。

如图2所示，叠片体10先压叠成预定长度，压叠后的叠片体10形成长条状。每相邻两个叠片体10的第一侧边11均焊接固定在一起，并且每相邻两个叠片体10的第一侧边11之间焊接的熔深小于或等于0.3mm，也就是说叠片体10之间焊接的熔深非常浅。

可选地，为了保证所有的叠片体10之间的连接足够牢固，每相邻两个叠片体10的第一侧边11之间通过多个位置焊接进行固定。这样所有的叠片体10可以形成多条焊接痕迹。例如，分别在每相邻两个叠片体10的第一侧边的两个间隔的不同位置进行焊接，在一摞压叠在一起的叠片体10的第一侧边11形成了两条平行的焊接痕迹。

如图3所示，叠片体10先压叠成预定长度且每相邻两个叠片体10的第一侧边均焊接固定在一起后环绕一中心轴线展开形成具有预定曲率的放射状的圆弧形，每相邻两个叠片体10的第二侧边12均相互分离散开。可以理解的是，由于叠片体10之间只有第一侧边11被焊接固定在一起，而第二侧边12是没有固定连接在一起的，因此，当把压叠成长条状的多个叠片体10绕着一中心轴线向着第一侧边11卷绕时，所有叠片体10的第二侧边12将相互分离散开，从而使得所有叠片体10环绕中心轴线呈放射状分布并形成圆弧形，每一个单片的叠片体10均分布于以中心轴线为圆心的圆周上，每一个叠片体10均朝向中心轴线。换而言之，这种制作方式实现了严格意义上的每一个单片的叠片体10均环绕中心轴线呈放射状分布并形成具有预定曲率的圆弧形的所述叠片铁芯单元1。

值得一提的是，由于每相邻两个叠片体10的第一侧边11之间焊接的熔深不超过0.3mm，熔深非常浅，这样的设计一方面保证了将压叠的一起的多个叠片体10环绕中心轴线卷绕时第一侧边11之间不会彼此分离散开，另一方面又能保证第二侧边12之间可以彼此分离散开，使得任意相邻两个叠片体10之间能够小幅度地微微张开以形成一个夹角，从而所有的叠片体10展开之后形成具有预定曲率的放射状的圆弧形。

在实际制造过程中，将压叠在一起之后的多个叠片体10放入成型模具中并按照设定的半径形成具有预定曲率的呈放射状排列的所述叠片铁芯单元1。换而言之，所有的叠片体10通过模具成型值得所述叠片铁芯单元1。例如，可以将所有的叠片体10放入并依附于一个圆柱形的模具来成型制作所述叠片铁芯单元1，圆柱形的模具可以确保制得的所述叠片铁芯单元1具有足够圆滑的圆弧形轮廓并限定圆弧的直径。

在图4和图5所示的所述叠片铁芯单元1中，所有的叠片体10压叠之后环绕中心轴线展开并首尾相连以形成圆周，即所有叠片体10卷绕形成360°封闭圆周从而制得呈圆环状的所述叠片铁芯单元1，其中叠片体10的第一侧边11位于圆环的内侧，而第二侧边12则位于圆环的外侧，所有的叠片体10均环绕圆环的中心轴线分布。值得一提的是，根据叠片体10数量的不同和展开后曲率不同，叠片体10既可以卷绕形成圆环状的叠片铁芯单元1，也可以制作形成其他角度的圆弧形的叠片铁芯单元1。例如，叠片体10可以卷绕形成30°、45°、60°、75°、90°、120°或者180°等多种角度的所述叠片铁芯单元1。不论卷绕形成何种圆弧角度的所述叠片铁芯单元1，所有的叠片体10均呈放射状分布于以中心轴线为圆心的圆周上，所有的叠片体10均朝向中心轴线。

本发明还提供一种叠片铁芯，所述叠片铁芯适用于电机。具体地，所述叠片铁芯包括一个或多个上述的叠片铁芯单元1。当叠片铁芯单元1位为一个时，所有的叠片体10压叠之后环绕中心轴线展开并首尾相连以形成圆周，如图4和图5所示，此种情况下形成圆环状的所述叠片铁芯单元1即成为所述叠片铁芯。

当叠片铁芯单元1为多个时，叠片铁芯单元1呈小于360°的弧形，所有的叠片铁芯单元1环绕一中心轴线排列首尾连接成整体。例如，可以将6个卷绕形成60°圆弧形的所述叠片铁芯单元1环绕一中心轴线排列首尾连接组成圆环状的所述叠片铁芯。又例如，可以将一个卷绕形成180°圆弧形的所述叠片铁芯单元1和两个卷绕形成90°圆弧形的所述叠片铁芯单元1三者环绕一中心轴线排列首尾连接组成圆环状的所述叠片铁芯。

值得一提的是，当所述叠片铁芯单元1为多个时，所述多个叠片铁芯单元1还可以形成花瓣形。例如，如图6所示，可以将8个卷成成60°圆弧形的所述叠片铁芯单元1环绕一中心轴线排列首尾连接形成花瓣形。总而言之，在所述叠片铁芯单元1为多个的情况下，所有的所述叠片铁芯单元1排布形成圆周或者花瓣形。

进一步地，所述叠片铁芯还包括固定环2，固定环2采用刚性的材质，例如，固定环2材质可以是金属、碳纤维或其他高强度材料。固定环2套住所有的叠片体10以加强叠片体10之间的强度。如图8所示，固定环2套于叠片体10的第二侧边12，即环绕于连接成整体的叠片铁芯单元1的外缘并将所有叠片体10箍紧。具体地，所有的叠片体10的第二侧边12在同一位置均具有凹槽101，如图1所示，固定环2嵌套于叠片体10的设置于第二侧边12的凹槽101中，从而将所有的叠片体10箍紧。

于另一实施例中，固定环2套于叠片体10的第一侧边11，即环绕于连接成整体的叠片铁芯单元1的内缘并将所有的叠片体10箍紧。具体地，所有的叠片体10的第一侧边11在同一位置均具有凹槽101，固定环2嵌套于叠片体10的设置于第一侧边11的凹槽101中，从而将所有的叠片体10箍紧。

于另一实施例中，如图7所示，固定环2套于叠片体10的第一侧边11和第二侧边12之间的顶边。所有的叠片体10在第一侧边11和第二侧边12之间的同一位置具有凹槽101，固定环2嵌套于凹槽101内，从而将所有的叠片体10箍紧。

于另一实施例中，叠片体10省略凹槽101，固定环2直接套于叠片体10的第二侧边12，即固定环2环绕于连接成整体的叠片铁芯单元1的外缘，并将所有的叠片体10箍紧。

总而言之，固定环2的位置设置具有多种情形，固定环2的横截面形状和凹槽101的形状匹配吻合，固定环2通过嵌套于叠片体10不同位置的凹槽101来箍紧所有的叠片体10，从而加强叠片体10彼此之间的连接强度，避免分离散开。此外，固定环2的数量可以为多个，例如2个、3个或者4个，不同的固定环2分别相应地嵌套于叠片体10不同位置的凹槽101中。例如，针对在第二侧边12间隔设有2个凹槽101的叠片体10，固定环2的数量相应地为2个，两个固定环2分别嵌套于第二侧边12的两个凹槽101中。又例如，若叠片体10的第二侧边12和顶边分别具有一个凹槽101，固定环2的数量也相应地为两个，其中一个固定环2嵌套于第二侧边12的凹槽101内，另一固定环2嵌套于叠片体10的顶边。设置多个固定环2，可以从不同位置将所有的叠片体10箍紧，进一步加强叠片体10之间的连接强度。

在实际制造过程中，固定环2通过焊接、粘接或者过盈配合地方式套住叠片体10。例如，以采用过盈配合的方式来说，通过将固定环2和叠片体10设置比较紧的配合尺寸，使得固定环2套于叠片体10之后即能够箍紧叠片体10，而不再需要通过其他诸如焊接或者粘接的方式进一步连接固定。

本发明提供的所述叠片铁芯单元1和包括所述叠片铁芯单元1的叠片铁芯的结构和制作方式均比较别致新颖。通过先将多个叠片体10压叠成块然后绕着一中心轴线展开的方式，实现了所有单个的叠片体10均呈放射状排布并形成具有预定曲率的圆弧形，并且这种制作方式相对于传统的纵向排列的铁芯工艺，制得的叠片铁芯其垂直度、圆度、同心度等重要尺寸指标较佳，具有良好的可生产性，能够保证量产时的一致性，提高量产能力，也解决了传统采用纵向排列的铁芯的电机运行涡流大磁路路径长的问题，从而降低电机铁耗。另外，本发明提供的所述叠片铁芯单元1可以制作形成多种不同角度的圆弧形状，多个不同角度的圆弧形状的叠片铁芯单元1又进一步可以进行组成形成规则的圆环形状或者不规则的各种花瓣形状。所述叠片铁芯可以由单个所述叠片铁芯单元1卷绕弯曲成型或由多个所述叠片铁芯单元1组合成型，制作形式多种多样，灵活多变。

本领域技术人员应当理解，上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例，并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能和结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理情况下，本发明的实施方式可以有任何变形和修改。

Claims (10)

1.一种叠片铁芯单元，其特征在于，包括：

多个叠片体，每一所述叠片体具有相对的第一侧边和第二侧边，所述叠片体先压叠成预定长度且每相邻两个所述叠片体的第一侧边均焊接固定在一起后环绕一中心轴线展开形成具有预定曲率的放射状的圆弧形，每相邻两个所述叠片体的第二侧边均互相分离散开，其中每相邻两个所述叠片体的第一侧边之间焊接的熔深小于或等于0.3mm。

2.根据权利要求1所述的叠片铁芯单元，其特征在于，每相邻两个所述叠片体的第一侧边之间通过多个位置焊接进行固定。

3.根据权利要求1或2任一所述的叠片铁芯单元，其特征在于，所有的所述叠片体压叠之后环绕中心轴线展开并首尾相连以形成圆周。

4.一种叠片铁芯，其特征在于，包括：

一个或者多个根据权利要求1或2任一所述的叠片铁芯单元，当所述叠片铁芯单元为一个时，所有的所述叠片体压叠之后环绕中心轴线展开并首尾相连以形成圆周；当所述叠片铁芯单元为多个时，所有的所述叠片铁芯单元环绕一中心轴线排列首尾连接成整体。

5.根据权利要求4所述的叠片铁芯，其特征在于，所述叠片铁芯还包括固定环，所述固定环套住所有的所述叠片体以加强所述叠片体之间的强度。

6.根据权利要求5所述的叠片铁芯，其特征在于，所述固定环套于所述叠片体的所述第一侧边或者所述第二侧边。

7.根据权利要求5所述的叠片铁芯，其特征在于，所述固定环套于所述叠片体的所述第一侧边和所述第二侧边之间。

8.根据权利要求6或7任一所述的叠片铁芯，其特征在于，每一所述叠片体的所述第一侧边或第二侧边具有凹槽，或者每一所述叠片体的所述第一侧边和所述第二侧边之间具有凹槽，所述固定环嵌套于所述凹槽内。

9.根据权利要求5-7任一所述的叠片铁芯，其特征在于，所述固定环通过焊接、粘接或者过盈配合的方式套住所述叠片体。

10.根据权利要求4-7任一所述的叠片铁芯，其特征在于，所述叠片铁芯单元的数量为多个，所有的所述叠片铁芯单元排布形成圆周或者花瓣形。