CN110366807A - 旋转电机的层叠铁芯、旋转电机的层叠铁芯的制造方法、以及旋转电机 - Google Patents

Abstract

旋转电机的层叠铁芯具有：第1螺旋状铁芯结构体层，其是通过具有磁体安装部的金属制的多个第1铁芯结构片连接而构成的，并且多个第1铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕；以及第2螺旋状铁芯结构体层，其是通过多个第1铁芯结构片、以及长度方向的长度与第1铁芯结构片不同并具有磁体安装部的金属制的第2铁芯结构片连接而构成的，并且多个第1铁芯结构片以及第2铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕。第2螺旋状铁芯结构体层与第1螺旋状铁芯结构体层相连地层叠在第1螺旋状铁芯结构体层上。在第2螺旋状铁芯结构体层的开头至少设置有一个第2铁芯结构片。第2螺旋状铁芯结构体层的磁体安装部与第1螺旋状铁芯结构体层的磁体安装部在层叠铁芯的周向上错开。

Description

旋转电机的层叠铁芯、旋转电机的层叠铁芯的制造方法、以及 旋转电机

技术领域

本发明涉及具有分段错位的旋转电机的层叠铁芯、旋转电机的层叠铁芯的制造方法、以及旋转电机。

背景技术

以往，公知一种IPM(Interior Permanent Magnet；磁体嵌入式)马达，其是在对通过冲压加工等冲裁出与磁体部件的截面相同形状的孔的环箍材进行层叠后，向孔中插入磁体部件。

例如，在专利文献1所述的旋转电机的层叠铁芯中，将使用磁性钢板等金属制成且设置有磁体部件插入孔的环箍材沿水平面方向弯曲并卷绕，呈螺旋状地层叠，由此制造出IPM马达的铁芯。在该层叠铁芯中，按各层一点一点偏移地冲压加工出与磁体部件的截面相同形状的孔，通过在该孔中插入磁体部件，从而在转子设置了倾斜的错位。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-17281号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1所示的旋转电机的层叠铁芯中，由于不能容易地设置分段错位，因此需要设置倾斜的错位，使用具有倾斜的形状的磁体部件。由此，相对于层叠铁芯的截面积，磁体面积减小，磁通强度下降，因此马达效率下降。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，目的在于，得到容易对马达铁芯设置分段错位来提高马达效率的旋转电机的层叠铁芯、旋转电机的层叠铁芯的制造方法、以及旋转电机。

用于解决课题的手段

本发明的旋转电机的层叠铁芯具有：第1螺旋状铁芯结构体层，其是通过具有磁体安装部的金属制的多个第1铁芯结构片连接而构成的，并且多个第1铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕；以及第2螺旋状铁芯结构体层，其是通过多个第1铁芯结构片、以及长度方向的长度与第1铁芯结构片不同并具有磁体安装部的金属制的第2铁芯结构片连接而构成的，并且多个第1铁芯结构片以及第2铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕。第2螺旋状铁芯结构体层与第1螺旋状铁芯结构体层相连地层叠在第1螺旋状铁芯结构体层上。在第2螺旋状铁芯结构体层的开头至少设置有一个第2铁芯结构片。第2螺旋状铁芯结构体层的磁体安装部与第1螺旋状铁芯结构体层的磁体安装部在层叠铁芯的周向上错开。

此外，本发明的旋转电机的层叠铁芯的制造方法包括以下工序：通过冲压加工，在沿着长度方向送出的金属制的带状环箍部件中形成具有磁体安装部的第1铁芯结构片、以及长度方向的长度与第1铁芯结构片不同且具有磁体安装部的第2铁芯结构片；形成第1带状铁芯结构体，该第1带状铁芯结构体是通过多个第1铁芯结构片连接而构成的；形成与第1带状铁芯结构体连接的第2带状铁芯结构体，该第2带状铁芯结构体是通过多个第1铁芯结构片以及至少一个第2铁芯结构片连接而构成的；以及使第1带状铁芯结构体以及第2带状铁芯结构体一体地呈螺旋状卷绕。

发明效果

根据本发明的旋转电机的层叠铁芯、旋转电机的层叠铁芯的制造方法，能够容易对马达铁芯设置分段错位，从而提高马达效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的旋转电机的层叠铁芯的俯视图。

图2是层叠铁芯的侧视图。

图3是示出构成层叠铁芯的带状铁芯部件的图。

图4是示出层叠铁芯的制造方法的概要的俯视图。

图5是示出层叠铁芯的制造方法的概要的侧视图。

图6是示出冲压加工的详情的图。

图7是通过冲压加工制造出的带状铁芯部件的图。

图8是示出使图7的带状铁芯部件弯曲后的状态的图。

图9是示出形成于铁芯结构片之间的缝隙以及避让孔的图。

图10是示出对由避让孔的位置所决定的铁芯结构片的厚度增加进行测定的结果的图。

图11是示出图10中避让孔的中心位置与缝隙顶点的位置关系的图。

图12是实施方式2的旋转电机的层叠铁芯的侧视图。

图13是实施方式3的旋转电机的层叠铁芯的侧视图。

图14是实施方式4的旋转电机的层叠铁芯的俯视图。

图15是示出构成图14的层叠铁芯的带状铁芯部件的图。

图16是示出图15的变形例的图，即示出用于制造设置有键槽的三段错位的层叠铁芯的带状环箍部件的图。

图17是作为实施方式中的变形例的旋转电机的层叠铁芯的侧视图。

图18是示出搭载了层叠铁芯的旋转电机的轴向剖视示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。另外，在各图中，相同或相当的部分用相同标号表示，省略重复的说明。

实施方式1.

图1是实施方式1的旋转电机的层叠铁芯的俯视图，图2是层叠铁芯的侧视图，图3是示出构成层叠铁芯的带状铁芯部件的图。

如图1的俯视图所示，旋转电机的层叠铁芯1是通过具有磁体部件插入孔6的多个铁芯结构片21卷绕成圆形而构成的。层叠铁芯1用于作为旋转电机的马达。层叠铁芯1是后述的带状铁芯部件4呈螺旋状卷绕并层叠而成的。

如图2的侧视图所示，层叠铁芯1由铁芯上层12以及铁芯下层11这两层构成。在铁芯上层12以及铁芯下层11设置有用阴影表示的磁体部件2。铁芯下层11由层叠成5段的金属制的铁芯结构片21构成。铁芯上层12层叠成5段，在最下段的一处设置有金属制的错位铁芯结构片22，其他的部分设置有铁芯结构片21。错位铁芯结构片22在长度方向上比铁芯结构片21长。由此，铁芯上层12中的磁体部件2位于与铁芯下层11中的磁体部件2在水平方向、即层叠铁芯1的周向上错开的位置，形成分段错位。此处，磁体部件2在层叠铁芯1的周向上的错开量是错位宽度。

此外，磁体部件2安装于铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22的磁体部件插入孔6，因此以下，只提及磁体部件插入孔6的位置偏移，未提及磁体部件2的偏移。铁芯下层11构成第1螺旋状铁芯结构体层，铁芯上层12构成第2螺旋状铁芯结构体层。

层叠铁芯1是通过图3所示的带状铁芯部件4一体地呈螺旋状卷绕而形成的。带状铁芯部件4是通过铁芯下层用连接部31以及铁芯上层用连接部32连接而构成的。铁芯下层用连接部31通过一体地呈螺旋状卷绕来形成铁芯下层11。此外，铁芯上层用连接部32通过一体地呈螺旋状卷绕来形成铁芯上层12。铁芯下层用连接部31是通过多个铁芯结构片21连接而构成的。铁芯上层用连接部32在与铁芯下层用连接部31连接的开头设置有错位铁芯结构片22，在错位铁芯结构片22的后面连接设置有多个铁芯结构片21。在该例中，设置有一个错位铁芯结构片22。也可以设置两个以上错位铁芯结构片22。由此，在铁芯上层12的开头至少设置有一个错位铁芯结构片22。铁芯下层用连接部31构成第1带状铁芯结构体，铁芯上层用连接部32构成第2带状铁芯结构体。此外，铁芯结构片21构成第1铁芯结构片，错位铁芯结构片22构成第2铁芯结构片。

铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22具有磁体部件插入孔6。在与磁体部件插入孔6相反的一侧具有圆弧边9。在相邻的两个铁芯结构片21或错位铁芯结构片22之间设置有V字形状的缝隙8，在缝隙8的前端部设置有避让孔7。错位铁芯结构片22的磁体部件插入孔6的位置与铁芯结构片21的磁体部件插入孔6的位置相比发生了偏移。磁体部件插入孔6构成磁体安装部。

接下来，说明实施方式1中的旋转电机的层叠铁芯的制造方法的概要。

图4是示出制造方法的概要的俯视图，图5是示出制造方法的概要的侧视图。

首先，如图4所示，由磁性钢板构成的金属制的带状环箍部件3被未图示的环箍送出装置沿长度方向送出，供给至冲压加工机40。冲压加工机40对供给来的带状环箍部件3通过冲压加工形成带状铁芯部件4。带状铁芯部件4由分别具有磁体部件插入孔6、缝隙8、避让孔7以及圆弧边9的铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22构成。

磁体部件插入孔6作为贯通孔形成于铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22。缝隙8在铁芯结构片21或错位铁芯结构片22之间形成为V字形状。避让孔7以大致圆形形成在缝隙8的V字形状的前端部。

接下来，如图5所示，带状铁芯部件4的开头的铁芯结构片21固定于旋转台41，通过使旋转台41旋转，来卷绕铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22。通过卷绕铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22，带状铁芯部件4在铁芯结构片21的宽度方向上弯折，形成1段的环。该环呈螺旋状地层叠，由此形成螺旋卷绕铁芯材5。而且，通过加工螺旋卷绕铁芯材5，形成层叠铁芯1。

接下来，对制造带状铁芯部件4的冲压加工成型进行说明。

图6是示出冲压加工的详情的图。图7是通过冲压加工制造出的带状铁芯部件的图，图8是示出使制造出的带状铁芯部件弯曲后的状态的图。

如图6所示，在冲压加工机40中，组合三个模具即缝隙模具42、圆弧模具43以及磁体部件插入孔模具44来使用。

即，依次对带状环箍部件3，使用缝隙模具42冲压加工缝隙8以及避让孔7，使用圆弧模具43冲压加工圆弧边9，使用磁体部件插入孔模具44冲压加工磁体部件插入孔6，由此能够对带状铁芯部件4、即铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22进行成型。

此时，环箍送出装置对带状环箍部件3的送出量成为一个铁芯结构片21或一个错位铁芯结构片22的长度。错位铁芯结构片22与铁芯结构片21相比长错位宽度的量。这能够通过增加环箍送出装置对带状环箍部件3的送出量来实现。此外，错位铁芯结构片22在增加了错位宽度的量的间隔的位置处设置有磁体部件插入孔6。即，错位铁芯结构片22的磁体部件插入孔6使位置向后方偏移错位宽度的量，通过冲压加工而成型。这能够通过延迟使用磁体部件插入孔模具44进行的冲压加工的时机来实现。

这样，通过控制带状环箍部件3的送出量以及磁体部件插入孔6的冲压加工的时机，能够任意确定磁体部件插入孔6的位置。

此外，错位铁芯结构片22与铁芯结构片21相比，是圆弧边9长相当于错位宽度的量的形状。因此，在冲压加工错位铁芯结构片22以及铁芯结构片21的圆弧边9时，可以使用个别准备的圆弧模具43，也可以兼用长尺寸用的圆弧模具43。

图7中示出这样形成的带状铁芯部件4。如图7所示，缝隙8由两条对置的倾斜边81构成。图8中示出将铁芯结构片21弯折而使得这两条倾斜边接触后的状态。在图7所示的带状铁芯部件4中，这样的弯折连续进行，呈螺旋状卷绕，由此形成图5所示的螺旋卷绕铁芯材5。

根据实施方式1的制造方法，由于将连接的铁芯结构片21呈螺旋状地卷绕，来对螺旋卷绕铁芯材5进行成型，因此当卷绕完第1圈而切换到第2圈时，在第1圈与第2圈之间会产生与带状铁芯部件4的厚度相应的高低差。此外，除了冲压加工引起的毛刺或带状环箍部件3的厚度公差之外，在使带状铁芯部件4弯曲时，铁芯结构片21还会发生厚度的增加或拉伸。通过这些差异的累积，成型后的螺旋卷绕铁芯材5在层叠高度上会产生波动。

因此，在层叠螺旋卷绕铁芯材5后，对整个螺旋卷绕铁芯材5实施加压冲压。通过该加压冲压，能够尽量减小第1圈与第2圈的间隙，因此能够容易形成高度均匀的层叠铁芯1。

当加压冲压时，必须使得螺旋卷绕铁芯材5的位置相对于旋转台41不偏移。为此，可以采用通过焊接对开始层叠的第1段的最初的铁芯结构片21以及完成层叠的最终段的最后的铁芯结构片21进行固定的方法，也可以采用在铁芯结构片21设置凹部且在旋转台41设置凸部并使这些凹部以及凸部嵌合的方法。

另外，在后者的情况下，设置于铁芯结构片21的凹部优选以不妨碍磁体部件2的磁路的方式相对于磁体部件插入孔6在板宽方向上铅垂地就位，且配置在圆弧边9上。即，凹部优选设置于圆弧边9的中央部。

此外，在形成层叠铁芯1后，优选通过贯穿整层的螺栓将层叠体的上下紧固固定，或者将层叠面的几处焊接成焊珠状来连接各层。由此，能够维持层叠铁芯1的层叠形状。

接下来，使用图9至图11，对避让孔7详细地进行说明。

图9是示出形成在铁芯结构片之间的缝隙以及避让孔的图。

如图9所示，铁芯结构片21具备磁体部件插入孔6以及圆弧边9，在与相邻的铁芯结构片21之间，设置有缝隙8以及位于缝隙8的前端部的避让孔7。此外，铁芯结构片21在接合部10与相邻的铁芯结构片21连接而不间断。

缝隙8是使两条倾斜边81呈V字形状组合而成的切口。两条倾斜边81被加工成相对于缝隙8的中心线镜面对称。即，缝隙8是由等边且相对于板宽方向等角的两条倾斜边81构成的切口。

倾斜边81的倾斜角θ被定义成两条倾斜边81的延长线上的交点、即缝隙顶点80处的角度。倾斜角θ取决于磁体部件2的极数，由倾斜角θ[deg]＝(360deg/极数)/2表示。

使铁芯结构片21的倾斜边81与相邻的铁芯结构片21的倾斜边81贴合，从而使缝隙8的间隙消失，由此带状铁芯部件4弯曲，形成螺旋卷绕铁芯材5。若使相邻的铁芯结构片21的对置的倾斜边81之间贴合，从而使缝隙8的间隙消失，则带状铁芯部件4弯曲，缝隙顶点80成为弯曲中心，接合部10变形。在接合部10向螺旋卷绕铁芯材5的周向施加有拉力，接合部10处的铁芯结构片21的厚度减少。

相反地，当两条倾斜边81接触后，倾斜边81相互推压而作用有压缩力。施加有压缩力的部分的部件隆起，倾斜边81周边部分的厚度增加。若将厚度增加的铁芯结构片21层叠，则厚度的增加与层叠数相应地累积，螺旋卷绕铁芯材5的高度的尺寸精度变差。

因此，为了使厚度的增加减轻，以与缝隙顶点80的中心同心的部位为中心，或者以沿着螺旋卷绕铁芯材5的半径方向比缝隙顶点80靠内侧的点为中心，设置大致圆形的避让孔7。

通过设置避让孔7，即使倾斜边81接触后，也是避让孔7一边变形，接合部10一边弯曲，因此与不设置避让孔7的情况相比，能够抑制铁芯结构片21的厚度增加。

接下来，对验证铁芯结构片21的厚度根据避让孔的位置而增加了多少程度的结果进行说明。

图10是对由避让孔的位置所决定的铁芯结构片的厚度的增加量进行测定的结果。图11是示出图10的测定中的避让孔的中心位置与缝隙顶点的位置关系的图。

测定是对1mm厚的铁芯结构片21加工出缝隙8以及直径3mm的避让孔7来进行的。如图11所示，将避让孔7的中心P位于与缝隙顶点80相同的位置时设为条件B，将避让孔7的中心P比缝隙顶点80在层叠铁芯1的径向上靠外侧1.5mm时设为条件A，相反地，将避让孔7的中心P比缝隙顶点80在层叠铁芯1的径向上靠内侧1.5mm时设为条件C。在各个条件下分别进行了4次测定。

图10中，示出测定与避让孔7的中心P的位置对应的、弯折铁芯结构片21时的铁芯结构片21的厚度增加量而得到的平均值d。

可知，在避让孔7的中心P位于与缝隙顶点80相同的位置的情况(条件B)下，厚度的增加量d展现出最小值，并且该情况(条件B)连同中心P比缝隙顶点80在铁芯的径向上位于内侧的情况(条件C)一起，与中心P比缝隙顶点80在铁芯的径向上位于外侧的情况(条件A)相比，弯曲带状铁芯部件4时的铁芯结构片21被压缩而引起的厚度的增加量d小。

由此，能够确认根据实施方式1的层叠铁芯1的制造方法，通过在缝隙顶点80的周边设置避让孔7，具有抑制将铁芯结构片21弯折时的铁芯结构片21的厚度增加的效果。此外，避让孔7的中心P优选设置在与缝隙顶点80相同的位置、或者比缝隙顶点80靠层叠铁芯1的径向内侧的位置。

这样，实施方式1中的旋转电机的层叠铁芯1具有：铁芯下层11，其是通过具有磁体部件插入孔6的金属制的多个铁芯结构片21连接而构成的，并且多个铁芯结构片21一体地呈螺旋状卷绕；以及铁芯上层12，其是通过多个铁芯结构片21、以及长度方向的长度与铁芯结构片21不同且具有磁体部件插入孔6的金属制的错位铁芯结构片22连接而构成的，并且多个铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22一体地呈螺旋状卷绕。铁芯上层12与铁芯下层11相连地层叠在铁芯下层11上，错位铁芯结构片22设置于铁芯上层12的开头，铁芯上层12的磁体部件插入孔6与铁芯下层11的磁体部件插入孔6在层叠铁芯1的周向上错开，形成分段错位。此外，错位铁芯结构片22在长度方向上比铁芯结构片21长。

由此，容易对马达铁芯设置分段错位，能够提高马达的效率。

此外，在相邻的铁芯结构片21之间设置有避让孔7。在相邻的铁芯结构片21之间形成有由两条倾斜边81构成的缝隙8，避让孔7为大致圆形，避让孔7的中心P设置在两条倾斜边81的交点即缝隙顶点80、或者比缝隙顶点80靠铁芯结构片21的径向内侧的位置。

由此，能够抑制倾斜边81周边部分的厚度增加，改善层叠铁芯1的高度的尺寸精度。

此外，这样，在实施方式1中的旋转电机的层叠铁芯1的制造方法中，包括以下工序：通过冲压加工，在沿着长度方向送出的金属制的带状环箍部件3中形成具有磁体部件插入孔6的、铁芯结构片21以及长度方向的长度与铁芯结构片21不同的错位铁芯结构片22；形成通过多个铁芯结构片21连接而构成的铁芯下层用连接部31；形成与铁芯下层用连接部31连接的铁芯上层用连接部32，该铁芯上层用连接部32是通过多个铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22连接而构成的；以及将铁芯下层用连接部31以及铁芯上层用连接部32一体地呈螺旋状卷绕。通过将错位铁芯结构片22设置在铁芯上层用连接部32的开头，卷绕的铁芯上层用连接部32的磁体部件插入孔6与卷绕的铁芯下层用连接部31的磁体部件插入孔6在层叠铁芯1的周向上错开，形成分段错位。

由此，在连接的铁芯结构片21中，仅仅设置一个长尺寸的错位铁芯结构片22即可，在冲压加工时不进行装置的变更等，就能够形成分段错位。

此外，包括以下工序：在相邻的铁芯结构片21之间形成由两条倾斜边81构成的缝隙8，在两条倾斜边81的交点即缝隙顶点80的周边形成避让孔7；以及将铁芯结构片21以两条倾斜边81接触的方式弯折，并呈螺旋状地卷绕。此外，包括以下工序：将避让孔7加工成以缝隙顶点80、或者比缝隙顶点80靠铁芯结构片21的径向内侧的点作为中心P的大致圆形。

由此，能够抑制倾斜边81周边部分的厚度增加，改善层叠铁芯1的高度的尺寸精度。

此外，在实施方式1中的旋转电机1的层叠铁芯的制造方法中，通过控制带状环箍部件3的送出量以及磁体部件插入孔6的冲压加工的时机，使磁体部件插入孔6的位置按层叠结构的固定层在呈螺旋状卷绕的周向上错开，形成分段错位。

由此，在形成连接的铁芯结构片21的时候，仅仅在冲压加工时变更控制项目，就能够容易形成分段错位。

另外，在本例中，在制造带状铁芯部件4的情况下，使错位铁芯结构片22的磁体部件插入孔6的位置向带状铁芯部件4的长度方向偏移错位宽度的量。也可以使错位铁芯结构片22的磁体部件插入孔6在层叠铁芯1的周向上延长错位宽度的量。此外，也可以连续地成型多个错位结构片22。

实施方式2.

接下来，使用图12，对实施方式2的旋转电机的层叠铁芯进行说明。在实施方式2中，错位铁芯结构片为短尺寸。

图12是实施方式2的旋转电机的层叠铁芯的侧视图。如图12所示，层叠铁芯100由作为第1带状铁芯结构体的铁芯下层11、以及作为第2带状铁芯结构体的铁芯上层16这两层构成。铁芯下层11由层叠成5段的铁芯结构片21构成。铁芯上层16层叠成5段，在最下段的一处设置有错位铁芯结构片23，最下段的其他部分以及上方的4段由铁芯结构片21构成。错位铁芯结构片23在长度方向上比铁芯结构片21短错位宽度的量。由此，铁芯上层16的磁体部件插入孔6与铁芯下层11的磁体部件插入孔6在水平方向上错开，形成分段错位。

卷绕成层叠铁芯100前的带状铁芯部件与图3的情况同样地，是通过铁芯下层11中使用的铁芯下层用连接部、以及铁芯上层16中使用的铁芯上层用连接部连接而构成的。铁芯下层用连接部是通过多个金属制的铁芯结构片21连接而构成的。铁芯上层用连接部在与铁芯下层用连接部连接的开头设置有错位铁芯结构片23。在错位铁芯结构片23的后面，连接构成有多个金属制的铁芯结构片21。错位铁芯结构片23能够通过控制带状环箍部件3的送出量以及磁体部件插入孔6的冲压加工的时机来进行加工。

这样，在实施方式2的层叠铁芯100中，错位铁芯结构片23在长度方向上比铁芯结构片21短。由此，能够容易形成分段错位。此外，能够将错位的方向设为与长尺寸的情况相反的旋转方向，因此能够增加层叠铁芯的设计自由度。

实施方式3.

接下来，使用图13，对实施方式3的旋转电机的层叠铁芯进行说明。在实施方式3中，带状铁芯结构体为3层。

图13是实施方式3的旋转电机的层叠铁芯的侧视图。如图13所示，层叠铁芯101在铁芯下层11、铁芯上层12之上设置了铁芯追加层13，由3层构成。

该层叠铁芯101的制造方法与实施方式1中的制造方法相同。首先，形成铁芯下层11以及铁芯上层12。接下来，接着铁芯上层12的最后的铁芯结构片21，在铁芯追加层13的开头设置错位铁芯结构片22。进而，与错位铁芯结构片22连接地形成多个铁芯结构片21。通过使铁芯追加层13与铁芯下层11以及铁芯上层12一体地呈螺旋状卷绕，形成层叠铁芯101。即，与铁芯上层12相连地将多个铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22一体地呈螺旋状卷绕。

这样，在实施方式3的层叠铁芯101中，由多个铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22连接而构成且一体地呈螺旋状卷绕的铁芯追加层13与铁芯上层12相连地设置在铁芯上层12上。

由此，层叠铁芯101当在层叠方向上纵向配置3个磁体部件2时，通过将3个磁体部件2在层叠铁芯101的周向上一点点地错开相位进行配置，能够设置3段结构的分段错位。

另外，可以在铁芯追加层13上进一步设置铁芯层，成为4层以上。此外，可以使用比铁芯结构片21短的错位铁芯结构片23，来代替比铁芯结构片21长的错位铁芯结构片22。此外，还可以将它们组合。错位铁芯结构片23构成第2铁芯结构片。

磁体部件插入孔6是与磁体部件2的截面形状同等形状的孔，在层叠后，通过沿层叠铁芯1的轴向插入磁体部件2，能够容易制造IPM马达。此时，可以先冲压加工形状比磁体部件2的截面形状大的孔，在插入磁体部件2后，使树脂等流入磁体部件插入孔6，填充磁体部件插入孔6与磁体部件2的间隙来固定磁体部件2。

实施方式4.

接下来，使用图14～16对实施方式4的旋转电机的层叠铁芯进行说明。在实施方式4中，在层叠铁芯的径向内侧设置有键槽。

图14是实施方式4的旋转电机的层叠铁芯的俯视图。实施方式4的层叠铁芯102具有在层叠铁芯102的周向上连接的多个铁芯结构片21以及多个错位铁芯结构片22。对于铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22，在层叠铁芯102的径向内侧形成有键槽82。键槽82在层叠铁芯102的周向上对齐位置，形成于铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22。键槽82在沿层叠铁芯102的周向连接的铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22中，在层叠铁芯102的周向上每隔两个地设置。在图14中，示出了设置于铁芯结构片21的键槽82。此外，在图14中，还示出了设置于位于铁芯结构片21的背后且用虚线表示的长尺寸的错位铁芯结构片22的键槽82。在层叠铁芯102安装有未图示的旋转轴。键槽82用于使层叠铁芯102的相位与旋转轴的相位一致的定位。

图15是示出构成图14的层叠铁芯102的带状铁芯部件4的图。通过使带状铁芯部件4呈螺旋状地卷绕并层叠，形成层叠铁芯102。键槽82形成于圆弧边9。根据本实施方式4的层叠铁芯102，通过使用键槽82，能够可靠地进行旋转电机的轴与层叠铁芯102的相位匹配。

图16是示出图15的变形例的图。图16是示出用于制造设置有键槽的三段错位的层叠铁芯的带状铁芯部件的图。带状铁芯部件4一边向箭头所示的方向前进一边依次被加工。在该例中，键槽82设置于全部的铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22。键槽82也可以仅设置于层叠铁芯102的最下层以及最上层。此外，可以代替使键槽82的位置偏移，而使错位铁芯结构片22的键槽82的形状成为与铁芯结构片21的键槽82相比在层叠铁芯102的周向上长错位宽度的量的形状。

使用图16，对设置于铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22的键槽82的位置进行说明。成为基准的键槽82在三段错位的层叠铁芯102中，设置于从下方起第2层的铁芯结构片21的圆弧边9的中央。另外，层数从最下层的螺旋状铁芯结构体层开始依次设为第1层、第2层以及第3层。第1层的铁芯结构片21的各键槽82形成在比铁芯结构片21的圆弧边9的中央向第2层的铁芯结构片21侧偏移了错位宽度的量的位置、即带状铁芯部件4相对于冲压加工机前进了错位宽度的量的位置。位于第2层的开头的错位铁芯结构片22的键槽82形成在向第2层的铁芯结构片21侧偏移了错位宽度的量的位置。该错位铁芯结构片22的键槽82的位置是从错位铁芯结构片22的圆弧边9的中央向第2层的铁芯结构片21侧偏移了错位宽度的一半量的位置。由此，第2层的各键槽82的位置与第1层的各键槽82的位置对齐。

另一方面，第3层的铁芯结构片21的键槽82形成在比铁芯结构片21的圆弧边9的中央向第2层的铁芯结构片21侧偏移了错位宽度的量的位置。位于第3层的开头的错位铁芯结构片22的键槽82形成在向第2层的铁芯结构片21侧偏移了错位宽度的量的位置。该错位铁芯结构片22的键槽82的位置是从错位铁芯结构片22的圆弧边9的中央向第2层的铁芯结构片21侧偏移了错位宽度的一半量的位置。由此，第3层的各键槽82的位置与第1层的各键槽82的位置以及第2层的各键槽82的位置对齐。由此，层叠的各铁芯结构片21以及各错位铁芯结构片22可以在层叠铁芯102的轴向上具备一连串的各键槽82。

键槽82可以通过冲压加工形成。在该情况下，形成键槽82的模具相对于成型各铁芯结构片21以及各错位铁芯结构片22的圆弧边9的圆弧模具43另行设置。但是，也可以使用在成型圆弧边9的圆弧模具43上增加了设置键槽82的部分的模具。

根据本实施方式4，能够使键槽82的加工容易。此外，根据变形例的层叠铁芯102，通过将键槽82设置于全部的铁芯结构片21以及错位铁芯结构片22，能够更可靠地进行旋转电机的轴与层叠铁芯102的相位匹配。

此外，如图17所示，磁体部件插入孔6错开位置地配置在层叠铁芯1的径向外侧，可以去除磁体部件插入孔6的外侧的边的部分而成为磁体部件安装槽60。在该情况下，磁体部件2成为不是在铁芯层叠后从层叠铁芯1的上表面或下表面插入，而是通过粘接剂等粘贴于层叠铁芯的外周的结构。

如上所述，通过带状环箍部件3的宽度以及厚度、冲压加工机40的模具形状、冲压加工的时机、层叠数的组合，能够容易制造多种多样的形状的层叠铁芯。

此外，作为形成分段错位的方法，并非形成错位铁芯结构片22的方法，而是对带状环箍部件3的送出量或旋转台41的卷绕量与磁体部件插入孔6、缝隙8以及圆弧边9的冲压加工以及冲切加工的时机同步地进行控制，由此能够得到错位层叠铁芯。其结果是，能够在带状环箍部件3的任意位置容易加工出设计的数量及形状的铁芯结构片21。此时，旋转台41的旋转速度优选设定为使得带状环箍部件3的送出量与铁芯结构片21卷绕于旋转台41的量相等。

此外，根据本发明的实施方式的制造方法，由于使用冲压加工，因此与利用铸造物进行制造相比，能够使层叠铁芯低成本。例如，利用铸造物成型的层叠铁芯必须通过难以处理的切削加工形成用于安装磁体部件2的孔或槽。但是，根据实施方式1的制造方法，能够通过极其容易的冲压加工简单地形成磁体部件插入孔6。

而且，根据本发明的实施方式的制造方法，与通过一次冲压加工将作为薄板的磁性钢板加工成环状形状后对它们进行层叠的层叠铁芯的制造方法相比，产率高，特别是在电梯的曳引机等大型的马达铁芯中，能够实现制造成本的降低。

实施方式5.

接下来，使用图18，对实施方式5的旋转电机进行说明。图18是示出搭载了层叠铁芯1的旋转电机的轴向剖视示意图。在图18中，以图的清晰性优先，省略了剖面线以及旋转轴的记载。

实施方式5的旋转电机90具备转子83以及定子84。转子83的形状为圆筒形状。转子83具有实施方式1中所说明的层叠铁芯1。在转子83安装有未图示的旋转轴。转子83能够与未图示的旋转轴一起旋转。定子84与转子83的外侧对置地设置。定子84的形状是与转子83同心的圆筒形状。定子84具有定子铁芯85以及线圈86。在定子铁芯85卷绕有线圈86。定子84的结构并没有特别限定，可以是现有的结构。

这样，根据具有层叠铁芯1的旋转电机90，能够减小齿槽扭矩，能够提高马达的效率。另外，在实施方式5中，在转子83中使用了层叠铁芯1，但也可以使用层叠铁芯100～102中的任一个。

标号说明

1、100、101、102：层叠铁芯；3：带状环箍部件；6：磁体部件插入孔(磁体安装部)；7：避让孔；8：缝隙；11：铁芯下层(第1螺旋状铁芯结构体层)；12、16：铁芯上层(第2螺旋状铁芯结构体层)；21：铁芯结构片(第1铁芯结构片)；22、23：错位铁芯结构片(第2铁芯结构片)；31：铁芯下层用连接部；32：铁芯上层用连接部；60：磁体部件安装槽(磁体安装部)；80：缝隙顶点(交点)；81：倾斜边；90：旋转电机；P：中心。

Claims (11)

1.一种旋转电机的层叠铁芯，其具有：

第1螺旋状铁芯结构体层，其是通过具有磁体安装部的金属制的多个第1铁芯结构片连接而构成的，并且所述多个第1铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕；以及

第2螺旋状铁芯结构体层，其是通过多个所述第1铁芯结构片、以及长度方向的长度与所述第1铁芯结构片不同并具有所述磁体安装部的金属制的第2铁芯结构片连接而构成的，并且多个所述第1铁芯结构片以及所述第2铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕，

所述第2螺旋状铁芯结构体层与所述第1螺旋状铁芯结构体层相连地层叠在所述第1螺旋状铁芯结构体层上，

在所述第2螺旋状铁芯结构体层的开头至少设置有一个所述第2铁芯结构片，

所述第2螺旋状铁芯结构体层的所述磁体安装部与所述第1螺旋状铁芯结构体层的所述磁体安装部在所述层叠铁芯的周向上错开。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

所述第2铁芯结构片在长度方向上比所述第1铁芯结构片长。

3.根据权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

所述第2铁芯结构片在长度方向上比所述第1铁芯结构片短。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

在相邻的所述第1铁芯结构片之间设置有避让孔。

5.根据权利要求4所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

在相邻的所述第1铁芯结构片之间形成有由2条倾斜边构成的缝隙，

所述避让孔为大致圆形，

所述避让孔的中心设置在所述2条倾斜边的交点、或者比所述交点靠所述第1铁芯结构片的径向内侧的位置。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的旋转电机的层叠铁芯，其中，

通过多个所述第1铁芯结构片以及所述第2铁芯结构片连接而构成且一体地呈螺旋状卷绕的一层以上的螺旋状铁芯结构体层与所述第2螺旋状铁芯结构体层相连地设置在所述第2螺旋状铁芯结构体层上。

7.一种旋转电机的层叠铁芯的制造方法，其包括以下工序：

通过冲压加工，在沿着长度方向送出的金属制的带状环箍部件中形成具有磁体安装部的第1铁芯结构片、以及长度方向的长度与所述第1铁芯结构片不同且具有磁体安装部的第2铁芯结构片；

形成第1带状铁芯结构体，该第1带状铁芯结构体是通过多个所述第1铁芯结构片连接而构成的；

形成与所述第1带状铁芯结构体连接的第2带状铁芯结构体，该第2带状铁芯结构体是通过多个所述第1铁芯结构片以及至少一个所述第2铁芯结构片连接而构成的；以及

使所述第1带状铁芯结构体以及所述第2带状铁芯结构体一体地呈螺旋状卷绕。

8.根据权利要求7所述的旋转电机的层叠铁芯的制造方法，其中，

所述旋转电机的层叠铁芯的制造方法包括以下工序：

在相邻的所述第1铁芯结构片之间形成由2条倾斜边构成的缝隙，在所述2条倾斜边的交点的周边形成避让孔；以及

将所述相邻的第1铁芯结构片以所述2条倾斜边接触的方式弯折，并呈螺旋状地卷绕。

9.根据权利要求8所述的旋转电机的层叠铁芯的制造方法，其中，

所述旋转电机的层叠铁芯的制造方法包括以下工序：

将所述避让孔加工成以所述2条倾斜边的所述交点、或比所述交点靠所述第1铁芯结构片的径向内侧的点为中心的大致圆形。

10.一种旋转电机的层叠铁芯的制造方法，对沿着长度方向送出的金属制的带状环箍部件依次形成具有磁体安装部的第1铁芯结构片，使所述第1铁芯结构片一体地呈螺旋状卷绕、层叠，其中，

通过控制所述带状环箍部件的送出量以及所述磁体安装部的冲压加工的时机，使所述磁体安装部的位置按层叠结构的固定层在呈螺旋状卷绕的周向上错开来形成。

11.一种旋转电机，其具有权利要求1至6中的任意一项所述的层叠铁芯。