CN111064294B - 定子铁芯和马达 - Google Patents

Abstract

提供定子铁芯和马达，该定子铁芯通过层叠多个板状的铁芯部件而形成，其中，所述铁芯部件具有：环状的铁芯背部；以及多个齿部，它们从所述铁芯背部的内周面向径向内侧突出，所述铁芯背部具有：凹陷部，其从外周面向径向内侧凹陷；以及焊接部，其配置于所述凹陷部，并且将在轴向上相邻的多个所述铁芯部件焊接而接合，所述凹陷部的径向的凹陷量为0.2mm以上且1.5mm以下。

Description

定子铁芯和马达

技术领域

本发明涉及定子铁芯和马达。

背景技术

在专利文献1中公开了以往的定子铁芯。专利文献1所公开的定子铁芯(Statorcore)是层叠多个环状的电磁钢板而形成的。在轴向上相邻的电磁钢板通过焊接进行接合而一体化。焊接利用设置在电磁钢板的外周面的焊接部来进行。

定子铁芯具有向径向内侧突出的多个齿部。各齿部卷绕有导线，在各齿部的周围形成有线圈。当在导线中流通驱动电流时，在线圈中产生磁场。此时，由线圈产生的磁通通过齿部而朝向径向外侧且在定子铁芯的外周部沿周向行进。沿周向行进的磁通通过相邻的齿部而朝向径向内侧。

专利文献1：日本特开2007-159300号公报

但是，上述专利文献所公开的定子铁芯的焊接部从定子铁芯的外周面向径向外侧突出。因此，在定子铁芯的外周部沿周向行进的磁通的一部分有时经由焊接部而泄漏到配置在定子铁芯的外方的构造物。由此，存在产生磁通损失的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供能够降低磁通损失的定子铁芯和使用该定子铁芯的马达。

本发明的例示的定子铁芯通过层叠多个板状的铁芯部件而形成，其中，所述铁芯部件具有：环状的铁芯背部；以及多个齿部，它们从所述铁芯背部的内周面向径向内侧突出，所述铁芯背部具有：凹陷部，其从外周面向径向内侧凹陷；以及焊接部，其配置于所述凹陷部，并且将在轴向上相邻的多个所述铁芯部件焊接而接合，所述凹陷部的径向的凹陷量为0.2mm以上且1.5mm以下。

根据例示的本发明，能够提供能够降低磁通损失的定子铁芯和使用该定子铁芯的马达。

附图说明

图1是本发明的实施方式的马达的纵剖视图。

图2是本发明的实施方式的马达的定子铁芯的俯视图。

图3是将本发明的实施方式的马达的焊接部放大而示出的俯视图。

图4是将本发明的实施方式的马达的齿部放大而示出的俯视图。

标号说明

1：马达；10：静止部；11：壳体；11a：底板部；11b：顶板部；11c：固定孔；12：下轴承；13：上轴承；20：旋转部；21：轴；22：转子；23：转子铁芯；23a：插入孔；24：磁铁；30：定子；31：定子铁芯；31a：铁芯块；33：线圈；36：螺栓；40：铁芯部件；41：铁芯背部；42：齿部；42a：延伸部；42b：伞部；43：固定部；43a：螺纹孔；44：凹陷部；45：焊接部；45a：突出部；45b：顶部；46：凿紧部；C：中心轴线；D：凹陷量；L：突出量；W1：宽度；W2：宽度。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的例示的实施方式进行详细的说明。在本说明书中，将马达的中心轴线方向的上侧作为“上侧”，将下侧作为“下侧”。另外，上下方向并非表示组装至实际的设备时的位置关系或方向。另外，将与中心轴线平行的方向或大致平行的方向称为“轴向”，将以中心轴线为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线为中心的周向称为“周向”。另外，在本说明书中，将轴向作为上下方向、相对于底板部11a将顶板部11b侧作为上方而对各部的形状或位置关系进行说明。另外，上下方向仅是用于说明的名称，不限定实际的位置关系和方向。

(1.马达的结构)

对本发明的例示的一个实施方式的马达进行说明。图1是本发明的实施方式的马达1的纵剖视图，图2是马达1的定子铁芯31的俯视图。

马达1具有旋转部20和静止部10。旋转部20具有轴21和转子22。轴21是以上下延伸的中心轴线C为中心而旋转的柱状的金属部件。

转子22具有转子铁芯23和多个磁铁24。转子铁芯23由层叠钢板构成，该层叠钢板是在轴向上层叠环状的电磁钢板而得到的。转子铁芯23具有沿轴向延伸的插入孔23a。轴21压入至插入孔23a而固定于转子铁芯23。

多个磁铁24例如利用粘接剂固定于转子铁芯23的外周面。各磁铁24的径向外侧的面是与定子铁芯31的内周面对置的磁极面。多个磁铁24按照N极和S极交替排列的方式在周向上排列。另外，在本实施方式中，转子22是SPM(Surface Permanent Magnet)型，但不限于此。例如也可以使用IPM(Interior Permanent Magnet)型的转子22，其中，转子铁芯23具有在轴向上贯通的多个磁铁插入孔，磁铁24插入至该磁铁插入孔。另外，也可以使用在感应马达或开关磁阻马达(SR马达)等中所用的不具有磁铁的转子22。

静止部10具有壳体11和定子30。壳体11形成为筒状，对定子30进行收纳。壳体11具有底板部11a和顶板部11b。底板部11a配置在定子30的轴向下侧，对下轴承12进行保持。顶板部11b配置在定子30的轴向上侧，对上轴承13进行保持。

下轴承12和上轴承13将轴21支承为能够相对于壳体11旋转。下轴承12和上轴承13例如使用球轴承。

定子30配置在转子22的径向外侧，具有定子铁芯31和多个线圈33。定子铁芯31是在轴向上旋转层叠多个铁芯块31a而形成的。铁芯块31a是在轴向上层叠多个由圆环状的电磁钢板构成的铁芯部件40而形成的。另外，在本实施方式中，按照每一个铁芯块31a进行旋转层叠，但不限于此。例如，也可以按照每一个铁芯部件40进行旋转层叠。

定子铁芯31具有圆环状的铁芯背部41和从铁芯背部41朝向径向内侧突出的多个齿部42。铁芯背部41配置成与中心轴线C大致同轴。多个齿部42在周向上大致等间隔地排列。更详细叙述，设置有48个齿部42，定子铁芯31形成为四重对称的旋转对称。

线圈33是将被绝缘覆膜覆盖的导线通过分布式绕组卷绕于齿部42而形成的。例如通过相邻的两个线圈33形成同相的线圈组(未图示)，U相、V相、W相的各线圈组在周向上依次重复配置。另外，各同相的线圈组串联连接而绕定子铁芯31一周。

当对线圈33赋予驱动电流时，在多个齿部42产生磁通。由此，产生齿部42与磁铁24之间的周向的扭矩。其结果是，旋转部20相对于静止部10以中心轴线C为中心而进行旋转。另外，由线圈33产生的磁通通过齿部42而朝向径向外侧，在铁芯背部41的外周部沿周向行进。沿周向行进的磁通通过相邻的齿部42而朝向径向内侧。

(2.铁芯部件的结构)

如图2所示，构成定子铁芯31和铁芯块31a的铁芯部件40经由固定部43、焊接部45以及凿紧部46而在轴向上层叠多个。铁芯部件40由一个部件形成。由此，铁芯部件40的铁芯背部41在周向上以非接合的方式形成为一体。

固定部43从铁芯背部41向径向外侧突出而形成。固定部43在周向上等间隔地设置有四处。固定部43具有在轴向上贯通而形成的螺纹孔43a。即，铁芯背部41具有多个将在轴向上相邻的铁芯部件40螺纹紧固而接合的螺纹孔43a。

各铁芯块31a的螺纹孔43a在轴向上一致，将贯穿插入至螺纹孔43a的螺栓36(参照图1)拧入形成在底板部11a的固定孔11c(参照图1)中。由此，将定子铁芯31和壳体11固定。通过将固定部43在周向上等间隔地配置，能够将定子铁芯31稳定地固定于壳体11。另外，铁芯块31a形成为四重对称的旋转对称，固定部43配置于四处。由此，能够使铁芯块31a在周向上每错开90度而进行旋转层叠。

凿紧部46配置在铁芯背部41的外周部。即，螺纹孔43a配置在凿紧部46的径向外侧。凿紧部46在周向上等间隔地设置于八处。四处凿紧部46配置于在周向上相邻的螺纹孔43a的中间。另外，剩余四处凿紧部46与螺纹孔43a的径向内侧对置而配置。

在凿紧部46中，铁芯部件40的一方的表面形成为凸状，另一方的表面形成为凹状。利用凿紧部46使在轴向上相邻的铁芯部件40凹凸嵌合。由此，能够将在轴向上相邻的铁芯部件40凿紧而接合。

焊接部45配置在铁芯背部41的外周面，在周向上设置于八处。另外，焊接部45和凿紧部46在周向上交替配置。焊接部45将在轴向上相邻的多个铁芯部件40焊接而接合。即，构成铁芯块31a的多个铁芯部件40经由焊接部45而接合。由此，在各铁芯块31a中，能够将在轴向上相邻的铁芯部件40牢固地接合。另外，相邻的铁芯块31a间也经由焊接部45而接合。

另外，利用凿紧部46和焊接部45对铁芯部件40进行接合，从而将铁芯部件40更牢固地接合。另外，焊接部45和凿紧部46在周向上交替配置，从而将铁芯部件40在周向上稳定且牢固地接合。

焊接部45配置于在周向上相邻的螺纹孔43a之间。另外，凿紧部46的数量比螺纹孔43a的数量多，相邻的焊接部45与螺纹孔43a之间的最短距离比相邻的焊接部45与凿紧部46之间的最短距离大。由此，将铁芯部件40在周向上稳定且更牢固地接合。

图3是将焊接部45放大而示出的俯视图。焊接部45配置在从铁芯背部41的外周面向径向内侧凹陷而形成的凹陷部44。焊接部45通过电弧焊接、点焊等而对铁芯部件40进行焊接。

凹陷部44的径向的凹陷量D为0.2mm以上且1.5mm以下。通过将凹陷量D设为0.2mm以上，能够防止焊接部45从铁芯背部41的外周面向径向外侧突出。由此，能够减少在铁芯背部41的外周部沿周向行进的磁通经由焊接部45而泄漏至壳体11侧的情况。因此，能够降低磁通损失。

另外，通过将凹陷量D设为1.5mm以下，能够确保铁芯背部41的径向的宽度较宽。由此，能够减少形成在铁芯背部41上的周向的磁路因凹陷部44而狭窄的情况。

铁芯背部41具有从凹陷部44的内壁面向径向外侧突出的突出部45a。焊接部45形成于突出部45a的外周面上。此时，突出部45a的径向的突出量L是凹陷量D的一半以下。由此，能够防止焊接部45突出至比铁芯背部41的外周面靠径向外侧的位置。另外，通过减小突出部45a的突出量L，能够进一步减少经由焊接部45而泄漏至壳体11侧的磁通。

另外，突出部45a配置于凹陷部44的周向的中心，突出部45a的周向的宽度W1比凹陷部44的周向的宽度W2的2/7小。通过使宽度W1比宽度W2的2/7小，能够防止在电弧焊接中，焊接位置向凹陷部44的外侧偏移。另外，通过使突出部45a的周向的宽度狭窄，能够进一步减少经由焊接部45而泄漏至壳体11侧的磁通。

另外，在突出部45a中，从轴向观察时在外周缘上向径向外侧突出的顶部45b在周向上相邻地形成有多个。由此，在电弧焊接中，能够使电弧可靠地飞至相邻的顶部45b之间，能够进一步防止焊接位置从突出部45a偏移。

图4是将齿部42放大而示出的俯视图。齿部42具有：延伸部42a，其从铁芯背部41(参照图2)向径向内侧延伸；以及伞部42b，其配置在延伸部42a的径向内端并且向周向两侧延伸。凹陷部44的周向的宽度W2小于伞部42b的周向的宽度W3。由此，能够进一步减少形成在铁芯背部41上的周向的磁路因凹陷部44而狭窄的情况。

另外，也可以仅将相邻的铁芯部件40的一部分焊接而制作铁芯块31a。另外，也可以将构成各铁芯块31a的铁芯部件40仅利用凿紧部46进行接合，仅将相邻的铁芯块31a间经由焊接部45进行接合。即，多个铁芯部件40经由凿紧部46而接合从而形成铁芯块31a，在轴向上相邻的铁芯块31a经由焊接部45而接合。由此，能够减少焊接工序而容易制作定子铁芯31。

根据本发明，能够用于车载用的马达。

Claims (12)

1.一种定子铁芯，其通过层叠多个板状的铁芯部件而形成，其中，

所述铁芯部件具有：

环状的铁芯背部；以及

多个齿部，它们从所述铁芯背部的内周面向径向内侧突出，

所述铁芯背部具有：

凹陷部，其从外周面向径向内侧凹陷；

焊接部，其配置于所述凹陷部，并且将在轴向上相邻的多个所述铁芯部件焊接而接合；

多个凿紧部，它们将在轴向上相邻的所述铁芯部件凿紧而接合；以及

多个螺纹孔，它们将在轴向上相邻的所述铁芯部件螺纹紧固而接合，

所述多个凿紧部中的一部分的所述凿紧部在周向上配置在相邻的所述螺纹孔之间并且剩余的所述凿紧部在所述螺纹孔的径向内侧与所述螺纹孔在径向上对置，

所述凹陷部的径向的凹陷量为0.2mm以上且1.5mm以下，

所述铁芯背部还具有从所述凹陷部的内壁面向径向外侧突出的突出部，所述焊接部形成在所述突出部的外周面上，

一个所述突出部具有多个向径向外侧突出的顶部，在从轴向观察时，多个所述顶部在所述突出部的外周缘上沿周向彼此相邻地形成，

所述焊接部形成在所述突出部的外周面上的相邻的所述顶部之间。

2.根据权利要求1所述的定子铁芯，其中，

所述铁芯背部在周向上以非接合的方式形成为一体。

3.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其中，

所述突出部的径向的突出量为所述凹陷部的径向的凹陷量的一半以下。

4.根据权利要求3所述的定子铁芯，其中，

所述突出部配置在所述凹陷部的周向的中心，

所述突出部的周向的宽度比所述凹陷部的周向的宽度的2/7小。

5.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其中，

所述焊接部配置于在周向上相邻的所述螺纹孔之间。

6.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其中，

所述凿紧部和所述焊接部在周向上交替配置。

7.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其中，

所述多个凿紧部中的所述一部分的所述凿紧部也配置在所述螺纹孔的径向内侧。

8.根据权利要求7所述的定子铁芯，其中，

所述凿紧部的数量比所述螺纹孔的数量多，

相邻的所述焊接部与所述螺纹孔之间的最短距离大于相邻的所述焊接部与所述凿紧部之间的最短距离。

9.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其中，

多个所述铁芯部件经由所述凿紧部而接合从而形成铁芯块，

在轴向上相邻的所述铁芯块经由所述焊接部而接合。

10.根据权利要求9所述的定子铁芯，其中，

构成所述铁芯块的多个所述铁芯部件经由所述焊接部而接合。

11.根据权利要求1或2所述的定子铁芯，其中，

所述齿部具有：

延伸部，其从所述铁芯背部向径向内侧延伸；以及

伞部，其从所述延伸部的径向内端向周向两侧延伸，

所述凹陷部的周向的宽度小于所述伞部的周向的宽度。

12.一种马达，其中，

所述马达具有权利要求1至11中的任意一项所述的定子铁芯。