CN111742472A - 铁芯部件制造方法以及铁芯部件 - Google Patents

Abstract

提供能够提高圆度的圆盘状的铁芯部件的制造方法。铁芯部件制造方法是构成圆筒状的定子铁芯(31)的圆盘状的定子铁芯部件(32)的制造方法。该铁芯部件制造方法包含如下工序：铁芯部件形成工序，将定子铁芯部件(32)的外周侧中的不需要外径尺寸的精度的部分作为连接部(52)残留在钢板(50)上，并且通过冲裁而在钢板(50)上形成定子铁芯部件(32)的外周侧中的连接部(52)以外的需要外径尺寸的精度的部分；以及铁芯部件分离工序，在所述铁芯部件形成工序后切断连接部(52)，从而将定子铁芯部件(32)从钢板(50)切掉。

Description

铁芯部件制造方法以及铁芯部件

技术领域

本发明涉及铁芯部件制造方法以及铁芯部件。

背景技术

作为马达的铁芯部件制造方法，已知有通过冲压装置等将钢板冲裁成定子铁芯或转子铁芯的形状的方法。这样从钢板冲裁出的定子铁芯或转子铁芯在厚度方向上层叠多片。

作为上述那样的铁芯部件的制造方法，例如已知有专利文献1所公开的旋转电机用定子铁芯板的制造方法。该旋转电机用定子铁芯板的制造方法在第1工序中冲裁形成铁芯板的中心孔，在接下来的第2工序中冲裁形成沿着所述铁芯板的外框部的外形的缝。

由此，在所述第2工序之后的各加工工序中产生的内部应力和加工应变被所述缝有效地吸收。因此，通过上述专利文献1所公开的制造方法，能够得到尺寸精度高的定子铁芯板。

另外，作为上述那样的铁芯部件的制造方法，例如已知有专利文献2所公开的马达的定子铁芯的制造方法。在该定子铁芯的制造方法中，通过层叠从定子材料沿着冲裁线冲裁出的单体铁芯，形成定子铁芯。另外，在上述定子铁芯的制造方法中，在对上述定子材料在上述冲裁线上设置缝后，从上述定子材料冲裁上述单体铁芯的内径中心。通过所述定子铁芯的制造方法，在所述缝彼此之间形成未被冲裁的非冲裁部。

通过在所述定子材料上设置所述非冲裁部，在从所述定子材料冲裁所述单体铁芯的内径部时，能够抑制所述缝的开口而增强所述定子材料的刚性。由此，能够有效地提高所述单体铁芯的内径部的圆度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭63-1347号公报

专利文献2：日本特开2005-198361号公报

发明内容

发明要解决的课题

在内转子型马达的情况下，通常将圆筒形的定子铁芯设置在马达的外壳中。因此，所述定子铁芯的外径相对于所述外壳的内表面要求较高的尺寸精度。另外，配置在上述定子内的圆柱状的转子铁芯的外径也要求高的尺寸精度。同样，在外转子侧的马达的情况下，圆柱状的定子铁芯的外径以及圆筒状的转子铁芯的外径也分别要求高的尺寸精度。

但是，在从钢板冲裁构成铁芯的铁芯部件的情况下，在冲裁时所述钢板产生伸长。所述钢板一般通过轧制而形成，因此材料特性根据轧制方向而不同。因此，在从所述钢板冲裁外形为圆形状的圆盘状的铁芯部件的情况下，该铁芯部件的外形成为椭圆状。即，圆盘状的铁芯部件由于从钢板冲裁而圆度容易降低。

通过上述专利文献1、2所公开的制造方法得到的定子铁芯的外形为矩形。另外，上述定子铁芯的外形不像上述圆盘状的铁芯部件那样要求高尺寸精度。进而，在上述专利文献1、2所公开的制造方法中，为了提高铁芯部件的中心孔等的尺寸精度而在钢板上形成缝。因此，在上述专利文献1、2所公开的制造方法中，难以确保外形为圆形状的铁芯部件的圆度。

本发明的目的在于提供一种能够提高圆度的圆盘状的铁芯部件的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式的铁芯部件制造方法是构成圆柱状或圆筒状的铁芯的圆盘状的铁芯部件的制造方法。该铁芯部件制造方法包含如下工序：铁芯部件形成工序，将所述铁芯部件的外周侧中的不需要外径尺寸的精度的部分作为连接部残留在钢板上，并且通过冲裁而在所述钢板上形成所述铁芯部件的外周侧中的所述连接部以外的需要外径尺寸的精度的部分；以及铁芯部件分离工序，在所述铁芯部件形成工序后，通过切断所述连接部而将所述铁芯部件从所述钢板切掉。

发明效果

根据本发明的一个实施方式的铁芯部件制造方法，能够提高圆盘状的铁芯部件的圆度。

附图说明

图1是示出实施方式的马达的概略结构的分解立体图。

图2是示出定子铁芯部件的概略结构的俯视图。

图3是从箭头方向观察图2的A部的图。

图4是示出定子铁芯部件的制造方法的流程图。

图5是示出在钢板上形成有多个缝的状态的俯视图。

图6是示出在钢板上形成有定子铁芯部件的状态的俯视图。

图7是示出使定子铁芯部件从钢板分离的样子的俯视图。

图8是示意性地示出使用冲头以及冲模冲裁钢板时的样子的剖视图。

图9是示意性地示出使用冲头以及冲模冲裁钢板时的样子的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。另外，对于图中的相同或相当的部分标注相同的标号，不重复其说明。另外，各图中的结构部件的尺寸并不忠实地表示实际的结构部件的尺寸以及各结构部件的尺寸比率等。

另外，在以下的说明中，将俯视时从定子铁芯的中心向外周侧延伸的方向称为“径向”，将沿着定子铁芯的外周的方向称为“周向”。但是，并没有通过该方向的定义限定本发明的马达在使用时的朝向的意图。

另外，在以下的说明中，“固定”、“连接”以及“安装”等(以下，固定等)的表现不仅包含部件彼此直接固定等的情况，还包含经由其他部件固定等的情况。即，在以下的说明中，“固定”等的表现包含部件彼此的直接以及间接的固定等意思。

(马达的结构)

图1示出具有本发明的实施方式的定子铁芯31的马达1的概略结构。马达1包含转子2、定子3和壳体4。转子2相对于定子3以中心轴线P为中心旋转。在本实施方式中，马达1是在筒状的定子3内以中心轴线P为中心可旋转地配置有转子2的所谓内转子型的马达。

转子2包含轴20、转子铁芯21和磁铁22。转子2配置在定子3的径向内侧，能够相对于定子3旋转。

在本实施方式中，转子铁芯21为沿着中心轴线P延伸的圆筒状。转子铁芯21通过在厚度方向层叠多个形成为规定形状的电磁钢板而构成。

在转子铁芯21上，沿中心轴线P延伸的轴20以沿轴向贯通的状态固定。由此，转子铁芯21与轴20一起旋转。另外，在本实施方式中，在转子铁芯21内沿周向以规定的间隔配置有多个磁铁22。另外，磁铁22也可以配置在转子铁芯21的外周面上。

定子3收纳在壳体4中。在本实施方式中，定子3为筒状，在径向内侧配置有转子2。即，定子3相对于转子2在径向上对置配置。转子2以中心轴线P为中心可旋转地配置在定子3的径向内侧。

定子3具有定子铁芯31(铁芯)和未图示的定子线圈。在本实施方式中，定子铁芯31为沿轴向延伸的圆筒状。定子铁芯31具有形成为规定形状且在厚度方向上层叠的多个圆盘状的定子铁芯部件32(铁芯部件)。

定子铁芯31具有筒状的轭31a和从轭31a向径向内侧延伸的多个齿31b。在图2所示例子中，定子铁芯31具有12个齿31b。定子铁芯31被收纳在圆筒状的外壳4内。未图示的定子线圈卷绕在安装于定子铁芯31的齿31b的由绝缘材料(例如绝缘性的树脂材料)构成的未图示的托架上。

图2是示出定子铁芯部件32的概略结构的俯视图。图3是从箭头方向观察定子铁芯部件32的图2的A部的图。即，图3是从径向外侧观察定子铁芯部件32的一部分的图。

如图2所示，定子铁芯部件32是圆环状的板状部件。定子铁芯部件32具有构成定子铁芯31的轭31a的圆环状的轭部32a和构成定子铁芯31的齿31b的多个齿部32b。各齿部32b从轭部32向径向内侧延伸。

另外，如图2所示，多个齿部32b中的一部分具有用于将在厚度方向上层叠的多个定子铁芯部件32相互压紧固定的压紧部32c。

定子铁芯部件32在轭部32a的外周侧具有构成外周的一部分的圆弧部33(冲裁部)和在定子铁芯31配置在外壳4内的状态下供外壳4的未图示的定位部件定位的凹部34(连接切断部)。

凹部34在周向上以规定间隔位于定子铁芯部件32的外周侧。圆弧部33位于凹部34彼此之间。即，圆弧部33以及凹部34在周向上交替地位于定子铁芯部件32的外周侧。

如上所述，由于定子铁芯31的轭31a配置在外壳4内，因此定子铁芯部件32中的轭部32a的圆弧部33的外径尺寸要求尺寸精度。因此，定子铁芯部件32的圆弧部33是需要外径尺寸的精度的部分。另一方面，定子铁芯部件32的凹部34与圆弧部33相比，不要求外径尺寸的精度。

另外，需要外形尺寸的精度的部分是定子铁芯部件32中的、在马达1的性能上从钢板冲裁定子铁芯部件32时要求外形的圆度的部分。不需要外形尺寸的精度的部分是定子铁芯部件32中的、在马达1的性能上从钢板冲裁定子铁芯部件32时不要求外形的圆度的部分。

如后详述，在定子铁芯部件32的制造工序中，定子铁芯部件32的圆弧部33在钢板上比凹部34先冲裁从而形成。因此，如图3所示，定子铁芯部件32的圆弧部33的加工面35即外周面在对钢板的冲裁方向(图3的箭头方向)上依次具有剪切面35a以及断裂面35b。这是因为，如后所述，由于在钢板上冲裁缝而形成定子铁芯部件32的圆弧部33，因此在冲裁时残留在钢板侧的圆弧部33的加工面35上，在冲裁加工的前期形成剪切面35a后，在冲裁加工的后期形成断裂面35b。

另一方面，如后所述，凹部34在形成圆弧部33后，在使定子铁芯部件32从钢板分离时形成。因此，如图3所示，凹部34的加工面36即外周面在对钢板的冲裁方向(图3的箭头方向)上依次具有断裂面36b以及剪切面36a。这是因为，如后所述，在冲裁凹部34时，通过冲头冲裁定子铁芯部件32，因此，在凹部34的加工面36上，通过冲模在冲裁加工的前期形成剪切面36a后，在冲裁加工的后期形成断裂面36b。

在此，圆弧部33是在定子铁芯部件32的外周侧中的需要外径尺寸的精度的部分的加工面35上沿从钢板50的冲裁方向依次具有剪切面35a以及断裂面35b的冲裁部。另外，凹部34是在定子铁芯部件32的外周侧中的不需要外径尺寸的精度的部分的加工面36上沿所述冲裁方向依次具有断裂面36b以及剪切面36a的连接切断部。

另外，剪切面35a、36a是在工具咬入钢板时产生剪切变形的面被上述工具抛光后的面。断裂面35b、36b是在利用工具冲裁钢板时，通过产生裂纹而断裂，从而出现晶粒面的面。

(定子铁芯部件的制造方法)

接着，使用图4至图9说明定子铁芯部件32的制造方法。图4是示出定子铁芯部件32的制造方法的概略的流程。图5是示出在钢板50上形成有多个缝51的状态的俯视图。图6是示出在钢板50上形成有定子铁芯部件32的状态的俯视图。图7是示出使定子铁芯部件32从钢板50分离的样子的俯视图。图8以及图9是示意性地示出使用冲头T1以及冲模T2冲裁钢板50时的样子的剖视图。

另外，在图5至图7中，钢板50是俯视为正方形状的板部件。但是，钢板50也可以是带状的部件。

首先，如图5所示，对于钢板50，通过冲裁形成用于形成位于定子铁芯部件32的外周侧的多个圆弧部33的多个缝51。该工序是图4中的缝形成工序(步骤S1)。即，通过从钢板50冲裁在径向上具有规定宽度的圆弧状的部件，在钢板50上形成在周向上排列的多个圆弧状的缝51。由此，在钢板50上，在圆弧状的缝51的周向上，在缝51彼此之间分别形成连接部52。即，在钢板50中，多个缝51以及多个连接部52在周向上交替排列地配置。在本实施方式中，如图5所示，连接部52位于定子铁芯部件32的轭部32a的外周侧，且相对于齿部32b位于径向外侧。

另外，在钢板50中，由多个缝51包围的区域构成定子铁芯部件32。

如上所述，通过冲裁在钢板50上形成缝51，由此，缝51的内周侧构成定子铁芯部件32的圆弧部33的外周侧。在钢板50上形成缝51时被冲裁的部件通过冲头被冲裁。另一方面，钢板50中的构成定子铁芯部件32的部分残留在模具上。

如上所述，通过冲裁而在钢板50上形成多个缝51，能够将定子铁芯部件32中的不需要外径尺寸的精度的部分作为连接部52残留在钢板50上，并且能够通过冲裁而在钢板50上形成定子铁芯部件32中的连接部52以外的需要外径尺寸的精度的部分。所述缝形成工序对应于铁芯部件形成工序。

在此，在使用冲头T1以及冲模T2冲裁钢板50时，如图8以及图9所示，冲头T1接近冲模T2，由此使钢板50中的被冲头T1以及冲模T2夹持的部分断裂。另外，冲头T1接近冲模T2的方向是冲裁方向(图8以及图9中的空心箭头方向)。

如图8所示，在使用冲头T1以及冲模T2冲裁钢板50时，首先，在钢板50上通过冲头T1以及冲模T2形成剪切面D2a、D1a。在冲裁加工中，形成剪切面D2a、D1a的时期是冲裁加工的前期。然后，通过冲头T1进一步接近冲模T2，如图9所示，利用冲头T1冲裁部件M1，另一方面，在冲模T2上残留部件M2。此时，形成断裂面D2b、D1b。在冲裁加工中，形成断裂面D2b、D1b的时期是冲裁加工的后期。

因此，如图9所示，在残留于冲模T2上的部件M2的加工面D2上，沿冲裁方向(图中的空心箭头方向)依次形成有剪切面D2a以及断裂面D2b。另一方面，在由冲头T1冲裁的部件M1的加工面D1上，沿冲裁方向依次形成断裂面D1b以及剪切面D1a。

因此，如上所述，在通过冲裁在钢板50上形成缝51的情况下，位于定子铁芯部件32的圆弧部33的外周侧的加工面35相当于图9中的加工面D2，在冲裁方向上依次具有剪切面35a以及断裂面35b。

在钢板50上形成多个缝51后，如图6所示，通过冲裁在钢板50上形成轭部32a和多个齿部32b。该工序是图4中的槽冲裁工序(步骤S2)。

然后，如图7所示，通过冲裁位于缝51彼此之间的连接部52，在定子铁芯部件32的轭部32a的外周侧形成凹部34，且使定子铁芯部件32从钢板50分离。另外，在图7中，用虚线表示连接部52的冲裁部分。通过冲裁连接部52，而使定子铁芯部件32从钢板50分离的工序是图4中的连接部分离工序(步骤S3)。

如上所述，通过冲裁在钢板50上形成多个缝51后，通过切断连接部52，将定子铁芯材32从钢板50切掉。所述连接部分离工序对应于铁芯部件分离工序。

另外，如上所述，在冲裁连接部52时，由于定子铁芯部件32被冲头冲裁，因此位于凹部34的外周侧的加工面36相当于图8中的加工面D1，在冲裁方向上依次具有断裂面36b以及剪切面36a。

如上所述，在从钢板50冲裁定子铁芯部件32时，首先，在钢板50上形成多个缝51后，冲裁连接部52，由此，与一次冲裁定子铁芯部件的外形整体的情况相比，能够提高通过缝51形成的定子铁芯部件32的圆弧部33的尺寸精度。

即，在通过冲裁形成定子铁芯部件的外形整体的情况下，由于冲裁时的伸长，定子铁芯部件成为椭圆状。另一方面，如上所述，通过将不需要定子铁芯部件32的外形尺寸的精度的部分作为连接部52而残留，并且通过冲裁形成需要定子铁芯部件32的外形尺寸的精度的部分，能够抑制在需要定子铁芯部件32的外形尺寸的精度的部分产生伸长。

由此，在定子铁芯部件32中，能够确保圆弧部33所需的尺寸精度。而且，在使定子铁芯部件32从钢板50分离时，通过切断位于缝51彼此之间且与圆弧部33相比不要求高尺寸精度的连接部52，与一次冲裁定子铁芯部件的外形的情况相比，能够提高定子铁芯部件32的尺寸精度。

因此，通过上述定子铁芯部件32的制造方法，能够防止在从钢板50冲裁时定子铁芯部件32成为椭圆状，因此能够提高定子铁芯部件32的圆度。

在本实施方式中，定子铁芯31被收纳在外壳4内。这样构成定子铁芯31且收纳在外壳4内的固定铁芯部件32需要外周侧的至少一部分的外形尺寸的精度。通过上述制造方法，可以得到外径尺寸的精度高的定子铁芯部件。

(其他实施方式)

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是用于实施本发明的例示。因此，不限于上述实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内对上述实施方式进行适当变形而实施。

在上述实施方式中，通过在钢板50上形成缝51，形成定子铁芯部件32的圆弧部33的外周侧。但是，也可以通过在将钢板以定子铁芯部件的圆弧部的形状沿厚度方向冲裁后，使该冲裁后的部分返回原来的位置、即所谓的推回加工，形成上述定子铁芯部件的圆弧部。

在上述实施方式中，在钢板50上形成多个缝51后，形成齿部32b以及轭部32a。但是，也可以在钢板50上形成齿部32b以及轭部32a之后，在钢板50上形成多个缝51。

在上述实施方式中，对适用于从钢板50冲裁定子铁芯部件32的情况的制造方法进行了说明。但是，上述实施方式的制造方法也可以应用于冲裁构成转子铁芯的圆盘状的转子铁芯部件时。例如，在形成供轴20贯通的转子铁芯的贯通孔时，也可以应用上述实施方式的制造方法。

在上述实施方式中，马达1是在筒状的定子3内以中心轴线P为中心可旋转地配置有转子2的所谓内转子型的马达。但是，马达也可以是在筒状的转子内配置有圆柱状的定子的所谓外转子型的马达。在该情况下，也能够将上述实施方式的制造方法应用于构成定子铁芯的定子铁芯部件以及构成转子铁芯的转子铁芯部件中的至少一方。

在上述实施方式中，马达是所谓的永久磁铁马达。在永久磁铁马达中，转子具有磁铁。但是，马达1也可以是感应机、磁阻马达、开关磁阻马达、绕组励磁型马达等不具有磁铁的马达。

产业上的可利用性

本发明能够适用于通过在厚度方向上层叠而构成定子铁芯的圆盘状的定子铁芯部件的制造方法。

标号说明

1：马达；2：转子；3：定子；4：壳体；20：轴；21：转子铁芯；22：磁铁；31：定子铁芯(铁芯)；31a：轭；31b：齿；32：定子铁芯部件(铁芯部件)；32a：轭部；32b：齿部；32c：压紧部；33：圆弧部(冲裁部)；35a、36a、D1a、D2a：剪切面；35b、36b、D1b、D2b：断裂面；34：凹部(连接切断部)；35、36：加工面；50：钢板；51：缝；52：连接部；P：中心轴线；D1、D2：加工面；T1：冲头；T2：冲模；M1：通过冲头冲裁的部件；M2：在冲模上残留的部件。

Claims (5)

1.一种铁芯部件制造方法，该铁芯部件为圆盘状，该铁芯部件构成圆柱状或圆筒状的铁芯，其中，

该铁芯部件制造方法包含如下工序：

铁芯部件形成工序，将所述铁芯部件的外周侧中的不需要外径尺寸的精度的部分作为连接部残留在钢板上，并且通过冲裁而在所述钢板上形成所述铁芯部件的外周侧中的所述连接部以外的需要外径尺寸的精度的部分；以及

铁芯部件分离工序，在所述铁芯部件形成工序后，通过切断所述连接部而将所述铁芯部件从所述钢板切掉。

2.根据权利要求1所述的铁芯部件制造方法，其中，

在所述铁芯部件形成工序中，通过对所述钢板进行冲裁，而在所述钢板上沿着所述铁芯部件的外周侧中的需要外径尺寸的精度的部分形成缝。

3.根据权利要求1或2所述的铁芯部件制造方法，其中，

所述铁芯部件是构成定子铁芯的定子铁芯部件。

4.一种铁芯部件，其为圆盘状，在从钢板冲裁出来后层叠多个，其中，

该铁芯部件具有：

冲裁部，其在外周侧中的需要外径尺寸的精度的部分的加工面上，沿从所述钢板冲裁的冲裁方向依次具有剪切面和断裂面；以及

连接切断部，其在所述外周侧中的不需要外径尺寸的精度的部分的加工面上，沿所述冲裁方向依次具有断裂面和剪切面。

5.根据权利要求4所述的铁芯部件，其中，

该铁芯部件是构成定子铁芯的定子铁芯部件，该铁芯部件收纳在外壳内。

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