CN114175465B - 层叠铁芯固定构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现具有高磁导率、低铁损的层叠铁芯的旋转电机的电枢的层叠铁芯固定构造。层叠铁芯固定构造具有由非接合状态的层叠钢板形成的绕线部和通过向所述绕线部装配来固定所述层叠钢板的绝缘体。

Description

层叠铁芯固定构造

技术领域

本发明涉及层叠铁芯固定构造，详细而言，涉及将由层叠钢板构成的整体式或分体式层叠铁芯以不会散开的方式固定的层叠铁芯固定构造。

背景技术

已知由以层叠钢板构成的层叠铁芯构成的旋转电机(即，电动机、发电机等)的电枢(即，定子、转子等)。在层叠铁芯中，存在如专利文献1、2所记载的整体式层叠铁芯和如专利文献3所记载的分体式层叠铁芯，该整体式层叠铁芯具有环状的整体式磁轭和从整体式磁轭向径向突出的多个也被称作齿、槽等的绕线部，该分体式层叠铁芯具有构成整体式磁轭的一部分的分体式磁轭和从分体式磁轭突出的至少一个绕线部。

在使用整体式层叠铁芯的情况下，通过向整体式层叠铁芯的绕线部装配绝缘体来形成整体式层叠铁芯组装体，通过在整体式层叠铁芯组装体的绝缘体上卷绕电线等导电体来形成整体式电枢，由整体式电枢形成旋转电机。在使用分体式层叠铁芯的情况下，通过向分体式层叠铁芯的绕线部装配绝缘体来形成分体式层叠铁芯组装体。之后，例如，经过通过在各分体式层叠铁芯组装体的绝缘体上卷绕导电体来形成分体式电枢并将分体式电枢排列成环状的工序而形成旋转电机。

不管在整体式和分体式的哪个情况下，层叠铁芯一般都通过利用焊接、铆钉铆接、粘接等接合手段将层叠钢板接合而形成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-136241号公报

专利文献2：日本特开2002-233090号公报

专利文献3：国际公开第2008/099659号

发明内容

发明所要解决的问题

为了得到高效率、高输出的旋转电机，需要高磁导率、低铁损的层叠铁芯。但是，如前所述的焊接、铆钉铆接、粘接等接合手段可能会因由焊接、铆钉铆接引起的变形、绝缘层的损伤、作为异种材料的粘接剂的夹设等而招致磁导率的下降和铁损的上升。于是，若能够提供不将层叠钢板接合也能够防止层叠钢板散开的层叠铁芯固定构造，则是优选的。

本发明鉴于上述课题，目的在于提供能够实现具有高磁导率、低铁损的层叠铁芯的旋转电机的电枢的层叠铁芯固定构造。

用于解决问题的方法

本发明的主旨如下。

1.一种层叠铁芯固定构造，具有：绕线部，由非接合状态的层叠钢板形成；及绝缘体，通过向所述绕线部装配来固定所述层叠钢板。

2.根据上述1.所述的层叠铁芯固定构造，所述绝缘体具有沿着所述绕线部的层叠方向两端面延伸的两个端面壁和在所述两个端面壁之间沿着所述绕线部的两侧面延伸的两个侧面壁。

3.根据上述2.所述的层叠铁芯固定构造，所述两个侧面壁分别由经由在所述绕线部的层叠方向上互相卡定的卡定部而连结的两个分割壁构成。

4.根据上述3.所述的层叠铁芯固定构造，从所述两个端面壁中的一个延伸的所述分割壁分别与作为连结对象的所述分割壁相比在所述绕线部的层叠方向上更短。

5.根据上述4.所述的层叠铁芯固定构造，从所述两个端面壁中的所述一个延伸的所述分割壁分别在所述卡定部处从远离所述绕线部的一侧与作为连结对象的所述分割壁重叠。

发明效果

根据本发明，能够提供能够实现具有高磁导率、低铁损的层叠铁芯的旋转电机的电枢的层叠铁芯固定构造。

附图说明

图1是将具有本发明的第一实施方式的层叠铁芯固定构造的整体式层叠铁芯组装体以组装前的状态示出的立体图。

图2是将图1所示的整体式层叠铁芯组装体以组装后的状态示出的立体图。

图3是将具有本发明的第二实施方式的层叠铁芯固定构造的分体式层叠铁芯组装体以组装前的状态示出的立体图。

图4是将图3所示的分体式层叠铁芯组装体以组装后的状态示出的立体图。

图5是图2或图4所示的侧面壁的剖视图。

图6是实施例1中的铆接层叠品和零散铁芯层叠品的照片。

图7是实施例2中的零散铁芯层叠品在焊接前后的示意图。

图8是实施例2的铁损测定中使用的电路的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行例示说明。

首先，参照图1、图2及图5，对本发明的第一实施方式的层叠铁芯固定构造进行例示说明。

如图1～图2所示，本实施方式的层叠铁芯固定构造1具有由非接合状态的层叠钢板2构成的整体式的层叠铁芯3。层叠铁芯3具有环状的整体式的磁轭4和从磁轭4向径向内侧突出的多个也被称作齿、槽等的绕线部5。这样，层叠铁芯3具有由非接合状态的层叠钢板2形成的多个绕线部5。另外，层叠铁芯固定构造1具有通过向多个绕线部5装配来固定层叠钢板2的绝缘体6。需要说明的是，磁轭4虽然是圆环状，但不限于此。另外，绕线部5虽然设置有9个，但绕线部5的数量能够适当变更。需要说明的是，在图1～图2中，仅对一个绕线部5标注标号。绝缘体6例如由合成树脂形成，具有绝缘性。

层叠铁芯固定构造1具有利用绝缘体6将非接合状态的层叠钢板2以不会散开的方式固定的构造，因此不需要追加特殊的构件、工序就能够实现具有高磁导率、低铁损的层叠铁芯3的旋转电机的电枢。另外，由于不需要以往使用的层叠钢板2用的焊接、铆钉铆接、粘接等接合手段，能够也享受制造工序的简化、制造成本的减少等效果。需要说明的是，各绕线部5虽然从磁轭4向径向内侧突出，但不限于此，也可以是从磁轭4向径向外侧突出的结构。另外，层叠铁芯3虽然是作为旋转电机的电动机中的作为电枢的定子用的层叠铁芯，但不限于此。

绝缘体6相对于各绕线部5具有向绕线部5装配的装配部7。各装配部7具有沿着绕线部5的层叠方向两端面延伸的两个端面壁8和在两个端面壁8之间沿着绕线部5的两侧面延伸的两个侧面壁9。因此，通过利用两个端面壁8和两个侧面壁9包围绕线部5，能够将非接合状态的层叠钢板2更可靠地固定。另外，能够确保为了形成电枢而向绝缘体6的装配部7上卷绕的电线等导电体(省略图示)与绕线部5的良好的绝缘。需要说明的是，在图1～图2中，仅对一个装配部7及构成该装配部7的端面壁8及侧面壁9标注标号。需要说明的是，装配部7的结构不限于此。

如图5所示，在各装配部7中，各侧面壁9由经由在绕线部5的层叠方向上互相卡定的卡定部10而连结的两个分割壁11构成。也就是说，各装配部7由以端面壁8和两个分割壁11构成的两个分割装配部12构成，两个分割装配部12互相经由卡定部10而连结。另外，绝缘体6具有将在周向上排列的全部分割装配部12连结的连结部13。也就是说，绝缘体6由两个分割绝缘体14构成。因此，通过仅利用这些分割绝缘体14将层叠铁芯3夹入的简单的步骤，能够形成如图2所示的整体式的层叠铁芯组装体15。需要说明的是，在图1～图2中省略了卡定部10的图示。卡定部10可以在各侧面壁9遍及整个宽度而连续或断续地设置，也可以在各侧面壁9仅设置于宽度的一部分。需要说明的是，绝缘体6不限于此，例如也可以由两个以上的分割部分构成，还可以不具有连结部13。另外，装配部7的结构也不限于此。

如图1～图2所示，在各装配部7中，从两个端面壁8中的一个8a延伸的分割壁11分别与作为连结对象的分割壁11相比在绕线部5的层叠方向上形成得更短。也就是说，在各装配部7中，两个分割装配部12中的一个12a中的分割壁11分别与作为连结对象的分割壁11相比在绕线部5的层叠方向上形成得更短。因此，在运送层叠铁芯组装体15时，例如，通过支撑各装配部7中的两个分割装配部12中的另一个12b而不是其中的一个12a来运送，能够减少从成为支撑侧的两个分割装配部12中的另一个12b超出的层叠钢板2的量，因此能够减轻该超出的非接合状态的层叠钢板2的一部分伴随运送而通过惯性力、重力等作用于卡定部10的力。因此，能够良好地保持卡定部10的卡定状态，从而良好地保持层叠钢板2的固定状态。需要说明的是，装配部7的结构不限于此。

在各装配部7中，也可以将从两个端面壁8中的一个8a延伸的分割壁11分别以在卡定部10处从远离绕线部5的一侧与作为连结对象的分割壁11重叠的方式构成。根据这样的结构，互相连结的两个分割壁11中的由于更短而更不易产生挠曲变形的一个分割壁11从绕线部5的外侧与另一个分割壁11重叠，因此能够提高卡定部10的卡定力，更良好地保持层叠钢板2的固定状态。

各侧面壁9具有由互相卡定的卡定部10构成的卡合部16。在各卡合部16中，互相卡定的卡定部10分别由爪17构成。爪17分别由使侧面壁9的厚度朝向前端减小的第一倾斜面18、从第一倾斜面18的前端向厚度方向突出的卡定面19及从卡定面19的突出端起使侧面壁9的厚度朝向前端减小的第二倾斜面20构成。通过这样的结构，能够使卡定部10互相顺滑地卡定。需要说明的是，爪17的结构不限于此。另外，卡合部16不限于由爪17构成。

需要说明的是，各绕线部5虽然如图1所示那样被设为了具有在径向内侧端处周向宽度扩大的扩大部21的形状，但绕线部5的形状不限于此，例如，各绕线部5也可以是在径向上具有固定的周向宽度的形状。需要说明的是，在图1中，仅对一个扩大部21标注标号。另外，各装配部7虽然具有以使径向内侧端随着绕线部5的扩大部21的方式周向宽度扩大的形状，但装配部7的形状不限于此，能够配合绕线部5的形状而适当变更。

接着，参照图3～图5，对本发明的第二实施方式的层叠铁芯固定构造进行例示说明。

如图3～图4所示，本实施方式的层叠铁芯固定构造1具有由非接合状态的层叠钢板2构成的分体式的层叠铁芯3。层叠铁芯3具有分体式的磁轭4和从磁轭4突出的多个也被称作齿、槽等的绕线部5。这样，层叠铁芯3具有由非接合状态的层叠钢板2形成的绕线部5。另外，层叠铁芯固定构造1具有通过向绕线部5装配来固定层叠钢板2的绝缘体6。需要说明的是，在图3～图4中，对与图1～图2所示的构件对应的构件标注有同一标号。绝缘体6例如由合成树脂形成，具有绝缘性。

层叠铁芯固定构造1具有利用绝缘体6将非接合状态的层叠钢板2以不会散开的方式固定的构造，因此不需要追加特殊的构件、工序就能够实现具有高磁导率、低铁损的层叠铁芯3的旋转电机的电枢。另外，由于不需要以往使用的层叠钢板2用的焊接、铆钉铆接、粘接等接合手段，能够也享受制造工序的简化、制造成本的减少等效果。需要说明的是，层叠铁芯3虽然是作为旋转电机的电动机中的作为电枢的定子用的层叠铁芯，但不限于此。

绝缘体6具有向绕线部5装配的装配部7。需要说明的是，层叠铁芯3虽然具有一个绕线部5，但不限于此，也可以具有两个以上的绕线部5。另外，绝缘体6虽然具有一个装配部7，但不限于此，也可以配合绕线部5的数量而具有两个以上的装配部7。

装配部7具有沿着绕线部5的层叠方向两端面延伸的两个端面壁8和在两个端面壁8之间沿着绕线部5的两侧面延伸的两个侧面壁9。因此，通过利用两个端面壁8和两个侧面壁9包围绕线部5，能够将非接合状态的层叠钢板2更可靠地固定。另外，能够确保为了形成电枢而向绝缘体6的装配部7上卷绕的电线等导电体(省略图示)与绕线部5的良好的绝缘。需要说明的是，装配部7的结构不限于此。

如图5所示，各侧面壁9由经由在绕线部5的层叠方向上互相卡定的卡定部10而连结的两个分割壁11构成。也就是说，装配部7由以端面壁8和两个分割壁11构成的两个分割装配部12构成，两个分割装配部12互相经由卡定部10而连结。另外，绝缘体6由两个分割绝缘体14构成。因此，通过利用这些分割绝缘体14将层叠铁芯3夹入的简单的步骤，能够形成如图4所示的分体式的层叠铁芯组装体15。需要说明的是，在图3～图4中，省略了卡定部10的图示。卡定部10可以在各侧面壁9遍及整个宽度而连续或断续地设置，也可以在各侧面壁9仅设置于宽度的一部分。需要说明的是，装配部7的结构不限于此。

如图3～图4所示，从两个端面壁8中的一个8a延伸的分割壁11分别与作为连结对象的分割壁11相比在绕线部5的层叠方向上形成得更短。也就是说，两个分割装配部12中的一个12a中的分割壁11分别与作为连结对象的分割壁11相比在绕线部5的层叠方向上形成得更短。因此，在运送层叠铁芯组装体15时，例如，通过支撑两个分割装配部12中的另一个12b而不是其中的一个12a来运送，能够减少从成为支撑侧的两个分割装配部12中的另一个12b超出的层叠钢板2的量，能够减轻该超出的非接合状态的层叠钢板2的一部分伴随运送而通过惯性力、重力等作用于卡定部10的力。因此，能够良好地保持卡定部10的卡定状态，从而良好地保持层叠钢板2的固定状态。需要说明的是，装配部7的结构不限于此。

也可以将从两个端面壁8中的一个8a延伸的分割壁11分别以在卡定部10处从远离绕线部5的一侧与作为连结对象的分割壁11重叠的方式构成。根据这样的结构，互相连结的两个分割壁11中的由于更短而更不易产生挠曲变形的一个分割壁11从绕线部5的外侧与另一个分割壁11重叠，因此能够提高卡定部10的卡定力，更良好地保持层叠钢板2的固定状态。

各侧面壁9具有由互相卡定的卡定部10构成的卡合部16。在各卡合部16中，互相卡定的卡定部10分别由爪17构成。爪17分别由使侧面壁9的厚度朝向前端减小的第一倾斜面18、从第一倾斜面18的前端向厚度方向突出的卡定面19及从卡定面19的突出端起使侧面壁9的厚度朝向前端减小的第二倾斜面20构成。通过这样的结构，能够使卡定部10互相顺滑地卡定。需要说明的是，爪17的结构不限于此。另外，卡合部16不限于由爪17构成。

需要说明的是，绕线部5虽然如图3所示那样被设为了具有在径向内侧端处周向宽度扩大的扩大部21的形状，但绕线部5的形状不限于此，例如，绕线部5也可以是在径向上具有固定的周向宽度的形状。需要说明的是，装配部7虽然具有以使径向内侧端随着绕线部5的扩大部21的方式周向宽度扩大的形状，但装配部7的形状不限于此，能够配合绕线部5的形状而适当变更。

需要说明的是，在前述的第一实施方式及第二实施方式的层叠铁芯固定构造1中，互相连结的两个分割壁11中的更短的一个分割壁11与更长的一个分割壁11的长度之比例如是1：4，但不限于此。另外，在前述的第一实施方式及第二实施方式的层叠铁芯固定构造1中，各侧面壁9的厚度T例如是0.5mm，在该情况下，各卡定面19处的侧面壁9的厚度方向的宽度W例如是0.20～0.25mm。另外，第一实施方式及第二实施方式的层叠铁芯固定构造1以构成空调用电动机的定子的情况为例进行了说明。但是，其用途不限于空调，上述的层叠铁芯固定构造1能够用于构成各种用途、尺寸的电枢。

实施例

以下，列举实施例对本发明更具体地进行说明，但本发明不受实施例的任何限定。

实施例1

对于T型铁芯，分别使用如图6所示的铆接层叠品和零散铁芯层叠品，在如下所述的测定条件下测定涡流，由此将材料的变化进行数值化。对于铆接层叠品和零散铁芯层叠品，各测定三个，并进行比较。需要说明的是，关于该零散铁芯层叠品，对以与铆接层叠品相同的叠厚尺寸进行堆积而成的零散铁芯层叠品进行测定。另外，所使用的测定品是利用材料等级相同的制品制造的测定样品。关于测定条件，由于测定仪器不需要输入磁路长度，因此未记载。

(测定条件)

使用的涡流传感器  KEYENCE EX200

制品板厚          0.5mm

制品叠厚          57mm

制品重量          0.104kg

材料等级          470W/Kg

将所得到的结果示于下述表1中。

[表1]

单位(m/A)

如表1所示，与铆接层叠品相比，零散铁芯层叠品的涡流大幅降低，铁损特性得到了改善。

实施例2

对于圆形铁芯，使用铁损测定器，在如下所述的测定条件下，对零散铁芯层叠品测定涡流损耗和磁滞损耗，将它们的合计值作为铁损。然后，对于进行铁损测定后的零散铁芯层叠品，如图7所示，在4处进行焊接。对于所得到的4处焊接品，进行铁损测定，由此在焊接前后进行铁损的比较。对于零散铁芯层叠品和4处焊接品，各测定三个。需要说明的是，所使用的铁损测定器是基于JIS C 2556电磁钢板单板磁特性试验方法中规定的(1)H线圈法、(2)励磁电流法制作的铁损测定器。另外，利用同一制品来实施三台焊接，在焊接前后进行铁损测定。图7中，左侧图中的虚线圆圈部表示4处焊接，右侧图表示焊接前制品。

(测定条件)

制品板厚  0.5mm

制品叠厚  40mm

制品重量  1.01kg

磁路长度  282mm

材料等级  800W/Kg

在铁损测定中，对图8所示的电路施加规定条件的电流、电压(例如，电流3A、电压1.6V)时，测定所产生的磁滞损耗和涡流损耗，将它们之和作为铁损。

将所得到的结果示于下述表2中。

[表2]

单位(W/Kg)

如表2所示可知，与4处焊接品相比，零散铁芯层叠品的铁损显著降低。

以上，虽然例示说明了本实施方式和实施例，但本发明不限定于此，能够在权利要求书中进行适当变更。

标号说明

1    层叠铁芯固定构造

2    层叠钢板

3    层叠铁芯

4    磁轭

5    绕线部

6    绝缘体

7    装配部

8    端面壁

8a   两个端面壁中的一个

9    侧面壁

10   卡定部

11   分割壁

12   分割装配部

12a  两个分割装配部中的一个

12b  两个分割装配部中的另一个

13   连结部

14   分割绝缘体

15   层叠铁芯组装体

16   卡合部

17   爪

18   第一倾斜面

19   卡定面

20   第二倾斜面

21   扩大部

T    厚度

W    宽度

Claims (1)

1.一种层叠铁芯固定构造，具有：

绕线部，由非接合状态的层叠钢板形成；及

绝缘体，通过向所述绕线部装配来固定所述层叠钢板，

所述绝缘体具有沿着所述绕线部的层叠方向两端面延伸的两个端面壁和在所述两个端面壁之间沿着所述绕线部的两侧面延伸的两个侧面壁，

所述两个侧面壁分别由经由在所述绕线部的层叠方向上互相卡定的卡定部而连结的两个分割壁构成，

从所述两个端面壁中的一个延伸的所述分割壁分别与作为连结对象的所述分割壁相比在所述绕线部的层叠方向上更短，而且从所述两个端面壁中的所述一个延伸的所述分割壁分别在所述卡定部处从远离所述绕线部的一侧与作为连结对象的所述分割壁重叠，

所述两个侧面壁分别具有由互相卡定的所述卡定部构成的卡合部，

在各个所述卡合部中，互相卡定的所述卡定部分别由爪构成，

所述爪分别由使所述侧面壁的厚度朝向前端减小的第一倾斜面、从所述第一倾斜面的前端向厚度方向突出的卡定面及从所述卡定面的突出端起使所述侧面壁的厚度朝向前端减小的第二倾斜面构成。

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