CN1156317A - 叠片铁芯及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种电动机器等用的叠片铁芯是由薄芯片组成的。每块芯片按预定的结构尺寸冲压并一片一片地堆叠起来，接着利用激光光束的连续辐照或点辐照对每个芯片边缘处的多个焊区进行辐照而使其焊接组合在一起。构成铁芯两个端面之中的一个端面的芯片的一半焊区内有第一缺口。构成铁芯另一个端面的芯片的一半焊区内有第二缺口。第一缺口和第二缺口相互错开90度。

Description

叠片铁芯及其制造方法

本发明涉及电动机器或磁拾取器或记录头用的叠片铁芯(芯子)及其制造方法。先将每个都具有预定结构尺寸的薄金属芯片堆叠起来，再用激光光束将这些堆叠的芯片焊在一起，便形成叠片铁芯。

在像电动机或磁带记录器用的磁拾取器或记录磁头这一类电动机器所使用的铁芯中，通常都是先用金属材料冲压出每个具有预定结构尺寸的薄芯片，然后一片叠一片地堆叠起来，再用激光光束的连续辐照或点辐照，在这些堆叠起来的芯片界面之间进行焊接，使其组合而成铁芯。

在先有技术方法中，上述的芯片叠堆和芯片边界的焊接都是在连贯的步骤中进行的。更具体地说，第一个芯片从材料中冲压出来，第二个芯片从材料中冲压出来并堆叠到第一个芯片上面。再从材料中冲压出第三个芯片并将其堆叠到第二个芯片上面。上述这种次序重复进行。和上述步骤同时进行的是，围绕芯片边界布置的激光光束发射组件发射出激光光束，这些激光光束照到叠置的芯片的多个周边部分上，从而使芯片焊接在一起。

在上述方法中，如图20所示，堆叠的芯片包括多个铁芯组件(单元)101的芯片，而不是一个单个的铁芯组件101的芯片。当激光光束在这种情况下不加区别地连续辐照时，构成多个铁芯组件101的堆叠芯片就会整块地焊接在一起。为克服这个缺陷，先有技术提供一种焊接方式。在这个焊接方式中激光光束将不对构成铁芯组件101的芯片之间的边界芯片进行辐照。这样，各个铁芯组件101就可以分离开来。

由于没有激光光束的辐照而产生的芯片未焊接部分的位置符合铁芯组件101的堆叠厚度，这样各个铁芯组件才能可靠地分隔开来。可是，当芯片厚度有变化时，堆叠的芯片就会沿着堆叠方向产生位错。其结果是，芯片的未焊接部分和激光光束辐照的中断时间不相吻合，这就是说，未焊接部分也有位错。在这种情况下，芯片的未焊接部分就不可避免地会焊成使铁芯组件变成了不可分隔开的。

为解决上述问题，先有技术曾提出要安装一个厚度测量装置，以便测量每个芯片的厚度，从而决定激光光束辐照的位置。可是，这样一来就会增加设置的成本。

因此，本发明的目的是就是提供一种叠片铁芯及其制造方法。在这个方法中，各个铁芯组件能可靠地分隔开来而激光光束的辐照又可以不中断，设备的成本也不会增加。

在一方面，本发明提供一种叠片铁芯，其中将按预定结构尺寸冲压出来的薄芯片一个一个地堆叠起来。接着利用激光光束的连续辐照或点辐照，在每个芯片边缘上的多个焊接区连续焊接，这样使芯片组合起来，形成两个端面。构成铁芯一个端面的芯片的半个焊区内有第一个缺口，构成铁芯另一个端面的芯片的半个焊区有第二个缺口。构成上述另一个铁芯端面的芯片的上述半焊区对应于构成铁芯上述一个端面的芯片的另一个半焊区。

在另一方面，本发明提供了一个叠片铁芯的制造方法。在这个方法中，将按预定结构尺寸冲压出来的薄芯片一个一个地堆叠起来，接着利用激光光束的连续辐照或点辐照，在每个芯片边上的多个焊接区连续焊接，这样使芯片组合起来，形成两个端面。本方法包括下述步骤：在构成铁芯一个端面的芯片的半个焊区内成形第一个缺口，和在构成铁芯另一端面的芯片的半个焊区内成形第二个缺口，构成铁芯上述另一端面的芯片的上述一个半焊区对应于构成铁芯上述一个端面的芯片的另一个半焊区。

按照上面介绍的叠片铁芯及其制造方法，第一个缺口形成在构成每个铁芯组件的一个端面的芯片的一个半焊区上，而第二个缺口形成在构成每个铁芯组件的另一个端面的芯片的一个半焊区上。形成有第二个缺口的上述一个半焊区对应于形成有第一个缺口的芯片的另一个半焊区。因此，构成每个铁芯组件的两个端面中的一个端面和相邻铁芯组件的另一个端面的芯片，都缺少焊接部位。这样，即使激光光束辐照到堆叠芯片的所有边界，由于这些芯片上有缺口，在构成每个铁芯组件的一个端面和相邻铁芯组件的另一个端面的芯片之间的边界也不会焊接起来。

既然这样，激光光束的辐照就不用中断。而且，由于各个铁芯组件能可靠地分隔开，就不需要测量铁芯芯片厚度的测量装置，当然也就不会增加设备费用。

在构成铁芯一个端面的芯片表面可形成第一个凹陷，以取代上述的第一个缺口，上述的表面部位对应于相应的焊区。在构成铁芯另一个端面的芯片的下侧部位可形成第二个凹陷，以取代第二个缺口，上述的下侧部位对应于相应的焊区。每个第一和第二凹陷的深度等于或大于芯片厚度的一半。在这种情况下，即使激光光束辐照到堆叠芯片的所有边界，由于这些芯片上有凹陷，在构成每个铁芯组件的一个端面和相邻铁芯组件的另一个端面的芯片之间的边界同样也不会被焊接。当然，在这种情况下也会获得上述的同样作用。

通过下面参照附图对最佳实施例的描述，就会对本发明的另外的目的、特性和优点有个清晰的了解，在这些附图中：

图1是堆叠并焊接在一起的芯片的局部前视图，这些芯片构成本发明第一实施例的叠片铁芯；

图2是铁芯制造装置的局部纵向截面图；

图3是制成的铁芯的平面图；

图4是制成的铁芯的前视图；

图5是制成的铁芯的底视图；

图6是表示其加工过程的芯片材料的平面图；

图7是表示激光光束辐照具有缺口的一个芯片和另一个芯片之间的边界的堆叠芯片的局部放大的纵向截面图；

图8是一个表示激光光束辐照到都没有缺口的两个芯片之间的界面的堆叠芯片的局部放大的纵向截面图；

图9也是一个表示激光光束辐照到都有缺口的一个芯片和另一个芯片之间的边界的堆叠芯片的局部放大的纵向截面图；

图10也是一个表示激光光束辐照到都没有缺口的两个芯片之间的界面的堆叠芯片的局部放大的纵向截面图；

图11也是一个表示激光光束辐照到都有缺口的一个芯片和另一芯片之间的边界的堆叠芯片的局部放大的纵向截面图；

图12也是一个表示激光光束辐照到都有缺口的一个芯片和另一芯片之间的边界的堆叠芯片的局部放大的纵向截面图；

图13所示的图类似于图3，表示本发明的第二实施例；

图14所示的图类似于图4，表示第二实施例；

图15所示的图类似于图5，表示第二实施例；

图16所示的图类似于图6，表示第二实施例；

图17所示的图类似于图11，表示第二实施例；

图18所示的图类似于图12，表示第二实施例；

图19所示的图类似于图1，表示第二实施例；

图20为按先有技术制成的叠片铁芯的透视图。

参阅附图1到12，说明描述本发明的第一实施例。在这个实施例中，本发明应用于电动机器用的叠片铁芯及其制造方法。

首先参阅图2，它示出了制造电动机器用的铁芯的装置。该装置包括一个当作下模用的冲模1和当作上模用的冲头2。冲模1和冲头2用于从送到冲模1的环状磁性材料3或成卷钢片上冲出普通的圆形薄芯片4。冲压出的芯片4被压入冲模1，以使其堆叠在一起。冲模1有多个边穿孔5，从辐照头(未示出)过来的激光光束穿过边穿孔5通过连续的辐照或点辐照对堆叠芯片4的外周边间的界面进行辐照。这样，堆叠的芯片4就可以在焊区7连焊在一起。

每个芯片4都有多个这样仅焊区7。在本实施例中，每个芯片4在周边上有4个这样的焊区7，它们在圆周上相互成90°间隔设置，如图3到图5所示。构成一个铁芯组件8的两个端面之一的芯片4成铁芯组件8的最上层有两个通常成半圆形的缺口9。该缺口9有分别对应于芯片4的四个焊区7中的两个或焊区7的一半焊区的相应位置。构成铁芯组件8的另一个端面的，芯片4或铁芯组件8的最底层同样也有两个类似的半圆形缺口10，该缺口10同样也分别对应于芯片4的四个焊区7中的两个或焊区7的一半焊区的相应位置。缺口10从缺口9移开90度。

现在来介绍用多个冲模1和冲头2冲压芯片4的情况。冲模1和冲头2作为为连续冲模使用。首先，在阶段P1，圆形孔11形成一个磁场，然后在阶段P2，在材料3上围绕孔11形成一系列作为槽12的孔。接着，在阶段P3，从材料3上冲压出圆形芯片4。图6示出冲压出来的孔4a。这些工作阶段P1、P2和P3都是同时进行的。如图6所示的例子，材料3沿着箭头所示方向按节距B送进，这样，带有孔11的圆形芯片4和周边槽12就可以顺序地冲压出来。

在阶段P1，在材料3上缺口10和孔11都是有选择地一起形成的；在阶段P2，在材料3上缺口9和槽12也是有选择地一起形成的。如图6的双点链线所示，在阶段P1和P2形成的圆形孔位于芯片4的周边，在阶段P3，当从材料3冲压出芯片4时，这些孔变成辐射状的半圆缺口。小冲头(未示出)有选择地前进以制成缺口9和10。

在堆叠和焊接芯片4时，先从材料3上冲压出带缺口10的芯片4。然后再将既无缺口9也无缺口10的芯片4冲压出来并堆叠在以前冲压出来的带缺口10的芯片4上。这样一来，无缺口9或10的芯片就可以重复地冲出并堆叠起来。另一方面，从辐照头辐射出来的激光光束6对压到冲模1中的芯片4进行点辐照，以便将堆叠的芯片4焊接在一起，即使激光光束6对带缺口10的芯片4和堆叠在前面芯片上的顶层芯片4之间的边界进行照射，如图7所示由于有缺口10，前面的芯片4也不具有供焊接的部位。这样一来，顶层芯片4最多也就是熔化，而不会和下面的芯片4焊接在一起。然而如图8所示，当激光光束6照射时，这些芯片4是在焊区7而不是在缺口10熔化并焊接在一起。

而且，当激光光束6对既无缺口9，也无缺口10的堆叠芯片4进行辐射时，它们在激光光束6辐照到的所有焊区7都会熔化而焊接在一起。

这样，除最后一个以外，当所有芯片4堆叠时，有缺口9的芯片4冲压出来就堆到前面的一个芯片上。即使当激光光束6对带缺口9的芯片4和堆在前面一个芯片上的下层芯片4之间的边界进行辐射时，如图9所示，由于有缺口9，前面的芯片4就没有供焊接的部位。因此，下层芯片4最多也就是熔化，而不会和上面的芯片4焊接在一起。然而，如图10所示，当激光光束6辐照时，这些芯片4是在焊区而不是在缺口9熔化并焊接在一起。

接着，冲压出有缺口10的芯片4，以便堆叠在有缺口9的芯片4上，当激光光束6对有相应缺口9和10的芯片4之间的界面进行辐照时，如图11所示，由于有缺口9，有缺口9的芯片4也没有供焊接的部位。因此，上层芯片4最多也就是熔化，而不会和下层芯片4焊接在一起。另外如图12所示，由于有缺口10，有缺口10的芯片4也不具有供焊接的部位。因此下层芯片4最多也就是熔化，也不会和上层芯片4焊接在一起。这就是说，即使当激光光束6对芯片间一边界辐照时，有相应缺口9和10的芯片4也不会焊接在一起。这样，每个铁芯组件8就可以和它后面的铁芯组件8分离开来。当带缺口10的芯片4冲压出来时，对后继的铁芯组件8来说重复进行上述工作步骤。

根据上述实施例，由于在半焊区有缺口9，每个铁芯组件8的最上面一层芯片4没有供焊接的部位。由于对应于最上层芯片4的另一半焊区的一半焊区有缺口10，每个铁芯组件8的最底层芯片4同样也不具有供焊接的部位。因此，如图1所示，即使当激光光束对芯片间的边界A进行辐照时，每个铁芯组件8的最上层芯片4和后面的铁芯组件8的最底层芯片4也不会焊接在一起。这样，每个芯铁芯组件8就能可靠地和后面的铁芯组件在边界A分离开来，而无需中断激光光束6对其的辐照。这样，即使芯片4的厚度发生变化时，铁芯组件8也能分离开来。而且，因此不需用厚度测量装置，设备的成本也不会增加。

图13到19展示本发明的第二实施例。下面将介绍第一和第二实施例的区别。在构成每个铁芯组件8的一个端面的芯片4的表面或每个铁芯组件8的最上层有4个凹陷21，以使它们能相应地对应于芯片4的所有焊区。在构成铁芯组件8的另一端面的芯片4的底侧也有四个类似的凹陷22，以便它们也相应地对应于芯片4的所有焊区。每个凹陷21和22都是沿着芯片4的厚度方向下陷，其深度是芯片4厚度的一半或大于一半。

为图16所示，在阶段P1，凹陷21是从连续冲模的表面或上侧处在材料3上有选择地形成的，而凹陷22则是在阶段P2从底侧或较低的一侧处在材料3上有选择地形成的。为图16的中双点链线所示，凹陷21和22在阶段P1和P2时是呈椭圆形，并位于芯片4的周边。在阶段P3，当芯片4从材料3冲压出来时，这些孔就呈半椭圆形。

按照第二实施例，由于表面形成的凹陷21，每个铁芯组件8的最上层芯片4不具有供焊接的部位。由于底侧形成的凹陷22，每个铁芯组件8的最底层芯片4也不具有供焊接的部位。因此，如图17和18所示，即使当激光光束6对芯片间边界A进行辐照时，每个铁芯组件8的最上层芯片4和后面的铁芯组件8的最底层芯片4也不会焊接在一起，这样，最上层和最底层的芯片4都不会熔焊在一起。因此，由于每个铁芯组件8都能可靠地和后面的一个铁芯组件在边界A分离开来而不必中断激光光束6的辐照，所以和第一个实施例相似，在第二实施例中也能达到同样的作用。

虽然本发明是应用于前述实施例中的电动机器的铁芯及其制造方法，本发明也可应用于磁拾取器的铁芯或磁带记录器的磁头用铁芯磁或者变压器的铁芯及其制造方法。而且，在前述的实施例中，激光光束的辐照可以连续进行，而不是点辐照。特别要指示的是，即使芯片4的厚度有变化，由于激光光束有连续辐照的优点，所以焊接仍能比较可靠地进行。

上述的介绍和图例只是本发明的原理的一些例证说明，不能单从狭义上去理解。对本领域普通技术人员来说，各种修改和变型也将是显而易见的，根据所附的权利要求书的限定，所有这样的修改和变型都将被视为在本发明的真正精神和范畴之内。

Claims (4)

1。一种叠片铁芯，其中每块薄芯片是按预定的结构尺寸冲压而成，并一片一片地堆叠起来，接着利用激光光束的连续辐照或点辐照对由每个芯片边缘处的多个焊区进行辐照而使芯片焊接组合在一起，以形成两个端面，其特征是，构成铁芯一个端面的芯片具有对应于所述焊区的一半焊区的第一缺口，构成铁芯另一个端面的芯片具有对应于所述焊区的另一半焊区的第二缺口，构成铁芯所述另一端面的芯片的所述一半焊区对应于构成铁芯的所述一个端面的芯片的另一半焊区。

2。一种叠片铁芯的制造方法，其中每块薄芯片是按预定的结构尺寸冲压而成，并一片一片地堆叠起来，接着利用激光光束的连续辐照成点辐照对每个芯片边缘处的多个焊区进行辐照而使芯片焊接组合在一起，以形成两个端面，其特征是包括以下步骤：在构成铁芯一个端面的芯片的所述焊区的一半焊区中成形第一缺口，在构成铁芯另一个端面的芯片的所述焊区的一半焊区中成形第二缺口，构成铁芯所述另一个端面的芯片的所述一半焊区对应于构成铁芯所述一个端面的芯片的另一半焊区。

3。一种叠片铁芯，其中每块薄芯片是按预定的结构尺寸冲压而成，并一片一片地堆叠起来，接着，利用激光光束的连续辐照或点辐照对每个芯片边缘处的多个焊区进行辐照而使芯片焊接组合在一起，以形成两个端面，其特征是，构成铁芯一个端面的芯片在其表面对应于所述焊区的部位上成形有第一凹陷，而构成铁芯另一个端面的芯片在其底侧对应于所述焊区的部位上成形有第二凹陷，第一和第二凹陷的每个凹陷的深度等于或大于所述芯片厚度的一半。

4。一种制造叠片铁芯的方法，其中每块薄芯片是按预定的结构尺寸冲压而成，并一片一片地堆叠起来，接着利用激光光束的连续辐照或点辐照对每个芯片边缘处的多个焊区进行辐照而使芯片焊接组合在一起，以形成两个端面，其特征是包括以下步骤：在构成铁芯一个端面的芯片的表面的对应于所述焊区的部位成形第一凹陷，每个第一凹陷的深度等于或大于所述芯片厚度的一半，和在构成铁芯另一个端面的芯片的底侧的对应于所述焊区的部位成形第二凹陷，每个第二凹陷的深度等于或大于芯片厚度的一半。

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