CN1290985A - 定子铁心以及电动机 - Google Patents

Abstract

提供少的零件数量而散热效率高的定子铁心以及构造简单的单位输出的体积小的电动机。具备相对定子铁心12a的中心O1具有非等距离形状的外形111a的多张高导磁率材料的板111;多张板111转动积层构成定子铁心。转动积层可以是每单张进行也可以是每多张一起进行。因为转动积层高导磁率材料的板,所以铁心的外形带有散热翅。

Description

定子铁心以及电动机

本发明涉及定子铁心以及电动机，特别涉及散热性高的定子铁心以及具有这种定子铁心的电动机。这里所说的电动机包含发电机。

作为电动机用的定子铁心的定子，以往是如图7所示的形状，具有卷绕线圈(未图示)的绕线部分2，该绕线部分2的顶部2a形成有装入转子(未图示)的内部形状部分。该定子铁心1一般通过层叠被冲压成规定形状的薄的硅钢片而构成。其外形如图所示形成正方形和圆形等，内部形状的中心和外部形状的中心同心。

电动机在运转中因发生铁损、铜损而发热。在具有如上所述那样的以往的定子铁心的电动机中，发散由该发热产生的热的散热性不一定高，由发热引起的温度上升，阻碍了减小电动机的单位输出的体积，限止了电动机的小型化。另外，如果为了抑制温度上升在定子的外侧嵌入安装作为散热器由铸铝形成的带有散热片的插件并焊接铁板等，则构造复杂化成为成本上升的主要原因。

因而本发明的目的在于：提供零件数量少而散热效率高的定子铁心以及构造简单的单位输出的体积小的电动机。

为了实现上述目的，涉及技术方案1的发明的定子铁心，例如如图1所示，具备多张相同形状的高导磁率材料的板111；多张板111转动层叠而在其外周形成散热翅11a、11b、11c(图6)。

如果形成这种结构，因为转动层叠高导磁率材料的板形成散热翅，所以可以以很少的零件数量提供散热效率高的定子铁心。

为了实现上述目的，涉及技术方案2的发明的定子铁心的特征在于：例如如图1所示，具备相对定子内部形状12a的中心具有非等距形状的外形111a的多张高导磁率材料的板111；多张板111通过转动层叠被积层。

转动层叠可以是每单张转动，也可以是每多张一起转动。内部形状的中心典型的是内部形状的图心。所谓相对内部形状的中心非等距，是说不形成以该中心为中心的圆。外部形状可以是圆，但该外圆的中心与上述内部形状的中心不一致即可。

如果形成这种结构，因为高导磁率材料的板被转动层叠，所以铁心的外形呈带散热翅的形状。

在此如技术方案3所述，在技术方案2所述的定子铁心中，理想的是外形被形成圆形或者多角形；使内部形状的中心O1，和上述外部形状的中心O2偏心。

如果形成这种结构，因为使其偏心，所以外部形状即使是圆形也可以通过转动层叠形成散热翅。当外形是多角形(例如正方形和长方形)的情况下，即便不使其偏心如果选择适当转动角度也可以形成散热翅，但通过使其偏心可以使散热翅伸出得长。

为了实现上述目的，本发明的技术方案4的电动机，例如如图6所示，具备在技术方案1至技术方案3的任意1项所述的定子铁心11；以及适合上述内部形状的转子21。

如果形成这种结构，因为具备定子铁心11，所以可以提供散热性高构造简单、小型的电动机。在此，一般如果从外部驱动转子则电动机产生电力，可以直接利用这种构造作为发电机使用。因而，在本发明中的电动机的概念还包括发电机。

图1是本发明的第1实施方案的定子铁心的斜视图。

图2是展示用在本发明的第2实施方案的定子铁心中的高导磁率材料的板的形状的一例的平面图。

图3是本发明的第3实施方案的定子铁心的斜视图。

图4是展示在图3的实施方案中安装了定子铁心和端盖时的斜视图和侧面图。

图5是展示本发明的第4实施方案的定子铁心的正面图。

图6是展示本发明的第5实施方案的电动机的主要构造的斜视图。

图7是以往的定子铁心的斜视图。

以下，参照附图说明本发明的实施方案。在各图中相互相同或者相当的零件上标有相同或者类似的符号，并省略重复的说明。

图1是本发明的第1实施方案的定子铁心的斜视图。该定子铁心11，是电动机用的定子，通过重叠多张作为高导磁率材料的硅钢板111构成。硅钢板111的厚度在0．3～0．7mm左右，外形111a被形成长方形，内部形状12a被形成仅能以微小的间隙装入转子的圆形。在此，多张硅钢板111被冲压制成相同的形状。但是全部的硅钢板也可以不是同一形状。尤其是外形可以将一部分硅钢板制成不同的形状。

在本实施方案中，内部形状12a被形成为切取了1个圆的圆弧。该1个圆留出卷绕线圈的绕线部分12，以等间隔切取。绕线部分12的顶部12a，以等间隔留下仅能以微小的间隙装入转子的圆形部分。被切除部分的底部12b作为整体，也形成和内部形状同心的形状。

但是，绕线部分的顶部12a不一定是切取了1个圆的圆弧。例如可以形成不是和圆形的转子的间隔为等间隔的间隙，而是间距稍扩展的楔形那样的，形成为中心偏离的多个圆的圆弧。

在图1的例子中，定子铁心在内侧具有规定形状的开口，其开口和作为内部形状的圆弧的顶部12a一同还具有底部12b，底部12b作为整体也是圆形，但底部不一定是圆形，作为整体例如可以形成多角形。

如上所述，在本发明中所述的内部形状，可以考虑只是典型的内部形状部分12a，也可以考虑包含底部12b，冲压出的内部形状孔的整体形状。不论哪种形状，内部形状的中心都是图中的O1。内部形状的中心O1，可以看作将绕线部分12配置为点对称的对称点。这是因为后面叙述的转动积层，是以该中心O1为中心转动，在转动的前后绕线部分重合的缘故。

在本实施方案中，定子铁心11由具有4个绕线部分的高导磁率材料的同一形状的板111构成。其是4极电动机用定子铁心。如果是8极电动机，则绕线部分变为8个(参照图2)。因为用积层板构成，所以在交变磁通通过的情况下，当磁通伴随转子转动的情况下等可以抑制铁损。

在此，作为硅钢板111的外形111a的长方形的中心O2和形成绕线部分12的顶部分12a的内部形状的中心O1偏心。因而，例如如图1所示，硅钢板每转动90°，转动后层叠的各板的绕线部分相互重合。因为4个绕线部分以等间隔配置，所以转动90°后相互重合，并且外形是长方形的长方向的那部分伸出构成散热翅。在图1中，展示了以相当多的张数构成的每一群转动层叠的情况，但也可以每次转动1张钢板。

在图1中，展示了长方形并且内部形状和外部形状偏心的情况，但如果外形不是圆形，即如果是相对内部形状的中心具有非等距形状的外形的硅钢板，则即使内部形状和外部形状同心，也可以通过转动层叠硅钢板形成散热翅。

当然，即使外部形状是圆形如果形成内部形状和外部形状的偏心，也可以形成相对内部中心具有非等距形状的外部形状的硅钢板，通过转动层叠形成散热翅。

如上所述，硅钢板的外形如果使内部形状和外部形状偏心则可以是圆形，外部形状如果是正方形、长方形、其他多角形、椭圆或者圆以外的异形，则内部形状和外部形状无论同心还是偏心，都可以通过转动层叠并适当地选择角度形成散热翅。

当在本定子铁心11的积层方向的前后设置未图示的盖子的情况下，可以只将装入该盖子的凹陷处的钢板的外形制成和定子的内部形状同心，用嵌入形式安装固定，另外也可以在定子铁心11上设置使定子铁心11对前后的盖子确定位置的冲孔。

图2展示在第2实施方案中的定子铁心中使用的，线圈绕线部分是8个，外形大致是正方形的硅钢板的形状的例子。处于外形的四角处的孔是将硅钢板收拢在积层方向上紧固的螺钉的贯通孔。绕线部分设置了8个。即是用于8极电动机的定子铁心的硅钢板。绕线部分是8个，因为外形是正方形，所以转动积层的角度应该是45°。在本实施方案中内部形状是圆形，外部形状是正方形，使各自的中心O1和O2一致。

参照图3说明第3实施方案的定子铁心31。图3(a)是从采用本发明的第3实施方案的定子铁心31的轴方向看的正面图，(b)是斜视图，(c)是侧面图。

该定子铁心31是电动机用的定子，和第1实施方案一样通过积层多张作为高导磁率材料的硅钢板113构成。硅钢板113的外形113a被形成四角是圆角的长方形。但是和第1实施方案的不同之处在于，装入转子的内部形状32a的中心和外形的长方形的中心一致。但是，因为外形是长方形，所以外形相对内部形状的中心是非等距形状这一点是一样的。

在本实施方案中，使形成硅钢板的外形的长方形的短边靠近中央部分，在用和长边的中央部分形成的，1边和该长方形的短边长度相同的正方形的4角附近设置冲孔。冲孔位置位于正方形的4角。

如果重叠这样的多张硅钢板，每转动90°积层，则如(b)的斜视图所示，作为整体成为重叠成十字形的定子铁心。在十字的纵向和横向之间，相互具有作为隔板的功能，形成如(c)的侧面图所示那样的间隙。硅钢板可以每一张转动，但在本图中是集中4～5张0．5mm的硅钢板转动。这样做容易通风，空气冷却效果好是理想的。

参照图4说明在第3实施方案的定子铁心上安装端盖的构成。

图中，端环201是圆环形的零件，圆环形的外径和定子铁心31的外形的长方形的短边尺寸大致相同，圆环形的内径和定子铁心31的内部形状的直径大致相同。在该圆环形的内径和外径之间，开有和定子铁心31的冲孔一致的4个孔。在该孔上，穿入贯通定子铁心的冲孔的螺钉，可以将端环201和定子铁心31紧固为一体。

进而，还可以使用同样的螺钉安装具有轴承的端盖，该轴承是装在定子铁心31的内部形状32a中的转子的轴承。

图中，端盖202，是在中心部分具有转子用的轴承203，在4角开有和上述定子铁心31的冲孔一致的4个孔的、外形是正方形的板。在该端盖202的定子铁心31一侧，形成有未图示的凹陷，端环201被形成得正好嵌入该凹陷中。

在这种构成中，准备2个端盖202，将定子铁心31和端环201的组合体夹在它们之间，通过在4个孔内穿入贯通定子铁心31的冲孔和端环201的4个孔的的螺钉，就可以将定子铁心31以及端环201紧固成一体。

或者，考虑到组装的方便，也可以在用贯通螺钉将端环201和定子铁心31紧固组装成的组合体上，使用被开在端环201上的未图示的螺钉孔，并使用和紧固定子铁心31和端子环201的螺钉不同的螺钉另行组装端盖202。

转动积层的转动角度，可以根据绕线部分的个数、冲孔的数以及或者外形确定。在图1的例子中，设置绕线部分的数为4，冲孔部分的数是4，在图2的例子中，设置绕线部分的数为8，冲孔部分的数为4，在图3的例子中，设置绕线部分的数为12，冲孔部分的数为4。进而在图2的例子中，除了冲孔部分之外还可以设置未图示的保证45°转动的定位孔。

在图5中，展示从第4实施方案的定子铁心的轴方向看的形状。在图中，114是高导磁率材料的板，定子铁心的外形是长方形，绕线部分的数设置成12个，冲孔的数设置成6个。在这样形成时，可以每次转动60°积层。

参照图6，说明第5实施方案的电动机。该实施方案，是在图1的第1实施方案的定子铁心中装入转子21的电动机。在本图中，定子铁心和转子以外的组成零件，例如卷绕在绕线部分上的线圈、定子铁心前后的盖子等省略了图示。如果这样构成，因为形成有散热翅11a、11b、11c，所以散热性提高，可以减少电动机的单位输出的体积。另外不需要通过铸铝和铁板的焊接设置散热器。因而，电动机的零件数减少，可以简单地构成。

如果是使用密封型、外扇型、内扇型等，具备多层的积层板的定子铁心的电动机，则不管什么形式都可以应用本发明。

虽然第5实施方案以电动机为例进行了说明，但其同时也是发电机。这是因为一般如果从外部驱动转子则电动机产生电力，可以直接用该构造作为发电机使用的缘故。

本发明的定子铁心，不限于电动机(发电机)，只要是使用具备多层积层板的定子铁心的电力装置，任何情况都可以应用。例如对于变压器和螺线管的定子铁心也可以应用。

如上所述如果采用本发明，因为板被转动层叠，所以铁心成为带散热翅，散热性提高，可以提供小型的定子铁心。如果在电动机(发电机)中应用这种定子铁心，则可以提供零件数少构造简单小型的电动机(发电机)。

Claims (4)

1．一种定子铁心，其特征在于：

具备多张同一形状的高导磁率材料的板；

上述多张板，通过转动积层而在其外周形成散热翅地被层叠。

2．一种定子铁心，其特征在于：

具备相对定子内部形状的中心具有非等距形状的外形的多张高导磁率材料的板；

上述多张板，通过转动积层而被层叠。

3．如权利要求2所述的定子铁心，其特征在于：

上述外形被形成圆形或者多角形；

并使上述内部形状的中心和上述外形的中心偏心。

4．一种电动机，具备：

权利要求1至3的任意1项所述的定子铁心；

以及适合上述内部形状的转子。

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