CN1489257A - 电机的单位铁心及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供电机的单位铁心及其制造方法。在纵向上，电机的单位铁心与相邻接的单位铁心一边互相对置，一边交错。对于连接铁心中心和齿中央的线来说，由于单位轭铁是在与偏向于邻接的单位铁心相交方向的状态下，从硅钢板上进行冲压，因此，可减少由硅钢板对电机铁心进行冲压后剩余的碎片，并可降低制造成本。

Description

电机的单位铁心及其制造方法

技术领域

本发明是涉及电机的单位铁心，特别涉及单位轭铁对于连接铁心的中心和齿中央的线偏向于某一个方向而形成的电机单元铁心。

背景技术

现有技术的电机铁心10，如图1和图2所示，是在圆周方向上以一定的间隔来形成缝隙2而配置的，由分别卷饶线圈(未图示)的多个齿4和连接上述多个齿4的轭铁6T构成。若上述线圈中有电流流过时，就会形成一个旋转磁场，也就有了磁性。

这样构成的电机铁心10，通过在同一平面上被分割为(360°/缝隙数)个的多个单位铁心2层叠成一定的高度h，构成单位铁心组件30，在圆周方向上相互连接这些单位铁心组件30来制造的。

这里，上述单位铁心20是由单位轭铁6和在上述单位轭铁6上突出的齿4构成的，上述单位轭铁6，是以连接铁心10的中心C₁和齿4的中央C₂的线L₁为基准，左右对称地形成。

可是，应用现有技术的电机的单位铁心20，由于将相邻的单位铁心20a上下对置，在一定的交差状态下，从硅钢板25上进行冲压的，因而产生的余料25a比较多，存在成本高的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提出的一种方案，其目的是提供一种通过减少从硅钢板上冲压单位铁心后的余料，可节省制造成本的电机单位铁心。

为达到上述目的，本发明的电机单位铁心，由在圆周方向上形成的单位轭铁和从上述单位轭铁向半径方向突出的齿构成，通过上述单位轭铁在圆周方向上的相互连接，形成电机铁心，其特征在于，上述单位轭铁以连接上述铁心的中心和上述齿中央的线为中心，偏向于一侧长度变长而形成。

附图说明

图1是表示现有技术的电机的单位铁心的图。

图2是表示现有技术的电机的铁心制造工序的图。

图3是表示本发明的电机的单位铁心的图。

图4a及4b是本发明的一对单位铁心从硅钢板进行冲压状态下的配置图。

图5是表示应用本发明的电机的制造工序的图。

图6是表示按照本发明的θr的L_x、L_y的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的实施例。

本发明的单位铁心50、70，如图3及图5所示，是由单位轭铁51、71和齿72、72构成的，按一定高度层叠多个后，通过单位轭铁51、71在圆周方向上的相互连接，形成电机的铁心60。

如图4a及图5所示，上述单位铁心50、70，是在上述硅钢板55上以上下方向相互对置、交错状态下连续进行冲压，位于下端的单位铁心50的单位轭铁51，以连接位于下端的单位铁心50的铁心60的中心C₃和位于下端的单位铁心50的齿52的中央C₄的线L₂为中心，偏向于一侧长度变长地设计，上端的单位铁心70的单位轭铁71，在与位于下端的单位铁心50的单位轭铁51偏移方向相对的方向上长度变长地偏向设计，通过冲压，可使制造一定数量的单位铁心50、70所需要的硅钢板的面积为最小。

即，位于下端的上述单位铁心50的单位轭铁51，以位于下端的单位铁心50的基准线L₂为中心，顺时针方向长度比反时针方向长度大地形成；位于上述上端的单位铁心70的单位轭铁71，以连接位于上端的单位铁心71的铁心的中心C₆和位于上端的单位铁心70的齿72的中央C₅的线L₃为中心，顺时针方向长度比反时针方向长度大地形成。

更详细地说明的话，就是制造一对单位铁心50、70所需要的硅钢板55的面积S是由下式决定的。

S＝L_x+L_y

L_x＝2×(L_x1+L_x2)+L_x4＝2×(L_x1+((SIR+YL)×sinθ_i))+L_x4

L_y＝2×L_y1+L_y2+L_y3+L_y4＝2×L_y1+L_y2+L_y3+((SIR+YL)×cos(θ_tw/2)-SIR)

这里，L_x1是位于下端的单位铁心50的单位轭铁51以及位于上端的单位铁心70的单位轭铁71的一端和硅钢板55边之间的横向富余的长度；L_x2是与位于上端的单位铁心70相对的位于下端的单位铁心50的单位轭铁51的前端y₁和位于下端的单位铁心50的齿52的中央C₄间的长度；SIR是位于下端的单位铁心50的铁心60的内径；YL是对于位于下端的单位铁心50的铁心60的中心C₃的位于下端的单位铁心50的单位轭铁51的半径方向宽度；θ_i是从位于下端的单位铁心50的基准线L₂到与位于上端的单位铁心70相对的位于下端的单位铁心50的单位轭铁51的前端y₁的角度；L_x4是位于下端的单位铁心50的齿52的中央C₄和位于上端的单位铁心70的齿72的中央C₅之间的长度。

另一方面，图4a中的未说明符号L_x3是位于下端的单位铁心50的齿52和位于上端的单位铁心70的齿72之间的横向最小隔离长度。

L_y1是与位于下端的单位铁心50的基准线L₂在同一条线上的，位于下端的单位铁心50的单位轭铁51的另一端和硅钢板55之间纵向富余的长度以及与位于上端的单位铁心70的基准线L₃在同一条线上的，位于上端的单位铁心70的单位轭铁71的另一端和硅钢板55之间的纵向富余长度、L_y2是位于下端的单位铁心50相对于铁心60的中心C₃的半径宽度，即从位于下端的单位铁心50的铁心的外径SOR中减去位于下端的单位铁心50的铁心的内径SIR后的值。L_y3是位于下端的单位铁心50的齿52和位于上端的单位铁心70的齿72之间的纵向最小隔离长度。L_y4是在纵向上与位于下端的单位铁心50的齿52最近的、位于上端的单位轭铁71的顶点P₁和位于上端的单位铁心70的基准线L₃与位于上端的单位铁心70的单位轭铁71的内周面相交的顶点P₂之间的长度。θ_tw是对于位于上端的单位铁心70的铁心的中心C₆，位于上端的单位铁心70的齿72的绕线部72a的圆周方向两端P₁、P₂之间的角度。

这里，上述L_x1、SIR、YL、L_x4、L_y1、L_y2、L_y3、θ_tw，是制造铁心60时预先设定的值。但是，上述θ_i是从相对于铁心的中心C₃的单位轭铁51的圆周方向两端y₁、y₂之间的角度θ_sy减去从位于下端的单位铁心50的基准线L₂到与位于上端的单位铁心70相对的位于下端的单位铁心50的单位轭铁51的前端y₂的角度θr后的值。由于是在上述θ_sy的范围内任意设定的，因而通过减小上述θ_i，就可以缩小硅钢板55的长度L_x。

这里，位于下端的单位铁心50的单位轭铁51由与铁心60是在同一水平面上的(360°/缝隙数)个构成的，因而θ_sy的值是(360°/缝隙数)。

从而，本发明的单位铁心50、70，对于以上述单位轭铁51、71的基准线L₂、L₃为中心相毗邻的单位铁心50、70的方向偏向一边地进行设计的话，那么，与上述单位轭铁51、71是以基准线L₂、L₃为中心，其长度左右对称的设计相比，制造单位铁心50、70所需要的硅钢板55的面积可以减少。

另外，位于下端的单位铁心50中，当与位于上端的单位铁心70相对的单位轭铁51的前端y₁与位于上端的单位铁心70相对的齿52的扩展部分52b的前端t₁在纵向上是在同一线上，在位于上端的单位铁心70中，也与位于下端的单位铁心50一样，当与位于下端的单位铁心50对置的单位轭铁71的前端y₄与齿72的扩展部分72b的前端t₃在同一线上时，上述硅钢板55的面积最小。

从而，上述θr在与位于上端的单位铁心70对置的单位轭铁51的前端y₁，与位于上端的单位铁心70对置的齿52的扩展部分52b的前端t₁在纵向上是同一线上时，形成最大角度θ_r，max，最好位于上端的单位铁心70的单位轭铁71相对于位于上端的单位铁心的中心C₆偏向于一侧的角度是上述角度θ_r，max。这里，由于当θr为θ_r，max时，θi为最小值θ_i，mix，因而θ_r，max由下式决定。

${\mathrm{\θ}}_{r,\max }={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sy}}-{\mathrm{\θ}}_{i,\min }={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sy}}-{\sin }^{-1}\left(\frac{a}{\mathrm{SIR}+\mathrm{YL}}\right)$

$={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sy}}-{\sin }^{-1}\left(\frac{b}{\mathrm{SIR}+\mathrm{YL}}\right);$

和

               b＝SOR×sin(θ_st/2)

这里，a是当与位于上端的单位铁心70对置的单位轭铁51的前端y₁和与位于上端的单位铁心70不相交的齿52的扩展部分52b的前端t₁在纵向上为同一线上时，是交点y₃和y₁之间的弦的长度，其中y₃是位于下端的单位铁心50的基准线L₂和位于下端的单位铁心50的齿52突出的单位铁心51的外侧面相交的交点，y₁是与位于上端的单位铁心70对置的位于下端的单位铁心50的单位轭铁51的前端。b是位于下端的单位铁心50的齿52的中央C₄和与位于上端的单位铁心70对置的位于下端的单位铁心50的齿52的扩展部分52b的前端t₁之间的弦的长度。由于与上述a取同值，因此，θ_r，max由上式决定。

图6示出将本发明θr的L_x和L_y值作为一例的曲线图。由此得知，对于基准线L₂、L₃来说，上述单位轭铁51、71，通过偏向于一侧长度变长地形成，L_x的值将逐渐变小，L_y的值不受上述θr的影响。

从而，对单位铁心50、70进行成型时所需要的硅钢板55的面积，通过单位铁心50、70的单位轭铁51、71偏向邻接的单位铁心50、70相交的方向成型而缩小。

特别是，由图6可以得知，上述θr为θ_r，max时，硅钢板的长度L_x为最小值。因此，本发明的单位铁心50、70最好以上述角度θ_r，max进行成型，结果是形成本发明的单位铁心50的硅钢板55的制造成本将会比以前降低15～20％。

另一方面，本发明的单位铁心50、70，在与邻接的单位铁心50、70对置的单位轭铁51、71的前端y₁、y₄上形成凹槽51a、71b；在圆周方向上，在与邻接的单位轭铁51、71交错的单位轭铁51、71的前端y₂、y₅上，突出形成嵌入上述凹槽51a、71b的凸起51b、71a；在圆周方向上连接邻接的单位铁心50、70时，通过反复镶嵌与单位轭铁51、71的凹槽51a、71b邻接的单位铁心50、70的凸起51b、71a，就可进行机械和电连接。

用以上构成的本发明的电机单位铁心，在纵向上与相邻接的单位铁心一边互相对置，一边交差。单位轭铁对于连接铁心中心和齿中央的线，偏向于邻接的单位铁心交错方向，在此状态下，从硅钢板上进行冲压，因此，可减少由硅钢板对电机铁心进行冲压后剩余的余料，并可降低制造成本。

Claims (8)

1.一种电机的单位铁心，由在圆周方向形成的单位轭铁和从上述单位轭铁向半径方向突出形成的齿构成，通过在圆周方向上相互连接上述单位轭铁形成电机铁心，其特征在于，

上述单位轭铁以连接上述铁心的中心和上述齿中央的线为中心，偏向一侧长度变长地形成的。

2.如权利要求1所述的电机的单位铁心，其特征在于，上述单位轭铁从连接上述铁心的中心和上述齿中央的线偏向一侧的角度θ_r，max为，

${\mathrm{\θ}}_{r,\max }={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sy}}-{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{SOR}\×\sin (\mathrm{\θst}/2)}{\mathrm{SIR}+\mathrm{YL}}\right)$

其中，θ_sy是相对于铁心中心的单位轭铁两端间的角度，SOR是铁心的外径，θ_st是相对于铁心中心的齿两端间的角度，SIR是铁心的内径，YL是相对于铁心中心的单位轭铁的半径方向长度。

3.如权利要求1所述的电机的单位铁心，其特征在于，上述单位轭铁其长度是以连接上述铁心的中心和上述齿中央的线为中心，在顺时针方向上变长而形成的。

4.如权利要求1所述的电机的单位铁心，其特征在于，上述单位轭铁在一端形成凹槽，在另在一端形成可镶嵌在上述凹槽里的凸起。

5.一种从硅钢板上冲压制造电机的单位铁心的制造方法，该单位铁心由在圆周方向形成的单位轭铁和从上述单位轭铁向半径方向突出的齿构成，在圆周方向连接上述单位轭铁形成电机铁心，其特征在于，

在上述硅钢板上配置上下方向交错的上述单位铁心，并连续进行冲压，位于下端的单位铁心的单位轭铁，是以连接上述电机铁心的中心和上述齿中央的线为中心，偏向于一侧长度变长地设计的，位于上端的单位铁心的单位轭铁，在与位于下端的单位铁心的单位轭铁的偏移方向相反的方向上，长度变长地偏向。

6.如权利要求5所述的电机的单位铁心的制造方法，其特征在于，上述单位轭铁，从连接上述电机铁心的中心和上述齿中央的线偏向一侧的角度θ_r，max为，

${\mathrm{\θ}}_{r,\max }={\mathrm{\θ}}_{\mathrm{sy}}-{\sin }^{-1}\left(\frac{\mathrm{SOR}\×\sin (\mathrm{\θst}/2)}{\mathrm{SIR}+\mathrm{YL}}\right)$

其中，θ_sy是单位轭铁两端间相对于铁心中心的角度，SOR是铁心的外径，θ_st是齿两端间相对于铁心中心的角度，SIR是铁心的内径，YL是单位轭铁相对于铁心中心的半径方向宽度。

7.如权利要求5所述的电机的单位铁心的制造方法，其特征在于，以连接上述铁心的中心和上述齿中央的线为中心，不偏向于一侧的单位轭铁的前端，与以连接上述铁心的中心和上述齿中央的线为中心，位于单位轭铁不偏向于一侧的齿的前端，在纵向位于同一条线上。

8.如权利要求5所述的电机的单位铁心的制造方法，其特征在于，上述铁心的单位轭铁，在一端形成凹槽，在另一端形成镶嵌在上述凹槽里的凸起。

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