CN1581639A - 电动机铁心、电动机以及电动机铁心的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种电动机铁心，叠层直形铁心1，该直形铁心1的多个齿部11通过具有V字状切口部13的铁心弯曲部12以带状连接，在关闭上述V字状切口部13的方向将上述铁心弯曲部12折曲成环状而形成；其中：在上述直形铁心1的V字状切口部13的前端部外周侧连续地设置孔部14，在上述V字状切口部13的相向面设置凹凸状的凸起，而且，大体平行地对从上述孔部14到上述V字状切口部13的前端部两侧的部分进行局部切除，形成应变防止切口部16、16′。这样，可提高直形铁心的冲裁模的寿命，另外，减小铁心弯曲加工时的应变，维持磁特性，而且提高加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于无电刷直流电动机等电动机的电动机铁心、使用该铁心的电动机以及该电动机铁心的制造方法。
背景技术
通常使用的电动机的铁心叠层多个直形铁心，形成为环状，该直形铁心以带状连接从硅钢板冲裁的多个齿部。
下面根据图10所示带状直形铁心100的局部平面图说明过去的直形铁心。直形铁心100通过具有V字状切口部113的铁心弯曲部112以带状连接多个齿部111，通过冲裁叠层的硅钢板而形成。
电动机铁心通过朝闭合该V字状切口部113的方向折曲该直形铁心100的铁心弯曲部112形成为环形，连接其两端部，形成环状叠层铁心。
在过去的直形铁心100中，如图11所示B部放大图那样，铁心弯曲部112的圆形的孔部114在V字状切口部113的前端部外周侧与V字状切口部113连续地设置(在图11中，V字状前端部设于与孔部114的圆周大体一致的位置)，以当对直形铁心100进行弯曲加工时防止在宽度小的钢板连接部117上产生裂纹地使弯曲变形均匀，另外，设置用于防止邻接的齿部111相互的位置偏移的圆弧状接合部115、115′。
在上述直形铁心100中，在圆形的孔部114与V字状切口部113的交点具有蜂腰状部118，在其两侧形成钢板的凸出部116、116′。为此，当冲裁钢板时，冲裁模的打击强度在钢板凸出部116、116′下降，冲裁模的磨损损伤局部变大，模具寿命下降，导致冲裁模的折旧费、维修费、设备维护费用的增加等成本增大。
当为了实现上述打击强度的均匀化而增大孔部114的直径时，成为齿部111间的磁路的铁心弯曲部112的截面积减少，磁阻增大，磁特性下降，另外，当要降低磁阻时，需要使铁心自身的尺寸较大，存在电动机变大的问题。
另外，当折曲上述直形铁心100、形成环形铁心时，如图12(a)、(b)所示那样，蜂腰状部118两侧的钢板凸出部116和116′的前端部成为铁心弯曲部112的弯曲支点，变形压力局部集中，该变形压力在钢板产生大的应变，另外，另外，该应变变形区域也扩大，成为磁路的铁心弯曲部112的铁损增加，降低磁特性。
另外，折曲铁心弯曲部112时的加工应变的发生或其发生的偏差使环形铁心的形状精度(例如正圆度、同心度、同轴度等)下降，导致使用它的电动机的噪声和振动。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动机铁心、使用该铁心的电动机以及该电动机铁心的制造方法，该电动机铁心通过改良设于构成电动机铁心的直形铁心的弯曲部的切口部的形状，从而提高直形铁心的冲裁模的寿命，另外，通过减小铁心弯曲加工时的钢板的应变从而维持磁特性，而且提高加工精度。
本发明第一方面的电动机的铁心叠层直形铁心，该直形铁心的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部以带状连接，在关闭上述V字状切口部的方向将上述铁心弯曲部折曲成环状而形成；其特征在于：在上述直形铁心的V字状切口部的前端部外周侧连续地设置孔部，在上述V字状切口部的相向面设置凹凸状的凸起，而且，大体平行地对从上述孔部到上述V字状切口部前端部的两侧部分进行局部切除，形成应变防止切口部。
按照本发明的电动机铁心，对从连续地设于直形铁心的V字状切口部前端部外周侧的孔部到上述V字状切口部前端部的两侧部分进一步进行局部切除，形成应变防止切口部，从而没有过去的局部的蜂腰状部，直形铁心冲裁时的打击强度均匀地上升，可防止冲裁模的磨损损伤，提高模具寿命。另外，在进行铁心弯曲部的折曲加工时，应变防止切口部成为弯曲的支点，接触面增大，变形压力分散，所以，可抑制钢板的应变的发生，防止磁特性的下降，而且，可提高弯曲加工精度。另外，由于可维持铁心弯曲部的孔径，所以，不出现磁阻的增加导致的磁特性的下降和铁心的大型化。
本发明第二方面的电动机的铁心特征在于：铁心叠层直形铁心和分离铁心体，该直形铁心的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部以带状连接，该分离铁心体排列多个对各齿部切离的分离铁心；在关闭上述V字状切口部的方向将上述铁心弯曲部折曲成环状而形成。
按照本发明的电动机铁心，由于在铁心弯曲部形成齿部间的连接部和非连接部并叠层，所以，形成环状的折曲加工容易，铁心背部少，铁心易于形成为圆形，另外，可减小使用它的电动机的齿槽效应转矩和转矩波动，实现低振动和低噪声。
本发明第三方面的电动机的铁心特征在于：上述直形铁心的V字状切口部在其前端部外周侧连续地设置孔部，在上述V字状切口部的相向面设置凹凸状的凸起，而且，大体平行地对从上述孔部到上述V字状切口部前端部的两侧部分进行局部切除，形成应变防止切口部。
按照本发明的电动机铁心，直形铁心冲裁强度均匀地上升，防止冲裁模的磨损损伤，提高模具寿命；另外，可抑制弯曲加工时的钢板的应变发生，防止磁特性的下降，而且可提高弯曲加工精度，维持铁心弯曲部的孔径，不需要磁特性的下降和铁心的大型化。另外，铁心的正圆度提高，电动机的齿槽效应转矩和转矩波动减小，可实现低振动和低噪声化。
本发明第四方面的电动机的特征在于：在第一至第三方面中的任一项记载的电动机铁心形成绝缘部，在其上卷绕线圈，形成定子，设置了具有与上述定子相向设置的磁性体的转子。
在本发明的电动机中，通过使用磁特性优良的定子，可廉价地获得驱动性能优良、噪声和振动少的电动机，特别是可提供小型高性能的无电刷直流电动机。
本发明的第五方面提供一种电动机铁心的制造方法，其特征在于：通过冲裁叠层的钢板形成直形铁心，该直形铁心的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部以带状连接，进行该冲裁时，在上述V字状切口部形成与其前端部外周侧连续的孔部、设于与上述V字状切口部的相向面的凹凸状凸起、及对从上述孔部到上述V字状切口部前端部的两侧部分大体平行地进行局部切除的应变防止切口部；在关闭直形铁心的上述V字状切口部的方向将上述铁心弯曲部折曲成环状，连接其两端部，形成铁心。
按照本发明的电动机铁心的制造方法，直形铁心的冲裁时打击强度上升，可防止冲裁模的磨损损伤，提高模具寿命。另外，在进行铁心弯曲部的折曲加工时，应变防止切口部成为弯曲的支点，对钢板的变形压力分散、降低，所以，可抑制应变的发生，防止弯曲部的磁特性的下降，提高弯曲加工精度。另外，由于可维持铁心弯曲部的孔径，所以，不出现磁阻的增加导致的磁特性的下降和铁心的大型化。
附图说明
图1为第1实施形式的直形铁心的平面图。
图2为图1的局部放大图。
图3为第1实施形式的V字状切口部的放大图。
图4为第1实施形式的V字状切口部的弯曲加工时的说明图。
图5为第1实施形式的铁心的透视图。
图6为第1实施形式的铁心的局部断面透视图。
图7为示出铁心的正圆度的圆图。
图8为第2实施形式的分离铁心体的平面图。
图9为第2实施形式的叠层铁心的侧面图。
图10为过去例子的直形铁心的局部放大图。
图11为过去例子的V字状切口部的放大图。
图12为过去例子的V字状切口部的弯曲加工时的说明图。
具体实施方式
(第1实施形式)
下面根据图1～7说明本发明的第1实施形式。
图1为构成无电刷直流电动机的铁心的直形铁心1的平面图。图2为图1所示直形铁心1的局部放大图，图3为设于铁心弯曲部的V字状切口部(图2的A部)的放大图。
如图1、2所示，直形铁心1通过使用冲裁模由压力机从叠层的硅钢板进行冲裁而形成，多个T字状齿部11通过具有V字状切口部13的铁心弯曲部12的切口部13底部的宽度狭小的连接部17连接成带状，凿紧用孔21开设于预定位置，在其两端部设置用于折曲直形铁心1连接成环状的连接部20a、20b。
上述直形铁心1的V字状切口部13如图3所示A部放大图那样，在V字状切口部13的前端外周侧连续地设置圆形的孔部14(在图中V字状前端部设置于与孔部圆周大体一致的位置)，防止进行弯曲加工时发生宽度狭小的连接部17的裂纹，铁心弯曲部12的弯曲变形均匀，另外，在V字状切口部13的相对面设置具有凹凸状的凸起的圆弧状接合部15、15′，以防止邻接的齿部11相互的位置偏移，各齿部11均匀形成为环状。
上述V字状切口部13的前端部大体平行地对从圆形的孔部14到V字状切口部13前端部的两侧斜边18a、18b的部分进行局部切除，形成应变防止切口部16、16′。该应变防止切口部16、16′不具有过去的包括局部凸出部的蜂腰状部，具有从孔部14到V字状切口部13前端部的两侧斜边18a、18b的大体直线状的蜂腰状。
在上述直形铁心1中，由于具有从铁心弯曲部12的圆形孔部14到V字状切口部13大体形成为直线状的应变防止切口部16、16′，所以，钢板冲裁时的打击力在冲裁模的刃部整体均匀，打击强度在蜂腰部局部下降，冲裁模的打击强度上升，可防止局部的磨损损伤。
这样，不仅可提高冲裁的加工效率，而且冲裁模的寿命变长，模具的折旧费、维修费用、设备的维护费用减少，可节省其费用。
另外，通过对上述V字状切口部13的形状进行改良，不需要为了增大过去的蜂腰状部提高打击力而使铁心弯曲部12的孔部14的直径较大，可维持齿部11间的磁路的截面积以保持磁阻，获得与过去同等的磁特性。另外，不需要增大铁心自身的尺寸、降低磁阻，不会导致无电刷直流电动机的大型化。
在上述直形铁心1中，当折曲铁心弯曲部12形成环状铁心时，如图4(a)、(b)所示那样，使铁心弯曲部12的应变防止切口部16和16′成为弯曲的支点地以直线状使钢板接触，所以，其变形压力分散，由变形产生的钢板的应变19少，另外，应变发生区域与过去相比也大幅度降低。
这样，不增加成为磁路的铁心弯曲部12的铁损，即可进行叠层铁心的弯曲加工，不对磁特性产生影响即可良好地保持磁效率。
另外，折曲铁心弯曲部12时的加工应变发生减少，铁心形状的加工精度提高，正圆度、铁心间的同心度和同轴度等良好，可获得加工精度高的铁心，可减少无电刷直流电动机的噪声、振动的发生。
本发明的无电刷直流电动机的铁心2在进一步叠层多个该直形铁心1作为预定的厚度固定后，如图5所示那样，在关闭该V字状切口部13的方向上折曲铁心弯曲部12形成为环状，连接(图中未示出)铁心两端的连接部20a和20b，从而形成环状叠层铁心，形成铁心2。
另外，铁心2通过在金属模内以熔融状态注入模制成形用的模制树脂4，由嵌入成形覆盖其外周面(图中未示出)，可获得在图6所示那样的周面形成绝缘部的定子的铁心3。但是，在无电刷直流电动机内与转子相对的叠层齿部22的前端部22a不由树脂覆盖，保持露出状态。
图7为示出本发明和过去的产品的铁心正圆度的圆图，图7(a)为本发明产品，(b)为过去的产品。在图7中，按10度的间隔测定铁心全周的外周半径，以雷达图状示出测定值相对设计半径的差异。铁心半径的测定在叠层方向的3个部位进行，图中的A(◆)为铁心上层部的测定位置，B(■)为中央部的测定位置，C(●)为下层部的测定位置。
由图中可看出，在本发明的铁心中，半径沿全周大体位于设计半径(图的0点圆周上)，即使脱离设计值，差也处于±0.05mm的范围内，铁心的正圆度优良。另一方面，过去产品的半径在铁心周上的偏差大，特别是存在局部地从设计值偏离较大(与设计值的差在±0.15mm左右)的部位，铁心成为变形的圆形，正圆度差，成为振动和噪声的原因。
覆盖模制树脂后的铁心3在各齿部22的周面卷绕线圈，完成定子，组装到无电刷直流电动机。
包括该定子和具有与该定子相对的永久磁铁等磁性体的转子的无电刷直流电动机具有优良的磁特性，效率高，而且可实现低噪声、低振动化，并可降低成本，作为适合于空调风扇或鼓风机等用途的小型的无电刷直流电动机有用。
(第2实施形式)。
图8为用于形成第2实施形式的铁心的分离铁心体30的平面图。分离铁心体30排列多个对各齿部32在铁心弯曲部分33切离的分离铁心31形成铁心体。
图9所示叠层铁心4通过使分离铁心体30和用于上述第1实施形式的直形铁心1交替地叠层并使两者的齿部32和11相互重合而获得，该直形铁心1的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部连接成带状。如图9的叠层铁心4的侧面图所示那样，在叠层铁心4的铁心弯曲部分33将纵向的狭槽35形成于邻接的分离铁心31、31之间，在叠层铁心4的齿部间交替地设置连接部与狭槽35。
在该第2实施形式中，在关闭直形铁心1的V字状切口部的方向折曲将铁心形成为环状，由于设置狭槽35的铁心弯曲部分33的折曲加工容易，所以，铁心背部减少，铁心的正圆度进一步提高，可减小将该铁心用于定子的无电刷直流电动机的齿槽效应转矩和转矩波动，进一步实现低振动和低噪声化。
上述叠层铁心4通过相互叠层预定数量的分离铁心体30和直形铁心1而获得，但也可交替地叠层不特定数量的分离铁心体30和直形铁心1，在叠层铁心的铁心弯曲部沿厚度方向不规则地配置交替形成的连接部和狭槽的高度。
另外，在使该叠层铁心4绝缘后，卷绕线圈，在卷曲了叠层铁心的定子的除内径外的外部整体上覆盖模制树脂，从而可制成形状较薄、抗振且耐湿气的电动机。
如以上说明的那样，本发明的电动机铁心可提高构成铁心的直形铁心的冲裁用模的寿命，降低模具费用、其折旧费、维护费用，降低成本。另外，可在从直形铁心形成环状铁心时的弯曲加工中抑制铁心弯曲部的应变，维持磁特性，保持电动机的高效率，而且通过提高加工精度可获得高精度的定子，所以，可减小齿槽效应转矩和转矩波动，获得可实现低振动和低噪声化的电动机。
另外，在本发明的电动机铁心的制造方法中，可廉价地制造上述直形铁心，提供加工精度和磁特性优良的适合于无电刷直流电动机的铁心和定子。
Claims (6)
1.一种电动机铁心，叠层直形铁心，该直形铁心的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部以带状连接，在关闭上述V字状切口部的方向将上述铁心弯曲部折曲成环状而形成；其特征在于：在上述直形铁心的V字状切口部的前端部外周侧连续地设置孔部，在上述V字状切口部的相向面设置凹凸状的凸起，而且，大体平行地对从上述孔部到上述V字状切口部前端部的两侧部分进行局部切除，形成应变防止切口部。
2.一种电动机铁心，其特征在于：叠层直形铁心和分离铁心体，该直形铁心的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部以带状连接，该分离铁心体排列多个对各齿部切离的分离铁心；在关闭上述V字状切口部的方向将上述铁心弯曲部折曲成环状而形成。
3.根据权利要求2所述的电动机铁心，其特征在于：上述直形铁心的V字状切口部在其前端部外周侧连续地设置孔部，在上述V字状切口部的相向面设置凹凸状的凸起，而且，大体平行地对从上述孔部到上述V字状切口部前端部的两侧的部分进行局部切除，形成应变防止切口部。
4.一种电动机，其特征在于：在权利要求1～权利要求3中任一项所述的电动机铁心形成绝缘部，在其上卷绕线圈，形成定子，并设置了具有与上述定子相向设置的磁性体的转子。
5.一种电动机铁心的制造方法，其特征在于：通过冲裁叠层的钢板形成直形铁心，该直形铁心的多个齿部通过具有V字状切口部的铁心弯曲部以带状连接；进行该冲裁时，在上述V字状切口部形成与其前端部外周侧连续的孔部、设于上述V字状切口部的相向面的凹凸状凸起、及对从上述孔部到上述V字状切口部前端部的两侧部分大体平行地进行局部切除的应变防止切口部；在关闭上述直形铁心的上述V字状切口部的方向将上述铁心弯曲部折曲成环状，连接其两端部，形成铁心。
6.根据权利要求4所述的电动机，其特征在于：由模制树脂覆盖上述定子的除内径外的外部整体。
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