CN1960137A - 旋转电机用铁芯及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，至少包括下列步骤：制备多片具有圆周率半径的圆弧形铁芯胚板(20)，至少沿该铁芯胚板(20)一侧的圆周边缘冲压出多个线槽(21)，另一侧圆周上形成有多个位置固定的焊接点(22)，在该铁芯胚板(20)端面的多个固定位置上形成有多个定位孔(23)；将该铁芯胚板(20)重叠成多个预定厚度的层叠单元(10a)，并将该多个层叠单元(10a)的端部相互衔接，拼接成多组环形构件(10)；将该多组环形构件(10)重叠，且上下环形构件(10)间的衔接界面(J)相互错开、上下环形构件(10)间定位孔(23)相互对准定位，并通过多个螺栓组件穿过该定位孔(23)连接成一体；及沿该一体的环形构件(10)的多个焊接点(22)上下焊接固定。

Description

旋转电机用铁芯及其组装方法

技术领域

本发明涉及旋转电机用铁芯，特别地涉及一种将多组分别由多个铁芯胚板层叠所组成的环形构件交错重叠的组装方法。

背景技术

传统旋转电机用铁芯诸如定子、外转式转子及内转式转子等的组成方式，如图7所示，大致上由环形的硅钢片上下层叠所构成，该环形硅钢片③的冲制过程中须损耗相当多的废料，如图中网线部分①、②，特别是大尺寸的外转式转子，冲制过程中所损耗的废料几乎高达1/2，因此造成成本相对地居高不下。

为了改善传统旋转电机用铁芯的废料问题，公知技术如图8及图9所示，转绘自中国台湾发明专利第1234917号，揭示了一种「旋转电机用电枢铁芯1’」的组成方式，其主要是通过若干个板状构件层叠成预定片数构成若干磁极齿构件2’，将数量与磁极数相当的磁极齿构件2’呈放射状组合，并以一端为中心而组装成一体。这些磁极齿构件2’包括：多个第1板状构件6’，其一端侧形成磁极齿部3’，另一端侧形成端面4’具有预定外形的基部5’；以及，第2板状构件10’，在该第1板状构件6’的层叠方向与其它的各磁极齿构件2’不同的位置至少插设一片，且其一端侧形成磁极齿部3’，另一端侧形成重叠部9’，该重叠部9’从该基部5’突出而可嵌合于该第1板构件6’的基部5’的端面，并在预定位置形成有贯穿孔7’且形成该基部5’与该后轭部8’，上述旋转电机用铁芯1’通过使这些重叠部9’的贯穿孔7’的位置相一致而组合构成。

上述公开专利的电枢铁芯，通过精细分割的板状构件按预定片数层叠，以一端为中心成放射状组装成一体，虽然该板状构件的冲制过程中能降低废料的损失；但，熟悉此技术的人员从该电枢铁芯的组成方式可以理解的是，该板状构件的对加工精度的需求相当高，相对地对于冲制设备的精密度要求也提高，必须要有较高的技术水平来配合。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能节省材料损耗，大幅降低成本的旋转电机用铁芯及其组装方法。

为了实现上述目的及其它目的，本发明提供一种旋转电机用铁芯的组装方法，至少包括下列步骤：制备多片具有圆周率半径的圆弧形铁芯胚板，至少沿该铁芯胚板一侧的圆周边缘冲压出多个线槽，另一侧圆周上形成有多个位置固定的焊接点，在该铁芯胚板端面的多个固定位置上形成有多个定位孔；将该铁芯胚板重叠成多个预定厚度的层叠单元，并将该多个层叠单元的端部相互衔接，拼接成多组环形构件；将该多组环形构件重叠，且上下环形构件间的衔接界面相互错开、上下环形构件间定位孔相互对准定位，并通过多个螺栓组件穿过该定位孔连接成一体；及沿该一体的环形构件的多个焊接点上下焊接固定。

至少由三个上述铁芯胚板通过端部相接组成一个圆环。

本发明还提供一种旋转电机用铁芯，该铁芯，由多组环形构件重叠所构成，每一组环形构件包含有多个衔接界面，上下环形构件之间该衔接界面相互错开；该环形构件，由多个具有预定厚度的胚料层叠单元的端部相互衔接组成；该层叠单元，由多个铁芯胚板上下重叠成一预定厚度；该铁芯胚板，具有一内径圆周面及一外径圆周面，至少沿其一侧的圆周面形成有多个线槽，另一侧圆周面的多个固定位置上形成有多个焊接点，用于焊接而连接上下铁芯胚板，在该铁芯胚板端面的多个固定位置上形成有多个定位孔；多个螺栓组件，贯穿该铁芯胚板的定位孔连接固定所述铁芯胚板。

该每一铁芯胚板为1/3圆周，形成120°的圆弧形。

该每一铁芯胚板上至少有三个定位孔。

该铁芯胚板的端部到所述园环圆心的连线与靠近端部的定位孔中心到所述园环圆心的连线之间的夹角为20°。

该铁芯胚板上的相邻定位孔中心到所述园环圆心的连线之间的夹角为40°。

该铁芯胚板上焊接点中心设置在相应的定位孔中心到所述园环圆心的连线上。

该上下环形构件各自相邻的衔接界面间在圆周上相互错开40°。

该线槽沿铁芯胚板的外径圆周面而设。

该线槽沿铁芯胚板的内径圆周面而设。

该铁芯使用选自外转式转子、内转式转子或定子中的一种。

根据本发明，该铁芯胚板具有1/3的圆周而形成120°的圆弧扇形，在冲制过程中能充分利用原物料，能在废料损耗最少的情况下作最佳化布局。并且，该上下环形构件间的衔接界面平均分配而相互错开40°，上下定位孔之间可相互对准而通过螺栓组件固接，且通过氩焊沿该焊接点上下焊接固定，以此方式组成的铁芯不但能大幅节省材料，且强度可以获得确保。

附图说明

图1为本发明铁芯胚板的平面示意图。

图2显示图1的铁芯胚板成型过程的实施例示意图。

图3为本发明旋转电机用铁芯组装方法的实施例示意图，其中显示该铁芯成分离状态。

图4显示图3的组合状态的立体图。

图5为本发明旋转电机用铁芯的平面示意图。

图5a为图5中圆圈圈注处的局部放大图。

图6显示以本发明技术成型的铁芯胚板的示意图，其中网线部分为表示废料部分。

图7显示以传统技术成型的铁芯胚板的示意图，其中网线部分为表示废料部分。

图8为在先技术，转绘自中国台湾发明专利第1234917号「旋转电机用电枢铁芯」的组合状态立体图。

图9为在先技术，显示了图8电枢铁芯分解状态的立体图。

具体实施方式

首先说明，本发明涉及的旋转电机用铁芯诸如定子、外转式转子及内转式转子等，以下将以定子为代表的实施例对本发明技术特点作进一步地说明，该实施例仅为较佳的范例并非用来限定本发明的实施范围，谨通过参考附图结合下列详细说明而获得更好的理解。

请参考图1并对照图2至图4，本发明旋转电机用铁芯1的组装方法，其至少包括下列步骤：

步骤一：先准备多片具有圆周率半径的圆弧形铁芯胚板20，如图1所示，沿该铁芯胚板20一侧的圆周边缘冲压出多个线槽21，另一侧圆周的多个定点上形成有多个焊接点22，在该铁芯胚板20端面的多个定点上形成有多个定位孔23，如图2所示为公知冲制设备一次多片连续冲制成型。

步骤二：将该铁芯胚板20重叠成多个预定厚度的层叠单元10a，并将该多个层叠单元10a的端部对端部衔接，拼接成多组环形构件10，如图3所示。

步骤三：将该多组环形构件10重叠，上下环形构件10间的衔接界面J相互错开且定位孔23相互对准定位，并通过多个螺栓组件(图中未示出)穿过该定位孔23，使环形构件10连接成一体，如图4所示。

步骤四：沿该一体的环形构件10的多个焊接点22将上下环形构件10焊接固定。

如图1及图5所示，本发明的铁芯胚板20，依据该铁芯1大小尺寸设计的需要，可由三个或三个以上的铁芯胚板20端部相接而组成一个圆环，较佳地由三个铁芯胚板20构成一个圆环。该铁芯胚板20为1/3圆周而形成120°的圆弧扇形，因此在冲制过程中能充分利用原物料，能在废料损耗最少的情况下作最佳化布局，如图2所示。并且，依照不同型式定子、外转式转子或内转式转子等设计的需要，该线槽21可沿铁芯胚板20的外径圆周面20b而设，或者沿其内径圆周面20a而设。又，该每一铁芯胚板20端面上至少形成有三个定位孔23，相邻定位孔23中心到所述园环圆心连线之间的夹角为40°，即相邻定位孔23之间的圆周夹角为40°，且靠近端部20c的定位孔23中心到所述园环圆心连线与铁芯胚板20端部20c到所述园环圆心连线的夹角为20°，即端部20c与定位孔23中心在圆周上的夹角为40°，该定位孔23的中心与所述园环圆心的连线L穿过相应的该焊接点22的中心。

上述铁芯胚板20的该上下环形构件10的相邻的衔接界面J间在圆周上相互错开40°，也就是相邻两定位孔23间圆周上的夹角，因此各衔接界面J能平均分配而错开，且上下定位孔23之间可相互对准而通过螺栓组件固接，并通过氩焊沿该焊接点22上下焊接固定，以此方式组成的铁芯不但能大幅节省材料且强度可以获得确保。

此外，为了实际比较本发明技术与传统技术的废料损耗率的差异，谨通过图6及图7进一步比较说明，图6为本发明技术(B)，图中网线部分为表示废料部分；图7为显示传统技术(A)，图中网线部分为表示废料部分。举例而言，若以本发明技术(B)和传统技术(A)分别形成一个外径520、内径300的环形铁芯胚板，则：

(A)硅钢板材料面积①为280900；

520面积③为212371.66；

300面积②为70685.83；

损耗为①-③+②＝139214.17；

(B)硅钢板材料面积⑤为232672.76；

扇形胚板面积⑥为47228.61×3＝141685.83；

损耗为⑤-⑥＝90986.93

故传统技术(A)较本发明技术(B)损耗率高出21％。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并不局限本发明的实施范围；即，不偏离本发明所作的均等变化与修饰，应仍属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，至少包括下列步骤：

制备多片具有圆周率半径的圆弧形铁芯胚板(20)，至少沿该铁芯胚板(20)一侧的圆周边缘冲压出多个线槽(21)，另一侧圆周上形成有多个位置固定的焊接点(22)，在该铁芯胚板(20)端面的多个固定位置上形成有多个定位孔(23)；

将该铁芯胚板(20)重叠成多个预定厚度的层叠单元(10a)，并将该多个层叠单元(10a)的端部相互衔接，拼接成多组环形构件(10)；

将该多组环形构件(10)重叠，且上下环形构件(10)间的衔接界面(J)相互错开、上下环形构件(10)间定位孔(23)相互对准定位，并通过多个螺栓组件穿过该定位孔(23)连接成一体；及

沿该一体的环形构件(10)的多个焊接点(22)上下焊接固定。

2.如权利要求1所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，至少由三个铁芯胚板(20)的端部相互衔接组成一个圆环。

3.如权利要求2所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该每一铁芯胚板(20)为1/3圆周，形成120°的圆弧形。

4.如权利要求3所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该每一铁芯胚板(20)上至少有三个定位孔(23)。

5.如权利要求4所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该铁芯胚板(20)的端部(20c)到所述园环圆心的连线与靠近端部的定位孔(23)中心到所述园环圆心的连线之间的夹角为20°。

6.如权利要求5所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该铁芯胚板(20)上的相邻定位孔(23)中心到所述园环圆心的连线之间的夹角为40°。

7.如权利要求6所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该铁芯胚板(20)上焊接点中心设置在相应的定位孔(23)中心到所述园环圆心的连线(L)上。

8.如权利要求6所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该上下环形构件(10)各自相邻的衔接界面(J)间在圆周上相互错开40°。

9.如权利要求6所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该线槽(21)沿铁芯胚板(20)的外径圆周面(20b)而设。

10.如权利要求6所述的旋转电机用铁芯(1)的组装方法，其特征在于，该线槽(21)沿铁芯胚板(20)的内径圆周面(20a)而设。

11.一种旋转电机用铁芯(1)，其特征在于：

该铁芯(1)，由多组环形构件(10)重叠所构成，每一组环形构件(10)包含有多个衔接界面(J)，上下环形构件(10)之间该衔接界面(J)相互错开；

该环形构件(10)，由多个具有预定厚度的胚料层叠单元(10a)的端部相互衔接组成；

该层叠单元(10a)，由多个铁芯胚板(20)上下重叠成一预定厚度；

该铁芯胚板(20)，具有一内径圆周面(20a)及一外径圆周面(20b)，至少沿其一侧的圆周面形成有多个线槽(21)，另一侧圆周面的多个固定位置上形成有多个焊接点(22)，用于焊接而连接上下铁芯胚板，在该铁芯胚板(20)端面的多个固定位置上形成有多个定位孔(23)；

多个螺栓组件，贯穿该铁芯胚板(20)的定位孔(23)连接固定所述铁芯胚板(20)。

12.如权利要求11所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该每一铁芯胚板(20)为1/3圆周，形成120°的圆弧形。

13.如权利要求12所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该每一铁芯胚板(20)上至少有三个定位孔(23)。

14.如权利要求13所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该铁芯胚板(20)的端部(20c)到所述园环圆心的连线与靠近端部的定位孔(23)中心到所述园环圆心的连线之间的夹角为20°。

15.如权利要求14所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该铁芯胚板(20)上的相邻定位孔(23)中心到所述园环圆心的连线之间的夹角为40°。

16.如权利要求15所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该铁芯胚板(20)上焊接点中心设置在相应的定位孔(23)中心到所述园环圆心的连线(L)上。

17.如权利要求15所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该上下环形构件(10)各自相邻的衔接界面(J)间在圆周上相互错开40°。

18.如权利要求15所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该线槽(21)沿铁芯胚板(20)的外径圆周面(20b)而设。

19.如权利要求15所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该线槽(21)沿铁芯胚板(20)的内径圆周面(20a)而设。

20.如权利要求11所述的旋转电机用铁芯(1)，其特征在于，该铁芯(1)使用选自外转式转子、内转式转子或定子中的一种。

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