CN216981642U - 一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片、定子铁心及电机 - Google Patents

Abstract

一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，包括轭部和齿组，所述齿组包括相配对的齿身组和齿顶组，所述轭部与所述齿身组一体成型，所述轭部及所述齿身组用于共同螺旋卷绕并各自上下对应堆叠，所述齿顶组与所述轭部及所述齿身组相独立，所述齿顶组用于上下堆叠并与同样堆叠的所述齿身组拼合固定；一种定子铁心，主要由若干所述的定子冲片螺旋卷绕并上下堆叠组成；一种电机，包括所述的定子铁心。本实用新型通过将所述定子冲片分开冲制成可组装的两部分的方式，不仅可仍然沿用传统的冲制方法，提高原材料利用率，还使得所述齿顶组的单个齿顶宽度不再受限于所述齿身组，进而使得由所述齿顶组形成的槽口的宽度符合电机性能的设计要求，大幅提升电机性能。

Description

一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片、定子铁心及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体是一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片、定子铁心及电机。

背景技术

现有的电机铁心由冲片叠压而成，冲片的具体形式主要有环状定子冲片和螺旋卷绕式定子冲片两种。

环状定子冲片一般是采用整环冲制方法，即在一块原材料基片上，利用模具直接冲出所要求的成品，多片环状定子冲片叠合成铁心，由于环状定子冲片在制作过程中，会在基片上直接冲掉一配合电机轴的作为废料的中心圆块部分，故此方法的材料利用率很低。

螺旋卷绕式定子冲片一般采用双列交错插补的冲制方法，即在一块原材料基片上，利用模具冲出初始的双列直条状冲片，现有技术中也已成熟应用，如申请号为CN201320850709.1的中国实用新型专利公开的一种电动汽车卷绕铁芯就是利用这样的方法制得，其包括环形的轭部和均布于轭部外边缘的齿部，齿部间为嵌线槽；所述电动汽车卷绕铁芯由直列式带状冲片按螺旋路径卷绕叠合而成，所述齿部包括齿根和齿冠，所述齿根与轭部连接处设有驱动销配合槽。螺旋卷绕式定子冲片在制作过程中，不仅不会产生如制作环状定子冲片时的中心圆块部分的大量废料，还能够一次冲制成型双列直条状冲片，故材料利用率大幅提高，变相降低成本，提高产量。不过，现有的螺旋卷绕式定子冲片却也同时伴随产生了新的产品性能问题。由于双列交错插补的冲制方式是让其中一列的齿体成型在另一列的嵌线槽中，故齿顶宽度必然受限于线槽宽度，齿顶宽度无法做到足够大的尺寸，直条状冲片的齿顶之间即存在初始的间隔，在直条状冲片螺旋卷绕成型后，齿顶之间的间隔会进一步扩大，也即最终定子冲片的嵌线槽槽口会相对较宽，而槽口越宽则会使转矩越大、转矩系数越小，进而导致电机性能恶化，如出现电流变大、效率降低、噪音变大、振动变大、容易变形等不良后果。目前，为了避免前述提到的问题，一些这样的冲片在成型时，通过于齿体与轭部接壤处冲压出一些缺口部分以使得冲制出的齿顶本身的宽度相对增大的方式，来尽可能地减小最终冲片的槽口宽度，虽然的确可行，但是这样并不能彻底解决问题。因为对于齿部和轭部而言，它们处在电机磁密最大的地方，其上开设缺口会对电机的磁密产生影响，导致局部磁密较大，最终使得电机磁路磁阻较大，电机效率较低，轭部刚性较差，电机在高速运行时转子的径向磁拉力导致定子铁心径向周期性的变形，产生基频整数倍的电磁噪音。

实用新型内容

本实用新型的技术目的之一在于提供一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，解决现有技术中存在的问题。

该实用新型的具体技术方案如下：一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，包括轭部和齿组，所述齿组均匀间隔地排布在所述轭部的外侧上并形成用于绕线的线槽，所述齿组包括相配对的齿身组和齿顶组，所述轭部与所述齿身组一体成型，所述轭部及所述齿身组用于共同螺旋卷绕并各自上下对应堆叠；所述齿顶组与所述轭部及所述齿身组相独立，所述齿顶组用于上下堆叠并与同样堆叠的所述齿身组拼合固定。

作为优选，所述齿身组包括第一齿身和第二齿身，所述第二齿身包括与所述第一齿身重合的主体部分和相对于所述第一齿身额外具有的齿顶配合部分，同一所述轭部上可仅设有所述第一齿身或仅设有所述第二齿身或所述第一齿身、所述第二齿身均设有，相邻的所述第一齿身之间的间隔、相邻的所述第二齿身之间的间隔以及相邻的第一齿身与所述第二齿身之间的间隔相同；所述齿顶组包括第一齿顶和第二齿顶，所述第一齿顶包括与所述第二齿顶重合的主体部分和相对于所述第二齿顶额外具有的齿身配合部分，所述第一齿顶与所述第一齿身拼合成单个完整齿，所述第二齿顶与所述第二齿身拼合成单个完整齿，由所述第二齿顶与所述齿顶配合部分拼合的整体与所述第一齿顶的形状相同。

作为优选，所述齿顶配合部分、所述齿身配合部分上设有互固定部，所述互固定部用于供各自上下堆叠的所述第二齿身与所述第一齿顶相互连接固定。

作为优选，所述第一齿顶、所述第二齿顶上均设有齿顶自固定部，所述齿顶自固定部用于供上下堆叠的所述第一齿顶或上下堆叠的所述第二齿顶或上下堆叠的所述第一齿顶与所述第二齿顶相互连接固定。

作为优选，所述第一齿身、所述第二齿身上均设有齿身自固定部，所述齿身自固定部用于供上下堆叠的所述第一齿身或上下堆叠的所述第二齿身或上下堆叠的所述第一齿身与所述第二齿身相互连接固定。

作为优选，所述轭部上设有轭部自固定部，所述轭部自固定部用于供上下堆叠的所述轭部相互连接固定。

作为优选，所述轭部的内周上设有卷绕工艺槽，所述卷绕工艺槽与所述齿身组中的每个齿身对齐。

本实用新型的再一技术目的在于提供一种定子铁心，解决现有技术问题。

该实用新型的具体技术方案如下：一种定子铁心，主要由若干所述的定子冲片螺旋卷绕并上下堆叠组成。

作为优选，所述轭部、所述齿身组、所述齿顶组各自上下堆叠并固定，并且堆叠的所述齿身组与堆叠的所述齿顶组的拼合面非竖直平整面而为存在凹凸互补部分的面，所述齿身组与所述齿顶组通过所述凹凸互补部分相互固定。

本实用新型的再一技术目的在于提供一种电机，解决现有技术问题。

该实用新型的具体技术方案如下：一种电机，包括所述的定子铁心。

本实用新型的技术优点在于所述的定子冲片、所述定子铁心及所述电机，通过将所述定子冲片分开冲制成由所述齿顶组组成的一部分和由所述轭部及所述齿身组组成的另一部分的方式，不仅可仍然沿用传统的冲制方法，使得所述齿身组与所述齿顶组的成型互不影响而可各自按需制作，进一步提高原材料利用率，降低成本，还使得所述齿顶组的单个齿顶宽度不再受限于所述齿身组所形成的所述线槽宽度而可按需进行制作，进而使得由所述齿顶组形成的槽口的宽度符合电机性能的设计要求，确保电机转矩及转矩系数良好，避免造成电流较大、噪音较大、振动较大、效率较低、容易变形等电机性能问题，有效解决现有技术中材料利用率高与电机性能的矛盾。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述定子冲片或者所述定子铁心的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述定子冲片或者所述定子铁心的俯视结构示意图；

图3为本实用新型实施例一体成型的所述轭部及所述齿身组的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述齿顶组的结构示意图；

图5为本实用新型实施例有关所述齿顶组与所述齿身组相固定的剖视图；

图中编号对应的各部分名称分别为：1-轭部，2-齿组，21-齿身组，211-第一齿身，212-第二齿身，2121-齿顶配合部分，22-齿顶组，221-第一齿顶，2211-齿身配合部分，222-第二齿顶，a-互固定部，b-齿顶自固定部，c-齿身自固定部，d-轭部自固定部，e-卷绕工艺槽。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本实用新型作进一步说明：

图1、图2所示的可以看作是一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片的实施例，也可以看作是由该定子冲片组成的定子铁心的实施例，以定子冲片的角度来描述，其包括轭部1和齿组2，齿组2均匀间隔地排布在轭部1的外侧上并形成用于绕线的线槽3，齿组2包括相配对的齿身组21和齿顶组22，轭部1与齿身组21通过冲压的方式一体成型，具体是利用相应的模具在原材料基片上冲制出不带齿顶组22的双列交错插补的直条状初始冲片，见图3，之后，再将该直条状冲片螺旋卷绕，也即将轭部1及齿身组21共同螺旋卷绕并使各自上下对应堆叠得到不带齿顶组22的成品定子冲片；齿顶组22与轭部1及齿身组21相独立，也是通过冲压的方式成型，见图4，具体可以利用相应的模具在原材料基片上冲制出相邻个体之间侧向连接的齿顶组22，侧向连接处可带有压痕，方便单个齿顶之间的分断，齿顶组22用于上下堆叠并与同样堆叠的齿身组21拼合固定。

不同于传统的定子冲片在冲压成型时单个齿顶的宽度必定不超过相邻齿身之间的间隔的情况，齿顶组22的单独成型使其无论在宽度还是形状等方面，均可以根据实际的电机性能需求来较自由地设定，不再受相邻齿身间隔所限，因此最终的定子冲片的线槽槽口可以做到符合电机性能需求的尽可能小的程度，使得电机转矩尽可能小、转矩系数尽可能大，而轭部1及齿身组21在脱离与齿顶组22共同成型的限制后，实际也同样能进行更自由地设定，从而使得线槽宽度、轭部刚性也能更符合电机性能需求，因此电机性能能够得到大幅改善，在电流、效率、噪音、振动、抗变形等方面均能有良好的表现；并且，由轭部1及齿身组21组成的部分仍然可以沿用传统的双列交错插补的冲压方式，齿顶组22也可以通过冲压得到，原材料利用率仍然较高，不会造成材料浪费，成本依旧较低易控，申请人经过试验显示，在利用同样的双列交错插补冲压方式冲制一体式的定子冲片时，材料的利用率在70%左右，而在冲制本实施例的分体式的定子冲片时，材料的利用率相对提高到75%左右。

齿身组21包括第一齿身211和第二齿身212，第二齿身212包括与第一齿身211重合的主体部分和相对于第一齿身211额外具有的齿顶配合部分2121，图中所示第一齿身211、第二齿身212其实是存在长度差别，即齿顶配合部分2121为相对多出来的那一部分，而齿顶配合部分2121的形状则主要依照与相配合的齿顶组22的齿顶而定；齿顶组22包括第一齿顶221和第二齿顶222，第一齿顶221包括与第二齿顶222重合的主体部分和相对于第二齿顶222额外具有的齿身配合部分2211，第一齿顶221与第一齿身211拼合成单个完整齿，第二齿顶222与第二齿身212拼合成单个完整齿，由第二齿顶222与齿顶配合部分2121拼合的整体与第一齿顶221的形状相同，图示的第一齿顶221为带有相对的凸出部分的齿顶，第二齿顶222为带有相对的凹口部分的齿顶，该凹口部分的形状就是齿顶配合部分2121的形状。这样设置是为了在定子冲片螺旋卷绕并堆叠成铁心后，使齿身组21形成交替的由若干第一齿身211堆叠的部分与若干第二齿身212堆叠的部分，齿顶组22形成交替的由若干第一齿顶221堆叠的部分和若干第二齿顶222堆叠的部分，也即齿身组21和齿顶组22两者的拼接面带有凹陷的插口部和凸出的插头部而非竖直平整，见图1、图5，相当于是将齿顶组22与齿身组21相互插接拼合，定位准确方便，齿身组21、齿顶组22在各自同类堆叠固定后，再通过凹凸互补部分方便牢固地相互定位及固定。

关于齿身组21、齿顶组22各自同类堆叠固定的设置为，第一齿顶221、第二齿顶222上均设有齿顶自固定部b，齿顶自固定部b用于供上下堆叠的第一齿顶221或上下堆叠的第二齿顶222或上下堆叠的第一齿顶221与第二齿顶222相互连接固定；第一齿身211、第二齿身212上均设有齿身自固定部c，齿身自固定部c用于供上下堆叠的第一齿身211或上下堆叠的第二齿身212或上下堆叠的第一齿身211与第二齿身212相互连接固定。齿顶自固定部b、齿身自固定部c均可以设置成自铆点或者自扣部等形式，如在单个齿顶或齿身的上表面设置契合凹槽而在其下表面设置契合凸起，两者匹配扣合在一起，实现齿顶与齿顶之间、齿身与齿身之间的自相固定，定位连接方便，齿身组21之间不会分开弹起，齿顶组22之间不会分开散乱。

关于齿身组21和齿顶组22之间的相互固定，见图5，齿顶配合部分2121、齿身配合部分2211上设有互固定部a，互固定部a用于供各自上下堆叠的第二齿身212与第一齿顶221相互连接固定，互固定部a可以设置成铆钉孔，通过铆钉接入来讲齿顶配合部分2121和齿身配合部分2211相互固定在一起，也即是将各自堆叠好且自固定后的齿身组21和齿顶组22相互固定在一起，从而组装成一体。

值得一提的是，实际对于齿顶、齿身的形状或者说对于齿顶配合部分2121、齿身配合部分2211的形状还可以有不同于本实施例附图中那样的其他变形设计，只要能使得最终齿身组21、齿顶组22在构成定子铁心的一部分时，能够使得两者的拼合面非竖直平整面而为存在凹凸互补部分的面即可。

除齿身组21、齿顶组22需要自固定外，轭部1在螺旋卷绕并上下堆叠后也需要进行自固定，故在轭部1上也设有轭部自固定部d，轭部自固定部d也采用和齿顶自固定部b或齿身自固定部c同样的自铆点或自扣部等形式，定位连接方便，防止弹起。此外，轭部1的与齿身组21中的每个齿身对齐的内周上还设有卷绕工艺槽e，卷绕工艺槽e方便轭部1进行卷绕成型，设置处是磁密相对较低处，开槽对轭部1的磁密影响相对较小。本实施例中卷绕工艺槽e设置成半圆形，其也可以设置成矩形、三角形或其他规则多边形或不规则形状，只要能正常提供可形变量而便于引导轭部1顺畅地螺旋卷绕即可。

若齿身组21、齿顶组22各自都是同样的个体堆叠，不设置如齿顶配合部分2121、齿身配合部分2211这样的形状或者说无长短之分，即齿身组21、齿顶组22两者的拼接面都是竖直平整的，则两者在拼合时不仅难以对齐定位，且两者在固定连接时一般需借助于焊接手段而需对每一单独的齿身、齿顶进行焊接，操作非常不便，也难以确保连接平整及连接强度。

本实施例中的定子铁心主要由若干的前述的定子冲片螺旋卷绕并上下堆叠组成，轭部1、齿身组21、齿顶组22各自上下堆叠并自固定，并且堆叠的齿身组21与堆叠的齿顶组22的拼合面非竖直平整面而为存在凹凸互补部分的面，即由第一齿身211、第二齿身212以及第一齿顶221、第二齿顶222拼合而形成。值得一提的是，对于单独冲制出的轭部1及齿身组21来说，同一轭部1上可仅设有第一齿身211或仅设有第二齿身212或第一齿身211、第二齿身212均设有，相邻的第一齿身211之间的间隔、相邻的第二齿身212之间的间隔以及相邻的第一齿身211与第二齿身212之间的间隔相同，因为在组成定子铁心时，可以通过多个单独的轭部1首尾固定连接（如焊接）拼装而来。本实施例的定子铁心最终应用到电机结构中，从而得到性能大幅改善的新型电机。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本实用新型的实施例只作为举例而并不限制本实用新型。本实用新型的目的已经完整有效地实现。本实用新型的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离原理下，本实用新型的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，包括轭部（1）和齿组（2），所述齿组（2）均匀间隔地排布在所述轭部（1）的外侧上并形成用于绕线的线槽（3），其特征在于：所述齿组（2）包括相配对的齿身组（21）和齿顶组（22），所述轭部（1）与所述齿身组（21）一体成型，所述轭部（1）及所述齿身组（21）用于共同螺旋卷绕并各自上下对应堆叠；所述齿顶组（22）与所述轭部（1）及所述齿身组（21）相独立，所述齿顶组（22）用于上下堆叠并与同样堆叠的所述齿身组（21）拼合固定。

2.根据权利要求1所述的一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，其特征在于：所述齿身组（21）包括第一齿身（211）和第二齿身（212），所述第二齿身（212）包括与所述第一齿身（211）重合的主体部分和相对于所述第一齿身（211）额外具有的齿顶配合部分（2121），同一所述轭部（1）上可仅设有所述第一齿身（211）或仅设有所述第二齿身（212）或所述第一齿身（211）、所述第二齿身（212）均设有，相邻的所述第一齿身（211）之间的间隔、相邻的所述第二齿身（212）之间的间隔以及相邻的第一齿身（211）与所述第二齿身（212）之间的间隔相同；

所述齿顶组（22）包括第一齿顶（221）和第二齿顶（222），所述第一齿顶（221）包括与所述第二齿顶（222）重合的主体部分和相对于所述第二齿顶（222）额外具有的齿身配合部分（2211），所述第一齿顶（221）与所述第一齿身（211）拼合成单个完整齿，所述第二齿顶（222）与所述第二齿身（212）拼合成单个完整齿，由所述第二齿顶（222）与所述齿顶配合部分（2121）拼合的整体与所述第一齿顶（221）的形状相同。

3.根据权利要求2所述的一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，其特征在于：所述齿顶配合部分（2121）、所述齿身配合部分（2211）上设有互固定部（a），所述互固定部（a）用于供各自上下堆叠的所述第二齿身（212）与所述第一齿顶（221）相互连接固定。

4.根据权利要求2所述的一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，其特征在于：所述第一齿顶（221）、所述第二齿顶（222）上均设有齿顶自固定部（b），所述齿顶自固定部（b）用于供上下堆叠的所述第一齿顶（221）或上下堆叠的所述第二齿顶（222）或上下堆叠的所述第一齿顶（221）与所述第二齿顶（222）相互连接固定。

5.根据权利要求2所述的一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，其特征在于：所述第一齿身（211）、所述第二齿身（212）上均设有齿身自固定部（c），所述齿身自固定部（c）用于供上下堆叠的所述第一齿身（211）或上下堆叠的所述第二齿身（212）或上下堆叠的所述第一齿身（211）与所述第二齿身（212）相互连接固定。

6.根据权利要求1所述的一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，其特征在于：所述轭部（1）上设有轭部自固定部（d），所述轭部自固定部（d）用于供上下堆叠的所述轭部（1）相互连接固定。

7.根据权利要求1所述的一种分体组装的螺旋卷绕式定子冲片，其特征在于：所述轭部（1）的与所述齿身组（21）中的每个齿身对齐的内周上设有卷绕工艺槽（e）。

8.一种定子铁心，其特征在于：主要由若干如权利要求1~7任一项所述的定子冲片螺旋卷绕并上下堆叠组成。

9.根据权利要求8所述的一种定子铁心，其特征在于：所述轭部（1）、所述齿身组（21）、所述齿顶组（22）各自上下堆叠并固定，并且堆叠的所述齿身组（21）与堆叠的所述齿顶组（22）的拼合面非竖直平整面而为存在凹凸互补部分的面，所述齿身组（21）与所述齿顶组（22）通过所述凹凸互补部分相互固定。

10.一种电机，其特征在于：包括如权利要求8或9任一项所述的定子铁心。

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