DE102011013656A1

DE102011013656A1 - Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns

Info

Publication number: DE102011013656A1
Application number: DE102011013656A
Authority: DE
Inventors: Shinji Ikeda; Kenji Yoshimura; Shingo Matsuoka
Original assignee: Asmo Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2012-05-10
Also published as: JP5450189B2; CN102195417A; CN102195417B; US20110225805A1; JP2011193689A; US8413318B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns bereitgestellt, wobei mehrere Teilkerne, die durch Laminieren von Kernstücken, welche durch Stanzen mit Stanzwerkzeugen hergestellt wurden, gebildet sind, zur Herstellung eines Ankerkerns so miteinander gekoppelt werden, dass sie als Ganzes eine Ringform bilden. Das Verfahren umfasst: Anfertigen mehrerer Sätze der Teilkerne, wobei jeder Satz drei Teilkerne aufweist, um einen Ankerkern zu bilden; und Anordnen der drei Teilkerne in jedem Satz in Abständen von 120° in der Umfangsrichtung. Die drei Teilkerne in jedem Satz sind durch Kernstücke gebildet, die durch den gleichen Teil des gleichen Stanzwerkzeugs gestanzt wurden.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns.
Herkömmlich wurden verschiedene Arten von bürstenlosen Motoren mit einem geteilten Statoraufbau als drehende elektrische Maschinen vorgeschlagen.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-284269 und die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-78779 offenbaren jeweils einen bürstenlosen Motor mit einem geteilten Kernaufbau. Im bürstenlosen Motor, der in jeder der obigen Veröffentlichungen offenbart ist, ist ein Statorkern, der als Ankerkern dient, in mehrere Teilkerne geteilt. Durch Kombinieren der Teilkerne wird ein ringförmiger Statorkern gebildet.
Bei dieser Art von bürstenlosem Motor mit einem geteilten Kernaufbau müssen die Teilkerne zur Verringerung des Rastmoments so zusammengesetzt werden, dass der vollständige Statorkern eine hohe Rundheit aufweist. Dies liegt daran, dass das magnetische Gleichgewicht aufrechterhalten werden muss, um das Rastmoment zu verringern.
Typischerweise müssen dann, wenn Teilkerne 41, die einen Statorkern 40 bilden, so zusammengesetzt werden, dass sie als Ganzes eine wie in 18 gezeigte ringförmige Form bilden, die folgenden Bedingungen zwischen den umfänglich benachbarten Teilkernen 41 erfüllt werden, um das magnetische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten: (1) die distalen Flächen der Zähne von umfänglich benachbarten Teilkernen 41 (die der inneren Umfangsfläche des Statorkerns 40 entsprechen) weisen in der radialen Richtung keine Verrückung oder Stufe (nachstehend als Stufe in der radialen Richtung bezeichnet) Δd1 auf; (2) der Abstand Δd2 zwischen den Zähnen von umfänglich benachbarten Teilkernen 41 (nachstehend als Abstand zwischen den Zähnen bezeichnet) ist konstant; (3) am Berührungsabschnitt X von umfänglich benachbarten Teilkernen 41 ist kein Abstand Δd3 (nachstehend als Abstand des Berührungsabschnitts bezeichnet) vorhanden.
Demgemäß offenbart zum Beispiel die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-284269 eine Technologie, bei der die Scherfläche von Teilkernen vergrößert ist, um eine Schwankung des magnetischen Widerstands zu verringern, wodurch das Rastmoment verringert wird. Außerdem wird nach der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-78779 jeder von mehreren Teilkernen durch Laminieren mehrerer Kernstücke (Teilkernplatten) gebildet, welche durch Stanzen einer bandartigen Walzstahlplatte wie etwa einer Siliziumstahlplatte, bei der es sich um ein Material für laminierte Eisenkerne handelt, hergestellt wurden. Die Kernstücke werden so laminiert, dass die umfänglichen Enden jedes Teilkerns eine kammartige Form aufweisen. Jedes benachbarte Paar der Teilkerne wird durch Verzahnen der kammartigen umfänglichen Enden untereinander miteinander gekoppelt. Dies unterdrückt eine Verringerung des magnetischen Wirkungsgrads, wodurch das Rastmoment verringert wird.
Wenn mehrere Kernstücke durch Stanzen einer bandartigen Walzstahlplatte gebildet werden, wird die bandartige Walzstahlplatte von der stromaufwärts befindlichen Seite zur stromabwärts befindlichen Seite befördert. Während sie befördert wird, wird die bandartige Walzstahlplatte zu mehreren (zum Beispiel zwei) Stanzwerkzeugen geführt.
Dann stanzt ein erstes Stanzwerkzeug an der stromaufwärts befindlichen Seite gleichzeitig Kernstücke in Reihen, die sich in der Querrichtung (in der Breitenrichtung) der Walzstahlplatte erstrecken und entlang der Längsrichtung vorherbestimmte Abstände aufweisen. Dadurch stanzt das erste Stanzwerkzeug Kernstücke in vorherbestimmten Abständen entlang der Längsrichtung der bandartigen Walzstahlplatte.
Nachdem das erste Stanzwerkzeug Kernstücke gestanzt hat, wird die bandartige Walzstahlplatte zu einem zweiten Stanzwerkzeug an der stromabwärts befindlichen Seite geführt. Unter Verwendung der Bereiche in der Längsrichtung der bandartigen Walzstahlplatte, die nicht durch das erste Stanzwerkzeug gestanzt wurden (das heißt, der Bereiche zwischen den gestanzten Bereichen entlang der Längsrichtung), stanzt das zweite Stanzwerkzeug gleichzeitig mehrere Kernstücke.
Auf diese Weise werden die Kernstücke durch abwechselndes Stanzen von Bereichen in der Längsrichtung der bandartigen Walzstahlplatte unter Verwendung des ersten Stanzwerkzeugs und des zweiten Stanzwerkzeugs hergestellt. Diese Kernstücke weisen große Unterschiede hinsichtlich der Abmessungsgenauigkeit auf.
Dies liegt daran, dass das zweite Stanzwerkzeug die Walzstahlplatte stanzt, nachdem die Starrheit der Platte durch das erste Stanzwerkzeug, das Kernstücke gestanzt hat, verringert wurde. Als Ergebnis ist die Abmessungsgenauigkeit der Kernstücke, die durch das zweite Stanzwerkzeug hergestellt werden, deutlich schlechter als die Abmessungsgenauigkeit der Kernstücke, die durch das erste Stanzwerkzeug hergestellt werden.
Selbst wenn häufig eine Wartung des zweiten Stanzwerkzeugs durchgeführt wird, kann die oben beschriebene Verschlechterung der Abmessungsgenauigkeit infolge der Beschränkungen der Aufrechterhaltung der Genauigkeit nicht vermieden werden. Daher können die Stufen in der radialen Richtung Δd1, die Abstände zwischen den Zähnen Δd2 und die Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 nicht gleichmäßig ausgeführt werden. Es ist daher erwünscht, dass das Rastmoment infolge von Schwankungen der Abmessungsgenauigkeit, die während der Herstellung unvermeidlich sind, verringert wird.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns bereitzustellen, das das Rastmoment infolge von Schwankungen der Abmessungsgenauigkeit von Kernstücken, die Teilkerne bilden, verringert.
Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird, welche die Grundsätze der Erfindung beispielhaft erläutern, offensichtlich werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung samt ihren Aufgaben und Vorteilen kann durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen am besten verstanden werden, wobei
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 eine Querschnittansicht entlang der Achsenrichtung ist, die einen bürstenlosen Motor nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 eine Querschnittansicht entlang der radialen Richtung ist, die den bürstenlosen Motor von 1 veranschaulicht;
3 eine perspektivische Ansicht zur erklärenden Darstellung von Teilkernen im bürstenlosen Motor von 1 ist;
4A eine Draufsicht ist, die einen entwickelten Zustand des Statorkerns veranschaulicht;
4B eine perspektivische Ansicht des Statorkerns von 4A ist;
5A eine Vorderansicht eines Kernstücks ist, das den Teilkern von 3 bildet;
5B eine Querschnittansicht des Kernstücks von 5A ist;
6 eine vergrößerte Draufsicht ist, die einen Kopplungsabschnitt eines Teilkerns und eines anderen Teilkerns zeigt;
7 ein Diagramm zur erklärenden Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung von Kernstücken ist;
8 eine Vorderansicht zur erklärenden Darstellung einer Walzstahlplatte, aus der Kernstücke gestanzt werden, ist;
9 eine vergrößerte Vorderansicht der Walzstahlplatte, aus der Kernstücke gestanzt werden, ist;
10 eine Vorderansicht ist, die einen Statorkern zeigt, der durch Verbinden von Teilkernen gebildet ist, welche durch erste, zweite, siebente bzw. achte Kernstücke gebildet sind;
11 eine Vorderansicht ist, die einen Statorkern zeigt, der durch Verbinden von Teilkernen gebildet ist, welche durch dritte, vierte, neunte bzw. zehnte Kernstücke gebildet sind;
12 eine Vorderansicht ist, die einen Statorkern zeigt, der durch Verbinden von Teilkernen gebildet ist, welche durch fünfte, sechste, elfte bzw. zwölfte Kernstücke gebildet sind;
13A bis 13C Kurvendiagramme sind, die die Stufen in der radialen Richtung, die Abstände zwischen den Zähnen und die Abstände der Berührungsabschnitte im Statorkern, der durch erste bis zwölfte Teilkerne gebildet ist, zeigen;
14A eine Vorderansicht des Statorkerns zur erklärenden Darstellung des Rastmoments ist;
14B ein Wellenformdiagramm zur erklärenden Darstellung des Rastmoments ist;
15 eine vergrößerte teilweise Vorderansicht einer Walzstahlplatte, aus der Kernstücke gestanzt werden, nach einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine vergrößerte teilweise Vorderansicht einer Walzstahlplatte, aus der Kernstücke gestanzt werden, nach einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung ist;
17 eine perspektivische Ansicht zur erklärenden Darstellung einer Abwandlung eines Teilkerns nach einer Abwandlung der vorliegenden Erfindung ist; und
18 ein Diagramm zur erklärenden Darstellung einer Stufe in der radialen Richtung, eines Abstands zwischen den Zähnen und eines Abstands des Berührungsabschnitts ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein an einer elektrischen Servolenkungsvorrichtung (electric power steering, EPS) angebrachter bürstenloser Motor M nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
In 1 ist die Außenhülle des bürstenlosen Motors M durch ein zylinderförmiges Motorgehäuse 1 aus Metall, das ein Jochgehäuse ist, gebildet. Das Motorgehäuse 1 umfasst ein hinteres Gehäuseelement 1a, das ein zylinderförmiges Joch mit einem Boden ist, und ein scheibenförmiges vorderes Gehäuseelement 1b, das die Öffnung des hinteren Gehäuseelements 1a verschließt. Die Gehäuseelemente 1a, 1b sind aneinander befestigt.
Das Motorgehäuse 1 enthält einen ringförmigen Statur 2, der entlang der inneren Umfangsfläche des hinteren Gehäuseelements 1a angeordnet ist.
Der Statur 2 umfasst einen Statorkern 3, der als Ankerkern dient. Wie in 2 gezeigt umfasst der Statorkern 3 einen ringförmigen Abschnitt 3a, der am hinteren Gehäuseelement fixiert ist, und mehrere Zahnabschnitte 3b, die sich vom ringförmigen Abschnitt 3a radial einwärts erstrecken. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwölf Zahnabschnitte 3b so gebildet, dass sie entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen (30 Grad) beabstandet sind.
Demgemäß sind zwölf Zahnabschnitte 3b so angeordnet, dass sie eine ringförmige Form bilden, so dass zwischen umfänglich benachbarten Zahnabschnitten 3b zwölf Schlitze definiert sind. Um die Zahnabschnitte 3b sind Spulen 4 gewickelt, und zu den Spulen 4 wird ein dreiphasiger Wechselstrom geliefert.
Wie in 1 gezeigt ist radial innerhalb des Stators 2 ein Rotor 5 drehbar angeordnet. Der Rotor 5 umfasst eine Drehwelle 6 und einen säulenförmigen Rotorkern 7, der an der Drehwelle 6 fixiert ist. Die Drehwelle 6 ist so angeordnet, dass ihre Mittelachse Lc mit der Mittelachse des ringförmigen Stators 2 ausgerichtet ist. Die axialen Enden der Drehwelle 6 werden durch Lager 8, 9, die sich im Motorgehäuse 1 befinden, drehbar gehalten. Demgemäß wird der Rotor 5 (der Rotorkern 7) an einer Position radial innerhalb des Stators 2 so gehalten, dass er um die Mittelachse Lc drehbar ist.
Der Rotorkern 7 weist eine Säulenform und flach plattenförmige Dauermagnete MG (bei der vorliegenden Ausführungsform zwölf), die in vorherbestimmten Abständen entlang der Umfangsrichtung an ihrem Außenumfang fixiert sind, auf.
Ein Sensorrotor 10a ist an einem Teil der Drehwelle 6 fixiert, der dicht am vorderen Gehäuseelement 1b liegt. Ein Sensorstator 10b ist an einem Teil des vorderen Gehäuses 1b fixiert, der zum Sensorrotor 10a gerichtet ist. Der Sensorrotor 10a und der Sensorstator 10b bilden einen Drehmelder 10. Der Drehmelder 10 gibt Feststellsignale aus, die der Drehposition des Rotors 5 entsprechen. Auf Basis der Feststellsignale wird ein Antriebsstrom, der zu den um den Stator 2 gewickelten Spulen 4 geliefert werden soll, erzeugt.
Der Stator 2 der vorliegenden Ausführungsform weist einen geteilten Statoraufbau auf. Das heißt, der Statorkern 3 ist in zwölf Abschnitte, oder zwölf Teilkerne C, die entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind, geteilt. Jeder Teilkern C weist einen der Zahnabschnitte 3b auf.
Zu Erläuterungszwecken werden die zwölf Teilkerne C als erster bis zwölfter Teilkern C1 bis C12 bezeichnet, damit die Teilkerne C voneinander unterschieden werden. Bei jedem des ersten bis zwölften Teilkerns C1 bis C12 wird ein Teil, der den ringförmigen Abschnitt 3a des Statorkerns 3 bildet, als Teilringabschnitt Ca bezeichnet, und ein Teil, der den Zahnabschnitt 3b des Statorkerns 3 bildet, als Teilzahnabschnitt Cb bezeichnet.
Der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12 sind jeweils durch Laminieren plattenartiger Kernstücke CP gebildet und so miteinander gekoppelt, dass als Ganzes eine ringförmige Form zur Bildung des Statorkerns 3 gebildet wird.
5A und 5B zeigen eines der Kernstücke CP, die die Teilkerne C1 bis C12 bilden. Jedes Kernstück CP weist einen Ring-Stückabschnitt CPa zum Bilden des Teilringabschnitts Ca des ersten bis zwölften Teilkerns C1 bis C12 und einen Zahn-Stückabschnitt CPb zum Bilden des Teilzahnabschnitts Cb des ersten bis zwölften Teilkerns C1 bis C12 auf.
Ein erster Einpassvorsprung 11 ist an einer ersten Fläche des Zahn-Stückabschnitts CPb gebildet, und eine erste Einpassaussparung 12 ist an einer zweiten Fläche des Zahn-Stückabschnitts CPb gebildet. Die erste Einpassaussparung 12 und der erste Einpassvorsprung 11 befinden sich an übereinstimmenden Positionen entlang der Dicke der Platte. Wenn zwei Kernstücke CP laminiert werden, das heißt, übereinander gefügt werden, wird der erste Einpassvorsprung 11, der im Zahn-Stückabschnitt CPb eines der Kernstücke CP gebildet ist, in die erste Einpassaussparung 12, die im anderen Zahnstück CP gebildet ist, eingepasst, so dass die relativen Positionen der laminierten Kernstücke CP ohne Verschiebung bestimmt sind.
An einem ersten umfänglichen Ende jedes Ring-Stückabschnitts CPa ist ein bogenförmiger Vorsprung 13 gebildet. Der bogenförmige Vorsprung 13 weist einen Bogen auf, dessen Kreiswinkel ungefähr 180 Grad (etwa eine Hälfte eines Kreises) beträgt. Jedes Kernstück CP ist wie eine flache Platte geformt, und seine obere Fläche (eine zweite Fläche) und seine untere Fläche (eine erste Fläche) sind jeweils als einzelne flache Fläche ausgeführt.
An einem zweiten umfänglichen Ende jedes Ring-Stückabschnitts CPa ist eine bogenförmige Aussparung 15 gebildet. Die bogenförmige Aussparung 15 weist einen Bogen auf, dessen Kreiswinkel ungefähr 90 Grad (etwa ein Viertel eines Kreises) beträgt. Ein gerader Abschnitt 16 ist so gebildet, dass er von der bogenförmigen Aussparung 15 fortlaufend ist. Der gerade Abschnitt 16 erstreckt sich im ringförmigen Abschnitt 3a des Statorkerns 3 radial auswärts. Der gerade Abschnitt 16 gestattet den bogenförmigen Vorsprüngen 13 der Kernstücke CP eines laminierten Teilkerns C, von radial außen her in den bogenförmigen Aussparungen 15 anderer laminierter Kernstücke CP, die einen anderen Teilkern C bilden, aufgenommen zu werden.
An umfänglichen Enden der Kernstücke CP sind an Positionen, die radial einwärts des bogenförmigen Vorsprungs 13 bzw. der bogenförmigen Aussparung 15 liegen, Kontaktflächen 18a, 18b gebildet. Wenn der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12 miteinander kombiniert sind, um den ringförmigen Statorkern 3 zu bilden, steht jedes benachbarte Paar aus dem ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 an den Kontaktflächen 18a, 18b miteinander in Kontakt. Die Kontaktflächen 18a, 18b sind durch eine flache Fläche gebildet, die sich entlang gerader Linien erstreckt, welche sich entlang der radialen Richtung des ringförmigen Abschnitts 3a des Statorkerns 3 erstrecken. Wie in 6 gezeigt befinden sich die Mitten des bogenförmigen Vorsprungs 13 und der bogenförmigen Aussparung 15 auf Verlängerungslinien der Kontaktflächen 18a, 18b.
Nach dem oben beschriebenen Aufbau des Kernstücks CP wird der bogenförmige Vorsprung 13 eines Kernstücks CP so in die bogenförmige Aussparung 15 eines benachbarten Kernstücks CP gepasst, dass die Kontaktflächen 18a, 18b der benachbarten Kernstücke CP miteinander in Kontakt stehen.
Wie in 6 gezeigt wird der bogenförmige Vorsprung 13 jedes Kernstücks CP jedes Teilkerns C in die bogenförmige Aussparung 15 des benachbarten Kernstücks CP eingesetzt, um mehrere (zwölf) Kernstücke C1 bis C12 miteinander zu kombinieren.
An jedem aus dem ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 (siehe 1 und 2) ist ein Isolator 19 angebracht. Bei geradlinig angeordneten Teilkernen C1 bis C12 (siehe 4) werden die Spulen 4 um die Teilzahnabschnitte Cb der Teilkerne C1 bis C12 gewickelt. Danach werden die Teilkerne C1 bis C12 zum Erhalt eines kreisförmigen Stators 2 dazu gebracht, eine ringförmige Form anzunehmen. Das heißt, jeder Isolator 19 weist einen schwenkbaren Kopplungsabschnitt auf, um jedes benachbarte Paar der Teilkerne C1 bis C12 schwenkbar zu koppeln. Jedes benachbarte Paar der Teilkerne C1 bis C12 wird so in Bezug zueinander geschwenkt, dass die Teilkerne C1 bis C12, die durch die Isolatoren 19 in einem gekoppelten Zustand gehalten werden, den ringförmigen Stator 2 ergeben.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung der Kernstücke CP beschrieben werden. Die Kernstücke CP werden durch Stanzen einer bandartigen Walzstahlplatte wie etwa einer Siliziumstahlplatte, die ein Material für laminierte Eisenkerne ist, mit Stanzwerkzeugen hergestellt.
7 ist ein Diagramm zur erklärenden Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung der Kernstücke CP, und 8 ist eine Vorderansicht zur erklärenden Darstellung einer bandartigen Walzstahlplatte 30, aus der die Kernstücke CP gestanzt werden.
In 7 wird die bandartige Walzstahlplatte 30 von einer stromaufwärts befindlichen Seite zu einer stromabwärts befindlichen Seite (in 7 gesehen von links nach rechts) befördert. Zwei Stanzwerkzeuge, oder ein erstes Stanzwerkzeug 31 und ein zweites Stanzwerkzeug 32, sind der Reihe nach auf dem Beförderungsweg der Walzstahlplatte 30 angeordnet. Die Walzstahlplatte 30 wird der Reihe nach zum ersten Stanzwerkzeug 31 und zum zweiten Stanzwerkzeug 32 geführt und dadurch gestanzt.
Die bandartige Walzstahlplatte 30 ist eine Siliziumstahlplatte, die ein Material ist, das einen laminierten Eisenkern bildet. Wie in 8 gezeigt werden gleichzeitig sechs Kernstücke CP entlang der Querrichtung (der Breitenrichtung, einer zweiten Richtung) gestanzt.
Im Besonderen weist die bandartige Walzstahlplatte 30 erste Bereiche A und zweite Bereiche B auf, die entlang der Längsrichtung (der ersten Richtung) abwechselnd angeordnet sind. Das erste Stanzwerkzeug 31 und das zweite Stanzwerkzeug 32 erzeugen unter Verwendung eines ersten Bereichs A und eines zweiten Bereichs B jeweils sechs Kernstücke.
Das heißt, zuerst stanzt das erste Stanzwerkzeug 31 einen ersten Bereich A, um gleichzeitig sechs Kernstücke CP zu erzeugen. Danach wird ein zweiter Bereich B zum zweiten Stanzwerkzeug 32 geführt, das wiederum den zweiten Bereich B stanzt, um gleichzeitig sechs Kernstücke CP zu erzeugen. Diese Prozesse werden wiederholt, um Kernstücke CP zu erzeugen.
Die Kernstücke CP, die abwechselnd durch das erste Stanzwerkzeug 31 und das zweite Stanzwerkzeug 32 erzeugt werden, weisen einen wesentlichen Unterschied im Hinblick auf die Abmessungsgenauigkeit auf. Dies liegt daran, dass das zweite Stanzwerkzeug 32 die Walzstahlplatte 30 stanzt, deren Starrheit durch das erste Stanzwerkzeug 31, welches Kernstücke CP gestanzt hat, verringert ist.
Wenn die Kernstücke CP mit derart großen Abmessungsfehlern zur Bildung des ersten bis zwölften Teilkernstücks C1 bis C12 laminiert werden, ohne die Fehler zu berücksichtigen, weisen der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12 jeweils unterschiedliche Abmessungen und Formen auf. Als Ergebnis wird bei einer Verwendung des ersten bis zwölften Teilkerns C1 bis C12 zur Bildung des Statorkerns 3 durch die Schwankung der Abmessungsgenauigkeit ein magnetisches Ungleichgewicht verursacht. Dies wiederum erhöht das Rastmoment.
Demgemäß werden die Teilkerne C bei der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung der Abmessungsgenauigkeit der Kernstücke CP, die durch das erste Stanzwerkzeug 31 und das zweite Stanzwerkzeug 32 hergestellt wurden, gebildet und angeordnet, wodurch ein magnetisches Ungleichgewicht, das durch die unvermeidliche Schwankung der Abmessungsgenauigkeit verursacht wird, beseitigt wird.
Nachstehend werden ein Verfahren zur Bildung von Teilkernen C und ein Verfahren zur Anordnung der Teilkerne C beschrieben werden.
Zu Erläuterungszwecken werden die Kernstücke CP, die durch Stanzen durch das erste Stanzwerkzeug 31 und das zweite Stanzwerkzeug 32 hergestellt wurden, durch Hinzufügen der Zahlen 1 bis 12 zum Symbol CP nachstehend durch ein erstes bis zwölftes Kernstück CP1 bis CP12 ausgedrückt werden.
Unter Bezugnahme auf 8 und 9 stanzt das erste Stanzwerkzeug 31 in jedem ersten Bereich A gleichzeitig sechs Kernstücke CP (eine erste Kernstückgruppe G1). Diese Kernstücke CP in jedem ersten Bereich A werden wie in 9 ersichtlich der Reihe nach von oben nach unten als erstes bis sechstes Kernstück CP1 bis CP6 bezeichnet. Ebenso stanzt das zweite Stanzwerkzeug 32 in jedem zweiten Bereich B gleichzeitig sechs Kernstücke CP (eine zweite Kernstückgruppe G2). Diese Kernstücke CP in jedem zweiten Bereich B werden wie in 9 ersichtlich der Reihe nach von oben nach unten als siebentes bis zwölftes Kernstück CP7 bis CP12 bezeichnet.
In der gewalzten Stahlplatte 30 werden das Paar aus dem ersten Kernstück CP1 und dem siebenten Kernstück CP7, das Paar aus dem zweiten Kernstück CP2 und dem achten Kernstück CP8, und das Paar aus dem dritten Kernstück CP3 und dem neunten Kernstück CP9 jeweils an zueinander gerichteten Positionen gestanzt. Ebenso werden in der gewalzten Stahlplatte 30 das Paar aus dem vierten Kernstück CP4 und dem zehnten Kernstück CP10, das Paar aus dem fünften Kernstück CP5 und dem elften Kernstück CP11, und das Paar aus dem sechsten Kernstück CP6 und dem zwölften Kernstück CP12 jeweils an zueinander gerichteten Positionen gestanzt.
Die bandartige Walzstahlplatte 30 ist in der Querrichtung (der Breitenrichtung) in drei Bereiche geteilt. Die linke Seite (die obere Seite in 8 und 9) ist als linker Bereich Z1 definiert, die Mitte ist als Mittelbereich Z2 definiert, und die rechte Seite (die untere Seite in 8 und 9) ist als rechter Bereich Z3 definiert.
Im ersten und im zweiten Bereich A und B werden das erste Kernstück CP1, das zweite Kernstück CP2, das siebente Kernstück CP7 und das achte Kernstück CP8, die in dem linken Bereich Z1, der sich in der Längsrichtung erstreckt, gebildet werden, verwendet, um einen ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 zur Bildung eines Statorkerns 3 zu bilden.
Im ersten und im zweiten Bereich A und B werden das dritte Kernstück CP3, das vierte Kernstück CP4, das neunte Kernstück CP9 und das zehnte Kernstück CP10, die in dem Mittelbereich Z2, der sich in der Längsrichtung erstreckt, gebildet werden, verwendet, um einen ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 zur Bildung eines Statorkerns 3 zu bilden.
Ferner werden im ersten und im zweiten Bereich A und B das fünfte Kernstück CP5, das sechste Kernstück CP6, das elfte Kernstück CP11 und das zwölfte Kernstück CP12, die in dem rechten Bereich Z3, der sich in der Längsrichtung erstreckt, gebildet werden, verwendet, um einen ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 zur Bildung eines Statorkerns 3 zu bilden.
Das heißt, die ersten Kernstücke CP1, die zweiten Kernstücke CP2, die siebenten Kernstücke CP7 und die achten Kernstücke CP8, die im ersten Bereich A und im zweiten Bereich B, die den linken Bereich Z1 überlappen, gebildet werden, werden gesondert laminiert, um Teilkerne C1 bis C12 zu bilden.
Im Besonderen werden drei Teilkerne C unter Verwendung nur der ersten Kernstücke CP1 der ersten Bereiche A gebildet. Außerdem werden drei Teilkerne C unter Verwendung nur der zweiten Kernstücke CP2 gebildet. Ferner werden drei Teilkerne C unter Verwendung nur der siebenten Kernstücke CP7 gebildet. Drei Teilkerne C werden unter Verwendung nur der achten Kernstücke CP8 gebildet.
Die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der ersten Kernstücke CP1 gebildet wurden, werden als erster, fünfter und neunter Teilkern C1, C5 und C9 verwendet. Die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der zweiten Kernstücke CP2 gebildet wurden, werden als zweiter, sechster und zehnter Teilkern C2, C6 und C10 verwendet. Außerdem werden die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der siebenten Kernstücke CP7 gebildet wurden, als vierter, achter und zwölfter Teilkern C4, C8 und C12 verwendet. Ferner werden die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der achten Kernstücke CP8 gebildet wurden, als dritter, siebenter und elfter Teilkern C3, C7 und C11 verwendet.
Auf diese Weise werden der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12, die durch die Kernstücke CP1, CP2, CP7 und CP8 gebildet wurden, wie in 4A und 4B gezeigt in der Reihenfolge erster Teilkern C1, zweiter Teilkern C2, ..., elfter Teilkern C11 und zwölfter Teilkern C12 miteinander gekoppelt. Schließlich werden der erste Teilkern C1 und der zwölfte Teilkern C12 miteinander gekoppelt, um einen wie in 10 gezeigten ringförmigen Statorkern 3 ohne darum gewickelte Spulen 4 zu bilden.
Im Statorkern 3 sind der erste, fünfte und neunte Teilkern C1, C5 und C9, die nur durch die ersten Kernstücke CP1 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Ebenso sind der zweite, sechste und zehnte Teilkern C2, C6 und C10, die nur durch die zweiten Kernstücke CP2 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Außerdem sind der vierte, achte und zwölfte Teilkern C4, C8 und C12, die nur durch die siebenten Kernstücke CP7 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Ferner sind der dritte, siebente und elfte Teilkern C3, C7 und C11, die nur durch die achten Kernstücke CP8 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet.
Das heißt, im ringförmigen Statorkern 3 sind die drei Teilkerne C (C1, C5, C9), die nur durch die ersten Kernstücke CP1 gebildet sind, die drei Teilkerne C (C2, C6, C10), die nur durch die zweiten Kernstücke CP2 gebildet sind, die drei Teilkerne C (C4, C8, C12), die nur durch die siebenten Kernstücke CP7 gebildet sind, und die drei Teilkerne C (C3, C7, C11), die nur durch die achten Kernstücke CP8 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung nicht ungleichmäßig angeordnet, sondern entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° gleichmäßig angeordnet.
Das erste Kernstück CP1, das zweite Kernstück CP2, das siebente Kernstück CP7 und das achte Kernstück CP8 weisen jeweils Abmessungsfehler auf. Daher weisen die Teilkerne C (C1, C5, C9), die durch die ersten Kernstücke CP1 gebildet sind, die Teilkerne C (C2, C6, C10), die durch die zweiten Kernstücke CP2 gebildet sind, die Teilkerne C (C4, C8, C12), die durch die siebenten Kernstücke CP7 gebildet sind, und die Teilkerne C (C3, C7, C11), die durch die achten Kernstücke CP8 gebildet sind, Abmessungsfehler auf. Als Ergebnis sind die Stufen in der radialen Richtung Δd1, die Abstände zwischen den Zähnen Δd2 und die Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 zwischen benachbarten Teilkernen C im Statorkern 3 ungleichmäßig.
Doch da die Teilkerne C (C1, C5, C9), die durch die ersten Kernstücke CP1, gebildet sind, die Teilkerne C (C2, C6, C10), die durch die zweiten Kernstücke CP2 gebildet sind, die Teilkerne C (C4, C8, C12), die durch die siebenten Kernstücke CP7 gebildet sind, und die Teilkerne C (C3, C7, C11), die durch die achten Kernstücke CP8 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung jeweils in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet sind, werden die Stufen in der radialen Richtung Δd1, die Abstände zwischen den Zähnen Δd2 und die Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 jeweils in gleichen Winkelabständen von 120° ausgeglichen. Dies verbessert das Gleichgewicht des Magnetwiderstands.
Außerdem werden die dritten Kernstücke CP3, die vierten Kernstücke CP4, die neunten Kernstücke CP9 und die zehnten Kernstücke CP10, die im ersten Bereich A und im zweiten Bereich B, die den Mittelbereich Z2 überlappen, gebildet werden, gesondert laminiert, um Teilkerne C1 bis C12 zu bilden.
Im Besonderen werden drei Teilkerne C nur unter Verwendung der dritten Kernstücke CP3 gebildet. Drei Teilkerne C werden unter Verwendung nur der vierten Kernstücke CP4 gebildet. Außerdem werden drei Teilkerne C nur unter Verwendung der neunten Kernstücke CP9 gebildet. Ferner werden drei Teilkerne C nur unter Verwendung der zehnten Kernstücke CP10 gebildet.
Die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der dritten Kernstücke CP3 gebildet wurden, werden als erster, fünfter und neunter Teilkern C1, C5 und C9 verwendet. Die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der vierten Kernstücke CP4 gebildet wurden, werden als zweiter, sechster und zehnter Teilkern C2, C6 und C10 verwendet. Außerdem werden die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der neunten Kernstücke CP9 gebildet wurden, als vierter, achter und zwölfter Teilkern C4, C8 und C12 verwendet. Ferner werden die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der zehnten Kernstücke CP10 gebildet wurden, als dritter, siebenter und elfter Teilkern C3, C7 und C11 verwendet.
Auf diese Weise werden der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12, die durch die Kernstücke CP3, CP4, CP9 und CP10 gebildet wurden, in der Reihenfolge erster Teilkern C1, zweiter Teilkern C2, ..., elfter Teilkern C11 und zwölfter Teilkern C12 miteinander gekoppelt. Schließlich werden der erste Teilkern C1 und der zwölfte Teilkern C12 miteinander gekoppelt, um einen wie in 11 gezeigten ringförmigen Statorkern 3 ohne darum gewickelte Spulen 4 zu bilden.
Im Statorkern 3 sind der erste, fünfte und neunte Teilkern C1, C5 und C9, die nur durch die dritten Kernstücke CP3 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Ebenso sind der zweite, sechste und zehnte Teilkern C2, C6 und C10, die nur durch die vierten Kernstücke CP4 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Außerdem sind der vierte, achte und zwölfte Teilkern C4, C8 und C12, die nur durch die neunten Kernstücke CP9 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Ferner sind der dritte, siebente und elfte Teilkern C3, C7 und C11, die nur durch die zehnten Kernstücke CP10 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet.
Daher werden auch in diesem Statorkern 3 die Stufen in der radialen Richtung Δd1, die Abstände zwischen den Zähnen Δd2 und die Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 zwischen benachbarten Teilkernen jeweils in gleichen Winkelabständen von 120° ausgeglichen, so dass die Balance des magnetischen Gleichgewichts verbessert ist.
Ferner werden die fünften Kernstücke CP5, die sechsten Kernstücke CP6, die elften Kernstücke CP11 und die zwölften Kernstücke CP12, die im ersten Bereich A und im zweiten Bereich B, welche den rechten Bereich Z3 überlappen, gebildet werden, gesondert laminiert, um Teilkerne C1 bis C12 zu bilden.
Im Besonderen werden drei Teilkerne C unter Verwendung nur der fünften Kernstücke CP5 gebildet. Drei Teilkerne C werden unter Verwendung nur der sechsten Kernstücke CP6 gebildet. Außerdem werden drei Teilkerne C unter Verwendung nur der elften Kernstücke CP11 gebildet. Ferner werden drei Teilkerne C unter Verwendung nur der zwölften Kernstücke CP12 gebildet.
Die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der fünften Kernstücke CP5 gebildet wurden, werden als erster, fünfter und neunter Teilkern C1, C5, C9 verwendet. Die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der sechsten Kernstücke CP6 gebildet wurden, werden als zweiter, sechster und zehnter Teilkern C2, C6, C10 verwendet. Außerdem werden die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der elften Kernstücke CP11 gebildet wurden, als vierter, achter und zwölfter Teilkern C4, C8, C12 verwendet. Ferner werden die drei Teilkerne C, die unter Verwendung nur der zwölften Kernstücke CP12 gebildet wurden, als dritter, siebenter und elfter Teilkern C3, C7, C11 verwendet.
Auf diese Weise werden der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12, die durch die Kernstücke CP5, CP6, CP11 und CP12 gebildet wurden, in der Reihenfolge erster Teilkern C1, zweiter Teilkern C2, ..., elfter Teilkern C11 und zwölfter Teilkern C12 miteinander gekoppelt. Schließlich werden der erste Teilkern C1 und der zwölfte Teilkern C12 miteinander gekoppelt, um einen wie in 12 gezeigten ringförmigen Statorkern 3 ohne darum gewickelte Spulen 4 zu bilden.
Im Statorkern 3 sind der erste, fünfte und neunte Teilkern C1, C5 und C9, die nur durch die fünften Kernstücke CP5 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Ebenso sind der zweite, sechste und zehnte Teilkern C2, C6 und C10, die nur durch die sechsten Kernstücke CP6 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Außerdem sind der vierte, achte und zwölfte Teilkern C4, C8 und C12, die nur durch die elften Kernstücke CP11 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet. Ferner sind der dritte, siebente und elfte Teilkern C3, C7 und C11, die nur durch die zwölften Kernstücke CP12 gebildet sind, entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet.
Daher werden auch in diesem Statorkern 3 die Stufen in der radialen Richtung Δd1, die Abstände zwischen den Zähnen Δd2 und die Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 zwischen benachbarten Teilkernen jeweils in gleichen Winkelabständen von 120° ausgeglichen, so dass die Balance des magnetischen Gleichgewichts verbessert ist.
Das Rastmoment eines bürstenlosen Motors M, der einen Statorkern 3 verwendet, wurde untersucht. Der Statorkern 3 wies Stufen in der radialen Richtung Δd1, Zwischenräume zwischen den Zähnen Δd2 und Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 auf, die an Positionen, welche gleichmäßige Beabstandungen durch Winkelabstände von 120° aufwiesen, ausgeglichen wurden.
In diesem Beispiel wurde das Rastmoment des bürstenlosen Motors M, der den Statorkern 3 verwendet, untersucht, wobei der Statorkern 3 einen Satz von drei Teilkernen C (C1, C5, C9), die durch die ersten Kernstücke CP1 gebildet wurden, einen Satz von drei Teilkernen C (C2, C6, C10), die durch die zweiten Kernstücke CP2 gebildet wurden, einen Satz von drei Teilkernen C (C4, C8, C12), die durch die siebenten Kernstücke CP7 gebildet wurden, und einen Satz von drei Teilkernen C (C3, C7, C11), die durch die achten Kernstücke CP8 gebildet wurden, aufwies. Die drei Teilkerne C in jedem Satz waren entlang der Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet.
Als Ergebnisse der Untersuchung wurden eine Rastmomentwellenform Tc4 am Teilzahnabschnitt Cb des vierten Teilkerns C4, eine Rastmomentwellenform Tc8 am Teilzahnabschnitt Cb des achten Teilkerns C8, und eine Rastmomentwellenform Tc12 am Teilzahnabschnitt Cb des zwölften Teilkerns C12 erhalten. Der vierte Teilkern C4, der achte Teilkern C8 und der zwölfte Teilkern C12 waren alle durch die siebenten Kernstücke CP7 gebildet.
Als die Rastmomentwellenformen Tc4, Tc8 und Tc12 an drei Teilkernen C, die in gleichen Winkelabständen von 120° angeordnet waren, synthetisiert wurden, löschten die Rastmomentwellenformen Tc4, Tc8 und Tc12 einander aus, so dass der Amplitudenwert der synthetischen Welle T äußerst klein war. Mit anderen Worten wurde das Rastmoment verringert.
Ebenso kann das Rastmoment in einem in 11 gezeigten bürstenlosen Motor M, der einen Statorkern 3 verwendet, welcher durch einen ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 gebildet ist, die durch die dritten Kernstücke CP3, die vierten Kernstücke CP4, die neunten Kernstücke CP9 und die zehnten Kernstücke CP10 gebildet sind, und in einem in 12 gezeigten bürstenlosen Motor M, der einen Statorkern 3 verwendet, welcher durch einen ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 gebildet ist, die durch die fünften Kernstücke CP5, die sechsten Kernstücke CP6, die elften Kernstücke CP11 und die zwölften Kernstücke CP12 gebildet sind, verringert werden.
Die vorliegende Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.

(1) Nach der vorliegenden Ausführungsform werden die Kernstücke CP1 bis CP12 durch das erste Stanzwerkzeug 31 und das zweite Stanzwerkzeug 32 aus der Walzstahlplatte 30 gestanzt. Es werden zwölf Arten von Teilkernen C gebildet. Jede Art der Teilkerne C wird durch Laminieren einer einzelnen Art der Kernstücke CP1 bis CP12, die durch das gleiche Stanzwerkzeug 31, 32 an der gleichen Position entlang der Breitenrichtung der Walzstahlplatte 30 gestanzt wurden, gebildet. Die zwölf Arten von Teilkernen C werden in drei Gruppen geteilt, wobei jede aus drei Teilkernen C besteht. Der Statorkern 3 wird so gebildet, dass in jeder Gruppe drei Teilkerne C von jeder der vier Arten verwendet werden, so dass die drei Teilkerne C entlang der Umfangsrichtung in Abständen von 120° angeordnet sind.

Selbst wenn bestehende Abmessungsfehler zwischen Teilkernen C, die durch unterschiedliche Kernstücke CP (zum Beispiel die ersten, zweiten, siebenten und achten Kernstücke CP1, CP2, CP7 und CP8) gebildet sind, unterschiedlich sind, werden daher die Stufen in der radialen Richtung Δd1, die Abstände zwischen den Zähnen Δd2 und die Abstände der Berührungsabschnitte Δd3 zwischen benachbarten Teilkernen C ausgeglichen, so dass das Gleichgewicht des Magnetwiderstands verbessert wird. Als Ergebnis wird das Rastmoment des bürstenlosen Motors M verbessert.

(2) Nach der vorliegenden Ausführungsform werden der erste bis zwölfte Teilkern C1 bis C12 unter Verwendung sowohl von Kernstücken CP, die durch das erste Stanzwerkzeug 31 gestanzt wurden, als auch von Kernstücken CP, die durch das zweite Stanzwerkzeug 32 gestanzt wurden, gebildet, um einen einzelnen Statorkern 3 zu bilden.

Das heißt, kein einzelner Statorkern 3 wird gebildet, indem ein erster bis zwölfter Teilkern C1 bis C12 verwendet wird, die nur aus den Kernstücken bestehen, welche durch das erste Stanzwerkzeug 31 hergestellt wurden, oder indem ein erster bis zwölfter Teilkern C1 bis C12 verwendet wird, die nur aus den Kernstücken bestehen, welche durch das zweite Stanzwerkzeug 32 hergestellt wurden.
Als Ergebnis wird die Schwankung der Eigenschaften der hergestellten Statorkerne 3 verringert. Mit anderen Worten können bürstenlose Motoren M mit gleichmäßigen Eigenschaften hergestellt werden.
Da die Kernstücke CP unter Verwendung mehrerer Stanzwerkzeuge, das heißt, das erste Stanzwerkzeug 31 und das zweite Stanzwerkzeug 32, hergestellt werden, wird ferner die Herstellungseffizienz verbessert.

(3) Ferner werden nach der vorliegenden Ausführungsform zum Beispiel die ersten und zweiten Kernstücke CP1 und CP2 durch das erste Stanzwerkzeug 31 gestanzt, und werden die siebenten und achten Kernstücke CP7 und CP8 durch das zweite Stanzwerkzeug 32 an Positionen in der Walzstahlplatte 30, die sich neben den Positionen der ersten und zweiten Kernstücke CP1 und CP2 (in Bezug auf die Breitenrichtung der Walzstahlplatte 30 an der gleichen Position wie die ersten und zweiten Kernstücke CP1 und CP2) befinden, gestanzt. Die ersten und zweiten Kernstücke CP1 und CP2 und die siebenten und achten Kernstücke CP7 und CP8 werden verwendet, um einen ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12 zur Bildung eines einzelnen Statorkerns 3 zu bilden.

Die ersten und zweiten Kernstücke CP1 und CP2, die durch das erste Stanzwerkzeug 31 gestanzt werden, und die siebenten und achten Kernstücke CP7 und CP8, die durch das zweite Stanzwerkzeug 32 gestanzt werden, sind Kernstücke CP, die an Positionen in der Walzstahlplatte 30 mit ähnlicher Materialsteifigkeit gestanzt werden. Demgemäß werden die Abmessungsfehler unter den ersten, zweiten, siebenten und achten Kernstücken CP1, CP2, CP7 und CP8 verringert.
Als Ergebnis werden die Abmessungsfehler unter den Teilkernen C, die durch jeweilige Kernstücke CP gebildet wurden, verringert. Dies erhöht die Rundheit des ringförmigen Statorkerns 3, was das Gleichgewicht des Magnetwiderstands verbessert und das Rastmoment des bürstenlosen Motors M verringert.

(4) Nach der vorliegenden Ausführungsform ist jedes gekoppelte Paar der Teilkerne C, zum Beispiel der aus den ersten Kernstücken CP1 gebildete Teilkern C1 und der aus den zweiten Kernstücken CP2 gebildete Teilkern C2, aus den Kernstücken CP1 und CP2 gebildet, die durch das gleiche Stanzwerkzeug 31 an dicht aneinander liegenden Positionen in der Walzstahlplatte 30 gestanzt wurden.

Das heißt, benachbarte Kernstücke CP, die durch das gleiche Stanzwerkzeug 31, 32 gestanzt werden, werden zu einander angenäherten Formen geformt. Da Teilkerne C, die aus Kernstücken CP mit einander angenäherten Formen gebildet sind, miteinander gekoppelt sind, werden die Stufe in der radialen Richtung Δd1, der Abstand zwischen den Zähnen Δd2 und der Abstand des Berührungsabschnitts Δd3 zwischen den gekoppelten Teilkernen C verbessert.

(5) Nach der vorliegenden Ausführungsform wird ein Statorkern 3 unter Verwendung von Kernstücken CP (CP1, CP2, CP7, CP8), die im linken Bereich Z1 der Walzstahlplatte 30 gestanzt wurden, gebildet, wird ein anderer Statorkern 3 unter Verwendung von Kernstücken CP (CP3, CP4, CP9, CP10), die im Mittelbereich Z2 gestanzt wurden, gebildet, und wird ein anderer Statorkern 3 unter Verwendung von Kernstücken CP (CP5, CP6, CP11, CP12), die im rechten Bereich Z3 gestanzt wurden, gebildet.

Kernstücke CP, die in den Bereichen Z1, Z2 und Z3, welche eine deutlich unterschiedliche Materialsteifigkeit aufweisen, gestanzt werden, unterscheiden sich verhältnismäßig stark in der Form. Diese Kernstücke CP, die einen verhältnismäßig großen Unterschied in der Form aufweisen, werden jedoch nicht verwendet, um einen Statorkern 3 herzustellen. Daher weist ein einzelner Statorkern 3 keine Teilkerne C mit einem verhältnismäßig großen Unterschied in der Form auf. Als Ergebnis werden die Stufe in der radialen Richtung Δd1, der Abstand zwischen den Zähnen Δd2 und der Abstand der Berührungsabschnitte Δd3 in jedem Statorkern 3 verringert.

(6) Nach der vorliegenden Ausführungsform werden die Kernstücke CP, die durch das erste Stanzwerkzeug 31 aus dem ersten Bereich A gestanzt werden, und die Kernstücke CP, die durch das zweite Stanzwerkzeug 32 aus dem zweiten Bereich B gestanzt werden, auf eine solche Weise gestanzt, dass die Zahn-Stückabschnitte CPb zueinander gerichtet sind.

Bei jedem Kernstück CP ist die Länge des Innenumfangs des bogenförmigen distalen Endes des Zahn-Stückabschnitts CPb geringer als die Länge des Außenumfangs des bogenförmigen Ring-Stückabschnitts CPa. Daher ist die Steifigkeit der Walzstahlplatte 30 nach dem Stanzen von Kernstücken CP durch das erste und das zweite Stanzwerkzeug 31 und 32 in der Nähe der Zahn-Stückabschnitte CPb deutlich größer als in der Nähe der Ring-Stückabschnitte CPa.
Demgemäß sind in einem Paar von Kernstücken CP, die an zueinander gerichteten Positionen gestanzt wurden, Abmessungsfehler zwischen den Zahn-Stückabschnitten CPa geringer als jene zwischen den Ring-Stückabschnitten CPa. Daher wird die Rundheit des Statorkerns verbessert, wenn die Teilkerne zu einer Ringform angeordnet werden.
Die obige Ausführungsform kann wie folgt abgeändert werden.
Der Statorkern 3 kann unter Verwendung von Kernstücken CP1 bis CP12 gebildet werden, die sich an Positionen befinden, welche in 15 gezeigt sind.
Das heißt, ein erster bis zwölfter Teilkern C wird unter Verwendung von Kernstücken CP im ersten Bereich A der Walzstahlplatte 30, oder vier benachbarten Kernstücken CP (CP1 bis CP4), die zum linken Bereich Z1 und zum Mittelbereich Z2 gehören, gebildet. Außerdem wird ein erster bis zwölfter Teilkern C unter Verwendung von Kernstücken CP im zweiten Bereich B, oder vier benachbarten Kernstücken CP (CP7 bis CP10), die zum linken Bereich Z1 und zum Mittelbereich Z2 gehören, gebildet. Ferner werden Kernstücke CP (CP5, CP6, CP11 und CP12) im ersten und zweiten Bereich A und B, die sich im rechten Bereich Z3 befinden, verwendet, um einen ersten bis zwölften Teilkern C zu bilden.
Alternativ kann der Statorkern 3 unter Verwendung von Kernstücken CP1 bis CP12, die sich an den in 16 gezeigten Positionen befinden, gebildet werden.
Das heißt, Kernstücke CP (CP1, CP2, CP7 und CP8) im ersten und zweiten Bereich A und B der Walzstahlplatte 30, die sich im linken Bereich Z1 befinden, werden verwendet, um einen ersten bis zwölften Teilkern C zu bilden. Außerdem wird ein erster bis zwölfter Teilkern C unter Verwendung von Kernstücken CP im ersten Bereich A, oder Kernstücken CP (CP3 bis CP6), die zum Mittelbereich Z2 und zum rechten Bereich Z3 gehören, gebildet. Ferner wird ein erster bis zwölfter Teilkern C unter Verwendung von Kernstücken CP im zweiten Bereich B, oder Kernstücken CP (CP9 bis CP12), die zum Mittelbereich 22 und zum rechten Bereich Z3 gehören, gebildet.
Bei der obigen Ausführungsform werden die Kernstücke CP, die aus dem ersten Bereich A gestanzt werden, und die Kernstücke CP, die aus dem zweiten Bereich B gestanzt werden, auf eine solche Weise gestanzt, dass die Zahnstückabschnitte CPb zueinander gerichtet sind. Stattdessen werden die Kernstücke CP, die aus dem ersten Bereich A gestanzt werden, und die Kernstücke CP, die aus dem zweiten Bereich B gestanzt werden, auf eine solche Weise gestanzt, dass die Ring-Stückabschnitte CPa zueinander gerichtet sind.
Bei der obigen Ausführungsform sind das erste und das zweite Stanzwerkzeug 31, 32 dazu fähig, entlang der Querrichtung der Walzstahlplatte 30 sechs Kernstücke zu stanzen. Stattdessen können Stanzwerkzeuge eingesetzt werden, die gleichzeitig zwei, vier, acht oder jede beliebige Anzahl von Kernstücken stanzen.
Bei der obigen Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf einen Statorkern 3 mit einem ersten bis zwölften Teilkern C1 bis C12, das heißt, zwölf Teilkernen C, angewendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf Statorkerne 3 mit jeder beliebigen Anzahl von Teilkernen C, zum Beispiel einen Statorkern 3 mit sechs Teilkernen C oder einen Statorkern 3 mit vierundzwanzig Teilkernen C, angewendet werden.
Bei der obigen Ausführungsform werden die Kernstücke CP, die durch das erste Stanzwerkzeug 31 aus dem ersten Bereich A gestanzt werden, und die Kernstücke CP, die durch das zweite Stanzwerkzeug 32 aus dem zweiten Bereich gestanzt werden, auf eine solche Weise gestanzt, dass die Zahn-Stückabschnitte CPb zueinander gerichtet sind. Die Kernstücke CP können jedoch so gestanzt werden, dass sie in jeder beliebigen Richtung wie erforderlich ausgerichtet sind.
Bei der obigen Ausführungsform werden die erste Kernstückgruppe G1 und die zweite Kernstückgruppe G2 durch das erste Stanzwerkzeug 31 bzw. das zweite Stanzwerkzeug 32 aus dem ersten Bereich A und dem zweiten Bereich B gestanzt. Es kann jedoch ein einzelnen Stanzwerkezug verwendet werden, um die erste und die zweite Kernstückgruppe G1, G2 aus dem ersten und dem zweiten Bereich A und B zu stanzen.
Selbstverständlich können drei oder mehr Stanzwerkzeuge derart bereitgestellt sein, dass jedes Stanzwerkzeug die zugeordnete eine aus der ersten und der zweiten Kernstückgruppe G1 und G2 stanzt.
Bei der obigen Ausführungsform sind die Formen der Kernstücke CP, die die Teilkerne C bilden, gleich. Die Teilkerne C können jedoch aus mehreren Arten von Kernstücken CP gebildet werden, die unterschiedliche Formen aufweisen.
Zum Beispiel können in 17 gezeigte Kernstücke CP angefertigt werden, die einen bogenförmigen Vorsprung 13 und eine bogenförmige Aussparung 15 aufweisen, welche in Bezug auf jene der Kernstücke CP, die in 5 gezeigt sind, in den umgekehrten Enden des Ring-Stückabschnitts CPa gebildet sind. In diesem Fall werden die in 5 gezeigten Kernstücke CP und die Kernstücke CPA abwechselnd laminiert, um einen wie in 17 gezeigten einzelnen Teilkern C zu bilden.
Der bogenförmige Vorsprung 13 jedes Kernstücks CP und der bogenförmige Vorsprung 13a jedes Kernstücks CPA springen in der Umfangsrichtung in unterschiedlichen Ausmaßen vor. Daher wird bei der Bildung eines einzelnen Teilkerns C durch abwechselndes Laminieren der Kernstücke CP, CPA durch die bogenförmigen Vorsprünge 13 (13a), die bogenförmigen Vorsprünge 13 (13a) und die bogenförmigen Aussparungen 15 an beiden Enden des Teil-Ringabschnitts Ca jedes Teilkerns C ein Raum gebildet. Der Raum nimmt die bogenförmigen Vorsprünge 13 (13a) der Kernstücke CP des in der Umfangsrichtung benachbarten Teilkerns C auf.
Demgemäß wird dann, wenn die Teilkerne C zusammengesetzt sind, um eine Ringform zu bilden, ein Streufluss an den Kopplungsabschnitten zwischen den Teilkernen C verringert. Dies wiederum verringert den Magnetwiderstand.
Bei der obigen Ausführungsform sind die Teilkerne C über die Isolatoren 19 schwenkbar miteinander gekoppelt. Es können jedoch Teilkerne verwendet werden, die einen Kopplungs- und Schwenkabschnitt aufweisen. Alternativ können sowohl die Teilkerne als auch die Isolatoren einen Kopplungs- und Schwenkabschnitt aufweisen.
Bei der obigen Ausführungsform werden die Kernstücke CP so aus dem ersten und dem zweiten Bereich A und B gestanzt, dass die distalen Enden der Zahnstücke CPb in der Längsrichtung der Walzstahlplatte zueinander gerichtet sind. Stattdessen können die Kernstücke CP so gestanzt werden, dass die Zahn-Stückabschnitte CPb im ersten und im zweiten Bereich A und B abwechselnd (zickzackförmig) angeordnet sind, so dass sich jeder Zahn-Stückabschnitt CPb im zweiten Bereich B in Bezug auf die Breitenrichtung der Walzstahlplatte zwischen einem Paar von Zahn-Stückabschnitten CPb im ersten Bereich befindet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2003-284269 [0003, 0006]
JP 2000-78779 [0003, 0006]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns (3), wobei mehrere Teilkerne (C1 bis C12), die durch Laminieren von Kernstücken (CP), welche durch Stanzen mit Stanrwerkzeugen (31, 32) hergestellt wurden, gebildet sind, zur Herstellung eines Ankerkerns (3) so miteinander gekoppelt werden, dass sie als Ganzes eine Ringform bilden, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anfertigen mehrerer Sätze der Teilkerne (C1 bis C12), wobei jeder Satz drei Teilkerne (C) aufweist, um einen Ankerkern (3) zu bilden, wobei die drei Teilkerne (C) in jedem Satz durch mehrere Kernstücke (CP) gebildet sind, die durch den gleichen Teil des gleichen Stanzwerkzeugs (31, 32) gestanzt wurden; und Anordnen der drei Teilkerne (C) in jedem Satz in Abständen von 120° in der Umfangsrichtung.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Führen einer Stahlplatte (30) entlang einer ersten Richtung, wobei die Stahlplatte (30) zumindest erste Bereiche (A) und zweite Bereiche (B) aufweist, die eine vorherbestimmte Breite aufweisen und sich in einer zweiten Richtung rechtwinkelig zur ersten Richtung erstrecken, wobei die ersten Bereiche (A) und die zweiten Bereiche (B) entlang der ersten Richtung abwechselnd angeordnet sind; gleichzeitiges Stanzen mehrerer erster Kernstücke (CP) aus jedem ersten Bereich (A); und gleichzeitiges Stanzen mehrerer zweiter Kernstücke (CP) aus jedem zweiten Bereich (B).
Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, wobei die drei Teilkerne (C) in jedem Satz durch die ersten Kernstücke oder die zweiten Kernstücke, die in Bezug auf die zweite Richtung an den gleichen Positionen in der Stahlplatte (30) gestanzt wurden, gebildet sind.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, wobei Teilkerne (C) in den mehreren Sätzen, die zur Bildung eines Ankerkerns (3) erforderlich sind, zumindest drei Sätze von Teilkernen (C), die entweder durch erste Kernstücke oder durch zweite Kernstücke gebildet sind, welche in Bezug auf die zweite Richtung an einer ersten Position der Stahlplatte (30) gestanzt wurden, und drei Sätze von Teilkernen (C), die entweder durch erste Kernstücke oder durch zweite Kernstücke gebildet sind, welche in Bezug auf die zweite Richtung an einer zweiten Position der Stahlplatte (30) gestanzt wurden, wobei sich die zweite Position neben der ersten Position befindet, umfassen.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, wobei Teilkerne (C) in den mehreren Sätzen, die zur Bildung eines Ankerkerns (3) erforderlich sind, mehrere Sätze von drei Teilkernen (C) umfassen, wobei jeder Teilkern (C) entweder durch erste Kernstücke oder durch zweite Kernstücke gebildet ist, welche an mehreren Positionen der Stahlplatte (30) gestanzt wurden, wobei sich die Positionen in Bezug auf die zweite Richtung nebeneinander befinden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei alle Teilkerne (C) in den mehreren Sätzen, die zur Bildung eines Ankerkerns (3) erforderlich sind, nur durch die ersten Kernstücke oder nur durch die zweiten Kernstücke gebildet sind.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 3, wobei Teilkerne (C) in den mehreren Sätzen, die zur Bildung eines Ankerkerns (3) erforderlich sind, zumindest drei Sätze von Teilkernen, die durch erste Kernstücke gebildet sind, welche in Bezug auf die zweite Richtung an einer ersten Position der Stahlplatte (30) gestanzt wurden, und drei Sätze von Teilkernen (C), die durch zweite Kernstücke gebildet sind, welche in Bezug auf die zweite Richtung an der ersten Position der Stahlplatte (30) gestanzt wurden, umfassen.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, wobei die Teilkerne (C) in den mehreren Sätzen, die zur Bildung eines Ankerkerns (3) erforderlich sind, ferner drei Sätze von Teilkernen (C), die durch erste Kernstücke gebildet sind, welche in Bezug auf die zweite Richtung an einer zweiten Position der Stahlplatte (30) neben der ersten Position gestanzt wurden, und drei Sätze von Teilkernen (C), die durch zweite Kernstücke gebildet sind, welche in Bezug auf die zweite Richtung an der zweiten Position gestanzt wurden, umfassen.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei die ersten Kernstücke durch ein erstes Stanzwerkzeug (31) gleichzeitig aus jedem ersten Bereich gestanzt werden, und die zweiten Kernstücke durch ein zweites Stanzwerkzeug (32), das sich vom ersten Stanzwerkzeug (31) unterscheidet, gleichzeitig aus jedem zweiten Bereich gestanzt werden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei jedes aus dem ersten und dem zweiten Stanzwerkzeug (31, 32) gleichzeitig sechs Kernstücke aus einem entsprechenden Bereich stanzt.
Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei jedes Kernstück (CP) einen Zahn-Stückabschnitt (CPb) aufweist, wobei die ersten und zweiten Kernstücke in benachbarten ersten und zweiten Bereichen (A, B) auf eine solche Weise gestanzt werden, dass die Zahn-Stückabschnitte (CPb) der ersten und der zweiten Kernstücke zueinander gerichtet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns, umfassend: Führen einer Stahlplatte (30) entlang einer ersten Richtung, wobei die Stahlplatte (30) mehrere Bereiche aufweist, die eine vorherbestimmte Breite aufweisen und sich in eine zweite Richtung rechtwinkelig zur ersten Richtung erstrecken; gleichzeitiges Stanzen von mehreren Kernstücken (CP) aus jedem der Bereiche unter Verwendung eines jeden von mehreren Stanzwerkzeugen (31, 32); Bilden von mehreren Teilkernen (C1 bis C12) durch Laminieren von Kernstücken (CP), die durch Stanzen durch die Stanzwerkzeuge (31, 32) hergestellt wurden; Bilden eines Ankerkerns (3) durch derartiges Koppeln der Teilkerne (C) miteinander, dass als Ganzes eine Ringform gebildet wird; Anfertigen mehrerer Sätze der Teilkerne (C1 bis C12), wobei jeder Satz drei Teilkerne (C) aufweist, um einen Ankerkern (3) zu bilden, wobei die drei Teilkerne (C) in jedem Satz durch mehrere Kernstücke (CP) gebildet sind, die durch den gleichen Teil des gleichen Stanzwerkzeugs (31, 32) gestanzt wurden; und Anordnen der drei Teilkerne (C) in jedem Satz in Abständen von 120° in der Umfangsrichtung.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Anzahl der Stanzwerkzeuge (31, 32) zwei beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Ankerkerns nach Anspruch 12, wobei der eine Ankerkern (3) durch Koppeln von zwölf der Teilkerne (C1 bis C12) miteinander gebildet ist, wobei aus jedem Bereich der mehreren Bereiche (A, B) gleichzeitig sechs Kernstücke (CP) gestanzt werden.