TWI556548B - 旋轉電機及用以製造該定子鐵芯之定子鐵芯製造裝置 - Google Patents

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山口信一
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Description

旋轉電機及用以製造該定子鐵芯之定子鐵芯製造裝置
本發明係例如關於電動機等旋轉電機及用以製造該定子鐵芯之定子鐵芯製造裝置。
具有轉子及圍繞轉子而配置之定子之電動機已眾所皆知。
已提案一種具備以相鄰之磁極部間的間隙相對於積層方向偏斜的方式形成之鐵芯構件、及纏繞在鐵芯構件的各磁極齒部之複數個線圈構件，作為用於這種電動機之習知的定子，該鐵芯構件係將具有緣部彼此透過旋轉自如的連結手段環狀地連結之複數個磁軛部、及以使由各磁軛部的連結方向的中央部分別突出且在積層方向上依序交替地使突出長度僅增減相同長度的方式磁極部突出到前端的兩側而形成的磁極齒之複數個環狀磁性構件予以依序積層(例如，參考專利文獻1)。
使用習知的定子之旋轉電動機係經由以在轉子的外周面與磁極齒之間形成既定的間隙的方式，同軸配置轉子及習知的定子而進行製作。
如同以上的構成之電動機，因鄰接之磁極部間的間隙相對於環狀磁性構件的積層方向(鐵芯構件的軸方向)偏斜(skew)，所以可獲得降低啟動時的轉矩漣波(torque ripple)或運轉中的齒槽效應轉矩(cogging torque)之效果。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]　日本專利第4121008號說明書
然而，在習知定子(stator)的鐵芯構件中，磁極部係由基端部至前端部為止保持相同寬度而延伸。
此處，使用磁極部的寬度較寬的鐵芯構件之旋轉電機，因漏磁的增加而使轉矩降低，使用磁極部的寬度較窄的鐵芯構件之旋轉電機，在磁極部產生磁飽和而使齒槽效應轉矩及轉矩漣波增加。
因此，在使用習知的定子之電動機中，無法實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩增加的兩方。
本發明係為了要解決上述課題而提案者，其目的為提供一種可使齒槽效應轉矩和轉矩漣波降低以及轉矩增加同時實現之旋轉電機及定子鐵芯製造裝置。
本發明之旋轉電機係具備轉子、及具有以圍繞轉子的方式對轉子同軸配設的定子鐵芯之定子，定子鐵芯具備：對轉子同軸配設之磁軛；及分別由突設在磁軛的軸方向的兩端間之齒基部和由齒基部的前端向兩側突出之齒凸緣部所構成，在磁軛的周方向相互隔著間隔排列之複數個齒；而形成在鄰接的齒間之溝槽的開口係相對於磁軛的軸方向偏斜，該旋轉電機的齒凸緣部之寬度係由齒基部與齒凸緣部的連結部朝向前端變窄。
依據本發明的旋轉電機，因齒凸緣部的寬度由齒基部與齒凸緣部的連結部朝向齒凸緣部的前端變窄，所以可同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
 [用以實施發明的形態]
以下，參考圖式說明用以實施本發明的最佳形態。
第1實施形態
第1圖為本發明第1實施形態的電動機之俯視圖。第2圖為構成本發明第1實施形態之電動機的定子鐵芯之斜視圖。第3圖為構成本發明第1實施形態之電動機的定子之重要部位剖面圖。第4圖為第3圖之A部位放大圖。
第1圖中，作為旋轉電機的電動機1A具備一體安裝在旋轉軸(未圖示)之轉子2、及圍繞轉子2而配置之定子5。
轉子2具備圓柱或圓筒狀的轉子鐵芯3、及在周方向以既定的間距安裝在轉子鐵芯3的外周面之複數個永久磁鐵4。此處，永久磁鐵4的數量、亦即轉子2之場磁極的數量(極數)為10個。永久磁鐵4係使用肥粒鐵(ferrite)系磁鐵、釹磁鐵、釤鈷系磁鐵等。
定子5具備以圍繞轉子2的方式同軸配置在轉子2之定子鐵芯6A、及纏繞在定子鐵芯6A之定子繞組12。
如第2圖至第4圖所示，定子鐵芯6A具備環狀的磁軛(yoke)7、及由磁軛7的內周面在周方向相互隔著間隔(D)突設之複數個齒8。此處，齒8的數量為12個。另外，複數個齒8係以連接兩端間的方式，由磁軛7的軸方向的一端連接至另一端為止。
各齒8具有在磁軛7的周方向以既定的寬度(第3圖與第4圖之M部分)從磁軛7的內周面突出之齒基部8a、及由齒基部8a的前端部之寬度方向的兩側概略地朝磁軛7的周方向突出而與磁軛7相對向之齒凸緣部8b和8c。
然後，溝槽10係藉由被鄰接的齒8及磁軛7所區隔的空間而形成。更詳細而言，溝槽10係藉由鄰接的齒基部8a、從該齒基部8a在彼此相對向的方向延伸之齒凸緣部8b和8c、及由位於鄰接的齒基部8a之間之磁軛7的部位所區隔之空間形成。此時，溝槽開口10a係以相對於磁軛7的軸方向以既定角度偏斜的方式，齒凸緣部8b和8c之從齒基部8a的突出量係隨著由磁軛7的軸方向的一端朝向另一端逐漸變化。另外，溝槽開口10a係以由磁軛7的軸方向(定子鐵芯6A的軸方向)的一端至另一端為止，對磁軛7的軸方向之角度成為相同角度的方式延伸。
然後，在與磁軛7的軸方向垂直的剖面中，齒凸緣部8b、8c如同第3圖和第4圖所示，係以寬度(第3圖第4圖之S部分)由與齒基部8a的連結部朝向前端變窄的方式形成。
此外，齒凸緣部8b、8c係從與齒基部8a的連結部至前端附近為止具有相同寬度(M)，齒凸緣部8b、8c的前端係關於磁軛的直徑方向，形成為隨著由磁軛7側(外周側)的部位朝向內周側的部位，從齒基部8a的突出量會變大。藉此，鄰接之齒凸緣部8b、8c的外周側的間隔La係比內周側的間隔Lb大。
具有以上形狀之定子鐵芯6A如第2圖所示，係將由矽鋼所組成之板狀的複數片環狀磁性構件15構成為在各個的厚度方向積層之積層體。
環狀磁性構件15之各個係藉由平板狀環型磁軛構成體16、及在周方向相互隔著間隔突出到磁軛構成體16的內周面之12個分割齒17所構成。
分割齒17之各個係具有由磁軛構成體16的內周面突出之分割齒基部17a、及在磁軛構成體16的周方向突出到分割齒基部17a的前端的兩側之分割齒凸緣部17b和17c。此外，與厚度方向成垂直之環狀磁性構件15的剖面形狀，當然與定子鐵芯6A的剖面形狀一致。
另外，分割齒基部17a的前端面及分割齒凸緣部17b、17c的內周面(與磁軛構成體16相反側的面)係位於具有比轉子鐵芯3的半徑略大的曲率半徑之相同曲面上。然後，由磁軛構成體16的軸心到分割齒基部17a的前端面及分割齒凸緣部17b、17c的內周面為止的距離，係設定成比從轉子鐵芯3的軸心到永久磁鐵4的外周面為止的距離稍長。
另外，分割齒凸緣部17b、17c之從分割齒基部17a的突出長度，係每一環狀磁性構件15並不相同。此時，分割齒凸緣部17b、17c之從分割齒基部17a的突出長度，係依被積層之環狀磁性構件15的順序，設定成逐漸增減達相同長度的長度。
然後，藉由同軸積層如同以上的複數片環狀磁性構件15而構成被積層的複數片環狀磁性構件15之磁軛構成體16和分割齒17，形成磁軛7和齒8，以獲得溝槽開口10a相對於環狀磁性構件15的積層方向(換言之為磁軛7的軸方向)偏斜之定子鐵芯6A。
另外，定子繞組12係僅備有與齒8相同之數量，分別纏繞在各齒8的齒基部8a。亦即，定子繞組12係以磁極集中繞組(concentrated winding)方式設置在齒8。
然後，以圍繞轉子2的方式同軸且旋轉自如地將如同以上的定子5配置在轉子2，而獲得在永久磁鐵4與齒基部8a和齒凸緣部8b、8c之間形成有既定氣隙之電動機1A。另外，藉由使電流流到定子繞組12，在周方向相鄰的永久磁鐵4會彼此以相反極性著磁，藉由定子繞組12的電流控制，可將轉子2的轉矩控制在所期望的大小。
依據此第1實施形態的電動機1A，定子鐵芯6A之齒凸緣部8b、8c的寬度為由齒基部8a與齒凸緣部8b、8c的連結部朝向齒凸緣部8b、8c的前端變窄。因此，可加粗齒凸緣部8b、8c的基端部而減低磁飽和，並縮小齒凸緣部8b、8c的前端部使漏磁減少。亦即，電動機1A可同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
此外，此第1實施形態中，溝槽開口10a係已針對以從磁軛7的軸方向的一端至另一端為止，相對於磁軛7的軸方向之角度取得相同角度的方式偏斜的開口進行說明。然而，使溝槽開口10a相對於磁軛7的軸方向偏斜的方式並不侷限於此。例如，溝槽開口10a亦可隨著從磁軛7的軸方向的一端朝向另一端而呈三角波狀或正弦波狀成為Z字形的方式形成，而使溝槽開口10a相對於磁軛7的軸方向偏斜。亦即，溝槽開口10a也能以在磁軛7角度由軸方向的一端朝向另一端相對於磁軛7的軸方向變化之方式偏斜。將溝槽開口10a形成為Z字形，例如因轉子2的製造誤差等，關於磁軛7的軸方向，即使產生偏向軸方向的任一方之推力，仍可使推力減低。
第2實施形態
第5圖為構成本發明第2實施形態之電動機的定子之重要部位放大圖。
此外，第5圖中，對於與上述第1實施形態相同或相當的部分附註相同元件符號，並省略其說明。
第5圖中，構成電動機1B之定子鐵芯6B的齒8係具有齒凸緣部8d、8e以取代齒凸緣部8b、8c。
齒凸緣部8d、8e係除了以其基端側的部位朝向與齒基部8a的連結部寬度逐漸變寬的方式製作以外，與齒凸緣部8b、8c同樣地形成。也就是在電動機1A中，齒凸緣部8b、8c係由與齒基部8a的連結部(基端部)至前端附近為止形成為相同寬度，但在電動機1B中，齒凸緣部8d、8e的基端部側係成為寬度比齒凸緣部8d、8e的中間部寬。
電動機1B的構成係與上述第1實施形態相同。
依據此第2實施形態的電動機1B，與電動機1A同樣地，齒凸緣部8d、8e的寬度為由齒基部8a與齒凸緣部8b、8c的連結部朝向齒凸緣部8b、8c的前端變窄。
因此，使用定子鐵芯6B製作的電動機1B也可與電動機1B同樣地同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
再者，在電動機1B中，齒凸緣部8d、8e的基端側係以寬度朝向與齒基部8a的連結部逐漸變寬的方式形成。藉此，可使齒槽效應轉矩更加降低。
接著，說明測定電動機1A、1B之齒槽效應轉矩的結果及其分析結果。
第6圖為顯示測定本發明第1和第2實施形態的電動機之齒槽效應轉矩與轉子的旋轉角度之間的關係的結果之圖。第7圖為顯示本發明第1和第2實施形態的電動機所測定之齒槽效應轉矩的分析結果之圖，且為顯示因轉子的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩的成分、因極數‧溝槽數所導致之齒槽效應轉矩的成分、及齒槽效應轉矩的最大振幅。
第6圖中，橫軸為轉子2的旋轉角度，縱軸為齒槽效應轉矩的大小。
此外，齒槽效應轉矩的大小係以將轉子2一次旋轉時之齒槽效應轉矩的最大值設為1而規格化之規格值表示。
此處，電動機1A、1B的定子鐵芯6A、6B之溝槽10的數量為12個。在這種情況下，轉子2的一部分對所期望的形狀有時會歪斜，則在使轉子2朝一方向旋轉時，關於轉子2的旋轉角度，會產生以溝槽10的排列間隔之30°為週期振幅之齒槽效應轉矩的成分。
另外，電動機1A、1B之轉子2的極數為10個。已知此情況，在轉子2一旋轉之期間，會產生僅溝槽10的數量12與轉子2的極數10之最小公倍數的60次反覆振福之齒槽效應轉矩的成分。亦即，在使轉子2朝一方向旋轉的情況下，會產生以轉子2的旋轉角度以6°為週期振幅之齒槽效應轉矩的成分。
解析第6圖所示的波形，關於轉子2的旋轉角度，可導出30°為週期之齒槽效應轉矩成分、及6°為週期之齒槽效應轉矩成分的大小。此時，轉子2的旋轉角度以30°為週期振幅之齒槽效應轉矩成分的大小，係相當於因轉子2的工作誤差(相對於所期望的尺寸的畸變或偏差)所導致之齒槽效應轉矩成分的大小，以6°為週期振幅之齒槽效應轉矩成分的大小，係相當於因極數‧溝槽數而變動之齒槽效應轉矩成分的大小。
然後，第7圖中顯示有關電動機1A、1B，因轉子2的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩成分的大小、因極數‧溝槽數而變動之齒槽效應轉矩成分的大小、及使轉子2一次旋轉時之振幅的大小(Peak-Peak值)。
第7圖中，得知所準備的電動機1A、1B中，因轉子2的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩的成分，成為所測定之齒槽效應轉矩之振幅的主要成分。
然後，電動機1B則是相較於電動機1A，大幅減少因轉子2的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩的成分，因此，大幅減少使轉子2一次旋轉時觀測之齒槽效應轉矩的振幅大小。
針對上述結果進行考察。
電動機1B中，齒凸緣部8d、8e的基端部係以寬度朝向與齒基部8a的連結部變寬的方式形成。
此處，齒基部8a與齒凸緣部8d、8e的連結部為齒8內最容易產生磁飽和的部位。亦即，在這樣的部位中，磁飽和的程度會因轉子2的工作誤差或磁鐵殘留密度的偏差而敏感地改變，且易於產生齒槽效應轉矩或轉矩漣波。
如同電動機1B的定子鐵芯6B，判斷是因齒凸緣部8d、8e的基端側形成為朝向與齒基部8a的連結部寬度變寬，所以磁飽和不易產生，且因轉子2的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩的成分明顯降低。
如以上所述，第2實施形態的電動機1B係可獲得比電動機1A更加降低齒槽效應轉矩的效果。
第3實施形態
第8圖為構成本發明的第3實施形態之電動機的定子之重要部位放大剖面圖，且為顯示位於磁軛的軸方向的一端側附近之定子的部位之剖面。
此外，第8圖中，對於與上述第1實施形態相同或相當的部分附註相同元件符號，並省略其說明，為了方便說明，省略定子繞組的圖示。
第8圖中，電動機1C具備轉子鐵芯6C以取代轉子鐵芯6A，其他的構成與電動機1A相同。
關於磁軛7的軸方向，形成為使溝槽開口10a進入到位於一端側之齒基部8a內。
溝槽開口10a進入到齒基部8a內係指以下的內容。亦即，以齒基部8a之前端側的寬度比齒基部8a之基端側的寬度窄的方式，形成溝槽的開口。
此外，磁軛7之軸方向的另一端側則是形成為以使溝槽開口10a進入到與以一端側供溝槽開口10a進入的方式形成之齒基部8a在周方向上相對向之齒基部8a內(未圖示)。也就是在長度方向的整個區域，對磁軛7的軸方向以相同角度偏斜之溝槽開口10a的一端和另一端進入到齒基部8a。
其他電動機1C的構成係與電動機1A相同。
此處，關於磁軛7的周方向，在磁軛7之軸方向的一端，換言之在最進入到齒基部8a之溝槽開口10a所在之磁軛7之軸方向的位置之溝槽開口10a之寬度方向的中心、與構成具有該溝槽開口10a的溝槽10之一對齒基部8a之間的中心之角度係設成a°。
也就是，溝槽開口10a係以磁軛7之周方向的角度占有相當於2a°分量的角度寬的方式形成。
假設在不使溝槽開口10a進入到齒基部8a內時，a的值會變小。
亦即，在使溝槽開口10a進入到齒基部8a內時之溝槽開口10a的偏斜角度，係可設為比不使溝槽開口10a進入到齒基部8a內者大。
因此，依據此第3實施形態的電動機1C，因可設為溝槽開口10a的大偏斜角度，所以相較於不使溝槽開口10a進入到齒基部8a內的情況，可使更低頻率成分的齒槽效應轉矩或轉矩漣波減低。
此外，依據此第3實施形態，溝槽開口10a雖以長度方向的整個區域，使相對於磁軛7的軸方向之偏斜角度成為相同而延伸的情況加以說明過，但在將溝槽開口10a從磁軛7之軸方向的一端朝向另一端呈Z字形延伸的情況時，若使溝槽開口10a之相當於山部的部位進入到齒基部8a的話，即可設為溝槽開口10a的大偏斜角度。亦即，以使溝槽10的開口在磁軛7之軸方向的既定部位進入到齒基部8a的方式形成齒8，而可設為溝槽開口10a相對於磁軛7之軸方向的大偏斜角度，所以可使低頻成分的轉矩漣波減低。
第4實施形態
第9圖為顯示本發明第4實施形態的電動機之溝槽開口相對於磁軛的軸方向之偏斜角度與偏斜係數的關係之圖。
此第4實施形態之本發明的電動機係假設為與電動機1A同樣者。另外，極數和溝槽數量並非侷限於10個和12個，將Z設為自然數，極數設為10Z，溝槽數設為12Z之任何一種。
然後，k為1、2、3的任一個，溝槽開口10a的偏斜角度係設定成±(3k/Z)°的任一個。
第9圖中，橫軸為溝槽開口10a的偏斜角度，縱軸表示相對於溝槽開口10a偏斜角度之偏斜係數的理論值。
偏斜係數係以將溝槽開口10a的偏斜角度為0時之齒槽效應轉矩的振幅大小設為1時之相對於溝槽開口10a的偏斜角度之理論值表示。
另外，例如定子鐵芯6A在對於所期望的形狀有工作誤差的情況下，因定子鐵芯6A的工作誤差而產生齒槽效應轉矩。此齒槽效應轉矩係關於轉子2的旋轉角度，具有以永久磁鐵4的排列間隔之(36/Z)為週期振幅之第1成分、及以第1成分的1/2的間隔之(18/Z)為週期振幅之第2成分。
第9圖中，以粗線表示因定子鐵芯6A的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩的第1成分，以虛線表示第2成分。
另外，以細線表示因在極數：溝槽數=10：12時之極數‧溝槽數所導致之齒槽效應轉矩的成分。
如第9圖所示，偏斜係數的值係在偏斜角度設為±(3k/Z)°的情況下，理論上因極數‧溝槽數所導致之齒槽效應轉矩的成分會明顯減少。
因此，依據此第4實施形態，因溝槽開口10a的偏斜角度設定在±(3k/Z)°，所以可有效地降低齒槽效應轉矩。
此處，溝槽數為12Z之電動機1A中，包括區隔溝槽10之齒基部8a的每1個溝槽之關於磁軛7的周方向的機械角度(以下，稱為每1個溝槽的機械角度)係成為(30/Z)°。
此外，區隔相鄰的溝槽10之齒基部8a係視為寬度方向的中心的一側和另一側之各個區隔一方和另一方的溝槽10各個的齒基部。也就是在每1個溝槽的機械角度包括1個份量的齒基部8a。
一般的電動機中，每1個溝槽的機械角度中之齒基部8a所占的角度為(15/Z)°至(20/Z)°。
因此，在不使溝槽開口10a進入到齒基部8a而偏斜之電動機中，要將溝槽開口10a的偏斜角度設定在±(6/Z)°、±(9/Z)°會有困難。另一方面，如同第3實施形態的電動機1C，藉由使軸方向之一端側和另一端側的溝槽開口10a進入到齒基部8a，即可容易地將溝槽開口10a的偏斜角度設定在±(6/Z)°、±(9/Z)°。
此外，此第4實施形態的電動機係以極數設為10Z、溝槽數設為12Z、偏斜角度設定在±(3k/Z)°之電動機1A作說明過，但在第2、第3實施形態的電動機中，也可為極數設為10Z、溝槽數設為12Z、偏斜角度設定在±(3k/Z)°者。
另外，上述各實施形態中，雖以旋轉電機為電動機1A至1C進行說明，但旋轉電機亦可為具備與各實施形態同等構成的定子和轉子之發電機。
第5實施形態
上述係說明以積層板狀的複數片環狀磁性構件15而構成定子鐵芯6A者。
定子鐵芯(定子的鐵芯構件)例如也可為如下所述，準備2種環狀磁性構件，交替地積疊此2種環狀磁性構件而構成者。以下則是以定子鐵芯構件說明定子鐵芯。
在說明定子鐵芯構件之製造裝置之前，先說明使用定子鐵芯構件之製造裝置所製造之定子鐵芯構件的構成。
第10圖為使用本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之斜視圖。第11圖為使用本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之平面圖。第12圖為由內周側觀看使用本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之重要部位前視圖。第13圖為第11圖的B部位放大圖。
第10圖至第13圖中，定子鐵芯構件101A係例如構成為將由矽鋼所組成之板狀的複數片第1環狀磁性構件102A和第2環狀磁性構件102B積層在各個厚度方向而連結之積層體。
第1環狀磁性構件102A的各個係藉由呈環狀排列之複數片分割鐵芯構件103所構成。在此，構成第1環狀磁性構件102A之分割鐵芯構件103為12片，但分割鐵芯構件103的片數並沒有特別的限定。
分割鐵芯構件103係由製作成長形的平板狀之分割磁軛104、及分割齒105所構成，該分割齒105係具有：由分割磁軛104之長邊方向的一端與另一端之間的中間部在與分割磁軛104的厚度方向垂直的方向突出之分割齒基部105a；及在大致與分割磁軛104平行的方向(分割磁軛104的周方向)突出至分割齒基部105a的前端兩側之分割齒凸緣部105b和105c。
此外，與突出有分割齒基部105a之分割磁軛104的一邊相對向的另一邊之主要部位，係形成為具有既定的曲率半徑之圓弧狀。另外，在分割磁軛104的一端附近，形成有一面側成為凸部且另一面側成為凹部之連結部104a。
分割齒凸緣部105b、105c係如第13圖所示，以前端的寬度Wb比與分割齒基部105a連結之基端部側的寬度Wa窄的方式形成，分割齒凸緣部105b、105c之寬度係由基端部朝向前端部變窄。此外，此處則是在從分割齒凸緣部105b、105c的基端部至前端附近的部位為止，分割齒凸緣部105b、105c的寬度形成為相同寬度。
然後，第1環狀磁性構件102A係以環狀地排列分割磁軛104，並將分割齒基部105a配置在分割磁軛104的內側的方式排列複數片分割鐵芯構件103而構成。也就是在第1環狀磁性構件102A中，分割磁軛104係沿著分割鐵芯構件103的連結方向連結，關於分割磁軛104的連結方向，由各分割磁軛104的中間部，使分割齒基部105a突出到分割磁軛104的內側。
另外，第2環狀磁性構件102B的各個係與第1環狀磁性構件102A同樣，藉由呈環狀排列之複數片分割鐵芯構件103所構成。除了連結部104a形成在與分割磁軛104之長邊方向的一端相反側的另一端附近的這點之外，第2環狀磁性構件102B的分割鐵芯構件103構成為與第1環狀磁性構件102A的分割鐵芯構件103相同。
第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個係以鄰接的分割鐵芯構件103之分割磁軛104的一端和另一端相鄰配置的方式環狀地排列複數片分割鐵芯構件103而構成。此時，第1和第2環狀磁性構件102A、102B的外形，係成為與形成為圓弧狀之分割磁軛104的另一邊的曲率半徑相等之曲率半徑的圓。另外，既為平板且為環狀(平板環狀)的磁軛構成體108係藉由呈環狀排列的分割磁軛104所構成。
然後，定子鐵芯構件101A如同前述，以使分割齒基部105a重疊的方式將第1和將第2環狀磁性構件102A、102B構成為彼此嵌合各個連結部104a而交替地積層之積層體。此外，各分割鐵芯構件103係以可在連接部104a的周圍轉動的方式形成分割磁軛104的端部。
此時，由分割齒基部105a的前端朝分割齒基部105a的寬度方向的一側和另一側之分割齒凸緣部105b、105c的突出長度，係使用各每一層不同的長度，各層的第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割齒凸緣部105b、105c之從分割齒基部105a的突出長度，係以符合以下的條件方式設定。
亦即，分割齒凸緣部105b、105c從分割齒105的分割齒基部105a的突出長度，係由第1和第2環狀磁性構件102A、102B的積層方向的一側朝向另一側，依第1和第2環狀磁性構件的層之變化而依序增減，由鄰接的分割齒凸緣部105b、105c的前端間所構成的間隙，係以由定子鐵芯構件101A的一端至另一端為止連續的方式設定。
另外，在如同以上所構成之定子鐵芯構件101A中，圓筒狀的磁軛係藉由被積層的第1和第2環狀磁性構件102A、102B之磁軛構成體108所構成。另外，在磁軛的周方向相互隔著間隔橫跨到磁軛的軸方向突出之齒，係藉由被積層的第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割齒105而構成。
溝槽107係藉由鄰接之分割齒105的分割齒基部105a、由該分割齒基部105a在相互相對的方向延伸之分割齒凸緣部105b和105c、及位於鄰接的分割齒基部105a之間之分割磁軛104的部位所包圍的空間而形成。然後，連接鄰接的分割齒凸緣部105b、105c間的間隙而構成之溝槽開口107a，係由第1和第2環狀磁性構件102A、102B的積層方向的一側朝向另一側相對於積層方向偏斜。
接著，說明定子鐵芯構件之製造裝置。
第14圖為本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置之側面圖。第15圖為本發明第5實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之平面圖。第16圖為本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第2沖壓機構之重要部位側剖面圖。
第14圖和第15圖中，定子鐵芯構件製造裝置110A具有第1沖壓機構111A和作為移動模具機構的第2沖壓機構111B。
第1沖壓機構111A具備：上下相對配置之上座板117和下座板118；在上座板117與下座板118之間朝既定方向(第14圖中之箭頭方向)搬送由矽鋼所組成之長形的鋼板119之搬送機構(未圖示)；配置在鋼板119的搬送方向的上游側，由設置在上座板117和下座板118之上模具113A和下模具113B所組成，將鋼板119的既定部位沖切加工或鉚接加工之第1模具112A；及與第1模具112A隔著既定的間隔配置在鋼板119的搬送方向的下游側，且由設置在上座板117和下座板118之上模具115A和下模具115B所組成，將鋼板119的既定部位沖切加工之第2模具114A。
另外，第2沖壓機構111B如第16圖所示，具備：使軸方向與搬送於下座板118上之鋼板119的正反兩面垂直，且配置在對應於鋼板119的寬度方向的中央部之位置之推力軸承(thrust bearing)121、在下座板118上支承於推力軸承121；且配置成可在推力軸承121的軸心周圍旋轉之旋轉移動台122；使旋轉移動台122在推力軸承121的軸心周圍旋轉之使轉矩產生之線性馬達124；及設置在旋轉移動台122上，且配置在透過下模具128B和曲柄軸125而由伺服馬達12所驅動而可將下模具128B配置在加壓的位置，由構成為可將與下模具128B之間加壓之鋼板119沖切成所期望的形狀之上模具128A所組成之作為移動模具之旋轉移動模具128。
接著，說明如同上述所構成的定子鐵芯構件之製造裝置110A的動作。
第17圖為說明本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的動作及形成構成環狀磁性構件之分割鐵芯構件的製程之平面圖。
此第5實施形態中，對於用以構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個之複數片分割鐵芯構件103的形成區域，以在周方向上以既定的間距排列的方式設定之鋼板119，定子鐵芯構件製造裝置110A係構成為以殘留被設定在鋼板119之複數片分割鐵芯構件103的形成區域的方式將鋼板119沖切加工而獲得分割鐵芯構件103之裝置。此外，第17圖中，為了方便說明，雖圖示用以構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個之分割鐵芯構件103的數量為8個，但實際上與第10圖同樣為12個。
首先，藉由驅動源(未圖示)使上座板117下降時，則如第17圖所示，藉由第1模具112A進行於第17圖中箭頭A所示的位置在鋼板119上形成導孔131，又進行於箭頭B所示的位置形成有用以配置轉子(未圖示)之圓形的沖切132，又進行於箭頭C所示的位置形成有用以形成分割磁軛104和分割齒105的各輪廓之沖切133、134。
另外，藉由第2模具114A，於箭頭D和E所示的位置，進行分別用以形成第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各分割磁軛104之端面的輪廓之切割曲折135、136，又於箭頭F和G所示的位置，形成分別形成在第1和第2環狀磁性構件102A、102B之凹凸形狀的連結部104a、及分別進行穿通鉚接138、139，於箭頭I所示的位置，進行用以形成構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割鐵芯構件的輪廓之沖切140。
如同以上所述，藉由第1和第2模具112A、114A，進行用以形成構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割鐵芯構件103的分割齒凸緣部105b、105c之既定突出長度的輪廓以下之輪廓之沖切以外的沖切加工。
此外，箭頭D和E的位置上的沖切加工係可選擇性進行任一方的沖切加工。另外，箭頭F和G所示的位置之藉由沖壓的鉚接加工也同樣地選擇性進行任一方的鉚接加工，也就是箭頭D的位置進行沖切加工之鋼板119的部位，可使其不在箭頭E之位置進行沖切加工而在箭頭F的位置進行沖切加工，且不在箭頭G的位置進行沖切加工而移動到箭頭H。另外，可使鋼板119，不在箭頭D的位置進行沖切加工而在箭頭E之位置進行沖切加工後，不在箭頭F的位置進行沖切加工而在箭頭G的位置進行沖切加工，使鋼板119移動至箭頭H為止。
另外，穿通鉚接138、139與連結部104a同樣，係為用以在鋼板119的既定位置形成凹凸部者，當要積層第1和第2環狀磁性構件102A、102B時，嵌合被形成在上下配置之第1和第2環狀磁性構件102A、102B的分割鐵芯構件103之穿通鉚接138、139。
然後，藉由與第1和第2模具112A、114A的動作同步，驅動第2沖壓機構111B的伺服馬達126，透過曲柄軸125使上模具128A下降，於第17圖箭頭H所示的位置，進行用以形成構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割鐵芯構件103的分割齒凸緣部105b、105c之既定突出長度的輪廓之裁切141。
此時，說明對鋼板119施予既定形狀的沖切41之旋轉移動模具128的形狀。
第18圖為說明在本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置，用以將分割鐵芯構件的齒凸緣部沖切成既定突出長度的輪廓之旋轉移動模具的形狀之圖。
此外，藉由旋轉移動模具128之鋼板的沖壓加工，在藉由第2模具114A之鋼板119的沖壓加工之前進行，不過在第18圖中，為了方便說明，圖示進行藉由第2模具的沖壓加工後之第1環狀磁性構件102A的形狀。
在旋轉移動模具128中，上模具128A以既定的突出長度將前端側沖切成既定的輪廓的方式，構成分割鐵芯構件103的分割齒凸緣部105b、105c。在上模具128A之與鋼板119的沖壓方向垂直之剖面，上模具128A如第18圖所示，具備分別由梯形部129a和以與梯形部129a的上底相同之寬度由上底延伸到與下底相反側之矩形部129b所組成之複數個沖切部129。複數個沖切部129係僅與構成預定形成的第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割鐵芯構件103的數量相同之數量，在周方向以既定的間隔排列在推力軸承121的軸心(旋轉軸)周圍。另外，推力軸承121的軸心與沖切部129之間的距離係對應於製造的定子鐵芯構件101A的軸心與分割齒凸緣部105b、105c之間的距離。
旋轉移動模具128係以與藉由線性馬達124的驅動而使旋轉移動台122旋轉之動作連動而旋轉移動的方式構成。亦即，沖切部129係與線性馬達124的驅動連動，在推力軸承121的軸心周圍旋轉移動。另外，旋轉移動模具128係使推力軸承121的軸心與鋼板119垂直而設置，鋼板119的搬送路徑係以當複數片分割鐵芯構件103的形區域移動到藉由旋轉移動模具128沖切的位置(箭頭H所示的位置)時，分割鐵芯構件103之形成區域的中心，與垂直於鋼板119之推力軸承121的軸心交叉的方式設定。
另外，當複數片分割鐵芯構件103的形成區域移動到箭頭H所示的位置時，由上模具128A的沖切方向觀看，係配置成：各沖切部129之梯形部129a的下底側位於沖切137側，矩形部129b側位於沖切132的內側。此時，矩形部129b之梯形部129a側的一部分係配置在來到將沖切137與沖切132分離之鋼板119的部位之位置。另外，以成為沖切後所形成之鄰接的分割齒凸緣部105b、105c之外周側的間隔La比內周側的間隔大的方式，設定梯形部129a和矩形部129b的形狀。
然後，藉由旋轉移動模具128之鋼板119的沖切加工，使鄰接所成形之分割齒凸緣部105b、105c的形成區域的前端間分離，形成分割齒凸緣部105b、105c之前端側的形狀朝向前端寬度變窄之環狀磁性構件102A的一個。
因應於各層的第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割齒凸緣部105b、105c的突出長度的增減，藉由線性馬達124的驅動在與鋼板119垂直配置之推力軸承121的軸心周圍，依序使旋轉移動台122旋轉移動既定量，藉此在每次形成各第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個，由分割鐵芯構件103的分割齒基部105a的前端朝分割齒基部105a的一側和另一側之分割齒凸緣部105b、105c的突出長度僅增減相同長度。藉此，製造其他的第1環狀磁性構件102A或第2環狀磁性構件102B。
然後，第1和第2環狀磁性構件102A、102B係藉由被積層的穿通鉚接138、139而固定一體化，如第10圖和第12圖所示，完成定子鐵芯構件101A，該定子鐵芯構件101A由鄰接的分割齒凸緣部105b、105c間的間隙所構成的溝槽開口107a相對於第1和第2環狀磁性構件102A、102B的積層方向偏斜，且分割齒凸緣部105b、105c的前端之寬度比與分割齒基部105a的連結部側的部位窄。
依據此第5實施形態的定子鐵芯構件101A之製造裝置110A，旋轉移動模具128具有以寬度從分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄的方式將鋼板119沖切加工的形狀。
更詳細而言，構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B之複數片分割鐵芯構件103之鋼板119內的形成位置，係以在周方向上以既定的間距排列的方式設定。然後，旋轉移動模具128係使對鋼板119的沖切部129，在與鋼板119垂直的軸心(旋轉軸心)周圍旋轉移動，在複數片分割鐵芯構件103的形成區域的中心與旋轉軸心交叉的位置可沖切地設置鋼板119。然後，旋轉移動模具128之鋼板119的沖切部129具有以寬度從分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄的方式將鋼板119沖切加工的形狀。
藉由此種定子鐵芯構件製造裝置110A所製造之複數片分割鐵芯構件103，係在製造時可改變分割齒凸緣部105b、105c從分割齒基部105a的突出長度。
然後，如同溝槽開口107a偏斜，在分別將呈環狀連結分割鐵芯構件103而構成之第1和第2環狀磁性構件102A、102B予以積層而構成之定子鐵芯構件101A中，分割齒凸緣部105b、105c之寬度會從分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄。因此，具有使用定子鐵芯構件製造裝置110A所製作的定子鐵芯構件101A之電動機，係可同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
第6實施形態
在說明此第6實施形態之本發明的定子鐵芯構件製造裝置110A之前，先說明在定子鐵芯構件製造裝置中，用以形成分割磁軛和磁極齒的各輪廓之第1模具的形狀。
第19圖為使用本發明第6實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之平面圖。第20圖為說明本發明第6實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第1模具的形狀之平面圖，且為顯示沖切鋼板的既定部位的狀況。
第19圖中，定子鐵芯構件101B的分割齒105，成為分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部之寬度比分割齒凸緣部105b、105c的中間部寬。
其他定子鐵芯構件101B的構成係與定子鐵芯構件101A相同。
此第6實施形態的定子鐵芯構件製造裝置的構成係與定子鐵芯構件製造裝置110A相同。
另外，定子鐵芯構件101B之製造係與定子鐵芯構件101A之製造大略相同。
惟，於第17圖中箭頭C所示的位置，經由施予用以形成分割磁軛104和分割齒105的各輪廓之沖切134的製程中，沖切第1模具112A之鋼板119的上模具113A的部位之剖面形狀係設定為：分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部之寬度比從分割齒凸緣部105b、105c至前端的部位更寬。
亦即如第20圖所示，沖切鋼板119之第1模具112A的上模具113A的部位之剖面形狀係形成為：越往沖切接近連結到分割齒基部105a之分割齒凸緣部105b、105c之側的部位，寬度逐漸變窄。
依據此第6實施形態的定子鐵芯構件製造裝置，在施予用以形成分割磁軛104和分割齒105的各輪廓之沖切133、134的製程中，沖切鋼板119之第1模具112A的上模具113A的部位之剖面形狀係形成為將鋼板119沖切加工後獲得之分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部之寬度係比由分割齒凸緣部105b、105c的中間部至前端的部位更寬。
藉此，從分割齒基部105a的前端側朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端之分割齒105的部位之寬度會變窄。
也就是與第5實施形態同樣，由分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部至分割齒凸緣部105b、105c的前端之分割齒105的部位，係以寬度朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄的方式，使用第1模具112A也可實現。
因此，具有使用此第6實施形態的鐵芯構件製造裝置所製作的定子鐵芯構件101B之旋轉電機，係可同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
此外，此第6實施形態中，已針對以藉由旋轉移動模具128分割齒凸緣部105b、105c的前端側也朝向前端寬度變窄的方式形成進行說明，不過分割齒凸緣部105b、105c之前端側的寬度也可為相同寬度。
第7實施形態
在說明此第7實施形態之本發明的定子鐵芯構件製造裝置之前，先說明使用定子鐵芯構件製造裝置所製造之定子鐵芯構件的構成。
第21圖為使用本發明第7實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之斜視圖。
第21圖中，使用定子鐵芯構件製造裝置所製造之定子鐵芯構件101C為與日本專利3933890號說明書中記載者同樣的構成，連結部被省略，除了使用鄰接的分割鐵芯構件103之分割磁軛104的端部間可相互彎折地連結而形成為一體之第1和第2環狀磁性構件的各個來製作之外，其他的構成與定子鐵芯構件101A相同。
第22圖為本發明第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之側面圖。第23圖為本發明第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之平面圖。第24圖為本發明第7實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第2沖壓機構之重要部位側剖面圖。
第22圖和第23圖中，定子鐵芯構件製造裝置110B係具有第3沖壓機構111C、及作為移動模具機構的第4沖壓機構111D。
第3沖壓機構111C係具備：上座板117和下座板118；在上座板117與下座板118之間，在既定方向上搬送鋼板119之搬送機構(未圖示)；配置在鋼板119的搬送方向的上游側，且由設置在上座板117和下座板118之上模具113C和下模具113D所組成之第3模具112B；及與第3模具112B隔著既定的間隔配置在鋼板119之搬送方向的下游側，且由設置在上座板117和下座板118之上模具115C和下模具115D所組成之第4模具114B。
第4沖壓機構111D如第24圖所示，具備：以橫切鋼板119的搬送方向之方式可移動地配置在下座板118上之移動台140；配置在移動台140與下座板118之間，且具有相對向於下座板118側和移動台140側而固定的定子141a和可動子141b之線性馬達142；及配置在移動台140上透過下模具144B和曲柄軸125，藉由伺服馬達126所驅動之由上模具144A所構成的作為移動模具之直線移動模具143。
接著，說明如同上述所構成的定子鐵芯構件製造裝置110B的動作。
第25圖為本發明第7實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的動作及形成構成環狀磁性構件之分割鐵芯構件的製程之平面圖。
此第7實施形態中，定子鐵芯構件製造裝置110B係構成為：對用以構成各第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個之複數片分割鐵芯構件103的形成區域，以在寬度方向以既定的間隔排列的方式設定之鋼板119，施予沖切加工而獲得複數片分割鐵芯構件103的裝置。此外，鋼板119係在與長邊方向平行的方向搬送。另外，第25圖中，為了方便說明，圖示用以構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個之分割鐵芯構件103的數量為6個，不過實際上，與第10圖同樣地為12個。
另外，在鋼板119內之複數片分割鐵芯構件103的形成區域中，鄰接的分割鐵芯構件103係成為分割磁軛104的一端或另一端成為相互連結的連結部，當如同後述藉由定子鐵芯構件製造裝置110B，沖切鋼板119而獲得分割鐵芯構件103時，可彎曲地連接鄰接的分割鐵芯構件103。
首先，藉由驅動源(未圖示)使上座板117下降時，則藉由第3模具112B，於第25圖中箭頭A所示的位置，在鋼板119上形成導孔152，又於箭頭B所示的位置，形成穿通鉚接155，又於箭頭C所示的位置，形成用以形成鄰接的分割鐵芯構件103之連結部的輪廓之V字狀穿通孔156，藉由第4模具114B，於箭頭E所示的位置，進行用以形成在鋼板119的寬度方向所連接之分割鐵芯構件103的各輪廓之沖切158。
如同以上所述，藉由第3和第4模具112B、114B，進行用以形成除了構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割鐵芯構件103的分割齒凸緣部105b、105c之既定突出長度的輪廓之外的輪廓之沖切加工。
另外，藉由與第3和第4模具112B、114B的動作同步，驅動第4沖壓機構111D的伺服馬達126，透過曲柄軸125使上模具144A下降，而於第25圖中箭頭D所示的位置，形成用以形成分割鐵芯構件103之分割齒105的分割齒凸緣部105b、105c之既定突出長度的輪廓之穿通孔159。
說明用以在鋼板119形成既定形狀之穿通孔159之直線移動模具143的形狀。
第26圖為說明本發明第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之直線移動模具的形狀之平面圖。
此外，藉由直線移動模具143之鋼板119的沖壓加工，係在藉由第4模具114B之鋼板的沖壓加工之前進行，不過在第26圖中，為了方便說明，係圖示藉由第4模具114B進行沖切加工後之鋼板119的形狀。
第26圖中，用以將分割鐵芯構件103的分割齒凸緣部105b、105c裁切成既定的突出長度的輪廓之上模具144A，係分別具有將第1和第2梯形部145a、145b的上底側相互連結的形狀之複數個沖切部145。複數個沖切部145係在既定的直線方向排列。
如同以上所構成之直線移動模具143，係當鋼板119被搬送到藉由直線移動模具143所沖切的位置(箭頭X所示的位置)時，使沖切部145的排列方向與用以構成各環狀磁性構件102A、102B之複數片分割鐵芯構件103的形成區域的排列方向一致而配置。另外，以與線性馬達142的驅動而連動使直線移動模具143在複數片分割鐵芯構件103的形成區域的排列方向移動的方式構成。亦即，沖切部145係與線性馬達的驅動連動，而在複數片分割鐵芯構件103的形成區域的排列方向移動。
然後，以各沖切部145之第1和第2梯形部145a、145b的連結部可沖切包括鄰接的分割齒凸緣部105b、105c之間之鋼板119的部位的方式配置上模具144A。此時，一方的梯形部145a的下底側係配置在比分割齒凸緣部105b、105c的形成區域還要靠近分割齒凸緣部105b、105c的外周側之位置，另一方的梯形部145b的下底側係配置在比分割齒凸緣部105b、105c還要靠近內周側之位置。
然後，分割齒凸緣部105b、105c之外周側的間隔Lc係以比內周側的間隔Ld更大的方式，設定第1和第2梯形部145a、145b的形狀。如此，在藉由直線移動模具143沖切鋼板119而形成之分割鐵芯構件103中，分割齒凸緣部105b、105c的前端側係具有寬度朝向前端而逐漸變窄的形狀。
然後，藉由直線移動模具143之鋼板119的沖壓，如第25圖中箭頭F的位置所示，形成具有分割齒凸緣部105b、105c的前端形狀成為寬度朝向前端而變窄的形狀之分割齒凸緣部105b、105c之分割鐵芯構件103。
然後，移動台140係當形成配置在各層之第1和第2環狀磁性構件102A、102B的分割鐵芯構件103時，因應於各層的第1和第2環狀磁性構件102A、102B之分割鐵芯構件103的分割齒凸緣部105b、105c之突出長度的增減，依序在分割鐵芯構件103的形成區域的排列方向移動，以使由分割鐵芯構件103之分割齒基部105a的前端側朝分割齒基部105a的一側和另一側之分割齒凸緣部105b、105c的突出長度僅增減相同長度。
在被連結的狀態下獲得之複數片分割鐵芯構件103係藉由使連結部彎曲成為環狀，而成為第1環狀磁性構件102A或第2環狀磁性構件102B。
第1和第2環狀磁性構件102A、102B係被積層並藉由穿通鉚接33而固定一體化，如第12圖所示，完成定子鐵芯構件101C，該定子鐵芯構件101C係由鄰接的分割齒凸緣部105b、105c間的間隙所構成之溝槽開口107a相對於第1和第2環狀磁性構件102A、102B的積層方向偏斜，且分割齒凸緣部105b、105c的前端之寬度比與分割齒基部105a的連結部側的部位更窄。
依據此第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置110B，直線移動模具143具有以寬度從分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄的方式將鋼板119沖切加工的形狀。
更詳細而言，用以形成構成各第1和第2環狀磁性構件102A、102B的複數片分割鐵芯構件103之鋼板119內的區域，係在既定的直線方向以既定的間隔配置，直線移動模具143係設置成使對鋼板119的沖切部145在既定的直線方向移動而可沖切鋼板119。
因此，藉由定子鐵芯構件製造裝置110B所製造的複數片分割鐵芯構件103，係在製造時可改變分割齒凸緣部105b、105c從分割齒基部105a的突出長度。然後，如同溝槽開口107a偏斜，分別將呈環狀連結分割鐵芯構件103而構成之第1和第2環狀磁性構件102A、102B予以積層而構成之定子鐵芯構件101A中，寬度會從分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄。因此，具有使用定子鐵芯構件製造裝置110B所製作的定子鐵芯構件101C之電動機，可同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
第8實施形態
使用此第8實施形態之本發明的定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件係與第5實施形態相同。
接著，說明定子鐵芯構件製造裝置的第1模具的構成。
第27圖為說明本發明第8實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第1模具和旋轉移動模具的形狀之平面圖，且為顯示第1模具和旋轉移動模具沖切鋼板的既定部位的狀況。
如第27圖所示，在用以構成各第1和第2環狀磁性構件102A、102B的各個之複數片分割鐵芯構件103的形成區域中，鄰接之分割鐵芯構件103之分割磁軛104的端部間會分離。
然後，沖切前述第25圖中箭頭C的鋼板119之第3模具112B的上模具113C的形狀，如第27圖所示，係以使鋼板119之鄰接之分割鐵芯構件103的預定形成區域之分割磁軛104的端部間分離的方式設定。
另外，詳細而言，在鋼板119配置在既定的位置的部位，藉由第3模具112B的沖壓，亦實施用以形成連結部104a的鉚接製程(未圖示)。
之後，藉由直線移動模具143，進行用以形成分割齒凸緣部105b、105c之既定突出長度的輪廓之沖切，而獲得構成第1和第2環狀磁性構件102A、102B的分割鐵芯構件103。
以下，與第5實施形態同樣地呈環狀配置分割鐵芯構件103而設成第1和第2環狀磁性構件102A、102B，並與第5實施形態同樣地積層第1和第2環狀磁性構件102A、102B，而可獲得定子鐵芯構件101A。
依據此第8實施形態的定子鐵芯構件製造裝置，因與第7實施形態同樣地，以寬度會從分割齒基部105a與分割齒凸緣部105b、105c的連結部朝向分割齒凸緣部105b、105c的前端變窄之方式製作分割鐵芯構件103，所以具有使用定子鐵芯構件製造裝置110B所製作的定子鐵芯構件101A之旋轉電機，係可同時實現齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加。
第9實施形態
在說明此第9實施形態之本發明的定子鐵芯構件製造裝置之前，先說明使用定子鐵芯構件製造裝置所製造之定子鐵芯構件的構成。
第28圖為藉由本發明第9實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之平面圖。
第28圖中，定子鐵芯構件101D為與定子鐵芯構件101A大略同樣的構成，但例如在構成被配置在積層方向的端部的第1環狀磁性構件之分割鐵芯構件103中，分割齒基部105a之前端側的寬度方向之一側或另一側的部位被削除、且在分割齒基部105a被削除之側則是省略分割齒凸緣部105b、105c的突出。
然後，在定子鐵芯構件101D中，溝槽開口107a之延伸方向的一端，係以進入到構成積層方向的一端側之第1環狀磁性構件102A之鄰接的分割齒基部105a中之一方的分割齒基部105a的一部分的方式開口，溝槽開口107a的另一端，係以進入到構成積層方向的一端側之第1或第2環狀磁性構件102B之鄰接的分割齒基部105a中之另一方的分割齒基部105a的一部分的方式開口。
接著，說明定子鐵芯構件製造裝置。
第29圖為說明本發明第9實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之旋轉移動模具的形狀之圖。
此實施形態的定子鐵芯構件製造裝置的構成係與定子鐵芯構件製造裝置110B相同。
惟，構成進行沖切加工之旋轉移動模具128的上模具128A的沖切部129係如第29圖所示，構成為可移動到對應於在分割齒基部105a的基端部上之周方向的位置之周方向的位置為止並沖切鋼板119，而該沖切加工係用以形成在設定於鋼板119之複數片分割鐵芯構件103的形成區域中之分割齒凸緣部105b、105c之既定突出長度的輪廓。
依據第9實施形態的定子鐵芯構件製造裝置，例如使溝槽開口107a的一端進入到鄰接的分割齒基部105a中的一方，並使溝槽開口107a的另一端進入到鄰接的分割齒基部105a中的另一方，而可製作定子鐵芯構件101D。
藉此，溝槽開口107a係可相對於第1和第2環狀磁性構件102A、102B的積層方向大幅偏斜，而可獲得更大齒槽效應轉矩和轉矩漣波之降低以及轉矩之增加的效果。
此外，上述第5至第9實施形態中，進行用以形成分割齒凸緣部105b、105c的既定突出長度的輪廓之沖切加工之上模具128A、144A的沖切部129、145的形狀，雖已針對組合梯形部129a與矩形部129b或第1和第2梯形部145a、145b的形狀進行說明，但沖切部129、145的形狀並不侷限於此。沖切部129、145的形狀只要是具有以前端側之寬度比齒凸緣部5b的前端側窄的方式將鋼板119沖壓加工的形狀即可。
另外，上述第5至第9實施形態中，雖已針對使用線性馬達124或線性馬達142作為使旋轉移動模具128或直線移動馬達143移動的驅動源的形態進行說明，但也可使用其他的驅動源來作為使旋轉移動模具128或直線移動馬達143移動的驅動源。
1A至1C．．．電動機(旋轉電機)
2．．．轉子
3．．．轉子鐵芯
4．．．永久磁鐵
5．．．定子
6A至6C．．．定子鐵芯
7．．．磁軛
8．．．齒
8a．．．齒基部
8b至8e．．．齒凸緣部
10．．．溝槽
10A、10B．．．定子鐵芯構件製造裝置
10a．．．溝槽開口
12．．．定子繞組
15、102A、102B．．．環狀磁性構件
16．．．磁軛構成體
17、105．．．分割齒
17a、105a．．．分割齒基部
17b、17c、105b、105c．．．分割齒凸緣部
101A至101D．．．定子鐵芯構件(定子鐵芯)
103．．．分割鐵芯構件
104．．．分割磁軛
112A、112B、114A、114B．．．模具
113A、115A、128A、144A．．．上模具
113B、115B、128B、144B．．．下模具
117．．．上座板
118．．．下座板
119．．．鋼板
121．．．推力軸承
122．．．旋轉移動台
124．．．線性馬達
125．．．曲柄軸
128．．．旋轉移動模具(移動模具)
129．．．沖切部
129a．．．梯形部
129b．．．矩形部
131、152．．．導孔
133、134、140、158．．．沖切
135、136．．．切割曲折
138、139．．．穿通鉚接
143．．．直線移動模具(移動模具)
145．．．沖切部
145a．．．第1梯形部
145b．．．第2梯形部
156、159．．．穿通孔
第1圖為本發明第1實施形態的電動機之俯視圖。
第2圖為構成本發明第1實施形態之電動機的定子鐵芯之斜視圖。
第3圖為構成本發明第1實施形態之電動機的定子之重要部位剖面圖。
第4圖為第3圖之A部位放大圖。
第5圖為構成本發明第2實施形態之電動機的定子之重要部位放大圖。
第6圖為顯示測定本發明第1和第2實施形態的電動機之齒槽效應轉矩與轉子的旋轉角度之間的關係的結果之圖。
第7圖為顯示本發明第1和第2實施形態的電動機所測定之齒槽效應轉矩的分析結果之圖，且為顯示轉子的工作誤差所導致之齒槽效應轉矩的成分、因極數‧溝槽數所導致之齒槽效應轉矩的成分、及齒槽效應轉矩的最大振幅。
第8圖為構成本發明第3實施形態之電動機的定子之重要部位放大剖面圖，且為顯示位於磁軛的軸方向的一端側附近之定子的部位之剖面。
第9圖為顯示本發明第4實施形態的電動機之溝槽開口相對於磁軛的軸方向之偏斜角度與偏斜係數的關係之圖。
第10圖為使用本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之斜視圖。
第11圖為使用本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之平面圖。
第12圖為由內周側觀看使用本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之重要部位前視圖。
第13圖為第11圖的B部位放大圖。
第14圖為本發明第5實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之側面圖。
第15圖為本發明第5實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之平面圖。
第16圖為本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第2沖壓機構之重要部位側剖面圖。
第17圖為說明本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的動作及形成構成環狀磁性構件之分割鐵芯構件的製程之平面圖。
第18圖為說明在本發明第5實施形態之定子鐵芯構件製造裝置，用以將分割鐵芯構件的齒凸緣部沖切成既定突出長度的輪廓之旋轉移動模具的形狀之圖。
第19圖為使用本發明第6實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之平面圖。
第20圖為說明本發明第6實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第1模具的形狀之平面圖，且為顯示沖切鋼板的既定部位的狀況。
第21圖為使用本發明第7實施形態之定子鐵芯構件製造裝置製造的定子鐵芯構件之斜視圖。
第22圖為本發明第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之側面圖。
第23圖為本發明第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之平面圖。
第24圖為本發明第7實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第2沖壓機構之重要部位側剖面圖。
第25圖為本發明第7實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的動作及形成構成環狀磁性構件之分割鐵芯構件的製程之平面圖。
第26圖為說明本發明第7實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之直線移動模具的形狀之平面圖。
第27圖為說明本發明第8實施形態之定子鐵芯構件製造裝置的第1模具和旋轉移動模具的形狀之平面圖，且為顯示第1模具和旋轉移動模具沖切鋼板的既定部位的狀況。
第28圖為藉由本發明第9實施形態之定子鐵芯構件製造裝置所製造的定子鐵芯構件之平面圖。
第29圖為說明本發明第9實施形態的定子鐵芯構件製造裝置之旋轉移動模具的形狀之圖。
1A．．．電動機(旋轉電機)
2．．．轉子
3．．．轉子鐵芯
4．．．永久磁鐵
5．．．定子
6A．．．定子鐵芯
7．．．磁軛
8．．．齒
8a．．．齒基部
8b、8c．．．齒凸緣部
10．．．溝槽
10a．．．溝槽開口
12．．．定子繞組

Claims (10)

  1. 一種旋轉電機，係具備轉子及具有定子鐵芯之定子，該定子鐵芯係以圍繞上述轉子的方式對該轉子同軸配設，上述定子鐵芯具備：對上述轉子同軸配設之磁軛；及分別由突設在上述磁軛的軸方向的兩端間之齒基部和由上述齒基部的前端向兩側突出之齒凸緣部所構成，且在上述磁軛的周方向相互隔著間隔排列之複數個齒；而形成在鄰接的上述齒間之溝槽的開口係相對於上述磁軛的軸方向偏斜(skew)，其中，上述齒凸緣部係由與上述齒基部的連結部至前端附近的部位為止具有相同寬度，上述齒凸緣部的前端係形成為從上述齒基部的突出量隨著由上述磁軛的直徑方向之上述磁軛側亦即外周側的部位朝向內周側的部位而變大。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之旋轉電機，其中，上述齒凸緣部之基端側的部位係以寬度朝向與上述齒基部的連結部變寬的方式形成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之旋轉電機，其中，上述溝槽的開口係在上述磁軛之軸方向的既定部位，進入到上述齒基部。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之旋轉電機，其中，上述轉子的極數為10Z(惟Z為自然數)，上述溝槽的數量為12Z，上述溝槽的開口相對於上述磁軛的軸方向之角度為±(3k/Z)°(惟，k為1、2、3之任1個)。
  5. 一種定子鐵芯製造裝置，係用以製造定子鐵芯，該定子鐵芯係具備複數個環狀磁性構件，該環狀磁性構件係將鋼板加工所形成之板狀的複數片分割鐵芯構件呈環狀地連結而成，上述分割鐵芯構件係具備：分割磁軛，沿著連結方向配置；及分割齒，具有由上述分割磁軛之連結方向的中間部突出之分割齒基部和由上述分割齒基部的前端突出之分割齒凸緣部；該定子鐵芯係以相鄰的上述分割齒凸緣部之間的間隙連續的方式來積層複數個上述環狀磁性構件而構成；該定子鐵芯製造裝置係具備：模具，對應於向既定方向搬送之上述鋼板的搬送路徑而配置，對上述鋼板進行沖切加工，以形成除了構成上述環狀磁性構件的上述分割鐵芯構件之上述分割齒凸緣部之既定的突出長度的輪廓之外的輪廓；及移動模具，對上述鋼板進行沖切加工，以形成上述分割齒凸緣部之既定的突出長度的輪廓；上述模具係具有將上述鋼板沖切加工成為使上述分割齒凸緣部的寬度，從上述分割齒凸緣部的基端部至前端附近的部位為止皆為相同寬度的形狀；上述移動模具係具有將上述鋼板沖切加工成為使上述分割齒凸緣部的寬度，從上述分割齒基部與上述分割齒凸緣部的連結部朝向上述分割齒凸緣部的前端變窄的形狀。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之定子鐵芯製造裝置，其中，上述模具係具有將上述鋼板沖切加工成為使上述分割齒基部與上述分割齒凸緣部的連結部的寬度大於上述分割齒凸緣部之前端側的寬度的形狀。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之定子鐵芯製造裝置，其中，將構成各上述環狀磁性構件之複數片上述分割鐵芯構件在上述鋼板的形成區域，以在周方向上以既定的間距排列的方式設定，而上述移動模具係設置成使對上述鋼板的沖切部在與上述鋼板垂直的軸心周圍旋轉移動，且複數片上述分割鐵芯構件的形成區域的中心，可在與上述軸心交叉的位置將上述鋼板沖切。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之定子鐵芯製造裝置，其中，上述移動模具係構成為可移動到構成各上述環狀磁性構件之複數片上述分割鐵芯構件在上述鋼板的形成區域中，進入到上述分割齒基部的前端側之位置為止而將上述鋼板沖切。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之定子鐵芯製造裝置，其中，構成各上述環狀磁性構件之複數片上述分割鐵芯構件在上述鋼板的形成區域，係向既定的直線方向以既定的間隔配置，其中，上述移動模具係設置成可使對上述鋼板的沖切部向上述既定的直線方向移動而將上述鋼板沖切。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之定子鐵芯製造裝置，其中，上述移動模具係構成為可移動到構成各上述環狀磁性構件之複數片上述分割鐵芯構件在上述鋼板的形成區域中，進入到上述分割齒基部的前端側之位置為止而將上述鋼板沖切。
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