专利名称：装有铁芯的电机及其铁芯的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种在定子铁芯各凸极的延伸端上、具有面向转子铁芯侧聚束磁通的磁通集磁面的装有铁芯电机及其铁芯的制造方法。
背景技术：
在一般普及使用的装有铁芯电机中，安装着由电磁钢板的层积体等构成的铁芯。例如、在图8所示的磁面埋入型的装有分割铁芯的电机中，在外壳1的内周壁面上，安装着圆周状分割并相互密接的定子铁芯2的环状基部2a，同时从这些各环状基部2a，设置有面向中心侧作放射状延伸的多个凸极2b。
在上述各凸极2b的延伸端(内端)，分别设置有形成大致圆弧状的集磁部(T字形部)2c，同时，形成于这些各集磁部2c内周面的磁通集磁面2d设置成相对可回转的转子铁芯3的外周面、形成邻近相对向的形状，在与设置于上述转子铁芯3侧的转子磁铁3a之间形成的磁通，通过上述磁通集磁面2d进行聚束。又，在周向相邻的上述各集磁部2c、2c相互之间，分别形成有间隙即、切槽部4。
在该图8所示的例子中，多个转子磁铁3a分别被埋入在设置于转子铁芯3的切缝内，当这些各转子磁铁3a与切缝侧之间出现晃动时，使用粘接剂和螺栓等的固定方法，对上述转子磁铁3a进行增强固定。
然而，在这种装有铁芯电机中，一般来讲，上述各定子铁芯2上的集磁部2c的形状及其大小是由电机的规格和转子的磁极数等决定的，因这些集磁部2c形状及其大小的不同，会产生磁性回路的不均衡，有时会出现开齿、扭矩波动、逆起电压偏差等。特别是在图8所示的磁面埋入型的装有铁芯电机中，因未连续设置有转子磁铁3a，故不能顺利进行磁极的更换。又由于各磁铁的形状和配置位置的不同，因而常常会发生局部性的饱和状态。并且，因各磁铁的固定部分的晃动等，也有可能造成磁通分布的紊乱，扩大了上述开齿和扭矩波动等的现象，存在着更加降低回转性能的倾向。
为此，本发明的目的在于，提供一种装有铁芯电机及其铁芯的制造方法，所述装有铁芯电机及其铁芯的制造方法系采用简单的结构，可良好地改善开齿等，可提高回转性能。
发明内容
为实现上述目的，在本发明的装有铁芯电机中，在凸极的磁通集磁面上，形成面向转子铁芯侧微量凸出的、具有阶差形状的微小凸起部，该微小凸起部的周向宽度相对于所述切槽部的周向宽度，形成1/2～3/2范围内的尺寸。利用这种微小凸起部，可相对于原来的开齿波形，形成具有大致相反的扭矩值的相抵消波形，籍由该相抵消波形，可有效地消除上述开齿扭矩的特有的峰值。
又，在本发明的装有铁芯电机中，所述微小凸起部配置在磁通集磁面上周向的大致中央部分或其附近。
又，在本发明的装有铁芯电机中，所述微小凸起部的周向宽度形成大致与切槽部的周向宽度相同的宽度尺寸。并且，在本发明的装有铁芯电机中，所述微小凸起部上朝半径方向的凸出量设定在0.05～0.15mm的范围内。将微小凸起部配置、形成在该位置及其形状，可得至最佳的结果。
另一方面，在本发明的装有铁芯电机中，设置在所述转子侧的转子磁铁具有矩形状的回转波形。
又，在本发明的装有铁芯电机中，所述分割转子磁铁由沿周向分割为多个的多个分割磁铁构成。并且，在本发明的装有铁芯电机中，所述分割磁铁埋入在转子内部。采用这些的各种结构，在使用矩形状的回转波形的场合，对于所发生的开齿波形，利用本发明生成的相抵消波形的消除的作用，能起到极其良好的效果。
又，根据本发明的铁芯制造方法，所述方法包括在通过连结部一体连接的状态下、对所述多个凸极上的磁通集磁面相互间进行所述定子铁芯冲压成形的冲压工序；以及在所述冲压工序之后将所述连结部切断、将其从磁通集磁面切离的切断工序；在所述切断工序中，当所述连结部切断时，在所述磁通集磁面侧留下有阶差状的微小凸起部。采用具有以上各工序的铁芯的制造方法，可容易且高精度地形成具有上述良好作用的磁通集磁面的微小凸起部。
附图的简单说明
图1为表示本发明一实施形态的分割型定子铁芯组装状态的截面说明图。
图2为表示图1所示的对应于定子铁芯使用的转子铁芯结构一例的截面说明图。
图3为表示适用本发明的电机中的开齿扭矩改善状态的线图。
图4为表示本发明中的制造分割型定子铁芯时的冲压工序一实施形态的局部平面说明图。
图5为表示采用本发明的制造一体型定子铁芯时的冲压工序一实施形态的局部平面说明图。
图6为表示本发明中使用的磁面埋入型转子铁芯另一例的截面说明图。
图7为表示本发明中使用的磁面埋入型转子铁芯又一例的截面说明图。
图8为表示一般的分割型的装有分割铁芯电机的结构例的截面说明图。
具体实施例方式
下面，参照附图，详细说明本发明的实施形态。
首先，图1和图2所示的实施形态适用于本发明的内转子型的装有分割铁芯电机中使用的6极定子铁芯11的结构。在该定子铁芯11中，在圆周方向分割的6个分割铁芯12的外周基部12a，沿着中空圆筒状的电机外壳13的内周壁面，以相互密接的状态配列成环状。在这些各分割铁芯12的外周基部12a上，分别设置有朝半径方向内侧呈放射状延伸的凸极12b，相对于这些各凸极12b的铁芯肋部12b1，通过未图示的绝缘体分别卷绕有线圈14。
并且，在上述各凸极12b上的铁芯肋部12b1的半径方向内端侧部分，以该铁芯肋部12b1为中心，设置有朝圆周方向两侧扩张成大致圆弧状的集磁部12b2。在这些各集磁部12b2的内周面，相对于配置在中心侧的转子铁芯15(参照图2)的外周面，形成有靠近半径方向配置的磁通集磁面12b3、12b3。
又，上述各集磁部12b2沿着周向配置成并列的状态，但在周向上相互邻近的一对集磁部12b2、12b2相互间，分别形成有间隙，即，切槽部16。
另一方面，上述本实施形态中的转子铁芯15，特别如图2所示，是一种固定于回转轴17的4极结构，4个板状分割转子磁铁18分别被埋入在所述转子铁芯15中形成的切缝内。这些各个分割转子磁铁18因配置成周向的非连续状态，故具有矩形的回转波形。此时，上述各分割转子磁铁，由例如烧结磁铁或粘结磁铁所形成，当与所述转子铁芯15侧的切缝侧之间出现晃动时，使用粘接剂和螺栓等固定方法进行增强固定。
在此，在设置于上述各凸极12b的各自磁通集磁面12b3上，面向转子铁芯15侧沿半径方向微量凸出的微小凸起部21形成阶差形状。该微小凸起部21配置在所述磁通集磁面12b3的周向大致中央部分或其附近，该微小凸起部21上的周向宽度t1相对于具有所述切槽部16的周向宽度t2，形成一半(1/2)的尺寸至1.5倍(3/2)尺寸的范围内((1/2)×t2≤t1≤(3/2)×t2)。
并且，在该范围内，特别是在本实施形态中，使所述微小凸起部21的周向宽度t1与所述切槽部16的周向宽度t2大致相同(t1＝t2)，同时，将该微小凸起部21朝半径方向的凸出量设定在0.05mm～0.15mm的范围内。
这样，在本实施形态的装有铁芯电机中，由于在凸极12b的磁通集磁面12b3上，设置有面向转子铁芯15侧沿半径方向微量凸出的微小凸起部21，因此利用这种微小凸起部21的磁性作用，相对于原来的开齿波形，可形成具有大致相反的扭矩矩值的相抵消波形，籍由该相抵消波形，可良好地消除所述开齿矩扭所特有的峰值。
例如，如图3所示，相对于以往装置中回转方向的角度(横轴)的开齿扭矩(纵轴)用虚线①表示，在上述实施形态中，用点划线②表示，在此场合，可以看出峰值大幅度降低。又，在上述实施形态中，虽然微小凸起部21的周向宽度t1与所述切槽部16的周向宽度t2大致相同(t1＝t2)，但在将微小凸起部21的周向宽度t1与所述切槽部16的周向宽度t2形成约1.5倍(t1＝1.5×t2)时，则如图3中的实线③所示，尽管稍逊于上述的实施形态，但在该场合，也可以看出峰值大幅度降低。并且，在将微小凸起部21的周向宽度t1与所述切槽部16的周向宽度t2形成约0.5倍(t1＝0.5×t2)时，则如图3中的双点划线④所示，尽管在与上述的各场合反向侧的区域中发生开齿扭矩，但可以看出，此时的峰值的绝对值降低至与上述1.5倍时的同样程度。
另一方面，这种具有微小凸起部21的定子铁芯11可通过通常的冲压工序成形。但在图4所示的实施形态中，相对所述定子铁芯11进行冲压成形时，使细长带状的连结部22、23成形为，分别从凸极12b上的磁通集磁面12b3和外周基部12a作一体状延伸的形状。即，在该阶段中，通过所述的连结部22、23，将多个凸极12b相互间冲压成形为横向一列状的一体连接的形状。
这样，在一体地具有所述各连结部22、23的状态下，将定子铁芯11冲压成形，之后，进行切断工序，将所述各连结部22、23切断，将连结部22、23分别从所述各磁通集磁面12b3和外周基部12a切离。由此，多个凸极12b形成了相互间分离的状态。
并且，在由上述切断工序分别将各连结部22、23切断时，相对于所述磁通集磁面12b3，切断成上述实施形态已说明过的留下有微小凸起部21的阶差形状。即，采用具有这种各工序的铁芯的制造方法，可容易、且高精度地形成上述实施形态中的起着良好作用的微小凸起部21。
另一方面，在图5的实施形态中，在对一体型的定子铁芯31进行冲压成形时，在各凸极32b上的磁通集磁面32b3的周向中央部分，使朝半径方向作放射状延伸的带状连结部42一体形成。此时的各连结部42一体地连接成聚束在配置于铁芯中心部分的压板43上的形态。
即，在具有一体状的这种连结部42的状态下，将定子铁芯31冲压成形，在其冲压工序之后的切断工序中，将所述连结部42切断，使连结部42分别从各磁通集磁面32b3切离。但在该切断工序中，在所述磁通集磁面32b3侧，切断成上述实施形态中的留下有微小凸起部21的阶差形状。由此，采用具有这种各工序的铁芯的制造方法，可容易、且高精度地形成上述实施形态中的起着良好作用的微小凸起部21。
上面对由本发明者所作的实施形态作了具体的说明，但本发明并不限定于上述实施形态，在不脱离本发明宗旨的范围内，当然可作各种变更。
例如，作为本发明适用的磁面埋入型电机的转子铁芯，如图6所示，也可将板状的转子磁铁18’朝半径方向延伸，配置成环状；及如图7所示，将形成圆弧状且层状的转子磁铁18’配置成环状等，本发明也同样适用于多种多样形式的磁面埋入型电机。
又，本发明也同样适用于具有磁面埋入型电机以外结构的电机。并且，不限定于上述实施形态那样的内转子型电机，也同样适用于外转子型电机等其它结构的电机。
发明的效果综上所述，本发明的装有铁芯电机通过在凸极的磁通集磁面上，形成面向转子铁芯侧微量凸出的、具有阶差形状的微小凸起部，该微小凸起部的周向宽度相对于所述切槽部的周向宽度，形成1/2～3/2范围内的尺寸，相对于原来的开齿波形，生成具有大致相反的扭矩值的相抵消波形，可良好地消除开齿扭矩特有的峰值，因此，可用简单的结构，大幅度地提高装有铁芯电机的回转性能。
又，本发明的装有铁芯电机将所述微小凸起部配置在磁通集磁面上的周向大致中央部分或其附近。又，在本发明的装有铁芯电机中，所述微小凸起部的周向宽度形成大致与切槽部的周向宽度相同的宽度尺寸。并且，在本发明的装有铁芯电机中，所述微小凸起部上的朝半径方向的凸出量设定在0.05～0.15mm的范围内。采用这些结构，可各自获得最佳的结果，可获得上述良好的效果。
另一方面，本发明的装有铁芯电机将设置在所述转子侧的转子磁铁具有矩形状的回转波形。又，在本发明的装有铁芯电机中，所述分割转子磁铁由沿周向分割为复数进行分割的多个的分割磁铁构成。并且，在本发明的装有铁芯电机中，所述分割磁铁埋入在转子内部。采用这些的各种结构，在使用矩形状的回转波形的场合，对于所发生的开齿波形，利用本发明生成的相抵消波形的消除的作用，能起到极其良好的效果，可获得上述更佳的效果。
又，本发明的铁芯的制造方法在通过连结部一体连接的状态下，在所述冲压工序之后将所述连结部切断，在所述磁通集磁面侧留下有阶差状的微小凸起部，由此，可容易、且高精度地形成具有上述良好作用的磁通集磁面的微小凸起部，可有效地制造本发明装有铁芯的电机。
权利要求
1.一种装有铁芯的电机，所述电机系在与转子铁芯对向配置的定子铁芯上，设置有多个作放射状延伸的凸极，在设置于这些各凸极的延伸端的集磁部上，形成有面向所述定子铁芯侧聚束磁通的磁通集磁面，同时在周向相邻接的所述集磁部相互之间，形成有切槽部，其特征在于，在上述凸极的磁通集磁面上，形成面向转子铁芯侧微量凸出的、具有阶差形状的微小凸起部，该微小凸起部的周向宽度相对于所述切槽部的周向宽度，形成1/2～3/2范围内的尺寸。
2.如权利要求1所述的装有铁芯的电机，其特征在于，所述微小凸起部配置在磁通集磁面上的周向大致中央部分或其附近。
3.如权利要求1所述的装有铁芯的电机，其特征在于，所述微小凸起部的周向宽度形成大致与切槽部的周向宽度相同的宽度尺寸。
4.如权利要求1所述的装有铁芯的电机，其特征在于，所述微小凸起部上朝半径方向的凸出量设定在0.05～0.15mm的范围内。
5.如权利要求1所述的装有铁芯的电机，其特征在于，设置在所述转子侧的转子磁铁被磁化成具有矩形状的回转波形。
6.如权利要求1所述的装有铁芯的电机，其特征在于，所述分割转子磁铁由沿周向作多个分割的多个分割磁铁构成。
7.如权利要求6所述的装有铁芯的电机，其特征在于，所述分割磁铁埋入在转子铁芯内部。
8.一种装有铁芯的电机的制造方法，所述方法系采用冲压方式制造权利要求1至7所述的定子铁芯，其特征在于，所述方法包括在籍由连结部对所述多个凸极上的磁通集磁面相互间作一体连接的状态下，对所述定子铁芯进行冲压成形的冲压工序；及在所述冲压工序之后将所述连结部切断、使其从磁通集磁面切离的切断工序，在所述切断工序中，当对所述连结部进行切断时，在所述磁通集磁面侧留下有阶差状的微小凸起部。
全文摘要
一种装有铁芯的电机及其制造方法，所述电机系在凸极(12b)的磁通集磁面(12b3)上，形成与向着转子铁芯(15)侧微量凸出的、具有阶差形状的微小凸起部(21)，该微小凸起部(21)的周向宽度(t1)相对于所述切槽部(16)的周向宽度(t2)，形成1/2～3/2范围内的尺寸。藉此，针对以往所发生的开齿波形，可生成具有大致相反的相抵消波形，可良好抵消开齿波形所特有的峰值。本发明的装有铁芯电机及其铁芯的制造方法藉由采用简单的结构，即可提高回转性能。
文档编号H02K1/18GK1416198SQ0214828
公开日2003年5月7日 申请日期2002年11月1日 优先权日2001年11月2日
发明者武井宏光 申请人:株式会社三协精机制作所