专利名称：旋转电机的层叠铁心的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋转电机的层叠铁心的结构，特别是涉及在将板状的铁心片层叠而实现一体化的同时将端部彼此连接起来的结构的层叠铁心的特性和生产率的改善。
背景技术：
现有的旋转电机的层叠铁心通过将层叠多个铁心片而成的多个铁心块沿圆周方向连结而构成。另外，在制造这样的层叠铁心时，将多个第I铁心部材和多个第2铁心部材交替层叠。各第I铁心部材通过将多个铁心片连结成一列而构成。另外，各第2铁心部材通过将与第I铁心部材的铁心片反向的多个铁心片连结成一列而构成。各铁心片具有后辄部；从后辄部突出的磁极齿部；在后辄部的一端部设直的圆 弧状的凸部；在后轭部的另一端部设置的圆弧状的凹部；以及在圆弧状的凸部设置的旋转轴部。通过使各铁心片的凸部与相邻的铁心片的凹部嵌合抵接，来将各铁心片以能够转动的方式与相邻的铁心片连结起来(例如，参照专利文献I)。另外，铁心片的凸部和凹部通过在模具内的冲裁和切口弯曲加工而形成(例如，参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000-201458号公报专利文献2 :日本特开2002-171725号公报
发明内容
发明要解决的课题在上述那样的现有层叠铁心中，由于通过切口弯曲加工来形成铁心片的嵌合抵接部，因此存在下述问题在相当于切口弯曲加工的弯曲支点的部位会产生变形，由于形状精度的降低或局部的磁致伸缩，使得旋转电机的效率降低或转矩脉动变大。另外，在专利文献I的图2中，公开了通过将铁心片在配置成直线状的状态下进行冲压加工来提高层叠铁心的材料成品率的方法，但在这种情况下存在下述这样的问题在冲压冲裁时，在切口弯曲加工部与冲压加工部的边界部会产生冲裁废料，该冲裁废料成为导致层叠铁心的损伤或冲压模具损伤的重要原因。本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于获得下述这样的旋转电机的层叠铁心考虑到生产率，能够形成为可同时进行铁心片的层叠工序和连结工序的结构，并且，能够减小铁心片的加工变形从而实现效率和转矩脉动等特性的提闻，材料成品率较闻，能够防止制造时的故障。用于解决课题的手段本发明的旋转电机的层叠铁心具备多个铁心片，所述多个铁心片具有后轭部；磁极齿部，其从后轭部突出；凸部，其设置在后轭部的第I端部；凹部，其设置在后轭部的第2端部；以及旋转轴部，其设置在凸部，所述多个铁心片排列成圆环状，并沿旋转电机的轴向层叠，凸部与在周向相邻的铁心片的凹部彼此对接，第I铁心部材和第2铁心部材交替地层叠连结，所述第I铁心部材通过依次排列凸部朝向旋转电机的旋转方向中的一方的铁心片而构成，所述第2铁心部材通过依次排列凸部朝向旋转电机的旋转方向中的另一方的铁心片而构成，由铁心片层叠而成的多个铁心块以能够以旋转轴部为中心相互旋转的方式连结在一起，旋转轴部设置成与后轭部的内周面相比更靠近后轭部的外周面，在后轭部的第I和第2端部中的至少任意一方设置有切口部，使得在将铁心片排列成圆环状或圆弧状的状态下，能够在凸部的旋转轴部附近与凹部之间形成间隙，后轭部的第I端部和第2端部构成为在以磁极齿部互相平行的方式将铁心片展开成直线状的状态下，在相邻的凸部与凹部之间产生从外周侧连通至内周侧的预定间隙。发明的效果在本发明的旋转电机的层叠铁心中，将切口部设在相邻的凸部与凹部的旋转轴部附近，在以各磁极齿部平行的方式展开成直线状的状态下，在相邻的凸部与凹部之间产生从后轭部外周侧连通至内周侧的预定间隙，因此，在将铁心片排列成直线状的状态下，能够采用冲压加工，而不采用切口弯曲加工方法，从而能够减小加工变形，实现效率和转矩脉动 等特性的提高。另外，能够减少冲裁废料的产生，提高生产率。另外，由于能够对铁心片在呈直线状排列于金属片的状态下进行冲压加工，因此能够提高材料成品率。
图I是示出本发明的实施方式I的旋转电机的俯视图。图2是示出图I的层叠铁心的俯视图。图3是示出图I的层叠铁心的立体图。图4是示出图I的层叠铁心在组装中途的状态的俯视图。图5是将图4的铁心片放大示出的俯视图。图6是示出将图4的分割层叠铁心展开成直线状的状态的俯视图。图7是示出图6的分割层叠铁心所包含的第I铁心部材的冲压加工状态的俯视图。图8是示出图6的分割层叠铁心所包含的第2铁心部材的冲压加工状态的俯视图。图9是将图7的第I铁心部材的局部放大示出的俯视图。图10是示出本发明的实施方式2的旋转电机的层叠铁心的重要部位的俯视图。图11是示出本发明的实施方式3的旋转电机的层叠铁心的重要部位的俯视图。图12是示出将图11的分割层叠铁心展开成直线状的状态的俯视图。图13是示出本发明的实施方式4的旋转电机的层叠铁心在制造中途的状态的俯视图。图14是将图13的重要部位放大示出的俯视图。
具体实施例方式下面，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式I图I是示出本发明的实施方式I的旋转电机的俯视图。在图中，在圆筒状的壳体I内保持有圆筒状的定子2。定子2具有层叠铁心3 ;卷绕于层叠铁心3的驱动线圈4 ;以及介于层叠铁心3与驱动线圈4之间的绝缘体5。在定子2内配置有转子6。转子6以能够相对于定子2旋转的方式保持于壳体I。转子6具有固定于其外周部且与定子2对置的多个永久磁铁7。图2是示出图I的层叠铁心3的俯视图，图3是示出图I的层叠铁心3的立体图，图4是示出图I的层叠铁心3在组装中途的状态的俯视图。如图4所示，层叠铁心3通过将多个(在本例中为2个)圆弧状的分割层叠铁心11组合成圆环状而构成。另外，各分割层叠铁心11通过将多个(在本例中为9个)铁心块12以能够旋转的方式互相连结起来而构成。各铁心块12通过将多个铁心片13沿旋转电机的轴向层叠而构成。
图5是将图4的铁心片13放大示出的俯视图。铁心片13具有后轭部13a，其形成层叠铁心3的圆环状的磁轭部；和磁极齿部13b,其从后轭部13a向层叠铁心3的径向内侧突出，供驱动线圈4卷绕。在后轭部13a的在层叠铁心3的圆周方向上的一端部、即第I端部，设有凸部13c。另外，在后辄部13a的在层置铁心3的圆周方向上的另一端部、即第2端部，设有凹部13d。凸部13c与在周向相邻的铁心片13的凹部13d彼此对接。在凸部13c设有沿旋转电机的轴向突出的旋转轴部13e。铁心块12以能够以旋转轴部13e为中心相互旋转的方式连结。旋转轴部13e设置成与后轭部13a的内周面相比更靠近后轭部13a的外周面。在后轭部13a的中央和磁极齿部13b的末端部附近设有冲压铆接部(抜务々L· A部)13f。层叠着的铁心片13通过冲压铆接部13f被互相固定。在后轭部13a的第2端部设有圆弧状的切口部13g，使得在将铁心片13排列成圆环状或圆弧状的状态下，能够在与相邻的凸部13c的旋转轴部13e附近之间形成间隙14。图6是示出将图4的分割层叠铁心11展开成直线状的状态的俯视图。后轭部13a的第I端部和第2端部构成为在以磁极齿部13b互相平行的方式将铁心片13展开成直线状的状态下，相邻的凸部13c与凹部13d之间产生从外周侧连通到内周侧的预定间隙。图7是示出图6的分割层叠铁心11所包含的第I铁心部材15的冲压加工状态的俯视图，图8是示出图6的分割层叠铁心11所包含的第2铁心部材16的冲压加工状态的俯视图，图9是将图7的第I铁心部材15的局部放大示出的俯视图。在分割层叠铁心11中，第I铁心部材15和第2铁心部材16交替地层叠连结，所述第I铁心部材15通过依次排列凸部13c朝向旋转电机的旋转方向中的一方的铁心片13而构成，所述第2铁心部材16通过依次排列凸部13c朝向旋转电机的旋转方向中的另一方的铁心片13而构成。如图7和图8所示,这些第I和第2铁心部材15、16通过在以磁极齿部13b平行的方式展开成直线状的状态下对磁性材料进行冲压来进行制造。另外，在本例中，第I和第2铁心部材15、16每两层交替层叠，并通过冲压铆接部13f沿层叠方向连结起来。并且，为了抑制冲压模具的刀具的损伤等，优选将从后轭部13a的外周侧连通至内周侧的间隙的尺寸设定在铁心片13 (磁性材料)的厚度尺寸(例如O. 5mm左右)以上。
在这样的旋转电机的层叠铁心中，在铁心片13设置有切口部13g，在以各磁极齿部13b平行的方式展开成直线状的分割层叠铁心11的制造状态中，在相邻的凸部13c与凹部13d之间形成有从后轭部13a的外周侧连通至内周侧的间隙14，因此，能够在不采用切口弯曲加工方法的情况下进行分割层叠铁心11的冲压加工，从而能够减小加工变形，实现效率和转矩脉动等特性的提高。另外，能够减少冲裁废料的广生，提闻生广率。另外，由于能够对铁心片13在呈直线状排列于电磁钢板的状态下进行冲压加工，因此能够提高材料成品率。另外，由于能够相对于电磁钢板使铁心片13的方向为固定方向，因此，与在圆弧状或环状的状态下进行冲压加工的情况相比，能够降低电磁钢板的磁各向异性的影响，从而能够降低转矩脉动。并且，在实施方式I中，在凹部13d设有切口部13g，但在凸部13c的旋转轴部13e附近设置切口部13g也能获得同样的效果。另外，在实施方式I中，将两个分割层叠铁心11组合而构成了层叠铁心3，但层叠铁心3也可以在不分割的情况下一体地形成，或者以分割成3个以上的分割层叠铁心11的 组合来构成。实施方式2接下来，图10是示出本发明的实施方式2的旋转电机的层叠铁心的重要部位的俯视图，是与实施方式I的图9对应的图。另外，在与实施方式I相同或等同的部分使用相同的标号并省略说明。在图中，在后轭部13a的位于旋转电机的径向外侧的外周面设有与磁极齿部13b正交的平坦部13h。各铁心片13的平坦部13h设置成在以磁极齿部13b平行的方式将分割层叠铁心11展开成直线状的状态下、即在实施方式I中的分割层叠铁心11的冲压加工状态下，所述平坦部13h位于同一直线上。在这样的旋转电机的层叠铁心中，由于在后轭部13a设有平坦部13h，因此，能够在进行分割层叠铁心11的尺寸检查时以由平坦部13h形成的面为管理基准面，能够容易地进行尺寸检查，从而能够获得可靠性高的层叠铁心。实施方式3接下来，图11是示出本发明的实施方式3的旋转电机的层叠铁心的重要部位的俯视图，图12是示出将图11的分割层叠铁心11展开成直线状的状态的俯视图，图11和图12分别是与实施方式I的图5和图9对应的图。另外，在与实施方式1、2相同或等同的部分使用相同的标号并省略说明。在图中，在后辄部13a的弟2端部设有保持突起部13i,在将铁心块12闭合成圆环状或圆弧状时，该保持突起部13i与凸部13c抵接。保持突起部13i设在切口部13g的外周侧端部。另外，在将分割层叠铁心11展开成直线状时，保持突起部13i离开凸部13c(由于凸部13c与保持突起部13i之间的间隙微小，因此在图12中看起来好像保持突起部13i与凸部13c接触)。在这样的旋转电机的层叠铁心中，由于能够维持将分割层叠铁心11闭合成环状时的状态，因此，分割层叠铁心11在材料搬运时的稳定性变得良好，能够提高旋转电机的组装作业效率。实施方式4
接下来，图13是示出本发明的实施方式4的旋转电机的层叠铁心在制造中途的状态的俯视图，是与实施方式I的图7相当的图。另外，图14是将图13的重要部位放大示出的俯视图。另外，在与实施方式1、2、3相同或等同的部分使用相同的标号并省略说明。在图中,在磁极齿部13b的与后轭部13a连结的连结部附近设有宽度缩小部13j,该宽度缩小部13j的宽度尺寸比在与后轭部13a相反的一侧与该宽度缩小部13j相邻的部分的宽度尺寸小。即，在磁极齿部13b的根部的宽度方向两端设有磁极切口部。由此，能够在第I铁心部材15的磁极齿部13b之间配置另一个第I铁心部材15的磁 极齿部13b，从而能够在冲压加工时获得两个分割层叠铁心11。如图14所示，在将磁极齿部13b的末端部的宽度尺寸设定为Bt、将相邻的宽度缩小部13j之间的宽度尺寸设定为Bs的情况下，Bs > Bt。并且，为了抑制冲压模具的刀具的损伤等，在将铁心片13(磁性材料)的板厚设定为T的情况下,优选设定为Bs XBt + 2T)。在这样的旋转电机的层叠铁心中，能够在冲压加工时获得两个分割层叠铁心11，以实现材料成品率和生广率的提闻。
权利要求
1.一种旋转电机的层置铁心，其具备多个铁心片，所述多个铁心片具有后辄部；磁极齿部，其从所述后轭部突出；凸部，其设置在所述后轭部的第I端部；凹部，其设置在所述后轭部的第2端部；以及旋转轴部，其设置在所述凸部，所述多个铁心片排列成圆环状，并沿旋转电机的轴向层叠， 所述凸部与在周向相邻的所述铁心片的所述凹部彼此对接， 第I铁心部材和第2铁心部材交替地层叠连结，所述第I铁心部材通过依次排列所述凸部朝向所述旋转电机的旋转方向中的一方的所述铁心片而构成，所述第2铁心部材通过依次排列所述凸部朝向所述旋转电机的旋转方向中的另一方的所述铁心片而构成， 由所述铁心片层叠而成的多个铁心块以能够以所述旋转轴部为中心相互旋转的方式连结在一起， 所述旋转电机的层叠铁心的特征在于， 所述旋转轴部设置成与所述后轭部的内周面相比更靠近所述后轭部的外周面， 在所述后轭部的所述第I端部和第2端部中的至少任意一方设置有切口部，使得在将所述铁心片排列成圆环状或圆弧状的状态下，能够在所述凸部的所述旋转轴部附近与所述凹部之间形成间隙， 所述后轭部的所述第I端部和所述第2端部构成为在以所述磁极齿部互相平行的方式将所述铁心片展开成直线状的状态下，在相邻的所述凸部与所述凹部之间产生从外周侧连通至内周侧的预定的间隙。
2.根据权利要求I所述的旋转电机的层叠铁心，其特征在于， 从所述后轭部的外周侧连通至内周侧的所述间隙的尺寸在所述铁心片的厚度尺寸以上。
3.根据权利要求I所述的旋转电机的层叠铁心，其特征在于， 在所述后轭部的位于所述旋转电机的径向外侧的外周面设有与所述磁极齿部正交的平坦部。
4.根据权利要求I所述的旋转电机的层叠铁心，其特征在于， 在所述后轭部的所述第2端部设有保持突起部，在将所述铁心块闭合成圆环状或圆弧状时所述保持突起部与所述凸部抵接。
5.根据权利要求I所述的旋转电机的层叠铁心，其特征在于， 在所述磁极齿部的与所述后轭部连结的连结部附近设置有宽度缩小部，所述宽度缩小部的宽度尺寸比在与所述后轭部相反的一侧与该宽度缩小部相邻的部分的宽度尺寸小。
全文摘要
在旋转电机的层叠铁心中，旋转轴部设置成与后轭部的内周面相比更靠近后轭部的外周面。在后轭部的第1和第2端部中的至少任意一方设置有切口部，使得在将铁心片排列成圆环状或圆弧状的状态下，能够在凸部的旋转轴部附近与凹部之间形成间隙。后轭部的第1端部和第2端部构成为在以磁极齿部互相平行的方式将铁心片展开成直线状的状态下，相邻的凸部与凹部之间产生从外周侧连通至内周侧的预定间隙。
文档编号H02K1/18GK102823112SQ20108006599
公开日2012年12月12日 申请日期2010年4月8日 优先权日2010年4月8日
发明者桥本昭, 中原裕治, 秋田裕之, 市川崇敬 申请人:三菱电机株式会社