层叠铁心的制造方法以及使用该方法制造的层叠铁心的制作方法
【专利摘要】本发明所涉及的层叠铁心的制造方法是一种制造如下层叠铁心的方法，其中，该层叠铁心是将由背轭部和从所述背轭部凸出的磁极齿部构成的、分离的多个铁心片以直线状配置，并进行冲裁、冲切铆接、层叠而形成的，该方法包含：第1工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片的背轭部的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第1部位；第2工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片的背轭部的相邻端部间位于所述磁极齿部侧的第2部位；第3工序，在该工序中，冲裁出使通过所述第1工序冲裁出的所述第1部位和通过所述第2工序冲裁出的所述第2部位连通的部位；以及第4工序，在该工序中，冲裁形成所述磁极齿部。
【专利说明】层叠铁心的制造方法以及使用该方法制造的层叠铁心
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种旋转电机的层叠铁心的制造方法，特别涉及一种在改善使铁心片连结而成的层置铁心的生广率、提闻材料成品率的基础上，提闻层置铁心的特性的方法。
【背景技术】
[0002]作为现有的层叠铁心，在日本特开2000—116074号公报中公开了下述结构:将第I铁心部件和第2铁心部件彼此层叠连结，将由铁心片层叠而成的层叠铁心按照能够以旋转轴部为中心旋转的方式彼此连结，其中，该第I铁心部件是将铁心片以相邻铁心片的圆弧状凸状部和圆弧状凹状部嵌合抵接的方式依次排列而成的，该第2铁心部件是将铁心片以排列方向与第I铁心部件不同的方式，使圆弧状凸状部和圆弧状凹状部嵌合抵接并依次排列而成的，该铁心片具有:背轭部；磁极齿部，其从背轭部凸出；圆弧状凸状部，其设置在背轭部端部的一端部；圆弧状凹状部，其设置在背轭部端部的另一端部；以及旋转轴部，其设置在圆弧状凸状部上。
[0003]该相邻铁心片的圆弧状凸状部和圆弧状凹状部的嵌合抵接部，如在日本特开2002-171725号公报中公开所示，通过在模具内进行冲裁和切割弯曲加工而形成。
[0004]专利文献1:日本特开2000-116074号公报
[0005]专利文献2:日本特开2002-171725号公报
【发明内容】
[0006]在上述的现有层叠铁心中，通过切割弯曲加工而形成相邻铁心片的嵌合抵接部，因此，在与切割弯曲加工的弯曲支点相当的部位产生应变，因此存在下述问题，即，由于层叠铁心的形状精度恶化和层叠铁心的局部磁致伸缩，从而使得旋转电机的效率下降和扭矩脉动变大等。
[0007]另外，在专利文献I的图1中公开了一种通过将铁心片以直线状配置而进行冲压加工，从而提高层叠铁心的材料成品率的方法，但很难高精度地制作出一种冲头，该冲头能够如专利文献I的工序A或工序B所示，一体地冲裁出用于形成相邻铁心片的背轭部端部的间隙、和该间隙附近的背轭部的内外周边部，另外，由于该冲头是使得冲裁出所述间隙和内外周边部的部位以非连续的方式连结的形状，因此，在该连结部处产生应力集中，冲头的耐久性下降，很难进行层叠铁心量产。
[0008]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种量产性优良且材料成品率高的冲压加工方法，并且提供一种能够减小铁心片的加工应变、改善效率和扭矩脉动等特性的层叠铁心的制造方法。
[0009]本发明所涉及的层叠铁心的制造方法是一种制造如下层叠铁心的方法，其中，该层叠铁心是将由背轭部和从所述背轭部凸出的磁极齿部构成的、分离的多个铁心片以直线状配置，并进行冲裁、冲切铆接、层叠而形成的，该制造方法包含:第I工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片的背轭部的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第I部位；第2工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片的背轭部的相邻端部间位于所述磁极齿部侧的第2部位；第3工序，在该工序中，冲裁出使通过所述第1工序冲裁出的所述第I部位和通过所述第2工序冲裁出的所述第2部位连通的部位；以及第4工序，在该工序中，冲裁形成所述磁极齿部。
[0010]发明的效果
[0011]根据本发明所涉及的层叠铁心的制造方法，通过第3工序而冲裁出使得通过所述第1工序冲裁出的所述第I部位、和通过所述第2工序冲裁出的所述第2部位连通的部位，因此，能够在将铁心片以直线状排列的状态下进行冲压加工而不使用切割弯曲加工法，因此，能够减小加工应变、实现效率和扭矩脉动等特性的改善。
[0012]另外，由于将对背轭部的相邻端部进行冲裁的工序分为:第1工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片背轭部的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第1部位；第2工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片背轭部的相邻端部间位于所述磁极齿部侧的第2部位；以及第3工序，在该工序中，冲裁出使通过所述第I工序冲裁出的所述第1部位和通过所述第2工序冲裁出的所述第2部位连通的部位，因此，冲头的制作变得容易，并且，能够提高冲头的耐久性、提高量产性。
[0013]并且，由于能够在将铁心片以直线状排列在金属板上的状态下进行冲压加工，因此能够提高材料成品率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的实施方式I所涉及的旋转电机的俯视图。
[0015]图2是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠铁心的俯视图。
[0016]图3是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠铁心的斜视图。
[0017]图4是本发明的实施方式I所涉及的图2的局部放大图。
[0018]图5是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠铁心在冲压加工后的状态的俯视图。
[0019]图6是本发明的实施方式I所涉及的图5的局部放大图。
[0020]图7是本发明的实施方式I所涉及的图6的局部放大图。
[0021]图8是表示本发明的实施方式I所涉及的层叠铁心的冲压加工工序图的俯视图。
【具体实施方式】
[0022]实施方式I
[0023]下面，基于图1至图7，对本发明的实施方式1进行说明，但在各图中，针对相同或相当的部件、部位标注相同标号而进行说明。图1是表示本发明的实施方式1所涉及的旋转电机的俯视图。图2是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠铁心的俯视图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠铁心的斜视图。图4是本发明的实施方式1所涉及的图2的局部放大图。图5是表示本发明的实施方式1所涉及的层叠铁心的冲压加工后的状态的俯视图。图6是本发明的实施方式1所涉及的图5的局部放大图。图7是本发明的实施方式1所涉及的图6的局部放大图。图8是表示本发明的实施方式1I所涉及的层叠铁心的冲压加工工序图的俯视图。[0024]在上述各图中，I为旋转电机，具有:定子2，其是将驱动线圈5经由绝缘体4卷绕在层叠铁心3上而形成的；转子6，其配置在定子2的内周侧，具有永磁体7 ；以及壳体8，其对定子2和转子6进行保持。
[0025]层叠铁心3如图2所示，由例如9个铁心块12构成。铁心块12如图4所示，由下述部分构成:背轭部13，其形成层叠铁心3的圆环状的磁轭部；磁极齿部14，其从背轭部13向内周侧凸出，在该磁极齿部14上卷绕驱动线圈5 ;旋转轴部15，其设置在与相邻的铁心块12连结的背轭部13的端部中的一端部；以及外周侧切口部19，相邻的铁心块12彼此连结，能够以旋转轴部15为中心旋转。
[0026]层叠铁心3如图5所示，是在以使各磁极齿部14大致平行的方式直线状展开的状态下，对电磁钢板进行冲压加工而制造的，将第I铁心部件20和第2铁心部件21按照例如图3所示的方式，以三层为单位彼此进行层叠，并通过冲切铆钉22进行固定，其中，第I铁心部件20是将铁心片16按照图5 (A)、图5 (B)所示的方式，以规定间距、以使得大致凸状部17和大致凹状部18正对的方式依次排列而成的，该第2铁心部件21是将铁心片16以使得大致凸状部17和大致凹状部18的方向与第I铁心部件20相反的方式，以规定间距、以使得大致凸状部17和大致凹状部18正对的方式依次排列而成的，铁心片16如图6所示，在背轭部13的一端具有大致凸状部17，在另一端具有大致凹状部18，并且该铁心片16具有设置在大致凸状部17以及大致凹状部18的外周侧的外周侧切口部19。
[0027]另外，旋转轴部15设置在铁心片16的大致凸状部17上。在这里，外周侧切口部19相对于通过旋转轴部15并与磁极齿14平行的直线形成为对称形状，由于利用第I铁心部件20和第2铁心部件21获得磁平衡，因此能够降低扭矩脉动，并且，在后述的该层叠铁心的冲压加工工序中，能够使用于形成外周侧切口部19的冲头为I种，能够实现模具的简化和小型化。
[0028]铁心片16构成为，如图2、图4所示，在以旋转轴部15为中心旋转，使层叠铁心3以圆弧状闭合时，大致凸状部17和大致凹状部18对接。在这里，旋转轴部15的轴心Pl如图7所示，设置为与大致凸状部17的圆弧部的中心P2相比位于外周侧，因此如图5、图6所示，在以使各磁极齿部14大致平行的方式将层叠铁心3直线状展开的状态下，在相邻铁心片16的大致凸状部17和大致凹状部18之间形成有从外周侧切口部19开始延续至内周侧的铁心片间间隙23。
[0029]另外，如图7的双点划线所示，在使铁心片16闭合而形成为圆环状的层叠铁心3时，大致凹状部18和大致凸状部17抵接，能够减小背轭部13的磁阻，抑制旋转电机I的效
率损失。
[0030]下面，使用图8 (A)?(H)，对制造层叠铁心3的冲压加工工序进行说明。首先，在工序(A)中，针对放置在冲床上的带状电磁钢板，冲裁出用于进行与模具之间的定位的引导孔30。接着，使电磁钢板等间距地朝向材料进给方向移动，连续进行各工序的加工。
[0031]工序(B)是冲裁出第I部位的第I工序，冲裁出第I部位即用于形成外周侧切口部19的狭缝31，该第I部位位于铁心片16的背轭部13的相邻端部间的与磁极齿部相反那一侧。
[0032]工序(C)是冲裁出第2部位的第2工序，该第2部位位于铁心片16的背轭部13的相邻端部间的磁极齿部侧，关于工序(C)，附图作为一个例子，与冲裁形成磁极齿部14的第4工序一体地动作，冲裁出第2部位和用于形成磁极齿部14的狭缝32。
[0033]工序(D)、(E)是冲裁出使通过第I工序冲裁出的第I部位和通过第2工序冲裁出的第2部位连通的部位的第3工序，冲裁出铁心片间间隙23即狭缝33、34，该铁心片间间隙23用于形成铁心片16的背轭部13端部的大致凸状部17和大致凹状部18。
[0034]为了形成图5 (A)、图5 (B)所示的两种第I铁心部件20和第2铁心部件21，将用于冲裁出上述狭缝33、34的冲头与冲压动作同步地自动进行切换，避免重复冲裁出狭缝33、34。例如，每隔规定的层叠铁心3的层叠片数例如三片，自动切换而冲裁出狭缝33和狭缝34。
[0035]在这里，由于狭缝31、32、33、34是使用彼此独立的冲头冲裁出的，因此各自的冲头的制作容易，并且，由于是在预先冲裁出狭缝31、32之后进行狭缝33、34的冲裁，因此能够减轻施加在冲头刚性较小的狭缝33、34的冲头上的负载。
[0036]另外，为了进一步提高狭缝33、34的冲头的耐久性，优选将相当于铁心片间间隙23的狭缝33、34的冲头宽度设定为大于或等于铁心片16 (电磁钢板)的板厚。
[0037]在这里，如上所述用于形成外周侧切口部19的狭缝31，相对于通过旋转轴部15并与磁极齿部14平行的直线为对称形状，即，相对于狭缝33、34为对称形状，因此，能够由一种冲头形成外周侧切口部19，能够整合在工序(B)中，因此，能够实现模具的简化和小型化。
[0038]然后，在工序(F)中，冲裁出用于嵌入冲切铆钉22的狭缝35、和用于嵌入旋转轴部15的孔36，在工序(G)中，成形出冲切铆钉22和旋转轴部15的燕尾榫(dowel)。上述工序(F)、工序(G)选择性地进行切换而形成。例如，在工序(F)中，每隔规定的层叠铁心3的层叠片数例如三片，自动切换而冲裁出狭缝35和孔36。以冲切铆钉22嵌入该狭缝35中、旋转轴部15嵌入孔36中的方式进行层叠。
[0039]另外，由于利用第I铁心部件20和第2铁心部件21获得磁平衡，因此能够降低扭矩脉动。最后，在工序(H)中冲裁出铁心片16的外周，连续地将铁心片16向模具内部层叠，通过使得使用自动切换冲头而构成的工序(F)在达到规定的层叠铁心3层叠片数的时刻变为有效，从而能够防止多个层叠铁心3由冲切铆钉连结。
[0040]另外，对于工序(F)、工序(G)，以选择工序(D)后的第I铁心部件20为对象的情况进行了说明，虽未进行图示，但也可以在选择工序(E)并实施同样的工序(F)、工序(G)之后，在工序(H)中冲裁出铁心片16的外周，连续地将铁心片16向模具内部层叠。
[0041]关于本发明的实施方式中的旋转电机的层叠铁心，由于在相邻铁心片16的背轭部13的端部形成大致凸状部17和大致凹状部18时，分为:第I工序，在该工序中，冲裁出在背轭部13的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第I部位；第2工序中，在该工序中，冲裁出在背轭部13的相邻端部间位于磁极齿部侧的第2部位；以及第3工序，在该工序中，冲裁出使通过第I工序冲裁出的第I部位和通过第2工序冲裁出的第2部位连通的部位，因此，冲头的制作变得容易，并且，能够提高冲头的耐久性，提高在将铁心片16以直线状排列的状态下的冲压加工的量产性。
[0042]另外，在本实施方式I中制造出的层叠铁心，能够抑制加工应变、实现效率和扭矩脉动等特性的改善，并且，能够提高材料成品率。此外，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，能够减小扭矩脉动。[0043]另外，对于冲裁出在铁心片16的背轭部13的相邻端部间位于磁极齿部侧的第2部位的第2工序、和冲裁形成磁极齿部14的第4工序一体动作的情况进行了说明，但不限于此，当然也可以使冲裁出第2部位的第2工序、和形成磁极齿部14的冲裁工序独立而进行冲裁。并且，也可以使形成磁极齿部14的冲裁工序和冲裁出铁心片16的外周的工序(H)一体地进行冲裁，同样能够减少工序数量、实现模具的小型化。
[0044]然而，在上述的实施方式中，对于分为冲裁出在背轭部13的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第I部位的第I工序、冲裁出在背轭部13的相邻端部间位于磁极齿部侧的第2部位的第2工序、冲裁出使通过第I工序冲裁出的第I部位和通过第2工序冲裁出的第2部位连通的部位的第3工序的情况进行了说明，但冲裁出第I部位的第I工序、和冲裁出使第I部位和第2部位连通的部位的第3工序也可以是共通即同时进行冲裁，与上述的现有技术相比，冲头的制作变得容易，并且，能够提闻冲头的耐久性、提闻在将铁心片16以直线状排列的状态下的冲压加工的量产性。
[0045]另外，在上述的实施方式中，对于分为冲裁出在背轭部13的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第I部位的第I工序、冲裁出在背轭部13的相邻端部间位于磁极齿部侧的第2部位的第2工序、以及冲裁出使通过第I工序冲裁出的第I部位和通过第2工序冲裁出的第2部位连通的部位的第3工序的情况进行了说明，但冲裁出第2部位的第2工序、和冲裁出使第I部位和第2部位连通的部位的第3工序也可以是共通即同时进行冲裁，与上述的现有技术相比，冲头的制作变得容易，并且，能够提闻冲头的耐久性、提闻在将铁心片16以直线状排列的状态下的冲压加工的量产性。
[0046]另外，在上述实施方式中，在工序(B)中形成外周侧切口部19，但通过整合在对铁心片16的外周进行冲裁的工序(H)中而一体地进行冲裁，从而能够减少工序数量、实现模具的小型化。
[0047]另外，在上述实施方式中，是一种制造通过旋转轴部15而使相邻的铁心块12连结的层叠铁心的方法，但也可以应用于省略该旋转轴部15的加工而使铁心块12彼此分离的层叠铁心的制造方法。在该情况下，能够获得在提高分离型层叠铁心的材料成品率的同时，提闻生广性的效果。
[0048]另外，本发明能够在该发明的范围内，对实施方式适当地进行变形、省略。
[0049]工业实用性
[0050]本发明适用于实现能够降低铁心片的加工应变、改善效率和扭矩脉动等特性的层叠铁心的制造方法。
【权利要求】
1.一种层叠铁心的制造方法，其中，该层叠铁心是将由背轭部和从所述背轭部凸出的磁极齿部构成的、分离的多个铁心片以直线状配置，并进行冲裁、冲切铆接、层叠而形成的， 该制造方法的特征在于，包含: 第I工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片的背轭部的相邻端部间位于与磁极齿部相反那一侧的第I部位； 第2工序，在该工序中，冲裁出在所述铁心片的背轭部的相邻端部间位于所述磁极齿部侧的第2部位； 第3工序，在该工序中，冲裁出使通过所述第I工序冲裁出的所述第I部位和通过所述第2工序冲裁出的所述第2部位连通的部位；以及 第4工序，在该工序中，冲裁形成所述磁极齿部。
2.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 所述多个铁心片的背轭部的相邻端部形成为，在一端部侧设有大致凸状部，在另一端部侧设有大致凹状部，所述铁心片的一端部侧的大致凸状部和所述铁心片的另一端部侧的大致凹状部对接。
3.根据权利要求2所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 第I铁心部件和第2铁心部件交替地层叠，其中，该第I铁心部件是将具有背轭部的铁心片依次排列而形成的，该第I铁心部件的背轭部在一端部侧具有所述大致凸状部，在另一端部侧具有大致凹状部，该第2铁心部件是将具有背轭部的铁心片依次排列而形成的，该第2铁心部件的背轭部构成为，在与所述第I铁心部件的所述铁心片的所述大致凸状部的位置相当的部位处形成为大致凹状部，在与所述第I铁心部件的所述铁心片的所述大致凹状部的位置相当的位置处形成为大致凸状部。
4.根据权利要求2或3所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 在所述大致凸状部上设有连结单元，其中，该连结单元将各所述铁心的层叠方向上相邻的缘部彼此连结。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 通过所述第I工序冲裁出的所述第I部位的形状，相对于与所述磁极齿部的凸出方向平行且通过所述连结单元的旋转中心的直线对称。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 在冲裁出使所述第I部位和所述第2部位连通的部位的工序中，冲裁宽度大于或等于所述铁心片的板厚。
7.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 冲裁出所述第I部位的第I工序，与冲裁出使所述第I部位和所述第2部位连通的部位的第3工序是共通的。
8.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 冲裁出所述第2部位的第2工序，与冲裁出使所述第I部位和所述第2部位连通的部位的冲头是共通的。
9.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 冲裁出所述第2部位的第2工序，与冲裁形成磁极齿部的第4工序是共通的。
10.根据权利要求1所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于，冲裁出所述第I部位的第I工序，与冲裁出所述铁心片并进行层叠的工序是共通的。
11.根据权利要求2所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 背轭部的形状为，在将多个所述铁心片以圆环状或圆弧状依次排列的状态下，在所述背轭部的端部彼此抵接的外周侧不产生台阶。
12.根据权利要求4所述的层叠铁心的制造方法，其特征在于， 所述连结单元的旋转中心设置为，与所述大致凸状部的旋转中心相比位于外周侧。
13.—种层叠铁心,其特征在于， 该层叠铁心是通过在权利要求1至权利要求12中任一项所述的制造方法制造得到的。
【文档编号】H02K1/18GK103703655SQ201180072459
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2011年10月6日 优先权日:2011年10月6日
【发明者】司城大辅, 秋田裕之 申请人:三菱电机株式会社