专利名称：电动发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动发电机的定子结构。
背景技术：
近些年来，发动机和电动机被组合于其中的混合动力车辆已经被大量生产。安装在这样的混合动力车辆中的驱动电动机如图8所示通常由产生 磁场的定子20、获取输出的转子3以及容纳定子20和转子3的壳体2构 成。如图7所示，电动机的定子20的定子芯1通过将多个电磁钢片层叠来 形成，以便减小通过定子芯1的磁场导致的感应电流。例如，如日本专利公布JP-A-2005-137057和JP-A-6-245415中所述 的，定子20按如下方式制造。首先，使用冲模将固定尺寸的电磁钢片冲 制成定子芯1的形状，包括线圈槽15和螺栓孔14被形成于其中的凸起 12。接着，将100-150个已经被冲制的定子形状的电磁片11顺序地层叠， 并且通过压机将压接部分13压接，以束缚多个电磁片11，并制造出定子 芯l。绝缘纸被贴附在制好的定子芯1的槽15上，并且缠绕线圈。当缠绕 线圈时，线圈端4被形成在定子20的两个端表面上。当线圈绕组终止 时，将整个定子20用清漆浸渍，以将线圈固定在槽中，并且提供绝缘。 在此过程中，清漆不仅覆盖定子的电磁钢片的外表面，而且覆盖电磁钢片 的层叠表面之间的间隙。如图8所示，组装好的定子20由固定螺栓5固定 在壳体2中，并且转子3被组装在定子20的中心。这样，在构造定子芯l 的电磁钢片已经通过压接被束缚之后，它们由固定螺栓5固定到壳体2， 从而整体形状被保持和固定。当电动机驱动混合动力车辆时，因为行驶状态和额定驱动力的突然变 化，不时发生大的载荷波动。当这样的大载荷波动发生时，有时发生由定 子芯1的温度的升高导致的热冲击，构造定子20的电磁片11突然膨胀，电磁钢片11之间的孔隙中的清漆往往降解或者被损坏。因为已经这样被 压縮和损坏的电磁钢片11之间的清漆不会恢复到其初始厚度，所以当定 子20的温度回落到其正常温度并且电磁钢片11的热膨胀回到正常时，由 固定螺栓5紧固的定子芯1的总厚度减小，并且紧固螺栓5的紧固力减小。此外，还会出现如下问题，即，因为固定螺栓5的紧固力减小，所以 用于将定子20固定到电动机的力减小，并且电动机的振动和噪声增大。因为由热冲击损坏的清漆的量与螺栓的紧固厚度成正比，所以减小螺栓固 定部分的层叠厚度可以防止螺栓固定力的减小。但是，因为螺栓不仅具有将定子20固定到壳体2的功能，还具有层叠和束缚多个电磁钢片的功 能，所以简单地减小螺栓固定部分的厚度不足以解决上述问题，并且必须 保证在确保层叠电磁钢片的固定的可靠性的同时减小螺栓固定部分的厚 度。此外，在图8所示的常规电动机的定子20中，因为仅仅是定子20下 部的置放表面20被置放在壳体2中，并且仅仅是该部分接触并且固定到 壳体，所以存在如下的问题，即，壳体2和定子1之间的接触面积不足， 振动和噪声增大。因此，本发明提供了一种优异的电动发电机，其中防止了定子的热冲 击所导致的固定螺栓的轴向力的减小，并且定子和壳体之间的接合面积增 大，这进一步有利于减小振动和噪声。发明内容本发明提供了一种电动发电机，其包括定子和支撑所述定子的支撑部 件，其中所述定子是通过层叠多个钢片、沿层叠方向压接所述多个钢片、 以及相对于所述层叠方向焊接侧表面的表面而使得所述多个钢片层叠并成 为一体而形成的，沿径向突出的凸起被布置所述多个钢片中的一些上，所 述凸起被层叠，从而形成螺栓固定部分，以及所述定子通过螺栓紧固和固 定到所述支撑部件。在此，优选的是，所述定子包括包括有螺栓固定部 分的第一层叠块，其是通过压接、层叠和束缚多个包括在钢片上沿径向突 出的凸起的钢片而形成的；以及第二层叠块，其是通过压接、层叠和束缚多个不包括所述凸起的钢片而形成的，定子通过转绕层叠所述第一层叠块 和所述第二层叠块而形成，相对于所述层叠方向焊接所述定子的侧表面， 使得所述层叠块层叠并成为一体。此外，本发明还提供了一种电动发电 机，其包括定子和支撑所述定子的支撑部件，其中对于定子，多个包括螺 栓固定部分的层叠块被转绕层叠，使得所述螺栓固定部分在圆周方向上等 距离分布，其中，所述多个包括螺栓固定部分的层叠块是通过压接、层叠 和束缚多个包括在沿所述定子的圆周方向上彼此相差180度的位置上沿径 向突出的凸起的钢片而形成的，所述定子是通过相对于层叠方向在其侧表 面上进行焊接而使得所述层叠块层叠并成为一体而形成的，并且所述定子 通过螺栓紧固和固定到所述支撑部件。通过采用本发明，可以防止由定子热冲击导致的固定螺栓的轴向力的 减小，减小振动和噪声的发生，并且增大定子和壳体之间的固定程度，以 减小振动和噪声。
图1是本发明第一实施例中的定子芯的制造方法的透视图。 图2是本发明第一实施例中的电动发电机的剖视图。 图3是本发明第二实施例中的定子芯的透视图。图4是本发明第二实施例中的电动发电机的剖视图。图5是示出了本发明第三实施例中的定子芯的制造方法的透视图。图6是本发明第三实施例中的电动发电机的剖视图。图7是根据现有技术的定子芯的透视图。图8是根据现有技术的电动发电机的剖视图。
具体实施方式
以下，参考附图来详细地说明本发明的实施例。图l和2是本发明第 一实施例的电动发电机的定子芯1的示意性图，图3和4是本发明第二实 施例的电动发动机的定子芯1的说明图，图5和6是本发明第三实施例的 电动发动机的定子芯1的示意图。图1是本发明第一实施例中的定子芯1的制造方法的透视图。定子芯1由第一层叠块16和第二层叠块17构成，第一层叠块16具有螺栓孔14 被形成在其中的凸起12，第二层叠块17没有凸起12。类似于上述的现有 技术，第一层叠块16通过如下方式制造使用冲模将固定尺寸的电磁钢 片冲制成第一层叠块16的形状，其包括线圈槽15和螺栓孔14被形成于其 中的凸起12;接着，将50-60个冲制出的定子形状的电磁片lla顺序地层 叠，并且利用压机压接和固定压接部分13。此外并同样与上述类似，第二 层叠块17也通过如下方式来制造将50-60个电磁钢片1 lb冲制成包括槽 15的圆环形状；然后将其层叠、压接和固定。将这样制成的第一层叠块 16和第二层叠块17层叠。此时，将每一个块分别沿定子芯的圆周方向旋 转一定的角度，并且将其层叠成使得由冲制导致的毛刺等被聚集在同一部 分，并且使得这些块不被层叠为具有倾斜度。这被称为转绕层叠(roll stacking)。当定子芯l包括三个块(如在第一实施例中)时，采用其中每 一个彼此旋转120度并进行层叠的方法。通过焊接18来固定转绕层叠块中的每一个的外表面。对于焊接，通 过TiG焊等相对于层叠方向将表面的极薄部分焊接到侧表面的表面上，以 使得焊接部分处的涡流和铁损耗都最小化。此外，为了保证定子端表面的 平坦性，构造定子芯1的端表面的钢片(定子端部分6)不用焊接进行组 装。这样，因为电磁钢片中的每一个通过压接和焊接被层叠和固定，所以 电磁钢片即使在不由螺栓固定的情况下也具有足够的固定强度。组装好的定子芯1具有高度Hp而第一层叠块16的厚度为H2，其 中，H2小于H1，并且其成为螺栓固定部分19的厚度。将线圈缠绕组装好 的定子芯l，并且在浸渍有清漆的定子20被组装之后，其被安装在电动机 的壳体2中(如图2所示)，并且由螺栓5固定。如图2所示，定子芯1 的由螺栓固定的部分的厚度为H2，其为现有技术的定子芯1的螺栓固定 部分的厚度H1的约1/3。以上述方式构造的定子芯1具有如下结构，其中，因为使用压接和焊 接两者，所以提供了足够的束缚力，且减小螺栓固定厚度因此将不会像现 有技术的定子中那样明显减小束缚力，并且提供了如下优点，g卩，几乎不存在由热冲击导致的螺栓的轴向力的减小，因此可以可靠地抑制振动和噪 声0如图3所示，在本发明的第二实施例中，定子芯1的螺栓固定部分19 被布置在定子芯1的上部。除此之外，制造方法等与前述的第一实施例中 的是相同的。如图4所示，定子芯1在其上部通过螺栓5固定到壳体2。 与第一实施例相似，可以减小螺栓固定厚度而不会减小束缚强度，因而其 提供的效果在于，几乎不存在由热冲击导致的螺栓的轴向力的减小并可以 控制振动和噪声，并且定子20的下部的从常规的Di到D2的直径可以被进 一步减小，由此提供了可以减小电动机的整体尺寸这一有益效果。图5是示出了根据本发明第三实施例的定子芯的制造方法的透视图。 定子芯1由三个层叠块22制成。类似于第一实施例，每一个层叠块通过 如下方式来制造冲制电磁钢片21，其在沿定子芯1的圆周方向相差180 度的位置上包括螺栓孔14被形成于其中的凸起12;然后将50-60个冲制 出的定子形状的电磁钢片21层叠，并利用压机压接和固定压接部分13。 利用相同的方法制造多个层叠块22。将制造出的层叠块22转绕层叠，使 得由冲制导致的钢片的毛刺等聚集在相同的位置，并且不被层叠为具有倾 斜度。转绕层叠通过如下方式来进行将各块分别旋转120度，使得块所包 括的螺栓固定部分19在定子芯1的圆周方向上等距离分布。因此，多个 螺栓固定部分19以60度的间隔布置，从而它们彼此不交叠。在转绕层叠 之后，以与第一实施例中的相同的方式，通过焊接18固定定子芯的外表 面。将线圈缠绕在已经组装好的定子芯1中的槽15中，并且整个定子20 用清漆浸渍，定子20被完成。组装好的定子20被安装在壳体2中(如图 6所示)，并且由螺栓5固定。在第三实施例中，提供了总共六个螺栓固 定部分，每一个层叠块22上两个；螺栓固定部分19的厚度为总的层叠厚 度的1/3，总数为6的固定基部31被布置在壳体2内对应于螺栓固定部分 19的下部的位置上，并且定子20在六个地方由螺栓固定到壳体2。在本发明的第三实施例中，类似于本发明的第一实施例，电磁钢片中7的每一个被层叠并通过压接和焊接来束缚，因此即使当层叠块22中的每 一个的固定螺栓5的数量为2时，也具有足够的固定强度。因此，可以减小螺栓固定厚度而不会减小束缚强度，因而其提供的效 果在于，几乎不存在由热冲击导致的螺栓的轴向力的减小并可以控制振动和噪声。此外，因为如上面的制造方法所述，层叠块22中的每一个的螺 栓固定部分19被布置成沿定子的圆周方向相差180度，所以即使当它们 被彼此120度转绕层叠时，螺栓固定部分19也不会在圆周方向上交叠， 并且定子20可以在六个地方通过螺栓固定部分19固定到壳体2。因此， 固定强度由于定子20和壳体2之间的接触面积的增大而增大。而且，因 为定子20和壳体2在定子芯1的层叠方向中间部分固定，所以定子20和 壳体2的总体刚度提高，可以减小噪声、振动以及由质量阻尼效应导致的 噪音。此外，因为本发明的第三实施例由冲制并叠置相同形状的电磁钢片 的方法来制造，所以可以提高生产效率。本发明不限于电动机，而是可以适用于包括定子的任何电动发电机。
权利要求
1.一种电动发电机，其包括定子和支撑所述定子的支撑部件，其中所述定子是通过层叠多个钢片、沿层叠方向压接所述多个钢片、以及相对于所述层叠方向焊接侧表面的表面而使得所述多个钢片层叠并成为一体而形成的，沿径向突出的凸起被布置在所述多个钢片中的一些上，所述凸起被层叠，从而形成螺栓固定部分，以及所述定子通过螺栓紧固和固定到所述支撑部件。
2. 如权利要求1所述的电动发电机，其中 所述定子包括包括螺栓固定部分的第一层叠块，其是通过压接、层叠和束缚多个包 括在钢片上沿径向突出的凸起的钢片而形成的，以及第二层叠块，其是通过压接、层叠和束缚多个不包括所述凸起的钢片 而形成的，以及所述定子是通过转绕层叠所述第一层叠块和所述第二层叠块而形成的，相对于所述层叠方向焊接所述定子的侧表面，使得所述层叠块层叠并 成为一体。
3. —种电动发电机，其包括定子和支撑所述定子的支撑部件，其中 多个包括螺栓固定部分的层叠块被转绕层叠，使得所述螺栓固定部分在圆周方向上等距离分布，其中，所述多个包括螺栓固定部分的层叠块是 通过压接、层叠和束缚多个包括在沿所述定子的圆周方向上彼此相差180 度的位置上沿径向突出的凸起的钢片而形成的，所述定子是通过相对于层叠方向在其侧表面上进行焊接而使得所述层 叠块层叠并成为一体而形成的，并且所述定子通过螺栓紧固和固定到所述支撑部件。
全文摘要
具有螺栓固定单元的第一层叠块和第二层叠块被转绕和层叠在钢片的一部分上并且在其侧表面上沿层叠方向被焊接，从而被层叠和结合，所述第一层叠块通过压接多个具有沿径向突出的凸起的钢片来层叠/固定，所述第一层叠块通过压接多个没有凸起的钢片来层叠/固定。因此，可以防止由于定子热冲击而导致的固定螺栓的轴向力的降低，减小了振动或噪声的发生，并且通过增大定子和壳体的固定水平而减小振动或噪声。
文档编号H02K1/18GK101326698SQ20068004641
公开日2008年12月17日 申请日期2006年12月5日 优先权日2005年12月8日
发明者佐野新也, 泷泽敬次, 相原浩 申请人:丰田自动车株式会社