专利名称：用于制造旋转电机的铁心的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造例如马达等旋转电机的定子铁心和转子铁心的方法。
背景技术：
例如，日本特开2006-223022号公报公开了一种用于制造这样的旋转电机的方法。根据在此文件中公开的方法，エ件(帯状钢板)被沿着其长度方向间歇地输送。在エ件处于停止状态时，从エ件中冲裁出鉄心片。接下来，执行推回操作，在推回操作中冲裁出的铁心片被推回到冲孔内。当エ件被输送到下ー个加工步骤时，鉄心片被从エ件推离并排列于工作台。由此形成铁心片，并层叠铁心片以形成鉄心。在上述制造方法中，铁心片被推回到冲孔内。这很可能在铁心片的外周缘形成例如毛边等缺陷。因此，需要执行抛光加工以去除毛边。如果不小心留下毛边或划痕，磁性将会劣化，这会降低铁心的性能。为了应对这种问题，可以在铁心片被冲裁出的位置处形成鉄心板，而不在冲裁出铁心片之后执行推回操作。然而，为了在形成鉄心板的位置处冲裁鉄心片，需要形状与铁心片的整体对应的环形模具。在采用环形模具时，在冲裁出的鉄心片的两侧都需要尺寸与模具的厚度对应的空间。因此，不可能使铁心片彼此无间隙地排列，也就不能制造铁心板。
发明内容
因此，本发明的目的是提供解决上述问题的用于制造旋转电机的铁心的方法。为实现前述目的，根据本发明的ー个方面，提供一种用于制造旋转电机的铁心的方法。所述铁心是通过层叠由多个铁心片制成的鉄心板形成的。所述方法的特征在干沿着带状エ件的长度方向间歇地输送所述エ件；在所述エ件处于停止状态时，冲裁出所述铁心片的侧边缘，并且在所述エ件的输送方向的下游位置处，裁切所述铁心片的剩余边缘，以冲裁出所述铁心片；以及在对冲裁出的所述铁心片进行排列而形成所述铁心板的同时对所述铁心片进行层叠。
图1是说明由根据本发明的第一实施方式的制造方法制造的定子铁心的局部侧视图；图2是沿图1的线2-2截取的端视图；图3是沿图1的线3-3截取的端视图；图4是定子铁心的局部平面图；图5是沿图4的线5-5截取的局部剖视图；图6是示出用于组装铁心板的加工步骤的平面图；图7是示出用于在不同于图6所示的层中组装铁心板的加工步骤的平面图；图8是示出铁心板与外模具和内模具之间关系的平面图9是示出用于制造定子铁心的装置的剖视图；图10是示出卸下铁心时的定子铁心制造设备的剖视图；图11是示出如下加工步骤的解释性局部平面图在该加工步骤中冲裁出铁心片的侧边缘；图12A是说明根据本发明的第二实施方式的制造方法的局部平面图；图12B是说明根据本发明的第二实施方式的制造方法的局部平面图；和图13是说明根据本发明的第三实施方式的制造方法的局部平面图。
具体实施例方式(第一实施方式)现在将參照图1至图11描述根据本发明的第一实施方式的用于制造马达的定子铁心的方法。如图1至图3所示，通过层叠铁心板20形成定子铁心21，其中各铁心板20均是通过环状地配置铁心片22而形成。如图2和图3所示，每ー层中的铁心片22被配置成与相邻层的铁心板20中的铁心片22定向相反。各铁心片22均包括圆弧状延伸的磁轭部22a和两个齿部22b。齿部22b形成于磁轭部22a的内边缘并均沿径向延伸。磁轭部22a在两侧中的ー侧具有联接用的突出部22c。如图2、图3和图5所示，奇数层中的铁心片22和偶数层中的铁心片22具有除了联接用突出部22c之外相同的形状。具体地，联接用突出部22c朝向相反的方向延伸。每层中的每个铁心片22的联接用突出部22c堆叠于层叠方向上相邻的铁心片22的联接用突出部22c。每层中的铁心片22的磁轭部22a堆叠于层叠方向上相邻层中的铁心片22的磁轭部22a。每层中的每个铁心片22的齿部22b匹配于层叠方向上相邻的铁心片22的磁轭部 22a。如图4和图5所示，联接用凹坑23形成于每个铁心片22的磁轭部22a和联接用突出部22c。通过使联接用凹坑23彼此接合，在层叠方向上彼此相邻的铁心片22相互联接。铁心片22通过环状地配置和层叠而联接在一起。如图1至图3所示，带(b and) 24环绕于定子铁心21的外周面。带24具有带状的形状，并由薄铁板制成。安装部25位于带24的外周面。安装部25以预定间隔分开。定子铁心21通过安装部25安装于车体。现在将描述用于制造定子铁心21的制造设备。如图6和图7所示，在制造设备中，带状エ件W沿着该エ件W的长度方向被间歇地输送。如上所述，当エ件W处于停止状态时，铁心片22被从エ件W中冲裁出并被层叠。铁心片22从エ件W的中心线Cl的宽度方向上的两侧冲裁出(參见图11)。两个第一辅助加压装置34、37配置于エ件W的路径中。第一辅助加压装置34、37在エ件W的中心线Cl的两侧形成联接用凹坑23。在エ件W的路径中，第二辅助加压装置33设置于第一辅助加压装置34的下游，并且第二辅助加压装置36设置于第一辅助加压装置37的下游。如图11所示，エ件W由第二辅助加压装置33、36进行冲裁，以便形成通孔22h、22i和22j。因此，在エ件W的中心线Cl的两侧形成铁心片22的侧边缘22f、22g以及齿部22b之间的空间。如图6和图7所示，第一辅助加压装置34、37分别具有加压部34a、34b和37a、37b。第二辅助加压装置33、36分别具有加压部33a、33b和36a、36b。加压部34a、37a、34b、37b、33a、36a、33b和36b在エ件W的宽度方向上移动以互換。因此，奇数层中的铁心片22和偶数层中的铁心片22的通孔22h、22i和22 j及联接用凹坑23在沿着工件W的长度方向轻微错位的位置处冲裁出。而且，奇数层中的铁心片22和偶数层中的铁心片22的通孔22h、22i和22j及联接用凹坑23在中心线Cl的两侧沿着相反的定向被冲裁。主加压装置31位于第二辅助加压装置33、36的下游。如图8至图10所示，保持环101位于主加压装置31的框架(未图示)上。保持环101可以经由径向轴承102绕着轴线C2旋转。保持环101按照一次对应ー个铁心片22的节距由马达(未图示)旋转。筒状的外模具103和施压环104被竖直堆叠地固定于保持环101的内周面。在外模具103和施压环104的下方设置第一液压缸105，每个第一液压缸105均包括活塞杆106。基座107固定于活塞杆106的顶端。环形的支撑件109经由推力轴承108被旋转地支撑于基座107。由此，当操作第一液压缸105时，支撑件109与基座107和推力轴承108 —同被升降。第二液压缸110位于支撑件109的下方以与轴线C2同轴。内模具112被载置于活塞杆111的顶端。环形的冲头113位于支撑件109的上方以能够竖直地移动。冲头113的外刃缘113a对应于外模具103的刃缘103a。冲头113的内刃缘113b对应于内模具112的刃缘112a。如图6和图7所不，在エ件W的宽度方向上的ー侧形成的第一铁心片22位于外模具103和内模具112之间。此时，在エ件W的宽度方向上的另ー侧形成的第二铁心片22位于外模具103和内模具112之间，其位置从第一铁心片22的位置旋转了 180度的位置。在此状态中冲头113落下。每次冲头113落下，刃缘113a和外模具103的刃缘103a以及刃缘113b和内模具112的刃缘112a都裁切剩余的边缘部22k、22m，从而从エ件W中冲裁出铁心片22。现在将描述使用上述制造设备制造定子铁心21的方法。如图6和图7中的箭头所示，エ件W通过エ件进给装置在エ件W的长度方向上被间歇地输送，同时エ件W的中心线Cl与制造设备的轴线C2相匹配。当冲裁出定子铁心21的例如第一层、第三层和第五层等奇数层的铁心片22时，第一和第二辅助加压装置34、37、33和36的加压部34a、37a、34b、37b、33a、36a、33b和36b切换到图6所示的位置。在此状态中，当エ件W处于停止状态时，第一和第二辅助加压装置34、37、33和36在エ件W的两侧形成联接用凹坑23并冲裁エ件W以形成通孔22h、22i和22j。エ件W上形成第一和第二铁心片22的位置是位于主加压装置31上的相隔180度的两个位置，エ件W停止。当エ件W处于停止状态时，冲头113落下。冲头113、外模具103和内模具112裁切铁心片22的剩余的边缘部22k、22m，从而从エ件W中同时冲裁出两个铁心片22。该两个冲裁出的铁心片22层叠于支撑件109上。其后，保持环101、模具103和施压环104沿从图6观察的逆时针方向旋转对应于ー个铁心片22的节距。同时，エ件进给装置(未图示)使エ件W移动对应于ー个铁心片22的节距，然后停止移动エ件W。随后，以上述方式操作加压装置31、33、34、36、37，以从エ件W中冲裁出铁心片22。由主加压装置31冲裁出的两个铁心片22与之前刚刚冲裁出的铁心片22并排布置，并且该两个铁心片22在被主加压装置31加压的状态下层叠于较低层的铁心片22上。当保持环101旋转180度时，奇数层的铁心片22形成环状。由于加压时弯曲变形的排斥力，铁心板20的铁心片22被保持于外模具103的内表面。而且，铁心片22被施压环104从外侧施加的压カ和内模具112从内侧施加的压カ所保持。当冲裁偶数层的铁心片22时，第一和第二辅助加压装置34、37、33、36的加压部切换到图7所示的位置，以冲裁例如第二、第四和第六层等偶数层的铁心片22。在此状态中，和形成奇数铁心板20的铁心片22的情形一祥，执行由加压装置31、33、34、36、37对铁心片22的冲裁、保持环101的旋转和エ件W的输送。结果，在位于主加压装置31的相隔180度的两个位置处同时冲裁出偶数层的铁心片22。冲裁出的铁心片22的联接用突出部22c朝向与奇数层的铁心片22的联接用突出部22c相反的方向定向。偶数层的铁心板20层叠于奇数层的铁心板20上。此时，在层叠方向上彼此相邻的铁心片22通过使联接用凹坑23彼此接合来彼此联接。在层叠方向上彼此相邻的铁心片22由外模具103和施压环104保持并施压。以这种方式，在层叠方向上彼此相邻的铁心片22形成没有间隙的紧密接触。重复奇数层的铁心片22的冲裁和层叠以及偶数层的铁心片22的冲裁和层叠。当冲裁出预定数量层的铁心板20的铁心片22时，在第一辅助加压装置34、37的上游侧，在エ件W的联接用凹坑23的位置处，加压装置(未图示)形成尺寸与联接用凹坑23的尺寸相同的通孔。当联接用凹坑装配于通孔时，在层叠方向上彼此相邻的铁心板20彼此并不联接。层叠预定数量的鉄心板20以形成鉄心21。包括非联接部的铁心板20通过施压环104和内模具112之间的空间向下地卸下(discharge)。然后，如图10所示，液压缸105、110的操作使支撑件109与基座107和推力轴承108—同落下。支撑件109上的鉄心21随后输送到下一加工步骤。此时，内模具112由外模具103和施压环104中的铁心片22所保持。内模具112因此被保持在预定的位置而不落下。当开始加工吋，支撑件109上没有载置铁心片22。冲裁出的铁心片22被外模具103和施压环104所保持。因此，在支撑件109的上方(在冲裁出的铁心片22的下方)存在空间，直到冲裁出预定数量的铁心片22并且铁心片22到达支撑件109为止。这样，开始加エ时，在支撑件109上放置有虚拟(dummy)铁心(未图示)以从下方支撑冲裁出的铁心片22，并使铁心片22的冲裁变得稳定。如鉄心21的情形一样输送虚拟铁心。在输送铁心21之后，操作液压缸105、110以使支撑件109与基座107和推力轴承108 一同回到图9所示的位置。随后继续铁心片22的冲裁和层叠。第一实施方式具有如下优点。(I)エ件W被间歇地输送。当エ件W处于停止状态时，冲裁出铁心片22的侧边缘22f、22g，而另ー个铁心片22在エ件W的移动方向的下游位置在剩余的边缘22k、22m处被裁切。从エ件W冲裁出的铁心片22在支撑件109上对准并层叠。以这种方式，主加压装置31只需要冲裁出铁心片22的剩余的边缘22k、22m。因此，不需要形状与铁心片22的整体对应的模具。这样，不同于背景技术，冲裁出的铁心片22不需要被推回。这取消了用于推回操作的装置的必要性，并简化了制造设备的构造。(2)不同于背景技术，不推回冲裁出的铁心片22。因此，防止铁心片22的外边缘受到损伤。所以不再需要后处理，这简化了生产エ艺。另外，鉄心21的磁特性不会下降，因此得到高性能铁心21。(3)单个エ件W沿其长度间歇地输送，并从エ件W同时冲裁出两个铁心片22。这減少了生产エ艺的周期时间。(4)依照制造方法，在主加压装置31的相隔180度的两个位置处同时冲裁出铁心片22。所以，通过将外模具103和内模具112移动半圈可以形成环形的鉄心板20。这减少了生产エ艺的周期时间。(第二实施方式)现在将參照图12A和图12B描述本发明的第二实施方式。与第一实施方式的对应组成部件相似或相同的组成部件被赋予相似或相同的附图标记。如图12A和图12B所示，使用两个带状エ件W。从每个エ件W中一个接ー个地冲裁出具有沿エ件W的宽度方向定向的齿部22b的铁心片22。如图7中的双点划线所示的那样，エ件W在对应于主加压装置31的外周的两个相反位置输送。在主加压装置31的相隔180度的两个位置处同时冲裁出铁心片22。这样，第二实施方式实现与第一实施方式的优点(I)至(4)项相同的优点。(第三实施方式)以下，将參照图13描述本发明的第三实施方式。在第三实施方式中，与第一实施方式的对应组成部件相似或相同的组成部件被赋予相似或相同的附图标记。如图13所示，在中心线Cl的两侧从带状エ件W中冲裁出铁心片22。此时，以朝向同一个方向定向的状态冲裁出铁心片22。在层叠铁心片22时，在保持环101的旋转方向上的后方位置冲裁出铁心片22。由铁心片22形成第一层的铁心板20。接下来，两个铁心片22同时从エ件W中冲裁出并层叠于较低层的铁心片22上。以这种方式，由后方侧的铁心片22形成奇数层(较低层)的鉄心板20，由前方侧的铁心片22形成偶数层(较高层)的鉄心板20。从而第三实施方式实现与第一实施方式相同的优点。以上实施方式可以如下地变型。铁心片22可以被冲裁成不同于以上实施方式中所描述的形状。例如，铁心片22均可被冲裁成具有单个齿部22b。本发明可以应用于用以制造马达的转子铁心的方法。铁心片22可以沿直线配置以形成直线状铁心板20，并且可以层叠这种铁心板20。在这种情况下，用直线状支撑件来支撑铁心片22。该支撑件沿着支撑件的长度一次移动对应于ー个铁心片的节距，并且以对应于铁心板20的长度的行程往复运动。这种情况下的铁心适用于线性马达。可以在主加压装置31的上游位置设置用于冲裁铁心片22的齿部22b的顶端(SP，铁心片22的内边缘)的加压装置。在这种情况下，不需要主加压装置的内模具112。冲裁出的铁心片22可以被由施压环104施加的压カ保持对准。在这种情况下，从施压环104的下方卸下的铁心在下ー个加工步骤中沿着铁心片的层叠方向被强カ地加压。这使得铁心片彼此紧密地接触。
权利要求
1.一种用于制造旋转电机的铁心的方法，其中铁心是通过层叠由多个铁心片制成的铁心板形成的，所述方法的特征在于 沿着带状工件的长度方向间歇地输送所述工件； 在所述工件处于停止状态时，冲裁出所述铁心片的侧边缘，并且在所述工件的输送方向的下游位置处，裁切所述铁心片的剩余边缘，以冲裁出所述铁心片；以及 在对冲裁出的所述铁心片进行排列而形成所述铁心板的同时对所述铁心片进行层叠。
2.根据权利要求1所述的用于制造旋转电机的铁心的方法，其特征在于，将冲裁出的所述铁心片排列在支撑件上，该支撑件一次移动一个节距的距离，该节距对应于一个铁心片。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造旋转电机的铁心的方法，其特征在于，使冲裁出的所述铁心片在支撑件上排列成环形，该支撑件一次转动一个节距的距离，该节距对应于一个铁心片，该环形的中心与所述支撑件的旋转轴线一致。
4.根据权利要求1或2所述的用于制造旋转电机的铁心的方法，其特征在于，在冲裁出所述铁心片的所述侧边缘之前，形成用于使层叠的铁心片彼此联接的凹坑。
5.根据权利要求1或2所述的用于制造旋转电机的铁心的方法，其特征在于 在每个铁心片上形成齿部和具有一对侧边的磁轭部； 在所述磁轭部的所述一对侧边中的一个侧边处形成突出部；并且 将所述突出部层叠于在层叠方向上相邻的另一个铁心片的突出部上。
6.根据权利要求3所述的用于制造旋转电机的铁心的方法，其特征在于，在所述支撑件的相隔180度的两个位置处同时层叠所述铁心片。
7.根据权利要求6所述的用于制造旋转电机的铁心的方法，其特征在于，在所述工件的宽度方向上的相同位置处一次冲裁出两个铁心片。
全文摘要
用于制造旋转电机的铁心的方法。旋转电机的铁心(21)通过层叠铁心板(20)形成，该铁心板(20)均由多个铁心片(22)形成。根据用于制造铁心(21)的方法，带状的工件(W)首先沿着其长度方向被间歇地输送。然后，在工件(W)处于停止状态时，冲裁出铁心片(22)的侧边缘。在工件(W)的输送方向的下游位置处，裁切铁心片(22)的剩余边缘，以冲裁出铁心片(22)。冲裁出的铁心片(22)被排列在支撑件上。由此形成铁心板(20)，并且层叠铁心片(22)。
文档编号H02K15/02GK103023230SQ20121034826
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月18日 优先权日2011年9月22日
发明者平田和之 申请人:丰田纺织株式会社