马达的制作方法

本发明涉及马达。

背景技术：

以往，公知有内转子型的马达，该内转子型的马达具有：转子，其以中心轴线为中心进行旋转；以及定子，其从径向外侧包围转子。作为内转子型的马达所具有的定子，公知有如下结构的定子：将沿周向分割的多个定子铁芯块集聚而成为圆筒状的1个定子。

在将多个定子铁芯块集聚而构成的定子中，在相邻的定子铁芯块彼此之间产生间隙，有可能使磁特性在相邻的定子铁芯块之间恶化。

因此，在日本公开公报第2009-291003号公报中，在将定子插入于圆筒状的框架之后，通过将柱状的楔插入于定子的径向外侧，使相邻的定子铁芯块彼此的接触部分紧贴，其中，该定子是将多个定子铁芯块集聚而构成的。由此，在日本公开公报第2009-291003号公报的具有定子的马达中，抑制了磁特性恶化，从而抑制了齿槽扭矩。

然而，在日本公开公报第2009-291003号公报的马达的结构中，使柱状的楔打入定子与框架之间，利用打入的楔使定子与框架固定。在这样的结构的马达所具有的定子中，应力会集中在被打入楔的特定的部位。

在该情况下，集中在定子的外侧的特定的部位的应力不会向周围分散而到达构成定子的定子铁芯块的径向内部，因而有可能使定子的磁特性恶化。

另外，在日本公开公报第2009-291003号公报的马达的结构中，在打入柱状的楔时，因楔与定子铁芯块或者楔与框架发生摩擦而有可能产生刮屑。在日本公开公报第2009-291003号公报的马达中，因将楔打入定子与框架之间，而容易在定子与框架之间产生间隙。

因此，在产生刮屑的情况下，刮屑有可能不会留在定子与框架之间，而从定子与框架之间向定子的内侧移动。在该情况下，刮屑例如有可能进入到定子与转子之间，而阻碍了可动。另外，刮屑有可能与线圈接触而成为短路的原因。

技术实现要素：

本发明就是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供将定子与壳体的接触对定子的磁特性的影响降低至最小限度从而不容易产生刮屑并且定子的刚性高的马达。

为了解决上述的课题，根据本发明的一个方式，提供一种马达，该马达具有：转子，其能够以中心轴线为中心进行旋转；定子，其从所述转子的径向外侧隔着间隙包围所述转子；以及壳体，其收纳并固定所述定子，所述定子具有：线圈；以及定子铁芯，其具有齿，在所述齿上卷绕有所述线圈，所述定子铁芯具有：多个铁芯件，它们沿周向排列；以及插入部件，其是柱状的磁性体，被相邻的所述铁芯件夹持，所述铁芯件具有在从所述中心轴线方向观察时呈圆弧状的铁芯背部件，所述定子铁芯的外周面与所述壳体接触，在所述定子铁芯中，在周向上相邻的所述铁芯背部件彼此的连接部位设置有供所述插入部件插入的被插入部，所述被插入部是在所述定子铁芯中沿所述中心轴线的方向延伸的贯通孔或者沿所述中心轴线的方向延伸并在所述铁芯背部件的径向内侧开口的槽，所述插入部件在所述被插入部处与在所述周向上相邻的2个所述铁芯件的所述铁芯背部件分别接触而被夹持。

根据本发明，能够提供将定子与壳体的接触对定子的磁特性的影响降低至最小限度从而不容易产生刮屑并且定子的刚性高的马达。

由以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。

附图说明

图1是示出实施方式的马达1的分解立体图。

图2是收纳于壳体13的定子12的俯视图。

图3是对马达1的制造方法进行说明的说明图。

图4是对被铁芯件131夹持的插入部件进行说明的说明图。

图5是对被铁芯件131夹持的插入部件进行说明的说明图。

图6是对马达1的制造方法进行说明的说明图。

图7是示出马达1所具有的铁芯件的变形例的说明图。

图8是示出马达1所具有的铁芯件的变形例的说明图。

具体实施方式

以下，参照图1～图8对本实施方式的马达进行说明。

在各图中适当示出z轴。各图的z轴方向是与图1所示的中心轴线j的轴向平行的方向。另外，在以下的说明中，将z轴方向的正侧(+z侧，一侧)称为“上侧”，将z轴方向的负侧(-z侧，另一侧)称为“下侧”。另外，上侧和下侧只是为了说明而使用的方向，不限定实际的位置关系和方向。

另外，只要没有特别说明，将与中心轴线j平行的方向(z轴方向)简称为“轴向”或者“上下方向”，将以中心轴线j为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线j为中心的周向、即绕中心轴线j的方向简称为“周向”。

另外，在以下的说明中，“俯视”是指从轴向观察的状态。

另外，在以下的说明中，“俯视图”是指俯视时的图。

另外，在以下的附图中，为了易于理解各结构，有时使实际的构造与各构造中的比例尺和数量等不同。

图1是示出本实施方式的马达1的分解立体图。在图1中省略了一部分结构。

如图1所示，马达1具有转子11、定子12以及壳体13。

(转子)

转子11具有沿在上下方向上延伸的中心轴线j配置的轴20、以及在轴20上沿中心轴线排列的轴承15、转子铁芯18、轴承16。轴承15、转子铁芯18以及轴承16从下侧朝向上侧按照该顺序排列。

轴20是沿轴向延伸的圆柱状的部件。轴20被轴承15和轴承16支承为能够旋转。

转子铁芯18固定于轴20的外侧面。转子铁芯18沿周向包围轴20。转子铁芯18具有未图示的多个转子磁铁。转子磁铁的n极和s极沿周向交替排列并固定。转子铁芯18与轴20一起旋转。

(定子)

定子12从转子11的径向外侧隔着间隙包围转子11。定子12具有定子铁芯120和线圈123。在图1中仅示出了铁芯背部121、齿122以及线圈123的一部分。另外，在图1中省略了绝缘件和绝缘片等通常的定子所具有的结构的图示。关于定子12在后面进行详细说明。

定子铁芯120具有：筒状的铁芯背部121，其以中心轴线j为中心；以及多个齿122，它们从铁芯背部121沿径向内侧延伸并且沿周向排列。线圈123卷绕于齿122。

在定子12的外周面、即铁芯背部121的外周面121x上设置有沿中心轴线方向延伸的多个凹槽125。凹槽125朝向径向内侧凹陷。即，凹槽125在径向外侧、上侧、下侧分别开口。在从径向观察时，多个凹槽125与多个齿122分别一对一重叠。

凹槽125例如作为将线圈123卷绕于齿122时的基准而使用。

马达1的极数和槽数不限定于本实施方式，根据请求输出和绕线方式等而适当选定。另外，本实施方式中的马达1是极数为10极，槽数为12槽的三相马达。

(壳体)

壳体13收纳转子11和定子12。壳体13具有：筒状部13a，其从径向外侧包围定子12并且固定定子12；托架13b，其设置于筒状部13a的下端；以及未图示的凸缘，其设置于筒状部13a的上端。

在托架13b上设置有轴承保持架140。轴承保持架140对轴承15进行保持。

在托架13b的俯视中央部设置有贯通孔141。在贯通孔141中插入有轴20的下端。轴20的下端从贯通孔141向壳体13的外部突出。

另外，在壳体13的内部，在定子12的上侧设置有未图示的轴承保持架。轴承保持架对轴承16进行保持。

图2是收纳于壳体13的定子12的俯视图。定子12以过盈配合的方式固定于壳体13。该过盈配合可以是压入，也可以是热套。定子12的外周面121x与壳体13的内周面13x接触。

定子铁芯120具有沿周向排列的多个铁芯件131和被相邻的铁芯件131夹持的多个插入部件139。

铁芯件131具有俯视呈圆弧状的铁芯背部件132和从铁芯背部件132沿径向内侧延伸的齿122。

铁芯件131是通过将冲裁成铁芯件131的俯视形状的多个电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠体。

在定子铁芯120中，在周向上相邻的铁芯背部件132彼此的连接部位a设置有供插入部件139插入的被插入部132a。在图中所示的定子铁芯120中，在连接部位a处对置的铁芯背部件132的端部分别设置有沿周向凹陷的凹条部132b，在连接部位a处相向的凹条部132b彼此成为一体而构成被插入部132a。

另外，凹条部132b也可以仅设置于相邻的铁芯背部件132中的任意一方。在该情况下，被设置于一个铁芯背部件132的凹条部132b和另一个铁芯背部件132的端部包围的部分为被插入部。

被插入部132a是在定子铁芯120中沿轴向延伸的贯通孔、或者沿轴向延伸并在铁芯背部件132的径向内侧、即铁芯背部121的内周面121y开口的槽。被插入部132a优选是槽。在附图中示出了被插入部132a是槽的情况。

插入部件139是柱状的磁性体。插入部件139的周向的宽度比被插入部132a的周向的宽度大。

插入于槽状的被插入部132a的插入部件139的径向内侧的面139a优选处于与铁芯背部121的内周面121y没有台阶而连续的状态或者比铁芯背部121的内周面121y靠向径向内侧突出的状态。

被插入部132a分别设置于定子铁芯120的所有的连接部位a。多个插入部件139插入于所有的被插入部132a。插入部件139在被插入部132a中与在周向上相邻的2个铁芯件131的铁芯背部件132分别接触而被夹持。

接下来，对马达1的制造方法进行说明。首先，如图3所示，从电磁钢板的母材1000制造出多个具有与定子铁芯120的俯视形状相同的形状的板材150。板材150还被分割成多个具有与铁芯件131的俯视形状相同的形状的多个板材151。通过将多个板材151沿轴向层叠而制造出铁芯件131。

如上所述，通过将获得的铁芯件131沿周向排列，制造出定子铁芯120。

这里，在使用制造出的铁芯件131来制造定子铁芯120时，优选使多个铁芯件131各自所具有的板材151的轧制方向一致并且使多个铁芯件131沿周向排列。

多个板材151以恢复原来的板材150那样的配置进行排列，从而使相邻的板材151彼此的金属组织的生长方向一致，从而在板材151之间不容易产生磁通的紊乱。

这里，母材1000的组织沿母材的轧制方向α延伸。因此，即使多个板材151分别为相同的形状，通过使各个板材151的轧制方向一致，也会像上述那样成为使板材151的金属组织的生长方向一致的状态，从而在板材151之间不容易产生磁通的紊乱。

另外，板材151的轧制方向能够通过目视或者显微镜观察来进行观察。具体而言，板材151的轧制方向能够通过对板材151的表面进行观察来确认。即，当对板材151的表面进行观察时，条状的线在同一方向上延伸多条。与该条状的线所延伸的方向平行的方向是轧制方向。

另外，在层叠多个板材151来制造铁芯件131时，也可以将由多个板材150制作出的多个板材151中的轧制方向α一致的板材151集中层叠。

图4、5是对被铁芯件131夹持的插入部件进行说明的说明图。

如图4所示，插入部件139a也可以是将由电磁钢板的母材制造出的多个板材152沿轴向层叠而成的层叠体。板材152具有与插入部件139a的俯视形状相同的形状。

如图4所示，这样的插入部件139a与夹持插入部件139a的铁芯件131a和铁芯件131b相同，是电磁钢板的层叠体，因此电磁钢板中的金属组织的生长方向为相同的面内方向。因此，在铁芯件131a与插入部件139a的界面以及铁芯件131b与插入部件139a的界面上不容易产生磁通的紊乱，因而优选。

另外，如图5所示，插入部件139b也可以是柱状的单个部件。这样的插入部件139b被铁芯件131a和铁芯件131b夹持，即使被较高的压力紧固也不容易破损，因此优选。如图4、5所示，在本实施方式的马达1中，在进行组装时利用相邻的铁芯件131a和铁芯件131b夹持插入部件139，并以接触的方式进行夹持。因此，与将插入部件139沿轴向打入的情况相比，在将插入部件139插入于被插入部132a时，不容易因插入部件139与铁芯件的轴向的摩擦而产生内部应力，从而能够抑制得到的定子铁芯的磁特性恶化。

接着，如图6所示，将线圈123卷绕于各铁芯件131所具有的齿122。线圈123相对于齿122以所谓的集中绕组的方式卷绕。

在本实施方式的马达中，由于定子铁芯120被分割成多个铁芯件131，因此与定子铁芯未在周向上被分割的一体铁芯的情况相比，将线圈123卷绕于齿122的作业变得容易。由此，能够将线圈123大量卷绕于齿122，从而能够提高占积率。

接着，将在齿122上卷绕有线圈123的多个铁芯件131沿周向排列。另外，在设置于相邻的铁芯背部件132的被插入部132a插入有插入部件139，从铁芯件131的径向外侧的面对整体进行紧固。

如上所述，插入部件139的周向的宽度比被插入部132a的周向的宽度大。因此，插入部件139以具有内部应力的状态与相邻的铁芯背部件132接触。

接着，将相邻的铁芯件131彼此在铁芯背部件132的径向外侧的面132x上焊接而固定，得到定子铁芯120。在附图中用标号x表示焊接部位。

然后，如图2所示，通过压入或者热套将得到的定子铁芯120插入于壳体13并固定。

在将定子铁芯120压入于壳体13而被固定的情况下，定子铁芯120与壳体13发生摩擦，有可能产生刮屑。因此，在压入定子铁芯120的情况下，可以在定子铁芯120的外周面涂覆粘接剂。涂覆于定子铁芯120的外周面的粘接剂捕捉产生的刮屑，将刮屑留在定子铁芯120与壳体13之间。由此，能够抑制因刮屑而产生的锁死或短路等不良情况。

在通过热套将定子铁芯120固定于壳体13的情况下，定子铁芯120与壳体13不容易发生摩擦，从而不容易产生刮屑，因此优选。

另外，如图2所示，在俯视图中，定子铁芯120的外周面在整周范围内沿壳体13的内周面13x紧贴。因此，随着压入或者热套而在定子铁芯120产生的内部应力分散到定子铁芯120与壳体13的整个接触面。在这样的结构的情况下，在定子铁芯120的外周面产生的内部应力不容易到达定子铁芯120的内周面，从而能够抑制对磁特性的不良影响。

除此之外，通过组装转子11等，能够制造出马达1。

如上所述，在集聚多个铁芯件而构成的定子中，在相邻的铁芯件彼此之间产生间隙，有可能磁特性在相邻的铁芯件之间恶化。若定子的磁特性恶化，则有可能增加齿槽扭矩。

针对于此，在本实施方式的马达1中，定子铁芯120的外周面被壳体13固定，并且焊接在壳体13上。因此，在马达1中，在定子铁芯120的外周面121x的一侧在相邻的铁芯件131彼此之间不容易产生间隙。

另外，在定子铁芯120的内周面侧，作为磁性体的插入部件139与相邻的铁芯件131的铁芯背部件132接触而被夹持。因此，在定子铁芯120中，与不具有插入部件139的定子铁芯相比，改善了磁特性，在卷绕于齿122的线圈123中产生的磁通良好地产生于定子铁芯120的内周面侧。

并且，定子铁芯120从壳体13受到的应力不会集中在定子铁芯120的外周面上的特定的部位，而分散到整个外周面。因此，在定子铁芯120的外周面上产生的应力不容易到达定子铁芯120的内周面，从而能够抑制磁特性降低。

因此，根据本实施方式的马达1，成为如下的马达：将定子与壳体的接触对定子的磁特性的影响降低至最小限度从而不容易产生刮屑并且定子的刚性高。

另外，在本实施方式中，使用多个铁芯件131和多个插入部件139而获得了定子铁芯120，但铁芯件131的结构不限于图中所示的结构。

图7、8是示出本实施方式的马达所具有的铁芯件的变形例的说明图。

首先，如图7的局部放大图所示，定子铁芯126具有沿周向排列的多个铁芯件133和被相邻的铁芯件133夹持的多个插入部件139。

铁芯件133具有俯视呈圆弧状的铁芯背部件134和从铁芯背部件134沿径向内侧延伸的齿122。

在定子铁芯126的连接部位a处对置的一对铁芯背部件134的端部中的一个端部设置有沿周向凹陷的凹部134a。

另外，在一对铁芯背部件134的端部中的另一个端部设置有沿周向突出并与凹部134a互补地嵌合的凸部134b。

这样的结构的铁芯件133使铁芯件133彼此的紧固变得容易。另外，在将多个铁芯件133沿周向排列而组装定子铁芯126时，铁芯件133彼此不容易在径向上错开，使组装变得容易。

图7所示那样的铁芯件133是将冲裁成铁芯件133的俯视形状的多个电磁钢板沿轴向层叠而成的层叠体。这样的铁芯件133优选为，首先，将电磁钢板冲裁成定子铁芯126的俯视形状，然后将得到的板材分割成各铁芯件133的形状而作为冲裁后的板材，将得到的板材沿轴向层叠来进行制造。

通常，电磁钢板的冲裁加工使用冲压模具来进行。在该情况下，有时因模具的磨损而导致得到的板材的大小略微变化。因此，如果使在将铁芯件的俯视形状的板材单独冲裁之后进行层叠而成的层叠体沿周向排列，有时因板材的大小的微小偏差而导致在铁芯件彼此的连接部分产生间隙或台阶。

针对于此，如上所述，如果首先从电磁钢板的母材冲裁出定子铁芯126的形状，然后分割成铁芯件133的形状，则得到的板材的大小不容易受模具的磨损的影响，因而优选。如果使用这样制造出的铁芯件133，则组装精度提高。

这里，如果对定子铁芯126的形状的板材的大小与将通过上述方法而得到的铁芯件133的形状的板材沿周向排列时的大小进行比较，则有可能是仅对定子铁芯126的形状的板材进行分割而得的切断部分的宽度方面铁芯件133较小。另外，如果利用上述方法制造铁芯件133，则不容易扩大铁芯件133的周向的大小。

针对于此，在本实施方式的马达1中，通过铁芯件133夹持插入部件139，从而能够消除铁芯件133间的间隙，从而能够抑制磁特性降低。因此，即使使用通过上述方法而得到的铁芯件133，也能够得到良好的马达。

另外，图8所示的多个铁芯件135构成在铁芯背部件136处与相邻的铁芯件135沿周向呈带状连结的直线铁芯127。多个铁芯件135在铁芯背部件136处通过连结部137而连结。

在使用直线铁芯127来得到定子的情况下，优选为，位于直线铁芯127的周向的两端的铁芯件135彼此在铁芯背部件136的径向外侧的面上被焊接。

这样的结构的直线铁芯127容易在相邻的铁芯件135之间空出间隙，而容易使磁特性恶化。但是，通过像本实施方式那样将上述的插入部件插入到设置于铁芯背部件136的被插入部136a而构成定子铁芯，成为改善磁特性从而抑制齿槽扭矩的马达。

以上，参照附图对本发明的优选的实施方式例进行了说明，但本发明当然不限于该例子。例如，被插入部也可以不设置在相邻的所有铁芯件之间。在三相马达的情况下，在定子铁芯中，也可以构成为在以中心轴线j为中心呈点对称的3个部位设置有被插入部，插入部件139插入于3个部位的被插入部。在这样的结构的情况下，抑制了齿槽扭矩。

另外，在上述的例子中示出的各构成部件的各种形状、组合等只是一例，在不脱离本发明的主旨的范围内可以根据设计要求等而进行各种变更。