旋转电机的定子铁芯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及层叠多张铁芯板而形成的旋转电机的定子铁芯。
【背景技术】
[0002]旋转电机作为各种设备的动力源被广泛利用。一般的永磁铁交流旋转电机构成为具备具有线圈的定子、和具有成为磁极的永磁铁的转子。在内转子型的旋转电机中，缠绕线圈的定子铁芯在大多数情况下通过将电磁钢板冲压成圆环状的多个铁芯层叠为圆筒状来形成。而且，多个铁芯板以各自的铁芯板不分离的方式相互固定。作为固定的方法，有焊接、螺栓紧固、铆接等。在日本专利第3550971号公报(专利文献I)中公开了在被设定在圆周方向的多个位置的固定部中固定电磁钢板的铁芯板的定子铁芯。
[0003]然而，在设置这种固定部时，若在铁芯板上形成焊接槽、螺栓孔等，则定子铁芯中的磁路相应地变小。另外，因铆接而铁芯板发生形变的情况下，因形变所带来的磁特性的变化，有效磁路有可能变小。此处，具有永磁铁的转子相对于定子相对旋转，若磁通通过固定部，则与固定部对应地转子的扭矩产生变动。若定子铁芯中的固定部的俯仰角是转子中的永磁铁的俯仰角(磁极的俯仰角)的整数倍，则多个磁极周期性地同时通过多个固定部，所以扭矩变动变大。因此，在专利文献I中提出将固定部的各固定部间角度(α)设定为不是磁极的俯仰角(A)的整数倍的角度(专利文献1:第3?10段落等)。
[0004]另外，因为成为铁芯板的材料的电磁钢板的厚度并不是完全均匀，所以若以将对电磁钢板规定的基准方向在同一方向上对齐的姿势层叠铁芯板，则电磁钢板的厚度的误差被累积，多张铁芯板的厚度的合计有可能因定子铁芯的周方向的位置而较大地不同。因此，一般实施使铁芯板沿周方向旋转来层叠的旋转层叠，实现周方向的各位置上的多张铁芯板的厚度合计的均匀化。旋转层叠时的向周方向的旋转角度的范围内包括多个固定部，在专利文献I中，将这些固定部称为固定部组。而且，将旋转层叠时的周方向的旋转角度称为固定部组间角度(β)。在专利文献I中还提出将固定部组间角度(β)设定为不是磁极的俯仰角(A)的整数倍的角度(专利文献1:第11段落等)。
[0005]然而，在定子铁芯的固定中常常应用与焊接相比准备时间短、生产成本也能够抑制的铆接。但是，一般，铆接与焊接相比紧固力较弱，所以与采用焊接的情况下相比，需要较多地设定固定部的数量。若增加固定部的数量，则磁极和固定部沿着旋转电机的径向排列成一列的次数也增加。在专利文献I中，例示出固定部的数量比磁极的数量少的情况下的对策，而对固定部的数量比磁极的数量多的情况下并没有言及。另外，在专利文献I中，规定了磁极的俯仰角㈧与固定部间角度(α)的关系、磁极的俯仰角㈧与固定部组间角度(β)的关系，但对于它们(Α、α、β)的综合的关系，不一定定量地规定。因此，希望一种能够对各种形态的旋转电机广泛应用的技术。
[0006]专利文献1:日本专利第3550971号公报
【发明内容】
[0007]鉴于上述背景，期望提供一种在层叠多张铁芯板，并相互固定来形成旋转电机的定子铁芯时，能够根据与转子所具备的磁极的相对位置关系来抑制产生的扭矩变动的技术。
[0008]鉴于上述课题的本发明的旋转电机的定子铁芯的特征构成是为了构成与周方向的多个位置上等间隔形成有磁极的转子对置配接的定子，而层叠多张铁芯板，并在周方向的多个位置上所设定的固定部中相互固定多张上述铁芯板所形成的旋转电机的定子铁芯，上述铁芯板按照预先决定的层叠张数以预先规定的旋转层叠角度旋转层叠，在360度除以上述旋转层叠角度所得的值即旋转层叠状态数、上述转子的磁极的数量即磁极数、和上述固定部的个数即固定部数的关系中，设定为上述固定部数是上述旋转层叠状态数的整数倍，并且至少上述固定部数与上述磁极数的公约数仅为“ 1”，或者仅为“ I”以及“2”，并且在上述旋转层叠状态数为偶数的情况下，上述旋转层叠状态数比上述磁极数少，
[0009]并且，在上述旋转层叠状态数为偶数的情况下，上述旋转层叠状态数比上述磁极数少这一点。另外，按照预先决定的层叠张数以预先规定的旋转层叠角度旋转层叠表示按照预先决定的层叠张数并根据预先规定的旋转层叠角度沿着周方向旋转的状态下被层叠。
[0010]若固定部数为旋转层叠状态数的整数倍，则各旋转层叠角度的范围内所包含的固定部的数量成为同数。因此，在进行旋转层叠来层叠铁芯板时，无论在哪个旋转层叠状态下都能够使固定部成为相同的周方向的配置。另外，在固定部数与磁极数的公约数仅为“I”的情况下，一个磁极和一个固定部沿着旋转电机的径向排列时，其它全部的磁极和其它全部的固定部没有沿着径向排列。因此，多个磁极不会同时通过多个固定部，能够抑制扭矩变动。另外，在固定部数与磁极数的公约数仅为“I”以及“2”的情况下，一个磁极和一个固定部沿着旋转电机的径向排列时，其它一个磁极和其它一个固定部沿着径向排列，但再其它磁极和再其它固定部没有沿着径向排列。因此，3个以上的磁极不会同时通过3个以上的固定部，能够抑制扭矩变动。
[0011]另外，磁极通过N极和S极成对而构成，所以磁极数成为偶数。因此，在旋转层叠状态数为偶数的情况下，若磁极数为旋转层叠状态数以下，则全部的磁极分别位于按照定子铁芯的旋转层叠角度所区分出的各范围内的同一相位的位置上。另一方面，若磁极数比旋转层叠状态数多，则存在偏离该同一相位的位置的磁极。根据本特征构成，在旋转层叠状态数为偶数的情况下，由于旋转层叠状态数比磁极数少，所以能够抑制扭矩变动。这样，根据本特征构成，在层叠多张铁芯板并相互固定来形成旋转电机的定子铁芯时，能够根据与转子所具备的磁极的相对位置关系来抑制产生的扭矩变动。
[0012]如上述，磁极数为偶数。此处，若旋转层叠状态数为奇数，则旋转层叠状态数的约数不包括“2”。另外，由于固定部数是旋转层叠状态数的整数倍，所以如果将固定部数设为旋转层叠状态数的奇数倍，则能够使固定部数成为奇数，并使固定部数的约数不包括“2”。换句话说，在旋转层叠状态数为奇数的情况下，能够使磁极数与固定部数的公约数不包括“2”。其结果在一个磁极和一个固定部沿着旋转电机的径向排列时，其它全部的磁极和其它全部的固定部没有沿着径向排列，由此抑制扭矩变动。即，作为一个方式，对于本发明的旋转电机的定子铁芯而言，优选在上述旋转层叠状态数为奇数的情况下，以上述固定部数和上述磁极数的公约数仅为“I”的方式设定。
[0013]然而，若磁极数是旋转层叠状态数的整数倍，则在按照定子铁芯的旋转层叠角度所区分出的各范围内的周方向的位置关系中磁极以同一状态位于。若考虑旋转层叠则所区分出的各范围内的固定部的配置相同，所以在该各范围内，磁极和固定部在周方向上以同一相对位置关系对应。例如，在区分出的一个范围内，一个固定部和一个磁极沿着旋转电机的径向排列的情况下，区分出的其它范围内，固定部和磁极也沿着径向排列。换句话说，同时在多个位置上固定部和磁极沿着径向排列，所以成为扭矩变动变大的重要因素。因此，优选磁极数不是旋转层叠状态数的整数倍。作为一个优选的方式，本发