電動機鐵心及電動機的製作方法
2023-06-10 15:12:11 2
專利名稱：電動機鐵心及電動機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於無電刷直流電動機等電動機的電動機鐵心、使用該鐵心的電動機以及該電動機鐵心的製造方法。
背景技術：
通常使用的電動機的鐵心疊層多個直形鐵心，形成為環狀，該直形鐵心以帶狀連接從矽鋼板衝裁的多個齒部。
下面根據圖10所示帶狀直形鐵心100的局部平面圖說明過去的直形鐵心。直形鐵心100通過具有V字狀切口部113的鐵心彎曲部112以帶狀連接多個齒部111，通過衝裁疊層的矽鋼板而形成。
電動機鐵心通過朝閉合該V字狀切口部113的方向折曲該直形鐵心100的鐵心彎曲部112形成為環形，連接其兩端部，形成環狀疊層鐵心。
在過去的直形鐵心100中，如圖11所示B部放大圖那樣，鐵心彎曲部112的圓形的孔部114在V字狀切口部113的前端部外周側與V字狀切口部113連續地設置(在圖11中，V字狀前端部設於與孔部114的圓周大體一致的位置)，以當對直形鐵心100進行彎曲加工時防止在寬度小的鋼板連接部117上產生裂紋地使彎曲變形均勻，另外，設置用於防止鄰接的齒部111相互的位置偏移的圓弧狀接合部115、115′。
在上述直形鐵心100中，在圓形的孔部114與V字狀切口部113的交點具有蜂腰狀部118，在其兩側形成鋼板的凸出部116、116′。為此，當衝裁鋼板時，衝裁模的打擊強度在鋼板凸出部116、116′下降，衝裁模的磨損損傷局部變大，模具壽命下降，導致衝裁模的折舊費、維修費、設備維護費用的增加等成本增大。
當為了實現上述打擊強度的均勻化而增大孔部114的直徑時，成為齒部111間的磁路的鐵心彎曲部112的截面積減少，磁阻增大，磁特性下降，另外，當要降低磁阻時，需要使鐵心自身的尺寸較大，存在電動機變大的問題。
另外，當折曲上述直形鐵心100、形成環形鐵心時，如圖12(a)、(b)所示那樣，蜂腰狀部118兩側的鋼板凸出部116和116′的前端部成為鐵心彎曲部112的彎曲支點，變形壓力局部集中，該變形壓力在鋼板產生大的應變，另外，另外，該應變變形區域也擴大，成為磁路的鐵心彎曲部112的鐵損增加，降低磁特性。
另外，折曲鐵心彎曲部112時的加工應變的發生或其發生的偏差使環形鐵心的形狀精度(例如正圓度、同心度、同軸度等)下降，導致使用它的電動機的噪聲和振動。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種電動機鐵心、使用該鐵心的電動機以及該電動機鐵心的製造方法，該電動機鐵心通過改良設於構成電動機鐵心的直形鐵心的彎曲部的切口部的形狀，從而提高直形鐵心的衝裁模的壽命，另外，通過減小鐵心彎曲加工時的鋼板的應變從而維持磁特性，而且提高加工精度。
本實用新型第一方面的電動機的鐵心疊層直形鐵心，該直形鐵心的多個齒部通過具有V字狀切口部的鐵心彎曲部以帶狀連接，在關閉上述V字狀切口部的方向將上述鐵心彎曲部折曲成環狀而形成；其特徵在於在上述直形鐵心的V字狀切口部的前端部外周側連續地設置孔部，在上述V字狀切口部的相向面設置凹凸狀的凸起，而且，大體平行地對從上述孔部到上述V字狀切口部前端部的兩側部分進行局部切除，形成應變防止切口部。
按照本實用新型的電動機鐵心，對從連續地設於直形鐵心的V字狀切口部前端部外周側的孔部到上述V字狀切口部前端部的兩側部分進一步進行局部切除，形成應變防止切口部，從而沒有過去的局部的蜂腰狀部，直形鐵心衝裁時的打擊強度均勻地上升，可防止衝裁模的磨損損傷，提高模具壽命。另外，在進行鐵心彎曲部的折曲加工時，應變防止切口部成為彎曲的支點，接觸面增大，變形壓力分散，所以，可抑制鋼板的應變的發生，防止磁特性的下降，而且，可提高彎曲加工精度。另外，由於可維持鐵心彎曲部的孔徑，所以，不出現磁阻的增加導致的磁特性的下降和鐵心的大型化。
本實用新型第二方面的電動機鐵心，其特徵在於對多個直形鐵心進行疊層，該直形鐵心的多個齒部通過具有V字狀切口部的鐵心彎曲部以帶狀連接，在疊層後的上述鐵心上疊層多個對各齒部切離的分離鐵心；將疊層後的多個連接的直形鐵心和多個疊層後的分離鐵心交替地進行層疊；在關閉疊層後的連接的直形鐵心的上述V字狀切口部的方向將上述鐵心彎曲部折曲成環狀而形成。
按照本實用新型的電動機鐵心，由於在鐵心彎曲部形成齒部間的連接部和非連接部併疊層，所以，形成環狀的折曲加工容易，鐵心背部少，鐵心易於形成為圓形，另外，可減小使用它的電動機的齒槽效應轉矩和轉矩波動，實現低振動和低噪聲。
本實用新型第三方面的電動機的鐵心特徵在於上述直形鐵心的V字狀切口部在其前端部外周側連續地設置孔部，在上述V字狀切口部的相向面設置凹凸狀的凸起，而且，大體平行地對從上述孔部到上述V字狀切口部前端部的兩側部分進行局部切除，形成應變防止切口部。
按照本實用新型的電動機鐵心，直形鐵心衝裁強度均勻地上升，防止衝裁模的磨損損傷，提高模具壽命；另外，可抑制彎曲加工時的鋼板的應變發生，防止磁特性的下降，而且可提高彎曲加工精度，維持鐵心彎曲部的孔徑，不需要磁特性的下降和鐵心的大型化。另外，鐵心的正圓度提高，電動機的齒槽效應轉矩和轉矩波動減小，可實現低振動和低噪聲化。
本實用新型第四方面的電動機的特徵在於在第一至第三方面中的任一項記載的電動機鐵心形成絕緣部，在其上卷繞線圈，形成定子，設置了具有與上述定子相向設置的磁性體的轉子。
在本實用新型的電動機中，通過使用磁特性優良的定子，可廉價地獲得驅動性能優良、噪聲和振動少的電動機，特別是可提供小型高性能的無電刷直流電動機。
本實用新型的第五方面提供一種電動機鐵心的製造方法，其特徵在於通過衝裁疊層的鋼板形成直形鐵心，該直形鐵心的多個齒部通過具有V字狀切口部的鐵心彎曲部以帶狀連接，進行該衝裁時，在上述V字狀切口部形成與其前端部外周側連續的孔部、設於與上述V字狀切口部的相向面的凹凸狀凸起、及對從上述孔部到上述V字狀切口部前端部的兩側部分大體平行地進行局部切除的應變防止切口部；在關閉直形鐵心的上述V字狀切口部的方向將上述鐵心彎曲部折曲成環狀，連接其兩端部，形成鐵心。
按照本實用新型的電動機鐵心的製造方法，直形鐵心的衝裁時打擊強度上升，可防止衝裁模的磨損損傷，提高模具壽命。另外，在進行鐵心彎曲部的折曲加工時，應變防止切口部成為彎曲的支點，對鋼板的變形壓力分散、降低，所以，可抑制應變的發生，防止彎曲部的磁特性的下降，提高彎曲加工精度。另外，由於可維持鐵心彎曲部的孔徑，所以，不出現磁阻的增加導致的磁特性的下降和鐵心的大型化。
圖1為第1實施形式的直形鐵心的平面圖。
圖2為圖1的局部放大圖。
圖3為第1實施形式的V字狀切口部的放大圖。
圖4(a)、(b)為第1實施形式的V字狀切口部的彎曲加工時的說明圖。
圖5為第1實施形式的鐵心的透視圖。
圖6為第1實施形式的鐵心的局部斷面透視圖。
圖7(a)、(b)分別為示出本實用新型產品和現有產品的鐵心的正圓度的圓圖。
圖8為第2實施形式的分離鐵心體的平面圖。
圖9為第2實施形式的疊層鐵心的側面圖。
圖10為過去例子的直形鐵心的局部放大圖。
圖11為過去例子的V字狀切口部的放大圖。
圖12(a)、(b)為過去例子的V字狀切口部的彎曲加工時的說明圖。
具體實施方式
(第1實施形式)下面根據圖1～7說明本實用新型的第1實施形式。
圖1為構成無電刷直流電動機的鐵心的直形鐵心1的平面圖。圖2為圖1所示直形鐵心1的局部放大圖，圖3為設於鐵心彎曲部的V字狀切口部(圖2的A部)的放大圖。
如圖1、2所示，直形鐵心1通過使用衝裁模由壓力機從疊層的矽鋼板進行衝裁而形成，多個T字狀齒部11通過具有V字狀切口部13的鐵心彎曲部12的切口部13底部的寬度狹小的連接部17連接成帶狀，鑿緊用孔21開設於預定位置，在其兩端部設置用於折曲直形鐵心1連接成環狀的連接部20a、20b。
上述直形鐵心1的V字狀切口部13如圖3所示A部放大圖那樣，在V字狀切口部13的前端外周側連續地設置圓形的孔部14(在圖中V字狀前端部設置於與孔部圓周大體一致的位置)，防止進行彎曲加工時發生寬度狹小的連接部17的裂紋，鐵心彎曲部12的彎曲變形均勻，另外，在V字狀切口部13的相對面設置具有凹凸狀的凸起的圓弧狀接合部15、15′，以防止鄰接的齒部11相互的位置偏移，各齒部11均勻形成為環狀。
上述V字狀切口部13的前端部大體平行地對從圓形的孔部14到V字狀切口部13前端部的兩側斜邊18a、18b的部分進行局部切除，形成應變防止切口部16、16′。該應變防止切口部16、16′不具有過去的包括局部凸出部的蜂腰狀部，具有從孔部14到V字狀切口部13前端部的兩側斜邊18a、18b的大體直線狀的蜂腰狀。
在上述直形鐵心1中，由於具有從鐵心彎曲部12的圓形孔部14到V字狀切口部13大體形成為直線狀的應變防止切口部16、16′，所以，鋼板衝裁時的打擊力在衝裁模的刃部整體均勻，打擊強度在蜂腰部局部下降，衝裁模的打擊強度上升，可防止局部的磨損損傷。
這樣，不僅可提高衝裁的加工效率，而且衝裁模的壽命變長，模具的折舊費、維修費用、設備的維護費用減少，可節省其費用。
另外，通過對上述V字狀切口部13的形狀進行改良，不需要為了增大過去的蜂腰狀部提高打擊力而使鐵心彎曲部12的孔部14的直徑較大，可維持齒部11間的磁路的截面積以保持磁阻，獲得與過去同等的磁特性。另外，不需要增大鐵心自身的尺寸、降低磁阻，不會導致無電刷直流電動機的大型化。
在上述直形鐵心1中，當折曲鐵心彎曲部12形成環狀鐵心時，如圖4(a)、(b)所示那樣，使鐵心彎曲部12的應變防止切口部16和16′成為彎曲的支點地以直線狀使鋼板接觸，所以，其變形壓力分散，由變形產生的鋼板的應變19少，另外，應變發生區域與過去相比也大幅度降低。
這樣，不增加成為磁路的鐵心彎曲部12的鐵損，即可進行疊層鐵心的彎曲加工，不對磁特性產生影響即可良好地保持磁效率。
另外，折曲鐵心彎曲部12時的加工應變發生減少，鐵心形狀的加工精度提高，正圓度、鐵心間的同心度和同軸度等良好，可獲得加工精度高的鐵心，可減少無電刷直流電動機的噪聲、振動的發生。
本實用新型的無電刷直流電動機的鐵心2在進一步疊層多個該直形鐵心1作為預定的厚度固定後，如圖5所示那樣，在關閉該V字狀切口部13的方向上折曲鐵心彎曲部12形成為環狀，連接(圖中未示出)鐵心兩端的連接部20a和20b，從而形成環狀疊層鐵心，形成鐵心2。
另外，鐵心2通過在金屬模內以熔融狀態注入模製成形用的模製樹脂4，由嵌入成形覆蓋其外周面(圖中未示出)，可獲得在圖6所示那樣的周面形成絕緣部的定子的鐵心3。但是，在無電刷直流電動機內與轉子相對的疊層齒部22的前端部22a不由樹脂覆蓋，保持露出狀態。
圖7為示出本實用新型和過去的產品的鐵心正圓度的圓圖，圖7(a)為本實用新型產品，(b)為過去的產品。在圖7中，按10度的間隔測定鐵心全周的外周半徑，以雷達圖狀示出測定值相對設計半徑的差異。鐵心半徑的測定在疊層方向的3個部位進行，圖中的A(◆)為鐵心上層部的測定位置，B(■)為中央部的測定位置，C(●)為下層部的測定位置。
由圖中可看出，在本實用新型的鐵心中，半徑沿全周大體位於設計半徑(圖的0點圓周上)，即使脫離設計值，差也處於±0.05mm的範圍內，鐵心的正圓度優良。另一方面，過去產品的半徑在鐵心周上的偏差大，特別是存在局部地從設計值偏離較大(與設計值的差在±0.15mm左右)的部位，鐵心成為變形的圓形，正圓度差，成為振動和噪聲的原因。
覆蓋模製樹脂後的鐵心3在各齒部22的周面卷繞線圈，完成定子，組裝到無電刷直流電動機。
包括該定子和具有與該定子相對的永久磁鐵等磁性體的轉子的無電刷直流電動機具有優良的磁特性，效率高，而且可實現低噪聲、低振動化，並可降低成本，作為適合於空調風扇或鼓風機等用途的小型的無電刷直流電動機有用。
(第2實施形式)。
圖8為用於形成第2實施形式的鐵心的分離鐵心體30的平面圖。分離鐵心體30排列多個對各齒部32在鐵心彎曲部分33切離的分離鐵心31形成鐵心體。
圖9所示疊層鐵心4通過使分離鐵心體30和用於上述第1實施形式的直形鐵心1交替地疊層並使兩者的齒部32和11相互重合而獲得，該直形鐵心1的多個齒部通過具有V字狀切口部的鐵心彎曲部連接成帶狀。如圖9的疊層鐵心4的側面圖所示那樣，在疊層鐵心4的鐵心彎曲部分33將縱向的狹槽35形成於鄰接的分離鐵心31、31之間，在疊層鐵心4的齒部間交替地設置連接部與狹槽35。
在該第2實施形式中，在關閉直形鐵心1的V字狀切口部的方向折曲將鐵心形成為環狀，由於設置狹槽35的鐵心彎曲部分33的折曲加工容易，所以，鐵心背部減少，鐵心的正圓度進一步提高，可減小將該鐵心用於定子的無電刷直流電動機的齒槽效應轉矩和轉矩波動，進一步實現低振動和低噪聲化。
上述疊層鐵心4通過相互疊層預定數量的分離鐵心體30和直形鐵心1而獲得，但也可交替地疊層不特定數量的分離鐵心體30和直形鐵心1，在疊層鐵心的鐵心彎曲部沿厚度方向不規則地配置交替形成的連接部和狹槽的高度。
另外，在使該疊層鐵心4絕緣後，卷繞線圈，在捲曲了疊層鐵心的定子的除內徑外的外部整體上覆蓋模製樹脂，從而可製成形狀較薄、抗振且耐溼氣的電動機。
如以上說明的那樣，本實用新型的電動機鐵心可提高構成鐵心的直形鐵心的衝裁用模的壽命，降低模具費用、其折舊費、維護費用，降低成本。另外，可在從直形鐵心形成環狀鐵心時的彎曲加工中抑制鐵心彎曲部的應變，維持磁特性，保持電動機的高效率，而且通過提高加工精度可獲得高精度的定子，所以，可減小齒槽效應轉矩和轉矩波動，獲得可實現低振動和低噪聲化的電動機。
另外，在本實用新型的電動機鐵心的製造方法中，可廉價地製造上述直形鐵心，提供加工精度和磁特性優良的適合於無電刷直流電動機的鐵心和定子。
權利要求1.一種電動機鐵心，其特徵在於對多個直形鐵心進行疊層，該直形鐵心的多個齒部通過具有V字狀切口部的鐵心彎曲部以帶狀連接，在疊層後的所述鐵心上疊層多個對各齒部切離的分離鐵心；將疊層後的多個連接的直形鐵心和多個疊層後的分離鐵心交替地進行層疊；在關閉疊層後的連接的直形鐵心的所述V字狀切口部的方向將所述鐵心彎曲部折曲成環狀而形成。
2.根據權利要求1所述的電動機鐵心，其特徵在於所述直形鐵心的V字狀切口部在其前端部外周側連續地設置孔部，在所述V字狀切口部的相向面設置凹凸狀的凸起，而且，平行地對從所述孔部到所述V字狀切口部前端部的兩側的部分進行局部切除，形成應變防止切口部。
3.一種電動機，在電動機鐵心形成絕緣部，在其上卷繞線圈，形成定子，並設置了具有與所述定子相向設置的磁性體的轉子，其特徵在於所述電動機鐵心對多個直形鐵心進行疊層，該直形鐵心的多個齒部通過具有V字狀切口部的鐵心彎曲部以帶狀連接，在疊層後的所述鐵心上疊層多個對各齒部切離的分離鐵心；將疊層後的多個連接的直形鐵心和多個疊層後的分離鐵心交替地進行層疊；在關閉疊層後的連接的直形鐵心的所述V字狀切口部的方向將所述鐵心彎曲部折曲成環狀而形成。
4.根據權利要求3所述的電動機，其特徵在於所述直形鐵心的V字狀切口部在其前端部外周側連續地設置孔部，在所述V字狀切口部的相向面設置凹凸狀的凸起，而且，平行地對從所述孔部到所述V字狀切口部前端部的兩側的部分進行局部切除，形成應變防止切口部。
5.根據權利要求3或4所述的電動機，其特徵在於由模製樹脂覆蓋所述定子的除內徑外的外部整體。
專利摘要一種電動機鐵心，疊層直形鐵心(1)，該直形鐵心(1)的多個齒部(11)通過具有V字狀切口部(13)的鐵心彎曲部(12)以帶狀連接，在關閉上述V字狀切口部(13)的方向將上述鐵心彎曲部(12)折曲成環狀而形成；其中在上述直形鐵心(1)的V字狀切口部(13)的前端部外周側連續地設置孔部(14)，在上述V字狀切口部(13)的相向面設置凹凸狀的凸起，而且，大體平行地對從上述孔部(14)到上述V字狀切口部(13)的前端部兩側的部分進行局部切除，形成應變防止切口部(16、16′)。這樣，可提高直形鐵心的衝裁模的壽命，另外，減小鐵心彎曲加工時的應變，維持磁特性，而且提高加工精度。
文檔編號H02K1/14GK2894033SQ20062000710
公開日2007年4月25日 申請日期2003年8月7日 優先權日2003年8月7日
發明者村上卓也, 村上俊明 申請人:日本電產芝浦株式會社