CN111418131B

CN111418131B - 定子铁心

Info

Publication number: CN111418131B
Application number: CN201880077837.2A
Authority: CN
Inventors: 佐藤刚成; 谷本义武; 古贺薰
Original assignee: Kyocera Industrial Tools Corp
Current assignee: Kyocera Industrial Tools Corp
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-11-28
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2038-11-28
Also published as: CN111418131A; JP7032436B2; US20210119498A1; WO2019111777A1; JP2022060508A; JPWO2019111777A1; US11456629B2

Abstract

定子铁心通过将多个分割铁心组合成环状而构成，多个分割铁心分别具备沿周向延伸的轭部，轭部分别具备与邻接的其他分割铁心的轭部对置的第一对置部和第二对置部，第一对置部包括：内周凸部，其形成于内周侧；外周凸部，其形成于外周侧；以及中央凹部，其形成于内周凸部与外周凸部之间，第二对置部包括：内周切口部，其形成于内周侧；外周切口部，其形成于外周侧；以及中央凸部，其形成于内周切口部与外周切口部之间，在多个分割铁心被组合了的状态下，内周凸部与内周切口部对置，外周凸部与外周切口部对置，中央凹部与中央凸部对置，外周凸部在与周向垂直的方向上的宽度形成得比内周凸部宽。通过具有上述那样的结构，从而该定子铁心具有高强度。

Description

定子铁心

技术领域

本发明涉及将具备轭部和齿部的多个分割铁心配置成环状而形成的定子铁心及其制造方法。

背景技术

以往，已知一种通过将具备轭部和齿部的多个分割铁心配置成环状并使其接合来获得定子铁心的技术。作为公开该种技术的在先技术文献，例如存在下述专利文献1、2。

专利文献1所公开的技术，概括来说，在将具备沿周向延伸的轭部和从轭部的中央部向中心方向突出的齿部的多个分割铁心配置成环状而构成的定子铁心中，多个分割铁心中的邻接的1组分割铁心分别具备设置于各轭部并相互接合的接合面，在安装了邻接的1组分割铁心后，相互相向地接合的2个接合面中的任一方具有凹形状且另一方具有凸形状，由此该2个接合面以将凹形状与凸形状组合的方式来接合。需要说明的是，下述专利文献1所公开的发明是出于提供如下那样的定子芯的目的而提出的：在不对磁路造成影响的程度上，尽可能地将实际上能够卷绕绕组的区域确保为较广，从而能够增加绕组量，由此，实现马达性能的提高。

另外，在专利文献2所公开的技术中，在组装分割型铁心时，将凹部和凸部从层叠方向压入比分割型铁心的整体层叠厚度短的距离，能够将压入嵌合力设定得较小。其结果是，能够在不使分割部中的磁阻损耗大幅增大的情况下，使分割型铁心的组装作业性变得良好，且使铁心的组装精度提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-208021号公报

专利文献2：日本专利第4907654号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在以上述专利文献1、2为代表的现有技术中，从制造方面、定子铁心的强度的方面来看，尚存在改善的余地。即，在通过将多个分割铁心配置安装成环状而形成的定子铁心中，谋求实现能够简单地制造且得到高强度的定子铁心及其制造方法。

本发明是鉴于上述现有技术中所存在的课题而提出的，其目的在于，在通过将多个分割铁心配置安装成环状而形成的定子铁心中，实现能够简单地制造且得到高强度的定子铁心及其制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的定子铁心通过将多个分割铁心组合成环状而构成，其中，所述多个分割铁心分别具备沿周向延伸的轭部，所述轭部分别具备与邻接的其他分割铁心的轭部对置的第一对置部和第二对置部，所述第一对置部包括：内周凸部，其形成于内周侧；外周凸部，其形成于外周侧；以及中央凹部，其形成于所述内周凸部与所述外周凸部之间，所述第二对置部包括：内周切口部，其形成于内周侧；外周切口部，其形成于外周侧；以及中央凸部，其形成于所述内周切口部与所述外周切口部之间，在所述多个分割铁心被组合了的状态下，所述内周凸部与所述内周切口部对置，所述外周凸部与所述外周切口部对置，所述中央凹部与所述中央凸部对置，所述外周凸部在与周向垂直的方向上的宽度形成得比所述内周凸部宽。

在本发明的定子铁心中，可以是，在所述多个分割铁心被组合了的状态下，在所述多个分割铁心所具有的各所述第一对置部和所述第二对置部，所述内周凸部与所述内周切口部抵接，所述内周凸部与所述内周切口部以外的部位的至少一部分不抵接。

另外，在本发明的定子铁心中，可以是，所述内周凸部与所述内周切口部抵接的抵接部由平面构成。

此外，在本发明的定子铁心中，可以是，所述外周凸部由第一端部和第二端部构成，所述第一端部在与周向垂直的方向上具有第一宽度，所述第二端部的宽度形成得比所述第一端部宽。

此外，在本发明的定子铁心中，可以是，在所述外周凸部的一部分形成有相对于周向斜着倾斜了的倾斜部，与该倾斜部对置的所述中央凸部的一部分斜着形成。

本发明的定子铁心的制造方法是通过将多个分割铁心组合成环状而构成的定子铁心的制造方法，其中，所述多个分割铁心分别具备沿周向延伸的轭部，所述轭部分别具备与邻接的其他分割铁心的轭部对置的第一对置部和第二对置部，所述第一对置部包括：内周凸部，其形成于内周侧；外周凸部，其形成于外周侧；以及中央凹部，其形成于所述内周凸部与所述外周凸部之间，所述第二对置部包括：内周切口部，其形成于内周侧；外周切口部，其形成于外周侧；以及中央凸部，其形成于所述内周切口部与所述外周切口部之间，在所述定子铁心的制造方法中，以所述内周凸部与所述内周切口部对置、所述外周凸部与所述外周切口部对置、所述中央凹部与所述中央凸部对置的方式来组合所述多个分割铁心，并且，以所述外周凸部在与周向垂直的方向上的宽度比所述内周凸部宽的方式来形成所述定子铁心。

发明效果

根据本发明，在通过将多个分割铁心配置成环状并安装而形成的定子铁心中，能够实现能够简单地制造且能够得到高强度的定子铁心及其制造方法。

附图说明

图1是用于说明本实施方式的定子铁心的基本结构和制造方法的图，图中的分图(a)示出将多个分割铁心配置成环状而成的定子铁心的组装前的状态，分图(b)示出将配置成环状的多个分割铁心安装后的状态。

图2是示出分割铁心的整体结构的外观立体图。

图3是用于说明本实施方式的分割铁心的形状的俯视图。

图4是图3中的由附图标记A示出的部位的放大图。

图5是图3中的由附图标记B示出的部位的放大图。

图6是将6个分割铁心组合而形成的定子铁心的俯视图。

图7是将图6所示的定子铁心的主要部位放大了的主要部位放大图。

图8是用于说明形成于本实施方式的分割铁心的接合面即第一对置部和第二对置部的、作为楔形状的内周凸部和内周切口部所具有的形态特征和作用效果的图。

具体实施方式

以下，使用附图对用于实施本发明的优选的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的实施方式并非对各权利要求的发明进行限定，另外，实施方式中所说明的特征的组合未必全部都是发明的解决手段所必须的。

首先，使用图1以及图2对本实施方式的定子铁心的基本结构和制造方法进行说明。在此，图1是用于说明本实施方式的定子铁心的基本结构和制造方法的图，图中的分图(a)示出由多个分割铁心配置成环状而成的定子铁心的组装前的状态，分图(b)示出配置成环状的多个分割铁心被安装后的状态。需要说明的是，图1是示出在与未图示的转子轴正交平面上配置有多个分割铁心的情形的图。另外，图2是示出分割铁心的整体结构的外观立体图。

如图1中所示出的那样，本实施方式的定子铁心100是通过安装6个分割铁心10而形成的构件。如图2所示，分割铁心10分别如下那样构成：通过冲压加工等对硅钢板等进行冲裁而准备具有分割铁心10的平面形状的薄板构件11，将该薄板构件11堆积层叠，并通过激光焊接等将它们接合为一体。这样制造的分割铁心10构成为，在以被安装而构成定子铁心100的情况下的位置关系来观察时，具备沿周向延伸的轭部10a、以及从该轭部10a的中央部向中心方向突出的齿部10b。

对于分割铁心10，从图2所示的状态起在齿部10b卷绕未图示的线圈。并且，将卷绕有未图示的线圈的状态的分割铁心10如图1中的分图(a)所示那样配置成环状。对于配置成环状的6个分割铁心10，通过在与未图示的转子轴正交的平面上使6个分割铁心10同时接近转子轴中心方向(即，图1中的分图(a)所示的箭头的方向)，从而如图1中的分图(b)所示那样成为定子铁心100的形状。从该状态起通过激光焊接等将6个分割铁心10彼此接合为一体，从而完成本实施方式的定子铁心100。需要说明的是，使6个分割铁心10同时接近并通过激光焊接等将它们接合为一体的工序也可以由组装机械、组装机器人等制造装置自动地实施。

通过上述步骤所制造的定子铁心100具有与现有技术相比优越的形态结构。在此，添附图3～图7作为参照图，来说明本实施方式的定子铁心100、以及构成该定子铁心100的分割铁心10的更具体的结构。在此，图3是用于说明本实施方式的分割铁心的形状的俯视图。另外，图4是图3中的由附图标记A示出的部位的放大图，图5是图3中的由附图标记B示出的部位的放大图。此外，图6是将6个分割铁心组合而形成的定子铁心的俯视图，图7是将由图6示出的定子铁心的主要部位放大了的主要部位放大图。

如图3～图5所示，本实施方式的分割铁心10的轭部10a的两端部以能够与邻接的分割铁心10的轭部10a的端部接合的方式构成为2个接合面。另外，该2个接合面构成为本发明的第一对置部A和第二对置部B。例如，在图3所示的本实施方式的分割铁心10中，轭部10a的纸面右侧的端部即第二对置部B与纸面左侧的端部即第一对置部A具有不同的形状，并且，以能够将轭部10a的纸面右侧的端部即第二对置部B与纸面左侧的端部即第一对置部A接合的方式，将两端部构成为具有对应的形状的接合面(参照图7等)。

另外，本实施方式的分割铁心10构成为，如图6以及图7所示，在安装了邻接的1组分割铁心10、10后，在假定了1组分割铁心10、10的各齿部10b的中心线α所成的角度的2等分线β时，相互相向地接合的2个接合面(第一对置部A和第二对置部B)具有沿与2等分线β正交的方向形成的凹凸形状。即，在图7所示的例子中，在配置于纸面右侧的分割铁心10的轭部10a的端部(第一对置部A)形成有具有凹形状的接合面，在配置于纸面左侧的分割铁心10的轭部10a的端部(第二对置部B)形成有具有凸形状的接合面。

在配置于图7的纸面右侧的分割铁心10的轭部10a的端部(第一对置部A)所形成的凹形状形成为，具有形成于接合面即第一对置部A的内周侧的内周凸部76、形成于接合面的外周侧的外周凸部74、以及形成于内周凸部76与外周凸部74之间的中央凹部72。另一方面，在配置于图7的纸面左侧的分割铁心10的轭部10a的端部(第二对置部B)所形成的的凸形状形成为，具有与第一对置部A的凹形状所具有内周凸部76对应地形成的内周切口部75、与第一对置部A的凹形状所具有的外周凸部74对应地形成的外周切口部73、以及形成于内周切口部75与外周切口部73之间的中央凸部71。需要说明的是，关于第一对置部A的凹形状所具有的中央凹部72和第二对置部B的凸形状所具有的中央凸部71，也以能够相互组合的方式而分别形成为对应的外轮廓形状。通过将分别构成相互相向地配置的2个接合面即第一对置部A和第二对置部B的凹形状和凸形状组合地接合，来进行分割铁心10、10彼此的接合。

并且，由该凸形状与凹形状组合而构成的凹凸形状构成为，沿与2等分线β正交的方向突出或凹陷。更具体而言，如图7所示，配置于纸面左侧的分割铁心10的形成凸形状的中央凸部71构成为，朝向与2等分线β正交的方向突出。另外，配置于图7的纸面右侧的分割铁心10的形成凹形状的中央凹部72构成为，朝向与2等分线β正交的方向凹陷。该结构实现如下效果：在同时使6个分割铁心10接近时，相互相向地接合的2个接合面无刮擦地可靠地接合。

另外，在本实施方式的分割铁心10中，如图6以及图7所示，在安装了邻接的1组分割铁心10、10后，相互相向地接合的2个接合面(第一对置部A和第二对置部B)还具有沿与2等分线β平行的方向形成的平面形状。即，在图7所示的例子中，配置于接合面的外周侧的外周切口部73和外周凸部74形成为与2等分线β平行的方向的平面形状。另外，在图7所示的例子中，配置于接合面的中央侧的中央凸部71和中央凹部72的内周侧的一部分表面形成为与2等分线β平行的方向的平面形状。此外，在图7所示的例子中，配置于接合面的内周侧的内周切口部75的切口面和内周凸部76的前端面形成为与2等分线β平行的方向的平面形状。通过具有上述那样的平面形状，本实施方式的分割铁心10能够容易地组合，且能够可靠地使邻接的分割铁心10、10彼此抵接。

另外，在本实施方式的分割铁心10中，如图6以及图7所示，在安装了邻接的1组分割铁心10、10后，相互相向地接合的2个接合面(第一对置部A和第二对置部B)构成为，接合面内周侧的抵接部即内周凸部76和内周切口部75呈楔形状。即，在图7所示的例子中，在接合面即第一对置部A和第二对置部B的内周侧形成有楔形状，作为形成该楔形状的部位，在配置于纸面左侧的分割铁心10的轭部10a的端部即第二对置部B形成有作为楔形凹状部的内周切口部75，在配置于纸面右侧的分割铁心10的轭部10a的端部即第一对置部A形成有作为楔形凸状部的内周凸部76。

需要说明的是，在本实施方式的分割铁心10中，在使配置成环状的6个分割铁心10同时向转子轴中心方向(即，图1中的分图(a)所示的箭头的方向)接近时，在接合作业中途形成于轭部10a的端部的接合面(第一对置部A和第二对置部B)不会摩擦接触，且在快要接合结束时，仅构成楔形状的内周切口部75与内周凸部76抵接。并且，在安装了邻接的1组分割铁心10、10后，相互相向地接合的2个接合面(第一对置部A和第二对置部B)构成为，在由楔形状构成的抵接部即内周切口部75和内周凸部76以外的部位具有间隙，因此，形成于轭部10a的端部的接合面不会彼此刮擦。因此，成为不容易发生变形等不良情况的结构，且成为组装性优良的结构。

另外，在相互相向地接合的2个接合面中，具有形成凹形状的外周凸部74的壁厚比同样地形成凹形状的内周凸部76厚这样的结构。即，本实施方式的外周凸部74具有在与周向垂直的方向上的宽度形成得比内周凸部76宽这样的形态特征。采用这样的结构是为了提高定子铁心100的强度，具体而言，如图7所示，若对构成定子铁心100的分割铁心10的接缝施加附图标记C所示那样的从外周侧朝向内周侧的外力，则在分割铁心10中作用附图标记D₁、D₂所示那样的将分割铁心10打开的方向的力。为了耐受上述那样的方向的力的作用，能够通过将外周凸部74形成为比内周凸部76壁厚来实现定子铁心100的强度提高，从而能够防止施加了负载时的变形，提高定子铁心100的强度。

另外，在相互相向地接合的2个接合面中，采用了如下那样的结构：在凹形状所具有的外周凸部74形成有倾斜部74a，该倾斜部74a以朝向基端部即突出部的根部分而壁厚变厚的方式向中央凹部72侧伸出(参照图7)。即，本实施方式的外周凸部74具有在与周向垂直的方向上具有第一宽度的第一端部、以及在与周向垂直的方向上宽度形成得比该第一端部宽的第二端部，第一端部形成外周凸部74的前端侧，第二端部形成基端部即突出部的根部分。这样，例如，与图7中用附图标记74b示出的虚线那样的、以单纯的矩形形状形成外周凸部74的情况相比，相对于周向斜着倾斜了的倾斜部74a的存在能够提高强度，因而优选。需要说明的是，与形成有倾斜部74a的外周凸部74对置地配置的中央凸部71的外周侧前端部的形状只要采用与倾斜部74a对应的倾斜了的切口形状即可。

另外，如上所述，在本实施方式中，在相互相向地接合的2个接合面中，采用了形成凹形状的外周凸部74的壁厚比同样地形成凹形状的内周凸部76厚这样的结构。通过采用该结构，从而得到形成凸形状的中央凸部71所配置的位置成为在分割铁心10的厚度方向的长度尺寸T上向内周侧偏置了的位置这样的结构。通过采用包含该结构的上述各种结构，从而本实施方式的定子铁心100成为强度提高了的定子铁心。

需要说明的是，本实施方式的分割铁心10的形成于接合面(第一对置部A和第二对置部B)的楔形状进一步具有优越的形态特征和作用效果。在此，图8是用于说明作为本实施方式的分割铁心的形成于接合面即第一对置部和第二对置部的楔形状的内周凸部和内周切口部所具有的形态特征和作用效果的图。如图8所示，在俯视相互相邻的分割铁心10、10时，在安装了邻接的1组分割铁心10、10后，相互相向地接合的2个接合面即第一对置部A和第二对置部B以其外周侧的附图标记(a)的位置作为焊接点而被焊接。另外，将构成内周切口部75与内周凸部76抵接的楔形状的接合面的线段设为楔形状接合面(b)，在该楔形状接合面(b)的线段上设定任意的点(c)。并且，将焊接点(a)设为中心点，并设定以连结该中心点与设定于楔形状接合面(b)的线段上的点(c)的假想线为半径的假想圆弧，将于点(c)上引出的假想圆弧的切线成分设定为切线(d)。在设定了上述那样的关系时，在形成于本实施方式的分割铁心10的接合面的楔形状中，楔形状接合面(b)与切线(d)具有角度θ，从而能够针对以焊接点(a)为中心点的由附图标记(e)示出的方向的力，得到支撑效果。换句话说，即使作用有以焊接点(a)为中心而向内周切口部75与内周凸部76相互分离的方向作用的外力，也能够通过楔形状接合面(b)来防止分离。通过基于上述那样的楔形状所具有的形态特征而发挥的支撑效果，从而实现了不容易发生变形等不良情况的定子铁心100。

此外，在相互相向地接合的2个接合面(第一对置部A和第二对置部B)中，优选构成为，在由楔形状构成的抵接部即内周切口部75和内周凸部76以外的部位形成的间隙具有均匀的尺寸。此外，若该间隙尺寸过宽，则产生阻碍磁通流的作用，另一方面，若间隙尺寸过窄，则在安装时楔形状以外的部位接触而阻碍组装性。因此，关于间隙尺寸，优选设定为满足上述2个条件即不阻碍磁通流且不阻碍组装性这样的条件的尺寸精度。

通过组合具有上述各种形态特征的分割铁心10而形成的本实施方式的定子铁心100成为能够简单地制造且能够得到高强度的以往未有的定子铁心。

以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式施加各种变更或改善。

例如，在上述实施方式中，在安装了邻接的1组分割铁心10、10后，相互相向地接合的2个接合面即第一对置部A和第二对置部B构成为，接合面内周侧的抵接部即内周切口部75和内周凸部76呈楔形状。然而，楔形状的形成位置并不局限于接合面内周侧。在本发明中，也能够在接合面的中央部形成楔形状。

再例如，在上述实施方式中，在相互相向地接合的2个接合面(第一对置部A和第二对置部B)中构成为，在由楔形状构成的抵接部即内周切口部75和内周凸部76以外的部位形成的间隙具有均匀的尺寸。然而，关于该间隙的尺寸，并不必须在所有部位间隙尺寸均均匀，也可以如下那样地形成：以不阻碍沿与图7所示的2等分线β正交的方向流动的磁通流的方式，预先将与2等分线β平行的方向的表面即外周切口部73与外周凸部74之间的间隙、或中央凸部71的前端部分与中央凹部72的底面部分之间的间隙尽可能地缩小，稍微增大其他间隙的尺寸。采用上述那样的变形方式，也能够得到与上述实施方式同样的作用效果。

再例如，上述实施方式的定子铁心100的制造方法假定为如下方法：对于配置成环状的6个分割铁心10，在与未图示的转子轴正交平面上使6个分割铁心10同时接近转子轴中心方向(即，图1中的分图(a)所示的箭头的方向)，从而得到图1中的分图(b)所示那样的定子铁心100的形状。然而，关于本发明的定子铁心的制造方法，除了由上述实施方式假定的方法之外，还可以采用使多个分割铁心10向转子轴向移动来接合的制造方法，对于通过该制造方法所制造的定子铁心，也可以应用本发明。

根据权利要求的记载显而易见的是，施加了这样的变更或改善的方式也包含于本发明的技术的范围内。

工业实用性

本发明的定子铁心能够简单地制造且具有高强度，因此作为用于电动工具的马达等旋转电机的构成部件而具有工业实用性。

附图标记说明：

100...定子铁心；10...分割铁心；10a...轭部；10b...齿部；11...薄板构件；71...中央凸部；72...中央凹部；73...外周切口部；74...外周凸部；74a...倾斜部；75...内周切口部；76...内周凸部；A...第一对置部；B...第二对置部；α...(齿部的)中心线；β...(相邻的齿部的中心线所成的角度的)2等分线；T...分割铁心的厚度方向的长度尺寸；(a)...焊接点；(b)...楔形状接合面；(c)...(楔形状接合面的线段上的任意的)点；(d)...切线。

Claims

1.一种定子铁心，其通过将多个分割铁心组合成环状而构成，其中，

所述多个分割铁心分别具备沿周向延伸的轭部，

所述轭部分别具备与邻接的其他分割铁心的轭部对置的第一对置部和第二对置部，

所述第一对置部包括：

内周凸部，其形成于内周侧；

外周凸部，其形成于外周侧；以及

中央凹部，其形成于所述内周凸部与所述外周凸部之间，

所述第二对置部包括：

内周切口部，其形成于内周侧；

外周切口部，其形成于外周侧；以及

中央凸部，其形成于所述内周切口部与所述外周切口部之间，

在所述多个分割铁心被组合了的状态下，所述内周凸部与所述内周切口部对置，所述外周凸部与所述外周切口部对置，所述中央凹部与所述中央凸部对置，

在所述多个分割铁心所具有的各所述第一对置部和所述第二对置部，所述内周凸部与所述内周切口部抵接，所述内周凸部与所述内周切口部以外的部位的至少一部分不抵接，

所述外周切口部与所述外周凸部之间的间隙、以及所述中央凸部的前端部分与所述中央凹部的底面部分之间的间隙小于其他间隙的尺寸，

所述外周凸部在与周向垂直的方向上的宽度形成得比所述内周凸部宽。

2.根据权利要求1所述的定子铁心，其中，

所述内周凸部与所述内周切口部抵接的抵接部由平面构成。

3.根据权利要求1或2所述的定子铁心，其中，

所述外周凸部由第一端部和第二端部构成，

所述第一端部在与周向垂直的方向上具有第一宽度，

所述第二端部的宽度形成得比所述第一端部宽。

4.根据权利要求1或2所述的定子铁心，其中，

在所述外周凸部的一部分形成有相对于周向斜着倾斜了的倾斜部，与该倾斜部对置的所述中央凸部的一部分斜着形成。

5.根据权利要求1或2所述的定子铁心，其中，

在俯视组装相邻的一组所述分割铁心时形成的、一方的所述分割铁心的所述外周切口部与另一方的所述分割铁心的所述外周凸部的第一接合面时观察到的、一方的所述分割铁心的所述外周切口部的外周侧的端部与另一方的所述分割铁心的所述外周凸部的外周侧的端部的接点成为焊接点，

组装相邻的一组所述分割铁心时形成的、一方的所述分割铁心的所述内周切口部与另一方的所述分割铁心的所述内周凸部的第二接合面在俯视时用楔形状的线段表示，

设定以所述焊接点为中心、以直线连结所述焊接点与假想地设定于所述线段上的任意位置的点的假想线为半径的假想圆弧，并假想地设定所述假想圆弧的通过所述点的切线时，所述线段和所述切线形成规定角度。