CN112217353B - 旋转电机的层叠铁芯制造方法、层叠铁芯制造装置以及旋转电机 - Google Patents
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Abstract
提供一种旋转电机的层叠铁芯制造方法、层叠铁芯制造装置以及旋转电机,能实现马达效率的提高,以及能抑制齿槽转矩或转矩脉冲。在旋转电机的层叠铁芯制造方法中,在通过冲压机构(51、…)从由轧制形成的带状电磁钢板(4)中冲裁板状转子芯部元件(21)的工序之前,在带状电磁钢板(4)的比冲裁板状转子芯部元件的第一区域(41)更靠内侧的第二区域(42)内,通过冲裁工序以使极齿部(11T)朝旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式冲裁多个板状定子芯部元件(11)。
Description
技术领域
本申请涉及旋转电机的层叠铁芯制造方法、层叠铁芯制造装置以及旋转电机。
背景技术
以往,提出一种从同一带状钢板中取料(共同取料(日文:共取り))定子和转子的钢板的方法,例如,在专利文献2中,通过从转子的圆环内对芯部进行分割并冲裁为三个,以实现材料的有效利用。
此外,在材料存在各铁芯片的厚度偏差、且在模具内将定子和转子各自的铁芯片层叠而制造层叠铁芯的情况下,为了防止随着各铁芯片的厚度偏差的层叠铁芯的层叠厚度偏差,一般采用按一块或多块铁芯片使坯模具旋转规定角度的旋转层叠(参照专利文献1)。
作为现有的层叠铁芯的制造方法,存在使用方向性电磁钢板材料或无方向电磁钢板的方法,但方向性电磁钢板具有磁各向异性,在无方向电磁钢板中也具有磁各向异性。若想要从带状钢材中尽可能多地获取铁芯片,则由于产生各种需要更好的磁特性的极齿、芯背等的朝向与电磁钢板的磁各向异性方向不匹配的部分,因此,存在无法发挥材料性能的问题。在专利文献2中从转子铁芯内对定子铁芯进行取料,但由于极齿使得面对的方向凌乱,从而存在无法发挥材料的特性的问题。
此外,由于薄板材根据距带状件一端的距离位置不同而厚度不同,因而,在强行并排成形的情况下,取料后的每个通道的材料方向和极齿方向凌乱,因此,存在层叠芯部的层叠方向的全长的变化情况不同的问题。例如,若芯背薄、极齿厚,则在极齿中心的左右存在薄压(日文:薄圧)变化的个体等,从而存在根据取料的位置、角度,芯部的厚度偏差具有因个体不同而不同的倾向的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2013-226013号公报
专利文献2:日本专利特开2002-186227号公报
电磁钢板中具有磁各向异性,若想要从带状钢材中尽可能多地获取铁芯片,则由于产生各种需要更好的磁特性的极齿或芯背的朝向与电磁钢板的磁各向异性方向不匹配的部分,因此,存在无法发挥材料性能的问题,从而存在因电磁钢板的磁各向异性引起的马达的效率降低的技术问题。
此外,为了有效利用材料,在从同一材料中冲裁定子和转子的情况下,在现有的定子和转子的共同取料的层叠铁芯的制造方法中,为了缓和电磁钢板的层叠偏差,一般使用每次对板材进行冲裁时改变材料方向的旋转层叠,而且,由于材料方向也无法匹配,因此,存在会产生因电磁钢板的磁各向异性引起的不理想的齿槽转矩、或转矩脉动的技术问题。
发明内容
本申请公开了鉴于上述这种实际情况实现的技术,其目的在于,能够实现马达效率的提高、以及能够抑制齿槽转矩或转矩脉冲。
本申请公开一种旋转电机的层叠铁芯制造方法,所述旋转电机具有:定子芯部,所述定子芯部通过沿圆周方向将定子芯部元件层叠块连接成环状而构成,所述定子芯部元件层叠块通过在轴向上层叠由极齿部和芯背部形成为T字型的板状定子芯部元件而构成;以及转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕,其中,在通过冲压机构从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁所述板状转子芯部元件的工序之前,在所述带状电磁钢板的比冲裁所述板状转子芯部元件的第一区域更靠内侧的第二区域内,通过冲裁工序以使所述极齿部朝所述旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式冲裁多个所述板状定子芯部元件。
在本申请公开的旋转电机的层叠铁芯制造方法中,所述旋转电机具有:定子芯部,所述定子芯部通过沿圆周方向将定子芯部元件层叠块连接成环状而构成,所述定子芯部元件层叠块通过在轴向上层叠由极齿部和芯背部形成为T字型的板状定子芯部元件而构成;以及转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕,其中,在通过冲压机构从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁所述板状转子芯部元件的工序之前,在所述带状电磁钢板的比冲裁所述板状转子芯部元件的第一区域更靠内侧的第二区域内,通过冲裁工序以使所述极齿部朝所述旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式冲裁多个所述板状定子芯部元件,因此,能实现马达效率的提高,以及能抑制齿槽转矩或转矩脉冲。
附图说明
图1是表示本申请实施方式1的图,其是表示作为旋转电机的层叠铁芯制造方法以及层叠铁芯制造装置的对象的旋转电机的一例的俯视图。
图2是表示本申请实施方式1的图,其是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图。
图3是表示本申请实施方式1的图,其是表示板状定子芯部元件的一例的俯视图。
图4是表示本申请实施方式1的图,其是表示定子芯部元件层叠块的一例的立体图。
图5是表示本申请实施方式1的图,其是示意性地对层叠铁芯制造装置进行例示的主视图。
图6是表示本申请实施方式1的图,其是示意性地对层叠铁芯制造装置进行例示的俯视图。
图7是表示本申请实施方式1的图,其是用于对在多个冲裁工序中每次冲裁多个板状定子芯部元件的方法进行说明的俯视图。
图8是表示本申请实施方式2的图,其是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图。
图9是表示本申请实施方式3的图,其是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图。
图10是表示本申请实施方式4的图,其中,(a)是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图,(b)以及(c)是对由轧制形成的带状电磁钢板的技术问题进行说明的图。
图11是表示本申请实施方式4的图,其中,(a)、(b)是用于对轴向上层叠板状定子芯部元件而构成的定子芯部元件层叠块的技术问题进行说明的定子芯部元件层叠块的立体图,其中,上述板状定子芯部元件从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁出并由极齿部和芯背部形成为T字型。
图12是表示本申请实施方式5的图,其是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图。
图13是表示本申请实施方式5的图,其是用于对定子芯部元件层叠块中的磁通量流动进行说明的定子芯部元件层叠块立体图。
图14是表示本申请实施方式6的图,其是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图。
图15是表示本申请实施方式7的图,其是用于对在两次冲裁工序中每次冲裁多个板状定子芯部元件的方法进行说明的俯视图。
图16是对本申请的制造方法的定子铁芯的第一特征进行例示的定子铁芯的俯视图。
图17是对本申请的制造方法的定子铁芯的第二特征进行例示的定子铁芯的俯视图。
(符号说明)
1定子芯部;11板状定子芯部元件;11T极齿部;11CB芯背部;11LB定子芯部元件层叠块;12框架;2转子芯部;21板状转子芯部元件;211磁体用孔;3转轴;4带状电磁钢板;41第一区域;42第二区域;A4带状电磁钢板进给方向;5制造装置;50带状电磁钢板平面化机构;501外侧导向销;502内侧导向销;51第一冲压机构;511第一板状定子芯部元件冲裁阳模;512第一板状定子芯部元件冲裁阴模;513第一板状定子芯部元件储存室;514第一定子芯部元件层叠块排出口;515定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构;52第二冲压机构;521第二板状定子芯部元件冲裁阳模;522第二板状定子芯部元件冲裁阴模;523第二板状定子芯部元件储存室;524第二定子芯部元件层叠块排出口;525定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构;53第三冲压机构;531第三板状定子芯部元件冲裁阳模;532第三板状定子芯部元件冲裁阴模;533第三板状定子芯部元件储存室;534第三定子芯部元件层叠块排出口;535定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构;54第四冲压机构;541第四板状定子芯部元件冲裁阳模;542第四板状定子芯部元件冲裁阴模;543第四板状定子芯部元件储存室;544第四定子芯部元件层叠块排出口;545定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构;55第五冲压机构;551第五板状转子芯部元件冲裁阳模;552第五板状转子芯部元件冲裁阴模;553第五板状转子芯部元件储存室;554转子芯部元件层叠块排出口;56废料切断机构;561电磁钢板废料切断阳模;562电磁钢板废料切断阴模;563切断电磁钢板废料储存室;564切断电磁钢板废料排出口;525、535、545定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构;A4M带状电磁钢板轧制方向;T1-1、T1-2、T1-3、T1-4、T1-5、T1-6、T1-7、T1-8、T1-9、T1-10、TP-1、TP-2板状定子芯部元件冲裁对象。
具体实施方式
以下,根据附图对本申请的旋转电机用层叠铁芯的制造方法、制造装置以及旋转电机的实施方式进行说明。另外,本申请并不限定于下述说明,能在不脱离本申请主要思想的范围中进行恰当改变。在以下所示的附图中,为了便于理解,有时各部件的比例尺寸与实际不同、或者省略与本申请的特征没有关系的结构的图示。
实施方式1
以下,基于图1至图7以及图12对旋转电机的层叠铁芯制造方法、层叠铁芯制造装置以及具有层叠铁芯的旋转电机的实施方式1进行说明。图1是表示作为旋转电机的层叠铁芯制造方法以及层叠铁芯制造装置的对象的旋转电机的一例的俯视图。图2是对层叠铁芯制造方法的概念进行例示的俯视图,图3是表示板状定子芯部元件的一例的俯视图,图4是表示定子芯部元件层叠块的一例的立体图,图5是示意性地对层叠铁芯制造装置进行例示的主视图,图6是示意性地对层叠铁芯制造装置进行例示的俯视图,图7是用于对在多个冲裁工序中每次冲裁多个板状定子芯部元件的方法进行说明的俯视图,图12是对定子铁芯的特征进行例示的定子铁芯的俯视图。
作为旋转电机的层叠铁芯制造方法以及层叠铁芯制造装置的对象的旋转电机,如图1、图3和图4中例示的一例那样具有:定子芯部,所述定子芯部是如图1所例示的那样沿圆周方向将定子芯部元件层叠块11LB(参照图4)连接成环状而构成的,其中,所述定子芯部元件层叠块11LB通过在转轴3的轴向上层叠由极齿部11T和芯背部11CB形成为T字型的板状定子芯部元件11(参照图3)而构成;以及转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件21而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕。
沿圆周方向连接成环状的定子芯部元件层叠块11LB组强力嵌入到圆环状的框架12的内周。通过上述强力嵌入,沿圆周方向连接成环状的定子芯部元件层叠块11LB组维持沿圆周方向连接成环状的状态、也就是说,维持图1的状态。
旋转电机的层叠铁芯制造方法如在图2中通过俯视图例示层叠铁芯制造方法的概念那样,在通过利用未图示的轧制辊对带状电磁钢板原料锭铁进行冲压,以通过冲压机构从沿带状电磁钢板轧制方向A4M轧制形成的带状电磁钢板4的第一区域中冲裁板状转子芯部元件21之前,如图所示,从比第一区域更靠内侧的第二区域42中,以相互隔开间隔的方式,并非一次性地,而是以多个工序在各工序中通过冲压机构冲裁多个的方式依次冲裁沿圆周方向连接成环状的板状定子芯部元件11、11、…(在图2的示例中为10个)。具体而言,以下,通过对制造装置5进行例示的图5和图6、以及在多个冲裁工序中每次冲裁多个板状定子芯部元件的方法进行说明的图7进行详细叙述。
当沿轧制方向A4M(以下,也记为“带状电磁钢板轧制方向”)轧制形成的带状电磁钢板4朝箭头A4方向(以下,也记为“带状电磁钢板进给方向”)向制造装置5进给时,首先,通过带状电磁钢板平面化机构50将带状电磁钢板4的不规则的弯曲、挠曲等平面化。
具体而言,通过利用带状电磁钢板平面化机构50在带状电磁钢板4的板状转子芯部元件21的冲裁区域、即第一区域41的外侧的四个角部插通有外侧导向销501,以在区域41的四个角部对带状电磁钢板4施加张力,使得带状电磁钢板4的四个角部的外侧导向销501所围成的区域(包括第二区域42)平面化。
而且,在带状电磁钢板4的第二区域42(由冲裁板状转子芯部元件21的区域所围成的区域)中的任意多处,通过带状电磁钢板平面化机构50将内侧导向销502插通于与板状定子芯部元件11的冲裁部分不重叠的位置。通过所述内侧导向销502朝带状电磁钢板4的插通,由板状定子芯部元件11的冲压机构的冲裁所造成的带状电磁钢板4的第二区域42中的歪曲的发生得到抑制。
在制造装置5中,从带状电磁钢板平面化机构50起,在带状电磁钢板4的进给方向A4的下游侧配设有第一冲压机构51,在第一冲压机构51的下游侧配设有第二冲压机构52,在第二冲压机构52的下游侧配设有第三冲压机构53,在第三冲压机构53的下游侧配设有第四冲压机构54,在第四冲压机构54的下游侧配设有第五冲压机构55,在第五冲压机构55的下游侧配设有废料切断机构56。
第一冲压机构51具有多根(在本实施方式1中为3根)第一板状定子芯部元件冲裁阳模511,并且具有与第一板状定子芯部元件冲裁阳模511对应形成于模板的第一板状定子芯部元件冲裁阴模512。
通过第一板状定子芯部元件冲裁阳模511的冲孔动作,使第一板状定子芯部元件冲裁阳模511与第一板状定子芯部元件冲裁阴模512协作,以从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11。
与多个第一板状定子芯部元件冲裁阴模512的每一个对应地,分别设置有第一板状定子芯部元件储存室513、多个第一定子芯部元件层叠块排出口514。
第二冲压机构52具有多根(在本实施方式1中为2根)第二板状定子芯部元件冲裁阳模521,并且具有与第二板状定子芯部元件冲裁阳模521对应形成于模板的第二板状定子芯部元件冲裁阴模522。
通过第二板状定子芯部元件冲裁阳模521的冲孔动作,使第二板状定子芯部元件冲裁阳模521与第二板状定子芯部元件冲裁阴模522协作,以从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11。
与多个第二板状定子芯部元件冲裁阴模522的每一个对应地,分别设置有第二板状定子芯部元件储存室523、多个第二定子芯部元件层叠块排出口524。
第三冲压机构53具有多根(在本实施方式1中为3根)第三板状定子芯部元件冲裁阳模531,并且具有与第三板状定子芯部元件冲裁阳模531对应形成于模板的第三板状定子芯部元件冲裁阴模532。
通过第三板状定子芯部元件冲裁阳模531的冲孔动作,使第三板状定子芯部元件冲裁阳模531与第三板状定子芯部元件冲裁阴模532协作,以从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11。
与多个第三板状定子芯部元件冲裁阴模532的每一个对应地,分别设置有第三板状定子芯部元件储存室533、多个第三定子芯部元件层叠块排出口534。
第四冲压机构54具有多根(在本实施方式1中为2根)第四板状定子芯部元件冲裁阳模541,并且具有与第四板状定子芯部元件冲裁阳模541对应形成于模板的第四板状定子芯部元件冲裁阴模542。
通过第四板状定子芯部元件冲裁阳模541的冲孔动作,使第四板状定子芯部元件冲裁阳模541与第四板状定子芯部元件冲裁阴模542协作,以从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11。
与多个第四板状定子芯部元件冲裁阴模542的每一个对应地,分别设置有第四板状定子芯部元件储存室543、多个第四定子芯部元件层叠块排出口544。
第五冲压机构55具有第五板状转子芯部元件冲裁阳模551,并且具有与第五板状转子芯部元件冲裁阳模551对应地形成于模板的第五板状转子芯部元件冲裁阴模552。
通过第五板状转子芯部元件冲裁阳模551的冲孔动作,使第五板状转子芯部元件冲裁阳模551与第五板状转子芯部元件冲裁阴模552协作,以从带状电磁钢板4中冲裁板状转子芯部元件21。
与第五板状转子芯部元件冲裁阴模552对应地,分别设置有第五板状转子芯部元件储存室553、转子芯部元件层叠块排出口554。
另外,如图5所例示的那样,在第一定子芯部元件层叠块排出口514、第二定子芯部元件层叠块排出口524、第三定子芯部元件层叠块排出口534和第四定子芯部元件层叠块排出口544各自的近前,第一定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构515、第二定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构525、第三定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构535和第四定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构545设置于制造装置5,上述第一定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构515、第二定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构525、第三定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构535和第四定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构545在从第一定子芯部元件层叠块排出口514、第二定子芯部元件层叠块排出口524、第三定子芯部元件层叠块排出口534和第四定子芯部元件层叠块排出口544取出的前一阶段、即装配到定子芯部1之前,对从带状电磁钢板4中冲裁并储存于第一板状定子芯部元件储存室513、第二板状定子芯部元件储存室523、第三板状定子芯部元件储存室533和第四板状定子芯部元件储存室543的定子芯部元件层叠块11LB在旋转电机的轴向上的长度TllLB进行调节。
若第一冲压机构51至第五冲压机构55的冲裁全部完成,则带状电磁钢板4的剩余材料为废料,因此,被电磁钢板废料切断阳模561和电磁钢板废料切断阴模562切断后的废料在储存于切断电磁钢板废料储存室563之后,从切断电磁钢板废料排出口564取出。
接着,通过图7和图5以冲裁工序依次对如下的动作进行说明,即在利用冲压机构对从通过轧制形成的带状电磁钢板中冲裁所述板状转子芯部元件的工序之前,在所述带状电磁钢板的比冲裁所述板状转子芯部元件的第一区域更靠内侧的第二区域内,在多个冲裁工序中,以使所述极齿部的朝所述旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式每次冲裁多个所述板状定子芯部元件的动作。
如图7中所例示的那样,在第一冲裁工序中,在第二区域42内,通过图5以及图6的第一冲压机构51冲裁带状电磁钢板4的三个板状定子芯部元件冲裁对象T1-1、T1-2、T1-3,带状电磁钢板4朝带状电磁钢板进给方向A4进给,并朝下一工序的第二冲裁工序进给。
在第一冲裁工序中冲裁的三个板状定子芯部元件11单独地储存于图5和图6的制造装置5的三个第一板状定子芯部元件储存室513、513、513内。
如图7中所例示的那样,在第二冲裁工序中,在第二区域42内,通过图5以及图6的第二冲压机构52冲裁带状电磁钢板4的两个板状定子芯部元件冲裁对象T1-4、T1-5,带状电磁钢板4朝带状电磁钢板进给方向A4进给,并朝下一工序的第三冲裁工序进给。
在第二冲裁工序中冲裁的两个板状定子芯部元件11单独地储存于图5和图6的制造装置5的两个第二板状定子芯部元件储存室523、523内。
如图7中所例示的那样,在第三冲裁工序中,在第二区域42内,通过图5以及图6的第三冲压机构53冲裁带状电磁钢板4的三个板状定子芯部元件冲裁对象T1-6、T1-7、T1-8,带状电磁钢板4朝带状电磁钢板进给方向A4进给,并朝下一工序的第四冲裁工序进给。
在第三冲裁工序中冲裁的三个板状定子芯部元件11单独地储存于图5和图6的制造装置5的三个第三板状定子芯部元件储存室533、533、533内。
如图7中所例示的那样,在第四冲裁工序中,在第二区域42内,通过图5以及图6的第四冲压机构54冲裁带状电磁钢板4的两个板状定子芯部元件冲裁对象T1-9、T1-10,带状电磁钢板4朝带状电磁钢板进给方向A4进给,并朝下一工序的第五冲裁工序进给。
在第四冲裁工序中冲裁的两个板状定子芯部元件11单独地储存于图5和图6的制造装置5的两个第四板状定子芯部元件储存室543、543内。
另外,在上述第四冲裁工序的冲裁结束时间点,冲裁在旋转电机组装时相对于板状转子芯部元件21使用的所有板状定子芯部元件11…11(在第二区域42内冲裁带状电磁钢板4的10个板状定子芯部元件冲裁对象T1-1至T1-10而形成的板状固定芯部元件)。
在第一冲裁工序至第四冲裁工序中,从第二区域42冲裁在旋转电机组装时相对于板状转子芯部元件21使用的所有板状定子芯部元件11…11(在第二区域42内冲裁带状电磁钢板4的10个板状定子芯部元件冲裁对象T1-1至T1-10而形成的板状定子芯部元件)之后的下一个工序是第五冲裁工序。
如图6所例示的那样,第五冲裁工序是,通过第五冲压机构55从带状电磁钢板4的第一区域41中冲裁板状转子芯部元件21的工序。
在第五冲裁工序中冲裁的一个板状转子芯部元件21单独地储存于图5和图6的制造装置5的板状转子芯部元件储存室553内。
另外,当第一冲裁工序中的冲裁结束时,带状电磁钢板4沿带状钢板进给方向A4进给,第一冲裁工序中进行冲裁的区域向第二冲裁工序移动并进行第二冲裁工序的冲裁,但进给到第一冲裁工序未冲裁的带状电磁钢板4在进行所述第二冲裁工序的冲裁的期间中,进行第一冲裁工序的冲裁。同样,在进行第五冲裁工序的冲裁的期间中,进行第一冲裁工序、第二冲裁工序、第三冲裁工序和第四冲裁工序的冲裁。
如此,第一冲压机构51、第二冲压机构52、第三冲压机构53、第四冲压机构54和第五冲压机构55连续地运转,当规定块数的板状定子芯部元件11储存于对应的第一板状定子芯部元件储存室513、第二板状定子芯部元件储存室523、第三板状定子芯部元件储存室533、第四板状定子芯部元件储存室543时,通过制造装置5的内部的挤出机构将以规定块数储存的板状定子芯部元件11从第一板状定子芯部元件储存室513、第二板状定子芯部元件储存室523、第三板状定子芯部元件储存室533、第四板状定子芯部元件储存室543自动地挤出,并通过定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构515、525、535、545对定子芯部元件层叠块11LB在旋转电机的轴向上的长度T11LB进行调节,之后,从第一定子芯部元件层叠块排出口514、第二定子芯部元件层叠块排出口524、第三定子芯部元件层叠块排出口534、第四定子芯部元件层叠块排出口544排出定子芯部元件层叠块11LB(参照图4)。
同样,当规定块数的板状转子芯部元件21储存于板状转子芯部元件储存室553时,通过制造装置5的内部的挤出机构将以规定块数储存的板状转子芯部元件21从板状转子芯部元件储存室553自动地挤出,并从转子芯部元件层叠块排出口554排出。
从上述内容可知,在本实施方式1中,例示有一种旋转电机的层叠铁芯制造方法,所述旋转电机具有:定子芯部1,所述定子芯部1是通过沿旋转电机的圆周方向将定子芯部元件层叠块11LB连接成环状而构成的,所述定子芯部元件层叠块11B是通过在旋转电机的轴向上层叠板状定子芯部元件11而构成的,所述板状定子芯部元件11由极齿部11T和芯背部11CB形成为T字型;以及转子芯部2,所述转子芯部2是通过沿旋转电机的轴向层叠环状的板状转子芯部元件21而构成的,并且所述转子芯部2被所述定子芯部1围绕,在通过冲压机构55从通过轧制形成的带状电磁钢板4中冲裁所述板状转子芯部元件21的工序(在本实施方式中为第五冲裁工序)之前,在比所述带状电磁钢板4的冲裁所述板状转子芯部元件21的第一区域41更靠内侧的第二区域42内,通过多个冲裁工序(在本实施方式中为第一冲裁工序至第四冲裁工序),以所述极齿部朝所述旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式每次冲裁多个板状定子芯部元件11。
在本实施方式中,如图2和图7所例示的那样,除了在相对于轧制冲压输送方向A5(即、带状电磁钢板轧制方向A4M也就是带状电磁钢板进给方向A4)平行的板状转子芯部元件21的冲裁对象的中心轴CH21上冲裁的两个板状转子芯部元件冲裁对象T1-2、T1-7以外,10个板状定子芯部元件11中的冲裁板状定子芯部元件的板状定子芯部元件冲裁对象的数量分别与相对于轧制冲压输送方向A5(即带状电磁钢板轧制方向A4M也就是带状电磁钢板进给方向A4)平行的板状转子芯部元件21的冲裁对象的中心轴CH21及相对于轧制冲压输送方向A5(即带状电磁钢板轧制方向A4M也就是带状电磁钢板进给方向A4)垂直的板状转子芯部元件21的冲裁对象的中心轴CV21对称,因此,在通过冲压机构对由从带状电磁钢板4冲裁板状转子芯部元件21的区域、即第一区域41围成的第二区域42中的板状定子芯部元件冲裁对象进行冲裁时,施加于带状电磁钢板4的第二区域42的定子芯部元件冲裁阳模的冲孔压力均匀分散,因此,板状定子芯部元件11各自的尺寸精度得到提高。
此外,沿旋转电机的周向配置的板状定子芯部元件11各自的带状电磁钢板轧制方向A4M的朝向如图12所例示的那样全部为同一方向、即径向,因此,能减轻由沿旋转电机的周向配置的板状定子芯部元件11各自与带状电磁钢板轧制方向A4正交的方向的角度的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲等。
此外,沿旋转电机的周向配置的板状定子芯部元件11各自的带状电磁钢板轧制方向A4M的朝向如图12所例示的那样全部为同一方向、即径向,因此,旋转电机动作时的经过各个板状定子芯部元件11的磁通量的方向与带状电磁钢板轧制方向A4M相同,因此,由于带状电磁钢板轧制方向A4M的磁特性好,因此,能获得能实现高转矩的旋转电机的效果。
在本实施方式中,如图7所示,在第一冲裁工序至第四冲裁工序中分四次生产10个板状定子芯部元件11。在第一冲裁工序至第四冲裁工序的各冲裁工序中,冲裁的板状定子芯部元件11的数量分别为3个、2个、3个、2个,在与带状电磁钢板进给方向A4(与带状电磁钢板进给方向A4平行的方向A5)垂直的方向A6上不会同时冲裁多个板状定子芯部元件11。因此,如图7所例示的那样,冲裁各板状定子芯部元件冲裁对象T1-1、T1-2、T1-3、T1-4、T1-5、T1-6、T1-7、T1-8、T1-9、T1-10而制造出的板状定子芯部元件如箭头D13那样不会相互混淆、而是单独地累积于对应的板状定子芯部元件储存室513、523、533、543的每一个,因此,在第一冲裁工序至第四冲裁工序中制造的板状定子芯部元件的定子芯部元件层叠块11LB不会相互混淆、而是从制造装置5的第一定子芯部元件层叠块排出口514、第二定子芯部元件层叠块排出口524、第三定子芯部元件层叠块排出口534和第四定子芯部元件层叠块排出口544各自的排出口取出,定子芯部元件层叠块11LB的回收方法变得容易,生产效率得到提高。
在第一冲裁工序至第四冲裁工序的各个冲裁工序中,相邻的板状定子芯部元件冲裁对象如图6和图7所例示的那样,在带状电磁钢板进给方向A4上隔开带状电磁钢板进给方向A4的板状定子芯部元件宽度L14(参照图3)以上的间隔L16,在与带状电磁钢板进给方向A4垂直的方向上隔开与带状电磁钢板进给方向A4垂直的方向的板状定子芯部元件宽度L15(参照图3)以上的间隔L17,因此,能使接受由冲压机构带来的冲孔载荷的模板保持刚性,因此,构成定子芯部元件层叠块11LB(参照图4)的各板状定子芯部元件11的尺寸精度得到进一步提高。
通过冲裁工序冲裁的板状定子芯部元件11的个数能以以下方式一般化。即,若将于板状转子芯部元件21的内侧冲裁的板状定子芯部元件11的数量设为自然数a,将冲裁板状定子芯部元件11的冲裁工序数设为自然数b,则在a/b并非自然数的情况下,若设定c>a/b>d这样相邻的自然数c、d,则板状定子芯部元件11的冲裁工序中冲裁的板状定子芯部元件11的数量能用自然数c或d来表示。
本申请在大径的永磁体埋入型马达中进一步发挥效果。作为大径且永磁体埋入型的马达的适用例,存在一种混合动力***,将马达配置于汽车的发动机与变速器之间,并使用马达进行发动机的起动,通过发电将汽车的动能再生为电能,或者产生转矩并进行发动机的辅助。在上述这种适用例中,马达的高效化当然严格要求马达的低振动化、低噪声化。此外,在大径的马达中,若不有效利用带状电磁钢板中的冲裁的板状转子芯部元件的内侧区域(第二区域42),则材料成品率会变差。若使用本申请的制造方法、制造装置来制造板状定子芯部元件及板状转子芯部元件,则与以往相比能获得可提高尺寸精度的效果。进一步,定子芯部的精度也变高,因此,还能获得能抑制由形状精度变差引起的马达的振动以及噪音的效果。
在本实施方式1中,分割芯部的板状定子芯部元件的各极齿的朝向为与带状电磁钢板轧制方向A4M相同的方向(参照图7、图12),因此,能减轻由板状定子芯部元件的与各极齿的轧制方向正交的方向的角度的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲等。此外,存在如下效果:通过磁各向异性能减轻空间维度低的电磁激振力,能实现马达的低振动化、低噪声化。尤其,在转子的铁芯中埋入永磁体的所谓的“磁体埋入型的马达”中尤其存在低振动化和低噪声化的技术问题,因此,通过本申请的结构进一步发挥效果。能使用磁特性好的方向,因此,能获得马达的转矩得到提高,效率上升这样的效果。
在此对永磁体埋入型马达进行了说明,但即使表面磁体型的马达等其它的马达方式也能获得同样的效果,这一点是自不必言的。
此外,在本实施方式1中,在图5和图6的示例中,作为从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11的冲压机构、并且作为从带状电磁钢板4中冲裁板状转子芯部元件21的冲压机构,在带状电磁钢板进给方向A4上串联地配设第一冲压机构51、第二冲压机构52、第三冲压机构53、第四冲压机构54、第五冲压机构55这五台冲压机构,但也可以将五台冲压机构51、52、53、54、55的第一板状定子芯部元件冲裁阳模511、第二板状定子芯部元件冲裁阳模521、第三板状定子芯部元件冲裁阳模531、第四板状定子芯部元件冲裁阳模541、第五板状定子芯部元件冲裁阳模551和第一板状定子芯部元件冲裁阴模512、第二板状定子芯部元件冲裁阴模522、第三板状定子芯部元件冲裁阴模532、第四板状定子芯部元件冲裁阴模542、第五板状定子芯部元件冲裁阴模552配设于一台冲压机构,并在时间上错开地使第一板状定子芯部元件冲裁阳模511、第二板状定子芯部元件冲裁阳模521、第三板状定子芯部元件冲裁阳模531、第四板状定子芯部元件冲裁阳模541、第五板状定子芯部元件冲裁阳模551工作。此外,在上述情况下,也可以使一台冲压机构沿带状电磁钢板进给方向A4移动,并执行第一冲裁工序至第五冲裁工序。
此外,通过在旋转电机的轴向上层叠板状定子芯部元件11而构成的定子芯部元件层叠块11LB中,通过在第一冲裁工序的前一工序中对层叠的板状定子芯部元件11的每一个实施相互嵌合的铆接,以使从制造装置5的排出口514、524…取出的定子芯部元件层叠块11LB的各板状定子芯部元件11的层叠状态不易崩塌。
另外,通过图12例示了沿旋转电机的周向配置的板状定子芯部元件11各自的带状电磁钢板轧制方向A4M的朝向均为与旋转电机的径向相同的方向的情况,但如图13所例示的那样,也可以是沿旋转电机的周向配置的板状定子芯部元件11各自的带状电磁钢板轧制方向A4M的朝向均为与旋转电机的周向相同的方向,只要沿旋转电机的周向配置的板状定子芯部元件11各自的带状电磁钢板轧制方向A4M的朝向均为同一方向,就能实现相应的效果。
实施方式2
以下,根据图8对本实施方式2进行说明。
与前述的实施方式1相同,如图8所示,构成转子的板状转子芯部元件21是通过从带状电磁钢板4中冲压冲裁制造出的。
板状定子芯部元件11是从上述带状电磁钢板4中共同取料的。虽然在本实施方式的图8中省略了图示,但与实施方式1的图2同样,在板状转子芯部元件21中构成有用于埋入永磁体的磁体用孔211(参照图2)。
在通过在旋转电机的轴向上层叠板状定子芯部元件11而构成的定子芯部元件层叠块11LB(参照图4)中,为了将板状定子芯部元件11彼此固定而实施铆接。
在本实施方式中,也如实施方式1那样,在通过依次传送将一块带状电磁钢板4向制造装置5的冲压机构的模具供给时,从板状定子芯部元件11开始冲裁,这些板状定子芯部元件11的带状电磁钢板4的轧制方向A4M与轭部的朝向相同(也就是说,板状定子芯部元件11的极齿部11T的朝旋转电机的径向的延伸方向EDT(参照图3)是与带状电磁钢板4的轧制方向A4M相同的方向)。板状定子芯部元件11的芯背部11CB的延伸方向EDCB(参照图3)是与旋转电机的周向相同的方向。
构成定子芯部1的分割芯部各自的轭部的朝向为相同方向,因此,能减轻由与轭部(极齿部11T)的轧制方向直行的方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲。此外,存在如下效果:通过所述磁各向异性能减轻空间维度低的电磁激振力,能实现马达的低振动化、低噪声化。尤其,在转子芯部2中埋入永磁体的所谓的磁体埋入型的马达中,尤其存在低振动化、低噪声化的技术问题,因此,通过本实施方式2的结构,与实施方式1相同,进一步发挥效果。能使用磁特性好的方向,因此,能获得马达的效率上升这样的效果。
考虑到产品精度,不同时冲裁所有的板状定子芯部元件11,而是与实施方式1相同,分多次冲裁板状定子芯部元件11。
从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11之后,从带状电磁钢板4中冲裁板状转子芯部元件21。
在与实施方式1相同,如图1所例示的那样将多个定子芯部元件层叠块11LB呈圆环状并排而构成定子芯部1的情况下,在大径马达中,比小径马达更需要定子芯部元件层叠块11LB的精度。对于定子芯部元件层叠块11LB(参照图4)的上表面与下表面偏移的层叠偏斜(日文:積倒れ),要求非常严格的管理。例如,若相邻的定子芯部元件层叠块11LB中的一方的上表面朝外径方向(例如,图11的(b)中的箭头A7)偏斜,下表面朝内径方向(例如图11的(b)的箭头A8)偏斜,其相邻的另一方的定子芯部元件层叠块的上表面相反朝内径方向偏斜,下表面相反朝外径方向偏斜,则定子芯部元件层叠块排列时(图11)的管理变难。在定子芯部元件层叠块11LB沿圆周方向偏斜的情况下,排列时的管理同样变难。
因此,为了防止从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11后,该板状定子芯部元件11朝制造装置设置地板下落并由此引起的所述偏斜,在通过冲压机构从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11时,不采用使冲裁的板状定子芯部元件11下落到下方的制造装置设置地板的工序,较为理想的是,在制造装置中设置机械接受冲裁的板状定子芯部元件11的结构。若冲裁的板状定子芯部元件11的朝向不齐,则需要匹配各个冲裁的板状定子芯部元件11的朝向来进行制造装置内的机械的接受,接受机械变得复杂、规模变大,因此,变得高价。
在本实施方式中,冲裁的板状定子芯部元件11均为相同方向、相同形状,因此,制造装置的机械的接受例如如实施方式1的图5所例示的那样,采用在冲压机构的阴模模具的正下方设置板状定子芯部元件储存室513、523…的结构等即可,能容易地构成,能廉价地构成制造装置。此外,从一个带状电磁钢板4冲裁的板状定子芯部元件11的数量多,因此,排出之后不易追踪。若能机械地接受板状定子芯部元件11,则由于连接直至随后的捆绑包装变得容易,因此,有利于追踪。
此外,在本实施方式中,即使在带状电磁钢板4中的板状转子芯部元件21的内周侧的第二区域42与外周侧的第一区域41中也可实施取料,能高效地进行取料。由于从带状电磁钢板4中冲裁的板状转子芯部元件21的轭部(极齿部)的方向均一致,因此,定子铁芯的轭部能使极齿中心的马达径向与轧制方向匹配,在设为极齿宽度W14≤芯背宽度W15×2的情况下,在所有的芯部中均能实现磁路的最佳化。
随后,为了矫正定子芯部元件层叠块11LB的层叠方向的轴长,在定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构515、525、535、545(参照图5和图6)中,在加压后的状态下测量尺寸,并根据上述尺寸结果调节层叠块数,从而调节为与旋转电机的轴长匹配的形状。在本结构中,轭部与材料方向均一致,因此,一个芯部内的轴长偏差恒定,在所述轴长矫正工序中便于管理。
作为大径、且永磁体埋入型的马达的适用例,存在一种混合动力***,将马达配置于汽车的发动机与变速器之间,并使用马达进行发动机的起动,通过发电将汽车的动能再生为电能,或产生转矩以进行发动机的辅助。在上述这种适用例中,马达的高效化当然严格要求马达的低振动化、低噪声化。然而,若使用本申请的制造方法、制造装置来制造铁芯,则高效化当然能实现由磁各向异性的不同引起的齿槽转矩、转矩脉冲等的减轻,并且能获得如下的效果:能减轻由磁各向异性引起的空间维度低的电磁激振力,能实现马达的低振动化、低噪声化。而且,由于芯部的精度也变高,因此,还能获得以下的效果:能抑制由形状精度变差引起的马达的振动、噪声。
实施方式3
以下,根据图9对本实施方式3进行说明。
如图9所示,构成转子的板状转子芯部元件21是通过从带状电磁钢板4中冲压冲裁制造出的,从上述带状电磁钢板4中共同取料板状定子芯部元件11。虽然在本实施方式中省略了图示,但与实施方式1相同,在板状转子芯部元件21中构成有用于埋入永磁体的磁体用孔(参照图2)。在定子芯部元件层叠块11LB中的板状定子芯部元件11中,为了将板状定子芯部元件11彼此固定而实施铆接。
在本实施方式中,在通过依次传送将一块带状电磁钢板向制造装置的冲压机构的模具供给时,与实施方式1相同,从板状定子芯部元件11开始冲裁,这些板状定子芯部元件11的带状电磁钢板的轧制方向与芯背的朝向(图3中的箭头EDCB)相同。由于分割芯部的芯背的朝向为相同方向,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩。由于能使用磁特性好的方向,因此,能获得马达的效率上升这样的效果。
考虑到产品精度,不同时冲裁所有的定子铁芯,而是分多次冲裁定子铁芯。在冲裁定子铁芯之后,冲裁转子铁芯。在实施例中,转子铁芯的内周侧和外周均实施取料,能高效地进行取料。极齿的方向与轧制方向成直角,因此,一个芯部中的周向的板厚偏差影响少。在大径马达中,将大量的芯部并排而构成,因此,为了追求周向的偏差控制而实现本实施方式。
实施方式4
以下,根据图10和图11对本实施方式4进行说明。
如图10所示,构成转子的转子用钢板是通过冲压冲裁制造出的。
与前述的实施方式1和实施方式2相比,在与带状电磁钢板4的进给方向平行的板状转子芯部元件21的中心轴CH21的两侧,从带状电磁钢板4中以板状转子芯部元件的中心为基准的点对称的方式冲裁多个板状定子芯部元件11,因此,产品取料的自由度增大,并进一步变成有利于取料的结构。
与实施方式1和实施方式2相同,极齿的朝向恒定,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩。由于能使用磁特性好的方向,因此,能获得马达的效率上升这样的效果。
由于在大径马达中将大径的大量芯部并排成圆环状而构成定子(参照图1),因此,与小径马达相比,层叠芯部的偏斜的影响大。层叠芯部是将薄板重叠构成的,为了提高层叠芯部的尺寸精度,通过铆接等施工方法将层叠芯部彼此接合。因此,受铆接的影响芯部将会朝一个方向偏斜。将此称为铆接偏斜(参照图11)。
在本实施方式中,使芯部的取料方向以轧制方向为中心轴对称,因此,对称的芯部彼此芯部偏斜的方向相反,作为定子整体,能消除铆接偏斜的影响。此外,作为定子整体,板厚偏差被平均化(参照用图10的(c)的箭头隔开的单点划线),从而能减少板厚偏差的影响。对于上述效果,例如在若以图9的取料数实施,则以构成定子的分割芯部的数量为4的倍数来构成定子芯部时,最能发挥效果。即使位于相对于与轧制方向成直角的中心轴对称的位置,也能获得相同的效果。另外,与带状电磁钢板4的轧制方向成直角的方向的截面如图10的(b)所例示的那样,越是靠与带状电磁钢板4的轧制方向成直角的方向的中央,则厚度越大。
实施方式5
以下,根据图12和图13对本实施方式5进行说明。
如图12所示,在使极齿中心的马达径向与轧制方向匹配时设为极齿宽度≤芯背宽度×2的情况下,能实现磁路的最佳化。
由于极齿宽度≤芯背宽度×2,因此,极齿的磁通量密度高,容易产生磁饱和。通过将极齿中心的马达径向与轧制方向匹配以使极齿的磁通量密度的朝向的磁特性变好(导磁率得到提高),由此,能获得马达的转矩得到提高的效果。
以下,对在极齿宽度≤芯背宽度×2时极齿的磁通量密度高,容易产生磁饱和的理由进行说明。极齿的磁通量在芯背中分为两支。如图13所例示的那样,经过极齿的磁通量在芯背部分中朝左右方向分为两支。在极齿宽度﹦芯背宽度×2的关系成立的情况下,若极齿的磁通量密度达到2T(特斯拉),则即使在芯背中磁通量分为两支,磁通量仍为2T左右。因此,在极齿宽度≤芯背宽度×2的情况下,极齿的磁通量密度高,容易产生磁饱和。
实施方式6
以下,根据图14对本实施方式6进行说明。
如图14所示,在使极齿中心的马达周向与轧制方向匹配时设为极齿宽度>芯背宽度×2的情况下,能实现磁路的最佳化。
由于极齿宽度>芯背宽度×2,因此,芯背的磁通量密度高,容易产生磁饱和。通过将极齿中心的马达周向与轧制方向匹配以使芯背中的磁通量密度的朝向的磁特性变好(导磁率得到提高),由此,能获得马达的转矩得到提高的效果。
实施方式7
以下,根据图15对本实施方式7进行说明。
在前述实施方式1中例示了在第一冲裁工序至第四冲裁工序中从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11的情况,但也可以在板状定子芯部元件冲裁对象TP-1、TP-2中,如例示的图15所例示的那样,通过第一冲裁工序和第二冲裁工序从带状电磁钢板4中冲裁板状定子芯部元件11。
另外,在图16中分别例示了将前述的实施方式1、2、4、5、7中的各定子芯部元件层叠块11LB装入到旋转电机时的带状电磁钢板4的轧制方向A4M与极齿部11T的延伸方向(旋转电机的径向)之间的关系、以及将前述的实施方式3、6中的各定子芯部元件层叠块11LB装入到旋转电机时的带状电磁钢板4的轧制方向A4M与极齿部11T的延伸方向(旋转电机的径向)之间的关系。
若改变观点,则前述的实施方式1至实施方式7存在以下这种特征事项。
特征事项1:
一种层叠芯部的制造方法,所述层叠芯部是层叠装载从薄板中冲裁出的电磁钢板来制造的,其特征是,所述层叠芯部是通过从所述薄板中冲裁转子铁芯和定子铁芯而形成的,所述定子铁芯由极齿逐一构成,所述定子铁芯的轭部的朝向均为相同方向,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲等。由于能使用磁特性好的方向,因此,能获得高转矩这样的效果。此外,冲裁的芯部能全部以相同形状、朝向排出,因此,能容易地进行排出操作。
特征事项2:
在特征事项1的制造方法中,所述定子铁芯的轭部的朝向对称,因此,能获得取料效率好(材料成品率好)这样的效果,此外,能消除芯部铆接的影响,存在防止由层叠偏斜导致的板厚偏差的效果。
特征事项3:
在特征事项1的制造方法中,定子铁芯的极齿中心的马达径向与材料轧制方向相同,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲等。此外,能使用磁特性好的方向,因此,能提高转矩,并且马达的效率上升。
特征事项4:
在特征事项3的制造方法中,所述定子用铁芯是在转子铁芯内取料的,因此,能获得由共同取料实现的取料的效率上升(材料成品率好)这样的效果。
特征事项5:
在特征事项4的制造方法中,所述定子用铁芯是从转子铁芯内、外的材料部取料的,因此,能获得特征事项4以上的取料的效率上升(材料成品率好)这样的效果。
特征事项6:
在特征事项1的制造方法中,定子铁芯的极齿中心的马达周向与材料轧制方向相同,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲等。此外,由于能使用磁特性好的方向,因此,能提高转矩,并且马达的效率上升。
特征事项7:
在特征事项3的制造方法中,定子铁芯的极齿采用在极齿中心的马达径向与轧制方向匹配时极齿宽度≤芯背宽度×2这样的结构,因此,能实现磁路的最佳化。此外,由于极齿宽度≤芯背宽度×2,因此,极齿的磁通量密度高,容易产生磁饱和。此外,通过使极齿中心的马达径向与轧制方向匹配以使极齿的磁通量密度的朝向的磁特性变好(导体率得到提高),以使马达的转矩得到提高。特征事项8:
在特征事项6的制造方法中,定子铁芯的极齿采用在使极齿中心的马达周向与轧制方向匹配时极齿宽度>芯背宽度×2这样的结构,因此,能实现磁路的最佳化。此外,由于极齿宽度>芯背宽度×2,因此,芯背的磁通量密度高,容易产生磁饱和。此外,通过使极齿中心的马达周向与轧制方向匹配以使芯背的磁通量密度的朝向的磁特性变好(导体率得到提高),以使马达的转矩得到提高。
特征事项9:
通过层叠后轴长矫正工序对层叠块数进行调节,因此,能高精度地管理芯部轴长。
特征事项10:
一种制造层叠芯部的制造装置,所述层叠芯部是层叠装载从薄板中冲裁出的电磁钢板来制造的,所述层叠芯部是通过从所述薄板冲裁转子铁芯和定子铁芯而形成的,所述定子铁芯由极齿逐一构成,所述定子铁芯的轭部的朝向均为相同方向,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲。此外,由于能使用磁特性好的方向,因此,马达的转矩上升。此外,由于冲裁出的芯部能全部以相同形状、朝向排出,因此,能容易地进行排出操作。
特征事项11:
在特征事项10的制造装置中,所述定子铁芯的轭部朝向对称,因此,除了能获得特征事项10的效果之外,还能获得取料效率好(材料成品率好)的效果。
特征事项12:
在特征事项10的制造装置中,定子铁芯的极齿中心的马达径向与材料轧制方向相同,因此,通过利用定子芯部的形状与马达径向匹配,使得效率变好。
特征事项13:
在特征事项12的制造装置中,所述定子用铁芯是在转子铁芯内被取料的,因此,通过共同取料能获得取料的效率上升(材料成品率好)的效果。
特征事项14:
在特征事项13的制造装置中,从转子铁芯内、外的材料部对所述定子用铁芯进行取料,因此,能获得特征事项13以上的取料的效率上升(材料成品率好)的效果。
特征事项15:
在特征事项10的制造装置中,定子铁芯的极齿中心的马达周向与材料轧制方向相同,因此,能减轻由轧制方向与直行方向的不同产生的磁各向异性的不同并由此引起的齿槽转矩、转矩脉冲。此外,由于能使用磁特性好的方向,因此,马达的效率上升。
特征事项16:
通过层叠后轴长矫正工序对层叠块数进行调节,因此,能高精度地管理芯部轴长。
特征事项17:
一种旋转电机,在层叠芯部的制造方法中,所述层叠芯部是层叠装载从薄板中冲裁出的电磁钢板来制造的,其中,所述层叠芯部是通过从所述薄板中冲裁转子铁芯和定子铁芯而形成的,所述定子铁芯由极齿逐一构成,所述定子铁芯的极齿使极齿中心的马达径向与层叠芯部的轧制方向匹配。
特征事项18:
一种旋转电机,在层叠芯部的制造方法中,所述层叠芯部是层叠装载从薄板中冲裁出的电磁钢板来制造的,其中,所述层叠芯部是通过从所述薄板中冲裁转子铁芯和定子铁芯而形成的,所述定子铁芯由极齿逐一构成,所述定子铁芯的极齿使极齿中心的马达周向与层叠芯部的轧制方向匹配。
另外,在各图中,相同符号表示相同或相当部分。
另外,本申请记载有各种各样的例示的实施方式和实施例,但一个或多个实施方式所记载的各种各样的特征、方式以及功能并不局限于应用于特定的实施方式,能单独或以各种组合的方式应用于实施方式。
因此,未被例示的无数的变形例被设想在本申请所公开的技术范围内。例如,包含对至少一个构成要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况,另外包含将至少一个构成要素抽出并与其它实施方式的构成要素组合的情况。
Claims (17)
1.一种旋转电机的层叠铁芯制造方法,所述旋转电机具有:定子芯部,所述定子芯部通过沿圆周方向将定子芯部元件层叠块连接成环状而构成,所述定子芯部元件层叠块通过在轴向上层叠由极齿部和芯背部形成为T字型的板状定子芯部元件而构成;以及转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕,
所述旋转电机的层叠铁芯制造方法的特征在于,
在通过冲压机构从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁所述板状转子芯部元件的工序之前,在所述带状电磁钢板的由冲裁所述板状转子芯部元件的第一区域围成的第二区域内,通过冲裁工序以使所述极齿部朝所述旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式冲裁多个所述板状定子芯部元件,
在所述板状定子芯部元件的冲裁工序中,以使所述极齿部的所述延伸方向全部为同一方向的方式,通过所述冲压机构从比所述板状转子芯部元件的外侧的所述第一区域将多个所述板状定子芯部元件冲裁为所述T字型,
而且,在所述冲裁工序中,在圆板状的所述第二区域内冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件以及在所述板状转子芯部元件的外侧的所述第一区域中冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件通过所述冲压机构以如下方式被冲裁,即在圆板状的所述第二区域中冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件的所述T字型的朝向以及在所述板状转子芯部元件的外侧的所述第一区域中冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件的所述T字型的朝向全部为相同朝向。
2.如权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法,其特征在于,
每次从所述带状电磁钢板中冲裁所述板状定子芯部元件,将冲裁出的所述板状定子芯部元件沿与所述带状电磁钢板的进给方向垂直的方向储存于各个板状定子芯部元件储存室。
3.如权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法,其特征在于,
从所述带状电磁钢板冲裁的所述板状定子芯部元件各自的所述极齿部的所述延伸方向是与所述带状电磁钢板的所述轧制的方向相同的方向。
4.如权利要求1所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法,其特征在于,
从所述带状电磁钢板冲裁的所述板状定子芯部元件各自的所述极齿部的所述延伸方向是与所述带状电磁钢板的所述轧制的方向垂直的方向。
5.如权利要求3所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法,其特征在于,
以所述极齿部在所述旋转电机的周向上的极齿宽度与所述芯背部在所述旋转电机的径向上的芯背宽度的关系为极齿宽度≤芯背宽度×2的方式从所述带状电磁钢板中冲裁所述板状定子芯部元件。
6.如权利要求4所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法,其特征在于,
以所述极齿部在所述旋转电机的周向上的极齿宽度与所述芯背部在所述旋转电机的径向上的芯背宽度的关系为极齿宽度>芯背宽度×2的方式从所述带状电磁钢板中冲裁所述板状定子芯部元件。
7.如权利要求1至6中任一项所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法,其特征在于,
在装配于所述定子芯部之前,对从所述带状电磁钢板中冲裁并储存于板状定子芯部元件储存室的所述板状定子芯部元件在所述旋转电机的轴向上的长度进行调节。
8.一种旋转电机的层叠铁芯制造装置,所述旋转电机具有:定子芯部,所述定子芯部通过沿圆周方向将定子芯部元件层叠块连接成环状而构成,所述定子芯部元件层叠块通过在轴向上层叠由极齿部和芯背部形成为T字型的板状定子芯部元件而构成;以及
转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕,
所述旋转电机的层叠铁芯制造装置的特征在于,包括冲压机构,
在从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁所述板状转子芯部元件的工序之前,在所述带状电磁钢板的由冲裁所述板状转子芯部元件的第一区域围成的第二区域内,所述冲压机构通过冲裁工序以使所述极齿部朝所述旋转电机的径向的延伸方向均相同的方式冲裁多个所述板状定子芯部元件,
所述冲压机构在所述板状定子芯部元件的冲裁工序中,以使所述极齿部的所述延伸方向全部为同一方向的方式,从所述板状转子芯部元件的外侧的所述第一区域将多个所述板状定子芯部元件冲裁为T字型,
而且,所述冲压机构在所述冲裁工序中,以如下方式冲裁出在圆板状的所述第二区域内冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件以及在所述板状转子芯部元件的外侧的所述第一区域中冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件,即在圆板状的所述第二区域内冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件的所述T字型的朝向以及在所述板状转子芯部元件的外侧的所述第一区域中冲裁为所述T字型的多个所述板状定子芯部元件的所述T字型的朝向全部为相同朝向。
9.如权利要求8所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
包括板状定子芯部元件储存室,每次从所述带状电磁钢板中冲裁所述板状定子芯部元件,将冲裁出的所述板状定子芯部元件各自沿与所述带状电磁钢板的进给方向垂直的方向储存于所述板状定子芯部元件储存室。
10.如权利要求8所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
包括冲压机构,所述冲压机构以被冲裁的所述板状定子芯部元件各自的所述极齿部的所述延伸方向为与所述带状电磁钢板的所述轧制的方向相同的方向的方式,通过多个冲裁工序从带状电磁钢板中每次冲裁多个所述板状定子芯部元件。
11.如权利要求8所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
包括冲压机构,所述冲压机构以被冲裁的所述板状定子芯部元件各自的所述极齿部的所述延伸方向为与所述带状电磁钢板的所述轧制的方向垂直的方向的方式,通过多个冲裁工序从带状电磁钢板中每次冲裁多个所述板状定子芯部元件。
12.如权利要求10所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
包括冲压机构,所述冲压机构以所述极齿部在所述旋转电机的周向上的极齿宽度与所述芯背部在所述旋转电机的径向上的芯背宽度的关系为极齿宽度≤芯背宽度×2的方式从所述带状电磁钢板中冲裁所述板状定子芯部元件。
13.如权利要求11所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
包括冲压机构,所述冲压机构以所述极齿部在所述旋转电机的周向上的极齿宽度与所述芯背部在所述旋转电机上的径向的芯背宽度的关系为极齿宽度>芯背宽度×2的方式从所述带状电磁钢板中冲裁所述板状定子芯部元件。
14.如权利要求8所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
通过所述冲压机构冲裁的所述板状定子芯部元件各自的极齿部的朝向均为相同方向。
15.如权利要求8至14中任一项所述的旋转电机的层叠铁芯制造装置,其特征在于,
在装配于所述定子芯部之前,通过定子芯部元件层叠块轴向长度调节机构对从所述带状电磁钢板中冲裁并储存于板状定子芯部元件储存室的所述板状定子芯部元件在所述旋转电机的轴向上的长度进行调节。
16.一种由权利要求1至7中任一项所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法制造出的旋转电机,其特征在于,包括:
定子芯部,所述定子芯部通过沿圆周方向将定子芯部元件层叠块连接成环状而构成,所述定子芯部元件层叠块通过在轴向上层叠由极齿部和芯背部构成的T字型的板状定子芯部元件而构成,所述板状定子芯部元件是从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁形成的;以及
转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕,所述板状转子芯部元件是从所述带状电磁钢板中冲裁形成的,
所述极齿部朝旋转电机的径向的延伸方向为与所述带状电磁钢板的轧制方向相同的方向。
17.一种由权利要求1至7中任一项所述的旋转电机的层叠铁芯制造方法制造出的旋转电机,其特征在于,包括:
定子芯部,所述定子芯部通过沿圆周方向将定子芯部元件层叠块连接成环状而构成,所述定子芯部元件层叠块通过在轴向上层叠由极齿部和芯背部构成的T字型的板状定子芯部元件而构成,所述板状定子芯部元件是从由轧制形成的带状电磁钢板中冲裁形成的;以及
转子芯部,所述转子芯部通过在轴向上层叠环状的板状转子芯部元件而构成,并且所述转子芯部被所述定子芯部围绕,所述板状转子芯部元件是从所述带状电磁钢板中冲裁形成的,
所述带状电磁钢板的轧制方向是与所述极齿部朝旋转电机的径向的延伸方向垂直的方向。
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