專利名稱：電動機(jī)鐵心、電動機(jī)以及電動機(jī)鐵心的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無電刷直流電動機(jī)等電動機(jī)的電動機(jī)鐵心、使用該鐵心的電動機(jī)以及該電動機(jī)鐵心的制造方法。
背景技術(shù)：
通常使用的電動機(jī)的鐵心疊層多個直形鐵心，形成為環(huán)狀，該直形鐵心以帶狀連接從硅鋼板沖裁的多個齒部。
下面根據(jù)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，通過沖裁疊層的硅鋼板而形成。
電動機(jī)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(huán)形，連接其兩端部，形成環(huán)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(cè)與V字狀切口部113連續(xù)地設(shè)置(在圖11中，V字狀前端部設(shè)于與孔部114的圓周大體一致的位置)，以當(dāng)對直形鐵心100進(jìn)行彎曲加工時防止在寬度小的鋼板連接部117上產(chǎn)生裂紋地使彎曲變形均勻，另外，設(shè)置用于防止鄰接的齒部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(cè)形成鋼板的凸出部116、116′。為此，當(dāng)沖裁鋼板時，沖裁模的打擊強(qiáng)度在鋼板凸出部116、116′下降，沖裁模的磨損損傷局部變大，模具壽命下降，導(dǎo)致沖裁模的折舊費、維修費、設(shè)備維護(hù)費用的增加等成本增大。
當(dāng)為了實現(xiàn)上述打擊強(qiáng)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(dāng)要降低磁阻時，需要使鐵心自身的尺寸較大，存在電動機(jī)變大的問題。
另外，當(dāng)折曲上述直形鐵心100、形成環(huán)形鐵心時，如圖12(a)、(b)所示那樣，蜂腰狀部118兩側(cè)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(chǎn)生大的應(yīng)變，另外，另外，該應(yīng)變變形區(qū)域也擴(kuò)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(yīng)變的發(fā)生或其發(fā)生的偏差使環(huán)形鐵心的形狀精度(例如正圓度、同心度、同軸度等)下降，導(dǎo)致使用它的電動機(jī)的噪聲和振動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電動機(jī)鐵心、使用該鐵心的電動機(jī)以及該電動機(jī)鐵心的制造方法，該電動機(jī)鐵心通過改良設(shè)于構(gòu)成電動機(jī)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沖裁模的壽命，另外，通過減小鐵心彎曲加工時的鋼板的應(yīng)變從而維持磁特性，而且提高加工精度。
本發(fā)明第一方面的電動機(jī)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(guān)閉上述V字狀切口部的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部折曲成環(huán)狀而形成；其特征在于在上述直形鐵心的V字狀切口部的前端部外周側(cè)連續(xù)地設(shè)置孔部，在上述V字狀切口部的相向面設(shè)置凹凸?fàn)畹耐蛊?，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(cè)部分進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部。
按照本發(fā)明的電動機(jī)鐵心，對從連續(xù)地設(shè)于直形鐵心的V字狀切口部前端部外周側(cè)的孔部到上述V字狀切口部前端部的兩側(cè)部分進(jìn)一步進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部，從而沒有過去的局部的蜂腰狀部，直形鐵心沖裁時的打擊強(qiáng)度均勻地上升，可防止沖裁模的磨損損傷，提高模具壽命。另外，在進(jìn)行鐵心彎曲部的折曲加工時，應(yīng)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(yīng)變的發(fā)生，防止磁特性的下降，而且，可提高彎曲加工精度。另外，由于可維持鐵心彎曲部的孔徑，所以，不出現(xiàn)磁阻的增加導(dǎo)致的磁特性的下降和鐵心的大型化。
本發(fā)明第二方面的電動機(jī)的鐵心特征在于鐵心疊層直形鐵心和分離鐵心體，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，該分離鐵心體排列多個對各齒部切離的分離鐵心；在關(guān)閉上述V字狀切口部的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部折曲成環(huán)狀而形成。
按照本發(fā)明的電動機(jī)鐵心，由于在鐵心彎曲部形成齒部間的連接部和非連接部并疊層，所以，形成環(huán)狀的折曲加工容易，鐵心背部少，鐵心易于形成為圓形，另外，可減小使用它的電動機(jī)的齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動，實現(xiàn)低振動和低噪聲。
本發(fā)明第三方面的電動機(jī)的鐵心特征在于上述直形鐵心的V字狀切口部在其前端部外周側(cè)連續(xù)地設(shè)置孔部，在上述V字狀切口部的相向面設(shè)置凹凸?fàn)畹耐蛊?，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(cè)部分進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部。
按照本發(fā)明的電動機(jī)鐵心，直形鐵心沖裁強(qiáng)度均勻地上升，防止沖裁模的磨損損傷，提高模具壽命；另外，可抑制彎曲加工時的鋼板的應(yīng)變發(fā)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(jī)的齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動減小，可實現(xiàn)低振動和低噪聲化。
本發(fā)明第四方面的電動機(jī)的特征在于在第一至第三方面中的任一項記載的電動機(jī)鐵心形成絕緣部，在其上卷繞線圈，形成定子，設(shè)置了具有與上述定子相向設(shè)置的磁性體的轉(zhuǎn)子。
在本發(fā)明的電動機(jī)中，通過使用磁特性優(yōu)良的定子，可廉價地獲得驅(qū)動性能優(yōu)良、噪聲和振動少的電動機(jī)，特別是可提供小型高性能的無電刷直流電動機(jī)。
本發(fā)明的第五方面提供一種電動機(jī)鐵心的制造方法，其特征在于通過沖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(jìn)行該沖裁時，在上述V字狀切口部形成與其前端部外周側(cè)連續(xù)的孔部、設(shè)于與上述V字狀切口部的相向面的凹凸?fàn)钔蛊?、及對從上述孔部到上述V字狀切口部前端部的兩側(cè)部分大體平行地進(jìn)行局部切除的應(yīng)變防止切口部；在關(guān)閉直形鐵心的上述V字狀切口部的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部折曲成環(huán)狀，連接其兩端部，形成鐵心。
按照本發(fā)明的電動機(jī)鐵心的制造方法，直形鐵心的沖裁時打擊強(qiáng)度上升，可防止沖裁模的磨損損傷，提高模具壽命。另外，在進(jìn)行鐵心彎曲部的折曲加工時，應(yīng)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(yīng)變的發(fā)生，防止彎曲部的磁特性的下降，提高彎曲加工精度。另外，由于可維持鐵心彎曲部的孔徑，所以，不出現(xiàn)磁阻的增加導(dǎo)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為示出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(cè)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。
具體實施例方式
(第1實施形式)下面根據(jù)圖1～7說明本發(fā)明的第1實施形式。
圖1為構(gòu)成無電刷直流電動機(jī)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(shè)于鐵心彎曲部的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通過使用沖裁模由壓力機(jī)從疊層的硅鋼板進(jìn)行沖裁而形成，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(shè)于預(yù)定位置，在其兩端部設(shè)置用于折曲直形鐵心1連接成環(huán)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(cè)連續(xù)地設(shè)置圓形的孔部14(在圖中V字狀前端部設(shè)置于與孔部圓周大體一致的位置)，防止進(jìn)行彎曲加工時發(fā)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(shè)置具有凹凸?fàn)畹耐蛊鸬膱A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(huán)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(cè)斜邊18a、18b的部分進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部16、16′。該應(yīng)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(cè)斜邊18a、18b的大體直線狀的蜂腰狀。
在上述直形鐵心1中，由于具有從鐵心彎曲部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(yīng)變防止切口部16、16′，所以，鋼板沖裁時的打擊力在沖裁模的刃部整體均勻，打擊強(qiáng)度在蜂腰部局部下降，沖裁模的打擊強(qiáng)度上升，可防止局部的磨損損傷。
這樣，不僅可提高沖裁的加工效率，而且沖裁模的壽命變長，模具的折舊費、維修費用、設(shè)備的維護(hù)費用減少，可節(jié)省其費用。
另外，通過對上述V字狀切口部13的形狀進(jìn)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(dǎo)致無電刷直流電動機(jī)的大型化。
在上述直形鐵心1中，當(dāng)折曲鐵心彎曲部12形成環(huán)狀鐵心時，如圖4(a)、(b)所示那樣，使鐵心彎曲部12的應(yīng)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(chǎn)生的鋼板的應(yīng)變19少，另外，應(yīng)變發(fā)生區(qū)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(jìn)行疊層鐵心的彎曲加工，不對磁特性產(chǎn)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(yīng)變發(fā)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(jī)的噪聲、振動的發(fā)生。
本發(fā)明的無電刷直流電動機(jī)的鐵心2在進(jìn)一步疊層多個該直形鐵心1作為預(yù)定的厚度固定后，如圖5所示那樣，在關(guān)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(huán)狀，連接(圖中未示出)鐵心兩端的連接部20a和20b，從而形成環(huán)狀疊層鐵心，形成鐵心2。
另外，鐵心2通過在金屬模內(nèi)以熔融狀態(tài)注入模制成形用的模制樹脂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(jī)內(nèi)與轉(zhuǎn)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(tài)。
圖7為示出本發(fā)明和過去的產(chǎn)品的鐵心正圓度的圓圖，圖7(a)為本發(fā)明產(chǎn)品，(b)為過去的產(chǎn)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(dá)圖狀示出測定值相對設(shè)計半徑的差異。鐵心半徑的測定在疊層方向的3個部位進(jìn)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，在本發(fā)明的鐵心中，半徑沿全周大體位于設(shè)計半徑(圖的0點圓周上)，即使脫離設(shè)計值，差也處于±0.05mm的范圍內(nèi)，鐵心的正圓度優(yōu)良。另一方面，過去產(chǎn)品的半徑在鐵心周上的偏差大，特別是存在局部地從設(shè)計值偏離較大(與設(shè)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。
覆蓋模制樹脂后的鐵心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(jī)。
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(zhuǎn)子的無電刷直流電動機(jī)具有優(yōu)良的磁特性，效率高，而且可實現(xiàn)低噪聲、低振動化，并可降低成本，作為適合于空調(diào)風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)等用途的小型的無電刷直流電動機(jī)有用。
(第2實施形式)。
圖8為用于形成第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和用于上述第1實施形式的直形鐵心1交替地疊層并使兩者的齒部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(cè)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形成于鄰接的分離鐵心31、31之間，在疊層鐵心4的齒部間交替地設(shè)置連接部與狹槽35。
在該第2實施形式中，在關(guān)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(huán)狀，由于設(shè)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(jìn)一步提高，可減小將該鐵心用于定子的無電刷直流電動機(jī)的齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動，進(jìn)一步實現(xiàn)低振動和低噪聲化。
上述疊層鐵心4通過相互疊層預(yù)定數(shù)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(shù)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(guī)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絕緣后，卷繞線圈，在卷曲了疊層鐵心的定子的除內(nèi)徑外的外部整體上覆蓋模制樹脂，從而可制成形狀較薄、抗振且耐濕氣的電動機(jī)。
如以上說明的那樣，本發(fā)明的電動機(jī)鐵心可提高構(gòu)成鐵心的直形鐵心的沖裁用模的壽命，降低模具費用、其折舊費、維護(hù)費用，降低成本。另外，可在從直形鐵心形成環(huán)狀鐵心時的彎曲加工中抑制鐵心彎曲部的應(yīng)變，維持磁特性，保持電動機(jī)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(yīng)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩波動，獲得可實現(xiàn)低振動和低噪聲化的電動機(jī)。
另外，在本發(fā)明的電動機(jī)鐵心的制造方法中，可廉價地制造上述直形鐵心，提供加工精度和磁特性優(yōu)良的適合于無電刷直流電動機(jī)的鐵心和定子。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)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(guān)閉上述V字狀切口部的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部折曲成環(huán)狀而形成；其特征在于在上述直形鐵心的V字狀切口部的前端部外周側(cè)連續(xù)地設(shè)置孔部，在上述V字狀切口部的相向面設(shè)置凹凸?fàn)畹耐蛊?，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(cè)部分進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部。
2.一種電動機(jī)鐵心，其特征在于疊層直形鐵心和分離鐵心體，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，該分離鐵心體排列多個對各齒部切離的分離鐵心；在關(guān)閉上述V字狀切口部的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部折曲成環(huán)狀而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動機(jī)鐵心，其特征在于上述直形鐵心的V字狀切口部在其前端部外周側(cè)連續(xù)地設(shè)置孔部，在上述V字狀切口部的相向面設(shè)置凹凸?fàn)畹耐蛊?，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(cè)的部分進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部。
4.一種電動機(jī)，其特征在于在權(quán)利要求1～權(quán)利要求3中任一項所述的電動機(jī)鐵心形成絕緣部，在其上卷繞線圈，形成定子，并設(shè)置了具有與上述定子相向設(shè)置的磁性體的轉(zhuǎn)子。
5.一種電動機(jī)鐵心的制造方法，其特征在于通過沖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(jìn)行該沖裁時，在上述V字狀切口部形成與其前端部外周側(cè)連續(xù)的孔部、設(shè)于上述V字狀切口部的相向面的凹凸?fàn)钔蛊稹⒓皩纳鲜隹撞康缴鲜鯲字狀切口部前端部的兩側(cè)部分大體平行地進(jìn)行局部切除的應(yīng)變防止切口部；在關(guān)閉上述直形鐵心的上述V字狀切口部的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部折曲成環(huán)狀，連接其兩端部，形成鐵心。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動機(jī)，其特征在于由模制樹脂覆蓋上述定子的除內(nèi)徑外的外部整體。
全文摘要
一種電動機(jī)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(guān)閉上述V字狀切口部13的方向?qū)⑸鲜鲨F心彎曲部12折曲成環(huán)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(cè)連續(xù)地設(shè)置孔部14，在上述V字狀切口部13的相向面設(shè)置凹凸?fàn)畹耐蛊?，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(cè)的部分進(jìn)行局部切除，形成應(yīng)變防止切口部16、16′。這樣，可提高直形鐵心的沖裁模的壽命，另外，減小鐵心彎曲加工時的應(yīng)變，維持磁特性，而且提高加工精度。
文檔編號H02K15/02GK1581639SQ0312756
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月7日
發(fā)明者村上卓也, 村上俊明 申請人:日本電產(chǎn)芝浦株式會社