專利名稱：疊層鐵芯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將通過連接部連接的若干個扇形鐵芯片巻繞疊置成螺 旋狀而形成的疊層鐵芯及其制造方法。這里所說的疊層鐵芯是指馬達、 發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
已往，作為提高制造疊層鐵芯所用的鐵芯材料的成品率的方法， 在從鐵芯材料上沖切鐵芯片時，不是從帶狀磁性鐵板上沖切下環(huán)狀的 鐵芯片，而是沖切下連接成帶狀的若干個扇狀鐵芯片，然后，將該帶 狀的扇狀鐵芯片一邊巻繞一邊疊置，制成疊層鐵芯，即所謂的巻繞形 鐵芯。
具體地說，例如，如專利文獻1~3記載的那樣，通過金屬模將具 有預(yù)定數(shù)目切槽的圓弧狀的扇形鐵芯片在通過連接部相互連接起來的 狀態(tài)下從鐵芯材料上沖切下來。然后，將形成于外周側(cè)的連接部彎曲， 一邊使相鄰的扇形鐵芯片的側(cè)端部相互對合， 一邊將連續(xù)的若干個扇 形鐵芯片巻繞疊置成螺旋狀。
但是，在上述專利文獻1~3記載的技術(shù)中，當(dāng)為了將若干個扇形 鐵芯片配置成環(huán)狀而彎曲連接部時，在連接部的壁厚方向產(chǎn)生膨出部， 該膨出部使疊置的扇形鐵芯片之間產(chǎn)生間隙，從而使制成的疊層鐵芯 的厚度不均勻。該間隙是導(dǎo)致馬達效率降低或引起振動的原因，存在 對馬達質(zhì)量產(chǎn)生不良影響的問題。
因此，作為消除產(chǎn)生的膨出部所導(dǎo)致的間隙的方法，提出了圖6 (A)、 (B)、圖7 (A)、 (B)所示的方法。
圖6 (A)所示的方法是，在沖切若干個扇形鐵芯片80的沖切工 序中，對連接部81的作用有壓縮應(yīng)力的部分預(yù)先進行整形加工(擠壓加工)，由此，減少彎曲時的連接部81的厚度(壁厚)方向的膨出量， 例如，即使在厚度增加的情況下，也使連接部81的厚度小于整形加工 前的厚度。
另外，圖6(B)所示的方法是，在扇形鐵芯片85的連接部86彎 曲后，從連接部86的厚度方向?qū)⑦B接部86的厚度增加了的部分壓扁。
圖7 ( A)所示的方法是，在扇形鐵芯片90的連接部91彎曲后， 使連接部91的厚度增加的部分進入到貫通孔92內(nèi)，該貫通孔92形成 于上下疊置的扇形鐵芯片90上。
另外，圖7(B)所示的方法是，在扇形鐵芯片95的連接部96彎 曲后，使連接部96的厚度增加的部分進入到缺口 97內(nèi)，該缺口 97 形成于上下疊置著的扇形鐵芯片95上。
專利文獻1:日本特開平1-264548號7>才艮
專利文獻2:日本特開平8-196061號7〉才艮
專利文獻3:日本特表2004-505595號公報
但是，上述各種方法存在以下問題。
如圖6(A)所示，通過對連接部81進行整形加工，雖然可以使 彎曲時的連接部81的厚度形成為整形加工前的厚度以下，但是，由于 整形加工，該部分產(chǎn)生加工硬化，連接部81在彎曲時容易斷裂。另外， 由于連接部81的半徑方向的寬度4艮細(xì)、為lmm以下，所以，在對該 部分進行整形加工時，連接部81的強度降低，在扇形鐵芯片80的運 送過程中，連接部81可能會斷裂。
這樣，在扇形鐵芯片80的運送時或連接部81的彎曲時，如果連 接部81斷裂，則在巻繞若干個扇形鐵芯片80時，斷裂的部分相互干 擾。因此，存在以下問題，即，不能無間隙地把相鄰的扇形鐵芯片80 對齊，產(chǎn)生的間隙導(dǎo)致疊層鐵芯的尺寸精度降低，并且使若干個扇形 鐵芯片80的巻繞作業(yè)性變差。另外，在斷裂的部分從疊層鐵芯的外側(cè) 圓內(nèi)向外方突出的情況下，必須設(shè)置將其除去的新工序。另外，整形 加工的深度是有限的，在采用連接部81的厚度增加量大的材料時，不 適合采用該方法。
6另外，如圖6(B)所示，當(dāng)將彎曲后的連接部86的厚度增加的 部分壓扁時，材料在連接部86的圓周方向伸展，在相鄰的扇形鐵芯片 85之間產(chǎn)生間隙，存在巻繞的扇形鐵芯片85的間距尺寸不均勻并且 疊層鐵芯的尺寸精度降低的問題。
另外，如圖7 (A)所示，在上下相鄰接的層的扇形鐵芯片90上 形成貫通孔(釋放孔)92，連接部91的膨出部嵌入該貫通孔92，或 者如圖7 (B)所示，在上下相鄰接的層的扇形鐵芯片95上，形成缺 口 97，連接部96的膨出部嵌入該缺口 97，在該情況下，根據(jù)使用疊 層鐵芯的馬達的種類，其性能有可能降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作出的，其目的是提供不受連接部的厚 度方向的膨出的影響，可高效率地制造高質(zhì)量的產(chǎn)品的疊層鐵芯及其 制造方法。
為了實現(xiàn)上述目的，第l發(fā)明是一種疊層鐵芯，將通過形成于外 周區(qū)域的連接部而相互結(jié)合的相鄰的扇形鐵芯片的上述連接部彎曲， 并使上述扇形鐵芯片的半徑方向內(nèi)側(cè)或外側(cè)的端部以配置在同一圓周 上的方式對合，同時，將該連續(xù)的若干個上述扇形鐵芯片巻繞疊置成 螺旋狀，將設(shè)在相鄰的層上的上述連接部在周方向上相互錯開地配置， 其特征在于，
在上述連接部的半徑方向外側(cè)具有凹部缺口 ，該凹部缺口將該連 接部彎曲時形成于半徑方向外側(cè)的半徑方向膨出部收納在該疊層鐵芯 的外側(cè)圓內(nèi)；
在上述連接部的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)有形成該連接部的彎曲位置的內(nèi) 側(cè)缺口 ，在除了上述連接部以外的上述扇形鐵芯片的半徑方向外側(cè)， 在表面和背面設(shè)有收納凹部，該收納凹部收納上述連接部彎曲時在其 (即，連接部的)厚度方向形成的厚度方向膨出部。
這里所說的外周區(qū)域，是指與從扇形鐵芯片的半徑方向最外部到 半徑方向內(nèi)側(cè)的部分相對應(yīng)的區(qū)域，例如，是指以扇形鐵芯片的半徑方向外周為基準(zhǔn)，與扇形鐵芯片的半徑方向最大寬度的1/30~1/5對 應(yīng)的區(qū)域(即，半徑寬度區(qū)域)(在第2發(fā)明的疊層鐵芯制造方法中也 相同)。另外，也可以將外周區(qū)域作為以扇形鐵芯片(在定子疊層鐵芯 的情況下，除去磁極片部)的半徑方向外周為基準(zhǔn)、與扇形鐵芯片半 徑方向最大寬度的1/30~1/2相對應(yīng)的半徑寬度區(qū)域(在以下的實施 例中也相同)。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，優(yōu)選上述收納凹部是以下形狀中的任 意一種，即，圓錐、圓錐臺、四棱錐、四棱錐臺、部分球形、以及俯 視為多邊形的形狀。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，上述收納凹部的深度最好是上述扇形 鐵芯片的厚度(通常一般為0.15 ~ 0.5mm )的0.15 ~ 0.3倍。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，優(yōu)選在上述收納凹部的中央位置設(shè)有 貫通孔。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，優(yōu)選上述貫通孔的體積是在除了貫通 孔以外的上述表面和背面的上述收納凹部的合計體積的0.7~ 1.5倍范 圍內(nèi)。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，優(yōu)選在相鄰的上述扇形鐵芯片的側(cè)部 形成由凹部和與該凹部嵌合的凸部構(gòu)成的卡合部。
在這里，優(yōu)選上述凹部和凸部是半圓形或者是中心角為50度以上 不足180度的扇形形狀(圓弧形狀)，但并不一定限定為該形狀。
第l發(fā)明的疊層鐵芯是定子疊層鐵芯，有時，在上述各扇形鐵芯 片的輒片部(3 —夕片部)的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個磁極片部，上 述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。
另外，第l發(fā)明的疊層鐵芯是轉(zhuǎn)子疊層鐵芯，有時，在上述各扇 形鐵芯片的軛片部的半徑方向外側(cè)設(shè)有永磁鐵安裝部，上述連接部將 相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。這里，永磁鐵安裝部可以 是完全包圍永磁鐵的貫通孔，也可以是只包圍永磁鐵的一部分的槽形 形狀，其形狀沒有限定(在第2發(fā)明的疊層鐵芯制造方法中也相同)。
為了實現(xiàn)上述目的，第2發(fā)明是一種疊層鐵芯的制造方法，其形成通過形成于外周區(qū)域的連接部而相互結(jié)合的若干個扇形鐵芯片，將 上述連接部彎曲，使相鄰的上述扇形鐵芯片的側(cè)端部對合，同時，將 該連續(xù)的若干個上述扇形鐵芯片巻繞疊置成螺旋狀，將設(shè)在鄰接的層
上的上述連接部在周方向上相互錯開地配置，其特征在于，進行A工 序、B工序和C工序；
在A工序中，在形成上述扇形鐵芯片時，在上述連接部的半徑方 向外側(cè)形成凹部缺口 ，該凹部缺口將該連接部彎曲時形成在半徑方向 外側(cè)的半徑方向膨出部嵌入到該疊層鐵芯的外側(cè)圓內(nèi)；
在B工序中，在上述連接部的半徑方向內(nèi)側(cè)形成決定該連接部的 彎曲位置的內(nèi)側(cè)缺口；
在C工序中，在除了上述連接部以外的上述扇形鐵芯片的半徑方 向外側(cè)形成收納凹部，該收納凹部將上述連接部彎曲時形成在其厚度 方向的厚度方向膨出部嵌入。
這里，上述A工序、B工序、C工序的順序中的任何一個工序都 可在先，也可以同時地進4亍上述A工序、B工序、C工序，還可以與 其它工序同時進行。
在第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，優(yōu)選上述收納凹部是圓錐、 圓錐臺、四棱錐、四棱錐臺、部分球形、以及俯視為多邊形中的任一 種形狀。
在第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，優(yōu)選在上述收納凹部的中 夾預(yù)先形成貫通孔，該貫通孔用于將沖壓加工該收納凹部而產(chǎn)生的剩 余金屬釋放。
在第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，優(yōu)選上述貫通孔的直徑在 上述收納凹部的最大寬度的1/4~1/2范圍內(nèi)。
在第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，該疊層鐵芯是定子疊層鐵 芯，優(yōu)選在上述各扇形鐵芯片的軛片部的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)置若干個磁 極片部，并且上述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。 在將扇形鐵芯片巻繞成螺旋狀的情況下，優(yōu)選使內(nèi)側(cè)的磁極片部的位 置在疊置方向?qū)稀?br> 9另外，在第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，該疊層鐵芯是轉(zhuǎn)子 疊層鐵芯，有時，在上述各扇形鐵芯片的軛片部的半徑方向外側(cè)設(shè)置 永磁鐵安裝部，上述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起 來。在將扇形鐵芯片巻繞成螺旋狀時，優(yōu)選以設(shè)在內(nèi)側(cè)軛片部的半徑 方向內(nèi)側(cè)的卡定凹部為基準(zhǔn)進行，但是，例如一邊使扇形鐵芯片的外 側(cè)形狀對合， 一邊將各扇形鐵芯片巻繞成螺旋狀也可。
發(fā)明效果
根據(jù)第l發(fā)明的疊層鐵芯和第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法，在 除了連接部以外的扇形鐵芯片的半徑方向外側(cè)，在表面和背面設(shè)置收 納凹部，該收納凹部將連接部彎曲時形成在其厚度方向的厚度方向膨 出部收入，因此，在疊置的若干個扇形鐵芯片之間，可以防止形成厚 度方向膨出部所引起的間隙。
這樣，可以將各扇形鐵芯片密接地疊置，可提高磁效率，實現(xiàn)設(shè) 備的高效率化。另外，由于各扇形鐵芯片無間隙地緊密疊置，所以， 可抑制設(shè)備使用時的振動和噪音等。另外，由于疊層鐵芯的圓度、直 角度和高度符合尺寸，所以，疊層鐵芯的質(zhì)量管理容易，也提高了馬
達質(zhì)量o
在第l發(fā)明的疊層鐵芯和第2發(fā)明的疊層鐵芯制造方法中，在使 上述收納凹部為圓錐、圓錐臺、四棱錐、四棱錐臺、部分球形、以及 俯視為多邊形中的任一種形狀的情況下，可用簡單的形狀構(gòu)成收納凹 部。特別是，當(dāng)收納凹部是圓錐臺或四棱錐臺時，具有制作容易、刀 具不容易磨耗的優(yōu)點。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，在上述收納凹部的深度是上述扇形鐵 芯片的厚度(通常一般為0.15~0.5mm)的0.15 ~ 0.3倍的情況下，由 于規(guī)定了收納凹部的深度，所以，可以吸收彎曲時產(chǎn)生的連接部的厚 度方向膨出部的膨出量，可以形成高度均勻的疊層鐵芯。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯和第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，當(dāng) 在上述收納凹部的中央位置設(shè)置貫通孔時，沖壓加工收納凹部時產(chǎn)生 的剩余金屬朝貫通孔側(cè)移動，可以避免剩余金屬(即，因沖壓加工而從該部分?jǐn)D出的金屬)從扇形鐵芯片的表面隆起。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，當(dāng)上述貫通孔的體積在除了該貫通孔
以外的上述表面和背面的上述收納凹部總計體積的0.7~ 1.5倍的范圍 內(nèi)時，可以切實避免剩余金屬從扇形鐵芯片表面隆起。
在第l發(fā)明的疊層鐵芯中，當(dāng)在相鄰的上述扇形鐵芯片的側(cè)部形 成有由凹部和與該凹部嵌合的凸部構(gòu)成的卡合部時，在半徑方向上僅
通過寬度狹窄的連接部連接的相鄰的扇形鐵芯片被定位，相鄰的扇形 鐵芯片的半徑方向位置和彎曲角度被決定，提高了彎曲的扇形鐵芯片 的環(huán)形度、即圓度。
在第2發(fā)明的疊層鐵芯的制造方法中，當(dāng)上述貫通孔的直徑在上 述收納凹部的最大寬度的1/4~1/2范圍內(nèi)時，由于貫通孔的直徑相對 于收納凹部的最大寬度被規(guī)定，所以，可抑制在貫通孔變大的情況下 疊層鐵芯的強度降低及性能降低。這樣，可以減少對疊層鐵芯適用范 圍的限制。


圖l是本發(fā)明第1實施例的疊層鐵芯的俯視圖。
圖2是該疊層鐵芯的收納凹部附近的部分側(cè)截面圖。
圖3是表示該疊層鐵芯的扇形鐵芯片的疊置前的狀態(tài)的局部俯視圖。
圖4(A) ~ (J)是各變形例的收納凹部的俯視圖和截面圖。 圖5是構(gòu)成本發(fā)明第2實施例的疊層鐵芯的扇形鐵芯片的俯視圖。 圖6 (A)、 (B)分別是已往的防止連接部的厚度方向的膨出的方 法的說明圖。
圖7 (A)、 (B)分別是已往的防止連接部的厚度方向的膨出的方 法的說明圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，說明將本發(fā)明具體化的實施例，用于理解本發(fā)明。
如圖1~圖3所示，本發(fā)明第1實施例的疊層鐵芯IO將各連接部 12彎曲并將帶狀鐵芯片13a巻繞疊置成螺旋狀，該帶狀鐵芯片13a通 過利用連接部12連接相鄰的扇形鐵芯片13而形成。另外，當(dāng)疊置各 扇形鐵芯片13時，優(yōu)選一邊對合扇形鐵芯片13的半徑方向內(nèi)側(cè)(切 槽20)或外側(cè)一邊進行疊置。這時，在相鄰的扇形鐵芯片13的側(cè)端 部14上也可以設(shè)置很小的間隙。另外，當(dāng)巻繞帶狀鐵芯片13a時，也 可以一邊使相鄰的扇形鐵芯片13的側(cè)端部14一致(即，緊貼)， 一邊 進行扇形鐵芯片13的巻繞和疊置。
在通過連接部12彎曲連續(xù)的若干個扇形鐵芯片13而形成圓弧形 或圓形時，連接部12形成在以半徑方向外側(cè)端部(即，外周)為基準(zhǔn)、 在半徑方向內(nèi)側(cè)與扇形鐵芯片13的半徑方向?qū)挾鹊?/30~1/5對應(yīng)的 半徑寬度區(qū)域(外周區(qū)域11)內(nèi)。另外，在通過連接部12將連續(xù)的 若干個扇形鐵芯片13彎曲而形成圓弧形或圓形時，連接部件12也可 以形成在以半徑方向外側(cè)端部為基準(zhǔn)、在半徑方向內(nèi)側(cè)與除了磁極片 部19以外的扇形鐵芯片13的半徑方向?qū)挾鹊?/30 ~ 1/2對應(yīng)的半徑 寬度區(qū)域內(nèi)。
而且，該疊層鐵芯IO是定子疊層鐵芯(也稱為定子)，該定子疊 層鐵芯將設(shè)在上下鄰接的層、即上下扇形鐵芯片13上的連接部12沿 周方向相互錯開而配置，在除了連接部12以外的扇形鐵芯片13的半 徑方向外側(cè)，在表面和背面設(shè)有收納凹部16、 17,該收納凹部16、 17 在連接部12的彎曲時收容形成在其厚度方向上的厚度方向膨出部15。 下面詳細(xì)^兌明。
疊層鐵芯10以如下方式構(gòu)成，即，通過金屬模具從厚度例如為 0.15 ~ 0.5mm左右的電磁鋼板(未圖示)上沖切出由連接部12結(jié)合的 若干個扇形鐵芯片13，如圖1、圖2所示，把沖切出的連接的扇形鐵 芯片13巻繞起來，并依次鉚接疊置。這里，作為若干個扇形鐵芯片的 疊置方法，可以采用鉚接、焊接以及粘接中的任一種，另外，也可以 并用任意的二種以上的方法。該各扇形鐵芯片13具有圓弧形的軛片部18和形成在其半徑方向 內(nèi)側(cè)的若干個(該例中是3個)磁極片部19，在磁極片部19之間設(shè) 有若干個切槽20。
在相鄰的扇形鐵芯片13的軛片部18之間，設(shè)有在外周區(qū)域11 將扇形鐵芯片13結(jié)合的連接部12。
在該連接部12的半徑方向外側(cè)設(shè)有凹部缺口 22,該凹部缺口 22 將連接部12彎曲時形成在半徑方向外側(cè)的半徑方向膨出部21收納在 疊層鐵芯10的外側(cè)圓內(nèi)。因此，如圖3所示，在連接部12彎曲前， 連接部12的外周朝半徑方向內(nèi)側(cè)凹陷。
另外，在連接部12的半徑方向內(nèi)側(cè)(側(cè)端部14的半徑方向外側(cè) 區(qū)域)，如圖1、圖3所示，設(shè)有內(nèi)側(cè)缺口23,該內(nèi)側(cè)缺口23在連接 部12彎曲前的形狀是圓弧狀，在該內(nèi)側(cè)缺口 23的最里部24，形成彎 曲起點。另外，內(nèi)側(cè)缺口的彎曲前的形狀俯視例如也可以是倒U字形 或倒V字形。
該內(nèi)側(cè)缺口 23在連接部12彎曲后成為橢圓形，在相鄰的扇形纟失 芯片13之間形成間隙，所以，在使相鄰的扇形鐵芯片13的側(cè)端部14 的半徑方向內(nèi)側(cè)區(qū)域?qū)蠒r，可以防止側(cè)端部14的半徑方向外側(cè)區(qū)域 相互抵接。
如圖1、圖2所示，在巻繞并疊置由這樣的連接部12結(jié)合的扇形 鐵芯片13時，使設(shè)在相鄰的扇形鐵芯片13之間的連接部12在疊置方 向錯開到不同的位置，使各磁極片部19的上下方向的位置重合。另外， 在本實施例中，在扇形鐵芯片13疊置時，相鄰的層在周方向錯開一個 切槽的量，但是也可錯開二個切槽的量。
在這里，設(shè)俯視時的疊置鐵芯的每一周的全部切槽數(shù)為m個，并 設(shè)每個扇形鐵芯片的切槽數(shù)(與磁極片部的數(shù)目相同)為n個，此時， 如果設(shè)在疊置方向錯開一個切槽的量所需的一周的扇形鐵芯片數(shù)為k 個，則以下關(guān)系式成立。 (m+l ) /n=k
其中，m、 n、 k分別是正整數(shù)，可根據(jù)疊層鐵芯的制造條件作各
13種變更。
另外，在本實施例中，如圖1所示，俯視時的疊層鐵芯每周的全
部切槽數(shù)是20個(m=20 )，每個扇形鐵芯片的磁極片部的數(shù)目是3個 (相當(dāng)于切槽數(shù)為3個n=3)，所以，根據(jù)上式， 一周所需的扇形鐵 芯片的數(shù)目是7個(k=7)，但是，第7個扇形鐵芯片的一個磁極片部 的量在疊置時成為下一層，疊置方向的連接部的位置錯開一個磁極片 部的量(相當(dāng)于一個切槽)。
另外，當(dāng)在疊置方向錯開的切槽數(shù)為2個以上時，把上式中的"l" 變換為錯開的個數(shù)、即2以上，這樣，可求出一周所需的扇形鐵芯片 的數(shù)目。由此，在巻繞并疊置若干個扇形鐵芯片13時，由于連接部 12的位置在疊置方向上錯開，所以，可進一步加強各扇形鐵芯片13 的結(jié)合強度。
這樣，由于連接部12的位置在疊置方向上錯開，所以，在疊置方 向上，扇形鐵芯片13和連接部12相鄰地配置。
因此，在除了連接部12以外的各扇形鐵芯片13的半徑方向外側(cè) 的表面和背面，實質(zhì)上等角度(在這里，是使切槽20的中心線和收納 凹部16、 17的中心線一致的位置)地設(shè)置收納凹部16、 17，在連摔 部12彎曲后，形成在其厚度方向的厚度方向膨出部15收納于在疊置 方向上相鄰的扇形^^芯片13的收納凹部16、 17內(nèi)。
這樣，收納凹部16、 17設(shè)置在U字形的切槽20的中心線上，所 述U字形的切槽20形成于各扇形鐵芯片13的相鄰的磁極片部19之 間，而且，形成于與連接部12的半徑方向的位置相同的半徑方向位置。
各收納凹部16、 17是圓錐臺狀，在其中心設(shè)有貫通孔25，該貫 通孔25釋放沖壓加工各收納凹部16、 17時產(chǎn)生的剩余金屬。另外， 在形成該貫通孔25后，優(yōu)選對各收納凹部16、 17進行沖孔加工。
各收納凹部16、 17的外側(cè)直徑例如處在連接部12的半徑方向的 最小寬度的1 ~ 5倍的范圍內(nèi)，其深度在扇形鐵芯片13的厚度的0.15 ~ 0.3倍的范圍內(nèi)。另外，貫通孔25的直徑在各收納凹部16、 17的最大 寬度(外側(cè)直徑)的1/4~1/2的范圍內(nèi)。
14這時，貫通孔25的體積優(yōu)選在除了貫通孔25以外的表面和背面 的收納凹部16、 17的合計體積的0.7~ 1.5倍的范圍內(nèi)，但是，該倍率 即使小于0.7或大于1.5倍，本發(fā)明也適用。
另外，通過在扇形鐵芯片13的預(yù)定位置設(shè)置收納凹部16、 17和 貫通孔25，可以把彎曲連接部12時產(chǎn)生的厚度方向膨出部15收納在 收納凹部16、 17內(nèi)。
這樣，可以使疊層鐵芯IO的高度保持均勻，提高產(chǎn)品尺寸精度， 防止使用時產(chǎn)生振動和噪音。
另外，圖4(A) ~ (J)表示收納凹部的變形例，(A) ~ (E) 表示中央未設(shè)置貫通孔的收納凹部26~35,設(shè)置于各表面和背面的凹 部為圓錐、四棱錐、高度低的圓柱、高度低的棱柱、半球(部分球) 形。另外，(F) ~ (J)所示的收納凹部36~45在中央設(shè)有貫通孔， 各凹部表示六棱錐臺、四棱錐臺、高度低的圓柱、高度低的棱柱、半 球形。
這里，四棱錐和高度低的棱柱俯視為多邊形，該多邊形也可以是 三角形或五邊形以上。
這時，無論哪種形狀，優(yōu)選各收納凹部的深度與彎曲連接部12 時產(chǎn)生的厚度方向膨出部15的高度相比相同或更深。
基于上述的構(gòu)造，在彎曲連接部12時，設(shè)在連接部12上的內(nèi)側(cè) 缺口 23能夠賦予連接部12良好的鉸接效果。
另外，在該連接部12彎曲時，連接部12的外周區(qū)域被朝圓周方 向拉伸，其厚度變薄，并且，在半徑方向外側(cè)形成半徑方向膨出部21， 由于其配置在凹部缺口 22內(nèi)，所以沒有問題。另一方面，連接部12 的內(nèi)周部被朝圓周方向壓縮，在其厚度方向形成厚度方向膨出部15， 由于其配置在與下側(cè)相鄰接的扇形鐵芯片13的收納凹部16和與上側(cè) 相鄰接的扇形鐵芯片13的收納凹部17內(nèi)，所以沒有問題。
另外，在相鄰的扇形鐵芯片13的側(cè)端部14的半徑方向內(nèi)側(cè)區(qū)域 設(shè)有卡合部48，該卡合部48由凹部46和與該凹部46嵌合的凸部47 構(gòu)成。包含該凹部46和凸部47的相鄰的扇形4失芯片13的側(cè)端部14留有間隙地接近配置，但也可以抵接。
這樣，可以更高精度地實施相鄰的扇形鐵芯片13之間的相互定 位，可提高其環(huán)狀精度。
這里，在將相鄰的扇形鐵芯片的側(cè)端部留有稍許間隙地接近配置 的情況下，由于防止了扇形鐵芯片的側(cè)端部的相互接觸，所以，調(diào)整 該間隙可以防止各扇形鐵芯片的周方向的間距的偏差，例如，可以防 止疊置方向的扇形鐵芯片的鉚接位置的錯位。另外，通過將相鄰的扇 形鐵芯片的側(cè)端部這樣接近配置，即使在例如沖切扇形鐵芯片的金屬 模具的刀具磨耗、在側(cè)端部產(chǎn)生毛刺的情況下，也可防止其接觸，可 防止各扇形鐵芯片的周方向的間距的偏差。
下面，說明本發(fā)明第1實施例的疊層鐵芯的制造方法。
首先，在運送電磁鋼板(未圖示)的同時，如圖3所示，使用一 個或若干個金屬模具(未圖示)沖切出通過連接部12而相互結(jié)合的若 干個扇形鐵芯片13。
在沖切該扇形鐵芯片13時，在通常進行的切槽20的沖切形成之 后，進行形成凹部缺口 22的A工序、形成內(nèi)側(cè)缺口 23的B工序以及 形成收納凹部16、 17的C工序。在該C工序中，在形成收納凹部16、 17之前，預(yù)先形成貫通孔25。
另外，根據(jù)金屬模具的形狀，可以同時進行各A~C工序，也可 以依次分別進行，還可以變換順序地進行，甚至可以與沖切形成切槽 20同時進行。
然后，以內(nèi)側(cè)缺口 23的最里部24為起點，將連接部12彎曲，使 凸部47與相鄰的扇形鐵芯片13的凹部46嵌合，同時，使扇形鐵芯片 13的內(nèi)側(cè)側(cè)端部14對合，并且， 一邊偵J茲極片部19重合， 一邊將連 續(xù)的若干個扇形鐵芯片13巻繞成螺旋狀，將連接部12在疊置方向錯 開并疊置，制成疊層鐵芯10。另外，優(yōu)選將扇形鐵芯片13的內(nèi)側(cè)巻 繞在預(yù)定直徑的圓柱體上，巻繞成螺旋狀。
這里，在形成于扇形鐵芯片13的半徑方向外側(cè)的收納凹部16、 17內(nèi)，分別配置在疊置方向相鄰的連接部12的厚度方向膨出部15,
16可以將厚度方向膨出部15收納在扇形鐵芯片13的板厚內(nèi)，可以防止 產(chǎn)生在疊置方向相鄰的扇形鐵芯片間的間隙。
下面，參照圖5，說明本發(fā)明第2實施例的疊層鐵芯及其制造方法。
如圖5所示，將該扇形鐵芯片50巻繞成螺旋狀從而形成轉(zhuǎn)子疊層 鐵芯(未圖示)，在各扇形鐵芯片50上，在軛片部51的半徑方向外側(cè)， 設(shè)有若干個(本實施例中是2個)作為永磁鐵安裝部的一個例子的永 磁鐵插入孔52、 53。該永磁鐵插入孔52、 53的部分是作為轉(zhuǎn)子的磁 極的部分。
相鄰的扇形鐵芯片50的軛片部51由連接部55連接，該連接部 55位于外周區(qū)域54，該外周區(qū)域54是以扇形鐵芯片50的外周為基準(zhǔn)、 在半徑方向內(nèi)側(cè)與扇形鐵芯片50的半徑方向最大寬度的1/30~ 1/5(或 1/30 ~ 1/2)對應(yīng)的半徑寬度區(qū)域。而且，在連接部55的半徑方向外 側(cè)具有凹部缺口 56。另外，在連接部55的半徑方向內(nèi)側(cè)，設(shè)有形成 連接部55的彎曲位置的內(nèi)側(cè)缺口 57。
在扇形鐵芯片50中，在除了連接部55以外的軛片部51的半徑方 向外側(cè)，在相鄰的永磁4失插入孔52、 53之間，在表面和背面設(shè)有收納 凹部57a，在將連接部55彎曲巻繞時，形成在連接部55的厚度方向 的厚度方向膨出部收納在該收納凹部57a內(nèi)。在該收納凹部57a的中 央形成有貫通孔。另外，連接部55、收納凹部57a的形狀等與扇形鐵 芯片13相同(參照圖2)。
在相鄰的扇形鐵芯片50的側(cè)端部58上，形成有由凹部59和凸部 60構(gòu)成的定位卡合部。另外，在構(gòu)成磁極部的永磁鐵插入孔52、 53 的半徑方向內(nèi)側(cè)，在其中央形成有卡定凹部62,在相鄰的扇形鐵芯片 50的側(cè)端部58，在半徑方向內(nèi)側(cè)形成有卡定凹部65，該卡定凹部65 由相向的缺口 63、 64形成，將由連接部55連接的若干個扇形鐵芯片 50構(gòu)成的帶狀鐵芯片66巻繞成螺旋狀，此時，上下的卡定凹部62、 65重合。
在扇形鐵芯片50的磁極部的中央位置，在半徑方向內(nèi)側(cè)的軛片部51上形成有作為導(dǎo)孔或螺栓孔使用的圓孔67,在其兩側(cè)形成有鉚接部 68。
通過以預(yù)定間距在周圍設(shè)有卡定凸條的巻軸(未圖示)巻繞具有 上述結(jié)構(gòu)的帶狀鐵芯片66。另外，卡定凹部62、 65嵌合在卡定凸條 上。在該情況下，相鄰的扇形鐵芯片50的側(cè)端部58有時相抵接，但 也可以留有很小的間隙。
以上，參照實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不僅限定于 上述實施例記載的構(gòu)造，還包括在權(quán)利要求書記載的范圍內(nèi)的其它實 施例、變形例。例如，將上述各實施例或變形例的一部分或全部組合 起來構(gòu)成本發(fā)明的疊層鐵芯及其制造方法的情況也包含在本發(fā)明的權(quán)
利要求范圍內(nèi)。 工業(yè)實用性
本發(fā)明的疊層鐵芯用于馬達、發(fā)電機的定子或轉(zhuǎn)子，可提供制造 成本低、精度高的產(chǎn) 品。
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權(quán)利要求
1.一種疊層鐵芯，將通過形成于外周區(qū)域的連接部而相互結(jié)合的相鄰的扇形鐵芯片的上述連接部彎曲，并使上述扇形鐵芯片的半徑方向內(nèi)側(cè)或外側(cè)的端部對合，同時，將該連續(xù)的若干個上述扇形鐵芯片卷繞疊置成螺旋狀，將設(shè)在相鄰的層上的上述連接部在周方向上相互錯開地配置，其特征在于，在上述連接部的半徑方向外側(cè)具有凹部缺口，該凹部缺口將該連接部彎曲時形成于半徑方向外側(cè)的半徑方向膨出部收納在該疊層鐵芯的外側(cè)圓內(nèi)；在上述連接部的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)有形成該連接部的彎曲位置的內(nèi)側(cè)缺口，在除了上述連接部以外的上述扇形鐵芯片的半徑方向外側(cè)，在表面和背面設(shè)有收納凹部，該收納凹部收納上述連接部彎曲時在其厚度方向形成的厚度方向膨出部。
2. 如權(quán)利要求1所述的疊層鐵芯，其特征在于，上述收納凹部是以下形狀中的任意一種，即，圓錐、圓錐臺、四棱錐、四棱錐臺、部分球形、以及俯視為多邊形的形狀。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的疊層鐵芯，其特征在于，上述收納凹部的深度是上述扇形鐵芯片的厚度的0.15 ~ 0.3倍。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的疊層鐵芯，其特征在于，在上述收納凹部的中央位置設(shè)有貫通孔。
5. 如權(quán)利要求4所迷的疊層鐵芯，其特征在于，上述貫通孔的體的0.7~1.5倍范圍內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的疊層鐵芯，其特征在于，在相鄰的上述扇形鐵芯片的側(cè)部，形成有由凹部和與該凹部嵌合的凸部構(gòu)成的卡合部。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的疊層鐵芯，其特征在于，該疊層鐵芯是定子疊層鐵芯，在上述各扇形鐵芯片的軛片部的半徑方向內(nèi)側(cè)，設(shè)有若干個磁極片部，上述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。
8. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的疊層鐵芯，其特征在于，該疊層鐵芯是轉(zhuǎn)子疊層鐵芯，在上述各扇形鐵芯片的軛片部的半徑方向外側(cè)，設(shè)有永磁鐵安裝部，上述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。
9. 一種疊層鐵芯的制造方法，形成通過形成于外周區(qū)域的連接部而相互結(jié)合的若干個扇形鐵芯片，將上述連接部彎曲，使相鄰的上述扇形鐵芯片的側(cè)端部對合，同時，將該連續(xù)的若干個上述扇形鐵芯片巻繞疊置成螺旋狀，將設(shè)在鄰接的層上的上述連接部在周方向上相互錯開地配置，其特征在于，進行A工序、B工序和C工序；在A工序中，在形成上述扇形鐵芯片時，在上述連接部的半徑方向外側(cè)形成凹部缺口 ，該凹部缺口將該連接部彎曲時形成在半徑方向外側(cè)的半徑方向膨出部嵌入到該疊層鐵芯的外側(cè)圓內(nèi)；在B工序中，在上述連接部的半徑方向內(nèi)側(cè)形成決定該連接部的彎曲位置的內(nèi)側(cè)缺口；在C工序中，在除了上述連接部以外的上述扇形鐵芯片的半徑方向外側(cè)形成收納凹部，該收納凹部將上述連接部彎曲時形成在其厚度方向的厚度方向膨出部嵌入。
10. —種疊層鐵芯的制造方法，形成通過形成于外周區(qū)域的連接部而相互結(jié)合的若干個扇形鐵芯片，將上述連接部彎曲，使相鄰的上述扇形鐵芯片的內(nèi)側(cè)或外側(cè)對合，同時，將該連續(xù)的若干個上述扇形鐵芯片巻繞疊置成螺旋狀，將設(shè)在鄰接的層上的上述連接部在周方向上相互錯開地配置，其特征在于，進行A工序、B工序和C工序；在A工序中，在形成上述扇形鐵芯片時，在上述連接部的半徑方向外側(cè)形成凹部缺口 ，該凹部缺口將該連接部彎曲時形成在半徑方向外側(cè)的半徑方向膨出部嵌入到該疊層鐵芯的外側(cè)圓內(nèi)；在B工序中，在上迷連接部的半徑方向內(nèi)側(cè)形成決定該連接部的彎曲位置的內(nèi)側(cè)缺口；在c工序中，在除了上述連接部以外的上述扇形鐵芯片的半徑方向外側(cè)形成收納凹部，該收納凹部將上述連接部彎曲時形成在其厚度方向的厚度方向膨出部嵌入。
11. 如權(quán)利要求9或IO所述的疊層鐵芯的制造方法，其特征在于，上述收納凹部是以下形狀中的任意一種，即，圓錐、圓錐臺、四棱錐、四棱錐臺、部分球形、以及俯視為多邊形的形狀。
12. 如權(quán)利要求9至11中任一項所述的疊層鐵芯的制造方法，其特征在于，在上述收納凹部的中央，預(yù)先形成將沖壓加工該收納凹部而產(chǎn)生的剩余金屬釋放的貫通孔。
13. 如權(quán)利要求12所述的疊層鐵芯的制造方法，其特征在于，上述貫通孔的直徑在上述收納凹部的最大寬度的1/4~1/2范圍內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求9至13中任一項所述的疊層鐵芯的制造方法，其特征在于，該疊層鐵芯是定子疊層鐵芯，在上述各扇形鐵芯片的軛片部的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)有若干個磁極片部，上述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。
15. 如權(quán)利要求9至13中任一項所述的疊層鐵芯的制造方法，其特征在于，該疊層鐵芯是轉(zhuǎn)子疊層鐵芯，在上述各扇形鐵芯片的軛片部的半徑方向外側(cè)設(shè)有永磁鐵安裝部，上述連接部將相鄰的上述扇形鐵芯片的軛片部連接起來。
全文摘要
一種疊層鐵芯(10)，將結(jié)合相鄰的扇形鐵芯片(13)的外周區(qū)域(11)的連接部(12)彎曲，使扇形鐵芯片(13)的端部對合，同時，將連續(xù)的若干個扇形鐵芯片(13)卷繞疊置成螺旋狀，將鄰接的層的連接部(12)在周方向錯開地配置，其中，在連接部(12)的半徑方向外側(cè)具有凹部缺口(22)，該凹部缺口(22)將連接部(12)彎曲時形成在半徑方向外側(cè)的半徑方向膨出部(21)收納在疊層鐵芯(10)的外側(cè)圓內(nèi)，在連接部(12)的半徑方向內(nèi)側(cè)設(shè)有形成連接部(12)的彎曲位置的內(nèi)側(cè)缺口(23)，在除了連接部(12)以外的扇形鐵芯片(13)的半徑方向外側(cè)，在表面和背面設(shè)有收納凹部(16、17)，該收納凹部(16、17)收納連接部(12)彎曲時形成在其厚度方向的厚度方向膨出部(15)。
文檔編號H02K15/02GK101682219SQ20088001510
公開日2010年3月24日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者明神巖 申請人:株式會社三井高科技