專利名稱：定子鐵心及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠從板狀材料(例如，磁性金屬板)以良好的材料利用率進(jìn)行板材下料而且生產(chǎn)率也優(yōu)良的例如用于步進(jìn)馬達(dá)的定子鐵心及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，步進(jìn)馬達(dá)用的層疊鐵心由于轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心的氣隙非常小，兩鐵心片間的沖裁屑變得寬度窄小，有時(shí)在裁去途中斷裂，不落下到金屬模具的模具下方，而要再次裁去。另外，還存在因廢料被掛住而引起金屬模具破損的危險(xiǎn)。另外，在形成于轉(zhuǎn)子鐵心片的外側(cè)的齒和形成于定子鐵心片的內(nèi)側(cè)的小齒不能在一片板狀材料上按所期望的形狀進(jìn)行沖裁的場(chǎng)合，必須用分別的金屬模具沖裁轉(zhuǎn)子鐵心片和定子鐵心片，材料利用率下降，存在成本非常高這樣的問(wèn)題。作為用于解決上述問(wèn)題的以往的技術(shù)，例如，按在專利文獻(xiàn)1中記載的那樣提出了這樣的方案，即，在轉(zhuǎn)子鐵心片及定子鐵心片的至少一方的表面上朝板厚方向推壓，設(shè)置平坦地延伸了的薄壁部位，可用一個(gè)金屬模具一起制作轉(zhuǎn)子鐵心片和定子鐵心片?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 專利第四55804號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，記載于專利文獻(xiàn)1的技術(shù)在形成薄壁部位時(shí)特別是在使磁極前端部朝徑向內(nèi)側(cè)延伸的場(chǎng)合，從板厚方向單側(cè)進(jìn)行推壓，所以，在磁極片部產(chǎn)生翹曲，需要通過(guò)其后的鑿密成形強(qiáng)制地使翹曲復(fù)原，存在鑿密精度及鐵心的內(nèi)徑精度不穩(wěn)定這樣的問(wèn)題。另外，該問(wèn)題在要增大延伸量而較深地進(jìn)行了推壓的場(chǎng)合，翹曲也變大，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生了不良影響。本發(fā)明就是鑒于該情況而作出的，其目的在于提供一種定子鐵心及其制造方法， 該定子鐵心在形成薄壁部位而使磁極片部延伸時(shí)，能夠消除磁極片部的翹曲，提高鑿密精度及一起制作轉(zhuǎn)子鐵心片和定子鐵心片時(shí)的層疊鐵心的寸法精度。用于解決問(wèn)題的手段為了達(dá)到上述目的的第1發(fā)明的定子鐵心層疊了定子鐵心片，該定子鐵心片從將位于中央部的轉(zhuǎn)子鐵心片裁落了的磁性金屬板沖裁形成，其中在上述定子鐵心片的磁極片部設(shè)置從厚度方向兩側(cè)進(jìn)行推壓而形成的薄壁部，上述磁極片部延伸到徑向內(nèi)側(cè)。在這里，在第1發(fā)明的定子鐵心中，最好上述薄壁部從厚度方向兩側(cè)對(duì)上述磁極片部的同一部位進(jìn)行推壓而形成，另外，形成于上述磁極片部的厚度方向兩側(cè)的薄壁部的槽的截面形狀相同。另外，在第1發(fā)明的定子鐵心中，上述薄壁部的槽的截面形狀可為矩形，或上述薄壁部的槽底的截面形狀為圓弧。而且，在這里，矩形除了正四方形外，也包含角落部變圓了的四方形。為了達(dá)到上述目的，提供第2發(fā)明的定子鐵心的制造方法，該定子鐵心層疊定子鐵心片，該定子鐵心片從將位于中央部的轉(zhuǎn)子鐵心片裁落了的磁性金屬板沖裁形成，其中從厚度方向兩側(cè)對(duì)上述定子鐵心片的磁極片部的同一部位或不同的部位進(jìn)行推壓而形成薄壁部，使上述磁極片部朝徑向內(nèi)側(cè)延伸規(guī)定長(zhǎng)度。來(lái)自該厚度方向兩側(cè)的推壓可為一次，也可為多次。在第2發(fā)明的定子鐵心的制造方法中，即使在上述薄壁部通過(guò)從厚度方向兩側(cè)分成多次對(duì)上述磁極片部的同一部位或不同的部位進(jìn)行推壓而形成的場(chǎng)合，也適用本發(fā)明。另外，在第2發(fā)明的定子鐵心的制造方法中，最好上述薄壁部形成在上述磁極片部的直片部。發(fā)明的效果在本發(fā)明的定子鐵心及其制造方法中，在定子鐵心片的磁極片部從厚度方向兩側(cè) (對(duì)同一部位或不同的部位)進(jìn)行推壓而形成薄壁部，使磁極片部朝徑向內(nèi)側(cè)延伸，不需要如以往那樣從單側(cè)表面深深地推壓沖頭，所以，能夠防止磁極片部的彎曲(翹曲)，提高鑿密精度及一起制作時(shí)的定子鐵心的內(nèi)徑精度。另外，對(duì)厚度方向兩側(cè)進(jìn)行推壓而形成薄壁部，從而相比僅對(duì)厚度方向單側(cè)進(jìn)行推壓而形成薄壁部的場(chǎng)合能夠不改變磁特性地朝徑向內(nèi)側(cè)更長(zhǎng)地延伸。另外，能夠獲得與僅對(duì)厚度方向單側(cè)進(jìn)行推壓而使磁極片部延伸的場(chǎng)合同樣的延伸量，而且磁特性進(jìn)一步提
尚ο
圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的定子鐵心和與該定子鐵心成對(duì)的轉(zhuǎn)子鐵心的立體圖。圖2(A)為用于該定子鐵心的定子鐵心片的俯視圖，⑶為A-A向視截面圖。圖3為表示本發(fā)明的一實(shí)施例的定子鐵心的制造方法的工序圖。圖4(A)為該定子鐵心的制造方法的一工序的說(shuō)明圖，(B) (D)為表示變形例的槽的截面形狀的說(shuō)明圖。圖5(A)、(B)為用于確認(rèn)本發(fā)明的定子鐵心的作用及效果進(jìn)行的試驗(yàn)片的說(shuō)明圖。圖6為表示現(xiàn)有例和實(shí)驗(yàn)例的鐵心片中的磁通的流動(dòng)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的一實(shí)施例的定子鐵心10為用于步進(jìn)馬達(dá)的定子鐵心，在環(huán)狀的軛鐵部11的內(nèi)側(cè)設(shè)置多個(gè)磁極部12。磁極部12具有繞組部13和設(shè)在繞組部13的徑向內(nèi)側(cè)的極齒14，在各極齒14的徑向內(nèi)側(cè)設(shè)置多個(gè)小齒15。定子鐵心10利用鑿密部16對(duì)多片定子鐵心片17(參照?qǐng)D2、進(jìn)行鑿密層疊而形成，定子鐵心片17的形狀與俯視時(shí)的定子鐵心10的形狀相同，在周圍具有軛鐵片部18，在其內(nèi)側(cè)具有多個(gè)磁極片部19。磁極片部19具有層疊而構(gòu)成繞組部13的直片部20和形成在直片部20的徑向內(nèi)側(cè)的極齒片部21，在極齒片部21的內(nèi)側(cè)形成了小齒22。如圖2㈧、⑶所示那樣，在磁極片部19的直片部20分別設(shè)置從厚度方向兩側(cè)對(duì)同一部位進(jìn)行推壓而形成的薄壁部M。在薄壁部對(duì)的表里形成矩形截面的槽25、26。槽 25、沈成為相同形狀，其槽深b成為板厚(例如設(shè)板厚為0.5mm的場(chǎng)合)的2 20%，槽寬度a例如為1 6倍左右。鑿密部16可為半裁鑿密，也可為V形鑿密。在該實(shí)施例中，薄壁部M形成在直片部20的徑向內(nèi)側(cè)，但也可配置在直片部20的中央部或徑向外側(cè)。在圖1中表示了該與定子鐵心10成對(duì)的轉(zhuǎn)子鐵心觀，轉(zhuǎn)子鐵心28在中央形成軸孔四，在周圍形成多個(gè)齒30。形成為這樣的結(jié)構(gòu)，即，該齒30的前端部與定子鐵心10的小齒15的前端具有很小的間隙，轉(zhuǎn)子鐵心觀能夠在定子鐵心10內(nèi)旋轉(zhuǎn)。下面，參照?qǐng)D3說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施例的定子鐵心的制造方法。如圖3所示，適用本發(fā)明的一實(shí)施例的定子鐵心的制造方法的定子鐵心的制造裝置具有工位A I，在工位A，在厚度例如0. 3 Imm左右的長(zhǎng)尺寸的磁性金屬板32上形成定位孔33。在工位B，在由4個(gè)定位孔33定位了的磁性金屬板32上形成軸孔四。在工位C，在軸孔四的周圍形成鑿密部35，在工位D，對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心片36進(jìn)行外形沖裁，在金屬模具內(nèi)進(jìn)行疊，制造轉(zhuǎn)子鐵心觀。在工位E，從已將中央部的轉(zhuǎn)子鐵心片36裁落了的磁性金屬板32沖裁用于形成定子鐵心片17的各磁極片部19的輪廓的狹槽37。然后，在工位F，在構(gòu)成各磁極片部19的直片部20局部地進(jìn)行推壓(精壓)，形成薄壁部24。 在本實(shí)施例中，薄壁部M分別成為圓弧狀，整體上處在同一圓上，但也可將薄壁部形成為直線狀。而且，轉(zhuǎn)子鐵心片36和定子鐵心片17同心地形成。其狀態(tài)如圖4(A)所示，從上下用沖頭(凸形金屬模具)38、39對(duì)直片部20進(jìn)行推壓，按規(guī)定寬度形成規(guī)定深度的槽25、26。這樣，直片部20的徑向外側(cè)由軛鐵片部18約束， 所以，直片部20朝徑向內(nèi)側(cè)延伸。另外，為了提高材料的延性，也可如精密沖裁加工那樣， 例如如圖4(A)所示那樣，用楔狀的V形環(huán)20a將材料壓接固定在模具上地進(jìn)行推壓。當(dāng)然可以省略V形環(huán)20a。而且，也可由從上下在同一部位對(duì)直片部20進(jìn)行推壓(精壓)的沖頭，如圖4(B) 所示那樣形成寬度大的槽40、41，或如圖4(C)所示那樣形成寬度窄的槽42、43。另外，也可如圖4(D)所示那樣形成為槽底面44、45的截面為圓弧狀的槽46、47。另外，在從金屬模具的布局考慮可用槽寬度大的沖頭進(jìn)行推壓的場(chǎng)合，也可用小型的沖頭(例如，寬度窄的沖頭)多次進(jìn)行推壓，形成寬度大的槽。磁極片部19延伸的長(zhǎng)度L與上下的槽的合計(jì)體積大致成比例。S卩，與(上下的槽的合計(jì)截面積)X (槽的寬度)大致相同。如增大槽的深度，減小薄壁部的厚度，則磁阻增加，定子鐵心10的磁特性變差，充分考慮上下的槽的合計(jì)截面積和薄壁部的厚度設(shè)計(jì)上下的槽的形狀。在下一工位G，在直片部20及極齒片部19形成必要的鑿密部16。而且，也可在軛鐵片部18形成鑿密部。在工位H，在磁極片部19的內(nèi)側(cè)沖裁形成極齒片部21。在該場(chǎng)合，磁極片部19朝徑向內(nèi)側(cè)延伸，所以，能夠在更徑向內(nèi)側(cè)形成具有小齒22的極齒片部21。在工位I進(jìn)行外形沖裁，在金屬模具內(nèi)對(duì)定子鐵心片17進(jìn)行鑿密層疊，制造定子鐵心10。
實(shí)驗(yàn)例下面，參照?qǐng)D5、圖6對(duì)本發(fā)明的定子鐵心的制造方法的作用效果進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。在圖5(A)中，表示在長(zhǎng)度120mm、寬度30mm、厚度0. 5mm的鐵心片(電磁鋼板)50 的中央從單側(cè)形成了寬度1mm、深度0.225mm的槽51的試驗(yàn)片，在圖5(B)中，表示在長(zhǎng)度 120mm、寬度30mm、厚度0. 5mm的與鐵心片50相同材料的鐵心片52的中央從兩側(cè)形成了寬度1mm、深度0. 1125mm的槽53、54的試驗(yàn)片。而且，圖6表示在圖5 (A)、(B)中，從矩形A的位置對(duì)鐵心片50、52進(jìn)行側(cè)視觀察時(shí)的磁通的流動(dòng)。51a表示槽51的角落部，53a、5^分別表示槽53、54的角落部。如圖6所示那樣，使用磁場(chǎng)解析確認(rèn)對(duì)該鐵心片50、52施加50Hz、224A/m的磁場(chǎng)時(shí)的磁通的流動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在鐵心片50的場(chǎng)合，由于必須在槽51的角落部51a急劇地使磁通彎曲，所以，發(fā)生磁通的泄漏，結(jié)果流動(dòng)的磁通變少，但在鐵心片52的場(chǎng)合，槽53、M的角落部53a、5^不發(fā)生磁通的泄漏，鐵心片50的磁通量比鐵心片52的磁通量少0. 2T。因此，可以得知，從兩側(cè)設(shè)置了槽53、54的鐵心片52的磁特性得到改善。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在不改變本發(fā)明的要旨的范圍，即使改變磁極的數(shù)量、 極齒的形狀，本發(fā)明也能夠適用。另外，在上述實(shí)施例中，薄壁部從厚度方向兩側(cè)對(duì)磁極片部的同一部位進(jìn)行推壓，但在從厚度方向兩側(cè)推壓磁極片部的表里的不同的部位(也包含一部分重復(fù)的場(chǎng)合)的場(chǎng)合，本發(fā)明也適用。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性在本發(fā)明的定子鐵心及其制造方法中，在定子鐵心片的磁極片部從厚度方向兩側(cè) (對(duì)同一部位或不同的部位)進(jìn)行推壓而形成薄壁部，所以，使磁極片部朝徑向內(nèi)側(cè)均勻地延伸。另外，能夠?qū)O齒片部形成更有效的加工余量，制造更高精度的定子鐵心片。對(duì)厚度方向兩側(cè)進(jìn)行推壓而形成薄壁部，相比僅對(duì)厚度方向單側(cè)進(jìn)行推壓而形成了薄壁部的場(chǎng)合，能夠不改變磁特性地使其向徑向內(nèi)側(cè)更長(zhǎng)地延伸，能夠制造效率更好的馬達(dá)。附圖標(biāo)記說(shuō)明10 定子鐵心，11 軛鐵部，12 磁極部，13 繞組部，14 極齒，15 小齒，16 鑿密部，17 定子鐵心片，18 軛鐵片部，19 磁極片部，20 直片部，20a :V形環(huán)，21 極齒片部， 22 小齒，24 薄壁部，2546 槽，28 轉(zhuǎn)子鐵心，29 軸孔，30 齒，32 磁性金屬板，33 定位孔，35 鑿密部，36 轉(zhuǎn)子鐵心片，37 狹槽，38、39 沖頭，40 43 槽，44、45 槽底面，46、47 槽，50 鐵心片，51 槽，51a 角落部，52 鐵心片，53、54 槽，53aJ4a 角落部
權(quán)利要求
1.一種定子鐵心，所述定子鐵心層疊了定子鐵心片，該定子鐵心片從將位于中央部的轉(zhuǎn)子鐵心片裁落了的磁性金屬板沖裁形成；其特征在于在所述定子鐵心片的磁極片部設(shè)有從厚度方向兩側(cè)進(jìn)行推壓而形成的薄壁部，所述磁極片部被延伸到徑向內(nèi)側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子鐵心，其特征在于所述薄壁部通過(guò)從厚度方向兩側(cè)對(duì)所述磁極片部的同一部位進(jìn)行推壓而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子鐵心，其特征在于形成于所述磁極片部的厚度方向兩側(cè)的薄壁部的槽的截面形狀相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定子鐵心，其特征在于所述薄壁部的槽的截面形狀為矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定子鐵心，其特征在于所述薄壁部的槽底的截面形狀為圓弧。
6.一種定子鐵心的制造方法，該定子鐵心層疊定子鐵心片，該定子鐵心片從將位于中央部的轉(zhuǎn)子鐵心片裁落了的磁性金屬板沖裁形成；其特征在于從厚度方向兩側(cè)對(duì)所述定子鐵心片的磁極片部進(jìn)行推壓而形成薄壁部，使所述磁極片部朝徑向內(nèi)側(cè)延伸規(guī)定長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定子鐵心的制造方法，其特征在于通過(guò)從厚度方向兩側(cè)對(duì)所述磁極片部的同一部位進(jìn)行推壓而形成所述薄壁部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的定子鐵心的制造方法，其特征在于所述薄壁部通過(guò)從厚度方向兩側(cè)分成多次進(jìn)行推壓而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6 8中任何一項(xiàng)所述的定子鐵心的制造方法，其特征在于所述薄壁部形成在所述磁極片部的直片部。
全文摘要
一種定子鐵心(10)及其制造方法，該定子鐵心(10)層疊了定子鐵心片(17)，該定子鐵心片(17)從將位于中央部的轉(zhuǎn)子鐵心片(36)裁落了的磁性金屬板(32)沖裁形成；其中在定子鐵心片(17)的磁極片部(19)設(shè)置從厚度方向兩側(cè)進(jìn)行推壓而形成的薄壁部(24)，使磁極片部(19)朝徑向內(nèi)側(cè)延伸。這樣，能夠消除磁極片部(19)的翹曲，提高鑿密精度及轉(zhuǎn)子鐵心片(36)與定子鐵心片(17)的一起制作時(shí)的層疊鐵心的尺寸精度。
文檔編號(hào)H02K1/18GK102449880SQ201080023750
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者橋本彰博, 蓮尾裕介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三井高科技