用于制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于通過層疊圓形鐵心件來制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法。該方法在磁性鋼板中確定第一沖裁區(qū)域、第二沖裁區(qū)域和第三沖裁區(qū)域，其中，該第一沖裁區(qū)域限定鐵心件的形狀，該第二沖裁區(qū)域限定磁體插孔的形狀，并且該第三沖裁區(qū)域限定磁性鋼板中的任意部分的形狀。該方法還在第二沖裁區(qū)域中形成臨時(shí)縫隙，形成從臨時(shí)縫隙延伸到第三沖裁區(qū)域的打薄部，并且沖裁第一沖裁區(qū)域、第二沖裁區(qū)域和第三沖裁區(qū)域，由此制造包括打薄部和形成在周向上的磁體插孔的各圓形鐵心件。
【專利說明】用于制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)是基于2013年2月19日提交的日本專利申請(qǐng)N0.2013-030108并且要求該日本專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請(qǐng)的內(nèi)容以其整體通過引用并入。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種用于制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法，其中永磁體設(shè)置在磁體插孔中，具體而言，涉及一種減小磁通量損失的用于制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，使用轉(zhuǎn)子用永磁體的電馬達(dá)被用于混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、空氣調(diào)節(jié)器等等。永磁體被插入沿著轉(zhuǎn)子層疊鐵心的周向形成的多個(gè)磁體插孔中。然而，由于一般磁體插孔僅具有略大于插入磁體插孔中的永磁體的形狀的空間，所以在從永磁體的N極到S極弓I出的磁通量中，可能產(chǎn)生經(jīng)過層疊鐵心的漏通量。
[0005]因此，如JP-A-9-289745中所公開的那樣，提出了通過橋接部中的壓縮變換提供一種槽形硬化部，在該橋接部中，從永磁體的N極到S極的磁通量從永磁體的側(cè)面漏出。公開了通過提供硬化部，漏通量減小，并且層疊鐵心的強(qiáng)度改進(jìn)。這些方面在圖8A的平面圖和圖8B的側(cè)視圖中示出。圖8A和圖8B圖示磁體插孔71、硬化部(打薄部)72和橋接部(漏通量穿過其區(qū)域A) 73。
[0006]參照?qǐng)D9A至圖9D說明一種用于制造在這種情況下的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法。在構(gòu)成轉(zhuǎn)子層疊鐵心的一部分的鐵心件60中，如圖9A中所示，沿著周向布置的多個(gè)磁體插孔61形成在鐵心件60的徑向方向上的外部區(qū)域。然后，執(zhí)行壓印(coining)過程以形成如圖9B中所示的打薄部62，并且將鐵心件60的外形沖壓為如圖9C中所示，由此形成各鐵心件60。在圖9B和圖9C中，示出橋接部63。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]然而，如圖9D的放大圖中所示，在圖9B的步驟中，將壓印部的件(金屬件)擠壓到鐵心件60的外側(cè)并且擠壓到鐵心件60的磁體插孔61。因?yàn)榻饘偌谕獠繘_裁的過程中被移除，所以被擠壓到鐵心件60的外側(cè)的金屬件不影響鐵心件60的形狀。另一方面，被擠壓到磁體插孔61的一側(cè)的金屬件作為突出部64保留在磁體插孔中。在這種情況下,磁體插孔61的形狀的精度下降，并且因此，產(chǎn)生漏通量，并且在一些情況下磁性特性會(huì)惡化。
[0008]考慮到如上文所提及的情況，本發(fā)明的目的是提供一種制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法，通過該方法，即使通過壓印過程提供打薄部，金屬也幾乎不會(huì)突出到磁體插孔中，并且磁體插孔的形狀的精度和永磁體的磁性幾乎不會(huì)惡化。
[0009]本發(fā)明的第一方面提供了一種用于通過層疊圓形鐵心件制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法，該方法包括:準(zhǔn)備磁性鋼板，用該磁性鋼板沖裁各個(gè)所述圓形鐵心件；在所述磁性鋼板中確定第一沖裁區(qū)域、第二沖裁區(qū)域和第三沖裁區(qū)域，其中，所述第一沖裁區(qū)域限定所述磁性鋼板中的各鐵心件的形狀，所述第二沖裁區(qū)域限定將被形成在各鐵心件中的磁體插孔的形狀以將永磁體插入所述磁體插孔中，并且所述第三沖裁區(qū)域限定所述磁性鋼板中的任意部分的形狀；在所述第二沖裁區(qū)域中形成臨時(shí)縫隙；形成至少從所述臨時(shí)縫隙延伸到所述第三沖裁區(qū)域的打薄部；以及沖裁所述第一沖裁區(qū)域、所述第二沖裁區(qū)域連同所述臨時(shí)縫隙以及所述第三沖裁區(qū)域，由此制造包括所述打薄部和形成在周向上的多個(gè)磁體插孔的各圓形鐵心件。
[0010]在本發(fā)明的第二方面中，該方法可以被配置成使得臨時(shí)縫隙形成有離開第二沖裁區(qū)域的邊界的間隙，并且打薄部以從臨時(shí)縫隙延伸到第三沖裁區(qū)域的槽形狀形成，并且打薄部橫跨鐵心件中的區(qū)域，來自永磁體的漏通量穿過該區(qū)域。
[0011]在本發(fā)明的第三方面中，該方法可以被配置成使得臨時(shí)縫隙設(shè)置在槽形打薄部的延伸部上，并且臨時(shí)縫隙在寬度上比槽形打薄部更大。
[0012]在本發(fā)明的第四方面中，該方法可以被配置成使得暫時(shí)縫隙被形成為與接觸打薄部的第二沖裁區(qū)域的邊界隔開0.05mm至0.5mm的量。
[0013]在本發(fā)明的第五方面中，該方法可以被配置成使得臨時(shí)縫隙包括第一部分和展開部分，該第一部分與打薄部相連續(xù)，并且該展開部分具有比該第一部分的寬度小的寬度以擴(kuò)展該臨時(shí)縫隙的全周。
[0014]在本發(fā)明的第六方面中，該方法可以被配置成使得第三沖裁區(qū)域是在第一沖裁區(qū)域的外部的區(qū)域、限定鐵心件中的另一個(gè)磁體插孔的形狀的另一個(gè)沖裁區(qū)域或者限定縫隙的形狀用于減輕鐵心件的重量的又一個(gè)沖裁區(qū)域。
[0015]在本發(fā)明的第七方面中，該方法被配置成使得打薄部的厚度在鐵心件的板厚度的0.3至0.98倍的范圍內(nèi)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一至第七方面的用于通過層疊圓形鐵心件制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法，可以在其中來自永磁體的漏通量所穿過的區(qū)域(橋接部)中形成打薄部，同時(shí)將磁體插孔的形狀保持為規(guī)律的狀態(tài)。由此，區(qū)域A能夠變硬，并且該區(qū)域的漏通量能夠減少。
[0017]具體地，根據(jù)在本發(fā)明的第三方面中的制造方法，臨時(shí)縫隙設(shè)置在打薄部的延伸部上，并且臨時(shí)縫隙在寬度上比槽形打薄部更大。由此，由壓印過程產(chǎn)生的凸部能夠在臨時(shí)縫隙中被吸收。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的制造方法，因?yàn)榕R時(shí)縫隙被形成為與接觸打薄部的第二沖裁的邊界隔開0.05mm至0.5mm，所以磁體插孔容易地形成。也就是說，如果臨時(shí)縫隙與磁體插孔之間的間隙小于0.05mm，則可能存在的情況是磁體插孔的沖裁件的連接部變形并且被破壞，并且在沖裁件中產(chǎn)生上升。另外，如果臨時(shí)縫隙和磁體插孔之間的間隙超過
0.5mm，則用于壓印處理的長(zhǎng)度變得比所需的長(zhǎng)度更長(zhǎng)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第五方面中的制造方法，因?yàn)榕R時(shí)縫隙包括與打薄部相連的第一部分和具有小于該第一部分寬度的寬度以延伸臨時(shí)縫隙的全周的展開部分，所以防止沖裁件的上升。此外，因?yàn)槿~片的橫截面積由于展開部分的存在而增加，所以葉片的壽命能夠延長(zhǎng)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第六方面中的制造方法，因?yàn)榈谌龥_裁區(qū)域是第一沖裁區(qū)域外部的區(qū)域、限定鐵心件中另一個(gè)磁體插孔的形狀的另一個(gè)沖裁區(qū)域、或限定縫隙的形狀以便減輕鐵心件的重量的又一個(gè)沖裁區(qū)域，所以在縱向方向上打薄部的兩端的形狀在精度上增加。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]在所附的附圖中:
[0022]圖1是通過根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法制造的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的平面圖；
[0023]圖2A和圖2B分別是指示轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的一部分的平面圖；
[0024]圖3A是指示轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的一部分的平面圖；
[0025]圖3B是打薄部的截面圖；
[0026]圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的圖示；
[0027]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的圖示；
[0028]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的圖示；
[0029]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的圖示；
[0030]圖8A和圖SB是指示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的打薄部的結(jié)構(gòu)的圖示；并且
[0031]圖9A至圖9D是指示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的打薄部的結(jié)構(gòu)的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文中，參照所附附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作出描述。
[0033]如圖1至圖3B中所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法涉及通過層疊鐵心件10而形成的轉(zhuǎn)子層疊鐵心13，并且轉(zhuǎn)子層疊鐵心13具有多個(gè)磁體插孔12，永磁體11沿轉(zhuǎn)子層疊鐵心13的周向插入所述多個(gè)磁體插孔12中。該制造方法還形成有橫跨區(qū)域A的打薄部14，來自永磁體11的漏通量穿過該區(qū)域A。軸向內(nèi)孔15形成在轉(zhuǎn)子層疊鐵心13的中心。此外，可以形成未圖示的多個(gè)沖裁縫隙以減輕重量。
[0034]準(zhǔn)備由磁性鋼板構(gòu)成的帶形板16以沖裁出鐵心件10。在帶形板16中確定第一沖裁區(qū)域以限定鐵心件10的形狀。在帶形板16中，構(gòu)成轉(zhuǎn)子層疊鐵心13的鐵心件(轉(zhuǎn)子鐵心件)10以預(yù)定的節(jié)距形成。事先或之后，在鐵心件10的中心中形成有軸向內(nèi)孔15，如圖1中所示。如圖2A和圖2B中所示，存在用于多個(gè)磁體插孔的沖裁區(qū)域B (第二沖裁區(qū)域)和來自插入磁體插孔12中的永磁體11的漏磁通穿過的區(qū)域A。換言之，第二沖裁區(qū)域限定磁體插孔12的形狀。
[0035]而且，如圖2A中所示，臨時(shí)縫隙17事先形成在用于磁體插孔的沖裁區(qū)域B中，同時(shí)在沖裁區(qū)域B的徑向方向上提供離開側(cè)端部16a的間隙gl。在此處，臨時(shí)縫隙17存在于打薄部14的中心軸線的延長(zhǎng)線上，并且它在平面視圖下形成為大致矩形形狀。形成臨時(shí)縫隙17，同時(shí)在寬度方向上提供離開磁體插孔12的各邊緣部20、21的恒定間隙g2。在此處，例如，間隙gl的范圍在0.05mm至0.5mm之間。間隙g2可以超過0.5mm,但是打薄部的寬度變窄。若間隙gl、g2被形成為小于0.05mm，則當(dāng)沖裁磁體插孔12時(shí)，容易發(fā)生打薄部14變形并且由沖壓加工的邊緣部20、21制造出沖裁剩余部分(blanking residue)。
[0036]在這種狀態(tài)下，如圖2B中所示，在區(qū)域A上執(zhí)行壓印過程，來自永磁體11的漏通量穿過該區(qū)域A。由此，如圖2B中所示，跨穿過區(qū)域A的漏通量的槽形打薄部14形成在鐵心件10的表面中。打薄部14在其周向具有傾斜表面24，其傾斜角度是例如30度至60度，如圖3B中所示。例如，打薄部14的槽底部23是平面的，并且其厚度tl為鐵心件10的板厚t的約0.3至約0.98倍以上。
[0037]打薄部14的內(nèi)端(一端)存在于臨時(shí)縫隙17中，并且打薄部14的槽底部23的寬度Wl比臨時(shí)縫隙17的寬度W2小。例如，寬度Wl= (0.5至0.8) X寬度W2。在該實(shí)施例中，打薄部14的中心軸線和臨時(shí)縫隙17的中心線彼此一致。在這種情況下，由壓印過程引起的鐵心件10的一些金屬件環(huán)繞打薄部14分布，并且凸部(金屬件)25也形成在臨時(shí)縫隙17內(nèi)。在該實(shí)施例中，打薄部14的另一端存在于比帶形板16或鐵心件10的外形更外面的區(qū)域(即，空間區(qū)域C，或第三沖裁區(qū)域)中。
[0038]然后，如圖3A中所示，完全圍繞臨時(shí)縫隙17和鐵心件10的外形的磁體插孔12被依次或同時(shí)沖裁。在該過程中，臨時(shí)縫隙17消失，并且臨時(shí)縫隙17中的凸部25也消失。由此，以精確的形狀形成磁體插孔12。
[0039]因?yàn)榇虮〔?4的形狀未改變，所以打薄部的強(qiáng)度通過壓印過程而增加，并且此夕卜，磁阻增加，并且漏磁通量減小。在該實(shí)施例中，鐵心件10的外部區(qū)域形成空間區(qū)域C或第三沖裁區(qū)域。如果打薄部14的外部區(qū)域是鐵心件10的外部區(qū)域，則不必在打薄部14的外部區(qū)域中提供臨時(shí)縫隙。在這種情況下，鐵心件10的外部區(qū)域可能在一定程度上變形，但是因?yàn)橥獠啃螤钭罱K被沖裁，因此不會(huì)有問題。
[0040]隨后，參照?qǐng)D4描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法，同時(shí)描述不同于根據(jù)第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的要點(diǎn)。這適用于下面的實(shí)施例。
[0041]在該實(shí)施例中，臨時(shí)縫隙27包括:基部分(在該實(shí)施例中是基本上矩形形狀);以及使臨時(shí)縫隙27的全周擴(kuò)展或增加的展開部分28 (輪廓長(zhǎng)度增加區(qū)域)。如果臨時(shí)縫隙27具有諸如矩形的簡(jiǎn)單的輪廓，則當(dāng)通過沖壓機(jī)在模中沖裁臨時(shí)縫隙27時(shí)，很可能的是，在沖壓機(jī)的底部，沖裁件由真空功率吸入，并且使沖裁件升高。然而，在該實(shí)施例中，由于設(shè)置了展開部分28，沖裁件和模之間的接觸阻力增加，并且沖裁件僅停留在模中，由此防止沖裁件隨著沖壓機(jī)的升高而上升。此外，因?yàn)槿~片的橫截面積由于展開部分28的存在而增加，所以葉片的壽命能夠延長(zhǎng)。
[0042]隨后，參照?qǐng)D5描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法。在該實(shí)施例中，臨時(shí)縫隙30形成在帶形板16中，除鐵心件10的區(qū)域之外。臨時(shí)縫隙30存在于槽形打薄部14的延伸部上。通過對(duì)打薄部14壓印而在各個(gè)臨時(shí)縫隙30、17中產(chǎn)生凸部，但是臨時(shí)縫隙17、30由磁體插孔12的沖裁過程和鐵心件10的外形的沖裁過程而被沖裁并掉落，并且形成鐵心件10的精確的外形和磁體插孔12的精確的輪廓。
[0043]隨后，參照?qǐng)D6描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法。
[0044]在該實(shí)施例中，來自永磁體的漏通量所穿過的區(qū)域A存在于相鄰的磁體插孔32、33之間。就這點(diǎn)而論，臨時(shí)縫隙34、35分別形成在磁體插孔32、33的相鄰的邊緣部分中，并且槽形打薄部36被形成為將臨時(shí)縫隙34、35互連在一起。打薄部36的截面與第一實(shí)施例中的打薄部14的截面相同。
[0045]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在將被加強(qiáng)的區(qū)域A中執(zhí)行硬化過程，漏通量的磁阻變大，并且因此，漏通量減小。此外，由于磁體插孔32、33的形狀被維持為預(yù)定的形狀，永磁體的插入位置變得更加正確。
[0046]在該實(shí)施例中，磁體插孔32對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)磁體插孔,并且用于另一磁體插孔33的沖裁區(qū)域構(gòu)成空間區(qū)域C。
[0047]隨后，參照?qǐng)D7描述根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法。
[0048]在該實(shí)施例中，臨時(shí)縫隙44、45分別形成在磁體插孔42、43的相鄰的邊緣部分中，并且打薄部46被形成在臨時(shí)縫隙44、45與鐵心件10的輪廓之間的預(yù)定的區(qū)域中，如圖7中所示。即，打薄部46不必具有如先前在其它實(shí)施例中所描述的直槽形狀，而是可以具有從兩個(gè)磁體插孔44、45和諸如鐵心件10的輪廓的其它沖裁區(qū)域延伸的任意區(qū)域。
[0049]本發(fā)明并不限于實(shí)施例的詳細(xì)描述，并且在不改變本發(fā)明的主題的范圍內(nèi)，能夠改變結(jié)構(gòu)。
[0050]例如，本發(fā)明被應(yīng)用于包括新步驟的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法，在該方法中，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法和根據(jù)其它實(shí)施例的轉(zhuǎn)子層疊鐵心的制造方法的一些步驟被組合在一起。例如，根據(jù)第二實(shí)施例的展開部分能夠被應(yīng)用于其它實(shí)施例的配置。
[0051]另外，設(shè)置在轉(zhuǎn)子層疊鐵心中的為了減輕重量的縫隙的形成區(qū)域能夠被假定為空間區(qū)域C或第三沖裁區(qū)域。確定空間區(qū)域C或第三沖裁區(qū)域以限定磁性鋼板中的任意部分的形狀。
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過層疊圓形鐵心件來制造轉(zhuǎn)子層疊鐵心的方法，該方法包括: 準(zhǔn)備磁性鋼板，用該磁性鋼板沖裁各個(gè)所述圓形鐵心件； 在所述磁性鋼板中確定第一沖裁區(qū)域、第二沖裁區(qū)域和第三沖裁區(qū)域，其中，所述第一沖裁區(qū)域限定所述磁性鋼板中的各鐵心件的形狀，所述第二沖裁區(qū)域限定將被形成在各鐵心件中的磁體插孔的形狀以將永磁體插入所述磁體插孔中，并且所述第三沖裁區(qū)域限定所述磁性鋼板中的任意部分的形狀； 在所述第二沖裁區(qū)域中形成臨時(shí)縫隙； 形成至少從所述臨時(shí)縫隙延伸到所述第三沖裁區(qū)域的打薄部；以及 沖裁所述第一沖裁區(qū)域、所述第二沖裁區(qū)域連同所述臨時(shí)縫隙以及所述第三沖裁區(qū)域，由此制造包括所述打薄部和形成在周向上的多個(gè)磁體插孔的各圓形鐵心件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述臨時(shí)縫隙形成有離開所述第二沖裁區(qū)域的邊界的間隙，并且 所述打薄部以從所述臨時(shí)縫隙延伸到所述第三沖裁區(qū)域的槽形形成，并且所述打薄部橫跨所述鐵心件中的這樣一區(qū)域:來自所述永磁體的漏通量穿過該區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中， 所述臨時(shí)縫隙設(shè)置在所述槽形打薄部的延伸部上，并且所述臨時(shí)縫隙在寬度上比所述槽形打薄部更大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述臨時(shí)縫隙被形成為與接觸所述打薄部的所述第二沖裁區(qū)域的邊界隔開0.05mm至0.5mm的量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述臨時(shí)縫隙包括第一部分和展開部分，該第一部分與所述打薄部連續(xù)，該展開部分具有比所述第一部分的寬度小的寬度以擴(kuò)展所述臨時(shí)縫隙的全周。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述第三沖裁區(qū)域是在所述第一沖裁區(qū)域外部的區(qū)域、限定所述鐵心件中的另一個(gè)磁體插孔的形狀的另一個(gè)沖裁區(qū)域或者限定縫隙的形狀用于減輕所述鐵心件的重量的又一個(gè)沖裁區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中， 所述打薄部的厚度在所述鐵心件的板厚的0.3至0.98倍的范圍內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02K15/02GK103997164SQ201410055271
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月19日
【發(fā)明者】橋本彰博, 清水高広 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三井高科技