專利名稱：裝有鐵芯的電機及其鐵芯的制造方法
技術領域：
本發明涉及一種在定子鐵芯各凸極的延伸端上、具有面向轉子鐵芯側聚束磁通的磁通集磁面的裝有鐵芯電機及其鐵芯的制造方法。
背景技術：
在一般普及使用的裝有鐵芯電機中，安裝著由電磁鋼板的層積體等構成的鐵芯。例如、在圖8所示的磁面埋入型的裝有分割鐵芯的電機中，在外殼1的內周壁面上，安裝著圓周狀分割并相互密接的定子鐵芯2的環狀基部2a，同時從這些各環狀基部2a，設置有面向中心側作放射狀延伸的多個凸極2b。
在上述各凸極2b的延伸端(內端)，分別設置有形成大致圓弧狀的集磁部(T字形部)2c，同時，形成于這些各集磁部2c內周面的磁通集磁面2d設置成相對可回轉的轉子鐵芯3的外周面、形成鄰近相對向的形狀，在與設置于上述轉子鐵芯3側的轉子磁鐵3a之間形成的磁通，通過上述磁通集磁面2d進行聚束。又，在周向相鄰的上述各集磁部2c、2c相互之間，分別形成有間隙即、切槽部4。
在該圖8所示的例子中，多個轉子磁鐵3a分別被埋入在設置于轉子鐵芯3的切縫內，當這些各轉子磁鐵3a與切縫側之間出現晃動時，使用粘接劑和螺栓等的固定方法，對上述轉子磁鐵3a進行增強固定。
然而，在這種裝有鐵芯電機中，一般來講，上述各定子鐵芯2上的集磁部2c的形狀及其大小是由電機的規格和轉子的磁極數等決定的，因這些集磁部2c形狀及其大小的不同，會產生磁性回路的不均衡，有時會出現開齒、扭矩波動、逆起電壓偏差等。特別是在圖8所示的磁面埋入型的裝有鐵芯電機中，因未連續設置有轉子磁鐵3a，故不能順利進行磁極的更換。又由于各磁鐵的形狀和配置位置的不同，因而常常會發生局部性的飽和狀態。并且，因各磁鐵的固定部分的晃動等，也有可能造成磁通分布的紊亂，擴大了上述開齒和扭矩波動等的現象，存在著更加降低回轉性能的傾向。
為此，本發明的目的在于，提供一種裝有鐵芯電機及其鐵芯的制造方法，所述裝有鐵芯電機及其鐵芯的制造方法系采用簡單的結構，可良好地改善開齒等，可提高回轉性能。
發明內容
為實現上述目的，在本發明的裝有鐵芯電機中，在凸極的磁通集磁面上，形成面向轉子鐵芯側微量凸出的、具有階差形狀的微小凸起部，該微小凸起部的周向寬度相對于所述切槽部的周向寬度，形成1/2～3/2范圍內的尺寸。利用這種微小凸起部，可相對于原來的開齒波形，形成具有大致相反的扭矩值的相抵消波形，籍由該相抵消波形，可有效地消除上述開齒扭矩的特有的峰值。
又，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述微小凸起部配置在磁通集磁面上周向的大致中央部分或其附近。
又，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述微小凸起部的周向寬度形成大致與切槽部的周向寬度相同的寬度尺寸。并且，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述微小凸起部上朝半徑方向的凸出量設定在0.05～0.15mm的范圍內。將微小凸起部配置、形成在該位置及其形狀，可得至最佳的結果。
另一方面，在本發明的裝有鐵芯電機中，設置在所述轉子側的轉子磁鐵具有矩形狀的回轉波形。
又，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述分割轉子磁鐵由沿周向分割為多個的多個分割磁鐵構成。并且，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述分割磁鐵埋入在轉子內部。采用這些的各種結構，在使用矩形狀的回轉波形的場合，對于所發生的開齒波形，利用本發明生成的相抵消波形的消除的作用，能起到極其良好的效果。
又，根據本發明的鐵芯制造方法，所述方法包括在通過連結部一體連接的狀態下、對所述多個凸極上的磁通集磁面相互間進行所述定子鐵芯沖壓成形的沖壓工序；以及在所述沖壓工序之后將所述連結部切斷、將其從磁通集磁面切離的切斷工序；在所述切斷工序中，當所述連結部切斷時，在所述磁通集磁面側留下有階差狀的微小凸起部。采用具有以上各工序的鐵芯的制造方法，可容易且高精度地形成具有上述良好作用的磁通集磁面的微小凸起部。
附圖的簡單說明
圖1為表示本發明一實施形態的分割型定子鐵芯組裝狀態的截面說明圖。
圖2為表示圖1所示的對應于定子鐵芯使用的轉子鐵芯結構一例的截面說明圖。
圖3為表示適用本發明的電機中的開齒扭矩改善狀態的線圖。
圖4為表示本發明中的制造分割型定子鐵芯時的沖壓工序一實施形態的局部平面說明圖。
圖5為表示采用本發明的制造一體型定子鐵芯時的沖壓工序一實施形態的局部平面說明圖。
圖6為表示本發明中使用的磁面埋入型轉子鐵芯另一例的截面說明圖。
圖7為表示本發明中使用的磁面埋入型轉子鐵芯又一例的截面說明圖。
圖8為表示一般的分割型的裝有分割鐵芯電機的結構例的截面說明圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，詳細說明本發明的實施形態。
首先，圖1和圖2所示的實施形態適用于本發明的內轉子型的裝有分割鐵芯電機中使用的6極定子鐵芯11的結構。在該定子鐵芯11中，在圓周方向分割的6個分割鐵芯12的外周基部12a，沿著中空圓筒狀的電機外殼13的內周壁面，以相互密接的狀態配列成環狀。在這些各分割鐵芯12的外周基部12a上，分別設置有朝半徑方向內側呈放射狀延伸的凸極12b，相對于這些各凸極12b的鐵芯肋部12b1，通過未圖示的絕緣體分別卷繞有線圈14。
并且，在上述各凸極12b上的鐵芯肋部12b1的半徑方向內端側部分，以該鐵芯肋部12b1為中心，設置有朝圓周方向兩側擴張成大致圓弧狀的集磁部12b2。在這些各集磁部12b2的內周面，相對于配置在中心側的轉子鐵芯15(參照圖2)的外周面，形成有靠近半徑方向配置的磁通集磁面12b3、12b3。
又，上述各集磁部12b2沿著周向配置成并列的狀態，但在周向上相互鄰近的一對集磁部12b2、12b2相互間，分別形成有間隙，即，切槽部16。
另一方面，上述本實施形態中的轉子鐵芯15，特別如圖2所示，是一種固定于回轉軸17的4極結構，4個板狀分割轉子磁鐵18分別被埋入在所述轉子鐵芯15中形成的切縫內。這些各個分割轉子磁鐵18因配置成周向的非連續狀態，故具有矩形的回轉波形。此時，上述各分割轉子磁鐵，由例如燒結磁鐵或粘結磁鐵所形成，當與所述轉子鐵芯15側的切縫側之間出現晃動時，使用粘接劑和螺栓等固定方法進行增強固定。
在此，在設置于上述各凸極12b的各自磁通集磁面12b3上，面向轉子鐵芯15側沿半徑方向微量凸出的微小凸起部21形成階差形狀。該微小凸起部21配置在所述磁通集磁面12b3的周向大致中央部分或其附近，該微小凸起部21上的周向寬度t1相對于具有所述切槽部16的周向寬度t2，形成一半(1/2)的尺寸至1.5倍(3/2)尺寸的范圍內((1/2)×t2≤t1≤(3/2)×t2)。
并且，在該范圍內，特別是在本實施形態中，使所述微小凸起部21的周向寬度t1與所述切槽部16的周向寬度t2大致相同(t1＝t2)，同時，將該微小凸起部21朝半徑方向的凸出量設定在0.05mm～0.15mm的范圍內。
這樣，在本實施形態的裝有鐵芯電機中，由于在凸極12b的磁通集磁面12b3上，設置有面向轉子鐵芯15側沿半徑方向微量凸出的微小凸起部21，因此利用這種微小凸起部21的磁性作用，相對于原來的開齒波形，可形成具有大致相反的扭矩矩值的相抵消波形，籍由該相抵消波形，可良好地消除所述開齒矩扭所特有的峰值。
例如，如圖3所示，相對于以往裝置中回轉方向的角度(橫軸)的開齒扭矩(縱軸)用虛線①表示，在上述實施形態中，用點劃線②表示，在此場合，可以看出峰值大幅度降低。又，在上述實施形態中，雖然微小凸起部21的周向寬度t1與所述切槽部16的周向寬度t2大致相同(t1＝t2)，但在將微小凸起部21的周向寬度t1與所述切槽部16的周向寬度t2形成約1.5倍(t1＝1.5×t2)時，則如圖3中的實線③所示，盡管稍遜于上述的實施形態，但在該場合，也可以看出峰值大幅度降低。并且，在將微小凸起部21的周向寬度t1與所述切槽部16的周向寬度t2形成約0.5倍(t1＝0.5×t2)時，則如圖3中的雙點劃線④所示，盡管在與上述的各場合反向側的區域中發生開齒扭矩，但可以看出，此時的峰值的絕對值降低至與上述1.5倍時的同樣程度。
另一方面，這種具有微小凸起部21的定子鐵芯11可通過通常的沖壓工序成形。但在圖4所示的實施形態中，相對所述定子鐵芯11進行沖壓成形時，使細長帶狀的連結部22、23成形為，分別從凸極12b上的磁通集磁面12b3和外周基部12a作一體狀延伸的形狀。即，在該階段中，通過所述的連結部22、23，將多個凸極12b相互間沖壓成形為橫向一列狀的一體連接的形狀。
這樣，在一體地具有所述各連結部22、23的狀態下，將定子鐵芯11沖壓成形，之后，進行切斷工序，將所述各連結部22、23切斷，將連結部22、23分別從所述各磁通集磁面12b3和外周基部12a切離。由此，多個凸極12b形成了相互間分離的狀態。
并且，在由上述切斷工序分別將各連結部22、23切斷時，相對于所述磁通集磁面12b3，切斷成上述實施形態已說明過的留下有微小凸起部21的階差形狀。即，采用具有這種各工序的鐵芯的制造方法，可容易、且高精度地形成上述實施形態中的起著良好作用的微小凸起部21。
另一方面，在圖5的實施形態中，在對一體型的定子鐵芯31進行沖壓成形時，在各凸極32b上的磁通集磁面32b3的周向中央部分，使朝半徑方向作放射狀延伸的帶狀連結部42一體形成。此時的各連結部42一體地連接成聚束在配置于鐵芯中心部分的壓板43上的形態。
即，在具有一體狀的這種連結部42的狀態下，將定子鐵芯31沖壓成形，在其沖壓工序之后的切斷工序中，將所述連結部42切斷，使連結部42分別從各磁通集磁面32b3切離。但在該切斷工序中，在所述磁通集磁面32b3側，切斷成上述實施形態中的留下有微小凸起部21的階差形狀。由此，采用具有這種各工序的鐵芯的制造方法，可容易、且高精度地形成上述實施形態中的起著良好作用的微小凸起部21。
上面對由本發明者所作的實施形態作了具體的說明，但本發明并不限定于上述實施形態，在不脫離本發明宗旨的范圍內，當然可作各種變更。
例如，作為本發明適用的磁面埋入型電機的轉子鐵芯，如圖6所示，也可將板狀的轉子磁鐵18’朝半徑方向延伸，配置成環狀；及如圖7所示，將形成圓弧狀且層狀的轉子磁鐵18’配置成環狀等，本發明也同樣適用于多種多樣形式的磁面埋入型電機。
又，本發明也同樣適用于具有磁面埋入型電機以外結構的電機。并且，不限定于上述實施形態那樣的內轉子型電機，也同樣適用于外轉子型電機等其它結構的電機。
發明的效果綜上所述，本發明的裝有鐵芯電機通過在凸極的磁通集磁面上，形成面向轉子鐵芯側微量凸出的、具有階差形狀的微小凸起部，該微小凸起部的周向寬度相對于所述切槽部的周向寬度，形成1/2～3/2范圍內的尺寸，相對于原來的開齒波形，生成具有大致相反的扭矩值的相抵消波形，可良好地消除開齒扭矩特有的峰值，因此，可用簡單的結構，大幅度地提高裝有鐵芯電機的回轉性能。
又，本發明的裝有鐵芯電機將所述微小凸起部配置在磁通集磁面上的周向大致中央部分或其附近。又，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述微小凸起部的周向寬度形成大致與切槽部的周向寬度相同的寬度尺寸。并且，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述微小凸起部上的朝半徑方向的凸出量設定在0.05～0.15mm的范圍內。采用這些結構，可各自獲得最佳的結果，可獲得上述良好的效果。
另一方面，本發明的裝有鐵芯電機將設置在所述轉子側的轉子磁鐵具有矩形狀的回轉波形。又，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述分割轉子磁鐵由沿周向分割為復數進行分割的多個的分割磁鐵構成。并且，在本發明的裝有鐵芯電機中，所述分割磁鐵埋入在轉子內部。采用這些的各種結構，在使用矩形狀的回轉波形的場合，對于所發生的開齒波形，利用本發明生成的相抵消波形的消除的作用，能起到極其良好的效果，可獲得上述更佳的效果。
又，本發明的鐵芯的制造方法在通過連結部一體連接的狀態下，在所述沖壓工序之后將所述連結部切斷，在所述磁通集磁面側留下有階差狀的微小凸起部，由此，可容易、且高精度地形成具有上述良好作用的磁通集磁面的微小凸起部，可有效地制造本發明裝有鐵芯的電機。
權利要求
1.一種裝有鐵芯的電機，所述電機系在與轉子鐵芯對向配置的定子鐵芯上，設置有多個作放射狀延伸的凸極，在設置于這些各凸極的延伸端的集磁部上，形成有面向所述定子鐵芯側聚束磁通的磁通集磁面，同時在周向相鄰接的所述集磁部相互之間，形成有切槽部，其特征在于，在上述凸極的磁通集磁面上，形成面向轉子鐵芯側微量凸出的、具有階差形狀的微小凸起部，該微小凸起部的周向寬度相對于所述切槽部的周向寬度，形成1/2～3/2范圍內的尺寸。
2.如權利要求1所述的裝有鐵芯的電機，其特征在于，所述微小凸起部配置在磁通集磁面上的周向大致中央部分或其附近。
3.如權利要求1所述的裝有鐵芯的電機，其特征在于，所述微小凸起部的周向寬度形成大致與切槽部的周向寬度相同的寬度尺寸。
4.如權利要求1所述的裝有鐵芯的電機，其特征在于，所述微小凸起部上朝半徑方向的凸出量設定在0.05～0.15mm的范圍內。
5.如權利要求1所述的裝有鐵芯的電機，其特征在于，設置在所述轉子側的轉子磁鐵被磁化成具有矩形狀的回轉波形。
6.如權利要求1所述的裝有鐵芯的電機，其特征在于，所述分割轉子磁鐵由沿周向作多個分割的多個分割磁鐵構成。
7.如權利要求6所述的裝有鐵芯的電機，其特征在于，所述分割磁鐵埋入在轉子鐵芯內部。
8.一種裝有鐵芯的電機的制造方法，所述方法系采用沖壓方式制造權利要求1至7所述的定子鐵芯，其特征在于，所述方法包括在籍由連結部對所述多個凸極上的磁通集磁面相互間作一體連接的狀態下，對所述定子鐵芯進行沖壓成形的沖壓工序；及在所述沖壓工序之后將所述連結部切斷、使其從磁通集磁面切離的切斷工序，在所述切斷工序中，當對所述連結部進行切斷時，在所述磁通集磁面側留下有階差狀的微小凸起部。
全文摘要
一種裝有鐵芯的電機及其制造方法，所述電機系在凸極(12b)的磁通集磁面(12b3)上，形成與向著轉子鐵芯(15)側微量凸出的、具有階差形狀的微小凸起部(21)，該微小凸起部(21)的周向寬度(t1)相對于所述切槽部(16)的周向寬度(t2)，形成1/2～3/2范圍內的尺寸。藉此，針對以往所發生的開齒波形，可生成具有大致相反的相抵消波形，可良好抵消開齒波形所特有的峰值。本發明的裝有鐵芯電機及其鐵芯的制造方法藉由采用簡單的結構，即可提高回轉性能。
文檔編號H02K1/18GK1416198SQ0214828
公開日2003年5月7日 申請日期2002年11月1日 優先權日2001年11月2日
發明者武井宏光 申請人:株式會社三協精機制作所