專利名稱：定子鐵心及其制造方法
技術領域：
本發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行板材下料而且生產率也優良的例如用于步進馬達的定子鐵心及其制造方法。
背景技術：
以往，步進馬達用的層疊鐵心由于轉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。另外，在形成于轉子鐵心片的外側的齒和形成于定子鐵心片的內側的小齒不能在一片板狀材料上按所期望的形狀進行沖裁的場合，必須用分別的金屬模具沖裁轉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題。作為用于解決上述問題的以往的技術，例如，按在專利文獻1中記載的那樣提出了這樣的方案，即，在轉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，設置平坦地延伸了的薄壁部位，可用一個金屬模具一起制作轉子鐵心片和定子鐵心片。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 專利第四55804號公報
發明內容
發明要解決的問題然而，記載于專利文獻1的技術在形成薄壁部位時特別是在使磁極前端部朝徑向內側延伸的場合，從板厚方向單側進行推壓，所以，在磁極片部產生翹曲，需要通過其后的鑿密成形強制地使翹曲復原，存在鑿密精度及鐵心的內徑精度不穩定這樣的問題。另外，該問題在要增大延伸量而較深地進行了推壓的場合，翹曲也變大，對產品質量產生了不良影響。本發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，能夠消除磁極片部的翹曲，提高鑿密精度及一起制作轉子鐵心片和定子鐵心片時的層疊鐵心的寸法精度。用于解決問題的手段為了達到上述目的的第1發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置從厚度方向兩側進行推壓而形成的薄壁部，上述磁極片部延伸到徑向內側。在這里，在第1發明的定子鐵心中，最好上述薄壁部從厚度方向兩側對上述磁極片部的同一部位進行推壓而形成，另外，形成于上述磁極片部的厚度方向兩側的薄壁部的槽的截面形狀相同。另外，在第1發明的定子鐵心中，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。為了達到上述目的，提供第2發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對上述定子鐵心片的磁極片部的同一部位或不同的部位進行推壓而形成薄壁部，使上述磁極片部朝徑向內側延伸規定長度。來自該厚度方向兩側的推壓可為一次，也可為多次。在第2發明的定子鐵心的制造方法中，即使在上述薄壁部通過從厚度方向兩側分成多次對上述磁極片部的同一部位或不同的部位進行推壓而形成的場合，也適用本發明。另外，在第2發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。發明的效果在本發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 (對同一部位或不同的部位)進行推壓而形成薄壁部，使磁極片部朝徑向內側延伸，不需要如以往那樣從單側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的定子鐵心的內徑精度。另外，對厚度方向兩側進行推壓而形成薄壁部，從而相比僅對厚度方向單側進行推壓而形成薄壁部的場合能夠不改變磁特性地朝徑向內側更長地延伸。另外，能夠獲得與僅對厚度方向單側進行推壓而使磁極片部延伸的場合同樣的延伸量，而且磁特性進一步提
尚ο
圖1為本發明的一實施例的定子鐵心和與該定子鐵心成對的轉子鐵心的立體圖。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為表示本發明的一實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明圖，(B) (D)為表示變形例的槽的截面形狀的說明圖。圖5(A)、(B)為用于確認本發明的定子鐵心的作用及效果進行的試驗片的說明圖。圖6為表示現有例和實驗例的鐵心片中的磁通的流動的說明圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明的一實施例的定子鐵心10為用于步進馬達的定子鐵心，在環狀的軛鐵部11的內側設置多個磁極部12。磁極部12具有繞組部13和設在繞組部13的徑向內側的極齒14，在各極齒14的徑向內側設置多個小齒15。定子鐵心10利用鑿密部16對多片定子鐵心片17(參照圖2、進行鑿密層疊而形成，定子鐵心片17的形狀與俯視時的定子鐵心10的形狀相同，在周圍具有軛鐵片部18，在其內側具有多個磁極片部19。磁極片部19具有層疊而構成繞組部13的直片部20和形成在直片部20的徑向內側的極齒片部21，在極齒片部21的內側形成了小齒22。如圖2㈧、⑶所示那樣，在磁極片部19的直片部20分別設置從厚度方向兩側對同一部位進行推壓而形成的薄壁部M。在薄壁部對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(例如設板厚為0.5mm的場合)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。在該實施例中，薄壁部M形成在直片部20的徑向內側，但也可配置在直片部20的中央部或徑向外側。在圖1中表示了該與定子鐵心10成對的轉子鐵心觀，轉子鐵心28在中央形成軸孔四，在周圍形成多個齒30。形成為這樣的結構，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，轉子鐵心觀能夠在定子鐵心10內旋轉。下面，參照圖3說明本發明的一實施例的定子鐵心的制造方法。如圖3所示，適用本發明的一實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左右的長尺寸的磁性金屬板32上形成定位孔33。在工位B，在由4個定位孔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，對轉子鐵心片36進行外形沖裁，在金屬模具內進行疊，制造轉子鐵心觀。在工位E，從已將中央部的轉子鐵心片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，在構成各磁極片部19的直片部20局部地進行推壓(精壓)，形成薄壁部24。 在本實施例中，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，轉子鐵心片36和定子鐵心片17同心地形成。其狀態如圖4(A)所示，從上下用沖頭(凸形金屬模具)38、39對直片部20進行推壓，按規定寬度形成規定深度的槽25、26。這樣，直片部20的徑向外側由軛鐵片部18約束， 所以，直片部20朝徑向內側延伸。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20a將材料壓接固定在模具上地進行推壓。當然可以省略V形環20a。而且，也可由從上下在同一部位對直片部20進行推壓(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行推壓的場合，也可用小型的沖頭(例如，寬度窄的沖頭)多次進行推壓，形成寬度大的槽。磁極片部19延伸的長度L與上下的槽的合計體積大致成比例。S卩，與(上下的槽的合計截面積)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截面積和薄壁部的厚度設計上下的槽的形狀。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的內側沖裁形成極齒片部21。在該場合，磁極片部19朝徑向內側延伸，所以，能夠在更徑向內側形成具有小齒22的極齒片部21。在工位I進行外形沖裁，在金屬模具內對定子鐵心片17進行鑿密層疊，制造定子鐵心10。
實驗例下面，參照圖5、圖6對本發明的定子鐵心的制造方法的作用效果進行補充說明。在圖5(A)中，表示在長度120mm、寬度30mm、厚度0. 5mm的鐵心片(電磁鋼板)50 的中央從單側形成了寬度1mm、深度0.225mm的槽51的試驗片，在圖5(B)中，表示在長度 120mm、寬度30mm、厚度0. 5mm的與鐵心片50相同材料的鐵心片52的中央從兩側形成了寬度1mm、深度0. 1125mm的槽53、54的試驗片。而且，圖6表示在圖5 (A)、(B)中，從矩形A的位置對鐵心片50、52進行側視觀察時的磁通的流動。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，使用磁場解析確認對該鐵心片50、52施加50Hz、224A/m的磁場時的磁通的流動，結果發現，在鐵心片50的場合，由于必須在槽51的角落部51a急劇地使磁通彎曲，所以，發生磁通的泄漏，結果流動的磁通變少，但在鐵心片52的場合，槽53、M的角落部53a、5^不發生磁通的泄漏，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，從兩側設置了槽53、54的鐵心片52的磁特性得到改善。本發明不限于上述實施例，在不改變本發明的要旨的范圍，即使改變磁極的數量、 極齒的形狀，本發明也能夠適用。另外，在上述實施例中，薄壁部從厚度方向兩側對磁極片部的同一部位進行推壓，但在從厚度方向兩側推壓磁極片部的表里的不同的部位(也包含一部分重復的場合)的場合，本發明也適用。產業上利用的可能性在本發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 (對同一部位或不同的部位)進行推壓而形成薄壁部，所以，使磁極片部朝徑向內側均勻地延伸。另外，能夠對極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。對厚度方向兩側進行推壓而形成薄壁部，相比僅對厚度方向單側進行推壓而形成了薄壁部的場合，能夠不改變磁特性地使其向徑向內側更長地延伸，能夠制造效率更好的馬達。附圖標記說明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，21 極齒片部， 22 小齒，24 薄壁部，2546 槽，28 轉子鐵心，29 軸孔，30 齒，32 磁性金屬板，33 定位孔，35 鑿密部，36 轉子鐵心片，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有從厚度方向兩側進行推壓而形成的薄壁部，所述磁極片部被延伸到徑向內側。
2.根據權利要求1所述的定子鐵心，其特征在于所述薄壁部通過從厚度方向兩側對所述磁極片部的同一部位進行推壓而形成。
3.根據權利要求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的薄壁部的槽的截面形狀相同。
4.根據權利要求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.根據權利要求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對所述定子鐵心片的磁極片部進行推壓而形成薄壁部，使所述磁極片部朝徑向內側延伸規定長度。
7.根據權利要求6所述的定子鐵心的制造方法，其特征在于通過從厚度方向兩側對所述磁極片部的同一部位進行推壓而形成所述薄壁部。
8.根據權利要求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從厚度方向兩側分成多次進行推壓而形成。
9.根據權利要求6 8中任何一項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)設置從厚度方向兩側進行推壓而形成的薄壁部(24)，使磁極片部(19)朝徑向內側延伸。這樣，能夠消除磁極片部(19)的翹曲，提高鑿密精度及轉子鐵心片(36)與定子鐵心片(17)的一起制作時的層疊鐵心的尺寸精度。
文檔編號H02K1/18GK102449880SQ201080023750
公開日2012年5月9日 申請日期2010年7月8日 優先權日2009年9月9日
發明者橋本彰博, 蓮尾裕介 申請人:株式會社三井高科技