專利名稱：定子鐵芯、電機及電機制作方法
技術領域：
本發明涉及電機領域，尤其是一種電機定子所用的定子鐵芯、具有此種定子鐵芯的電機及電機的制作方法。
背景技術：
電機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，包括定子和轉子。其中定子包括鐵芯和線圈組成的繞組，其中線圈通過鐵芯上的開口繞在鐵芯的繞線槽處。傳統的定子的制作方法為先用模具沖制圓形沖片，然后將圓形沖片疊壓形成鐵芯，再用專門的內繞機繞制線圈。此方法材料利用率低，成本高，且模具較為復雜沖制效率低，另外線圈繞制需專用設備且繞線速度低。為提高材料利用率和繞線速度，出現了一種鏈式的鐵芯結構，如圖1所示，沖制時，采用條狀原料沖制成的定子鐵芯片呈一字型排列，多片這樣的定子鐵芯片層疊后進行繞線，最后將一字型的定子鐵芯繞細橋2彎成圓形。此方案可達到減少材料成本，提高繞線效率的目的，但一字型的齒形單元1之間通過細橋2連接，需要經過彎折整形成圓形的工序，在彎折過程中細橋2部分容易斷裂且彎折后會向主平面之外產生變形，為減小變形后出現干涉而造成定子鐵芯片層疊時不平，需要在彎折范圍內沖掉部分材料，如形成圓弧部 3，從而使此部分彎折后具有缺口而使有效接觸面積變小并增大漏磁，且彎成圓形后須將最后銜接部分焊死，或采用保壓工裝保壓使其不致散開，從而工藝繁瑣，生產效率低。
發明內容
本發明的主要目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構成的無需保壓或焊接的定子鐵芯；
本發明的另一目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構成的無需保壓或焊接的定子鐵芯構造的電機；
本發明的又一目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構成的無需保壓或焊接的定子鐵芯構造的電機的制作方法。為實現上述主要目的，本發明提供的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個齒形單元，每個所述齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于齒部一端的軛部，軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與突起的形狀吻合的凹槽，突起和凹槽設置在軛部的外緣上，齒形單元通過突起與相鄰齒形單元的凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸。通過齒形單元軛部兩端設置的突起和槽，實現齒形單元拼裝為圓形定子鐵芯時可扣合，無需保壓或焊接；兩相鄰齒形單元之間形成可相對轉動的平面鉸，使在保持齒形單元連接時定子鐵芯可展開成一字型，進而可以在展開狀態時在齒形單元的齒部繞線，繞線速度高；突起和槽設置在軛部的外緣，若干個齒形單元彎成圓形時，軛部不會留有缺口，減少漏磁的產生。
較具體的方案為突起上最接近定子鐵芯軸線的部分沿定子鐵芯的徑向距定子鐵芯外周的距離小于凹槽開口處對應的弦長。突起可以側向從開口插入凹槽，各齒形單元之間可更方便地連接。另一較具體的方案為圓弧狀由兩段以上的同心設置的不同半徑圓弧構成，其中與所述定子鐵芯外周連接的圓弧的半徑最小，其他圓弧的半徑按連接順序依次增加。使拼接面加大，增大有效接觸面積，減少漏磁，并增加扣合成整圓后的機械強度，減小變形。又一較具體的方案為軛部遠離所述齒部的一側設有定位部。通過定位部實現齒形單元的固定，便于繞線及拼裝。為實現本發明的另一目的，本發明提供的電機包括定子和轉子，定子的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個齒形單元，每個齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于齒部一端的軛部，軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與突起的形狀吻合的凹槽，突起和凹槽設置在軛部的外緣上，齒形單元通過突起與相鄰齒形單元的凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸。通過齒形單元軛部兩端設置的突起和槽，實現齒形單元拼裝為圓形定子鐵芯時可扣合，無需保壓或焊接，簡化電機生產工序。兩相鄰齒形單元之間形成可相對轉動的平面鉸，使在保持齒形單元連接時定子鐵芯可展開成一字型，進而可以在展開狀態時在齒形單元的齒部繞線，繞線速度高，提高電機生產效率；突起和凹槽設置在軛部的外緣上，若干個齒形單元彎成圓形時，軛部不會留有缺口，減少電機漏磁的產生。為實現本發明的又一目的，本發明提供的電機制作方法包括如下步驟a)沖制齒形單元片，用多片齒形單元片層疊成齒形單元，每個齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于齒部一端的軛部，軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與突起的形狀吻合的凹槽， 突起和凹槽設置在軛部的外緣上，齒形單元通過突起與相鄰齒形單元的凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸；b)依次把大量齒形單元通過平面鉸連接成長鏈； C)在每一齒形單元的齒部安裝絕緣骨架，采用開放式繞線機在齒部繞制線圈；d)截取長鏈中多個齒形單元彎成圓形定子e)總裝，制成電機。通過齒形單元拼成長鏈后再進行線圈的繞制，可實現自動化連接作業，提高生產效率。拼裝成整圓定子后各齒形單元能牢固地扣合在一起，無需焊接或采用工裝保壓。電機制作方法的另一方案包括如下步驟a)沖制齒形單元片，用多片齒形單元片層疊成齒形單元，每個齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于所述齒部一端的軛部，軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與所述突起的形狀吻合的凹槽，突起和凹槽設置在軛部的外緣上；b)在每個齒形單元的齒部安裝絕緣骨架，采用開放式繞線機在齒部繞制線圈；d)將多個帶有線圈的齒形單元拼裝成圓形定子；e)總裝，制成電機。通過各齒形單元單獨繞線可提高繞線效率。拼裝成整圓定子后各齒形單元能牢固地扣合在一起，無需焊接或采用工裝保壓。
圖1是現有定子鐵芯處于展開狀態時的示意圖； 圖2是本發明定子鐵芯第一實施例齒形單元的平面圖3是本發明定子鐵芯第一實施例兩齒形單元進行拼接時的示意5圖4是本發明定子鐵芯第一實施例兩齒形單元連接形成平面鉸的示意圖； 圖5是本發明定子鐵芯第一實施例齒形單元拼成鏈狀的示意圖； 圖6是本發明定子鐵芯第一實施例定子鐵芯的平面圖； 圖7是本發明定子鐵芯第二實施例齒形單元相互拼接的示意圖； 圖8是圖7的放大圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細說明。定子鐵芯第一實施例
定子鐵芯由多個齒形單元1在周向相互拼裝而形成，每個齒形單元1由一定數量的齒形單元片層疊而形成，其具有一定厚度，圖2為齒形單元1的平面圖，而且每片齒形單元片都具有圖2所示的形狀。如圖2所示，齒形單元1包括一個用于繞線的齒部6，其一端設有用于防止線圈滑脫的止脫擋，另一端為形成定子鐵芯外周的軛部7，繞線槽分居在齒部2的左右兩側。齒形單元1的軛部7遠離齒部的一側設置有作為定位部的定位槽8，定位槽8的形狀可根據需要自由設置，如燕尾狀、梯形、三角形、圓弧等，只要能實現齒形單元1的定位即可。每片齒形單元片相同位置沖有向主平面外凸出且形狀相同的扣點9，組成齒形單元1 的各齒形單元片之間通過扣點9相互對準地層疊在一起。扣點9的外形也可自由設置，如外形設置為立方體或球缺或梯形體，只要能實現各齒形單元片之間相互扣合即可。在圖2中，軛部7的左端沿其外緣即在軛部7的形成定子鐵芯的外周的部分上設有突起4設有突起4，突起4包括橋接部41和圓弧部42，軛部7的右端沿其外緣設有與突起4形狀吻合的凹槽5，凹槽5包括圓弧部52及與橋接部41相吻合的部分51。橋接部41 及與其對應的部分51的設置使拼接面接觸面積增大，減少漏磁的產生。其中突起4的圓弧部42和凹槽5的圓弧部52設置為與定子鐵芯外周相交且所對應的圓心角大于180度，為 180° +β。突起4上最接近定子鐵芯軸線的部分沿定子鐵芯的徑向距定子鐵芯外周的距離為Α，凹槽5開口處對應的弦長為B。當設置B大于或等于A時，齒形單元1的突起4可在主平面內從另一齒形單元1 的凹槽5的開口側向插入的凹槽5內，如圖3所示，形成可相對轉動的平面鉸。兩個齒形單元1可相對旋轉一定角度，只要突起4的圓弧部42與凹槽5的圓弧部52接觸面的弦長大于凹槽5開口處對應的弦長B，即使在主平面內施加使兩齒形單元分離的力時，兩齒形單元 1仍可保持活動連接而不松脫，此連接不松脫的范圍為2 β，如圖4所示；當突起4的圓弧部 42與凹槽5的圓弧部52接觸面的弦長小于凹槽開口處對應的弦長B時，沿垂直于凹槽5開口的方向施加使兩齒形單元1分離的力即可使突起4從凹槽5內脫開。當設置為B小于A時，齒形單元1的突起4不可在主平面內從另一齒形單元1的凹槽5的開口側向插入。此時，突起4只能從主平面上方或下方沿定子鐵芯的軸向從嵌入另一齒形單元1的凹槽5內，形成可相對轉動的平面鉸。由于B小于Α，在主平面內沿任意方向施加力都不能使兩個相連接的齒形單元1分離，兩齒形單元可在不發生干涉的最大范圍內相互轉動而不會松脫。圖5示出了多個齒形單元1相互連接形成鏈狀的示意圖。拼成鏈式定子鐵芯時， 各齒形單元1可在一定角度內如鏈條般自由反復扭轉，可將大量齒形單元1連接起來盤式存放，節約空間，同時可以實現自動化流水線操作，以提高生產效率。圖6為若干個齒形單元1拼裝成整圓的定子鐵芯的圖示，拼裝成整圓的定子鐵芯在軛部不會留下缺口，設計時，軛部在徑向上的尺寸可以相對較小，節省鐵芯片材料。在制作電機時，其生產步驟如下
a)先沖制出形成齒形單元1的齒形單元片，因為齒形單元1的結構相對簡單，可多列沖制齒形單元片以提高效率，然后將多片齒形單元片層疊在一起形成齒形單元1，通過一齒形單元1的凹槽5的開口插入另一齒形單元1的突起4，或從該齒形單元1的主平面的上方或下方把另一齒形單元1的突起4嵌入該齒形單元1的凹槽5內，形成可相對轉動的平面鉸；
b)依次連接下一個齒形單元1，直至形成具有一定長度的長鏈；
c)在每一齒形單元1的齒部6安裝絕緣骨架，并通過開放式繞線機在各齒形單元1的齒部6進行線圈的繞制；
d)繞制完成后，截取長鏈中多個齒形單元彎成圓形定子；
e)然后再裝入轉子等總裝形成電機。制作電機也可采用在單個的齒形單元1上進行線圈的繞制然后直接拼裝成圓形定子的方法，或拼裝成整圓的定子鐵芯后再進行線圈的繞制。定子鐵芯第二實施例
本實施例中定子鐵芯的結構與第一實施例中類似，只是形成突起和凹槽的圓弧部有兩段圓弧組成。如圖7和圖8所示，齒形單元1的軛部7的兩端沿其外緣分別設置有突起4和凹槽5。其中突起4的圓弧部由兩段同心圓弧43和44形成，凹槽5的圓弧部由兩段同心圓弧 53和M形成。其中圓弧43和53所對應的半徑小于圓弧44和M所對應的半徑。可提高齒形單元1拼合成圓形定子鐵芯的機械強度，減小變形。利用本實施例生產電機時也與第一實施例中類似。
權利要求
1.定子鐵芯，包括在周向相互拼裝在一起的多個齒形單元，每個所述齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于所述齒部一端的軛部； 其特征在于所述軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設置在所述軛部的外緣上；所述齒形單元通過所述突起與相鄰齒形單元的所述凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸。
2.根據權利要求1所述的定子鐵芯，其特征在于所述突起上最接近所述定子鐵芯的軸線的部分沿所述定子鐵芯的徑向距所述定子鐵芯外周的距離小于所述凹槽開口處對應的弦長。
3.根據權利要求1或2所述的定子鐵芯，其特征在于所述圓弧狀由至少兩段同心設置的不同半徑圓弧構成，其中與所述定子鐵芯外周連接的圓弧的半徑最小，其他圓弧的半徑按連接順序依次增加。
4.根據權利要求1或2所述的定子鐵芯，其特征在于 所述軛部遠離所述齒部的一側設有定位部。
5.電機，包括定子和轉子；所述定子的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個齒形單元，每個所述齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于所述齒部一端的軛部； 其特征在于所述軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設置在所述軛部的外緣上；所述齒形單元通過所述突起與相鄰齒形單元的所述凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸。
6.根據權利要求5所述的電機，其特征在于所述突起上最接近所述定子鐵芯軸線的部分沿所述定子鐵芯的徑向距所述定子鐵芯外周的距離小于所述凹槽開口處對應的弦長。
7.根據權利要求5或6所述的電機，其特征在于所述圓弧狀由至少兩段同心設置的不同半徑圓弧構成，其中與所述定子鐵芯外周連接的圓弧的半徑最小，其他圓弧的半徑按連接順序依次增加。
8.根據權利要求5或6所述的電機，其特征在于 所述軛部遠離所述齒部的一側設有定位部。
9.電機制作方法，包括如下步驟a)沖制齒形單元片，用多片所述齒形單元片層疊成齒形單元，每個齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于所述齒部一端的軛部，所述軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設置在所述軛部的外緣上，所述齒形單元通過所述突起與相鄰齒形單元的所述凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸；b)依次把大量齒形單元通過所述平面鉸連接成長鏈；c)在每一齒形單元的齒部安裝絕緣骨架，采用開放式繞線機在所述齒部繞制線圈；d)截取所述長鏈中多個齒形單元彎成圓形定子；e)總裝，制成電機。
10.電機制作方法，包括如下步驟a)沖制齒形單元片，用多片所述齒形單元片層疊成齒形單元，每個齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于所述齒部一端的軛部，所述軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設置在所述軛部的外緣上，所述齒形單元通過所述突起與相鄰齒形單元的所述凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸；b)在每個齒形單元的齒部安裝絕緣骨架，采用開放式繞線機在所述齒部繞制線圈；d)將多個帶有線圈的齒形單元拼裝成圓形定子；e)總裝，制成電機。
全文摘要
本發明的目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構成的無需保壓或焊接的定子鐵芯。本發明提供的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個齒形單元，每個所述齒形單元都具有用于繞線的齒部和位于齒部一端的軛部，軛部的一端設有圓弧狀的突起，另一端設有與突起的形狀吻合的凹槽，齒形單元通過突起與相鄰齒形單元的凹槽配合，構成兩相鄰齒形單元之間可相對轉動的平面鉸。
文檔編號H02K15/00GK102570645SQ20121002200
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月31日 優先權日2012年1月31日
發明者張之元 申請人:合肥凱邦電機有限公司, 珠海凱邦電機制造有限公司, 珠海格力電器股份有限公司