專利名稱：用于制造旋轉電機的鐵心的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于制造例如馬達等旋轉電機的定子鐵心和轉子鐵心的方法。
背景技術：
例如，日本特開2006-223022號公報公開了一種用于制造這樣的旋轉電機的方法。根據在此文件中公開的方法，エ件(帯狀鋼板)被沿著其長度方向間歇地輸送。在エ件處于停止狀態時，從エ件中沖裁出鉄心片。接下來，執行推回操作，在推回操作中沖裁出的鐵心片被推回到沖孔內。當エ件被輸送到下ー個加工步驟時，鉄心片被從エ件推離并排列于工作臺。由此形成鐵心片，并層疊鐵心片以形成鉄心。在上述制造方法中，鐵心片被推回到沖孔內。這很可能在鐵心片的外周緣形成例如毛邊等缺陷。因此，需要執行拋光加工以去除毛邊。如果不小心留下毛邊或劃痕，磁性將會劣化，這會降低鐵心的性能。為了應對這種問題，可以在鐵心片被沖裁出的位置處形成鉄心板，而不在沖裁出鐵心片之后執行推回操作。然而，為了在形成鉄心板的位置處沖裁鉄心片，需要形狀與鐵心片的整體對應的環形模具。在采用環形模具時，在沖裁出的鉄心片的兩側都需要尺寸與模具的厚度對應的空間。因此，不可能使鐵心片彼此無間隙地排列，也就不能制造鐵心板。
發明內容
因此，本發明的目的是提供解決上述問題的用于制造旋轉電機的鐵心的方法。為實現前述目的，根據本發明的ー個方面，提供一種用于制造旋轉電機的鐵心的方法。所述鐵心是通過層疊由多個鐵心片制成的鉄心板形成的。所述方法的特征在干沿著帶狀エ件的長度方向間歇地輸送所述エ件；在所述エ件處于停止狀態時，沖裁出所述鐵心片的側邊緣，并且在所述エ件的輸送方向的下游位置處，裁切所述鐵心片的剩余邊緣，以沖裁出所述鐵心片；以及在對沖裁出的所述鐵心片進行排列而形成所述鐵心板的同時對所述鐵心片進行層疊。
圖1是說明由根據本發明的第一實施方式的制造方法制造的定子鐵心的局部側視圖；圖2是沿圖1的線2-2截取的端視圖；圖3是沿圖1的線3-3截取的端視圖；圖4是定子鐵心的局部平面圖；圖5是沿圖4的線5-5截取的局部剖視圖；圖6是示出用于組裝鐵心板的加工步驟的平面圖；圖7是示出用于在不同于圖6所示的層中組裝鐵心板的加工步驟的平面圖；圖8是示出鐵心板與外模具和內模具之間關系的平面圖9是示出用于制造定子鐵心的裝置的剖視圖；圖10是示出卸下鐵心時的定子鐵心制造設備的剖視圖；圖11是示出如下加工步驟的解釋性局部平面圖在該加工步驟中沖裁出鐵心片的側邊緣；圖12A是說明根據本發明的第二實施方式的制造方法的局部平面圖；圖12B是說明根據本發明的第二實施方式的制造方法的局部平面圖；和圖13是說明根據本發明的第三實施方式的制造方法的局部平面圖。
具體實施例方式(第一實施方式)現在將參照圖1至圖11描述根據本發明的第一實施方式的用于制造馬達的定子鐵心的方法。如圖1至圖3所示，通過層疊鐵心板20形成定子鐵心21，其中各鐵心板20均是通過環狀地配置鐵心片22而形成。如圖2和圖3所示，每ー層中的鐵心片22被配置成與相鄰層的鐵心板20中的鐵心片22定向相反。各鐵心片22均包括圓弧狀延伸的磁軛部22a和兩個齒部22b。齒部22b形成于磁軛部22a的內邊緣并均沿徑向延伸。磁軛部22a在兩側中的ー側具有聯接用的突出部22c。如圖2、圖3和圖5所示，奇數層中的鐵心片22和偶數層中的鐵心片22具有除了聯接用突出部22c之外相同的形狀。具體地，聯接用突出部22c朝向相反的方向延伸。每層中的每個鐵心片22的聯接用突出部22c堆疊于層疊方向上相鄰的鐵心片22的聯接用突出部22c。每層中的鐵心片22的磁軛部22a堆疊于層疊方向上相鄰層中的鐵心片22的磁軛部22a。每層中的每個鐵心片22的齒部22b匹配于層疊方向上相鄰的鐵心片22的磁軛部 22a。如圖4和圖5所示，聯接用凹坑23形成于每個鐵心片22的磁軛部22a和聯接用突出部22c。通過使聯接用凹坑23彼此接合，在層疊方向上彼此相鄰的鐵心片22相互聯接。鐵心片22通過環狀地配置和層疊而聯接在一起。如圖1至圖3所示，帶(b and) 24環繞于定子鐵心21的外周面。帶24具有帶狀的形狀，并由薄鐵板制成。安裝部25位于帶24的外周面。安裝部25以預定間隔分開。定子鐵心21通過安裝部25安裝于車體。現在將描述用于制造定子鐵心21的制造設備。如圖6和圖7所示，在制造設備中，帶狀エ件W沿著該エ件W的長度方向被間歇地輸送。如上所述，當エ件W處于停止狀態時，鐵心片22被從エ件W中沖裁出并被層疊。鐵心片22從エ件W的中心線Cl的寬度方向上的兩側沖裁出(參見圖11)。兩個第一輔助加壓裝置34、37配置于エ件W的路徑中。第一輔助加壓裝置34、37在エ件W的中心線Cl的兩側形成聯接用凹坑23。在エ件W的路徑中，第二輔助加壓裝置33設置于第一輔助加壓裝置34的下游，并且第二輔助加壓裝置36設置于第一輔助加壓裝置37的下游。如圖11所示，エ件W由第二輔助加壓裝置33、36進行沖裁，以便形成通孔22h、22i和22j。因此，在エ件W的中心線Cl的兩側形成鐵心片22的側邊緣22f、22g以及齒部22b之間的空間。如圖6和圖7所示，第一輔助加壓裝置34、37分別具有加壓部34a、34b和37a、37b。第二輔助加壓裝置33、36分別具有加壓部33a、33b和36a、36b。加壓部34a、37a、34b、37b、33a、36a、33b和36b在エ件W的寬度方向上移動以互換。因此，奇數層中的鐵心片22和偶數層中的鐵心片22的通孔22h、22i和22 j及聯接用凹坑23在沿著工件W的長度方向輕微錯位的位置處沖裁出。而且，奇數層中的鐵心片22和偶數層中的鐵心片22的通孔22h、22i和22j及聯接用凹坑23在中心線Cl的兩側沿著相反的定向被沖裁。主加壓裝置31位于第二輔助加壓裝置33、36的下游。如圖8至圖10所示，保持環101位于主加壓裝置31的框架(未圖示)上。保持環101可以經由徑向軸承102繞著軸線C2旋轉。保持環101按照一次對應ー個鐵心片22的節距由馬達(未圖示)旋轉。筒狀的外模具103和施壓環104被豎直堆疊地固定于保持環101的內周面。在外模具103和施壓環104的下方設置第一液壓缸105，每個第一液壓缸105均包括活塞桿106。基座107固定于活塞桿106的頂端。環形的支撐件109經由推力軸承108被旋轉地支撐于基座107。由此，當操作第一液壓缸105時，支撐件109與基座107和推力軸承108 —同被升降。第二液壓缸110位于支撐件109的下方以與軸線C2同軸。內模具112被載置于活塞桿111的頂端。環形的沖頭113位于支撐件109的上方以能夠豎直地移動。沖頭113的外刃緣113a對應于外模具103的刃緣103a。沖頭113的內刃緣113b對應于內模具112的刃緣112a。如圖6和圖7所不，在エ件W的寬度方向上的ー側形成的第一鐵心片22位于外模具103和內模具112之間。此時，在エ件W的寬度方向上的另ー側形成的第二鐵心片22位于外模具103和內模具112之間，其位置從第一鐵心片22的位置旋轉了 180度的位置。在此狀態中沖頭113落下。每次沖頭113落下，刃緣113a和外模具103的刃緣103a以及刃緣113b和內模具112的刃緣112a都裁切剩余的邊緣部22k、22m，從而從エ件W中沖裁出鐵心片22。現在將描述使用上述制造設備制造定子鐵心21的方法。如圖6和圖7中的箭頭所示，エ件W通過エ件進給裝置在エ件W的長度方向上被間歇地輸送，同時エ件W的中心線Cl與制造設備的軸線C2相匹配。當沖裁出定子鐵心21的例如第一層、第三層和第五層等奇數層的鐵心片22時，第一和第二輔助加壓裝置34、37、33和36的加壓部34a、37a、34b、37b、33a、36a、33b和36b切換到圖6所示的位置。在此狀態中，當エ件W處于停止狀態時，第一和第二輔助加壓裝置34、37、33和36在エ件W的兩側形成聯接用凹坑23并沖裁エ件W以形成通孔22h、22i和22j。エ件W上形成第一和第二鐵心片22的位置是位于主加壓裝置31上的相隔180度的兩個位置，エ件W停止。當エ件W處于停止狀態時，沖頭113落下。沖頭113、外模具103和內模具112裁切鐵心片22的剩余的邊緣部22k、22m，從而從エ件W中同時沖裁出兩個鐵心片22。該兩個沖裁出的鐵心片22層疊于支撐件109上。其后，保持環101、模具103和施壓環104沿從圖6觀察的逆時針方向旋轉對應于ー個鐵心片22的節距。同時，エ件進給裝置(未圖示)使エ件W移動對應于ー個鐵心片22的節距，然后停止移動エ件W。隨后，以上述方式操作加壓裝置31、33、34、36、37，以從エ件W中沖裁出鐵心片22。由主加壓裝置31沖裁出的兩個鐵心片22與之前剛剛沖裁出的鐵心片22并排布置，并且該兩個鐵心片22在被主加壓裝置31加壓的狀態下層疊于較低層的鐵心片22上。當保持環101旋轉180度時，奇數層的鐵心片22形成環狀。由于加壓時彎曲變形的排斥力，鐵心板20的鐵心片22被保持于外模具103的內表面。而且，鐵心片22被施壓環104從外側施加的壓カ和內模具112從內側施加的壓カ所保持。當沖裁偶數層的鐵心片22時，第一和第二輔助加壓裝置34、37、33、36的加壓部切換到圖7所示的位置，以沖裁例如第二、第四和第六層等偶數層的鐵心片22。在此狀態中，和形成奇數鐵心板20的鐵心片22的情形一祥，執行由加壓裝置31、33、34、36、37對鐵心片22的沖裁、保持環101的旋轉和エ件W的輸送。結果，在位于主加壓裝置31的相隔180度的兩個位置處同時沖裁出偶數層的鐵心片22。沖裁出的鐵心片22的聯接用突出部22c朝向與奇數層的鐵心片22的聯接用突出部22c相反的方向定向。偶數層的鐵心板20層疊于奇數層的鐵心板20上。此時，在層疊方向上彼此相鄰的鐵心片22通過使聯接用凹坑23彼此接合來彼此聯接。在層疊方向上彼此相鄰的鐵心片22由外模具103和施壓環104保持并施壓。以這種方式，在層疊方向上彼此相鄰的鐵心片22形成沒有間隙的緊密接觸。重復奇數層的鐵心片22的沖裁和層疊以及偶數層的鐵心片22的沖裁和層疊。當沖裁出預定數量層的鐵心板20的鐵心片22時，在第一輔助加壓裝置34、37的上游側，在エ件W的聯接用凹坑23的位置處，加壓裝置(未圖示)形成尺寸與聯接用凹坑23的尺寸相同的通孔。當聯接用凹坑裝配于通孔時，在層疊方向上彼此相鄰的鐵心板20彼此并不聯接。層疊預定數量的鉄心板20以形成鉄心21。包括非聯接部的鐵心板20通過施壓環104和內模具112之間的空間向下地卸下(discharge)。然后，如圖10所示，液壓缸105、110的操作使支撐件109與基座107和推力軸承108—同落下。支撐件109上的鉄心21隨后輸送到下一加工步驟。此時，內模具112由外模具103和施壓環104中的鐵心片22所保持。內模具112因此被保持在預定的位置而不落下。當開始加工吋，支撐件109上沒有載置鐵心片22。沖裁出的鐵心片22被外模具103和施壓環104所保持。因此，在支撐件109的上方(在沖裁出的鐵心片22的下方)存在空間，直到沖裁出預定數量的鐵心片22并且鐵心片22到達支撐件109為止。這樣，開始加エ時，在支撐件109上放置有虛擬(dummy)鐵心(未圖示)以從下方支撐沖裁出的鐵心片22，并使鐵心片22的沖裁變得穩定。如鉄心21的情形一樣輸送虛擬鐵心。在輸送鐵心21之后，操作液壓缸105、110以使支撐件109與基座107和推力軸承108 一同回到圖9所示的位置。隨后繼續鐵心片22的沖裁和層疊。第一實施方式具有如下優點。(I)エ件W被間歇地輸送。當エ件W處于停止狀態時，沖裁出鐵心片22的側邊緣22f、22g，而另ー個鐵心片22在エ件W的移動方向的下游位置在剩余的邊緣22k、22m處被裁切。從エ件W沖裁出的鐵心片22在支撐件109上對準并層疊。以這種方式，主加壓裝置31只需要沖裁出鐵心片22的剩余的邊緣22k、22m。因此，不需要形狀與鐵心片22的整體對應的模具。這樣，不同于背景技術，沖裁出的鐵心片22不需要被推回。這取消了用于推回操作的裝置的必要性，并簡化了制造設備的構造。(2)不同于背景技術，不推回沖裁出的鐵心片22。因此，防止鐵心片22的外邊緣受到損傷。所以不再需要后處理，這簡化了生產エ藝。另外，鉄心21的磁特性不會下降，因此得到高性能鐵心21。(3)單個エ件W沿其長度間歇地輸送，并從エ件W同時沖裁出兩個鐵心片22。這減少了生產エ藝的周期時間。(4)依照制造方法，在主加壓裝置31的相隔180度的兩個位置處同時沖裁出鐵心片22。所以，通過將外模具103和內模具112移動半圈可以形成環形的鉄心板20。這減少了生產エ藝的周期時間。(第二實施方式)現在將參照圖12A和圖12B描述本發明的第二實施方式。與第一實施方式的對應組成部件相似或相同的組成部件被賦予相似或相同的附圖標記。如圖12A和圖12B所示，使用兩個帶狀エ件W。從每個エ件W中一個接ー個地沖裁出具有沿エ件W的寬度方向定向的齒部22b的鐵心片22。如圖7中的雙點劃線所示的那樣，エ件W在對應于主加壓裝置31的外周的兩個相反位置輸送。在主加壓裝置31的相隔180度的兩個位置處同時沖裁出鐵心片22。這樣，第二實施方式實現與第一實施方式的優點(I)至(4)項相同的優點。(第三實施方式)以下，將參照圖13描述本發明的第三實施方式。在第三實施方式中，與第一實施方式的對應組成部件相似或相同的組成部件被賦予相似或相同的附圖標記。如圖13所示，在中心線Cl的兩側從帶狀エ件W中沖裁出鐵心片22。此時，以朝向同一個方向定向的狀態沖裁出鐵心片22。在層疊鐵心片22時，在保持環101的旋轉方向上的后方位置沖裁出鐵心片22。由鐵心片22形成第一層的鐵心板20。接下來，兩個鐵心片22同時從エ件W中沖裁出并層疊于較低層的鐵心片22上。以這種方式，由后方側的鐵心片22形成奇數層(較低層)的鉄心板20，由前方側的鐵心片22形成偶數層(較高層)的鉄心板20。從而第三實施方式實現與第一實施方式相同的優點。以上實施方式可以如下地變型。鐵心片22可以被沖裁成不同于以上實施方式中所描述的形狀。例如，鐵心片22均可被沖裁成具有單個齒部22b。本發明可以應用于用以制造馬達的轉子鐵心的方法。鐵心片22可以沿直線配置以形成直線狀鐵心板20，并且可以層疊這種鐵心板20。在這種情況下，用直線狀支撐件來支撐鐵心片22。該支撐件沿著支撐件的長度一次移動對應于ー個鐵心片的節距，并且以對應于鐵心板20的長度的行程往復運動。這種情況下的鐵心適用于線性馬達。可以在主加壓裝置31的上游位置設置用于沖裁鐵心片22的齒部22b的頂端(SP，鐵心片22的內邊緣)的加壓裝置。在這種情況下，不需要主加壓裝置的內模具112。沖裁出的鐵心片22可以被由施壓環104施加的壓カ保持對準。在這種情況下，從施壓環104的下方卸下的鐵心在下ー個加工步驟中沿著鐵心片的層疊方向被強カ地加壓。這使得鐵心片彼此緊密地接觸。
權利要求
1.一種用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其中鐵心是通過層疊由多個鐵心片制成的鐵心板形成的，所述方法的特征在于 沿著帶狀工件的長度方向間歇地輸送所述工件； 在所述工件處于停止狀態時，沖裁出所述鐵心片的側邊緣，并且在所述工件的輸送方向的下游位置處，裁切所述鐵心片的剩余邊緣，以沖裁出所述鐵心片；以及 在對沖裁出的所述鐵心片進行排列而形成所述鐵心板的同時對所述鐵心片進行層疊。
2.根據權利要求1所述的用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其特征在于，將沖裁出的所述鐵心片排列在支撐件上，該支撐件一次移動一個節距的距離，該節距對應于一個鐵心片。
3.根據權利要求1或2所述的用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其特征在于，使沖裁出的所述鐵心片在支撐件上排列成環形，該支撐件一次轉動一個節距的距離，該節距對應于一個鐵心片，該環形的中心與所述支撐件的旋轉軸線一致。
4.根據權利要求1或2所述的用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其特征在于，在沖裁出所述鐵心片的所述側邊緣之前，形成用于使層疊的鐵心片彼此聯接的凹坑。
5.根據權利要求1或2所述的用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其特征在于 在每個鐵心片上形成齒部和具有一對側邊的磁軛部； 在所述磁軛部的所述一對側邊中的一個側邊處形成突出部；并且 將所述突出部層疊于在層疊方向上相鄰的另一個鐵心片的突出部上。
6.根據權利要求3所述的用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其特征在于，在所述支撐件的相隔180度的兩個位置處同時層疊所述鐵心片。
7.根據權利要求6所述的用于制造旋轉電機的鐵心的方法，其特征在于，在所述工件的寬度方向上的相同位置處一次沖裁出兩個鐵心片。
全文摘要
用于制造旋轉電機的鐵心的方法。旋轉電機的鐵心(21)通過層疊鐵心板(20)形成，該鐵心板(20)均由多個鐵心片(22)形成。根據用于制造鐵心(21)的方法，帶狀的工件(W)首先沿著其長度方向被間歇地輸送。然后，在工件(W)處于停止狀態時，沖裁出鐵心片(22)的側邊緣。在工件(W)的輸送方向的下游位置處，裁切鐵心片(22)的剩余邊緣，以沖裁出鐵心片(22)。沖裁出的鐵心片(22)被排列在支撐件上。由此形成鐵心板(20)，并且層疊鐵心片(22)。
文檔編號H02K15/02GK103023230SQ20121034826
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月18日 優先權日2011年9月22日
發明者平田和之 申請人:豐田紡織株式會社