CN1381085A - 叠片铁心的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种叠片铁心的制造方法包括;用金属薄板冲压转子铁心片之后,进行叠层,再用同一冲压出所述转子铁心片的金属薄板粗冲压出定子铁心片的磁极齿,改变该磁极齿位置作多处加压,使其向所述转子铁心片的冲压一侧延展,然后,冲压构成定子铁心片内形边部的磁极齿前端,冲压定子铁心片的外形,进行层叠。所述方法使粗冲压的定子铁心片的磁极齿向着先前冲压转子铁心片所形成的空间侧延展,或将所述延展保持在最适量,以在形成定子铁心片内形加压磁极齿前端之时,具有足够的可冲压范围。在减小转子和定子的间隙之同时,稳定地获得高精度的间隙。另外,即使上述间隙很小,也可无妨碍地进行冲压。所述铁心由加压而形成的板面的凹凸较小,磁通量不会发生紊乱。

Description

叠片铁心的制造方法

技术领域本发明涉及一种叠片铁心的制造方法。

背景技术

电动机中装有叠片铁心。叠片铁心包括一个转子铁心和一个定子铁心，该二个铁心分别由用金属薄板冲压形成的铁心片层叠而成。

如果能用同一块金属薄板同轴冲压出转子铁心片和定子铁心片，则可大幅度提高产量，且可大幅度减少连续冲模装置的安装空间。但是，如果在冲压转子铁心片之后再冲压定子铁心片，或者如果在冲压定子铁心片之后再冲压转子铁心片，则此时存在这样的问题：所述转子铁心片的外形和所述定子铁心片的内形之间存在差异，即，其间的间隙通常较窄。由此又产生下述问题：例如，在对所述转子铁心片进行外形冲压之后，再冲压定子铁心片的内形时，冲压边料宽度较窄，容易在冲压过程中断裂；或者所述冲压边料易飘浮卷曲，而不是落向冲模下方，从而必须进行二次冲压；否则，所述冲压边料将因摩擦而损伤连续冲模装置。

再有，从提高旋转精确度考虑，特别重要的是，将位于所述转子铁心外形和所述定子铁心内形之间的空间作得如同步进电动机般足够的小，即，将其间气隙做成例如20 μm或更小的范围。但问题是：所述转子铁心片和所述定子铁心片无法用同一金属薄板冲压出来。

为解决上述问题，本发明的一个申请人在日本专利公报特开平6-343248、特开平6-351196、特开平7-7895的日本专利申请中提出了叠片铁心的制造方法。这些发明的共同技术要点是：用金属薄板冲压转子铁心片，层叠，然后用同一金属薄板与上述转子铁心片作同轴粗冲压，冲压出定子铁心片的磁极齿；对上述定子铁心片的部分磁极齿进行加压，以使该部分的厚度减薄；使该减薄部分向着上述转子铁心片的冲压侧延展；然后，进行冲压，以形成上述磁极齿的前端小齿及其侧面；再冲压出上述定子铁心片的外形，层叠。

据此，上述粗冲压的定子铁心片的磁极齿的某些部分被在厚度方向上加压，以减少该处的厚度，而且，所述磁极齿的前端向着所述转子铁心片的冲压一侧延展，定子铁心片内形侧的可冲压范围增大。因此，在冲压出的磁极小齿变成为所述定子铁心片的内形边缘时，所述冲压边料在冲压过程中宽度加大，既不会发生断裂，也不会飘浮卷曲。因而，可以用同一金属薄板冲压出转子铁心片和定子铁心片，由此，可有效地增加产量。

发明内容

本发明者经过进一步的试验和研究，发现了上述技术中所存在的一些问题。即，上述方法包括：用金属薄板冲压转子铁心片之后，再用同一金属薄板粗冲压出上述定子铁心片的磁极齿，对上述定子铁心片磁极齿的一部分进行加压，以减薄其厚度，使其向着先前冲压出的空间延展。然而，要稳定确保其延展量，或者确保所述延展量处于一个理想的范围是困难的。另一个问题是，藉由加压而形成于金属薄板表面的凹凸(粗糙度)导致了磁通量的紊乱。

本发明系鉴于上述情况而作。本发明的一个目的在于：提供一种叠片铁心的制造方法，所述方法可藉由先用金属薄板冲压出转子铁心片，再由同一金属薄板粗冲压出定子铁心片的磁极齿，然后加压某些部分，以减少其厚度，并且，可在减小转子和定子的间隙之同时，稳定地获得高精度的间隙。

本发明的另一目的在于：提供一种具有优异性能的叠片铁心，所述粗冲压的定子铁心片的磁极齿向着先前冲压转子铁心片所形成的空间侧延展，或将所述延展保持在最适量，以在形成定子铁心片内形加压磁极齿前端之时，具有足够的可冲压范围。另外，即使与转子铁心片之间的间隙很小，也可无妨碍地进行冲压，再有，所述铁心由加压而形成的板面的凹凸较小，磁通量不会发生紊乱。

本发明的要点在于一种叠片铁心的制造方法，所述方法系一种对定子铁心片和转子铁心片进行冲压，叠层而形成铁心的制造方法，其特征在于，

用金属薄板冲压转子铁心片之后，进行叠层，再用同一冲压出所述转子铁心片的金属薄板粗冲压出定子铁心片的磁极齿，改变该磁极齿位置作多处加压，使其向所述转子铁心片的冲压一侧延展，然后，冲压构成定子铁心片内形边部的磁极齿前端，冲压定子铁心片的外形，进行层叠。

又，较好的是，本发明的特征在于，改变所述磁极齿的位置作多处加压，上述加压系有步骤地(定时)进行。

本发明的其他方面的特征在于，改变所述磁极齿位置所作的多处加压，系一种分步加压，所述分步加压系对上述转子铁心片冲压一侧作分步或逐步延展，每步只作微小的减薄。

有关本发明的其它特征及优点可从以下对本发明的实施形态的说明而更清楚。

附图的简单说明

图1所示为本发明的一个实施例中的叠片铁心片冲压制造的前段工序图。

图2所示为本发明的一个实施例中的叠片铁心片冲压制造的中段工序图。

图3所示为本发明的一个实施例中的叠片铁心片冲压制造的后段工序图。

图4所示为本发明的一个实施例中对定子铁心片的磁极齿进行加压的部分放大后的平面图。

图5所示为本发明的一个实施例中对定子铁心片的磁极齿进行加压的部分放大后的平面图。

图6所示为在本发明的一个实施例中制造的转子叠片铁心图。

图7所示为在本发明的一个实施例中制造的定子叠片铁心图。

图8所示为在本发明的一个有所变化的实施例中对定子铁心片的磁极齿进行加压的部分放大后的平面图。

图9所示为在本发明的一个实施例的变化例中对定子铁心片的磁极齿进行加压的部分放大后的平面图。

图中，1为金属薄板，2为导孔，3为轴孔，4为互锁部分，5为转子铁心片，6为齿部，7为磁极齿，8为小齿，9为槽，10为薄壁部分，11为第2薄壁部分，12为互锁部，13为定子铁心片，14为定子叠片铁心，15为转子叠片铁心。

实施本发明的最佳方式

以下，参照附图，就本发明的理想的实施形态作一具体的说明。

首先，参照附图，详细说明本发明的第1实施例。

本发明的方法的特征在于，在已冲压出转子铁心片的金属薄板上多次、并在多处施以加压，例如，多次施以整精压工序。如图1-5所示，本发明的方法包括：

从金属薄板1冲压出转子铁心片5后，顺次层叠该转子铁心片5的转子铁心片冲压工序；

从冲压出了上述转子铁心片5的上述金属薄板1再粗冲压出定子铁心片13的磁极齿7的磁极齿冲压工序；

对磁极齿7的多处施以加压，使磁极齿7向着上述转子铁心片7的冲压一侧延展的加压工序；其次，

冲压形成构成定子铁心片13的内形的磁极齿前端部，冲压定子铁心片13的外形，顺次层叠被冲压出的定子铁心片13的定子铁心片冲压工序。

金属薄板1例如为硅薄钢板，低碳薄钢板等。从该金属薄板1顺序进行转子铁心片及定子铁心片的冲压。这里，步骤A为进行导孔2的冲孔工序。

步骤B为进行转子铁心片的轴孔3的冲孔工序。

在步骤C中，4个转子铁心片的互锁部4围绕上述轴孔3的周围而形成。该互锁部4是在层叠层的第一块转子铁心片上的贯通孔或贯通槽。而从第2块起，在层叠至规定的叠层数止的每一块转子铁心片，其上穿半通孔或半通槽等，使由该半通孔突起的部分嵌合于上一块转子铁心片上形成的通孔或通槽中，或上一块转子铁心片上形成的半通孔凹部。上述通孔或通槽及半通孔、半通槽的形成使冲头(未图示)进入模具的深度由公知的切换装置进行切换而进行。又，互锁部4的形状可以采用如圆形、方形、V字形、槽形等任一种形状。

在步骤D中，冲压转子铁心片5，紧接该步骤D之下设置一叠层部，每一次顺次冲压时，通过上述互锁部4作互锁层叠。在该实施例中，转子铁心片5在其外周形成多个齿6，以使可以由较小的旋转角作高精度的步进旋转。上述转子铁心片5的层叠可采用直接层叠、圆层叠或斜(交错)层叠等方式。又，在该实施例中，转子铁心片5的外周形成齿6，但也可以是未形成齿的转子铁心片。

将冲压、层叠了上述转子铁心片5之后的金属薄板引向步骤E，在该步骤E中，通过冲压出槽9而粗冲压出与上述转子铁心片5形成同轴轴的定子铁心片的磁极齿7。该磁极齿7的前端部形成有小齿8，在其相邻的磁极齿7之间形成有槽9。

上述定子铁心片的磁极齿7的前端部内形和转子铁心片5的外形之间成为叠片铁心的气隙。该气隙越窄，则平稳的转矩越大，旋转定位精确度也提高，当从同一金属薄板上同轴冲压转子铁心片5和定子铁心片时，如果在冲压转子铁心片5之后再冲压定子铁心片的内形，由于用于冲压的范围较小，因此，难以进行气隙小的定子铁心片的冲压。为此，加压上述粗冲压的定子铁心片的磁极齿7的一部分，使其向着转子铁心片5的冲压一侧延展。然而，有技术上的问题，即，通过磁极齿7的加压并不一定能稳定地获得足够的延展量。另外，如果增大延展量时，也有加压造成的板面的凹陷被增大，从而造成磁通量紊乱的问题。

本发明改变加压磁极齿7的位置，改变加压时序，把加压位置分成多个部分以确保延展量并使每一位置的凹部形成得较小。

即，在步骤F，在磁极齿7的内部，且与上述转子铁心片5同轴的地方，由冲头(图中未示)加压，减薄壁厚，使其向转子铁心片5一侧延展，形成第1个薄壁部10。

再有，在步骤G中，对磁极齿7进行加压的位置被移至上述第1薄壁部外侧的位置，并作与转子铁心片5同轴的加压，以形成第2薄壁部11，进一步向转子铁心片一侧延展。该第2次加压形成的第2薄壁部和第1次加压形成的第1薄壁部分担延展任务，得到所希望的可冲压范围。该延展的分担(分步)并不要求均等分步。例如，第2次加压如是磁极齿7的窄幅部，则可改变分担量，使第2薄壁部的厚度小于第1薄壁部。又，在该实施例中，加压分二步骤，即，F、G进行，但也可加上第3步骤，分别在三个或三个以上步骤进行，所谓分多个步骤进行，即，改变时间并改变位置进行加压，可以稳定确保处冲压的定子铁心片的磁极齿7向着转子铁心片5冲压侧延展。再有，每次加压的板壁厚的减少如图5所示，可以分开和减小加压，由此，可以使叠片铁心具有高精度和稳定的空气隙，且加压所造成的薄板表面的凹凸差变小，磁通量不会产生紊乱，可以提供可靠性高的叠片铁心。

这里，第1及第2薄壁部较好的是形成在除去定子铁心片的槽部以外的整个周缘上。藉以形成变形小的高精度的气隙。

作为上述实施例的变化例，如图8及图9所示，可以改变部分分担(分步)加压，使第2薄壁部11s的厚度大于第1薄壁部10s的厚度，而其牢度则小于第1薄壁部10s。如此，强力加压定子铁心片的内径，可以以较小的力容易地延展。

再有，如图10及图11所示，多个薄壁部20形成点状。形成点状时，一次整精压工序即可形成薄壁部，即，可在抑制变形的同时，操作性能良好地形成薄壁部。

再有，也可分多次进行整精压。

在步骤H，冲压确保具有可冲压范围的定子铁心片的磁极齿7的前端部，以形成小齿8。由此，定子铁心片形成了内形边部。在该步骤H中，也形成定子铁心片的互锁部12。互锁部12如同所述转子铁心片5的场合，在叠层的第一块定子铁心片13上形成通孔、或贯通槽，从第二块金属薄板形成半通孔、或半通槽至预定的叠层板上。互锁部12可以采用如圆形、方形、V字形、槽形等的任一种形状。

在步骤I中，冲压定子铁心片13的外形，通过上述互锁部12进行层叠，制得如图7所示的定子叠片铁心14。上述叠片即可以直接层叠，或圆形层叠等。

层叠的定子叠片铁心14上另绕以线圈，其内形部插入先前叠层的如图6所示的转子叠片铁心15。

如此，在进行转子铁心片的冲压之后，进行整精压，其后，进行定子铁心片的内径侧的冲压，藉此，可以取得更大的冲压留下的边料的宽度，可以抑制边料发生卷曲。而在不进行上述整精压、直接进行定子铁心片的内径侧的冲压时，则冲压边料幅宽变小，由此产生边料卷曲的问题。

产业上的可利用性

本发明可由金属薄板冲压、叠层转子铁心片，再由上述已冲压转子铁心片的金属薄板粗冲压出定子铁心片的磁极齿，然后在该磁极齿上，与转子铁心片同轴状地，改变位置多处施压，使它们向所述转子铁心片的冲压一侧延展，从而，可以稳定地形成可冲压范围，因此，尽管转子铁心片的外形和定子铁心片的内径侧的气隙窄小，例如，用于步进电动机时，定子铁心片的内径侧冲压时的冲压边料可增大，既不会发生边部的中部断裂，也不会飘浮卷曲。也不必进行二次冲压。

另外，因为是改变上述磁极齿的位置和分多步地进行多处加压，所以，每一处的所用加压力较小，由加压而形成的金属薄板面的凹凸差小，磁通量不会发生紊乱，可以获得性能稳定的叠片铁心。

本发明并不限于上述实施例。

Claims (7)

1.一种叠片铁心的制造方法，所述方法系一种对定子铁心片和转子铁心片进行冲压，叠层而形成铁心的制造方法，其特征在于，所述方法包括：

由金属薄板冲压转子铁心片后，顺次层叠该转子铁心片的转子铁心片冲压工序；

由已冲压出上述转子铁心片的上述金属薄板再粗冲压定子铁心片的磁极齿的磁极齿冲压工序；

对磁极齿的多处加压，使磁极齿向着上述转子铁心片的冲压一侧延展的加压工序；

其次，冲压并形成构成定子铁心片的内径侧的磁极齿前端部，冲压出定子铁心片的外形，顺次层叠被冲压的定子铁心片的定子铁心片冲压工序。

2.如权利要求1所述的叠片铁心的制造方法，其特征在于，所述磁极齿的多处的位置选择使得使其与所述转子铁心片的中心之间距不同。

3.如权利要求2所述的叠片铁心的制造方法，其特征在于，所述磁极齿的多处位置形成同心圆。

4.如权利要求2所述的叠片铁心的制造方法，其特征在于，所述磁极齿的多处由分别形成同心圆、位于整个圆周上的第1薄壁部，和形成于上述第1薄壁部外周侧的第2薄壁部构成。

5.如权利要求4所述的叠片铁心的制造方法，其特征在于，所述第1薄壁部的厚度较第2薄壁部的薄，其宽度则较第2薄壁部的大。

6.如权利要求1所述的叠片铁心的制造方法，其特征在于，所述加压工序藉分多次进行。

7.如权利要求6所述的叠片铁心的制造方法，其特征在于，所述加压工序分步对转子铁心片的冲压侧的延展量，各次的延展量的总和为一预先设定量。

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