軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及該電機(jī)用定子鐵芯的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面成為轉(zhuǎn)矩傳遞面的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)以及軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)用定子鐵芯的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在徑向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，以旋轉(zhuǎn)軸為中心軸的圓筒面成為轉(zhuǎn)矩傳遞面，磁通在與旋轉(zhuǎn)軸正交的二維截面內(nèi)流動(dòng)，因而，采用通過(guò)將薄板的電磁鋼板在軸向?qū)臃e而構(gòu)成的定子鐵芯，由此抑制渦電流的產(chǎn)生，降低了因渦電流導(dǎo)致的損失。對(duì)此，對(duì)于與旋轉(zhuǎn)軸垂直的相向面成為轉(zhuǎn)矩傳遞面的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，由于磁通在齒中沿軸向流動(dòng)，因而，若采用通過(guò)將薄板的電磁鋼板在軸向?qū)臃e而構(gòu)成的定子鐵芯，則會(huì)產(chǎn)生渦電流，因渦電流導(dǎo)致的損失顯著增大。
[0003]鑒于這樣的狀況，提出了卷繞鐵芯，其由薄板的電磁鋼板的帶狀體沖裁槽用開口部而形成齒部和芯背部，將形成有齒部和芯背部的帶狀體呈同心狀平面卷繞于盤部件而制作得到。該卷繞鐵芯通過(guò)將由電磁鋼板構(gòu)成的帶狀體在徑向?qū)臃e而構(gòu)成，齒部在軸向、即磁通流動(dòng)的方向延伸，所以，抑制了渦電流的產(chǎn)生，能夠降低因渦電流導(dǎo)致的損失。
[0004]為了將應(yīng)用了這樣的卷繞鐵芯的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)作為汽車用設(shè)備使用，卷繞鐵芯的制造方法就成為了課題。例如提出了現(xiàn)有的馬達(dá)的制造方法，通過(guò)一并制造定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯而使沖裁部共通化來(lái)降低生產(chǎn)成本(例如參照專利文獻(xiàn)1)。另外，提出了卷繞鐵芯的制造方法，其對(duì)于電磁鋼板的帶狀體和卷繞該帶狀體的盤部件，分別形成突起和切口，在將帶狀體卷繞到盤部件上時(shí)借助突起與切口的嵌合來(lái)防止開卷，從而提高生產(chǎn)效率(例如參照專利文獻(xiàn)2)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2010 - 233324號(hào)公報(bào)
[0006]專利文獻(xiàn)2:日本特開2007 - 259557號(hào)公報(bào)
[0007]在專利文獻(xiàn)1、2的制造方法中，由于從電磁鋼板的帶狀體沖裁槽開口部，所以，沖裁部的材料部分相對(duì)于作為背軛部以及齒部被使用的材料部分的比例變大。因此，電磁鋼板的利用率降低，卷繞鐵芯的生產(chǎn)成本上升，存在軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的價(jià)格上漲這樣的課題。
[0008]另外，在專利文獻(xiàn)1、2中雖沒(méi)有言及卷繞鐵芯的同一直徑處的齒寬度與槽寬度的關(guān)系，但一般來(lái)講，卷繞鐵芯存在制作成為同一直徑處的齒寬度大于槽寬度的傾向。并且，在采用了同一直徑處的齒寬度大于槽寬度的卷繞鐵芯的情況下，若為了利用磁鐵的起磁力而增大磁鐵面積，則一個(gè)齒與N極和S極這兩極相向的面積變大，存在損失增加這樣的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是為了解決上述課題而做出的，其目的在于獲得軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)用定子鐵芯的制造方法，可減小沖裁部的材料部分相對(duì)于作為背軛部以及齒部被使用的材料部分的比例，提高電磁鋼板的利用率，降低生產(chǎn)成本。
[0010]另外，本發(fā)明的目的在于獲得軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可使定子鐵芯的同一直徑處的齒寬度小于槽寬度，減小一個(gè)齒與N極和S極這兩極相向的面積，降低損失。
[0011]本發(fā)明的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)用定子鐵芯的制造方法具備:芯板沖裁工序，從按恒定寬度在長(zhǎng)度方向延伸的由磁性材料構(gòu)成的帶狀體分別沖裁出齒部平行且在芯背部的長(zhǎng)度方向排列成一列的帶狀的第一芯板以及第二芯板，上述第一芯板以及第二芯板為反向配置狀態(tài)，以便使上述第一芯板的上述齒部進(jìn)入上述第二芯板的上述齒部間；以及卷繞鐵芯制作工序，將從上述帶狀體沖裁出的上述第一芯板以及上述第二芯板分別以板厚方向作為徑向地繞軸卷繞，使上述芯背部在徑向?qū)臃e，并且使上述齒部在徑向?qū)臃e，制作出卷繞鐵芯；在上述芯板沖裁工序中，在搬送方向輸送上述帶狀體的同時(shí)，對(duì)上述第一芯板的上述芯背部與上述第二芯板的上述齒部之間、上述第二芯板的上述芯背部與上述第一芯板的上述齒部之間以及上述第一芯板的上述齒部與上述第二芯板的上述齒部之間的反S字狀的第一沖裁部，和上述第一芯板的上述芯背部與上述第二芯板的上述齒部之間、上述第二芯板的上述芯背部與上述第一芯板的上述齒部之間以及上述第一芯板的上述齒部與上述第二芯板的上述齒部之間的S字狀的第二沖裁部交替地進(jìn)行沖裁。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，在將齒部平行且在芯背部的長(zhǎng)度方向排列成一列的帶狀的第一芯板和第二芯板反向配置以便使第一芯板的齒部進(jìn)入第二芯板的齒部間的狀態(tài)下，從按恒定寬度在長(zhǎng)度方向延伸的由磁性材料構(gòu)成的帶狀體進(jìn)行沖裁，所以，能夠使被沖裁部分的材料部分相對(duì)于芯背部以及齒部所使用的材料部分的比例變小，提高電磁鋼板的利用率，降低生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的構(gòu)成的主要部分立體圖。
[0014]圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的立體圖。
[0015]圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0016]圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0017]圖5是表示比較例的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0018]圖6是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的制造方法的圖。
[0019]圖7是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的制造方法的圖。
[0020]圖8是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的制造方法所使用的落料模的主視圖。
[0021]圖9是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0022]圖10是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的制造方法中的芯板的卷繞狀態(tài)的圖。
[0023]圖11是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的按La> Lb制作的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0024]圖12是說(shuō)明圖11所示的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0025]圖13是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的按La= Lb制作的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0026]圖14是說(shuō)明圖13所示的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0027]圖15是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的按La< Lb制作的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0028]圖16是說(shuō)明圖15所示的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0029]圖17是圖11所示的定子鐵芯的主要部分放大圖。
[0030]圖18是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的按la> lb制作的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0031]圖19是說(shuō)明圖18所示的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0032]圖20是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的按la= lb制作的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0033]圖21是說(shuō)明圖20所示的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0034]圖22是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)中的按la< lb制作的定子鐵芯的主要部分立體圖。
[0035]圖23是說(shuō)明圖22所示的定子鐵芯的制造方法中的依靠落料模的沖裁狀態(tài)的主視圖。
[0036]圖24是說(shuō)明現(xiàn)有的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的沖裁方法的圖。
[0037]圖25是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的制造方法的圖。
[0038]圖26是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的立體圖。
[0039]圖27是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]實(shí)施方式1.
[0041]圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的構(gòu)成的主要部分立體圖，圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子的立體圖，圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵芯的主要部分立體圖。另外，在圖2中，為了方便說(shuō)明，僅表示出一個(gè)集中纏繞線圈。
[0042]在圖1至圖3中，軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)100具備:轉(zhuǎn)子1，轉(zhuǎn)子1具有通過(guò)不銹鋼等的塊狀非磁性體制作的、同軸地固定于旋轉(zhuǎn)軸(未圖示)的圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子支撐部件2，以及分別貫通轉(zhuǎn)子支撐部件2的外周側(cè)地配設(shè)并在周向等間隔排列的構(gòu)成磁極的永磁鐵3 ;定子5，定子5具有齒6b分別從構(gòu)成為圓環(huán)狀平板的芯背6a的一面垂直地在軸向突出并且在徑向延伸、在周向等角間距地配設(shè)的定子鐵芯6，以及繞裝于定子鐵芯6的定子繞組7。
[0043]永磁鐵3在旋轉(zhuǎn)軸的軸向被磁化成兩面分別為N極和S極，排列成旋轉(zhuǎn)軸的軸向一側(cè)的表面的極性在周向交替地為N極和S極。并且，轉(zhuǎn)子1以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐于旋轉(zhuǎn)軸，配設(shè)在由非磁性材料制作的殼體(未圖示)內(nèi)。
[0044]定子鐵芯6如后述那樣，是將電磁鋼板的帶狀體以其板厚方向作為徑向而繞軸卷繞、卷繞成所謂平面卷繞形式而制作出來(lái)的卷繞鐵芯。定子繞組7分別由將導(dǎo)體線集中纏繞于一個(gè)齒6b而制作的多個(gè)集中纏繞線圈構(gòu)成。定子5以使齒6b朝向轉(zhuǎn)子1的方式與轉(zhuǎn)子1相向地同軸配置，將芯背6a的另一面固定于殼體并保持于殼體。
[0045]在該軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(jī)100中，定子5使齒6b朝向轉(zhuǎn)子1，同軸且隔開恒定的間隙地與轉(zhuǎn)子1相向地配設(shè)，與軸向正交的面成為轉(zhuǎn)矩傳遞面。在此，永磁鐵3由于在同心圓上按等角間距排列，所以制作成周向尺寸越往徑向外側(cè)就越大的大致扇形形狀，所產(chǎn)生的磁通越往徑向外側(cè)就越多。