專利名稱：電動機定子的分裂鐵芯、電動機定子、永磁式同步電動機以及利用分裂鐵芯沖壓模的沖壓方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種需要在諸如機床的FA領域中平滑操作的永磁式 同步電動機，更特別地涉及用于電動機定子的分裂鐵芯、電動機定子 以及利用分裂鐵芯沖壓模的沖壓方法。
背景技術：
在傳統(tǒng)的電動機中，將轉子的永久磁鐵沿軸向方向分開以構成模 塊，并將這些模塊在沿圓周方向偏移的同時布置，從而為電動機提供 斜槽效應(skew effect)。由于模塊布置為其間具有軸向間隙，所以在 軸向分量中沒有磁通量的泄漏發(fā)生，因此，磁通量沿圓周方向的分布 變?yōu)檎也ǎ纱嗣總€模塊中的齒槽轉矩(cogging torque)得以降低 (例如，專利文獻l)。
此外，用于沿圓周方向連續(xù)偏移定子的斜槽是廣泛所知的，并且 由于齒槽轉矩的相位連續(xù)變化，所以降低了總計的齒槽轉矩。
圖20是傳統(tǒng)電動機的轉子的正視圖，而圖21是同一電動機的側視 圖。在圖20中，多個永久磁鐵2A沿圓周方向布置在轉子1的外圓周上， 并且如圖21中所示，多個永久磁鐵2B與永久磁鐵2A沿軸向方向間隔設 置，同時隨著它們沿軸向方向延展而沿圓周方向稍稍偏移，由此以提 供斜槽效應。此外，通過在永久磁鐵2A與永久磁鐵2B之間提供大于永 久磁鐵的S極與N極之間的間隙G1的間隙G2，可使轉子的圓周磁通量分 布為正弦波。
這樣，在傳統(tǒng)的永磁式同步電動機中，由于轉子的永久磁鐵沿圓
周方向偏移，且定子鐵芯沿圓周方向偏移，所以降低了齒槽轉矩。
專利文獻l:特許第3599066號公報(第四頁，圖3和圖4)。
此外，圖22顯示了在定子鐵芯上沒有設置斜槽的傳統(tǒng)疊片鐵芯。 在該附圖中，30表示定子鐵芯主體，33A表示初始沖壓鐵芯，33B表示 最終沖壓鐵芯，35表示軛鐵，35a表示軛鐵裝配部分，35b表示V形夾， 36表示中央軛鐵(齒)和39表示極片。由于初始沖壓鐵芯33A和最終沖 壓鐵芯33B的形狀完全相同，所以由多個定子鐵芯層壓組成的定子鐵芯 主體30的極片39的末端以直角形成，而沒有斜槽形成。
在這種情況下，為消除齒槽效應，如已在圖20和圖21中所述，需 要轉子而不是定子是斜槽的，為實現此，將磁鐵層壓在一起同時彼此 偏移。
這樣，在傳統(tǒng)方法中，在已執(zhí)行下面的(1)和(2)的同時，每 個具有其自身的缺陷。
(1) 如果不能為定子提供斜槽，則磁鐵需要沿徑向方向在轉子側 上偏移，從而為轉子提供斜槽，而此項工作是復雜的。
(2) 此外，如果為定子鐵芯提供平滑斜槽，則必須針對每個所提 供的斜槽類型制備切割刀片，這從模具尺寸和有限生產成本的觀點來 看是困難的。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的問題
如上所述，在傳統(tǒng)的永磁式同步電動機中，將轉子的永久磁鐵軸 向分開，由此以構成模塊，并將這些模塊布置為沿圓周方向偏移，由 此以提供斜槽效應。由于各個模塊沿軸向方向彼此分開，所以在軸向
分量中不會發(fā)生磁通量的泄漏，且磁通量沿圓周方向的分布變?yōu)檎?波，由此每個模塊中的齒槽轉矩總體上降低。然而，由于模塊之間的 間隙無法促使產生電磁力，所以會導致電動機的輸出降低的問題。
相反，如果在模塊之間沒有間隙，由于不能充分地提供斜槽效應， 所以降低齒槽效應的效果變小，這導致了這樣的問題，齒槽效應的降 低與電動機的輸出處于折衷關系。
此外，由于沿圓周方向連續(xù)偏移定子鐵芯的斜槽具有槽截面，該 槽截面具有扭曲的形狀，所以繞組的纏繞操作不能自動化，這導致了 由此形成的電動機變得昂貴的問題，而且，由于規(guī)則纏繞變得困難并 且實際的槽面積減小，所以電動機電阻增加，而這導致要求降低效率 的問題。
基于這些問題作出了此專利申請的第一方面，并且其目的是提供 用于電動機定子的分裂鐵芯，該分裂鐵芯可通過在不偏移永磁式同步 電動機的轉子模塊以及不扭曲槽截面的情況下構造定子鐵芯來降低齒 槽轉矩。
為了獲得能夠向定子鐵芯提供平滑斜槽的分裂鐵芯，此專利申請 的第二方面具有第二目的，提供利用模具的分裂鐵芯沖壓方法，所述 方法不需要針對所提供的斜槽類型而特別地制備切割刀片，這對于模 具尺寸的限制更小并且需要更少的生產成本。
為解決這些問題，根據本發(fā)明的權利要求l，提供分裂鐵芯，所述 分裂鐵芯包括
疊片鐵芯，其每個上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和所述極 片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接到一起 成為環(huán)形形狀以組成定子，
其中，所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片
鐵芯從所述分裂鐵芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵 芯的底疊片層偏移。
根據本發(fā)明的權利要求2，提供分裂鐵芯，所述分裂鐵芯包括 疊片鐵芯，其每個上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和所述極 片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接到一起 成為環(huán)形形狀以組成定子，
其中，所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片 鐵芯從所述分裂鐵芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵 芯的中央疊片層偏移，并沿相反的圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵 芯的所述鐵芯的所述中央疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片 層偏移。
根據本發(fā)明的權利要求3，提供分裂鐵芯，所述分裂鐵芯包括 疊片鐵芯，其每個上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和所述極
片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接到一起
成為環(huán)形形狀以組成定子，
其中，所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵
芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片層偏移。
根據本發(fā)明的權利要求4，提供分裂鐵芯，所述分裂鐵芯包括 疊片鐵芯，其每個上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和所述極 片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接到一起 成為環(huán)形形狀以組成定子，
其中，所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵 芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的中央疊片層偏 移，并沿相反的圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵芯的所述鐵芯的所 述中央疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片層偏移。
根據本發(fā)明的權利要求5，提供分裂鐵芯，其中
在將所述分裂鐵芯沿疊片鐵芯的層壓方向分成的多個塊的每一個 中，所述軛鐵的末端和所述極片的末端都沒有沿所述層壓方向在一個 圓周方向中偏移，以及
各個塊的所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向從上 層塊到下層塊偏移。
根據本發(fā)明的權利要求6，提供分裂鐵芯，其中
在將所述分裂鐵芯沿疊片鐵芯的層壓方向分成的多個塊的每一個 中，所述軛鐵的末端和所述極片的末端都沒有沿所述層壓方向在一個 圓周方向中偏移，以及
連續(xù)塊的所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向從上 層塊到中央塊偏移，并沿相反的圓周方向從所述中央塊到下層塊偏移。
根據本發(fā)明的權利要求7，提供分裂鐵芯，其中
在將所述分裂鐵芯沿疊片鐵芯的層壓方向分成的多個塊的每一個 中，所述軛鐵的末端和所述極片的末端都沒有沿所述層壓方向在一個 圓周方向中偏移，以及
連續(xù)塊的所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向從上 層塊到相繼塊偏移，并沿相反的圓周方向從所述相繼塊到下部相繼塊 偏移，將此重復多次。
根據本發(fā)明的權利要求8，提供如權利要求1到7的任意一項中所述 的分裂鐵芯，
其中，所述齒沿圓周具有恒定寬度，并且不沿一個圓周方向從所 述分裂鐵芯的所述鐵芯的所述頂疊片層偏移到所述分裂鐵芯的所述鐵 芯的所述底疊片層。
根據本發(fā)明的權利要求9，提供一種電動機定子，所述電動機定子
包括
如權利要求1到8的任意一項中所述的分裂鐵芯，
成對的絕緣體，其沿層壓方向從所述分裂鐵芯的兩側安裝到所述 分裂鐵芯上，以及
電樞線圈，其通過所述絕緣體安裝在所述分裂鐵芯的所述齒上， 其中，多個分裂鐵芯設置并彼此連接成為環(huán)形形狀。
根據本發(fā)明的權利要求IO，提供一種永磁式同步電動機，所述電 動機包括
轉子，其設有介于如權利要求9中所述的定子鐵芯與所述轉子本身 之間的磁場，并具有布置在所述轉子表面上的多個永久磁鐵。
根據本發(fā)明的權利要求ll，提供一種利用分裂鐵芯沖壓模的沖壓 方法，所述方法包括如下步驟
通過在所述分裂鐵芯沖壓模中的每個沖程改變分裂鐵芯的末端的 長度來執(zhí)行沖壓。
本發(fā)明的優(yōu)點
利用上述的構造，由于對于疊片鐵芯，在齒的兩端處的極片和軛 鐵的末端沿一個圓周方向偏移，所以使齒槽轉矩相等，并且由于分裂 鐵芯的剛度在它們連接到一起時增加，由此組裝精度提高，因此可降 低歸因于精度的齒槽轉矩，從而能夠實現平滑轉動。
此外，由于通過使分裂鐵芯的鐵芯沿一個方向向其中央疊片層偏 移并之后使分裂鐵芯的鐵芯沿相反的方向從所述中央疊片層偏移而增 加了鐵芯的周向偏移，所以剛度進一步提高，由此降低了齒槽轉矩。 特別地，為層壓了許多鐵芯的長發(fā)動機提供重要的優(yōu)點。
由于以上述的方式降低了齒槽轉矩同時齒并不偏移，所以可簡化 繞組的纏繞操作。
而且，由于能夠提高沖出鐵芯的生產率并且鐵芯可組合成多個模 塊，所以生產率進一步增加。
此外，通過利用本發(fā)明的模具的沖壓方法，由于可通過安裝在順 序沖模內的旋轉切割刀片精確地改變齒部分的長度，所以可簡單地獲 得平滑的斜槽。


圖l是顯示作為本專利申請的發(fā)明的應用目的的永磁式同步電動 機的剖視圖。
圖2是顯示由本發(fā)明實施例1的分裂鐵芯所形成的構造的透視圖。
圖3 (a)和3 (b)是當實施例l的分裂鐵芯連接到一起時齒和軛鐵 的剖面?zhèn)纫晥D。
圖4是顯示由本發(fā)明實施例2的分裂鐵芯所形成的構造的透視圖。 圖5 (a)和5 (b)是當實施例2的分裂鐵芯連接到一起時齒和軛鐵 的剖面?zhèn)纫晥D。
圖6是顯示由本發(fā)明實施例3的分裂鐵芯所形成的構造的透視圖。 圖7 (a)和7 (b)是當實施例3的分裂鐵芯連接到一起時齒和軛鐵 的剖面?zhèn)纫晥D。
圖8是顯示由本發(fā)明實施例4的分裂鐵芯所形成的構造的透視圖。 圖9 (a)和9 (b)是當實施例4的分裂鐵芯連接到一起時齒和軛鐵 的剖面?zhèn)纫晥D。
圖10是顯示由本發(fā)明實施例5的分裂鐵芯所形成的構造的透視圖。 圖ll (a)和ll (b)是當實施例5的分裂鐵芯連接到一起時齒和軛
鐵的剖面?zhèn)纫晥D。
圖12是顯示由本發(fā)明實施例6的分裂鐵芯所形成的構造的透視圖。 圖13 (a)和13 (b)是當實施例6的分裂鐵芯連接到一起時齒和軛
鐵的剖面?zhèn)纫晥D。
圖14是示出本發(fā)明各個實施例以及傳統(tǒng)實例的齒槽轉矩波形圖，
示出了本發(fā)明各個實施例的優(yōu)點。
圖15是描述作為本專利申請的第二方面的實施例的連續(xù)斜槽的圖示。
圖16是顯示形成初始沖壓齒的末端形狀的沖頭和模具的位置的平 面圖。
圖17是顯示當對于一個疊片鐵芯的最終沖壓齒時沖頭和模具的位 置的平面圖。
圖18是顯示用于旋轉切割刀片的驅動裝置的構造的平面圖。
圖19是顯示旋轉切割刀片安裝在順序沖模內的狀態(tài)的平面圖。
圖20是傳統(tǒng)電動機的轉子的正視圖。
圖21是傳統(tǒng)電動機的轉子的側視圖。
圖22是顯示根據相關技術的無斜槽鐵芯的形狀的圖示。
l轉子；2永久磁鐵；3定子；4分裂鐵芯；5軛鐵；6齒；7絕緣體； 8電樞線圈；IO鐵芯A; ll鐵芯B; 12a、 12b沖頭；14沖頭；15剝離器； 16模具；17模套；18軸承；19導柱；20模座；21電動機；22滑輪；23 正時帶；24旋轉切割刀片；25進料方向；26沖出裝置；27驅動裝置；
30定子鐵芯主體；35軛鐵；35a軛鐵裝配部分，35bV形夾，36中央軛鐵 (齒)；39極片；52中央軛鐵(齒)；56、 58初始沖壓鐵芯；57、 59 最終沖壓鐵芯；lll上部塊；112中央塊；113下部塊；114上部、下部 塊；115中央塊；116傳統(tǒng)齒槽轉矩波形；117實施例3的齒槽轉矩波形；
118實施例2的齒槽轉矩波形
具體實施例方式
下文，將參考附圖描述本發(fā)明的實施例。
圖l是永磁式同步電動機的剖視圖。
在圖1中，l表示轉子，2表示永久磁鐵，3表示定子，4表示分裂鐵 芯，5表示軛鐵，6表示齒(中央軛鐵)，7表示絕緣體，8表示電樞線 圈以及9表示極片。此永磁式同步電動機是這樣的，多個永久磁鐵2固
定到轉子l的表面，并且使用高性能的磁鐵使得永久磁鐵2的能量乘積
大約為40M (兆)Oe (奧斯特)。定子3是這樣的，通過具有分裂鐵芯 4的形狀的沖孔模對厚度大約為0.3到0.5mm的電磁鋼板進行擠壓，將如 此沖出的板沿縱向方向層壓并且將該層壓板彼此連接。
分裂鐵芯4的形狀由構成外圓周的弧狀軛鐵5、構成內圓周的極片9 以及將軛鐵5與極片9連接在一起的齒6組成。 一對絕緣體5沿層壓方向 從齒6的兩側安裝在齒6上，而電樞線圈6以規(guī)則方式纏繞在絕緣體5上。
實施例l
圖2和圖3是描述根據本發(fā)明實施例1的分裂鐵芯的圖示，其中圖2 是透視圖，圖3顯示當實施例1的分裂鐵芯連接到一起時分別從極片側 (a)和軛鐵側(b)觀察的實施例l的分裂鐵芯的剖面?zhèn)纫晥D。當電磁 鋼板通過擠壓沖出時，每次沖出鋼板時，僅僅在齒末端處的軛鐵和極 片的兩端沿圓周方向按疊片鐵芯旋轉。
當圖2中所示的很多分裂鐵芯層壓形成定子疊片鐵芯100時，如圖3 (a)和3 (b)中所示，由于極片9和軛鐵5沿一個圓周方向偏移，所以 使齒槽轉矩相等，并且由于分裂鐵芯的剛度在它們連接到一起時增加， 所以組裝精度提高，由此可降低歸因于精度的齒槽轉矩，從而能夠實 現平滑轉動。
由于僅僅在齒的兩端處的極片和極片的末端旋轉，所以齒不會扭 曲，也可使繞組的纏繞工作自動化。
實施例2
圖4和圖5是描述根據本發(fā)明實施例2的分裂鐵芯的圖示，其中圖4 是透視圖，圖5顯示了當實施例2的分裂鐵芯連接到一起時分別從極片 側(a)和軛鐵側(b)觀察的實施例2的分裂鐵芯的剖面?zhèn)纫晥D。當電 磁鋼板通過擠壓沖出時，在齒的末端處的軛鐵和極片的兩端按疊片鐵
芯以這樣的方式旋轉，即當如此沖出的分裂鐵芯層壓時，在沿縱向方 向的中央部分處偏移方向改變。
當圖4中所示的很多分裂鐵芯層壓形成定子疊片鐵芯200時，如圖5 (a)和5 (b)中所示，由于極片9和軛鐵5沿一個圓周方向偏移到中央 疊片層，并且之后沿相反的方向從該中央疊片層向下偏移，所以使齒 槽轉矩相等，并且由于分裂鐵芯的剛度在它們連接到一起時增加，所 以組裝精度提高，由此可降低歸因于精度的齒槽轉矩，從而能夠實現 平滑轉動。
當各個分裂鐵芯連接到一起時，通過增加連接部分處的偏移量， 剛度進一步增加，由此以降低齒槽轉矩。
由于僅僅在齒的兩端處的極片和極片的末端旋轉，所以齒不會扭 曲，也可使繞組的纏繞工作自動化。
實施例3
圖6和圖7是描述根據本發(fā)明實施例3的分裂鐵芯的圖示，其中圖6 是透視圖，圖7顯示了當實施例3的分裂鐵芯連接到一起時分別從極片 側(a)和軛鐵側(b)觀察的實施例3的分裂鐵芯的剖面?zhèn)纫晥D。當電 磁鋼板通過擠壓沖出時，僅僅在齒的兩端處的極片按疊片鐵芯沿圓周 方向旋轉。
當圖6中所示的很多分裂鐵芯層壓形成定子疊片鐵芯300時，如圖7 (a)和7 (b)中所示，由于極片9沿一個圓周方向偏移，所以使齒槽轉 矩相等，并且齒不會扭曲而是成直線，從而能夠使繞組的纏繞工作簡 單且容易。
實施例4
圖8和圖9是描述根據本發(fā)明實施例4的分裂鐵芯的圖示，其中圖8
是透視圖，圖9顯示了當實施例4的分裂鐵芯連接到一起時分別從極片
側(a)和軛鐵側(b)觀察的實施例4的分裂鐵芯的剖面?zhèn)纫晥D。當電 磁鋼板通過擠壓沖出時，在齒的兩端處的極片部分按疊片鐵芯以這樣 的方式旋轉，即當如此沖出的分裂鐵芯層壓時，在沿縱向方向的中央 部分處偏移方向改變。
當圖8中所示的很多分裂鐵芯層壓形成定子疊片鐵芯400時，如圖9 (a)和9 (b)中所示，由于極片9沿一個圓周方向偏移到中央疊片層， 并且之后沿相反的方向從該中央疊片層向下偏移，所以使齒槽轉矩相 等，并且能夠使繞組的纏繞工作簡單且容易。沖出鐵芯的生產率得到 提咼。
實施例5
圖10和圖11是描述根據本發(fā)明實施例5的分裂鐵芯的圖示，其中圖 IO是透視圖，圖11顯示了當實施例5的分裂鐵芯連接到一起時分別從極 片側(a)和軛鐵側(b)觀察的實施例5的分裂鐵芯的剖面?zhèn)纫晥D。在 此實施例中，定子疊片鐵芯被分成上部塊lll、中央塊112和下部塊U3， 并且當將諸如所述各個定子疊片鐵芯塊的許多定子疊片鐵芯塊層壓形 成定子疊片鐵芯500時，如圖ll (a)和ll (b)中所示，提供了階梯形 斜槽。通過將定子疊片鐵芯分成塊，生產率得到提高。
由于僅僅在齒的兩端處的軛鐵和極片的兩端旋轉，所以齒不會扭 曲，也可使繞組的纏繞工作自動化。
實施例6
圖12和圖13是描述根據本發(fā)明實施例6的分裂鐵芯的圖示，其中圖 12是透視圖，圖13顯示了當實施例6的分裂鐵芯連接到一起時分別從極 片側(a)和軛鐵側(b)觀察的實施例6的分裂鐵芯的剖面?zhèn)纫晥D。在 此實施例中，當將諸如上部塊和下部塊114以及中央塊115的兩種類型 塊組合到一起形成定子疊片鐵芯600時，如圖13 (a)和13 (b)中所示，
在連接部分處的偏移量增加，由此以提高剛度。由于僅僅在齒的末端 處的軛鐵和極片的兩端旋轉，所以齒不會扭曲，也可使繞組的纏繞工 作自動化。
在各個實施例中，偏斜角可設置為降低齒槽轉矩基波分量的角度 或降低由精度下降引起的齒槽轉矩的角度。
圖14顯示了表明本專利申請第一方面的各個實施例的優(yōu)點的齒槽 轉矩波形。在該附圖中，縱坐標軸表示齒槽轉矩的振幅，而橫坐標軸
表示時間。116表示傳統(tǒng)設備(圖20)的齒槽轉矩波形，117表示實施 例3 (圖6)的齒槽轉矩波形，而118表示實施例2 (圖4)的齒槽轉矩波 形。
如具有齒槽轉矩波形117的實施例3所示，通過沿圓周方向偏移齒 兩端處的極片而使齒槽轉矩相等，并且該齒槽轉矩可降低到傳統(tǒng)齒槽 轉矩波形116的一半。
此外，如具有齒槽轉矩波形118的實施例2所示，通過沿圓周方向 偏移齒兩端處的極片以及軛鐵的末端，由于使齒槽轉矩相等并且剛度 增加，所以在裝配框架以后的內徑不圓度可等于或小于0.03mm，并且
齒槽轉矩可降低到傳統(tǒng)齒槽轉矩的三分之一或更小。
此外，可實現繞組的高間隙因數。通過降低齒槽轉矩抑制了振動 和噪聲的產生，由此不僅能夠實現平滑轉動而且可提高電動機效率。
因此，如已經在根據本專利申請第一方面的實施例1到6中所述， 通過在不沿圓周方向偏移同步電動機的轉子模塊以及不扭曲槽截面的 情況下構造定子鐵芯，齒槽轉矩降低并實現了高剛度。
下文將基于圖13到圖19描述本專利申請第二方面的實施例。
圖15顯示了本專利申請第二方面的實施例，即初始沖壓鐵芯和最 終沖壓鐵芯以及定子鐵芯主體的形狀，所述定子鐵芯主體是很多鐵芯 的層壓體。
在該附圖中，58表示初始沖壓鐵芯，59表示最終沖壓鐵芯，而52 表示中央軛鐵(齒)。當初始沖壓鐵芯58和最終沖壓鐵芯59的中央軛 鐵部分52 (應用繞組的部分)配置成直線時，對于一個定子鐵芯主體， 在兩個齒的末端部分處的極片以相同的形狀從初始沖壓鐵芯上的形狀 改變成最終沖壓鐵芯59上的形狀。
將參照圖16和圖17描述用于形成此形狀的切割刀片的狀態(tài)。
圖16是顯示形成初始沖壓鐵芯的末端形狀的沖頭12a、 12b和模具 (具有于該沖頭相同形狀的開口)的位置的圖示，并且10表示鐵芯A， ll表示鐵芯B。虛線表示計劃沿其執(zhí)行沖壓的線。最初沖出的齒末端處 的極片的形狀以這樣的方式形成，即通過使沖頭12a在初始沖壓位置al 處執(zhí)行沖壓和使沖頭12b在初始沖壓位置bl處執(zhí)行沖壓而使鐵芯A和鐵 芯B的末端部分的長度變得不同。
根據此狀態(tài)， 一旦完成一個沖程的沖壓而要沖出下一鐵芯時，沖 頭12a、 12b和模具就分別移動恒定距離從位置al到a2以及從位置bl到 b2。
反復執(zhí)行此操作，最后，沖頭12a、 12b和模具分別移動到位置an 和bn以沖出最終鐵芯。
圖17顯示了當已沖出一個定子鐵芯主體的最終鐵芯時沖頭12a、 12b和模具的位置。
已沖出作為最終鐵芯的兩個鐵芯A和鐵芯B的末端部分的長度與
圖16中所示的初始沖壓鐵芯A和鐵芯B的末端部分的長度相反。
因此，對于由已在初始鐵芯和最終鐵芯之間沖出的許多鐵芯組成
的一個定子鐵芯主體，鐵芯的層壓狀態(tài)在圖15中示出。對于圖15中所 示的定子主體50，在齒的末端處形成斜槽。
此后，旋轉切割刀片在擠壓l的一個周期內旋轉到起動位置，從而 沖出用于第二定子鐵芯主體以及后續(xù)的定子鐵芯主體的鐵芯。
圖18是用于本專利申請第二方面的上模和下模組合到一起的模具 的側視圖，其顯示了旋轉切割刀片的驅動裝置的構造，而圖19是當從 圖18的頂部看時的平面圖，其顯示了旋轉切割刀片安裝在順序沖模中 的狀態(tài)。
在兩個附圖中，12、 13表示齒切割刀片，14表示沖頭(上模)， 15表示剝離器(下模)，16表示模具(下模)，17表示模套(下模)， 18表示軸承，19表示導柱(上模)，20表示模座，21表示電動機，22 表示滑輪，23表示正時帶和24表示旋轉切割刀片?；?2和正時帶23 通過電動機21的旋轉而轉動。沖頭14和模具16通過導柱19結合成一體 并構造為通過軸承18旋轉。將滑輪固定到模套17的下表面，以使其通 過正時帶(timing belt) 23的旋轉而轉動。除了這些部件之外，盡管未 示出，但是具有固定板(上模)，作為固定沖頭并包括該沖頭的部件。 諸如"上模"和"下模"的加括號的詞是為了表示由該加括號的詞限 定的部件位于組成旋轉模24的上模和下模中。
電動機通過擠壓信號以每沖程恒定的量旋轉，從而使旋轉切割刀 片24轉動。采用這樣一種機構，在該機構中，齒部分的長度基于與材 料(環(huán)材)的相對位置關系而改變。環(huán)材(用于鐵芯的材料)被插入 模具16和剝離器15之間，并沿由圖19中的箭頭25指示的進料方向直線
進給。
旋轉切割刀片24安裝在順序沖模的中間過程中，由此以改變齒的 長度。
因此，如在此之前所述，本專利申請的第二方面的特征在于，通
過將旋轉切割刀片24安裝在模具內部并沿旋轉方向移動齒切割刀片 12、 13可簡單地形成連續(xù)斜槽。
首先，將旋轉切割刀片(模具組)24安裝在順序沖模中，并通過 從外部連接的電動機使旋轉切割刀片24旋轉的同時每擠壓沖程移動預 定的量，所述旋轉切割刀片具有如下配置，其中，確定鐵芯A10和鐵芯 Bll的齒末端部分的長度的沖頭和模具同時旋轉。當鐵芯的末端的形狀 在鐵芯A側上時，鐵芯A的末端變短，而鐵芯B變長。
然后，當對于一個定子鐵芯主體的沖壓結束時，切割刀片返回到 擠壓l沖程內的初始位置(起動位置)。
因此，如在此之前所述，通過利用安裝在順序沖模內的旋轉切割 刀片精確地改變齒部分的長度，可簡單地形成平滑連續(xù)的斜槽，因此 這避免了已在相關技術中實行的必須針對斜槽的類型制備切割刀片。 由此，消除了對于模具尺寸的限制以及生產成本的增加。
利用用于本發(fā)明的電動機定子鐵芯的分裂鐵芯，由于可通過在不 沿圓周方向偏移永磁式同步電動機的轉子模塊以及不扭曲槽截面的情 況下構造定子鐵芯來降低齒槽轉矩，所以所述分裂鐵芯可應用于如在 諸如機床的FA領域中要求平滑移動的永磁式同步電動機。
權利要求
1.分裂鐵芯，包括疊片鐵芯，每個疊片鐵芯上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和所述極片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接到一起成為環(huán)形形狀以組成定子，其中，所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片層偏移。
2. 分裂鐵芯，包括疊片鐵芯，每個疊片鐵芯上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和 所述極片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接 到一起成為環(huán)形形狀以組成定子，其中，所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片 鐵芯從所述分裂鐵芯的所述鐵芯的頂疊片層向所述分裂鐵芯的所述鐵 芯的中央疊片層偏移，并沿相反的圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵 芯的所述鐵芯的所述中央疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片 層偏移。
3. 分裂鐵芯，包括疊片鐵芯，每個疊片鐵芯上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和 所述極片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接 到一起成為環(huán)形形狀以組成定子，其中，所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵 芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片層偏 移。
4. 分裂鐵芯，包括疊片鐵芯，每個疊片鐵芯上形成有齒、軛鐵和極片，所述軛鐵和 所述極片在所述齒的兩端處連接到所述齒，所述疊片鐵芯設置和連接 到一起成為環(huán)形形狀以組成定子，其中，所述極片的兩端沿一個圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵 芯的所述鐵芯的頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的中央疊片層偏 移，并沿相反的圓周方向按疊片鐵芯從所述分裂鐵芯的所述鐵芯的所 述中央疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的底疊片層偏移。
5. 分裂鐵芯，其中在將所述分裂鐵芯沿疊片鐵芯的層壓方向分成的多個塊的每一個 中，所述軛鐵的末端和所述極片的末端都沒有沿所述層壓方向在一個 圓周方向中偏移，以及各個塊的所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向從上 層塊到下層塊偏移。
6. 分裂鐵芯，其中在將所述分裂鐵芯沿疊片鐵芯的層壓方向分成的多個塊的每一個 中，所述軛鐵的末端和所述極片的末端都沒有沿所述層壓方向在一個 圓周方向中偏移，以及連續(xù)塊的所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向從上 層塊到中央塊偏移，并沿相反的圓周方向從所述中央塊到下層塊偏移。
7. 分裂鐵芯，其中在將所述分裂鐵芯沿疊片鐵芯的層壓方向分成的多個塊的每一個 中，所述軛鐵的末端和所述極片的末端都沒有沿所述層壓方向在一個 圓周方向中偏移，以及連續(xù)塊的所述軛鐵的兩端和所述極片的兩端沿一個圓周方向從上 層塊到相繼塊偏移，并沿相反的圓周方向從所述相繼塊到下部相繼塊 偏移，將此重復多次。
8. 如權利要求1到7的任意一項中所述的分裂鐵芯，其中，所述齒沿圓周具有恒定寬度，并且不沿一個圓周方向從所 述分裂鐵芯的所述鐵芯的所述頂疊片層到所述分裂鐵芯的所述鐵芯的 所述底疊片層偏移。
9. 一種電動機定子，包括如權利要求1到8的任意一項中所述的分裂鐵芯，成對絕緣體，其沿層壓方向從所述分裂鐵芯的兩側安裝到所述分 裂鐵芯上，以及電樞線圈，其通過所述絕緣體安裝在所述分裂鐵芯的所述齒上， 其中，多個分裂鐵芯設置并彼此連接成為環(huán)形形狀。
10. —種永磁式同步電動機，包括轉子，所述轉子設有介于如權利要求9中所述的定子鐵芯與所述轉 子本身之間的磁場，并具有布置在所述轉子的表面上的多個永久磁鐵。
11. 一種利用分裂鐵芯沖壓模的沖壓方法，所述方法包括如下步驟通過在所述分裂鐵芯沖壓模中的每個沖程改變分裂鐵芯的末端的 長度來執(zhí)行沖壓。
全文摘要
盡管在傳統(tǒng)的永磁式同步電動機中，通過沿圓周方向偏移轉子的永久磁鐵或沿圓周方向偏移定子鐵芯而降低了齒槽轉矩，但由于這樣形成的斜槽降低了電動機的輸出，而且繞組的纏繞工作不能夠自動化，從而使得由此產生的電動機非常昂貴，所以提供分裂鐵芯，以解決這些問題并能夠使繞組的纏繞工作自動化，由此獲得便宜而又高輸出的電動機。本發(fā)明提供了由疊片鐵芯組成的多個分裂鐵芯(100)，所述疊片鐵芯的每一個上形成有齒(6)、軛鐵(5)和極片(9)，所述軛鐵和所述極片在所述齒的兩端處連接到齒(6)，所述疊片鐵芯設置和連接到一起成為環(huán)形形狀以組成定子，其特征在于軛鐵(5)的兩端和極片(9)的兩端沿一個圓周方向按疊片鐵芯從分裂鐵芯的鐵芯的頂疊片層向底疊片層偏移。
文檔編號H02K15/02GK101375484SQ20078000340
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權日2006年1月24日
發(fā)明者友原健治, 古賀光浩, 古賀裕, 坂本真一, 宮崎誠治, 松元睦 申請人:株式會社安川電機