專利名稱：定子鐵芯、電機(jī)及電機(jī)制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種電機(jī)定子所用的定子鐵芯、具有此種定子鐵芯的電機(jī)及電機(jī)的制作方法。
背景技術(shù)：
電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，包括定子和轉(zhuǎn)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(tǒng)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(nèi)繞機(jī)繞制線圈。此方法材料利用率低，成本高，且模具較為復(fù)雜沖制效率低，另外線圈繞制需專用設(shè)備且繞線速度低。為提高材料利用率和繞線速度，出現(xiàn)了一種鏈?zhǔn)降蔫F芯結(jié)構(gòu)，如圖1所示，沖制時(shí)，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(jìn)行繞線，最后將一字型的定子鐵芯繞細(xì)橋2彎成圓形。此方案可達(dá)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(xì)橋2連接，需要經(jīng)過彎折整形成圓形的工序，在彎折過程中細(xì)橋2部分容易斷裂且彎折后會向主平面之外產(chǎn)生變形，為減小變形后出現(xiàn)干涉而造成定子鐵芯片層疊時(shí)不平，需要在彎折范圍內(nèi)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(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構(gòu)成的無需保壓或焊接的定子鐵芯；
本發(fā)明的另一目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構(gòu)成的無需保壓或焊接的定子鐵芯構(gòu)造的電機(jī)；
本發(fā)明的又一目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構(gòu)成的無需保壓或焊接的定子鐵芯構(gòu)造的電機(jī)的制作方法。為實(shí)現(xiàn)上述主要目的，本發(fā)明提供的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個(gè)齒形單元，每個(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與突起的形狀吻合的凹槽，突起和凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸。通過齒形單元軛部兩端設(shè)置的突起和槽，實(shí)現(xiàn)齒形單元拼裝為圓形定子鐵芯時(shí)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(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸，使在保持齒形單元連接時(shí)定子鐵芯可展開成一字型，進(jìn)而可以在展開狀態(tài)時(shí)在齒形單元的齒部繞線，繞線速度高；突起和槽設(shè)置在軛部的外緣，若干個(gè)齒形單元彎成圓形時(shí)，軛部不會留有缺口，減少漏磁的產(chǎn)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(yīng)的弦長。突起可以側(cè)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(shè)置的不同半徑圓弧構(gòu)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(jī)械強(qiáng)度，減小變形。又一較具體的方案為軛部遠(yuǎn)離所述齒部的一側(cè)設(shè)有定位部。通過定位部實(shí)現(xiàn)齒形單元的固定，便于繞線及拼裝。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供的電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，定子的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個(gè)齒形單元，每個(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與突起的形狀吻合的凹槽，突起和凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸。通過齒形單元軛部兩端設(shè)置的突起和槽，實(shí)現(xiàn)齒形單元拼裝為圓形定子鐵芯時(shí)可扣合，無需保壓或焊接，簡化電機(jī)生產(chǎn)工序。兩相鄰齒形單元之間形成可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸，使在保持齒形單元連接時(shí)定子鐵芯可展開成一字型，進(jìn)而可以在展開狀態(tài)時(shí)在齒形單元的齒部繞線，繞線速度高，提高電機(jī)生產(chǎn)效率；突起和凹槽設(shè)置在軛部的外緣上，若干個(gè)齒形單元彎成圓形時(shí)，軛部不會留有缺口，減少電機(jī)漏磁的產(chǎn)生。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的又一目的，本發(fā)明提供的電機(jī)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(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與突起的形狀吻合的凹槽， 突起和凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)在齒部繞制線圈；d)截取長鏈中多個(gè)齒形單元彎成圓形定子e)總裝，制成電機(jī)。通過齒形單元拼成長鏈后再進(jìn)行線圈的繞制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連接作業(yè)，提高生產(chǎn)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(jī)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(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與所述突起的形狀吻合的凹槽，突起和凹槽設(shè)置在軛部的外緣上；b)在每個(gè)齒形單元的齒部安裝絕緣骨架，采用開放式繞線機(jī)在齒部繞制線圈；d)將多個(gè)帶有線圈的齒形單元拼裝成圓形定子；e)總裝，制成電機(jī)。通過各齒形單元單獨(dú)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(xiàn)有定子鐵芯處于展開狀態(tài)時(shí)的示意圖； 圖2是本發(fā)明定子鐵芯第一實(shí)施例齒形單元的平面圖3是本發(fā)明定子鐵芯第一實(shí)施例兩齒形單元進(jìn)行拼接時(shí)的示意5圖4是本發(fā)明定子鐵芯第一實(shí)施例兩齒形單元連接形成平面鉸的示意圖； 圖5是本發(fā)明定子鐵芯第一實(shí)施例齒形單元拼成鏈狀的示意圖； 圖6是本發(fā)明定子鐵芯第一實(shí)施例定子鐵芯的平面圖； 圖7是本發(fā)明定子鐵芯第二實(shí)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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)說明。定子鐵芯第一實(shí)施例
定子鐵芯由多個(gè)齒形單元1在周向相互拼裝而形成，每個(gè)齒形單元1由一定數(shù)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(gè)用于繞線的齒部6，其一端設(shè)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(cè)。齒形單元1的軛部7遠(yuǎn)離齒部的一側(cè)設(shè)置有作為定位部的定位槽8，定位槽8的形狀可根據(jù)需要自由設(shè)置，如燕尾狀、梯形、三角形、圓弧等，只要能實(shí)現(xiàn)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(diǎn)9，組成齒形單元1 的各齒形單元片之間通過扣點(diǎn)9相互對準(zhǔn)地層疊在一起。扣點(diǎn)9的外形也可自由設(shè)置，如外形設(shè)置為立方體或球缺或梯形體，只要能實(shí)現(xiàn)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(shè)有突起4設(shè)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(shè)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(yīng)的部分51的設(shè)置使拼接面接觸面積增大，減少漏磁的產(chǎn)生。其中突起4的圓弧部42和凹槽5的圓弧部52設(shè)置為與定子鐵芯外周相交且所對應(yīng)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(yīng)的弦長為B。當(dāng)設(shè)置B大于或等于A時(shí)，齒形單元1的突起4可在主平面內(nèi)從另一齒形單元1 的凹槽5的開口側(cè)向插入的凹槽5內(nèi)，如圖3所示，形成可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸。兩個(gè)齒形單元1可相對旋轉(zhuǎn)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(yīng)的弦長B，即使在主平面內(nèi)施加使兩齒形單元分離的力時(shí)，兩齒形單元 1仍可保持活動(dòng)連接而不松脫，此連接不松脫的范圍為2 β，如圖4所示；當(dāng)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(yīng)的弦長B時(shí)，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(nèi)脫開。當(dāng)設(shè)置為B小于A時(shí)，齒形單元1的突起4不可在主平面內(nèi)從另一齒形單元1的凹槽5的開口側(cè)向插入。此時(shí)，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(nèi)，形成可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸。由于B小于Α，在主平面內(nèi)沿任意方向施加力都不能使兩個(gè)相連接的齒形單元1分離，兩齒形單元可在不發(fā)生干涉的最大范圍內(nèi)相互轉(zhuǎn)動(dòng)而不會松脫。圖5示出了多個(gè)齒形單元1相互連接形成鏈狀的示意圖。拼成鏈?zhǔn)蕉ㄗ予F芯時(shí)， 各齒形單元1可在一定角度內(nèi)如鏈條般自由反復(fù)扭轉(zhuǎn)，可將大量齒形單元1連接起來盤式存放，節(jié)約空間，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流水線操作，以提高生產(chǎn)效率。圖6為若干個(gè)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(shè)計(jì)時(shí)，軛部在徑向上的尺寸可以相對較小，節(jié)省鐵芯片材料。在制作電機(jī)時(shí)，其生產(chǎn)步驟如下
a)先沖制出形成齒形單元1的齒形單元片，因?yàn)辇X形單元1的結(jié)構(gòu)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(nèi)，形成可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸；
b)依次連接下一個(gè)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(jī)在各齒形單元1的齒部6進(jìn)行線圈的繞制；
d)繞制完成后，截取長鏈中多個(gè)齒形單元彎成圓形定子；
e)然后再裝入轉(zhuǎn)子等總裝形成電機(jī)。制作電機(jī)也可采用在單個(gè)的齒形單元1上進(jìn)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(jìn)行線圈的繞制。定子鐵芯第二實(shí)施例
本實(shí)施例中定子鐵芯的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)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(shè)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(yīng)的半徑小于圓弧44和M所對應(yīng)的半徑?？商岣啐X形單元1拼合成圓形定子鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度，減小變形。利用本實(shí)施例生產(chǎn)電機(jī)時(shí)也與第一實(shí)施例中類似。
權(quán)利要求
1.定子鐵芯，包括在周向相互拼裝在一起的多個(gè)齒形單元，每個(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸。
2.根據(jù)權(quán)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(yīng)的弦長。
3.根據(jù)權(quán)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(shè)置的不同半徑圓弧構(gòu)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(jù)權(quán)利要求1或2所述的定子鐵芯，其特征在于 所述軛部遠(yuǎn)離所述齒部的一側(cè)設(shè)有定位部。
5.電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)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(gè)齒形單元，每個(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)，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(yīng)的弦長。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電機(jī)，其特征在于所述圓弧狀由至少兩段同心設(shè)置的不同半徑圓弧構(gòu)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(jù)權(quán)利要求5或6所述的電機(jī)，其特征在于 所述軛部遠(yuǎn)離所述齒部的一側(cè)設(shè)有定位部。
9.電機(jī)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(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)在所述齒部繞制線圈；d)截取所述長鏈中多個(gè)齒形單元彎成圓形定子；e)總裝，制成電機(jī)。
10.電機(jī)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(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)有與所述突起的形狀吻合的凹槽，所述突起和所述凹槽設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)的平面鉸；b)在每個(gè)齒形單元的齒部安裝絕緣骨架，采用開放式繞線機(jī)在所述齒部繞制線圈；d)將多個(gè)帶有線圈的齒形單元拼裝成圓形定子；e)總裝，制成電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種由相互扣合的齒形單元構(gòu)成的無需保壓或焊接的定子鐵芯。本發(fā)明提供的定子鐵芯包括在周向相互拼裝在一起的多個(gè)齒形單元，每個(gè)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(shè)有圓弧狀的突起，另一端設(shè)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(gòu)成兩相鄰齒形單元之間可相對轉(zhuǎn)動(dòng)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(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者張之元 申請人:合肥凱邦電機(jī)有限公司, 珠海凱邦電機(jī)制造有限公司, 珠海格力電器股份有限公司