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层叠铁芯及旋转电机

文献发布时间:2023-06-19 11:55:48


层叠铁芯及旋转电机

技术领域

本发明涉及层叠铁芯及旋转电机。

本申请基于2018年12月17日于日本申请的日本特愿2018-235860号来主张优先权,并将其内容援引于此。

背景技术

以往,已知一种如下述专利文献1、2所记载的那样的层叠铁芯。在该层叠铁芯中,沿层叠方向相邻的电磁钢板由粘接层粘接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开2006-288114号公报

专利文献2:日本国特开2016-171652号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在所述以往的层叠铁芯中,针对提高层叠铁芯构成旋转电机时的振动及噪声较小这样的电机特性,存在改善的余地。

本发明鉴于前述情况而完成,其目的在于提高电机特性。

用于解决技术问题的技术手段

为了解决上述问题,本发明提出了以下手段。

(1)本发明的第一方案为一种层叠铁芯,其包括多个电磁钢板、以及粘接部,该多个电磁钢板被相互层叠,该粘接部被配置在沿层叠方向相邻的电磁钢板彼此之间,对这些电磁钢板进行粘接;该层叠铁芯中,所述粘接部将沿层叠方向相邻的电磁钢板彼此部分地粘接,在沿层叠方向相邻的粘接部彼此中,在从层叠方向观察的俯视下,相互的配置区域不同。

此处说的“在沿层叠方向相邻的粘接部彼此中,在从层叠方向观察的俯视下,相互的配置区域不同”意味着在从层叠方向观察的俯视下,沿层叠方向相邻的粘接部彼此中的、一个粘接部与另一个粘接部没有一部分重叠。

根据该构成,在从层叠方向观察的俯视下,与在沿层叠方向相邻的粘接部彼此中相互的配置区域重叠的情况相比,与预定的粘接部沿层叠方向相邻的粘接部和与该预定的粘接部沿周向相邻的粘接部的最小公倍数会变大。因此,能够使层叠铁芯的共振频率变高。结果,能够防止旋转电机与层叠铁芯的共振频率一致的情况。因此,层叠铁芯难以发生振动,能够提高层叠铁芯的电机特性。

(2)也可以是,在所述(1)所述的层叠铁芯中,所述电磁钢板包括环状的铁芯背部、以及多个齿部,该多个齿部从所述铁芯背部向径向突出,并且沿所述铁芯背部的周向隔开间隔地配置,所述粘接部被设置于所述铁芯背部中的被层叠的面及所述齿部中的被层叠的面中的至少一者。

一般地,粘接剂在固化时会收缩。因此,伴随粘接剂的固化,会向电磁钢板赋予压缩应力。当赋予压缩应力时,电磁钢板会产生应变。

根据该构成,与在电磁钢板的被层叠的面的整体上设置粘接部的情况相比,设置粘接部的区域会减少。因此,由粘接部赋予电磁钢板的应变量会降低。因此,能够抑制层叠铁芯的磁特性的劣化。

(3)也可以是,在所述(1)或(2)所述的层叠铁芯中,在从层叠方向观察的俯视下,所述粘接部每隔N层(N为自然数)地配置区域重叠。

根据该构成,例如,在从层叠方向观察的俯视下,与粘接部的配置区域沿层叠方向以不固定的间隔重叠的情况相比,电磁钢板所产生的应变沿层叠方向均匀。因此,作为整个层叠铁芯,能够抑制伴随粘接剂的固化在电磁钢板上产生的应变而不均匀的情况。

(4)也可以是,在所述(3)所述的层叠铁芯中,所述N为1。

根据该构成,N为1,每隔1层,配置区域会重叠。因此,会抑制通过粘接接合的电磁钢板在层叠铁芯中局部地集中于层叠方向的一部分的情况。因此,能够使通过粘接接合的电磁钢板沿层叠方向分散。因此,能够防止旋转电机与层叠铁芯的共振频率一致的情况。由此,能够进一步提高层叠铁芯的电机特性。

(5)也可以是,在所述(3)所述的层叠铁芯中,所述N为质数。

根据该构成,因为作为质数的N的约数的数量较少,所以与预定的粘接部沿层叠方向相邻的粘接部和与该预定的粘接部沿周向相邻的粘接部的最小公倍数会变大。因此,能够使层叠铁芯的共振频率变高。结果,能够防止旋转电机与层叠铁芯的共振频率一致的情况。因此,能够进一步提高层叠铁芯的电机特性。

(6)也可以是,在所述(1)~(5)的任何一项所述的层叠铁芯中,所述多个电磁钢板中的、位于层叠方向的一端的电磁钢板中的被层叠的面和沿层叠方向相邻的电磁钢板中的被层叠的面被整面粘接,所述多个电磁钢板中的、位于层叠方向的另一端的电磁钢板中的被层叠的面和沿层叠方向相邻的电磁钢板中的被层叠的面被整面粘接。

根据该构成,电磁钢板中的、位于层叠方向的一端的电磁钢板中的被层叠的面和与该面沿层叠方向相邻的电磁钢板中的被层叠的面,在该面的外周缘及中央部中的任一者沿层叠方向的分离均被抑制。因此,能够抑制在这些沿层叠方向相邻的面之间发生振动的情况。

同样,在电磁钢板中的、位于层叠方向的另一端的电磁钢板中,也能够抑制在沿层叠方向相邻的面之间发生振动的情况。

(7)也可以是,在所述(1)~(6)的任何一项所述的层叠铁芯中,所述粘接部的平均厚度为1.0μm~3.0μm。

(8)也可以是,在所述(1)~(7)的任何一项所述的层叠铁芯中,所述粘接部的平均拉伸弹性模量E为1500MPa~4500MPa。

(9)也可以是,在所述(1)~(8)的任何一项所述的层叠铁芯中,所述粘接部为常温粘接型的丙烯酸系粘接剂,该丙烯酸系粘接剂包含由含弹性体的丙烯酸系粘接剂构成的SGA。

(10)本发明的第二方案为包括所述(1)~(9)的任何一项所述的层叠铁芯的旋转电机。

根据该构成,能够提高旋转电机的电机特性。

发明效果

根据本发明,能够提高电机特性。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的旋转电机的剖视图。

图2是图1所示的旋转电机所包括的定子的俯视图。

图3是本发明的一个实施方式的层叠铁芯的立体图。

图4是构成本发明的一个实施方式(N=1的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图5是构成本发明的一个实施方式(N=1的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图6是构成本发明的一个实施方式(N=1的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图7是构成本发明的一个实施方式(N=1的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图8是本发明的一个实施方式的层叠铁芯的立体图。

图9是构成本发明的一个实施方式(N=2的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图10是构成本发明的一个实施方式(N=2的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图11是构成本发明的一个实施方式(N=2的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图12是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图13是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图14是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图15是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图16是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图17是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图18是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图19是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图20是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图21是构成本发明的一个实施方式(N=7的情况)的层叠铁芯的电磁钢板的俯视图。

图22是本发明的一个实施方式的层叠铁芯的俯视图。

具体实施方式

以下,参照附图,对本发明的一个实施方式的层叠铁芯及旋转电机进行说明。

另外,在本实施方式中,作为旋转电机,可举电动机,具体而言交流电动机为一例进行说明。交流电动机更具体而言为同步电动机,再具体而言,为永磁铁励磁型电动机。这种电动机例如被良好地采用于电动汽车等。

如图1及图2所示,旋转电机10包括定子20、转子30、壳体50、以及旋转轴60。定子20及转子30被收容于壳体50。定子20被固定于壳体50。

在本实施方式中,作为旋转电机10,使用了转子30位于定子20的内侧的内转子型的旋转电机。然而,也可以是,作为旋转电机10,使用转子30位于定子20的外侧的外转子型的旋转电机。此外,在本实施方式中,旋转电机10为12极18槽的三相交流电机。然而,例如能够对极数或槽数、相数等进行适当变更。

定子20包括定子铁芯21和未图示的绕组。

定子铁芯21包括环状的铁芯背部22和多个齿部23。以下,将定子铁芯21(铁芯背部22)的轴向(定子铁芯21的中心轴线O方向)称为轴向。将定子铁芯21(铁芯背部22)的径向(与定子铁芯21的中心轴线O正交的方向)称为径向。将定子铁芯21(铁芯背部22)的周向(围绕定子铁芯21的中心轴线O的方向)称为周向。

铁芯背部22在从轴向观察定子20的俯视下被形成为圆环状。

多个齿部23从铁芯背部22向径向(沿径向向铁芯背部22的中心轴线O)突出。多个齿部23被沿周向隔开同等间隔地配置。在本实施方式中,每隔20度的以中心轴线O为中心的中心角设置有18个齿部23。多个齿部23被形成为彼此同等的形状且同等的大小。

上述绕组被卷绕于齿部23。上述绕组既可以被集中卷绕,也可以被分布卷绕。

转子30被配置于定子20(定子铁芯21)的径向的内侧。转子30包括转子铁芯31和多个永磁铁32。

转子铁芯31被形成为被与定子20同轴地配置的环状(圆环状)。在转子铁芯31内,配置有上述旋转轴60。旋转轴60被固定于转子铁芯31。

多个永磁铁32被固定于转子铁芯31。在本实施方式中,2个1组的永磁铁32形成1个磁极。多组永磁铁32被沿周向隔开同等间隔地配置。在本实施方式中,每隔30度的以中心轴线O为中心的中心角设置有12组(共24个)永磁铁32。

在本实施方式中,作为永磁铁励磁型电动机,采用了埋入磁铁型电机。

在转子铁芯31上,形成有沿轴向贯穿转子铁芯31的多个贯通孔33。多个贯通孔33被与多个永磁铁32对应地设置。各永磁铁32被以被配置于对应的贯通孔33内的状态固定于转子铁芯31。例如通过利用粘接剂来粘接永磁铁32的外表面与贯通孔33的内表面等,将永磁铁32固定于转子铁芯31。另外,也可以是,作为永磁铁励磁型电动机,取代埋入磁铁型电机,而使用表面磁铁型电机。

定子铁芯21及转子铁芯31均为层叠铁芯。层叠铁芯通过层叠多个电磁钢板40而形成。

另外,定子铁芯21及转子铁芯31各自的层叠厚度例如被设为50.0mm。定子铁芯21的外径例如被设为250.0mm。定子铁芯21的内径例如被设为165.0mm。转子铁芯31的外径例如被设为163.0mm。转子铁芯31的内径例如被设为30.0mm。但是,这些值仅为一例,定子铁芯21的层叠厚度、外径或内径、以及转子铁芯31的层叠厚度、外径或内径不限于这些值。在此,定子铁芯21的内径以定子铁芯21中的齿部23的前端部为基准。定子铁芯21的内径为内切于所有齿部23的前端部的虚拟圆的直径。

形成定子铁芯21及转子铁芯31的各电磁钢板40例如通过对作为母材的电磁钢板进行冲裁加工等方式而形成。针对电磁钢板40,能够使用公知的电磁钢板。电磁钢板40的化学组分并不被特别地限定。在本实施方式中,作为电磁钢板40,采用了无取向电磁钢板。作为无取向电磁钢板,例如能够采用JIS(日本工业标准)C2552:2014的无取向电钢带。

然而,作为电磁钢板40,也能够取代无取向电磁钢板,而采用取向电磁钢板。针对取向电磁钢板,能够采用JISC2553:2012的取向电钢带。

为了改善电磁钢板的加工性、层叠铁芯的铁损,在电磁钢板40的两面,设置有绝缘被膜。作为构成绝缘被膜的物质,能够适用以下等物质:(1)无机化合物、(2)有机树脂、以及(3)无机化合物与有机树脂的混合物。作为无机化合物,例如可举出以下等物质:(1)重铬酸盐与硼酸的复合物、(2)磷酸盐与二氧化硅的复合物。作为有机树脂,可举出环氧系树脂、丙烯酸系树脂、丙烯酸苯乙烯系树脂、聚酯系树脂、硅系树脂、以及氟系树脂等。

为了确保被相互层叠的电磁钢板40间的绝缘性能,优选将绝缘被膜的厚度(电磁钢板40的每单面的厚度)设为0.1μm以上。

另一方面,随着绝缘被膜变厚,绝缘效果会饱和。此外,随着绝缘被膜变厚,占空系数会降低,作为层叠铁芯的性能会降低。因此,绝缘被膜优选在可确保绝缘性能的范围内较薄。绝缘被膜的厚度(电磁钢板40的每单面的厚度)优选为0.1μm以上5μm以下。绝缘被膜的厚度更优选为0.1μm以上2μm以下。

随着电磁钢板40变薄,铁损的改善效果会逐渐饱和。此外,随着电磁钢板40变薄,电磁钢板40的制造成本会增加。因此,考虑到铁损的改善效果及制造成本,优选将电磁钢板40的厚度设为0.10mm以上。

另一方面,当电磁钢板40过厚时,电磁钢板40的加压冲裁操作会变得困难。

因此,当考虑电磁钢板40的加压冲裁操作时,优选将电磁钢板40的厚度设为0.65mm以下。

此外,当电磁钢板40变厚时,铁损会増大。因此,当考虑到电磁钢板40的铁损特性时,优选将电磁钢板40的厚度设为0.35mm以下。关于电磁钢板40的厚度,更优选的是,为0.20mm或0.25mm。

考虑到上述的点,各电磁钢板40的厚度例如为0.10mm以上0.65mm以下。关于各电磁钢板40的厚度,优选为0.10mm以上0.35mm以下,更优选的是,为0.20mm或0.25mm。另外,在电磁钢板40的厚度中,也包含绝缘被膜的厚度。

如图3所示,形成定子铁芯21的多个电磁钢板40被沿厚度方向层叠。所谓厚度方向,是指电磁钢板40的厚度方向。厚度方向相当于电磁钢板40的层叠方向。另外,在图3中,为了方便,省略了齿部23的图示。多个电磁钢板40被与中心轴线O同轴地配置。电磁钢板40包括铁芯背部22和多个齿部23。

在定子铁芯21中,如图4及图5所示,在沿层叠方向相邻的电磁钢板40彼此之间,配置有对这些电磁钢板40进行粘接的粘接部41。

该粘接部41将沿层叠方向相邻的电磁钢板40彼此部分地粘接。在沿层叠方向相邻的粘接部41彼此中,在从层叠方向观察的俯视下,相互的配置区域不同。沿层叠方向相邻的粘接部41彼此被配置为在从层叠方向观察的俯视下,相互的配置区域不同的范围(以下,称为配置区域不同的配置范围)既可以是整个定子铁芯21,也可以是定子铁芯21的一部分。具体而言,也可以是,配置区域不同的配置范围在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中。也可以是,配置区域不同的配置范围在沿层叠方向排列的多个后述的粘接部41所形成的层中的1层中。

在此,所谓配置区域,是指在电磁钢板40的表面(第1面)40a中,配置有粘接部41的区域。即,所谓配置区域,是指在电磁钢板40的表面40a中,设置有粘接部41的粘接区域。另外,在电磁钢板40的表面40a,形成有粘接区域、以及非粘接区域,该粘接区域设置有粘接部41,该非粘接区域未设置有粘接部41。

另外,所谓设置有粘接部41的电磁钢板40的粘接区域,意味着电磁钢板40的第1面40a中的、设置有不被分割地固化的粘接剂的区域。

此外,所谓未设置有粘接部41的电磁钢板40的非粘接区域,意味着电磁钢板40的第1面40a中的、未设置有不被分割地固化的粘接剂的区域。

在此,在沿层叠方向相邻的电磁钢板40彼此之间,将不被分割地固化的粘接剂称为1个粘接部41。

在此,如图2、图4及图5所示,将铁芯背部22中的被层叠的面称为表面22a。将齿部23中的被层叠的面称为表面23a。此时,优选的是,粘接部41在电磁钢板40中被设置于铁芯背部22的表面22a及齿部23的表面23a中的至少一者。即,也可以是,粘接部41在电磁钢板40中仅被设置于铁芯背部22的表面22a。也可以是,粘接部41在电磁钢板40中仅被设置于齿部23的表面23a。也可以是,粘接部41在电磁钢板40中,被设置于铁芯背部22的表面22a及齿部23的表面23a这两者。

另外,在本实施方式中,1个或多个粘接部41在2个电磁钢板40之间分别形成了层(以下,也称为粘接部41所形成的层)。换言之,粘接部41所形成的层包含1个或多个粘接部41。粘接部41所形成的层被沿层叠方向设置有多个。

优选的是,粘接部41被设置为:在从层叠方向观察的俯视下,每隔N层(N为自然数),配置区域重叠。每隔N层意味着每隔粘接部41所形成的层的N层。换言之,优选的是,每隔粘接部41所形成的层的N层(N为自然数),粘接部41在电磁钢板40中的配置的位置相同。优选的是,在从层叠方向观察的俯视下,粘接部41的配置区域每隔N层重叠的情况遍及定子铁芯21的层叠方向的全长。

在从层叠方向观察的俯视下粘接部41的配置区域每隔N层重叠意味着在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的至少一部分中,在从层叠方向观察的俯视下粘接部41中的配置区域每隔N层重叠。

此外,优选N为1或质数。在本实施方式中,N=1。

在本实施方式中,示出了仅在齿部23的表面23a设置有粘接部41的情况下。以下,将各电磁钢板40所具备的多个齿部23如图4及图5所示,按顺时针的顺序,也称为齿部23A~23R。将定子铁芯21所具备的多个电磁钢板40按从层叠方向的第1侧朝向该第1侧的相反的层叠方向即第2侧的顺序,也称为电磁钢板400、40A、40B、‥(参照图8)。对于电磁钢板40A、40B、‥,分别在与其层叠方向的第1侧相邻的位置,配置有粘接部41。对于电磁钢板400,在与其层叠方向的第1侧相邻的位置,未配置有粘接部41。对应电磁钢板400,在与其层叠方向的第2侧相邻的位置,配置有粘接部41。

以下,所谓被配置(被设置)于电磁钢板40的粘接部41,意味着对于该电磁钢板40在与其沿层叠方向的第1侧相邻的位置配的粘接部41。

各电磁钢板40的齿部23A在从层叠方向观察的俯视下相互重叠。针对各电磁钢板40的齿部23B~23R也是同样。

在N=1的情况下,如图4所示,在电磁钢板40A中,在齿部23A、23C、23E、23G、23I、23K、23M、23O、以及23Q的表面23a,设置有粘接部41。此外,如图5所示,在与电磁钢板40A沿层叠方向相邻的电磁钢板40B中,在齿部23B、23D、23F、23H、23J、23L、23N、23P、以及23R的表面23a,设置有粘接部41。各粘接部41在俯视下被形成为带状,并被沿齿部23的外形配置。

接着,例示定子铁芯21中的、其他粘接部41的配置图案。

如图6及图7所示,在该例中,每隔以中心轴线O为中心的中心角20度,设置有18个齿部23(23A~23R)。

在电磁钢板40A中,各粘接部41从齿部23A、23C、23E、23G、23I、23K、23M、23O、23Q的表面23a沿着这些齿部23延伸到铁芯背部22的径向外侧的外周缘为止。在电磁钢板40B中,各粘接部41从齿部23B、23D、23F、23H、23J、23L、23N、23P、23R的表面23a沿着这些齿部23延伸到铁芯背部22的径向外侧的外周缘为止。

此外,如图8所示,在该例的定子铁芯21中,层叠有11张电磁钢板40(400~40J)。另外,以下,为了易于说明,以定子铁芯21为11张电磁钢板40为例进行说明。但是,也可以是,定子铁芯21包括12张以上的电磁钢板40。

将N=1的定子铁芯21的情况在图6、图7及表1中示出。在该情况下,在从层叠方向观察的俯视下,粘接部41被设置为配置区域每隔1层重叠。在表1中,成为“〇”的部分(记载有“〇”的栏)表示:(1)其配置有粘接部41的齿部23;以及(2)配置有粘接部41的铁芯背部22中的齿部23的径向外侧的部分(以下,称为齿部23的铁芯背外侧部)。以下,将齿部23及齿部23的铁芯背外侧部也称为齿部23等。

另外,也可以是,与记载了“〇”的栏对应地,仅在齿部23及齿部23的铁芯背外侧部中的一方配置粘接部41。

该例的定子铁芯21包括电磁钢板400。但是,如后所述,在电磁钢板400未配置有粘接部41,因此在表1中未示出电磁钢板400。针对后述的表2~表5,在表中也未示出电磁钢板400。

例如,在表1中,在电磁钢板40A的齿部23A这栏,记载了“〇”。该记载意味着在与电磁钢板40A的齿部23A的层叠方向的第1侧相邻的位置配置有粘接部41。该记载还意味着:在与电磁钢板40A的齿部23A的铁芯背外侧部的层叠方向的第1侧相邻的位置,配置有粘接部41。以下,将针对电磁钢板40A配置于层叠方向的第1侧的粘接部41所形成的层称为与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层。针对电磁钢板40B~40J也是同样。

另一方面,在电磁钢板40B的齿部23A这栏,未记载“〇”。该记载意味着在与电磁钢板40B的齿部23A的层叠方向的第1侧相邻的位置,未配置有粘接部41。该记载还意味着在与电磁钢板40B的齿部23A的铁芯背外侧部的层叠方向的第1侧相邻的位置,未配置有粘接部41。

在N=1的定子铁芯21的情况下,如图6及表1所示,在电磁钢板40A、40C、40E、40G、40I中,在后述的第1组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第1组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第1组的齿部23,意味着齿部23A、23C、23E、23G、23I、23K、23M、23O、23Q。

此外,如图7及表1所示,在电磁钢板40B、40D、40F、40H、40J中,在后述的第2组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第2组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第2组的齿部23,意味着齿部23B、23D、23F、23H、23J、23L、23N、23P、23R。

在该例中,在定子铁芯21中,设置有2种俯视形状彼此不同的粘接部41所形成的层。2种粘接部41所形成的层与第1组的齿部23及第2组的齿部23对应。在此,将2种粘接部41所形成的层中的、俯视形状彼此不同的粘接部41所形成的层称为第1种粘接部41所形成的层及第2种粘接部41所形成的层。

2种粘接部41所形成的层的每一个中,粘接部41均分别被配置于沿周向隔着1个齿部23的齿部23等。

但是,例如在第1种粘接部41所形成的层中,在齿部23A等配置有粘接部41的情况下,在第2种粘接部41所形成的层的齿部23A等未配置有粘接部41。另一方面,在第1种粘接部41所形成的层中,在齿部23A等未配置有粘接部41的情况下,在第2种粘接部41所形成的层的齿部23A等配置有粘接部41。针对齿部23B~23R也是同样。

并且,这2种粘接部41所形成的层被沿层叠方向交替配置。换言之,粘接部41所形成的层的俯视形状每隔1层相同。

另外,在将12张以上电磁钢板40层叠(设置)于定子铁芯21的情况下,以如下方式构成定子铁芯21。即,在电磁钢板40J之后(与电磁钢板40J的层叠方向的第2侧相邻的位置),层叠有其他电磁钢板40A。以下,在与另一电磁钢板40A的层叠方向的第2侧相邻的位置,按该顺序层叠有其他电磁钢板40B~40J。

【表1】

将N=2(质数)的定子铁芯21的情况在图9~图11及表2中示出。在该情况下,在从层叠方向观察的俯视下,以配置区域每隔2层重叠的方式,设置有粘接部41。在表2中,成为“〇”的部分表示配置有粘接部41的齿部23及铁芯背部22中的齿部23的径向外侧的部分(齿部23等)。

在N=2(质数)的定子铁芯21的情况下,如图9及表2所示,在电磁钢板40A、40D、40G、40J中,在后述的第6组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第6组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第6组的齿部23,意味着齿部23A、23D、23G、23J、23M、23P。

此外,如图10及表2所示,在电磁钢板40B、40E、40H中,在后述的第7组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第7组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第7组的齿部23,意味着齿部23B、23E、23H、23K、23N、23Q。

此外,如图11及表2所示,在电磁钢板40C、40F、40I中,在后述的第8组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第8组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第8组的齿部23,意味着齿部23C、23F、23I、23L、23O、23R。

在该例中,在定子铁芯21中,设置有3种俯视形状彼此不同的粘接部41所形成的层。3种粘接部41所形成的层与第6组的齿部23、第7组的齿部23及第8组的齿部23对应。

3种粘接部41所形成的层的每一个中,粘接部41均分别被配置于沿周向隔着2个齿部23的齿部23等。在此,将3种粘接部41所形成的层中的、俯视形状彼此不同的粘接部41所形成的层称为第1种粘接部41所形成的层、第2种粘接部41所形成的层、以及第2种粘接部41所形成的层。

相对于在第1种粘接部41所形成的层中配置有粘接部41的齿部23等,在第2种粘接部41所形成的层中配置有粘接部41的齿部23等各自向周向的第1侧错开1个齿部23。相对于在第2种粘接部41所形成的层中配置有粘接部41的齿部23等,在第3种粘接部41所形成的层中配置有粘接部41的齿部23等各自向周向的第1侧错开1个齿部23。

并且,第1种粘接部41所形成的层、第2种粘接部41所形成的层、以及第3种粘接部41所形成的层被从层叠方向的第1侧向第2侧依次配置。换言之,粘接部41所形成的层的俯视形状每隔2层相同。

另外,在将12张以上电磁钢板40层叠于定子铁芯21的情况下,以如下方式构成定子铁芯21。即,在电磁钢板40J之后,层叠有其他电磁钢板40A。以下,在与另一电磁钢板40A的层叠方向的第2侧相邻的位置,按该顺序层叠有其他电磁钢板40B~40J。

但是,在电磁钢板40J之后层叠其他电磁钢板40A的情况下,相对于电磁钢板40J,使其他电磁钢板40A围绕中心轴线O旋转而配置,使得他电磁钢板40A的齿部23C与电磁钢板40J的齿部23A重叠。

【表2】

将N=7(质数)的定子铁芯21的情况在图12~图21及表3中示出。在该情况下,在沿周向排列的多个齿部23中的一部分齿部23中,粘接部41被设置为:在从层叠方向观察的俯视下,配置区域每隔7层重叠。在表3中,成为“〇”的部分表示配置有粘接部41的齿部23、以及配置有粘接部41的铁芯背部22中的齿部23的径向外侧的部分(齿部23等)。

在N=7(质数)的情况下,如图12及表3所示,在电磁钢板40A、40I中,在后述的第11组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第11组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第11组的齿部23,意味着齿部23A、23I、23Q。

此外,如图13及表3所示,在电磁钢板40B、40J中,在后述的第12组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第12组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第12组的齿部23,意味着齿部23B、23J、23R。

此外,如图14及表3所示,在电磁钢板40C中,在后述的第13组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第13组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第13组的齿部23,意味着齿部23C、23K。

此外,如图15及表3所示,在电磁钢板40D中,在后述的第14组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第14组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第14组的齿部23,意味着齿部23D、23L。

此外,如图16及表3所示,在电磁钢板40E中,在后述的第15组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第15组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第15组的齿部23,意味着齿部23E、23M。

此外,如图17及表3所示,在电磁钢板40F中,在后述的第16组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第16组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第16组的齿部23,意味着齿部23F、23N。

此外,如图18及表3所示,在电磁钢板40G中,在后述的第17组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第17组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第17组的齿部23,意味着齿部23G、23O。

此外,如图19及表3所示,在电磁钢板40H中,在后述的第18组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第18组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第18组的齿部23,意味着齿部23H、23P。

此外,如图20及表3所示,在电磁钢板40I中,在后述的第19组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第19组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第19组的齿部23,意味着齿部23I、23Q。

此外,如图21及表3所示,在电磁钢板40G中,在后述的第20组的齿部23的表面23a及铁芯背部22中的第20组的齿部23的径向外侧的部分的表面22a,分别设置有粘接部41。此处所说的所谓第20组的齿部23,意味着齿部23J、23R。

在该例中,在定子铁芯21中,设置有10种俯视形状彼此不同的粘接部41所形成的层。10种粘接部41所形成的层与第11组的齿部23~第20组的齿部23对应。10种粘接部41所形成的层的每一个中,粘接部41均分别被配置于沿周向每隔1个、7个或9个齿部23的齿部23等。

10种粘接部41所形成的层间的设置有粘接部41的齿部23的区别与所述N=1、2的情况相同,省略说明。

另外,在将12张以上电磁钢板40层叠于定子铁芯21的情况下,以如下方式构成定子铁芯21。即,在电磁钢板40J之后,层叠其他电磁钢板40A。以下,在与另一电磁钢板40A的层叠方向的第2侧相邻的位置,按该顺序层叠其他电磁钢板40B~40J。

但是,在电磁钢板40J之后层叠其他电磁钢板40A的情况下,相对于电磁钢板40J,使其他电磁钢板40A围绕中心轴线O旋转而配置,使得他电磁钢板40A的齿部23K与电磁钢板40J的齿部23A重叠。

【表3】

在此,针对N=7的定子铁芯21的情况的变形例,用表4进行说明。

在该变形例的定子铁芯21中,在表3的例子所示的定子铁芯21的构成的基础之上,在以下2处配置有粘接部41。具体而言,在电磁钢板40I的齿部23A等及电磁钢板40J的齿部23B等分别配置有粘接部41。

另外,在将12张以上的电磁钢板40层叠于变形例的定子铁芯21的情况下,基本上与表3的例子所示的定子铁芯21同样地进行层叠。但是,在电磁钢板40J之后层叠其他电磁钢板40A的情况下,相对于电磁钢板40J,使其他电磁钢板40A围绕中心轴线O旋转而配置,使得其他电磁钢板40A的齿部23G与电磁钢板40J的齿部23A重叠。

【表4】

在此,以上的表1及表2的例子所示的定子铁芯21可以说兼具与粘接部41有关的以下的第1构成及第2构成。

第1构成:在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,粘接部41跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,被沿层叠方向等间隔地(沿层叠方向隔着相等数量的层)配置的构成。

第2构成:在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的1层中,粘接部41跨定子铁芯21的整周地,被沿周向等间隔地(沿周向隔着相等数量的齿部23)配置的构成。

另外,例如在表3的例子所示的定子铁芯21中,在定子铁芯21所具备的电磁钢板40的张数更多的情况(例如,在具备21张电磁钢板40的情况)下,定子铁芯21有时会具备第1构成。在该情况下,第12张以后的电磁钢板40如前述那样被层叠。

为了详细地对这些第1构成、第2构成进行研究,新定义出第1间隔、第2间隔。第1间隔为针对电磁钢板40的各齿部23A~23R的每一个设定的间隔。第2间隔为针对各粘接部41所形成的层的每一个设定的间隔。

所谓第1间隔,是指表示在作为对象的一个齿部23中,从层叠方向观察,配置区域重叠的粘接部41彼此分离了多少层的间隔。例如,在表1中,着眼于齿部23A。在该齿部23A中,对于粘接部41,从层叠方向观察,配置区域重叠的粘接部41彼此跨定子铁芯21的层叠方向的全长地每隔1层配置。因此,在齿部23A中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,第1间隔为1。

所谓第2间隔,是指表示在作为对象的一个粘接部41所形成的层中,在沿周向相邻的其他粘接部41的周向之间,未配置有未粘接部41的齿部23被配置了几个的间隔。例如,在表1中,着眼于与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层。在与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层中,在跨定子铁芯21的整周地沿周向相邻的其他粘接部41的周向之间,配置有1个齿部23。因此,在与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层中,跨定子铁芯21的整周地,第2间隔为1。

如果用这些第1间隔、第2间隔分别表示第1构成、第2构成,则成为如下这样。

第1构成:在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,第1间隔彼此相等的构成。

第2构成:在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的1层中,跨定子铁芯21的整周地,第2间隔彼此相等的构成。

在表1所示的例子的定子铁芯21中,在所有齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,第1间隔为1。在所有粘接部41所形成的层中,跨定子铁芯21的整周地,第2间隔为1。该定子铁芯21分别包括第1构成及第2构成。

在表2所示的例子的定子铁芯21中,在所有齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,第1间隔为2。在所有粘接部41所形成的层中,跨定子铁芯21的整周地,第2间隔为2。该定子铁芯21分别包括第1构成及第2构成。

在表3所示的例子的定子铁芯21中,在齿部23I、23J、23Q、23R中,第1间隔为7。针对这些齿部23,第1间隔仅为1个,因此不具备第1构成。针对涉及齿部23A~23H、23K~23P的第1间隔,从层叠方向观察,配置区域重叠的其他粘接部41不存在,因此没有规定。针对这些齿部23,因为没有规定第1间隔,所以不具备第1构成。

与电磁钢板40A、40B对应的粘接部41所形成的层中的第2间隔分别为7、7、1。与电磁钢板40C~40J对应的粘接部41所形成的层中的第2间隔分别为7、9。在该例的定子铁芯21中,多个粘接部41所形成的层均不具备第2构成。

另外,如所述那样,在表3的例子所示的定子铁芯21中,在定子铁芯21所具备的电磁钢板40的张数更多的情况下,定子铁芯21有时会具备第1构成。

与表3所示的例子的定子铁芯21同样,表4所示的例子的定子铁芯21分别不具备第1构成及第2构成。

不过,也可以是,定子铁芯21如表3及表4所示的例子的定子铁芯21那样,不具备这些第1构成及第2构成。定子铁芯21既可以不具备第1构成及第2构成中的一者,也可以不具备两者。

以下,针对不兼具这些第1构成及第2构成的定子铁芯21,使用表5及表6进行说明。

在表5及表6所示的例子的定子铁芯21中,层叠有11张电磁钢板40(400,40A~40J)。另外,在表中,未示出电磁钢板400。

在表5及表6中,成为“〇”的部分表示配置有粘接部41的齿部23B等。

有的情况下会具备以下的第3构成或第5构成,以取代定子铁芯21具备第1构成的情况。

第3构成:在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,在定子铁芯21的层叠方向的一部分区域中,在从层叠方向观察的俯视下,粘接部41为配置区域每隔彼此不同的质数层地重叠的构成。

关于第3构成,换言之,为如下构成:在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,在定子铁芯21的层叠方向的一部分区域中,沿层叠方向相邻的第1间隔为彼此不同的质数。

第5构成:在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,在从层叠方向观察的俯视下,粘接部41为配置区域每隔彼此不同的质数层地重叠的构成。

关于第5构成,换言之,为如下构成:在沿周向排列的多个齿部23中的1个齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,沿层叠方向相邻的第1间隔为彼此不同的质数。

此外,例如有的情况下会具备以下的第4构成或第6构成,以取代定子铁芯21具备第2构成的情况。

第4构成:在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的1层中,在定子铁芯21的周向的一部分区域中,沿周向相邻的粘接部41间的齿部23的数量为彼此不同的质数的构成。

关于第4构成,换言之,为如下构成:在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的1层中,在定子铁芯21的周向的一部分区域中,沿周向相邻的第2间隔为彼此不同的质数。

第6构成:在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的1层中,跨定子铁芯21的整周地,沿周向相邻的粘接部41间的齿部23的数量为彼此不同的质数的构成。

关于第6构成,换言之,为如下构成:在沿层叠方向排列的多个粘接部41所形成的层中的1层中,跨定子铁芯21的整周地,沿周向相邻的第2间隔为彼此不同的质数。

以下,着眼于上述构成,对各外壳的定子铁芯21进行说明。

(外壳1)

针对表5的例子所示的定子铁芯21进行说明。

在外壳1的定子铁芯21中,在与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层中,配置有4个粘接部41。在该层中,4个粘接部41被配置于齿部23A、23E、23K、23O。并且,在与电磁钢板40B~40D对应的各粘接部41所形成的层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开各1个齿部23。

在与电磁钢板40E、40F对应的粘接部41所形成的各层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开各1个齿部23。进而,在与电磁钢板40E、40F对应的粘接部41所形成的各层中,配置的粘接部41的数量减少到了3个。具体而言,在与电磁钢板40E对应的粘接部41所形成的层中,在粘接部41要从齿部23R向周向的第1侧偏离时,粘接部41未偏离到齿部23A上就消失。

在与电磁钢板40G、40H对应的粘接部41所形成的各层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开1个齿部。进而,在与电磁钢板40G、40H对应的粘接部41所形成的各层中,粘接部41的数量增加到了4个。具体而言,在与电磁钢板40G对应的粘接部41所形成的层中,粘接部41被配置于齿部23A。

在与电磁钢板40I、40J对应的粘接部41所形成的各层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开各1个齿部23。进而,在与电磁钢板40I、40J对应的粘接部41所形成的各层中,配置的粘接部41的数量再减少到了3个。具体而言,在与电磁钢板40I对应的粘接部41所形成的层中,在粘接部41要从齿部23R向周向的第1侧偏离时,粘接部41未偏离到齿部23A上就消失。

【表5】

可以说,在这种定子铁芯21中,多个粘接部41所形成的层中的一部分层具备第4构成,其余的层具备第6构成。

即,在粘接部41所形成的层中的具有4个粘接部41的层,例如与电磁钢板40A对应的层中,朝向周向的第1侧地,按3、5、3、3的顺序排列有第2间隔。这些层具备第4构成。

此外,在粘接部41所形成的层中的具有3个粘接部41的层,例如与电磁钢板40E对应的层中,朝向周向的第1侧地,按3、5、7的顺序,排列有第2间隔。这些层具备第6构成。

另外,外壳1的定子铁芯21不具备第3构成及第5构成。

(外壳2)

接着,针对表6所示的例子的定子铁芯进行说明。

在外壳2的定子铁芯21中,在与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层中,配置有6个粘接部41。在该层中,在齿部23A、23D、23G、23J、23M、23P,配置有全部6个粘接部41。并且,在与电磁钢板40B、40C对应的各粘接部41所形成的层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开个1个齿部23。

在与电磁钢板40D~40I对应的粘接部41所形成的各层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开个1个齿部23。进而,在与电磁钢板40D~40I对应的粘接部41所形成的各层中,配置的粘接部41的数量减少到了3个。具体而言,在与电磁钢板40D对应的粘接部41所形成的层中,在粘接部41要从齿部23F、23L、23R向周向的第1侧偏离时,粘接部41未偏离到齿部23G、23M、23A上就消失。

在与电磁钢板40J对应的粘接部41所形成的各层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向沿周向的第1侧错开各1个齿部23。进而,在与电磁钢板40J对应的粘接部41所形成的各层中,粘接部41的数量增加到了6个。具体而言,在与电磁钢板40J对应的粘接部41所形成的层中,粘接部41被配置于齿部23A、23G、23M。

【表6】

可以说,在这种定子铁芯21中,在沿周向排列的多个齿部23中的一部分齿部23中,具备第5构成。

即,针对在从层叠方向观察的俯视下3个配置区域重叠的、齿部23A、23D、23G、23J、23M、23P进行说明。例如在齿部23A中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,沿层叠方向相邻的第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧按5、2的顺序排列。例如在齿部23D中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,沿层叠方向相邻的第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧,按2、5的顺序排列。

这些齿部23A、23D、23G、23J、23M、23P具备第5构成。

另外,外壳2的定子铁芯21不具备第3构成、第4构成及第6构成。

另外,在齿部23A中,第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧为5、2。但是,例如也可以是,在齿部23A中,使得第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧为5、2、5、2、‥等。并且,也可以是,在齿部23B中,使得第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧为5、2、2、5、‥等。如此,也可以针对每个齿部23都改变第1间隔。

(外壳3)

接着,针对表7所示的例子的定子铁芯进行说明。

在表7所示的例子的定子铁芯21中,层叠有16张电磁钢板40(400、40A~40O)。另外,在表中,未示出电磁钢板400。

在外壳3的定子铁芯21中,在与电磁钢板40A对应的粘接部41所形成的层中,配置有4个粘接部41。在该层中,4个粘接部41被配置于齿部23A、23D、23J、23M。并且,在与电磁钢板40B~40O对应的各粘接部41所形成的层中,配置有粘接部41的齿部23被相对于与层叠方向的第1侧相邻的层向周向的第1侧错开各1个齿部23。

【表7】

可以说,在这种定子铁芯21中,在沿周向排列的所有齿部23中,都具备第5构成。

即,针对在从层叠方向观察的俯视下3个配置区域重叠的、齿部23A~23C、23J~23L进行说明。在这些齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,沿层叠方向相邻的第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧按5、2的顺序排列。接着,针对在从层叠方向观察的俯视下3个配置区域重叠的、齿部23G~23I、23P~23R进行说明。在这些齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,沿层叠方向相邻的第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧,按2、5的顺序排列。接着,针对在从层叠方向观察的俯视下4个配置区域重叠的、齿部23D~23F、23M~23O进行说明。在这些齿部23中,跨定子铁芯21的层叠方向的全长地,沿层叠方向相邻的第1间隔从层叠方向的第1侧向第2侧,按2、5、2的顺序排列。

此外,可以说,在这种定子铁芯21中,在多个粘接部41所形成的层的所有层中,都具备第6构成。

即,在所有粘接部41所形成的层中,第2间隔按2、5、2、5的顺序朝向周向的第1侧排列。

另外,外壳3的定子铁芯21不具备第3构成及第4构成。

在此,以下,将以具备第3构成及第4构成中的至少一者的方式配置有粘接部41的定子铁芯21的构成称为第1不等间隔构成。以下,将以具备第5构成及第6构成中的一者的方式配置有粘接部41的定子铁芯21的构成称为第2不等间隔构成。以下,将以具备第5构成及第6构成这两者的方式配置有粘接部41的定子铁芯21的构成称为第3不等间隔构成。

具备第1不等间隔构成、第2不等间隔构成或第3不等间隔构成的定子铁芯21能够进一步防止旋转电机与层叠铁芯的共振频率一致的情况。

在外壳1的定子铁芯21中,多个粘接部41所形成的层中的一部分的层具备第4构成,因此该例的定子铁芯21具备第4构成。因为多个粘接部41所形成的层中的其余的层具备第6构成,所以该例的定子铁芯具备第6构成。外壳1的定子铁芯21不具备第3构成及第5构成。

因此,因为在外壳1的定子铁芯21中,具备第3构成及第4构成中的第4构成,所以具备第1不等间隔构成。

在外壳1的定子铁芯21中,仅具备第5构成及第6构成中的第6构成。因此,该例的定子铁芯21具备第2不等间隔构成,但不具备第3不等间隔构成。

在外壳2的定子铁芯21中,具备第5构成。外壳2的定子铁芯21不具备第3构成、第4构成及第6构成。

因此,因为在该例的定子铁芯21中,不具备第3构成及第4构成中的任意一个,所以不具备第1不等间隔构成。

在该例的定子铁芯21中,仅具备第5构成及第6构成中的第5构成。因此,该例的定子铁芯21具备第2不等间隔构成,但不具备第3不等间隔构成。

在外壳3的定子铁芯21中,不具备第3构成及第4构成,具备第5构成及第6构成。

因此,该例的定子铁芯21不具备第1不等间隔构成及第2不等间隔构成,但具备第3不等间隔构成。

另外,在第1不等间隔构成~第3不等间隔构成之中,关于防止旋转电机与层叠铁芯(定子铁芯)的共振频率一致的效果,第2不等间隔构成比第1不等间隔构成更大。该理由为:第2不等间隔构成中,关于粘接部41,配置区域跨层叠方向的全长地每隔彼此不同的质数层地重叠,或关于粘接部41,跨整周地沿周向相邻的粘接部41间的齿部23的数量为彼此不同的质数。因此,其原因在于,第2不等间隔构成与第1不等间隔构成相比,层叠铁芯的粘接部的不均匀性会提高。

关于该效果,第3不等间隔构成比第2不等间隔构成更大。该理由为:第3不等间隔构成中,关于粘接部41,配置区域跨层叠方向的全长地每隔彼此不同的质数层重叠,且关于粘接部41,跨整周地沿周向相邻的粘接部41间的齿部23的数量为彼此不同的质数。因此,其原因在于,与第2不等间隔构成相比,第3不等间隔构成中,层叠铁芯的粘接部不均一性会进一步提高。

对于粘接部41,例如使用基于聚合结合的热固化型的粘接剂等。作为粘接剂的组合物,能够适用(1)丙烯酸系树脂、(2)环氧系树脂、以及(3)包含丙烯酸系树脂及环氧系树脂的组合物等。

作为粘接剂,除了热固化型的粘接剂以外,也能够使用自由基聚合型的粘接剂等。从生产性的观点出发,优选常温固化型(常温粘接型)的粘接剂。常温固化型的粘接剂会在20℃~30℃下固化。另外,在本说明书中,用“~”来表示的数值范围意味着将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。

作为常温固化型的粘接剂,优选丙烯酸系粘接剂。在有代表性的丙烯酸系粘接剂中,存在SGA(第二世代丙烯酸系粘接剂;Second Generation Acrylic Adhesive)等。在不损害本发明的效果的范围内,厌氧性粘接剂、瞬间粘接剂、含弹性体的丙烯酸系粘接剂均能够使用。

另外,此处所说的粘接剂是指固化前的状态。当粘接剂固化时,会成为粘接部41。

粘接部41的常温(20℃~30℃)下的平均拉伸弹性模量E被设为1500MPa~4500MPa的范围内。关于粘接部41的平均拉伸弹性模量E,当小于1500MPa时,会产生层叠铁芯的刚性降低的缺陷。因此,粘接部41的平均拉伸弹性模量E的下限值被设为1500MPa,更优选的是,被设为1800MPa。相反,当粘接部41的平均拉伸弹性模量E超过4500MPa时,会产生如下缺陷:在电磁钢板40的表面形成的绝缘被膜被剥离。因此,粘接部41的平均拉伸弹性模量E的上限值被设为4500MPa,更优选的是,被设为3650MPa。

另外,平均拉伸弹性模量E通过共振法来进行测定。具体而言,遵照JISR1602:1995来测定拉伸弹性模量。

更具体而言,首先,制作测定用的样本(未图示)。该样本通过如下方式得到:利用测定对象即粘接剂来对2张电磁钢板40之间进行粘接,并使其固化而形成粘接部41。在粘接剂为热固型的情况下,该固化通过在实际操作上的加热加压条件下加热加压来进行。另一方面,在粘接剂为常温固化型的情况下,通过在常温下加压来进行。

然后,以共振法来对与该样本有关的拉伸弹性模量进行测定。共振法的拉伸弹性模量的测定方法如上所述,遵照JISR1602:1995来进行。然后,通过计算来从样本的拉伸弹性模量(测定值)中除去电磁钢板40自身的影响量,由此来求得粘接部41单体的拉伸弹性模量。

通过这样的方式从样本求得的拉伸弹性模量会与层叠铁芯即整个定子铁芯21的平均值相等,因此,将该数值视为平均拉伸弹性模量E。平均拉伸弹性模量E的组成被设定为:几乎不会因沿层叠方向的层叠位置或围绕定子铁芯21的中心轴线的周向位置而改变。因此,关于平均拉伸弹性模量E,也能够以对处于定子铁芯21的上端位置的、固化后的粘接部41进行测定得到的数值作为它的值。

作为使用了热固化型的粘接剂的粘接方法,例如能够采用如下方法:在将粘接剂涂布于电磁钢板40后,通过加热及压接中的任意一者或两者来进行粘接。另外,对于加热手段,例如使用高温槽或电炉内的加热、或者直接通电的方法等。加热手段也可以为任何手段。

为了得到稳定且充分的粘接强度,优选将粘接部41的厚度设为1μm以上。

另一方面,当粘接部41的厚度超过100μm时,粘接力会饱和。此外,随着粘接部41变厚,占空系数会降低,层叠铁芯的铁损等磁特性会降低。因此,粘接部41的厚度为1μm以上100μm以下。关于粘接部41的厚度,进一步优选的是,为1μm以上10μm以下。

另外,在上述内容中,粘接部41的厚度意味着粘接部41的平均厚度。

更优选的是,将粘接部41的平均厚度设为1.0μm以上3.0μm以下。当粘接部41的平均厚度小于1.0μm时,如前所述,无法确保充分的粘接力。因此,粘接部41的平均厚度的下限值被设为1.0μm,更优选的是,被设为1.2μm。相反,当粘接部41的平均厚度超过3.0μm而变厚时,会产生因热固时的收缩导致的电磁钢板40的应变量大幅增加等缺陷。因此,粘接部41的平均厚度的上限值被设为3.0μm,更优选的是,被设为2.6μm。

粘接部41的平均厚度为作为整个层叠铁芯的平均值。粘接部41的平均厚度几乎不会因沿层叠方向的层叠位置或围绕定子铁芯21的中心轴线的周向位置而改变。因此,关于粘接部41的平均厚度,能够以在定子铁芯21的上端位置处,在圆周方向10处以上测定得到的数值的平均值来作为它的值。

另外,粘接部41的平均厚度例如能够通过改变粘接剂的涂布量来进行调整。此外,关于粘接部41的平均拉伸弹性模量E,例如在热固型的粘接剂的情况下,能够通过如下等方式进行调整:对在粘接时施加的加热加压条件及固化剂种类中的一者或两者进行改变。

另外,在本实施方式中,形成转子铁芯31的多个电磁钢板40通过铆接件42(销;dowel)而被相互固定(参照图1)。然而,也可以是,形成转子铁芯31的多个电磁钢板40介由粘接部41而被层叠。

另外,也可以是,定子铁芯21或转子铁芯31等层叠铁芯通过所谓的旋转堆叠而被形成。

上述旋转电机10例如能够通过向各相施加有效值10A、频率100Hz的励磁电流来以转速1000rpm进行旋转。

如以上说明的那样,关于本实施方式的定子铁芯21(层叠铁芯),在沿层叠方向相邻的电磁钢板40彼此之间配置有对这些电磁钢板40进行粘接的粘接部41。该粘接部41将沿层叠方向相邻的电磁钢板40彼此部分地进行粘接。在沿层叠方向相邻的粘接部41彼此中,在从层叠方向观察的俯视下,相互的配置区域不同。

根据该构成,与在从层叠方向观察的俯视下在沿层叠方向相邻的粘接部彼此中相互的配置区域重叠的情况相比,与预定的粘接部沿层叠方向相邻的粘接部和与该预定的粘接部沿周向相邻的粘接部的最小公倍数会变大。因此,能够使定子铁芯21的共振频率变高。结果,能够防止旋转电机10与定子铁芯21的共振频率一致的情况。因此,定子铁芯21难以发生振动,能够提高定子铁芯21的电机特性。

一般地,粘接剂在固化时会收缩。因此,伴随粘接剂的固化,会向电磁钢板赋予压缩应力。当赋予压缩应力时,电磁钢板会产生应变。

在本实施方式的定子铁芯21(层叠铁芯)中,在电磁钢板40中,将粘接部41设置于铁芯背部22的表面22a及齿部23的表面23a中的至少一者。

由此,与在电磁钢板40的被层叠的面的整个面上设置粘接部41的情况相比,设置有粘接部41的区域会减少。因此,由粘接部41赋予到电磁钢板40的应变量会而减少。因此,能够抑制定子铁芯21的磁特性的劣化。

在本实施方式的定子铁芯21(层叠铁芯)中,以每隔N层(N为自然数),在从层叠方向观察的俯视下,配置区域重叠的方式设置粘接部41。

因此,因为在沿层叠方向相邻的粘接部彼此中,在从层叠方向观察的俯视下相互的配置区域不同,所以能够防止旋转电机10与定子铁芯21的共振频率一致的情况。例如,与在从层叠方向观察的俯视下,粘接部的配置区域以沿层叠方向不固定的间隔重叠的情况相比,电磁钢板40所产生的应变沿层叠方向均匀。因此,作为整个定子铁芯21,能够抑制伴随粘接剂的固化而在电磁钢板40上产生的应变不均匀的情况。

具体而言,以每隔1层,在从层叠方向观察的俯视下,配置区域重叠的方式设置粘接部41。由此,抑制通过粘接接合的电磁钢板40在定子铁芯21中局部地集中于层叠方向的一部分的情况。因此,能够使通过粘接接合的电磁钢板40沿层叠方向分散。因此,能够防止旋转电机10与定子铁芯21的共振频率一致的情况。由此,能够进一步提高定子铁芯21的电机特性。

此外,以每隔质数层,在从层叠方向观察的俯视下,配置区域重叠的方式设置粘接部41。

因为作为质数的N的约数的数量较少,所以与预定的粘接部沿层叠方向相邻的粘接部和与该预定的粘接部沿周向相邻的粘接部的最小公倍数会变大。因此,能够使定子铁芯21的共振频率变高。结果,能够防止旋转电机10与定子铁芯21的共振频率一致的情况。因此,能够进一步提高定子铁芯21的电机特性。

多个电磁钢板40中的、位于层叠方向的一端的电磁钢板40中的被层叠的面,和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的被层叠的面整面粘接。进而,多个电磁钢板40中的、位于层叠方向的另一端的电磁钢板40中的被层叠的面,和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的被层叠的面整面粘接。

因此,对于电磁钢板40中的、位于层叠方向的一端的电磁钢板40中的被层叠的面,和与该面沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的被层叠的面,在该面的外周缘及中央部中任一者沿层叠方向的分离均被抑制。因此,能够抑制在这些沿层叠方向相邻的面之间发生振动的情况。

同样,在电磁钢板40中的、位于层叠方向的另一端的电磁钢板40中,也能够抑制在沿层叠方向相邻的面之间发生振动的情况。

本实施方式的旋转电机10包括本实施方式的定子铁芯21(层叠铁芯)。因此,能够提高旋转电机10的电机特性。

另外,本发明的技术范围并不被限定于上述实施方式,能够在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。

在此,如图3所示,在定子铁芯21中,将多个电磁钢板40中的、层叠方向的外侧的一者称为上端部(第1端部)71。在定子铁芯21中,将多个电磁钢板40中的、层叠方向的外侧的另一者称为下端部(第2端部)72。

也可以是,如图22所示,在定子铁芯21中,在位于上端部71的电磁钢板40中的被层叠的面(铁芯背部22的表面22a)的整个面,设置有粘接部41。进而,也可以是,电磁钢板40的铁芯背部22的表面22a和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的铁芯背部22的表面22a整面粘接。

此外,也可以是,如图22所示,在定子铁芯21中,在位于上端部71的电磁钢板40中的被层叠的面(齿部23的表面23a)的整个面,设置有粘接部41。进而,电磁钢板40的齿部23的表面23a和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的齿部23的表面23a整面粘接。

同样,也可以是,如图22所示,在定子铁芯21中,在位于下端部72的电磁钢板40中的被层叠的面(铁芯背部22的表面22a)的整个面,设置有粘接部41。进而,也可以是,电磁钢板40的铁芯背部22的表面22a和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的铁芯背部22的表面22a整面粘接。

此外,也可以是,如图22所示,在定子铁芯21中,在位于下端部72的电磁钢板40中的被层叠的面(齿部23的表面23a)的整个面,设置有粘接部41。进而,电磁钢板40的齿部23的表面23a和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的齿部23的表面23a整面粘接。

根据上述构成,在定子铁芯21中,多个电磁钢板40中的、位于定子铁芯21的层叠方向的上端部71的电磁钢板40中的被层叠的面和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的被层叠的面整面粘接。进而,多个电磁钢板40中的、位于定子铁芯21的层叠方向的下端部(第2端部)72的电磁钢板40中的被层叠的面和沿层叠方向相邻的电磁钢板40中的被层叠的面整面粘接。由此,能够利用粘接部41来抑制电磁钢板40中产生的应变的不均匀。因此,能够抑制整个定子铁芯21中产生的应变的不均匀。

换言之,也可以是,在被沿层叠方向层叠的电磁钢板40的所有的组中,在俯视下,配置区域并不重叠。可以是至少在电磁钢板40的一部分的组中,在俯视下,配置区域不重叠。

定子铁芯的形状并不被限定于上述实施方式中所示的形态。具体而言,定子铁芯的外径及内径的尺寸、层叠厚度、槽数、齿部的周向与径向的尺寸比例、以及齿部与铁芯背部的径向的尺寸比例等能够根据所期望的旋转电机的特性来任意设计。

在上述实施方式中的转子中,2个1组的永磁铁32形成1个磁极,但本发明不限于此。例如,既可以是1个永磁铁32形成1个磁极,也可以是3个以上的永磁铁32形成1个磁极。

在上述实施方式中,作为旋转电机,举永磁铁励磁型电动机为一例进行了说明,但旋转电机的构造如以下例示的那样,不限于此。旋转电机的构造还能够采用以下未例示的各种公知的构造。

在上述实施方式中,作为同步电动机,举永磁铁励磁型电动机为一例进行了说明。但是,本发明不限于此。例如也可以是,旋转电机为磁阻型电动机或电磁铁励磁型电动机(绕组励磁型电动机)。

在上述实施方式中,作为交流电动机,举同步电动机为一例进行了说明,但本发明不限于此。例如也可以是,旋转电机为感应电动机。

在上述实施方式中,作为电动机,举交流电动机为一例进行了说明。但是,本发明不限于此。例如也可以是,旋转电机为直流电动机。

在上述实施方式中,作为旋转电机,举电动机为一例进行了说明。但是,本发明不限于此。例如也可以是,旋转电机为发电机。

在上述实施方式中,例示了将本发明的层叠铁芯适用于定子铁芯的情况。本发明的层叠铁芯也能够适用于转子铁芯。

另外,能够在不脱离本发明的主旨的范围内,将上述实施方式中的构成要素适当置换为周知的构成要素。此外,也可以对上述变形例适当进行组合。

工业可利用性

根据本发明,能够提供一种提高了电机特性的层叠铁芯、以及具备该层叠铁芯的旋转电机。因此,工业可利用性较大。

附图标记说明

10 旋转电机

20 定子

21 定子铁芯(层叠铁芯)

22 铁芯背部

23 齿部

30 转子

31 转子铁芯(层叠铁芯)

32 永磁铁

33 贯通孔

40 电磁钢板

41 粘接部

50 壳体

60 旋转轴

相关技术
  • 旋转电机的层叠铁芯、旋转电机的层叠铁芯的制造方法、以及旋转电机
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技术分类

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