CN104052171A - 一种“u”字形定子铁芯和应用该铁芯的永磁电机及水泵 - Google Patents
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Abstract
一种“U”字形定子铁芯，包括由所述“U”字形分拆所得“L”字形的左半侧部分及镜像“L”字形的右半侧部分，该二部分对接成“U”字形，该二部分于所述对接处设有连接固定的结构。该“U”字形定子铁芯，提升原材料的利用率，进而降低产品的制造成本；应用该定子铁芯的永磁电机及其驱动的水泵降低了制造成本和改善了性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种“U”字形定子铁芯和应用该铁芯的永磁电机及水泵，在国际专利分类表中，分类可属于H02K1/12、H02K15/02或F04D13/06。
背景技术
现有技术“U”字形定子铁芯和应用该铁芯的永磁电机及水泵可见于本申请人的发明专利说明书CN202550703U等。该铁芯是对硅钢片或冷轧板条料冲片后叠铆而成，如图1和图2所示。该铁芯结构的传统设计存在硅钢片或冷轧板材料冲片利用率较低的问题。CN202550703U中披露的分段接合铁芯的设计虽然已提高冲片利用率，但仍有必要进一步改善，尤其是简化工艺，提高可靠性以及产品质量更好。
发明内容
本发明的目的在于解决“U”字形定子铁芯加工过程中冲片废料率高的问题，提供一种可提升该铁芯加工过程的材料利用率且工艺比较简单可靠的技术方案。
为了达到上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种“U”字形定子铁芯，包括由所述“U”字形分拆所得“L”字形的左半侧部分及镜像“L”字形的右半侧部分，该二部分对接成“U”字形，该二部分于所述对接处设有连接固定的结构。
在铁芯冲片开料时，利用该设计可从矩形的条料开出一对对两两相扣的“L”字形的左半侧部分及镜像“L”字形的右半侧部分，因而比传统技术明显减少边角料，提高了材料利用率，相比CN202550703U中披露的分段接合的设计，该设计减少了一段接合结构，因而工艺更简单可靠，且分段接合的铁芯气隙段数的减少，显著减少电机磁路的磁阻，因而改善电机的性能。
该技术方案的进一步设计之一是，所述二部分于所述对接处设有以焊接方式连接固定的结构或相卡接的燕尾齿/槽嵌接固定结构，工艺比较简单而接合可靠。
该技术方案的进一步设计之二是，所述二部分的垂直段的上半部分的相对处分别设有互相对称的内凹圆弧，以形成用于容纳转子的半围合空间。
对于以焊接方式连接固定的结构，最好设计为所述左半侧部分在与右半侧部分对接处具有卡勾且卡勾方向向上，而所述右半侧部分在与左半侧部分对接处也具有卡勾且卡勾方向向下；或者，所述左半侧部分在与右半侧部分对接处具有卡勾且卡勾方向向下，而所述右半侧部分在与左半侧部分对接处也具有卡勾且卡勾方向向上。该二部分的卡勾连接使加 工过程的定位更为稳定。所述左半侧部分的“L”字形水平段的上表面的末端、下表面的末端设有凹槽以及所述右半侧部分的镜像“L”字形水平段的上表面的末端、下表面的末端设有凹槽，沿所述二部分相接处凹槽升起的外沿施焊使所述二部分连接，焊接方便、准确，且质量较好。
对于以组装方式连接固定的结构，最好设计为所述左半侧部分在与右半侧部分相接的对接面设有燕尾凸齿，所述右半侧部分在与左半侧部分相接的对接面上设有相应的燕尾凹槽；或者，所述左半侧部分在与右半侧部分相接的对接面设有燕尾凹槽，所述右半侧部分在与左半侧部分相接的对接面上设有相应的燕尾凸齿。该设计能起到良好的定位效果，确保不会产生松动现象，从而避免因此产生的噪音问题。
实践表明，应用上述设计定子铁芯的永磁电机及其驱动的水泵降低了制造成本和改善了性能。
附图说明
图1是传统定子铁芯冲片冲压排布图。
图2是传统定子铁芯成型后的结构图。
图3是本发明第1实施例定子铁芯冲片冲压排布图。
图4是本发明第1实施例定子铁芯成型后的结构图。
图5是本发明第1实施例定子铁芯右半侧部分结构示意图。
图6是本发明第1实施例定子铁芯左半侧部分结构示意图。
图7是本发明第2实施例定子铁芯冲片冲压排布图。
图8是本发明第2实施例定子铁芯成型后的结构图。
图9是本发明第2实施例定子铁芯右半侧部分结构示意图。
图10是本发明第2实施例定子铁芯左半侧部分结构示意图。
图11是应用本发明定子铁芯的永磁电机驱动的水泵装配示意图。
图中：
1’为现有技术的“U”字形定子铁芯；
1为本发明第1实施例定子铁芯，1.1为该铁芯右半侧部分，1.11为该部分中的圆弧，1.12为该部分中的卡勾，1.13为该部分中的上表面凹槽，1.14为该部分中的下表面凹槽，1.15为该部分中的镜像“L”字形水平段上表面，1.16为该部分中的镜像“L”字形水平段下表面；1.2为该铁芯左半侧部分，1.21为该部分中的圆弧，1.22为该部分中的卡勾，1.23为该部分中的上表面凹槽，1.24为该部分中的下表面凹槽，1.25为该部分中的“L”字形的左半侧部分水平段上表面，1.26为该部分中的“L”字形的左半侧部分水平段下表面；
2为本发明第2实施例定子铁芯，2.1为该铁芯右半侧部分，2.11为该部分中的圆弧， 2.12为该部分中的燕尾凸齿；2.2为该铁芯左半侧部分，2.21为该部分中的圆弧，2.22为该部分中的燕尾凹槽；
3为泵体，4为叶轮，5为永磁转子，6为转子轴，7为密封圈，8为线圈，9为泵盖。
具体实施方式
本发明第1实施例定子铁芯结构和工艺设计如图3～6所示。对硅钢片或冷轧板料带按如图3所示的排布方式在高速冲床中经过冲、铆等工艺操作，形成如图5所示的铁芯右半侧部分1.1和图6所示的铁芯左半侧部分1.2。如图4所示，其中铁芯右半侧部分1.1和铁芯左半侧部分1.2通过L型末端的的卡勾相连接。其中铁芯右半侧部分1.1的L型的末端设有卡勾1.12，在镜像“L”字形水平段的上表面1.15末端设有凹槽1.13，在镜像“L”字形水平段的下表面1.16末端设有凹槽1.14。在铁芯左半侧部分1.2的L型末端设有卡扣1.22，在“L”字形水平段的上表面1.25末端设有凹槽1.23，在“L”字形水平段的下表面1.26末端设有凹槽1.24。
铁芯右半侧部分1.1与铁芯左半侧部分1.2通过卡勾，嵌接成如图3所示的“U”字形定子铁芯，铁芯右半侧部分1.1的凹槽1.13与铁芯左半侧部分1.2的凹槽1.23相接，铁芯右半侧部分1.1的凹槽1.14与铁芯左半侧部分1.2的凹槽1.24相接，在此两处相接点焊接固定。铁芯右半侧部分1.1与铁芯左半侧部分1.2的内凹圆弧1.11及1.21形成用于容纳转子的半围合空间。
铁芯右半侧部分的卡勾方向可以设置成向上，对应的铁芯左半侧部分的卡勾方向则设置成向下。且除了卡勾的结构方式以外，还可以设计成其它形状的齿、槽结构，只要相互适配即可。
铁芯右半侧部分和铁芯左半侧部分装配时可以采用人工装配或通过设备辅助装备在一起。
按照如图3所示的排布形式进行冲压，材料利用率可以达到84.7％。
如图11所示为应用了本发明定子铁芯的永磁电机及水泵。永磁电机包括永磁转子5和定子，永磁转子5套在转子轴6上，定子由如图4所示结构的定子铁芯1和其上安装的线圈8组成。水泵包括泵体3、固定于转子轴6上的叶轮4、经密封圈7固定于泵体3并把转子和叶轮4包封在内的泵盖9。
本发明第2实施例定子铁芯结构和工艺设计如图7～10所示。对硅钢片或冷轧板料带按如图7所示的排布方式在高速冲床中经过冲、铆等工艺操作，形成如图9所示的铁芯右半侧部分2.1和图10所示的铁芯左半侧部分2.2。其中铁芯右半侧部分2.1的对接面上开设有燕尾凸齿2.12，在铁芯左半侧部分2.2的对接面上设有与燕尾凸齿2.12适配的燕尾凹槽2.22。铁芯右半侧部分2.1和铁芯左半侧部分2.2的相对面分别设有相对称的内凹圆弧2.11及2.21。把铁芯右半侧部分2.1的燕尾凸齿2.12插入铁芯左半侧部分2.2的燕尾凹槽2.22中， 嵌接成如图8所示的U型定子铁芯，铁芯右半侧部分2.1与第铁芯左半侧部分2.2的内凹圆弧形成用于容纳转子的半围合空间。
铁芯右半侧部分的对接面可以设置成燕尾凹槽，对应的铁芯左半侧部分的对接面则设置成燕尾凸齿，以插入铁芯右半侧部分的燕尾凹槽。且除了燕尾凹槽和燕尾凸齿的结构方式以外，还可以设计成其它形状的齿、槽结构，只要相互适配即可。
铁芯右半侧部分和铁芯左半侧部分装配时可以采用人工装配或通过设备辅助装备在一起。
按照如图7所示的排布形式进行冲压，材料利用率可以达到84.8％。
如图11所示为应用了本发明定子铁芯的永磁电机及水泵。永磁电机包括永磁转子5和定子，永磁转子5套在转子轴6上，定子由如图8所示结构的定子铁芯2和其上安装的线圈8组成。水泵包括泵体3、固定于转子轴6上的叶轮4、经密封圈7固定于泵体3并把转子和叶轮4包封在内的泵盖9。
Claims (10)
1.一种“U”字形定子铁芯，包括由所述“U”字形分拆所得“L”字形的左半侧部分及镜像“L”字形的右半侧部分，该二部分对接成“U”形，该二部分于所述对接处设有连接固定的结构。
2.根据权利要求1所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述二部分于所述对接处设有以焊接方式连接固定的结构。
3.根据权利要求1所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述二部分的垂直段的上半部分的相对处分别设有互相对称的内凹圆弧。
4.根据权利要求2所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述左半侧部分在与右半侧部分对接处具有卡勾且卡勾方向向上，而所述右半侧部分在与左半侧部分对接处也具有卡勾且卡勾方向向下；或者，所述左半侧部分在与右半侧部分对接处具有卡勾且卡勾方向向下，而所述右半侧部分在与左半侧部分对接处也具有卡勾且卡勾方向向上。
5.根据权利要求2所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述左半侧部分的“L”字形水平段的上表面的末端、下表面的末端设有凹槽，所述右半侧部分的镜像“L”字形水平段的上表面的末端、下表面的末端设有凹槽。
6.根据权利要求1所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述二部分于所述对接处设有相卡接的燕尾齿/槽嵌接固定结构。
7.根据权利要求6所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述左半侧部分在与右半侧部分相接的对接面设有燕尾凸齿，所述右半侧部分在与左半侧部分相接的对接面上设有相应的燕尾凹槽；或者，所述左半侧部分在与右半侧部分相接的对接面设有燕尾凹槽，所述右半侧部分在与左半侧部分相接的对接面上设有相应的燕尾凸齿。
8.根据权利要求1～7所述的“U”字形定子铁芯，其特征在于：所述左半侧部分和右半侧部分采用材料为硅钢片或冷轧板料带。
9.一种永磁电机，包括永磁转子和定子，其特征在于：所述定子采用如权利要求1～7任一权利要求所述的“U”字形定子铁芯。
10.一种水泵，包括泵盖、泵体、叶轮和永磁电机，其特征在于：所述永磁电机为权利要求9所述的永磁电机。
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