[發明專利]定子芯及具備該定子芯的電機

在審

• 申請號: 201680048122.5
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN107925281A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 榎園正人;森祐司;上田凌;林勝之
• 申請（專利權）人: 吉川工業株式會社
• 主分類號: H02K1/18
• 分類號: H02K1/18
• 代理公司: 北京瑞盟知識產權代理有限公司11300
• 代理人: 劉昕

技術領域

本發明涉及一種通過電磁鋼板的層疊而形成的定子芯及具備該定子芯的電機。

背景技術

從節能的觀點出發，期待電機的效率化，例如，與電機的效率化相關的技術被記載在專利文獻1中。專利文獻1所記載的技術為，在層疊有電磁鋼板的定子芯中，在電磁鋼板的背磁軛上形成槽來減輕鐵損的劣化的技術。

具體而言，專利文獻1中提出了這樣一種定子芯和使用了該定子芯的電機，該定子芯在其被固定于電機(電動機)的殼體上時，由對定子芯施加的壓縮應力而導致的鐵損特性的劣化較小。所述定子芯中，通過在電磁鋼板的背磁軛上形成槽來減輕由壓縮應力而導致的鐵損劣化。定子芯是通過對沖切成環狀的形狀的多張電磁鋼板1進行層疊并固定而得到的。并且，記載了作為電機芯的原材料的電磁鋼板優選為使用無方向性電磁板，并且考慮到電機在高頻下使用，則該電磁鋼板的板厚優選為0.35mm以下。

實施例1中記載了使用電磁鋼板的板厚為0.20mm的無方向性電磁板而制作出堆積厚度為20mm的定子芯。

此外，還提出了以如下方式將電樞鐵心固定在電機殼上的電樞鐵心的固定方法，即，將具有多個凸部的硅鋼板層疊在外周部上，并將通過存在于凸部的鉚接部而接合形成的電樞鐵心與凸部的外周部嵌合(例如，專利文獻2)。

專利文獻2公開的電樞鐵心的固定方法中采用的電樞鐵心所具備的硅鋼板，具有在外周部包含多個凸部的形狀。但是，專利文獻2中完全沒有與所述硅鋼板的板厚相關的記載。

另一方面，在非專利文獻1中記載了量產型混合動力電動車(HEV)/電動車(EV)的驅動電機與通常的電機不同，會要求在啟動時且在爬坡時的高轉矩特性、最高速運轉下的高速旋轉特性等，并在高頻度行駛區域中要求高效率等。構成所涉及的電機的電機鐵心具有將電磁鋼板重疊的層疊構造，作為通常的電機的鐵心，可使用0.20mm～0.50mm的電磁鋼板(例如，非專利文獻1、圖11)。

此外，還提出了一種采用以鐵作為基材的軟磁性材料的電磁鋼板。通過對所涉及的電磁鋼板實施高度的冶金處理，從而成為交流磁場中所產生的鐵損降低至極限的材料。并說明了其板厚在方向性電磁鋼板中主要為0.23mm～0.35mm，在無方向性電磁鋼板中為0.20mm～0.65mm的范圍(例如，非專利文獻2)。另外，本專利申請人提示出了以下的專利文獻以作為與本發明相關連的文獻公知發明。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2010-252463號公報

專利文獻2：日本特開平4-325846號公報

非專利文獻

非專利文獻1：新日鐵技報第393號(2012)技術論文“混合動力/電動車驅動電機用電磁鋼板最近的動向”肋坂岳顯新井聰黑崎洋介2012年8月發行

非專利文獻2：JFE鋼鐵集團的軟磁性材料JFE技報No.8 2005年6月發行p.1-6

發明內容

本發明要解決的問題

然而，一直認為電機中形成定子芯的電磁鋼板的板厚在0.3～0.5mm的范圍內能夠有效地抑制鐵損。這是由于考慮到如下情況：如圖1所示那樣，鐵損(Ptotal)是渦流損耗(Pe)與磁滯損耗(Ph)相加而成，電磁鋼板越厚，渦流損耗越大，而電磁鋼板越薄，磁滯損耗的影響越大，其結果為，電磁鋼板的板厚在0.3～0.5mm的范圍內最能夠抑制鐵損。

另外，采用Ke:比例常數、Kh:比例常數、t:電磁鋼板的板厚、f:頻率、Bm:最大磁通密度、ρ:電阻率，從而渦流損耗及磁滯損耗可由下式表示。

Pe＝Ke(tfBm)²/ρ、Ph＝Khf(Bm)^1.6。

此外，作為具有代表性的薄板材，可列舉出非晶材料。然而，非晶材料存在如下課題，即，飽和電磁密度低，而且由加工而導致的劣化大，并且制造成本也高。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種通過電磁鋼板的層疊而形成的、能夠穩定地抑制鐵損的定子芯及具備該定子芯的電機。

用于解決問題的方案

本申請發明人進行了銳意研究后的結果為，發現了通過將定子芯所具備的電磁鋼板的板厚設為比現有的電磁鋼板的板厚更薄，從而能夠穩定地抑制定子芯的鐵損，由此完成了本發明。更具體而言，本發明由以下的技術事項構成。

(1)實現所述目的的第一方案所涉及的定子芯，通過將板厚為25～80μm的電磁鋼板層疊而形成。經過驗證可確認出，通過采用板厚為80μm以下的電磁鋼板，從而能夠抑制鐵損。