旋轉電機制造技術

在具有定子(60)和轉子(50)的旋轉電機中，構成定子(60)的定子齒具備鐵芯(31)、配置在該鐵芯(31)周圍的電線(33)、及配置在兩者之間的絕緣體，鐵芯(31)通過對薄板狀的非晶態金屬材料以每張或多張的寬度各不相同的方式形成的長方形平板狀薄板進行積層而構成。在相對于定子(60)設在旋轉軸方向兩側的轉子(50)的與定子齒對置的位置設有鐵氧體磁鐵(20)，作為電線(33)使用以鋁為母材的電線。通過這樣的構造提供旋轉電機，其具有無需鐵芯材料的變形或粘接且鐵損小而高效率并可低成本地制造的構造的鐵芯。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及旋轉電機的構造。
技術介紹
電動機或交流發電機等旋轉電機由轉子、定子和覆蓋它們的外殼等構成。在構成旋轉電機的部件中定子由軟磁性材料的鐵芯、卷繞于鐵芯的電線、及使鐵芯與電線之間絕緣的絕緣體等構成。定子所產生的損耗大體分為鐵損和銅損，鐵損取決于鐵芯采用的軟磁性材料的特性、鐵芯的形狀，而銅損則取決于電線的特性、形狀，因此在旋轉電機中能夠通過降低這些損耗來提高效率。但是，由于低損耗的軟磁性材料、電線材料價格高昂，因此為了兼顧旋轉電機的高效率化和低成本化，而提出了采用低成本材料也能夠取得高效率這樣相互矛盾的課題。另外，作為軟磁性材料廣泛采用電磁鋼板或非晶態金屬。它們都具有小鐵損特性，通過用作鐵芯而能夠實現高效率的旋轉電機。但是，電磁鋼板通過壓延而成形為薄板狀，并且非晶態金屬通過淬火形成非晶質體而成形為較薄的箔狀，因此無法直接地成形為塊狀。作為解決該問題的方法，專利文獻1公開了使沖壓為設有鉚接用突起的形狀的薄板狀的鐵芯片積層而成形為塊狀的例子。專利文獻1涉及的旋轉電機利用鉚接用突起使鐵芯片排列層疊并成形為塊狀而構成鐵芯，能夠將薄板狀的鐵芯片用作鐵芯。并且，專利文獻2公開了將夾持絕緣樹脂材料卷裝為空心圓形狀的箔帶的非晶態金屬在圓的法線方向上切斷而成形為塊狀的例子。在專利文獻2記載的旋轉電機中，在旋轉電機的旋轉方向上配置多個定子齒而構成定子，該定子齒是在通過卷裝及切斷而成形的非晶態金屬的鐵芯的周圍卷繞電線構成的，由此能夠將箔狀的非晶態金屬用作鐵芯。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開昭53－4803號公報專利文獻2：日本特開2010－115069號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題但是在上述專利文獻1及2的方法中，存在由于使軟磁性材料變形而導致鐵損增加的問題。一般在對非晶態金屬材料等軟磁性材料實施變形的情況下，具有材料內部產生的殘余應力增大則鐵損增大的性質。因此，一般是對通過鉚接而層疊的鐵芯片、或卷裝成形的非晶態金屬進行退火處理。經過退火處理的非晶態金屬失去彈性而呈現脆性，內部的殘余應力得到緩和。但是，即使通過退火處理也無法使內部的殘余應力完全緩和，無法最大限度地利用以強磁性體為母材的非晶態金屬的小鐵損特性。并且，在退火處理中需要在內部產生磁場的特別的退火爐，導致制造成本增加。并且，在上述專利文獻1及2的方法中，為了將鐵芯片彼此固定或者將非晶態金屬彼此固定，需要進行在鐵芯片間或非晶態金屬間設置粘接層，或者用樹脂、粘接劑等覆蓋整體等的固定化處理。在具有樹脂、粘接劑等的鐵芯的情況下，制造成本及制造時間增加，并且軟磁性材料相對于定子齒整體的體積的比例變小而導致旋轉電機的效率降低。另外，在專利文獻1所示的使沖壓為設有鉚接用突起的形狀的薄板狀的鐵芯片積層而成形為塊狀的鐵芯、以及專利文獻2所示的通過卷裝及切斷而成形的非晶態金屬的鐵芯中，伴隨著鉚接工序、形成于卷裝部的彎曲部及其法線方向的切斷，容易在與轉子對置的端面上產生凹凸、導致平面性發生偏差。因此，若未將定子－轉子間的設計上的間隙確保為較大，則存在兩者發生干涉的風險而成為導致輸出特性惡化的原因。能夠獲得旋轉電機，不使非晶態金屬變形并且不使非晶態金屬的層間存在夾裝物，而且只要能夠構成具備平面性高的端面的塊狀的鐵芯，則能夠最大限度地發揮非晶態金屬的鐵損特性。本專利技術是針對這樣的情況做出的，目的是提供高效率的旋轉電機，無需變形或粘接而實現材料、制造工序的低成本化，最大限度地發揮用作鐵芯的非晶態金屬的低鐵損特性。用于解決課題的方法解決上述課題的第一專利技術涉及的旋轉電機是具有定子和轉子的旋轉電機，構成上述定子的定子齒具備鐵芯、配置在上述鐵芯周圍的電線、及配置在上述鐵芯與上述電線之間的絕緣體，上述鐵芯通過對薄板狀的非晶態金屬材料以每張或多張的寬度各不相同的方式形成的長方形平板狀薄板進行積層而構成，在上述轉子的與上述定子齒對置的位置設有鐵氧體磁鐵，上述轉子相對于上述定子設在旋轉軸方向的兩側，作為上述電線使用以鋁為母材的電線。另外，由配置在上述鐵芯周圍的電線構成的定子線圈具有三相，以至少具有兩個并聯電路的三角形聯結來連接各相。專利技術的效果根據本專利技術，使切斷為長條平板狀的多張非晶態金屬材料積層而構成鐵芯，將其周圍用絕緣體及電線覆蓋，從而無需變形或粘接即能夠制造定子齒，即使作為與定子齒對置的轉子側的磁鐵采用鐵氧體磁鐵，也能夠以低成本獲得鐵損小而高效率的定子構造。附圖說明圖1是表示本專利技術實施例所涉及的旋轉電機的整體構造的圖。圖2是表示本專利技術實施例所涉及的旋轉電機的中心軸向剖視圖的圖。圖3是表示本專利技術實施例中采用的定子齒的結構的圖。圖4是表示在本專利技術的實施例中采用的定子齒的構造例1中使用長條平板狀的非晶態金屬材料的鐵芯結構的圖。圖5是用于和本專利技術的實施例進行對比而示出通過鉚接進行固定的鐵芯結構的圖。圖6A示出將薄板狀的非晶態金屬材料在與截面大致梯形的上底及下底垂直的方向上積層的鐵芯構造例。圖6B示出將薄板狀的非晶態金屬材料在與截面大致梯形的上底及下底平行的方向上積層的鐵芯構造例。圖6C示出在與截面大致梯形的斜邊平行的方向上積層的鐵芯構造例。圖7A示出以鐵芯的角部成銳角的方式積層的情況的定子齒的構造例2。圖7B是以鐵芯的角部為R形狀的方式積層的情況的定子齒的構造例2的另一個例子。圖8示出定子齒的構造例3。圖9示出采用具備凹部的絕緣體的情況的定子齒的構造例4。圖10示出定子齒的構造例5。圖11是表示構造例3、4的定子齒的制造方法的流程圖。圖12是表示構造例5的定子齒的制造方法的流程圖。圖13是表示構造例5的鐵芯及定子齒的制造方法的其它例子的流程圖。圖14示出定子齒的構造例6。圖15A示出以鐵芯的角部成銳角的方式積層的定子齒的構造例7。圖15B示出以鐵芯的角部為R形狀的方式積層的定子齒的構造例7的另一個例子。圖16是表示構造例6的定子齒的制造方法的流程圖。具體實施方式下面以軸向間隙型旋轉電機為例參照附圖對本專利技術的實施例進行說明，然而只要是采用使長條平板狀的非晶態金屬積層而形成的鐵芯的電動機則不限定于軸向間隙型。實施例參照圖1對采用本實施例的鐵芯及定子齒的軸向間隙型旋轉電機10的整體構造進行說明。在圖1中，軸向間隙型旋轉電機10具備由后支架81a、覆蓋后述的定子60的圓本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種旋轉電機，其具有定子和轉子，上述旋轉電機的特征在于，構成上述定子的定子齒具備鐵芯、配置在上述鐵芯周圍的電線、及配置在上述鐵芯與上述電線之間的絕緣體，上述鐵芯通過對薄板狀的非晶態金屬材料以每張或多張的寬度各不相同的方式形成的長方形平板狀薄板進行積層而構成，在上述轉子的與上述定子齒對置的位置設有鐵氧體磁鐵，上述轉子相對于上述定子設在旋轉軸方向的兩側，作為配置在上述鐵芯周圍的電線使用以鋁為母材的電線。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種旋轉電機，其具有定子和轉子，
上述旋轉電機的特征在于，
構成上述定子的定子齒具備鐵芯、配置在上述鐵芯周圍的電線、及配置在
上述鐵芯與上述電線之間的絕緣體，
上述鐵芯通過對薄板狀的非晶態金屬材料以每張或多張的寬度各不相同
的方式形成的長方形平板狀薄板進行積層而構成，
在上述轉子的與上述定子齒對置的位置設有鐵氧體磁鐵，
上述轉子相對于上述定子設在旋轉軸方向的兩側，作為配置在上述鐵芯周
圍的電線使用以鋁為母材的電線。
2.根據權利要求1所述的旋轉電機，其特征在于，
由配置在上述鐵芯周圍的電線構成的定子線圈具有三相，以至少具有兩個
并聯電路的三角形聯結來連接各相。
3.根據權利要求1所述的旋轉電機，其特征在于，
上述薄板以其旋轉軸方向上的兩端部分別與相對于上述定子設在旋轉軸
方向兩側的上述轉子的鐵氧體磁鐵對置的方式積層。
4.根據權利要求1所述的旋轉電機，其特征在于，
上述長方形平板狀薄板的長度相等。
5.根據權利要求1所述的旋轉電機，其特征在于，
上述絕緣體是被覆在上述電線上的絕緣性被覆。
6.根據權利要求1所述的旋轉電機，其特征在于，
通過積層多張具有同一寬度的上述薄板而形成一個塊，
上述鐵芯通過積層多個寬度不同的上述塊而構成...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梶田大毅，中須信昭，床井博洋，巖崎則久，
申請(專利權)人：株式會社日立制作所，
類型：發明
國別省市：日本;JP