CN102044917B - 轴向间隙电动机、压缩机、电动机系统及发电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴向间隙电动机，其同时满足转矩脉动的降低、感应电压的正弦波化、及设计自由度的提高，适当材料适当场所地配置有优质的软磁性材料，低铁损(高效率)、低成本。在设置间隙地对置配置定子和转子的轴向间隙电动机中，构成定子的定子齿具备定子齿躯体部(101)、与定子齿躯体部(101)组合的定子齿端部(102)、配置于定子齿躯体部(101)的周围的定子线圈(2)。定子齿躯体部(101)由卷绕非晶形箔带的绕线铁芯构成。定子齿端部(102)由压粉磁芯的成形体构成，具有与转子对置的对置面，在相对于非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积比定子齿躯体部(101)的在相对于非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积大。

Description

轴向间隙电动机、压缩机、电动机系统及发电机

技术领域

本发明涉及在轴向具有间隙的轴向间隙电动机，特别涉及轴向间隙电动机的定子结构。另外，涉及使用该轴向间隙电动机的电磁应用制品。

背景技术

近年来，在工业用设备或家用电器、汽车零件等中看重省能量化的必要性。现在，在国内的火力、水力、原子能、风力等发电厂中生产的电的大部分使用电磁制品即旋转电机(发电机)生产。另外，在国内所使用的电力使用量中一半以上由旋转电动机的驱动所消耗。这些电磁应用制品在铁芯部使用软磁性材料，通过降低该铁芯部的损失，可以实现高效率化。另外，在上述电磁应用制品中在高效率化的同时也要求低成本化。

旋转电机的基本结构由软磁性材料构成的铁芯、线圈、永久磁铁等构成。而且，该旋转电机的损失分为铁损和铜损。铁损由软磁性材料的特性确定。铜损由线圈的电阻值即占积率确定，只要越是把绕线制成紧凑的结构，越能够减小损失。提高效率通过以减小这些损失的方式设计旋转电机的形状或尺寸等来完成，但通过变更材料的特性也有助于高效率化。

非晶形金属在软磁性材料中也具有高等级的低铁损特性。但是，非晶形金属由于用急冷形成非晶质体的方法制造，所以只能以薄箔带(带状)的形式形成。因此，难以形成作为铁芯的形状，此前，在上述的电磁应用制品中不能被采用。

作为使用非晶形物质作为铁芯的一例，有绕线铁芯。绕线铁芯只要卷绕箔带就可以形成，所以可以弥补非晶形物质加工性差、薄难以处理等的缺点。在无法切断分割绕线铁芯，以原形状在电动机中使用的情况下，适合轴向间隙电动机(轴向间隙型旋转电机)的结构。

轴向间隙型旋转电机的基本结构具有如专利文献1所示的结构。该结构有齿部和磁轭部，在轴向只保持一处有助于转矩输出的对向面。另外，由于是从齿向磁轭部流通磁通量的结构，所以需要使用考虑三维流通磁通量的软磁性材料。为了满足这些要求，需要使用压粉磁芯等磁特性具有三维各向同性的材料，但这些材料与一般情况所使用的硅钢板等相比，导磁率低，铁损大，所以具有难以小型化这种问题。

作为用于解决上述问题的方法，具有在轴向设置两面的对置面，由非晶形物质构成铁芯的技术。该技术中在相对于卷绕轴垂直的面中的铁芯的截面积由于轴向的任一截面是一定的(即，铁芯粗细一定)，所以具有不能将从经由间隙对置的磁铁表面得到的磁通量有效地集中于铁芯这种问题。另外，在大范围保持卷绕线圈的空间的情况下，具有线圈区域增大，齿间距也增大，转矩脉动增大，感应电压从正弦波偏离会变成矩形波这种形状之类的问题。因此，卷绕线圈的空间有限制，设计自由度存在制约。

专利文献1：日本特开2005-287212号公报

发明内容

本发明其目的在于，提供一种轴向间隙电动机，其将从经由间隙对置的磁铁得到的磁通量有效地集中在铁芯，实现上述现有技术的课题点即转矩脉动的降低、感应电压的正弦波化，且满足设计自由度提高。另外，其目的在于，提供一种适材适地配置优质的软磁性铁芯，低铁损(高效率)、低成本的轴向间隙电动机和电磁应用制品。

为了解决上述课题，本发明的轴向间隙电动机基本具有下面的特征。

在具有定子和转子，在所述定子的轴向将所述定子和所述转子设定间隙地对置配置的轴向间隙电动机中，构成所述定子的定子齿具备定子齿躯体部、与所述定子齿躯体部组合且与所述定子齿躯体部的至少轴向一端接合的定子齿端部、配置在所述定子齿躯体部的周围的定子线圈。所述定子齿躯体部由卷绕层叠了非晶形箔带的绕线铁芯构成。所述定子齿端部由压粉磁芯的成形体构成，具有与所述转子对置的对置面，在相对于所述非晶形箔带卷绕轴垂直的面中的截面积比所述定子齿躯体部的在相对于所述非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积大。

优选所述定子齿端部的所述截面积随着从与所述定子齿躯体部的接合部朝向所述对置面增大。

另外，本发明的轴向间隙电动机基本上具有下面的特征。

在具有定子和转子，在所述定子的轴向将所述定子和所述转子设定间隙地对置配置的轴向间隙电动机中，构成所述定子的定子齿具备定子齿躯体部、与所述定子齿躯体部组合并与所述定子齿躯体部的至少轴向一端接合的定子齿端部、配置在所述定子齿躯体部的周围的定子线圈。所述定子齿躯体部由压粉磁芯的成形体构成。所述定子齿端部具有与所述转子对置的对置面，包含所述对置面的部分配置卷绕层叠了非晶形箔带的绕线铁芯而构成，与所述定子齿躯体部接合的部分由压粉磁芯的成形体构成，在相对于所述非晶形箔带卷绕轴垂直的面中的截面积比所述定子齿躯体部的在相对于所述非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积大。

优选所述定子齿端部中由所述压粉磁芯的成形体构成的部分的所述截面积随着从与所述定子齿躯体部的接合部朝向所述对置面增大。

另外，根据本发明的空调用压缩机、汽车驱动用电动机系统、及风力发电机的发电机是分别使用上述的轴向间隙电动机的压缩机、电动机系统、及发电机。

根据本发明，采用卷绕层叠了非晶形金属的铁芯为定子铁芯，所以可以大幅度降低铁损值，同时可以满足电动机(旋转电机)的高效率化和低价格化。

另外，根据本发明，可以有效地利用非晶形金属的高导磁率特性，所以可以期待旋转电机的性能提高，能够实现使用现有的非晶形物质的轴向间隙电动机中难以实现的转矩脉动的降低、感应电压的正弦波化、设计自由度的提高。由此，能够低成本提供高性能、经济的电磁应用制品。

附图说明

图1(a)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机定子齿的结构的分解图；

图1(b)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机定子齿的结构的装配图；

图1(c)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机定子的图；

图2(a)是表示利用树脂模制保持、固定本发明实施例1的轴向间隙电动机的定子的结构的图；

图2(b)是表示利用树脂模制保持、固定本发明实施例1的轴向间隙电动机的定子的结构的剖面图；

图3(a)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机定子的结构的图；

图3(b)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机结构的图；

图4(a)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机的外观图；

图4(b)是表示本发明实施例1的轴向间隙电动机的剖面图；

图5(a)是表示本发明实施例2的轴向间隙电动机的定子的结构的图；

图5(b)是表示本发明实施例2的轴向间隙电动机的定子的图；

图6(a)是表示本发明实施例3的轴向间隙电动机的顶端连接部(定子齿端部的一部分和定子齿躯体部)的结构的图；

图6(b)是从图6(a)的上下反方向看本发明实施例3的轴向间隙电动机的顶端连接部的图；

图6(c)是表示本发明实施例3的轴向间隙电动机的定子齿端部中与转子对置的部分的结构的图；

图7(a)是表示本发明实施例3的轴向间隙电动机的定子的结构的图；

图7(b)是表示本发明实施例3的轴向间隙电动机定子的图；

图8是表示本发明实施例3的轴向间隙电动机的结构的图；

图9(a)是表示本发明实施例4的轴向间隙电动机的非晶形箔带绕线铁芯的层叠结构的图；

图9(b)是本发明实施例4的轴向间隙电动机非晶形箔带绕线铁芯的部分放大图；

图10是说明本发明实施例4的轴向间隙电动机的非晶形箔带绕线铁芯的制造方法的图；

图11(a)是表示本发明实施例5的轴向间隙电动机的卷绕非晶形箔带制作的绕线铁芯的图；

图11(b)是表示切断图11(a)的绕线铁芯制作的铁芯的图；

图11(c)是表示本发明实施例5的轴向间隙电动机的定子齿端部形状的图；

图11(d)是表示本发明实施例5的轴向间隙电动机的定子的铁芯的图；

图12(a)是表示使用本发明的轴向间隙电动机的家电用的压缩机的图；

图12(b)是表示使用本发明的轴向间隙电动机的汽车驱动用的电动机系统的图；

图12(c)是表示使用本发明的轴向间隙电动机的风力发电机用的发电机的图。

符号说明

1...定子、2...定子线圈、3...转子、5...树脂、6、7...定子磁轭部(轴向间隙电动机定子轭铁)、8...浮动辊、9a、9b...按压辊、10...定子齿、10-U...U相定子、10-V...V相定子、10-W...W相定子、12...轴承保持部、14...壳体、15...轴、16...轴承、17...磁铁、18...圆盘、20...轴向间隙电动机、31...非晶形箔带、32...绝缘层、33...卷材、34...绝缘性粘接剂、101...定子齿躯体部、102...定子齿端部、103...顶端连接部、104...非晶形绕线铁芯、105...切断绕线铁芯制作的铁芯、106...具有凹部的定子齿端部、107...凹部、110、112、113...突起、111...间隙对置面、114...卷绕方向

具体实施方式

在本发明的轴向间隙电动机中，定子齿中应用卷绕具有低铁损特性的非晶形箔带构成的绕线铁芯。非晶形绕线铁芯在相对于卷绕轴垂直的面中的截面的形状无论哪一个截面均为一定。因此，在定子齿中相对于卷绕轴垂直的面的截面的形状为一定的部分应用非晶形绕线铁芯。定子齿中该面的截面的形状不一定的部分使用压粉磁芯制作。另外，非晶形绕线铁芯的形状不限于圆形，也可以是大致圆形、多边形、椭圆形等。另外，对于非晶形箔带的材质使用铁基或钴基的非晶形物质。

在下面的说明中，所谓轴向为与非晶形绕线铁芯的卷绕轴平行的方向。

定子铁芯(定子齿的铁芯部分)由定子齿躯体部和定子齿端部构成。定子齿躯体部是定子齿中其周围配置有定子线圈的部分，相对于铁芯的轴向垂直的面中的截面的形状、面积一定。定子齿端部配置于定子齿躯体部的轴向的上端和下端任一侧或两侧，与定子齿躯体部组合在一起。卷绕上述非晶形箔带构成的绕线铁芯应用于定子齿躯体部或定子齿端部。

这样构成的定子铁芯用于轴向间隙电动机的定子时，定子齿端部与转子的磁铁对置。在本发明中，相对于定子铁芯的轴向垂直的面中的截面积在定子齿端部的截面积比在定子齿躯体部的截面积大。因此，能够将从经由间隙对置的磁铁得到的磁通量有效地集中于铁芯。由此，可以实现转矩脉动的降低和感应电压的正弦波化。另外，即使大范围保持卷绕线圈的空间使线圈区域增大，由于定子齿端部的截面积大，所以依然可以将来自磁铁的磁通量有效地集中在铁芯。因此，可以提高设计的自由度。对于定子齿端部的形状在后面详述。

本发明通过将上述定子齿躯体部和定子齿端部及定子线圈组合在一起构成轴向间隙电动机的定子齿，由此改善转矩脉动的降低、感应电压常数的提高、感应电压的正弦波化等电动机诸特性。

在本发明中，卷绕非晶形箔带作为绕线铁芯而构成，将该绕线铁芯用于轴向间隙电动机的定子齿躯体部或相对于定子齿端部的轴向垂直的面的剖面形状为一定的部分。在非晶形的卷绕时，优选以夹入绝缘树脂，同时在非晶形箔带的层间采取完全地电绝缘的方式进行卷绕。

例如，在由非晶形的绕线铁芯构成定子齿躯体部的情况下，以相对于轴向垂直的面的截面积比定子齿躯体部的截面积大的方式使用压粉磁芯形成定子齿端部。在两侧转子型的轴向间隙电动机的情况中，将定子齿端部配置于定子齿躯体部的两端，制作定子齿。在单侧转子型的情况中，采用将定子齿端部配置在定子齿躯体部的一端，另一端由压粉磁芯构成，组合与定子齿躯体部的非晶形铁芯能够组合的轴向间隙电动机定子轭铁(定子磁轭部)作为定子的结构。

另外，也可以由非晶形的绕线铁芯构成定子齿端部中上述截面形状一定的部分，由压粉磁心构成定子齿端部中上述截面形状不一定的部分和定子齿中躯体部。这时，铁损增大的部分即定子齿端部由铁损非常小的非晶形物质构成，所以可以大幅度提高电动机效率。

这种结构的定子铁芯是非晶形物质和压粉磁心的混合型结构，所以可以使得磁通量三维流动，减小铁损。该混合型结构难为使用电磁钢板等其他材料的构成。

下面使用附图说明本发明的轴向间隙电动机、压缩机、电动机系统、及发电机的实施例。

(实施例1)

下面使用图1～图4对本发明的轴向间隙电动机的第一实施例进行说明。

图1(a)、图1(b)是表示本发明的轴向间隙电动机的定子齿的结构的图。定子齿10由定子铁芯和配置于定子铁芯周围的定子线圈2构成。各定子铁芯由定子齿躯体部101和定子齿端部102构成，利用非晶形绕线铁芯和压粉磁芯的成形体制作。在本实施例中，定子齿端部102配置于定子齿躯体部101的两端。另外，在本实施例中，对于定子齿躯体部101采用非晶形绕线铁芯。非晶形绕线铁芯的在相对于卷绕轴垂直的面中的截面形状为一定，所以，定子齿躯体部101的在相对于轴向垂直的面中的截面的形状、面积也为一定。

通常，非晶形箔带厚度为25μm，非常薄。其原因是由于非晶形物质用急冷法制造，所以不能制造厚的材料。例如，作为磁性材料所使用的铁基非晶形金属利用在高速旋转的辊上使熔化的铁形成落料，以急速冷却的状态，形成薄的箔带状并卷绕的方法而制造。由此，制造的非晶形箔带，其一面为粗糙度非常细的镜面状的面。以该镜面状的面为表面，从内侧提高占积率地卷绕成规定的形状，得到由非晶形绕线铁芯构成的定子齿躯体部101。

接着，在定子齿躯体部101的周围配置定子线圈2。定子线圈2可利用先绕线后与定子齿躯体部101组装的方法或在定子齿躯体部101的绕线铁芯上直接绕制的方法配置。实际上，定子线圈2的电线使用带绝缘覆膜的磁线，作为二次绝缘，有效的是用带缠绕绕处理或向塑料线轴的卷线。

定子齿端部102使用压缩成形压粉磁芯的成形体构成。如图1(a)、图1(b)所示，定子齿端部102在相对于定子齿的轴向垂直的面中的截面积比定子齿躯体部101的截面积大，具有朝向定子齿10的轴向的端部逐渐增大的形状。

另外，在定子齿端部102上设置有用于与定子齿躯体部101接合的嵌合部即突起110。组装定子齿端部102和由非晶形箔带的绕线铁芯构成的定子齿躯体部101时，将突起110与定子齿躯体部101的绕线铁芯的卷绕开始孔即凹部组合在一起。

另外，各定子齿端部102在定子齿的轴向的端部具有与转子对置的面即间隙对置面111。间隙对置面111是平坦面，以具有尽可能宽的面积的方式构成。间隙对置面111也可以是由球状的曲面构成的三维结构。

定子齿端部102相对于轴向垂直的面的截面积具有随着从与定子齿躯体部101的接合部至间隙对置面111逐渐增大的形状。定子齿端部102和定子齿躯体部101的接合部的形状可以为锥形状或圆角形状(具有曲率的角R形状)。

图1(c)表示组装多个图1(b)所示的定子齿10而制作的定子的例子。该例子是在圆周上排列9个定子齿10的单磁极而构成三相电动机的定子1的例子。图1(c)所示的例子是将U相定子10-U、V相定子10-V、及W相定子10-W以电气角120度间隔配置的结构。

图2(a)、图2(b)是利用树脂模制保持固定定子1的图。图2(a)表示用树脂5固定定子1的周围的形状。以如图1(c)所示排列的状态将定子1配置在金属模等内，通过注射成形等注入树脂，制作如图2(a)所示的结构。

图2(b)是用与图2(a)所示的定子1的轴向平行的面剖切的剖面图。定子齿躯体部101、定子齿端部102、及定子线圈2以图1(b)所示的结构配置于树脂5之中。

对于树脂的种类，如果是流动性好的树脂都可以，但为了确保强度，如果是热塑性，优选PPS(聚苯硫醚)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、POM(聚甲醛)、PP(聚丙烯)、PEEK(聚醚醚酮)、LCP(液晶聚合物)等工程塑料。另外，虽然在流动性方面留有问题，但也考虑按照在它们中加入充填物的等级等增加强度的方法。如果是热硬化树脂，环氧树脂或不饱和聚酯树脂等适用。因为它们流动性好，所以也可以在低压力下浸入0.2mm的间隙。另外，为了增加热传递，使用包含二氧化硅或氧化铝的树脂也有效果。

图3(a)和图3(b)表示使用由图2(a)所示的非晶形箔带和压粉磁芯成形体的混合型铁芯构成的定子的轴向间隙电动机结构的一例。此例中表示轴向间隙电动机的定子齿使用图2(a)所示的定子1的结构，如上所述，定子磁极为9个。另外，磁铁极为6极。即，如图3(b)所示，转子3具备6个磁铁17。

定子1如图3(a)所示，由圆周方向配置的9个定子齿10构成，但中央部分通过模制形成有用于保持轴承(轴承件)的部件即轴承保持部12。在定子1的外侧配置有壳体14。

转子如图3(b)所示，以在旋转的磁性体圆盘18的单面使得S极和N极等间隔交替排列的方式配置6个磁铁17，利用粘接等方法固定。转子3制作二个，配置于定子1的上下。一转子的圆盘18在其中央部将轴15利用压入、热压配合、粘接等方法固定，在固定了轴15的面的内侧部(中央附近)配置有轴承16。

图3(a)和图3(b)表示轴承保持部12制作为与保持定子铁芯的定子铁芯保持部一体的结构。即，轴承保持部12兼作定子铁芯保持部。轴承保持部12可配置轴向间隙电动机的轴承16。在轴承保持部12的轴向中央部配置有保持部件，在该保持部件的轴向两侧配置有轴承16。

本实施例中以一体的结构表示该轴承保持部12和定子铁芯保持部，但也可以形成将分别制造的轴承保持部和定子铁芯保持部组合在一起这种结构。例如，可以使用压入、热压配合、间隙配合等手段组装圆筒状的轴承保持部和中空的圆盘状、内径为圆形的定子铁心保持部形成上述结构。

最后，在定子1的轴向两端，与定子齿端部102对置装入两个转子3。首先，将配置于固定有轴15的转子的圆盘18的轴承16组装入定子的轴承保持部12。接着，在轴承保持部12的和组装入转子侧的相反侧组装另一个轴承16。最后，再将一个转子组装入先前组装入的转子的轴15上，利用压入、热压配合、粘接等方法固定。利用这种方法组装得到两侧转子型的轴向间隙电动机。由非晶形物质构成的定子铁芯具有高导磁率、低铁损特性，所以能够得到效率非常高的电动机。

图4(a)是表示轴向间隙电动机20的外观的图，图4(b)是表示用与轴向间隙电动机20的轴15平行的面剖切的剖面的图。轴向间隙电动机20外观上为与转子3连结的轴15向外侧传递输出的结构，所以为与通常的轴向间隙型的电动机一样的形状。

(实施例2)

使用图5(a)、图5(b)对本发明的轴向间隙电动机的第二实施例进行说明。

在第一实施例中表示使用在由非晶形箔带构成的定子齿躯体部的轴向的上端和下端两方组合由压粉磁芯成形体构成的定子齿端部的形状的定子，将转子配置于定子的轴向两侧的两侧转子型的轴向间隙电动机的例子。本实施例如图5(a)、图5(b)所示，表示仅将转子设置在定子的轴向单侧的单面转子型的轴向间隙电动机的例子。

图5(a)是由第一实施例所示的定子齿躯体部101、一个定子齿端部102、定子线圈2构成的定子齿与定子磁轭部(轴向间隙电动机定子轭铁)6组合的图。在定子齿躯体部101的轴向的一端设置有定子齿端部102，另一端设置有定子磁轭部6。

定子磁轭部6与定子齿端部102一样使用压粉磁芯构成。另外，定子磁轭部6为在规定位置具有能够与定子齿躯体101组合的突起112的结构。在图5(a)中，突起112在圆周方向设置9处。

图5(b)表示将定子齿与突起112组合在一起、在定子磁轭部6的圆周方向9个位置配置而构成定子1的例子。该结构优选如图2(a)所示，也利用树脂模制固定定子1。

(实施例3)

使用图6图8对本发明的轴向间隙电动机的第三实施例进行说明。

在此前实施例中，对于定子铁芯，讲述了在定子齿躯体部使用非晶形的绕线铁芯的形式。本实施例是在定子齿端部使用非晶形绕线铁芯的定子铁芯的例子。非晶形绕线铁芯如先前所述，在相对于卷绕轴垂直的面中的截面的形状无论哪个截面均为一定。因此，由薄幅的非晶形绕线铁芯构成定子齿端部中、在相对于轴向垂直的面中的截面形状为一定的薄的部分，由压粉磁芯形成定子齿端部的剩余部分(定子齿端部中与定子齿躯体部接合的部分)和定子齿躯体部。

使用图6说明定子铁芯的具体的形状例。图6(a)和图6(b)表示顶端连接部103。图6(b)是从上下反方向看图6(a)所示的顶端连接部103的图。顶端连接部103由定子齿端部的一部分和定子齿躯体部构成，由压粉磁芯形成。在此，所谓定子齿端部的一部分是指定子齿端部中与定子齿躯体部接合的部分，是相对于轴向垂直的面的截面形状按照截面的位置有所不同的部分。如图6(a)、图6(b)所示，顶端连接部103的轴向的截面形状具有定子齿躯体部一定，但在定子齿端部随着朝向端部(配置绕线铁芯104的部分，参照图6(c))逐渐扩大的形状。

如图6(c)所示，定子齿端部中与转子对置的部分配置非晶形的绕线铁芯104。如上所述，该部分是轴向截面形状为一定的薄的部分。顶端连接部103中配置有绕线铁芯104的部分具有支撑面和突起113。突起113是用于配置绕线铁芯104的嵌合部，利用突起113将如图6(c)的形状的绕线铁芯104和顶端连接部103组合在一起。这样，定子齿端部中包含与转子对置的对置面的部分由绕线铁芯104构成。

图7表示定子的形状。图7(a)是将绕线铁芯104和顶端连接部103组合在一起的定子铁芯与线圈2组装在定子磁轭部7的图。

图7(b)是在定子磁轭部7上圆周方向9个位置配置定子齿构成轴向间隙电动机的定子1的图。图7(b)表示定子1如第二实施例所示，构成为在轴向单侧具有转子的单侧转子型轴向间隙电动机的定子的例子。

图8表示具有两个该定子1的结构的轴向间隙电动机的结构。本实施例的轴向间隙电动机的图7(b)所示的定子1利用树脂模制进行保持、固定，配置于具有磁铁的圆盘状的转子3的轴向两侧。定子1在转子3的相反侧分别配置有轴承16、外侧配置有机壳14。通过这样的结构，可以构成抑制磁铁的量提高输出的轴向间隙电动机。

该结构也可以是先前示例的实施例2的结构。另外，也可以是如实施例1那样在定子轴向的两侧配置转子的情况的结构。

(实施例4)

使用图9、10对于本发明的轴向间隙电动机的第四实施例进行说明。

图9是表示构成本发明的轴向间隙电动机的定子齿躯体部101的图。定子齿躯体部101由卷绕非晶形箔带的绕线铁芯构成。

图9(a)表示定子齿躯体部101的非晶形箔带的卷绕方向114。非晶形箔带沿定子齿躯体部101的周向卷绕，成为层叠结构构成绕线铁芯。

图9(b)是放大相对于定子齿躯体部101轴向的垂直面中的剖面的一部分并详细表示的图。非晶形物质如前所述，由薄的箔带供给，一侧的表面细，另一侧的表面粗。定子齿躯体部101的截面如图9(b)所示，在厚度为25μm的非晶形箔带31的层间配置有由绝缘粘接剂构成的绝缘层32。该绝缘层32的厚度最小部分为1μm左右，非晶形箔带31的层必须以相互电绝缘的方式构成。理由是因为在磁通量的作用下产生涡电流。

使用图10说明这种绕线铁芯的制造方法的一例。从供给非晶形材料的卷材33经由浮动辊8、导向辊等辊定位送出非晶形箔带31。利用按压辊9a、9b以对非晶形箔带31定位的状态使用分配器或杆涂料器等方法，一边在非晶形箔带31上均匀且薄地涂敷绝缘性粘接剂34一边缠绕。利用这种方法，可以制造图9所示的绕线铁芯。

(实施例5)

使用图11对本发明的轴向间隙电动机的第五实施例进行说明。

图11是表示卷绕非晶形箔带的铁芯的另外的制作方法的图。本实施例中，切断以辊状态卷绕的绕线铁芯，制作规定形状的铁芯，用在定子齿躯体部。

图11(a)表示以辊状态卷绕非晶形箔带31而制作的绕线铁芯。图11(b)表示沿虚线切断图11(a)的绕线铁芯制作的铁芯105。图11(b)所示的铁芯105是具有六个面的(平面和曲面)的大致六面体的形状。铁芯105在绕线铁芯的圆周方向和轴向连接有非晶形箔带31，径向为非晶形箔带31的层叠结构，在非晶形箔带31的层间形成绝缘层，所以难以产生涡电流。

图11(c)表示由压粉磁芯成形体制作的定子齿端部的另外的形状例。该定子齿端部106与图11(b)所示的结构的铁芯105组合在一起，所以具有易保持铁芯105的凹部107。凹部107是用于接合定子齿端部106和非晶形的铁芯105的嵌合部。

如图11(d)所示，可以将定子齿端部106的凹部107与非晶形的铁芯105组装在一起，制作定子铁芯。这样制作的定子铁芯也可以得到与第一实施例同样的效果。

(实施例6)

图12表示本发明的轴向间隙电动机的应用例。轴向间隙电动机形状为扁平，具有可以输出大的转矩这种优点。通过在轴向间隙电动机中使用非晶形物质这种低铁损材料和压粉磁芯这种高频率特性的良好材料，可以实现高效率且小型的电动机。作为这种轴向间隙电动机的用途的例子，图12(a)表示需要高效率的空调等家电用压缩机，图12(b)表示汽车驱动用电动机系统(图中为轮内电动机)，图12(c)表示风力发电机用的扁平、高效的发电机。这些压缩机、电动机系统及发电机中使用本发明的轴向间隙电动机20。

在上述的实施例中，作为本发明的轴向间隙电动机的定子结构，作为绕线铁芯记述了非晶形物质，但是认为用薄铁板(冷轧钢板或轻薄的电磁钢板)等也可以期待同样的效果。

另外，使用本发明的轴向间隙电动机时，能够得到高性能且经济的电磁应用制品。因此，将本发明的轴向间隙电动机用于制造大部分电气或消费的电磁应用制品时，具有大幅削减CO₂等效果，也得到了地球环境问题对策。

产业上的可利用性

本发明的轴向间隙电动机可以应用在以小型、高效率、低噪音为目的的无刷电动机。另外，可以广泛地应用在薄形、高效率的风扇系统、家电压缩机用电动机、汽车驱动用、风力发电机等的一般的电动机系统。

Claims (12)

1.一种轴向间隙电动机，其具有定子和转子，在所述定子的轴向将所述定子和所述转子设定间隙地对置配置，其特征在于，

构成所述定子的定子齿具备定子齿躯体部、与所述定子齿躯体部组合且与所述定子齿躯体部的至少轴向一端接合的定子齿端部、配置在所述定子齿躯体部的周围的定子线圈，

所述定子齿躯体部由卷绕层叠了非晶形箔带的绕线铁芯构成，

所述定子齿端部由压粉磁芯的成形体构成，具有与所述转子对置的对置面，所述定子齿端部的在相对于所述非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积比所述定子齿躯体部的在相对于所述非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积大，并且，

所述定子齿端部的相对于所述轴向垂直的面的截面积，随着从与所述定子齿躯体部的接合部朝向所述对置面并且随着朝向所述定子齿的所述轴向的端部，朝向与所述轴向垂直的多个方向增大。

2.一种轴向间隙电动机，其具有定子和转子，在所述定子的轴向将所述定子和所述转子设定间隙地对置配置，其特征在于，

构成所述定子的定子齿具备定子齿躯体部、与所述定子齿躯体部组合并与所述定子齿躯体部的至少轴向一端接合的定子齿端部、配置在所述定子齿躯体部的周围的定子线圈，

所述定子齿躯体部由压粉磁芯的成形体构成，

所述定子齿端部具有与所述转子对置的对置面，包含所述对置面的部分配置卷绕层叠了非晶形箔带的绕线铁芯而构成，与所述定子齿躯体部接合的部分由压粉磁芯的成形体构成，所述定子齿端部的在相对于所述非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积比所述定子齿躯体部的在相对于所述非晶形箔带的卷绕轴垂直的面中的截面积大，并且，所述定子齿端部的相对于所述轴向垂直的面的截面积，随着从与所述定子齿躯体部的接合部朝向所述对置面并且随着朝向所述定子齿的所述轴向的端部，朝向与所述轴向垂直的多个方向增大。

3.如权利要求1或2所述的轴向间隙电动机，其中，

所述绕线铁芯在所述非晶形箔带的层叠层间形成有绝缘层。

4.如权利要求1所述的轴向间隙电动机，其中，

所述定子齿端部具备用于与所述定子齿躯体部组合的嵌合部。

5.如权利要求2所述轴向间隙电动机，其中，

所述定子齿端部具备用于配置所述绕线铁芯的嵌合部。

6.如权利要求1或2所述的轴向间隙电动机，其中，

所述定子齿端部和所述定子齿躯体部的接合部的形状为锥形状或圆角形状。

7.如权利要求1或2所述的轴向间隙电动机，其中，

所述定子齿躯体部、所述定子齿端部和所述定子线圈用树脂模制固定。

8.如权利要求1或2所述的轴向间隙电动机，其中，

所述绕线铁芯的形状为圆形、大致圆形、多边形或椭圆形。

9.如权利要求1或2所述的轴向间隙电动机，其中，

所述非晶形箔带的材质为铁基或钴基的非晶形物质。

10.一种空调用压缩机，其使用权利要求1～9中任一项所述的轴向间隙电动机。

11.一种汽车驱动用的电动机系统，其使用权利要求1～9中任一项所述的轴向间隙电动机。

12.一种风力发电机的发电机，其使用权利要求1～9中任一项所述的轴向间隙电动机。

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