CN104704716B - 旋转电机的绝缘构造及其制造方法 - Google Patents

Abstract

在具有定子和转子的旋转电机的绝缘构造中，构成定子的定子齿部具备：层叠软磁性材料的板材所得的铁芯(31)、配置在铁芯(31)的周围的电线、配置在铁芯(31)和电线之间的绝缘体(32a、32b)。绝缘体(32a、32b)由有伸缩性的部件或具有弯曲弹性的部件构成，在伸展的状态或展开的状态下装配在铁芯(31)的周围，具备在层叠厚度方向上对构成铁芯(31)的软磁性材料的板材加压的拉伸强度、弯曲强度。由此，能够提供一种能够没有模具地制作任意形状的定子齿部的旋转电机的绝缘构造及其制造方法。

Description

旋转电机的绝缘构造及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种旋转电机的绝缘构造，特别涉及定子的绝缘构造及其制造方法。

背景技术

电动机、交流发电机等旋转电机由转子、定子、包覆它们的外壳等构成。将由软磁性材料的铁芯、卷绕在铁芯上的电线、将铁芯和电线之间绝缘的绝缘体等构成的定子齿部(stator teeth)在圆周方向上配置多个而构成了构成旋转电机的部件中的定子。定子的电线中通电大容量的电流，因此对绝缘体要求绝缘性，并且为了维持旋转电机的性能，还要求能够保持铁芯形状的强度。

作为绝缘体，一般使用对绝缘纸、绝缘性的树脂材料进行注射成形所得的绝缘体。通过注射成形所得的绝缘体能够与铁芯的尺寸配合地高精度地得到希望的形状，因此在电线的卷线、定子的固定等方面是有效的。

但是，在注射成形中模具是必须的，因此需要伴随着铁芯的形状变更也对注射成形用的模具进行形状变更，存在形状的变更自由度低，制造成本增加的问题。

作为解决上述问题的技术，专利文献1公开了在铁芯周围加压成形绝缘性的膜的例子。专利文献1涉及一种旋转电机的绝缘构造，其由压缩成型的膜构成线圈卷绕部和锷部，通过组合它们来确保铁芯-电线之间的绝缘，通过配置在铁芯的端部的锷部保持铁芯和膜的形状，是容易进行绝缘体的形状变更的构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-311706号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，上述专利文献1的绝缘构造以锷部的存在为前提，以尽可能减薄线圈卷绕部为课题，通过线圈卷绕部单体无法保持铁芯形状，对定子齿部的磁性能产生大的影响，因此需要锷部，存在对降低制造成本有限制的问题。

即，通过层叠软磁性材料的板材而构成了铁芯，但各板材由于切断加工时的变形等成为板簧状，因此需要在层叠厚度方向上加压，减小板材之间的间隙，确保填充系数、即铁芯的表观体积和软磁性材料的板材的实际体积之比。

在专利文献1的绝缘构造中，将锷部设为符合铁芯形状的尺寸，由此能够在层叠厚度方向上通过锷部对铁芯加压而保持，但构成线圈卷绕部的膜部的强度低，因此无法单独地保持对铁芯加压的状态，铁芯的中央部分会成为膨胀的状态。

中央部分膨胀了的铁芯在软磁性材料内部产生的应力增加，因此伴随着填充系数的降低，铁损增加，旋转电机的效率降低。

进而，在膜的压缩成形时需要与铁芯形状配合的加压夹具，因此制造成本增加。

本发明是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种旋转电机的绝缘构造及其制造方法，其能够没有模具地以任意形状制造填充系数高的定子齿部。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的旋转电机的绝缘构造的特征在于：在具有定子和转子的旋转电机的绝缘构造中，构成上述定子的定子齿部具备层叠软磁性材料的板材所得的铁芯、配置在上述铁芯的周围的电线、配置在上述铁芯和上述电线之间的绝缘体，上述绝缘体由有伸缩性的部件构成，在伸展的状态下装配在上述铁芯的周围，具备在层叠厚度方向上对构成上述铁芯的软磁性材料的板材加压的拉伸强度。

为了解决上述问题，本发明的另一个旋转电机的绝缘构造的特征在于：在具有定子和转子的旋转电机的绝缘构造中，构成上述定子的定子齿部具备层叠软磁性材料的板材所得的铁芯、配置在上述铁芯的周围的电线，上述绝缘体由弯曲强度为10～2000MPa的弹性体构成，在上述软磁性材料的板材的宽度方向上扩张的状态下装配在上述铁芯的周围，具备在层叠厚度方向上对构成上述铁芯的软磁性材料的板材加压的弯曲强度。

为了解决上述问题，根据本发明，旋转电机的绝缘构造的制造方法是具有定子齿部的旋转电机的绝缘构造的制造方法，其特征在于，具备：在层叠厚度方向上对层叠软磁性材料的板材所得的铁芯加压而把持的第一工序；将伸缩性的绝缘体配置在上述铁芯的周围的第二工序；将上述绝缘体固定在上述铁芯的周围的第三工序，在上述第二工序中分为多次地配置分割后的上述绝缘体。

发明效果

根据本发明，通过用具有伸缩性或弹性的绝缘体包覆铁芯的周围，能够没有模具地以任意形状制作填充系数高的定子齿部，能够低成本地得到旋转电机的绝缘构造。

附图说明

图1是表示与本发明的实施例1有关的轴向间隙型的旋转电机的结构的图。

图2是表示与本发明的实施例1有关的轴向间隙型的旋转电机的定子齿部的结构的图。

图3是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的形式1的图。

图4是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的形式2的图。

图5是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的形式3的图。

图6是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的形式4的图。

图7是表示与本发明的实施例1有关的绝缘体的压缩力的图。

图8是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的形式5的图。

图9A是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的结构的图。

图9B是表示与本发明的实施例1有关的铁芯和绝缘体的结构的图。

图10是表示与本发明的实施例1有关的形式1的旋转电机的制造方法的图。

图11是表示与本发明的实施例1有关的形式2的旋转电机的制造方法的图。

图12是表示与本发明的实施例1有关的形式3的旋转电机的制造方法的图。

图13是表示与本发明的实施例1有关的形式4的旋转电机的制造方法的图。

图14是表示与本发明的实施例1有关的形式5的旋转电机的制造方法的图。

图15是表示与本发明的实施例2有关的铁芯和绝缘体的形式1的图。

图16是表示与本发明的实施例2有关的绝缘体的压缩力的图。

图17A是表示与本发明的实施例2有关的铁芯和绝缘体的形式2的图。

图17B是表示与本发明的实施例2有关的铁芯和绝缘体的形式2的图。

图18是表示与本发明的实施例2有关的铁芯和绝缘体的形式3的图。

具体实施方式

以下，以轴向间隙型的旋转电机为例参照附图说明本发明的实施方式的例子，但只要是在铁芯和电线之间具有绝缘体的旋转电机，则并不限于轴向间隙型。

实施例

[实施例1]

使用图1～图9B说明使用了本发明的绝缘构造的定子齿部的构造的实施例1。

图1是说明使用了本实施例的绝缘构造的轴向间隙型的旋转电机的构造的图。轴向间隙型的旋转电机10具备：在圆板状的部件21上在圆周方向上配置多个磁铁20所得的转子50、在圆周方向上配置多个由隔着绝缘体32卷装在铁芯31上的电线33构成的定子齿部30所得的定子60、用于将转子50和定子60配置在同心圆上的旋转轴70、容纳它们的外壳80。此外，也可以将磁铁20置换为电磁铁。

定子齿部30通过通电被励磁，使得在磁铁20和定子齿部30之间产生引力，通过连续地使不同定子齿部30励磁，在转子50和定子60之间显现旋转运动。定子60由多个定子齿部30构成，因此在各定子齿部30个别地设置块状的铁芯31，在各铁芯31的周围配置绝缘体32和电线33。

图2是说明本实施例的定子齿部的构造的图。定子齿部30由铁芯31、绝缘体32、电线33构成。为了确保铁芯31和电线33的绝缘而将绝缘体32配置在铁芯31的周围，将电线33卷绕在绝缘体32的周围。铁芯31由电磁钢板、非晶形金属或坡曼德合金等的板状的软磁性材料构成，在图2的例子中，通过层叠宽度依次变宽的软磁性材料的板材来形成，使得从上面看形成梯形的端面。

此外，在图2中，向上的箭头表示旋转电机的轴长度方向，与之垂直的箭头表示由构成铁芯31的软磁性材料构成的板材的层叠厚度方向。这在后述的图3～图6、图8、图9A、图9B中也一样。

各板材由于在对软磁性材料制的薄板进行切断加工时产生的缺口的变形、残留应力而成为板簧状，在简单层叠它们的状态下，在各板材之间产生轴长度方向的间隙。

另一方面，对电线33使用以铜、铝等为母材的截面大致圆形或截面大致矩形的单股线或绞合线，在隔着绝缘体32将电线33卷绕在铁芯31上时，在层叠厚度方向上对构成铁芯31的软磁性材料的板材加压，保持为在板材之间产生的间隙被压缩的状态，由此需要得到设计上成为目标的填充系数。

图3表示用于实现它的第一实施例的形式1，是说明构成定子齿部的铁芯和绝缘体的构造的图。

在该实施例中，绝缘体32以聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、合成树脂等作为基材，具有伸缩性，由拉伸强度为10～200MPa的绝缘性带构成。

通过在层叠厚度方向上加压的状态下把持的铁芯31的周围卷绕1周以上的绝缘体32，将绝缘体32彼此在端部粘接、熔接或焊接来固定，由此得到使用了绝缘性带的绝缘构造。

构成绝缘体32的绝缘性带具有拉伸强度10～200MPa，因此在将卷绕开始端固定在向层叠厚度方向加压了的铁芯31上的状态下，在通过带卷绕装置一边维持预定的张力一般沿着整个圆周卷绕后固定两个端部。由此，能够保持向铁芯31施加的层叠厚度方向的加压力，将软磁性材料的板材的填充系数保持为设计上的目标值。

按照维持得到作为设计上的目标的填充系数所需要的压缩应力的观点而选择绝缘性带的拉伸强度、以及在卷绕时施加到绝缘性带的张力，与软磁性材料的材质、每一片板材的大小、厚度、层叠厚度等对应地选择最优值。

例如，在双重卷绕绝缘性带时，绝缘性带自身的拉伸强度为必要的压缩应力的一半左右即可。

另外，绝缘体32的固定可以列举使用具有粘接面的绝缘体在粘接面上粘接的方式、使用具有自熔接性的绝缘体熔接的方式、或通过激光等熔化绝缘体的端面来焊接的方式等。

在图3的形式中，例如通过用把持工具把持在铁芯31的轴长度方向上为一半以下的上半部分并且向层叠厚度方向加压，在没有把持的下半部分，板材之间的间隙也满足设计上的填充系数，将绝缘性带32a卷绕在不干扰把持工具的下侧部分。通过用绝缘性带32a卷绕下侧部分，在解除了把持的状态下也保持为铁芯31的下侧部分被压缩的状态，因此在该状态下将绝缘性带32b卷绕在铁芯31的上侧部分。

因此，在该形式1中成为在铁芯31的轴长度方向上将构成绝缘体32的绝缘性带32a、32b分割为多个的构造。

如在图4中作为形式2所示的那样，在把持铁芯31的轴长度方向的两端部来向层叠厚度方向加压的情况下，在将绝缘性带32a卷绕在把持部件不干扰的铁芯31的中心部分后，解除两端部的把持，将绝缘性带32b分别卷绕在铁芯31的轴长度方向两端部侧，因此成为3分割。

图5表示本实施例的又一个形式，是说明定子齿部的铁芯和绝缘体的形式3的图。

绝缘体32由以聚乙烯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、合成树脂等作为基材的拉伸强度10～200MPa的绝缘性带构成。使用了该绝缘性带的绝缘构造在开始卷绕绝缘性带时，在绝缘性带不干扰的位置通过把持部件等在层叠厚度方向上把持来对铁芯31进行加压。然后，一边使把持部件的加压位置在轴长度方向上移动，一边将作为绝缘体32的绝缘性带以其宽度方向端面相互相接的方式以螺旋状卷绕在铁芯31的周围，粘接、熔接或焊接地固定卷绕开始部和卷绕结束部的绝缘体32彼此，由此得到绝缘构造。根据该形式，不如图3那样分割绝缘体32就能够配置在铁芯31的周围。

图6表示本实施例的形式4，在螺旋状地卷绕绝缘性带时，其宽度方向两端部成为一部分重叠的结构。

如果如图3和图5所示的形式那样，在铁芯31的轴长度方向上不重叠地配置绝缘体32，则根据旋转电机的型号，在将电线33配置在绝缘体32之间的间隙时，有时产生铁芯31和电线33接触而无法确保绝缘的情况。

在这样的情况下，如图6所示，绝缘性带的宽度方向两端部一部分重叠，由此能够确保绝缘性带的厚度，能够防止铁芯31和电线33的接触。

图7是说明通过实施例1的绝缘体显现的铁芯的压缩力的图。

使用了上述基材的绝缘体32具有希望的伸缩性和拉伸强度，因此通过将绝缘体32卷绕在铁芯31的周围，能够以绝缘体32收缩的力加压铁芯31。

粘接、熔接或焊接固定的绝缘性带，在铁芯31的层叠厚度方向上膨胀的力和绝缘体32与之对抗而收缩的力的平衡位置稳定，能够一边向层叠厚度方向对构成铁芯31的软磁性材料的板材进行加压一边保持铁芯形状。

在平衡的位置稳定的状态下的铁芯31的表观体积和实际体积之比为填充系数，越是对铁芯31加压，则实际体积相对于表观体积的比例越增加，填充系数越增加，在没有间隙地对铁芯31加压的位置平衡的情况下，填充系数为100％。

通过变更绝缘体32的材质、厚度、以及卷绕的圈数、进而在卷绕时向绝缘性带施加的张力，能够调整该平衡的位置。

拉伸强度越高的材料，或者张力越强，则显现的压缩力越高，另外，显现的压缩力与绝缘性带的厚度和卷绕的圈数的积、即绝缘体32的总厚度成正比。例如，在将厚度0.05mm的软磁性材料层叠45mm所得的最小宽度10mm、最大宽度20mm、轴长度100mm的铁芯的情况下，在压缩到填充系数为90％的层叠厚度50mm时，假定以100MPa左右的力膨胀，因此通过将以聚酰亚胺为基材的厚度0.08mm的绝缘性带卷绕2圈，产生100MPa的压缩力，能够得到层叠厚度50mm的铁芯。

图8表示本实施例的形式5，是说明使用了截面中空的有伸缩性的绝缘体的情况下的定子齿部的构造的图。

即，绝缘体32并不限于绝缘性带，只要是具有伸缩性的绝缘体就能够使用，在本实施例中，截面中空的伸缩性的绝缘体是以聚乙烯、聚氯乙烯、合成树脂等作为基材的拉伸强度为10～100MPa的绝缘体。该绝缘体32例如由具有预定的直径的筒状绝缘体构成，通过使其嵌合在铁芯31的周围，保持向铁芯31施加的层叠厚度方向的加压力，将软磁性材料的板材的填充系数保持为设计上的目标值。

即，使用了内侧的截面积比铁芯的截面积小的截面中空的筒状绝缘体的情况下的定子齿部，与实施例1的图3所示的形式1同样地，例如使用把持工具把持铁芯31的上侧部分，由此在层叠厚度方向上把持的铁芯31的周围，从下侧将通过扩张工具与铁芯31的外形配合地扩张了的下侧筒状绝缘体32c插入配置，放开扩张工具而装配在铁芯31的下部。由此，在固定了铁芯31的下部后，同样地装配筒状的上侧绝缘体32d，由此能够通过筒状绝缘体32c、32d自身的弹性力在层叠厚度方向上对铁芯31的周围加压。

在该形式下，与使用了绝缘性的带的情况同样地，需要将筒状绝缘体32c、32d装配在通过把持工具把持了上侧或下侧的铁芯31上，因此，为了不与把持工具干扰，绝缘体32成为在铁芯31的轴长度方向上被分割为多个的构造。当然，也可以如实施例1的图4所示的形式2那样对筒状绝缘体进行3分割。

配置在铁芯31的周围的截面中空的伸缩性的绝缘体32，在铁芯31的层叠厚度方向上膨胀的力和绝缘体32收缩的力的平衡的位置稳定，一边向软磁性材料的层叠厚度方向对铁芯31加压一边保持铁芯形状。通过变更绝缘体32的材质和厚度能够调整平衡的位置。拉伸强度越高的材料则显现的压缩力越高，与绝缘体32的厚度成正比，因此在与图7同样地选定材料和绝缘体的厚度时，能够设为得到设计上的填充系数的值。

例如，在将厚度0.05mm的软磁性材料层叠45mm所得的最小宽度10mm、最大宽度20mm、轴长度100mm的铁芯的情况下，在压缩到填充系数为90％的层叠厚度50mm时，假定以100MPa左右的力膨胀，因此通过配置1层以合成树脂为基材的厚度0.3mm的截面中空的伸缩性的绝缘体，能够产生100MPa的压缩力，得到层叠厚度50mm的铁芯。

也可以使用热收缩性的材料作为截面中空的筒状绝缘体。截面中空的热收缩性的绝缘体，例如是以聚烯烃等为基材的拉伸强度10～100MPa的绝缘体。

在热收缩前，在层叠厚度方向上把持的铁芯31的周围配置绝缘体32，通过加热炉、加热板等对每个铁芯31加热绝缘体32使其收缩，对铁芯31进行加压，由此得到使用了内侧的截面积比铁芯的截面积大的截面中空的热收缩性的绝缘体的情况下的定子齿部。一般通过以50～200度进行加热，热收缩性绝缘体收缩为1/2～1/8。需要配置在与使用了绝缘性的带的情况同样地把持的铁芯31上，因此成为在铁芯31的轴长度方向上将绝缘体32分割为多个的构造。

配置在铁芯31的周围的截面中空的热收缩性绝缘体，在铁芯31的层叠厚度方向上膨胀的力和通过加热绝缘体32而收缩的力平衡的位置稳定，一边向软磁性材料的层叠厚度方向对铁芯31进行加压一边保持铁芯形状。能够通过变更绝缘体32的材质和厚度，来调整平衡的位置。

拉伸强度越高的材料则显现的压缩力越高，与绝缘体32的厚度成正比，因此能够与图7同样地选定材料和绝缘体的厚度。例如，在将厚度0.05mm的软磁性材料层叠45mm所得的最小宽度10mm、最大宽度20mm、轴长度100mm的铁芯的情况下，在压缩为填充系数为90％的层叠厚度50mm时，以100MPa左右的力扩张，因此通过配置1层以聚烯烃为基材的厚度5mm的截面中空的热收缩性绝缘体，能够产生100MPa的压缩力，得到层叠厚度50mm的铁芯。

图9A和图9B是说明使用铁芯的层叠厚度的1/10以上的厚度的伸缩性绝缘材料，通过一体形成的绝缘体32对铁芯31保持层叠厚度方向的加压力的情况下的定子齿部的构造的图。

通过在绝缘体32的一部分设置缺口部34，能够不在轴长度方向上进行分割而加压保持铁芯形状。

即，在绝缘体32上设置加压把持铁芯31的爪状的夹具正好能够进入的缺口部34，保持着铁芯31而嵌入到绝缘体32的内部，由此在一边向软磁性材料的层叠厚度方向对铁芯31加压一边保持铁芯形状后，从绝缘体的缺口部34拔出爪状的夹具，由此能够得到没有分割绝缘体32的定子齿部。

铁芯31的层叠厚度越大则越需要刚性，因此用于把持的爪状的夹具的厚度变大。为了保持铁芯形状，爪状的夹具的厚度需要层叠厚度的1/20以上，因此绝缘体32的厚度需要是成为爪状的夹具的厚度的2倍以上的铁芯的层叠厚度的1/10以上，使得能够确保拔出爪状的夹具的尺寸，并且能够确保铁芯31的加压力。需要如图9A所示将缺口部34的位置配置在铁芯31的层叠厚度方向的两侧，使得能够向层叠厚度方向加压保持铁芯31。另外，在铁芯31的层叠厚度方向和直角方向的宽度大的情况下，也可以如图9B所示增加缺口部34的个数使得容易保持铁芯形状。

使用图10～图14针对使用了本实施例的绝缘构造的定子齿部的制造方法，对每个形式说明其一个例子。

图10是表示使用图3说明的形式1的绝缘构造的制造方法的流程图。

第一，对层叠板状的软磁性材料形成的铁芯31，从铁芯的轴长度方向看，使用把持工具把持一半以下的位置来向层叠厚度方向加压(S11)。

第二，在铁芯31的没有把持的轴长度方向的单侧保持伸缩性的绝缘体32的端部的同时，一边附加预定的张力一边进行卷绕(S12)。

第三，通过粘接、熔接或焊接等对伸缩性的绝缘体32的端部进行固定(S13)。在第三工序中在铁芯31的周围没有配置完绝缘体32的情况下，重复进行以下的工序，即暂时卸下铁芯31的把持，把持铁芯31的配置完绝缘体32的部分，在铁芯31的没有把持的部分卷绕绝缘体32(S15)。

通过以上的工序，能够得到使用了伸缩性的绝缘体32的绝缘构造。

图11是表示使用图4说明的形式2的绝缘构造的制造方法的流程图。

第一，向层叠厚度方向对铁芯的轴长度方向的端部加压来把持层叠板状的软磁性材料而形成的铁芯31(S21)。

第二，在铁芯31的没有把持的轴长度方向的中心部分保持伸缩性的绝缘体32的端部的同时，一边附加预定的张力一边进行卷绕(S22)。

第三，通过粘接、熔接或焊接等对伸缩性的绝缘体32的端部进行固定(S23)。在第三工序中，在铁芯31的周围没有配置完绝缘体32的情况下，重复进行以下的工序，即暂时卸下铁芯31的把持，把持铁芯31的配置完绝缘体32的部分，将绝缘体32卷绕在铁芯31的没有把持的部分(S25)。

通过以上的工序，能够得到使用了伸缩性的绝缘体32的绝缘构造。

图12是表示使用图5说明的形式3的绝缘构造的制造方法的流程图。第一，在层叠厚度方向上对铁芯的轴长度方向上的上半部加压来把持层叠板状的软磁性材料而形成的铁芯31(S31)。

第二，在铁芯31的没有把持的轴长度方向的中心部分保持伸缩性的绝缘体32的端部的同时，一边附加预定的张力一边进行卷绕(S32)。

第三，使铁芯31的把持的位置向与开始卷绕绝缘体32一侧的相反方向移动，将绝缘体32卷绕在使把持移动而空出的部分。

在第三工序中在铁芯31的周围没有配置完绝缘体32的情况下，重复进行以下的工序，即暂时卸下铁芯31的把持，把持铁芯31的配置完绝缘体32的部分，将绝缘体32卷绕在铁芯31的没有把持的部分(S35)。第四，通过粘接、熔接或焊接等对伸缩性的绝缘体32的端部进行固定(S36)。

通过以上的工序，能够得到使用了伸缩性绝缘体32的绝缘构造。

图13是表示使用图8说明的使用了截面中空的伸缩性绝缘体的形式4的绝缘构造的制造方法的流程图。第一，在层叠厚度方向上对铁芯的轴长度方向的一半以下加压来把持层叠板状的软磁性材料而形成的铁芯31(S41)。

第二，在铁芯31的没有把持的轴长度方向的单侧扩张截面中空的伸缩性的绝缘体32，以包覆铁芯31的轴长度方向的单侧的方式配置(S42)。

第三，释放截面中空的伸缩性的绝缘体32的扩张，用绝缘体32加压没有把持的部分的铁芯31(S43)。在第三工序中在铁芯31的周围没有配置完绝缘体32的情况下，重复进行以下工序，即暂时卸下铁芯31的把持，把持铁芯31的配置完绝缘体32的部分，将绝缘体32配置在铁芯31的没有把持的部分(S45)。

通过以上的工序，能够得到使用了截面中空的伸缩性绝缘体32的绝缘构造。

图14是表示使用了在图8中说明的截面中空的热收缩性绝缘体的形式5的绝缘构造的制造方法的流程图。

第一，在层叠厚度方向上对铁芯的轴长度方向的上半部分加压来把持层叠板状的软磁性材料而形成的铁芯31(S51)。

第二，在铁芯31的没有把持的轴长度方向的下半部分配置截面中空的热收缩绝缘体32(S52)。

第三，对每个铁芯31加热截面中空的热收缩性绝缘体32，使其收缩，用绝缘体32加压没有把持的部分的铁芯31(S53)。

在第三工序中在铁芯31的周围没有配置完绝缘体32的情况下，重复进行以下的工序，即暂时卸下铁芯31的把持，把持铁芯31的配置完绝缘体32的部分，将绝缘体32配置在铁芯31的没有把持的部分(S55)。

通过以上的工序，能够得到使用了截面中空的热收缩性绝缘体32的绝缘构造。

如以上说明的那样，根据本实施例，通过将具备预定的拉伸强度的伸缩性的绝缘体32配置在铁芯31和电线33之间，能够确保铁芯31和电线33的绝缘，并且通过一边加压一边保持铁芯31，能够长期地维持设计上的填充系数，能够低成本地得到容易变更形状的绝缘构造。

[实施例2]

使用图15～图18说明使用了本发明的绝缘构造的定子齿部的构造的第二实施例。

图15是说明实施例2的定子齿部的铁芯和绝缘构造的形式1的图。铁芯31由电磁钢板、非晶形金属或坡曼德合金等软磁性材料构成，层叠软磁性材料的板材而得到，因此成为板簧状。绝缘体36是由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚碳酸脂、环氧树脂、氨基甲酸酯、酚、聚酰亚胺、液晶聚合物等树脂材料、或层叠绝缘纸和板簧所得的部件构成的弯曲强度10～2000MPa的绝缘构造，在使用板簧的情况下，由弹簧钢、不锈钢、黄铜、磷铜、铍铜等金属材料、纤维强化塑料材料等构成。绝缘体36例如通过对上述树脂材料的板材进行加热成型，而成形为内侧与铁芯31的外形符合的形状，沿着铁芯31的层叠厚度方向设置有分断部91。由此，在扩张分断部91来将绝缘体36配置在铁芯31的外周后，释放绝缘体36，由此通过绝缘体36的弯曲应力，分断部91的两侧部向层叠厚度方向按压构成铁芯31的板材，将填充系数保持为设计上的目标值。

图16是说明通过绝缘体显现的铁芯的压缩力的图。

铁芯31伴随着层叠的磁性材料的板材的厚度的减少、层叠厚度的增加，层叠厚度方向的间隙增加，因此使得加压时的向层叠厚度方向膨胀的力也变大。

即，层叠由上述材料构成的板材所得的绝缘体36具有弹性，向层叠厚度方向膨胀，因此通过使分断部91向内侧弯曲而成形从而比铁芯31的外形小，在将铁芯31配置在绝缘体36的内侧时，分断部91的周边向铁芯31的层叠厚度方向弹性变形。

绝缘体36在向铁芯31的层叠厚度方向膨胀的力和在绝缘体的分断部91的周边复原的力平衡的位置稳定，能够一边向软磁性材料的层叠厚度方向对铁芯31加压一边保持铁芯形状。

在平衡的位置稳定的状态下，对铁芯31的加压力越高，则各板材越紧贴，实际体积相对于表观体积的比例增加，因此填充系数增加，在没有间隙地对铁芯31加压的位置平衡的情况下，填充系数为100％。

通过变更绝缘体36的材质、厚度以及在层叠厚度方向上弯曲分断部91时的变形量，能够调整平衡的位置。

弯曲强度越高的材料则显现的压缩力越高，与分断部的变形量和厚度的立方的积成正比。例如，在将厚度0.05mm的软磁性材料层叠45mm所得的最小宽度10mm、最大宽度20mm、轴长度100mm的铁芯的情况下，在压缩为填充系数为90％的层叠厚度50mm时，以100MPa左右的力扩张，因此在绝缘体的分断部的单侧产生50MPa的压力。通过使用厚度2mm的酚醛树脂的绝缘体，将铁芯配置在使分断部向内侧变形8mm的绝缘体的内侧，能够产生50MPa的压缩力，得到层叠厚度50mm的铁芯。

图17A和图17B是说明实施例2的定子齿部的铁芯和绝缘构造的形式2的图。绝缘体36是由聚乙烯、聚氯乙烯、聚丁烯、聚碳酸脂、环氧树脂、氨基甲酸酯、酚、聚酰亚胺、液晶聚合物等树脂材料、或层叠绝缘纸和板簧所得的部件构成的弯曲强度10～2000MPa的绝缘构造，板簧由弹簧钢、不锈钢、黄铜、磷铜、铍铜等金属材料、纤维强化塑料材料等构成。

如图17A所示，绝缘体36具有非可动部36a、设置了一部分凸形状的可动部36b、设置了一部分凹形状的可动部36c。可动部36b和36c被设置在铁芯31的层叠厚度方向上，设置有半球状的凸形状的嵌合部92a、半球状的凹形状的嵌合部92b。

在开放状态的非可动部36a的内部，在层叠的状态下装填了构成铁芯的板材后，闭合可动部36b和可动部36c使其相互填塞，通过嵌合部固定。

该状态下的绝缘体36的内侧的形状被成形为与铁芯31的外形符合的形状。铁芯31在绝缘体36的内侧被配置在非可动部36a上，因此通过固定绝缘体的可动部36b和可动部36c而被加压。通过嵌合部92a和92b固定绝缘体的可动部36b和可动部36c，抑制了层叠厚度方向的膨胀的铁芯31在软磁性材料的层叠厚度方向上被加压，保持铁芯形状。

铁芯31伴随着构成铁芯31的软磁性材料的厚度的减少、层叠厚度的增加，层叠厚度方向的间隙增加，因此加压时的向层叠厚度方向膨胀的力也变大。

因此，通过增加嵌合部92a和92b的直径，能够强化可动部36b和可动部36c的固定。另外，如图17B所示，通过增加设置在可动部36b的凸形状和设置在可动部36c的凹形状的个数，也能够强化可动部36b和可动部36c的固定。

图18是说明实施例2的定子齿部的铁芯和绝缘构造的形式3的图。

嵌合部也可以置换为贯通孔和棒材。铁芯31在绝缘体36的内侧被配置在非可动部36a上，通过固定绝缘体的可动部36b和可动部36c而被加压。将棒材94插入到设置于绝缘体的可动部36b和可动部36c的贯通孔93中而固定，抑制了层叠厚度方向的膨胀的铁芯31，在软磁性材料的层叠厚度方向上被加压，保持铁芯形状。

根据以上说明的实施例，通过将弹性的绝缘体36配置在铁芯31和电线33之间，能够确保铁芯31和电线33的绝缘，并且能够一边加压一边保持铁芯31，能够低成本地得到容易变更形状的绝缘构造。

以上，根据实施方式具体说明了本发明，但也可以组合地使用个别说明的多种发明。另外，使用轴向间隙型的旋转电机的情况的例子进行了说明，但只要是柱状的铁芯形状，则能够自由地变更绝缘体的形状，因此在径向间隙型的旋转电机中也能够得到同样的效果。

即，在径向间隙型的旋转电机中，在轴长度方向上层叠构成铁芯的软磁性材料的板材，因此通过采用通过绝缘体按压向轴长度方向膨胀的铁芯的形式，能够将填充系数保持为设计上的目标值。

这样，本发明并不限于发明的实施方式，在具有将绝缘体配置在铁芯和电线之间而构成的定子齿部的旋转电机中，当然能够在不脱离其主要内容的范围内进行变更。

符号说明

10：轴向间隙型的旋转电机；20：磁铁；21：圆板状的部件；30：定子齿部；50：转子；60：定子；70：旋转轴；80：外壳；31：定子齿部的铁芯；32：定子齿部的绝缘体；33：定子齿部的电线；34：定子齿部的绝缘体的缺口部；36：定子齿部的绝缘体；36a：定子齿部的绝缘体的非可动部；36b：定子齿部的绝缘体的可动部；36c：定子齿部的绝缘体的可动部；91：定子齿部的绝缘体的分断部；92：定子齿部的绝缘体的嵌合部；93：定子齿部的绝缘体的贯通孔；94：棒材。

Claims (5)

1.一种具有定子和转子的轴向间隙型的旋转电机的绝缘构造，其特征在于，

构成上述定子的定子齿部具备以直径方向作为层叠厚度方向层叠软磁性材料的板材而构成的铁芯、配置在上述铁芯的周围的电线、配置在上述铁芯和上述电线之间的绝缘体，

上述绝缘体由弯曲强度为10～2000MPa的弹性体构成，在向上述软磁性材料的板材的宽度方向扩张的状态下装配在上述铁芯的周围，具备在上述层叠厚度方向上对构成上述铁芯的软磁性材料的板材加压的弯曲强度。

2.根据权利要求1所述的旋转电机的绝缘构造，其特征在于，

上述绝缘体，在构成上述铁芯的软磁性材料的层叠厚度方向被截断一部分。

3.根据权利要求1所述的旋转电机的绝缘构造，其特征在于，

上述绝缘体由设置了能够在构成上述铁芯的软磁性材料的层叠厚度方向上开闭的盖部的部件构成，上述盖部的形状具有一组以上的凸部和凹部，通过分别设置在上述凸部和上述凹部的半球状的凸部和半球状的凹部固定上述盖部。

4.根据权利要求1所述的旋转电机的绝缘构造，其特征在于，

上述绝缘体由设置了能够在构成上述铁芯的软磁性材料的层叠厚度方向上开闭的盖部的部件构成，上述盖部的形状具有一组以上的凸部和凹部，将棒状的部件插入到设置在上述凸部和上述凹部的贯通孔中来固定上述盖部。

5.一种具有定子齿部的轴向间隙型的旋转电机的绝缘构造的制造方法，其特征在于，具备：

对以直径方向作为层叠厚度方向层叠软磁性材料的板材而构成的铁芯在该层叠厚度方向上加压来把持的第一工序；

将伸缩性的绝缘体配置在上述铁芯的周围的第二工序；以及

将上述绝缘体固定在上述铁芯的周围的第三工序，

在上述第二工序中，分为多次地配置分割后的上述绝缘体，上述绝缘体由弯曲强度为10～2000MPa的弹性体构成，在向上述软磁性材料的板材的宽度方向扩张的状态下装配在上述铁芯的周围，具备在上述层叠厚度方向上对构成上述铁芯的软磁性材料的板材加压的弯曲强度。