CN104782032A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

在具有定子(60)和转子(50)的旋转电机中，构成定子(60)的定子齿具备铁芯(31)、配置在该铁芯(31)周围的电线(33)、及配置在两者之间的绝缘体，铁芯(31)通过对薄板状的非晶态金属材料以每张或多张的宽度各不相同的方式形成的长方形平板状薄板进行积层而构成。在相对于定子(60)设在旋转轴方向两侧的转子(50)的与定子齿对置的位置设有铁氧体磁铁(20)，作为电线(33)使用以铝为母材的电线。通过这样的构造提供旋转电机，其具有无需铁芯材料的变形或粘接且铁损小而高效率并可低成本地制造的构造的铁芯。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及旋转电机的构造。

背景技术

电动机或交流发电机等旋转电机由转子、定子和覆盖它们的外壳等构成。在构成旋转电机的部件中定子由软磁性材料的铁芯、卷绕于铁芯的电线、及使铁芯与电线之间绝缘的绝缘体等构成。

定子所产生的损耗大体分为铁损和铜损，铁损取决于铁芯采用的软磁性材料的特性、铁芯的形状，而铜损则取决于电线的特性、形状，因此在旋转电机中能够通过降低这些损耗来提高效率。但是，由于低损耗的软磁性材料、电线材料价格高昂，因此为了兼顾旋转电机的高效率化和低成本化，而提出了采用低成本材料也能够取得高效率这样相互矛盾的课题。

另外，作为软磁性材料广泛采用电磁钢板或非晶态金属。它们都具有小铁损特性，通过用作铁芯而能够实现高效率的旋转电机。但是，电磁钢板通过压延而成形为薄板状，并且非晶态金属通过淬火形成非晶质体而成形为较薄的箔状，因此无法直接地成形为块状。

作为解决该问题的方法，专利文献1公开了使冲压为设有铆接用突起的形状的薄板状的铁芯片积层而成形为块状的例子。专利文献1涉及的旋转电机利用铆接用突起使铁芯片排列层叠并成形为块状而构成铁芯，能够将薄板状的铁芯片用作铁芯。

并且，专利文献2公开了将夹持绝缘树脂材料卷装为空心圆形状的箔带的非晶态金属在圆的法线方向上切断而成形为块状的例子。在专利文献2记载的旋转电机中，在旋转电机的旋转方向上配置多个定子齿而构成定子，该定子齿是在通过卷装及切断而成形的非晶态金属的铁芯的周围卷绕电线构成的，由此能够将箔状的非晶态金属用作铁芯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭53－4803号公报

专利文献2：日本特开2010－115069号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是在上述专利文献1及2的方法中，存在由于使软磁性材料变形而导致铁损增加的问题。一般在对非晶态金属材料等软磁性材料实施变形的情况下，具有材料内部产生的残余应力增大则铁损增大的性质。因此，一般是对通过铆接而层叠的铁芯片、或卷装成形的非晶态金属进行退火处理。

经过退火处理的非晶态金属失去弹性而呈现脆性，内部的残余应力得到缓和。但是，即使通过退火处理也无法使内部的残余应力完全缓和，无法最大限度地利用以强磁性体为母材的非晶态金属的小铁损特性。并且，在退火处理中需要在内部产生磁场的特别的退火炉，导致制造成本增加。

并且，在上述专利文献1及2的方法中，为了将铁芯片彼此固定或者将非晶态金属彼此固定，需要进行在铁芯片间或非晶态金属间设置粘接层，或者用树脂、粘接剂等覆盖整体等的固定化处理。在具有树脂、粘接剂等的铁芯的情况下，制造成本及制造时间增加，并且软磁性材料相对于定子齿整体的体积的比例变小而导致旋转电机的效率降低。

另外，在专利文献1所示的使冲压为设有铆接用突起的形状的薄板状的铁芯片积层而成形为块状的铁芯、以及专利文献2所示的通过卷装及切断而成形的非晶态金属的铁芯中，伴随着铆接工序、形成于卷装部的弯曲部及其法线方向的切断，容易在与转子对置的端面上产生凹凸、导致平面性发生偏差。因此，若未将定子－转子间的设计上的间隙确保为较大，则存在两者发生干涉的风险而成为导致输出特性恶化的原因。

能够获得旋转电机，不使非晶态金属变形并且不使非晶态金属的层间存在夹装物，而且只要能够构成具备平面性高的端面的块状的铁芯，则能够最大限度地发挥非晶态金属的铁损特性。

本发明是针对这样的情况做出的，目的是提供高效率的旋转电机，无需变形或粘接而实现材料、制造工序的低成本化，最大限度地发挥用作铁芯的非晶态金属的低铁损特性。

用于解决课题的方法

解决上述课题的第一发明涉及的旋转电机是具有定子和转子的旋转电机，构成上述定子的定子齿具备铁芯、配置在上述铁芯周围的电线、及配置在上述铁芯与上述电线之间的绝缘体，上述铁芯通过对薄板状的非晶态金属材料以每张或多张的宽度各不相同的方式形成的长方形平板状薄板进行积层而构成，在上述转子的与上述定子齿对置的位置设有铁氧体磁铁，上述转子相对于上述定子设在旋转轴方向的两侧，作为上述电线使用以铝为母材的电线。

另外，由配置在上述铁芯周围的电线构成的定子线圈具有三相，以至少具有两个并联电路的三角形联结来连接各相。

发明的效果

根据本发明，使切断为长条平板状的多张非晶态金属材料积层而构成铁芯，将其周围用绝缘体及电线覆盖，从而无需变形或粘接即能够制造定子齿，即使作为与定子齿对置的转子侧的磁铁采用铁氧体磁铁，也能够以低成本获得铁损小而高效率的定子构造。

附图说明

图1是表示本发明实施例所涉及的旋转电机的整体构造的图。

图2是表示本发明实施例所涉及的旋转电机的中心轴向剖视图的图。

图3是表示本发明实施例中采用的定子齿的结构的图。

图4是表示在本发明的实施例中采用的定子齿的构造例1中使用长条平板状的非晶态金属材料的铁芯结构的图。

图5是用于和本发明的实施例进行对比而示出通过铆接进行固定的铁芯结构的图。

图6A示出将薄板状的非晶态金属材料在与截面大致梯形的上底及下底垂直的方向上积层的铁芯构造例。

图6B示出将薄板状的非晶态金属材料在与截面大致梯形的上底及下底平行的方向上积层的铁芯构造例。

图6C示出在与截面大致梯形的斜边平行的方向上积层的铁芯构造例。

图7A示出以铁芯的角部成锐角的方式积层的情况的定子齿的构造例2。

图7B是以铁芯的角部为R形状的方式积层的情况的定子齿的构造例2的另一个例子。

图8示出定子齿的构造例3。

图9示出采用具备凹部的绝缘体的情况的定子齿的构造例4。

图10示出定子齿的构造例5。

图11是表示构造例3、4的定子齿的制造方法的流程图。

图12是表示构造例5的定子齿的制造方法的流程图。

图13是表示构造例5的铁芯及定子齿的制造方法的其它例子的流程图。

图14示出定子齿的构造例6。

图15A示出以铁芯的角部成锐角的方式积层的定子齿的构造例7。

图15B示出以铁芯的角部为R形状的方式积层的定子齿的构造例7的另一个例子。

图16是表示构造例6的定子齿的制造方法的流程图。

具体实施方式

下面以轴向间隙型旋转电机为例参照附图对本发明的实施例进行说明，然而只要是采用使长条平板状的非晶态金属积层而形成的铁芯的电动机则不限定于轴向间隙型。

实施例

参照图1对采用本实施例的铁芯及定子齿的轴向间隙型旋转电机10的整体构造进行说明。

在图1中，轴向间隙型旋转电机10具备由后支架81a、覆盖后述的定子60的圆筒状的外壳80、前支架81b构成的壳体。

转子50的旋转轴70通过配置在后支架81a的内周部的轴承13a、配置在前支架81b的内周部的轴承13b而被支撑为能够旋转。

在旋转轴70的中央附近隔着不与旋转轴70接触的程度的最小限度的间隙配置定子60。在定子60上将电线(导体线圈)33以及由卷缠该电线33的铁芯31和绝缘体32构成的定子齿30以包围旋转轴70的方式在周向上排列，并用合成树脂进行模塑成型而作为树脂模塑部85一体化。

定子齿30采用后述的构造例1～构造例4中的任一个构造。

并且，虽然图1中在铁芯31与电线33之间设有绝缘体32，但是只要能够确保其间的绝缘性则也不必一定设置。

就使由非晶态金属材料构成的薄板积层而成的铁芯31而言，其旋转轴方向的两端面分别被配置为与相对于该定子60设在旋转轴方向的两侧的转子的铁氧体制的永久磁铁20对置。通过合成树脂一体化的铁芯31及电线33固定在外壳12的内周部。

相对于定子60在轴向上隔着规定的空隙将转子50固定于旋转轴70。转子50构成为包括：由铁、电磁钢板、压粉磁芯、非晶态金属、波门杜尔铁钴合金等软磁性材料构成的背部铁芯25；在背部铁芯25的轴向表面或内部沿周向配置的铁氧体磁铁制的永久磁铁20；以及支撑背部铁芯25和永久磁铁20的圆盘状的支撑部件21。

在该实施例中，转子50被设置为在旋转轴70的轴向上与定子60的两侧对置。

支撑部件21固定于旋转轴70，使转子50的旋转传递至旋转轴70，在支撑部件21与旋转轴70固定时若预先置入键槽75则容易定位，并且能够限制支撑部件21沿周向移动。此外也可以使用花键等来结合支撑部件21与旋转轴70。

另一方面，沿周向配置的铁氧体磁铁制的永久磁铁20以各极朝向相邻的方式配置，且以轴向的定子侧朝向及其相反朝向交替变化的方式配置。

在永久磁铁20贴附于背部铁芯25的表面而固定的情况下装配简单，然而由于只是将永久磁铁20贴附于背部铁芯25的表面，因此需要防止永久磁铁20因支撑部件21旋转所产生的离心力而飞散的情况。

因此，一般是用支撑部件21覆盖永久磁铁20的内周侧和外周侧而避免移动来进行飞散防止。并且，在永久磁铁20被收纳于背部铁芯25内部的情况下，使永久磁铁20从背部铁芯25的轴向插入，以内周侧和外周侧被背部铁芯25的收纳壁覆盖的方式进行配置。此时，永久磁铁20配置为在轴向上观察时比背部铁芯25靠近定子60侧。

在永久磁铁20插入背部铁芯25内部的情况下，能够防止永久磁铁20因支撑部件21旋转所产生的离心力而飞散的情况，并且还能够基于突极比的关系而利用磁阻转矩。

作为电线33，能够使用以铜线、铝为母材的线材等，在本实施例中采用低成本且加工性好的铝导线。

将转子50配置为在旋转轴70的轴向上与定子60的两侧对置，作为铁芯31采用以后述的非晶态金属为母材的薄板状软磁性材料的积层体，从而实现旋转电机的高效率化。

由此，作为永久磁铁20使用铁氧体磁铁而非稀土类磁铁，也能够实现高输出化而避免旋转电机大型化。

并且若将铝导线用作电线33，则与采用铜线的情况相比发热引起的铜损成为问题。但是，通过作为铁芯31采用以非晶态金属材料为母材的薄板状的软磁性材料的积层体，从而能够实现旋转电机的高效率化，因此能够抑制获得相同输出所需的电流值。

另外，在定子齿30中，由电线33形成的绕组部与旋转电机的效率的关系通常为：只要绕组部的体积即绕组部的与旋转轴70正交的截面积和其轴向长度的乘积除以一根绕组的电阻率所得的值相同，就能够获得相同的效率。

即，在作为电线33使用电阻率高的铝导线而要维持与电阻率低的铜线同等的效率的情况下，需要使绕组部的体积比由铜线构成的情况大，从而将除以一根导线的电阻率所得的值确保为相同值。

具体而言，由于铝的电阻率为铜的约1.6倍，因此为了确保与由铜绕组构成的情况同等的效率，在使轴向长度相同的情况下，需要采用使铝导线的直径与铜的情况相比为约1.3倍粗的线并使匝数为相同值。

在上述的旋转电机的结构即具备使由非晶态金属材料构成的薄板状软磁性材料积层而成的定子铁芯的轴向间隙电动机中，通过在薄板状磁性材料的切断工序中对其尺寸进行调整，从而使定子铁芯的轴向长度延长，由此能够使安装绕组的区域增大。

因此，为了安装截面积为1.6倍的铝导线而在轴向上成为1.6倍，由此即使在使用铝导线的情况下也能够维持高效率。

此时由于铁芯的体积增大为1.6倍，因此相应地铁芯产生的损耗即铁损会增加，但是由于构成铁芯的薄板状的软磁性材料的母材为铁损非常小的非晶态金属材料，因此即使在轴向上体积增大其影响也很小。与此相对，在使用电磁钢板等其它材料的情况下，则无法忽略由采用铝导线所引起的铁损增加。

并且，为了容易进行旋转电机的规格变更，也设想以使从轴向观察的铁芯的外形相同且卷缠铜绕组为前提进行设计的情况。

在该情况下，若进行使铜线线径较粗例如极端例为φ3mm线径的电线成为单层卷绕等这样的设计，则在铝导线的情况下成为如上所述1.3倍的φ3.9mm的线径。因此，在仅能够配置一根φ3mm的铜线的空间中无法配置线径为φ3.9mm的线而导致难以进行设计变更。

为了解决该问题，使铝导线的线径较细，从而即使在铜线的任一个设计中，仅通过轴向长度的调整，也能够对由铝导线构成的电线33所形成的绕组部的体积进行调整，由此需要能够预先应对全部规格。

但是，如果使线径较细则电阻率增大，因此需要将线圈端子间的电压设计为较高。一个线圈的端子间电压因联结方法而不同。在三相电动机的情况下，一般采用星形联结和三角形联结。

在星形联结中将一相的线圈串联连接，因此每一相的电压为电动机的额定电压的一半。并且，在一相具有多个线圈的情况下，每一个线圈的电压是额定电压的一半除以一相线圈的数量后的值，因此非常小。

与此相对，在三角形联结中由于一相的线圈直接负荷额定电压，因此与星形联结相比能够施加高电压。另外，在存在多个一相线圈的情况下，通过将它们并联连接而能够实现增大一个线圈的端子间电压的设计，因此在使用铝导线的设计的情况下，适宜采用两个并联或四个并联的三角形联结。

并且，如本实施例这样在轴向间隙电动机的情况下，能够使与线圈表面对置的磁铁的面积较大，还能够减少磁铁的磁通引起的线圈内的涡流损耗的发生等，因此使线径尽可能细就提高效率的观点而言是重要的。

因此，通过将转子50在旋转轴70的轴向上设于定子60的两侧，在转子50上配置铁氧体磁铁制的永久磁铁20的构造，也能够采用使非晶态金属材料的薄板状软磁性材料积层而成的铁芯31和铝导线33来实现高输出的旋转电机。

参照图2～4、6～8，对本发明的旋转电机所采用的使用非晶态金属材料的铁芯及定子齿的构造及其制造方法的具体例进行说明。并且，图5是用于与本发明所采用的铁芯进行对比而具有铆接用突起的铁芯的参考图。

图2是表示本发明的采用由非晶态金属构成的软磁性材料的轴向间隙型旋转电机的中心轴向剖视图。另外，图2示出针对使转子50与定子60的上表面对置的单转子型的旋转电机10的适用例。

轴向间隙型旋转电机10具有：转子50，其在圆板状的部件21上沿圆周方向配置有多个铁氧体磁铁制的永久磁铁20；定子60，其沿圆周方向配置有多个包含铁芯31的定子齿30；旋转轴70，其用于将转子50和定子60配置在同心圆上；以及容纳它们的外壳80。

如图3所示，定子齿30通过其外周卷绕的电线33通电而进行励磁，在永久磁铁20与定子齿30之间产生引力，使不同的定子齿30连续地励磁，从而在转子50与定子60之间产生旋转运动。定子60由多个定子齿30构成，因此在各定子齿30分别设置块状的铁芯31。

图3是对定子齿30的构造进行说明的图。定子齿30具有铁芯31、绝缘体32及电线33。绝缘体32为了确保铁芯31与电线33的绝缘而配置在铁芯31的周围，在绝缘体32的周围卷绕有电线33。对绝缘体32采用一张至多张的绝缘纸或厚度1mm以下的薄板状的树脂材料等，对电线33采用以铜或铝等为母材的截面大致圆形或截面大致矩形的线材。

图4是对定子所采用的定子的构造例1的铁芯进行说明的图。

铁芯31由以非晶态金属材料为母材的薄板状软磁性材料的积层构造体1构成，该积层构造体1可以是将薄板状软磁性材料分别切断为长度L、任意宽度B的长方形平板状而进行逐张地积层，但是在本实施例中，是将具有相同的长度L、宽度B的长方形平板状薄板多张层叠而成为大致长方体的软磁性材料块2，进而将宽度B不同的软磁性材料块2积层规定的个数而构成。

各个长方形平板状薄板是用剪切机等以避免在薄板状非晶态金属材料上产生弯曲等变形的方式每次切断一张至多张而得到的，因此在多张同时切断的情况下，也为了避免伴随切断在破断面上发生的残余应力对铁损造成影响，而根据非晶态金属材料的厚度、使用的切断机来限制张数。

这样，使铁芯31成为使宽度B不同的软磁性材料块2积层而成的积层构造体1，从而在切断为各个长方形平板状薄板时，不使软磁性材料变形而能够成为大致圆形、大致多角形、或者大致椭圆形等任意的截面形状。

如上所述，在铁芯31被通过向电线33通电而发生的磁通励磁时，会由于铁芯31内部发生的涡流、铁芯31加工时产生的变形所引起的残余应力等原因妨碍励磁而导致损耗，旋转电机效率降低。

例如像图5的参考图所示那样，在使铁芯片铆接而制造的铁芯31的情况下，在非晶态金属材料的积层构造体1的铆接部发生变形而导致损耗增大。

与此相对，在如本构造例那样使长方形平板状薄板多张层叠成的大致长方体的软磁性材料块积层而得到的铁芯31中，当分别加工为长方形平板状薄板时破断面所发生的变形较小，因此与通过铆接进行制造的铁芯31相比能够减小损耗。

并且，在图5的参考例所示的那种具有铆接用突起的铁芯中，由于是通过对软磁性材料冲压加工而进行成形，因此产生大量端材，相对而言在本发明的铁芯中则是将软磁性材料即非晶态金属材料分别切断加工为长方形平板状进行成形，因此端材产生量较少，还能够期待软磁性材料的使用量削减及部件费用成本削减的效果。

并且，对非晶态金属材料块2进行积层的方向不限于一个方向，只要如该实施例这样在轴向间隙型旋转电机中是与轴向成大致90度的方向，另一方面在径向间隙型的旋转电机中是与半径方向成大致90度的方向，则积层方向能够变更。

作为一个例子，在轴向间隙型旋转电机中在制造截面大致梯形的铁芯的情况下，可以举出如图6A所示以与截面大致梯形的上底及下底垂直的方向为积层方向、如图6B所示以与截面大致梯形的上底及下底平行的方向为积层方向、或者如图6C所示以与截面大致梯形的斜边平行的方向等为积层方向。

图7A、B是对在铁芯的角部设置大致R形状的情况的定子齿的构造例2进行说明的图。在如图7A所示铁芯31的角部36为锐角的大致梯形的情况下，当与电线33的容许弯曲半径相比铁芯31的角部36为锐角时，会在电线33与绝缘体32及铁芯31之间产生间隙。在电线33没有沿着角部36弯曲的情况下，会由于电线33与绝缘体32及铁芯31之间的间隙导致铁芯31相对于定子齿30整体的体积的比例变小而存在损耗增大的风险。

并且，在用以绝缘纸为材料的绝缘体32覆盖铁芯31的情况下，存在因角部36为锐角而导致绝缘体32破损的风险。此时，通过对积层的非晶态金属材料块2的厚度、宽度B进行调节，从而如图7B所示以角部36为大致R形状的方式积层，由此减轻绝缘体32上的载荷而防止破损，并且使电线33沿着角部36弯曲，电线33与绝缘体32及铁芯31之间的间隙变小，能够得到铁芯紧密地配置而损耗小的定子齿30。

图8用于对定子所采用的定子齿的构造例3进行说明，是特别表示改变了非晶态金属材料块2的厚度的情况的铁芯构造的图。

非晶态金属材料块2的厚度T能够通过使对厚度不同的非晶态金属材料进行切断、将非晶态金属材料多张重叠地切断、或者以相同宽度B多次切断后的材料积层来进行变更。在使非晶态金属材料块2积层而构成铁芯31时，非晶态金属材料块2的厚度T不必固定。

作为一个例子，在截面大致梯形的铁芯中，如图8所示仅使大致梯形的上底及下底附近为厚度T的薄非晶态金属材料块2a，从而在非晶态金属材料块2的端面形成的角部36的大致R形状与绝缘体32的接触面变得圆滑，能够减轻绝缘体32上的载荷而防止破损。

并且，通过使大致梯形的上底及下底附近以外为厚度T的厚非晶态金属材料块2b，从而能够准备大量相同长度、宽度的非晶态金属材料而使非晶态金属材料块2b成形，还能够缩短制造时间。当然，在形成各软磁性材料块2时，可以使积层的薄板状软磁性材料的宽度B逐张地少量变化而形成更加平滑的R形状。

图9是对采用具备凹部的绝缘体的情况的定子齿的构造例4进行说明的图。

绝缘体32由厚度1mm以下的薄板状的绝缘材料构成，由具备与铁芯31的外周形状匹配的凹部的下侧绝缘体32a、及将下侧绝缘体32a的上端开口密封的上侧绝缘体32b构成。并且，下侧绝缘体32a、上侧绝缘体32b均由合成树脂等成型。

在使用这样的绝缘体32的情况下，就将长方形平板状的非晶态金属材料以一张至多张重叠地切断为任意的宽度B的软磁性材料块2而言，在下侧绝缘体32a的凹部内部依次积层，通过上侧绝缘体32b覆盖铁芯31的上部，但是此时上侧绝缘体32b的背面与最上部的非晶态金属材料块2的上表面紧密地接触。

这样，用下侧绝缘体32a及上侧绝缘体32b覆盖铁芯31的周围，从而无需非晶态金属材料彼此的粘接便能够固定铁芯31，因此易于处理，且容易卷绕电线33。并且，通过采用在角部37的外侧具有R形状的下侧绝缘体32a及上侧绝缘体32b，从而使电线33沿着角部37弯曲，电线33与两绝缘体32a、32b之间的间隙变小，能够获得铁芯紧密地配置而损耗小的定子齿30。

图10是说明使用具有与铁芯31的外周形状匹配的截面大致梯形的中空部的绝缘体32时的定子齿的构造例5的图。

在使用这样的绝缘体32的情况下，就使切断为任意宽度B的非晶态金属材料块2积层而具有任意截面形状的铁芯31而言，其在积层方向上部及下部，通过插入槽98中的由细爪或棒状部件等构成的抓持器而被抓持，通过插入中空部而将铁芯31固定于绝缘体32。

通过如此使用具有中空部的绝缘体32，从而易于固定铁芯31进行处理，容易卷绕电线33，并且由于覆盖铁芯31的绝缘体32由一个零部件构成，因此还能够削减部件成本。

参照图11～13对本发明的实施例中采用的使用非晶态金属材料的铁芯及定子齿的制造方法进行说明。

图11是表示在图8及图9中说明的构造例3、4的定子齿的制造方法的流程图。

(步骤11)

与定子齿30的形状相匹配，在具有下底侧短的大致梯形的凹部的模具设置绝缘体32。

在该情况下作为绝缘体使用绝缘纸的情况下，使能够覆盖定子齿30全周的绝缘纸沿着模具凹部敷设一张至多张，另一方面，在图9所示那样的使用具备凹部的由合成树脂等构成的绝缘体32的情况下，仅使其匹配模具设置即可。

(步骤12)

在设置于模具凹部的绝缘体32上设置使长方形平板状的非晶态金属材料一张至多张重叠地切断为任意的宽度B而形成的非晶态金属材料块2。

(步骤13)

使宽度B不同的非晶态金属材料块2在设置于绝缘体32上的非晶态金属材料块2上积层。

(步骤14)

判定非晶态金属材料是否积层了规定的张数。

在积层的张数比规定的张数少的情况下，重复步骤13直至达到规定的张数而形成铁芯31。

(步骤15)

用绝缘体32覆盖铁芯31的上部而固定铁芯31。

并且就铁芯31的固定而言，在将绝缘体32用胶带或粘接剂等进行粘接、或采用图9所示的那种具备凹部的由合成树脂等构成的绝缘体32的情况下，通过焊料焊接或TIG焊接等的焊接、或设于下侧绝缘体32a的上端及上侧绝缘体32b的下端的嵌合部的结合等方法，能够使两绝缘体32a、32b结合。

(步骤16)

在绝缘体32的周围卷绕电线33。

通过以上工序，能够制造采用长方形平板状的非晶态金属材料的定子齿30。

图12是表示在图10中说明的构造例5的定子齿的制造方法的流程图。

(步骤21)

在下底侧短的大致梯形的凹部及凹部下底侧具有一个至多个槽部的模具的凹部，设置使长方形平板状的非晶态金属材料一张至多张重叠地切断为任意的宽度B而形成的非晶态金属材料块2。

(步骤22)

使宽度B不同的非晶态金属材料块2在设置于绝缘体32上的软磁性材料块2上积层。

(步骤23)

判定非晶态金属材料是否积层了规定的张数。

(步骤24)

在积层的张数比规定的张数少的情况下，重复第2工序直至达到规定的张数而形成铁芯31。第四，通过在下表面具有一个至多个槽部的按压板将铁芯31的上部压入。

(步骤25)

第五，向模具及按压板的槽部插入由细爪或棒状部件等构成的抓持器而抓持铁芯31。

(步骤26)

使爪通过设于中空的绝缘体32的槽部98而将铁芯31插入中空的绝缘体32。

(步骤27)

第七，在绝缘体32的周围卷绕电线33。

通过以上的工序，能够制造采用长方形平板状的非晶态金属材料的定子齿30。

图13是表示在图10中说明的构造例5的铁芯及定子齿的制造方法的其它例子的流程图。

(步骤31)

在下底侧短的大致梯形的凹部及凹部下底侧具有一个至多个槽部的模具的凹部，设置使长方形平板状的非晶态金属材料一张至多张重叠地切断为任意的宽度B而形成的软磁性材料块2。

(步骤37)

与步骤31并行而在中空的绝缘体32的周围卷绕电线33。

(步骤32)

使宽度B不同的非晶态金属材料块2在设置于模具上的非晶态金属材料块2上积层。

(步骤33)

判定非晶态金属材料是否积层了规定的张数。

在积层的张数比规定的张数少的情况下，重复步骤32直至达到规定的张数而形成铁芯31。

(步骤34)

通过在下表面具有一个至多个槽部的按压板将铁芯31的上部压入。

(步骤35)

向模具及按压板的槽部插入由细爪或棒状部件等构成的抓持器来抓持铁芯31。

(步骤36)

使爪通过设于中空的绝缘体32的槽部98而将铁芯31插入中空的绝缘体32。

这样，通过以图13所示的制造方法来制造定子齿，从而使铁芯31的成形和电线33的卷绕同时进行，能够缩短制造时间。

根据以上说明的实施例，使由切断为长方形平板状的一张至多张的软磁性材料构成的非晶态金属材料块2积层而构成铁芯31，从而无需变形或粘接便能够制造铁芯，能够以低成本获得具有铁损小的铁芯的定子。

参照图14对本发明的采用非晶态金属材料的铁芯及定子齿的构造例6进行说明。

图14是对本构造例的定子齿进行说明的图。

就定子齿30而言，通过在铁芯31的周围直接卷绕形成有绝缘性被膜34的电线33而进行固定。并且，对电线33使用以铝为母材的截面大致圆形或截面大致矩形的线材。

图15A、B是对在铁芯的角部设置大致R形状的情况的定子齿的构造例7进行说明的图。

铁芯31与构造例1～6一样如下构成，由以非晶态金属材料为母材的软磁性材料构成的、长度L的薄板状的非晶态金属材料以任意的宽度B被切断为长方形平板状，不必使其发生弯曲等变形，而使一张至多张重叠地构成的大致长方体的非晶态金属材料块31积层一个至多个。

铁芯31通过使宽度B不同的非晶态金属材料31积层，从而不必使非晶态金属材料变形便能够成为大致圆形、大致多角形、或大致椭圆形等任意的截面形状。

在本构造例的情况下，通过形成有绝缘性被膜34的电线33，固定使宽度B不同的非晶态金属材料块31积层而形成的铁芯31，因此如在图6A中说明的那样，在如图15A那样铁芯31的角部36为锐角的大致梯形的情况下，在与电线33的容许弯曲半径相比铁芯31的角部36为锐角时，在电线33与铁芯31之间产生间隙的可能性较高。

在电线33未沿角部36弯曲的情况下，因电线33与铁芯31之间的间隙使铁芯31相对于定子齿30整体的体积的比例减小而存在损耗增加的风险。并且，由于角部36为锐角而存在绝缘性被覆34破损的风险。

因此，通过对积层的非晶态金属材料块2的宽度B进行调节，能够如图15B所示以角部36成为大致R形状的方式积层，从而减轻绝缘性被膜34上的载荷而防止破损，并且使电线33沿着角部36弯曲，电线33与铁芯31之间的间隙变小，能够紧密地配置铁芯而获得损耗小的定子齿30。

图16是表示在图14中说明的构造例6的定子齿的制造方法的流程图。

(步骤41)

在下底侧短的大致梯形的凹部及凹部下底侧具有一个至多个槽部的模具的凹部，设置使长方形平板状的非晶态金属材料一张至多张重叠地切断为任意的宽度B而形成的非晶态金属材料块2。

(步骤42)

使宽度B不同的非晶态金属材料块2在设置于绝缘体32上的非晶态金属材料块2上积层。

(步骤43)

第三，判定非晶态金属材料是否积层了规定的张数。

在积层的张数比规定的张数少的情况下，重复步骤42直至达到规定的张数而形成铁芯31。

(步骤44)

通过在下表面具有一个至多个槽部的按压板将铁芯31的上部压入。

(步骤45)

向模具及按压板的槽部插入由细爪或棒状部件等构成的抓持器，以避免破坏铁芯31的积层状态地压入并抓持的状态取下按压板，从模具拔出铁芯31。

(步骤46)

保持该状态，在铁芯31的周围卷绕电线33，固定铁芯31后将保持器拔出。

这样，通过以图16所示的制造方法制造定子齿，从而能够制造铁芯31被电线33固定的采用长方形平板状的非晶态金属材料的定子齿30。

根据以上说明的实施例，使由切断为长方形平板状的一张至多张的软磁性材料构成的非晶态金属材料块2积层而构成铁芯31，从而无需变形或粘接便能够制造铁芯，能够以低成本获得具有铁损小的铁芯的定子。

以上基于实施方式对本发明具体地进行了说明，但是也能够将个别说明的数种发明组合使用。并且，虽然使用轴向间隙型旋转电机的情况的例子进行了说明，但是铁芯的截面形状能够任意地进行变更，因此在径向间隙型的旋转电机中也能够获得同样的效果。即，本发明不限于上述发明的实施方式，在使长方形平板状的非晶态金属材料积层而成为铁芯的具有定子齿的旋转电机中，不用说在不脱离其要点的范围内能够进行变更。

符号说明

1—非晶态金属材料；2—非晶态金属材料块；10—轴向间隙型旋转电机；20—铁氧体制的磁铁；21—圆盘状的支撑部件；30—定子齿；50—转子；60—定子；70—旋转轴；80—外壳；98—绝缘体的槽部；31—定子齿的铁芯；32—定子齿的绝缘体；33—定子齿的电线；34—电线的绝缘性被膜；36—定子齿的铁芯的角部；37—定子齿的绝缘体的角部；L—非晶态金属材料及非晶态金属材料块的长度；B—非晶态金属材料及非晶态金属材料块的宽度；T—非晶态金属材料及非晶态金属材料块的厚度。

Claims (14)

1.一种旋转电机，其具有定子和转子，

上述旋转电机的特征在于，

构成上述定子的定子齿具备铁芯、配置在上述铁芯周围的电线、及配置在上述铁芯与上述电线之间的绝缘体，

上述铁芯通过对薄板状的非晶态金属材料以每张或多张的宽度各不相同的方式形成的长方形平板状薄板进行积层而构成，

在上述转子的与上述定子齿对置的位置设有铁氧体磁铁，

上述转子相对于上述定子设在旋转轴方向的两侧，作为配置在上述铁芯周围的电线使用以铝为母材的电线。

2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

由配置在上述铁芯周围的电线构成的定子线圈具有三相，以至少具有两个并联电路的三角形联结来连接各相。

3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述薄板以其旋转轴方向上的两端部分别与相对于上述定子设在旋转轴方向两侧的上述转子的铁氧体磁铁对置的方式积层。

4.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述长方形平板状薄板的长度相等。

5.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述绝缘体是被覆在上述电线上的绝缘性被覆。

6.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

通过积层多张具有同一宽度的上述薄板而形成一个块，

上述铁芯通过积层多个宽度不同的上述块而构成。

7.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述薄板积层为与上述转子的轴向成90度的角度。

8.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述薄板在与上述转子的轴的径向不同的方向上积层。

9.根据权利要求7所述的旋转电机，其特征在于，

上述薄板包含其宽度比上述铁芯的旋转轴周向的宽度大的薄板或块。

10.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述铁芯通过上述薄板的宽度不同而在角部设有大致R形状。

11.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述铁芯通过对上述薄板的宽度进行调整，从而积层方向上部及下部的上述薄板或块的厚度比积层方向中部的上述块的厚度小。

12.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述绝缘体呈薄壁且具有凹型的截面形状，凹部的侧面与底面所成的角为90度以上。

13.根据权利要求11所述的旋转电机，其特征在于，

上述绝缘体由薄壁且具有与上述铁芯的外周形状匹配的凹型的截面形状的下部绝缘体、以及薄板状的上部绝缘体构成，

上述铁芯被上述下部绝缘体和上述上部绝缘体覆盖。

14.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，

上述绝缘体是在内侧具有与上述铁芯的外周形状匹配的中空部的薄壁的绝缘体。