旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造，特別涉及定子的絕緣構造及其制造方法。
【背景技術】
[0002]電動機、交流發(fā)電機等旋轉(zhuǎn)電機由轉(zhuǎn)子、定子、包覆它們的外殼等構成。將由軟磁性材料的鐵芯、卷繞在鐵芯上的電線、將鐵芯和電線之間絕緣的絕緣體等構成的定子齒部(stator teeth)在圓周方向上配置多個而構成了構成旋轉(zhuǎn)電機的部件中的定子。定子的電線中通電大容量的電流，因此對絕緣體要求絕緣性，并且為了維持旋轉(zhuǎn)電機的性能，還要求能夠保持鐵芯形狀的強度。
[0003]作為絕緣體，一般使用對絕緣紙、絕緣性的樹脂材料進行注射成形所得的絕緣體。通過注射成形所得的絕緣體能夠與鐵芯的尺寸配合地高精度地得到希望的形狀，因此在電線的卷線、定子的固定等方面是有效的。
[0004]但是，在注射成形中模具是必須的，因此需要伴隨著鐵芯的形狀變更也對注射成形用的模具進行形狀變更，存在形狀的變更自由度低，制造成本增加的問題。
[0005]作為解決上述問題的技術，專利文獻I公開了在鐵芯周圍加壓成形絕緣性的膜的例子。專利文獻I涉及一種旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造，其由壓縮成型的膜構成線圈卷繞部和鍔部，通過組合它們來確保鐵芯-電線之間的絕緣，通過配置在鐵芯的端部的鍔部保持鐵芯和膜的形狀，是容易進行絕緣體的形狀變更的構造。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2006-311706號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]但是，上述專利文獻I的絕緣構造以鍔部的存在為前提，以盡可能減薄線圈卷繞部為課題，通過線圈卷繞部單體無法保持鐵芯形狀，對定子齒部的磁性能產(chǎn)生大的影響，因此需要鍔部，存在對降低制造成本有限制的問題。
[0011]即，通過層疊軟磁性材料的板材而構成了鐵芯，但各板材由于切斷加工時的變形等成為板簧狀，因此需要在層疊厚度方向上加壓，減小板材之間的間隙，確保填充系數(shù)、即鐵芯的表觀體積和軟磁性材料的板材的實際體積之比。
[0012]在專利文獻I的絕緣構造中，將鍔部設為符合鐵芯形狀的尺寸，由此能夠在層疊厚度方向上通過鍔部對鐵芯加壓而保持，但構成線圈卷繞部的膜部的強度低，因此無法單獨地保持對鐵芯加壓的狀態(tài)，鐵芯的中央部分會成為膨脹的狀態(tài)。
[0013]中央部分膨脹了的鐵芯在軟磁性材料內(nèi)部產(chǎn)生的應力增加，因此伴隨著填充系數(shù)的降低，鐵損增加，旋轉(zhuǎn)電機的效率降低。
[0014]進而，在膜的壓縮成形時需要與鐵芯形狀配合的加壓夾具，因此制造成本增加。
[0015]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而提出的，其目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造及其制造方法，其能夠沒有模具地以任意形狀制造填充系數(shù)高的定子齒部。
[0016]用于解決問題的手段
[0017]為了解決上述問題，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造的特征在于:在具有定子和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造中，構成上述定子的定子齒部具備層疊軟磁性材料的板材所得的鐵芯、配置在上述鐵芯的周圍的電線、配置在上述鐵芯和上述電線之間的絕緣體，上述絕緣體由有伸縮性的部件構成，在伸展的狀態(tài)下裝配在上述鐵芯的周圍，具備在層疊厚度方向上對構成上述鐵芯的軟磁性材料的板材加壓的拉伸強度。
[0018]為了解決上述問題，本發(fā)明的另一個旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造的特征在于:在具有定子和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造中，構成上述定子的定子齒部具備層疊軟磁性材料的板材所得的鐵芯、配置在上述鐵芯的周圍的電線，上述絕緣體由彎曲強度為10?2000MPa的彈性體構成，在上述軟磁性材料的板材的寬度方向上擴張的狀態(tài)下裝配在上述鐵芯的周圍，具備在層疊厚度方向上對構成上述鐵芯的軟磁性材料的板材加壓的彎曲強度。
[0019]為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造的制造方法是具有定子齒部的旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造的制造方法，其特征在于，具備:在層疊厚度方向上對層疊軟磁性材料的板材所得的鐵芯加壓而把持的第一工序；將伸縮性的絕緣體配置在上述鐵芯的周圍的第二工序；將上述絕緣體固定在上述鐵芯的周圍的第三工序，在上述第二工序中分為多次地配置分割后的上述絕緣體。
[0020]發(fā)明效果
[0021]根據(jù)本發(fā)明，通過用具有伸縮性或彈性的絕緣體包覆鐵芯的周圍，能夠沒有模具地以任意形狀制作填充系數(shù)高的定子齒部，能夠低成本地得到旋轉(zhuǎn)電機的絕緣構造。
【附圖說明】
[0022]圖1是表示與本發(fā)明的實施例1有關的軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機的結構的圖。
[0023]圖2是表示與本發(fā)明的實施例1有關的軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機的定子齒部的結構的圖。
[0024]圖3是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的形式I的圖。
[0025]圖4是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的形式2的圖。
[0026]圖5是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的形式3的圖。
[0027]圖6是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的形式4的圖。
[0028]圖7是表示與本發(fā)明的實施例1有關的絕緣體的壓縮力的圖。
[0029]圖8是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的形式5的圖。
[0030]圖9A是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的結構的圖。
[0031]圖9B是表示與本發(fā)明的實施例1有關的鐵芯和絕緣體的結構的圖。
[0032]圖10是表示與本發(fā)明的實施例1有關的形式I的旋轉(zhuǎn)電機的制造方法的圖。
[0033]圖11是表示與本發(fā)明的實施例1有關的形式2的旋轉(zhuǎn)電機的制造方法的圖。
[0034]圖12是表示與本發(fā)明的實施例1有關的形式3的旋轉(zhuǎn)電機的制造方法的圖。
[0035]圖13是表示與本發(fā)明的實施例1有關的形式4的旋轉(zhuǎn)電機的制造方法的圖。
[0036]圖14是表示與本發(fā)明的實施例1有關的形式5的旋轉(zhuǎn)電機的制造方法的圖。
[0037]圖15是表示與本發(fā)明的實施例2有關的鐵芯和絕緣體的形式I的圖。
[0038]圖16是表示與本發(fā)明的實施例2有關的絕緣體的壓縮力的圖。
[0039]圖17A是表示與本發(fā)明的實施例2有關的鐵芯和絕緣體的形式2的圖。
[0040]圖17B是表示與本發(fā)明的實施例2有關的鐵芯和絕緣體的形式2的圖。
[0041]圖18是表示與本發(fā)明的實施例2有關的鐵芯和絕緣體的形式3的圖。
【具體實施方式】
[0042]以下，以軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機為例參照【附圖說明】本發(fā)明的實施方式的例子，但只要是在鐵芯和電線之間具有絕緣體的旋轉(zhuǎn)電機，則并不限于軸向間隙型。
[0043]實施例
[0044][實施例1]
[0045]使用圖1?圖9B說明使用了本發(fā)明的絕緣構造的定子齒部的構造的實施例1。
[0046]圖1是說明使用了本實施例的絕緣構造的軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機的構造的圖。軸向間隙型的旋轉(zhuǎn)電機10具備:在圓板狀的部件21上在圓周方向上配置多個磁鐵20所得的轉(zhuǎn)子50、在圓周方向上配置多個由隔著絕緣體32卷裝在鐵芯31上的電線33構成的定子齒部30所得的定子60、用于將轉(zhuǎn)子50和定子60配置在同心圓上的旋轉(zhuǎn)軸70、容納它們的外殼80。此外，也可以將磁鐵20置換為電磁鐵。
[0047]定子齒部30通過通電被勵磁，使得在磁鐵20和定子齒部30之間產(chǎn)生引力，通過連續(xù)地使不同定子齒部30勵磁，在轉(zhuǎn)子50和定子60之間顯現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動。定子60由多個定子齒部30構成，因此在各定子齒部30個別地設置塊狀的鐵芯31，在各鐵芯31的周圍配置絕緣體32和電線33。
[0048]圖2是說明本實施例的定子齒部的構造的圖。定子齒部30由鐵芯31、絕緣體32、電線33構成。為了確保鐵芯31和電線33的絕緣而將絕緣體32配置在鐵芯31的周圍，將電線33卷繞在絕緣體32的周圍。鐵芯31由電磁鋼板、非晶形金屬或坡曼德合金等的板狀的軟磁性材料構成，在圖2的例子中，通過層疊寬度依次變寬的軟磁性材料的板材來形成，使得從上面看形成梯形的端面。
[0049]此外，在圖2中，向上的箭頭表示旋轉(zhuǎn)電機的軸長度方向，與之垂直的箭頭表示由構成鐵芯31的軟磁性材料構成的板材的層疊厚度方向。這在后述的圖3?圖6、圖8、圖9A、圖9B中也一樣。
[0050]各板材由于在對軟磁性材料制的薄板進行切斷加工時產(chǎn)生的缺口的變形、殘留應力而成為板簧狀，在簡單層疊它們的狀態(tài)下，在各板材之間產(chǎn)生軸長度方向的間隙。
[0051]另一方面，對電線33使用以銅、鋁等為母材的截面大致圓形或截面大致矩形的單股線或絞合線，在隔著絕緣體32將電線33卷繞在鐵芯31上時，在層疊厚度方向上對構成鐵芯31的軟磁性材料的板材加壓，保持為在板材之間產(chǎn)生的間隙被壓縮的狀態(tài)，由此需要得到設計上成為目標的填充系數(shù)。
[0052]圖3表示用于實現(xiàn)它的第一