磁性铁芯以及其制造方法、轴隙式旋转电机、静止机技术

本发明专利技术的目的在于提供同时满足卷铁芯特别是非晶箔带卷铁芯的高强度化、制造时间的缩短、制造成本的降低的优质的磁性铁芯以及其制造方法、轴隙式旋转电机、静止机。另外，作为该磁性铁芯的应用，提供高效率且小型的电磁应用产品。在卷绕非晶质的磁性箔带（４）而构成的磁性铁芯（１０２）中，磁性箔带（４）每卷绕多次就填充有树脂（８）。磁性铁芯（１０２）每卷绕多次磁性箔带（４）就经由垫片填充有树脂（８）。另外，磁性铁芯（１０２）由与磁性箔带（４）每卷绕多次就被填充的树脂（８）连成一体的树脂（８）覆盖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用非晶质的磁性箔带或钢板的铁芯的结构。进而，涉及把该铁芯作 为定子或转子利用的旋转电机以及作为电抗器或变压器的铁芯利用的静止机。
技术介绍
近年来，在产业用设备或家电品、机动车部件等中，节能化的必要性得到重视。现 在，在日本国内的火力、水力、核能、风力等的发电厂中所产生的几乎所有电能都是使用作 为电磁应用产品的旋转电机(发电机)产生的。另外，在日本国内使用的电力使用量中的 一半以上由旋转电机的驱动而消耗。进而，在输送这些电力时使用的变压器或电抗器等的 静止机也是电磁应用产品。这些电磁应用产品通过在铁芯部使用软磁性材料，降低该铁芯 部的损失，从而可实现高效率化。另外，对于上述的电磁应用产品，在追求高效率化的同时 也力争降低成本。旋转电机的基本结构由以软磁性材料形成的铁芯、线圈和永久磁铁等构成。另外， 该旋转电机的损失大致分为铁损和铜损。铁损由软磁性材料的特性确定。铜损由线圈的电 阻值、即占空因数确定，越是把绕组形成为紧凑结构，就越能够减小损失。效率的提高可以 通过将旋转电机的形状或尺寸等设计成减小这些损失而达成，即便改变材料的特性也有助于高效率化。在静止机中也同样，构成静止机的软磁性材料的铁芯和线圈具有铁损和铜损，这 些损失越小，就越能形成高效率的机械。非晶金属在软磁性材料中也具有最高级别的低铁损特性。但是，因为非晶金属由 急速冷却形成非晶质体的方法进行制造，所以只能以薄的箔带(带状)的形态构成。为此， 难以作为铁芯来成形，至今为止还没被采用到上述那样的电磁应用产品中。作为成为铁芯利用非晶质体的一例有卷铁芯。由于卷铁芯能够通过卷绕箔带而构 成，所以能补救非晶质体的加工性差或很薄而难以进行处理等的缺点。在不切断分割卷铁 芯、保持原样的形状利用于马达时，轴隙马达(轴隙式旋转电机)是适合的。在轴隙式旋转电机的基本结构中，有专利文献1所示的结构。该结构具有齿部和 轭铁部，在轴向只在一处具有有助于转矩输出的相向面。另外，因为是使磁通从齿流向轭铁 部的结构，所以必须使用考虑了磁通三维流动的软磁性材料。为满足这些要求，必须利用压 粉磁芯等、磁气特性具有三维各向同性的材料，但因为这些材料与一般使用的硅钢板等相 比透磁率低或铁损大，所以有难以小型化的课题。作为用于解决上述课题的方法，有在轴向设置两面的相向面、由非晶质体构成铁 芯的技术。该技术的课题点是铁芯的制作方法。在制造铁芯时，切断并分割卷铁芯而得到 各个定子铁芯，但卷铁芯必须固定并高强度化成可耐受该切断。为此，考虑在卷铁芯的周围 和箔带之间的间隙浸渍树脂而得到可耐受切断的强度的方法，但为实现这样的结构，树脂 的浸渍必须在真空或减压气氛下进行，有要制造一个铁芯会需要时间的课题。专利文献日本特开2005-287212号公报
技术实现思路
本专利技术的目的是提供同时满足作为上述现有技术的课题点的卷铁芯特别是非晶 箔带卷铁芯的高强度化、制造时间的缩短、制造成本的降低的优质磁性铁芯。另外，作为该 磁性铁芯的应用，以提供高效率且小型的电磁应用产品为目的。 为解决上述课题，本专利技术的磁性铁芯具有以下特征。在卷绕非晶质的磁性箔带而构成的磁性铁芯中，其特征在于，上述磁性箔带每卷 绕多次就填充有树脂。上述磁性铁芯，优选的是上述磁性箔带每卷绕多次就经由垫片填充有上述树脂， 优选的是由与上述磁性箔带每卷绕多次就被填充的上述树脂连成一体的树脂覆盖。进而，在层积非晶质的磁性箔带而构成的磁性铁芯中，上述磁性铁芯是切断上述 的卷绕形状的磁性铁芯而得到的分割的磁性铁芯，形状为大致六面体，切断面由上述磁性 箔带的层积体和上述树脂的反复而构成，切断面以外的面由上述树脂覆盖。构成上述分割的磁性铁芯的上述切断面的树脂，优选的是与覆盖上述切断面以外 的面的树脂连成一体。另外，本专利技术的磁性铁芯在卷绕电磁钢板或冷轧钢板而构成的磁性铁芯中，上述 电磁钢板或上述冷轧钢板每卷绕多次就填充有树脂，是铁芯占空因数为80%以上的磁性铁-I-H心。另外，本专利技术的轴隙式旋转电机具有以下特征。在至少具备定子和转子的轴隙式旋转电机中，其特征在于，至少在上述定子的铁 芯和上述转子的轭铁部中的任意一个上使用上述的磁性铁芯。另外，本专利技术的静止机由上述的磁性铁芯和线圈构成。另外，为解决上述课题，本专利技术的磁性铁芯的制造方法具有以下特征。其特征在于，包括如下工序夹设垫片地进行多次将非晶质的磁性箔带卷绕规定 次数的工序；在由上述垫片在上述磁性箔带之间形成的空隙中填充树脂。另外，其特征在于，包括如下工序夹设用于设置填充树脂的空隙的垫片，卷绕非 晶质的磁性箔带，制作上述磁性箔带的层积体；将上述磁性箔带的层积体在保持着具有上 述空隙的形状的状态下配置到模具中；对配置到上述模具中的上述磁性箔带的层积体通过 注射成形或者转送模制来注入树脂。根据本专利技术，可以高强度地保持卷绕并层积有非晶箔带、电磁钢板或冷轧钢板的 铁芯，能够提高在切断该卷铁芯时或适用于旋转电机、静止机等的电磁应用产品时的可靠 性。另外，可以在短时间内廉价地制造这样的卷铁芯，能够同时满足利用卷铁芯的电磁应用 产品的高效率化和低价格化。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施例的层积非晶箔带的定子铁芯的结构的图。图2(a)是从轴向观看本专利技术的第一实施例的非晶箔带层积铁芯的图。图2(b)是本专利技术的第一实施例的非晶箔带层积铁芯的、相对于轴向平行的面的 剖面图。图3(a)是表示本专利技术的第一实施例的非晶箔带层积铁芯的切断形状的立体图。图3(b)是表示本专利技术的第一实施例的非晶箔带层积铁芯的切断形状的俯视图。图4(a)是表示将本专利技术的第一实施例的非晶箔带层积铁芯作为轴隙马达的定子 铁芯使用时的定子的图。图4(b)是将本专利技术的第一实施例的非晶箔带层积铁芯作为轴隙马达的定子铁芯 使用时的安装图。图5(a)是表示用于制造本专利技术的第二实施例的非晶箔带层积铁芯的、设在周向 整周的绝缘材料的图。图5(b)是本专利技术的第二实施例的非晶箔带层积铁芯的、相对于轴向平行的面的 剖面图。图6(a)是表示用于制造本专利技术的第三实施例的非晶箔带层积铁芯的模具的图。图6(b)是表示本专利技术的第三实施例的模具和卷绕的非晶箔带的图。图6(c)是表示使用本专利技术的第三实施例的模具制造的非晶箔带层积铁芯的图。图7(a)是表示本专利技术的第四实施例的非晶箔带的卷铁芯的图。图7(b)是表示本专利技术的第四实施例的卷铁芯、圆盘和磁铁的安装结构的图。图7(c)是表示使用了本专利技术的第四实施例的卷铁芯的轴隙马达的转子的构成的 图。图7(d)是表示使用了本专利技术的第四实施例的卷铁芯的轴隙马达的转子的图。图8(a)是表示本专利技术的第五实施例的非晶箔带层积铁芯的图。图8(b)是本专利技术的第五实施例的非晶箔带层积铁芯的剖面图。图8(c)是表示将本专利技术的第五实施例的非晶箔带层积铁芯利用于电抗器的例子 的图。附图标记说明2...绝缘材料，3...空隙，4...非晶箔带，8...树脂部，9...模具，12...轴承保 持部，13...线圈，14...壳体，15...轴，16...轴承，17...磁铁，18...圆盘，102...铁芯， 106...间隙面，200...卷铁芯的法线方向的切断线，201...相对卷铁芯的法线方向带有角 度的切断线。具体实施例方式本专利技术的特征在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性铁芯，该磁性铁芯卷绕非晶质的磁性箔带而构成，其特征在于，上述磁性箔带每卷绕多次就填充有树脂。

【技术特征摘要】
JP 2009-10-22 2009-2432341.一种磁性铁芯，该磁性铁芯卷绕非晶质的磁性箔带而构成，其特征在于， 上述磁性箔带每卷绕多次就填充有树脂。2.如权利要求1所述的磁性铁芯，其特征在于，上述磁性箔带每卷绕多次就经由垫片 填充有上述树脂。3.如权利要求1所述的磁性铁芯，其特征在于，上述磁性铁芯由与上述磁性箔带每卷 绕多次就被填充的上述树脂相连成为一体的树脂覆盖。4.如权利要求1所述的磁性铁芯，其特征在于，上述磁性铁芯的相对于卷绕上述磁性 箔带的轴向垂直的面的剖面形状是圆、长圆、椭圆或者大致多边形。5.如权利要求1所述的磁性铁芯，其特征在于，以使铁芯占空因数为80%以上的方式， 上述磁性箔带每卷绕多次就填充有上述树脂。6.一种磁性铁芯，该磁性铁芯层积非晶质的磁性箔带而构成，其特征在于，上述磁性铁芯是切断如权利要求1所述的卷绕形状的磁性铁芯而得到的分割的磁性 铁芯，形状为大致六面体，切断面由上述磁性箔带的层积体和上述树脂的反复而构成，切断 面以外的面由上述树脂覆盖。7.如权利要求6所述的磁性铁芯，其特征在于，上述分割的磁性铁芯的构成上述切断 面的树脂与覆盖上述切断面以外的面的树脂相连成为一体。8.一种轴隙式旋转电机，该轴隙式旋转电机具备定子，其特征在于，上述定子的铁芯使用的是如...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎本裕治，王卓男，正木良三，板桥弘光，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，日立空调家用电器株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]