JPWO2014102950A1 - Rotating electric machine - Google Patents
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Abstract
固定子(60)と回転子(50)とを有する回転電機において、固定子(60)を構成する固定子ティースは、鉄心(31)と、この鉄心(31)の周囲に配置される電線(33)と、両者の間に配置される絶縁体とを備え、鉄心(31)は、薄板状のアモルファス金属材料を一枚毎あるいは複数枚毎に異なる幅に形成された長方形平板状の薄板を積層することによって構成されている。固定子(60)に対し回転軸方向両側に設けられた回転子(50)には、固定子ティースと対向する位置にフェライト磁石(20)が設けられており、電線(33)としてアルミを母材とする電線を用いている。このような構造により、鉄心材料の変形や接着を必要とせず、鉄損が小さく高効率で、かつ低コストで製造可能な構造の鉄心を有する回転電機を提供する。In a rotating electrical machine having a stator (60) and a rotor (50), a stator tooth constituting the stator (60) includes an iron core (31) and an electric wire disposed around the iron core (31) ( 33) and an insulator disposed between them, and the iron core (31) is a thin plate-like amorphous metal material formed of a rectangular plate-like thin plate formed in different widths for each sheet or a plurality of sheets. It is configured by stacking. The rotor (50) provided on both sides in the rotation axis direction with respect to the stator (60) is provided with a ferrite magnet (20) at a position facing the stator teeth, and aluminum is used as the electric wire (33). The electric wire used as the material is used. With such a structure, there is provided a rotating electrical machine having an iron core having a structure that does not require deformation and adhesion of the iron core material, has a small iron loss, can be manufactured with high efficiency, and at low cost.
Description
本発明は、回転電機の構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a rotating electrical machine.
モータやオルタネータなどの回転電機は、回転子と、固定子と、それらを覆うハウジングなどから構成されている。回転電機を構成する部材のうち固定子は、軟磁性材料による鉄心と、鉄心に巻き付けられた電線と、鉄心と電線の間を絶縁する絶縁体などから構成されている。
固定子に生じる損失は鉄損と銅損に大別され、鉄損は鉄心となる軟磁性材料の特性や鉄心の形状により、銅損は電線の特性や形状により決まるため、回転電機では、こうした損失を低減することにより高効率化が可能となる。しかし、低損失の軟磁性材料や電線材料は高額であるため、回転電機の高効率化と低コスト化を両立するため、低コストの材料を採用しながらも高効率を得るという相反する課題が求められている。A rotating electrical machine such as a motor or an alternator is composed of a rotor, a stator, a housing that covers them, and the like. Of the members constituting the rotating electrical machine, the stator is composed of an iron core made of a soft magnetic material, an electric wire wound around the iron core, an insulator that insulates between the iron core and the electric wire, and the like.
Loss generated in the stator is roughly divided into iron loss and copper loss. Iron loss is determined by the characteristics of the soft magnetic material that forms the iron core and the shape of the iron core, and copper loss is determined by the characteristics and shape of the wire. High efficiency can be achieved by reducing the loss. However, since low-loss soft magnetic materials and wire materials are expensive, there is a conflicting problem of obtaining high efficiency while adopting low-cost materials in order to achieve both high efficiency and low cost of rotating electrical machines. It has been demanded.
ところで、軟磁性材料としては、電磁鋼板やアモルファス金属が広く用いられている。どちらも小さな鉄損特性を有しており、鉄心として用いることで高効率な回転電気の実現が可能である。しかし、電磁鋼板は圧延により薄板状に成形され、また、アモルファス金属は急冷によって非晶質体を形成させて薄い箔状に成形されるため、直接ブロック状に成形することができない。 By the way, electromagnetic steel sheets and amorphous metals are widely used as soft magnetic materials. Both have small iron loss characteristics, and high-efficiency rotating electricity can be realized by using the iron core. However, the electromagnetic steel sheet is formed into a thin plate shape by rolling, and the amorphous metal is formed into a thin foil shape by forming an amorphous body by rapid cooling, and thus cannot be directly formed into a block shape.
この問題を解決する方法として、かしめ用突起を設けた形状に打ち抜いた薄板状の鉄心片を積層してブロック状に成形した例が特許文献1により開示されている。特許文献1は、かしめ用突起を用いて鉄心片を整列積重させ、ブロック状に成形して鉄心を構成した回転電機に関するものであり、薄板状の鉄心片を鉄心として利用可能である。
As a method for solving this problem,
また、絶縁樹脂材料を挟んで中空円形状に巻き取った箔帯のアモルファス金属を円の法線方向に切断してブロック状に成形した例が特許文献2により開示されている。特許文献2に記載された回転電機においては、巻き取り及び切断により成形したアモルファス金属の鉄心の周囲に電線を巻き付けて構成した固定子ティースを、回転電機の回転方向に複数個配置することにより固定子を構成するものであり、これにより箔状のアモルファス金属を鉄心として利用することができる。
Further,
しかし、上記特許文献1及び2の方法では、軟磁性材料を変形させたことによる鉄損の増加が問題となる。一般にアモルファス金属材料等の軟磁性材料は変形が加えられた場合、材料内部に生じた残留応力が増加するほど鉄損が増加する性質を持つ。そのため、かしめにより積重された鉄心片や、巻き取って成形されたアモルファス金属に対して、焼鈍処理が一般的に行われる。
焼鈍処理されたアモルファス金属は弾性を失って脆性を示し、内部の残留応力が緩和される。しかし、焼鈍処理によっても内部の残留応力は完全に緩和させることができず、強磁性体を母材としたアモルファス金属の小さな鉄損特性を最大限に活用することができない。しかも、焼鈍処理には内部に磁界を発生させる特別な焼鈍炉が必要となり、製造コストが増加する。However, in the methods of
The annealed amorphous metal loses elasticity and becomes brittle, and the internal residual stress is relaxed. However, the internal residual stress cannot be completely relieved by the annealing treatment, and the small iron loss characteristics of the amorphous metal using the ferromagnetic material as a base material cannot be utilized to the maximum. In addition, the annealing process requires a special annealing furnace that generates a magnetic field inside, and the manufacturing cost increases.
また、上記特許文献1及び2の方法では鉄心片同士やアモルファス金属同士を固定するため、鉄心片間またはアモルファス金属間に接着層を設けたり、全体を樹脂や接着剤などで覆うなどの固定化処理が必要である。樹脂や接着剤などを有する鉄心の場合、製造コスト及び製造時間が増加し、さらには固定子ティース全体の体積に対する軟磁性材料の割合が小さくなるために回転電機の効率が低下する。
Further, in the methods of
さらに、特許文献1に示される、かしめ用突起を設けた形状に打ち抜いた薄板状の鉄心片を積層してブロック状に成形された鉄心や、特許文献2に示される、巻き取り及び切断により成形したアモルファス金属の鉄心では、かしめ工程や、巻き取り部に形成される湾曲部及びその法線方向の切断に伴い、回転子に対向する端面に凹凸が発生し、平面性にばらつきが発生しやすい。このため、固定子−回転子間の設計上の間隙を大きく確保しないと、両者が干渉するおそれがあるため、出力特性を悪化させる原因となっていた。
アモルファス金属を変形させずに、また、アモルファス金属の層間に介在物を存在させることなく、しかも、平面性の高い端面を備えた、ブロック状の鉄心を構成することができれば、アモルファス金属の鉄損特性を最大限に活かした回転電機を得ることができる。Further, a thin iron core piece punched into a shape provided with caulking protrusions as shown in
If a block-like iron core with a flat end face can be formed without deforming the amorphous metal, without inclusions between the layers of the amorphous metal, and with a flat core, the iron loss of the amorphous metal A rotating electrical machine that maximizes the characteristics can be obtained.
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであって、変形や接着を必要とせずに、材料、製造工程の低コストを図りながらも、鉄心として使用するアモルファス金属の低鉄損特性を最大限に活かし、高効率の回転電機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and has low iron loss characteristics of an amorphous metal used as an iron core while reducing the cost of materials and manufacturing processes without requiring deformation or adhesion. The objective is to provide a high-efficiency rotating electrical machine that takes full advantage of
上記課題を解決する第1の発明に関わる回転電機は、固定子と回転子とを有する回転電機において、前記固定子を構成する固定子ティースは、鉄心と、前記鉄心の周囲に配置される電線と、前記鉄心と前記電線の間に配置される絶縁体とを備え、前記鉄心は、薄板状のアモルファス金属材料を一枚毎あるいは複数枚毎に異なる幅に形成された長方形平板状の薄板を積層することによって構成され、前記回転子には、前記固定子ティースと対向する位置にフェライト磁石が設けられており、前記回転子は前記固定子に対して回転軸方向の両側に設けられ、前記電線としてアルミを母材とする電線を用いている。 A rotating electrical machine according to a first aspect of the present invention for solving the above problems is a rotating electrical machine having a stator and a rotor, wherein the stator teeth constituting the stator are an iron core and an electric wire arranged around the iron core. And an insulator disposed between the iron core and the electric wire, the iron core comprising a thin plate-like amorphous metal material formed in a rectangular flat plate shape having a different width for each sheet or a plurality of sheets. The rotor is provided with a ferrite magnet at a position facing the stator teeth, and the rotor is provided on both sides in the rotation axis direction with respect to the stator. An electric wire using aluminum as a base material is used as the electric wire.
さらに、前記鉄心の周囲に配置される電線により構成される固定子コイルは3相を有し、各相を、少なくとも2つの並列回路を有するデルタ結線で接続した。 Furthermore, the stator coil comprised by the electric wire arrange | positioned around the said iron core has three phases, and each phase was connected by the delta connection which has at least 2 parallel circuit.
本発明によれば、短冊平板状に切断した複数枚のアモルファス金属材料を積層して鉄心を構成し、その周囲を絶縁体及び電線で覆うことにより、変形や接着を必要とせずに固定子ティースを製造することができ、固定子ティースと対向する回転子側の磁石としてフェライト磁石を採用しても、鉄損の小さく高効率な固定子構造を低コストで得ることができる。 According to the present invention, a plurality of amorphous metal materials cut into strip flat plates are laminated to form an iron core, and the periphery thereof is covered with an insulator and an electric wire, so that the stator teeth can be formed without requiring deformation or adhesion. Even if a ferrite magnet is used as the rotor-side magnet facing the stator teeth, a highly efficient stator structure with small iron loss can be obtained at low cost.
以下、本発明の実施例について、アキシャルギャップ型の回転電機を例にとって図面を参照しながら説明するが、短冊平板状のアモルファス金属を積層して形成される鉄心が使用されたモータであればアキシャルギャップ型に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking an axial gap type rotating electric machine as an example with reference to the drawings. However, if the motor uses an iron core formed by laminating strip-shaped amorphous metal, an axial is used. It is not limited to the gap type.
図1を用いて、本実施例に係る鉄心及び固定子ティースを用いたアキシャルギャップ型の回転電機10の全体構造を説明する。
図1において、アキシャルギャップ型回転電機10は、リアブラケット81a、後述する固定子60を覆う円筒状のハウジング80、フロントブラケット81bにより構成される筺体を具備している。
回転子50の回転軸70は、リアブラケット81aの内周部に配置される軸受13aと、フロントブラケット81bの内周部に配置される軸受13bとによって回転可能に支持されている。The overall structure of an axial gap type rotating
In FIG. 1, the axial gap type rotating
The rotating
回転軸70の中央付近には、回転軸70に接触しない程度の最小限の間隙を介して固定子60が配置される。固定子60には電線(導体コイル)33と、この電線33が巻回された鉄心31と絶縁体32とによって構成される固定子ティース30が、回転軸70を囲むように周方向に並べた上で、合成樹脂によってモールド成型することにより樹脂モールド部85として一体化されている。
固定子ティース30は、後述する構造例1〜構造例4のいずれかの構造を採用している。
なお、図1では鉄心31と電線33との間に絶縁体32を設けているが、この間の絶縁性が確保できれば、必ずしも設ける必要はない。In the vicinity of the center of the
The
In FIG. 1, the
アモルファス金属材料からなる薄板を積層してなる鉄心31は、その回転軸方向における両端面がそれぞれ、この固定子60に対して回転軸方向の両側に設けられた回転子のフェライト製の永久磁石20と対向するように配置されている。合成樹脂によって一体化された鉄心31と電線33とは、ハウジング12の内周部に固定される。
固定子60に対して軸方向に所定の空隙を介して回転子50が回転軸70に固定されている。回転子50は鉄、電磁鋼板、圧紛磁心、アモルファス金属、パーメンジュールなどの軟磁性材料で構成されるバックコア25と、バックコア25の軸方向表面または内部に周方向に配置された、フェライト磁石製の永久磁石20と、バックコア25と永久磁石20を支持する円盤状の支持部材21によって構成されている。The
The
この実施例では、回転子50は回転軸70の軸方向において固定子60の両側に対向するように設けられている。
支持部材21は回転軸70に固定されて、回転子50の回転を回転軸70に伝えるものであり、支持部材21と回転軸70は固定する際にはキー溝75を入れておくと位置決めが容易となり、しかも、支持部材21が周方向に移動するのを規制することができる。この他にスプライン等を用いて、支持部材21と回転軸70を結合してもよい。In this embodiment, the
The
一方、周方向に配置されたフェライト磁石製の永久磁石20は、各々の極の向きが隣合うよう配置され、軸方向の固定子側向きとその反対向きが交互になるように配置されている。
永久磁石20がバックコア25の表面に貼り付けで固定されている場合、組立は簡単であるが、永久磁石20をバックコア25の表面に貼り付けているだけなので、支持部材21の回転によって生じる遠心力に対して永久磁石20が飛散するのを防止する必要がある。On the other hand, the
When the
このため、一般には永久磁石20の内周側と外周側を、支持部材21によって移動しないように覆って飛散防止を行っている。また、永久磁石20がバックコア25の内部に収納された場合、永久磁石20をバックコア25の軸方向から挿入するものとし、内周側と外周側がバックコア25の収納壁で覆われるように配置する。このとき、永久磁石20はバックコア25よりも軸方向で見て、固定子60側に近いように配置される。
永久磁石20がバックコア25の内部に挿入された場合には、支持部材21の回転によって生じる遠心力に対する永久磁石20の飛散を防止するとともに、突極比の関係からリラクタンストルクを利用することも可能となる。For this reason, generally, the inner peripheral side and the outer peripheral side of the
When the
電線33としては、銅線、アルミを母材とする線材等を用いることができるが、本実施例では、低コストで加工性のよいアルミ導線を採用している。
回転子50を、回転軸70の軸方向において固定子60の両側に対向するように配置し、鉄心31として、後述するアモルファス金属を母材とした薄板状軟磁性材料の積層体を用いることにより、回転電機の高効率化を図っている。
これにより、永久磁石20として希土類磁石ではないフェライト磁石を用いても、回転電機の大型化を招くことなく、高出力化を実現することができる。As the
The
Thereby, even if it uses the ferrite magnet which is not a rare earth magnet as the
また電線33としてアルミ導線を用いると、銅線を用いる場合と比べて発熱による銅損が問題となる。しかし、鉄心31としてアモルファス金属材料を母材とする薄板状の軟磁性材料の積層体を用いることによって、回転電機の高効率化を図ることができるので、同じ出力を得るのに要する電流値を抑制することができる。
Moreover, when an aluminum conducting wire is used as the
ところで、固定子ティース30において、電線33により形成される巻線部と回転電機の効率の関係は、一般に、巻線部の体積、すなわち、巻線部の回転軸70に直交する断面積とその軸方向の長さの積を、巻線1本当たりの抵抗率で除した値が同じであれば、同一の効率を得ることができる。
すなわち、電線33として、抵抗率の高いアルミ導線を用いて、抵抗率の低い銅線と同等の効率を維持しようとする場合には、巻線部の体積を、銅線で構成する場合より大きくすることで、導線1本当たりの抵抗率で除した値を同一の値に確保する必要がある。By the way, in the
That is, when the
具体的には、アルミニウムの抵抗率は銅の約1.6倍であるから、銅の巻線で構成する場合と同等の効率を確保するためには、軸方向の長さを同一とした場合、アルミ導線の直径を銅の場合に比べて約1.3倍太い線とした上で、巻き数を同じ値にする必要がある。
前述した回転電機の構成である、アモルファス金属材料からなる薄板状軟磁性材料を積層してなる固定子鉄心を具備するアキシャルギャップモータにおいては、薄板状磁性材料の切断工程で、その寸法を調整することにより、固定子鉄心の軸方向長を延長することで、巻き線を実装する領域を大きくすることができる。Specifically, since the resistivity of aluminum is about 1.6 times that of copper, in order to ensure the same efficiency as the case where it is composed of copper windings, the axial length is the same. The diameter of the aluminum conductor wire should be about 1.3 times thicker than that of copper, and the number of turns must be the same.
In the axial gap motor having a stator core formed by laminating thin plate-like soft magnetic materials made of an amorphous metal material, which is the structure of the rotating electric machine described above, the dimensions are adjusted in the cutting process of the thin plate-like magnetic material. Thereby, the area | region which mounts a winding can be enlarged by extending the axial direction length of a stator core.
このため、断面積で1.6倍になったアルミ導線を実装するために、軸方向には1.6倍とすることで、アルミニウムの導線を用いた場合でも高効率を維持することができる。
このとき鉄心の体積は1.6倍と大きくなるため、その分は鉄心で発生する損失である鉄損が増加するが、鉄心を構成する薄板状の軟磁性材料の母材が鉄損が非常に少ないアモルファス金属材料であるため、軸方向にボリュームが増加しても、その影響は限りなく小さい。これに対し、電磁鋼板など、他の材料を用いる場合には、アルミニウム導線とすることによる鉄損の増加は無視できないものとなる。For this reason, in order to mount an aluminum conducting wire having a cross-sectional area of 1.6 times, by making the axial direction 1.6 times, high efficiency can be maintained even when an aluminum conducting wire is used. .
At this time, the volume of the iron core increases to 1.6 times, so that the iron loss, which is a loss generated in the iron core, increases, but the base material of the thin plate-like soft magnetic material constituting the iron core has an extremely high iron loss. Therefore, even if the volume increases in the axial direction, the effect is extremely small. On the other hand, when other materials such as electromagnetic steel sheets are used, an increase in iron loss due to the use of aluminum conductors cannot be ignored.
なお、回転電機の仕様変更を容易にするため、軸方向からみた鉄心の外形を同一とし、銅の巻線を巻回することを前提にして設計する場合も想定される。
この場合、銅線の径を太くして、例えば、極端な例としてφ3mm径の電線が1段巻きなどになっているような設計を行うと、アルミ導線の場合は、上述のように1.3倍のφ3.9mmの線径になる。このため、φ3mmの銅線が1本しか配置できないスペースにφ3.9mmの径の線は配置できないことになり、設計変更が困難になる。
この問題を解決するためには、アルミ導線の線径を細くすることにより、銅線のどちらの設計でも、軸方向長だけの調整によって、アルミ導線からなる電線33により形成される巻線部の体積を調整できるようにすることにより、いずれの仕様にも対応できるようにしておく必要がある。In order to easily change the specifications of the rotating electrical machine, it may be assumed that the design is based on the assumption that the outer shape of the iron core viewed from the axial direction is the same and a copper winding is wound.
In this case, when the design is such that the diameter of the copper wire is increased and, for example, an electric wire having a diameter of 3 mm is wound in one step as an extreme example, in the case of an aluminum conductor, 1. The wire diameter is 3 times as large as φ3.9 mm. For this reason, a wire having a diameter of φ3.9 mm cannot be arranged in a space where only one copper wire of φ3 mm can be arranged, and the design change becomes difficult.
In order to solve this problem, by reducing the diameter of the aluminum conductor, in any design of the copper wire, by adjusting only the axial length, the winding portion formed by the
しかし、線径を細くすると、抵抗率が増大するため、コイルの端子間の電圧が高くなるよう設計とする必要がある。ひとつのコイルの端子間電圧は、結線の方法によって異なる。3相モータの場合には、スター結線とデルタ結線が一般的に用いられる。
スター結線では、一相のコイルが直列につながるため、一相あたりの電圧は、モータの定格電圧の半分となる。そして、一相に複数個のコイルがある場合には、ひとつのコイルあたりの電圧は、定格電圧の半分を一相コイルの数で除した値となるため、非常に小さくなる。However, since the resistivity increases when the wire diameter is reduced, it is necessary to design the voltage between the terminals of the coil to be higher. The voltage between terminals of one coil differs depending on the connection method. In the case of a three-phase motor, star connection and delta connection are generally used.
In star connection, one-phase coils are connected in series, so the voltage per phase is half of the rated voltage of the motor. When there are a plurality of coils in one phase, the voltage per coil is very small because it is a value obtained by dividing half of the rated voltage by the number of single-phase coils.
これに対し、デルタ結線では、1相のコイルに定格電圧が直接負荷されるため、スター結線よりも高い電圧を印加することができる。さらに、一相コイルが複数ある場合、これらを並列接続することで、ひとつのコイルの端子間の電圧を大きくする設計ができるため、アルミ導線を使用する設計の場合には、2並列や4並列のデルタ結線を採用することが好適である。 On the other hand, in the delta connection, the rated voltage is directly loaded on the one-phase coil, so that a voltage higher than that of the star connection can be applied. Furthermore, when there are a plurality of one-phase coils, the voltage between terminals of one coil can be designed to be increased by connecting them in parallel. It is preferable to adopt the delta connection.
また、本実施例のように、アキシャルギャップモータの場合には、コイルの表面に対向する磁石の面積を大きく取ることができ、磁石の磁束によるコイル内の渦電流損失の発生なども低減することができるため、線径をできる限り細くしておくことが効率を向上する観点で重要である。 In addition, in the case of the axial gap motor as in this embodiment, the area of the magnet facing the coil surface can be increased, and the occurrence of eddy current loss in the coil due to the magnetic flux of the magnet can be reduced. Therefore, it is important to make the wire diameter as thin as possible from the viewpoint of improving efficiency.
したがって、回転子50を回転軸70の軸方向において固定子60の両側に設け、回転子50にフェライト磁石製の永久磁石20を配置した構造によっても、アモルファス金属材料の薄板状軟磁性材料を積層してなる鉄心31とアルミ導線33とを用いて高出力の回転電機を実現できる。
Therefore, even if the
図2〜4、6〜8を用いて、本発明の回転電機に採用する、アモルファス金属材料を用いた鉄心及び固定子ティースの構造、及びその製造方法の具体例を説明する。なお、図5は、本発明で採用する鉄心と対比するため、かしめ用突起を有する鉄心の参考図である。
図2は、本発明による、アモルファス金属からなる軟磁性材料を用いたアキシャルギャップ型の回転電機の中心軸方向断面図を示す。なお、図2は、固定子60の上面に回転子50を対向させたシングルロータ型の回転電機10への適用例を示している
アキシャルギャップ型の回転電機10は、フェライト磁石製の永久磁石20が円板状の部材21上に円周方向に複数個配置された回転子50と、鉄心31が含まれた固定子ティース30が円周方向に複数個配置された固定子60と、回転子50と固定子60とを同心円上に配置するための回転軸70と、それらを格納するハウジング80とを有している。2 to 4 and 6 to 8, a specific example of the structure of the iron core and the stator teeth using the amorphous metal material, which is employed in the rotating electrical machine of the present invention, and the manufacturing method thereof will be described. FIG. 5 is a reference diagram of an iron core having caulking projections for comparison with the iron core employed in the present invention.
FIG. 2 is a sectional view in the central axis direction of an axial gap type rotating electrical machine using a soft magnetic material made of amorphous metal according to the present invention. FIG. 2 shows an application example to the single rotor type rotating
固定子ティース30は、図3に示されるように、その外周に巻き付けられる電線33に通電することにより励磁され、永久磁石20と固定子ティース30との間に引力を生じさせ、異なる固定子ティース30を連続して励磁させることにより回転子50と固定子60の間に回転運動を発現させる。固定子60は、複数個の固定子ティース30により構成されるため、各固定子ティース30には個別にブロック状の鉄心31が設けられる。
As shown in FIG. 3, the
図3は、固定子ティース30の構造について説明した図である。固定子ティース30は、鉄心31と、絶縁体32と、電線33とを有している。絶縁体32は、鉄心31と電線33との絶縁を確保するために鉄心31の周囲に配置され、絶縁体32の周囲には電線33が巻き付けられている。絶縁体32には、1枚ないし複数枚の絶縁紙や厚さ1mm以下の薄板状の樹脂材などが用いられ、電線33には、銅やアルミなどを母材とした断面略円形または断面略矩形の線材が用いられる。
FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of the
図4は、固定子に採用する固定子の構造例1における鉄心について説明した図である。
鉄心31は、アモルファス金属材料を母材とした薄板状軟磁性材料の積層構造体1からなり、この積層構造体1は、薄板状軟磁性材料を、長さL、任意の幅Bの長方形平板状に個々に切断されたものを1枚ずつ積層してもよいが、この実施例では、同一の長さL、幅Bを有する長方形平板状薄板を複数枚重ねることにより略直方体の軟磁性材料ブロック2とし、幅Bの異なる軟磁性材料ブロック2をさらに所定の個数積層することにより構成されている。
個々の長方形平板状薄板は、薄板状アモルファス金属材料に曲げなどの変形が発生しないよう、1枚あるいは複数枚毎に、剪断機等を用いて切断されるもので、複数枚同時に切断する場合にも、切断に伴って破断面に発生する残留応力が鉄損に影響を与えないよう、アモルファス金属材料の厚さや使用する切断機に応じて枚数を制限している。
このように、鉄心31を、幅Bの異なる軟磁性材料ブロック2を積層してなる積層構造体1とすることにより、個々の長方形平板状薄板に切断する際、軟磁性材料を変形させることなく略円形、略多角形、または略楕円形などの任意の断面形状にすることが可能である。FIG. 4 is a diagram for explaining the iron core in the structural example 1 of the stator employed in the stator.
The
Individual rectangular flat thin plates are cut using a shearing machine, etc., one by one or multiple pieces so that deformation such as bending does not occur in the thin plate-like amorphous metal material. However, the number of sheets is limited according to the thickness of the amorphous metal material and the cutting machine used so that residual stress generated on the fractured surface due to cutting does not affect the iron loss.
Thus, by making the
前述のように、鉄心31が電線33に通電することで発生した磁束により励磁される際、鉄心31の内部で発生する渦電流や、鉄心31の加工時に生じた歪による残留応力などを原因として励磁が妨げられて損失となり、回転電機の効率が低下する。
例えば、図5の参考図に示すように、鉄心片をかしめて製造された鉄心31の場合は、アモルファス金属材料の積層構造体1のかしめ部に歪が生じて損失が大きくなってしまう。
これに対し、本構造例のように、長方形平板状薄板を複数枚重ねた略直方体の軟磁性材料ブロックを積層して得られた鉄心31では、個々の長方形平板状薄板に加工する際に破断面に生じる歪が小さいため、かしめにより製造された鉄心31に比べ損失を小さくすることが可能である。
また、図5の参考例で示すような、かしめ用突起を有する鉄心では、軟磁性材料を打ち抜き加工により成形するため端材が多く発生するのに対し、本発明における鉄心では軟磁性材料であるアモルファス金属材料を個々に長方形平板状に切断加工して成形するため、端材の発生量が少なく、軟磁性材料の使用量削減及び部材費のコスト削減の効果も期待できる。As described above, when the
For example, as shown in the reference diagram of FIG. 5, in the case of the
On the other hand, as in this structural example, the
Further, in the iron core having the caulking projections as shown in the reference example of FIG. 5, the soft magnetic material is formed by stamping, so that many end materials are generated, whereas the iron core in the present invention is a soft magnetic material. Since the amorphous metal material is individually cut and formed into a rectangular flat plate shape, the amount of scrap material generated is small, and the effects of reducing the amount of soft magnetic material used and reducing the cost of parts can be expected.
なお、アモルファス金属材料ブロック2を積層する方向は一方向に限らず、この実施例のように、アキシャルギャップ型の回転電機においては軸方向と概略90度を成す方向に、一方、ラジアルギャップ型の回転電機においては半径方向と概略90度を成す方向である限り、積層方向は変更可能である。
一例として、アキシャルギャップ型の回転電機において断面略台形状の鉄心を製造する場合では、図6Aのように断面略台形状の上底及び下底に垂直な方向、図6Bのように断面略台形状の上底及び下底に平行な方向、または図6Cのように断面略台形状の斜辺に平行な方向などが積層方向として挙げられる。The direction in which the amorphous metal material blocks 2 are stacked is not limited to one direction. In the axial gap type rotating electrical machine, as in this embodiment, the axial gap direction is approximately 90 degrees. In the rotating electrical machine, the stacking direction can be changed as long as the direction is approximately 90 degrees with the radial direction.
As an example, in the case of manufacturing an iron core having a substantially trapezoidal cross section in an axial gap type rotating electrical machine, a direction perpendicular to the upper and lower bases of the substantially trapezoidal cross section as shown in FIG. The direction parallel to the upper and lower bases of the shape, or the direction parallel to the hypotenuse having a substantially trapezoidal cross section as shown in FIG.
図7A、Bは、鉄心の角部に略R形状を設けた場合の固定子ティースの構造例2について説明した図である。図7Aのように鉄心31の角部36が鋭角な略台形状である場合、電線33の許容曲げ半径よりも鉄心31の角部36が鋭角であるときは、電線33と絶縁体32及び鉄心31との間に隙間が生じることがある。電線33が角部36に沿って曲げられない場合、電線33と絶縁体32及び鉄心31との間の隙間によって固定子ティース30全体の体積に対する鉄心31の割合が小さくなり、損失が増加する恐れがある。
また、絶縁紙を材料とした絶縁体32で鉄心31を覆う場合には、角部36が鋭角であるために絶縁体32が破損する恐れもある。このとき、積層するアモルファス金属材料ブロック2の厚さや幅Bを調節することで、図7Bのように角部36が略R形状となるように積層することにより、絶縁体32への負荷を軽減して破損を防止し、かつ電線33を角部36に沿って曲げられ、電線33と絶縁体32及び鉄心31との間の隙間が小さくなり、鉄心が密に配置されて損失の小さな固定子ティース30を得ることができる。7A and 7B are diagrams illustrating a structural example 2 of the stator teeth when a substantially R shape is provided at the corner of the iron core. 7A, when the
Further, when the
図8は、固定子に採用する固定子ティースの構造例3について説明したものであり、特に、アモルファス金属材料ブロック2の厚さを変えた場合における鉄心構造を示す図である。
アモルファス金属材料ブロック2の厚さTは、厚さの異なるアモルファス金属材料を切断する、アモルファス金属材料を複数枚重ねて切断する、もしくは同じ幅Bで複数回切断したものを積層することにより変更することが可能である。アモルファス金属材料ブロック2を積層して鉄心31を構成する際、アモルファス金属材料ブロック2の厚さTは必ずしも一定である必要はない。
一例として、断面略台形状の鉄心において、図8のように略台形状の上底及び下底付近のみ厚さTの薄いアモルファス金属材料ブロック2aとすることにより、アモルファス金属材料ブロック2の端面で形成される角部36の略R形状と絶縁体32との接触面が滑らかになり、絶縁体32への負荷を軽減して破損を防止することができる。
また、略台形状の上底及び下底付近以外を厚さTの厚いアモルファス金属材料ブロック2bとすることにより、同じ長さ、幅のアモルファス金属材料を多数準備してアモルファス金属材料ブロック2bを成形することができ、製造時間の短縮も可能となる。もちろん、各軟磁性材料ブロック2を形成する際、積層する薄板状軟磁性材料の幅Bを、一枚毎微少に変化させ、より滑らかなR形状を形成するようにしてもよい。FIG. 8 is a diagram for explaining a structural example 3 of the stator teeth employed in the stator, and is a diagram showing an iron core structure when the thickness of the amorphous
The thickness T of the amorphous
As an example, in an iron core having a substantially trapezoidal cross section, an amorphous
In addition, by forming the amorphous
図9は、凹部を備えた絶縁体を用いた場合における固定子ティースの構造例4について説明した図である。
絶縁体32は、厚さ1mm以下の薄板状の絶縁材料で構成されており、鉄心31の外周形状に合わせた凹部を備えた下側絶縁体32aと、下側絶縁体32aの上端開口を封止する上側絶縁体32bとから構成されている。なお、下側絶縁体32a、上側絶縁体32bは、ともに合成樹脂等により成型されたものである。
このような絶縁体32を用いた場合、長方形平板状のアモルファス金属材料を1枚ないし複数枚重ねて任意の幅Bに切断した軟磁性材料ブロック2は、下側絶縁体32aの凹部内部に順に積層され、上側絶縁体32bにより鉄心31の上部が覆われるが、その際上側絶縁体32bの裏面が最上部のアモルファス金属材料ブロック2上面に緊密に接触するようにしている。
このように、下側絶縁体32a及び上側絶縁体32bで鉄心31の周囲が覆われることによりアモルファス金属材料同士の接着を必要とせず鉄心31を固定することができるため、ハンドリングしやすくなり、電線33を巻き付けることが容易となる。また、角部37の外側にR形状を有する下側絶縁体32a及び上側絶縁体32bを用いることにより、電線33を角部37に沿って曲げられ、電線33と両絶縁体32a、32bとの間の隙間が小さくなり、鉄心が密に配置され、損失の小さな固定子ティース30を得ることができる。FIG. 9 is a diagram for explaining a structural example 4 of the stator teeth when an insulator having a recess is used.
The
When such an
Thus, since the periphery of the
図10は、鉄心31の外周形状に合わせた断面略台形状の中空部を有する絶縁体32を用いた際の固定子ティースの構造例5を説明した図である。
このような絶縁体32を用いた場合、任意の幅Bに切断したアモルファス金属材料ブロック2が積層されて任意の断面形状を有する鉄心31が、積層方向上部及び下部において、溝98に挿入された細い爪あるいは棒状部材等からなる把持器により把持され、絶縁体32に中空部に挿入されることにより鉄心31が固定される。
このように中空部を有する絶縁体32を用いることにより、鉄心31が固定されてハンドリングしやすくなり、電線33を巻き付けることが容易となるとともに、鉄心31を覆う絶縁体32が1つの部品で構成されているため、部材コストを削減することも可能となる。FIG. 10 is a diagram for explaining a structural example 5 of the stator teeth when the
When such an
By using the
図11〜13を用いて、本発明の実施例で採用するアモルファス金属材料を用いた鉄心及び固定子ティースの製造方法について説明する。
図11は、図8及び図9において説明した構造例3、4の固定子ティースの製造方法を示すフロー図である。
(ステップ11)
固定子ティース30の形状に合わせて、下底側が短い略台形状の凹部を有する型に絶縁体32を設置する。
この場合絶縁体32として絶縁紙を使用する場合、固定子ティース30の全周を覆うことのできる絶縁紙を、型の凹部に沿って1枚ないし複数枚を敷き、一方、図9に示されるような凹部を備えた合成樹脂等からなる絶縁体32を用いる場合は、これを型に合わせて設置するだけでよい。
(ステップ12)
長方形平板状のアモルファス金属材料を1枚ないし複数枚重ねて任意の幅Bに切断して形成されたアモルファス金属材料ブロック2を型の凹部に設置した絶縁体32上に設置する。
(ステップ13)
幅Bの異なるアモルファス金属材料ブロック2を絶縁体32上に設置したアモルファス金属材料ブロック2上に積層する。
(ステップ14)
アモルファス金属材料が所定の枚数を積層されているかを判定する。
積層されている枚数が所定の枚数より少ない場合、所定の枚数になるまでステップ13を繰り返し、鉄心31が形成される。
(ステップ15)
絶縁体32で鉄心31の上部を覆い鉄心31を固定する。
なお鉄心31の固定は、絶縁体32を粘着テープや接着剤などを用いて接着したり、図9に示されるような凹部を備えた合成樹脂等からなる絶縁体32を用いた場合には、はんだ付けやTIG溶接などによる溶接、また下側絶縁体32aの上端及び上側絶縁体32bの下端に設けた嵌合部による結合などの方法により、両絶縁体32a、32bを結合させることで得られる。
(ステップ16)
絶縁体32の周囲に電線33を巻き付ける。
以上の工程により、長方形平板状のアモルファス金属材料を用いた固定子ティース30を製造することができる。The manufacturing method of the iron core and stator teeth using the amorphous metal material employ | adopted by the Example of this invention is demonstrated using FIGS.
FIG. 11 is a flowchart showing a method for manufacturing the stator teeth of Structural Examples 3 and 4 described in FIGS. 8 and 9.
(Step 11)
According to the shape of the
In this case, when an insulating paper is used as the
(Step 12)
An amorphous
(Step 13)
The amorphous
(Step 14)
It is determined whether a predetermined number of amorphous metal materials are laminated.
If the number of stacked sheets is less than the predetermined number,
(Step 15)
The upper part of the
Note that the
(Step 16)
An
Through the above steps, the
図12は、図10において説明した構造例5の固定子ティースの製造方法を示すフロー図である。
(ステップ21)
下底側が短い略台形状の凹部及び凹部下底側に1個ないし複数個の溝部を有する型の凹部に、長方形平板状のアモルファス金属材料を1枚ないし複数枚重ねて任意の幅Bに切断して形成したアモルファス金属材料ブロック2を設置する。
(ステップ22)
幅Bの異なるアモルファス金属材料ブロック2を絶縁体32上に設置した軟磁性材料ブロック2上に積層する。
(ステップ23)
アモルファス金属材料が所定の枚数を積層されているかを判定する。
(ステップ24)
積層されている枚数が所定の枚数より少ない場合、所定の枚数になるまで第2の工程を繰り返し、鉄心31が形成される。第4に、下面に1個ないし複数個の溝部を有する押圧板にて鉄心31の上部を押さえ込む。
(ステップ25)
第5に、型及び押圧板の溝部に細い爪あるいは棒状部材等からなる把持器を挿入し、鉄心31を把持する。
(ステップ26)
中空の絶縁体32に設けられた溝部98に爪を通して鉄心31を中空の絶縁体32に挿入する。
(ステップ27)
第7に、絶縁体32の周囲に電線33を巻き付ける。
以上の工程により、長方形平板状のアモルファス金属材料を用いた固定子ティース30を製造することができる。12 is a flowchart showing a method for manufacturing the stator teeth of Structural Example 5 described in FIG.
(Step 21)
One or more rectangular flat plate-shaped amorphous metal materials are stacked and cut to an arbitrary width B in a substantially trapezoidal recess having a short bottom and a recess having one or more grooves on the bottom of the recess. The amorphous
(Step 22)
The amorphous
(Step 23)
It is determined whether a predetermined number of amorphous metal materials are laminated.
(Step 24)
When the number of stacked layers is less than the predetermined number, the second step is repeated until the predetermined number is reached, and the
(Step 25)
Fifth, a gripper made of a thin claw or a rod-like member is inserted into the groove of the mold and the pressing plate, and the
(Step 26)
The
(Step 27)
Seventh, the
Through the above steps, the
図13は、図10において説明した構造例5の鉄心及び固定子ティースの製造方法の他の例を示すフロー図である。
(ステップ31)
下底側が短い略台形状の凹部及び凹部下底側に1個ないし複数個の溝部を有する型の凹部に、長方形平板状のアモルファス金属材料を1枚ないし複数枚重ねて任意の幅Bに切断して形成した軟磁性材料ブロック2を設置する
(ステップ37)
ステップ31と並行して、中空の絶縁体32の周囲に電線33を巻き付ける。
(ステップ32)
幅Bの異なるアモルファス金属材料ブロック2を型上に設置したアモルファス金属材料ブロック2上に積層する。
(ステップ33)
アモルファス金属材料が所定の枚数を積層されているかを判定する。
積層されている枚数が所定の枚数より少ない場合、所定の枚数になるまでステップ32を繰り返し、鉄心31が形成される。
(ステップ34)
下面に1個ないし複数個の溝部を有する押圧板にて鉄心31の上部を押さえ込む。
(ステップ35)
型及び押圧板の溝部に細い爪あるいは棒状部材等からなる把持器を挿入し鉄心31を把持する。
(ステップ36)
中空の絶縁体32に設けられた溝部98に爪を通して鉄心31を中空の絶縁体32に挿入する。
このように、図13に示す製造方法で固定子ティースを製造することにより、鉄心31の成形と電線33の巻き付けを平行して行うことができ、製造時間を短縮することが可能となる。FIG. 13 is a flowchart showing another example of the manufacturing method of the iron core and stator teeth of Structural Example 5 described in FIG. 10.
(Step 31)
One or more rectangular flat plate-shaped amorphous metal materials are stacked and cut to an arbitrary width B in a substantially trapezoidal recess having a short bottom and a recess having one or more grooves on the bottom of the recess. The soft
In parallel with
(Step 32)
The amorphous
(Step 33)
It is determined whether a predetermined number of amorphous metal materials are laminated.
If the number of stacked layers is less than the predetermined number,
(Step 34)
The upper part of the
(Step 35)
A gripper made of a thin claw or a rod-like member is inserted into the groove of the mold and the pressing plate to grip the
(Step 36)
The
Thus, by manufacturing the stator teeth by the manufacturing method shown in FIG. 13, the
以上説明した実施例によれば、長方形平板状に切断した1枚ないし複数枚の軟磁性材料から成るアモルファス金属材料ブロック2を積層して鉄心31を構成することにより、変形や接着を必要とせずに鉄心を製造することができ、鉄損の小さな鉄心を有する固定子を低コストで得ることができる。
According to the embodiment described above, by forming the
図14を用いて、本発明のアモルファス金属材料を用いた鉄心及び固定子ティースの構造例6について説明する。
図14は、本構造例の固定子ティースについて説明した図である。
固定子ティース30においては、鉄心31の周囲に、絶縁性の被膜34が形成された電線33が直接巻き付けられることにより固定される。なお、電線33には、アルミを母材とした断面略円形または断面略矩形の線材が用いられる。A structural example 6 of the iron core and stator teeth using the amorphous metal material of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating the stator teeth of this structural example.
In the
図15A、Bは、鉄心の角部に略R形状を設けた場合の固定子ティースの構造例7について説明した図である。
鉄心31は、構造例1〜6と同様に、アモルファス金属材料を母材とした軟磁性材料からなる、長さLの薄板状のアモルファス金属材料が長方形平板状に任意の幅Bで切断され、それを曲げなどの変形を生じさせずに1枚ないし複数枚重ねて構成された略直方体のアモルファス金属材料ブロック31を1個ないし複数個積層することにより構成されている。
鉄心31は、幅Bの異なるアモルファス金属材料31を積層することにより、アモルファス金属材料を変形させることなく略円形、略多角形、または略楕円形などの任意の断面形状にすることが可能である。FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating a structural example 7 of the stator teeth when a substantially R shape is provided at the corner of the iron core.
As with the structural examples 1 to 6, the
The
本構造例の場合、絶縁性の被膜34が形成された電線33により、幅Bの異なるアモルファス金属材料ブロック31を積層してなる鉄心31を固定するため、図6Aで説明したように、図15Aのように鉄心31の角部36が鋭角な略台形状である場合、電線33の許容曲げ半径よりも鉄心31の角部36が鋭角であるときは、電線33と鉄心31との間に隙間が生じる可能性が高い。
電線33が角部36に沿って曲げられない場合、電線33と鉄心31との間の隙間によって固定子ティース30全体の体積に対する鉄心31の割合が小さくなり、損失が増加する恐れがある。また、角部36が鋭角であるために絶縁性の被覆34が破損するおそれもある。In the case of this structural example, the
When the
そこで、積層するアモルファス金属材料ブロック2の幅Bを調節することで、図15Bに示すように角部36が略R形状となるように積層することにより、絶縁性の被膜34への負荷を軽減して破損を防止し、かつ電線33を角部36に沿って曲げられ、電線33と鉄心31との間の隙間が小さくなり、鉄心が密に配置されて損失の小さな固定子ティース30を得ることができる。
Therefore, by adjusting the width B of the amorphous
図16は、図14において説明した構造例6の固定子ティースの製造方法を示すフロー図である。
(ステップ41)
下底側が短い略台形状の凹部及び凹部下底側に1個ないし複数個の溝部を有する型の凹部に、長方形平板状のアモルファス金属材料を1枚ないし複数枚重ねて任意の幅Bに切断して形成したアモルファス金属材料ブロック2を設置する。
(ステップ42)
幅Bの異なるアモルファス金属材料ブロック2を絶縁体32上に設置したアモルファス金属材料ブロック2上に積層する。
(ステップ43)
第3に、アモルファス金属材料が所定の枚数を積層されているかを判定する。
積層されている枚数が所定の枚数より少ない場合、所定の枚数になるまでステップ42を繰り返し、鉄心31が形成される。
(ステップ44)
下面に1個ないし複数個の溝部を有する押圧板にて鉄心31の上部を押さえ込む。
(ステップ45)
型及び押圧板の溝部に、細い爪あるいは棒状部材等からなる把持器を挿入し鉄心31の積層状態がくずれないよう押さえ込んで把持した状態で押圧板を外し、型から鉄心31を抜き出す。
(ステップ46)
その状態のまま、鉄心31の周囲に電線33を巻き付け、鉄心31を固定後、保持器を引き抜く。
このように、図16に示す製造方法で固定子ティースを製造することにより、鉄心31が電線33で固定された長方形平板状のアモルファス金属材料を用いた固定子ティース30を製造することができる。
以上説明した実施例によれば、長方形平板状に切断した1枚ないし複数枚の軟磁性材料から成るアモルファス金属材料ブロック2を積層して鉄心31を構成することにより、変形や接着を必要とせずに鉄心を製造することができ、鉄損の小さな鉄心を有する固定子を低コストで得ることができる。FIG. 16 is a flowchart showing a method for manufacturing the stator teeth of Structural Example 6 described in FIG.
(Step 41)
One or more rectangular flat plate-shaped amorphous metal materials are stacked and cut to an arbitrary width B in a substantially trapezoidal recess having a short bottom and a recess having one or more grooves on the bottom of the recess. The amorphous
(Step 42)
The amorphous
(Step 43)
Third, it is determined whether a predetermined number of amorphous metal materials are laminated.
If the number of stacked sheets is less than the predetermined number, step 42 is repeated until the predetermined number is reached, and the
(Step 44)
The upper part of the
(Step 45)
A gripper made of a thin claw or a rod-like member is inserted into the groove portion of the mold and the pressing plate, and the pressing plate is removed while pressing and gripping so that the laminated state of the
(Step 46)
In this state, the
Thus, by manufacturing the stator teeth by the manufacturing method shown in FIG. 16, the
According to the embodiment described above, by forming the
以上、本発明について実施形態に基づき具体的に説明したが、個別に説明した数種の発明を組み合わせて使用することも可能である。また、アキシャルギャップ型の回転電機の場合の例を用いて説明したが、鉄心の断面形状は任意に変更できるため、ラジアルギャップ型の回転電機においても同様の効果を得ることができる。すなわち、本発明は前記発明の実施形態に限定されるものではなく、長方形平板状のアモルファス金属材料を積層して鉄心とした固定子ティースを有する回転電機において、その要旨を逸脱しない範囲において変更可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention has been specifically described based on the embodiment, but several kinds of individually described inventions can be used in combination. Further, although the description has been given using the example of the axial gap type rotating electrical machine, since the cross-sectional shape of the iron core can be arbitrarily changed, the same effect can be obtained also in the radial gap type rotating electrical machine. In other words, the present invention is not limited to the embodiment of the present invention, and can be changed without departing from the gist of the rotating electric machine having a stator tooth formed by laminating an amorphous metal material having a rectangular flat plate shape as an iron core. Needless to say.
1・・・アモルファス金属材料
2・・・アモルファス金属材料ブロック
10・・・アキシャルギャップ型の回転電機
20・・・フェライト製の磁石
21・・・円盤状の支持部材
30・・・固定子ティース
50・・・回転子
60・・・固定子
70・・・回転軸
80・・・ハウジング
98・・・絶縁体の溝部
31・・・固定子ティースの鉄心
32・・・固定子ティースの絶縁体
33・・・固定子ティースの電線
34・・・電線の絶縁性の被膜
36・・・固定子ティースの鉄心の角部
37・・・固定子ティースの絶縁体の角部
L・・・アモルファス金属材料及びアモルファス金属材料ブロックの長さ
B・・・アモルファス金属材料及びアモルファス金属材料ブロックの幅
T・・・アモルファス金属材料及びアモルファス金属材料ブロックの厚さ
DESCRIPTION OF
上記課題を解決する第1の発明に関わる回転電機は、固定子と回転子とを有する回転電機において、前記固定子を構成する固定子ティースは、鉄心と、前記鉄心の周囲に配置される電線と、前記鉄心と前記電線の間に配置される絶縁体とを備え、前記鉄心は、薄板状のアモルファス金属材料を一枚毎あるいは複数枚毎に異なる幅に形成された長方形平板状の薄板を用いて、角部に略R形状が形成されるように積層された構成であり、前記回転子には、前記固定子ティースと対向する位置にフェライト磁石が設けられており、前記回転子は前記固定子に対して回転軸方向の両側に設けられ、前記電線としてアルミを母材とする電線を用いている。 A rotating electrical machine according to a first aspect of the present invention for solving the above problems is a rotating electrical machine having a stator and a rotor, wherein the stator teeth constituting the stator are an iron core and an electric wire arranged around the iron core. And an insulator disposed between the iron core and the electric wire, the iron core comprising a thin plate-like amorphous metal material formed in a rectangular flat plate shape having a different width for each sheet or a plurality of sheets. used a stacked configured substantially R-shaped in the corner portion is formed in the rotor, the are ferrite magnets are provided on the stator teeth and the opposing positions, the rotor is the An electric wire using aluminum as a base material is used as the electric wire provided on both sides in the rotation axis direction with respect to the stator.
Claims (14)
前記固定子を構成する固定子ティースは、鉄心と、前記鉄心の周囲に配置される電線と、前記鉄心と前記電線の間に配置される絶縁体とを備え、
前記鉄心は、薄板状のアモルファス金属材料を一枚毎あるいは複数枚毎に異なる幅に形成された長方形平板状の薄板を積層することによって構成され、
前記回転子には、前記固定子ティースと対向する位置にフェライト磁石が設けられており、
前記回転子は前記固定子に対して回転軸方向の両側に設けられ、前記鉄心の周囲に配置される電線としてアルミを母材とする電線を用いていることを特徴とする回転電機。In a rotating electrical machine having a stator and a rotor,
The stator teeth constituting the stator include an iron core, an electric wire arranged around the iron core, and an insulator arranged between the iron core and the electric wire,
The iron core is configured by laminating a thin plate of a rectangular flat plate formed with a different width for each sheet or a plurality of sheets of a thin plate-like amorphous metal material,
The rotor is provided with a ferrite magnet at a position facing the stator teeth,
The rotor is provided on both sides in the rotation axis direction with respect to the stator, and an electric wire using aluminum as a base material is used as an electric wire arranged around the iron core.
前記鉄心は、幅の異なる前記ブロックを複数個積層することにより構成されていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。A single block is formed by laminating a plurality of the thin plates having the same width,
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the iron core is configured by stacking a plurality of the blocks having different widths.
前記鉄心が前記下部絶縁体と前記上部絶縁体とで覆われていることを特徴とする請求項11に記載の回転電機。The insulator is composed of a thin lower insulator having a concave cross-sectional shape matched to the outer peripheral shape of the iron core, and a thin plate-like upper insulator,
The rotating electrical machine according to claim 11, wherein the iron core is covered with the lower insulator and the upper insulator.
The rotating electrical machine according to claim 1, wherein the insulator is a thin insulator having a hollow portion matched with an outer peripheral shape of the iron core inside.
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