[發(fā)明專利]卷繞鐵心、電磁部件及其制造方法、以及電磁設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210035255.2
• 申請(qǐng)日: 2012-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN102737804A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王卓男;榎本裕治;谷川茂穗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立金屬株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01F3/04
• 分類號(hào): H01F3/04;H01F41/02;H01F27/25;H02K1/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 雒運(yùn)樸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及卷繞鐵心、電磁部件及其制造方法、以及電磁設(shè)備，尤其是涉及能夠減少鐵心整體的鐵損的卷繞鐵心、電磁部件及其制造方法、以及電磁設(shè)備。

背景技術(shù)

從節(jié)能、輕量化和低成本化的觀點(diǎn)出發(fā)，在電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等的旋轉(zhuǎn)型或靜止型的電磁設(shè)備中，要求非常高的效率和輸出密度。其中為了提高效率，構(gòu)成鐵心的磁性薄帶或板越薄越好，通常使用的電磁鋼板的厚度從0.5mm減薄至0.1mm。而且，非晶質(zhì)金屬薄帶成為μm級(jí)的厚度。

當(dāng)減薄板或薄帶的厚度時(shí)，能夠減少作為鐵損的一種的渦流損耗。在渦電流的大小與鐵心的電阻之間存在如下的關(guān)系：電阻大的磁性材料不易流動(dòng)渦電流，因此渦電流所產(chǎn)生的損耗低。而且，磁性材料的薄帶(或板)的電阻與其長(zhǎng)度和厚度相關(guān)。薄帶越短，電阻越大。而且越薄，電阻越大。因此，為了形成為低鐵損鐵心，最廣泛地采用將鋼板的板層疊而成的鐵心。

然而，對(duì)于薄的薄帶，難以適用沖裁加工或?qū)盈B等加工方法。其理由是，當(dāng)薄帶較薄時(shí)，用于制作相同尺寸的鐵心的加工次數(shù)增多，因此成本增加。而且，大部分的薄帶容易受到外部應(yīng)力的影響，因此在機(jī)械加工后，需要退火等后處理。而且，非常難以制造。

關(guān)于從非晶合金的薄帶制造卷繞鐵心的情況，在專利文獻(xiàn)1中，使用了卷繞連續(xù)的非晶帶而成的鐵心。

在專利文獻(xiàn)2中，記載了“在帶狀的非晶金屬間夾持絕緣物”、“在定子鐵心具有狹縫”、“卷繞的帶狀的非晶金屬沿徑向被切斷”有利于減少渦流損耗的情況。

在專利文獻(xiàn)3中記載了變壓器用非晶鐵心。記載了“將非晶質(zhì)磁性合金薄帶層疊規(guī)定張數(shù)，且將其分別按照所需要的長(zhǎng)度尺寸依次切斷而形成多個(gè)長(zhǎng)度尺寸不同的單位鐵心原板，將所述單位鐵心原板層疊成所需要數(shù)目的階梯狀而形成1塊的鐵心原體組，將這些鐵心原體組按塊對(duì)接接合，且將所述鐵心原體組的對(duì)接接合部依次錯(cuò)開的搭接階梯接縫(over?step?lap)接合方式和階梯接縫(step?lap)接合方式進(jìn)行組合·接合而形成1圈切割方式的卷繞鐵心”。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本特開2008-136348號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)2】日本特開2009-284578號(hào)公報(bào)

【專利文獻(xiàn)3】日本特開2000-173831號(hào)公報(bào)

如以上所述，關(guān)于從非晶合金的薄帶制造卷繞鐵心的方法，已知有多種。

在此，鐵心的鐵損包括渦流損耗和磁滯損耗這兩種。其中，磁滯損耗通過退火能夠減少。相對(duì)于此，渦流損耗與渦電流流動(dòng)的路線、磁場(chǎng)強(qiáng)度等要素相關(guān)，處于非晶帶越長(zhǎng)而渦流損耗越大的關(guān)系。

因此，專利文獻(xiàn)1的卷繞非晶帶而成的非晶鐵心雖然容易制造，但存在渦流損耗大的問題。尤其是適用于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械時(shí)，鐵損變得非常大。

在專利文獻(xiàn)2的減少渦流損耗的方法中，為了對(duì)連續(xù)的非晶帶卷繞而成的鐵心的渦電流路線進(jìn)行切割而采用狹縫加工，因此需要用于防止剝離的模制。因此，鐵心的制作工序需要卷繞非晶帶的作業(yè)、退火成形作業(yè)、樹脂模制作業(yè)及狹縫加工作業(yè)。

在專利文獻(xiàn)2所公開的方法中，制造工序多，且沒有切斷非晶鐵心的容易方法，鐵心的制造成本高。而且，在對(duì)非晶鐵心進(jìn)行了模制和狹縫加工后，鐵心內(nèi)部作用有應(yīng)力，因此磁滯損耗增加。而且，在鐵心的中心殘留有卷繞夾具用的孔，因此適用于電動(dòng)機(jī)時(shí)的空間的利用率下降。

專利文獻(xiàn)3所公開的發(fā)明也與專利文獻(xiàn)2同樣地存在切斷非晶層疊體的情況。由于非晶合金非常硬，因此當(dāng)切斷由非晶合金構(gòu)成的塊時(shí)，夾具快速消耗，切斷時(shí)間長(zhǎng)，因此成本變得非常高。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)以上情況，在本發(fā)明中，其目的在于提供一種能夠形成低鐵損、低成本的由磁性薄帶構(gòu)成的卷繞鐵心、電磁部件及其制造方法、以及電磁設(shè)備。

為了解決上述課題，本發(fā)明的卷繞鐵心將具有磁性的薄帶沿軸向卷繞而構(gòu)成，其中，在軸向端部面的所述薄帶的各處形成有切口部，并且切口部配置在卷繞鐵心徑向的隨機(jī)的方向上。

另外，切口部是在與所述薄帶的長(zhǎng)度方向正交的方向上形成的切斷部位。

另外，軸向端部面形成為梯形。

為了解決上述課題，本發(fā)明的電磁部件，將具有磁性的薄帶沿軸向卷繞而構(gòu)成卷繞鐵心，在該卷繞鐵心的徑向外周絕緣地卷繞線圈而成，其中，在卷繞鐵心的軸向端部面的薄帶的各處形成有切口部，并且切口部配置在鐵心徑向的隨機(jī)的方向上。

另外，將多個(gè)梯形電磁部件以其上底部彼此和下底部彼此隔著絕緣物的方式相鄰配置多個(gè)，形成環(huán)狀的結(jié)構(gòu)物，并將該結(jié)構(gòu)物模制而構(gòu)成。