專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往公知有將方向性電磁鋼板用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子鐵心的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在該現(xiàn)有技術(shù)中，由磁軛鐵心和齒形構(gòu)件構(gòu)成定子的定子鐵心。磁軛鐵心是通過將從方向性電磁鋼板沖切的帶狀鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊而構(gòu)成的。在帶狀鋼板上形成有多個(gè)切口。為了抑制磁致伸縮所引起的效率惡化，帶狀鋼板在各切口部分彎曲。在磁軛鐵心上通過各切口形成多個(gè)嵌合槽。磁軛鐵心的易磁化方向與磁軛鐵心的周向一致。齒形構(gòu)件是通過從方向性電磁鋼板沖切帶狀鋼板且將該帶狀鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊而構(gòu)成的，該帶狀鋼板具有與通過橋部而被相互連接的多個(gè)齒形鐵心相對應(yīng)的形狀。為了抑制磁致伸縮所引起的效率惡化，齒形構(gòu)件所使用的帶狀鋼板在對應(yīng)于橋部的部分彎曲。而且， 齒形構(gòu)件所使用的帶狀鋼板通過使其長度方向?yàn)榕c方向性電磁鋼板的易磁化方向垂直的方向而從方向性電磁鋼板被沖切。各齒形鐵心的易磁化方向與齒形構(gòu)件的徑向一致。在如上構(gòu)成的各齒形鐵心上設(shè)置繞組后，通過使與橋部相反側(cè)的各齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合于磁軛鐵心的嵌合槽，而完成定子。專利文獻(xiàn)1 日本國特開平10-234159號公報(bào)在上述現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，對于磁軛鐵心在各切口部分使帶狀鋼板彎曲，對于齒形構(gòu)件在對應(yīng)于橋部的部分使帶狀鋼板彎曲，由此，試圖抑制磁致伸縮所引起的效率惡化。 但是，在各切口部分和對應(yīng)于橋部的部分產(chǎn)生磁致伸縮這一情況并沒有發(fā)生變化，由于該磁致伸縮而導(dǎo)致效率惡化。因此，存在如下課題，由于將方向性電磁鋼板使用于磁軛鐵心及齒形構(gòu)件而導(dǎo)致材料成本上升，效率還較差。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可抑制材料成本上升，并得到所希望的效率。本發(fā)明是為了解決上述課題而進(jìn)行的，本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，定子具備磁軛鐵心，將帶狀無方向性電磁鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊；及多個(gè)齒形鐵心，排列在磁軛鐵心的周向上，一個(gè)端部固定在磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)，另一個(gè)端部與轉(zhuǎn)子相對，各齒形鐵心由層疊了方向性電磁鋼板的構(gòu)件構(gòu)成， 且相互獨(dú)立。由于磁軛鐵心使用無方向性電磁鋼板而構(gòu)成，因此能夠抑制材料成本上升。而且， 由于各齒形鐵心使用方向性電磁鋼板而構(gòu)成，其易磁化方向與經(jīng)過各齒形鐵心中的磁通方向一致，因此鐵損變小，能夠在相同輸入下提高磁通密度，同時(shí)轉(zhuǎn)矩線性變好，可實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)矩。因此，能夠使效率提升。而且，由于磁軛鐵心使用無方向性電磁鋼板而構(gòu)成，因此即使彎曲成圓形并進(jìn)行層疊也不會產(chǎn)生磁致伸縮。而且，由于各齒形鐵心相互獨(dú)立而不存在橋部，因此也不會產(chǎn)生橋部上的磁致伸縮。如此，根據(jù)本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，能夠抑制材料成本上升并得到所希望的效率。而且，由于磁軛鐵心是通過將帶狀無方向性電磁鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊而構(gòu)成的，因此與層疊圓形無方向性電磁鋼板時(shí)相比成品率變高。另外，方向性電磁鋼板具有如下性質(zhì)，其易磁化方向僅集中在軋制方向上。因此， 很難增大方向性電磁鋼板的寬度(與易磁化方向垂直的方向的寬度)。但是，根據(jù)本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，各齒形鐵心相互獨(dú)立。因此，能夠在方向性電磁鋼板的易磁化方向(長度方向)上排列并沖切構(gòu)成各齒形鐵心的齒形鋼板。因此，即使是大型旋轉(zhuǎn)電機(jī)，也能夠容易地制造各齒形鐵心。另外，各齒形鐵心的一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄；及圓柱狀部，形成在錐部的磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺儒F部的磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成嵌合槽，其設(shè)置為與各齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合的形狀，各齒形鐵心的一個(gè)端部也可以通過分別與所對應(yīng)的嵌合槽嵌合而固定于磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。另外，各所述齒形鐵心的易磁化方向與所述磁軛鐵心的徑向一致。而且，本發(fā)明還面向旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于，包括第1工序，從無方向性電磁鋼板沖切帶狀鋼板；第2工序，將帶狀鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，形成定子的磁軛鐵心；第3工序，從方向性電磁鋼板沖切齒形鋼板；第4工序，通過反復(fù)進(jìn)行層疊齒形鋼板來形成1個(gè)定子的齒形鐵心的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的定子的齒形鐵心；及第5 工序，將各齒形鐵心的一個(gè)端部固定于磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。另外，各所述齒形鐵心的易磁化方向與所述磁軛鐵心的徑向一致。另外，在第3工序中，齒形鋼板也可以沿方向性電磁鋼板的易磁化方向被依次沖切。而且，各齒形鐵心的一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄；及圓柱狀部，形成在錐部的磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺儒F部的磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成有嵌合槽，其設(shè)置為與各齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合的形狀，在第5工序中，各齒形鐵心的一個(gè)端部也可以通過從磁軛鐵心的層疊方向上的端面分別插入所對應(yīng)的嵌合槽而固定于磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。而且，本發(fā)明還面向旋轉(zhuǎn)電機(jī)的其它制造方法，本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于，包括第1工序，從方向性電磁鋼板沖切齒形鋼板；第2工序，通過反復(fù)進(jìn)行層疊齒形鋼板來形成1個(gè)定子的齒形鐵心的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的定子的齒形鐵心；第3工序，將各齒形鐵心的一個(gè)端部固定在圓柱形或圓筒形夾具的外周上；第4工序，從無方向性電磁鋼板沖切帶狀鋼板；及第5工序，在將帶狀鋼板固定在一個(gè)端部被固定于夾具外周的各齒形鐵心的另一個(gè)端部上的同時(shí)彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，形成定子的磁軛鐵心。另外，各所述齒形鐵心的易磁化方向與所述磁軛鐵心的徑向一致。
固定在上述夾具外周上的各齒形鐵心的一個(gè)端部相當(dāng)于例如后述的圖1、圖4、圖 5、圖7、圖8等所示的各齒形鐵心22的另一個(gè)端部。另外，在第1工序中，齒形鋼板也可以沿方向性電磁鋼板的易磁化方向被依次沖切。而且，各齒形鐵心的另一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄；及圓柱狀部，形成在錐部的磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺儒F部的磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成有嵌合槽，其設(shè)置為與各齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的齒形鐵心的另一個(gè)端部嵌合的形狀，在第5工序中，帶狀鋼板也可以通過在形成于帶狀鋼板的嵌合槽上嵌合各齒形鐵心的另一個(gè)端部，而固定在各齒形鐵心的另一個(gè)端部上。固定在上述夾具外周上的各齒形鐵心的另一個(gè)端部相當(dāng)于例如后述的圖1、圖4、 圖5、圖7、圖8等所示的各齒形鐵心22的一個(gè)端部。而且，本發(fā)明還面向風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，本發(fā)明所涉及的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是具備具有轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，定子具有磁軛鐵心，將帶狀無方向性電磁鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊；及多個(gè)齒形鐵心，排列在磁軛鐵心的周向上，一個(gè)端部固定在磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)，另一個(gè)端部與轉(zhuǎn)子相對，各齒形鐵心由層疊了方向性電磁鋼板的構(gòu)件構(gòu)成，且相互獨(dú)立。另外，上述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)也可以具備塔架；機(jī)艙，設(shè)置于塔架；旋轉(zhuǎn)電機(jī)，設(shè)置于機(jī)艙；及風(fēng)車，直接或間接地連接于旋轉(zhuǎn)電機(jī)。另外，各所述齒形鐵心的一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向所述磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄；及圓柱狀部，形成在所述錐部的所述磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺人鲥F部的所述磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成嵌合槽，其設(shè)置為與各所述齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的所述齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合的形狀，各所述齒形鐵心的一個(gè)端部通過分別與所對應(yīng)的所述嵌合槽嵌合而固定于所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，可抑制材料成本上升，并得到所希望的效率。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖視圖。圖2是表示從無方向性電磁鋼板沖切構(gòu)成磁軛鐵心的帶狀鋼板的情況的圖。圖3是磁軛鐵心的立體圖。圖4是表示從方向性電磁鋼板沖切構(gòu)成齒形鐵心的齒形鋼板的情況的圖。圖5是齒形鐵心的立體圖。圖6是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造工序的一部分的圖。圖7是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造工序的一部分的圖。圖8是表示圖7所示的夾具的其它形狀的圖。圖9是表示具有增速齒輪和發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的概要的圖。圖10是表示省略了增速齒輪的直接傳動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的概要的圖。
符號說明1-轉(zhuǎn)子；11轉(zhuǎn)子鐵心；12-永久磁鐵；2-定子；21-磁軛鐵心；211-嵌合槽；22-齒形鐵心；221、411-錐部；222-圓柱狀部；23-繞組；3-無方向性電磁鋼板；31-帶狀鋼板； 311-切口 ；312-凹部；4-方向性電磁鋼板；41-齒形鋼板；412-圓形部；51、52_夾具；61、 71-塔架；62、72_機(jī)艙；63、73_發(fā)電機(jī)；64-增速齒輪；65、74_風(fēng)車；651、741_轉(zhuǎn)子輪轂； 652,742-葉片。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，對于相同構(gòu)成通過標(biāo)注相同符號來適當(dāng)省略重復(fù)說明。〈第1實(shí)施方式〉首先，對本發(fā)明第1實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的構(gòu)成進(jìn)行說明。圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的剖視圖。在圖1中，示出了從與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸方向垂直的方向切斷旋轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)的截面。圖1中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)具備轉(zhuǎn)子1和定子2。轉(zhuǎn)子1呈圓柱形，其外周隔著空隙被定子2包圍。轉(zhuǎn)子1具備轉(zhuǎn)子鐵心11和永久磁鐵12。永久磁鐵12設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心11的外周上。另外，轉(zhuǎn)子1的結(jié)構(gòu)不限定于圖1所示的結(jié)構(gòu)。也可以是將永久磁鐵12設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵心11內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，還可以是不使用永久磁鐵12的結(jié)構(gòu)。定子2具備定子鐵心，具有磁軛鐵心21及多個(gè)齒形鐵心22 ；及繞組23。如圖2所示，磁軛鐵心21是通過將從無方向性電磁鋼板3沖切的帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊而構(gòu)成的。具體為，通過分別準(zhǔn)備多個(gè)彎曲成圓形的1層帶狀鋼板31 并將它們層疊，或者將帶狀鋼板31彎曲成圓形螺旋狀并進(jìn)行層疊而構(gòu)成。圖2是表示從無方向性電磁鋼板3沖切構(gòu)成磁軛鐵心21的帶狀鋼板31的情況的圖。如圖2所示，在帶狀鋼板31上形成有多個(gè)切口 311，在對應(yīng)于各切口 311的位置上形成有凹部312。帶狀鋼板 31是將形成有各切口 311的一側(cè)配置于內(nèi)周側(cè)并彎曲成圓形。由此，如圖1所示，各切口 311形成設(shè)置在磁軛鐵心21內(nèi)周側(cè)的多個(gè)嵌合槽211。按照各齒形鐵心22的數(shù)量而設(shè)置各嵌合槽211。如圖3所示，各嵌合槽211的形狀為能夠與后述的齒形鐵心22的一個(gè)端部嵌合的形狀。圖3是磁軛鐵心21的立體圖，圖3中僅示出了磁軛鐵心21的一部分。另外， 各切口 311的形狀形成為在將帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊時(shí)，嵌合槽211成為圖3 所示的形狀。而且，凹部312的形狀為如下形狀，能夠在將帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊時(shí)使帶狀鋼板31的外周(也就是磁軛鐵心21的外周)呈圓形。如圖1所示，各齒形鐵心22相互獨(dú)立，排列在磁軛鐵心21的周向上。各齒形鐵心 22的一個(gè)端部與形成在磁軛鐵心21內(nèi)周側(cè)的嵌合槽211嵌合并被固定，另一個(gè)端部與轉(zhuǎn)子 1相對。各齒形鐵心22使用方向性電磁鋼板而構(gòu)成。如圖1的箭頭A所示，各齒形鐵心22 的易磁化方向與磁軛鐵心21的徑向一致。由此，能夠使經(jīng)過各齒形鐵心22中的磁通方向與各齒形鐵心22的易磁化方向一致。如圖4所示，齒形鐵心22是分別通過層疊從方向性電磁鋼板4沖切的齒形鋼板41 而構(gòu)成的。圖4是表示從方向性電磁鋼板4沖切構(gòu)成齒形鐵心22的齒形鋼板41的情況的圖。齒形鋼板41是沿箭頭B所示的方向性電磁鋼板4的易磁化方向而被依次沖切的。在齒形鋼板41的一個(gè)端部上形成有錐部411和圓形部412。錐部411的形狀為隨著朝向一個(gè)端部的頂端而寬度變窄的形狀。圓形部412設(shè)置在錐部411的寬度變窄的頂端，圓形部 412的寬度比錐部411的該頂端的寬度寬。通過層疊如此構(gòu)成的齒形鋼板41，如圖5所示，在各齒形鐵心22的一個(gè)端部上形成錐部221和圓柱狀部222。圖5是齒形鐵心22的立體圖。如圖5所示，錐部221呈周向?qū)挾入S著朝向一個(gè)端部的頂端(也就是磁軛鐵心21側(cè))而變窄的形狀。圓柱狀部222形成在錐部221的頂端側(cè)(也就是磁軛鐵心21側(cè))，圓柱狀部222的周向?qū)挾缺儒F部221頂端的周向?qū)挾葘?。另外，錐部221是通過層疊圖4所示的錐部411而形成的。圓柱狀部222 是通過層疊圖4所示的圓形部412而形成的。如圖3及圖5所示，各齒形鐵心22的一個(gè)端部和磁軛鐵心21的嵌合槽211呈可相互嵌合的形狀。繞組23設(shè)置在齒形鐵心22上。轉(zhuǎn)子1通過由繞組23所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場而旋轉(zhuǎn)。 繞組23的卷繞方法既可以是集中繞組方式，也可以是分布繞組方式。下面，對圖1所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法進(jìn)行說明。圖6是表示圖1所示的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造工序的一部分的圖。另外，圖6中按工序示出了從定子2的軸向觀察的俯視圖和側(cè)視圖。首先，從無方向性電磁鋼板3沖切帶狀鋼板31 (圖2)，將帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，形成磁軛鐵心21 (圖3、圖6)。而且，從方向性電磁鋼板4沖切齒形鋼板41 (圖 4)，通過反復(fù)進(jìn)行層疊齒形鋼板41來形成1個(gè)齒形鐵心22的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的齒形鐵心22 (圖5、圖6)。之后，如圖6所示，在各齒形鐵心22上插入繞組23，通過熱裝而將各齒形鐵心22 的一個(gè)端部插入嵌合槽211。從磁軛鐵心21層疊方向上的一個(gè)端面插入各齒形鐵心22的一個(gè)端部。此時(shí)，使各齒形鐵心22的易磁化方向A與磁軛鐵心21的徑向一致。由此，各齒形鐵心22的一個(gè)端部被固定在磁軛鐵心21的內(nèi)周側(cè)，完成定子2。另外，在圖6的例子中，雖然在將各齒形鐵心22的一個(gè)端部插入嵌合槽211之前， 在各齒形鐵心22上插入繞組23，但是不限定于此。也可以在將各齒形鐵心22的一個(gè)端部插入嵌合槽211之后，在各齒形鐵心22上設(shè)置繞組23。如上所述，在本實(shí)施方式中，磁軛鐵心21使用無方向性電磁鋼板3而構(gòu)成。因此， 能夠抑制材料成本上升。而且，各齒形鐵心22使用方向性電磁鋼板4而構(gòu)成，它們的易磁化方向與經(jīng)過各齒形鐵心22中的磁通方向一致。因此，鐵損變小，能夠在相同輸入下提高磁通密度，同時(shí)轉(zhuǎn)矩線性變好，能夠?qū)崿F(xiàn)高轉(zhuǎn)矩。其結(jié)果，能夠使效率提升。而且，由于磁軛鐵心21使用無方向性電磁鋼板3而構(gòu)成，因此即使彎曲成圓形并進(jìn)行層疊也不會產(chǎn)生磁致伸縮。而且，由于各齒形鐵心22相互獨(dú)立，在各齒形鐵心22上不存在上述現(xiàn)有技術(shù)中說明的橋部，因此也不會產(chǎn)生橋部上的磁致伸縮。如此，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，能夠抑制材料成本上升并得到所希望的效率。而且，在本實(shí)施方式中，磁軛鐵心21是通過將由無方向性電磁鋼板3形成的帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊而構(gòu)成的。因此，與層疊圓形無方向性電磁鋼板時(shí)相比，能夠削減未使用的鋼板，可提高成品率。而且，在本實(shí)施方式中，由于各齒形鐵心22相互獨(dú)立(也就是說未通過橋部進(jìn)行連接)，因此能夠沿方向性電磁鋼板4的易磁化方向依次沖切構(gòu)成齒形鐵心22的齒形鋼板41。在此，作為方向性電磁鋼板的一般性質(zhì)具有如下性質(zhì)，方向性電磁鋼板的易磁化方向僅集中在軋制方向上。因此，很難增大方向性電磁鋼板的寬度(與易磁化方向垂直的方向的寬度)。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，由于各齒形鐵心通過橋部而被相互連接，因此需要使用帶狀鋼板。此時(shí)，為了使各齒形鐵心的易磁化方向與磁軛鐵心的徑向一致，需要將帶狀鋼板的長度方向設(shè)定為與方向性電磁鋼板的易磁化方向垂直的方向。因此，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，很難制造帶狀鋼板的長度方向長度較長的大型旋轉(zhuǎn)電機(jī)。另一方面，在本實(shí)施方式中，如上所述， 能夠沿方向性電磁鋼板4的易磁化方向依次沖切齒形鋼板41。因此，即使是大型旋轉(zhuǎn)電機(jī)制造也較為容易。而且，在本實(shí)施方式中，在各齒形鐵心22的一個(gè)端部上形成周向?qū)挾缺儒F部221 的頂端寬的圓柱狀部222。由此，能夠防止各齒形鐵心22從磁軛鐵心21脫落。而且，在磁軛鐵心21上形成嵌合槽211，其具有可與圓柱狀部222嵌合的形狀，在構(gòu)成磁軛鐵心21的帶狀鋼板31上形成對應(yīng)于嵌合槽211的切口 311。也就是說，如図2所示，切口 311的凹部 312側(cè)的形狀呈大致橢圓形。由此，能夠在將帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊時(shí)減緩集中在切口 311上的應(yīng)力。而且，在本實(shí)施方式中，各齒形鐵心22相互獨(dú)立。因此，在各齒形鐵心22上作用有周向外力時(shí)，各齒形鐵心22的一個(gè)端部有可能會變形。對此，在本實(shí)施方式中，在各齒形鐵心22的一個(gè)端部上形成有圓柱狀部222。從圓柱狀部222的形狀來看，作用在圓柱狀部 222上的外力與不是圓柱形時(shí)相比發(fā)生分散。其結(jié)果，能夠抑制各齒形鐵心22的一個(gè)端部變形。而且，通過在各齒形鐵心22的一個(gè)端部上形成錐部221，可增大各齒形鐵心22的一個(gè)端部與嵌合槽211的接觸面積。由此，由于作用在各齒形鐵心22的一個(gè)端部上的外力分散于圓柱狀部222和錐部221，因此能夠進(jìn)一步抑制各齒形鐵心22的一個(gè)端部變形。<第2實(shí)施方式>在本實(shí)施方式中，對與第1實(shí)施方式不同的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法進(jìn)行說明。圖7 是表示第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造工序的一部分的圖。圖7中按工序示出了從定子2的軸向觀察的俯視圖和側(cè)視圖。另外，由于本實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的構(gòu)成與圖1所示的構(gòu)成相同，因此省略詳細(xì)說明。首先，從方向性電磁鋼板4沖切齒形鋼板41 (圖4)，通過反復(fù)進(jìn)行層疊齒形鋼板 41來形成1個(gè)齒形鐵心22的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的齒形鐵心22 (圖5、圖7)。之后，如圖7所示，準(zhǔn)備在外周側(cè)上設(shè)有突起的圓柱形或圓筒形夾具51。使各齒形鐵心22的另一個(gè)端部卡合在夾具51的突起上，將各齒形鐵心22的另一個(gè)端部固定在夾具 51的外周上。此時(shí)，使各齒形鐵心22的易磁化方向A與夾具51的徑向一致。之后，如圖7所示，在各齒形鐵心22上插入繞組23。之后，從無方向性電磁鋼板3沖切帶狀鋼板31 (圖2)。此后，如圖7所示，使帶狀鋼板31的各切口 311嵌合并固定于各齒形鐵心22的一個(gè)端部上，且將帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，形成磁軛鐵心21。此后，從各齒形鐵心22拆下夾具51，完成定子2。另外，在圖7的例子中，雖然在將各齒形鐵心22設(shè)置于夾具51的外周之后，在各齒形鐵心22上設(shè)置繞組23，但是不限定于此。也可以在形成磁軛鐵心21并從各齒形鐵心 22拆下夾具51之后，在各齒形鐵心22上設(shè)置繞組23。而且，夾具51的形狀不限定于圖7所示的形狀。例如，也可以是具有圖8所示的形狀的夾具52。圖8是表示夾具51的其它形狀的圖。圖8中按工序示出了從定子2的軸向觀察的俯視圖和側(cè)視圖。如圖8所示，夾具52的突起呈如下形狀，其前端向周向擴(kuò)大，能夠在其前端切實(shí)地把持各齒形鐵心22的另一個(gè)端部。在圖8中，首先，從方向性電磁鋼板4沖切齒形鋼板41 (圖4)，通過反復(fù)進(jìn)行層疊齒形鋼板41來形成1個(gè)齒形鐵心22的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的齒形鐵心22 (圖5、圖 8)。之后，如圖8所示，準(zhǔn)備設(shè)有前端向周向擴(kuò)大的突起的圓柱形或圓筒形夾具52。使各齒形鐵心22的另一個(gè)端部卡合在夾具52的突起上，將各齒形鐵心22的另一個(gè)端部固定在夾具52的外周上。由于接下來與圖7相同故省略其說明。如上所述，在本實(shí)施方式中，在將各齒形鐵心22設(shè)置于夾具51或夾具52的外周之后，形成磁軛鐵心21。因此，如第1實(shí)施方式所說明的那樣，與將各齒形鐵心22的一個(gè)端部插入嵌合槽211時(shí)相比，能夠提高由各齒形鐵心22的另一個(gè)端部形成的圓的圓度。其結(jié)果，能夠抑制產(chǎn)生基于該圓的圓度的齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、速度脈動(dòng)。而且，通過使用夾具 51或夾具52，制造變得容易。而且，由于使帶狀鋼板31的各切口 311嵌合并固定在各齒形鐵心22的一個(gè)端部上，且將帶狀鋼板31彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，因此不需要熱裝。另外，在上述第1及第2實(shí)施方式中，雖然對轉(zhuǎn)子1通過由繞組23產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場而旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)是電動(dòng)機(jī)的情況進(jìn)行了說明，但是并不限定于此。第1及第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)也可以是發(fā)電機(jī)。而且，第1及第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)可應(yīng)用于例如車輛等的電動(dòng)機(jī)、AC 伺服馬達(dá)等。而且，例如還能應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、車輛等的發(fā)電機(jī)。以下，參照圖9及圖 10，對將第1及第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的例子進(jìn)行說明。圖9是表示具有增速齒輪和發(fā)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的概要的圖。圖10是表示省略了增速齒輪的直接傳動(dòng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的概要的圖。圖9所示的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要具備塔架61、機(jī)艙62、發(fā)電機(jī)63、增速齒輪64、風(fēng)車 65。機(jī)艙62設(shè)置在塔架61上，在機(jī)艙62內(nèi)設(shè)置發(fā)電機(jī)63和增速齒輪64。發(fā)電機(jī)63是第 1及第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的任意一個(gè)。風(fēng)車65由轉(zhuǎn)子輪轂651和葉片652構(gòu)成，介由增速齒輪64與發(fā)電機(jī)63連接。風(fēng)車65的旋轉(zhuǎn)通過增速齒輪64增速后，傳遞給發(fā)電機(jī)63。圖10所示的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)主要具備塔架71、機(jī)艙72、發(fā)電機(jī)73、風(fēng)車74。機(jī)艙 72設(shè)置在塔架71上，在機(jī)艙72內(nèi)設(shè)置發(fā)電機(jī)73。發(fā)電機(jī)73是第1及第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的任意一個(gè)。風(fēng)車74由轉(zhuǎn)子輪轂741和葉片742構(gòu)成，與發(fā)電機(jī)73連接。在這種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，在其發(fā)電容量較大時(shí)(例如具有幾M[W]的發(fā)電容量時(shí))， 圖9及圖10所示的發(fā)電機(jī)63及73的任意一個(gè)也呈大型化。如果將上述第1及第2實(shí)施方式所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)應(yīng)用于這種大型發(fā)電機(jī)，則上述第1及第2實(shí)施方式的效果更為顯另外，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不局限于圖9及圖10所示的構(gòu)成，也可以是其它構(gòu)成。以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。但是，如果是所謂的本領(lǐng)域的技術(shù)人員， 則在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可根據(jù)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)變更，而且，還可以對上述實(shí)施方式和基于變更例的方法加以適當(dāng)組合利用。即，不用說即使是這種施以變更等的技術(shù)，也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述定子具備磁軛鐵心，將帶狀無方向性電磁鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊； 及多個(gè)齒形鐵心，排列在所述磁軛鐵心的周向上，一個(gè)端部固定在所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)，另一個(gè)端部與所述轉(zhuǎn)子相對，各所述齒形鐵心由層疊了方向性電磁鋼板的構(gòu)件構(gòu)成，且相互獨(dú)立。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 各所述齒形鐵心的一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向所述磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄； 及圓柱狀部，形成在所述錐部的所述磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺人鲥F部的所述磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成嵌合槽，其設(shè)置為與各所述齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的所述齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合的形狀，各所述齒形鐵心的一個(gè)端部通過分別與所對應(yīng)的所述嵌合槽嵌合而固定于所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于， 各所述齒形鐵心的易磁化方向與所述磁軛鐵心的徑向一致。
4.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于，包括第1工序，從無方向性電磁鋼板沖切帶狀鋼板；第2工序，將所述帶狀鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，形成所述定子的磁軛鐵心； 第3工序，從方向性電磁鋼板沖切齒形鋼板；第4工序，通過反復(fù)進(jìn)行層疊所述齒形鋼板來形成1個(gè)所述定子的齒形鐵心的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的所述定子的齒形鐵心；及第5工序，將各所述齒形鐵心的一個(gè)端部固定于所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于， 各所述齒形鐵心的易磁化方向與所述磁軛鐵心的徑向一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于，在所述第3工序中，所述齒形鋼板沿所述方向性電磁鋼板的易磁化方向被依次沖切。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于， 各所述齒形鐵心的一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向所述磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄； 及圓柱狀部，形成在所述錐部的所述磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺人鲥F部的所述磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘挘谒龃跑楄F心的內(nèi)周側(cè)形成有嵌合槽，其設(shè)置為與各所述齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的所述齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合的形狀，在所述第5工序中，各所述齒形鐵心的一個(gè)端部通過從所述磁軛鐵心的層疊方向上的端面分別插入所對應(yīng)的所述嵌合槽而固定于所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。
8.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于，包括第1工序，從方向性電磁鋼板沖切齒形鋼板；第2工序，通過反復(fù)進(jìn)行層疊所述齒形鋼板來形成1個(gè)所述定子的齒形鐵心的作業(yè)，而形成多個(gè)相互獨(dú)立的所述定子的齒形鐵心；第3工序，將各所述齒形鐵心的一個(gè)端部固定在圓柱形或圓筒形夾具的外周上； 第4工序，從無方向性電磁鋼板沖切帶狀鋼板；及第5工序，在將所述帶狀鋼板固定在一個(gè)端部被固定于所述夾具外周的各所述齒形鐵心的另一個(gè)端部上的同時(shí)彎曲成圓形并進(jìn)行層疊，形成所述定子的磁軛鐵心。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于， 各所述齒形鐵心的易磁化方向與所述磁軛鐵心的徑向一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于，在所述第1工序中，所述齒形鋼板沿所述方向性電磁鋼板的易磁化方向被依次沖切。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造方法，其特征在于， 各所述齒形鐵心的另一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向所述磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄； 及圓柱狀部，形成在所述錐部的所述磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺人鲥F部的所述磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成有嵌合槽，其設(shè)置為與各所述齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的所述齒形鐵心的另一個(gè)端部嵌合的形狀，在所述第5工序中，所述帶狀鋼板通過在形成于所述帶狀鋼板的所述嵌合槽上嵌合各所述齒形鐵心的另一個(gè)端部，而固定在各所述齒形鐵心的另一個(gè)端部上。
12.—種風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，是具備具有轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述定子具有磁軛鐵心，將帶狀無方向性電磁鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊； 及多個(gè)齒形鐵心，排列在所述磁軛鐵心的周向上，一個(gè)端部固定在所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)，另一個(gè)端部與所述轉(zhuǎn)子相對，各所述齒形鐵心由層疊了方向性電磁鋼板的構(gòu)件構(gòu)成，且相互獨(dú)立。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具備塔架；機(jī)艙，設(shè)置于所述塔架；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)，設(shè)置于所述機(jī)艙；及風(fēng)車，直接或間接地連接于所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 各所述齒形鐵心的一個(gè)端部具有錐部，周向?qū)挾入S著朝向所述磁軛鐵心側(cè)而從所述磁軛鐵心的內(nèi)周面開始變窄； 及圓柱狀部，形成在所述錐部的所述磁軛鐵心側(cè)，周向?qū)挾缺人鲥F部的所述磁軛鐵心側(cè)的頂端周向?qū)挾葘?，在所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)形成嵌合槽，其設(shè)置為與各所述齒形鐵心相對應(yīng)，具有可與所對應(yīng)的所述齒形鐵心的一個(gè)端部嵌合的形狀，各所述齒形鐵心的一個(gè)端部通過分別與所對應(yīng)的所述嵌合槽嵌合而固定于所述磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，可抑制材料成本上升，并得到所希望的效率。具體為，本發(fā)明所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)是具備轉(zhuǎn)子及包圍該轉(zhuǎn)子的定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，定子具備磁軛鐵心，將帶狀無方向性電磁鋼板彎曲成圓形并進(jìn)行層疊；及多個(gè)齒形鐵心，排列在磁軛鐵心的周向上，一個(gè)端部固定在磁軛鐵心的內(nèi)周側(cè)，另一個(gè)端部與轉(zhuǎn)子相對，各齒形鐵心由層疊了方向性電磁鋼板的構(gòu)件構(gòu)成，且相互獨(dú)立，各齒形鐵心的易磁化方向與磁軛鐵心的徑向一致。
文檔編號H02K1/14GK102255405SQ201010622448
公開日2011年11月23日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者宮本恭祐, 麻沼直岐 申請人:株式會社安川電機(jī)