(57)【要約】アキシャルギャップ回転電機の積層コアの積厚を管理する。回転軸方向に磁束面を有する柱体形状からなる積層コアと、コアの径方向外周に配置するコイルと、コアとコイルの間に配置する概略筒形状のボビンとからなる複数のコアメンバが、回転軸心を中心に環状に配置してなるステータと、前記磁束面と前記回転軸方向に所定のギャップを介して面対向する少なくとも１つのロータとを備えるアキシャルギャップ回転電機であって、前記ボビンが、前記コアの径方向外周と対向する内筒を有し、前記内筒の少なくとも一部の内径が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となるものであり、前記積層コアの径方向外周面と接触するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸方向に磁束面を有する柱体形状からなる積層コアと、コアの径方向外周に配置するコイルと、コアとコイルの間に配置する概略筒形状のボビンとからなる複数のコアメンバが、回転軸心を中心に環状に配置してなるステータと、前記磁束面と前記回転軸方向に所定のギャップを介して面対向する少なくとも１つのロータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、
前記コアの径方向外周と対向する内筒を有し、
前記内筒の少なくとも一部の内径が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となるものであり、前記積層コアの径方向外周面と接触するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項２】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記少なくとも一部の内径が、前記積層コアの積層方向で対向する部分で、前記回転軸方向に沿って徐々に小となるものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項３】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記内筒の一方開口の開口径と、他方開口の開口径とが異なるものであり、
前記積層コアが、開口径が大である開口から小である開口に向かって前記内筒に配置するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項４】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記内筒の一方開口径と、他方開口の開口径とが異なるものであり、
前記積層コアが、開口径が小である開口から大である開口に向かって前記内筒に配置するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項５】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、絶縁性の高分子からなるものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項６】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記積層コアを構成する積層体が、磁性体の箔体又は板状部材であるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項７】
請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記積層コアの径方向断面が、軸心側よりも外周側の回転方向幅が大となる部分を含むものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項８】
回転軸方向に磁束面を有する柱体形状からなる積層コアと、コアの径方向外周に配置するコイルと、コアとコイルの間に配置する概略筒形状のボビンとからなる複数のコアメンバが、回転軸心を中心に環状に配置してなるステータと、前記磁束面と前記回転軸方向に所定のギャップを介して面対向する少なくとも１つのロータとを備えるアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、
前記コアの径方向外周と対向する内筒を有し、
前記内筒の一部が回転軸方向に沿ったテーパ形状であるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項９】
請求項８に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記テーパ形状が、前記積層コアの積層方向で対向する部分であるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１０】
請求項８に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記内筒の一方開口の開口径と、他方開口の開口径とが異なるものであり、
前記積層コアが、開口径が大である開口から小である開口に向かって前記内筒に配置するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１１】
請求項８に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記内筒の一方開口径と、他方開口の開口径とが異なるものであり、
前記積層コアが、開口径が小である開口から大である開口に向かって前記内筒に配置するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１２】
請求項８に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記ボビンが、絶縁性の高分子からなるものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１３】
請求項８に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記積層コアを構成する積層体が、磁性体の箔体又は板状部材であるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１４】
請求項８に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
前記積層コアの径方向断面が、軸心側よりも外周側の回転方向幅が大となる部分を含むものであるアキシャルギャップ型回転電機。
【請求項１５】
磁性体の積層部材が積層してなり、上面及び底面が積層方向断面となる柱体形状を有するコアの径方向外周と対向する内筒を有する回転電機固定子用ボビンであって、
前記内筒の少なくとも一部の内径が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となるものであり、前記積層コアの径方向外周面と接触するものである回転電機固定子用ボビン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機及び回転電機固定子用ボビンに係り、ステータに積層コアを用いるアキシャルギャップ型回転電機及び回転電機固定子用ボビンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステータとロータの磁束面が回転軸方向に対向するアキシャルギャップ型回転電機が知られている。アキシャルギャップ型回転電機は、例えば、インナーロータ型等のラジアルエアギャップ型回転電機に比べて回転軸方向の厚さを扁平にすることができるという１つの特徴を持ち、回転電機の小型化に資する技術として種々の機械分野に応用できるものである。【０００３】
アキシャルギャップ型回転電機のステータは、主にコア（鉄心等）、インシュレータ（ボビン）等の絶縁部材及びコイルからなるステータコアメンバを複数備える構成が一般的である。複数の独立したコアメンバを配置して１つのステータを得る構成や、コアは独立せずに一部がつながった連続体とし、コイルを施す複数の突起を形成し、これらに絶縁部材やコイルを設置する構成等種々の構成がある。コアの構成も、金属磁性部材の削り出しや圧粉コア或いは積層コア等、種々の構成が知られている。【０００４】
特許文献１はアキシャルギャップ型回転電機のステータコアを開示する。特許文献１では、矩形で幅が異なる複数の板状部材を積層してステータコアを得る技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、複数の板状部材や箔体片を積層してステータコアを得る場合、各板状部材等の板厚偏差を考慮する必要がある。即ち各部材の板厚寸法は必ずしも一定ではなく、一定枚数の積層によってステータコアを得るに際し、かかる板厚寸法の違いがステータコアの形状の個体差を招来する。このような傾向は、積層する板状部材が箔体のように薄く、積厚枚数が多くなる程発生しやすい場合もある。ステータコアの形状の個体差は性能や信頼性に著しく影響を及ぼすことから避けるべき課題である。【０００７】
また、積層コアの積率確保及び維持の面から、絶縁部材として樹脂等からなる概略筒状のボビンに積層コアを挿入する構成を取る場合がある。積層コアの外形や寸法がボビンの内筒形状や寸法と異なると、ボビンからの脱落や積率の低下ばかりではなく、積層コアの挿入時に内筒と接触する外側の板状部材が座屈やめくれを招来する虞があるなど製造上の課題もある。【０００８】
他方、回転電機では、適用先のアプリケーション機器の要求等によって、出力特性にバリエーションを持たせることもある。具体的には、ボビンにコアを配置した状態で、コアの軸方向一方端部側と、他方端部側とで積厚（占積率）を相違させることもある。【０００９】
積層コア挿入の作業性・生産性の向上、信頼性の確保及びコア積厚変更への柔軟な対応を可能とする技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、例えば、請求の範囲に記載の構成を適用する。即ち回転軸方向に磁束面を有する柱体形状からなる積層コアと、コアの径方向外周に配置するコイルと、コアとコイルの間に配置する概略筒形状のボビンとからなる複数のコアメンバが、回転軸心を中心に環状に配置してなるステータと、前記磁束面と前記回転軸方向に所定のギャップを介して面対向する少なくとも１つのロータとを備えるアキシャルギャップ回転電機であって、前記ボビンが、前記コアの径方向外周と対向する内筒を有し、前記内筒の少なくとも一部の内径が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となるものであり、前記積層コアの径方向外周面と接触する構成である。【００１１】
また、他の構成としては、回転軸方向に磁束面を有する柱体形状からなる積層コアと、コアの径方向外周に配置するコイルと、コアとコイルの間に配置する概略筒形状のボビンとからなる複数のコアメンバが、回転軸心を中心に環状に配置してなるステータと、前記磁束面と前記回転軸方向に所定のギャップを介して面対向する少なくとも１つのロータとを備えるアキシャルギャップ回転電機であって、前記ボビンが、前記コアの径方向外周と対向する内筒を有し、前記内筒の一部が回転軸方向に沿ったテーパ形状である構成である。【００１２】
更に、他の構成としては、磁性体の積層部材が積層してなり、上面及び底面が積層方向断面となる柱体形状を有するコアの径方向外周と対向する内筒を有する回転電機固定子用ボビンであって、前記内筒の少なくとも一部の内径が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となるものであり、前記積層コアの径方向外周面と接触する構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、積層体からなる積層コアの積厚偏差に対し、作業性・生産性・信頼性が向上し、更には、積層コアの積厚の管理に柔軟に対応することができる。
本発明の他の課題・構成・効果は、以下の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明を適用した実施例１によるアキシャルギャップ電動機の全体及び電機子構成を模式的に示す従断面図。
【図２】図２は、実施例１によるステータ、コアメンバ及びボビンの構成を示す模式図である。
【図３】図３は、実施例１によるコアの構成を示す模式図である。
【図４】図４は、実施例１によるボビンの構成を示す模式図である。
【図５】図５は、実施例１によるボビンにコアを挿入する種々の態様を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明を適用した実施例２によるボビンの構成を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明を適用した実施例３によるボビンの構成を示す模式図である。
【図８】図８は、本発明を適用した実施例４によるボビン及びコアの構成を示す模式図である。
【図９】図９は、実施例４によるボビン及びコアの挿入態様を示す模式図である。
【図１０】他の実施例のボビン及びコアの挿入態様を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１に、本発明を適用した実施例１によるアキシャルギャップ型電動機１（以下、単に「電動機１」という。）の構成を示す。なお、本実施例では電動機の例を説明するが、本発明は発電機にも適用することができる。図１（ａ）は、軸方向の部分縦断面を示し、（ｂ）は主に電機子構成の軸方向縦断面を模式的に表わした斜視図を示す。図１（ａ）で、電動機１は、概略円筒状のハウジング５内部に、ステータ２と、軸方向両側からステータ２を挟んで配置する２つのロータ３と、ステータ２中央の軸貫通領域を貫通して配置して、夫々のロータ３と共回りする回転軸４と、軸受を介して回転軸４と接続された出力側及び反出力側のエンドブラケット６と、反出力軸側のエンドブラケット６を貫通した回転軸４の端部に接続されて共回りする冷却ファン７と、冷却ファン７が生成する冷却風をハウジング５の外周側に軸方向に延伸する複数の冷却フィンに偏向案内するファンカバー８とを備える。【００１７】
図１（ｂ）に示すように、ステータ２は、回転軸心を中心として環状の形状を有し、回転軸方向に向けた磁束端面を有する。各ロータ３は、ステータ２の夫々の磁束端面と対向する磁石面を有し、出力軸側及び反出力軸側の夫々に１つ配置する。電動機１は、ステータ２とロータ３が、所定のギャップを介して磁束面が平面対向する２ロータ・１ステータ式の電機子構成を有する。なお、本発明はこれに限定するものではなく、１ステータ・１ロータ式、２ステータ・１ロータ式或いは複数のステータと複数のロータからなる構成など、種々の構成に適用することができる。【００１８】
ステータ２は、複数（本例では１２個）のコアメンバ９が、軸心方向を中心に環状に配置してなる。また、ステータ２は、隣接するコアメンバ９の回転方向の隙間と、径方向外周側と、軸心側（軸貫通領域側）の内周と、更には軸方向両端面の一部又は全部とを一体的に覆うモールド樹脂１０を有する。モールド樹脂１０は、樹脂成形型に、環状に配置した複数のコアメンバ６に樹脂を封入すること等によりモールドする。本実施例では、樹脂成形型の一部にハウジング５を使用し、モールド樹脂１０でステータ２をハウジング５内に固定するようにもなっている。また、モールド樹脂１０により、各コアメンバ９の配置強度確保及び絶縁性の確保を図っている。【００１９】
なお、別に樹脂モールドしたステータ２をハウジング５内に配置し、ボルト等で固定するようにしてもよい。更には、モールド樹脂を使用せず、複数のコアメンバ６を金属等の連結板やリング部材で固定し、その後、ハウジング５にボルト等で固定するようにしてもよい。【００２０】
図２に、ステータ２の構成を模式的に示す。図２（ａ）は、ステータ２の軸方向正面を示す（モールド樹脂１０は省略して示している。）。複数のコアメンバ９が、概略台形断面形状を有するコア１１の上底側を回転軸側に向けて環状に配置する。
図２（ｂ）に、コアメンバ９の斜視図を示す。コアメンバ９は、コア１１、ボビン１２及びコイル１３を有する。箔体や薄い金属板状部材からなる積層体であるコア１１が、筒状のボビン１２の内筒に（挿入）配置し、ボビン１２の外筒にコイル１３が配置（巻回し）する。１３ａはコイル１３の巻始め又は引出線である。  
図２（ｃ）に、ボビン１２の斜視図を示す。ボビン１２は、樹脂等の絶縁性の高分子からなる筒形状を有する。ボビン１２は、コア１１の外径と概略同程度の内径を有する筒部１２ａと、筒部１２ａの両開口の縁近傍からその開口の形状に沿ってボビン１２の径方向全周に所定幅延伸する鍔部１２ｂ及び１２ｃとを有する。筒部１２ａの内筒面１２ｅにコア１１の径方向外周が接触する。【００２１】
図３に、コア１１の構成を模式的に示す。図３（ａ）は、コア１１の斜視図である。コア１１は、積層断面が概略台形の形状を有する柱体形状を有する。図３（ｂ）は、コア１１の積層構成例を模式的に示す軸方向正面図である。コア１１は、積層板状部材としてアモルファス（非結晶）の磁性体箔体や薄板（例えば、０．２ｍｍ厚程度）が積層してなる。より詳細には、コア１１は、軸方向の長さは一定で、回転方向の幅が、軸心側から径方向外側に向かうにつれて１枚毎或いは所定枚数毎に徐々に拡大する箔体１１ａがコア１１の径方向に積層してなる。積層に際しては、例えばコア１１の上底及び斜辺の外周形状に沿った概略Ｖ字形状の積層型等に、幅が小の箔体から積層する等の方法がある。
本実施例ではアモルファスの箔体を適用するものとするが、本発明は、これに限定するものではなく、より厚みのある鋼板（例えば、１.０〜３.０ｍｍ程度或いはそれ以上）が積層してなる積層コアに適用しても効果が期待できるものである。
また、本実施例では、コア１１の軸方向端面（上面及び底面）が、軸心方向に向かって鉛直の断面とするが、本発明はこれに限定するものではなく、断面の軸心側或いは外周側が軸方向が、対向するロータ３側に突出又は凹む傾斜断面等で、対向するロータ３の磁石面もこれに応じた傾斜断面であり、軸径方向に斜めのギャップとなる構成にも適用できるものである。
また、本実施例ではコア１１の断面形状が、概略台形となる構成例を説明するが、図３（ｃ）に示す様に、径方向外周側（下底側）のみ箔体の幅が同一の部分を適用する構成（例えば、ホームベース型）であってもよいし、図３（ｄ）に示す様に、少なくとも軸心側（上底側）又は外周側（下底側）の一方付近のみ箔体の幅が変化する割合を変化させ、角部のエッジを無くす（ｒを付ける）構成であってもよい。更には、断面が扇型、円型或いは他の矩形であってもよい。【００２２】
次いで、本実施例の特徴の一つであるボビン１２を説明する。積層体からなるコア１１が、ボビン１２に挿入配置する構成の場合、ボビン１２の内筒とコア１１の間に隙間がより少ない方か好ましい。即ち積率の確保という性能面のメリットと、内筒がコア１１の外周を押圧することによる保持・信頼性のメリットとを確保するためである。この為、筒部１２ａの内径と、コア１１の外径は可能な限り同径に近い方がこれらのメリットを享受することができるが、箔体や薄板からなるコア１１をボビン１２に挿入する際、内筒壁面との摩擦によって箔体や薄板が座屈やめくれを招来する虞がある。更に、箔体や薄板の厚みは必ずしも一定ではなく、かかる厚みの違いが積層体に積厚偏差を生じさせる場合もある。かかる偏差はコア１１の一部で発生することもあり、作業性や生産性に課題が残る虞もある。【００２３】
そこで、本実施例では、ボビン１２の筒部１２ａの内径が、筒部１２ａの一方開口Ａ（実線で示す。）から筒部１２ａの他方開口Ｂ（点線で示す。）に向かって徐々に小となるテーパ形状とすることを１つの特徴とする。
図４（ａ）に、ボビン１２の軸方向縦断面図を模式的に示す。筒部１２ａの外筒面１２ｄが平行であるのに対し、内筒面１２ｅが一方開口Ａから他方開口Ｂ（点線）に向かって断面径が徐々に小となる。より詳細には、開口Ａ及び開口Ｂの開口面積が異なり、これらを起点又は終点とする内筒面１２ｅが直線テーパとなる。【００２４】
図４（ｂ）に、軸方向の一方開口Ａ側からボビン１２を観察した様を模式的に示す。同図に示すように、本実施例では、内筒面１２ｅのうちコア１１の積層方向（図の径方向）で対向する２つの内筒面１２ｅ（上底面及び下底面）がテーパ形状であり、回転方向の内筒面１２ｅ（斜辺面）は、外筒面１２ｄと同様に平行であることを特徴の一つとする。例えば、上述するコア１１の積厚偏差を考慮すれば、内筒面１２ｅのうち積層方向の対向面（上底面・下底面）がテーパ形状である方が、挿入による座屈やめくれといった作業性・生産性向上やコア１１のボビン内での保持に資する。【００２５】
図５に、ボビン１２にコア１１を挿入する様を示す。同図において（ａ）はコア１１の軸方向厚みに偏差が無い場合であり、（ｂ）、（ｃ）は、軸方向に偏差がある場合を示す。ここで、コア１１の積層枚数は一定で、積層方向厚みの基準値（理論値）がＬ、公差（積厚偏差）を±ｘとする。また、開口Ａの回転軸径方向幅Ｍが、Ｍ≧Ｌ+ｘの関係にあるものとする。開口Ｂの回転軸径方向幅Ｎが、Ｎ≦Ｌ-ｘ又はＮ＝Ｌの関係にあるものとする。【００２６】
図４(ａ)の場合、開口Ａの径方向幅Ｍは、コア１１の挿入側厚みＬよりも大であることから、挿入時に開口Ａ付近の内筒面１２ｅと接触することがない。その後、開口Ｂに向かって進むにつれてテーパ状の内筒面１２ｅがコア１１を積層方向へと次第に押圧し、開口Ｂ付近では内筒面１２ｅがコア１１を確実に押圧及び保持する。そして、コア１１の半分から１／３程度が内筒に挿入されるまでは、内筒面１２との間で強い摩擦が発生しにくいことから、箔体等の座屈やめくれ等の発生を抑制する。【００２７】
図４（ｂ）の場合、コア１１の挿入方向側の厚みはＬ-ｘであり、挿入方向と反対側の厚みはＬ+ｘである。この場合、開口Ａから内筒の３／４程度まで挿入するまでは、コア１１と内筒面１２ｅの間に積極的な摩擦が発生し難く、作業・生産性が向上する。そして、開口Ｂ付近まで挿入すると、次第にコア１１の積層方向に押圧力が発生し、コア１１の保持を確保する。内筒がコア１１の積厚偏差に応じた形状に近づき、作業・生産性とコアの保持性の向上を両立する。【００２８】
図４（ｃ）の場合、コア１１の挿入方向側の厚みはＬであり、挿入方向と反対側の厚みはＬ-ｘである。開口Ａの径方向幅Ｍは、コア１１の最大積厚Ｌよりも大であり且つコア１１の最小積厚Ｌ-ｘは、開口Ｂの径方向幅Ｎと同等である。この場合は、挿入時の座屈やめくれの虞は略ないが、コアの保持力をより確保するために、最大積厚Ｌ側から挿入する。開口Ａ付近から１/３程度までは内筒面１２ｅとの間で積極的な摩擦は発生し難く、更に開口Ｂに進むことでコアの保持力を確保することができる。【００２９】
このように実施例１によれば、挿入時に、コア１１の積厚偏差に応じてコア１１の挿入側を決定し、上記（ａ）〜（ｃ）を選択することで、作業・生産性の向上及びボビン内へのコアの保持力確保を両立することができる。【００３０】
また、実施例１は、ステータ２がモールド樹脂を配置する態様であるが、ボビン１２の内筒とコア１１との間に隙間ができづらいことから、樹脂モールド時の高圧の封入圧によりボビン１２の内筒とコア１１の間に樹脂が侵入するのを防止することができる。【００３１】
以上、実施例１について説明したが、上記種々の例は本発明を限定するものではない。特に、開口Ａ及びＢの径方向幅と、コア１１の積厚偏差及び公差との関係は例示であり、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様をとることが可能である。【００３２】
また、ボビン１２のテーパは、直線テーパを例示したが、放物線状及び指数関数的な曲線テーパであってもよい。【００３３】
また、コア１１は箔体等の積層枚数を一定として説明したが、例えば、積厚の基準値を優先する構成であってもよい。【００３４】
更に、コア１１で箔体等を積層する方向が径方向である場合について説明したが、回転方向に積層する場合には、筒部１２ａの内筒のうち、回転方向に向き合う面（台形柱体の斜辺となる面）をテーパ形状にすれば同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００３５】
実施例２は、ボビン１２の内周面１２ｅにおいて、コアの積層方向にある軸心側又は外周側の１面のみがテーパ形状である点で実施例１と主に相違する。以下、実施例２について説明する。なお、実施例１と同様の部材・要素は同一符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する場合がある。【００３６】
図６に、実施例２によるボビン１２の軸方向縦断面及び軸方向正面を模式的に示す。ボビン１２は、内筒面１２ｅのうち外周側（下底側）の面のみがテーパ形状であり、開口Ａから開口Ｂに向かって徐々に内径が小となる構成である。より詳細には、内筒面１２ｅのうちコア１１の積層方向で対向する外周側の面のみがテーパ形状となる。内筒面１２ｅの他の面は軸方向に平行な外筒面１２ｄと平行である。【００３７】
実施例２の場合、内筒面１２ｅのうち回転方向幅が大である積層方向外周側をテーパとする。この為、コア１１の回転軸心方向に対して均質に箔体等を押圧するというメリットがある。換言すると回転方向幅が大である箔体等が、軸心側の回転方向幅が小である箔体等全体を押圧することができ、押圧力のムラを低減する。特に、本実施例のようにステータ２をモールド樹脂で覆う構成の場合、樹脂の封入圧によりボビン１２とコア１１の間の隙間が確実に低減され、樹脂の侵入を防止し、性能や信頼性の面からも優位である。【００３８】
なお、本実施例では、外周側の内筒面１２ｅをテーパ状としたが、回転軸心側の内筒面
１２ｅのみをテーパ状とする構成を除外するものではない。回転方向幅が小である方が、摩擦力面から作業性や生産性が向上すると言える。
【実施例３】
【００３９】
実施例３は、ボビン１２の内周面１２ｅが、軸方向の途中から開口Ｂ（又は開口Ａ）に向かってテーパ形状となる点で実施例１及び２と主に異なる。以下、実施例３について説明する。なお、実施例１及び２と同様の部材・要素は同一符号を用いるものとし、詳細な説明を省略する場合がある。【００４０】
図７に、実施例３によるボビン１２の軸方向従断面及び軸方向正面を模式的に示す。図３(Ａ)は、内筒面１２ｅのうち箔体等の積層方向に対向する回転軸心側と外周側の面の軸方向の途中から開口Ｂに向かってテーパ状となる例である。図７（ｂ）は、内筒面１２ｅのうち外周側の面の軸方向途中から開口Ｂに向かってテーパ状となる例である。これらの構成であっても、作業性・生産性及びコアの保持性を向上させる効果を期待できる。なお、図７（ｂ）のテーパが、回転軸心側の内周面のみであってもよい。【００４１】
図７（ｃ）は、内周面１２ｅの外周側の面において、軸方向中央付近から開口Ｂに向かってテーパ状となる構成例である。なお、内周面１２ｅの回転軸心側の面のみをかかるテーパ状としてもよいし、両方をテーパ状としてもよい。
【実施例４】
【００４２】
実施例４は、ボビン１２にコア１１を挿入する方向が異なる点が上記実施例１〜３と主に異なる。実施例１〜３は、積層体であるコア１１の積厚偏差に対し、作業性・生産性及びコアの保持性を確保することを主たる目的とするが、実施例４は、コアの積率を変更させることを主たる目的とするものである。【００４３】
コアの積率（磁性体の密度）は、磁束の強弱に作用する。例えば、一般に積率（磁性体密度）が低い場合は、高い場合に比して磁束が弱くなる傾向にある。換言すれば、箔体や板状部材の積層体によるコアの場合、積層方向の厚みを調節することで磁束に強弱をつけることもできる。コア単独での積率は必ずしも一定であるとは限らず、負荷となるアプリケーション機器の要求等により異なる積率とすることも少なからず行われる。【００４４】
アキシャルギャップ回転電機において、コア１１の出力側及び反出力側で積率を異ならしめ、種々の仕様に対応させることも可能である。かかる積率の変化は、積層する箔体や板状部材同士の積層状態を変化させることでも実現することができる。即ち箔体等を単に重ねるだけでは、ヨレや撓み等により、夫々の間に微細な空間が形成されることが多い。更には、箔体等の積層部材自体の強度や弾性を利用することでコアの厚みを変化させることも考えたられる。積層方向からの押圧力で微細空間を減少したり、積層体自体を圧縮したりすることで、コアの積率を変化させることができる。【００４５】
実施例４は、ボビン１２の内筒面１２ｅのテーパ形状を、コアの積率の調節に利用することを特徴の一つにする。【００４６】
図８（ａ）に、ボビン１２の軸方向従断面図及びコア１１を模式的に示す（図では、簡単のために箔体１１ａを厚めに表わしている。）。ボビン１２は、実施例１と同様に、内周面１２ｅのうち積層方向に対向する回転軸側の面及び外周側の面が、開口Ａから開口Ｂに向かってテーパ状となる。コア１１の積厚Ｌは、軸方向において積層段階で偏差がなく且つ開口Ａの径方向幅Ｍと同等以下であり、開口Ｂの径方向幅Ｎよりは大となっている。また、コア１１は、開口Ｂ側からＡ側に向かって挿入する。積厚Ｌは開口Ｂの幅Ｎよりも大であるが、冶具等によって積層方向から押圧し、挿入時にはＬがＮと同程度以下になるものとする。【００４７】
図８（ｂ）に、コア１１の挿入後の様を模式的に示す。コア１１の開口Ｂ側は、テーパによって積率が高くなるに対し、開口Ａ側は開口Ｂからその後の径方向に広がるテーパに沿って積層方向に若干膨らみ積率が相対的に低くなる。この結果、コア１１が、軸方向で徐々に増加或いは減少する積率を有するものとなる。【００４８】
積厚の調節に関しては、実施例１〜３のように開口Ａ側からコア１１挿入する場合であっても効果を期待できるが、実施例４のように開口Ｂ側からコア１１を挿入する場合、ボビン１２において積率が高くなる部分が押圧冶具に近いため、ボビン１２に比較的過度な力が加わることなく挿入配置することができる。【００４９】
図９に、コア１１が軸方向の積厚偏差を有する場合について模式的に示す。図９（ａ）は、コア１１の挿入側の積厚Ｌが小であり、開口Ｂからコアを挿入する場合を示す。また、図９（ｂ）は、コア１１の挿入側積厚Ｌが大であり、開口Ｂからコアを挿入する場合を示す。このようなコア１１に軸方向の積厚偏差がある場合、軸方向の積率変更を予定してコア１１の挿入方向を選択することで、種々の積率変更に対応することが可能である。【００５０】
なお、テーパは必ずしも内筒面１２ｅのうち積層方向で対向する２面にある必要はなく、実施例２に示す様に一方の面のみであってもよいし、実施例３に示すように内筒面１２ｅの軸方向で、いずれかの中間部分からでもよい。【００５１】
〔製造方法〕
最後に、ボビン１１の製造方法について説明する。実施例１〜４のボビン１１は、絶縁性を有する樹脂等の高分子体から形成されるものであり、樹脂成形によって製造されるものである。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示す三次元造形機等によって、製造することも可能である。即ちボビンそのものを三次元造形機で製造するのみならず樹脂成形用の金型を、三次元造型機で積層造型したり、切削ＲＰ装置によって切削加工したりすることで得ることができる。【００５２】
積層造型としては、光造形方式、粉末焼結積層造形方式、インクジェット方式、樹脂溶解積層方式、石膏パウダー方式、シート成形方式、フィルム転写イメージ積層方式及び金属光造形複合加工方式等が適用できる。
上記積層造形や切削加工用のデータは、ＣＡＤやＣＧソフトウェア又は３Ｄスキャナで生成した３ＤデータをＣＡＭによってＮＣデータに加工することで生成する。該データを３次元造型機又は切削ＲＰ装置に入力することで三次元造型を行う。なお、ＣＡＤ／ＣＡＭソフトウェアによって、３Ｄデータから直接ＮＣデータを生成してもよい。【００５３】
また、ボビン１１やその樹脂射出成型用金型を得る方法として、３Ｄデータ又はＮＣデータを作成したデータ提供者やサービサーが、インターネット等の通信線を介して所定のファイル形式で配信可能とし、ユーザが当該データを３Ｄ造形機やそれを制御するコンピュータ等にダウンロード又はクラウド型サービスとしてアクセスし、３次元造形機で成形出力することでボビン７を製造することもできる。なお、データ提供者が３ＤデータやＮＣデータを不揮発性の記録媒体に記録して、ユーザに提供する方法も可能である。【００５４】
このような製造方法によるボビン１１の一態様を示せば、磁性体の積層部材が積層してなり、上面及び底面が積層方向断面となる柱体形状を有するコアの径方向外周と対向する内筒を有する回転電機固定子用ボビンの製造方法であって、前記内筒の少なくとも一部が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となり、前記積層コアの径方向外周面と接触する内径となる三次元データに基づいて三次元造形機で製造する方法である。【００５５】
また、他の態様としては、磁性体の積層部材が積層してなり、上面及び底面が積層方向断面となる柱体形状を有するコアの径方向外周と対向する内筒を有する回転電機固定子用ボビンの製造方法であって、前記コアの径方向外周と対向する前記ボビンの内筒の一部が延伸方向に沿ったテーパ形状となる三次元データに基づいて三次元造形機で製造する方法である。【００５６】
更に他の態様としては、磁性体の積層部材が積層してなり、上面及び底面が積層方向断面となる柱体形状を有するコアの径方向外周と対向する内筒を有する回転電機固定子用ボビンの製造方法であって、前記内筒の少なくとも一部が、前記回転軸方向に沿って徐々に小となり、前記積層コアの径方向外周面と接触する内径となる三次元造形機用データを、通信線を介して、通信する方法である。【００５７】
以上、本発明を実施するための種々の例について説明したが、本発明は上記種々の構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、本発明は、ボビン内周面１２ｅの軸方向長さと、コア１１の軸方向長さとが一致する構成に限定するものではなく、何れかが長又は短い構成にも適用できる。より詳細には、図１０（ａ）に示す様に、コア１１の軸方向両端がボビン１２からはみ出る場合や図１０（ｂ）に示す様に、コア１１が内周面１２ｅに内包される場合である。更には、コア１１の一方端部が、開口Ａ・Ｂと軸方向で同位置で、他方端部がはみでたり内包される場合であってもよい。【００５８】
また、例えば、ボビン１１は必ずしも軸方向の両端部に開口がある場合に限定されず、一方のみが開口するカップ形状の場合にも適用することができる。【００５９】
また、テーパを有する内筒面１２ｅにおいて、回転方向の幅全体に渡ってテーパを有する構成に限定されず、幅方向の一部にテーパを有する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００６０】
１…アキシャルギャップ電動機、２…ステータ、３…ロータ、４…回転軸、５…ハウジング、６…ブラケット、７…ファン、８…ファンカバー、９…コアメンバ、１０…モールド樹脂、１１…コア、１１ａ…箔体、１２…ボビン、１２ａ…筒部、１２ｂ・１２ｃ…鍔部、１２ｄ…外筒面、１２ｅ…内筒面、１３…コイル、１３ａ…引出線・渡り線、Ａ・Ｂ…開口、Ｌ…積厚、Ｍ…開口Ａの径方向口径、Ｎ…開口Ｂの径方向口径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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