(57)【要約】【課題】分割タイプとしたインシュレータにおいて、コア積み厚にばらつきがあっても、コイル巻装時における形状保持を容易なものとすることができるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータを提供する。【解決手段】台形柱状のコアに、軸線方向両端部に鍔部を有する台形筒状のインシュレータを介してコイルを巻装してなるステータを複数個具えるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ１において、  当該インシュレータ１を、その脚面部１ｃで相互に嵌合連結される、外周側部分２と内周側部分３とから構成するとともに、前記内周側部分３の嵌合部５を、前記外周側部分２の嵌合部４に、外周側部分２の内側から嵌合可能とすることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台形柱状のコアに、軸線方向両端部に鍔部を有する台形筒状のインシュレータを介してコイルを巻装してなるステータを複数個具えるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータにおいて、
当該インシュレータを、その脚面部で相互に嵌合連結される、外周側部分と内周側部分とから構成するとともに、前記内周側部分の嵌合部を、前記外周側部分の嵌合部に、外周側部分の内側から嵌合可能としてなるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ。
【請求項２】
前記外周側部分と内周側部分のそれぞれの嵌合部を、前記脚面部と平行なテーパ面を含んで構成し、
インシュレータの鍔部を除いた部分の軸線方向に垂直な断面内において、前記内周側部分のコイルと当接する部分の最大幅を、前記外周側部分の嵌合部の最小幅よりも小さくし、かつ、前記内周側部分の嵌合部の最大幅を、前記外周側部分の嵌合部の最小幅よりも大きくしてなる請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ。
【請求項３】
インシュレータの鍔部を除いた部分の軸線方向に垂直な断面内において、前記外周側部分の嵌合部の、脚面部と平行な方向の長さを、前記内周側部分の嵌合部の、脚面部と平行な方向の長さよりも短くしてなる請求項１〜２に記載のアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ。
【請求項４】
前記内周側部分の角部のコイルと当接する部分に、円弧状の突起を設けてなる請求項１〜３のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ。
【請求項５】
前記外周側部分の角部の鍔部を、軸線方向に突出させてなる請求項１〜４のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ。
【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のステータの、コアをコイルとを絶縁するインシュレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なラジアルギャップ回転電機では、特許文献１に記載されているように、コアは同一形状の電磁鋼板を積層して構成されるため、コアの積層方向側面の形状は積層方向に対して平行であるため、インシュレータもその積層方向に平行な面で形成することができる。このため、インシュレータをコアの積層方向厚みのバラツキを吸収するために分割型としても、インシュレータのそれぞれの嵌合面は相互に平行な面から構成することができ、組み立て後のインシュレータの形状保持が容易となり、嵌合部分のステータコアとコイルの間の沿面距離を保つことも容易であった。
【特許文献１】特開２００３−３３３７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、ロータとステータが軸線方向に対向するアキシャルギャップ型回転電機では、ステータコアは積層方向に漸次形状を異ならせた電磁鋼板を積層して台形柱状に形成され、インシュレータもそれに伴い台形筒状に形成される。このため、インシュレータを、その脚面部に嵌合部を設けて、外周側部分と内周側部分からなる分割型とし、それらを相互に近接させて嵌合する形態とした場合には、インシュレータの外周側部分と内周側部分の各々の嵌合面は、前記台形柱状のコアの脚面に平行として、内周側部分の嵌合部を外周側部分の嵌合部に被せる形態にせざるをえない。
【０００４】
一方、インシュレータを構成する外周側部分および内周側部分を嵌合してインシュレータを組み立てた後に、コアを挿入して、コイルを巻いた場合に、コアの積み厚のばらつきにより、インシュレータがコアの積層方向に圧縮される場合がある。この場合、内周側部分のインシュレータは外周側部分に規制されて圧縮方向に移動することができず、インシュレータの形状保持が困難になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は上述したところの課題を解決することを目的とするものであり、分割タイプとしたインシュレータにおいて、コア積み厚にばらつきがあっても、形状保持を容易なものとすることができるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータは、台形柱状のコアに、軸線方向両端部に鍔部を有する台形筒状のインシュレータを介してコイルを巻装してなるステータを複数個具えるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータにおいて、
当該インシュレータを、その脚面部で相互に嵌合連結される、外周側部分と内周側部分とから構成するとともに、前記内周側部分の嵌合部を、前記外周側部分の嵌合部に、外周側部分の内側から嵌合可能としてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータによれば、前記外周側部分の内側に内周側部分を軸線方向から挿入して、内周側部分を外周側部分の内側から外側に移動させることにより、外周側部分の嵌合部に内周側部分の嵌合部を嵌合させてインシュレータを構成することが可能となり、インシュレータを構成した後コアを挿入した後コイルを巻装して、インシュレータをコアの積層方向に圧縮する力が働いた場合でも、内周側部分の嵌合部を外周側部分の嵌合部の内側に逃がすことができるので、コアの積み厚がばらついた場合であってもインシュレータの形状保持を容易なものとしてコイルの巻装作業の効率を高めることができる。
【０００８】
ここで軸線方向とは、アキシャルギャップ型回転電機の中心軸線方向を示し、脚面部とは、台形筒状のインシュレータの、平行をなす外底面部および内底面部を除く部分を示し、外周側および内周側とは回転電機の中心軸線に垂直な断面内における外周側及び内周側を示すものとする。
さらに、外周側部分の内側とは、軸線方向に垂直な平面内において、外周側部分の内輪郭とその嵌合部の先端を結ぶ直線とのなす閉曲線内を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜３は本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの一実施形態を示す略式斜視図であり、図４は当該インシュレータの軸線方向に垂直な平面における略式断面図である。
このアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ１は、向かい合う脚面が相等しい台形柱状の図示しないコアに、軸線方向両端部にコアとコイルの沿面距離を確保するための鍔部１ａ、１ｂを有する台形筒状のインシュレータを介して図示しないコイルを巻装してなるステータを複数個具えるアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータ１において、
当該インシュレータ１を、その脚面部１ｃの半径方向中央より内周側で相互に嵌合連結される、外周側部分２と内周側部分３とから構成するとともに、内周側部分３の嵌合部５が、外周側部分２の嵌合部４に、外周側部分２の内側から嵌合可能としている。（請求項１に相当）
【００１０】
内周側部分３が、外周側部分２に、外周側部分２の内側から嵌合可能とするためには、内周側部分３の鍔部を含めた外輪郭形状を、外周側部分２の内輪郭形状よりも小さくして、外周側部分２に内周側部分３を軸線方向から挿入可能とする必要があることは言うまでもない。
【００１１】
さらに、外周側部分２と内周側部分３のそれぞれの嵌合部４、５を、脚面部１ｃと平行なテーパ面４ａ、５ａを含んで構成し、図４に示すように、内周側部分３の図示しないコイルと当接する部分の、回転電機の半径方向に直交する方向の最大幅（α）を、外周側部分２の嵌合部４の、前記半径方向に直交する方向の最小幅（β）よりも小さくし、かつ、内周側部分３の嵌合部５の、前記半径方向に直交する方向の最大幅（γ）を、外周側部分２の嵌合部４の、前記半径方向に直交する方向の最小幅（β）よりも大きくしている。（請求項２に相当）
【００１２】
なお、図２に示すように、嵌合部４の鍔部１ａ、１ｂには、半径方向に平行な稜線６とテーパ面４ａを滑らかに連結する凹状のねじれ面７を設け、図３に示すように、嵌合部５の鍔部１ａ、１ｂには、半径方向に平行な稜線８とテーパ面５ａを滑らかに連結する凸状のねじれ面９を設け、ねじれ面７とねじれ面９は、内周側部分３を外周側部分２に嵌合連結する際には、相互に雌雄嵌合する形状をなすものとする。
【００１３】
このような寸法関係とすることにより、外周側部分２の内側に、内周側部分３をその軸線方向から挿入した後、図に示すＡ方向に移動させて、内周側部分３の嵌合部５を、外周側部分２の嵌合部４に、その内側から嵌合することができるとともに、嵌合後のインシュレータ１にコアを挿入しても、内周側部分３の嵌合部５を、外周側部分２の嵌合部４が、それぞれのテーパ面４ａ、５ａの接触をもって支持するため、インシュレータの形状保持を容易なものとすることができ、コイルの巻装作業を効率的なものとすることができる。
さらに、それぞれ嵌合部４、５に、脚面部１ａと平行なテーパ面４ａ、５ａを設けることにより、インシュレータ１のコアに接する面から、コイルに接する面までの、嵌合部４、５を経由する沿面距離をより長くすることができ、コアとコイルの絶縁をより確実なものとすることができる。
【００１４】
さらに、図４に示すように、インシュレータ１の鍔部１ａ、１ｂを除いた部分の軸線方向に垂直な断面内において、外周側部分２の嵌合部４のテーパ面４ａの、脚面部１ｃと平行な方向の長さ（δ）を、内周側部分３の嵌合部５のテーパ面５ａの、脚面部１ｃと平行な方向の長さ（ε）よりも短くする。（請求項３に相当）
これによれば、外周側部分２に内周側部分３を嵌合する際に、嵌合部４の先端部が嵌合部５がＡ方向に移動することによりインシュレータの内側から外側に押し出されて、インシュレータの鍔部を除いた外輪郭線の外側にはみ出て、図示しないコイルの被膜を嵌合部４の先端部により傷つけてしまうことを防止することができる。
【００１５】
図５は、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの他の実施の形態を示す略式断面図である。
ここでは、内周側部分３の角部のコイルと当接する部分に、図中点線Ｂで示す、インシュレータの脚面部１ａの外形線よりも、外方に突出する円弧状の突起１０を設けている。（請求項４に相当）その他の部分の構成は、図４に示すインシュレータと同様であるため説明は割愛する。
この構成によれば、インシュレータにコイルを巻装するにあたり、コイルが外周側部分２の嵌合部４の先端部に当接することを避けることができ、嵌合部４の先端部によりコイルの被覆が傷つけられることをより効果的に防止することができる。
【００１６】
図６は、本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータのさらに他の実施の形態を示す模式斜視図である。
ここでは、外周側部分２の角部の鍔部１ａ、１ｂを、軸線方向に突出する形状をなすように形成している。（請求項５に相当）
この構成によれば、インシュレータ１の角部の沿面距離を十分なものとしつつ、角部の鍔部１ａ、１ｂを、インシュレータ１のコイルを巻装する部分の厚み方向に突出させないで、インシュレータ１の外周側部分２の角部の曲げ剛性を意図的に下げることができる。これにより、外周側部分２の上底面部２ａに対する脚面部２ｂの図中矢印Ｃに示す方向の曲げ変形をより容易なものとして、図示しないコアの角部の角度に誤差が生じても、その誤差を吸収することができる。
【００１７】
図７は、アキシャルギャップ型回転電機の一般的な構成を示す、模式断面図である。
このアキシャルギャップ型回転電機は、図示しない複数の永久磁石をディスク状の保持部材５１に周方向に設けるとともに当該保持部材５１を回転軸５２に連結してなるロータ５３と、ロータ５３にロータの中心軸線に沿って対向して配置される、向かい合う脚面が相等しい台形柱状のコア５４にインシュレータ５５を介してコイル５６を巻装してなる、ステータ５７と、
回転軸５２の両端部分をラジアル軸受５８とスラスト軸受５９を介して回転自在に支持するとともに、ステータ５７をガイド６０を介して固定するケース６１とから構成される。
【００１８】
ここでは、ステータ５７は周上複数箇所に設けられ、図示しないインバータにより励磁されたコイル５６により、周方向に回転磁界が形成されると、周方向に交互に極性が異なる複数の永久磁石が埋設されたロータ５３は回転磁界に吸引・反発されて同期速度で回転する。
【００１９】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、アキシャルギャップ型回転電機のステータのインシュレータに用いて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの一実施形態を示す、略式斜視図である。
【図２】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの一実施形態を示す、部分略式斜視図である。
【図３】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの一実施形態を示す、部分略式斜視図である。
【図４】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの一実施形態を示す、略式断面図である。
【図５】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータの他の実施形態を示す、略式断面図である。
【図６】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機のインシュレータのさらに他の実施形態を示す、略式斜視図である。
【図７】本発明に係るアキシャルギャップ型回転電機の構成を示す略式断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  インシュレータ
１ａ、１ｂ  鍔部
１ｃ  脚面部
２  外周側部分
３  内周側部分
４  嵌合部
５  嵌合部
６  稜線
７  ねじれ面
８  稜線
９  ねじれ面
１０  突起
５１  保持部材
５２  回転軸
５３  ロータ
５４  ステータコア
５５  インシュレータ
５６  コイル
５７  ステータ
５８  ラジアル軸受
５９  スラスト軸受
６０  ガイド
６１  ケース
【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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