TW201618428A - 軸向間隙型旋轉電機及絕緣構件 - Google Patents

Abstract

本發明係一種軸向間隙型旋轉電機，其包含核心構件，該核心構件包含：鐵心，其係由具有旋轉方向寬度自軸心側朝向外周側變大之徑向剖面形狀之大致柱體組成；絕緣構件；其具有與上述鐵心之外周形狀大致相同之內筒形狀；及線圈，其捲繞於上述絕緣構件之外筒部；且該軸向間隙型旋轉電機包含：定子，其係以旋轉軸為中心環狀地配置複數個上述核心構件而形成；及至少1個轉子，其係與上述定子鐵心之至少一側端面於旋轉軸方向介隔間隙而面對向；上述絕緣構件包含：第1絕緣構件，其係與上述旋轉方向寬度變大之側之外周面接觸；及第2絕緣構件，其係與除了上述第1絕緣構件接觸之外周面以外之上述鐵心之外周部分接觸，且上述第2絕緣構件之徑向兩端部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部接觸。

Description

軸向間隙型旋轉電機及絕緣構件 [參照引用]

本申請案主張2014年11月5日申請之日本專利申請案第2014-224849號之優先權，其內容以引用之方式併入本申請案中。

本發明係關於軸向間隙(axial gap)型旋轉電機及絕緣構件，係關於進行定子鐵心之絕緣之軸向間隙型旋轉電機及絕緣構件。

於節能(energy)化或以輸送機器領域等為首之各種領域中之電動化進展中，旋轉電機(例如馬達(motor))之小型、高效率化成為當務之急。一般而言小型與高效率係相反之要素，但近年來對其並存之需求(needs)越來越高。於如此之背景中，對小型、省空間(space)且可期待高輸出之軸向間隙型旋轉電機之關注度提高。

軸向間隙型旋轉電機具有以具有徑向之剖面較寬之磁通面積之程度容易輸出轉矩(torque)之特性。因此，可期待軸方向上之扁平化。軸向間隙型旋轉電機具有可實現「定子(stator)與轉子(rotor)分別為1個」、「1定子、2轉子」或「2定子、1轉子」等各種組合，而容易對應旋轉電機應用端之負載或構造等之要求之特徵。

專利文獻1揭示一種以2個轉子夾著1個定子之電樞構造之軸向間隙馬達。專利文獻1所揭示之馬達具有以旋轉軸為中心環狀地排列分 割核心構件(core member)之定子構造。於此種情形時，各分割核心(core)之構成或材料亦為各種組合。於專利文獻1中，揭示將各個分割核心構件之鐵心設為卷鐵心、或藉由獲得軋製(roll)核心用之薄板之環狀體並自端面側以等角度將其切斷而獲得各個鐵心之構成。又，專利文獻1亦揭示於核心用之薄板材料使用非晶質(amorphous)金屬。

又，專利文獻2係揭示一種具有將以特定寬度切斷為1片或複數片之長方形鋼板片自旋轉軸積層於徑向之分割核心構件之鐵心之軸向間隙型旋轉電機。

為了固定積層或捲繞之鐵心，必須有其固定夾具。再者，於線圈(coil)與鐵心間，若考慮電性絕緣，則有時亦必須有絕緣紙或筒管(bobbin)等絕緣材料。專利文獻2揭示於鐵心之外周設置絕緣紙或樹脂材料、或將鐵心***於筒狀之樹脂材料及使***變容易之構成。

又，專利文獻3揭示為了於積層鐵心之外周側施加絕緣材料，藉由對設置於金屬模具之積層鐵心進行樹脂***(insert)成形而設置絕緣體(insulator)，或以朝旋轉軸方向被分割之絕緣體自旋轉方向兩側夾著積層鐵心之構成。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-284578號公報

[專利文獻2]日本特開2013-121226號公報

[專利文獻3]日本特開2011-193564號公報

於軸向間隙型旋轉電機中，如專利文獻1或2記載般，於周向或徑向積層使用非晶質金屬之薄板之構成具有可降低定子核心所產生之渦電流損耗，而實現高效率之馬達之優點。

於此種鐵心構造中，於對鐵心外周施加絕緣材料時，於專利文獻3所揭示之樹脂之絕緣體成形中，必須有用以藉由預先接著等將積層之鋼板固定形狀後設置(set)於金屬模具，或於該金屬模具內固定、定位積層鐵心之各種構成或步驟。

為了省略此種構成或步驟，亦有將積層鐵心***於成形為筒狀之絕緣構件之方法。於該情形時，必須以接著材料等預先固定成形積層鐵心或藉由夾具一邊將鐵心朝積層方向加壓一邊***，但亦有因積層之薄板不均等導致佔空係數產生異同，或因變形導致難以***於絕緣構件，或***後鐵心脫落之虞。

鐵心***之困難性或脫落之虞並非限定於積層鐵心，將藉由壓制或切削等獲得之固形鐵心***於預先決定形狀之絕緣材料之構成上亦共通。再者，亦有預先決定形狀之固形絕緣構件本身之個體差成為問題之虞。

期望消除因鐵心或絕緣構件之構件個體差引起之性能降低或提高製造之便利性。

為了解決上述問題，例如應用專利申請範圍所記載之構成。即一種軸向間隙型旋轉電機，其包含：核心構件(core member)，該核心構件包含：鐵心，其係由具有旋轉方向寬度自軸心側朝向外周側變大之徑向剖面形狀之大致柱體組成；絕緣構件；其具有與上述鐵心之外周形狀大致相同之內筒形狀；及線圈，其捲繞於上述絕緣構件之外筒部；且該軸向間隙型旋轉電機包含：定子，其係以旋轉軸為中心環狀地配置複數個上述核心構件而形成；及至少1個轉子，其係與上述定子鐵心之至少一側端面於旋轉軸方向介隔間隙而面對向；上述絕緣構件包含：第1絕緣構件，其係與上述旋轉方向寬度變大側之外周面接觸；及第2絕緣構件，其係與除了上述第1絕緣構件接觸之外周面以外 之上述鐵心之外周部分接觸；且上述第2絕緣構件之徑向兩端部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部接觸。

根據本發明，可將絕緣構件容易地設置於鐵心之外周。本發明之其他問題、構成、效果係自以下之記載予以明確。

1‧‧‧馬達

2‧‧‧定子

3a‧‧‧轉子

3b‧‧‧轉子

4‧‧‧旋轉軸

5‧‧‧積層鐵心

6‧‧‧絕緣體

6a‧‧‧鍔部

7‧‧‧線圈

8a‧‧‧轉子磁鐵

8b‧‧‧轉子磁鐵

9a‧‧‧轉子核心

9b‧‧‧轉子核心

10a‧‧‧轉子凸緣

10b‧‧‧轉子凸緣

11a‧‧‧內周側突起

12a‧‧‧外側突起

20‧‧‧外殼

21‧‧‧凸緣

22‧‧‧軸承

23‧‧‧軸承支架

30‧‧‧本體部

31‧‧‧蓋部

31a‧‧‧蓋端部

32‧‧‧槽部

32a‧‧‧槽部內壁

32b‧‧‧槽部內壁

32c‧‧‧槽緣部

35‧‧‧接地用槽部

206‧‧‧絕緣體

230‧‧‧本體部

231‧‧‧蓋部

231a‧‧‧蓋端部

231b‧‧‧階差部

232‧‧‧槽部

232a‧‧‧槽內壁

232b‧‧‧槽內壁

330‧‧‧本體部

331‧‧‧蓋部

333a‧‧‧扣止部

333b‧‧‧扣止部

334a‧‧‧鉤狀部

334b‧‧‧鉤狀部

430‧‧‧本體部

431‧‧‧蓋部

431a‧‧‧蓋部

431b‧‧‧蓋部

432‧‧‧槽部

433‧‧‧突出部

530‧‧‧本體部

531‧‧‧蓋部

531a‧‧‧蓋部

531b‧‧‧蓋部

533a‧‧‧扣止部

533b‧‧‧扣止部

534a‧‧‧鉤狀部

534b‧‧‧鉤狀部

600‧‧‧夾層

630‧‧‧本體部

631‧‧‧蓋部

631a‧‧‧凸部

r‧‧‧距離

R‧‧‧垂直距離

R'‧‧‧垂直距離

圖1係顯示應用本發明之一實施形態之軸向間隙型馬達之概要構成之展開立體圖。

圖2(a)、(b)係顯示應用本發明之一實施形態之軸向間隙型馬達之部分剖視圖。

圖3(a)、(b)係顯示第1實施形態之絕緣體之構成之模式圖。

圖4(a)、(b)係顯示第1實施形態之絕緣體之組裝狀態之模式圖。

圖5係顯示第1實施形態之變化例之絕緣體之構成之模式圖。

圖6(a)、(b)係顯示第2實施形態之絕緣體之構成之模式圖。

圖7(a)、(b)係顯示第3實施形態之絕緣體之構成之模式圖。

圖8(a)、(b)係顯示第4實施形態之絕緣體之構成之模式圖。

圖9(a)、(b)係顯示第5實施形態之絕緣體之構成之模式圖。

圖10(a)、(b)係顯示第6實施形態之絕緣體之構成之模式圖。

以下，使用圖式對用以實施本發明之形態進行詳述。

〔第1實施形態〕

於圖1，模式性顯示應用本發明之第1實施形態之軸向間隙型馬達(以下，稱為「馬達1」)之電樞構成。

馬達1係包含定子2、轉子3a、3b之「1定子、2轉子」構造，轉子3a、3b具備特定之間隙，並具有自旋轉軸(未圖示)方向夾著之構成。另，本發明並非限定於該構造，定子及轉子之數量係任意。

定子2具有以旋轉軸為中心環狀地排列複數個(圖中係9個)分割核心構件而形成之構成。各分割核心構件包含積層鐵心5、絕緣體6及線圈7。積層鐵心5係由成形為帶(tape)狀且較薄(例如25μm左右)之非晶質金屬材料組成，順次積層隨著朝向軸心而寬度變小之帶片，且具有大致梯形柱體之形狀。另，積層鐵心5係可為於旋轉方向積層者，形狀亦並非限定於大致梯形，且並非限定於非晶質磁性體材料，亦可為電磁鋼板、壓粉磁心或鐵鈷合金(Permendur)等軟磁性材料。另，於應用非晶質金屬、電磁鋼板或鐵鈷合金等之情形時，為了抑制渦電流，積層鐵心5係較好為於周向或徑向積層。

絕緣體6係包含非磁性且非導電性之絕緣材料者，於本實施形態中應用樹脂。絕緣體6係具有具備與積層鐵心5之外周形狀大致一致之內周形狀之筒形狀者，係藉由射出成形、光造形或3維造形而獲得者。藉由於絕緣體6，***積層鐵心5，並於絕緣體6之外筒部捲繞包含銅或鋁(Aluminum)等之線圈7而構成1個分割核心構件。

又，於絕緣體6之軸心方向之兩緣部附近，形成有沿著筒之外周形狀於軸心方向或旋轉方向以特定寬度延伸之鍔部6a，即考慮到相對於軸方向產生之渦電流之絕緣或鄰接之分割鐵心彼此之定位等之故。於徑向間隙(radial gap)型馬達之情形時，用以產生轉矩之磁通係徑向為主，為了使鐵心之渦電流降低，其定子一般為於軸方向積層薄板之構成。相對於此，於馬達1之情形時，磁通係軸方向為主，為了使面內方向之渦電流降低，針對徑向或周向等之磁通之流動必須於垂直方向電性絕緣。於鍔部6a之與各轉子3a、3b對向之面側，較好為進而設置絕緣用之遮蔽構件。另，本發明並非限定於將鍔部6a設置於絕緣體6之態樣。又，亦可為不遍及筒部外周整周設置鍔部6a，而設置於一部分之構成。

又，於本實施形態中，定子2係一體地以樹脂塑模(mold)環狀排 列之分割核心彼此及外殼(housing)。此係為了確保各分割核心彼此之強度以及絕緣性、及固定於外殼。藉由使鄰接之鍔部6a之旋轉方向側面彼此抵接，使進行樹脂塑模成形時模型框內之定位變容易。因此，鍔部6a之對徑向外周側之寬度大於捲繞於絕緣體6之外筒部之線圈7之積厚。另，本發明並非限定於樹脂塑模，亦可為於鄰接之絕緣體6之鍔部6a彼此接著或鉚釘(rivet)固定樹脂或金屬之連接片，或於鍔部6a之徑向外側及/或軸心側配置環狀構件且接著或鉚釘固定之構成。

轉子3a包含轉子磁鐵(rotor magnet)8a、轉子核心9a及轉子凸緣(flange)10a。另，由於轉子3b亦為相同構成，故省略說明。

轉子磁鐵8a包含釹(Neodymium)或鐵氧體(ferrite)等永久磁鐵。具有交替配置有徑向上等分割之磁極不同之大致扇型之磁鐵之圈(ring)形狀。另，轉子磁鐵8a係除了對每1極於周向分割之構成以外，亦可作為圈形狀之一體物構成。

於本實施形態中，由於轉子磁鐵8a之端面與定子核心2於軸方向對向，故與定子核心2相同，直接受到磁通之變化，而產生以於欲妨礙該變化之方向上產生磁通之方式渦電流流動之現象。

釹(neodymium)磁鐵雖能量積較大，可期待大轉矩，但其另一方面，由於電阻較低而渦電流容易流動，導致效率降低。因此，於使用釹磁鐵之情形時，可設為相對於軸於垂直方向分割磁鐵且施加電性絕緣或埋入於以下說明之轉子核心5，而減小磁通變化之影響等之構成。

另一方面，鐵氧體磁鐵係與釹磁鐵相比能量積較小，但電阻較高而渦電流難流動。因此，不必採用磁鐵之分割或埋入於轉子核心5等之構成。又，由於材質係氧化鐵，故有耐鏽之特徵。

轉子核心9a係與積層鐵心5相同，以電磁鋼板、壓粉磁心、非晶質金屬或鐵鈷合金等軟磁性材料或鐵構成，具有設置有旋轉軸貫通中 央之孔之甜甜圈(doughnut)形狀。轉子核心9a亦於馬達1之驅動時產生磁通變化，但由於與積層鐵心5相比渦電流之影響相對較小，故亦可作為鐵之一體構件構成。於欲儘量抑制渦電流損耗之情形時，較好為應用壓粉磁心或設為積層有電磁鋼板、非晶質金屬、鐵鈷合金等薄板材料之構成。於該情形時，亦可為將上述材料年輪蛋糕(baumkuchen)狀地設為卷鐵心之構成。

轉子凸緣10a係用以固定轉子磁鐵8a及轉子核心9a之構件，具有設置有旋轉軸貫通中央之孔之甜甜圈形狀。於轉子凸緣10a之內周側及外周側，設置沿著旋轉軸朝定子核心2側延伸之內周側突起11a、與外周側突起12a。轉子磁鐵8a及轉子核心9a係以利用接著劑等接著徑向端面，且夾持於內周側突起11a與外周側突起12a之周向兩側面之方式配置。

該配置係為了獲得對應於轉子磁鐵8a及轉子核心9a中所產生之離心力之應力。該方面係只要為僅設置外周側突起12a之構成即可，但於轉子核心9a為分割構成之情形時，藉由亦設置內周側突起11a，可防止來自內周側之翻捲或獲得組裝時定位之簡便性等優勢。

又，於本實施形態中，兩突起之旋轉軸方向寬度係直至轉子磁鐵8a之周向側面之中央附近。其係考慮到對應於離心力之應力、與對渦電流之影響。另，於本實施形態中，將內周側突起11a及外周側突起12a作為沿著一周之連續之壁部構成，但可隔開一定間隔不連續地構成，亦可將兩者或一者設為爪部等。

於圖2，顯示馬達1之外殼與電樞之構成例。圖2(a)表示第1實施形態之構成，(b)表示變化例之構成。於圖2(a)中，如上述般，定子2係於外殼20之內周藉由樹脂一體地固定。轉子3a、3b係中央與旋轉軸4固定。旋轉軸4之兩端部側係經由軸承22可旋轉地與凸緣21連接，凸緣21之外周側係與大致筒狀之外殼20之兩側開口部附近連接。

於圖2(b)之構成中，為以下之構成：於定子2之內周側設置一體構成之軸承支架23，於軸承支架23之旋轉軸方向兩端部附近配設軸承22，並與固定於轉子3a、3b之旋轉軸4連接。軸承支架(holder)23係由於圖2(b)之軸承支架23發揮與(a)之托架(bracket)21及20相同之作用，故於(b)中，不需要外殼20及托架21。(b)之情形係藉由另外確保保持定子2之構成，而可確保馬達1之扁平性之構成。

另，於使分割核心構件與外殼一體地樹脂塑模成形之情形時，可首先將分割核心構件各者進行樹脂塑模，其後，於模型框內圓環狀地配置並與外殼20一體樹脂塑模成形。或，各個分割核心構件彼此可以金屬性之環狀圈，固定鍔部6a之內周側及/或外周側，且可以板狀片連結鄰接之分割核心彼此，亦可以鍔部6a之一部分彼此扣合之方式成形連結。又，定子2、與外殼之固定不限定於利用樹脂進行之塑模一體成形，亦可為於外殼20之內周設置連續或不連續之環狀突起且配置定子2之構成或螺栓(bolt)固定等其他構成。

接著，說明本實施形態之特徵之一即絕緣體6之構成。

於圖3，顯示絕緣體6之構成。同圖(a)表示旋轉軸方向之剖面，(b)表示部分放大圖。另，任一者皆省略顯示鍔部6a。

絕緣體6包含：本體部30(第2絕緣構件)、與蓋部31(第1絕緣構件)。

本體部30具有包含大致梯形柱體形狀之積層鐵心5之上底及與斜邊側側面之形狀大致一致之內側面，與鍔部6a一體形成。該內側面與積層鐵心之各個面係大致接觸。且，於本體部30內側面之旋轉方向兩端部，形成槽部32。將積層鐵心5***於本體部30後，於槽部32嵌入蓋部31之旋轉方向側面即蓋端部31a。

此處，槽部32軸心側之槽內壁32a為自槽部32之底部朝向絕緣體6之內壁平緩之斜面。相反地，槽部32之徑向外周側之槽內壁32b係為 了使扣止狀態確實，而與蓋部31之外周側面平行。

蓋部31係方形，為旋轉方向之長度W與本體部30之槽部32之兩底部間長度大致一致之尺寸。蓋端部31a之徑向厚度具有略微小於本體部30之槽部32之內壁32a與32b間距離之尺寸。如後述般，此係為了確保絕緣體6之內周面與積層鐵心5間之摩擦力。

本體部30係將槽部32軸心側之槽緣部32c至上底側內側面之垂直距離設為R'，積層鐵心5之上底與下底之垂直距離設為R時，具有R略大於R'之尺寸。此係為了藉由將積層鐵心5朝絕緣體6之內筒側按壓，確保絕緣體6與積層鐵心5之摩擦力，使兩者之固定狀態確實。再者，該尺寸差係即使因積層鐵心5之積厚不均，產生長度R比預定略小之情形，仍具備某程度之按壓力而作為確保絕緣體6、與積層鐵心5之固定狀態之游隙發揮功能。

於圖4，模式性顯示本體部30、與蓋部31之扣止狀態。(a)係自馬達1之外周側之立體圖，(b)係自旋轉軸方向之立體圖((b)省略顯示鍔部6a)。

於本體部30，經由鍔部6a之一者朝旋轉軸方向***積層鐵心5後，以蓋端部31a、與槽部32勘合之方式將蓋部31朝軸心方向壓嵌。由於積層鐵心5其旋轉軸方向之厚度僅通過較薄之鍔部6a，故顯著有助於防止***時積層片之翻捲或提高作業性。尤其，於本實施形態中，由於積層片使用比一般積層鐵心所使用之鋼板片更薄之帶狀非晶質金屬材料，故相對於旋轉軸方向之剛性較低。於使用此種對旋轉軸方向之剛性較低之積層片的鐵心之情形時尤其可期待效果。

又，由於蓋端部31a之旋轉方向側面之軸心側與槽內壁32a相同，朝向絕緣體6內周側形成有平緩之傾斜，故該傾斜將槽內壁32b之外周側朝旋轉方向擴張，而容易地將蓋部31嵌入於本體部30。再者，由於蓋端部31a之外周側面與槽內壁部32b相對於來自軸心之徑向延長線垂 直，故使蓋部31與槽部32之扣止確實，難以脫落。

又，藉由將蓋端部31a之剖面形狀設為略小於槽部32之剖面形狀，吸收積層鐵心5之積厚不均並產生對絕緣體6內周側之按壓力，可使本體部30、與蓋部31之固定狀態確實。

〔第1實施形態之變化例〕

說明第1實施形態之絕緣體6之變化例。馬達1係定子核心2為電性浮動狀態，故必須設置接地。徑向間隙型馬達係例如由於將定子核心熱壓或壓入於外殼，故外殼與定子核心電性耦合，可容易自外殼獲得接地(earth)。

馬達1雖係定子核心2、與外殼20以樹脂塑模一體地構成，但由於捲繞於絕緣體6之外筒部之線圈7、與外殼20必須絕緣，故於線圈7與外殼20之間引入樹脂。因此，積層鐵心5為外殼電性非接觸之構造。因此，於馬達1中，以導電性構件電性連接積層鐵心5與外殼20。

作為接地，於積層鐵心5之外周面與絕緣體6之內周面夾著導電性之夾層(板片)(band)或導線(wire)，並將其連接於外殼內周面。於將蓋部31勘合於本體部30後，由於積層鐵心5、與絕緣體6內周面具有一定按壓力且處於密著狀態，故將導電性構件***於其間，此係有積層片褶皺或損傷之虞或作業性降低之虞。

因此，如圖5所示，變化例之絕緣體6為於蓋部31之中央附近，設置朝旋轉軸方向延伸之接地用槽部35之構成。根據變化例之絕緣體6，亦可簡便且確實地進行積層鐵心5之接地或接地之設置。

另，於本變化例中，接地用槽部35之槽深度設為與導電性構件之厚度大致相同，但於勘合本體部30與蓋部31後，***導電性構件之情形時，可以使導電性構件之一部分(較好為靠近旋轉軸方向中央)朝軸心方向彎曲，以彈簧效應與積層鐵心5充分接觸之方式，將接地用槽部35構成為略大於導電性構件之厚度，而容易***導電性構件。

〔第2實施形態〕

第2實施形態之馬達1其特徵之一係將第1實施形態之設置於絕緣體6之本體部30的槽部32朝向軸心方向複數設置於鐵心側內壁。另，於以下之說明中，與第1實施形態相同構成之物係標註相同符號，而省略詳細之說明。

於圖6，顯示第2實施形態之絕緣體206之剖面構成(省略鍔部6a)。如該圖(a)所示，本體部230之旋轉方向內周面具有自外周方向朝向軸心側等間隔形成之複數個槽部232。各槽部232係於相對於通過軸心之徑向延長線垂直之延長線中，以距離r為單位分離配置。另，各槽部232之槽內壁232a及232b之構成係與第1實施形態相同。

蓋部231係與第1實施形態相同，由與徑向最外周側之槽部232間之寬度大致相同尺寸寬度之板形狀組成，具有蓋端部231a、與階差部231b。於第2實施形態中，可將蓋部231嵌入於對應於旋轉方向之任一者之槽部232之組。即，於各積層鐵心5之積厚不均大於r之情形時，藉由於徑向變更嵌入之槽部232之組，可保持蓋部231之對絕緣體6內周側之按壓力。另，隨著自徑向外周側朝向軸心側，槽部232之組間距離變短。因此，藉由準備將旋轉方向之寬度尺寸調整為各個槽部232之組用之蓋部231，可不對本體部231之旋轉方向施加過量之負載而維持積層鐵心5與絕緣體6之保持狀態，於成本方面及作業方面有利。

階差部231b係於第1實施形態之蓋部31a之外周側，增加r量之厚度之構成。例如，由於積層鐵心5之積厚不均，若將嵌合之槽部232之組變更為最外周側1個軸心側之組，則蓋部231朝軸心側偏離r量。於將線圈捲繞於絕緣體6之外筒部時，亦有於蓋部231之外周側面與線圈間產生隙縫且槽部232之槽內壁232b不勝線圈張力(coil tension)而變形之虞。藉由使階差部231b朝徑向外周側凸出僅r量，可降低由線圈7之 捲繞造成之影響。

另，各槽部232之軸心方向之槽寬度並非限定於等間隔，亦可為不同者。

又，若切除形成較嵌入蓋部231之槽部232位於外周側之槽部232之部分而使用，定子核心2為異徑且相同插槽(slot)數之情形時，不必分別準備配合每個徑之本體部230，可期待提高量產性。

〔第3實施形態〕

於第1及第2實施形態中，為以於絕緣體6之本體部30等設置鍔部6a之構成為前提之例。於該構成之情形時，藉由本體部30等之徑向外周側之鍔部6a部分，可獲得相對於本體部之旋轉方向之應力。因此，即使於本體部30等之鐵心側側面之槽部32等嵌合蓋部31等，本體部30破損之虞亦較少。即，第1及第2實施形態係自旋轉方向外側保持蓋部31等之構成。

此處，於無鍔部6a之情形時，亦有本體部30等之旋轉方向應力亦減弱之虞。於第3實施形態之馬達1中，特徵之一為具有蓋部自旋轉方向外側保持本體部之構成。再者，特徵之一為構成為本體部之徑向端部、與蓋部之旋轉方向端部扣合。

於圖7，顯示第3實施形態之絕緣體6之構成。另，對與其他實施形態相同之構件標註相同符號，省略說明。該圖(a)係第3實施形態之本體部330與蓋部331之一側端部部分之放大圖。又，於本實施形態中，設為不設置鍔部6a之構成。

於本體部330之端部與蓋部331之端部，分別設置於徑向扣合之扣止部333a與333b。扣止部333a具有以自旋轉方向外側，與位於內側之扣止部333b扣合之方式，端部朝軸心方向閉鎖(hangover)之構成。又，扣止部333a係於其前端具有朝旋轉方向突出之鉤狀部334a。扣止部333b係於其前端具有朝旋轉方向外側突出之鉤狀部334b，且為與由 蓋部331、扣止部333a及鉤狀部334a包圍之內部空間之形狀一致之形狀。

如圖7(b)所示，藉由嵌合本體部330、與蓋部331，扣止部333a自旋轉方向外側將扣止部333b朝旋轉方向內側支持。因此，產生針對本體部331向旋轉方向展開之應力。又，藉由鉤狀部334a、334b，可防止本體部330與蓋部331向徑向脫落且確保兩者與積層鐵心5之固定。

另，於本實施形態中，為了使絕緣體6與積層鐵心5之固定確實，扣止部333a、333b等係設為於本體部330及蓋部331之旋轉軸方向端部之整體連續設置之構成，但亦可為於旋轉方向之一部分不連續設置扣止部333a、333b等之構成。

又，可為代替於蓋部331設置扣止部333a等，而於蓋部331之端部設置本體部330之扣止部333b貫通之孔之構成。再者，亦可為使扣止部333b自本體部330之徑向外側端部不連續地突出，並使其等貫通以對應於各個扣止部333b之方式設置於蓋部331之孔之構成。

〔第4實施形態〕

於第1~第3實施形態中，係藉由於蓋部31等自徑向外周側朝向軸心側施加力，而與本體部31等嵌合或扣合之例。於第4實施形態中，係藉由旋轉軸方向之滑動(slide)，設置本體部與蓋部之構成例。

圖8係顯示第4實施形態之本體部430、與蓋部431之徑向一部分側面之放大圖。於該圖(a)中，本體部430係於徑向外側之端部附近，具有朝旋轉軸方向延伸之槽部432。槽部432之徑向寬度係與蓋部431之徑向厚度大致一致或略大。又，於本體部430之徑向外周側之前端部，形成構成槽部432之徑向內壁之突出部433。突出部433具有自旋轉方向外側朝積層鐵心側突出之形狀。

蓋部431具有以下構成：具有軸心側之面與積層鐵心5之徑向外周側側面接觸之平板形狀，並以旋轉軸方向之長度為本體部430之約 1/2之方式於中央被分割。

如該圖(b)所示，蓋部431a與431b各者係互相自旋轉軸方向之相反側***於槽部433。

例如，於蓋部431為未分割之1片平板之情形時，由於隨著***至槽部432，蓋部431、與積層鐵心5之接觸面亦成比例增加，故亦有因與積層鐵心5之摩擦力增加而導致難以或無法***蓋部431之虞。再者，於積層鐵心5之積層方向為徑向之情形時，有最外周側側面之鋼板片翻捲之虞，於積層方向為旋轉方向之情形時，亦有鋼板片於徑向局部產生褶皺(kink)之虞。

該方面係於本實施形態中，藉由分割蓋部431，且使各者之長度於旋轉軸方向縮短，而於***一者之蓋部431時，與積層鐵心5之摩擦面積相較於未分割之情形最大為1/2。再者，由於分別自旋轉軸方向之相反側***一者之蓋部431a、與另一者之蓋部431b，故可防止積層鐵心5整體朝任一者之旋轉軸方向變形。

〔第5實施形態〕

第5實施形態雖與第4實施形體相同，係藉由滑動設置蓋部與本體部之構成，但特徵點之一為具有蓋部自旋轉方向外側將本體部朝積層鐵心5側支持之構成。

於圖9，顯示第5實施形態之本體部530、與蓋部531之徑向一部分側面之放大圖。如該圖(a)所示，於本體部530之徑向前端部與蓋部531之旋轉方向端部，設置於徑向扣合之扣止部533a與533b。扣止部533a係以自旋轉方向外側與位於內側之扣止部533b扣合之方式，具有端部朝軸心方向閉鎖之形狀。又，扣止部533a係於其前端具有朝靠近積層鐵心5之旋轉方向突出之鉤狀部534a。另一方面，扣止部533b係於徑向前端具有朝旋轉方向外側突出之鉤狀部534b。扣止部533b係與由蓋部531、扣止部533a及鉤狀部534a包圍之內部空間之形狀大致一 致之形狀。

又，如該圖(b)所示，蓋部531係與第4實施形態相同，具有被分割為具有本體部530之旋轉軸方向長度之1/2長度之蓋部531a、與蓋部531b之構成。蓋部531a與531b係分別自旋轉軸方向之相反側滑動至本體部530而配置。具體而言，於本體部530之扣止部533b、與蓋部531之扣止部534a互相扣合之位置，使蓋部531於旋轉軸方向滑動。

於本實施形態中，由於蓋部531為自旋轉方向外側將本體部530保持於積層鐵心5側之構成，故即使於本體部530，例如無如鍔部6a之於旋轉方向產生應力之構件之情形，亦不會有本體部530朝旋轉方向外側展開之虞。

又，藉由使鉤狀部534a與534b互相於旋轉方向相反側扣合，可充分地保持絕緣體6與積層鐵心5之固定狀態。

蓋部531之分割構成或滑動配置之構成之效果係與第4實施形態相同。

〔第6實施形態〕

第6實施形態係與第1~第5實施形態相同，藉由使本體部之徑向外側兩端部、與蓋部之旋轉方向兩端部接觸而構成筒形狀之絕緣體6之方面相同，特徵點之一係並非使兩者嵌合或扣合等之構成，而利用捲繞線圈7之張力(tension)保持絕緣體6與積層鐵心5之固定狀態。

於圖10，顯示第6實施形態之本體部630、與蓋部631之構成。於該圖(a)中，左側表示本體部630與蓋部631之旋轉軸方向正面，該圖(b)右側表示徑向正面。

絕緣體6之鍔部6a係被分割為本體部630與蓋部631各者，且各者一體構成。與其他實施形態不同，本體部630與蓋部631接觸之面為大致平面。另，於本體部630與蓋部631之接觸面，可設置凹凸部等作為組合兩者時之定位用。

又，於蓋部631之徑向軸心側側面，設置凸部631a。凸部631a係構成為於該側面之旋轉軸方向延伸，且旋轉方向寬度略小於本體部631之徑向外側兩端部間之長度。於組合蓋部631與本體部630時，凸部631a將積層鐵心5朝軸心方向按壓。即，以確保絕緣體6與積層鐵心5之固定之方式發揮作用。再者，亦可期待凸部631a作為於積層鐵心5之積厚存在不均之情形之間隔物(spacer)發揮功能。

於本體部630之內筒部設置積層鐵心5後，使凸部631a朝向積層鐵心5側而設置蓋部631。接著，如該圖(b)所示，以特定之張力將線圈7持續捲繞於外筒。另，亦可於配置蓋部631後，以夾層(band)600、接著劑或黏著膠帶等暫時固定後捲繞線圈7。

如此，第6實施形態係可簡易地實現本體部630與蓋部631與接觸面附近之構成。又，由於鍔部6a亦被分割，故沒有如於組合兩者時施加過大負載之虞。再者，相對於藉由線圈7之張力施加於積層鐵心5側之大致360度之力，凸部631所產生之按壓力更助長積層鐵心5之應力，可使本體部630與蓋部631之固定確實。

另，於第6實施形態中，以絕緣體6具有鍔部6a之構成為例，即使為無鍔部6a之構成，亦可期待本實施形態之效果。

〔製造方法〕

最後，對第1~第6實施形態之絕緣體6之製造方法進行說明。由絕緣性樹脂組成之絕緣體6係一般藉由將樹脂封入於模型框之射出成形製造，但亦可藉由3維造形等製造。於利用3維造形之情形時，不僅絕緣體6本身，亦可利用於製造射出成形用之模型框。作為3維造形係例如利用積層造形機或切削RP裝置等。

作為積層造形，可應用光造形方式、粉末燒結積層造形方式、噴墨(ink jet)方式、樹脂熔解積層方式、石膏粉末(powder)方式、薄片(sheet)成形方式、薄膜(film)轉印圖像(image)積層方式及金屬光造形 復合加工方式等。

上述積層造形或切削加工用之資料(data)係藉由CAM將CAD或CG軟體(software)或3D掃描器(scanner)中產生之3D資料加工為NC資料而產生。藉由將該資料輸入於3維造形機或切削RP裝置而進行3維造形。另，亦可藉由CAD/CAM軟體，自3D資料直接產生NC資料。

又，作為獲得絕緣體6之方法，亦可為以下之製造方法：製作出絕緣體6之3D資料或NC資料之資料提供者或服務商可經由網際網路等之通信線以特定之檔案形式發佈，使用者(user)將該資料於3D造形機或控制其之電腦(computer)等下載(download)或作為雲(cloud)型服務(service)存取(access)，並以3維造形機成形輸出。另，亦可為資料提供者將3D資料或NC資料記錄於非揮發性記錄媒體，並提供於使用者之方法。

若顯示此種製造方法所形成之絕緣體6之一態樣，則係製造如下絕緣構件之方法，該絕緣構件包含：內筒部，其係與由具有旋轉方向寬度自軸心側朝向外周側變大之徑向剖面形狀之大致柱體組成之鐵心之外周形狀大致相同形狀；與外筒部，其捲繞配置於上述鐵心之外周側之線圈；且係基於如下絕緣構件之3維資料以3維造形機製造之方法，該絕緣構件包含：第1絕緣構件，其係與上述旋轉方向寬度變大之側之鐵心外周面接觸；及第2絕緣構件，其係與除了上述第1絕緣構件接觸之鐵心外周面以外之上述鐵心之外周部分接觸；且上述第2絕緣構件之徑向兩端部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部接觸。

另，亦可為將第1絕緣構件、與第2絕緣構件獨立以3維造形機製造之方法。

再者，若顯示其他態樣，則為將如下絕緣構件之3維造形機用資料經由通信線傳送、發佈方法，該絕緣構件包含：內筒部，其係與由具有旋轉方向寬度自軸心側朝向外周側變大之徑向剖面形狀之大致柱 體組成之鐵心之外周形狀大致相同形狀；與外筒部，其捲繞配置於上述鐵心之外周側之線圈；且包含：第1絕緣構件，其係與上述旋轉方向寬度變大之側之鐵心外周面接觸；及第2絕緣構件，其係與除了上述第1絕緣構件接觸之鐵心外周面以外之上述鐵心之外周部分接觸；且上述第2絕緣構件之徑向兩端部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部接觸。

另，亦可為將第1絕緣構件、與第2絕緣構件之3維造形機用資料獨立傳送、發佈之方法。

以上，對用以實施本發明之形態進行說明，但本發明並非限定於上述態樣，於不脫離其主旨之範圍，可有各種變更。

例如，具有積層鐵心5及對應於其外周形狀之內筒之絕緣體6係例舉剖面為大致梯形之例，但亦可一部分或全部為曲面。即，於將定子2環狀配置複數個分割核心構件之情形時，亦考慮使鐵心之徑向軸心側及/或外周側之面與其他鐵心一起成為大致同心圓之周。於該情形時，各個鐵心等之徑向外周側及/或內周側之面係剖面為弧狀之曲面。

又，於本實施形態中，作為旋轉電機，以馬達為例，但亦可為發電機。

5‧‧‧積層鐵心

6‧‧‧絕緣體

30‧‧‧本體部

31‧‧‧蓋部

31a‧‧‧蓋端部

32‧‧‧槽部

32a‧‧‧槽部內壁

32b‧‧‧槽部內壁

32c‧‧‧槽緣部

R‧‧‧垂直距離

R'‧‧‧垂直距離

Claims (16)

1. 一種軸向間隙型旋轉電機，其包含核心構件，該核心構件包含：鐵心，其係由具有旋轉方向寬度自軸心側朝向外周側變大之徑向剖面形狀之大致柱體組成；絕緣構件；其具有與上述鐵心之外周形狀大致相同之內筒形狀；及線圈，其捲繞於上述絕緣構件之外筒部；且該軸向間隙型旋轉電機包含：定子，其係以旋轉軸為中心環狀地配置複數個上述核心構件而形成；及至少1個轉子，其係與上述定子鐵心之至少一側端面於旋轉軸方向介隔間隙而面對向；且上述絕緣構件包含：第1絕緣構件，其係與上述旋轉方向寬度變大之側之外周面接觸；及第2絕緣構件，其係與除了上述第1絕緣構件接觸之外周面以外之上述鐵心之外周部分接觸；且上述第2絕緣構件之徑向兩端部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部接觸。
2. 如請求項1之軸向間隙型旋轉電機，其中上述第2絕緣構件係於徑向兩端部附近之上述鐵心側之面包含槽部者，且該槽部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部嵌合。
3. 如請求項2之軸向間隙型旋轉電機，其中上述槽部之徑向寬度比上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部之徑向厚度大或大致相同。
4. 如請求項2之軸向間隙型旋轉電機，其中上述第2絕緣構件係於軸心方向具有複數個上述槽部。
5. 如請求項4之軸向間隙型旋轉電機，其中上述第1絕緣構件係於徑向外周側之面具有朝旋轉軸方向延伸之凸部。
6. 如請求項2之軸向間隙型旋轉電機，其中上述槽部係朝旋轉軸方向延伸。
7. 如請求項2之軸向間隙型旋轉電機，其中藉由將上述第1絕緣構件自徑向外周側朝軸心側按壓，使上述第1及第2絕緣構件嵌合。
8. 如請求項2之軸向間隙型旋轉電機，其中上述第1絕緣構件包含於徑向被分割之複數個構件。
9. 如請求項2或8之軸向間隙型旋轉電機，其中藉由自旋轉軸方向***上述第1絕緣構件，使上述第1及第2絕緣構件嵌合。
10. 如請求項1之軸向間隙型旋轉電機，其中上述第1絕緣構件之徑向兩端部、與上述第2絕緣構件之徑向兩端部各者具有互相扣合之扣止部。
11. 如請求項1之軸向間隙型旋轉電機，其中上述第1絕緣構件係於與上述旋轉方向寬度較大側之外周面接觸之面，具有朝旋轉軸方向延伸之槽。
12. 如請求項1、2或10中任一項之軸向間隙型旋轉電機，其中上述鐵心之上述徑向剖面為大致矩形形狀。
13. 如請求項1、2或10中任一項之軸向間隙型旋轉電機，其中上述鐵心之上述徑向剖面為大致梯形形狀。
14. 如請求項1、2或10中任一項之軸向間隙型旋轉電機，其中上述鐵心為積層鐵心。
15. 如請求項1、2或10中任一項之軸向間隙型旋轉電機，其中 上述鐵心為於徑向積層有鋼板片之積層鐵心。
16. 一種絕緣構件，其包含：內筒部，其係與由具有旋轉方向寬度自軸心側朝向外周側變大之徑向剖面形狀之大致柱體組成之鐵心之外周形狀大致相同形狀；與外筒部，其捲繞配置於上述鐵心外周側之線圈，且包含：第1絕緣構件，其係與上述旋轉方向寬度變大之側之外周面接觸；及第2絕緣構件，其係與除了上述第1絕緣構件接觸之外周面以外之上述鐵心之外周部分接觸；且上述第2絕緣構件之徑向兩端部、與上述第1絕緣構件之旋轉方向兩端部接觸。