TWI583109B - Axial air gap type rotary motor and rotary tube with rotating electrical machine - Google Patents

Axial air gap type rotary motor and rotary tube with rotating electrical machine Download PDF

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TWI583109B
TWI583109B TW104103619A TW104103619A TWI583109B TW I583109 B TWI583109 B TW I583109B TW 104103619 A TW104103619 A TW 104103619A TW 104103619 A TW104103619 A TW 104103619A TW I583109 B TWI583109 B TW I583109B
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Shuuichi Takahashi
Hirooki Tokoi
Toru Sakai
Katsuyuki Yamazaki
Toshifumi Suzuki
Jun Sakurai
Tomonori KAWAGOE
Daisaku Takahashi
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Description

軸向氣隙型旋轉電機及旋轉電機用繞線管
本發明係關於一種軸向氣隙型旋轉電機及旋轉電機用繞線管。
軸向氣隙型旋轉電機具有由概略甜甜圈形狀之定子與圓盤狀之轉子於旋轉軸向面對向地配置之構成。定子包括以旋轉軸為中心於直徑方向圓呈環狀地配置有複數個之1槽位之芯元件。芯元件包括鐵心、供鐵心插入之筒形狀之繞線管(絕緣體)、及捲繞於繞線管之外周之線圈等。軸向氣隙型旋轉電機由於產生轉矩之間隙面大致與直徑之平方成比例地增加,故而考慮適合於薄型形狀之旋轉電機。近年來,於要求薄型之旋轉電機中,實現小型、高效率化之有效之構造備受關注。
一般而言,為了實現旋轉電機之小型、高效率化,重要的是將直接有助於轉矩輸出之鐵心及電樞線圈高密度地配置於定子內。鐵心係形成旋轉電機之磁路者,且以相對於主磁通之磁阻變小之方式形成,藉此可有效地活用由線圈或永久磁鐵產生之磁通。電樞線圈係磁動勢源,於假設相同捲數之情形時,以該體積變大之方式形成,故而可實現擴大線徑、降低由線圈產生之焦耳損耗,即實現旋轉電機之高效率化。
於軸向氣隙型旋轉電機中,鐵心及線圈之高密度化亦為重要之技術課題,先前進行了較多之發明。
專利文獻1揭示一種軸向氣隙型旋轉電機之線圈之捲線方法及線 圈之製造方法。此處,表示有將線圈捲繞於具有特定寬度之特定之軸並直接捲繞於具有凸緣部之鐵心之方法,或捲繞於具有凸緣部之繞線管之方法。又,專利文獻2揭示於將鐵心插入至繞線管內之狀態下,使繞線管於軸向直接連接而連續捲繞之方法。
於施加線圈之側、即繞線管或鐵心,作用有不少緊固力而會變形。因此,於插入有鐵心之狀態下對繞線管施加線圈之方法容易將芯插入至繞線管。進而,於捲繞線圈時,可藉由對線圈施加張力而抑制捲繞鼓出,從而可高密度地捲繞線圈。但是,於該情形時,於保持線圈之捲繞軸側亦作用有較大之力,故而必須牢固地保持芯元件。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2008-182867號公報
專利文獻2:日本專利特開2007-14146號公報
然而,於將芯捲繞於芯插入後之繞線管之情形時,無法自繞線管之內側利用捲線治具保持芯元件。因此,必須利用芯元件之端面來保持。例如,可保持自繞線管突出之鐵心。於該情形時,由於鐵心要求相應之強度,故而難以將非晶金屬或FINEMET等箔帶狀軟磁性體之積層構造及如鐵粉磁心般之粉體狀之軟磁性體之壓縮構造用作鐵心。
又,於將如電磁鋼板般具有剛性之軟磁性體積層之情形時,其剖面形狀依賴於切斷加工之精度及積層時之配置精度,故而難以於鐵心之側面與治具之間穩定地確保接觸面。導致作業性之變差或加工機之成本提高。
作為另一方法,亦有保持繞線管自身之方法。於該情形時,藉 由使用繞線管之凸緣側面、凸部或凹部,而與芯之原材料無關可保持芯元件。樹脂性之繞線管由於形狀之不均亦較小,故而可穩定確保與治具之接觸面。然而,樹脂性之繞線管難以具有充分之強度。若藉由單純之厚壁化而提高繞線管之剛性,則導致旋轉電機之大型化或成本增加。
急需一種實現軸向氣隙型旋轉電機之小型化且確保可靠性之構成。
為了解決上述問題,例如,應用申請專利範圍所記載之構成。 即,一種軸向氣隙型旋轉電機,其具有:定子,其係由複數個芯元件以旋轉軸為中心呈環狀地排列而成,上述複數個芯元件包含具有概略梯形之端面之柱體形狀之鐵心、捲繞於該鐵心外周方向之線圈及配置於上述鐵心與上述線圈之間的繞線管;及轉子,其於旋轉軸徑方向介隔特定之氣隙而與上述鐵心之端面呈面對向;且上述繞線管具有:筒部,其與上述鐵心之外周側面對向,且較上述鐵心之長度更短;凸緣部,其於上述筒部之兩端部附近,自該筒部之外周向鉛垂方向外側延伸特定長度;及突出部,其於至少一者之上述凸緣部之外側表面上且上述筒部之偏向內緣,具有與經插入之上述鐵心之端部外周側面對向之內周面,並且向上述筒部之延伸方向進而突出。
進而,一種旋轉電機用繞線管,其具有:筒部,其包括供鐵心插入且具有概略梯形之剖面之內筒及捲繞線圈之外筒;凸緣部,其於上述筒部之兩開口端部附近,自上述外筒之全周向鉛垂方向延伸特定寬度;及突出部,其於至少一者之上述凸緣部之外側表面上且上述內筒之偏向內緣,沿著該內緣之至少一部分向上述內筒之延伸方向進而延伸。
根據本發明之一態樣,可獲得實現旋轉電機之小型、高性能化且確保可靠性之旋轉電機。
上述以外之課題、構成及效果可根據以下之記載而明確。
1‧‧‧雙轉子型之軸向氣隙型永久磁鐵同步馬達(馬達)
10‧‧‧突出部
10a‧‧‧底面
10b‧‧‧槽
10c‧‧‧間隙部
11‧‧‧突出部
19‧‧‧定子
20‧‧‧芯元件
21‧‧‧鐵心
21a‧‧‧插入面
22‧‧‧繞線管
22a‧‧‧筒部
22b‧‧‧凸緣部
23‧‧‧線圈
30‧‧‧轉子
31‧‧‧永久磁鐵
32‧‧‧磁軛
40‧‧‧殼
51、52‧‧‧線圈捲繞治具
61‧‧‧中模具
62‧‧‧下模具
71‧‧‧插入治具
72‧‧‧台座
80‧‧‧導電構件
90‧‧‧龜裂
A‧‧‧旋轉軸
B‧‧‧捲繞軸
F‧‧‧張力
S1‧‧‧直徑方向剖面
S2‧‧‧旋轉軸向剖面
圖1係表示應用本發明之第1實施形態之軸向氣隙型旋轉電機之概要構成之立體圖。
圖2係表示第1實施形態之1槽位之芯元件之構成之立體圖。
圖3係表示第1實施形態之1槽位之芯元件之構成之剖視圖。
圖4係表示使用第1實施形態之捲線治具之線圈捲繞之情況之模式圖。
圖5係表示第2實施形態之樹脂塑模之情況之模式圖。
圖6(a)係表示第2實施形態之1槽位之芯元件之構成之立體圖。(b)係表示第2實施形態之1槽位之芯元件之構成之剖視圖。
圖7(a)係表示第3實施形態之1槽位之芯元件之構成之立體圖。(b)係表示第3實施形態之1槽位之芯元件之構成之剖視圖。
圖8係表示使用第3實施形態之插入治具之鐵心插入之情況之模式圖。
圖9(a)係表示第4實施形態之1槽位之芯元件之構成之俯視立體圖。(b)係表示第4實施形態之1槽位之芯元件之構成之仰視立體圖。
圖10(a)係表示第4實施形態之變化例1之1槽位之芯元件之構成之俯視立體圖。(b)係表示第4實施形態之變化例1之1槽位之芯元件之構成之仰視立體圖。
圖11(a)係表示第4實施形態之變化例2之1槽位之芯元件之構成之俯視立體圖。(b)係表示第4實施形態之變化例2之1槽位之芯元件之構成之仰視立體圖。
圖12係第4實施形態之變化例2之芯元件之仰視圖。
圖13係比較例之芯元件之仰視圖。
〔第1實施形態〕
以下,使用圖式對用以實施本發明之形態進行說明。圖1表示應用本發明之第1實施形態即軸向氣隙型馬達1(以下,有僅稱為「馬達1」之情形)之電樞之概要構成。馬達1為雙轉子型之軸向氣隙型馬達之例。
馬達1具有圓筒狀之1個定子與圓盤狀之2片轉子於旋轉軸向A之方向介隔特定之氣隙而面對向之電樞構成。定子19固定於殼40之內周,以旋轉軸A為中心,1槽位之芯元件20呈環狀地配置複數個而成。芯元件20包含具有概略梯形之端面之柱體狀之鐵心21、具有與鐵心21之外周外徑概略相同之內徑之筒形狀之繞線管22、及捲繞於繞線管22之外周之線圈23。定子19將環狀地排列之芯元件20彼此及殼40之內周部分藉由樹脂塑模而一體地構成。
鐵心21係將含有非晶等磁性體材料之薄板之寬度逐漸變大而切斷之板片(包含帶狀者)自旋轉軸於殼40側積層而成之積層鐵心。其結果,鐵心21具有剖面具有概略梯形之肉桂形狀之柱體之形狀。再者,本發明並不限定於積層鐵心,亦可應用於鐵粉鐵心或切削鐵心。
轉子30包括與鐵心21之旋轉軸向端面對向之永久磁鐵31、及保持永久磁鐵31之磁軛32。雖未圖示,磁軛32與軸旋轉軸結合,並經由軸承而旋轉自如地保持於端托架。端托架與殼40機械性地連接。於殼40之外周側面設置有接線盒(未圖示),1次側之電線與2次側之電線經由接線板而電性連接。於2次側,連接有自芯元件20引出之跨接線。
圖2表示1槽位之芯元件20之構成。又,圖3表示芯元件20之直徑方向剖視圖。繞線管22藉由樹脂而成形。筒部22a兩端開口。筒部22a之內筒部具有與具有概略梯形之形狀之鐵心21之外徑概略一致之內 徑。筒部22a之外筒部捲繞有線圈23。再者,於第1實施形態中,筒部22a較鐵心21之長度短。
又,於筒部22a之兩端部開口附近,具有自外筒部遍及鉛垂方向之全周而延伸特定長度之凸緣部22b。特定長度較佳為較經捲繞之線圈23之寬度更長者。其係為了使線圈23彼此或與殼內周等之絕緣。 又,特定長度無須於凸緣部22b之所有區域內一樣,可根據使旋轉軸側或殼側更長等設計而適當變更。
又,於凸緣部22b之外側表面上,且內筒部之偏向內緣,具備向旋轉軸向(內筒部之延伸方向)突出、以包圍內筒部開口之方式(於繞線管22之內筒開口部周圍連續地)設置之突出部10。
此處,繞線管22之旋轉軸向之整體之長度較鐵心21之長度更短。因此,鐵心21插入後,端部側之一部分自繞線管22突出。藉由使一部分突出可期待鐵心21之冷卻效果或用作接地等之連接部位之效果。於本實施形態中,形成於兩凸緣部22b之各突出部10較鐵心21之突出部分更低地突出。即,鐵心21之兩端部自繞線管22突出。於本實施形態中,突出部10之內緣側之內周面與鐵心21之外周側面對向又相互接觸。
於將線圈23捲繞於插入有鐵心21之繞線管22時,捲線機之捲線治具不支持鐵心21而支持突出部10。
圖4之側剖視圖模式性地表示芯元件20中之線圈23之捲繞情況。鐵心治具51及52自兩側保持插入有鐵心21之繞線管22之突出部10。治具與突出部22及凸緣部22b之表面接觸。使治具藉由捲繞軸B而旋轉,同時對線圈23施加張力F,而線圈23以密接於筒部22a之方式捲繞下去。線圈23自可動式之噴嘴供給,藉由使噴嘴上下移動而捲繞任意之段數量。
根據第1實施形態之馬達1,由於在將鐵心21插入至繞線管之狀 態捲繞線圈23,故而無起因於由線圈23引起之筒部22a之變形而鐵心之插入性變差。
又,於捲線時,尤其繞線管22,利用治具保持突出部10,故而與鐵心21之強度無關可實施線圈23。因此,亦可安全地捲繞於非晶金屬或FINEMET、鐵粉磁心等剛性較低之芯材。
又,由於利用配設於繞線管之最內周之突出部10承受捲線治具之荷重,故而可使接觸面之轉矩最小化。其結果,可藉由最小限度之樹脂量之增加而確保保持所需要之繞線管之強度,可降低材料使用量。
又,由於突出部10位於筒部22a之延長線上,故而相對於筒部22a方向之應力較強。即,由於可使相對於繞線管22之捲線治具之支持力增加,故而即便使施加於線圈23之張力F增加,亦可不會阻礙線圈之捲繞。其結果,可使線圈23彼此及筒部22a與線圈23更密接,線圈23可高密度化,可於特定之區域配設更多之捲線,從而可實現馬達1之高輸出化或高效率化。
進而,由於捲線治具51及52不僅支持突出部10亦支持凸緣部22b之一部分表面,故而亦可實現隨著捲繞線圈23而增大之相對於向凸緣部22b間方向之擴展之應力,從而亦可期待防止繞線管損傷之效果。
以上,對第1實施形態進行了說明,但亦有其他各種構成。例如,捲線治具51及52支持突出部10與凸緣部22b之一部分,但亦可不接觸於凸緣部22b之表面,僅保持突出部10之表面及外周。
〔第2實施形態〕
第2實施形態之繞線管22之特徵之一在於:至少單側之突出部10之端面與鐵心21之端面之水平方向位置(旋轉軸向之位置)一致。以下,對第2實施形態進行說明,但關於與第1實施形態相同之部位使用相同符號,並省略說明。
第2實施形態之馬達1與第1實施形態同樣地,定子19係藉由樹脂塑模而一體成形。圖5模式性地表示樹脂塑模步驟之情況。殼40插入至其內徑大致一致之下模具62,自殼40之相反側開口,用以形成用以於之後供旋轉軸貫通之軸芯空間之筒狀之中模具61配置於下模具之中央。芯元件20以中模具為中心而呈環狀地排列,然後,未圖示之上模具自與下模具62相反側之殼開口插入,夾持芯元件20並加以支持。然後,自上模具及下模具62之對向面封入樹脂。
上模具及下模具62夾持芯元件20時,鐵心21之端面(頭頂部)接觸,但存在由於樹脂封入時之壓力而各芯元件20之位置偏移之虞,故而有由模具夾持時之力比較大之傾向。亦存在該夾持時之支持力損傷鐵心21之端面(尤其是邊緣部分)之虞。
圖6(a)表示顯示第2實施形態之芯元件20之構成之立體圖。圖6(b)表示芯元件20之旋轉軸向剖面。
如圖所示,突出部10包圍自筒部22a突出之鐵心21之端部外周之全周,進而,突出部10之頭頂部與鐵心21之端面之水平方向位置(旋轉軸向位置)成為概略相同之位置。藉此,於將芯元件20配置於塑模模具時,鐵心21與繞線管22接觸於模具,可期待防止因模具之夾持損傷鐵心21,並且亦可安全地進行相對於模具之芯元件20之定位。
再者,本實施形態中,表示有突出部10之端面與鐵心21之端面上下均一致之例。但亦可為單側。若使包含突出部10之繞線管22之軸長較鐵心21之軸長短地設計,則可防止因加工交叉而繞線管軸長較鐵心更長。藉此,藉由使定子軸長與鐵心軸長一致,而確實地確保轉子30與定子19間之空間上之間隙,從而可避免轉子30與定子19接觸。
〔第3實施形態〕
第3實施形態之馬達1之特徵之一在於:遍及突出部10與鐵心21之間之全周而設置槽10b之構成。
圖7(a)表示第3實施形態之馬達1之1槽位之芯元件20之立體圖,圖7(b)表示芯元件20之旋轉軸A方向剖視圖。再者,關於與第1實施形態相同之部位使用相同符號,並省略說明。
如圖7(a)、(b)所示,突出部10於筒部22a之延伸方向延長且具有筒部22a之內徑延長線狀而直徑大之內徑。即,成為突出部10之內周面自筒部22a之內周延伸之延長線離開特定寬度之狀態。特定寬度例如較佳為與下述鐵心之插入治具之前端寬度同等,但於自突出部10之內周面朝向筒部22b之內周而成形為錐狀之情形時,並不限定於此。
根據上述構成,若將鐵心21插入至繞線管22,則於突出部10與鐵心21之突出部分外周之間形成槽10b。槽10b主要具有使鐵心21之插入確實之功能。
圖8表示將鐵心21插入至繞線管22之步驟例。鐵心21係繞線管22之一開口側自載置於鐵心插入治具之台座72之繞線管22之另一端部,插入支持於插入治具71之鐵心21。插入治具71將經積層之狀態之鐵心21自積層方向兩側及其他2方向夾持。插入治具71之前端成為尖塔形狀,且以與槽10b之底面對向之方式配置。於該狀態下,鐵心21於垂直方向被加壓,而插入至繞線管22內。
根據第3實施形態,可使繞線管22與插入治具71之定位容易。 又,由於在最接近鐵心21之插入面21a之位置定位,故而具有較高之定位精度。其結果,鐵心插入之作業性大幅度提高,並且可提高插入時之良率。
再者,本實施例中,表示有將槽10b設置於全周之例,但亦可為一部分。槽10b亦可設置於兩側之突出部10。
〔第4實施形態〕
第4實施形態之馬達1之特徵之一在於:突出部10設置於鐵心21之突出部分之一部分之構成。換言之,突出部10沿著筒部22a之內緣 而非連續地形成。
若鐵心21為薄板或箔帶之積層鐵心構成,則可進行各個板片之保持,則較佳。又,若自鐵心21之散熱面,鐵心突出部分之一部分露出,則亦可謂之有利。
圖9(a)表示第4實施形態之馬達1之1槽位之芯元件20之立體圖,圖9(b)表示自底面側觀察芯元件20之立體圖。再者,關於與第1實施形態相同之部位使用相同符號,並省略說明。
突出部10相對於軸旋轉方向,左右非對稱地設置。具體而言,於1個突出部10之軸旋轉方向,設置間隙部10c。同樣地,突出部10於軸徑方向亦非對稱地設置。成為間隙部10c之位置之鐵心21之外周部分與塑模樹脂直接接觸。再者,突出部10之頭頂部與鐵心21之端面之水平方向位置與第2及第3實施形態同樣。
根據第4實施形態,構成鐵心21之板片於左右之任一者與樹脂直接接觸,板片之保持強度或鐵心21之保持強度提高。進而,由於間隙部10c,而鐵心21之熱容易傳遞至樹脂側,亦可期待散熱效果。
再者,與上述其他實施形態同樣地,當然亦兼具線圈23之插入面中之效果或定位效果。
〔第4實施形態之變化例1〕
如圖10(a)、(b)所示,間隙部10c亦可為以軸心方向之中心剖面S1為基準而於旋轉方向對稱地設置,且以直徑方向之剖面S2為基準,上下非對稱地設置之構成。尤其,圖10之例中,為以包圍具有概略梯形形狀之鐵心21之四角之方式配置突出部10之構成。設置有該等四角之突出部10之側作為鐵心21之插入治具之引導而有利地發揮功能,且亦可期待插入治具與繞線管之定位變得容易之效果。進而,突出部10以S2剖面成為非對象,藉此亦可期待如下效果:可使可期待上下散熱效果之部分分散。
〔第4實施形態之變化例2〕
第4實施形態之變化例2之馬達1之特徵之一在於如下方面:具備上述其他實施形態之功能,且進而具有塑模於定子19之樹脂之維護功能。
圖11(a)表示變化例2之馬達1之1槽位之芯元件20之立體圖,圖11(b)表示自底面側觀察芯元件20之立體圖。再者,關於與第1實施形態相同之部位使用相同符號,並省略說明。
變化例2之繞線管22除了具有變化例1之突出部10之構成以外,還具有亦於繞線管22之任一開口部側,於鐵心21之殼側角,設置突出部10之構成。即,如圖11(b)所示,亦於繞線管22之底面側,於殼40側角,設置突出部10(以下,將該2個突出部特別稱為「突出部11」)。又,如圖12之芯元件20仰視圖所示,突出部11自鐵心21之殼側角隔開間隙而設置,樹脂會滲入。
馬達1係將複數個芯元件20彼此、包括該等之定子19、殼40之內周藉由樹脂塑模而一體地成形如上文所述。施工於凸緣部22b上之樹脂由於成為鐵心21自繞線管22突出之厚度,故而比較薄壁。
於馬達驅動時,因以線圈23為中心之損耗之產生,而芯元件20及樹脂之溫度上升。通常,由於鐵心21與樹脂之線膨脹係數不一致,故而因其差異而樹脂產生應力。尤其,與鐵心21之角部對向之位置之樹脂除了薄壁以外還容易產生應力集中。因此,如圖13所例示般,亦存在該樹脂部分產生龜裂等之虞。若此種龜裂微小,則亦可謂之對定子19之強度或散熱性帶來之影響較小。
然而,若龜裂成為難以容許之大小,則亦可謂之無法忽視對馬達1帶來之影響。認為此種龜裂隨著經年變化而較大,耐久性方面之對策較為重要。
如圖11及圖12所示,變化例2中,於凸緣部22b之殼40側表面,配 置有由導電性之金屬等形成之導電構件13。導電構件80係較鐵心21自繞線管22突出之部分更薄之厚壁,且藉由塑模樹脂而整體被覆蓋。導電構件80與殼40之內周電性連接,且具有降低線圈23與轉子30間之靜電電容之功能。進而,導電構件13亦具有作為芯元件20之散熱板之功能。
如圖13所示,若配置導電構件80,則凸緣部22b上之樹脂進一步成為薄壁且周邊樹脂之應力狀態亦變得複雜,亦存在容易產生龜裂90之虞。
變化例2由於在芯角部之外周側(殼內周側)具備突出部11,故而即便產生起因於鐵心21之角部周邊之龜裂,亦可阻止龜裂之進展。可抑制強度或散熱性降低。又,由於在突出部11與芯之間設置有間隙,故而亦可實現進入至間隙之樹脂向鐵心21之軸向之防脫。
再者,上表面側凸緣部22b中,與鐵心21之殼側角對向之突出部10發揮與突出部11相同之功能。亦可亦於該突出部10與鐵心21之間設置間隙,若如本例般該突出部10作為與鐵心21接觸之構成,則作為鐵心插入時之插入治具之導件較為有效。即,一凸緣部22b之突出部10具有作為繞線管插入用導件之功能,另一凸緣部22b之突出部11為具有防止鐵心脫落與樹脂耐久性提高之功能之兼具便利性與功能性之構成。
〔繞線管之製造方法〕
最後,對上述實施形態之繞線管22之製造方法進行敍述。上述各實施形態之繞線管22係由具有絕緣性之樹脂而形成,且係藉由樹脂成形而製造。然而,各實施形態並不限定於此,亦可藉由以下所示之三維造形機等而製造。即,不僅利用三維造形機製造繞線管22本身,而且藉由利用三維造形機積層造形樹脂成形用之模具,或利用切削RP裝置進行切削加工,藉此藉由製造可獲得繞線管22。
作為積層造形,可應用光造形方式、粉末燒結積層造形方式、噴墨方式、樹脂熔解積層方式、石膏粉末方式、片材成形方式、膜轉印成像積層方式及金屬光造形複合加工方式等。
上述積層造形或切削加工用之資料係藉由利用CAM(Computer Aided Manage,電腦輔助管理)將由CAD(computer aided design,電腦輔助設計)或CG(Computer Graphics,電腦圖形)軟體或3D掃描儀產生之3D資料加工為NC(numerical control,數值控制)資料而產生。藉由將該資料輸入至三維造形機或切削RP裝置而進行三維造形。再者,亦可藉由CAD/CAM軟體,而自3D資料直接產生NC資料。
又,作為獲得繞線管22或其樹脂射出成型用模具之方法,製作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通信線而以特定之檔案形式發佈,使用者將該資料下載至3D造形機或控制其之電腦等或作為雲型服務進行存取,利用三維造形機成形輸出,藉此亦可製造繞線管7。再者,亦可為資料提供者將3D資料或NC資料記錄於非揮發性之記錄媒體,並提供給使用者之方法。
若表示此種製造方法之本實施形態之繞線管22之一態樣,則為基於如下旋轉電機用繞線管之三維資料利用三維造形機製造之方法,該旋轉電機用繞線管具有:筒部,其包括供鐵心插入之具有概略梯形之剖面之內筒及捲繞線圈之外筒;凸緣部,其於上述筒部之兩開口端部附近,自上述外筒之全周向鉛垂方向延伸特定寬度;及突出部,其於至少一者之上述凸緣部之外側表面上且上述內筒之偏向內緣,沿著該內緣之至少一部分向上述內筒之延伸方向進而延伸。
進而,若表示此種製造方法之繞線管22之另一態樣,則為將如下旋轉電機用繞線管之三維造形機用資料經由通信線而傳送、發佈之方法,該旋轉電機用繞線管具有:筒部,其包括供鐵心插入之具有概略梯形之剖面之內筒及捲繞線圈之外筒;凸緣部,其於上述筒部之兩 開口端部附近,自上述外筒之全周向鉛垂方向延伸特定寬度;及突出部,其於至少一者之上述凸緣部之外側表面上且上述內筒之偏向內緣,沿著該內緣之至少一部分向上述內筒之延伸方向進而延伸。
以上,對用以實施本發明之各實施形態之例進行了說明,但本發明並不限定於上述各種構成,於不脫離其主旨之範圍內可應用各種構成。
例如,上述例中,對雙轉子型且永久磁鐵同步馬達之例進行了說明,但即便為單轉子型亦可應用。於該情形時,突出部10亦可僅設置於繞線管之凸緣部22b之一開口部側。
又,亦可為轉子30不具備永久磁鐵31之同步磁阻馬達或開關磁阻馬達、感應馬達等。進而,亦可並非馬達而為發電機。
又,亦可於轉子30,於永久磁鐵31與磁軛32之間設置後磁軛。鐵心21之端面形狀之概略梯形亦可為扇形或於軸旋轉方向具有流線形之剖面。又,對向之定子19與轉子30之平面亦未必限定於自軸芯介隔鉛垂之方向之氣隙,於不脫離作為軸向間隙馬達之主旨之範圍內,亦可為分別於旋轉軸向產生固定之斜率之構成。
再者,亦可另外設置利用模具成型繞線管所需之抽取梯度及角R等。突出部10或11之形狀只要於鐵心21自繞線管22突出之部分之外周側,向旋轉軸向突出即可。
10‧‧‧突出部
20‧‧‧芯元件
21‧‧‧鐵心
22‧‧‧繞線管
22b‧‧‧凸緣部
23‧‧‧線圈

Claims (17)

  1. 一種軸向氣隙型旋轉電機,其具有:定子,其係由複數個芯元件以旋轉軸為中心呈環狀地排列而成,上述複數個芯元件具有包含概略梯形之端面之柱體形狀之鐵心、捲繞於該鐵心外周方向之線圈及配置於上述鐵心與上述線圈之間的繞線管;及轉子,其於旋轉軸向介隔特定之氣隙,而與上述鐵心之端面呈面對向;且上述繞線管具有:筒部,其與上述鐵心之外周側面對向,且較上述鐵心之長度更短;凸緣部,其於上述筒部之兩端部附近,自該筒部之外周向鉛垂方向外側延伸特定長度;及突出部,其位於至少一者之上述凸緣部之外側表面上且偏靠上述筒部之內緣處,具有與經插入之上述鐵心之端部外周側面對向之內周面,並且向上述筒部之延伸方向進而突出,且上述突出部沿著上述筒部之內緣而於旋轉軸徑方向及旋轉方向配置。
  2. 如請求項1之軸向氣隙型旋轉電機,其中經插入之上述鐵心之端部外周側面與上述突出部之內周面接觸。
  3. 如請求項1之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部之頭頂部與上述鐵心之端面之旋轉軸向之位置一致。
  4. 如請求項1之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部之內周面自上述內筒部內周之延伸方向延長線離開特定寬度。
  5. 如請求項1之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部沿著上述筒部之內緣之全周而連續設置。
  6. 如請求項1之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部沿著上述筒部之內緣而非連續地設置。
  7. 如請求項6之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部於旋轉軸旋轉方向之相互不對向之位置非連續地設置。
  8. 如請求項6之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部於旋轉軸旋轉方向上相互對向之位置非連續地設置。
  9. 如請求項6之軸向氣隙型旋轉電機,其中非連續地配置之上述突出部包含具有與上述具有概略梯形之端面之鐵心之四角之外周側面對向之上述內周面。
  10. 如請求項6之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述突出部配置於兩個凸緣部,上述一個凸緣部之突出部與另一端部之突出部於旋轉軸向上不對向之位置非連續地配置。
  11. 如請求項6之軸向氣隙型旋轉電機,其中非連續地設置之上述突出部於上述具有概略梯形形狀之鐵心之下底側之2個角各者之附近,進而具有與該角隔開特定之間隙而對向之突出部。
  12. 如請求項1至11中任一項之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述複數個芯元件係藉由樹脂塑模而一體地形成。
  13. 如請求項1至11中任一項之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述複數個芯元件各者與內包上述定子及轉子之殼之內周係藉由樹脂塑模而一體地形成。
  14. 如請求項1至11中任一項之軸向氣隙型旋轉電機,其中上述鐵心係將含有磁性體材料之鋼板片於旋轉軸徑方向積層而成。
  15. 一種軸向氣隙型旋轉電機用繞線管,其具有:筒部,其包括供鐵心插入且具有概略梯形之剖面之內筒及捲繞線圈之外筒;凸緣部,其於上述筒部之兩開口端部附近,自上述外筒之全周向鉛垂方向延伸特定寬度;及突出部,其位於至少一者之上述凸緣部之外側表面上且偏靠上述內筒之內緣處,沿著該內緣之至少一部分向上述內筒之延伸方向進而延伸,且上述突出部沿著上述筒部之內緣而於旋轉軸徑方向及旋轉方向配置。
  16. 如請求項15之軸向氣隙型旋轉電機用繞線管,其中上述突出部之上述內筒側之側面與上述內筒之內周面係連續地形成。
  17. 如請求項15之軸向氣隙型旋轉電機用繞線管,其中上述突出部之上述內筒側之側面與上述內筒之延伸方向之延長線離開特定寬度。
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