相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータ
【課題】コイル間への相間絶縁紙挿入作業の効率を向上させて組立て作業を容易化し、更に、後工程での相間絶縁紙の位置ずれを防止して確実に相間絶縁することができる相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータを提供する。
【解決手段】相間絶縁紙３０は、ステータコア２３の内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成され、各相のコイル２５、２６、２７のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間の相間絶縁を行う２つの絶縁部３１、３２と、２つの絶縁部３１、３２を径方向に連結させる繋ぎ部３３と、を備える。
【解決手段】相間絶縁紙３０は、ステータコア２３の内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成され、各相のコイル２５、２６、２７のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間の相間絶縁を行う２つの絶縁部３１、３２と、２つの絶縁部３１、３２を径方向に連結させる繋ぎ部３３と、を備える。
【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モータのステータコアのコイル間に挿入されて、複数相のコイル間を絶縁する相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータには、ステータコアの各スロットにコイル導体を重ね巻きした複数相のコイル（固定子巻線）がそれぞれ挿入されている。これらコイルの渡り部分（ステータからはみ出した屈曲部分をいい、以下、「コイルエンド」という）間には、各相のコイル同士を絶縁するために相間絶縁紙が挿入される。従来、このような相間絶縁紙としては、図１６に示すように、固定子コア１０１の内径に相当する内径を有するドーナツ形状とされ、半径方向に対して所定角度をなして外周から内周に向かって切り欠き１０２が設けられた相間絶縁紙１００が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の相間絶縁紙１００は、ラジアルギャップ型モータの絶縁紙であり、コイル１０３、１０４のコイルエンド間に挟まれて、平面形状から円筒形状に変形する際、重なり部１０５が確実に生じて、絶縁不良を起き難くする工夫がなされている。
【０００３】
また、一対の帯状部と、この帯状部を連結する一対の連結部とからなる相間絶縁紙を用い、一対のペーパグリッパで両端近傍を把持して回転変位させ、該両端を固定子鉄心の所定のスロット方向に合わせた後、軸線に平行に移行させて連結部をスロットに挿入するようにした相間絶縁紙の挿入方法及び装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７５４２５号公報
【特許文献２】特開平５−２６０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の相間絶縁紙は、いずれもラジアルギャップ型モータに用いられるものである。また、特許文献２では、複数枚の相間絶縁紙によってコイル間の絶縁が行われており、異相コイルのコイルエンド同士が接触する部分に、相間絶縁紙がそれぞれ１枚ずつ挿入されている。このため、相間絶縁紙挿入に多くの時間を要し、作業効率上の問題があった。また、レーシングなどの後工程の際に、相間絶縁紙の位置ずれが生じる虞があり、相間絶縁の信頼性を向上させる上で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイル間への相間絶縁紙挿入作業の効率を向上させて組立て作業を容易化し、更に、後工程での相間絶縁紙の位置ずれを防止して確実に相間絶縁することができる相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、永久磁石（例えば、後述の実施形態における主磁石部１２ａ及び副磁石部１２ｂ）を具備し、回転軸周りに回転可能なロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ１１）と、周方向に複数のスロット（例えば、後述の実施形態におけるスロット２４）が形成されるステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア２３）、及び該複数のスロットに挿入される複数相のコイル（例えば、後述の実施形態におけるＵ相コイル２５、Ｖ相コイル２６、Ｗ相コイル２７）とを具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ２０）と、を備えるアキシャルギャップ型モータ（例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ１０）の前記ステータの各相のコイル間を絶縁する相間絶縁紙（例えば、後述の実施形態における相間絶縁紙３０）であって、
前記ステータコアの内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成され、前記各相のコイルの内径側及び外径側コイルエンド（例えば、後述の実施形態における内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ及び外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ）間に挿入され、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うための２つの絶縁部（例えば、後述の実施形態における内径側絶縁部３２及び外径側絶縁部３１）と、
前記２つの絶縁部を径方向に連結させる繋ぎ部（例えば、後述の実施形態における繋ぎ部３３）と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、前記２つの絶縁部の径方向で互いに対向する周面の少なくとも一方は、前記絶縁部に作用する引っ張り応力を緩和する複数の応力緩和部（例えば、後述の実施形態におけるスリット３４）を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２の構成に加えて、前記応力緩和部は、径方向に沿って形成されたスリットであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３の構成に加えて、前記スリットは、前記ステータコアのスロット数と同数設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項３または４の構成に加えて、前記スリットの基部は、前記コイルエンドの周方向に延びる部分のステータコア寄りの径方向位置と略等しいことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部は、前記スロットの周方向幅より広く形成することで、周方向両側に回転方向位置決め部（例えば、後述の実施形態における回転方向位置決め部３６）を有し、
前記繋ぎ部は、断面略コの字状に折り畳まれて前記スロット内に挿入され、前記回転方向位置決め部が前記スロットの両側面と接触することで、前記ステータコアに対する回転方向位置を位置決めすることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部の周方向両側には、前記ステータコアの周面と当接可能な径方向長さを有して前記絶縁部から径方向に延びる径方向位置決め部（例えば、後述の実施形態における径方向位置決め部３７）を備え、
前記径方向位置決め部は、前記ステータコアの周面に折り曲げられながら当接し、前記ステータコアに対する径方向位置を位置決めすることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部は、周方向両側面において波打ち状に形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項１から８のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部は、前記繋ぎ部の他の部位より機械的強度が弱い脆弱部を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項９の構成に加えて、前記脆弱部は、ミシン目であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項９の構成に加えて、前記脆弱部は、前記他の部位より幅方向寸法が小さい幅狭部であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項９の構成に加えて、前記脆弱部は、途中で縁切りされた前記繋ぎ部の先端同士が接着された接着部であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、アキシャルギャップ型モータであって、永久磁石を具備し、回転軸周りに回転可能なロータと、周方向に複数のスロットが形成されるステータコア、該複数のスロットに挿入される複数相のコイル、及び請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記相間絶縁紙を具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、請求項１３の構成に加えて、前記複数相のコイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの組合せからなり、
前記相間絶縁紙は、それぞれの前記繋ぎ部の位相を周方向にずらした状態で軸方向に複数配置されて、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、外径側コイルエンド及び内径側コイルエンドを１枚の相間絶縁紙で絶縁することができ、相間絶縁紙挿入の作業効率が大幅に向上する。また、相間絶縁紙の形状が円形であるので、レーシングなどの後工程での位置ずれが生じ難く、信頼度の高い相間絶縁が行われ、また万一、位置ずれが生じても全体が移動するので位置ずれ発生を容易に判別することができる。
【００２２】
請求項２及び３の発明によれば、レーシング時に絶縁部に作用する引っ張り応力を緩和させて、２つの絶縁部での破断を防止することができる。またこれによって、信頼度の高い相間絶縁を達成することができる。
【００２３】
請求項４及び５の発明によれば、それぞれのコイルエンドで発生する引っ張り応力をスリットで効果的に緩和して、絶縁部での破断を防止することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、繋ぎ部に設けられた回転方向位置決め部によって、ステータコアに対する相間絶縁紙の回転方向位置が確実に位置決めされる。これによって、作業時に相間絶縁紙が回転する位相ずれが防止されて、各コイル間を確実に相間絶縁することができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、繋ぎ部の径方向位置決め部によって、ステータコアに対して相間絶縁紙が径方向に位置決めされるので、作業時に相間絶縁紙の径方向ずれが防止されて、各コイル間を確実に相間絶縁することができる。
【００２６】
請求項８〜１２の発明によれば、繋ぎ部に引っ張り応力が作用したとき、切断されて応力を緩和し、絶縁部などの相間絶縁紙の他部位へ及ぼす影響を防止することができる。
【００２７】
請求項１３の発明によれば、各相のコイル間に１枚の相間絶縁紙を挿入することによって、相間絶縁紙の位置ずれが生じ難く、信頼性の高い相間絶縁が行われ、且つ組付けが容易なアキシャルギャップ型モータが得られる。
【００２８】
請求項１４の発明によれば、繋ぎ部が同一のスロットに配置されることがなく、当該スロットに配置されるコイルの占積率の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るアキシャルギャップ型モータの全体斜視図である。
【図２】図１のロータの分解斜視図である。
【図３】ステータの正面図である。
【図４】図３に示すステータの外径側斜視図である。
【図５】図３に示すステータの内径側斜視図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る相間絶縁紙の正面図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図７】図３のVII−VII線に沿って切断された断面図である。
【図８】Ｕ相コイル及びＶ相コイルが相間絶縁紙と共に挿入されたステータの正面図である。
【図９】図８に示すステータの外径側斜視図である。
【図１０】図８に示すステータの内径側斜視図である。
【図１１】Ｕ相コイル及びＶ相コイルが挿入された図８に示すステータに、相間絶縁紙が載せられた状態を示すステータの正面図である。
【図１２】本実施形態の第１変形例の相間絶縁紙の正面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る相間絶縁紙が適用されたアキシャルギャップ型モータの図７に対応する断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る相間絶縁紙の正面図である。
【図１５】図１４に示す相間絶縁紙によって相間絶縁されたステータの部分破断斜視図である。
【図１６】（ａ）は従来の相間絶縁紙の正面図であり、（ｂ）はコイルが相間絶縁紙によって相間絶縁された状態を示す部分破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態に係る相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータについて図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１に示すように、アキシャルギャップ型モータ１０は、回転軸Ｏ周りに回転可能に設けられた略円環状のロータ１１と、回転軸Ｏの軸方向（以後、単に軸方向と言う）の両側からロータ１１を挟み込むようにして対向配置され、複数相の各コイル（固定子巻線）を有する一対のステータ２０，２０と、を備える。
【００３２】
ロータ１１は、図２に示すように、永久磁石からなる複数の主磁石部１２ａ，…，１２ａ及び複数の副磁石部１２ｂ，…，１２ｂと、複数のヨーク部１３，…，１３と、非磁性部材からなるロータフレーム１４と、を具備する。
【００３３】
各ステータ２０は、略円環板状のヨーク部２１、及びロータ１１に対向するヨーク部２１の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から軸方向に沿ってロータ１１に向かって径方向に突出する複数のティース２２，…，２２を有するステータコア２３と、適宜の隣り合うティース２２，２２によって画成されるスロット２４に挿入され、ロータ１１を回転させる回転磁界を発生する複数相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）のコイル２５、２６、２７（図３参照）と、を備える。
【００３４】
図３から図５に示すように、各ステータ２０は、主極が６個（Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋，Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−）とされた６Ｎ型であって、それぞれのスロット２４にＵ相コイル２５、Ｖ相コイル２６、及びＷ相コイル２７が挿入されている。また、Ｕ相コイル２５とＶ相コイル２６との間、及びＶ相コイル２６とＷ相コイル２７との間には、それぞれ相間絶縁紙３０（３０Ａ、３０Ｂ）が挿入される。これら相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂと、各コイル２５、２６、２７の外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂが、それぞれレーシング糸２８によって縛られている。
【００３５】
このような６Ｎ型のステータ２０は、一方のステータ２０の各Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極に対して、他方のステータ２０の各Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−極が、軸方向で対向するように設定される。例えば、軸方向で対向する一対のステータ２０，２０に対し、Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極及びＵ−，Ｖ−，Ｗ−極の一方に対応する一方のステータ２０の３個のティース２２，２２，２２と、Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極及びＵ−，Ｖ−，Ｗ−極の他方に対応する他方のステータ２０の３個のティース２２，２２，２２と、が軸方向で対向し、軸方向で対向する一方のステータ２０のティース２２と、他方のステータ２０のティース２２とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
【００３６】
図６に示すように、相間絶縁紙３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、外径Ｄがステータコア２３の外径より大径とされた外径側絶縁部３１と、内径ｄがステータコア２３の内径より小径とされた内径側絶縁部３２とが略同心円状に配置され、外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２が、周方向４箇所（９０°間隔）に設けられた繋ぎ部３３によって径方向に連結されて、一体形成されている。
【００３７】
外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２の径方向で互いに対向する周面、即ち、外径側絶縁部３１の内周面及び内径側絶縁部３２の外周面には、応力緩和部である複数のスリット３４が径方向に形成されている。スリット３４は、ステータコア２３のスロット２４と同数設けられている。また、スリット３４の基部３４ａは、コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの周方向に延びる周方向部分２５ｃ、２６ｃ、２７ｃのステータコア２３寄りの径方向位置と略等しくなっている。応力緩和部であるスリット３４は、相間絶縁紙３０が各相のコイル２５、２６、２７のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂとともに、レーシング糸２８によって縛られた際、外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２に作用する引っ張り応力を緩和する。
【００３８】
図７にも示すように、繋ぎ部３３は、スロット２４内に挿入される略Ｕ字形に形成された絶縁紙からなる後述のスロットセル４０を介してスロット２４の底面上に配置される。本実施形態では、繋ぎ部３３は、スロット２４の周方向幅Ｗａからスロット２４の両側面、即ち、スロット２４を画成するティース２２の各側面と接触する両側のスロットセル４０の厚さｔを引いた値（Ｗａ−２×ｔ）より若干狭い幅Ｗに設定されている。
【００３９】
ステータ２０の組付けは、図８から図１０に示すように、先ず、ステータコア２３の各スロット２４にスロットセル４０がそれぞれ挿入される。スロットセル４０は、図９や図１０に示すように、スロット２４の両側面と接触させるように略Ｕ字形に形成されたＵ字形部分４０ａと、該部分４０ａの径方向両端縁をステータ２０のコア端面に向けて折り返したカフス部４０ｂと、を有する。次いで、別工程で巻回されたＵ相コイル２５がスロットセル４０を介してスロット２４に挿入される。このとき、Ｕ相コイル２５の外径側コイルエンド２５ａはステータコア２３の外径側に、また、Ｕ相コイル２５の内径側コイルエンド２５ｂはステータコア２３の内径側に突出する。
【００４０】
ステータコア２３に挿入されたＵ相コイル２５には、外径側コイルエンド２５ａ上に外径側絶縁部３１が載せられ、また内径側コイルエンド２５ｂ上に内径側絶縁部３２が載せられて、相間絶縁紙３０Ａが配置される。相間絶縁紙３０Ａの４箇所の繋ぎ部３３は、Ｖ相コイル２６が挿入されるスロット２４に挿入される。これにより、ステータコア２３に対して相間絶縁紙３０Ａが位置決めされる。
【００４１】
次いで、別工程で巻回されたＶ相コイル２６を、前工程でスロット２４に挿入した相間絶縁紙３０Ａの繋ぎ部３３の上からスロット２４に挿入する。これにより、Ｕ相コイル２５の外径側コイルエンド２５ａとＶ相コイル２６の外径側コイルエンド２６ａとの間に外径側絶縁部３１が挿入されると共に、Ｕ相コイル２５の内径側コイルエンド２５ｂとＶ相コイル２６の内径側コイルエンド２６ｂとの間に内径側絶縁部３２が挿入されて、Ｕ相コイル２５及びＶ相コイル２６間が相間絶縁される。
【００４２】
次いで、図１１に示すように、相間絶縁紙３０Ｂは、Ｗ相コイル２７が挿入されるスロット２４に繋ぎ部３３を挿入して、Ｖ相コイル２６の外径側コイルエンド２６ａ上に外径側絶縁部３１を載せ、内径側コイルエンド２６ｂ上に内径側絶縁部３２を載せる。そして、スロット２４に挿入された相間絶縁紙３０Ｂの繋ぎ部３３の上から、別工程で巻回されたＷ相コイル２７をスロット２４に挿入する。
【００４３】
これにより、Ｖ相コイル２６の外径側コイルエンド２６ａとＷ相コイル２７の外径側コイルエンド２７ａとの間に外径側絶縁部３１が挿入されると共に、Ｖ相コイル２６の内径側コイルエンド２６ｂとＷ相コイル２７の内径側コイルエンド２７ｂとの間に内径側絶縁部３２が挿入されて、Ｖ相コイル２６及びＷ相コイル２７間が相間絶縁紙３０Ｂによって相間絶縁される。
【００４４】
そして、各コイル２５、２６、２７の外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ同士が、それぞれレーシング糸２８によって縛られる。このとき、レーシング糸２８による引っ張り応力が相間絶縁紙３０にも作用するが、レーシング糸２８の架かる位置は、略スリット３４に一致しているので、レーシング糸２８による引っ張り応力がスリット３４によって緩和されて、外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２への影響は最小限に抑制される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る相間絶縁紙３０によれば、ステータコア２３の内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成されてコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの相間絶縁を行う外径側及び内径側絶縁部３１、３２と、外径側及び内径側絶縁部３１、３２を径方向に連結させる繋ぎ部３３と、を備えるので、外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ及び内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂを１枚の相間絶縁紙３０で絶縁することができ、相間絶縁紙挿入の作業効率が大幅に向上する。また、相間絶縁紙３０の形状が円形であるので、レーシングなどの後工程での位置ずれが生じ難く、信頼度の高い相間絶縁が行われ、また万一、位置ずれが生じても全体が移動するので位置ずれ発生を容易に判別することができる。
【００４６】
また、径方向で互いに対向する外径側絶縁部３１の内周面及び内径側絶縁部３２の外周面は、複数の応力緩和部３４を備えており、レーシング時に絶縁部３１、３２に作用する引っ張り応力を緩和させて、２つの絶縁部３１、３２での破断を防止することができる。これにより、信頼度の高い相間絶縁が可能となる。
【００４７】
具体的に、応力緩和部３４は、径方向に沿って形成されるスリット３４であるので、レーシング時に相間絶縁紙３０に発生する引っ張り応力をスリット３４で緩和させることができる。これによって、絶縁部３１、３２での破断を防止して絶縁信頼度を向上させることができる。
【００４８】
また、スリット３４がステータコア２３のスロット２４数と同数設けられているので、スリット３４とスロット２４との位置を合わせて相間絶縁紙３０を配置することにより、それぞれのコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂで発生する引っ張り応力をスリット３４で効果的に緩和して、絶縁部３１，３２での破断を防止することができる。
【００４９】
更に、スリット３４の基部３４ａは、コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの周方向部分２５ｃ、２６ｃ、２７ｃのステータコア２３寄りの径方向位置と略等しい位置となっているので、それぞれのコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂで発生する引っ張り応力をスリット３４で効果的に緩和して、絶縁部３１，３２での破断を防止することができる。
【００５０】
なお、応力緩和部である複数のスリット３４は、外径側絶縁部３１の内周面及び内径側絶縁部３２の外周面の少なくとも一方に形成されてもよい。或いは、図１２に示す本実施形態の変形例のように、相間絶縁紙３０は、スリットを有しない構成であってもよい。
【００５１】
また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型モータ１０によれば、ステータコア２３の内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成されてコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間の相間絶縁を行う２つの絶縁部３１、３２と、２つの絶縁部３１、３２を径方向に連結させる繋ぎ部３３と、を有する相間絶縁紙３０が、各相のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間に挿入される。これにより、相間絶縁紙３０の位置ずれが生じ難く、信頼性の高い相間絶縁が行われ、且つ組付けが容易なアキシャルギャップ型モータ１０が得られる。
【００５２】
更にアキシャルギャップ型モータ１０は、Ｕ相コイル２５、Ｖ相コイル２６、及びＷ相コイル２７からなる複数相のコイルを有し、相間絶縁紙３０は、繋ぎ部３３の位相が周方向にずらされて軸方向に複数配置されて相間絶縁を行うようにしたので、繋ぎ部３３が同一のスロット２４に配置されることがなく、当該スロット２４に配置されるコイル２５、２６、２７の占積率が低下することがない。
【００５３】
図１３は、本発明の第２実施形態に係る相間絶縁紙３０が適用されたアキシャルギャップ型モータの図７に対応する断面図である。この相間絶縁紙３０の繋ぎ部３３は、幅がスロット２４の周方向幅Ｗａより広く形成され、繋ぎ部３３が断面略コの字状に折り畳まれてスロット２４内に挿入され、スロットセル４０の両側面と接触する回転方向位置決め部３６を構成する。
【００５４】
このように構成することで、ステータコア２３に対する相間絶縁紙３０の回転方向位置が確実に位置決めされる。これによって、作業時に相間絶縁紙３０が回転する位相ずれが防止され、各コイル２５、２６、２７のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間を確実に相間絶縁することができる。
【００５５】
図１４は、本発明の第３実施形態に係る相間絶縁紙３０の正面図であり、図１５は図１４に示す相間絶縁紙３０によって相間絶縁されたステータの部分破断斜視図である。この相間絶縁紙３０では、繋ぎ部３３の周方向両側に、ステータコア２３の周面と当接可能な径方向長さを有して絶縁部３１、３２から径方向に延びる径方向位置決め部３７が形成されている。相間絶縁紙３０は、図１４に示すように、径方向位置決め部３７をステータコア２３の周面２９に折り曲げられながら当接させ、スロット２４に挿入される。
【００５６】
このように構成することで、ステータコア２３に対する相間絶縁紙３０の径方向位置が位置決めされるので、相間絶縁紙３０の径方向ずれが防止されて、各コイル２５、２６、２７間を確実に相間絶縁することができる。
【００５７】
尚、本発明は、前述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００５８】
例えば、繋ぎ部３３には、繋ぎ部３３の他の部位より機械的強度が弱い脆弱部を設け、作業時に過大な引っ張り応力が相間絶縁紙３０に作用したとき、この脆弱部で積極的に切断させて引っ張り応力を緩和するようにしてもよい。これによって、外径側絶縁部３１や内径側絶縁部３２などに及ぼす影響を抑制することができ、絶縁信頼性が向上する。
【００５９】
また、繋ぎ部３３は、相間絶縁紙３０を一体成形することにより挿入作業の作業効率を向上させるためのものであり、例えばレーシング時に繋ぎ部３３が切断したとしても、繋ぎ部３３上にはＵ相、Ｖ相、及びＷ相のいずれか１相のコイルしか存在しないので、相間絶縁に影響を及ぼすことはない。
【００６０】
このような脆弱部としては、繋ぎ部の周方向両側面を波打ち状に形成することで設けられてもよく、繋ぎ部３３にミシン目を設けてもよい。或いは、脆弱部は、他の部位より幅方向寸法が小さい幅狭部、あるいは、途中で縁切りされた繋ぎ部の先端同士を接着した接着部などが可能であり、いずれも安価且つ簡単に脆弱部を形成できる。
【００６１】
また、スロット２４に挿入されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルの順番は任意に設定することができる。さらに、同一相のコイルが同一のスロットに配置するようにして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイルの組合せを複数回配置するようにしてもよい。いずれの場合にも、各コイル間に一枚の相間絶縁紙が挿入される。
【符号の説明】
【００６２】
１０ アキシャルギャップ型モータ
１１ ロータ
１２ａ 主磁石部（永久磁石）
１２ｂ 副磁石部（永久磁石）
２０ ステータ
２３ ステータコア
２４ スロット
２５ Ｕ相コイル（コイル）
２５ａ、２６ａ、２７ａ 外径側コイルエンド（コイルエンド）
２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ 内径側コイルエンド（コイルエンド）
２５ｃ、２６ｃ、２７ｃ 周方向部分
２６ Ｖ相コイル（コイル）
２７ Ｗ相コイル（コイル）
２９ ステータコアの周面
３０（３０Ａ、３０Ｂ） 相間絶縁紙
３１ 外径側絶縁部（絶縁部）
３２ 内径側絶縁部（絶縁部）
３３ 繋ぎ部
３４ スリット（応力緩和部）
３４ａ スリットの基部
３６ 回転方向位置決め部
３７ 径方向位置決め部
Ｏ 回転軸
Ｗ 繋ぎ部の幅
Ｗａ スロットの周方向幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキシャルギャップ型モータのステータコアのコイル間に挿入されて、複数相のコイル間を絶縁する相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータには、ステータコアの各スロットにコイル導体を重ね巻きした複数相のコイル（固定子巻線）がそれぞれ挿入されている。これらコイルの渡り部分（ステータからはみ出した屈曲部分をいい、以下、「コイルエンド」という）間には、各相のコイル同士を絶縁するために相間絶縁紙が挿入される。従来、このような相間絶縁紙としては、図１６に示すように、固定子コア１０１の内径に相当する内径を有するドーナツ形状とされ、半径方向に対して所定角度をなして外周から内周に向かって切り欠き１０２が設けられた相間絶縁紙１００が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の相間絶縁紙１００は、ラジアルギャップ型モータの絶縁紙であり、コイル１０３、１０４のコイルエンド間に挟まれて、平面形状から円筒形状に変形する際、重なり部１０５が確実に生じて、絶縁不良を起き難くする工夫がなされている。
【０００３】
また、一対の帯状部と、この帯状部を連結する一対の連結部とからなる相間絶縁紙を用い、一対のペーパグリッパで両端近傍を把持して回転変位させ、該両端を固定子鉄心の所定のスロット方向に合わせた後、軸線に平行に移行させて連結部をスロットに挿入するようにした相間絶縁紙の挿入方法及び装置が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７５４２５号公報
【特許文献２】特開平５−２６０７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の相間絶縁紙は、いずれもラジアルギャップ型モータに用いられるものである。また、特許文献２では、複数枚の相間絶縁紙によってコイル間の絶縁が行われており、異相コイルのコイルエンド同士が接触する部分に、相間絶縁紙がそれぞれ１枚ずつ挿入されている。このため、相間絶縁紙挿入に多くの時間を要し、作業効率上の問題があった。また、レーシングなどの後工程の際に、相間絶縁紙の位置ずれが生じる虞があり、相間絶縁の信頼性を向上させる上で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイル間への相間絶縁紙挿入作業の効率を向上させて組立て作業を容易化し、更に、後工程での相間絶縁紙の位置ずれを防止して確実に相間絶縁することができる相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、永久磁石（例えば、後述の実施形態における主磁石部１２ａ及び副磁石部１２ｂ）を具備し、回転軸周りに回転可能なロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ１１）と、周方向に複数のスロット（例えば、後述の実施形態におけるスロット２４）が形成されるステータコア（例えば、後述の実施形態におけるステータコア２３）、及び該複数のスロットに挿入される複数相のコイル（例えば、後述の実施形態におけるＵ相コイル２５、Ｖ相コイル２６、Ｗ相コイル２７）とを具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータ（例えば、後述の実施形態におけるステータ２０）と、を備えるアキシャルギャップ型モータ（例えば、後述の実施形態におけるアキシャルギャップ型モータ１０）の前記ステータの各相のコイル間を絶縁する相間絶縁紙（例えば、後述の実施形態における相間絶縁紙３０）であって、
前記ステータコアの内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成され、前記各相のコイルの内径側及び外径側コイルエンド（例えば、後述の実施形態における内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ及び外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ）間に挿入され、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うための２つの絶縁部（例えば、後述の実施形態における内径側絶縁部３２及び外径側絶縁部３１）と、
前記２つの絶縁部を径方向に連結させる繋ぎ部（例えば、後述の実施形態における繋ぎ部３３）と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、前記２つの絶縁部の径方向で互いに対向する周面の少なくとも一方は、前記絶縁部に作用する引っ張り応力を緩和する複数の応力緩和部（例えば、後述の実施形態におけるスリット３４）を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項２の構成に加えて、前記応力緩和部は、径方向に沿って形成されたスリットであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３の構成に加えて、前記スリットは、前記ステータコアのスロット数と同数設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項３または４の構成に加えて、前記スリットの基部は、前記コイルエンドの周方向に延びる部分のステータコア寄りの径方向位置と略等しいことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項１から５のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部は、前記スロットの周方向幅より広く形成することで、周方向両側に回転方向位置決め部（例えば、後述の実施形態における回転方向位置決め部３６）を有し、
前記繋ぎ部は、断面略コの字状に折り畳まれて前記スロット内に挿入され、前記回転方向位置決め部が前記スロットの両側面と接触することで、前記ステータコアに対する回転方向位置を位置決めすることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項１から６のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部の周方向両側には、前記ステータコアの周面と当接可能な径方向長さを有して前記絶縁部から径方向に延びる径方向位置決め部（例えば、後述の実施形態における径方向位置決め部３７）を備え、
前記径方向位置決め部は、前記ステータコアの周面に折り曲げられながら当接し、前記ステータコアに対する径方向位置を位置決めすることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部は、周方向両側面において波打ち状に形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項９に係る発明は、請求項１から８のいずれか１項の構成に加えて、前記繋ぎ部は、前記繋ぎ部の他の部位より機械的強度が弱い脆弱部を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に係る発明は、請求項９の構成に加えて、前記脆弱部は、ミシン目であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に係る発明は、請求項９の構成に加えて、前記脆弱部は、前記他の部位より幅方向寸法が小さい幅狭部であることを特徴とする。
【００１８】
請求項１２に係る発明は、請求項９の構成に加えて、前記脆弱部は、途中で縁切りされた前記繋ぎ部の先端同士が接着された接着部であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１３に係る発明は、アキシャルギャップ型モータであって、永久磁石を具備し、回転軸周りに回転可能なロータと、周方向に複数のスロットが形成されるステータコア、該複数のスロットに挿入される複数相のコイル、及び請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記相間絶縁紙を具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４に係る発明は、請求項１３の構成に加えて、前記複数相のコイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの組合せからなり、
前記相間絶縁紙は、それぞれの前記繋ぎ部の位相を周方向にずらした状態で軸方向に複数配置されて、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、外径側コイルエンド及び内径側コイルエンドを１枚の相間絶縁紙で絶縁することができ、相間絶縁紙挿入の作業効率が大幅に向上する。また、相間絶縁紙の形状が円形であるので、レーシングなどの後工程での位置ずれが生じ難く、信頼度の高い相間絶縁が行われ、また万一、位置ずれが生じても全体が移動するので位置ずれ発生を容易に判別することができる。
【００２２】
請求項２及び３の発明によれば、レーシング時に絶縁部に作用する引っ張り応力を緩和させて、２つの絶縁部での破断を防止することができる。またこれによって、信頼度の高い相間絶縁を達成することができる。
【００２３】
請求項４及び５の発明によれば、それぞれのコイルエンドで発生する引っ張り応力をスリットで効果的に緩和して、絶縁部での破断を防止することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、繋ぎ部に設けられた回転方向位置決め部によって、ステータコアに対する相間絶縁紙の回転方向位置が確実に位置決めされる。これによって、作業時に相間絶縁紙が回転する位相ずれが防止されて、各コイル間を確実に相間絶縁することができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、繋ぎ部の径方向位置決め部によって、ステータコアに対して相間絶縁紙が径方向に位置決めされるので、作業時に相間絶縁紙の径方向ずれが防止されて、各コイル間を確実に相間絶縁することができる。
【００２６】
請求項８〜１２の発明によれば、繋ぎ部に引っ張り応力が作用したとき、切断されて応力を緩和し、絶縁部などの相間絶縁紙の他部位へ及ぼす影響を防止することができる。
【００２７】
請求項１３の発明によれば、各相のコイル間に１枚の相間絶縁紙を挿入することによって、相間絶縁紙の位置ずれが生じ難く、信頼性の高い相間絶縁が行われ、且つ組付けが容易なアキシャルギャップ型モータが得られる。
【００２８】
請求項１４の発明によれば、繋ぎ部が同一のスロットに配置されることがなく、当該スロットに配置されるコイルの占積率の低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るアキシャルギャップ型モータの全体斜視図である。
【図２】図１のロータの分解斜視図である。
【図３】ステータの正面図である。
【図４】図３に示すステータの外径側斜視図である。
【図５】図３に示すステータの内径側斜視図である。
【図６】（ａ）は本発明に係る相間絶縁紙の正面図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図７】図３のVII−VII線に沿って切断された断面図である。
【図８】Ｕ相コイル及びＶ相コイルが相間絶縁紙と共に挿入されたステータの正面図である。
【図９】図８に示すステータの外径側斜視図である。
【図１０】図８に示すステータの内径側斜視図である。
【図１１】Ｕ相コイル及びＶ相コイルが挿入された図８に示すステータに、相間絶縁紙が載せられた状態を示すステータの正面図である。
【図１２】本実施形態の第１変形例の相間絶縁紙の正面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る相間絶縁紙が適用されたアキシャルギャップ型モータの図７に対応する断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る相間絶縁紙の正面図である。
【図１５】図１４に示す相間絶縁紙によって相間絶縁されたステータの部分破断斜視図である。
【図１６】（ａ）は従来の相間絶縁紙の正面図であり、（ｂ）はコイルが相間絶縁紙によって相間絶縁された状態を示す部分破断斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態に係る相間絶縁紙及びアキシャルギャップ型モータについて図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１に示すように、アキシャルギャップ型モータ１０は、回転軸Ｏ周りに回転可能に設けられた略円環状のロータ１１と、回転軸Ｏの軸方向（以後、単に軸方向と言う）の両側からロータ１１を挟み込むようにして対向配置され、複数相の各コイル（固定子巻線）を有する一対のステータ２０，２０と、を備える。
【００３２】
ロータ１１は、図２に示すように、永久磁石からなる複数の主磁石部１２ａ，…，１２ａ及び複数の副磁石部１２ｂ，…，１２ｂと、複数のヨーク部１３，…，１３と、非磁性部材からなるロータフレーム１４と、を具備する。
【００３３】
各ステータ２０は、略円環板状のヨーク部２１、及びロータ１１に対向するヨーク部２１の対向面上で周方向に所定間隔をおいた位置から軸方向に沿ってロータ１１に向かって径方向に突出する複数のティース２２，…，２２を有するステータコア２３と、適宜の隣り合うティース２２，２２によって画成されるスロット２４に挿入され、ロータ１１を回転させる回転磁界を発生する複数相（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相）のコイル２５、２６、２７（図３参照）と、を備える。
【００３４】
図３から図５に示すように、各ステータ２０は、主極が６個（Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋，Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−）とされた６Ｎ型であって、それぞれのスロット２４にＵ相コイル２５、Ｖ相コイル２６、及びＷ相コイル２７が挿入されている。また、Ｕ相コイル２５とＶ相コイル２６との間、及びＶ相コイル２６とＷ相コイル２７との間には、それぞれ相間絶縁紙３０（３０Ａ、３０Ｂ）が挿入される。これら相間絶縁紙３０Ａ，３０Ｂと、各コイル２５、２６、２７の外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂが、それぞれレーシング糸２８によって縛られている。
【００３５】
このような６Ｎ型のステータ２０は、一方のステータ２０の各Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極に対して、他方のステータ２０の各Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−極が、軸方向で対向するように設定される。例えば、軸方向で対向する一対のステータ２０，２０に対し、Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極及びＵ−，Ｖ−，Ｗ−極の一方に対応する一方のステータ２０の３個のティース２２，２２，２２と、Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋極及びＵ−，Ｖ−，Ｗ−極の他方に対応する他方のステータ２０の３個のティース２２，２２，２２と、が軸方向で対向し、軸方向で対向する一方のステータ２０のティース２２と、他方のステータ２０のティース２２とに対する通電状態が電気角で反転状態となるように設定されている。
【００３６】
図６に示すように、相間絶縁紙３０（３０Ａ、３０Ｂ）は、外径Ｄがステータコア２３の外径より大径とされた外径側絶縁部３１と、内径ｄがステータコア２３の内径より小径とされた内径側絶縁部３２とが略同心円状に配置され、外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２が、周方向４箇所（９０°間隔）に設けられた繋ぎ部３３によって径方向に連結されて、一体形成されている。
【００３７】
外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２の径方向で互いに対向する周面、即ち、外径側絶縁部３１の内周面及び内径側絶縁部３２の外周面には、応力緩和部である複数のスリット３４が径方向に形成されている。スリット３４は、ステータコア２３のスロット２４と同数設けられている。また、スリット３４の基部３４ａは、コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの周方向に延びる周方向部分２５ｃ、２６ｃ、２７ｃのステータコア２３寄りの径方向位置と略等しくなっている。応力緩和部であるスリット３４は、相間絶縁紙３０が各相のコイル２５、２６、２７のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂとともに、レーシング糸２８によって縛られた際、外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２に作用する引っ張り応力を緩和する。
【００３８】
図７にも示すように、繋ぎ部３３は、スロット２４内に挿入される略Ｕ字形に形成された絶縁紙からなる後述のスロットセル４０を介してスロット２４の底面上に配置される。本実施形態では、繋ぎ部３３は、スロット２４の周方向幅Ｗａからスロット２４の両側面、即ち、スロット２４を画成するティース２２の各側面と接触する両側のスロットセル４０の厚さｔを引いた値（Ｗａ−２×ｔ）より若干狭い幅Ｗに設定されている。
【００３９】
ステータ２０の組付けは、図８から図１０に示すように、先ず、ステータコア２３の各スロット２４にスロットセル４０がそれぞれ挿入される。スロットセル４０は、図９や図１０に示すように、スロット２４の両側面と接触させるように略Ｕ字形に形成されたＵ字形部分４０ａと、該部分４０ａの径方向両端縁をステータ２０のコア端面に向けて折り返したカフス部４０ｂと、を有する。次いで、別工程で巻回されたＵ相コイル２５がスロットセル４０を介してスロット２４に挿入される。このとき、Ｕ相コイル２５の外径側コイルエンド２５ａはステータコア２３の外径側に、また、Ｕ相コイル２５の内径側コイルエンド２５ｂはステータコア２３の内径側に突出する。
【００４０】
ステータコア２３に挿入されたＵ相コイル２５には、外径側コイルエンド２５ａ上に外径側絶縁部３１が載せられ、また内径側コイルエンド２５ｂ上に内径側絶縁部３２が載せられて、相間絶縁紙３０Ａが配置される。相間絶縁紙３０Ａの４箇所の繋ぎ部３３は、Ｖ相コイル２６が挿入されるスロット２４に挿入される。これにより、ステータコア２３に対して相間絶縁紙３０Ａが位置決めされる。
【００４１】
次いで、別工程で巻回されたＶ相コイル２６を、前工程でスロット２４に挿入した相間絶縁紙３０Ａの繋ぎ部３３の上からスロット２４に挿入する。これにより、Ｕ相コイル２５の外径側コイルエンド２５ａとＶ相コイル２６の外径側コイルエンド２６ａとの間に外径側絶縁部３１が挿入されると共に、Ｕ相コイル２５の内径側コイルエンド２５ｂとＶ相コイル２６の内径側コイルエンド２６ｂとの間に内径側絶縁部３２が挿入されて、Ｕ相コイル２５及びＶ相コイル２６間が相間絶縁される。
【００４２】
次いで、図１１に示すように、相間絶縁紙３０Ｂは、Ｗ相コイル２７が挿入されるスロット２４に繋ぎ部３３を挿入して、Ｖ相コイル２６の外径側コイルエンド２６ａ上に外径側絶縁部３１を載せ、内径側コイルエンド２６ｂ上に内径側絶縁部３２を載せる。そして、スロット２４に挿入された相間絶縁紙３０Ｂの繋ぎ部３３の上から、別工程で巻回されたＷ相コイル２７をスロット２４に挿入する。
【００４３】
これにより、Ｖ相コイル２６の外径側コイルエンド２６ａとＷ相コイル２７の外径側コイルエンド２７ａとの間に外径側絶縁部３１が挿入されると共に、Ｖ相コイル２６の内径側コイルエンド２６ｂとＷ相コイル２７の内径側コイルエンド２７ｂとの間に内径側絶縁部３２が挿入されて、Ｖ相コイル２６及びＷ相コイル２７間が相間絶縁紙３０Ｂによって相間絶縁される。
【００４４】
そして、各コイル２５、２６、２７の外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ同士が、それぞれレーシング糸２８によって縛られる。このとき、レーシング糸２８による引っ張り応力が相間絶縁紙３０にも作用するが、レーシング糸２８の架かる位置は、略スリット３４に一致しているので、レーシング糸２８による引っ張り応力がスリット３４によって緩和されて、外径側絶縁部３１及び内径側絶縁部３２への影響は最小限に抑制される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る相間絶縁紙３０によれば、ステータコア２３の内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成されてコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの相間絶縁を行う外径側及び内径側絶縁部３１、３２と、外径側及び内径側絶縁部３１、３２を径方向に連結させる繋ぎ部３３と、を備えるので、外径側コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ及び内径側コイルエンド２５ｂ、２６ｂ、２７ｂを１枚の相間絶縁紙３０で絶縁することができ、相間絶縁紙挿入の作業効率が大幅に向上する。また、相間絶縁紙３０の形状が円形であるので、レーシングなどの後工程での位置ずれが生じ難く、信頼度の高い相間絶縁が行われ、また万一、位置ずれが生じても全体が移動するので位置ずれ発生を容易に判別することができる。
【００４６】
また、径方向で互いに対向する外径側絶縁部３１の内周面及び内径側絶縁部３２の外周面は、複数の応力緩和部３４を備えており、レーシング時に絶縁部３１、３２に作用する引っ張り応力を緩和させて、２つの絶縁部３１、３２での破断を防止することができる。これにより、信頼度の高い相間絶縁が可能となる。
【００４７】
具体的に、応力緩和部３４は、径方向に沿って形成されるスリット３４であるので、レーシング時に相間絶縁紙３０に発生する引っ張り応力をスリット３４で緩和させることができる。これによって、絶縁部３１、３２での破断を防止して絶縁信頼度を向上させることができる。
【００４８】
また、スリット３４がステータコア２３のスロット２４数と同数設けられているので、スリット３４とスロット２４との位置を合わせて相間絶縁紙３０を配置することにより、それぞれのコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂで発生する引っ張り応力をスリット３４で効果的に緩和して、絶縁部３１，３２での破断を防止することができる。
【００４９】
更に、スリット３４の基部３４ａは、コイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの周方向部分２５ｃ、２６ｃ、２７ｃのステータコア２３寄りの径方向位置と略等しい位置となっているので、それぞれのコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂで発生する引っ張り応力をスリット３４で効果的に緩和して、絶縁部３１，３２での破断を防止することができる。
【００５０】
なお、応力緩和部である複数のスリット３４は、外径側絶縁部３１の内周面及び内径側絶縁部３２の外周面の少なくとも一方に形成されてもよい。或いは、図１２に示す本実施形態の変形例のように、相間絶縁紙３０は、スリットを有しない構成であってもよい。
【００５１】
また、本実施形態に係るアキシャルギャップ型モータ１０によれば、ステータコア２３の内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成されてコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間の相間絶縁を行う２つの絶縁部３１、３２と、２つの絶縁部３１、３２を径方向に連結させる繋ぎ部３３と、を有する相間絶縁紙３０が、各相のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間に挿入される。これにより、相間絶縁紙３０の位置ずれが生じ難く、信頼性の高い相間絶縁が行われ、且つ組付けが容易なアキシャルギャップ型モータ１０が得られる。
【００５２】
更にアキシャルギャップ型モータ１０は、Ｕ相コイル２５、Ｖ相コイル２６、及びＷ相コイル２７からなる複数相のコイルを有し、相間絶縁紙３０は、繋ぎ部３３の位相が周方向にずらされて軸方向に複数配置されて相間絶縁を行うようにしたので、繋ぎ部３３が同一のスロット２４に配置されることがなく、当該スロット２４に配置されるコイル２５、２６、２７の占積率が低下することがない。
【００５３】
図１３は、本発明の第２実施形態に係る相間絶縁紙３０が適用されたアキシャルギャップ型モータの図７に対応する断面図である。この相間絶縁紙３０の繋ぎ部３３は、幅がスロット２４の周方向幅Ｗａより広く形成され、繋ぎ部３３が断面略コの字状に折り畳まれてスロット２４内に挿入され、スロットセル４０の両側面と接触する回転方向位置決め部３６を構成する。
【００５４】
このように構成することで、ステータコア２３に対する相間絶縁紙３０の回転方向位置が確実に位置決めされる。これによって、作業時に相間絶縁紙３０が回転する位相ずれが防止され、各コイル２５、２６、２７のコイルエンド２５ａ、２６ａ、２７ａ、及び２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ間を確実に相間絶縁することができる。
【００５５】
図１４は、本発明の第３実施形態に係る相間絶縁紙３０の正面図であり、図１５は図１４に示す相間絶縁紙３０によって相間絶縁されたステータの部分破断斜視図である。この相間絶縁紙３０では、繋ぎ部３３の周方向両側に、ステータコア２３の周面と当接可能な径方向長さを有して絶縁部３１、３２から径方向に延びる径方向位置決め部３７が形成されている。相間絶縁紙３０は、図１４に示すように、径方向位置決め部３７をステータコア２３の周面２９に折り曲げられながら当接させ、スロット２４に挿入される。
【００５６】
このように構成することで、ステータコア２３に対する相間絶縁紙３０の径方向位置が位置決めされるので、相間絶縁紙３０の径方向ずれが防止されて、各コイル２５、２６、２７間を確実に相間絶縁することができる。
【００５７】
尚、本発明は、前述した実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
【００５８】
例えば、繋ぎ部３３には、繋ぎ部３３の他の部位より機械的強度が弱い脆弱部を設け、作業時に過大な引っ張り応力が相間絶縁紙３０に作用したとき、この脆弱部で積極的に切断させて引っ張り応力を緩和するようにしてもよい。これによって、外径側絶縁部３１や内径側絶縁部３２などに及ぼす影響を抑制することができ、絶縁信頼性が向上する。
【００５９】
また、繋ぎ部３３は、相間絶縁紙３０を一体成形することにより挿入作業の作業効率を向上させるためのものであり、例えばレーシング時に繋ぎ部３３が切断したとしても、繋ぎ部３３上にはＵ相、Ｖ相、及びＷ相のいずれか１相のコイルしか存在しないので、相間絶縁に影響を及ぼすことはない。
【００６０】
このような脆弱部としては、繋ぎ部の周方向両側面を波打ち状に形成することで設けられてもよく、繋ぎ部３３にミシン目を設けてもよい。或いは、脆弱部は、他の部位より幅方向寸法が小さい幅狭部、あるいは、途中で縁切りされた繋ぎ部の先端同士を接着した接着部などが可能であり、いずれも安価且つ簡単に脆弱部を形成できる。
【００６１】
また、スロット２４に挿入されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルの順番は任意に設定することができる。さらに、同一相のコイルが同一のスロットに配置するようにして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相コイルの組合せを複数回配置するようにしてもよい。いずれの場合にも、各コイル間に一枚の相間絶縁紙が挿入される。
【符号の説明】
【００６２】
１０ アキシャルギャップ型モータ
１１ ロータ
１２ａ 主磁石部（永久磁石）
１２ｂ 副磁石部（永久磁石）
２０ ステータ
２３ ステータコア
２４ スロット
２５ Ｕ相コイル（コイル）
２５ａ、２６ａ、２７ａ 外径側コイルエンド（コイルエンド）
２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ 内径側コイルエンド（コイルエンド）
２５ｃ、２６ｃ、２７ｃ 周方向部分
２６ Ｖ相コイル（コイル）
２７ Ｗ相コイル（コイル）
２９ ステータコアの周面
３０（３０Ａ、３０Ｂ） 相間絶縁紙
３１ 外径側絶縁部（絶縁部）
３２ 内径側絶縁部（絶縁部）
３３ 繋ぎ部
３４ スリット（応力緩和部）
３４ａ スリットの基部
３６ 回転方向位置決め部
３７ 径方向位置決め部
Ｏ 回転軸
Ｗ 繋ぎ部の幅
Ｗａ スロットの周方向幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石を具備し、回転軸周りに回転可能なロータと、周方向に複数のスロットが形成されるステータコア、及び該複数のスロットに挿入される複数相のコイルとを具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータの前記ステータの各相のコイル間を絶縁する相間絶縁紙であって、
前記ステータコアの内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成され、前記各相のコイルの内径側及び外径側コイルエンド間に挿入され、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うための２つの絶縁部と、
前記２つの絶縁部を径方向に連結させる繋ぎ部と、
を備えることを特徴とする相間絶縁紙。
【請求項２】
前記２つの絶縁部の径方向で互いに対向する周面の少なくとも一方は、前記絶縁部に作用する引っ張り応力を緩和する複数の応力緩和部を備えることを特徴とする請求項１に記載の相間絶縁紙。
【請求項３】
前記応力緩和部は、径方向に沿って形成されたスリットであることを特徴とする請求項２に記載の相間絶縁紙。
【請求項４】
前記スリットは、前記ステータコアのスロット数と同数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の相間絶縁紙。
【請求項５】
前記スリットの基部は、前記コイルエンドの周方向に延びる部分のステータコア寄りの径方向位置と略等しいことを特徴とする請求項３または４に記載の相間絶縁紙。
【請求項６】
前記繋ぎ部は、前記スロットの周方向幅より広く形成することで、周方向両側に回転方向位置決め部を有し、
前記繋ぎ部は、断面略コの字状に折り畳まれて前記スロット内に挿入され、前記回転方向位置決め部が前記スロットの両側面と接触することで、前記ステータコアに対する回転方向位置を位置決めすることを特徴とする請求項１から５のいずれか1項に記載の相間絶縁紙。
【請求項７】
前記繋ぎ部の周方向両側には、前記ステータコアの周面と当接可能な径方向長さを有して前記絶縁部から径方向に延びる径方向位置決め部を備え、
前記径方向位置決め部は、前記ステータコアの周面に折り曲げられながら当接し、前記ステータコアに対する径方向位置を位置決めすることを特徴とする請求項１から６のいずれか1項に記載の相間絶縁紙。
【請求項８】
前記繋ぎ部は、周方向両側面において波打ち状に形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の相間絶縁紙。
【請求項９】
前記繋ぎ部は、前記繋ぎ部の他の部位より機械的強度が弱い脆弱部を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の相間絶縁紙。
【請求項１０】
前記脆弱部は、ミシン目であることを特徴とする請求項９に記載の相間絶縁紙。
【請求項１１】
前記脆弱部は、前記他の部位より幅方向寸法が小さい幅狭部であることを特徴とする請求項９に記載の相間絶縁紙。
【請求項１２】
前記脆弱部は、途中で縁切りされた前記繋ぎ部の先端同士が接着された接着部であることを特徴とする請求項９に記載の相間絶縁紙。
【請求項１３】
永久磁石を具備し、回転軸周りに回転可能なロータと、
周方向に複数のスロットが形成されるステータコア、該複数のスロットに挿入される複数相のコイル、及び請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記相間絶縁紙を具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、
を備えることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
【請求項１４】
前記複数相のコイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの組合せからなり、
前記相間絶縁紙は、それぞれの前記繋ぎ部の位相を周方向にずらした状態で軸方向に複数配置されて、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うことを特徴とする請求項１３に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【請求項１】
永久磁石を具備し、回転軸周りに回転可能なロータと、周方向に複数のスロットが形成されるステータコア、及び該複数のスロットに挿入される複数相のコイルとを具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、を備えるアキシャルギャップ型モータの前記ステータの各相のコイル間を絶縁する相間絶縁紙であって、
前記ステータコアの内径より小径及び外径より大径で、互いに略同心円形状に形成され、前記各相のコイルの内径側及び外径側コイルエンド間に挿入され、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うための２つの絶縁部と、
前記２つの絶縁部を径方向に連結させる繋ぎ部と、
を備えることを特徴とする相間絶縁紙。
【請求項２】
前記２つの絶縁部の径方向で互いに対向する周面の少なくとも一方は、前記絶縁部に作用する引っ張り応力を緩和する複数の応力緩和部を備えることを特徴とする請求項１に記載の相間絶縁紙。
【請求項３】
前記応力緩和部は、径方向に沿って形成されたスリットであることを特徴とする請求項２に記載の相間絶縁紙。
【請求項４】
前記スリットは、前記ステータコアのスロット数と同数設けられていることを特徴とする請求項３に記載の相間絶縁紙。
【請求項５】
前記スリットの基部は、前記コイルエンドの周方向に延びる部分のステータコア寄りの径方向位置と略等しいことを特徴とする請求項３または４に記載の相間絶縁紙。
【請求項６】
前記繋ぎ部は、前記スロットの周方向幅より広く形成することで、周方向両側に回転方向位置決め部を有し、
前記繋ぎ部は、断面略コの字状に折り畳まれて前記スロット内に挿入され、前記回転方向位置決め部が前記スロットの両側面と接触することで、前記ステータコアに対する回転方向位置を位置決めすることを特徴とする請求項１から５のいずれか1項に記載の相間絶縁紙。
【請求項７】
前記繋ぎ部の周方向両側には、前記ステータコアの周面と当接可能な径方向長さを有して前記絶縁部から径方向に延びる径方向位置決め部を備え、
前記径方向位置決め部は、前記ステータコアの周面に折り曲げられながら当接し、前記ステータコアに対する径方向位置を位置決めすることを特徴とする請求項１から６のいずれか1項に記載の相間絶縁紙。
【請求項８】
前記繋ぎ部は、周方向両側面において波打ち状に形成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の相間絶縁紙。
【請求項９】
前記繋ぎ部は、前記繋ぎ部の他の部位より機械的強度が弱い脆弱部を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の相間絶縁紙。
【請求項１０】
前記脆弱部は、ミシン目であることを特徴とする請求項９に記載の相間絶縁紙。
【請求項１１】
前記脆弱部は、前記他の部位より幅方向寸法が小さい幅狭部であることを特徴とする請求項９に記載の相間絶縁紙。
【請求項１２】
前記脆弱部は、途中で縁切りされた前記繋ぎ部の先端同士が接着された接着部であることを特徴とする請求項９に記載の相間絶縁紙。
【請求項１３】
永久磁石を具備し、回転軸周りに回転可能なロータと、
周方向に複数のスロットが形成されるステータコア、該複数のスロットに挿入される複数相のコイル、及び請求項１から１２のいずれか１項に記載の前記相間絶縁紙を具備し、前記回転軸方向の少なくとも一方から前記ロータに対向配置されるステータと、
を備えることを特徴とするアキシャルギャップ型モータ。
【請求項１４】
前記複数相のコイルは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、及びＷ相コイルの組合せからなり、
前記相間絶縁紙は、それぞれの前記繋ぎ部の位相を周方向にずらした状態で軸方向に複数配置されて、前記各コイルエンドの相間絶縁を行うことを特徴とする請求項１３に記載のアキシャルギャップ型モータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１７８５６２（Ｐ２０１０−１７８５６２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０５５５（Ｐ２００９−２０５５５）
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月３０日（２００９．１．３０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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