轴向间隙型旋转电机及其定子、该定子的制造方法、车轮的制作方法
轴向间隙型旋转电机及其定子、该定子的制造方法、车轮的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种能够比以往更容易地进行定子铁芯的固定的轴向间隙型旋转电机及其定子、该定子的制造方法、车轮。轴向间隙型旋转电机（100）的定子（10A（10））具有：被成形为规定形状的中心件（30A（30））；以及沿着中心件（30A）的外周侧周缘部（35a）（周缘）配置、通过树脂与中心件（30A）的全部一体化地固定的一个以上的定子铁芯（21）。根据该结构，由于将一个以上的定子铁芯（21）通过树脂与中心件（30A）的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯（21）的固定。
【专利说明】轴向间隙型旋转电机及其定子、该定子的制造方法、车轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及与一对转子在轴线方向上隔着间隙而对置的轴向间隙型旋转电机的定子及其制造方法、轴向间隙型旋转电机及车轮。
【背景技术】
[0002]以往，公开了以实现定子的组装性的提高及分割芯彼此的接合精度的缓和为目的的关于定子的技术。例如参照专利文献I (特开2011 - 125098号公报)。该定子具备S极侧的多个分割铁芯、N极侧的多个分割铁芯、在这些分割铁芯的背面彼此重叠的背靠背的状态下在周向上错开而固定的固定部件。并且，在该定子上，S极及N极的上述各定子磁极的磁路跨越各自的两旁的逆极侧的分割铁芯而成形。
[0003]但是，在专利文献I中记载有排列方法，但将分割铁芯的背面彼此怎样固定是不清楚的。一般而言，另外需要在周向上错开的工序、和在错开后固定的工序。
[0004]另一方面，背面彼此被固定的分割铁芯具备框架的卡合部。该固定通过预先嵌装框架上的固定圈以铆接加工等进行。即，另外需要向框架嵌装固定圈的工序、和用固定圈将分割铁芯铆接加工等的工序。因而，在轴向间隙型旋转电机的制造中有可能需要时间。
【发明内容】
[0005]本发明是鉴于这样的问题而做出的，目的是提供一种能够比以往容易地进行定子铁芯的固定的轴向间隙型旋转电机的定子及其制造方法、轴向间隙型旋转电机及车轮。
[0006]为了解决上述课题而做出的第I技术方案，一种在轴线方向上与一对转子隔着间隙而对置的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于，上述定子具有:中心件(centerpiece、芯件),成形为规定形状；一个以上的定子铁芯,该一个以上的定子铁芯沿着上述中心件的周缘配置，通过树脂与上述中心件的一部分或全部一体化地固定。
[0007]根据该结构，由于将一个以上的定子铁芯通过树脂与中心件的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯的固定。
[0008]第2技术方案,一种在轴线方向上与一对转子隔着间隙而对置的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具有:配置工序，在成形模中配置定子线圈及一个以上的定子铁芯；成形固定工序，通过将熔融树脂装入到上述成形模中并固化(固形化)，将中心件与上述定子线圈及上述一个以上的定子铁芯一体化地固定。
[0009]根据该结构，能够通过配置工序配置定子绕组及一个以上的定子铁芯、通过成形固定工序进行中心件与定子铁芯的固定。换言之，只要进行配置和熔融树脂的固化就可以。因而，能够容易地进行一个以上的定子铁芯的固定。
[0010]第3技术方案的特征在于，具有定子、以及相对于上述定子在轴线方向上隔着间隙而对置的上述一对转子。
[0011]根据该结构，能够提供能够比以往更容易地进行定子铁芯的固定的轴向间隙型旋转电机。[0012]第4技术方案是一种车轮，其特征在于，具有轴向间隙型旋转电机。
[0013]根据该结构，能够提供比以往更容易地进行定子铁芯的固定的车轮。
[0014]此外，“中心件”是被成形为圆盘状(也称作圆板状)或圆环状(donut、也称作圆圈状)等的部件，在规定部位被固定到其他部件(例如轴状部件或箱体(壳体)等)上。该规定部位通常为圆的中心，但也可以将偏心的位置作为规定部位。“圆”不仅是正圆，还包括在规定的容许范围内在圆周(内周或外周)上有凹凸的圆或椭圆。“定子铁芯”是被成形为规定形状的磁性体(主要是软质磁性体)，不限制是单体还是层叠体等的形态。“周缘”对应于内周侧周缘(即是指内周侧的周缘。以下相同)及外周侧周缘(即是指外周侧的周缘。以下相同)中的一方或两者。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是部分地表示定子的第I构成例的示意图。
[0016]图2是示意地表示定子铁芯的第I构成例的正视图。
[0017]图3是表示图2所示的II1-1II线的剖视图。
[0018]图4是示意地表示固定部件(铆接)的构成例的侧视图。
[0019]图5是表示配置(收容)定子铁芯的过程的部分的正视图。
[0020]图6是表示配置(收容)定子铁芯的过程的侧视图。
[0021]图7是表示配置(收容)有定子铁芯后的状态的部分的正视图。
[0022]图8是表不配置(收容)有定子铁芯后的状态的侧视图。
[0023]图9是表不定子铁芯和定子绕组的整体的正视图。
[0024]图10是示意地表示成形模的构成例的俯视图。
[0025]图11是表示在成形模中收容有定子铁芯和定子绕组的状态的俯视图。
[0026]图12是示意地表示成形体的构成例的正视图。
[0027]图13是示意地表示转子的构成例的俯视图。
[0028]图14是表示图13所示的XIV — XIV线的剖视图。
[0029]图15是示意地表示包括轴向间隙型旋转电机的车轮的构成例的剖视图。
[0030]图16是说明磁路的示意图。
[0031]图17是部分地表示定子的第2构成例的示意图。
[0032]图18是部分地表示定子的第3构成例的示意图。
[0033]图19是示意地表示定子铁芯的第2构成例的正视图。
[0034]图20是示意地表示定子铁芯的第3构成例的正视图。
[0035]图21是图20所示的XXI — XXI线的剖视图。
[0036]图22是图20所示的XXI — XXI线的剖视图。
【具体实施方式】
[0037]以下，基于【专利附图】
【附图说明】用于实施本发明的方式。另外，只要没有特别明示，“连接”的情况意味着电连接。各图图示了用于说明本发明所需要的要素，并不限于图示出实际的全部要素。在称为上下左右等的方向的情况下，以图面的记载为基准。以下，将轴向间隙型旋转电机简称为“旋转电机”。[0038]〔实施方式I〕
[0039]实施方式I是通过树脂将中心件(centerpiece) 30A的全部(定子主体)成形、并将一个以上的定子铁芯21 (定子铁芯、stator core) —体化而固定的例子。
[0040]参照图1~图16说明本方式。图1所示的定子IOA (定子、stator)是旋转电机100 (参照图15)的构成要素。该定子IOA具有一个以上的定子铁芯21、定子绕组22 (定子线圈、stator coil,参照图5、图6)、中心件30A等。
[0041]中心件30A是将树脂装入到成形模40 (参照图10、图11)中成形为规定形状而成的。在本方式中，成形为作为规定形状的圆板状(圆盘状)。关于该中心件30A的具体的构成例在后面叙述(参照图12)。
[0042]定子铁芯21通过树脂与中心件30A —体化地固定，并沿着该中心件30A的周缘(外周)配置。定子铁芯21的数量(Sc)可以设定为相数(Ph)与极数(Po)相乘而得的数值以上(即Sc≥PhXPo)。
[0043]参照图2~图4对定子铁芯21的构成例进行说明。图2是从与轴线方向XA(参照图15)正交的平面来观察的图(将其作为正视图)。定子铁芯21是成形为规定形状的磁性体(主要是软质磁性体)。形状可以任意地设定，形态也与是单体还是层叠体等无关。在本方式中，使用由层叠能成为磁性体的薄板(钢板22f)而成的层叠体来成形的扇形铁芯(segmentcore).此外，将外径侧的层叠张数增加(参照图3)。在图3的例子中，从内径侧朝向外径侧以6张一8张一10张的方式增加。层叠张数的增加数也可以任意地设定。
[0044]图2所示的定子铁芯21为了将层叠的多个钢板21b固定，具有一个以上(在图2的例子中是3个)的铆接部位21a等。在图4所示的铆接部位21a的结构例中，将各钢板21b弯曲为非直线状(在图示例中是〕字状)，将多个钢板21b层叠。在层叠状态的原状下使用装置或工具等将铆接部位21a铆接，从而能够将多个钢板21b固定。
[0045]参照图5~图12对包括一个以上的定子铁芯21及中心件30A的定子10A的制造方法进行说明。该制造方法具有铁芯成形工序、卷绕工序、收容工序、配置工序、成形固定工序等。各工序只要没有特别明述，也可以以不同顺序进行。
[0046](铁芯成形工序)
[0047]铁芯成形工序是将多个钢板21b层叠而成形出定子铁芯21。如图3所示那样将多个钢板21b层叠，如图4所示那样将铆接部位21a铆接。如上述那样，可以从内径侧朝向外径侧增加层叠张数。
[0048](卷绕工序)
[0049]卷绕工序是在定子铁芯的相互间进行定子绕组22的卷绕。定子绕组22相应于相数(例如二相、三相、六相等)，使用多个线圈端23a连接为一根状。定子绕组22的卷绕按各相，在与图1所示的轴线方向XA不同的方向(即与轴线方向交叉的方向)上进行。图5所示的卷绕例是从轴线方向XA观察到的图，图6所示的卷绕例是从径向XB观察到的图。如图5及图6所示，在确保能够收容定子铁芯21的收容部22a (空间)的同时进行卷绕。收容部22a的数量等于上述定子铁芯21的数量。
[0050]在相数为3 (Ph=3)的情况下，例如以U相绕组23U、V相绕组23V，W相绕组23W卷绕(参照图16)。在图16所示的卷绕例中，隔着3个定子铁芯21，分别卷绕U相绕组23U、V相绕组23V，W相绕组23W。此外，U相绕组23U、V相绕组23V、V相绕组23W各错开I个定子铁芯21地卷绕。也可以以上述卷绕以外的形态卷绕。
[0051](收容工序)
[0052]收容工序是针对在卷绕工序中形成的定子绕组22的收容部22a来收容定子铁芯21。如图5所示的箭头Dl或图6所示的箭头D2那样，针对各个收容部22a分别来收容定子铁芯21。在收容后，成为收容了定子铁芯21的定子绕组22。在图7或图8中表示在收容部22a中收容定子铁芯21后的定子磁性部20。此外，在图9中表示定子磁性部20的整体。
[0053](配置工序)
[0054]配置工序是将一个以上的定子铁芯21及定子绕组22等配置到成形模40中。图10所示的成形模40具有收容部41、突起部42、43等。收容部41是配置收容定子磁性部20的部位。也可以在配置定子绕组22后将定子铁芯21收容到定子绕组22的收容部22a中。突起部42、43为中心件30A的贯通孔或凹部等。在图11中，表示将定子磁性部20配置收容到收容部41中之后的成形模40。
[0055](成形固定工序)
[0056]在配置工序之后进行的成形固定工序是将熔融的树脂装入到成形模40中并固化。通过树脂的固化，将中心件30A成形为规定形状，并将定子铁芯21埋入并固定。如果在树脂固化后将其从成形模40脱出，则成为图12所示的定子10A。在图1中表示图12所不的I 一 I线截面。
[0057]图12所示的定子IOA由一个中心件30A和一个以上的定子铁芯21构成。在中心件30A上，对于主体部31，具有固定用孔32、轴孔33、肋板34等。如图1的剖视图所示，定子铁芯21被沿着中心件30A的周缘(外周)埋入固定。定子铁芯21的侧面部(也参照图5)露出，或成形有在一体成形时由于被注入的熔融树脂的压力而进入到与成形模40的间隙中的薄膜状的树脂。
[0058]轴孔33是对应于突起部42而成形的贯通孔。一个以上(在图12中是4个)固定用孔32是为了穿通连结部件(螺栓或螺钉等)而对应于突起部43成形的贯通孔。一个以上(在图中是8个)肋板34是为了确保中心件30A的刚性而对应于肋板成形部44成形的。
[0059]接着，参照图13和图14对转子的构成例进行说明。图13不是剖视图，但为了易于与转子铁芯52 (转子铁芯、rotor core)区别，对磁铁51的部分实施交叉影线。图13及图14中所示的转子50分别对应于后述的转子50A和转子50B (参照图15)。转子50具备磁铁51并针对转子铁芯52将一个以上(在图13的例子中是24个)的磁铁51固定。转子铁芯52可以以圆形状(例如圆板、圆盘、圆环等)任意地设定，在本方式中成形为圆盘状。转子铁芯52具有轴孔53。轴孔53处于与上述轴孔33同心轴上，并且比轴孔33大。
[0060]一个以上的磁铁51被配置于规定位置(在图13中是转子铁芯52的周缘部)而固定。各磁铁51的固定既可以对转子铁芯52直接地进行，也可以对成形在该转子铁芯52上的凸台(boss)(未图示)间接地进行。固定部件是任意的，相应于例如使用螺栓或螺钉等的连结部件的连结、或通过将母材熔化而进行钎料焊接或电弧焊接等的接合、使用粘接剂的粘接等。为了将相邻的磁铁51彼此磁分离而设置间隙Ga。磁铁51的数量对应于极数(Po)。
[0061]如果将定子IOA和转子50 (50A、50B)配置到固定轴70 (参照图15)上，则制造出图15所示的旋转电机100。具体而言，对于中央侧的定子IOA组装一对相对置的转子50A、50B。定子IOA固定在固定轴70上。为了使转子50A、50B自由旋转，经由轴承60 (参照图15)组装到固定轴70上。
[0062]在组装转子50A、50B时，在定子铁芯21的侧面(参照图5)与磁铁51的一表面之间隔开间隙Gb。随着间隙Gb变小(变窄)，磁通变得容易流动(即旋转转矩增加)。另一方面，在受到如碰撞等那样较大的外力的情况下，定子铁芯21与磁铁51变得容易接触。由此，考虑到磁通的流动容易和防止两铁芯的接触，设定适当的间隔值(例如0.3~1.5 [_])的间隙Gb ο
[0063]在图15中表示将如上述那样构成的旋转电机100应用到车轮中的例子。该图15所示的车轮200除了旋转电机100以外，还具有轮胎110及轮辋54等。构成旋转电机100的固定轴70相当于车轴，转子50兼用作轮盖。轮辋54既可以如图15所示那样与一个转子50 (具体而言是转子50B)—体成形，也可以分体地成形并通过固定部件固定。固定部件是任意的。例如，上述使用连结部件的连结、或通过将母材熔化而进行钎料焊接或电弧焊接等的接合、使用粘接剂的粘接等对应于此。
[0064]轮胎110安装在轮辋54上。在图15的例子中表示无内胎轮胎。基于从控制装置(例如ECU等)传递的控制信号，旋转电机100动作、轮胎110与转子50 —起旋转。由此，能够将车轮200作为汽车(不限制车轮数)的驱动轮来使用。另外，控制装置既可以内置于车轮200，也可以装备在车轮200外(例如车辆等上)。
[0065]当车轮200旋转时(例如汽车的行驶时)，存在接触在有凹凸的路面上、或接触在障碍物等上的情况。在此情况下，在从路面或障碍物等向箭头D4方向上(朝向固定轴70的方向)受到外力。即使受到这样的外力，转子50A也向箭头D5方向变形，转子50B也向箭头D6方向变形。这样， 受到外力，转子50A、50B向非接触方向变形，所以能够防止定子铁芯21与磁铁51接触的状况。
[0066]接着，参照图16对磁通在定子IOA与转子50之间流动而产生的磁路进行说明。该图16是从图15的图面上侧观察到的示意图，省略了定子绕组22的图示。
[0067]装备在一对转子50A、50B上的磁铁51被磁化为，在相邻的磁铁51彼此间磁极(N极和S极)为相互相反。如果旋转电机100动作，则在定子铁芯21与磁铁51之间产生磁路MCl和MC2。磁路MC1、MC2如转子50A的磁铁51 —(间隙Gb)—定子铁芯21 —(间隙Gb)—转子50B的磁铁51 —(间隙Gb)—定子铁芯21 —(间隙Gb)—转子50A的磁铁51 —…那样流过磁通。这样磁通流动而发生旋转转矩，转子50A、50B向规定方向旋转。但是,关于磁路MC1、MC2及转子50A、50B的旋转方向等，由于电流的朝向而向反方向旋转。通过构成为产生这样的磁路MC1、MC2，能够缩短旋转电机100的轴线方向XA的长度。
[0068]根据上述实施方式1，能够得到以下所示的各效果。
[0069](Ia)旋转电机100的定子IOA (10)构成为具有:被成形为规定形状的中心件30A(30);以及一个以上的定子铁芯21，该一个以上的定子铁芯21沿着中心件30A的外周侧周缘部35a (周缘)配置，并通过树脂与中心件30A的全部一体化地固定(参照图1、图12)。根据该结构，一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30A的一部分或全部一体化地固定，因此能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。
[0070](2)定子铁芯21为将多个钢板21b (薄板)层叠而成形的结构(参照图3、图4)。根据该结构，能够根据钢板21b的厚度、层叠的张数而适当且容易地设定定子铁芯21的厚度。
[0071](3)定子铁芯21为使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多而成形的结构(参照图3)。根据该结构，由于定子铁芯21的相互间越靠外径侧则间隙越大，所以如果使外径侧的层叠张数张数变多则能够使浪费的间隙变少。由于能够将作为磁性体的定子铁芯21整体成形得较大，所以能够使在转子50(50A、50B)之间流动的磁通变大而使旋转转矩提高。
[0072](4)定子铁芯21为被收容到将定子绕组22卷绕而形成的收容部22a (空间)中的结构(参照图5、图6)。根据该结构，不需要另外确保用于收容定子铁芯21的收容部22a、或准备用于确保收容部22a的部件等。由此，能够紧凑地构成定子10A。
[0073](5a) 一个以上的定子铁芯21为沿着中心件30A的外周侧周缘部35a (外周侧周缘)而配置的结构(参照图1、图12)。根据该结构，能够构成与配置在外径侧的转子50相对应的旋转电机100。
[0074](7)在轴线方向XA上与一对转子50 (50A、50B)隔着间隙Gb而对置的旋转电机100的定子IOA的制造方法中，构成为具有:向成形模40配置定子绕组22及一个以上的定子铁芯21的配置工序；以及成形固定工序，该成形固定工序通过将熔融树脂装入到成形模40中并固化而将中心件30A与定子绕组22及一个以上的定子铁芯21 —体化并固定(参照图1、图12)。根据该结构，通过配置工序配置定子绕组22及一个以上的定子铁芯21，通过成形固定工序能够进行中心件30A与定子铁芯21的固定。换言之，只要进行配置和熔融树脂的固化就可以。因而，能够容易地进行一个以上的定子铁芯21的固定。
[0075](8)构成为具有:将定子绕组22卷绕的卷绕工序；以及在卷绕定子绕组22而形成的收容部22a (空间)中收容一个以上的定子铁芯21的收容工序(参照图5、图6)。根据该结构，不需要单独地确保用于收容定子铁芯21的收容部22a、或准备用于确保收容部22a的部件等。由此，能够紧凑地构成定子10A。
[0076](9)构成为具有将多个钢板21b (薄板)层叠而成形定子铁芯21的铁芯成形工序(参照图3)。根据该结构，能够根据钢板21b的厚度、层叠的张数而适当且容易地设定定子铁芯21的厚度。
[0077](10)铁芯成形工序构成为，使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多而成形定子铁芯21 (参照图3)。根据该结构，如果使外径侧的层叠张数变多，则能够使浪费的间隙变少。由于将作为磁性体的定子铁芯21整体成形得较大，所以能够使在转子50(50A、50B)之间流动的磁通变大而使旋转转矩提高。
[0078](11)旋转电机100构成为具有:图1所示的定子IOA或经过配置工序和成形固定工序而制造的定子IOA (参照图1、图12、图15)、以及相对于定子IOA在轴线方向XA上隔着间隙Gb而对置的一对转子50 (50A.50B)(参照图15)。根据该结构，能够提供能够比以往更容易进行定子铁芯21的固定的旋转电机100。
[0079](12)车轮200构成为具有上述旋转电机100 (参照图15)。根据该结构，能够提供能够比以往更容易进行定子铁芯21的固定的车轮200。此外，转子50 (50A、50B)兼作为轮盖，不另外需要轮盖。具备一个以上的转子铁芯52的转子50 (50A、50B)由于与轮胎110或轮辋54同步旋转，所以不需要专用的保持部件。通过它们的叠加效果，能够降低车轮200整体的制造成本。
[0080]〔实施方式2〕[0081]参照图17说明实施方式2。另外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的结构与实施方式I是同样的，为了使图示及说明变简单，在实施方式2中对与实施方式I不同的点进行说明。由此，对于与在实施方式I中使用的要素相同的要素赋予相同的标号而省略说明。
[0082]本方式与实施方式I不同的是定子10的构成。在实施方式I中构成为，包括主体部31、外周侧周缘部35a等而将定子IOA的全部用树脂来成形(参照图1、图12)。相对于此，在本方式中，将主体部31和树脂固定部36用另外的材料来成形而一体化(固定)。具体而言，将主体部31用金属(铝等)来成形，将树脂固定部36用树脂来成形。主体部31的成形方法是任意的，当在本方式中通过铸造来成形。在树脂固定部36中包括定子磁性部20。即，树脂固定部36是为了将主体部31的一部分(外周侧周缘部35b)和定子磁性部20 —体化而用树脂成形出的部位。在外周侧周缘部35b中，优选的是包括防止树脂固定部36从中心件30B脱落的脱落防止部(例如图示的凸状部位)。只要能够确保刚性，也可以去掉肋板34 (参照双点划线)。
[0083]关于包括一个以上的定子铁芯21、中心件30B的定子IOB的制造方法，说明与实施方式I不同的工序。与实施方式I不同的是配置工序和成形固定工序。
[0084](配置工序)
[0085]配置工序是将预先成形的主体部31及定子磁性部20(—个以上的定子铁芯21及定子绕组22)等配置到成形模40中(参照图10)。图10所示的成形模40中的突起部42、43也可以去掉，也可以为了将配置的主体部31定位而保留。
[0086](成形固定工序)
[0087]成形固定工序中将熔融的树脂装入到成形模40中并固化这一点与实施方式I相同。但是，注入的部位局限于将外周侧周缘部35b和定子磁性部20覆盖那样的部位这一点不同。如果在树脂固化后从成形模40中取出，则成为图17所示的定子10B。
[0088]根据上述实施方式2，能够得到以下所示的各效果。另外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的构成与实施方式I是同样的。由此，除了(Ia)以外，能够得到与实施方式I同样的作用效果。
[0089](Ib)旋转电机100的定子IOB (10)构成为具有:成形为规定形状的中心件30B(30)；以及一个以上的定子铁芯21，该一个以上的定子铁芯21沿着中心件30B的外周侧周缘部35b (周缘)配置，并通过树脂与外周侧周缘部35b (中心件30B的一部分)一体化地固定(参照图17)。根据该结构，由于一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30B的一部分一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。此外，由于也可以将中心件30B用金属(树脂以外的材料)来成形，所以能够构成与使用目的对应的定子10B。
[0090](6)中心件30B由通过铸造而成形的铝(金属)来构成(参照图17)。根据该构成，能够确保需要的刚性，能够实现定子铁芯21的轻量化。由此，还能够实现旋转电机100及车轮200的轻量化。
[0091]〔实施方式3〕
[0092]实施方式3参照图18进行说明。另外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的构成与实施方式I是同样的，为了使图示及说明变简单，在实施方式3中对与实施方式I不同的点进行说明。由此，对于与在实施方式I中使用的要素相同的要素赋予相同的标号而省略说明。
[0093]本方式与实施方式I不同的是定子10的构成。在实施方式I中，为沿着外周侧周缘部35a而配置定子铁芯21的构成(参照图1、图12)。相对于此，在本方式中，沿着中心件的内周侧周缘部而配置一个以上的定子铁芯21。
[0094]图18所示的定子IOC代替实施方式I (图1、图12)中所示的定子10A。该定子IOC沿着中心件30C的内周侧周缘部35c而配置一个以上的定子铁芯21。由于只不过是一个以上的定子铁芯21的配置不同，所以定子IOC的制造方法能够与实施方式I同样地进行。但是，图10所示的成形模40的形状不同，收容部41位于内径侧，突起部42、43及肋板成形部44位于外径侧。
[0095]根据上述实施方式3，能够得到以下所示的各效果。此外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的构成与实施方式I是同样的。因此，除了(la)、(5a)以外，能够得到与实施方式I同样的作用效果。
[0096](Ic)旋转电机100的定子IOC (10)构成为具有:成形为规定形状的中心件30C
(30);以及一个以上的定子铁芯21，该一个以上的定子铁芯21沿着中心件30C的内周侧周缘部35c (周缘)而配置、利用树脂与中心件30C的全部一体化地固定(参照图18)。根据该构成，一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30C的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。
[0097](5b) 一个以上的定子铁芯21构成为沿着中心件30C的内周侧周缘部35c (内周侧周缘)而配置(参照图18)。根据该结构，能够构成相应于配置在内径侧的转子50的旋转电机100。
[0098]虽然没有图示，但也可以构成为沿着外周侧周缘部35a、35b及内周侧周缘部35c的两者而配置一个以上的定子铁芯21。通过该结构，由于一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。
[0099]〔其他实施方式〕
[0100]以上对于用来实施本发明的方式按照实施方式I?3进行了说明，但本发明完全不限定于该形态。换言之，在不脱离本发明的主旨的范围内也可以通过各种各样的方式实施。例如，也可以实现以下所示的各方式。.[0101]从与轴线方向XA正交的平面来观察，上述实施方式I?3所示的定子铁芯21为以四边形状来成形的构成(参照图2)。也可以代替该方式而做成以其他形状来成形的构成。在图19中表示以侧面(侧边)具有锥角Θ ( Θ是任意的角度)的梯形来成形的例子。图19所示的II1-1II线的剖视图与图3是相同的。除此以外，也可以是圆形状(椭圆形状)、或四边形状以外的多边形状、将圆形状及多边形状等合成的合成形状等。由于只不过是正面形状不同，所以能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0102]上述实施方式I?3所示的定子铁芯21构成为不具有贯通孔及凹部(参照图2、图3)。也可以代替该方式而构成为具有贯通孔或凹部。例如如图20所示，设置贯通孔21c及凹部21d。由于磁通沿着箭头D3方向(图15的轴线方向XA)流动，所以只要不改变高度H，也可以任意地设定。在图20中，也可以例如如实线所示那样设定为长孔状，也可以如双点划线所示那样设定为圆孔状。在图21中表示设置贯通孔21c的情况下的剖视图，在图22中表示设置凹部21d的情况下的剖视图。如果设置贯通孔或凹部，则在与中心件30的固定时熔融树脂进入。能够对于中心件30没有摇晃而牢固地固定。关于其他，能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0103]在上述实施方式I?3中，构成为将定子铁芯21的铆接部位21a成形为圆形状(参照图2、图4)。也可以代替该方式而用圆形状以外的几何形状来成形。也可以成形在图2所示的位置以外的位置。不论是哪种构成，都能够通过使用装置或工具等将铆接部位21a铆接而将多个钢板21b固定。关于其他，能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0104]在上述实施方式I?3中，旋转电机100构成为使一对转子50A、50B相对于一个定子10在轴线方向XA上隔着间隙Gb而对置(参照图15)。也可以代替该方式而做成使一个转子相对于两个定子在轴线方向XA上隔着间隙Gb而对置的构成。在图15中，定子10对应于“转子”，转子50对应于“定子”。如果这样构成，由于定子铁芯21和磁铁51是相对的关系，所以也产生与图16所示的磁路MC1、MC2同样的磁路。由此，能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0105]在上述实施方式I?3中，将旋转电机100应用到作为汽车的驱动轮的车轮200中(参照图15)。也可以代替该方式，应用到汽车以外的输送设备(例如自行车的驱动轮、机车或电车的驱动轮船舶的螺旋桨等)中。由于只不过是作为对象的输送设备的差异，所以能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
【权利要求】
1.一种轴向间隙型旋转电机的定子，是在轴线方向(XA)上与一对转子(50、50A、50B)隔着间隙(Gb )而对置的轴向间隙型旋转电机(100 )的定子(10 )，该轴向间隙型旋转电机的定子的特征在于， 上述定子具有: 成形为规定形状的中心件(30);以及 一个以上的定子铁芯(21)，该一个以上的定子铁芯(21)沿着上述中心件的周缘(35、35a、35b、35c)而配置，并利用树脂与上述中心件的一部分或全部一体化地固定。
2.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述定子铁芯是将多个薄板(21b)层叠而成形的。
3.如权利要求2所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述定子铁芯成形为使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多。
4.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述定子铁芯被收容到将定子绕组(22)卷绕而形成的空间(22a)中。
5.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述一个以上的定子铁芯沿着上述中心件的外周侧周缘(35a、35b)或内周侧周缘(35c)中的一方或两方而配置。
6.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述中心件通过铸造而成形。
7.一种轴向间隙型旋转电机(100)的定子(10)的制造方法，是在轴线方向(XA)上与一对转子(50、50A、50B)隔着间隙(Gb)而对置的轴向间隙型旋转电机(100)的定子(10)的制造方法，该轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法的特征在于，具有: 配置工序，在成形模(40)中配置定子绕组及一个以上的定子铁芯(21);以及成形固定工序，通过将熔融树脂装入到上述成形模中并固化，将中心件(30)与上述定子绕组及上述一个以上的定子铁芯一体化地固定。
8.如权利要求7所述的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具有: 卷绕上述定子绕组的卷绕工序；以及 收容工序，在将上述定子绕组卷绕而形成的空间(22a)中收容上述一个以上的定子铁-!-HΛ ο
9.如权利要求7所述的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具有: 铁芯成形工序，将多个薄板层叠而成形出上述定子铁芯。
10.如权利要求9所述的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于， 上述铁芯成形工序中使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多地成形出上述定子铁芯。
11.一种轴向间隙型旋转电机，其特征在于，具有: 权利要求1~3中任一项所述的定子(10),或通过权利要求7~10中任一项所述的制造方法制造的定子(10);以及 相对于上述定子在轴线方向上隔着间隙而对置的上述一对转子(50、50Α、50Β)。
12.—种车轮(200)，其特征在于， 具有权利要求11所述的 轴向间隙型旋转电机(100)。
【文档编号】H02K16/02GK103944292SQ201410020085
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】向井拓三, 长田正彦 申请人:株式会社电装
【专利摘要】本发明提供一种能够比以往更容易地进行定子铁芯的固定的轴向间隙型旋转电机及其定子、该定子的制造方法、车轮。轴向间隙型旋转电机（100）的定子（10A（10））具有：被成形为规定形状的中心件（30A（30））；以及沿着中心件（30A）的外周侧周缘部（35a）（周缘）配置、通过树脂与中心件（30A）的全部一体化地固定的一个以上的定子铁芯（21）。根据该结构，由于将一个以上的定子铁芯（21）通过树脂与中心件（30A）的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯（21）的固定。
【专利说明】轴向间隙型旋转电机及其定子、该定子的制造方法、车轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及与一对转子在轴线方向上隔着间隙而对置的轴向间隙型旋转电机的定子及其制造方法、轴向间隙型旋转电机及车轮。
【背景技术】
[0002]以往，公开了以实现定子的组装性的提高及分割芯彼此的接合精度的缓和为目的的关于定子的技术。例如参照专利文献I (特开2011 - 125098号公报)。该定子具备S极侧的多个分割铁芯、N极侧的多个分割铁芯、在这些分割铁芯的背面彼此重叠的背靠背的状态下在周向上错开而固定的固定部件。并且，在该定子上，S极及N极的上述各定子磁极的磁路跨越各自的两旁的逆极侧的分割铁芯而成形。
[0003]但是，在专利文献I中记载有排列方法，但将分割铁芯的背面彼此怎样固定是不清楚的。一般而言，另外需要在周向上错开的工序、和在错开后固定的工序。
[0004]另一方面，背面彼此被固定的分割铁芯具备框架的卡合部。该固定通过预先嵌装框架上的固定圈以铆接加工等进行。即，另外需要向框架嵌装固定圈的工序、和用固定圈将分割铁芯铆接加工等的工序。因而，在轴向间隙型旋转电机的制造中有可能需要时间。
【发明内容】
[0005]本发明是鉴于这样的问题而做出的，目的是提供一种能够比以往容易地进行定子铁芯的固定的轴向间隙型旋转电机的定子及其制造方法、轴向间隙型旋转电机及车轮。
[0006]为了解决上述课题而做出的第I技术方案，一种在轴线方向上与一对转子隔着间隙而对置的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于，上述定子具有:中心件(centerpiece、芯件),成形为规定形状；一个以上的定子铁芯,该一个以上的定子铁芯沿着上述中心件的周缘配置，通过树脂与上述中心件的一部分或全部一体化地固定。
[0007]根据该结构，由于将一个以上的定子铁芯通过树脂与中心件的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯的固定。
[0008]第2技术方案,一种在轴线方向上与一对转子隔着间隙而对置的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具有:配置工序，在成形模中配置定子线圈及一个以上的定子铁芯；成形固定工序，通过将熔融树脂装入到上述成形模中并固化(固形化)，将中心件与上述定子线圈及上述一个以上的定子铁芯一体化地固定。
[0009]根据该结构，能够通过配置工序配置定子绕组及一个以上的定子铁芯、通过成形固定工序进行中心件与定子铁芯的固定。换言之，只要进行配置和熔融树脂的固化就可以。因而，能够容易地进行一个以上的定子铁芯的固定。
[0010]第3技术方案的特征在于，具有定子、以及相对于上述定子在轴线方向上隔着间隙而对置的上述一对转子。
[0011]根据该结构，能够提供能够比以往更容易地进行定子铁芯的固定的轴向间隙型旋转电机。[0012]第4技术方案是一种车轮，其特征在于，具有轴向间隙型旋转电机。
[0013]根据该结构，能够提供比以往更容易地进行定子铁芯的固定的车轮。
[0014]此外，“中心件”是被成形为圆盘状(也称作圆板状)或圆环状(donut、也称作圆圈状)等的部件，在规定部位被固定到其他部件(例如轴状部件或箱体(壳体)等)上。该规定部位通常为圆的中心，但也可以将偏心的位置作为规定部位。“圆”不仅是正圆，还包括在规定的容许范围内在圆周(内周或外周)上有凹凸的圆或椭圆。“定子铁芯”是被成形为规定形状的磁性体(主要是软质磁性体)，不限制是单体还是层叠体等的形态。“周缘”对应于内周侧周缘(即是指内周侧的周缘。以下相同)及外周侧周缘(即是指外周侧的周缘。以下相同)中的一方或两者。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是部分地表示定子的第I构成例的示意图。
[0016]图2是示意地表示定子铁芯的第I构成例的正视图。
[0017]图3是表示图2所示的II1-1II线的剖视图。
[0018]图4是示意地表示固定部件(铆接)的构成例的侧视图。
[0019]图5是表示配置(收容)定子铁芯的过程的部分的正视图。
[0020]图6是表示配置(收容)定子铁芯的过程的侧视图。
[0021]图7是表示配置(收容)有定子铁芯后的状态的部分的正视图。
[0022]图8是表不配置(收容)有定子铁芯后的状态的侧视图。
[0023]图9是表不定子铁芯和定子绕组的整体的正视图。
[0024]图10是示意地表示成形模的构成例的俯视图。
[0025]图11是表示在成形模中收容有定子铁芯和定子绕组的状态的俯视图。
[0026]图12是示意地表示成形体的构成例的正视图。
[0027]图13是示意地表示转子的构成例的俯视图。
[0028]图14是表示图13所示的XIV — XIV线的剖视图。
[0029]图15是示意地表示包括轴向间隙型旋转电机的车轮的构成例的剖视图。
[0030]图16是说明磁路的示意图。
[0031]图17是部分地表示定子的第2构成例的示意图。
[0032]图18是部分地表示定子的第3构成例的示意图。
[0033]图19是示意地表示定子铁芯的第2构成例的正视图。
[0034]图20是示意地表示定子铁芯的第3构成例的正视图。
[0035]图21是图20所示的XXI — XXI线的剖视图。
[0036]图22是图20所示的XXI — XXI线的剖视图。
【具体实施方式】
[0037]以下，基于【专利附图】
【附图说明】用于实施本发明的方式。另外，只要没有特别明示，“连接”的情况意味着电连接。各图图示了用于说明本发明所需要的要素，并不限于图示出实际的全部要素。在称为上下左右等的方向的情况下，以图面的记载为基准。以下，将轴向间隙型旋转电机简称为“旋转电机”。[0038]〔实施方式I〕
[0039]实施方式I是通过树脂将中心件(centerpiece) 30A的全部(定子主体)成形、并将一个以上的定子铁芯21 (定子铁芯、stator core) —体化而固定的例子。
[0040]参照图1~图16说明本方式。图1所示的定子IOA (定子、stator)是旋转电机100 (参照图15)的构成要素。该定子IOA具有一个以上的定子铁芯21、定子绕组22 (定子线圈、stator coil,参照图5、图6)、中心件30A等。
[0041]中心件30A是将树脂装入到成形模40 (参照图10、图11)中成形为规定形状而成的。在本方式中，成形为作为规定形状的圆板状(圆盘状)。关于该中心件30A的具体的构成例在后面叙述(参照图12)。
[0042]定子铁芯21通过树脂与中心件30A —体化地固定，并沿着该中心件30A的周缘(外周)配置。定子铁芯21的数量(Sc)可以设定为相数(Ph)与极数(Po)相乘而得的数值以上(即Sc≥PhXPo)。
[0043]参照图2~图4对定子铁芯21的构成例进行说明。图2是从与轴线方向XA(参照图15)正交的平面来观察的图(将其作为正视图)。定子铁芯21是成形为规定形状的磁性体(主要是软质磁性体)。形状可以任意地设定，形态也与是单体还是层叠体等无关。在本方式中，使用由层叠能成为磁性体的薄板(钢板22f)而成的层叠体来成形的扇形铁芯(segmentcore).此外，将外径侧的层叠张数增加(参照图3)。在图3的例子中，从内径侧朝向外径侧以6张一8张一10张的方式增加。层叠张数的增加数也可以任意地设定。
[0044]图2所示的定子铁芯21为了将层叠的多个钢板21b固定，具有一个以上(在图2的例子中是3个)的铆接部位21a等。在图4所示的铆接部位21a的结构例中，将各钢板21b弯曲为非直线状(在图示例中是〕字状)，将多个钢板21b层叠。在层叠状态的原状下使用装置或工具等将铆接部位21a铆接，从而能够将多个钢板21b固定。
[0045]参照图5~图12对包括一个以上的定子铁芯21及中心件30A的定子10A的制造方法进行说明。该制造方法具有铁芯成形工序、卷绕工序、收容工序、配置工序、成形固定工序等。各工序只要没有特别明述，也可以以不同顺序进行。
[0046](铁芯成形工序)
[0047]铁芯成形工序是将多个钢板21b层叠而成形出定子铁芯21。如图3所示那样将多个钢板21b层叠，如图4所示那样将铆接部位21a铆接。如上述那样，可以从内径侧朝向外径侧增加层叠张数。
[0048](卷绕工序)
[0049]卷绕工序是在定子铁芯的相互间进行定子绕组22的卷绕。定子绕组22相应于相数(例如二相、三相、六相等)，使用多个线圈端23a连接为一根状。定子绕组22的卷绕按各相，在与图1所示的轴线方向XA不同的方向(即与轴线方向交叉的方向)上进行。图5所示的卷绕例是从轴线方向XA观察到的图，图6所示的卷绕例是从径向XB观察到的图。如图5及图6所示，在确保能够收容定子铁芯21的收容部22a (空间)的同时进行卷绕。收容部22a的数量等于上述定子铁芯21的数量。
[0050]在相数为3 (Ph=3)的情况下，例如以U相绕组23U、V相绕组23V，W相绕组23W卷绕(参照图16)。在图16所示的卷绕例中，隔着3个定子铁芯21，分别卷绕U相绕组23U、V相绕组23V，W相绕组23W。此外，U相绕组23U、V相绕组23V、V相绕组23W各错开I个定子铁芯21地卷绕。也可以以上述卷绕以外的形态卷绕。
[0051](收容工序)
[0052]收容工序是针对在卷绕工序中形成的定子绕组22的收容部22a来收容定子铁芯21。如图5所示的箭头Dl或图6所示的箭头D2那样，针对各个收容部22a分别来收容定子铁芯21。在收容后，成为收容了定子铁芯21的定子绕组22。在图7或图8中表示在收容部22a中收容定子铁芯21后的定子磁性部20。此外，在图9中表示定子磁性部20的整体。
[0053](配置工序)
[0054]配置工序是将一个以上的定子铁芯21及定子绕组22等配置到成形模40中。图10所示的成形模40具有收容部41、突起部42、43等。收容部41是配置收容定子磁性部20的部位。也可以在配置定子绕组22后将定子铁芯21收容到定子绕组22的收容部22a中。突起部42、43为中心件30A的贯通孔或凹部等。在图11中，表示将定子磁性部20配置收容到收容部41中之后的成形模40。
[0055](成形固定工序)
[0056]在配置工序之后进行的成形固定工序是将熔融的树脂装入到成形模40中并固化。通过树脂的固化，将中心件30A成形为规定形状，并将定子铁芯21埋入并固定。如果在树脂固化后将其从成形模40脱出，则成为图12所示的定子10A。在图1中表示图12所不的I 一 I线截面。
[0057]图12所示的定子IOA由一个中心件30A和一个以上的定子铁芯21构成。在中心件30A上，对于主体部31，具有固定用孔32、轴孔33、肋板34等。如图1的剖视图所示，定子铁芯21被沿着中心件30A的周缘(外周)埋入固定。定子铁芯21的侧面部(也参照图5)露出，或成形有在一体成形时由于被注入的熔融树脂的压力而进入到与成形模40的间隙中的薄膜状的树脂。
[0058]轴孔33是对应于突起部42而成形的贯通孔。一个以上(在图12中是4个)固定用孔32是为了穿通连结部件(螺栓或螺钉等)而对应于突起部43成形的贯通孔。一个以上(在图中是8个)肋板34是为了确保中心件30A的刚性而对应于肋板成形部44成形的。
[0059]接着，参照图13和图14对转子的构成例进行说明。图13不是剖视图，但为了易于与转子铁芯52 (转子铁芯、rotor core)区别，对磁铁51的部分实施交叉影线。图13及图14中所示的转子50分别对应于后述的转子50A和转子50B (参照图15)。转子50具备磁铁51并针对转子铁芯52将一个以上(在图13的例子中是24个)的磁铁51固定。转子铁芯52可以以圆形状(例如圆板、圆盘、圆环等)任意地设定，在本方式中成形为圆盘状。转子铁芯52具有轴孔53。轴孔53处于与上述轴孔33同心轴上，并且比轴孔33大。
[0060]一个以上的磁铁51被配置于规定位置(在图13中是转子铁芯52的周缘部)而固定。各磁铁51的固定既可以对转子铁芯52直接地进行，也可以对成形在该转子铁芯52上的凸台(boss)(未图示)间接地进行。固定部件是任意的，相应于例如使用螺栓或螺钉等的连结部件的连结、或通过将母材熔化而进行钎料焊接或电弧焊接等的接合、使用粘接剂的粘接等。为了将相邻的磁铁51彼此磁分离而设置间隙Ga。磁铁51的数量对应于极数(Po)。
[0061]如果将定子IOA和转子50 (50A、50B)配置到固定轴70 (参照图15)上，则制造出图15所示的旋转电机100。具体而言，对于中央侧的定子IOA组装一对相对置的转子50A、50B。定子IOA固定在固定轴70上。为了使转子50A、50B自由旋转，经由轴承60 (参照图15)组装到固定轴70上。
[0062]在组装转子50A、50B时，在定子铁芯21的侧面(参照图5)与磁铁51的一表面之间隔开间隙Gb。随着间隙Gb变小(变窄)，磁通变得容易流动(即旋转转矩增加)。另一方面，在受到如碰撞等那样较大的外力的情况下，定子铁芯21与磁铁51变得容易接触。由此，考虑到磁通的流动容易和防止两铁芯的接触，设定适当的间隔值(例如0.3~1.5 [_])的间隙Gb ο
[0063]在图15中表示将如上述那样构成的旋转电机100应用到车轮中的例子。该图15所示的车轮200除了旋转电机100以外，还具有轮胎110及轮辋54等。构成旋转电机100的固定轴70相当于车轴，转子50兼用作轮盖。轮辋54既可以如图15所示那样与一个转子50 (具体而言是转子50B)—体成形，也可以分体地成形并通过固定部件固定。固定部件是任意的。例如，上述使用连结部件的连结、或通过将母材熔化而进行钎料焊接或电弧焊接等的接合、使用粘接剂的粘接等对应于此。
[0064]轮胎110安装在轮辋54上。在图15的例子中表示无内胎轮胎。基于从控制装置(例如ECU等)传递的控制信号，旋转电机100动作、轮胎110与转子50 —起旋转。由此，能够将车轮200作为汽车(不限制车轮数)的驱动轮来使用。另外，控制装置既可以内置于车轮200，也可以装备在车轮200外(例如车辆等上)。
[0065]当车轮200旋转时(例如汽车的行驶时)，存在接触在有凹凸的路面上、或接触在障碍物等上的情况。在此情况下，在从路面或障碍物等向箭头D4方向上(朝向固定轴70的方向)受到外力。即使受到这样的外力，转子50A也向箭头D5方向变形，转子50B也向箭头D6方向变形。这样， 受到外力，转子50A、50B向非接触方向变形，所以能够防止定子铁芯21与磁铁51接触的状况。
[0066]接着，参照图16对磁通在定子IOA与转子50之间流动而产生的磁路进行说明。该图16是从图15的图面上侧观察到的示意图，省略了定子绕组22的图示。
[0067]装备在一对转子50A、50B上的磁铁51被磁化为，在相邻的磁铁51彼此间磁极(N极和S极)为相互相反。如果旋转电机100动作，则在定子铁芯21与磁铁51之间产生磁路MCl和MC2。磁路MC1、MC2如转子50A的磁铁51 —(间隙Gb)—定子铁芯21 —(间隙Gb)—转子50B的磁铁51 —(间隙Gb)—定子铁芯21 —(间隙Gb)—转子50A的磁铁51 —…那样流过磁通。这样磁通流动而发生旋转转矩，转子50A、50B向规定方向旋转。但是,关于磁路MC1、MC2及转子50A、50B的旋转方向等，由于电流的朝向而向反方向旋转。通过构成为产生这样的磁路MC1、MC2，能够缩短旋转电机100的轴线方向XA的长度。
[0068]根据上述实施方式1，能够得到以下所示的各效果。
[0069](Ia)旋转电机100的定子IOA (10)构成为具有:被成形为规定形状的中心件30A(30);以及一个以上的定子铁芯21，该一个以上的定子铁芯21沿着中心件30A的外周侧周缘部35a (周缘)配置，并通过树脂与中心件30A的全部一体化地固定(参照图1、图12)。根据该结构，一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30A的一部分或全部一体化地固定，因此能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。
[0070](2)定子铁芯21为将多个钢板21b (薄板)层叠而成形的结构(参照图3、图4)。根据该结构，能够根据钢板21b的厚度、层叠的张数而适当且容易地设定定子铁芯21的厚度。
[0071](3)定子铁芯21为使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多而成形的结构(参照图3)。根据该结构，由于定子铁芯21的相互间越靠外径侧则间隙越大，所以如果使外径侧的层叠张数张数变多则能够使浪费的间隙变少。由于能够将作为磁性体的定子铁芯21整体成形得较大，所以能够使在转子50(50A、50B)之间流动的磁通变大而使旋转转矩提高。
[0072](4)定子铁芯21为被收容到将定子绕组22卷绕而形成的收容部22a (空间)中的结构(参照图5、图6)。根据该结构，不需要另外确保用于收容定子铁芯21的收容部22a、或准备用于确保收容部22a的部件等。由此，能够紧凑地构成定子10A。
[0073](5a) 一个以上的定子铁芯21为沿着中心件30A的外周侧周缘部35a (外周侧周缘)而配置的结构(参照图1、图12)。根据该结构，能够构成与配置在外径侧的转子50相对应的旋转电机100。
[0074](7)在轴线方向XA上与一对转子50 (50A、50B)隔着间隙Gb而对置的旋转电机100的定子IOA的制造方法中，构成为具有:向成形模40配置定子绕组22及一个以上的定子铁芯21的配置工序；以及成形固定工序，该成形固定工序通过将熔融树脂装入到成形模40中并固化而将中心件30A与定子绕组22及一个以上的定子铁芯21 —体化并固定(参照图1、图12)。根据该结构，通过配置工序配置定子绕组22及一个以上的定子铁芯21，通过成形固定工序能够进行中心件30A与定子铁芯21的固定。换言之，只要进行配置和熔融树脂的固化就可以。因而，能够容易地进行一个以上的定子铁芯21的固定。
[0075](8)构成为具有:将定子绕组22卷绕的卷绕工序；以及在卷绕定子绕组22而形成的收容部22a (空间)中收容一个以上的定子铁芯21的收容工序(参照图5、图6)。根据该结构，不需要单独地确保用于收容定子铁芯21的收容部22a、或准备用于确保收容部22a的部件等。由此，能够紧凑地构成定子10A。
[0076](9)构成为具有将多个钢板21b (薄板)层叠而成形定子铁芯21的铁芯成形工序(参照图3)。根据该结构，能够根据钢板21b的厚度、层叠的张数而适当且容易地设定定子铁芯21的厚度。
[0077](10)铁芯成形工序构成为，使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多而成形定子铁芯21 (参照图3)。根据该结构，如果使外径侧的层叠张数变多，则能够使浪费的间隙变少。由于将作为磁性体的定子铁芯21整体成形得较大，所以能够使在转子50(50A、50B)之间流动的磁通变大而使旋转转矩提高。
[0078](11)旋转电机100构成为具有:图1所示的定子IOA或经过配置工序和成形固定工序而制造的定子IOA (参照图1、图12、图15)、以及相对于定子IOA在轴线方向XA上隔着间隙Gb而对置的一对转子50 (50A.50B)(参照图15)。根据该结构，能够提供能够比以往更容易进行定子铁芯21的固定的旋转电机100。
[0079](12)车轮200构成为具有上述旋转电机100 (参照图15)。根据该结构，能够提供能够比以往更容易进行定子铁芯21的固定的车轮200。此外，转子50 (50A、50B)兼作为轮盖，不另外需要轮盖。具备一个以上的转子铁芯52的转子50 (50A、50B)由于与轮胎110或轮辋54同步旋转，所以不需要专用的保持部件。通过它们的叠加效果，能够降低车轮200整体的制造成本。
[0080]〔实施方式2〕[0081]参照图17说明实施方式2。另外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的结构与实施方式I是同样的，为了使图示及说明变简单，在实施方式2中对与实施方式I不同的点进行说明。由此，对于与在实施方式I中使用的要素相同的要素赋予相同的标号而省略说明。
[0082]本方式与实施方式I不同的是定子10的构成。在实施方式I中构成为，包括主体部31、外周侧周缘部35a等而将定子IOA的全部用树脂来成形(参照图1、图12)。相对于此，在本方式中，将主体部31和树脂固定部36用另外的材料来成形而一体化(固定)。具体而言，将主体部31用金属(铝等)来成形，将树脂固定部36用树脂来成形。主体部31的成形方法是任意的，当在本方式中通过铸造来成形。在树脂固定部36中包括定子磁性部20。即，树脂固定部36是为了将主体部31的一部分(外周侧周缘部35b)和定子磁性部20 —体化而用树脂成形出的部位。在外周侧周缘部35b中，优选的是包括防止树脂固定部36从中心件30B脱落的脱落防止部(例如图示的凸状部位)。只要能够确保刚性，也可以去掉肋板34 (参照双点划线)。
[0083]关于包括一个以上的定子铁芯21、中心件30B的定子IOB的制造方法，说明与实施方式I不同的工序。与实施方式I不同的是配置工序和成形固定工序。
[0084](配置工序)
[0085]配置工序是将预先成形的主体部31及定子磁性部20(—个以上的定子铁芯21及定子绕组22)等配置到成形模40中(参照图10)。图10所示的成形模40中的突起部42、43也可以去掉，也可以为了将配置的主体部31定位而保留。
[0086](成形固定工序)
[0087]成形固定工序中将熔融的树脂装入到成形模40中并固化这一点与实施方式I相同。但是，注入的部位局限于将外周侧周缘部35b和定子磁性部20覆盖那样的部位这一点不同。如果在树脂固化后从成形模40中取出，则成为图17所示的定子10B。
[0088]根据上述实施方式2，能够得到以下所示的各效果。另外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的构成与实施方式I是同样的。由此，除了(Ia)以外，能够得到与实施方式I同样的作用效果。
[0089](Ib)旋转电机100的定子IOB (10)构成为具有:成形为规定形状的中心件30B(30)；以及一个以上的定子铁芯21，该一个以上的定子铁芯21沿着中心件30B的外周侧周缘部35b (周缘)配置，并通过树脂与外周侧周缘部35b (中心件30B的一部分)一体化地固定(参照图17)。根据该结构，由于一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30B的一部分一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。此外，由于也可以将中心件30B用金属(树脂以外的材料)来成形，所以能够构成与使用目的对应的定子10B。
[0090](6)中心件30B由通过铸造而成形的铝(金属)来构成(参照图17)。根据该构成，能够确保需要的刚性，能够实现定子铁芯21的轻量化。由此，还能够实现旋转电机100及车轮200的轻量化。
[0091]〔实施方式3〕
[0092]实施方式3参照图18进行说明。另外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的构成与实施方式I是同样的，为了使图示及说明变简单，在实施方式3中对与实施方式I不同的点进行说明。由此，对于与在实施方式I中使用的要素相同的要素赋予相同的标号而省略说明。
[0093]本方式与实施方式I不同的是定子10的构成。在实施方式I中，为沿着外周侧周缘部35a而配置定子铁芯21的构成(参照图1、图12)。相对于此，在本方式中，沿着中心件的内周侧周缘部而配置一个以上的定子铁芯21。
[0094]图18所示的定子IOC代替实施方式I (图1、图12)中所示的定子10A。该定子IOC沿着中心件30C的内周侧周缘部35c而配置一个以上的定子铁芯21。由于只不过是一个以上的定子铁芯21的配置不同，所以定子IOC的制造方法能够与实施方式I同样地进行。但是，图10所示的成形模40的形状不同，收容部41位于内径侧，突起部42、43及肋板成形部44位于外径侧。
[0095]根据上述实施方式3，能够得到以下所示的各效果。此外，除了定子IOA以外，旋转电机100及车轮200等的构成与实施方式I是同样的。因此，除了(la)、(5a)以外，能够得到与实施方式I同样的作用效果。
[0096](Ic)旋转电机100的定子IOC (10)构成为具有:成形为规定形状的中心件30C
(30);以及一个以上的定子铁芯21，该一个以上的定子铁芯21沿着中心件30C的内周侧周缘部35c (周缘)而配置、利用树脂与中心件30C的全部一体化地固定(参照图18)。根据该构成，一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30C的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。
[0097](5b) 一个以上的定子铁芯21构成为沿着中心件30C的内周侧周缘部35c (内周侧周缘)而配置(参照图18)。根据该结构，能够构成相应于配置在内径侧的转子50的旋转电机100。
[0098]虽然没有图示，但也可以构成为沿着外周侧周缘部35a、35b及内周侧周缘部35c的两者而配置一个以上的定子铁芯21。通过该结构，由于一个以上的定子铁芯21通过树脂与中心件30的一部分或全部一体化地固定，所以能够比以往更容易地进行定子铁芯21的固定。
[0099]〔其他实施方式〕
[0100]以上对于用来实施本发明的方式按照实施方式I?3进行了说明，但本发明完全不限定于该形态。换言之，在不脱离本发明的主旨的范围内也可以通过各种各样的方式实施。例如，也可以实现以下所示的各方式。.[0101]从与轴线方向XA正交的平面来观察，上述实施方式I?3所示的定子铁芯21为以四边形状来成形的构成(参照图2)。也可以代替该方式而做成以其他形状来成形的构成。在图19中表示以侧面(侧边)具有锥角Θ ( Θ是任意的角度)的梯形来成形的例子。图19所示的II1-1II线的剖视图与图3是相同的。除此以外，也可以是圆形状(椭圆形状)、或四边形状以外的多边形状、将圆形状及多边形状等合成的合成形状等。由于只不过是正面形状不同，所以能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0102]上述实施方式I?3所示的定子铁芯21构成为不具有贯通孔及凹部(参照图2、图3)。也可以代替该方式而构成为具有贯通孔或凹部。例如如图20所示，设置贯通孔21c及凹部21d。由于磁通沿着箭头D3方向(图15的轴线方向XA)流动，所以只要不改变高度H，也可以任意地设定。在图20中，也可以例如如实线所示那样设定为长孔状，也可以如双点划线所示那样设定为圆孔状。在图21中表示设置贯通孔21c的情况下的剖视图，在图22中表示设置凹部21d的情况下的剖视图。如果设置贯通孔或凹部，则在与中心件30的固定时熔融树脂进入。能够对于中心件30没有摇晃而牢固地固定。关于其他，能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0103]在上述实施方式I?3中，构成为将定子铁芯21的铆接部位21a成形为圆形状(参照图2、图4)。也可以代替该方式而用圆形状以外的几何形状来成形。也可以成形在图2所示的位置以外的位置。不论是哪种构成，都能够通过使用装置或工具等将铆接部位21a铆接而将多个钢板21b固定。关于其他，能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0104]在上述实施方式I?3中，旋转电机100构成为使一对转子50A、50B相对于一个定子10在轴线方向XA上隔着间隙Gb而对置(参照图15)。也可以代替该方式而做成使一个转子相对于两个定子在轴线方向XA上隔着间隙Gb而对置的构成。在图15中，定子10对应于“转子”，转子50对应于“定子”。如果这样构成，由于定子铁芯21和磁铁51是相对的关系，所以也产生与图16所示的磁路MC1、MC2同样的磁路。由此，能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
[0105]在上述实施方式I?3中，将旋转电机100应用到作为汽车的驱动轮的车轮200中(参照图15)。也可以代替该方式，应用到汽车以外的输送设备(例如自行车的驱动轮、机车或电车的驱动轮船舶的螺旋桨等)中。由于只不过是作为对象的输送设备的差异，所以能够得到与实施方式I?3同样的作用效果。
【权利要求】
1.一种轴向间隙型旋转电机的定子，是在轴线方向(XA)上与一对转子(50、50A、50B)隔着间隙(Gb )而对置的轴向间隙型旋转电机(100 )的定子(10 )，该轴向间隙型旋转电机的定子的特征在于， 上述定子具有: 成形为规定形状的中心件(30);以及 一个以上的定子铁芯(21)，该一个以上的定子铁芯(21)沿着上述中心件的周缘(35、35a、35b、35c)而配置，并利用树脂与上述中心件的一部分或全部一体化地固定。
2.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述定子铁芯是将多个薄板(21b)层叠而成形的。
3.如权利要求2所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述定子铁芯成形为使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多。
4.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述定子铁芯被收容到将定子绕组(22)卷绕而形成的空间(22a)中。
5.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述一个以上的定子铁芯沿着上述中心件的外周侧周缘(35a、35b)或内周侧周缘(35c)中的一方或两方而配置。
6.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙型旋转电机的定子，其特征在于， 上述中心件通过铸造而成形。
7.一种轴向间隙型旋转电机(100)的定子(10)的制造方法，是在轴线方向(XA)上与一对转子(50、50A、50B)隔着间隙(Gb)而对置的轴向间隙型旋转电机(100)的定子(10)的制造方法，该轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法的特征在于，具有: 配置工序，在成形模(40)中配置定子绕组及一个以上的定子铁芯(21);以及成形固定工序，通过将熔融树脂装入到上述成形模中并固化，将中心件(30)与上述定子绕组及上述一个以上的定子铁芯一体化地固定。
8.如权利要求7所述的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具有: 卷绕上述定子绕组的卷绕工序；以及 收容工序，在将上述定子绕组卷绕而形成的空间(22a)中收容上述一个以上的定子铁-!-HΛ ο
9.如权利要求7所述的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于，具有: 铁芯成形工序，将多个薄板层叠而成形出上述定子铁芯。
10.如权利要求9所述的轴向间隙型旋转电机的定子的制造方法，其特征在于， 上述铁芯成形工序中使外径侧的层叠张数比内径侧的层叠张数多地成形出上述定子铁芯。
11.一种轴向间隙型旋转电机，其特征在于，具有: 权利要求1~3中任一项所述的定子(10),或通过权利要求7~10中任一项所述的制造方法制造的定子(10);以及 相对于上述定子在轴线方向上隔着间隙而对置的上述一对转子(50、50Α、50Β)。
12.—种车轮(200)，其特征在于， 具有权利要求11所述的 轴向间隙型旋转电机(100)。
【文档编号】H02K16/02GK103944292SQ201410020085
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】向井拓三, 长田正彦 申请人:株式会社电装
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