軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子及其制造方法、該電機及車輪的制作方法
【專利摘要】一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子及其制造方法、該電機及車輪。旋轉(zhuǎn)電機（100）的定子（10）與一對轉(zhuǎn)子（70、70A、70B）在軸線方向（XA）上隔開間隙（Gb）對置，定子（10）具有：中心部件（30），其通過將鋁（熔融材料）放入成形模具而成形為預(yù)定形狀；以及一個以上的定子鐵芯（20），其在中心部件（30）成形的同時沿中心部件（30）的周緣局部地埋入而固定。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，一個以上的定子鐵芯（20）與通過鋁成形的中心部件（30）一起固定于該中心部件（30）。
【專利說明】軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子及其制造方法、該電機及車輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及與一對轉(zhuǎn)子在軸線方向上隔著間隙對置的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子及其制造方法、軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機以及車輪。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公開了涉及定子的技術(shù)的一例，所述定子的目的在于實現(xiàn)定子的組裝性的提高以及分割鐵芯彼此的結(jié)合精度的緩和。該定子具備S極側(cè)的多個分割鐵芯、N極側(cè)的多個分割鐵芯以及將這些分割鐵芯在背面彼此重疊的背靠背狀態(tài)下沿周向錯開固定的固定構(gòu)件，成形為S極和N極的所述各定子磁極的磁路跨過各兩個相鄰的相反極側(cè)的分割鐵芯。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-125098號公報
[0004]但是，在專利文獻(xiàn)I中雖然記載了排列方法，不過沒有明確如何固定分割鐵芯的背面彼此。一般來說，另外需要沿周向錯開的工序和在錯開后固定的工序。
[0005]另一方面，背面彼此固定后的分割鐵芯具有相對于框架卡合的卡合部。所述固定是通過預(yù)先嵌合于框架的固定環(huán)進(jìn)行鉚定加工等來進(jìn)行的。即，另外需要將固定環(huán)嵌合于框架的工序和通過固定環(huán)對分割鐵芯進(jìn)行鉚定加工等的工序。因此，存在軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的制造耗費時間的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明正是鑒于所述情況而完成的，其目的在于提供一種與以往相比能夠容易地完成定子鐵芯的固定的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子及其制造方法、軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機以及車輪。
[0007]為了解決上述課題而完成的本發(fā)明的第一方式為一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，在軸線方向上與一對轉(zhuǎn)子隔著間隙對置，其特征在于，所述定子具有:中心部件，通過向成形模具中放入熔融材料而成形為預(yù)定形狀；以及一個以上的定子鐵芯，在所述中心部件成形的同時，沿者所述中心部件的周緣被局部地埋入而固定于所述中心部件。
[0008]根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，一個以上的定子鐵芯與通過熔融材料成形的中心部件一起固定于該中心部件。換言之，能夠進(jìn)行定子鐵芯的配置和中心部件的成形即可。因此，與以往相比能夠容易地進(jìn)行定子鐵芯的固定。
[0009]本發(fā)明的第二方式為一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子的制造方法，所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子在軸線方向上與一對轉(zhuǎn)子隔著間隙對置，其特征在于，具有以下工序:配置工序，在用于成形出中心部件的成形模具中，沿著所述中心部件的周緣配置一個以上的定子鐵芯；以及成形固定工序，向所述成形模具中放入熔融材料而將所述中心部件成形為預(yù)定形狀，并且將所述定子鐵芯局部地埋入而固定。
[0010]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過配置工序配置一個以上的定子鐵芯，通過成形固定工序能夠與中心部件的成形一起進(jìn)行定子鐵芯的固定。換言之，能夠進(jìn)行定子鐵芯的配置和中心部件的成形即可。因此，與以往相比能夠容易地進(jìn)行定子鐵芯的固定。
[0011]本發(fā)明的第三方式為一種旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，具有第一方式或第二方式的所述定子；以及所述一對轉(zhuǎn)子，在軸線方向上與所述定子隔著間隙對置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供與以往相比容易進(jìn)行定子鐵芯的固定的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機。
[0012]本發(fā)明的第四方式為一種車輪，其特征在于，具有第三方式的旋轉(zhuǎn)電機。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供與以往相比容易進(jìn)行定子鐵芯的固定的車輪。
[0013]另外，“中心部件”是成形為圓盤狀(也稱為圓板狀)或者圓環(huán)狀(也稱為面包圈狀)等的部件，其在預(yù)定部位固定于其他部件(例如軸狀部件、框體等)。所述預(yù)定部位通?？梢允菆A的中心，也可以是偏心的。“圓”不僅包括正圓，也包括在預(yù)定的容許范圍內(nèi)在圓周(內(nèi)周或外周)上存在凹凸的圓及橢圓?！岸ㄗ予F芯”為成形為預(yù)定形狀的磁性體(主要是軟質(zhì)磁性體)，與單體或?qū)盈B體等方式無關(guān)?！爸芫壊俊敝竷?nèi)周緣部(即意味著內(nèi)周側(cè)的周緣部。下同。)和外周緣部(即意味著外周側(cè)的周緣部。下同)中的一方或雙方。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是部分示出定子的構(gòu)成例的示意圖。
[0015]圖2是示意性地示出定子鐵芯(鐵芯部)的第一構(gòu)成例的主視圖。
[0016]圖3是圖2所示II1-1II線的剖視圖。
[0017]圖4是示意性地示出固定構(gòu)件(鉚定)的構(gòu)成例的側(cè)視圖。
[0018]圖5是示意性地示出成形模具的構(gòu)成例的俯視圖。
[0019]圖6是示出配置(收納)有定子鐵芯的狀態(tài)的圖。
[0020]圖7是示意性地示出成形體的構(gòu)成例的主視圖。
[0021]圖8是圖7所示VII1-VIII線的剖視圖。
[0022]圖9是部分示出定子的構(gòu)成例的俯視圖。
[0023]圖10是圖9所示X-X線的剖視圖。
[0024]圖11是示意性地示出轉(zhuǎn)子的構(gòu)成例的俯視圖。
[0025]圖12是圖11所示XI1-XII線的剖視圖。
[0026]圖13是示意性地示出包括軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的車輪的構(gòu)成例的剖視圖。
[0027]圖14是說明磁路的示意圖。
[0028]圖15是示意性地示出定子鐵芯(鐵芯部)的第二構(gòu)成例的主視圖。
[0029]圖16是圖15所示XV1-XVI線的剖視圖。
【具體實施方式】
[0030]以下，基于【專利附圖】

【附圖說明】用于實施本發(fā)明的方式。另外，若無特別明示，則“連接”的情況意味著電連接。各圖圖示了說明本發(fā)明所需的要素，并不限于圖示出實際的所有要素。在稱為上下左右等方向的情況下，以圖中的記載為基準(zhǔn)。以下，將軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機簡稱為“旋轉(zhuǎn)電機”。而且，作為熔融材料采用金屬鋁。
[0031]參照圖1?圖14說明本發(fā)明。圖1所示的定子10 (Stator)是旋轉(zhuǎn)電機100 (參照圖13)的構(gòu)成要素。該定子10具有定子鐵芯20 (Stator core)、定子繞組23 (定子線圈:參照圖9、圖10)、中心部件30 (定子主體)等。[0032]定子鐵芯20在中心部件30的成形的同時沿該中心部件30的周緣(外周)局部地被埋入而固定。圖1所示的定子鐵芯20具有絕緣部件21和鐵芯部22等。絕緣部件21如箭頭Dl、D2所示地固定在鐵芯部22的預(yù)定面。該絕緣部件21起到保護(hù)鐵芯部22并且防止與后述的定子繞組23的接觸(特別是短路)的功能。對于鐵芯部22的詳細(xì)的構(gòu)成例在后面敘述(參照圖2?圖4)。
[0033]中心部件30是將熔融材料放入成形模具40 (參照圖5、圖6)而成形為預(yù)定形狀而成的。在本方式中，作為預(yù)定形狀成形為圓板狀(圓盤狀)。對于該中心部件30的詳細(xì)的構(gòu)成例在后面敘述(參照圖7、圖8、圖10)。
[0034]接下來，參照圖2?圖4說明鐵芯部22的構(gòu)成例。圖2是從與軸線方向XA (參照圖13)正交的平面觀察到的圖。鐵芯部22是成形為預(yù)定形狀的磁性體(主要是軟質(zhì)磁性體)。形狀可以任意地設(shè)定，形態(tài)也與是單體還是層疊體等無關(guān)。另外，在本方式中，以可成為磁性體的薄板(鋼板22f)層疊成形的層疊體成形為鐵芯部22，并且使外徑側(cè)的層疊張數(shù)增加(參照圖3)。在圖3的例子中，從內(nèi)徑側(cè)到外徑側(cè)以6張一8張一10張的方式增加。
[0035]圖2所示的鐵芯部22還被稱為“扇形鐵芯”，其具有鐵芯主體22a和固定部位22b等。在本方式中，將鐵芯主體22a與固定部位22b —體成形。
[0036]鐵芯主體22a的平面?zhèn)仍诒痉绞街谐尚螢樘菪涡螤?。通過成形為該形狀，斜面成為以徑向為基準(zhǔn)傾斜預(yù)定角度Θ的錐狀部位。鐵芯主體22a具有鉚定部位22c和貫通孔22d 等 ο
[0037]一個以上的鉚定部位22c是用于固定層疊起來的多個鋼板22f的部位。在圖4所示的鉚定部位22c的構(gòu)成例中，將各鋼板22f彎曲成非直線狀(在圖示例子中為-字狀)，并層疊多個鋼板22f。在層疊狀態(tài)下，能夠通過使用裝置、工具等將鉚定部位22c鉚定來將多個鋼板22f固定。
[0038]在中心部件30的成形時熔融材料即鋁進(jìn)入貫通孔22d構(gòu)成延伸部31的一部分(參照圖1、圖10)。由于磁通沿箭頭D3方向(圖13的軸線方向XA)流動，因此貫通孔22d的形狀只要不改變高度H則可以任意設(shè)定。在圖2中，例如可以如實線所示地設(shè)定為長孔狀，也可以如雙點劃線所示地設(shè)定為圓孔狀。
[0039]固定部位22b的一部分或者全部在中心部件30的成形時被埋入而固定。該固定部位22b具有成形為非直線狀(在圖示中為倒Y字形狀)的防脫部位22e。在本方式中，包含防脫部位22e的固定部位22b的一部分在中心部件30的成形的同時被埋入(參照圖1、圖10)。因而，能夠可靠地防止鐵芯部22從中心部件30拔出。另外，防脫部位22e也可以成形為倒Y字形狀以外的形狀(例如圓形形狀或者L字狀等)。
[0040]對于包括定子鐵芯20和中心部件30的定子10的制造方法，參照圖5?圖7進(jìn)行說明。所述制造方法具有鐵芯成形工序、配置工序、成形固定工序、卷繞工序等。如未特別限定，則各工序也可以按照任意順序進(jìn)行。
[0041][鐵芯成形工序]
[0042]鐵芯成形工序中層疊多個鋼板22f來成形出定子鐵芯20。如圖3所示地層疊多個鋼板22f，如圖4所示地將鉚定部位22c鉚定。如上所述，可以從內(nèi)徑側(cè)朝向外徑側(cè)增加鋼板22f的層疊張數(shù)。
[0043][配置工序][0044]配置工序為，將一個以上定子鐵芯20沿中心部件30的周緣配置到供中心部件30成形的成形模具40。圖5所示的成形模具40具有一個以上的預(yù)定數(shù)量的收納部41和突起部42、43等。收納部41是配置和收納定子鐵芯20的部位。收納部41的數(shù)量與定子鐵芯20的數(shù)量相同。定子鐵芯20的數(shù)量(Sc)被設(shè)定為相數(shù)(Ph)與極數(shù)(Po)相乘得到的數(shù)以上(即Sc≤PhXPo)。根據(jù)該設(shè)定，能夠進(jìn)行與相數(shù)對應(yīng)的轉(zhuǎn)子70 (Rotor:參照圖13、圖14)的旋轉(zhuǎn)控制。突起部42、43成為中心部件30的貫通孔(或者凹部)。在圖6中，示出了將圖2和圖3所示的定子鐵芯20配置于收納部41后的成形模具40。
[0045][成形固定工序]
[0046]成形固定工序在配置工序之后進(jìn)行。所述成形固定工序中，將熔融的鋁放入成形模具40以將中心部件30成形為預(yù)定形狀，并且將定子鐵芯20局部地埋入并固定。在鋁形狀固化后將其從成形模具40脫出后，成為圖7所示的成形體50。成形體50由一個中心部件30和一個以上的定子鐵芯20構(gòu)成。在中心部件30上與圖5和圖6所示的突起部42對應(yīng)地成形有配線孔32，同樣地與突起部43對應(yīng)地成形有軸孔33。如圖8的剖視圖所示，定子鐵芯20被沿中心部件30的周緣(外周)局部地埋入而固定。中心部件30的延伸部31沿固定部位22b向外徑方向延伸，固定該固定部位22b和從該固定部位22b向外徑方向延伸的鐵芯主體22a的一部分。不僅固定部位22b (特別是圖2所示的防脫部位22e)埋入，而且還進(jìn)入到在定子鐵芯20上成形的貫通孔22d而對固定做出貢獻(xiàn)。因此，能夠可靠地固定定子鐵芯20。
[0047][卷繞工序]
[0048]在卷繞工序中，在定子鐵芯彼此之間進(jìn)行定子繞組23的卷繞(卷繞)。定子繞組23與相數(shù)(例如二相、三相、六相等)對應(yīng)地使用多個線圈端23a連接成一根狀。因而，定子繞組23的卷繞是按各相在與圖1所示的軸線方向XA不同的方向(即與軸線方向交叉的方向)上進(jìn)行的。圖11和圖10示出··卷繞后的狀態(tài)。不過在圖9和圖10中，示出三相(例如，U相繞組23U、V相繞組23V、W相繞組23W)的卷繞例，并且除去一部分而僅示出一相(U相繞組23U)。通過以上的制造工序，制造出圖9和圖10所示的定子10。圖9所示的定子10使U相繞組23U、V相繞組23V、W相繞組23W通過配線孔32。為了固定定子10，將后述的固定軸90通過軸孔33 (參照圖13)。如圖10所示，定子繞組23的繞組寬度Wl、W2也可以是在內(nèi)徑側(cè)和外徑側(cè)不同(W1>W2)。在圖14所示的卷繞例中，夾著三個定子鐵芯20分別卷繞U相繞組23U、V相繞組23V、W相繞組23W。而且，U相繞組23U、V相繞組23V、W相繞組23W各錯開一個定子鐵芯20地卷繞。也可以按照上述卷繞方式以外的方式卷繞。
[0049]接下來，參照圖11~圖12對轉(zhuǎn)子的構(gòu)成例進(jìn)行說明。圖11并非剖視圖，不過為了容易與轉(zhuǎn)子鐵芯73 (Rotor core)區(qū)別而在磁鐵71的部分畫上了交叉影線。圖11和圖12所示的轉(zhuǎn)子70分別與后述的轉(zhuǎn)子70A和轉(zhuǎn)子70B相當(dāng)(參照圖13)。轉(zhuǎn)子70具備相對于轉(zhuǎn)子鐵芯73固定的一個以上的磁鐵71。轉(zhuǎn)子鐵芯73可以任意地設(shè)定成圓形形狀(例如圓板、圓盤、圓環(huán)等)，在本實施方式中，成形為圓盤狀。轉(zhuǎn)子鐵芯73具有軸孔72，其與上述的軸孔33處于同心軸上，且比軸孔33大。而且，在轉(zhuǎn)子鐵芯73具備防止磁鐵71向定子鐵芯20側(cè)飛出的凸部74 (參照圖12)。
[0050]一個以上(在圖11中為24個)磁鐵71配置并固定在預(yù)定位置(在圖11中為轉(zhuǎn)子鐵芯73的周緣部)。各磁鐵71的固定可以相對于轉(zhuǎn)子鐵芯73直接進(jìn)行，也可以相對于在該轉(zhuǎn)子鐵芯73上成形的凸臺(未圖示)間接地進(jìn)行。固定方式是任意的，例如可以是使用螺栓、螺釘?shù)染o固部件的緊固、通過熔化母材來進(jìn)行釬料焊接或電弧焊接等的焊接、使用粘接劑的粘接等。為了對相鄰磁鐵71彼此進(jìn)行磁分離，設(shè)有間隙Ga。磁鐵71的數(shù)量與極數(shù)(Po)相當(dāng)。如圖12所示，磁鐵71和凸部74的一面(左側(cè)端面)傾斜預(yù)定角度Θ，在與鐵芯部22的錐形部位(參照圖2)之間確保了間隙Ga。因此，鐵芯主體22a相對于與軸線方向XA正交的平面具有預(yù)定角度Θ。
[0051]若將定子10和轉(zhuǎn)子70 (70A.70B)配置到固定軸90 (參照圖13)上，則制造出圖13所示的旋轉(zhuǎn)電機100。具體來說，將一對轉(zhuǎn)子70A、70B以對置的方式相對于中央側(cè)的定子10組裝。定子10固定于固定軸90。如圖13所示，為了使轉(zhuǎn)子70A、70B旋轉(zhuǎn)自如，將其經(jīng)由軸承80 (80A、80B)安裝于固定軸90。
[0052]在組裝轉(zhuǎn)子70A、70B時，將包含定子鐵芯20 (具體來說鐵芯部22)的錐形部位的面和磁鐵71的一個面隔開間隙Gb。隨和間隙Gb減小(變窄)，磁通容易流動(即，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩增加)。相反地，在碰撞等受到大的外力的情況下，鐵芯部22與磁鐵71容易接觸。因此考慮到磁通的流動容易度和防止兩個鐵芯接觸，設(shè)定恰當(dāng)?shù)拈g隔值(例如0.3~1.5[mm])的間隙Gb0
[0053]在圖13中示出將如上所述地構(gòu)成的旋轉(zhuǎn)電機100應(yīng)用于車輪的例子。該圖13所示的車輪200除 了旋轉(zhuǎn)電機100之外還具有輪胎110和輪輞75等。構(gòu)成旋轉(zhuǎn)電機100的固定軸90相當(dāng)于車軸，轉(zhuǎn)子70兼作輪罩。輪輞75固定于一個轉(zhuǎn)子70 (在圖13中為轉(zhuǎn)子70B)。也可以將輪輞75與一個轉(zhuǎn)子70—體成形。輪胎100安裝在輪輞75，在圖13的例子中示出了無內(nèi)胎輪胎。旋轉(zhuǎn)電機100基于從控制裝置(例如ECU等)傳遞來的控制信號動作，輪胎110與轉(zhuǎn)子70 —起旋轉(zhuǎn)。因而，能夠?qū)④囕?00用作汽車(與車輪數(shù)無關(guān))的驅(qū)動輪。另外，控制裝置可以內(nèi)置在車輪200內(nèi)，也可以位于車輪200外(例如車輛等)。
[0054]當(dāng)車輪200旋轉(zhuǎn)時(例如，汽車行駛時)，存在與具有凹凸的路面接觸、與障礙物等接觸的情況。在該情況下，從路面和障礙物等向箭頭D4方向(朝向固定軸90的方向)受到外力。即使受到這樣的外力，轉(zhuǎn)子70A也向箭頭D5方向變形，轉(zhuǎn)子70B向箭頭D6方向變形。這樣轉(zhuǎn)子70A、70B受到外力而向非接觸方向變形，因此能夠防止定子鐵芯20與磁鐵71接觸的情況。
[0055]接下來，參照圖14說明磁通在定子10和轉(zhuǎn)子70之間流動而產(chǎn)生的磁路。該圖14是從圖13的圖中上側(cè)看到的示意圖，僅圖示出說明所需的要素，省略了對定子繞組23的圖
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[0056]一對轉(zhuǎn)子70A、70B具備的磁鐵71以使相鄰磁鐵71彼此的磁極(N極和S極)相反的方式被磁化。當(dāng)旋轉(zhuǎn)電機100工作時，在定子鐵芯20與磁鐵71之間產(chǎn)生磁路MC1、MC2。磁路MC1、MC2中以轉(zhuǎn)子70A的磁鐵71 —(間隙Gb)—鐵芯部22 —(間隙Gb)—轉(zhuǎn)子70B的磁鐵71 —(間隙Gb)—鐵芯部22 —(間隙Gb)—轉(zhuǎn)子70A的磁鐵71 —……這樣流過磁通。這樣流過磁通，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子70A、70B向預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)。不過，對于磁路MC1、MC2和轉(zhuǎn)子70A、70B的旋轉(zhuǎn)方向等，因電流的方向不同而成為相反方向。通過構(gòu)成為產(chǎn)生這樣的磁路MC1、MC2，能夠縮短旋轉(zhuǎn)電機100的軸線方向XA的長度。
[0057]根據(jù)上述的實施方式，能夠得到以下所示的各種效果。
[0058](I)對于定子10，定子10構(gòu)成為具有:中心部件30，其通過將鋁(熔融材料)放入成形模具40而成形為預(yù)定形狀；以及一個以上定子鐵芯20，其與中心部件30的成形同時沿中心部件30的周緣局部地被埋入而固定(參照圖1、圖13)。根據(jù)所述結(jié)構(gòu)，一個以上的定子鐵芯20與通過鋁成形的中心部件30 —起固定于所述中心部件30。換言之，能夠進(jìn)行定子鐵芯20的配置和中心部件30的成形即可。因此，與以往相比能夠容易地進(jìn)行定子鐵芯20的固定。
[0059](2)中心部件30構(gòu)成為具有延伸部31，該延伸部31沿固定部位22b向外徑方向延伸，并且固定該固定部位22b和從該固定部位22b向外徑方向延伸的鐵芯主體22a的一部分(參照圖1、圖7、圖8、圖10)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，延伸部31將固定部位22b和鐵芯主體22a的一部分固定。而且，以堵塞在鐵芯主體22a上成形的貫通孔22d的方式放入鋁來固定。因此，能夠堅固地固定鐵芯部22。
[0060](3)定子鐵芯20構(gòu)成為具有:鐵芯主體22a，其相對于與軸線方向XA正交的平面具有預(yù)定角度Θ ;以及固定部位22b，其至少一部分被埋入中心部件30而固定(參照圖2、圖3)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，對包括鐵芯部22的定子鐵芯20容易進(jìn)行軸線方向XA的尺寸確定。
[0061](4)定子鐵芯20構(gòu)成為鋁填埋貫通孔22d (參照圖2、圖8)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于鋁進(jìn)入貫通孔22d并固化，因此能夠相對于中心部件30堅固地固定而不會晃動。在圖2所示的高度H的范圍內(nèi)，即使在定子鐵芯20上成形有兩個以上的多個貫通孔22d，也能夠得到同樣的作用效果。
[0062](5)定子鐵芯20構(gòu)成為層疊多個鋼板22f (薄板)而成形(參照圖3)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)鋼板22f的厚度、層疊的張數(shù)，恰當(dāng)且容易地設(shè)定定子鐵芯20的厚度。
[0063](6)定子鐵芯20成形為外徑側(cè)的層疊張數(shù)比內(nèi)徑側(cè)的層疊張數(shù)多(參照圖3、圖7)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，定子鐵芯20的彼此之間越靠外徑側(cè)則間隙越大，因此通過增大外徑側(cè)的層疊張數(shù)，能夠減少無用的間隙。由于能夠?qū)⒆鳛榇判泽w的定子鐵芯20整體成形得大，因此能夠增大在與轉(zhuǎn)子70之間流動的磁通，提高旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
[0064](7)定子鐵芯20構(gòu)成為具有防止從中心部件30脫出的防脫部位22e (參照圖1、圖2、圖8、圖10)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠可靠地防止定子鐵芯20從中心部件30拔出。
[0065](8)中心部件30構(gòu)成為通過使熔融的鋁流入成形模具40的鑄造而成形(參照圖
6、圖7)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠同時進(jìn)行中心部件30的成形和定子鐵芯20相對于中心部件30的固定。能夠確保定子鐵芯20的固定力比螺釘?shù)鹊木o固強。
[0066](9)熔融材料為鋁(金屬)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，僅將熔融狀態(tài)的鋁流入成形模具40并固化，就能夠同時進(jìn)行中心部件30的成形和定子鐵芯20的固定。應(yīng)用熔融并流入成形模具40而固化的其他熔融材料也能夠得到同樣的作用效果。其他熔融材料例如是鋁以外的金屬(銅、鐵、合金等)和樹脂等。特別是在使用鋁、樹脂成形的情況下，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)定子鐵芯20的輕量化，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)旋轉(zhuǎn)電機100和車輪200的輕量化。
[0067](10)在定子10的制造方法中，具有:配置工序，將一個以上的定子鐵芯20沿中心部件30的周緣配置在供中心部件30成形的成形模具40 (參照圖5、圖6);以及成形固定工序，將鋁放入成形模具40而使中心部件30成形為預(yù)定形狀，并且將定子鐵芯20局部地埋入而固定(參照圖6、圖7)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過配置工序配置一個以上的定子鐵芯20，通過成形固定工序能夠與中心部件30的成形同時進(jìn)行定子鐵芯20的固定。換言之，能夠進(jìn)行定子鐵芯20的配置和中心部件30的成形即可。因此，容易進(jìn)行定子鐵芯20的固定。[0068](11)具有層疊多個鋼板22f (薄板)而成形出定子鐵芯20的鐵芯成形工序(參照圖3)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)鋼板22f的厚度、層疊的張數(shù)，恰當(dāng)且容易地設(shè)定定子鐵芯20的厚度。
[0069](12)在鐵芯成形工序中，將定子鐵芯20成形為外徑側(cè)的層疊張數(shù)比內(nèi)徑側(cè)的層疊張數(shù)多(參照圖3)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，若增大外徑側(cè)的層疊張數(shù)，則能夠減少無用的間隙。由于能夠?qū)⒆鳛榇判泽w的定子鐵芯20整體成形得大，因此能夠增大在轉(zhuǎn)子70之間流動的磁通，提高旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。
[0070](13)旋轉(zhuǎn)電機100構(gòu)成為具有:圖1?圖4、圖10所示的定子10 (參照圖1?圖
4、圖10)、或者經(jīng)配置工序和成形固定工序制造的定子10 (參照圖5?圖7);以及一對轉(zhuǎn)子70，其與定子10在軸線方向XA上夾著間隙Gb相對(參照圖13)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供與以往相比容易進(jìn)行定子鐵芯20的固定的旋轉(zhuǎn)電機100。
[0071](14)車輪200構(gòu)成為具有上述的旋轉(zhuǎn)電機100 (參照圖13)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供與以往相比容易進(jìn)行定子鐵芯20的固定的車輪200。而且，轉(zhuǎn)子70兼作輪罩，無需另外的輪罩。具備一個以上磁鐵71的轉(zhuǎn)子70與輪胎110和輪輞75同步旋轉(zhuǎn)，因此無需專用的保持部件。通過它們的協(xié)同效應(yīng)，能夠降低車輪200整體的制造成本。
[0072][其他實施方式]
[0073]以上對用于實施本發(fā)明的方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明不限于該方式。換言之，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，能夠以各種各樣的方式實施。例如，也可以實現(xiàn)下面所示的各方式。
[0074]在上述的實施方式中，構(gòu)成為將定子鐵芯20的鉚定部位22c成形為圓形形狀(參照圖2、圖4)。也可以取代該方式，而成形為其他形狀。在圖15和圖16中示出了成型為四邊形狀的鉚定部位22g的構(gòu)成例。也可以成形為圓形形狀和四邊形狀之外的其他幾何學(xué)的形狀。而且，也可以成形于圖2和圖15所示的位置以外的位置。無論是哪一種結(jié)構(gòu)，都能夠通過使用裝置、工具等對鉚定部位22c進(jìn)行鉚定固定多個鋼板22f。
[0075]在上述的實施方式中，構(gòu)成為在定子鐵芯20的鐵芯主體22a上將一個貫通孔22d成形為長孔狀或圓孔狀(參照圖2、圖3)。也可以取代該方式，只要不改變高度H，就也可以改變個數(shù)和形狀來成形。在圖15和圖16中，示出將個數(shù)設(shè)為3，并成形為三角形狀的凹部22h(非貫通孔)的構(gòu)成例。也可以成形出貫通孔22d和凹部22h雙方。無論是哪一種構(gòu)成，由于鋁進(jìn)入凹部22h并固化，因此都能夠相對于中心部件30堅固地固定而不會晃動。
[0076]在上述的實施方式中，構(gòu)成為定子鐵芯20的防脫部位22e成形為正面是倒Y字形狀(參照圖2)。也可以取代該方式，成形為倒Y字形狀以外的形狀，即成型為使定子鐵芯20不會從中心部件30脫出的形狀。在圖15和圖16中示出了成形為正面為三角形狀的防脫部位22i的構(gòu)成例。也可以成形為從正面觀察時呈倒Y字形狀和三角形狀之外的其他幾何學(xué)的形狀。無論是哪一種構(gòu)成，都能夠可靠地防止定子鐵芯20從中心部件30拔出。
[0077]在上述的實施方式中，定子鐵芯20的鐵芯部22構(gòu)成為內(nèi)徑側(cè)的繞組寬度Wl比外徑側(cè)的繞組寬度W2大(參照圖10)。也可以取代該方式，構(gòu)成為內(nèi)徑側(cè)的繞組寬度Wl比外徑側(cè)的繞組寬度W2小(W1〈W2)，也可以構(gòu)成為使內(nèi)徑側(cè)的繞組寬度Wl與外徑側(cè)的繞組寬度W2相同(W1=W2)。由于只不過是內(nèi)徑側(cè)和外徑側(cè)的寬度不同，因此能夠得到與上述的實施方式相同的作用效果。[0078]在上述的實施方式中，旋轉(zhuǎn)電機100構(gòu)成為相對于一個定子10在軸線方向XA上隔著間隙Gb對置有一對轉(zhuǎn)子70A、70B (參照圖13)。也可以取代該方式，相對于兩個定子在軸線方向XA上隔著間隙Gb對置有一個轉(zhuǎn)子。在圖13中，定子10與“轉(zhuǎn)子”對應(yīng)，轉(zhuǎn)子70與“定子”對應(yīng)。即使如此構(gòu)成，由于鐵芯部22與磁鐵71為相對的關(guān)系，因此能夠產(chǎn)生與圖14所示的磁路MC1、MC2相同的磁路。因而，能夠得到與上述的實施方式相同的作用效果O
[0079]在上述的實施方式中，將旋轉(zhuǎn)電機100應(yīng)用于作為汽車的驅(qū)動輪的車輪200(參照圖13)。也可以取代該方式，應(yīng)用于汽車以外的輸送設(shè)備(例如自行車的驅(qū)動輪、機車和電車的驅(qū)動輪、船舶的螺旋槳等)。由于只不過是作為對象的輸送設(shè)備的不同，因此能夠得到與上述的實施方式相同的作用效果。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子(10)，在軸線方向(XA)上與一對轉(zhuǎn)子(70、70A、70B)隔著間隙(Gb)對置，其特征在于，所述定子(10)具有: 中心部件(30)，通過向成形模具(40)中放入熔融材料而成形為預(yù)定形狀；以及一個以上的定子鐵芯(20)，在所述中心部件(30)成形的同時，沿著所述中心部件(30)的周緣被局部地埋入而固定于所述中心部件(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述中心部件(30)具有延伸部(31)，該延伸部(31)沿著所述定子鐵芯(20)的固定部位(22b)向外徑方向延伸,該延伸部(31)固定所述固定部位(22b)和從所述固定部位(22b)向外徑方向延伸的所述定子鐵芯(20)的鐵芯主體(22a)的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述定子鐵芯(20)具有: 鐵芯主體(22a)，相對于與所述軸線方向正交的平面具有預(yù)定角度(Θ );以及 固定部位(22b)，至少一部分被埋入中心部件(30)并固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述定子鐵芯(20)設(shè)置有一個以上的貫通孔(22d)和一個以上的凹部(22h)中的一方或雙方，并且被所述熔融材料填埋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述定子鐵芯(20)通過層疊多個薄板(22f)而成形。`
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述定子鐵芯(20)成形為外徑側(cè)的所述薄板(22f)的層疊張數(shù)比內(nèi)徑側(cè)的所述薄板(22f)的層疊張數(shù)多。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述定子鐵芯(20)具有防止所述定子鐵芯(20)從所述中心部件(30)脫出的防脫部位(22e、22i)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述中心部件(30 )通過鑄造而成形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子，其特征在于， 所述熔融材料為金屬或者樹脂。
10.一種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子(10)的制造方法，所述軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子(10)在軸線方向(XA)上與一對轉(zhuǎn)子(70、70A、70B)隔著間隙(Gb)對置，其特征在于，具有以下工序: 配置工序，在用于成形出中心部件(30)的成形模具(40)中，沿著所述中心部件(30)的周緣配置一個以上的定子鐵芯(20);以及 成形固定工序，向所述成形模具(40)中放入熔融材料而將所述中心部件(30)成形為預(yù)定形狀，并且將所述定子鐵芯(20)局部地埋入所述中心部件(30)而固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子的制造方法，其特征在于， 具有鐵芯成形工序，層疊多個薄板(22f)而成形出所述定子鐵芯(20)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機的定子的制造方法，其特征在于， 在所述鐵芯成形工序中，將外徑側(cè)的所述薄板(22f)的層疊張數(shù)設(shè)為比內(nèi)徑側(cè)的所述薄板(22f)的層疊張數(shù)多地成形出所述定子鐵芯(20)。
13.—種軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(100)，其特征在于，具有: 權(quán)利要求1至9中任一項所述的所述定子(10)或者通過權(quán)利要求10至12中任一項所述的制造方法制造的所述定子(10);以及 所述一對轉(zhuǎn)子(70、70A、70B)，在軸線方向(XA)上與所述定子(10)隔著間隙(Gb)對置。
14.一種車輪(200)，其特征在于， 具有權(quán)利要求13 所述的軸向間隙型旋轉(zhuǎn)電機(100)。
【文檔編號】H02K1/14GK103872867SQ201310571687
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月11日
【發(fā)明者】向井拓三, 長田正彥 申請人:株式會社電裝