JP2014138495A - アキシャルギャップ型回転電機の固定子、その製造方法、アキシャルギャップ型回転電機および車輪 - Google Patents

Abstract

【課題】固定子コアの固定を従来よりも容易にできるアキシャルギャップ型回転電機の固定子、その製造方法、アキシャルギャップ型回転電機および車輪を提供することである。
【解決手段】アキシャルギャップ型回転電機１００の固定子１０Ａ（１０）は、所定形状に成形されるセンターピース３０Ａ（３０）と、センターピース３０Ａの外周側周縁部３５ａ（周縁）に沿って配置され、樹脂によってセンターピース３０Ａの全部と一体化して固定される一以上の固定子コア２１とを有する。この構成によれば、一以上の固定子コア２１は樹脂によってセンターピース３０Ａの一部または全部と一体化して固定されるので、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸線方向にギャップを挟んで一対の回転子が対向するアキシャルギャップ型回転電機の固定子、その製造方法、アキシャルギャップ型回転電機および車輪に関する。

従来では、ステータの組み付け性の向上および分割コア同士の接合精度の緩和を図ることを目的とするステータに関する技術の一例が開示されている（例えば特許文献２を参照）。このステータは、Ｓ極側の複数の分割コアと、Ｎ極側の複数の分割コアと、これらの分割コアの裏面同士が重なる背中合わせの状態で周方向にずらして固定する固定手段とを備え、Ｓ極およびＮ極の前記各ステータ磁極の磁路がそれぞれの両隣の逆極側の分割コアに跨がって成形される。

特開２０１１−１２５０９８号公報

しかし、特許文献１には配列方法が記載されているものの、分割コアの裏面同士をどのように固定しているのかが不明である。一般的には、周方向にずらす工程と、ずらした後に固定する工程とが別途必要になる。

一方、裏面同士が固定された分割コアはフレームに対する係合部を備える。この固定は、フレームに予め嵌め付けられた固定リングによってかしめ加工等で行う。すなわち、フレームに固定リングを嵌め付ける工程と、固定リングで分割コアをかしめ加工等する工程とが別途必要になる。したがって、アキシャルギャップ型回転電機の製造に時間を要するという問題がある。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、固定子コアの固定を従来よりも容易にできるアキシャルギャップ型回転電機の固定子、その製造方法、アキシャルギャップ型回転電機および車輪を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、軸線方向（ＸＡ）にギャップ（Ｇｂ）を挟んで一対の回転子（５０，５０Ａ，５０Ｂ）が対向するアキシャルギャップ型回転電機（１００）の固定子（１０）において、前記固定子は、所定形状に成形されるセンターピース（３０）と、前記センターピースの周縁（３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）に沿って配置され、樹脂によって前記センターピースの一部または全部と一体化して固定される一以上の固定子コア（２１）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、一以上の固定子コアは樹脂によってセンターピースの一部または全部と一体化して固定されるので、固定子コアの固定を従来よりも容易に行える。

第２の発明は、軸線方向（ＸＡ）にギャップ（Ｇｂ）を挟んで一対の回転子（５０，５０Ａ，５０Ｂ）が対向するアキシャルギャップ型回転電機（１００）の固定子（１０）の製造方法において、成形型（４０）に固定子コイルおよび一以上の固定子コア（２１）を配置する配置工程と、溶融樹脂を前記成形型に入れて固化（固形化）することにより、センターピース（３０）と、前記固定子コイルおよび前記一以上の固定子コアとを一体化して固定する成形固定工程とを有することを特徴とする。

この構成によれば、配置工程によって固定子巻線および一以上の固定子コアを配置し、成形固定工程によってセンターピースと固定子コアとの固定が行える。言い換えれば、配置と溶融樹脂の固化とを行えばよい。したがって、一以上の固定子コア２１の固定を容易に行える。

第３の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の固定子（１０）、または、請求項９から１１のいずれか一項に記載の製造方法によって製造される固定子（１０）と、前記固定子に対して軸線方向にギャップを挟んで対向する前記一対の回転子（５０，５０Ａ，５０Ｂ）とを有することを特徴とする。

この構成によれば、固定子コアの固定を従来よりも容易に行えるアキシャルギャップ型回転電機を提供することができる。

第４の発明は、車輪（２００）において、請求項１２に記載のアキシャルギャップ型回転電機（１００）を有することを特徴とする。

この構成によれば、固定子コアの固定を従来よりも容易に行える車輪を提供することができる。

なお「センターピース」は、円盤状（円板状とも呼ぶ）または円環状（ドーナツ状とも呼ぶ）等で成形される部材であり、所定部位で他の部材（例えば軸状部材や筐体等）に固定される。この所定部位は、通常は円の中心を適用してもよく、偏心させてもよい。「円」は、真円のみならず、所定の許容範囲内で円周（内周や外周）に凹凸がある円や、楕円を含む。「固定子コア」は、所定形状に成形される磁性体（主に軟質磁性体）であって、単体や積層体等の形態を問わない。「周縁」は、内周側周縁（すなわち内周側の周縁を意味する。以下同じである。）および外周側周縁（すなわち外周側の周縁を意味する。以下同じである。）のうちで一方または双方が該当する。

固定子の第１構成例を部分的に示す模式図である。 固定子コアの第１構成例を模式的に示す正面図である。 図２に示すIII−III線の断面図である。 固定手段（かしめ）の構成例を模式的に示す側面図である。 固定子コアを配置（収容）する過程を示す部分的な正面図である。 固定子コアを配置（収容）する過程を示す側面図である。 固定子コアを配置（収容）した後の状態を示す部分的な正面図である。 固定子コアを配置（収容）した後の状態を示す側面図である。 固定子コアと固定子巻線の全体を示す正面図である。 成形型の構成例を模式的に示す平面図である。 成形型に固定子コアと固定子巻線とを収容した状態を示す平面図である。 成形体の構成例を模式的に示す正面図である。 回転子の構成例を模式的に示す平面図である。 図１３に示すXIV−XIV線の断面図である。 アキシャルギャップ型回転電機を含む車輪の構成例を模式的に示す断面図である。 磁気回路を説明する模式図である。 固定子の第２構成例を部分的に示す模式図である。 固定子の第３構成例を部分的に示す模式図である。 固定子コアの第２構成例を模式的に示す正面図である。 固定子コアの第３構成例を模式的に示す正面図である。 図２０に示すXXI−XXI線の断面図である。 図２０に示すXXI−XXI線の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて説明する。なお、特に明示しない限り、「接続する」という場合には電気的に接続することを意味する。各図は、本発明を説明するために必要な要素を図示し、実際の全要素を図示しているとは限らない。上下左右等の方向を言う場合には、図面の記載を基準とする。以下では、アキシャルギャップ型回転電機を単に「回転電機」と呼ぶことにする。「かしめ部位」は平仮名と区別し易くするために、便宜上「カシメ部位」と表記する。

〔実施の形態１〕
実施の形態１は、樹脂によってセンターピース３０Ａの全部（固定子本体）を成形するとともに、一以上の固定子コア２１（ステータコア）を一体化して固定する例である。

本形態は、図１〜図１６を参照しながら説明する。図１に示す固定子１０Ａ（ステータ）は、回転電機１００（図１５を参照）の構成要素である。当該固定子１０Ａは、一以上の固定子コア２１、固定子巻線２２（ステータコイル；図５，図６を参照）、センターピース３０Ａなどを有する。

センターピース３０Ａは、樹脂を成形型４０（図１０，図１１を参照）に入れて所定形状に成形される。本形態では、所定形状として円板状（円盤状）に成形する。当該センターピース３０Ａの具体的な構成例については後述する（図１２を参照）。

固定子コア２１は、樹脂によってセンターピース３０Ａと一体化して固定され、当該センターピース３０Ａの周縁（外周）に沿って配置される。固定子コア２１の数（Ｓｃ）は、相数（Ｐｈ）と極数（Ｐｏ）とを乗算した数以上（すなわちＳｃ≧Ｐｈ×Ｐｏ）で設定するとよい。

固定子コア２１の構成例について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、軸線方向ＸＡ（図１５を参照）と直交する平面から見た図（これを正面図とする）である。固定子コア２１は、所定形状に成形される磁性体（主に軟質磁性体）である。形状は任意に設定してよく、形態も単体や積層体等を問わない。本形態では、磁性体となり得る薄板（鋼板２２ｆ）を積層して成形される積層体で成形するセグメントコアを用いる。また、外径側の積層枚数を増やす（図３を参照）。図３の例では、内径側から外径側に向かって６枚→８枚→１０枚に増やしている。積層枚数の増加数も任意に設定してよい。

図２に示す固定子コア２１は、積層させる複数の鋼板２１ｂを固定するため、一以上（図２の例では３）のカシメ部位２１ａなどを有する。図４に示すカシメ部位２１ａの構成例では、各鋼板２１ｂを非直線状（図示例ではコ字状）に曲げ、複数の鋼板２１ｂを積層する。積層状態のまま、装置や工具等を用いてカシメ部位２１ａをかしめることで複数の鋼板２１ｂを固定できる。

一以上の固定子コア２１やセンターピース３０Ａを含む固定子１０Ａの製造方法について、図５〜図１２を参照しながら説明する。当該製造方法は、コア成形工程、巻回工程、収容工程、配置工程、成形固定工程などを有する。各工程は、特に明記しない限り、順不同で行ってよい。

（コア成形工程）
コア成形工程は、複数の鋼板２１ｂを積層して固定子コア２１を成形する。図３に示すように複数の鋼板２１ｂを積層し、図４に示すようにカシメ部位２１ａをかしめる。上述したように、内径側から外径側に向かって積層枚数に増やすとよい。

（巻回工程）
巻回工程は、固定子コアの相互間に固定子巻線２２の巻回（巻き回すこと）を行う。固定子巻線２２は、相数（例えば二相，三相，六相等）に応じて、複数のコイルエンド２３ａを用いて一本状に接続される。固定子巻線２２の巻回は、相ごとに、図１に示す軸線方向ＸＡとは異なる方向（すなわち軸線方向と交差する方向）に行う。図５に示す巻回例は軸線方向ＸＡから見た図であり、図６に示す巻回例は径方向ＸＢから見た図である。図５や図６に示すように、固定子コア２１を収容可能な収容部２２ａ（空間）を確保しながら巻回を行う。収容部２２ａの数は、上述した固定子コア２１の数に等しい。

相数が３（Ｐｈ＝３）の場合には、例えばＵ相巻線２３Ｕ，Ｖ相巻線２３Ｖ，Ｗ相巻線２３Ｗで巻回する（図１６を参照）。図１６に示す巻回例では、３つの固定子コア２１を挟んで、それぞれＵ相巻線２３Ｕ，Ｖ相巻線２３Ｖ，Ｗ相巻線２３Ｗを巻回している。またＵ相巻線２３Ｕ，Ｖ相巻線２３Ｖ，Ｗ相巻線２３Ｗは、１つずつ固定子コア２１をずらして巻回している。上述した巻回以外の形態で巻回してもよい。

（収容工程）
収容工程は、巻回工程で形成される固定子巻線２２の収容部２２ａに対して、固定子コア２１を収容する。図５に示す矢印Ｄ１や図６に示す矢印Ｄ２のように、個々の収容部２２ａに対して、それぞれ固定子コア２１を収容する。収容後は固定子コア２１が収容された固定子巻線２２になる。収容部２２ａに固定子コア２１を収容した後の固定子磁性部２０を図７や図８に示す。また固定子磁性部２０の全体を図９に示す。

（配置工程）
配置工程は、一以上の固定子コア２１および固定子巻線２２などを成形型４０に配置する。図１０に示す成形型４０は、収容部４１や突起部４２，４３などを有する。収容部４１は、固定子磁性部２０を配置して収容する部位である。固定子巻線２２を配置してから、固定子巻線２２の収容部２２ａに固定子コア２１を収容してもよい。突起部４２，４３は、センターピース３０Ａの貫通穴や凹部等になる。図１１には、固定子磁性部２０を収容部４１に配置して収容した後の成形型４０を示す。

（成形固定工程）
配置工程の後に行われる成形固定工程は、溶融している樹脂を成形型４０に入れて固化する。樹脂の固化によって、センターピース３０Ａを所定形状に成形するとともに、固定子コア２１を埋め込んで固定する。樹脂が固化した後に成形型４０から外すと、図１２に示す固定子１０Ａになる。図１２に示すＩ−Ｉ線断面を図１に示す。

図１２に示す固定子１０Ａは、一のセンターピース３０Ａと、一以上の固定子コア２１とで構成される。センターピース３０Ａには、本体部３１に対して、固定用穴３２，軸穴３３，リブ３４などを有する。図１の断面図に示すように、固定子コア２１はセンターピース３０Ａの周縁（外周）に沿って埋め込まれて固定される。固定子コア２１の側面部（図５をも参照）は、露出するか、あるいは一体成形時に注入される溶融樹脂の圧力によって成形型４０との隙間に入り込んだ薄膜状の樹脂が成形される。

軸穴３３は、突起部４２に対応して成形される貫通穴である。一以上（図１２では４つ）の固定用穴３２は、締結部材（ボルトやネジ等）を通すために、突起部４３に対応して成形される貫通穴である。一以上（図１２では８つ）のリブ３４は、センターピース３０Ａの剛性を確保するために、リブ成形部４４に対応して成形される。

次に回転子の構成例について、図１３と図１４を参照しながら説明する。図１３は断面図ではないが、回転子コア５２（ロータコア）と区別し易くするために磁石５１の部分はクロスハッチを施す。図１３および図１４に示す回転子５０は、後述する回転子５０Ａと回転子５０Ｂとにそれぞれ相当する（図１５を参照）。回転子５０は、回転子コア５２に対して、一以上（図１３の例では２４）の磁石５１を固定して備える。回転子コア５２は、円形状（例えば円板，円盤，円環等）で任意に設定してよく、本形態では円盤状に成形する。回転子コア５２は軸穴５３を有する。軸穴５３は、上述した軸穴３３と同心軸上にあり、かつ、軸穴３３よりも大きい。

一以上の磁石５１は、所定位置（図１３では回転子コア５２の周縁部）に配置して固定される。各磁石５１の固定は、回転子コア５２に対して直接的に行ってもよく、当該回転子コア５２に成形されたボス（図示せず）に対して間接的に行ってもよい。固定手段は任意であり、例えばボルトやネジ等の締結部材を用いる締結や、母材を溶かすことでハンダ付けやアーク溶接等を行う接合、接着剤を用いる接着などが該当する。隣り合う磁石５１同士を磁気的に分離するため、ギャップＧａが設けられる。磁石５１の数は、極数（Ｐｏ）に相当する。

固定子１０Ａと回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）とを固定軸７０（図１５を参照）上に配置すると、図１５に示す回転電機１００が製造される。具体的には、中央側の固定子１０Ａに対して、一対の回転子５０Ａ，５０Ｂが対向するように組み付ける。固定子１０Ａは固定軸７０に固定する。回転子５０Ａ，５０Ｂを回転自在にするため、ベアリング６０（図１５を参照）を介して固定軸７０に組み付ける。

回転子５０Ａ，５０Ｂを組み付ける際には、固定子コア２１の側面（図５を参照）と、磁石５１の一面との間にギャップＧｂだけ空ける。ギャップＧｂが小さく（狭く）なるにつれて磁束が流れ易くなる（すなわち回転トルクが増える）。その反面、衝突等のように大きな外力を受ける場合には固定子コア２１と磁石５１とが接触し易くなる。よって磁束の流れ易さと両コアの接触防止とを考慮し、適切な間隔値（例えば０．３〜１．５[mm]）のギャップＧｂを設定する。

上述のように構成される回転電機１００を車輪に適用した例を図１５に示す。当該図１５に示す車輪２００は、回転電機１００のほかに、タイヤ１１０やホイールリム５４などを有する。回転電機１００を構成する固定軸７０は車軸に相当し、回転子５０はホイールキャップを兼ねる。ホイールリム５４は、図１５に示すように一方の回転子５０（具体的には回転子５０Ｂ）と一体成形してもよく、別体に成形して固定手段によって固定してもよい。固定手段は任意である。例えば、上述した締結部材を用いる締結や、母材を溶かすことでハンダ付けやアーク溶接等を行う接合、接着剤を用いる接着などが該当する。

タイヤ１１０はホイールリム５４に取り付けられ、図１５の例ではチューブレスタイヤを示す。制御装置（例えばＥＣＵ等）から伝達される制御信号に基づいて回転電機１００が作動し、回転子５０とともにタイヤ１１０が回転する。よって、車輪２００を自動車（車輪数を問わない）の駆動輪として用いることができる。なお、制御装置は車輪２００に内蔵してもよく、車輪２００外（例えば車両等）に備えてもよい。

車輪２００が回転している時（例えば自動車の走行時）には、凹凸のある路面に接したり、障害物等に接触したりする場合がある。この場合には、路面や障害物等から矢印Ｄ４方向（固定軸７０に向かう方向）に外力を受ける。このような外力を受けても、回転子５０Ａは矢印Ｄ５方向に変形し、回転子５０Ｂは矢印Ｄ６方向に変形する。このように外力を受けて回転子５０Ａ，５０Ｂは非接触方向に変形するので、固定子コア２１と磁石５１とが接触する事態を防止できる。

次に固定子１０Ａと回転子５０との間に磁束が流れて生じる磁気回路について、図１６を参照しながら説明する。当該図１６は図１５の図面上側から見た模式図であり、固定子巻線２２の図示は省略する。

一対の回転子５０Ａ，５０Ｂに備える磁石５１は、隣り合う磁石５１同士で磁極（Ｎ極とＳ極）が互いに反対となるように磁化される。回転電機１００が作動すると、固定子コア２１と磁石５１との間には磁気回路ＭＣ１，ＭＣ２が生じる。磁気回路ＭＣ１，Ｍｃ２は、回転子５０Ａの磁石５１→（ギャップＧｂ）→固定子コア２１→（ギャップＧｂ）→回転子５０Ｂの磁石５１→（ギャップＧｂ）→固定子コア２１→（ギャップＧｂ）→回転子５０Ａの磁石５１→…のように磁束が流れる。このように磁束が流れて回転トルクが発生し、回転子５０Ａ，５０Ｂが所定方向に回転する。ただし、磁気回路ＭＣ１，ＭＣ２や回転子５０Ａ，５０Ｂの回転方向などについては、電流の向きによっては逆方向に回転する。このような磁気回路ＭＣ１，ＭＣ２が生じるように構成することで、回転電機１００における軸線方向ＸＡの長さを短縮することができる。

上述した実施の形態１によれば、以下に示す各効果を得ることができる。

（１ａ）回転電機１００の固定子１０Ａ（１０）は、所定形状に成形されるセンターピース３０Ａ（３０）と、センターピース３０Ａの外周側周縁部３５ａ（周縁）に沿って配置され、樹脂によってセンターピース３０Ａの全部と一体化して固定される一以上の固定子コア２１とを有する構成とした（図１，図１２を参照）。この構成によれば、一以上の固定子コア２１は樹脂によってセンターピース３０Ａの一部または全部と一体化して固定されるので、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える。

（２）固定子コア２１は、複数の鋼板２１ｂ（薄板）を積層して成形される構成とした（図３，図４を参照）。この構成によれば、鋼板２１ｂの厚みや、積層する枚数に応じて固定子コア２１の厚みを適切かつ容易に設定することができる。

（３）固定子コア２１は、内径側の積層枚数よりも外径側の積層枚数を多くして成形される構成とした（図３を参照）。この構成によれば、固定子コア２１の相互間は外径側ほど隙間が大きくなるので、外径側の積層枚数を多くすると無駄な隙間を少なくできる。磁性体である固定子コア２１全体を大きく成形できるので、回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）との間で流せる磁束を大きくして回転トルクを向上させることができる。

（４）固定子コア２１は、固定子巻線２２が巻かれて形成される収容部２２ａ（空間）に収容される構成とした（図５，図６を参照）。この構成によれば、固定子コア２１を収容するための収容部２２ａを別個に確保したり、収容部２２ａを確保するための部材等を用意したりする必要が無い。よって、固定子１０Ａをコンパクトに構成することができる。

（５ａ）一以上の固定子コア２１は、センターピース３０Ａの外周側周縁部３５ａ（外周側周縁）に沿って配置される構成とした（図１，図１２を参照）。この構成によれば、外径側に配置される回転子５０に対応する回転電機１００を構成することができる。

（７）軸線方向ＸＡにギャップＧｂを挟んで一対の回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）が対向する回転電機１００の固定子１０Ａの製造方法において、成形型４０に固定子巻線２２および一以上の固定子コア２１を配置する配置工程と、溶融樹脂を成形型４０に入れて固化することによりセンターピース３０Ａと固定子巻線２２および一以上の固定子コア２１とを一体化して固定する成形固定工程とを有する構成とした（図１１，図１２を参照）。この構成によれば、配置工程によって固定子巻線２２および一以上の固定子コア２１を配置し、成形固定工程によってセンターピース３０Ａと固定子コア２１との固定が行える。言い換えれば、配置と溶融樹脂の固化とを行えばよい。したがって、一以上の固定子コア２１の固定を容易に行える。

（８）固定子巻線２２を巻き回す巻回工程と、固定子巻線２２が巻かれて形成される収容部２２ａ（空間）に一以上の固定子コア２１を収容する収容工程とを有する構成とした（図５，図６を参照）。この構成によれば、固定子コア２１を収容するための収容部２２ａを別個に確保したり、収容部２２ａを確保するための部材等を用意したりする必要が無い。よって、固定子１０Ａをコンパクトに構成することができる。

（９）複数の鋼板２１ｂ（薄板）を積層して固定子コア２１を成形するコア成形工程を有する構成とした（図３を参照）。この構成によれば、鋼板２１ｂの厚みや、積層する枚数に応じて固定子コア２１の厚みを適切かつ容易に設定することができる。

（１０）コア成形工程は、内径側の積層枚数よりも外径側の積層枚数を多くして固定子コア２１を成形する構成とした（図３を参照）。この構成によれば、外径側の積層枚数を多くすると無駄な隙間を少なくできる。磁性体である固定子コア２１全体を大きく成形できるので、回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）との間で流せる磁束を大きくして回転トルクを向上させることができる。

（１１）回転電機１００は、図１に示す固定子１０Ａ、または、配置工程と成形固定工程とを経て製造される固定子１０Ａ（図１，図１２，図１５を参照）と、固定子１０Ａに対して軸線方向ＸＡにギャップＧｂを挟んで対向する一対の回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）とを有する構成とした（図１５を参照）。この構成によれば、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える回転電機１００を提供することができる。

（１２）車輪２００は、上述した回転電機１００を有する構成とした（図１５を参照）。この構成によれば、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える車輪２００を提供することができる。また、回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）はホイールキャップを兼ねており、別個にホイールキャップを必要としない。一以上の回転子コア７３を備える回転子５０（５０Ａ，５０Ｂ）は、タイヤ１１０やホイールリム７４と同期して回転するので、専用の保持部材が不要になる。これらの相乗効果によって、車輪２００全体の製造コストを低減できる。

〔実施の形態２〕
実施の形態２は図１７を参照しながら説明する。なお、固定子１０Ａを除いて、回転電機１００や車輪２００等の構成は実施の形態１と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態２では実施の形態１と異なる点について説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本形態が実施の形態１と相違するのは、固定子１０の構成である。実施の形態１では、本体部３１や外周側周縁部３５ａ等を含めて固定子１０Ａの全部を樹脂で成形する構成とした（図１，図１２を参照）。これに対して、本形態では本体部３１と樹脂固定部３６とを別個の材料で成形して一体化（固定）する。具体的には、本体部３１を金属（アルミニウム等）で成形し、樹脂固定部３６を樹脂で成形する。本体部３１の成形方法は任意であるが、本形態では鋳造によって成形する。樹脂固定部３６には、固定子磁性部２０を含む。すなわち樹脂固定部３６は、本体部３１の一部（外周側周縁部３５ｂ）と、固定子磁性部２０とを一体化するために樹脂で成形してできる部位である。外周側周縁部３５ｂには、樹脂固定部３６がセンターピース３０Ｂから抜けるのを防止する抜け防止部（例えば図示する凸状部位）を含むとよい。剛性を確保できれば、リブ３４を無くしてもよい（二点鎖線を参照）。

一以上の固定子コア２１やセンターピース３０Ｂを含む固定子１０Ｂの製造方法について、実施の形態１と相違する工程を説明する。実施の形態１と相違するのは、配置工程と成形固定工程である。

（配置工程）
配置工程は、あらかじめ成形された本体部３１や、固定子磁性部２０（一以上の固定子コア２１および固定子巻線２２）などを成形型４０に配置する（図１０を参照）。図１０に示す成形型４０のうち、突起部４２，４３は無くしてもよく、配置する本体部３１を位置決めするために残してもよい。

（成形固定工程）
成形固定工程は、溶融している樹脂を成形型４０に入れて固化する点は実施の形態１と同じである。ただし、注入する部位は外周側周縁部３５ｂと固定子磁性部２０とを覆うような部位にとどまる点が相違する。樹脂が固化した後に成形型４０から外すと、図１７に示す固定子１０Ｂになる。

上述した実施の形態２によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、固定子１０Ａを除いて、回転電機１００や車輪２００等の構成は実施の形態１と同様である。よって、（１ａ）を除いて実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

（１ｂ）回転電機１００の固定子１０Ｂ（１０）は、所定形状に成形されるセンターピース３０Ｂ（３０）と、センターピース３０Ｂの外周側周縁部３５ｂ（周縁）に沿って配置され、樹脂によって外周側周縁部３５ｂ（センターピース３０Ｂの一部）と一体化して固定される一以上の固定子コア２１とを有する構成とした（図１７を参照）。この構成によれば、一以上の固定子コア２１は樹脂によってセンターピース３０Ｂの一部と一体化して固定されるので、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える。また、センターピース３０Ｂを金属（樹脂以外の材料）で成形してもよいので、使用目的に応じた固定子１０Ｂを構成することができる。

（６）センターピース３０Ｂは、鋳造によって成形されるアルミニウム（金属）で構成した（図１７を参照）。この構成によれば、所要の剛性を確保することができ、固定子コア２１の軽量化を図ることができる。よって、回転電機１００や車輪２００の軽量化も図ることができる。

〔実施の形態３〕
実施の形態３は図１８を参照しながら説明する。なお、固定子１０Ａを除いて、回転電機１００や車輪２００等の構成は実施の形態１と同様であり、図示および説明を簡単にするために実施の形態３では実施の形態１と異なる点について説明する。よって実施の形態１で用いた要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本形態が実施の形態１と相違するのは、固定子１０の構成である。実施の形態１では、外周側周縁部３５ａに沿って固定子コア２１を配置する構成とした（図１，図１２を参照）。これに対して、本形態では、センターピースの内周側周縁部に沿って一以上の固定子コア２１を配置する。

図１８に示す固定子１０Ｃは、実施の形態１（図１，図１２）に示す固定子１０Ａに代わる。この固定子１０Ｃは、センターピース３０Ｃの内周側周縁部５３ｃに沿って一以上の固定子コア２１を配置する。一以上の固定子コア２１の配置が相違するに過ぎないので、固定子１０Ｃの製造方法は実施の形態１と同様に行える。ただし、図１０に示す成形型４０は形状が異なり、収容部４１が内径側に位置し、突起部４２，４３およびリブ成形部４４は外径側に位置する。

上述した実施の形態３によれば、以下に示す各効果を得ることができる。なお、固定子１０Ａを除いて、回転電機１００や車輪２００等の構成は実施の形態１と同様である。よって、（１ａ），（５ａ）を除いて実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

（１ｃ）回転電機１００の固定子１０Ｃ（１０）は、所定形状に成形されるセンターピース３０Ｃ（３０）と、センターピース３０Ｃの内周側周縁部３５ｃ（周縁）に沿って配置され、樹脂によってセンターピース３０Ｃの全部と一体化して固定される一以上の固定子コア２１とを有する構成とした（図１８を参照）。この構成によれば、一以上の固定子コア２１は樹脂によってセンターピース３０Ｃの一部または全部と一体化して固定されるので、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える。

（５ｂ）一以上の固定子コア２１は、センターピース３０Ｃの内周側周縁部３５ｃ（内周側周縁）に沿って配置される構成とした（図１８を参照）。この構成によれば、内径側に配置される回転子５０に対応する回転電機１００を構成することができる。

図示しないが、外周側周縁部３５ａ，３５ｂおよび内周側周縁部３５ｃの双方に沿って、一以上の固定子コア２１を配置する構成としてもよい。この構成でも、一以上の固定子コア２１は樹脂によってセンターピース３０の一部または全部と一体化して固定されるので、固定子コア２１の固定を従来よりも容易に行える。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための形態について実施の形態１〜３に従って説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

上述した実施の形態１〜３に示す固定子コア２１は、軸線方向ＸＡと直交する平面から見て四角形状で成形する構成とした（図２を参照）。この形態に代えて、他の形状で成形する構成としてもよい。側面（側辺）がテーパ角θ（θは任意の角度）を有する台形状で成形する例を図１９に示す。図１９に示すIII−III線の断面図は図３と同じである。その他、円形状（楕円形状）や、四角形状以外の多角形状、円形状や多角形状等を合成した合成形状などでもよい。単に正面形状が相違するに過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３に示す固定子コア２１は、貫通穴や凹部を有しない構成とした（図２，図３を参照）。この形態に代えて、貫通穴や凹部を有する構成としてもよい。例えば図２０に示すように、貫通穴２１ｃや凹部２１ｄを設ける。磁束が矢印Ｄ３方向（図１５の軸線方向ＸＡ）に沿って流れるので、高さＨを変えない限りにおいて任意に設定してもよい。図２０において、例えば実線で示すように長穴状に設定してもよく、二点鎖線で示すように円穴状に設定してもよい。貫通穴２１ｃを設ける場合の断面図を図２１に示し、凹部２１ｄを設ける場合の断面図を図２２に示す。貫通穴や凹部を設けると、センターピース３０との固定時に溶融樹脂が入り込む。センターピース３０に対してぐらつくことなく強固に固定することができる。その他については、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、固定子コア２１のカシメ部位２１ａを円形状に成形する構成とした（図２，図４を参照）。この形態に代えて、円形状以外の幾何学的形状で成形してもよい。図２に示す位置以外の位置に成形してもよい。いずれの構成にせよ、装置や工具等を用いてカシメ部位２１ａをかしめることで複数の鋼板２１ｂを固定できる。その他については、実施の形態１〜３と同様の作用効果を得ることができる。

上述した実施の形態１〜３では、回転電機１００は、一の固定子１０に対して軸線方向ＸＡにギャップＧｂを挟んで一対の回転子５０Ａ，５０Ｂを対向させる構成とした（図１５を参照）。この形態に代えて、二の固定子に対して軸線方向ＸＡにギャップＧｂを挟んで一の回転子を対向させる構成としてもよい。図１５では固定子１０が「回転子」に対応し、回転子５０が「固定子」に対応する。このように構成しても、固定子コア２１と磁石５１とは相対的な関係であるので、図１６に示す磁気回路ＭＣ１，ＭＣ２と同様の磁気回路が生じる。よって、実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。

上述した実施の形態１〜３では、回転電機１００を自動車の駆動輪である車輪２００に適用した（図１５を参照）。この形態に代えて、自動車以外の輸送機器（例えば自転車の駆動輪、機関車や電車の駆動輪、船舶のプロペラなど）に適用することもできる。対象となる輸送機器の相違に過ぎないので、実施の形態１〜３と同様の作用効果が得られる。

１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ） 固定子
２１ 固定子コア
３０（３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ） センターピース
３５ 周縁部（周縁）
３５ａ，３５ｂ 外周側周縁部（周縁）
３５ｃ 内周側周縁部（周縁）
５０（５０Ａ，５０Ｂ） 回転子
１００ アキシャルギャップ型回転電機
２００ 車輪

Claims (12)

1. 軸線方向（ＸＡ）にギャップ（Ｇｂ）を挟んで一対の回転子（５０，５０Ａ，５０Ｂ）が対向するアキシャルギャップ型回転電機（１００）の固定子（１０）において、
   前記固定子は、
   所定形状に成形されるセンターピース（３０）と、
   前記センターピースの周縁（３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）に沿って配置され、樹脂によって前記センターピースの一部または全部と一体化して固定される一以上の固定子コア（２１）と、
   を有することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機の固定子。
2. 前記固定子コアは、複数の薄板（２１ｂ）を積層して成形されることを特徴とする請求項１に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子。
3. 前記固定子コアは、内径側の積層枚数よりも外径側の積層枚数を多くして成形されることを特徴とする請求項２に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子。
4. 前記固定子コアは、固定子巻線（２２）が巻かれて形成される空間（２２ａ）に収容されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子。
5. 前記一以上の固定子コアは、前記センターピースの外周側周縁（３５ａ，３５ｂ）または内周側周縁（３５ｃ）のうちで一方または双方に沿って配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子。
6. 前記センターピースは、鋳造によって成形されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子。
7. 軸線方向（ＸＡ）にギャップ（Ｇｂ）を挟んで一対の回転子（５０，５０Ａ，５０Ｂ）が対向するアキシャルギャップ型回転電機（１００）の固定子（１０）の製造方法において、
   成形型（４０）に固定子巻線および一以上の固定子コア（２１）を配置する配置工程と、
   溶融樹脂を前記成形型に入れて固化することにより、センターピース（３０）と、前記固定子巻線および前記一以上の固定子コアとを一体化して固定する成形固定工程と、
   を有することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機の固定子の製造方法。
8. 前記固定子巻線を巻き回す巻回工程と、
   前記固定子巻線が巻かれて形成される空間（２２ａ）に前記一以上の固定子コアを収容する収容工程と、
   を有することを特徴とする請求項７に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子の製造方法。
9. 複数の薄板を積層して前記固定子コアを成形するコア成形工程を有することを特徴とする請求項７または８に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子の製造方法。
10. 前記コア成形工程は、内径側の積層枚数よりも外径側の積層枚数を多くして前記固定子コアを成形することを特徴とする請求項９に記載のアキシャルギャップ型回転電機の固定子の製造方法。
11. 請求項１から７のいずれか一項に記載の固定子（１０）、または、請求項８から１０のいずれか一項に記載の製造方法によって製造される固定子（１０）と、
    前記固定子に対して軸線方向にギャップを挟んで対向する前記一対の回転子（５０，５０Ａ，５０Ｂ）と、
    を有することを特徴とするアキシャルギャップ型回転電機。
12. 請求項１１に記載のアキシャルギャップ型回転電機（１００）を有することを特徴とする車輪（２００）。

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