(57)【要約】【課題】ステータコアの保持及びその応力集中の緩和が可能なアキシャルギャップ型回転電機を提供する。【解決手段】回転電機は、互いに軸方向に対向するロータ２０及びステータ３０と、周壁４２並びに第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂを有するケーシング４０と、ユニット拘束部材５０Ａ，５０Ｂと、を備える。ステータ３０は、バックヨーク３２Ａ，３２Ｂと、複数の電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂであってステータコア３３及びステータコア３５を有するものと、ステータコア３３と第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂを締結する締結具３６と、を有する。ユニット拘束部材５０Ａ，５０Ｂは、ステータコア３３のロータ対向面３３ａに密着するロータ対向面密着部５２Ａ，５２Ｂと、複数のユニット介在部と、電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの変位を抑止するようにロータ対向面密着部５２Ａ，５２Ｂを拘束する密着部拘束部５３Ａ，５３Ｂと、を有する。【選択図】図１
2018196169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキシャルギャップ型回転電機であって、
ロータ軸と、
当該ロータ軸と一体に回転するように当該ロータ軸に固定されるロータと、
当該ロータに対して前記ロータ軸の軸線と平行な軸方向に間隔をおいて対向するように配置されるステータと、
前記ロータ軸を回転可能に支持するとともに前記ロータ及び前記少なくとも一つのステータを収容するケーシングと、
ユニット拘束部材と、を備え、
前記ケーシングは、前記ロータ及び前記ステータを囲むようにその径方向外側に配置される筒状の周壁と、当該周壁の前記軸方向の両端の開口をそれぞれ塞ぐように当該周壁につながる第１端壁及び第２端壁と、を有し、
前記ステータは、前記第１端壁及び前記第２端壁のうちの少なくとも第１端壁の内側面上に配置されて当該第１端壁に固定され、前記ロータ軸を囲みながら周方向に連続する形状をもつバックヨークと、当該バックヨークの軸方向の内側面であるバックヨーク内側面上で周方向に並ぶように配置される複数の電磁石ユニットであって、当該複数の電磁石ユニットのそれぞれがステータコアと当該ステータコアに巻き付けられるステータコイルとを有するものと、前記ステータコアを前記軸方向に貫通しながら当該複数のステータコアのそれぞれと前記第１端壁とを前記軸方向に締結する複数のステータ締結具と、を有し、
前記ユニット拘束部材は、非磁性及び電気絶縁性を有する材料からなり、前記複数の電磁石ユニットのうち前記ロータに対向するロータ対向面とそれぞれ密着しながら当該ロータ対向面を覆いかつ周方向に連続するロータ対向面密着部と、それぞれが非磁性及び電気絶縁性を有する材料からなり、前記複数の電磁石ユニットのうち互いに周方向に隣り合う電磁石ユニット同士の間に介在することにより当該電磁石ユニットの周方向の変位を抑止する複数のユニット介在部と、前記各電磁石ユニットが前記軸方向に沿って前記ロータに近づく向きの変位を抑止するとともに当該ロータ対向面固着部と各ロータ対向面との間の摩擦力によって前記複数の電磁石ユニットの周方向の変位を抑止するように、前記ロータ対向面密着部と前記ロータ対向面とが密着する状態で当該ロータ対向面密着部を前記軸方向に拘束する、密着部拘束部と、を有する、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項２】
請求項１記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、前記ユニット拘束部材は、前記複数の電磁石ユニットのそれぞれを覆うように成形される樹脂モールドを含み、当該樹脂モールドが、前記ロータ対向面に固着して前記ロータ対向面密着部を構成するロータ対向面固着部と、前記複数のユニット介在部であって前記ロータ対向面固着部につながるとともに前記複数の電磁石ユニットのそれぞれの側面に固着するものと、を一体に有する、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項３】
請求項２記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、前記樹脂モールドは、前記ロータ対向面固着部とつながりながら前記各電磁石ユニットの径方向外側の面及び前記バックヨークの外周面に固着することにより前記密着部拘束部を構成する拘束外周部をさらに含む、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項４】
請求項３記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、前記拘束外周部は、前記ケーシングの周壁の内周面にも固着している、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、前記密着部拘束部は、押圧板材と押圧用締結具とを含み、前記押圧板材は、前記樹脂モールドを構成する材料よりも剛性の高い材料からなり、前記ロータ対向面固着部と前記ロータとの軸方向距離よりも小さい板厚を有し、当該ロータ対向面固着部と接触するように当該ロータ対向面固着部と前記ロータとの間に配置され、前記押圧用締結具は、前記押圧板材が前記ロータ対向面密着部を前記バックヨークに向かう方向に押圧するように当該押圧板材を前記ケーシングに軸方向に締結する、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項６】
請求項１記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、前記ロータ対向面密着部は押圧板材を有し、当該押圧板材は、前記ロータ対向面と前記ロータとの軸方向距離よりも小さい板厚を有するとともに当該ロータ対向面と密着する密着面を有し、前記密着部拘束部は、前記ロータ対向面と前記密着面とが密着した状態で前記押圧板材が前記各ロータ対向面を前記バックヨークに向かう方向に押圧するように当該押圧板材を前記ケーシングに軸方向に締結する押圧用締結具を有する、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、前記ステータが、前記第１端壁の内側面上に配置されて当該第１端壁に固定され、前記ロータ軸を囲むように周方向に連続する形状をもつ第１バックヨークと、当該第１バックヨークの軸方向の内側面である第１バックヨーク内側面上で周方向に並ぶように配置される複数の第１電磁石ユニットであって、当該複数の第１電磁石ユニットのそれぞれがステータコアと当該ステータコアに巻き付けられるステータコイルとを有するものと、前記各第１電磁石ユニットのステータコアを前記軸方向に貫通しながら当該ステータコアと前記第１端壁とを前記軸方向に締結する複数の第１ステータ締結具と、前記第２端壁の内側面上に配置されて当該第２端壁に固定され、前記ロータ軸を囲むように周方向に連続する形状をもつ第２バックヨークと、当該第２バックヨークの軸方向の内側面である第２バックヨーク内側面上で周方向に並ぶように配置される複数の第２電磁石ユニットであって、当該複数の第２電磁石ユニットのそれぞれがステータコアと当該ステータコアに巻き付けられるステータコイルとを有するものと、前記各第２電磁石ユニットのステータコアを前記軸方向に貫通しながら当該ステータコアと前記第２端壁とを前記軸方向に締結する複数の第２ステータ締結具と、を有し、前記ユニット拘束部材は、前記複数の第１電磁石ユニットについて設けられる第１ユニット拘束部材と、前記複数の第２電磁石ユニットについて設けられる第２ユニット拘束部材と、を有する、アキシャルギャップ型回転電機。
【請求項８】
請求項７記載のアキシャルギャップ型回転電機を製造するための方法であって、
前記ケーシングとして、前記第１端壁と前記周壁の一部である第１周壁とがつながった第１ケーシング部材と、前記第２端壁と前記周壁の一部である第２周壁とがつながった第２ケーシング部材と、に分割されたものを用意するケーシング用意工程と、
前記第１ケーシング部材内に前記第１バックヨーク及び前記複数の第１電磁石ユニットを組み込んで各第１電磁石ユニットのステータコアを第１ステータ締結具によって前記第１端壁に締結する第１組込み工程と、
前記第２ケーシング部材内に前記第２バックヨーク及び前記複数の第２電磁石ユニットを組み込んで各第２電磁石ユニットのステータコアを第２ステータ締結具によって前記第２端壁に締結する第２組込み工程と、
前記第１ユニット拘束部材が前記複数の第１電磁石ユニットをそれぞれ拘束するように当該第１ユニット拘束部材を前記第１ケーシング部材内に配置する第１拘束工程と、
前記ロータ軸が前記第１端壁及び前記第２端壁を貫通しかつ前記ロータが前記第１ユニット拘束部材のロータ対向面密着部と前記第２ユニット拘束部材のロータ対向面密着部との間に介在する状態で前記第１周壁と前記第２周壁とを連結する連結工程と、を含む、アキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載のアキシャルギャップ型回転電機の製造方法であって、前記第１拘束工程は、前記第１周壁の両端部のうち前記第１端壁と反対側の端部が囲む開口を通じて溶融樹脂を流し込んで固化させることにより、前記第１ユニット拘束部材を構成する第１樹脂モールドを成形することを含み、前記第２拘束工程は、前記第２周壁の両端部のうち前記第２端壁と反対側の端部が囲む開口を通じて溶融樹脂を流し込んで固化させることにより、前記第２ユニット拘束部材を構成する第２樹脂モールドを成形することを含む、アキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機や発電機等の回転電機であって、ロータ及びステータを備え、かつ当該ロータ及び当該ステータが軸方向に間隔をおいて互いに対向するように配置されるアキシャルギャップ型の回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータ及びステータを備える回転電機として、前記ステータが前記ロータに対して径方向の隙間をおいてその外側に配置されるラジアルギャップ型のものと、特許文献１に開示されるように前記ステータ及び前記ロータが軸方向に間隔をおいて対向配置されるアキシャルギャップ型のものと、が知られている。このうちアキシャルギャップ型の回転電機は、ラジアルギャップ型のものに比べて薄型の構造でありながら大きなトルクを生成することが可能であるため、建設機械や電気自動車等への適用が期待されている。
【０００３】
前記特許文献１に開示されるアキシャルギャップ型の回転電機は、回転軸と、前記回転軸に固定されるロータ（回転子）と、当該ロータと互いに軸方向に間隔をおいて配置されるステータ（固定子）と、前記ロータ及び前記ステータを収容するケースと、を備える。当該ケースは、前記回転軸の両端部を回転可能に支持する一対の円板状のサイドケースと、前記回転子及び前記固定子を取り巻くようにこれらの径方向の外側に位置する円筒状の外周ケースと、を有する。前記ロータは、円板状のベースと、周方向に配列されながら前記ベースに固定される複数の永久磁石と、を有する。前記ステータは、前記サイドケースの内側面上に配置されるバックヨーク（バックコア）と、当該バックヨークの内側面上において周方向に配列される複数のステータコア（固定子コア）と、各ステータコアに巻き付けられるステータコイル（固定子コイル）と、を有し、前記バックヨーク及び各ステータコアは前記サイドケースに保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４３９９号公報（図１，図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のようなアキシャルギャップ型回転電機では、前記ロータの回転時に発生する当該ロータと前記ステータとの相互作用に起因して、当該ステータを構成する各ステータコアに軸方向（前記永久磁石に引き付けられる方向）の力及びこれと直交する周方向の力が作用する。当該力に対向して当該ステータコアを前記サイドケースに保持する手段として、例えば、当該ステータコアを貫通するボルト等の締結具により前記ステータコアと前記サイドケースとを軸方向に締結することが考えられるが、この場合、前記ロータの回転に伴って前記ステータコアに作用する前記軸方向及び前記周方向の電磁力に起因して当該ステータコアのうち前記締結具の周辺の部位に著しい応力集中が発生する。当該応力集中は、当該ステータを構成する材料や当該ステータの構造の選択の自由度を著しく狭める。例えば、近年は、前記ステータコアとして成形の自由度が高い圧粉コア、つまり強固に押し固められた鉄粉とこれを被覆する電気絶縁膜とを有するコア、の使用が検討されているが、当該圧粉コアは比較的脆くて割れなどが生じやすいため、前記の応力集中の発生の可能性は前記圧粉コアの使用を妨げる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ロータ及びステータを備えたアキシャルギャップ型回転電機であって、前記ロータと前記ステータとの相互作用に起因して発生する力に対抗して前記ステータを確実に保持しながら当該力に起因して当該ステータに生ずる応力集中を有効に緩和することが可能なものを提供することを目的とする。
【０００７】
提供されるアキシャルギャップ型回転電機は、ロータ軸と、当該ロータ軸と一体に回転するように当該ロータ軸に固定されるロータと、当該ロータに対して前記ロータ軸の軸線と平行な軸方向に間隔をおいて対向するように配置されるステータと、前記ロータ軸を回転可能に支持するとともに前記ロータ及び前記少なくとも一つのステータを収容するケーシングと、ユニット拘束部材と、を備える。前記ケーシングは、前記ロータ及び前記ステータを囲むようにその径方向外側に配置される筒状の周壁と、当該周壁の前記軸方向の両端の開口をそれぞれ塞ぐように当該周壁につながる第１端壁及び第２端壁と、を有する。前記ステータは、前記第１端壁及び前記第２端壁のうちの少なくとも第１端壁の内側面上に配置されて当該第１端壁に固定され、前記ロータ軸を囲みながら周方向に連続する形状をもつバックヨークと、当該バックヨークの軸方向の内側面であるバックヨーク内側面上で周方向に並ぶように配置される複数の電磁石ユニットであって、当該複数の電磁石ユニットのそれぞれがステータコアと当該ステータコアに巻き付けられるステータコイルとを有するものと、前記ステータコアを前記軸方向に貫通しながら当該複数のステータコアのそれぞれと前記第１端壁とを前記軸方向に締結する複数のステータ締結具と、を有する。前記ユニット拘束部材は、非磁性及び電気絶縁性を有する材料からなり、前記複数の電磁石ユニットのうち前記ロータに対向するロータ対向面とそれぞれ密着しながら当該ロータ対向面を覆うロータ対向面密着部と、それぞれが非磁性及び電気絶縁性を有する材料からなり、前記複数の電磁石ユニットのうち互いに周方向に隣り合う電磁石ユニット同士の間に介在することにより当該電磁石ユニットの周方向の変位を抑止する複数のユニット介在部と、前記各電磁石ユニットが前記軸方向に沿って前記ロータに近づく向きの変位を抑止するとともに当該ロータ対向面固着部と各ロータ対向面との間の摩擦力によって前記複数の電磁石ユニットの周方向の変位を抑止するように、前記ロータ対向面密着部と前記ロータ対向面とが密着する状態で当該ロータ対向面密着部を前記軸方向に拘束する、密着部拘束部と、を有する。
【０００８】
ここでいう「非磁性及び電気絶縁性を有する材料」は、前記ロータ及び前記ステータによる回転電機の正常な動作を妨げない程度の非磁性及び電気絶縁性を有するものであればよい。従って、その部位によっては、完全ではないが高い電気絶縁性を有する材料（例えばステンレス鋼のような導電性の非常に低い金属材料）によって構成されてもよい。
【０００９】
このアキシャルギャップ型回転電機によれば、ステータにおけるステータ締結具が前記各ステータコアとケーシングの第１端壁とを軸方向に締結することにより、前記ロータと前記ステータとの相互作用に起因して各電磁石ユニットに作用する軸方向及び周方向の力に抗して当該電磁石ユニットを保持することを可能にするのに加え、前記ユニット拘束部材におけるロータ対向面密着部が前記各電磁石ユニットのロータ対向面を覆いながらこれに密着するとともに複数のユニット介在部が互いに隣り合う電磁石ユニット同士の間に介在することによって、当該複数の電磁石ユニットの軸方向（特にロータに近づく方向）及び周方向の変位を有効に抑止し、これにより、前記軸方向及び周方向の力に起因して前記各ステータコアのうち前記ステータ締結具の周囲の部位に発生する応力集中を有効に緩和することができる。
【００１０】
その具体的な態様として、前記ユニット拘束部材は、前記複数の電磁石ユニットのそれぞれを覆うように成形される樹脂モールドを含み、当該樹脂モールドが、前記ロータ対向面に固着して前記ロータ対向面密着部を構成するロータ対向面固着部と、前記複数のユニット介在部であって前記ロータ対向面固着部につながるとともに前記複数の電磁石ユニットのそれぞれの側面に固着するものと、を一体に有するものが、好適である。この態様では、前記複数の電磁石ユニットに固着する樹脂モールドによって前記ロータ対向面密着部と前記ユニット介在部の双方を簡素な構造で形成することができる。
【００１１】
この場合、前記樹脂モールドは、前記ロータ対向面固着部とつながりながら前記各電磁石ユニットの径方向外側の面及び前記バックヨークの外周面に固着することにより前記密着部拘束部を構成する拘束外周部をさらに含むことができる。当該拘束外周部は、前記密着部拘束部の拘束に加え、当該外周部と前記各電磁石ユニットの径方向外側の面との摩擦力によっても、当該電磁石ユニットの前記軸方向及び周方向の変位を抑止することができる。
【００１２】
前記拘束外周部は、前記ケーシングの周壁の内周面にも固着していることが、より好ましい。当該固着は、当該拘束外周部による前記ロータ対向面固着部の拘束をより確実にする。
【００１３】
前記拘束外周部に代え、あるいは前記拘束外周部に加え、前記密着部拘束部は、押圧板材と押圧用締結具とを有するものでもよい。ここにおいて、前記押圧板材は、前記樹脂モールドを構成する材料よりも剛性の高い材料からなり、前記ロータ対向面固着部と前記ロータとの軸方向距離よりも小さい板厚を有し、当該ロータ対向面固着部と接触するように当該ロータ対向面固着部と前記ロータとの間に配置される。前記押圧用締結具は、前記押圧板材が前記ロータ対向面密着部を前記バックヨークに向けて押圧するように当該押圧板材を前記ケーシングに軸方向に締結する。
【００１４】
このように前記樹脂モールドを構成する材料よりも高い剛性を有する材料からなる押圧板材とこれをケーシングに軸方向に締結する押圧用締結具との組み合わせは、軸方向について大きな力で電磁石ユニットを拘束することを可能にするとともに、前記ロータ対向面固着部と前記各ロータ対向面との摩擦力を高めることで応力分散効果も高めることができる。しかも、前記樹脂モールドに含まれる前記ロータ対向面固着部の弾性変形によるクッション作用により、前記押圧板材の強い押圧力によって当該押圧板材あるいはステータが破損するのを回避しながら各電磁石ユニットに対して高い拘束力を作用させることが可能である。
【００１５】
あるいは、前記ロータ対向面密着部が押圧板材によって構成されてもよい。具体的には、当該押圧板材が前記ロータ対向面と前記ロータとの軸方向距離よりも小さい板厚を有するとともに当該ロータ対向面と密着する密着面を有し、前記密着部拘束部が、前記ロータ対向面と前記密着面とが密着した状態で前記押圧板材が前記各ロータ対向面を前記バックヨークに向けて押圧するように当該押圧板材を前記ケーシングに軸方向に締結する押圧用締結具を有するものでもよい。
【００１６】
前記ステータに含まれるバックヨーク及び複数の電磁石ユニットは、前記ロータを挟んでその軸方向の両側に配置されることが、好ましい。これにより、当該ロータの個数を増やさずにコンパクトな構造でより大きなトルクを生じさせることが可能になる。具体的には、前記ステータが、前記第１端壁の内側面上に配置されて当該第１端壁に固定され、前記ロータ軸を囲むように周方向に連続する形状をもつ第１バックヨークと、当該第１バックヨークの軸方向の内側面である第１バックヨーク内側面上で周方向に並ぶように配置される複数の第１電磁石ユニットであって、当該複数の第１電磁石ユニットのそれぞれがステータコアと当該ステータコアに巻き付けられるステータコイルとを有するものと、前記各第１電磁石ユニットのステータコアを前記軸方向に貫通しながら当該ステータコアと前記第１端壁とを前記軸方向に締結する複数の第１ステータ締結具と、前記第２端壁の内側面上に配置されて当該第２端壁に固定され、前記ロータ軸を囲むように周方向に連続する形状をもつ第２バックヨークと、当該第２バックヨークの軸方向の内側面である第２バックヨーク内側面上で周方向に並ぶように配置される複数の第２電磁石ユニットであって、当該複数の第２電磁石ユニットのそれぞれがステータコアと当該ステータコアに巻き付けられるステータコイルとを有するものと、前記各第２電磁石ユニットのステータコアを前記軸方向に貫通しながら当該ステータコアと前記第２端壁とを前記軸方向に締結する複数の第２ステータ締結具と、を有し、前記ユニット拘束部材は、前記複数の第１電磁石ユニットについて設けられる第１ユニット拘束部材と、前記複数の第２電磁石ユニットについて設けられる第２ユニット拘束部材と、を有するものが、好適である。
【００１７】
また本発明は、このようにロータの両側にステータが配置されるタイプの回転電機を効率よく製造することを可能にする方法を提供する。この方法は、前記ケーシングとして、前記第１端壁と前記周壁の一部である第１周壁とがつながった第１ケーシング部材と、前記第２端壁と前記周壁の一部である第２周壁とがつながった第２ケーシング部材と、に分割されたものを用意するケーシング用意工程と、前記第１ケーシング部材内に前記第１バックヨーク及び前記複数の第１電磁石ユニットを組み込んで各第１電磁石ユニットのステータコアを第１ステータ締結具によって前記第１端壁に締結する第１組込み工程と、前記第２ケーシング部材内に前記第２バックヨーク及び前記複数の第２電磁石ユニットを組み込んで各第２電磁石ユニットのステータコアを第２ステータ締結具によって前記第２端壁に締結する第２組込み工程と、前記第１ユニット拘束部材が前記複数の第１電磁石ユニットをそれぞれ拘束するように当該第１ユニット拘束部材を前記第１ケーシング部材内に配置する第１拘束工程と、前記ロータ軸が前記第１端壁及び前記第２端壁を貫通しかつ前記ロータが前記第１ユニット拘束部材のロータ対向面密着部と前記第２ユニット拘束部材のロータ対向面密着部との間に介在する状態で前記第１周壁と前記第２周壁とを連結する連結工程と、を含む。ここで、前記第１及び第２組込み工程の前後並びに前記第１及び第２拘束工程の前後は問わない。
【００１８】
前記方法では、前記ケーシングとして、前記第１ケーシング部材及び前記第２ケーシング部材に分割されたもの、つまり、それぞれが端壁と反対側で開口する容器状の部材に分割されたもの、を用意することが、当該ケーシング内へのステータ及びユニット拘束部材の配置を容易にする。
【００１９】
前記方法は、前記ユニット拘束部材が前記ロータ対向面固着部及び前記複数のユニット介在部を含む前記樹脂モールドを含む場合に、特に有効である。つまり、前記第１拘束工程では、前記第１周壁の両端部のうち前記第１端壁と反対側の端部が囲む開口を通じて溶融樹脂を流し込んで固化させることにより、前記第１ユニット拘束部材を構成する第１樹脂モールドを成形することが可能であり、同様に、前記第２拘束工程では、前記第２周壁の両端部のうち前記第２端壁と反対側の端部が囲む開口を通じて溶融樹脂を流し込んで固化させることにより、前記第２ユニット拘束部材を構成する第２樹脂モールドを成形することが可能である。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、ロータ及びステータを備えたアキシャルギャップ型回転電機であって、前記ロータと前記ステータとの相互作用に起因して発生する力に対抗して前記ステータを確実に保持しながら当該力に起因して当該ステータに生ずる応力集中を有効に緩和することが可能なもの、及びこれを効率よく製造することを可能にする方法が、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面正面図である。
【図２】前記アキシャルギャップ型回転電機の分解斜視図である。
【図３】前記アキシャルギャップ型回転電機の第１端壁、第１バックヨーク及び第１電磁石を示す分解斜視図である。
【図４】前記アキシャルギャップ型回転電機の製造工程を説明するための断面図である。
【図５】前記アキシャルギャップ型回転電機において成形される樹脂モールドの形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面正面図である。
【図７】図６に示されるアキシャルギャップ型回転電機の分解斜視図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面正面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機の断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１及び図２は、本発明の第１の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す。この実施形態は、前記アキシャルギャップ型回転電機としてアキシャルギャップ型ＤＣブラシレスモータを例示するが、本発明に係る回転電機はこれに限定されない。当該回転電機は、ロータ及びステータがその回転軸と平行な方向である軸方向に間隔をおいて対向するように配置されるという条件を満たすものであればよく、本発明はその条件を満たす範囲で他のタイプのモータあるいは発電機にも適用されることが可能である。
【００２４】
図１及び図２に示されるアキシャルギャップ型回転電機は、ロータ軸１０と、当該ロータ軸１０に固定されるロータ２０と、当該ロータ２０に回転駆動力を与えるステータ３０と、前記ロータ２０及び前記ステータ３０を収容するケーシング４０と、ユニット拘束部材と、を備える。
【００２５】
前記ケーシング４０は、周壁４２と、第１端壁４４Ａと、第２端壁４４Ｂと、を有する。前記周壁４２は、前記ロータ２０及び前記ステータ３０を囲むようにその径方向外側に配置される筒状（この実施形態では円筒状）をなす。前記第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂは、中央に前記ロータ軸１０の貫通を許容するための貫通穴を囲む円板状をなし、前記周壁４２の軸方向の両端の開口をそれぞれ塞ぐように当該周壁につながる。前記第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂのそれぞれは、中央に前記ロータ軸１０の貫通を許容するための貫通穴を囲む円板状をなす。
【００２６】
この実施形態に係る前記ケーシング４０は、第１ケーシング部材４０Ａと第２ケーシング部材４０Ｂとに軸方向に分割された構造を有する。前記第１ケーシング部材４０Ａは、前記第１端壁４４Ａと、前記周壁４２の一部である円筒状の第１周壁４２Ａと、を含み、当該第１周壁４２Ａは、前記第１端壁４４Ａにつながる端壁側端部と、その反対側の自由端部と、を有する。同様に、前記第２ケーシング部材４０Ｂは、前記第２端壁４４Ｂと、前記周壁４２の一部（前記第１周壁４２Ａを除く部分）である円筒状の第２周壁４２Ｂと、を含み、当該第２周壁４２Ｂは、前記第２端壁４４Ａにつながる端壁側端部と、その反対側の自由端部と、を有する。
【００２７】
前記第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂの外側面上には、図示されていない冷却流路が配置される。当該冷却流路には、主として前記ステータ３０から発せられる熱を奪うための冷却流体（例えば冷却水）が流される。当該冷却流路は省略されてもよいし、例えば第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂの内部に形成されてもよい。
【００２８】
前記ロータ軸１０は、前記第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂの中央の貫通穴にそれぞれ挿通される両端部を有し、当該両端部がそれぞれ軸受４７を介して前記第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂに回転可能に支持される。当該ロータ軸１０は、前記ロータ２０に与えられるトルクによって当該ロータ軸１０の軸心に相当する回転軸の回りに前記ロータ２０と一体に回転し、そのトルクを駆動対象に伝える。
【００２９】
前記ロータ２０は、図２に示されるように、円板状のロータ基材２２と、当該ロータ基材２２に保持される複数の永久磁石２４と、を有する。当該複数の永久磁石２４は、例えば、前記回転軸と平行な軸方向からみて扇形をなす平板状の磁石である。当該複数の永久磁石２４は、軸方向についていずれの側から見てもＮ極とＳ極とが交互に並ぶように前記ロータ基材２２の外周に沿う周方向、つまり前記ロータ２０の回転周方向、に配列され、当該ロータ基材２２と一体に回転するように当該ロータ基材２２に固定される。当該ロータ基材２２は、前記ロータ軸１０の貫通を許容する貫通孔を囲み、当該ロータ軸１０と一体に回転するように当該ロータ軸１０の軸方向中央部に固定される。
【００３０】
前記ステータ３０は、前記ロータ２０に対して前記軸方向に間隔をおいて対向するように配置される。この実施の形態に係る回転電機では、前記ステータ３０が前記ロータ２０を挟んでその軸方向の両側に配置される。具体的に、当該ステータ３０は、前記ロータ２０と前記第１端壁４４Ａとの間に配置される第１ステータ要素として、第１バックヨーク３２Ａと、複数の第１電磁石ユニット３４Ａと、複数の第１ステータ締結具３６Ａと、を含み、前記ロータ２０と前記第２端壁４４Ｂとの間に配置される第２ステータ要素として、第２バックヨーク３２Ｂと、複数の第２電磁石ユニット３４Ｂと、複数の第２ステータ締結具３６Ｂと、を含む。図３は、前記ステータ３０の構成要素のうちの前記第１ステータ要素、すなわち、前記第１バックヨーク３２Ａ前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａ、及び前記複数の第１ステータ締結具３６Ａのみを示している。
【００３１】
前記第１及び第２バックヨーク３２Ａ，３２Ｂは、前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａ同士の間及び前記複数の第２電磁石ユニット３４Ａ同士の間をそれぞれ磁束で結合するための鉄心すなわち継鉄であり、前記第１端壁４４Ａ及び前記第２端壁４４Ｂの内側面４４ａ，４４ｂ上にそれぞれ配置され、かつ図２に示されるバックヨーク締結具３１によって当該第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂに固定される。当該第１及び第２バックヨーク３２Ａ，３２Ｂのそれぞれは、前記ロータ軸１０を囲むように周方向に連続するドーナツ板状をなす。前記第１バックヨーク３２Ａは、前記第１端壁４４Ａの内側面と接触する外側面である第１バックヨーク外側面３２ｃと、その反対側で前記ロータ２０に対向する内側面である第１バックヨーク内側面３２ａと、を有する。同様に、前記第２バックヨーク３２Ｂは、前記第２端壁４４Ｂの内側面と接触する外側面である第２バックヨーク外側面３２ｄと、その反対側で前記ロータ２０に対向する内側面である第２バックヨーク内側面３２ｂと、を有する。
【００３２】
前記複数の第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂは、電流の付与を受けることにより、前記複数の永久磁石２４を含む前記ロータ２０を電磁力によって回転させる。前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａは、前記第１バックヨーク内側面３２ａ上で周方向に並ぶように、つまり前記ロータ軸１０の軸心を中心とする円環状に、配置され、同様に前記複数の第２電磁石ユニット３４Ｂは、前記第２バックヨーク内側面３２ｂ上で周方向に並ぶように、つまり前記ロータ軸１０の軸心を中心とする円環状に、配置される。
【００３３】
前記複数の第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂのそれぞれは、ステータコア３３と、ステータコイル３５と、を有する。前記ステータコア３３は、互いに積層される電磁鋼板からなるものでもよいが、いわゆる圧粉コアであることが好ましい。当該圧粉コアは、強固に押し固められた鉄粉からなるコア本体と、これを覆う電気絶縁膜と、を有し、成形の自由度が高いという利点を有する。図に示されるステータコア３３は、軸方向から見て略扇形をなす厚板状に成形され、前記第１及び第２バックヨーク内側面３２ａ，３２ｂと反対側の端部にフランジをもついわゆるボビン形状を有する。前記ステータコイル３５は、前記フランジと前記第１及び第２バックヨーク内側面３２ａ，３２ｂとの間の領域で前記ステータコア３３に巻き付けられる絶縁電線からなり、当該絶縁電線に流される直流電流によって前記ロータ回転軸と平行な軸方向に前記ステータコア３３を貫く磁束を形成する。従って、当該ステータコイル３５を流れる直流電流の向きを周期的に反転させることで前記ロータ２０を回転させる電磁力が生成される。
【００３４】
前記複数の第１ステータ締結具３６Ａは、前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａを構成するステータコア３３及び前記第１バックヨーク３２Ａを前記軸方向に貫通しながら当該第１バックヨーク３２Ａを挟んで前記ステータコア３３と前記第１端壁４４Ａとを前記軸方向に締結する。同様に、前記複数の第２ステータ締結具３６Ｂは、前記複数の第２電磁石ユニット３４Ｂを構成するステータコア３３及び前記第２バックヨーク３２Ｂを前記軸方向に貫通しながら当該第２バックヨーク３２Ｂを挟んで前記ステータコア３３と前記第２端壁４４Ｂとを前記軸方向に締結する。
【００３５】
具体的に、この実施形態に係る前記複数の第１及び第２ステータ締結具３６Ａ，３６Ｂのそれぞれは、大径の頭部３７ａをもつボルト３７と、当該ボルト３７の先端部の雄ねじに螺合されるナット３８と、を有する。前記ボルト３７は、前記頭部３７ａがロータ２０を向く姿勢で前記ステータコア３３、前記第１バックヨーク３２Ａ（または第２バックヨーク３２Ｂ）及び前記第１端壁４４Ａ（または前記第２端壁４４Ｂ）にそれぞれ設けられた軸方向のボルト挿通孔にこの順に通される。前記ナット３８は、前記のように挿通された前記ボルト３７の先端部に雄ねじに螺着されて締め付けられることにより、前記ステータコア３３と前記第１端壁４４Ａ（または前記第２端壁４４Ｂ）との軸方向の締結を成立させる。
【００３６】
この実施形態では、前記ステータコア３３に前記各ボルト３７の頭部３７ａが嵌入可能な座ぐりが形成されている。当該座ぐりは、当該ボルト３７ａの端面と、前記ステータコア３３のうち前記ロータ２０に対向するロータ対向面３３ａと、を略同一平面上に位置させるような深さ寸法を有する。
【００３７】
本発明に係るステータ締結具は、必ずしもバックヨークを貫通するものに限定されない。例えば、図１に示される実施形態のように第１及び第２バックヨーク３２Ａ，３２Ｂがバックヨーク締結具３１によって第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂに固定されている場合には、前記ステータ締結具は前記ステータコア３３のみを貫通して前記第１及び第２バックヨーク３２Ａ，３２Ｂに形成されたねじ孔にねじ込まれるものであっても、結果として当該ステータコア３３を前記第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂに締結することが可能である。
【００３８】
前記ユニット拘束部材は、前記ロータ２０の回転中に前記各電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂに作用する軸方向の力及び周方向の力に抗して当該電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの当該方向の変位を抑止することにより、当該力に起因して前記各ステータ締結具３６Ａ，３６Ｂの周辺領域で前記ステータコア３３内に生ずる応力集中を緩和する。前記軸方向及び周方向の力は、前記ロータ２０の回転に伴って当該ロータ２０と前記ステータ３０との間に生ずる相互作用（電磁誘導）に起因する力である。
【００３９】
この実施形態に係る前記ユニット拘束部材は、第１ユニット拘束部材を構成する第１樹脂モールド５０Ａと、第２ユニット拘束部材を構成する第２樹脂モールド５０Ｂと、を有する。当該第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂは、不飽和ポリエステル等のモールド用合成樹脂材料からなり、ロータ２０及びステータ３０による回転電機の動作を妨げない程度の非磁性及び電気絶縁性を有する。当該第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂは、流動状態にある当該モールド用合成樹脂材料がケーシング４０内に注入された後に固化することにより形成されたものである。当該第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂは、前記第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂをそれぞれ覆いながらその表面に固着することにより、当該第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂを拘束する機能に加え、当該第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂからの放熱を促進する機能を有する。
【００４０】
前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂは、互いに同一の形状を有する。図５は代表的に前記第１樹脂モールド５０Ａの形状を示している。当該第１樹脂モールド５０Ａは、第１ロータ対向面固着部５２Ａと、第１拘束外周部５３Ａと、第１内周部５４Ａと、図５にのみ示される複数の第１ユニット介在部５５Ａと、を一体に有する。同様に、前記第２樹脂モールド５０Ｂは、図１に示されるように、第２ロータ対向面固着部５２Ｂと、第２拘束外周部５３Ｂと、第２内周部５４Ｂと、図示されない複数の第２ユニット介在部と、を一体に有する。図５では便宜上、前記第１樹脂モールド５０Ａのうちの前記第１ロータ対向面固着部５２Ａを透かしてその図示を省略した状態で当該第１樹脂モールド５０Ａが描かれている。
【００４１】
前記第１ロータ対向面固着部５２Ａは、前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａにおけるステータコア３３のロータ対向面３３ａとそれぞれ密着するように当該ロータ対向面３３ａに固着しながら当該ロータ対向面３３ａを覆い、かつ周方向に連続する形状、例えば薄いドーナツ板状をなす。同様に前記第２ロータ対向面固着部５２Ｂは、前記複数の第２電磁石ユニット３４Ｂにおけるステータコア３３のロータ対向面３３ａとそれぞれ密着しながら当該ロータ対向面３３ａを覆い、かつ周方向に連続する形状、例えば薄いドーナツ板状をなす。
【００４２】
すなわち、当該第１及び第２ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂは、前記ロータ２０と前記第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂにおけるステータコア３３のロータ対向面３３ａとの間にそれぞれ介在して当該ロータ対向面３３ａに密着するロータ対向面密着部を構成する。当該第１及び第２ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂの厚みは、前記ロータ２０と前記各ロータ対向面３３ａとの軸方向の距離よりも小さい寸法に設定されている。従って、当該第１及び第２ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂの表面とロータ２０との間には当該ロータ２０の回転を許容する僅かな空隙が確保されている。
【００４３】
前記第１拘束外周部５３Ａは、前記各第１電磁石ユニット３４Ａの径方向外側の面及び前記第１バックヨーク３２Ａの外周面を覆う円環状をなす。当該第１拘束外周部５３Ａは、前記第１ロータ対向面固着部５２Ａの外周縁とつながりながら前記各第１電磁石ユニット３４Ａの径方向外側の面及び前記第１バックヨーク３２Ａの外周面に固着することにより、前記第１ロータ対向面固着部５２Ａと前記各第１電磁石ユニット３４Ａのロータ対向面３３ａとが密着する状態で当該第１ロータ対向面固着部５２Ａを拘束する。
【００４４】
同様に、前記第２拘束外周部５３Ｂは、前記各第２電磁石ユニット３４Ｂの径方向外側の面及び前記第２バックヨーク３２Ｂの外周面を覆う円環状をなし、前記第２ロータ対向面固着部５２Ｂの外周縁とつながりながら前記各第２電磁石ユニット３４Ｂの径方向外側の面及び前記第２バックヨーク３２Ｂの外周面に固着することにより、前記第２ロータ対向面固着部５２Ｂと前記各第２電磁石ユニット３４Ｂのロータ対向面３３ａとが密着する状態で当該第２ロータ対向面固着部５２Ｂを拘束する。
【００４５】
前記第１及び第２拘束外周部５３Ａ，５３Ｂによる前記第１及び第２ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂの拘束は、前記第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂが前記軸方向に沿って前記ロータに近づく向きの変位を抑止するとともに、当該ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂと各ロータ対向面３３ａとの間の摩擦力によって前記第１及び第２電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂのそれぞれの周方向の変位を抑止し、また各ステータコア３３における応力の分散を可能にする。
【００４６】
この実施の形態に係る前記第１及び第２拘束外周部５３Ａ，５３Ｂは、前記第１周壁４２Ａ及び第２周壁４２Ｂの内周面にもそれぞれ固着している。当該固着は、当該第１及び第２拘束外周部５３Ａ，５３Ｂによる前記第１及び第２ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂの拘束をより確実にする。
【００４７】
前記第１内周部５４Ａは、前記各第１電磁石ユニット３４Ａの径方向内側の面を覆う円環状をなす。当該第１内周部５４Ａは、前記第１ロータ対向面固着部５２Ａの内周縁とつながりながら前記各第１電磁石ユニット３４Ａの径方向内側の面及び前記第１バックヨーク３２Ａの第１バックヨーク内側面３２ａに固着することにより、前記第１拘束外周部５３Ａによる前記第１ロータ対向面固着部５２Ａの拘束を補強する。同様に、前記第２内周部５４Ｂは、前記各第２電磁石ユニット３４Ｂの径方向内側の面を覆う円環状をなし、前記第２ロータ対向面固着部５２Ｂの内周縁とつながりながら前記各第２電磁石ユニット３４Ｂの径方向外側の面及び前記第２バックヨーク３２Ｂの第２バックヨーク内側面３２ｂに固着することにより、前記第２拘束外周部５３Ｂによる前記第２ロータ対向面固着部５２Ｂの拘束を補強する。当該第１及び第２内周部５４Ａ，５４Ｂは省略されることも可能である。
【００４８】
前記複数の第１ユニット介在部５５Ａは、前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａのうち互いに周方向に隣り合う第１電磁石ユニット３４Ａ同士の間に介在することにより当該第１電磁石ユニット３４Ａの周方向の変位を抑止する。各第１ユニット介在部５５Ａは、その両側に位置する第１電磁石ユニット３４Ａの側面に固着するとともに、前記第１ロータ対向面固着部５２Ａ、前記第１拘束外周部５３Ａ及び前記第１内周部５４Ａと相互に一体につながる。
【００４９】
前記複数の第２ユニット介在部は、図示されないが、前記第１ユニット介在部５５Ａと同様にして、前記複数の第２電磁石ユニット３４Ｂのうち互いに周方向に隣り合う第２電磁石ユニット３４Ｂ同士の間に介在することにより当該第２電磁石ユニット３４Ｂの周方向の変位を抑止する。各第２ユニット介在部は、前記第１ユニット介在部５５Ａと同様、その両側に位置する第２電磁石ユニット３４Ｂの側面に固着するとともに、前記第２ロータ対向面固着部５２Ｂ、前記第１拘束外周部５３Ｂ及び前記第２内周部５４Ｂと相互に一体につながる。
【００５０】
このアキシャルギャップ型回転電機によれば、ステータ３０における第１及び第２ステータ締結具３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ前記各ステータコア３３と第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂとを軸方向に締結することにより、前記ロータ２０と前記ステータ３０との相互作用（電磁誘導）に起因して各電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂに作用する軸方向及び周方向の力に抗して当該電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂを保持することを可能にする。
【００５１】
しかも、前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂにおける第１及び第２ロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂが前記各ステータコア３３のロータ対向面３３ａを覆いながらこれに密着する状態で拘束されるとともに複数の第１ユニット介在部５５Ａ及び第２ユニット介在部が互いに隣り合う第１電磁石ユニット３４Ａ同士の間及び第２電磁石ユニット３４Ｂ同士の間にそれぞれ介在することによって、各電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの軸方向（特にロータ２０に近づく方向）及び周方向の変位を有効に抑止し、これにより、前記軸方向及び周方向の力に起因して前記各ステータコア３３のうち前記第１及び第２ステータ締結具３６Ａ，３６Ｂの周囲の部位に発生する応力集中を有効に緩和することができる。
【００５２】
具体的に、前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂによる各電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの軸方向についての拘束は、当該電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂのロータ２０に近づく向きの変位に起因して当該電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂのうちボルト３７の周辺部位が当該ボルト３７の頭部３７ａの裏面から受ける押圧力の増大を抑え、当該押圧力に起因する圧縮応力の増大を抑えることを可能にする。一方、前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂによる各電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの周方向についての拘束は、当該電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの当該周方向の変位に起因して当該電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂのうちボルト３７の挿通を許容するボルト挿通孔を囲む内周面が当該ボルト３７の周面から受ける周方向の押圧力の増大を抑え、当該押圧力に起因する応力集中の緩和を可能にする。さらに、前記各電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂにおけるステータコア３３のロータ対向面３３ａとロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂとの広い面積にわたっての密着を伴う当該ステータコア３３の拘束は、前記応力集中を広範囲に分散させることを可能にする。
【００５３】
本発明者らは、このような第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂによる電磁石ユニット３４Ａ，３４Ｂの拘束による応力集中緩和の効果を確かめるべく、当該樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂが不在の場合及び存在する場合のそれぞれについてステータコア３３における応力分布の解析を行った。その結果、当該樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂが存在しない場合には、ボルト挿通孔の周辺で２０ＭＰａを超える応力が発生する部位があるのに対し、当該樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂの配置によって応力の最高値が約５ＭＰａまで低減されることが確認できた。このことは、当該ステータコア３３を構成する材料や構造の選択の自由度を高め、例えば当該ステータコア３３を前記圧粉コアとすることも可能にする。
【００５４】
さらに、この実施の形態に係る回転電機は、次の工程を含む方法によって容易に製造されることが可能である。
【００５５】
（ａ）ケーシング用意工程：前記のように、ケーシング４０として、前記第１端壁４４Ａと前記第１周壁４２Ａとがつながった第１ケーシング部材４０Ａと、前記第２端壁４４Ｂと前記第２周壁４２Ｂとがつながった第２ケーシング部材４０Ｂと、に分割されたものが、用意される。
【００５６】
（ｂ）第１組込み工程：前記第１ケーシング部材４０Ａ内に前記第１バックヨーク３２Ａ及び前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａが組み込まれるとともに、前記各第１電磁石ユニット３４Ａのステータコア３３が第１ステータ締結具３６Ａによって前記第１端壁４４Ａに締結される。この第１組込み工程において、前記第１バックヨーク３２Ａの第１バックヨーク内側面３２ａに座ぐりが形成されていてこれにステータコア３３が嵌め込まれてもよい。この嵌め込みも、前記ステータコア３３の周方向の変位の抑止に有効である。
【００５７】
（ｃ）第２組込み工程：前記第２ケーシング部材４０Ｂ内に前記第２バックヨーク３２Ｂ及び前記複数の第２電磁石ユニット３４Ｂが組み込まれるとともに、前記各第２電磁石ユニット３４Ｂのステータコア３３が第２ステータ締結具３６Ｂによって前記第２端壁４４Ｂに締結される。この第２組込み工程でも、前記第２バックヨーク３２Ｂの第２バックヨーク内側面３２ｂに座ぐりが形成されていてこれにステータコア３３が嵌め込まれてもよい。
【００５８】
第１及び第２組込み工程の順序は問わない。両工程は同時並行で進められてもよい。
【００５９】
（ｄ）第１拘束工程：前記第１樹脂モールド５０Ａが前記複数の第１電磁石ユニット３４Ａをそれぞれ拘束するように当該第１樹脂モールド５０Ａが前記第１ケーシング部材４０Ａ内に配置される。具体的に、この第１拘束工程は、（ｄ１）第１ケーシング部材４０Ａ内において前記ロータ軸１０及び前記ロータ２０を収容するための空間を確保するための中子を配置した状態で当該第１ケーシング部材４０Ａ内に前記第１樹脂モールド５０Ａを構成するための流動状態の樹脂材料を当該第１ケーシング部材４０Ａの開口、つまり、第１周壁４２Ａの自由端部が囲む開口、を通じて注入することと、（ｄ２）当該樹脂材料が固化して前記第１樹脂モールド５０Ａが成形された後に前記中子を抜き取ることと、を含む。これらにより、前記第１ケーシング部材４０Ａ内に適当な形状の第１樹脂モールド５０Ａを配置することが可能である。
【００６０】
図４は、前記第１拘束工程が終了した後の第１ケーシング部材４０Ａの内部の構造を示す。
【００６１】
（ｅ）第２拘束工程：前記第２樹脂モールド５０Ｂが前記複数の第２電磁石ユニット３４Ｂをそれぞれ拘束するように当該第２樹脂モールド５０Ｂが前記第２ケーシング部材４０Ｂ内に配置される。具体的に、この第２拘束工程は、前記第１拘束工程と同様に、（ｅ１）第２ケーシング部材４０Ｂ内において前記ロータ軸１０及び前記ロータ２０を収容するための空間を確保するための中子を配置した状態で当該第２ケーシング部材４０Ｂ内に前記第２樹脂モールド５０Ｂを構成するための流動状態の樹脂材料を当該第２ケーシング部材４０Ｂの開口、つまり、第２周壁４２Ｂの自由端部が囲む開口、を通じて注入することと、（ｅ２）当該樹脂材料が固化して前記第２樹脂モールド５０Ｂが成形された後に前記中子を抜き取ることと、を含む。これらにより前記第２ケーシング部材４０Ｂ内に適当な形状の第２樹脂モールド５０Ｂを配置することが可能である。
【００６２】
（ｆ）連結工程：前記ロータ軸１０が前記第１端壁４４Ａ及び前記第２端壁４４Ｂとの間に軸受４７を挟んで当該第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂを貫通しかつ前記ロータ２０が前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂのロータ対向面固着部５２Ａ，５２Ｂ同士の間に介在する状態で前記第１周壁４２Ａの自由端部と前記第２周壁４２Ｂの自由端部とが相互に連結される。これにより、ケーシング４０が完成するとともに、その内部にロータ２０、ステータ３０並びに第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂが収容された状態となる。
【００６３】
この方法は、前記ユニット拘束部材が前記樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂ以外の部材によって構成される場合についても有効である。あるいは、図６及び図７に示される第２の実施形態のように、前記周壁４２が分割されずに単一の筒体で構成されるものも、製造されることが可能である。この場合、例えば図７に示されるように当該周壁４２の適所に樹脂材料の注入口４８が設けられてもよいし、予め第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂにステータ３０の構成部材に加えて第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂが成形された状態で、当該第１及び第２端壁４４Ａ，４４Ｂが前記周壁４２に連結されてもよい。しかし、この場合は第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂの成形のために専用の金型を要するのに対し、前記のようにケーシング４０が第１及び第２ケーシング部材４０Ａ，４０Ｂに分割されたものは当該第１及び第２ケーシング部材４０Ａ，４０Ｂを金型として利用することができるとともに必要工数が削減される利点がある。
【００６４】
また、本発明は、ロータの片側のみにステータが配置されるアキシャルギャップ型回転電機にも適用されることが可能である。この場合、第１及び第２端壁のうちの第１端壁にのみステータの構成要素であるバックヨーク、複数の電磁石ユニットが組み付けられ、これにユニット拘束部材が付与されればよい。このことは、以下の第３及び第４の実施形態についても同様である。
【００６５】
図８は、本発明の第３の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す。この回転電機は、前記第１の実施形態に係るロータ軸１０、ロータ２０、ステータ３０、ケーシング４０並びに第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂと同等のロータ軸１０、ロータ２０、ステータ３０、ケーシング４０並びに第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂを備えるが（これらの説明は省略する。）、当該第２の実施形態に係る第１及び第２ユニット拘束部材のそれぞれは、前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａに加え、密着部拘束部として押圧板材５７及び複数の押圧用締結具５８をさらに含む。ここにおいて、第１ユニット拘束部材に含まれる押圧板材５７及び複数の押圧用締結具５８と、第２ユニット拘束部材に含まれる押圧板材５７及び複数の押圧用締結具５８と、は同等であるため、以下では前記第１ユニット拘束部材についてのみ説明する。
【００６６】
前記押圧板材５７は、前記第１ロータ対向面固着部５２Ａと前記ロータ２０との軸方向距離よりも小さい板厚を有する円板状をなし、当該第１ロータ対向面固着部５２Ａと接触するように当該第１ロータ対向面固着部５２Ａと前記ロータ２０との間に配置される。当該押圧板材５７は、前記第１樹脂モールド５０Ａを構成する材料よりも剛性の高い材料であって非磁性及び電気絶縁性を有する材料からなる。当該材料としては、例えばＣＦＲＰが好適である。また、当該押圧板材５７は各電磁石ユニット３４Ａに直接接触するものではないので、前記第１ロータ対向面固着部５２Ａの厚みによっては、完全な電気絶縁性を有するわけではないが当該電気絶縁性が非常に高い材料、例えばステンレス鋼のような金属材料、の使用も可能である。
【００６７】
前記複数の押圧用締結具５８は、前記押圧板材５７が前記第１ロータ対向面固着部５２Ａを第１バックヨーク３２Ａに向かう方向（図６では下向き）に押圧するように当該押圧板材５７を前記ケーシング４０に軸方向に締結する。この実施の形態では、第１周壁４２Ａの適当な位置に第１端壁４４Ａに近い部位が内向きに突出する段部４２ａが全周に亘って形成され、当該段部４２ａに周方向に並ぶ複数の軸方向のねじ孔が形成される一方、前記押圧板材５７の外周部に前記ねじ孔と合致するボルト挿通孔が形成されている。前記複数の押圧用締結具５８のそれぞれは、前記ボルト挿通孔に挿通された状態で前記ねじ孔にねじ込まれることにより前記押圧板材５７の外周部を前記段部４２ａに押付けるボルトにより構成される。
【００６８】
このように、前記第１樹脂モールド５０Ａを構成する材料よりも高い剛性を有する材料からなる押圧板材５７と、これをケーシング４０に軸方向に締結する押圧用締結具５８との組み合わせは、軸方向についてより大きな力で各第１電磁石ユニット３４Ａを拘束することを可能にするとともに、第１ロータ対向面固着部５２Ａと各ロータ対向面３３ａとの摩擦力を高めることで応力分散効果も高めることができる。しかも、前記第１樹脂モールド５０Ａに含まれる前記第１ロータ対向面固着部５２Ａの弾性変形によるクッション作用により、前記押圧板材５７の強い押圧力によって当該押圧板材５７あるいはステータ３０が破損するのを回避しながら各第１電磁石ユニット３４Ａに対して高い拘束力を作用させることが可能である。この効果は、前記第１ユニット拘束部材と同等の第２ユニット拘束部材をさらに具備する場合の当該第２ユニット拘束部材についても同様である。
【００６９】
本発明に係る回転電機が押圧板材を具備する場合にその具体的な形状やケーシング４０に対して締結される部位は、図８に示されるものに限定されない。図９は、当該押圧板材についての変形例である本発明の第４の実施形態に係るアキシャルギャップ型回転電機を示す。この第４の実施形態においても、第１及び第２ユニット拘束部材のうちの第１ユニット拘束部材のみを例示して第２ユニット拘束部材の説明を省略する。
【００７０】
この第４の実施形態は押圧部材６０を含み、当該押圧部材６０は、前記第３の実施形態に係る押圧板材５７に相当する円板状の押圧板部６２と、当該押圧板部６２の外周縁につながる円筒状の周壁６４と、を一体に有する。当該周壁６４は、第１周壁４２Ａの内周面と第１樹脂モールド５０の外周面との間に介在するとともに、当該周壁６４の自由端部が第１端壁４４Ａの内側面に当接可能な軸方向の寸法を有する。この第４の実施形態に係る押圧用締結具５８は、前記周壁６４の自由端部（図９では下端部）と前記第１端壁４４Ａとを軸方向に締結する（例えば前記自由端部に形成されたねじ孔にねじ込まれる）ことにより、前記押圧板部６２に有効な拘束力を与えることができる。
【００７１】
つまり、この第４の実施形態では、前記押圧部材６０のうちの前記押圧板部６２が「押圧板材」に相当するとともに前記周壁６４を媒介として前記第１端壁４４Ａに締結されている。
【００７２】
あるいは、前記第１及び第２樹脂モールド５０Ａ，５０Ｂが省略されて前記押圧板材５７または前記押圧板材６０の押圧板部６２のみによってロータ対向面密着部が構成されてもよい。例えば、前記押圧板材５７または前記押圧板部６２が各ロータ対向面３３ａとロータ２０との軸方向距離よりも小さい板厚を有するとともに当該ロータ対向面３３ａと密着する密着面（図８及び図９では下面）を有することにより、当該押圧板材５７または当該押圧板部６２は前記ロータ対向面密着部を構成することができる。そしてこの場合、当該押圧板材５７または当該押圧板部６２をケーシング４０に締結する押圧用締結具５８のみによって密着部拘束部を構成することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０    ロータ軸
２０    ロータ
３０    ステータ
３２Ａ  第１バックヨーク
３２Ｂ  第２バックヨーク
３２ａ  第１バックヨーク内側面
３２ｂ  第２バックヨーク内側面
３３    ステータコア
３３ａ  ロータ対向面
３４Ａ  第１電磁石ユニット
３４Ｂ  第２電磁石ユニット
３５    ステータコイル
３６Ａ  第１ステータ締結具
３６Ｂ  第２ステータ締結具
４０    ケーシング
４０Ａ  第１ケーシング部材
４０Ｂ  第２ケーシング部材
４２    周壁
４２Ａ  第１周壁
４２Ｂ  第２周壁
４４Ａ  第１端壁
４４Ｂ  第２端壁
４７    軸受
５０Ａ  第１樹脂モールド
５０Ｂ  第２樹脂モールド
５２Ａ  第１ロータ対向面固着部
５２Ｂ  第２ロータ対向面固着部
５３Ａ  第１拘束外周部
５３Ｂ  第２拘束外周部
５５Ａ  第１ユニット介在部
５７    押圧板材
５８    押圧用締結具
６２    押圧板部（押圧板材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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