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WO2018138858A1 - アキシャルギャップ型回転電機及びその製造方法 - Google Patents

アキシャルギャップ型回転電機及びその製造方法 Download PDF

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WO2018138858A1
WO2018138858A1 PCT/JP2017/002875 JP2017002875W WO2018138858A1 WO 2018138858 A1 WO2018138858 A1 WO 2018138858A1 JP 2017002875 W JP2017002875 W JP 2017002875W WO 2018138858 A1 WO2018138858 A1 WO 2018138858A1
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WO
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axial
rotating electrical
electrical machine
stator
gap type
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PCT/JP2017/002875
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Inventor
山崎 克之
健児 鵜澤
高橋 秀一
Original Assignee
株式会社日立産機システム
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Publication date
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Priority to JP2018564036A priority patent/JP6918026B2/ja
Priority to PCT/JP2017/002875 priority patent/WO2018138858A1/ja
Priority to TW107101810A priority patent/TWI678054B/zh
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    • B29L2031/3481Housings or casings incorporating or embedding electric or electronic elements

Definitions

  • the present invention relates to an axial gap type rotating electrical machine, and more particularly to an axial gap type rotating electrical machine having a resin-molded stator and a manufacturing method thereof.
  • An axial gap type rotating electrical machine is known.
  • an axial gap type rotating electrical machine is arranged so that a pair of disk-shaped rotors face each other in the rotational axis direction, and a stator is sandwiched between the pair of rotors via a predetermined gap in the axial direction.
  • 2-rotor-1 stator type axial gap type rotating electrical machines The rotor is composed of a back yoke as a base and a plurality of magnets arranged in the rotational direction, and the stator has an aspect composed of a plurality of core units arranged in the rotational direction with the magnetic flux surface as the axial direction.
  • Patent Document 1 is an axial gap type rotating electrical machine, which includes a spiral convex portion and a plurality of locking projections arranged in a rotation direction at a predetermined interval on the inner periphery of a housing, and a plurality of stator cores on the axial center side. Discloses an axial gap type rotating electrical machine including a resin-molded stator that is arranged in an annular shape along the inner periphery of the housing and encloses the resin with the housing and the stator. In Patent Document 1, the fixing of the stator in the housing can be made more reliable by the convex portions and the locking projections.
  • ⁇ Axial gap type rotating electrical machines have the merit that high efficiency can be achieved because the shaft shortening (flat structure) and the opposing area of the stator / rotor per physique can be increased. In maximizing these advantages, it is important to manage a narrow gap between the stator and the rotor and to ensure airtightness between components.
  • the resin When molding the stator together with the housing such as the housing, the resin may leak to the rotor side through the gap between the resin mold and the periphery of the housing.
  • the resin sealing pressure tends to be high due to the demand for insulation and stable stator installation, which may promote resin leakage.
  • a plurality of core units having a magnetic flux surface in the direction of the rotational axis includes a stator that is annularly arranged around the rotational shaft, a rotor that faces the magnetic flux surface of the stator in the axial direction, and stores the stator.
  • An axial gap type rotating electrical machine comprising: a housing having an inner cylindrical space; and a mold resin that covers a part or all of the stator and integrally connects the stator and the inner periphery of the inner cylindrical space, However, a part of the inner circumference of the inner cylinder space has an annular thick portion along the inner circumference with a predetermined thickness toward the axial center side, and the mold resin and the inner circumference of the inner cylinder space An axial boundary is included in a region of the radial projection surface of the thick portion.
  • a stator in which a plurality of core units having a magnetic flux surface in the direction of the rotation axis are arranged in an annular shape around the rotation axis, a rotor facing the magnetic flux surface of the stator in the axial direction, and the stator
  • a method of manufacturing an axial gap type rotating electrical machine having a housing having an inner cylindrical space for storing, and a mold resin that covers a part or all of the stator and integrally connects the stator and the inner periphery of the inner cylindrical space.
  • a resin mold having an outer diameter larger than the inner diameter of the thick part is inserted from the axial opening between the pressing step of pressing the seal member against the axial end part, and the resin sealing port of the resin mold
  • An axial gap type rotating electrical machine manufacturing method including an encapsulation step of encapsulating the mold resin on a stator side and integrally molding the stator and the inner periphery of the thick portion.
  • the possibility that the mold resin peels to the rotor side is reduced, and there is an effect of improving performance, reliability, durability, and workability.
  • Other problems, configurations, and effects of the present invention will become apparent from the following description.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a conductive wire configuration and an arrangement configuration in a housing of the axial gap motor according to the first embodiment. It is sectional drawing which shows typically the resin molding process of the axial gap type motor by Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration of a resin mold and a seal member used in a resin molding process according to Example 1.
  • FIG. 6 is a state transition diagram schematically showing deformation of the seal member in the resin mold process of the axial gap motor according to the first embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the structure after the resin mold process of the axial gap type motor by Example 1.
  • FIG. It is a state transition diagram which shows typically the deformation
  • It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the state after the resin molding process of the axial gap type motor by Example 2.
  • FIG. It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the structure of the thick part of the axial gap type motor by the modification to which this invention is applied, a sealing member, and a resin type
  • an axial gap type electric motor (hereinafter, simply referred to as “motor”) 100 as an embodiment to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
  • motor simply referred to as “motor”
  • the present embodiment takes a motor as an example, the present invention can also be applied to a generator.
  • FIG. 1 schematically shows a longitudinal section of the motor 100 in the rotation axis direction.
  • the motor 100 includes a housing 1, a bracket 2, a bearing 3, a rotating shaft 4, a rotor 7, and a stator 12.
  • the housing 1 is a motor housing and is an example of a housing that stores a stator and the like.
  • the housing 1 has a cylindrical shape and has an inner cylindrical space that encloses the rotating shaft 4, the rotor 7, and the stator 12.
  • the rotor 7 has a disc-shaped back yoke 6 as a base, and a plurality of (permanent) magnets 5 are arranged on the stator side surface of the back yoke 6.
  • the magnet 5 has various shapes such as a substantially trapezoidal shape and a sector shape, and is arranged in an annular shape in the rotation direction around the rotation shaft 4 so that the adjacent magnets 5 have different magnetic poles.
  • the magnet 5 may be a single annular body, and the adjacent poles may be different at the time of magnetization.
  • the back yoke 6 has an axial through hole in the center, and is fixed so as to rotate together with the rotary shaft 4 penetrating therethrough.
  • Two rotors 7 are arranged so as to be sandwiched between the stator 12 and a predetermined gap in the axial direction.
  • the present embodiment exemplifies a so-called 1-stator / 2-rotor configuration, but the present invention is not limited to the number of stators and rotors as long as the gist thereof is not changed.
  • the rotating shaft 4 is rotatably supported by the bracket 2 at both ends in the extending direction via a bearing 3 in the radial or thrust direction.
  • the stator 12 is formed by arranging a plurality of core units 12 a having a core 8, a coil 9, and the like in an annular shape around the rotating shaft 4.
  • the stator 12 is a so-called molded stator having a molded resin 10 that integrally covers the plurality of core units 12a. Even after the molding resin 10 is disposed, the center of the stator 12 has a hole penetrating in the axial direction, and the rotating shaft 4 penetrates the hole in a non-contact manner.
  • the mold resin 10 also has a function of fixing the stator 12 to the housing 1.
  • the mold resin 10 has a plurality of core units 12a disposed between the thick portion 13 and the core unit 12a disposed in the inner periphery of a part of the housing 1 described later or in an annular shape, depending on a sealing pressure of a sealing device that seals the resin.
  • the stator 12 is integrally connected and fixed to the inner cylinder space of the housing 1 by turning around between the two.
  • the mold resin 10 may be configured to cover the entire stator 12, and various mold modes may be applied, for example, a part such as an axial end surface of the core 8 is exposed without being covered.
  • FIG. 2A is an external perspective view of the core unit 12a.
  • the core unit 12 a includes a core 8, a bobbin 11 and a coil 9.
  • the core 8 is applicable to various configurations such as a laminated core obtained by laminating steel plates and foil bodies, a dust core, and a core obtained by cutting, and has a substantially trapezoidal columnar shape.
  • the core may have a configuration other than a trapezoid or a column.
  • the bobbin 11 is an insulating member, and various configurations can be applied. In this embodiment, a member having a resinous cylindrical shape is applied.
  • the core 8 is disposed on the inner cylinder of the bobbin 11, and the coil 9 is wound around the outer cylinder of the bobbin 11.
  • FIG. 2B is an external perspective view of the stator 12 in which a plurality of core units 12a are annularly arranged as shown in FIG.
  • Each core unit 12a is arranged in an annular shape with the upper base side of each core unit 12a having a substantially trapezoidal cross-sectional shape facing the rotation shaft 4 side, and is connected to the outer circumference in the radial direction of the load-side and anti-load-side end faces.
  • the connecting member 14 is fastened.
  • the configuration of the stator is not limited to such an example.
  • FIG. 3 shows the stator 12 and how it is arranged in the housing 1.
  • conductive wires (crossover wires) 30 drawn from the core units 12 a are arranged along the inner peripheral surface of the housing 1.
  • three conductive wires 30 are illustrated, but the present invention is not limited to this.
  • the conducting wire 30 is held on the inner peripheral surface of the housing 1 by a conducting wire holding member 31 connected to the lower bottom side rod of the bobbin 11.
  • the stator 12 Before encapsulating the mold resin 10, the stator 12 is disposed in the inner cylinder of the housing 1 as shown in FIG.
  • the housing 1 has an outlet 33 for drawing out the conducting wire 30 to the outside of the housing.
  • the conducting wire 30 disposed along the inner periphery of the housing 1 is eventually guided to the outside from the outlet 33 and connected to a power source or the like.
  • the conducting wire 30 and the conducting wire holding member 31 are also molded in the mold resin 10 together with the stator 12.
  • FIG. 4 schematically shows an example of a process for encapsulating the mold resin 10.
  • the top (upper and lower in the figure) is reversed from that in FIG. 3, and the upper side of the figure is described as the load side.
  • the lower mold B enters the inner cylinder space from the opening on the side opposite to the load of the housing 1, and the stator 12 is arranged in the inner cylinder space of the housing 1.
  • the middle mold C is arranged in the center of the stator 12.
  • the upper mold A is inserted into the inner cylinder space from the load side opening of the housing 1, so that the stator 12 is surrounded by the inner periphery of the thick portion 13, the upper mold A, the lower mold B, and the middle mold C of the housing 1. Is positioned.
  • the stator 12 is positioned within the width of the thick portion 13 of the housing 1 in the axial direction.
  • the thick portion 13 is a central portion in the axial direction of the inner periphery of the housing 1 and is a portion having a predetermined thickness and being thick on the axial center side.
  • the thick portion 13 has a shape that becomes an annular convex portion in the axial direction with the same thickness continuously in the axial direction and the circumferential direction.
  • the thick portion 13 is generally composed of continuous portions with the same thickness in the axial direction and the circumferential direction. You can get an effect.
  • the resin 10 has insulating properties, durability of the stator 12, and secure fixing in the housing, it is preferable that the resin sufficiently wraps around between the core units 12a and the inner periphery of the housing without a gap. . For this reason, the sealing pressure of the mold resin 10 may be high. Since the housing 1 needs to be able to sufficiently withstand a high-pressure environment from the inside, the pressure resistance in the radial direction can be ensured by having the thick portion 13 in the mold region exposed to the high pressure.
  • the mold resin 10 is sealed in the surrounding space (stator 12 side) from the resin sealing holes (not shown) of the upper mold A and the lower mold B.
  • the mold resin 10 wraps around between the core units 12 a, part or all of the axial end surface of the core unit 12 a, between the stator 12 and the thick portion 13 of the housing 1, and insulation of the stator 12 and fixing of the housing 1. It is supposed to do.
  • the upper mold A, the lower mold B, and the middle mold C are separated in the axial direction.
  • the stator 12 becomes a molded stator by enclosing the mold resin 10, but there is a possibility that the resin leaks from the gap between the upper mold A and the lower mold B and the inner periphery of the housing 1.
  • the outer diameter of the upper mold A and the lower mold B and the inner diameter of the housing 2 be as small as possible, but the accuracy to completely eliminate the gap is workability and cost. Issues remain.
  • the resin sealing pressure may be high so that the mold resin 10 can wrap around between the stator 12 and the inner periphery of the housing 1 without a gap. As described above, such pressure also acts to promote resin leakage.
  • stator 10 and the mold resin 10 for molding the stator 10 are arranged within the axial width of the thick portion 13 of the housing 1.
  • the boundary between the inner periphery of the housing 1 and the mold resin 10 in contact with the inner periphery is positioned within the axial width of the thick portion 13.
  • the axial width between the mold resin 10 and the inner periphery of the housing 1 in contact with the mold resin 10 is within the axial width of the thick portion 13, and the axial contact area between the two is the diameter of the thick portion 13. The point is within the direction projection plane.
  • FIG. 5A is a front view when the upper mold A is observed from the stator 12 side.
  • the upper mold A has an outer diameter that is slightly smaller than the inner diameter of the inner cylinder of the housing 1 and larger than the inner diameter of the thick portion 13.
  • an annular groove A5 shown by hatching in the figure
  • FIG. 5B schematically shows a cross section taken along line OO ′ of FIG.
  • the groove A5 is a place where an annular seal member 15 as shown in FIG.
  • the cross-sectional diameter of the seal member 15 is approximately the same as or slightly larger than the groove width of the groove A5. It is supposed not to. Further, the depth of the groove A5 is smaller than the cross-sectional diameter of the seal member 15. In this way, the seal member 15 can be disposed opposite to the axial end surface 13a (step surface) of the thick portion 13 described later.
  • the cross-sectional shape of the sealing member 15 is described as a circle or an ellipse, other shapes such as a rectangle may be used.
  • the seal member 15 is a member that seals the contact surface between the axial end surface 13 a of the thick portion 13 of the housing 1 and the upper mold A.
  • the seal member 15 is located between the upper die A that enters the housing 1 and the axial end surface 13a of the thick portion 13, and is deformed by being sandwiched and pressed between the thick portion 13 and the upper die. A gap between the contact surfaces on the outer peripheral side is sufficiently sealed. Thereby, it is possible to prevent the mold resin 10 from leaking to the rotor side.
  • the seal member 15 is described as an elastic member such as rubber or soft resin, but the present invention is not limited to this.
  • a metal, a hard resin, or the like can be applied depending on the pressing force between the upper mold A and the thick portion 13 or the material of both.
  • the upper mold A is stainless steel and the thick portion 13 is iron
  • aluminum having a lower hardness than the both is applied as the seal member 15.
  • metals, such as aluminum, for the sealing member 15 it is preferable from the surface of the maintenance of the motor 100 that hardness is lower than the raw material which comprises the axial direction end surface 13a at least.
  • the position of the inner edge of the groove A5 is outside the axial center side angle (two-dot chain line) of the axial end surface 13a by the thick portion 13. It is supposed to be located in. The advantages of such a configuration will be described in detail with reference to FIG.
  • FIG. 6A schematically shows a state transition in which the upper die A enters the housing 1 and FIG. 6B schematically shows a state where the upper die A and the thick portion 13 are in contact with each other.
  • the cross-sectional shape is maintained until the pressure is received.
  • the upper mold A and the axial end surface 13a of the thick portion are in contact with each other, and the seal member 15 is deformed by the pressing.
  • the position of the inner edge of the groove A5 is outside the axial center side angle of the axial end surface 13a of the thick portion 13. That is, the seal member 15 that has been pressed and deformed expands to the axial center side, and the expanded portion is sufficiently pressed in the axial direction by the upper mold A and the axial end surface 13a, so that an increase in the seal area can be expected.
  • the gap is sealed by the seal member 15, but as the sealing pressure of the mold resin 10 increases, the force for pushing the seal member 15 to the outer peripheral side increases. Furthermore, since a high pressure is also generated between the seal member 15 and the upper mold A, there is a possibility that the resin leaks from this portion.
  • the seal member 15 since the seal member 15 is held in the groove A of the upper mold A, first, the groove A5 firmly holds the seal member 15 so that the seal member 15 itself is Prevent spreading to the side. Next, a labyrinth configuration is formed between the seal member 15 and the groove A5, and such a configuration can prevent the mold resin 10 from leaking between the seal member 15 and the groove A5.
  • FIG. 7 schematically shows a longitudinal section in the direction of the rotation axis of the stator 12 and the housing 1 in a state where each resin mold is removed after the mold resin 10 is sealed.
  • the axial dimension between the boundaries of the mold resin 10 and the thick portion 13 on the load side and the anti-load side is equivalent or shorter in the mold resin 10. That is, the sealing action by the axial end face 13a of the thick part, the sealing member 15 and the like prevents the resin leakage to the rotor 7 side. As a result, the performance and reliability of the motor 100 are improved, and a process of peeling the leaked resin does not occur.
  • the axial width dimension L1 of the thick portion 13 is equal to or greater than the axial width dimension L2 of the stator 12. That is, the housing 13 can have sufficient pressure resistance against the pressure when the mold resin 10 is press-fitted. Increasing the density of the mold resin 10 greatly contributes to the insulation and durability of the motor 100. Such an effect can be realized by having the thick portion 13 at least in a portion to which a high pressure (particularly high pressure in the radial direction) is applied. It can be said that increasing the thickness of only the high-pressure load portion can reduce the thickness of the other portions, achieve weight reduction, and improve the spatial flexibility of the thin portion.
  • the mold resin 10 molds the conductive wire 30 integrally with the stator or the like, and the resin wraps around a part or all of the outlet 33, so that the stator 12 and the components constituting the stator 12 are formed. It can be said that the integral molding can be sufficiently performed, and the leakage of the molding resin 10 can be prevented, so that a remarkable effect can be obtained in terms of reliability.
  • the above is the first embodiment for carrying out the present invention. According to the first embodiment, the performance, durability, reliability, workability, and the like of the motor 100 can be improved.
  • Example 2 will be described.
  • the main differences between Example 2 and Example 1 are the following two points.
  • the upper mold has a configuration in which an outer peripheral angle is a step without having a groove on the outer peripheral side facing the stator, and a seal member is disposed at the step.
  • the lead wire drawn from the core unit protrudes from the stator on the side opposite to the axial load side, whereas in the second embodiment, the lead wire is positioned at a position in the radial projection plane of the stator.
  • a drawing outlet is disposed, and the mold resin 10 is integrally wound around the stator 12 together with these.
  • FIG. 8 schematically shows a partially enlarged cross section of the upper mold Aa (the same applies to the lower mold Ba) and the seal member 15b according to the second embodiment.
  • the outer peripheral angle of the upper mold Aa on the stator 12 side has a step A10.
  • the axial dimension (width) of the step A10 may be greater than, equal to, or smaller than the cross-sectional diameter of the seal member 15b.
  • the radial dimension (width) of the step A10 is preferably smaller than the cross-sectional diameter of the seal member 15b.
  • the seal member 15b is an elastic member having a larger cross-sectional diameter than the seal member 15b of the first embodiment.
  • the upper mold Aa enters the inner cylinder of the housing 1, and the seal member 15b eventually comes into contact with the axial end surface 13a of the thick portion 13.
  • the seal member 15b is deformed so as to spread toward the axial center side and the outer peripheral side.
  • the upper mold Aa on the axial center side with respect to the step A10 enters to a position where it is slightly shorter than the axial dimension of the thick portion 13.
  • transforms more complicated between the axial direction end surface 13a of a thick part, and level
  • a part of the deformed seal member 15b is further deformed and advanced to the traveling direction side of the upper mold Aa to generate a positive sealing action.
  • FIG. 9 schematically shows a longitudinal cross section in the axial direction of the stator 12, the mold resin 10 and the housing 1 in a state where each resin mold is removed from the housing 1 after the molding resin 10 encapsulation process of FIG.
  • the boundary on the inner peripheral surface of the housing between the axial end surface 13a of the mold resin 10 and the thick portion is not located outside the axial end surface 13b on both the load side and the anti-load side (contains in L3).
  • the boundary may be located on the inner side (the stator 12 side) in the axial direction from the axial center side angle of the axial end surface 13a.
  • stator 12 and the mold resin 10 are included within the radial projection plane of the thick portion 13. That is, there is no resin burr that leaks along the inner periphery of the housing and sticks to a thin wall. Furthermore, the casing portion to which a high-pressure load is applied when the mold is enclosed is only the thick portion 13, which helps the mold resin 10 wrap around with high-pressure resistance. Therefore, it can be said that it contributes to the improvement of the performance, reliability, durability, and workability of the motor 100. [Modification] While the first and second embodiments have been described above, modified examples of the seal member 15 (15b) and the thick portion 13 of the housing 1 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 10 shows various configurations of the upper mold (lower mold), the thick portion, and the seal member.
  • FIG. 10A shows a configuration in which the upper mold A has a plurality (two in the figure) of grooves A5 as shown in the first embodiment, and the seal member 15 is disposed in each of the grooves A5.
  • the plurality of grooves A5 are different in diameter from the groove A5 adjacent on the axis side and include the groove A5 adjacent on the axis side. Accordingly, the diameters of the seal members 15 arranged in the seal members 15 have the same relationship. It can be said that the plurality of seal members 15 ensure or improve the sealing performance.
  • FIG. 10 (b) is characterized in that there is one groove A5 in the upper mold A, but a plurality of seal members 15 are continuously arranged so that one includes the other on the axial side. Even with such a configuration, sealing performance can be secured or improved.
  • FIG.10 (c) shows that the axial direction end surface 13a of a thick part is a taper shape which inclines in the approach direction of the upper mold
  • the seal member 15 is disposed between the axial end surface 13a and the outer peripheral angle of the upper mold A that are in such a fitting relationship.
  • the diameter of the seal member 15 may be circular, or may be a plate-shaped annular body as shown in FIG. Even with such a configuration, it is expected to ensure or improve the sealing performance.
  • FIG. 11 shows a modification of the thick portion 13 of the housing 1.
  • the thick portion is configured to become thicker from the inner cylindrical wall of the housing 1 toward the axial center side.
  • the thick wall portion is thickened not only on the axial center side but also on the outer peripheral side.
  • One of the features is the shape.
  • the shape is also suitable when the resin sealing pressure is increased, or when the foil other than the pressure-resistant portion of the housing 1 is further thickened.
  • the thickness of the thick portion 13 on the axial center side is made thinner, the stator 12 and the like can be made larger by that amount. In order to ensure the insufficient pressure resistance, it is possible to use the thick portion 13 on the outer peripheral side.
  • FIG. 11 schematically shows a longitudinal sectional view of the housing 1, the stator 12, and the mold resin 10 according to a modification.
  • the thick portion 13 is not thick only on the axial center side but also on the outer peripheral side.
  • the axial end face 13a (step) and the sealing member 10 are sealed on both the load side and the anti-load side, but such a configuration is applied only to one of them. It can also be applied.
  • the present invention is applicable to the induction type, and can be applied not only to the electric motor but also to the generator.

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Abstract

樹脂モールドステータの利点を十分に生かしつつ性能面、信頼面、作業面の利点を追求する。回転軸方向に磁束面を有する複数のコアユニットが、前記回転軸を中心に環状に配列してなるステータと、前記ステータの磁束面と軸方向に面対向するロータと、該ステータを格納する内筒空間を有する筺体と、前記ステータの一部又は全部を覆うと共に該ステータと前記内筒空間の内周を一体的に接続するモールド樹脂とを有するアキシャルギャップ型回転電機であって、前記筺体が、前記内筒空間の内周の一部に、軸心側への所定厚みをもって前記内周に沿った環状の肉厚部を有するものであり、前記モールド樹脂と前記内筒空間内周の軸方向境界が、前記肉厚部の径方向投影面の領域内に含まれるものである。

Description

アキシャルギャップ型回転電機及びその製造方法
 本発明は、アキシャルギャップ型回転電機に係り、樹脂モールドステータを有するアキシャルギャップ型回転電機及びその製造方法に関する。
 アキシャルギャップ型回転電機が知られている。例えば、アキシャルギャップ型回転電機は、回転軸方向に一対の円板形状のロータが対向するように配置し、この一対のロータの間に、軸方向に所定のギャップを介してステータを挟み込む構成の2ロータ-1ステータ型のアキシャルギャップ型回転電機等がある。ロータは、基台としてのバックヨークと、回転方向に複数配置された磁石とから構成され、ステータは、磁束面を軸方向として回転方向に配置する複数のコアユニットから構成される態様等がある。
 また、アキシャルギャップ型回転電機は、樹脂によってステータをハウジング内周と共に一体的にモールドすることで、絶縁性や耐久性の向上やハウジング内でのステータの固定を確保する構成のものもある。特許文献1は、アキシャルギャップ型の回転電機であって、ハウジング内周に、螺旋状の凸部や所定間隔で回転方向に配列する複数の係止突起を備え、軸心側には複数のステータコアがハウジング内周に沿って環状に配列し、ハウジングとステータに対して樹脂を封入して一体的に構成する樹脂モールドステータを備えるアキシャルギャップ型の回転電機を開示する。特許文献1は、凸部や係止突起によってステータのハウジング内固定をより確実にすることができる。
国際公開 WO2013/121590
 アキシャルギャップ型回転電機は、軸短化(扁平構造)や体格あたりのステータ・ロータの対向面積を大とすることが可能なために高効率化が可能になるというメリットがある。これらの利点を最大化するにあたり、ステータ・ロータ間の狭小なギャップ管理や構成部品同士の気密性確保は重要である。
 ステータをハウジングといった格納筺体内と共にモールド成型する際、樹脂型と筺体内周との隙間から樹脂がロータ側に漏れでる虞がある。特に、絶縁性やステータの安定設置の要請から、樹脂の封入圧は高圧となる傾向があり、これが樹脂漏れを助長する虞もある。
 筺体内周に漏れ出た樹脂を放置したままでは、回転駆動時の振動や経年変化等によって剥がれ落ちる虞もある。剥がれた樹脂片がギャップ間に侵入すれば、磁束面や磁石面の損傷を招来したり、他の駆動部品等に影響を与えたりすることも考えられ、性能や信頼面で課題が残る。
 これに対し、樹脂封入後、樹脂型を抜いた後に漏れた樹脂を除去するとしても、かかる作業に伴い筺体内周やステータ面が損傷するという保守面の課題や、作業性の低下という課題も残る。
 樹脂モールドステータの利点を十分に生かしつつ性能面、信頼面、作業面の利点を追求し得る技術が望まれる。
 上記課題を解決するために、例えば請求の範囲に記載の構成等を採用する。即ち 回転軸方向に磁束面を有する複数のコアユニットが、前記回転軸を中心に環状に配列してなるステータと、前記ステータの磁束面と軸方向に面対向するロータと、該ステータを格納する内筒空間を有する筺体と、前記ステータの一部又は全部を覆うと共に該ステータと前記内筒空間の内周を一体的に接続するモールド樹脂とを有するアキシャルギャップ型回転電機であって、前記筺体が、前記内筒空間の内周の一部に、軸心側への所定厚みをもって前記内周に沿った環状の肉厚部を有するものであり、前記モールド樹脂と前記内筒空間内周の軸方向境界が、前記肉厚部の径方向投影面の領域内に含まれるものである。
 更には、回転軸方向に磁束面を有する複数のコアユニットが、前記回転軸を中心に環状に配列してなるステータと、前記ステータの磁束面と軸方向に面対向するロータと、該ステータを格納する内筒空間を有する筺体と、前記ステータの一部又は全部を覆うと共に該ステータと前記内筒空間の内周を一体的に接続するモールド樹脂とを有するアキシャルギャップ型回転電機の製造方法であって、 前記肉厚部の軸方向幅内で、前記ステータの軸方向幅が含まれる位置に前記ステータを前記内筒空間に配置する配置ステップと、前記肉厚部の軸方向端部の内径と概略一致する内径を有し、軸方向からの押圧によって径方向に形状が変化する環状のシール部材を、前記軸方向端部と対向するように配置するシール部材配置ステップと、前記内筒空間の軸方向開口から前記肉厚部の内径より大の外径を有する樹脂型を挿入し、前記シール部材を前記軸方向端部に押圧する押圧ステップと、前記樹脂型の樹脂封入口から前記ステータ側に前記モールド樹脂を封入し、前記ステータ及び前記肉厚部内周を一体的にモールドする封入ステップとを含むアキシャルギャップ型回転電機の製造方法である。
 本発明の一側面によれば、モールド樹脂がロータ側に剥離する虞が低減し、性能、信頼性、耐久性、作業性の向上効果がある。
  本発明の他の課題・構成・効果は以下の記載から明らかになる。
本発明を適用した実施例1によるアキシャルギャップ型モータの構成を模式的に示す軸方向縦断面図である。 実施例1によるアキシャルギャップ型モータのコアユニット及びステータの外観構成を模式的に示す斜視図である。 実施例1によるアキシャルギャップ型モータの導線構成及びハウジング内への配置構成の様を模式的にしめす斜視図である。 実施例1によるアキシャルギャップ型モータの樹脂モールド工程の様を模式的に示す断面図である。 実施例1による樹脂モールド工程で使用する樹脂型及びシール部材の構成を示す模式図である。 実施例1によるアキシャルギャップ型モータの樹脂モールド工程におけるシール部材の変形の様を模式的に示す状態遷移図である。 実施例1によるアキシャルギャップ型モータの樹脂モールド工程後の構成を模式的に示す縦断面図である。 本発明を適用した実施例2によるアキシャルギャップ型モータの樹脂モールド工程におけるシール部材の変形の様を模式的に示す状態遷移図である。 実施例2によるアキシャルギャップ型モータの樹脂モールド工程後の様を模式的に示す縦断面図である。 本発明を適用した変形例によるアキシャルギャップ型モータの肉厚部、シール部材及び樹脂型の構成を模式的に示す縦断面図である。 本発明を適用した変形例によるアキシャルギャップ型モータのハウジングの構成を模式的に示す縦断面図である。
 以下、本発明を適用した実施例であるアキシャルギャップ型電動機(以下、単に「モータ」と称する場合がある。)100について、図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施例はモータを例とするが、本発明はジェネレータにも適用することができる。
 図1に、モータ100の回転軸方向縦断面を模式的に示す。モータ100は、ハウジング1、ブラケット2、軸受3、回転軸4、ロータ7及びステータ12を備える。ハウジング1は、モータハウジングであり、ステータ等を格納する筺体の例である。ハウジング1は、筒形状からなり、回転軸4、ロータ7及びステータ12を内包する内筒空間を有する。
 ロータ7は、基台として円盤状のバックヨーク6を有し、バックヨーク6のステータ側の面に、複数の(永久)磁石5を配置する。磁石5は、概略台形や扇形といった種々の形状からなり、回転軸4を中心に回転方向に環状に配置し、隣接する磁石5同士で磁極が異なるようになっている。なお、磁石5を1枚の環状体とし、着磁の際に隣接する極を違える構成であってもよい。
 バックヨーク6は、中央に軸方向の貫通孔を有し、これに貫通する回転軸4と共回りするように固定される。ロータ7は、ステータ12と軸方向で所定のギャップを介して挟むように2つ配置する。本実施例は、所謂1ステータ・2ロータ構成を例示するが、本発明は、その趣旨を違えぬ範囲で、ステータやロータの数に限定されるものではない。
 回転軸4は、延伸方向の両端部がラジアル或いはスラスト方向の軸受3を介して、ブラケット2に回転可能に軸支される。
 ステータ12は、コア8やコイル9等を有する複数のコアユニット12aが、回転軸4を中心に環状に配置してなる。また、ステータ12は、これら複数のコアユニット12a同士を一体的に覆うモールド樹脂10を有する所謂モールドステータである。モールド樹脂10が配置した後も、ステータ12の中央は軸方向に貫通した孔を有し、回転軸4がこの孔を非接触で貫通するようになっている。
 また、モールド樹脂10は、ステータ12をハウジング1に固定する機能も有する。モールド樹脂10は、樹脂を封入する封入装置の封入圧によって、後述するハウジング1の一部の内周に配置する肉厚部13とコアユニット12aの間や環状に配置された複数のコアユニット12aの間に回り込むことで、ステータ12をハウジング1の内筒空間に一体的に接続・固定するようになっている。モールド樹脂10は、ステータ12の全部を覆う構成でもよいし、例えば、コア8の軸方向端面といった一部は覆わずに露出させるなど、種々のモールド態様が適用できる。
 図2に、コアユニット12a及びステータ12の構成を模式的に示す。
  図2(a)に、コアユニット12aの外観斜視図を示す。コアユニット12aは、コア8、ボビン11及びコイル9を有する。コア8は、鋼板や箔体の積層による積層コア、圧粉コア、削り出しによるコアなど種々の構成が適用可能であり、概略台形の柱体形状を有する。なお、コアが台形や柱体以外の構成であってもよい。ボビン11は、絶縁部材であり、種々の構成を適用することができるが、本実施例では樹脂性の筒形状を有する部材を適用するものとする。ボビン11の内筒にコア8を配置し、ボビン11の外筒にコイル9が巻き回るようになっている。
 図2(b)に示すように、複数のコアユニット12aが環状配置したステータ12の外観斜視図を示す。各コアユニット12aは、概略台形の断面形状を有する各コアユニット12aの上底側を回転軸4側に向けて環状に配置し、負荷側、反負荷側端面の径方向外周に、互いを接続する連結部材14によって締結されるようになっている。なお、本発明において、ステータの構成はかかる例に限定されるものではい。
 図3に、ステータ12及びこれがハウジング1に配置した様を示す。図3(a)に示すように、ステータ12の反負荷側の周囲には、各コアユニット12aから引き出た導線(渡線)30が、ハウジング1の内周面に沿って配置する。なお、本実施例では、3本の導線30を図示するが、これに限定するものではない。導線30は、ボビン11の下底側鍔と接続する導線保持部材31によってハウジング1の内周面に保持されるようになっている。
 モールド樹脂10を封入する前、図3(b)に示すように、ステータ12は、ハウジング1の内筒に配置する。ハウジング1は、導線30をハウジングの外部に引き出すための引出口33を有する。ハウジング1の内周に沿って配置する導線30は、やがて引出口33から外部に案内され、電源等と接続するようになっている。引出口33は、複数であってもよいし、その位置も本例に限定するものではない。
  なお、詳細は後述するが、本実施例では、導線30及び導線保持部材31もステータ12と共にモールド樹脂10にモールドされるようになっている。
 図4に、モールド樹脂10を封入する工程例を模式的に示す。なお、本図では、図3とは天地(図での上下)が逆転し、図の上側が負荷側として説明する。ハウジング1の反負荷側の開口から下型Bが内筒空間に進入し、ステータ12がハウジング1の内筒空間に配置する。ステータ12の中央には、中型Cが配置する。次いで、上型Aがハウジング1の負荷側開口から内筒空間に挿入することで、ステータ12がハウジング1の肉厚部13内周、上型A、下型B及び中型Cによって囲繞された空間に位置決めされる。
 ここで、ステータ12は、軸方向でハウジング1の肉厚部13の幅内に位置するようになっている。肉厚部13は、ハウジング1内周の軸方向中央部分で、所定の厚みをもって軸心側に肉厚となる部分である。肉厚部13は、軸方向及び周方向に連続して同厚みをもって軸心方向に環状の凸部となる形状を有する。なお、肉厚部13のすべての領域が同厚み部分で占められる必要はなく、肉厚部13の一部が外周方向への凹部等を有していてもよい。以下に述べるように、モールド樹脂10の封入圧力に対する筐体の耐性を確保できる構成であれば、肉厚部13は、軸方向及び周方向に同厚みで連続した部分で概ね構成されていれば効果をえることができる。
 モールド樹脂10は、絶縁性と、ステータ12の耐久性と、ハウジング内での確実な固定をするために、樹脂がコアユニット12a間やハウジング内周との間に隙間なく十分に回り込むのが好ましい。このためにモールド樹脂10の封入圧は高圧となる場合もある。ハウジング1は、内部からの高圧環境に十分に耐えうる必要があるため、高圧に晒されるモールド領域に肉厚部13を有することで、径方向への圧力耐性を確保することができる。
 モールド樹脂10は、上型A・下型Bの樹脂封入穴(不図示)から囲繞空間(ステータ12側)に封入されるようになっている。モールド樹脂10が、コアユニット12a間やコアユニット12aの軸方向端面の一部又は全部やステータ12とハウジング1の肉厚部13の間等に回り込み、ステータ12の絶縁と、ハウジング1との固定とをするようになっている。なお、モールド樹脂10の封入後、上型A、下型B及び中型Cは軸方向に離間する。
 ここで、モールド樹脂10の封入によって、ステータ12がモールドステータとなるが、上型Aや下型Bと、ハウジング1内周の隙間から樹脂が漏れる虞がある。樹脂漏れの面からは、上型A、下型Bの外径と、ハウジング2の内径とを可能な限り隙間の無い寸法とすることが好ましいが、隙間を完全に無くす精度は作業性やコスト面からの課題が残る。また、ステータ12の安定的固定及び絶縁の信頼性の面から、モールド樹脂10がステータ12及びハウジング1内周間に隙間なく回り込めるように、樹脂の封入圧を高圧とする場合があるのは先に述べたが、かかる圧力は樹脂漏れを助長することにも作用する。モールド樹脂の封入後、隙間から漏れ出たモールド樹脂10を剥離するのは作業面から好ましくなく又そのまま硬化させ放置すれば、経年劣化等や駆動振動による自然剥離を招来し、ステータ12やロータ7といった部品に影響を及ぼす虞もある。
 そこで、本実施例の特徴の1つは、ハウジング1の肉厚部13の軸方向幅内に、ステータ10及びこれをモールドするモールド樹脂10が配置する構成を有する点である。換言すれば、ハウジング1の内周と、これに接するモールド樹脂10との境界が、肉厚部13の軸方向幅内に位置する構成である。更に換言すれば、モールド樹脂10と、これに接するハウジング1の内周との軸方向幅が、肉厚部13の軸方向幅以内となり、両者の軸方向の接触領域が肉厚部13の径方向投影面以内となる点である。
 このような構成を実現する構成及び一手段を図5及び図6を用いて説明する。
  図5(a)は、上型Aをステータ12側から観察した場合の正面図である。上型Aは、ハウジング1の内筒内径よりもやや小且つ肉厚部13の内径よりは大となる外径を有する。ステータ10との対向面の外周寄りには、所定深さの環状の溝A5(図中ハッチングで示す。)を有する。
  図5(b)に、図5(a)O-O´線の矢視断面を模式的に示す。溝A5は、図5(c)に示すような環状のシール部材15が配置する場所である。本実施例では、シール部材15の断面径は、溝A5の溝幅と概略同径或いはやや大径とし、溝A5に配置した際に、天地が逆転しても溝A5からシール部材15が脱落しないようになっている。また、溝A5の深さは、シール部材15の断面径よりも小となっている。このように、シール部材15を後述する肉厚部13の軸方向端面13a(段差面)と対向配置することができる。なお、シール部材15の断面形状は円形や楕円形として説明するが、矩形等他の形状であってもよい。
 シール部材15は、ハウジング1の肉厚部13の軸方向端面13aと、上型Aとの当接面をシールする部材である。シール部材15は、ハウジング1に侵入する上型Aと肉厚部13の軸方向端面13aとの間に位置し、両者に挟まれて押圧されることで変形し、肉厚部13と上型A外周側の当接面の隙間を十分にシールするようになっている。これによって、モールド樹脂10がロータ側に漏えいするのを防止することができる。
  本実施例では、シール部材15は、ゴム、軟性樹脂といった弾性部材を適用するものとして説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上型A及び肉厚部13間の押圧力の大小や両者の材質等によっては、金属や硬質樹脂等を適用することも可能である。例えば、上型Aがステンレスであり、肉厚部13が鉄であった場合、シール部材15として両者よりも硬度が低いアルミを適用する等である。或いはシール部材15にアルミ等の金属を使用する場合には、少なくとも軸方向端面13aを構成する素材よりも硬度の低いことがモータ100の保守の面から好ましい。
  このように、肉厚部13の軸方向端面13a及び上型Aの当接面の平滑度に依存するが、これが許される条件であれば、押圧によるアルミ等の金属の変形によってもシール効果をえることができる。
 また、図5(a)等に示すように、本実施例では、溝A5の内側の縁の位置は、肉厚部13による軸方向端面13aの軸心側角(二点鎖線)よりも外側に位置するようになっている。図6を用いて、このような構成等の利点について詳細に説明する。
 図6(a)に、上型Aがハウジング1に進入する様、図6(b)に、上型Aと肉厚部13が当接した様の状態遷移を模式的に示す。図6(a)に示すように、押圧を受ける迄は断面形状を維持する。図6(b)に示すように、上型A及び肉厚部の軸方向端面13aが当接し、押圧によってシール部材15が変形する。上述のように、溝A5の内側の縁の位置は、肉厚部13の軸方向端面13aの軸心側角よりも外側である。即ち押圧変形したシール部材15が軸心側にも拡大し且つ当該拡大部分も上型A及び軸方向端面13aによって軸方向に十分に押圧されることで、シール面積の増加が期待できる。
 また、シール部材15によって隙間がシールされるが、モールド樹脂10の封入圧が高圧であるほど、シール部材15を外周側に押し出そうよとする力も増加する。更には、シール部材15と上型Aの間にも高圧が生ずることから、かかる部分から樹脂が漏れ出る虞もある。この点、本実施例では、シール部材15が上型Aの溝Aに保持される構成であることから、まず、溝A5がシール部材15を強固に保持することで、シール部材15自体が外周側に押し広がるのを防止する。次いで、シール部材15と溝A5との間がラビリンス構成となり、このような構成がシール部材15と溝A5間からモールド樹脂10が漏れるのを防止することができる。
 図7に、モールド樹脂10の封入後に、各樹脂型を外した状態のステータ12及びハウジング1の回転軸方向縦断面を模式的に示す。負荷側及び反負荷側でのモールド樹脂10と肉厚部13の境界間軸寸も同等或いはモールド樹脂10の方が短くなる。即ち肉厚部の軸方向端面13a、シール部材15等によるシール作用がロータ7側への樹脂漏れを防止する為である。これによりモータ100の性能、信頼性が向上するとともに漏れた樹脂を剥離するといった工程が発生しない。
 更に、肉厚部13の軸方向の幅寸L1は、ステータ12の軸方向幅寸L2以上となる。即ちモールド樹脂10を圧入する際の圧力に対してハウジング13が十分な圧力耐性を得ることができる。密度高くモールド樹脂10を回り込ませることは、モータ100の絶縁性、耐久性に大きく寄与する。少なくとも高圧(特に径方向への高圧力)負荷のかかる部分に肉厚部13があることで、かかる効果を実現し得る。なお、高圧負荷部分のみを肉厚にすることは、他の部分は薄肉化にすることができ、軽量化も実現し得るし、薄肉部分について空間的な自由度が向上するともいえる。
 なお、負荷側について説明したが、反負荷側のシールについても上記上型Aと同様に、下型Bが、シール部材15及び肉厚部の軸方向端面13aとともに同様な作用によって同様な効果を奏する。
 特に、本実施例では、モールド樹脂10が、導線30もステータ等と一体にモールドし、また、引出口33の一部又は全部にまで樹脂が回り込むことで、ステータ12及びそれを構成する部品を十分に一体モールド可能とするとともにモールド樹脂10の漏れも防止することができ、信頼性等で著しい効果を得ることができるといえる。
 以上が、本発明を実施するための実施例1である。実施例1によれば、モータ100の性能、耐久性、信頼性、作業性等の向上を図ることができる。
 実施例2について説明する。実施例2と実施例1の主な相違点は、以下の2点である。
  第1に、上型は、ステータとの対向面外周側に溝を有さずに外周角が段差であり、この段差にシール部材が配置する構成である。
  第2に、コアユニットから引き出る導線が、実施例1では、ステータよりも軸方向の反負荷側に突出して配置するのに対し、実施例2では、ステータの径方向投影面内の位置に引出口が配置し、これらと共にモールド樹脂10がステータ12と一体的に回り込む構成である。
 なお、以下の説明において、実施例1と同様の作用・効果のある部材については同符号を用い、詳細な説明を省略する場合がある。
 図8に、実施例2による上型Aa(下型Baも同様である。)及びシール部材15bの部分拡大断面を模式的に示す。図8(a)に示すように。上型Aaのステータ12側の外周角は段差A10を有する。段差A10の軸方向寸(幅)は、シール部材15bの断面径よりも大、同等或いは小であってもよい。段差A10の径方向寸(幅)は、シール部材15bの断面径よりも小であるのが好ましい。シール部材15bは、実施例1のシール部材15bよりも断面径が大である弾性部材である。
 図8(b)に示すように、上型Aaがハウジング1の内筒に進入し、やがてシール部材15bが肉厚部13の軸方向端面13aと当接する。押圧によってシール部材15bは軸心側及び外周側に広がるように変形する。ここで、本実施例では、段差A10よりも軸心側の上型Aaが肉厚部13の軸方向寸よりもやや短くなる位置まで入り込む。このような構成とすることで、シール部材15bが肉厚部の軸方向端面13aと、段差A10の間でより複雑に変形する。図8(b)の例では、変形したシール部材15bの一部が、より上型Aaの進行方向側まで変形進入し、積極的なシール作用を発生する。
 図9に、図8(b)のモールド樹脂10の封入工程後に、各樹脂型をハウジング1から抜いた状態のステータ12、モールド樹脂10及びハウジング1の軸方向縦断面を模式的に示す。モールド樹脂10と肉厚部の軸方向端面13aのハウジング内周面での境界は、負荷側、反負荷側ともに軸方向端面13bよりも外側に位置することがない(L3に収まる。)。換言すれば、境界は、軸方向端面13aの軸心側角からより軸方向内側(ステータ12側)に位置する場合もあり得る。
 また、ステータ12及びモールド樹脂10が、肉厚部13の径方向投影面以内に含まれる。即ちハウジング内周に沿って漏れ出て、薄肉に貼りつくような樹脂バリは発生しない。更に、モールド封入時の高圧負荷がかかる筐体部分が肉厚部13のみであり、高圧耐性をもってモールド樹脂10が回り込むのを助長する。したがって、モータ100の性能、信頼性、耐久性、作業性の向上に寄与するものであるといえる。
〔変形例〕
 以上、実施例1及び2を説明したが、シール部材15(15b)やハウジング1の肉厚部13の変形例について、図10、図11を用いて説明する。
 図10に、上型(下型)、肉厚部、シール部材の種々の構成を示す。
  図10(a)は、上型Aが実施例1に示すような溝A5を複数(図では2つ)有し、その溝A5のそれぞれにシール部材15が配置する構成である。なお、複数の溝A5は、軸心側で隣接する溝A5と径が異なり又軸心側に隣接する溝A5を内包する関係である。これに伴い各シール部材15に配置する各シール部材15の径も同様の関係を有する。シール部材15が複数あることで、シール性が確保乃至向上するともいえる。
 図10(b)は、上型Aの溝A5が1つであるが、複数のシール部材15を一方が他方を軸心側に内包するように連続して配置する点が特徴である。かかる構成であってもシール性を確保乃至向上させることができる。
  図10(c)は、肉厚部の軸方向端面13aが、上型A(又は下型B)の進入方向に傾斜するテーパ形状である様を示す。即ち実施例1等において、軸方向端面13aは、軸心に向かって鉛直となる段差面をもって構成される例であるが、本変形例は、軸心側に向かって傾斜する段差となる構成例である。また、上型Aの外周側角も、軸方向端面13aに沿うような反対テーパ形状を有する。このような嵌め合い関係にある軸方向端面13aと上型Aの外周角の間に、シール部材15を配置する。シール部材15の径上は、他の例と同様に、断面が円形のものでもよいし、図10(c)に示すように板状の環状体であってもよい。このような構成でもシール性の確保又は向上が期待できる。
 図11に、ハウジング1の肉厚部13の変形例を示す。上述の例では、肉厚部はハウジング1内筒壁から軸心側に向かって肉厚となる構成であったが、本変形例では、軸心側のみならず外周側にも肉厚となる形状である点が特徴の1つである。例えば、樹脂の封入圧をより高圧化する場合や、ハウジング1の耐圧部分以外を更に箔肉化したりする場合にも好適な形状である。更には、軸心側の肉厚部13の厚みをより薄くすればその分ステータ12等を大径にすることもできる。その分不足する耐圧強度を確保するために、外周側に肉厚部13を寄せる等の利用も可能である。
 図11に変形例によるハウジング1、ステータ12、モールド樹脂10の縦断面図を模式的に示す。本変形例の特徴の1つは、肉厚部13が、軸心側にのみ肉厚なのではなく、外周側にも肉厚となる点である。
 以上、本発明を実施するための種々の例について説明したが、本発明は上記の構成等に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。一実施例での構成の一部又は全部を他の実施例の構成に適用することも可能であるし、一部の構成を省略することも可能である。
 特に、上記実施例等では、負荷側及び反負荷側の両方で、軸方向端面13a(段差)及びシール部材10によるシール等を施すことを例示したが、何れか一方にのみこのような構成を適用することもできる。
 また、上記実施例では、永久磁石型の電動機への適用例を挙げて説明したが、誘導型にも適用可能であるし、電動機のみならず発電機への適用も可能である。
 1…ハウジング、2…ブラケット、3…軸受、4…回転軸、5…永久磁石、6…バックヨーク(基台)、7…ロータ、8…コア、9…コイル、10…モールド樹脂、11…ボビン、12…ステータ、12a…コアユニット、13…肉厚部、13a…(肉厚部の)軸方向端面、14…連結部材、15・15b…シール部材、30…導線(渡線・引出線)、31・・・導線保持部材、33・・・引出口、A・Aa…上型、A5・B5…溝、A10、B・Bb…下型、C…中型、L1…(肉厚部の)軸方向幅寸、L2…(ステータの)軸方向幅寸、L3…(モールド樹脂と肉厚部の)境界間の軸方向幅寸、100…アキシャルギャップ型電動機(モータ)

Claims (17)

  1.  回転軸方向に磁束面を有する複数のコアユニットが、前記回転軸を中心に環状に配列してなるステータと、前記ステータの磁束面と軸方向に面対向するロータと、該ステータを格納する内筒空間を有する筺体と、前記ステータの一部又は全部を覆うと共に該ステータと前記内筒空間の内周を一体的に接続するモールド樹脂とを有するアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記筺体が、前記内筒空間の内周の一部に、軸心側への所定厚みをもって前記内周に沿った環状の肉厚部を有するものであり、
     前記モールド樹脂と前記内筒空間内周の軸方向境界が、前記肉厚部の径方向投影面の領域内に含まれるものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  2.  請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記肉厚部の軸方向負荷側及び反負荷側の少なくとも一方の端部が、前記内筒空間内周から回転軸心方向への段差をもって形成されるものであり、
     前記軸方向境界が、前記段差の回転軸心側角から軸方向内側に位置するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  3.  請求項2に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記段差が、前記回転軸心方向に向かって鉛直となるものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  4.  請求項2に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記段差が、前記回転軸心方向に向かって傾斜するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  5.  請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記肉厚部の軸方向負荷側及び反負荷側の少なくとも一方の端部が、前記内筒空間内周から回転軸心方向への段差をもって形成されるものであり、
     前記モールド樹脂が、前記段差の表面に配置しないものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  6.  請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記肉厚部が、軸方向及び周方向に同厚みで連続した部分を有するものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  7.  請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記コアユニットから引き出る導線が、前記内筒空間の内周に沿って配置するものであり、
     前記モールド樹脂が前記導線を前記ステータと共に一体にモールドするものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  8.  請求項7に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記筐体が、前記導線が外部に引き出る為の引出口を有するものであり、
     該引出口は、前記肉厚部の径方向投影面に含まれる位置に配置し、前記モールド樹脂が、前記導線と共に該引出口の一部又は全部を一体にモールドするものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  9.  請求項7に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記筐体が、前記導線が外部に引き出る為の引出口を有するものであり、
     該引出口は、前記ステータの径方向投影面に含まれる位置に配置し、前記モールド樹脂が、前記導線と共に該引出口の一部又は全部を一体にモールドするものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  10.  請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     前記肉厚部が、前記筐体の径方向外周側にも肉厚となるものであるアキシャルギャップ型回転電機。
  11.  請求項1に記載のアキシャルギャップ型回転電機であって、
     該回転電機が、電動機又は発電機であり、
     磁石型又は誘導型であるアキシャルギャップ型回転電機。
  12.  回転軸方向に磁束面を有する複数のコアユニットが、前記回転軸を中心に環状に配列してなるステータと、前記ステータの磁束面と軸方向に面対向するロータと、該ステータを格納する内筒空間を有する筺体と、前記ステータの一部又は全部を覆うと共に該ステータと前記内筒空間の内周を一体的に接続するモールド樹脂とを有するアキシャルギャップ型回転電機の製造方法であって、 
     前記肉厚部の軸方向幅内で、前記ステータの軸方向幅が含まれる位置に前記ステータを前記内筒空間に配置する配置ステップと、
     前記肉厚部の軸方向端部の内径と概略一致する内径を有し、軸方向からの押圧によって径方向に形状が変化する環状のシール部材を、前記軸方向端部と対向するように配置するシール部材配置ステップと、
     前記内筒空間の軸方向開口から前記肉厚部の内径より大の外径を有する樹脂型を挿入し、前記シール部材を前記軸方向端部に押圧する押圧ステップと、
     前記樹脂型の樹脂封入口から前記ステータ側に前記モールド樹脂を封入し、前記ステータ及び前記肉厚部内周を一体的にモールドする封入ステップとを含むアキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
  13.  請求項12に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、
     前記押圧ステップに、前記シール部材の軸心方向への変形端が、前記肉厚部の軸方向端面の軸心側角から軸心側の範囲に達するまで前記シール部材を軸方向に押圧する工程を含むものであるアキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
  14.  請求項12に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、
     前記シール部材配置ステップに前記肉厚部の軸方向端部と対向する前記樹脂型の面に位置する環状の溝に、前記シール部材を配置するステップを含むものであるアキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
  15.  請求項12に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、
     前記シール部材配置ステップに、前記肉厚部の軸方向端部の径方向幅に含まれ且つ異なる径を有して、隣接する一方シール部材が他方のシール部材に軸心方向に内包される関係にある複数のシール部材を、前記軸方向端部と対応する工程を含むものであるアキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
  16.  請求項12に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、
     前記シール部材が、少なくとも前記軸方向端部の硬度よりも低い硬度の部材からなるものであるアキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
  17.  請求項12に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、
     前記シール部材が、ゴム又は樹脂からなる弾性体であるアキシャルギャップ型回転電機の製造方法。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE542616C2 (en) * 2018-09-27 2020-06-16 Leine & Linde Ab Rotary encoder and method for manufacturing a rotary encoder
US10892654B2 (en) * 2018-11-09 2021-01-12 Shenzhen Shanxiang Intelligent Technology Enterprise Axial magnetic field motor with grain-oriented silicon steel sheets
USD986283S1 (en) * 2019-11-13 2023-05-16 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg Electric motor
CN111262351B (zh) * 2020-01-15 2021-11-16 浙江盘毂动力科技有限公司 一种电机定子结构及其灌封方法
FR3136613B1 (fr) * 2022-06-09 2024-05-24 Renault Demi-boitier pour moteur électrique à flux axial
EP4354714A1 (en) * 2022-10-14 2024-04-17 MAHLE International GmbH Plastic distribution device
DE102022004802A1 (de) * 2022-12-19 2024-06-20 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Herstellen eines Stators einer Axialflussmaschine und Stator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007228790A (ja) * 2006-01-27 2007-09-06 Nissan Motor Co Ltd モータ
WO2015162819A1 (ja) * 2014-04-25 2015-10-29 株式会社日立産機システム アキシャルエアギャップ型回転電機

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5597523A (en) 1994-02-22 1997-01-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Molding apparatus and method in which a mold cavity gasket is deformed by separately applied pressure
BRPI0913261A2 (pt) * 2008-12-03 2019-09-24 Honda Motor Co Ltd motor do tiop de entreferro axial e método de fabricação de rotor do motor
CN102545460B (zh) * 2010-12-29 2015-10-07 日本电产高科电机控股公司 模塑电机
US20150372544A1 (en) 2012-02-17 2015-12-24 Hitachi, Ltd. Rotary Electric Machine
JP5607708B2 (ja) * 2012-12-04 2014-10-15 ファナック株式会社 電動機の固定子
WO2014115255A1 (ja) * 2013-01-23 2014-07-31 株式会社 日立製作所 アキシャルギャップ型回転電機
JP6221035B2 (ja) * 2013-07-05 2017-11-01 日本電産株式会社 軸受機構、モータおよび送風ファン
WO2015075813A1 (ja) * 2013-11-22 2015-05-28 株式会社日立製作所 アキシャルギャップ型回転電機
JP6243208B2 (ja) * 2013-11-28 2017-12-06 日本電産テクノモータ株式会社 モータおよびモータの製造方法
WO2015159332A1 (ja) * 2014-04-14 2015-10-22 株式会社日立産機システム アキシャルギャップ型回転電機
EP3136552B1 (en) * 2014-04-21 2020-02-12 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Axial air gap rotating electric machine and rotating electric machine bobbin

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007228790A (ja) * 2006-01-27 2007-09-06 Nissan Motor Co Ltd モータ
WO2015162819A1 (ja) * 2014-04-25 2015-10-29 株式会社日立産機システム アキシャルエアギャップ型回転電機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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CN108781017B (zh) 2021-08-27
US20190305628A1 (en) 2019-10-03

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