JP2013537797A - 電気機械のオーバーモールドによる構築 - Google Patents

Abstract

電気機械（１０）は、永久磁石（２４ａ，２４ｂ）を有する回転子（１４ａ，１４ｂ）と、固定子鉄心（１６）に巻かれたコイル（２２）を有する固定子（１２）であって、前記コイルが回転子と固定子との間に画成されたエアギャップ（２６ａ，２６ｂ）を越えて磁石と相互作用する固定子とを備える。鉄心（１６）およびコイル（２２）は、エアギャップ間に延在する環状の固定子ハウジング（４２ａ，４２ｂ）に囲まれている。コイルを冷却する冷媒を包含するチャンバ（５２，５４，５６）が画成される。固定子ハウジングは機械に固定子鉄心およびコイルを取り付ける２つの結合型のクラムシェル（４２ａ，４２ｂ）を備える。各クラムシェルは強化プラスチックで成型され、（付随的に１以上の中間部材を通して）相互接続される。少なくとも１つのクラムシェルは、それにオーバーモールドされた、半径方向壁の一部を形成する固定子バーのシューと、付随的な次のコンポーネント、すなわち外側円筒壁部分に沿って延在する円筒状ボス支持部；チャンバの外側から電気的に連絡する接続スタッド；固定子コイル；冷却剤入口および出口ポート；および回転子ベアリングの外輪の１以上と、を有する。

Description

本発明は、固定子と、固定子の中で回転するようにジャーナル軸受により支持された回転子を備える永久磁石電気機械、および、かかる機械を構築する方法に関するものである。固定子には、固定子鉄心（stator bar）に巻かれたコイルが設けられ、ロータには、ステータとの間のエアギャップを横切るコイルと協働するべく永久磁石が設けられる。この機械はモータまたは発電機のいずれであってもよく、多くの実施形態において、アキシャルフラックス型機械である。特に、本発明はヨークを持たないセグメント型電機子機械（これを以下、「Ｙ機械」と称する）に関する。

非特許文献１では、Ｙ機械の構成が説明され、固定子に使用される鉄の量を削減することによるトルク密度の改善というその利点について述べられている。これは、固定子の周囲に周方向に離間され、理想的には軸方向に配置された（すなわち、回転子の回転軸に平行な）鉄心に巻かれた一連のコイルを備える。回転子は２つのステージを有し、これらは永久磁石の設けられたディスクからなり、永久磁石は固定子の各コイルのいずれかの端に面している。ある動作段階における磁路は、第１のコイルから、回転子の第１のステージの第１の磁石へ入り、回転子のバックアイアン（back iron）を通じて第１のステージの第１の磁石に隣接する第２の磁石へ入り、固定子の第１のコイルに隣接する第２のコイルを通って、回転子の第２のステージの、第１のステージの第２の磁石と整列する第１の磁石に入り、第２のステージのバックアイアンを通じて第２のステージの、第１のステージの第１の磁石と整列する第２の磁石へ入り、第１のコイルを通じた回路が完結する、というものである。

電気機械に伴う１つの問題は一般に、十分な冷却を行うことである。これは、トルク密度が高く、高トルクのコイルにおいて多くの熱を発生し、少なくとも長期間にわたって使用できるトルクの制限要因となるようなＹ機械では特に問題である。

コイルと永久磁石の間の磁気結合は、発電機の場合は磁石、またモータの場合はコイルそのものにより、コイルの中に発生される強力な磁界によって実現し、コイル内の磁束密度がなるべく大きくなるように、磁気回路の透磁性をできるだけ低くするべきである。この目的のために、高透磁性のコアまたは鉄心（bar）を使用し、その周囲にコイルを巻き付ける。しかしながら、好ましくは鉄心を積層体とするか、その他の方法によって、鉄心内の渦電流の発生を低減させるように構成する。また、鉄心には、好ましくはシュー（shoe）を設けて、エアギャップ内の磁束を分散させ、その中の磁束密度を小さくする。エアギャップは磁気抵抗が高く、その面積を大きくすると磁気抵抗は小さくなり、これは、永久磁石の材料の使用量を削減できることを意味する。このような材料の量は、なるべく少ないことが望ましい。

特許文献１は、内部に固定子コイルを取り付けた円筒形スリーブを有するハウジングを備えるＹ機械を開示しており、このスリーブは中空で、冷媒を循環させる。しかしながら、コイルは、熱を固定子のハウジングに伝えるために熱伝導性材料の中に埋め込まれる。回転子はハウジング内でジャーナル軸受によって回転可能に支持されている。固定子鉄心は、特許文献３と同じく、やはりＹ機械を開示している特許文献２と同様に、積層体のように思われる。

特許文献４が開示するＹ機械では、回転子が羽根型ポンプとして機能して固定子ハウジングによって画定されるチャンバ内で流体を循環させ、この固定子ハウジングの中には、ハウジング内の軸受に支持されて回転子を担持する回転子軸が延びる。流体は、固定子のコイルを冷却する。特許文献５は、自動車の車輪のギヤレス型駆動用に特に適応させた、別のＹ機械を開示している。

特許文献６が開示するＹ機械の場合、回転子には、永久磁石と強磁性磁極片のセグメントが交互に配置されたものが周方向に２列ある。

同時係属している国際特許出願である特許文献７（Ａ１）、特許文献８（Ａ２）および特許文献９（Ａ３）は、それぞれＹ機械の様々な形態の冷却、磁束管理（flux management）およびモジュール配置を開示している。各文献の全体的な内容は、これらの参照によって本願に含まれるものとする。

特許文献７には、永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心に巻き付けられたコイルを有する固定子であって、コイルが回転子と固定子の間に画定されるエアギャップを越えて磁石と相互作用するような固定子を備える電気機械であって、鉄心とその上のコイルは固定子ハウジングによって取り囲まれ、固定子ハウジングはエアギャップの中に延びて、コイルを冷却する冷媒を取り込むチャンバを画定する電気機械が開示されている。

固定子ハウジングは、２つの環状プレートと２つの円筒壁を有していてもよく、環状プレートは、チャンバ内に鉄心を位置づけるための陥凹部を有する。好ましくは、固定子ハウジングの材料は非磁性、非導電性である。しかしながら、環状プレートと円筒壁が別々の場合、前記円筒壁は好ましくはアルミニウムであり、前記環状プレートはプラスチック材料である。あるいは、前記環状プレートは前記円筒壁と一体であってもよく、この場合、円筒壁はその円周上で分割され、内側および外側の円周継ぎ目に沿って相互に接続される。分割は中央で行われ、２つのクラムシェル状の形状が画成される。クラムシェルは実質的に同等で、好ましくは、「鏡像」であり、これらは相互に適合し、分割部分の接合部の周囲で継ぎ目が溶接しやすくなる。この場合、クラムシェルはプラスチックであってもよい。

好ましくは、環状プレートは鉄心の端部で薄くなり、従って鉄心と回転子上の磁石との間のギャップを最小限にすることができる。好ましくは、前記円筒壁は内壁と外壁であり、前記外壁は機械を取り付ける手段を有し、前記内壁は、回転子の軸受を取り付けるための手段を有していてもよい。

特許文献８において、アキシャルフラックス型電気機械は、回転子と固定子を備え、回転子は回転子の第１と第２のステージ上に周方向に離間された永久磁石を有し、固定子は前記ステージの間に配置されるとともに、固定子の固定子鉄心の周囲に巻き付けられたコイルを有し、コイルは回転子と固定子の間に画定されるエアギャップを越えて磁石と磁気的に相互作用し、鉄心は各鉄心の各端にシューを有し、このシューは鉄心を通る磁束を各ステージの前記磁石と接続し、固定子は鋳造した少なくとも２つの環状構成要素であり、その各々は接続されたシューのリングを含み、一方は鉄心もしくはそれらの部品のいくつかまたは全部を含み、他方は残りの鉄心もしくはそれらの部品を含み、前記コイルが鉄心の上に配置され、その後、環状の構成要素は相互に接続されて、前記固定子が完全に構成される。環状コンポーネントは同等であってよく、各々が各鉄心の半体を含んでいてもよく、接続を容易にするのに適合した界面が設けられる。

特許文献８にはまた、永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心の周囲に巻き付けられたコイルを有する固定子であって、コイルが回転子と固定子の間に画定されたエアギャップを越えて磁石と相互作用する固定子とを備え、鉄心は、鉄心を通じて磁束を前記磁石に連結するシューを有し、鉄心とシューとは相互に別々に形成され、各々の少なくとも一部は軟鉄粒子の成形により形成されて、粒子の短い寸法が磁気抵抗面を横切るように配置され、鉄心とシューは、鉄心の前記磁気抵抗面が鉄心の長手方向軸に平行で、シューの前記磁気抵抗面が前記長手方向軸を横切るように配置された電気機械が開示および記載されている。

粒子の短い寸法が前記磁気抵抗面を横切るように配置されることによって、各磁気抵抗面の磁気抵抗が最小となる。少なくとも鉄心の前記粒子は、長手方向の寸法が１つで、前記粒子はまた、その長手方向の寸法が前記磁気抵抗面の磁気抵抗の方向に平行になるように配向され、鉄心の前記磁気抵抗の方向は鉄心の前記長手方向軸に平行である。シューの粒子の長手方向の寸法が１つである場合、好ましくは、前記磁気抵抗の方向は、鉄心とシューが組み立てられたときに、前記長手方向軸に関して半径方向である。

特許文献９においては、回転子ステージの各々は環状の皿を含み、その外縁に前記永久磁石が取り付けられ、内縁が互いに接続されて前記軸受を囲むものとすることができるとされている。回転子ステージの各々を皿形状とすることで、半径方向の平面（すなわち、回転子の回転軸に垂直または、好ましくは固定子鉄心に垂直な平面）におけるその剛性が増大する。各々の前記内縁が、相互に係合する界面をもつ円筒状フランジを含んでいてもよい。円筒状フランジ間に、軸受に予め加えられる負荷を調節するためのスペーサが設けられていても良い。円筒状フランジは前記回転子軸に平行に配列されたボスを含み、これによって前記回転子ステージを互いにクランプするためのファスナを受容することができる。

本発明は、固定子コイルのクラムシェルハウジングの形態に係り、それによって機械の製造を容易にする。

特許文献１０は、機械のコンポーネントのオーバーモールドを開示している。これは２段階で実現される。まず第１に、フランジを有するボビン状スリーブで固定子鉄心をオーバーモールドしてから、その上にコイルを巻きつけ、配置リングまたは一連のコネクタを用いて一時的に組み立てる。組み立てられた鉄心およびコイルは型に挿入され、射出成型により、固定子全体が環状プレートとして形成される。同様の構成は特許文献１１に開示されている。

国際公開第２００６／０６６７４０号公報 英国特許出願公開２３７９０９３号明細書 国際公開第２００３／０９４３２７号公報 米国特許第６，７２０，６８８号明細書 米国特許出願公開２００５／００３５６６７６号明細書 米国特許出願公開２００７／００４６１２４号明細書 国際公開第２０１０／０９２４００号公報 国際公開第２０１０／０９２４０３号公報 国際公開第２０１０／０９２４０２号公報 米国特許出願公開２００６／００４３８２１号明細書 国際公開第２００１／０６６２３号公報

TJ Woolmer and MD McCulloch "Analysis of the Yokeless and Segmented Armature Machine", International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC), 3-5 May 2007

本発明に従って、永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心に巻かれたコイルを有する固定子であって、前記コイルが前記回転子と前記固定子との間に画成されたエアギャップを越えて前記磁石と相互作用する固定子とを備えた電気機械であって、前記回転子が前記固定子に対し回転軸のまわりに回転するためにジャーナル軸受により支持され、前記鉄心およびその上のコイルが環状の固定子ハウジングに囲まれ、該固定子ハウジングは前記機械に前記固定子鉄心および前記コイルを取り付ける２つの結合型のクラムシェルを備え、前記固定子の各々は各端部にシューを有し、前記クラムシェルの各々が内縁半径上および外縁半径上の円筒壁部分と当該内側および外側円筒壁部分をつなぐ半径方向壁とを有することで、前記２つのクラムシェルが前記内側および外側円筒壁部分の対向縁間で互いに接続されて前記固定子ハウジングが形成され、前記２つのクラムシェルがそれらの間で環状のチャンバを画成し、該チャンバを通って冷媒が前記コイルのまわりに流れて前記コイルの冷却を行うことが可能な電気機械において、
前記鉄心の各々は、その断面を横切る横断分割面（transverse split）で相互接続される少なくとも２つの鉄心部分から形成され、
前記クラムシェルの各々は、強化プラスチックで射出成型され、前記固定子鉄心の一つの鉄心部分のシューのまわりにオーバーモールドがなされることで、前記鉄心部分が前記半径方向壁に保持および位置決めされ、それによって前記シューが前記半径方向壁の一部をなすようにした、
ことを特徴とする電気機械が提供される。

好適で任意の特徴は、従属形式の請求項２から３５に記載されている。

また、本発明に従って、上記のように定義されたような電気機械を構築する方法であって、
ａ）前記固定子鉄心の鉄心部分を、そのための空間が設けられたクラムシェルの型内で組み立てるステップと、
ｂ）前記型を閉じ、その中に溶融させた強化プラスチック材料を射出するステップと、
ｃ）前記プラスチック材料を固化させ、前記型を開くことで、形成されたクラムシェルを解放するステップと、
ｄ）前記２つのクラムシェルの２つの同心の面を接続することで前記固定子を組み立てると同時に、前記分割面で前記鉄心部分同士を合わせることで、前記型が前記機械内で前記固定子バーを位置決めするジグとして働くようにするステップと、
を備えたことを特徴とする方法が提供される。

さらに広い意味で、本発明は、永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心に巻かれたコイルを有する固定子であって、前記コイルが前記回転子と前記固定子との間に画成されたエアギャップを越えて前記磁石と相互作用する固定子とを備え、前記鉄心およびその上のコイルが環状の固定子ハウジングに囲まれた形態の電気機械を構築する方法であって、
ａ）第１の型を準備するステップと、
ｂ）前記固定子鉄心の第１のシューを前記第１の型に配置するステップと、
ｃ）前記第１の型を閉じ、その中に溶融させた強化プラスチック材料を射出するステップと、
ｄ）冷却した後に前記第１の型を開き、第１のクラムシェルのプラスチック成型された材料内に前記第１のシューが保持された第１のクラムシェルを取り出すステップと、
ｅ）第２の型を準備するステップと、
ｆ）前記固定子鉄心の第２のシューを前記第２の型に配置するステップと、
ｇ）前記第２の型を閉じ、その中に溶融させた強化プラスチック材料を射出するステップと、
ｈ）冷却した後に前記第２の型を開き、第２のクラムシェルのプラスチック成型された材料内に前記第２のシューが保持された第２のクラムシェルを取り出すステップと、を備え、
ｉ）前記第１および第２のクラムシェルの各々が内縁半径上および外縁半径上の円筒壁部分と当該内側および外側円筒壁部分をつなぐ半径方向壁とを有しており、さらに、
ｊ）固定子コイルを前記固定子鉄心に取り付けるステップと、
ｋ）前記第１および第２のクラムシェルの前記内側および外側円筒壁部分の対向縁同士を互いに接続することで、各クラムシェルハウジングのそれぞれの第１の固定子シュー同士および第２の固定子シュー同士が互いに結合されて、それらの間で前記固定子コイルが固定されるようにするステップと、
ｌ）前記固定子ハウジングと前記回転子とを組み立てるステップと、
を備えたことを特徴とする方法を提供する。

好適で任意の特徴は、従属形式の請求項３７から４４および４６から５６に記載されている。

内側および外側円筒壁部分の結合する対向エッジおよび結合するクラムシェルを接続することは、その範囲に、他のコンポーネントを通じて結合することを含むことが理解される。この概念は請求項１６から２０、請求項４０から４２および請求項４８から５０に具体化されている。

しかしながら、具体的には、永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心に巻かれたコイルを有する固定子であって、前記コイルが前記回転子と前記固定子との間に画成されたエアギャップを越えて前記磁石と相互作用する固定子とを備えることができる電気機械であって、前記回転子が前記固定子に対し回転軸のまわりに回転するためにジャーナル軸受により支持され、前記鉄心およびその上のコイルが環状の固定子ハウジングに囲まれ、該固定子ハウジングは前記機械に前記固定子鉄心および前記コイルを取り付け、前記固定子ハウジングが内縁半径上および外縁半径上の円筒壁部分と当該内側および外側円筒壁部分をつなぐ半径方向壁とを有して環状のチャンバを画成し、該チャンバを通って冷媒が前記コイルのまわりに流れて前記コイルの冷却を行うことが可能な電気機械は、
前記鉄心の各々は、その断面を横切る横断分割面で相互接続される少なくとも２つの鉄心部分から形成され、
前記半径方向壁の各々は、強化プラスチックで射出成型され、前記固定子鉄心の一つの鉄心部分のシューのまわりにオーバーモールドがなされることで、前記鉄心部分が前記半径方向壁に保持および位置決めされ、それによって前記シューが前記半径方向壁の一部をなすようにした、
ことを特徴とするものである。

外側円筒壁部分はアルミニウムとすることができ、これは機械のハウジングを形成する。外側円筒壁部分は鋼とすることができ、これは固定子内に回転子を軸支するジャーナル軸受の取り付けリングを形成する。

各半径方向壁を、エアギャップを通して延在させることができ、各鉄心のシューを保持する部位で薄くすることにより、回転子の磁石と鉄心との間のギャップを最小限にすることができる。

クラムシェル内で固定子シューをオーバーモールドすることにより、機械内の固定子シューの位置を固定することができ、モールドは固定子シューを互いに対して正しい位置に保持するジグとして働き、クラムシェルは組み立てを通じて並列な状態に維持するものとして働く。加えて、クラムシェル内でモールドされ、最終的に互いに結合して固定子を形成する固定子シューは、固定子に剛性のある構造を与え、固定子シューと回転子磁石との間のエアギャップを最小限にすることを可能にし、それによって機械の効率が向上する。

本発明の他の態様により、上記の態様のいくつかまたは全部を取り入れた電気機械が提供され（これらは、相互に排除的ではない）、このような組み合わせは当業者にとって明らかである。具体的な実施形態の以下の説明に、上記の各種の態様が含まれていたり、含まれていなかったりするかもしれないが、そのことは重大でないと理解するものとする。

本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながらさらに説明する。

本発明が基本的に（ただしこれに限定されることなく）関係する、ヨークなしのセグメント型電機子の概略側面図である。 図１の装置の斜視図である。 本発明の一形態に係る機械の固定子ハウジングと固定子の分解斜視図である。 一実施形態に係る電気機械の固定子鉄心とシューの分解斜視図である。 鉄心の他の実施形態の端面図である。 鉄心のさらに別の実施形態の端面図である。 複合的固定子鉄心および結果として得られる磁束路の斜視図である。 本発明の一形態に係る機械の一実施形態を示す平面図である。 図５ａのＡ−Ａ線断面図である。 機械の分解斜視図である。 図５ａから図５ｃの機械を一部切り取って、図５ｃの矢印Ｘの方向から見た詳細図である。 図６ａのＡＡ−ＡＡ線断面図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す分解斜視図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す詳細な側断面図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す分解斜視図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す詳細な側断面図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す分解斜視図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す詳細な側断面図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す分解斜視図である。 本発明の異なる実施形態に係る固定子アセンブリの構成を示す詳細な側断面図である。 本発明に係るモータを貫く詳細な側断面図であり、電気接続の構成を示している。 配線のオプションを示す。 本発明のさらなる実施形態にも係るモータの分解斜視図である。 モータを貫く側断面図である。

ヨークなしのセグメント型電機子機械１０が図１に概略的に示されている。機械１０は、固定子１２と２つの回転子１４ａ，１４ｂを有する。固定子１２は、回転子１４ａ，１４ｂの回転軸２０の周囲で円周方向に離間された個別の固定子鉄心１６の集合である。各鉄心１６はそれぞれの軸１６ａを有し、軸１６ａは回転軸２０に平行に配置される。しかしながら、これは絶対不可欠ではない。アキシャルフラックス型機械において、軸１６ａは実際に回転軸２０に平行である。しかしながら、これは、それに対してどの角度でも配置でき、回転軸２０に関して半径方向であってもよい。以下の説明は、アキシャルフラックス型機械に関するものであるが、これはいかなる意味においても限定的と理解されるべきでなく、内容的に可能なかぎり、本発明は固定子鉄心１６が異なる角度で傾斜していても同様に適用される。

各固定子鉄心の各端にシュー１８ａ，１８ｂが設けられ、このシューはコイルスタック２２を制限するという物理的目的を果たし、スタック２２は好ましくは、矩形断面（または、三角形断面でもあり得る）の絶縁ワイヤであり、高い占積率を実現できる。コイル２２は、電気回路（図示せず）に接続され、回路は（モータの場合）、コイル内を流れる電流によって発生する磁場の極が隣接する固定子コイル２２の間で反対となるようにコイルを励起する。

２つの回転子１４ａ，１４ｂは、その間で固定子コイル２２を挟んで相互に対向する永久磁石２４ａ，２４ｂを担持する。実際に、アキシャルフラックス型機械では、回転子とその磁石は放射状に配置されるが、固定子鉄心が傾斜しているとき、それも同様となる。２つのエアギャップ２６ａ，２６ｂがそれぞれのシューと磁石のペア１８ａ／２４ａ，１８ｂ／２４ｂの間に配置される。回転軸２０の周囲には偶数のコイルと磁石が離間され、好ましくは、コイルと磁石を異なる数として、コイルがすべて同じ時、固定子に関する同じ回転位置で、対応する磁石対と整列しないようにする。これは、コギングの低減に役立つ。

モータ（本発明が基本的に関係するものである）では、上記の電気回路は、コイル２２を励起して、その極性が交互に交番することで異なる時点でコイルが別の磁石対と整列し、回転子と固定子の間にトルクを発生させるように配置される。回転子１４ａ，１４ｂは一般に相互に連結されて（例えば、図示されていない軸による）、固定子１２に関して軸２０の周囲で一緒に回転する。固定子１２は一般に（例えば、図示されていないハウジングの中に）固定されている。このような配置による１つの利点として、図１では、２つの隣接する固定子鉄心１６と２つの磁石ペア２４ａ，２４ｂによって磁気回路３０が提供されるように示されている。それゆえ、固定子１２にヨークは不要となるが、各回転子には、それぞれのコイル２２から反対に面する各磁石２４ａ，２４ｂの裏面の間で磁束を連結させるために、バックアイアン３２ａ，３２ｂが必要である。

そのため、モータの場合、コイル２２の適切な励起によって、回転子１４は軸２０の周囲で回転することができる。当然のことながら、発電機の場合は、回転子１４ａ，１４ｂは、回転子１４ａ，１４ｂが回転すると固定子鉄心１６の中に誘導される磁束の変化に応じて、固定子コイル１２の中に電流を誘導する。

しかしながら、いずれの場合もコイル２２の中で発熱し、この熱が取り除かれないと機械の効率が低下し、その能力が限定される。従って、本発明は、エアギャップ２６ａ，２６ｂの中に延び、冷媒が供給されるハウジングで固定子コイル１６を取り囲むことを提案する。

図３を参照すると、固定子コイルがプラスチック材料のクラムシェル４２ａ，４２ｂの間に配置されている固定子１２ａが示されている。これらのクラムシェルは、外側円筒壁４４、内側円筒壁４６および半径方向に配置された環状壁４８を有する。環状壁４８は、内側ポケット５０を有し、これは固定子鉄心１６のシュー１８ａ，１８ｂを受け、固定子１２ａの２つのクラムシェルハウジング４２ａ，４２ｂが相互に組み付けられると、固定子コイルアセンブリ１６，２２，１８ａ，１８ｂを位置決めする役割を果たす。固定子ハウジング４２ａ，４２ｂは、コイル２２の内側で空間５２を、また外側ではコイル２２の外の５４の周辺で空間を画成する。さらに、コイルの間にも空間５６がある。空間５２，５４，５６は連結されて冷却チャンバを画成する。

図３には示されていないが、固定子ハウジング４２ａ,４２ｂは、組み立てられると、ポートを備えたものとなり、これによって、冷媒（好ましくは非導電性の液体）を空間５２,５４,５６内に圧送してコイルの周囲で循環させ、コイルを冷却することができるようになる。実際、好ましくはポリカーボネートなどのプラスチック材料またはその他の熱伝導性の低い材料で作製されることで、コイルが発生してシュー１８ａ，１８ｂに伝わる熱はハウジング内にとどまり、特に熱の影響を受けやすい磁石２４ａ，２４ｂには伝わらない。

好ましい方式では前述のような（ないしは後述するような）機械の構成を採用し、完成後に空間５２，５４，５６に硬化性液体樹脂（settable liquid resin）またはラッカーを充填して、コイル２２を含めたこれらの空間の内面すべてを浸潤させる。樹脂が各空間に行き渡ったら、空間５２，５４，５６により画成されるチャンバの内部の樹脂コーティングの表面被覆のみを残して機械から排出される。その後、樹脂は硬化し、空間５２，５４，５６をコイル２２から隔離する電気的絶縁層を形成する。この方法によって、水を冷媒として使用することができる。適当なラッカーは、当業者の知るところである。

よく知られている点として、電気機械のコイルコアはしばしば、鋼鉄の積層体から製作される。鋼鉄は磁界の導体として優れている。磁気抵抗が低いため磁気抵抗の低い経路を提供するとともに、ヒステリシス損失も小さいからである。しかしながら、大部分の強磁性材料の問題は、これらが一般に、導電性も有することである。従って、導電体の中の磁束の変化によって渦電流が発生する。これは、絶縁体によって分離される積層体を使用することによって軽減されるが、絶縁体が所望の磁束方向に平行であるため、横方向の電流が小さくなるからである。しかしながら、新たな方式では、絶縁体で被覆して所望の形状にモールドした軟鉄粒子（軟磁性複合材料−ＳＭＣ）を使って成功を収めており、これは樹脂絶縁体によって相互に結合される。高圧圧縮プロセスを使用し、構成部品を複雑な形状にモールドして、優れたフォームファクタを有する三次元磁束パターンを生成することができ、その結果、高い占積率の巻き線を使用して、ＳＭＣの歯に直接巻くことが可能となる。

実際、電気機械の一実施形態において、固定子鉄心とシューの材料の磁束の方向への抵抗を最小限にするという問題には、図４ａから図４ｄの構成で対処する。それゆえ、ＳＭＣ材料が極めて好適であるが、被覆された軟鉄粒子は渦電流を軽減させ、一般には全方向への磁気抵抗を低くする能力がある一方で、これらは最善の、すなわちできるだけ小さい磁気抵抗を有するわけではなく、これは依然として、少なくとも積層体の平面または方向においては、積層体を用いる方法によるべきである点に注意が必要である。

この点に関して、本発明は、固定子鉄心１６とシュー１８の構成に上記のような粒子を使用するものの、好ましくは、これらの粒子によって通常提供されるものより低い、低磁気抵抗の優先方向、または少なくとも平面を有するように配置することを提案する。鉄心１６の場合、この優先方向は、軸１６ａに平行な平面内にある。シュー１８の場合は、最小磁気抵抗は好ましくは長手軸１６ａに対して垂直な平面にある。これはいくつかの方法で実現できるが、基本的には、図４ａに示されるように、鉄心１６とシュー１８を別々の構成とし、その後に組み立てるようにする。

従って、図４ａの鉄心１６は、丸い、絶縁材で被覆された軟鉄粒子から製造される。これらの粒子は、まず扁平化させてディスク状の構成部品にし、その後、型に入れて最終的に一緒にプレスする。型は、粒子のプレス方向と、プレス前のその初期分布が、粒子の主要寸法が軸１６ａに平行な面にあるように構成する。これを最も都合よく行うには、部分的だけではあるが、基本的に丸い粒子を型に入れ、これを軸１６ａに垂直な方向に一緒にプレスする。例えば、矢印Ａの方向に上方にプレスすることによって、粒子は、方向Ａに垂直な平面内に扁平化されるだけでなく、矢印Ｂの方向に広がる傾向をもつ。

しかしながら、理想的には、細長い粒子を型の中に、その長軸が軸１６ａと平行になるように配置する。これは、粒子を配向するのに磁界を利用することによって可能となる。その場合、構成部品のための最小磁束線は、軸１６ａに平行な平面だけでなく、実際にはその特定の方向にある。

これに対して、シュー１８は、好ましくは、丸い粒子を軸１６ａに平行な方向にプレスして、圧縮プロセス中にこれらが軸１６ａに垂直な平面の中で横方向に広がるようにすることによって製造される。従って、シュー１８と鉄心１６が相互に組み合わされると、図４ｄに示される磁束の矢印からわかるように、磁束は最小限の磁気抵抗で鉄心１６から長手軸１６ａの方向に延び、鉄心１６から出て、鉄心の端部１６ｄを通って軸１６の方向に向かってエアギャップ２６ａ，２６ｂに直接入るだけでなく、垂直に、シューの周辺１８ｃにも入る。

好ましい構成において、固定子鉄心１６はまた、積層ロールからなり、これは最小磁気抵抗の方向的な偏りを改善できる。それゆえ、図４ｂにおいて、絶縁コーティングを有する鋼鉄のロール９０を型（図示せず）の中に配するが、この際その軸を形成しようとする鉄心１６ｂの（最終的な）軸１６ａに平行にする。そして、型を粒子で満たし、プレスして積層ロールの周囲で圧縮することにより、粒子の最小磁気抵抗の平面が軸１６ａに平行となる。これがロール９０を取り囲み、鉄心の断面は所望の台形となる。

図４ｃの代替的な構成は、少なくとも軸１６ａに平行な最小磁気抵抗面を有する圧縮軟鉄粒子の台形のコア９２を有することである。そして積層ロール９４をコア９２の周囲に巻くと、その結果、固定子鉄心１６ｃの外部断面は所望の形状となる。

図４ｂおよび図４ｃの鉄心１６ｂ，１６ｃはどちらも、軸１６ａに平行な最小磁気抵抗の優先的方向を有する。プレスにより軟鉄粒子から形成されたカラー１８ｃは、軸１６ａに垂直な最小磁気抵抗面を有する。鉄心およびカラーが組み立てられると、磁気抵抗が非常に低く、方向的に最適化された固定子コアが得られる。あるいは、カラー１８ｃに代えて、端プレート（すなわちシューエレメント。不図示）を採用し、それに対して鉄心エレメント１６の端部を当接させることで構造が完成するようにしてもよい。シューエレメントおよび鉄心エレメント１６の端部は、一方が他方に対して位置合わせされる対応する結合特徴部（図４ａ〜図４ｄには示されていない）を有していてもよい。その場合にも、かかる端プレートは、最小磁気抵抗の軸方向を有する中央領域と、最小磁気抵抗の半径方向をもつカラー１８のようなカラーとで構成することができる。

本発明の一実施形態を図５ａ、図５ｂおよび図５ｃを参照して説明する。これらの図はモータ１００の詳細な構成を示している。繰り返すが、モータについての説明を行うものの、原理は発電機にもそのまま適用できることを理解すべきである。実際上、モータ１００は、単一のモータスライスであるか、後述するようにそれらを２つ以上ボルト留めしたものとすることができる。各モータは環状の固定子ハウジング１０２ａ，１０２ｂを有し、それらは、内側の円筒状側壁（１０８ａ，１０８ｂ）および外側の円筒状側壁（１０６ａ，１０６ｂ）の間に、半径方向に平坦な端面１０４ａ，１０４ｂを有している。半径方向の外側の円筒状側壁１０６ａ，１０６ｂは各々外周フランジ延在部１１０ａ，１１０ｂを有し、それらは半径方向に平坦なモータの端面１１２ａ，１１２ｂを形成している。実際上、固定子ハウジング１０２ａ，１０２ｂはモータ自身のハウジングを構成する。いくつかのハウジング１０２を、ハウジング１０２ａ，１０２ｂのまわりに配されたボス１１３（図５ｃ参照）を通してボルトおよびナット（不図示）により端部どうしが接続されるようにして、結合させることができる。実際上、例えばボス１１３を用いてフランジを支持するようにすることで、モータ１００を車両に搭載することができる。

相互にボルト留めして複合モータとするのではなく、後述するように各モータスライスを互いに独立させることができ、また、ここでは詳述しないが、モータ管理システムの要求に応じ自身の速度およびトルクで駆動することもできる。しかしながら、後にも説明するように、複数のモータスライス１０２を単一の出力駆動部に接続することで、得られる出力トルクを倍増させることができる。実際上、互いにスタック可能なモータスライスの数には制限はない。

ハウジング１０２ａ，１０２ｂは、互いに結合すると、それぞれ半径方向外側の円筒壁１０６ａ，１０６ｂの内側端面１１３ａ，１１３ｂおよび半径方向内側の円筒壁１０８ａ，１０８ｂの内側端面１１５ａ，１１５ｂを通る固定子ハウジングを画成する。それによって環状チャンバ５３が取り囲まれ、シュー１１８ａ，１１８ｂを有する固定子鉄心１１６に取り付けられた複数の固定子コイル１２２が収納され、位置決めされ、そして固定される。実際上、後述するように、少なくとも固定子鉄心のシューは固定子ハウジング１０２ａ，１０２ｂの材料にオーバーモールドされる。コイル１２２は、図５ｃに示すように、回転子の軸１２０ａのまわりに周方向に間隔を置いて、モータ内に２４個が配置されている（図１０も参照）。各固定子コイルのシュー１１８ａ，１１８ｂはチャンバ５３のポケット１５０に受容される。ハウジング１０２ａ，１０２ｂは非導電性・非磁性の材料、好ましくはガラスまたはその他ナイロンなどの繊維強化ポリマーで成形される。ハウジングはクラムシェル形状とされる。

図５ｂにおいては、中心線１１７で分割された各鉄心の片側に一体のシュー１１８ａ，１１８ｂをもつ２つの半体として構成された固定子鉄心１１６を見ることができる。クラムシェル１０２ａ，１０２ｂは型（不図示）で成型されるが、成型に先立って型の中の空間に固定子鉄心が配置され、プラスチックが型に射出されたときに、シュー１１８ａ，１１８ｂがそれぞれのポケット１５０内で固定されるようになっている。クラムシェルが成型されると、後述するように、コイルが各鉄心の上を滑り、その配線が扱われる。

最後に、軸受１６４の外輪１６５が内側円筒壁１０８ａ，１０８ｂの段差１２０に配される。クラムシェル１０２ａ，１０２ｂを互いに結合させるとき、さらに接着剤が鉄心１１６の面１１７を相互に接着することで、軸受外輪が段差１２０に捕捉される。実際、軸受１６４の全体はほとんど組み立て済みのものとして段差１２０に捕捉されるが、軸受は内輪１６７を有している。軸受は、（図５ｂに示されるように）予め組み込まれているローラエレメントとともに供給され得るが、内輪は分離することができるので（図５ｃに示されるように）、内輪のクランプが所要の組み込みに影響を与える。実際上、段差１２０を、クラムシェル内にオーバーモールドされて軸受外輪が着座する固体金属リングに置換することができる。

回転子１１４ａ，１１４ｂは、内部のフランジ１６６ａ，１６６ｂによって互いに接続される。これらは管状であって、回転子１１４ａ，１１４ｂを互いに接続するナットおよびボルト（不図示）を受けるべく、間隔を置いて配されたボス１６８を備える。よって、回転子１１４ａ，１１４ｂは、あらゆる意味で単一かつ一体の構造となる。円筒状フランジ１６６ａ，１６６ｂからはディスク状ウィング１７２ａ，１７２ｂが延在し、それらの終端は、磁石１２４ａ、１２４ｂが取り付けられる管状セクション１７４ａ，１７４ｂとなっている。実際、延在部１７４ａ，１７４ｂには、磁石を受容して固定位置決めするポケット１７６を設けることが好ましい。内部のフランジ１６６ａ，１６６ｂは、互いに噛み合う指部１６９を有し、組み立て時に軸受１６４の内輪１６７をクランプする。

磁石１２４ａ，１２４ｂとクラムシェル１４２ａ，１４２ｂとの間にはエアギャップ１２６ａ，１２６ｂが存在する。モータ技術においてはよく理解されることであろうが、磁気回路の抵抗を低減するためにエアギャップは可能な限り小とするべきである。しかしながら、図５ａ、図５ｂおよび図５ｃを参照して説明したモータの構成は、製造上の公差を僅かなものにしてモータ１００ａ，１００ｂのアセンブリ内に収納しなければならないという理由によって、設計されるべきエアギャップを非常に狭いものとすることができる。軸受１６４は（比較的）大きなロストモーション源となることから、回転子は軸受に対しプレストレスを与えるのに潜在的に適しており、そのプレストレスはそれらの間に配されたスペーサによって制限され得る。スペーサは、緊密な嵌め合いを確保する軸方向寸法となるよう研磨されることは勿論である。しかしながら、軸受とは別に、比較的僅かな他のコンポーネントが存在し、それらの公差が累積されることで大きなエアギャップをもたらすことがある。勿論、かかるコンポーネントの１つは固定子１１２自体であり、それのために円筒壁１０６ａ，１０６ｂの寸法は、内部に包含するクラムシェルによって形成される壁（１０４ａ）の存在に拘らず、可能性のある最小のエアギャップ１２６ａ，１２６ｂを確保する上で決定的に重要な意味を持つ。さらに、回転子内のいかなる応力も、それを収納しなければならないハウジング１１２に応力を生じさせることになるのは明らかである。しかしながら、チャンバ５３に広がる一連の固定子鉄心およびシューはチャンバ５３を有意に補強し、ハウジング１１２に軸方向における堅牢性を与える。

さらに、固定子１１２に直接ロータ１１４を取り付けるという概念には、有益な効果がさらに２つある。第１は、磁石１２４およびコイル１２２を回転軸１２０ａからできるだけ離して配することで、磁石およびコイル間に作用する磁歪力が回転軸周りの最大トルクに変換されるようにすることを求めるというモータ設計の一般原則につながるものである。しかしながら、これは、固定子に対し磁石／コイルの半径をゆうに超える距離に回転子を保持する場合には、回転子をその距離にわたって剛性を有するものとしなければならない。回転子を固定子に直接取り付けることにより、その距離が短縮されるので、回転子はそれほど高い剛性を要しないものとなる。あるいは、エアギャップをより小さくすることもできる。第２には、管状体１６６に変形するディスク状の環を用いて回転子を接続することによって、磁束のためのさらなるリターン経路３０’が生成される。これは、少なくとも、回転子が強磁性材料で作製されている場合である。この追加の磁束経路は、磁石間のフランジ１７４の周方向に磁束を制限するとい必要性を低減するだけでなく、磁石−コイル−磁石回路のそれぞれに対し交番するリターン経路を可能にすることから有利である。それによって、磁気回路の全体的な抵抗が低減される。

磁石によって各回転子に作用する軸方向力は大きく、それはエアギャップが小さいほど増大し、回転子あたり７５００Ｎのオーダとなり得ることを理解すべきである。この結果として、回転子の軸支持は極めて重要となり、従って固定子および回転子間の軸受は、この力に対し強くかつ安定した反作用を提供する必要がある。回転子が完全に固定子の両側に配置されていれば、正味の軸方向力はゼロであるが、これを実現するには厳しい組み立て公差と堅固な軸受アセンブリが必要となる。しかしながら、ここで述べたように固定子の内側に直接回転子を取り付けることにより、妥当なコストで精度を達成できる。これに関連して、軸受が着座して配置される段差１２０は、軸の方向に重要な意味を持つものとなる。

勿論、各円筒壁１０６ａ，１０６ｂ、１０８ａ，１０８ｂ間のジョイントも重要な意味を持つ。クラムシェル１０２ａ，１０２ｂは、同等、鏡像または互いに異なったものとすることができる。以下で述べる実施形態では、説明する理由により、それらは異なったものである。ゆえに、クラムシェル１０２ａには、内側円筒壁１０６ａおよび外側円筒壁１０６ｂの端面１１１に溝１０９（図６ｂ参照）が設けられている。他方の壁１０６ａ，１０６ｂの対応端面にはリップ（不図示）が設けられることで、入り組んだ接続領域（これは半径方向に緻密であり、大きな接続面積と同様の長いリーク経路を提供するものである）が備えられる。接着による結合もまた、モータ１００を完全に組み立てる際の、少なくとも一時的な手段として可能性のある連結メカニズムである（ボス１１３を連結するボルトによってもクラムシェルを互いに固定し得るからである）。溝１０９にシールリング（不図示）を配することもできる。しかしながら、固定子１１２の軸方向寸法を決定するのは面１１１である。

クラムシェル１０２ａにはポートボス１５４が備えられ、それには冷媒用の入口ポート１５６および出口ポート１６０が設けられている。チャンバ５３の内部にはバリアすなわちブロック１５８ａ，１５８ｂが形成され、コイル１２２に当接するとともに、チャンバ５３を２つの環状通路に分割することで、ポート１５６に入る流体が様々なコイル１２２間に挟まれたモータのまわりを循環してからポート１６０から出て行き、出て来たポンプおよび熱交換器（いずれも不図示）に冷媒を戻すことができるようになっている。

好ましい構成は、図６ａに示すように、入口１５６および出口１６０の間のコイルの両側にあるブロック１５８ａ，１５８ｂを有し、他のブロック（すべては視認できない）は機械のまわりに周期的に、コイル（例えば４つのコイル毎）の内側および外側に交互に配されている。この構成によって、流れは入口１５６に入って機械の外側のまわりを流れ始めるが、第１のブロック１５８ｃにより、介在する異なるコイル１２２の間でチャンバ５３の内側に移行するように向けられる。そこから流れは機械のまわりの循環を継続するが、内部ブロック（視認できないが、ブロック１５８ａ，１５８ｂに対し１８０度反対側とすることが好都合である）により、チャンバの外側に移行して還流するように押しやられる。機械のまわりにはさらに、他の外部ブロック（視認できないが、ブロック１５８ｃに対し１８０度反対側とすることが好都合である）が内側への移行を強制し、その後、ブロック１５８ｂが外側に移行するように流体を押しやり、最終的に出口１６０から出て行くようにする。この配置（scheme）においては４回の移行が存在する。しかしながら、どのような偶数回の移行も可能である。

上述したように、２つのモータ１００は、位置合わせしたボス１１３を介し、クラムシェルハウジング１１２の２つのスタックにボルトを通すことによって相互接続することができる。そのような場合、モータは、互いに接続されていない回転子１１４とともに独立したものとなり得る。しかしながら、それらの間に適切なスペーサ（不図示）を配し、それぞれのボス１６８を貫いてボルトを延在させることによって、双方の回転子に通すことが可能であるのは明らかである。実際上、さらなるモータを付加して直列接続し、３以上のモータをタンデムに用い得るようにすることを妨げる理由はない。

複合モータの（最終端）側面は、カバー（不図示）によって閉鎖することができる。そのようなカバーがなければ、機械１００の幅はクラムシェル１０２ａ，１０２ｂ、特に回転子ステージ１１４ａ，１１４ｂを収容する外部フランジ１１０ａによって定まる。

モータ１００の出力部（不図示）は適宜のコンポーネントを備えることができ、シャフトであってもよい。しかしながら自動車への応用においては、一般には、３つの翼状片を有するヨークを有するシャフト（図示せず）を受けるための三脚カップ１９２を備える標準的な駆動ハブとすることができる。しかしながら、モータの設計を乱すことなく様々な出力構成が可能になるのは、固定子の上に回転子を直接取り付ける形態である。従って、シャフトを用いない構成により、各種の出力構成を実現でき、これらには、
・自動車用の「等速」（ＣＶ）ジョイントハウジング
・スプラインシャフト（雄または雌）、および
・穴パターンを設けない平坦なドライブプレート
が含まれる。

回転子を固定子の上に、回転軸からある距離だけ離して直接取り付けることによって、実質的中空空間が回転子の中に生成されることがわかる。用途に応じて、これは、歯車箱、特に遊星歯車箱をモータの中に配置することが可能となる。ある範囲で、本発明による機械を使った多くの状況においては、歯車箱は不要である。コイルの管理に必要な電子機器が、さまざまな速度にわたり実質的に一定の最大トルク（実質的に冷却限度が前提となる）で機械を動作させこと、例えば、１つのモータスライスにつき５００Ｎｍのトルクで、３０００ｒｐｍを超える回転速度まで動作させることができるからである。しかしながら、歯車箱の使用も明らかに可能である。

この構成はまた、機械を一列に相互接続することを容易にするという利点を有し、これは、回転子がハウジングの中に固定された軸受で支持される場合には通常そうであるように、モータをハウジングにおいてジャーナル軸受で支持する構成を妨害しないからである。明らかに、固定子がどこから始まり、それが固定されるハウジングがどこで終わるかについては、幾分議論の余地がある。実際に、本発明は、モータの条件において、下記
（ａ）スプライン出力を有する５００Ｎｍの１つのスライス；
（ｂ）各々が自動車用のＣＶ型出力を有する個別制御可能な２つの５００Ｎｍのスライス；
（ｃ）２つのペア（１ペアあたり１０００Ｎｍ）として結合され、各ペアは上記と同様に（高性能）自動車用ＣＶ型出力を有する４つの部分スライス；
（ｄ）相互に剛に固定されて２０００Ｎｍとなる４つのスライス；
のような非限定的な選択肢を提供する。

本発明の具体的な実施形態を以下に説明する。

以上から明白なように、モータ１００の固定子ハウジングは、単なる固定子用のハウジングではなく、閉鎖カバーによって、モータ全体のためのハウジングともなる。従って、ナイロンあるいは特にポリフタルアミド（ＰＰＡ）など、ガラス繊維あるいは炭素繊維で強化したプラスチックを採用することによって備えられる構造的剛性が求められる。本発明は、以下の述べる様々な理由により、モータの構築の間に固定子ハウジングによってあるエレメントがオーバーモールドされる。

図６ａ，図６ｂを参照するに、シュー１１８は、単にポケット１５０に位置づけられているだけではなく、ポケット１５０内に実際にモールドされている。この目的のために、ポケット１５０は、モールド後にシューを保持するとともに取り扱いが容易となるよう、僅かに凹んだ形状となっている。しかしながら、これはほとんど必要なことではない。シューをプライマで被覆することでシューの面および側面に対するプラスチックの接着が容易となり得るからである。第２に、ポケットの側部１５３は、冷却の間にシューおよびプラスチックが異なる収縮量をもつことから、シューを緊密に把持する。シュー１１８ａ，１１８ｂをオーバーモールドすることは、端面１０４ａを薄く形成するのに役立つので、いかなる場合でも好ましいことである。すなわち、シュー１１８ａ，１１８ｂの面には樹形１５１ａの溝が設けられ、これがプラスチックの流れを補助するとともに、薄くした領域にわたる一様かつ完全なカバレッジを確保する。シューがオーバーモールドされなかったものである場合、かかる樹形を型自体の両側に形成するようにすることができるのは明らかである。しかしその場合において、樹形は、外側面１０４ａに存在すると壁を実効的に厚くすることにつながり、面１０４ａに近接して磁石を配置するのを妨げる。これは、薄さを戻すために面を実質的に研磨することを樹形に求めることになる。樹形がポケット１５０の内側にある場合、シューの面に形成される対応樹形と正確に整合および適合させる必要がある。それは密着適合を得ることができないのは明らかである。しかしながら、シューの面自体を型として用いることにより、樹形１５１と溝１５１ａとの位置合わせを保証することができるだけでなく、勿論、それらの間の適合を完全なものにして、ポケット１５０内のシューの位置決めおよび保持の安全性を付加することができる。図６ａに示される溝の樹形１５１ａは、矢印の方向、すなわち回転軸１２０ａから半径方向外方へと型に充填がなされることを仮定している。

溶融したプラスチックが容易に流動し、かつ早過ぎる固化を防止する助けとするために、型を予熱しておくことができ、シューについても同様とすることができる。適切な温度は用いるプラスチックに応じて選択されるが、ポリフタルアミドの場合には、例えば型の温度を１５０℃とする一方、シューを１８０℃とすることができる。

図７ａおよび図７ｂに示すように、クラムシェル２０２のポケットの薄い壁を完全に除去して窓２５０に置き換え、そこに固定子シュー２１８がオーバーモールドされるようにすることができる。シューが入り組んだ縁２２０を有していることで、窓１５０ａに対する良好な接着、接触および配置を達成することができる。クラムシェル２０２がオーバーモールドされるシュー２１８とともに形成される場合、位置決め特徴部２２２は内方を向く。これらを小凹部（dimple）として、固定子鉄心２１６の端面２２４にある対応特徴部（すなわち小凸部（pimple））と整合させることができ、これによって半径方向の面における相対的な位置決めを精密に制御することができる。また、固定子鉄心１１６とシュー２１８との接着性の改善を実現できるが、磁気抵抗を改善する上では接着を省略することが好ましいものとなり得る。鉄心２１６およびシュー２１８は、図４ａから図４ｄに関連して説明したように、指向性優先（directionally preferential）の磁気抵抗材料で形成することができる。

図８ａおよび図８ｂは、図７ａ，図７ｂの代替的構成を示し、一体のシューおよび部分鉄心３１７がクラムシェル３０２の窓２５０にオーバーモールドされて充填されている。バー部分３１７の面２２４は上述した特徴部２２２を有しているが、ここでは部分２２２が適切に相互作用することに注意が必要である。これは、特徴部２２２を対称に（よく考慮しながら）作製し、２つの同等の鉄心部分３１７が正しく噛み合うようにすることで実現される。

また、固定子ハウジングによってオーバーモールドされる付随的なコンポーネントは、ボス補強部すなわちスリーブ１１３ｘである（図５ｃのインサートを参照）。これはボス１１３の内側を補強し、ボルトがボス１１３に通されて締められる際のプラスチック材料の損傷を防止する。しかしながら、成型後にそのようなスリーブを圧入することも同様に可能であり、そのような場合には、スリーブ１１３ｘの少なくとも一端には広がりがないようにするべきである（図５ｃにおいては両端に広がりがある）。

図９ａおよび図９ｂにおいては、クラムシェル４０２によってコイルがオーバーモールドされ、コイルの一方の縁４１０ａがクラムシェル４０２の窓４５０のリム４１４のためのコアを形成している。反対側の縁４１０ｂが他のクラムシェルの対応面（不図示）に当接すると、通しボア４３０が形成され、そこに一体のバーエレメントおよびシュー４１７を嵌入させることができる。環状ポケット４３２は、鉄心４１７の縁４１８が接合する座を提供する。この例でも、各鉄心エレメント４１７の面４２４は特徴部２２２を有し得る。しかしながら、本発明に従って、鉄心４１７およびコイル４２２の双方がクラムシェル４０２にオーバーモールドされる。

図１０ａおよび図１０ｂにおいては、クラムシェルと固定子鉄心１１６との間の連結を強化する目的で、リング５００が各ポケット１５０のまわりでクラムシェル１０２ａ'，１０２ｂ'にオーバーモールドされている（その他は図５ｃのクラムシェルと同等である）。ポケットの隅部５０２には応力集中が生じ、これは隅部に半径Ｒの面取りを施すことによって少なくとも一部が緩和されることがわかっている。しかしながら、強化リング５００によっても、加わる応力の影響に対抗することができる。

図１１ａ，図１１ｂにおいては、（三相供給部ｕ、ｖおよびｗの）駆動相導体ｕがナット６１０によって端子６００に接続されている。端子６００はスロット６２１によって分離された六角形断面の２つのフランジ６２０をもつスタッドを備え、このスタッドは、スタッドを（それ自身の軸に対して）軸方向に位置決めするためにスロット６２１に入り、また、スタッドを（ここでもそれ自身の軸に対して）回転方向に固定するために六角形フランジ６２０のまわりにも位置する壁の材料とともにクラムシェル６０２にオーバーモールドされる。コイル（不図示）の巻線６３０とクランプ６４０とを相互接続することができ、クランプ６４０はさらにナット６１１によってスタッド６００の下側にも接続される。また、バスバー６５０は、モータ１００上のいずこかの部位で同相のコイルに対し、あるいは別のモータに対し、端子を接続することができる。図１１ｂにおいては、各相ｕ，ｖ，ｗ用のコイル６２２の４つの象限６７０が示されている（２４コイルのモータにおいては、各象限に、三相供給の各相に対して２つずつとなる６つのコイルがある）。相導体ｕは、互いに９０度（２４コイルの場合は４５度）だけ分離した各象限における各第１コイルに直列接続されてから、他の相に戻される（すなわちｕからｖ、ｖからｗ、ｗからｕ）。

ポート１５６，１６０（図６）に説明を戻すと、これらは成型されたプラスチックの特徴部であり得る。しかしながら、導管接続の封止部および／またはスタッドの形態の締結手段を形成するプレートをオーバーモールドすることも可能であり、それら自身がオーバーモールドされるか、あるいは前記プレートに一体化される（先述ではいずれも示されていない）。

最後に、上述したように様々なリングおよびその他の金属性コンポーネントをクラムシェルにオーバーモールドすることで、プラスチック材料製のクラムシェルの応力下で形状および完全性を維持する助けとすることができる。特に、上述したように、軸受１６４を支持するために、リングを内側円筒壁１０８ａ，１０８ｂにオーバーモールドすることができる。

オーバーモールドするコンポーネントには、クラムシェルハウジングを形成する型にそのコンポーネントを受容する空間を生成することを含む。クラムシェルハウジングは、理想的には、単一の方向に開く２部品の型によって形成されるが、コアおよび凹部は追加のコンポーネントによって形成することができることは明らかである。しかしながら、上述したモータの組み立ては、型の適切な空間にシュー１１８ａ，１１８ｂを嵌合させてから型を閉じることによって容易となる。型を閉じることはシューを正しく位置決めしたときにのみ行うことができ、続いて射出が行われて固化後に型が開かれたときには、シューはすべてクラムシェル内で位置決めされ、保持されている。そして、所定位置に保持されたシューはモータの組み立てをさらに容易にする。例えば、コイルがそれ自体クラムシェルにオーバーモールドされたものでなくても、特徴部２２２（図７ａ，図７ｂ）を用いたシューに配置可能な鉄心上で容易に位置決めすることができる。あるいは、鉄心をシューと一体化することができ（図８ａ，図８ｂ）、その場合には、それらもオーバーモールドされるのであれば型の内部で、もしくはその後の組み立ての間に、コイルをそれらの上で単に摺動させることができる。コイルは、中空のコア上、例えば巻き付けのために一時的に固化したフォームに取り付けられる射出成型スリーブ上に予め巻かれたものであってもよい。

図５〜図１１を参照して説明した本発明の実施形態では、固定子用であるとともに機械用でもあるハウジングを構成する成型クラムシェルを含んでいるが、図１２ａおよび図１２ｂの実施形態は、機械１０００用のハウジングを含み、これは全体としてアルミニウム製その他の金属製スリーブ１００１を備えている。スリーブ１００１は鋳込み材料とするのが簡便であり、寸法精度のために機械加工される。複数のクラムシェル１００２は同等であって、成型された環状ディスクを備え、これは、内周壁すなわちフランジ１００８と、外周に沿った小さな肉厚部１００６とを有している。先の諸実施形態、特に図６の実施形態と同様に、固定子鉄心１１１６は各々、シューエレメント１１１８および一体の半体鉄心エレメント１１１７を有している（図１０ｂの構成のように）。ここで実際には、各シューエレメント１１１８はオーバーハングないしはアンダーカット１１１８ａを有するものとして示されており、これによってシューエレメント１１１８をクラムシェル１００２のオーバーモールド材料に差し込む（keyed into）ことができるようになる。

必須の固定子ハウジングおよびチャンバ壁は別として、クラムシェルが成型される型（不図示）は、機械１０００内でシュー１１１６を互いに対して正確な位置に位置決めするジグを形成し、クラムシェル１００２は機械の組み立て後にその位置を維持する。この実施形態においては、コイル１０２２を備える分離コイルアセンブリ１１２２が設けられており、コイル１０２２は、対になって巻かれてコイルジグに取り付けられ、（例えば図１１に示されるように）配線が完了してコイルに留められたとき、すべてが互いに捕捉されて緩んだ円形状をなすようにされている。相のピンｕ、ｖおよびｗを有する接続プラグ１６７２の取り付けが最後に行われ、これがなされると、コイル円がハウジング１００１に位置決めされるとともに、ハウジング１００１の一部であるソケット１６７４にプラグ１６７２が取り付けられる。電気接続はなされるが、ソケット１６７４はハウジング１００１の内部を外部からシールする。

次に、クラムシェル１００２の一方が、ハウジング１００１の２つの内側肩部１００４の一方に対して提供され、肉厚の縁部１００６と肩部１００４との間に適切な接着剤を適用することで所定位置に接合される。このプロセスにおいて、コイルは固定子鉄心１１１６の鉄心エレメント１１１７のまわりでそれぞれループをなす。そして、内側円筒壁（フランジ）１００８の内側で軸受取り付けリング１２００を摺動させ、所定位置に接合させる。リング１２００のリッジ１２０２はフランジ１００８の端面に当接し、リングを軸方向に位置づける。最後に、第２のクラムシェル１００２が位置決めされ、鉄心エレメント１１１７の端面１１１７ａに接着剤が適用されることで、それらが互いに接合される。また、フランジ１００６は、ハウジング１００１の他方の肩部１００４とフランジが摺動するリング１２００とに接合される。図１２ｂに最もよく示されているように、２つのクラムシェル間にリッジ１２０２がクランプされる。この状態で、軸受１１６４をリング１２００に配置することができる。リング１２００は、軸受の外輪１１６５が着座する肩部と、軸受輪の他側面を位置づけるサークリップを受容する溝とを有するものである。内輪１１６７はロータ（図１２ａ，図１２ｂには不図示）を支持する。

上述した構成は、全体として機械の構築を容易にするものである。

本明細書の説明と特許請求の範囲を通じて、「〜からなる、〜を備える（comprise）」と「〜を含む（contain）」という用語ならびにそれらの変化形は、「〜を含み、これらに限定されない」という意味であり、これらは、他の構成成分、追加、構成部品、整数またはステップを排除しようとするものではない（排除しない）。本明細書の説明と特許請求の範囲を通じて、内容的に別の解釈が必要な場合を除き、単数形は複数形を含む。特に、不定冠詞が使用される場合、本明細書において、文脈上、他の解釈が必要な場合を除き、複数形および単数形も想定されると理解すべきである。

本発明の特定の態様、実施形態または例に関連して説明された特徴、整数、特徴、組成物、化学的成分または集合は、それらと矛盾しないかぎり、本願で説明した他の態様、実施形態または例にも適用されると理解するべきである。本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書および図面のすべてを含む）において開示されたすべての特徴および／または開示されたすべての方法またはプロセスのすべてのステップは、これらの特徴および／またはステップの少なくともいくつかが相互に排他的である組み合わせを除き、どのように組み合わせでもよい。本発明は、先述した諸実施形態で詳述されたものに限定されない。本発明は、本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書および図面を含む）において開示された特徴のすべての新規なもの、または新規の組み合わせ、開示された方法またはプロセスのステップの新規なもの、または新規な組み合わせにも及ぶ。

読者は、本願に関連して本明細書とともに、またはそれ以前に出願され、本明細書とともに閲覧用に公開されたすべての論文と文書にも留意するべきであり、これらの論文と文書のすべての内容を引用によって本願に援用されるものとする。

Claims (58)

1. 永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心に巻かれたコイルを有する固定子であって、前記コイルが前記回転子と前記固定子との間に画成されたエアギャップを越えて前記磁石と相互作用する固定子とを備えた電気機械であって、前記回転子が前記固定子に対し回転軸のまわりに回転するためにジャーナル軸受により支持され、前記鉄心およびその上のコイルが環状の固定子ハウジングに囲まれ、該固定子ハウジングは前記機械に前記固定子鉄心および前記コイルを取り付ける２つの結合型のクラムシェルを備え、前記固定子の各々は各端部にシューを有し、前記クラムシェルの各々が内縁半径上および外縁半径上の円筒壁部分と当該内側および外側円筒壁部分をつなぐ半径方向壁とを有することで、前記２つのクラムシェルが前記内側および外側円筒壁部分の対向縁間で互いに接続されて前記固定子ハウジングが形成され、前記２つのクラムシェルがそれらの間で環状のチャンバを画成し、該チャンバを通って冷媒が前記コイルのまわりに流れて前記コイルの冷却を行うことが可能な電気機械において、
   前記鉄心の各々は、その断面を横切る横断分割面で相互接続される少なくとも２つの鉄心部分から形成され、
   前記クラムシェルの各々は、強化プラスチックで射出成型され、前記固定子鉄心の一つの鉄心部分のシューのまわりにオーバーモールドがなされることで、前記鉄心部分が前記半径方向壁に保持および位置決めされ、それによって前記シューが前記半径方向壁の一部をなすようにした、
   ことを特徴とする電気機械。
2. 前記半径方向壁は、エアギャップを通って延在するとともに、前記鉄心の各々の前記シューが前記クラムシェルによって保持される部位で薄くなっていることで、前記鉄心と前記回転子上の前記磁石とのギャップが最小化されることを特徴とする請求項１に記載の電気機械。
3. 前記半径方向壁は、その外側面が実質的に平坦なものであることを特徴とする請求項２に記載の電気機械。
4. 前記オーバーモールドを通じ、前記半径方向壁の内方に前記固定子鉄心の前記シューを囲むポケットが形成され、当該ポケットの床部が前記薄くなった部位を備え、当該薄くなった部位と前記半径方向壁との間に遷移区域が設けられていることで、応力集中が実質的に排除されるようにしたことを特徴とする請求項２または３に記載の電気機械。
5. 前記薄くなった部位に対する前記シューの面に溝を備えることで、前記薄くなった部位のその領域全体にわたる溶融プラスチックの流動が促進されるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の電気機械。
6. 前記溝が樹形であることを特徴とする請求項５に記載の電気機械。
7. 前記鉄心部分の少なくともいくつかは、各々、終端のシューエレメントおよび中間の鉄心エレメントを備え、前記固定子ハウジングの形成を通じ、各々の固定子鉄心の前記シューエレメントが前記半径方向壁でオーバーモールドされることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電気機械。
8. 各々の前記固定子鉄心は、２つのシューエレメントおよび単一の鉄心エレメントである３つのコンポーネントを備えることを特徴とする請求項７に記載の電気機械。
9. 前記シューエレメントは、その内面に、前記固定子ハウジングクラムシェルの形成の間に前記シューエレメントを型に位置決めすること、および、前記固定子ハウジングの組み立ての間に前記鉄心エレメントを位置決めすること、の双方を行うための位置決め特徴部を有することを特徴とする請求項８に記載の電気機械。
10. 前記位置決め特徴部は前記シューエレメントの表面上の小凹部または小凸部を備え、対応する小凸部または小凹部がコアおよび鉄心エレメントの前記型に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の電気機械。
11. 各々の前記固定子鉄心は、２つのシューエレメントである２つの鉄心部分を備え、少なくともその一方が前記鉄心エレメントと一体化されていることを特徴とする請求項７に記載の電気機械。
12. 前記２つの鉄心部分は同等であり、各々がシューエレメントおよび鉄心エレメントを有していることを特徴とする請求項１１に記載の電気機械。
13. 一方のシューエレメントが単なるシューエレメントであるのに対し、他方が前記鉄心エレメントの全体に一体化されたシューエレメントであることを特徴とする請求項１１に記載の電気機械。
14. 前記シューエレメントおよび前記鉄心エレメントを分離したコンポーネントとすることで、それらのそれぞれの磁気抵抗を最適な方向で最小化できるようにしたことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の電気機械。
15. 少なくとも一方の前記クラムシェルが前記外側円筒壁部分の外側フランジを有することで前記回転子を受容するための凹部を提供し、前記固定子ハウジングも前記機械のハウジングを備えることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載の電気機械。
16. 前記クラムシェルの前記内側および外側円筒壁部分の少なくとも一方同士が、中間コンポーネントを通じて互いに接続されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の電気機械。
17. 前記中間コンポーネントは前記外側円筒壁部分同士の間にあり、当該中間コンポーネントは前記機械のハウジングを備えることを特徴とする、請求項１５に従属する場合を除く、請求項１６に記載の電気機械。
18. 前記中間コンポーネントは前記内側円筒壁部分同士の間にあり、当該中間コンポーネントは前記固定子に対して前記回転子を支持する軸受のための取り付けリングを備えることを特徴とする請求項１６に記載の電気機械。
19. 前記クラムシェルの各対の円筒壁部分間に２つの前記中間コンポーネントが介挿されていることを特徴とする請求項１７または１８に記載の電気機械。
20. 前記中間コンポーネントを通して互いに結合する前記クラムシェルの前記円筒壁部分は、単なる前記半径方向壁の縁であることを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれかに記載の電気機械。
21. 前記クラムシェルの一方または双方はさらに、自身にオーバーモールドされたコンポーネントとして、
    ａ）前記外側円筒壁部分に沿って延在する円筒状ボス支持部、
    ｂ）前記固定子ハウジングの外側から前記固定子コイルと電気的に連絡する接続スタッド、
    ｃ）固定子コイル、
    ｄ）冷却剤入口および出口ポート、および
    ｅ）回転子ベアリングの外輪または該外輪を支持するためのリング
    の少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１ないし２０のいずれかに記載の電気機械。
22. 前記コンポーネントａ）を備え、前記円筒状ボス支持部は、
    ｉ．前記クラムシェル同士を相互接続する手段、
    ｉｉ．前記機械に前記固定子ハウジングを取り付ける手段、および
    ｉｉｉ．支持体に前記機械を取り付ける手段
    の少なくとも１つを形成することを特徴とする、請求項１７に従属する場合を除く、請求項２１に記載の電気機械。
23. 前記コンポーネントｂ）を備え、前記接続スタッドは各端にねじ山を有し、そこにナットを受容することで、前記チャンバの内側および外側の双方で前記スタッドに対して電気的接続部をクランプし、前記機械との間の必須の電気的接続が完了するようにしたことを特徴とする請求項２１または２２に記載の電気機械。
24. 前記スタッドは、スタッド軸を有するとともに、環状溝によって分離した一対のフランジを備え、前記固定子ハウジングの型材は、前記環状溝に入って前記スタッドを軸方向に位置決めするとともに、前記フランジの少なくとも一方を囲み、前記フランジの一方または双方が多角形断面を有していることで、前記スタッド軸のまわりの前記固定子ハウジングの回転を阻止することを特徴とする請求項２３に記載の電気機械。
25. 前記コンポーネントｄ）が設けられ、前記冷却剤入口および出口ポートは、そこに接続フランジを固定するためのスタッドを備え、前記接続フランジは、前記固定子チャンバに冷媒を供給し、および前記固定子チャンバから冷媒を引き抜く導管の一部をなしていることを特徴とする請求項２１ないし２４のいずれかに記載の電気機械。
26. １つの前記ポートが前記クラムシェルの各々にあることを特徴とする請求項２５に記載の電気機械。
27. 前記オーバーモールドされたポートは、さらに前記導管の接続フランジと係合して結合するための面フランジを備えることを特徴とする請求項２５または２６に記載の電気機械。
28. 前記コンポーネントｅ）を備え、前記外輪または前記リングは、第１の前記クラムシェルの内側円筒壁にオーバーモールドされ、当該第１のクラムシェルは、これと結合する第２の前記クラムシェルと等しくなく、前記軸受は、相対的に長い内側円筒壁を有する前記第１のクラムシェルにより前記固定子ハウジングの内側において軸方向に関し中央に位置づけられることで、前記第１および第２のクラムシェルの内側円筒壁間のジョイントが前記固定子ハウジングの一端にあるようにしたことを特徴とする、請求項１９に従属する場合を除く、請求項２１ないし２７のいずれかに記載の電気機械。
29. 前記クラムシェルは、互いにまたは前記中間コンポーネントに対し、接着剤を用いて接合されることを特徴とする請求項１ないし２８のいずれかに記載の電気機械。
30. 前記クラムシェルは互いにシーム溶接されていることを特徴とする請求項１ないし２９のいずれかに記載の電気機械。
31. 前記固定子鉄心は回転軸に平行であり、前記機械はアキシャルフラックス型機械であり、前記回転子は前記固定子鉄心の各軸方向端に１つずつステージを有する２ステージ回転子であり、前記クラムシェルの前記半径方向壁は前記内側および外側円筒壁部分間で前記回転軸に関し実質的に半径方向に延在していることを特徴とする請求項１ないし３０のいずれかに記載の電気機械。
32. 各々の前記クラムシェルが前記外側ハウジングを有し、その各々が前記回転子ステージの一方を受容し、前記外側フランジはカバーがない場合の前記機械の幅を規定することを特徴とする、請求項１５に従属する場合の、請求項３１に記載の電気機械。
33. 前記クラムシェルは半結晶構造のプラスチック材料で作製され、６０℃超、好ましくは１００℃超のガラス遷移温度を有することを特徴とする請求項１ないし３２のいずれかに記載の電気機械。
34. 前記プラスチック材料は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸および関連モノマー由来の、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの部分結晶性芳香族ポリエステル、およびポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）を含み、特にＰＰＡを含むことを特徴とする請求項３３に記載の電気機械。
35. 請求項１ないし３４のいずれかに記載の電気機械を備えたことを特徴とするモータ。
36. 請求項１ないし３５のいずれかに記載の電気機械を構築する方法であって、
    ａ）前記固定子鉄心の鉄心部分を、そのための空間が設けられたクラムシェルの型内で組み立てるステップと、
    ｂ）前記型を閉じ、その中に溶融させた強化プラスチック材料を射出するステップと、
    ｃ）前記プラスチック材料を固化させ、前記型を開くことで、形成されたクラムシェルを解放するステップと、
    ｄ）前記２つのクラムシェルの２つの同心の面を接続することで前記固定子を組み立てると同時に、前記分割面で前記鉄心部分同士を合わせることで、前記型が前記機械内で前記固定子バーを位置決めするジグとして働くようにするステップと、
    を備えたことを特徴とする方法。
37. 前記ステップｂ）およびｃ）の間に、前記固定子鉄心の前記鉄心エレメントに前記コイルを適合させることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 前記空間には前記コイルも収容され、前記ステップｂ）に先立ち、コイルが前記固定子鉄心の鉄心エレメントに配置され、前記鉄心部分が前記シューを形成するシューエレメントをさらに備えることで、前記ステップｂ）において前記射出される溶融プラスチックにより前記コイルもオーバーモールドされることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
39. 前記クラムシェルは、各々、軸方向に対向する内周縁および外周縁を有し、当該内周縁同士および外周縁同士は前記ステップｄ）において結合され、互いに溶接、接合またはボルト留めされることで前記環状チャンバを包囲することを特徴とする請求項３６ないし３８のいずれかに記載の方法。
40. 前記ステップｂ）において前記クラムシェルにブロックが成型され、それに前記コイルが当接することで冷媒のための流路が画成されることを特徴とする請求項３９に記載の方法。
41. 前記ステップｄ）における接続が中間コンポーネントを介して行われることを特徴とする請求項３６ないし３８のいずれかに記載の方法。
42. 前記中間コンポーネントは、前記固定子内に前記回転子を支持する前記軸受のための前記取り付けリングであることを特徴とする、請求項１８に従属する場合の請求項４１に記載の方法。
43. 前記中間コンポーネントは、前記機械のための前記ハウジングであることを特徴とする、請求項１７に従属する場合の請求項４１または４２に記載の方法。
44. 前記ステップｃ）およびｄ）の間で前記固定子鉄心の前記固定子エレメントに前記コイルが適合させられた後、前記コイルと前記中間コンポーネントとの間にブロックを挿入することで、冷媒のための流路が画成されることを特徴とする、請求項３７に従属する場合の請求項４１、４２または４３に記載の方法。
45. 永久磁石を有する回転子と、固定子鉄心に巻かれたコイルを有する固定子であって、前記コイルが前記回転子と前記固定子との間に画成されたエアギャップを越えて前記磁石と相互作用する固定子とを備え、前記鉄心およびその上のコイルが環状の固定子ハウジングに囲まれた形態の電気機械を構築する方法であって、
    ａ）第１の型を準備するステップと、
    ｂ）前記固定子鉄心の第１のシューを前記第１の型に配置するステップと、
    ｃ）前記第１の型を閉じ、その中に溶融させた強化プラスチック材料を射出するステップと、
    ｄ）冷却した後に前記第１の型を開き、第１のクラムシェルのプラスチック成型された材料内に前記第１のシューが保持された第１のクラムシェルを取り出すステップと、
    ｅ）第２の型を準備するステップと、
    ｆ）前記固定子鉄心の第２のシューを前記第２の型に配置するステップと、
    ｇ）前記第２の型を閉じ、その中に溶融させた強化プラスチック材料を射出するステップと、
    ｈ）冷却した後に前記第２の型を開き、第２のクラムシェルのプラスチック成型された材料内に前記第２のシューが保持された第２のクラムシェルを取り出すステップと、を備え、
    ｉ）前記第１および第２のクラムシェルの各々が内縁半径上および外縁半径上の円筒壁部分と当該内側および外側円筒壁部分をつなぐ半径方向壁とを有しており、さらに、
    ｊ）固定子コイルを前記固定子鉄心に取り付けるステップと、
    ｋ）前記第１および第２のクラムシェルの前記内側および外側円筒壁部分の対向縁同士を互いに接続することで、各クラムシェルハウジングのそれぞれの第１の固定子シュー同士および第２の固定子シュー同士が互いに結合されて、それらの間で前記固定子コイルが固定されるようにするステップと、
    ｌ）前記固定子ハウジングと前記回転子とを組み立てるステップと、
    を備えたことを特徴とする方法。
46. 前記第１および第２のクラムシェルは成型されたときに同等であることを特徴とする請求項４５に記載の方法。
47. 前記固定子鉄心は周エレメントおよび一体の鉄心エレメントを備え、前記シューエレメントが前記第１および第２のシューを包含していることを特徴とする請求項４５または４６に記載の方法。
48. 前記第１および第２のクラムシェルは互いに鏡像の関係を有し、結合時に互いを位置決めするための結合特徴部を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
49. 前記第１および第２の型の一方または双方はさらに、
    ａ）成型されたときに、前記外側円筒壁部分に沿って延在する円筒状ボス支持部、
    ｂ）成型されたときに、前記固定子ハウジングの外側から前記固定子コイルと電気的に連絡する接続スタッド、
    ｃ）冷却剤入口および出口ポート、および
    ｄ）回転子ベアリングの外輪またはそれを支持するためのリング
    の少なくとも１つのコンポーネントを受容する空間を含むことを特徴とする請求項４５ないし４８のいずれかに記載の方法。
50. 前記第１および第２のクラムシェルハウジングが相互接続されたときに環状のチャンバが画成され、該チャンバは前記コイルを冷却するための冷媒を受容するのに適していることを特徴とする請求項４５ないし４９のいずれかに記載の方法。
51. 前記ステップｃ）およびｇ）において前記第１および第２のクラムシェルにブロックが成型され、それに対して前記ステップｊ）での取り付けが行われたときに前記コイルが当接することで、冷媒のための流路が画成されることを特徴とする請求項５０に記載の方法。
52. 前記内側および外側円筒壁部分の対向縁同士を互いに接続する前記ステップｋ）が中間コンポーネントを介して行われることを特徴とする請求項４５ないし５０のいずれかに記載の方法。
53. 前記中間コンポーネントは、前記内側円筒壁部分の間にあって、前記固定子内に前記回転子を支持する前記軸受のための前記取り付けリングを備えることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
54. 前記中間コンポーネントは、前記外側円筒壁部分の間にあって、前記機械のための前記ハウジングを備えることを特徴とする請求項５２または５３に記載の方法。
55. 前記ステップｊ）およびｋ）の間で、前記コイルと前記中間コンポーネントとの間にブロックを挿入することで、冷媒のための流路が画成されることを特徴とする、請求項５０に従属する場合の請求項５２、５３または５４に記載の方法。
56. 請求項１ないし３５のいずれかに記載の機械を構築するために採用されることを特徴とする請求項４５ないし５５のいずれかに記載の方法。
57. 実質的に、添付の図面を参照して説明されたような電気機械。
58. 実質的に、添付の図面を参照して説明されたような電気機械を構築する方法。

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