專利名稱：軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸向氣隙(axial air gap)型電動(dòng)機(jī)，更詳細(xì)地說(shuō)，涉及配置在轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵和轉(zhuǎn)子鐵心的構(gòu)造。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，例如是如圖8所示的構(gòu)造。
圖8是表示基本的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90的整體的剖面圖，圖9表示軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90的定子92，圖9(A)是表示定子鐵心的斜視圖，圖9(B)是定子鐵心的正面圖，圖10表示轉(zhuǎn)子，圖10(A)是表示轉(zhuǎn)子的斜視圖，圖10(B)是側(cè)面圖。
如圖8所示，軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90，在以可以轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐在外殼96上的旋轉(zhuǎn)軸98上固定轉(zhuǎn)子94。轉(zhuǎn)子94如圖10所示為圓柱狀，在其內(nèi)部沿圓周方向排列有多個(gè)永久磁鐵80。永久磁鐵80完全埋設(shè)在轉(zhuǎn)子94內(nèi)。并且，相鄰的永久磁鐵80以在同一平面上各個(gè)“S極”和“N極”交替的方式配置。
另一方面，在外殼96的內(nèi)側(cè)，環(huán)形的定子92以?shī)A著圓板狀的轉(zhuǎn)子94的正反面的方式配置。定子92以圖9(A)所示的定子鐵心92a為中心而構(gòu)成，在與轉(zhuǎn)子94相對(duì)的表面上突出設(shè)置多個(gè)齒92a1。在各個(gè)齒92a1上，如圖9(B)所示，卷繞導(dǎo)線而形成線圈92b，通過(guò)使之通入電流而構(gòu)成磁極。也就是說(shuō)，由定子鐵心92a、線圈92b構(gòu)成定子92。由此，軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90以定子92的磁極和轉(zhuǎn)子94的永久磁鐵80在平行于旋轉(zhuǎn)軸98的方向上相對(duì)的方式配置。
并且，通過(guò)使電流依次通入線圈92b，將齒92a1依次磁化，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。于是，轉(zhuǎn)子94的永久磁鐵80和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生吸引以及排斥作用，轉(zhuǎn)子94轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以得到磁力扭矩。
為了在因永久磁鐵80的存在而產(chǎn)生磁力扭矩的基礎(chǔ)上，還得到磁阻扭矩，軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90在轉(zhuǎn)子94的規(guī)定位置上配置磁性體(強(qiáng)磁性體)。作為該磁性體，在被依次形成于定子92上的磁極吸引而使轉(zhuǎn)子94轉(zhuǎn)動(dòng)的位置、即如圖10所示相鄰的永久磁鐵80之間的位置上，配置被定子92的磁極吸引的8個(gè)磁性體84。此外，成為永久磁鐵80被埋設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵心81內(nèi)的構(gòu)造。
如前所述，利用形成于定子92上的轉(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子94的永久磁鐵80的相互作用而產(chǎn)生吸引、排斥作用，并在轉(zhuǎn)子94上產(chǎn)生磁力扭矩，而與此同時(shí)，磁性體84被由形成于定子92上的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁化的齒92a1吸引，產(chǎn)生磁阻扭矩。也就是說(shuō)，具有上述磁性體84的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90，能夠?qū)⒋帕εぞ睾痛抛枧ぞ氐暮嫌?jì)值作為電動(dòng)機(jī)扭矩。
但是，軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)90上的磁束朝向與旋轉(zhuǎn)軸98平行的方向，但在上述相鄰的永久磁鐵80之間存在磁性體84的情況下，會(huì)在磁性體84上產(chǎn)生渦電流。渦電流的產(chǎn)生成為發(fā)熱等能量損耗的原因。因此，為了抑制渦電流的產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)子94使用壓粉磁心材料，將與磁束正交的面內(nèi)的磁性體84的電阻設(shè)定較高(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。
但是，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的永久磁鐵的磁力面和定子的齒表面相對(duì)，所以如果長(zhǎng)期使用這種電動(dòng)機(jī)或在定子上產(chǎn)生超額的磁力，則會(huì)發(fā)生永久磁鐵的磁力下降的現(xiàn)象、即所謂的消磁，產(chǎn)生降低電動(dòng)機(jī)性能的問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)1特開2005-94955號(hào)公報(bào)(第5-6頁(yè)，圖6)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決上述問(wèn)題，其目的在于提供一種軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其具有防止渦電流，同時(shí)能夠有效利用磁阻扭矩，且不易發(fā)生消磁的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。
為了解決上述課題，本發(fā)明的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)具有定子，其為將多個(gè)磁極部在側(cè)面配置成圓周狀而成；以及轉(zhuǎn)子，其與該磁極部隔開規(guī)定的空隙而相對(duì)配置，為將使用了永久磁鐵的永久磁鐵組在圓周方向配置多個(gè)而成，其特征在于，前述永久磁鐵組的配置方式為，該永久磁鐵組的極性為前述轉(zhuǎn)子的圓周方向。
另外，在圓周方向上相鄰的前述永久磁鐵組的配置方式為，該永久磁鐵組的相對(duì)的極性互為同極。
另外，前述永久磁鐵組具有至少2個(gè)或2個(gè)以上的永久磁鐵，配置方式為，在圓周方向上相鄰的前述永久磁鐵的相對(duì)的極性為異極。
或者，前述永久磁鐵組具有至少2個(gè)或2個(gè)以上的永久磁鐵，該永久磁鐵配置在半徑方向上，同時(shí)配置為在圓周方向上極性為同極。
另外，相鄰的前述永久磁鐵組，利用由強(qiáng)磁性體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心而磁性地結(jié)合。
另外，前述轉(zhuǎn)子鐵心設(shè)置有磁障，其防止前述永久磁鐵上的磁束的短路。
發(fā)明的效果通過(guò)使用以上方法，根據(jù)本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，具有以下效果。
技術(shù)方案1涉及的發(fā)明，因?yàn)橛谰么盆F組的配置方式為，該永久磁鐵組的極性為轉(zhuǎn)子的圓周方向，由此永久磁鐵的磁力與定子的磁極相對(duì)，而永久磁鐵本身不會(huì)直接與定子的磁極相對(duì)，所以與永久磁鐵直接與定子的磁極相對(duì)的現(xiàn)有構(gòu)造相比，能夠減少消磁。
技術(shù)方案2涉及的發(fā)明，因?yàn)樵趫A周方向上相鄰的永久磁鐵組的配置方式為，該永久磁鐵組的相對(duì)的極性互為同極，所以能夠合成在圓周方向相鄰的永久磁鐵組的磁力來(lái)使用。
技術(shù)方案3涉及的發(fā)明，因?yàn)橛谰么盆F組具有至少2個(gè)或2個(gè)以上的永久磁鐵，配置方式為，在圓周方向上相鄰的永久磁鐵的相對(duì)的極性為異極，所以能夠減少渦電流，同時(shí)提高磁阻扭矩。
技術(shù)方案4涉及的發(fā)明，因?yàn)橛谰么盆F組具有至少2個(gè)或2個(gè)以上的永久磁鐵，該永久磁鐵配置在半徑方向上，同時(shí)配置為在圓周方向上極性為同極，所以與技術(shù)方案3的構(gòu)造相比，進(jìn)一步減少渦電流，同時(shí)能夠提高磁阻扭矩。
技術(shù)方案5涉及的發(fā)明，因?yàn)橄噜彽挠谰么盆F組利用由強(qiáng)磁性體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心而磁性地結(jié)合，所以能夠有效使用磁力，并且能夠提高由轉(zhuǎn)子鐵心產(chǎn)生的磁阻扭矩。
技術(shù)方案6涉及的發(fā)明，因?yàn)檗D(zhuǎn)子鐵心設(shè)置有磁障，其防止永久磁鐵上的磁束的短路，所以能夠防止永久磁鐵的磁極處的磁束短路，提高電動(dòng)機(jī)的效率。


圖1是表示本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的斜視圖。
圖3是表示本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的正面圖。
圖4表示本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的其他轉(zhuǎn)子構(gòu)造，(A)是正面圖，(B)是表示永久磁鐵的層合構(gòu)造的正面圖，(C)是表示永久磁鐵的其他層合構(gòu)造的正面圖。
圖5是表示本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的其他轉(zhuǎn)子構(gòu)造的正面圖。
圖6表示本發(fā)明涉及的12極轉(zhuǎn)子構(gòu)造，(A)是平面圖，(B)是由電磁鋼板形成轉(zhuǎn)子鐵心的其他實(shí)施例的局部圖。
圖7是本發(fā)明涉及的轉(zhuǎn)子的側(cè)面圖，(A)至(F)表示各個(gè)不同構(gòu)造的轉(zhuǎn)子，(A)’至(F)’是與之對(duì)應(yīng)的剖面方向視圖。
圖8是表示現(xiàn)有的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的剖面圖。
圖9表示現(xiàn)有的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的定子，(A)是表示定子鐵心的斜視圖，(B)是表示定子鐵心的正面圖。
圖10是表示現(xiàn)有的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的圖，(A)是斜視圖，(B)是側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，根據(jù)附圖，以實(shí)施例的形式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1是表示本發(fā)明涉及的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的剖面圖。
該軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)如圖1的剖面圖所示，包括大致成環(huán)狀的定子20、以及在定子20的兩側(cè)隔著規(guī)定的空隙相對(duì)配置的一對(duì)圓盤狀的轉(zhuǎn)子31、32，轉(zhuǎn)子31、32共用同一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸24，定子20具有將旋轉(zhuǎn)軸24支撐在其內(nèi)周側(cè)的軸承部26。
另外，如圖2所示，在轉(zhuǎn)子31的內(nèi)表面，沿圓周方向配置有4個(gè)永久磁鐵31a。并且，因?yàn)檗D(zhuǎn)子32是與轉(zhuǎn)子31完全相同的構(gòu)造，所以省略說(shuō)明。
另外，實(shí)際上定子20以及轉(zhuǎn)子31、32收容在未圖示的托架(殼體)內(nèi)，定子20的外周側(cè)固定在托架上。
如圖1所示，定子20由合成樹脂模制成型為環(huán)狀，具有同軸地插入定子20的內(nèi)周側(cè)的軸承部26。
另外，在定子20的內(nèi)部，配置有相互連接為環(huán)狀的6個(gè)磁心元件25a。因此，本實(shí)施例是所謂的4極6槽電動(dòng)機(jī)。并且，各個(gè)磁心元件25a都是相同的形狀。另外，一個(gè)磁心元件25a具有將多張金屬板層合為梯形的齒(鐵心)51，在齒51的周圍，除了其兩個(gè)側(cè)面，一體地形成由合成樹脂構(gòu)成的絕緣體50。這一個(gè)磁心元件25a是定子20的一個(gè)磁極部。
絕緣體50包含沿著齒51的兩個(gè)側(cè)面左右一對(duì)配置的大致扇形的凸緣52、53，整體形成剖面H字形的線軸狀。成為線圈27卷繞在該凸緣52、53之間的構(gòu)造。
另外，通過(guò)嵌入成型，各個(gè)磁心元件的外周部分以及內(nèi)周部分利用合成樹脂21被固定。并且，在定子20的一側(cè)的內(nèi)周側(cè)和軸承部26之間，配置有剖面為波形的環(huán)狀的板彈簧(波狀墊圈彈簧)33。
另外，在圓柱形的定子20的兩個(gè)側(cè)面配置轉(zhuǎn)子31和32，各個(gè)轉(zhuǎn)子固定在旋轉(zhuǎn)軸24上。在各個(gè)轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面?zhèn)?，即與定子20的齒51相對(duì)的表面上，分別配置有相同大小的4個(gè)矩形永久磁鐵31a、永久磁鐵32a。并且，因?yàn)樵撧D(zhuǎn)子是4極，所以將構(gòu)成其中1個(gè)極的永久磁鐵的組稱為永久磁鐵組。并且，如后所述，1個(gè)永久磁鐵組有時(shí)由多個(gè)永久磁鐵構(gòu)成。
圖2是表示轉(zhuǎn)子的構(gòu)造的斜視圖。該轉(zhuǎn)子31為，在由圓板狀的非磁性體所構(gòu)成的背部磁軛31b的表面上，以其長(zhǎng)邊為半徑方向的方式配置形成為方形的由稀土類磁鐵構(gòu)成的永久磁鐵31a，并利用粘接材料固定，以圓周方向?yàn)镾極或N極的方式固定。并且，在圓周方向上均勻配置并相鄰的4個(gè)永久磁鐵31a的極性互為同極。該情況下，因?yàn)?個(gè)永久磁鐵組31f由1個(gè)永久磁鐵31a構(gòu)成，所以永久磁鐵組31f的磁性和永久磁鐵31a的磁性相同。另外，因?yàn)楸巢看跑?1b使用非磁性體形成，所以永久磁鐵31a的磁束不受背部磁軛31b的影響，能夠朝向定子20的齒51。此外，只要背部磁軛31b的影響小，也可以由例如鋼板形成背部磁軛31b。
另外，由強(qiáng)磁性體構(gòu)成的扇形轉(zhuǎn)子鐵心31c，利用粘合劑固定在背部磁軛31b上，以將相鄰的永久磁鐵31a機(jī)械性以及磁性地連接。扇形的轉(zhuǎn)子鐵心31c的圓周方向的端部，設(shè)有與永久磁鐵31a的圓周方向的端部嵌合的凹口。因此，一個(gè)永久磁鐵31a的圓周方向的各個(gè)端部，被相鄰的各個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c的圓周方向的端部壓住，成為防止由于離心力造成的永久磁鐵31a脫落的構(gòu)造。
利用這種構(gòu)造，在相鄰的轉(zhuǎn)子鐵心31c之間，在各個(gè)永久磁鐵31a的半徑方向的中心附近形成槽。該槽成為減少各個(gè)永久磁鐵31a的磁束的短路的磁障31d。此外，也可以使用合成樹脂或鋁等透磁率低的材料代替槽。
另外，該轉(zhuǎn)子鐵心31c由將粉體壓固得到的壓粉磁心材料形成，該粉體是在鐵等強(qiáng)磁性體的微粒的表面，涂敷不導(dǎo)電的膜而成的。由該壓粉磁心材料形成的轉(zhuǎn)子鐵心31c在三維方向上穿過(guò)磁束，但因?yàn)閹缀鯖](méi)有電流通過(guò)，所以具有即使承受定子20產(chǎn)生的磁場(chǎng)，也不產(chǎn)生渦電流的特點(diǎn)。
如前所述，因?yàn)樵趫A周方向均勻布置而相鄰的4個(gè)永久磁鐵組31f的相對(duì)的極性互為同極，所以相鄰的轉(zhuǎn)子鐵心31c的極性由該相鄰的2個(gè)永久磁鐵組31f的相對(duì)的極性確定。例如，在圖2中，從右上方按照順時(shí)針圓周方向?yàn)镹極、S極、N極、S極。因此，如果圖2中央上方是永久磁鐵組31f，即是永久磁鐵31a，則分別產(chǎn)生從右側(cè)開始的N極的磁力，以及從左側(cè)開始的S極的磁力，各個(gè)磁力通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵心31c成為朝向上方(定子的齒表面)的磁力。
這樣，因?yàn)楦鱾€(gè)永久磁鐵組31f(永久磁鐵)的磁力，通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵心31c而與定子20的齒51相對(duì)，所以與永久磁鐵直接與齒51相對(duì)的現(xiàn)有構(gòu)造相比，能夠減少消磁。
并且，因?yàn)槭褂棉D(zhuǎn)子鐵心31c而成為具有突極性的構(gòu)造，所以在由于存在永久磁鐵31a而產(chǎn)生的磁力扭矩的基礎(chǔ)上，還能夠利用在轉(zhuǎn)子鐵心31c上的磁阻扭矩，所以能夠提高電動(dòng)機(jī)的效率，擴(kuò)大運(yùn)轉(zhuǎn)范圍(轉(zhuǎn)速范圍)。
圖3是正面觀察圖2的轉(zhuǎn)子的圖。圖4(A)是表示圖3的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的變形例的其他實(shí)施例。與圖3具有相同功能的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，省略詳細(xì)的說(shuō)明。
與圖3的構(gòu)造不同的部分是永久磁鐵31a的構(gòu)造。圖3的永久磁鐵31a形成為一個(gè)矩形體，但圖4(A)的永久磁鐵31a成為在圓周方向上3個(gè)永久磁鐵、即永久磁鐵31a1、永久磁鐵31a2和永久磁鐵31a3由粘接劑粘在一起的構(gòu)造。
圖4(B)是圖4(A)的永久磁鐵31a的主要部分放大圖。永久磁鐵31a1、永久磁鐵31a2和永久磁鐵31a3分別在圓周方向被磁化，粘在一起的各個(gè)永久磁鐵的相鄰表面，以相互為不同磁極的方式配置。因此，粘為一體的永久磁鐵31a的圓周方向的磁極，成為與圖3的永久磁鐵31a相同的磁極。
這樣，通過(guò)將多個(gè)永久磁鐵組合形成1個(gè)永久磁鐵，能夠減少與磁力正交方向的渦電流，其結(jié)果，能夠減少由于在永久磁鐵上產(chǎn)生的渦電流造成的發(fā)熱。因此，即使使用不耐熱的稀土類磁鐵，也能夠制成效率高的電動(dòng)機(jī)。并且，因?yàn)榭梢云诖岣哂捎谰么盆F的分割引起的磁阻扭矩，所以能夠提高電動(dòng)機(jī)的效率。
圖4(C)是表示永久磁鐵31a的其他構(gòu)造的主要部分放大圖。與圖4(B)不同的是磁鐵的配置方向。圖4(C)的永久磁鐵31a成為這樣的構(gòu)造，即，將多個(gè)永久磁鐵31a1、永久磁鐵31a2和永久磁鐵31a3依次排列配置，在半徑方向上層疊、粘合。
因此，因?yàn)閳D4(C)的永久磁鐵31a與圖4(B)的永久磁鐵31a相比，體積相同但磁鐵的個(gè)數(shù)增加，所以能夠進(jìn)一步減少與磁力正交的方向的渦電流。
圖5是表示圖3的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的變形例的其他實(shí)施例。具有與圖3相同功能的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并省略詳細(xì)的說(shuō)明。
圖5的轉(zhuǎn)子31由2個(gè)永久磁鐵31a構(gòu)成圖3的轉(zhuǎn)子31的永久磁鐵組31f，并且使該永久磁鐵31a在圓周方向分離規(guī)定的距離而進(jìn)行固定。并且，成為將這兩個(gè)永久磁鐵31a的圓周方向的端部用轉(zhuǎn)子鐵心31e的端部覆蓋的構(gòu)造。在該情況下，也與轉(zhuǎn)子鐵心31c同樣地，轉(zhuǎn)子鐵心31e與各個(gè)永久磁鐵相對(duì)應(yīng)，具有磁障31d，以及與永久磁鐵31a嵌合的凹口。
在圖5中，相對(duì)的2個(gè)永久磁鐵31a，以隔著距離而成為互不相同的磁極的方式配置。因此，圖5中所示的永久磁鐵組31f的磁極成為與圖3的永久磁鐵組31f相同的磁極。
該構(gòu)造也可以減少渦電流并提高磁阻扭矩，提高電動(dòng)機(jī)的效率。另外，圖5的轉(zhuǎn)子鐵心與圖3的轉(zhuǎn)子鐵心相比，一個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心由轉(zhuǎn)子鐵心31c和轉(zhuǎn)子鐵心31e這2個(gè)鐵心構(gòu)成，由此能夠進(jìn)一步減少在轉(zhuǎn)子鐵心上產(chǎn)生的渦電流。
圖6(A)是圖3的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的變形，是構(gòu)成12極的轉(zhuǎn)子31的實(shí)施例。與圖3具有相同功能的部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并省略詳細(xì)的說(shuō)明。
在圖6(A)中，轉(zhuǎn)子31在背部磁軛31b的圓周方向上，將12個(gè)永久磁鐵31a和12個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c互相等距離配置。永久磁鐵組31f以相鄰的永久磁鐵組31f的磁極為同極的方式，配置永久磁鐵組31f內(nèi)的永久磁鐵31a。另外，在各個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c的兩端設(shè)置磁障31d。此外，這種12極的轉(zhuǎn)子31與具有例如18槽磁極的定子20組合使用。
如果如上所述在多極轉(zhuǎn)子上使用本發(fā)明的構(gòu)造，則由于永久磁鐵31a的數(shù)量增加而扭矩提高。另外，因?yàn)檗D(zhuǎn)子鐵心31c相對(duì)地變小，所以能夠減少轉(zhuǎn)子鐵心31c的渦電流的產(chǎn)生。
圖6(B)是表示改變圖6(A)的轉(zhuǎn)子鐵心31c的材質(zhì)的其他實(shí)施例的局部圖。圖6(B)的轉(zhuǎn)子鐵心31c并不是前述的壓粉磁心材料，而是將電磁鋼板在半徑方向?qū)雍闲纬?。利用該?gòu)造，能夠減少穿過(guò)各個(gè)轉(zhuǎn)子和定子間的空隙的磁束的渦電流。另外，因?yàn)榇攀灰罪柡?，所以可以提高電?dòng)機(jī)的效率。進(jìn)而提高強(qiáng)度。因此，該構(gòu)造是適用于高扭矩的大型電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。
下面，使用圖7的轉(zhuǎn)子的主要部分側(cè)剖面圖，對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心31c、永久磁鐵31a、以及背部磁軛31b的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖7(A)至圖7(F)表示各個(gè)不同的實(shí)施例。圖7(A)’至圖7(F)’表示與之對(duì)應(yīng)的箭頭方向剖面圖「A-A’」至「F-F’」。并且，在圖7(A)至圖7(F)中，左側(cè)為轉(zhuǎn)子的外周側(cè)，右側(cè)為轉(zhuǎn)子的內(nèi)周側(cè)。因此，圖7(A)’至圖7(F)’的左右為圓周方向。另外，在背部磁軛31b上，以半徑方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向配置永久磁鐵31a。
在圖7(A)和圖7(A)’中，永久磁鐵31a的圓周方向的兩端，與設(shè)置在2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c的圓周方向的兩端的凹口嵌合，成為通過(guò)用螺釘41將2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c固定在背部磁軛31b上來(lái)固定永久磁鐵31a的構(gòu)造。并且，在轉(zhuǎn)子鐵心31c上設(shè)置凹部，以使得螺釘41的頭比轉(zhuǎn)子鐵心31c的表面低。利用該構(gòu)造，能夠牢固地固定永久磁鐵31a和轉(zhuǎn)子鐵心31c。另外，利用螺釘41能夠容易地進(jìn)行分解/組裝。
在圖7(B)和圖7(B)’中，永久磁鐵31a的圓周方向的兩端，與設(shè)置在2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c的圓周方向的兩端的凹口嵌合，成為通過(guò)用粘合劑將2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c固定在背部磁軛31b上來(lái)固定永久磁鐵31a的構(gòu)造。并且，在轉(zhuǎn)子鐵心31c的外周側(cè)側(cè)面具有對(duì)應(yīng)于永久磁鐵31a的剖面及大小的的插入口，成為從圖7(B)的左側(cè)(外周側(cè))插入涂敷了粘合劑的永久磁鐵31a而固定的構(gòu)造。因?yàn)樵摌?gòu)造是從轉(zhuǎn)子的外周插入永久磁鐵31a，所以能夠容易地進(jìn)行轉(zhuǎn)子的制造作業(yè)。
在圖7(C)和圖7(C)’中，永久磁鐵31a的圓周方向的兩端，與設(shè)置在2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c的圓周方向的兩端的凹口嵌合，成為通過(guò)用粘合劑將2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c固定在背部磁軛31b上來(lái)固定永久磁鐵31a的構(gòu)造。并且，在轉(zhuǎn)子鐵心31c的內(nèi)周側(cè)側(cè)面具有對(duì)應(yīng)于永久磁鐵31a的剖面及大小的插入口，成為從圖7(C)的右側(cè)(內(nèi)周側(cè))插入涂敷了粘合劑的永久磁鐵31a而固定的構(gòu)造。轉(zhuǎn)子鐵心31c的外周側(cè)面只有磁障31d的空隙，該空隙比永久磁鐵31a的剖面小。因此，成為永久磁鐵31a不會(huì)從外周側(cè)脫落的卡止構(gòu)造。
該構(gòu)造是從轉(zhuǎn)子的內(nèi)周插入永久磁鐵31a，但因?yàn)槭遣粫?huì)向外脫落的構(gòu)造，所以永久磁鐵31a不會(huì)因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而飛出，所以可以提高電動(dòng)機(jī)的可靠性。
在圖7(D)和圖7(D)’中，成為在背部磁軛31b的表面設(shè)置用于埋設(shè)永久磁鐵31a的凹部，并用粘合劑固定的構(gòu)造。在該構(gòu)造中，因?yàn)椴皇褂棉D(zhuǎn)子鐵心，所以為了充分利用永久磁鐵31a的磁力，必須使背部磁軛31b的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度L比永久磁鐵31a的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度t充分地大。利用該構(gòu)造，能夠去除轉(zhuǎn)子鐵心以實(shí)現(xiàn)成本降低，同時(shí)可以減小轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度，可以制成薄型的電動(dòng)機(jī)。并且，因?yàn)槁裨O(shè)永久磁鐵31a，所以可以減少由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)引起的離心力造成永久磁鐵31a飛出的可能性。
在圖7(E)和圖7(E)’中，在背部磁軛31b的表面上設(shè)置用于埋設(shè)永久磁鐵31a的下部的凹部，在配置了永久磁鐵31a之后，在背部磁軛31b的表面上，配置具有與從背部磁軛31b的表面凸出的永久磁鐵31a的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度相同厚度的轉(zhuǎn)子鐵心31c。然后，用很薄的由非磁性體構(gòu)成的固定板43覆蓋轉(zhuǎn)子鐵心31c和永久磁鐵31a，用平頭螺釘42螺合在背部磁軛31b上。利用該構(gòu)造，能夠使用轉(zhuǎn)子鐵心31c，且減小轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度。并且，能夠牢固地固定永久磁鐵31a和轉(zhuǎn)子鐵心31c。另外，因?yàn)槁裨O(shè)永久磁鐵31a，所以能夠減少由于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力造成永久磁鐵31a飛出的可能性。
在圖7(F)和圖7(F)’中，在背部磁軛31b的表面設(shè)置有用于埋設(shè)永久磁鐵31a的下部的凹部。另一方面，在轉(zhuǎn)子鐵心31c的圓周方向的端部，設(shè)置有與永久磁鐵31a的圓周方向的端部嵌合的凹口。另外，成為在將永久磁鐵31a配置在背部磁軛31b的凹部上之后，通過(guò)用螺釘41將2個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心31c螺合在背部磁軛31b上來(lái)固定永久磁鐵31a的構(gòu)造。并且，在轉(zhuǎn)子鐵心31c上設(shè)置凹部，以使得螺釘41的頭比轉(zhuǎn)子鐵心31c的表面低。利用該構(gòu)造，可以節(jié)約轉(zhuǎn)子鐵心31c的材料，同時(shí)減小轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸方向的厚度。
另外，在圖7的實(shí)施例中，使用螺釘還是使用粘合劑是任意的，在各個(gè)構(gòu)造中，螺釘或粘合劑可以互相替代使用，或者也可以組合使用。并且，轉(zhuǎn)子鐵心31c并不限于所說(shuō)明的壓粉磁心材料，也可以使用在圖6(B)中所說(shuō)明的將磁性鋼板層合的轉(zhuǎn)子鐵心31c。
另外，本發(fā)明不限于以上說(shuō)明的具有4個(gè)或12個(gè)磁極的轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，也可以廣泛應(yīng)用于其他極數(shù)的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)。
另外，本發(fā)明不限于在實(shí)施例中說(shuō)明的定子形狀，例如可以是未使用鐵心的定子但卻具有本發(fā)明的效果的情況。
另外，在本實(shí)施例中是將軸承部26設(shè)置在定子20內(nèi)部，但不限于在該定子20內(nèi)部，例如也可以設(shè)置在未圖示的托架的兩端。
此外，在本實(shí)施例中，各個(gè)轉(zhuǎn)子31、32共用同一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸24，但也可以是只有1個(gè)轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)。
或者，各個(gè)轉(zhuǎn)子31、32也可以固定在各不相同的旋轉(zhuǎn)軸上，更進(jìn)一步，也可以是沒(méi)有旋轉(zhuǎn)軸24而通過(guò)徑向球軸承將各個(gè)轉(zhuǎn)子31、32直接支撐在定子20上的無(wú)軸型的電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，具有定子，其在側(cè)面圓周狀地配置多個(gè)磁極部；以及轉(zhuǎn)子，其與該磁極部隔開規(guī)定的空隙而相對(duì)配置，并且其在圓周方向配置多個(gè)使用了永久磁鐵的永久磁鐵組，其特征在于，前述永久磁鐵組的配置方式為，該永久磁鐵組的極性為前述轉(zhuǎn)子的圓周方向。
2.如權(quán)利要求1所述的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，在圓周方向上相鄰的前述永久磁鐵組的配置方式為，該永久磁鐵組的相對(duì)的極性互為同極。
3.如權(quán)利要求1或2所述的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，前述永久磁鐵組具有至少2個(gè)或2個(gè)以上的永久磁鐵，配置方式為，在圓周方向上相鄰的前述永久磁鐵的相對(duì)的極性為異極。
4.如權(quán)利要求1或2所述的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，前述永久磁鐵組具有至少2個(gè)或2個(gè)以上的永久磁鐵，該永久磁鐵配置在半徑方向上，同時(shí)配置為在圓周方向上極性為同極。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，相鄰的前述永久磁鐵組，利用由強(qiáng)磁性體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子鐵心而磁性地結(jié)合。
6.如權(quán)利要求5所述的軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，前述轉(zhuǎn)子鐵心設(shè)置有磁障，其防止前述永久磁鐵上的磁束的短路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軸向氣隙型電動(dòng)機(jī)，其具有防止渦電流，同時(shí)能夠有效利用磁阻扭矩，且不易產(chǎn)生消磁的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。轉(zhuǎn)子(31)以使加工成矩形條狀的永久磁鐵(31a)的長(zhǎng)邊為半徑方向的方式，配置在圓板的背部磁軛(31b)的表面上，以圓周方向?yàn)镾極或N極的方式固定，在圓周方向上均勻配置而相鄰的4個(gè)永久磁鐵(31a)的極性互相相同。以覆蓋這4個(gè)永久磁鐵(31a)的方式固定扇形的轉(zhuǎn)子鐵心(31c)。該轉(zhuǎn)子鐵心(31c)由壓粉磁心材料形成。并且，該轉(zhuǎn)子鐵心(31c)在各個(gè)永久磁鐵(31a)的半徑方向的中心附近，設(shè)置由槽構(gòu)成的磁障(31d)，其減少各個(gè)永久磁鐵(31a)的磁力短路。
文檔編號(hào)H02K21/24GK1897419SQ20061008650
公開日2007年1月17日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者村上正憲 申請(qǐng)人:富士通將軍股份有限公司