CN101183821B - 轴向气隙型电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即便在垂直于转子输出轴的方向上作用某种程度较大的力、轴承部分也不会破损从而能实现长寿命化的轴向气隙型电动机。轴向气隙型电动机包括定子和两片转子，所述定子和所述两片转子分别形成为大致圆盘形，在同一旋转轴(转子输出轴)上隔开既定空隙地对置配置，所述定子具备由连结成环状的多个极部件构成的定子芯，用于固定转子输出轴的一个轴承部设置在形成为环状的前述定子的内侧，另一个轴承部设置在所述转子的外侧且处在与所连接的负荷之间的转子输出轴上。

Description

轴向气隙型电动机

技术领域

本发明涉及一种轴向气隙型电动机，其包括分别形成为大致圆盘形并且在同一旋转轴上以既定空隙对置配置的定子和转子，详细而言，本发明涉及一种用于在不增大绕线直径的情况下实现转矩提升的轴向气隙型电动机的构成。

背景技术

以往，作为电动机的一种，存在轴向气隙型电动机(轴向空隙型电动机)。轴向气隙型电动机是在圆盘形定子上在轴向上隔开既定空隙对置配置转子的电动机，与径向气隙型电动机相比，具有能够缩短轴向长度而能够实现电动机自身的薄型化的优点。例如，关于这种轴向气隙型电动机，本申请人已经申请了专利文献1，该专利文献1的目的在于：在轴向气隙型电动机中，能够高效地进行包括架线处理等在内的定子组装作业。

另外，如专利文献2那样，已经提出了各种电动自行车的方案，该电动自行车能够通过给人力的驱动力施加电动机的驱动力而进行辅助，来在坡道等路况下进行惬意的行驶。作为电动自行车，希望其驱动机构被紧凑地收纳起来，而且希望其重量较轻，出于这样的考虑，轴向气隙型电动机由于能够实现电动机本身的薄型化而适合于电动自行车，已经在专利文献3中提出了这样的方案。

【专利文献1】日本特开2004-282989号公报

【专利文献2】日本特开2003-219603号公报

【专利文献3】日本特开平09-150777号公报

在电动自行车中采用轴向气隙型电动机的情况下，不是在电动自行车的踏板轴上直接设置电动机，而是如专利文献2中记载的那样， 利用设置在电动机的转子输出轴上的输出齿轮使设置在踏板轴上的齿轮旋转，由此来用作辅助动力。即，在垂直于轴向气隙型电动机的转子输出轴的方向上作用来自负荷的力。

其中，专利文献1记载的轴向气隙型电动机是假定下述情况而提出的方案：如使风扇旋转等那样在与转子输出轴相同的方向上作用来自负荷的力，或者即使在垂直于转子输出轴的方向上作用有力，该力也比较小，例如，该电动机用于空调室外机的风扇马达。

但是，在电动自行车中采用轴向气隙型电动机的情况下，必须要假定在相对于转子输出轴垂直的方向上作用有某种程度的较大力。如果从这一观点考虑，则专利文献1记载的轴向气隙型电动机由于是在定子的内周空间中相接近地设置两个轴承部，所以相对于从垂直于轴的方向作用的力来说较弱，如果这样的轴向倾斜方向作用力，则轴承部分的滚珠轴承上将作用较大的力，从而会导致破损，而且有轴承部松动的可能。进而，如果轴承部松动了，则在有些情况下，转子上的磁体和定子还会解除而很有可能发生故障。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种即便在垂直于转子输出轴的方向上作用某种程度较大的力、轴承部分也不会破损从而能实现长寿命化的轴向气隙型电动机。

本发明的技术方案1是一种轴向气隙型电动机，包括定子和两片转子，所述定子和两片转子分别形成为大致圆盘形，在同一旋转轴(转子输出轴)上隔开既定空隙对置配置，其特征在于，用于固定转子输出轴的一个轴承部设置在定子从垂直于所述旋转轴的方向投影的投影面内，而另一个轴承部设置成，至少一部分配置在所述定子的投影面外。

本发明的技术方案2是一种轴向气隙型电动机，包括定子和两片转子，所述定子和两片转子分别形成为大致圆盘形，在同一转子输出轴上隔开既定空隙对置配置，其特征在于，所述定子具备由连结成环 状的多个极部件构成的定子芯，用于固定转子输出轴的一个轴承部设置在形成为环状的前述定子的内侧，另一个轴承部在所述转子的外侧设置在与所连接的负荷之间的转子输出轴上；

构成所述定子芯的多个极部件分别在中心部分具有由磁性体构成的齿，所述两片转子分别在与所述定子对置时和环状定子芯的所述齿相对的位置上环状形成有多个磁体，将两片转子固定在转子输出轴上，使得一个转子的磁体与齿之间的距离和另一个转子的磁体与齿之间的距离存在差异，利用磁体的磁力之差来在轴向上对转子输出轴施力。

本发明的技术方案4的轴向气隙型电动机，除了技术方案3的特征外，其特征在于，对所述转子输出轴施力的方向，与从连接所述转子输出轴的负荷承受的轴向反作用力的方向相同。

本发明的技术方案5的轴向气隙型电动机，除了技术方案2至4中任一项的特征外，其特征在于，所述一个轴承部经由金属制的轴承壳固定在定子上，所述轴承壳呈圆筒形并且一端为大直径的开口而另一端为小直径的开口。

本发明的技术方案6的轴向气隙型电动机，除了技术方案5的特征外，其特征在于，所述轴承壳在大直径开口部分的外侧具有向外周方向突出的凸缘部分，以该凸缘部分向树脂内部突出的方式，利用合成树脂来模制成型前述定子芯与所述轴承壳，从而形成所述定子。

本发明的技术方案7的轴向气隙型电动机，除了技术方案3或4的特征外，其特征在于，所述另一个轴承部由滚珠轴承构成，将该滚珠轴承的内周侧固定在转子输出轴上，并且，设置有对外周侧向与对输出轴施力的方向相同的方向施力的施力机构。

根据技术方案1所述的发明，由于一个轴承部设置在定子的内周空间中，所以有即使从外部施加冲击也不会破损的效果，而且，由于另一个轴承部设置在负荷的附近，所以即使在转子输出轴上作用径向的力，与以往相比也能减小所施加的力。进而，由于与以往相比能够增大一个轴承部与另一个轴承部之间的间隔，所以能够减小施加在两个轴承部上的力。由于这些效果，能够防止轴承部的破损而实现长寿 命化。

根据技术方案2的发明，由于一个轴承部设置在定子的内周空间中，所以有即使从外部施加冲击也不会破损的效果，而且，由于另一个轴承部设置在负荷的附近，所以即使在转子输出轴上作用径向的力，与以往相比也能减小所施加的力。进而，由于与以往相比能够增大一个轴承部与另一个轴承部之间的间隔，所以能够减小施加在两个轴承部上的力。由于这些效果，能够防止轴承部的破损而实现长寿命化；

通过在轴向上对转子输出轴施力，能够在一个轴承部上作用预压，将滚珠轴承内部的滚珠接触面保持一定，所以不会有滚珠在轴承内部乱动的问题，结果能实现轴承部的长寿命化。

根据技术方案4的发明，对所述转子输出轴施力的方向与从连接所述转子输出轴的负荷承受的轴向反作用力的方向相同，所以能够可靠地对轴承部施加预压，结果能实现轴承部的长寿命化。

根据技术方案5的发明，通过采用金属制的轴承壳，即便施加大的轴推进力，也能保持轴承部，能够牢固地进行保护而免受冲击破坏。

根据技术方案6的发明，通过使凸缘部分突出到合成树脂内，能够分散压力，所以即便作用大的轴推进力也能保持轴承部，能够牢固地保护轴承部不受冲击破坏。

根据技术方案7的发明，利用施力机构对另一个轴承部施加预压，并且使该施力方向与对转子输出轴施力的方向相同，所以能够更加可靠地实现将滚珠轴承内部的滚珠接触面保持一定的效果。

附图说明

图1是概略表示本发明的轴向气隙型电动机的内部结构的剖视图。

图2(a)是表示三相电动机中的以往的串联接线方法的电路图， (b)是表示本发明中采用的并联接线方法的电路图。

图3(a)～(c)是依次表示极部件的结构的立体图，(d)是表示连结极部件而构成的定子芯的立体图。

图4(a)及(b)是表示模制内嵌成型定子芯的情况的立体图。

图5(a)～(c)是依次表示转子的结构的立体图。

图6表示本发明的轴向气隙型电动机中的转子结构，(a)是主视图，(b)是A-A’线剖视图，(c)是后视图，(d)是B-B’线剖视图，(e)是表示B-B’线上的磁通分布的示意图。

图7是表示定子和转子的组装工序的立体图。

图8(a)是表示槽数为3n的情况下的极数与绕线系数之间的关系的表图，(b)～(d)分别是对3n∶2n的情况与3n∶4n的情况下的马达的效率进行比较的曲线图。

图9是表示作为施力机构的弹簧部件44的结构的立体图。

图10是表示以往的轴向气隙型电动机中的转子结构的图，(a)是主视图，(b)是A-A’线剖视图，(c)是后视图，(d)是B-B’线剖视图，(e)是表示B-B’线上的磁通分布的示意图。

附图标记说明

10...轴向气隙型电动机、11...定子、12...转子、13...转子、14...转子输出轴、15...轴承部、16...定子芯、17a～17i...极部件、18...合成树脂、19...齿、20...绝缘件、21...凸缘、22...凸缘、23...线圈、24...突起、25...卡合槽、26...卡合凸部、27...卡合凹部、28...跨接线支承部件、29...端子、30...轴承壳、31...凸缘、32...螺纹承纳部、33...后盖、34...后磁轭、35...圆形孔、36...Mg形成孔、37...磁体、38...滚珠轴承、39...转子卡止部件、40...空隙保持部件、41...滚珠轴承、42...轴承部、43...轴承壳、44...施力机构、45...峰部、46谷部。

具体实施方式

本发明的轴向气隙型电动机包括定子和两片转子，所述定子和两片转子分别形成为大致圆盘形，在同一旋转轴(转子输出轴)上隔开 既定空隙对置配置，其中，所述定子具备由连结成环状的多个极部件构成的定子芯，用于固定转子输出轴的一个轴承部设置在形成为环状的前述定子的内侧，另一个轴承部在所述转子的外侧设置在转子与所连接的负荷之间的转子输出轴上。

下面根据附图进行说明。

【实施例1】

根据附图对本发明的实施例进行说明。图1所示的是概略表示本发明的轴向气隙型电动机的内部结构的剖视图。如该图1所示，轴向气隙型电动机10具备呈大致圆盘状的定子11、和在定子11的两侧隔开既定空隙对置配置的一对转子12、13，转子12、13共有同一转子输出轴14，定子11在其内周侧具备支承转子输出轴14的轴承部15。

定子11具备形成为环状(所谓的环管状)的定子芯16、和同轴地插入到定子芯16的内周侧的轴承部15，它们通过合成树脂18一体地模制而成。

另外，在本说明中，用轴承部表示的时候，指的是包括滚珠轴承、轴承壳以及模制轴承壳的附近的合成树脂在内的、固定轴的整个结构。

如图3(d)所示，定子芯16通过将多个(本实施例中是九个)极部件17a～17i连成环状而构成。各极部件17a～17i全部是相同形状，图3(a)～图3(c)表示其中一个极部件17a的构成。

极部件17a如图3(a)所示，具备将多张大致H字状的金属板层叠而成的齿(定子铁芯)19，如图3(b)所示，在齿19的周围，除了其(图中的)上下表面外一体地形成有由合成树脂构成的绝缘件20。绝缘件20可以通过内嵌成型形成，即，将齿19放入未图示的成型模具的型腔内，再向该型腔内注入熔融树脂。

另外，齿19除了层叠构成外，还可以通过粉体成型等来一体地成型。另外，在本实施例中，各极部件17a～17i在中央配置齿19，但也可以将本发明的结构应用在没有该齿19的结构、即采用所谓空芯线圈的极部件17a～17i中。

这样形成的绝缘件20形成为包括沿着齿19的上下表面以上下一 对的形式配置的大致扇型凸缘21、22在内的整体呈截面为H字形的绕线筒状。在本实施例中，凸缘21、22的扇形展开角为40°(360°/9)。由于该绝缘件20的存在，能够在齿19上整齐卷绕线圈23，而且，能够保持齿19和线圈23之间的电绝缘。通过在这样形成的绝缘件20上卷绕线圈23，完成图3(c)所示那样的极部件17a。对于其他的极部件17b～17i也是同样。

另外，如图3(a)～(c)所示那样，在上述极部件17a～17i的每一个的凸缘21、22上，作为用于将相邻极部件彼此相互连结的连结机构，具备形成在凸缘21、22的一个端缘的外周侧的突起24、和形成在另一个端缘的外周侧的卡合槽25。而且，具备形成在凸缘21、22的一个端缘的内周侧的卡合凸部26、以及形成在另一个端缘的内周侧的卡合凹部27。这些连结机构中，前述突起24处于与相邻的极部件侧的卡合槽25卡合的关系中，前述卡合凸部26处于与相邻的极部件侧的卡合凹部27卡合的关系中。

通过利用该连结机构连结九个前述极部件17a～17i，形成环状定子芯16的形状。连结之后，对从各极部件17导出的线圈23的跨接线进行接线。另外，在凸缘21上，设置有用于对线圈23的跨接线进行处理的跨接线支承部件28。

这里，对极部件17a～17i的接线方法进行说明。图2(a)所示的是应用了三相电动机中的以往的接线方法的情况下的电路图，图中各电阻元件的标记相当于极部件(绕线组)。如该图2(a)所示，在由U相、V相、W相这三相构成的情况下，以往是在各相将绕线组串联接线。

与之相对，在本发明的轴向气隙型电动机中，如图2(b)所示那样，采用了下述接线方法：将极部件17a～17i并联连接而构成U相、V相、W相这三个相。通过采用这种并联的接线方法，在由九个极部件构成的情况下，与以往的串联接线方法相比，能够得到1/9的电阻值，所以能够在不增大绕线直径的情况下增大流过绕线的电流值，其结果，能够实现转矩的提升。另外，对于极部件17a～17i，以U相、 V相、W相、U相、V相、W相、...的方式依次连结接线。将极部件17a～17i接线后，如图3(d)所示，通过将端子29连接到3个部位，完成定子芯16。

在形成定子芯16后，如图4所示，通过向定子芯16整体中注入合成树脂18来进行模制内嵌成型，而完成定子11。此时，如图4(a)所示，在环状定子芯16的中央部分还一并配置作为轴承部15的轴承壳30，来进行模制。该轴承壳30是一端除了穿过转子输出轴14的部分以外被封住的圆筒形状，在另一端具有向外侧突出的凸缘31。该凸缘31将从转子输出轴14施加的力(在本实施例中，主要是指由负荷产生的轴向反力以及转子和定子之间的磁力所产生的吸引力(图1))分散到合成树脂18上，从而具有所谓的防脱底的效果，即，能够防止通过模制内嵌成型而与定子11一体形成的轴承壳30从定子11脱落。

另外，如图4(a)所示，配置在三个部位的螺纹承纳部32也与定子芯16一起被模制内嵌成型。该螺纹承纳部32在固定图1所示的后盖33时使用，而且在固定未图示的输出侧盖时也加以使用。这样，通过进行模制内嵌成型，完成图4(b)所示那样的定子11。

下面，利用图5对转子12、13的结构进行说明。该转子12、13是相同结构，所以对它们不加区分地进行说明。如图5(a)所示，圆盘状的后磁轭34在中心位置设置有供转子输出轴14穿过的圆形孔35，另外，在大致靠近外周的位置上进行了组装时与定子芯16的齿19部分相对的位置上，在多处(本实施例中是十二个部位)设置有用于形成磁体37的Mg形成孔36。该Mg形成孔36是非圆形的形状，在各自的位置上以在后磁轭34的半径方向上将圆压扁似的细长形状贯通形成。

在该后磁轭34的设置的多个Mg形成孔36的部分，分别各一个地形成有磁体37。如图5(b)所示，对于磁体37的形成，例如通过利用混合了磁性材料与热塑性树脂的材料(磁铁材料)进行的塑料磁体成型来实现。这里，图6(a)～(c)所示的分别是表示本发明的转子12、13的结构的主视图、(a)中的A-A’线剖视图以及后视图， 如这些图所示，各磁体37的与定子11相向的正面侧的面积较大，而背面侧的面积则形成得较小。

在塑料磁体成型后，如图5(c)所示，进行励磁以使得相邻磁体的磁通方向相反，这样就完成了转子12、13。

最后，将形成好的定子11和转子12、13组装起来。如图7所示，转子输出轴14为了防止各部件的脱落而形成为各部分直径不同的结构。首先，在作为定子11的轴承部15的轴承壳30中嵌入并固定滚珠轴承38，从其上插入转子输出轴14，从定子11的背面经由转子卡止部件39而嵌入转子13。其次，从转子输出轴14的上侧嵌入转子12，从其上经由空隙保持部件40嵌入作为另一个轴承部42的滚珠轴承41，由此转子12被固定下来。最后，如图1所示，通过在转子13的外侧安装后盖33，完成本发明的轴向气隙型电动机。

另外，设在转子12外侧的作为轴承部42的滚珠轴承41在图1以及图7的状态下并未固定，这样的话，轴就处于不稳定的状态，但本发明是以在该滚珠轴承41固定的状态下使用为前提的。例如，虽然未图示，但也可以设计成与后盖同样地在输出侧也设置盖，利用该盖固定滚珠轴承41，另外，也可在应用本发明的轴向气隙型电动机的电动汽车中利用所连接的对象侧的部件来进行固定。此时，无论是盖还是对象侧的部件，在这些部件上都设置有模制了嵌入图1所示那样的滚珠轴承41用的轴承壳43的轴承部42。另外，在嵌入滚珠轴承41时，与滚珠轴承41的外周侧抵接而对该部分向转子12侧施力的弹簧部件44也一起嵌入到轴承壳43中。

如图9所示，该弹簧部件44形成为环状，而且，呈峰部45和谷部46交替形成的波浪形状，例如由金属材料形成。由于呈波浪形状，相对于轴向的力具有弹性力，由此能够对滚珠轴承41的外周侧施加预压。

下面，对上述那样构成的本发明的轴向气隙型电动机的特征进行说明。首先，作为本发明的特征之一，可举出下面一点：在将构成定子芯16的极部件17a～17i接线时，如图2(b)所示，按并联连接的 方式进行接线。由此，与串联的情况相比，能够将绕线部分的电阻值降低到1/9，能够增大流过绕线的电流值，其结果，能够实现转矩提升。

但是，在通过按并联连接方式接线成三相结构的情况下，如果不使极部件的数量(以下称为槽数)与转子12、13上的磁体个数(以下称为极数)之间具备对称性，则会产生循环电流，这将对磁体37造成不良影响，结果，也会对转矩造成不良影响。由此，还要为了避免循环电流的产生，需要使槽数和极数具有对称性。本发明是假定的三相结构且并联接线的情况，所以槽数被确定为3n(n为2以上的整数)。由此，需要针对槽数3n对极数进行探讨。

图8(a)所示的是表示槽数为3n的情况下的极数与绕线系数之间的关系的表图。该图8(a)假定的是接线成按每一个槽变相一次的情况。这里，绕线系数表示电动机的性能(输出)，数值越大就能得到越大的转矩。在该图8(a)中，用框包围的部分表示的是槽数与极数之间具有对称性而不会产生循环电流的组合，进而，有阴影线的部分表示的是具有对称性的组合中绕线系数为最大也就是0.866的组合。可知该有阴影线的部分表示的是槽数∶极数为3n∶2n的情况或者3n∶4n的情况。

接着，就槽数∶极数为3n∶2n的情况与3n∶4n的情况中哪一种情况下能够得到更大的输出这一问题，如图8(b)～(d)所示，对马达的效率进行比较验证。这里，马达效率＝输出/输入，输入＝输出+损失。得到恒定的输出所需的输入由损失的大小决定，因此，作为效率低下的原因，可以举出马达的损失，也就是(绕线造成的)铜损、(定子铁芯造成的)铁损、以及(变换器电路造成的)电路损失等。其中，如果极数增加，则铁损增加，铜损和电路损失则为极数越多损失越小的关系。

图8(b)是对六槽的情况下的四极的马达效率与八极的马达效率进行比较的图表，将四极的情况下的马达效率设为1进行表示。从该图8(b)可知，六槽的情况下，八极的马达效率为四极的马达效率的大约1.2倍，效率较高。同样，在图8(c)所示的九槽的情况下，十 二极的马达效率较高，而在图8(d)所示的十二槽的情况下，十六极的马达效率较高。由此，可以说槽数∶极数为3n∶4n的情况下能够得到更大的输出。鉴于此，在本发明的轴向气隙型电动机中，采用了槽数∶极数＝3n∶4n(n为2以上的整数)。

另外，转子12、13中的磁体37的结构也是本发明的特征之一。

在以往的具有铁芯的轴向气隙型电动机中，槽数∶极数＝9∶8，极数比槽数少，所以由于磁体与铁芯之间的磁力而产生的、作用在一个磁体上的力较大。而且，由于具有铁芯，所以与无芯的情况相比，转矩变大，所以需要牢固地保持磁体。因此，如图10(a)至(c)所示，在以往的转子中，相对于两个孔设置一个磁体。但是，在相对于两个孔设置一个磁体的以往的转子中，如图10(d)以及(e)所示，磁通分布为在波形两端最大而在中央部分则较为平坦的形式，这会造成齿槽转矩产生的原因，而且还可能会对转矩造成不良影响。

但是，在本发明中，槽数∶极数＝3n∶4n(n为2以上的整数)，极数比槽数多。因此，作用在一个磁体上的力变小，保持磁体的孔只要针对一个极有一个孔即可。如图6(d)以及(e)所示，相对于一个细长的Mg形成孔36形成一个磁体37，所以磁体在中央部分最厚，由此，形成磁通分布在波形的中央部分最大的波形。该图6(e)的波形为比以往更接近于正弦波的波形，所以能够防止齿槽转矩，有能够有利于转矩提升的效果。

另外，通过将Mg形成孔36形成为沿后磁轭34的半径方向将圆压扁似的细长形状，即便对磁体37作用大的力，由于Mg形成孔36不是正圆，所以也不会有磁体37旋转的问题。另外，该Mg形成孔36并不限于图6(a)所示的形状，只要不是正圆形即可，例如可以采用椭圆、三角形、方形、菱形等各种形状。

进而，本发明的轴向气隙型电动机还假定了用于对电动自行车提供辅助动力的情况。这种情况下，出于对自行车的踏板轴进行辅助这一结构上的原因，如现有技术的专利文献2(特别是图4)中也已公开的那样，与电动机的转子输出轴14邻接地配置负荷，所以有可能由于 来自负荷的反作用力而在轴承部上作用力从而导致破损。为了解决这一问题，在本发明中，作为轴承部的两个滚珠轴承38、41中，一个滚珠轴承38配置在定子从与旋转轴垂直的方向投影的投影面内、也就是配置于在定子11中央的空间与定子芯16一起模制的轴承壳30的部分，而另一个滚珠轴承41配置在定子从与旋转轴垂直的方向投影的投影面之外、也就是配置在转子12的外侧(转子12与连接在转子输出轴14上的负荷之间)。

通过这样配置，由于一个轴承部15设置在定子11的内部空间中，所以具有即便从外部作用冲击、滚珠轴承38也不会破损的效果。而且，由于另一个轴承部42配置在负荷的附近，所以即便在转子输出轴14上作用来自负荷的反作用力(转子径向反作用力与轴向反作用力(参照图1))，与以往相比也能减小作用在滚珠轴承41上的力。进而，由于一个轴承部15与另一个轴承部42之间的间隔与以往相比变大，所以能够减小作用在两个轴承部上的力。由此，能够防止作为轴承部的滚珠轴承的破损而增长寿命。

另外，通过对转子输出轴14向轴向施力，能够保持滚珠轴承38内部的滚珠接触面恒定，从而实现作为轴承部15的滚珠轴承38的长寿命化。对转子输出轴14向轴向施加的力存在有：在对连接于转子输出轴14上的负荷传递驱动力时从负荷承受的轴向反作用力、以及由于产生在设置于转子12的磁体37与定子芯16之间的磁力所造成的吸引力。在本发明的轴向气隙型电动机中，上述两个力作用在同一方向上(图1)。因此，在滚珠轴承38上可靠地作用预压，能实现长寿命化。上述磁力产生的吸引力的具体作用方式为：通过在设置于转子12的磁体37与定子芯16中的齿19的距离、和设置于转子13的磁体37与定子芯16中的齿19的距离之间设置差值，从而在一个转子侧增强磁体37与齿19之间产生的磁力所形成的吸引力，来对转子输出轴14施力。例如，在图1中，通过构成为转子12中的磁体37与齿19之间的距离比转子13中的磁体37与齿19之间的距离短，由此，固定有转子12、13的转子输出轴14整体被向图1的右方向施力。这样，在滚珠轴承 38上作用有预压，轴承内部的滚珠接触面始终处于同一部位，所以滚珠不会在轴承内部乱动，结果能够实现作为轴承部15的滚珠轴承38的长寿命化。而且，通过使对该转子输出轴14施力的方向与从所连接的负荷承受的轴向反作用力的方向一致(图1)，能进一步获得增加寿命的效果。

当对转子输出轴14施力、并且还作用有从所连接的负荷承受的轴向反作用力时，在轴承部15上作用较大的力，进而还可能在相同方向上从负荷侧作用冲击，所以，对于轴承部15有耐冲击性的要求。因此，在直接用合成树脂18模制滚珠轴承38的状态下，合成树脂18有可能无法耐受冲击而脱底。因此，在本发明中采用了下述方案：利用合成树脂18模制轴承壳30，将滚珠轴承38固定在该轴承壳30中。该轴承壳30由金属制成，从而提高了耐冲击性。另外，在该轴承壳30上设置有凸缘31，该凸缘31部分突出到合成树脂18内而被模制，所以，能够分散从转子输出轴14作用的压力，有助于提高耐冲击性。而且，通过用金属制作轴承壳30，能够使其热膨胀程度与同样用金属构成的滚珠轴承38大致相同，从而能够防止轴承部15松动。

另外，对于滚珠轴承41，采用作为施力机构的弹簧部件44，向与对前述转子输出轴14施力的方向相同的方向对轴承的外周侧施力。在图1的例子中，利用磁体37的磁力对转子输出轴14朝右方向施力，利用弹簧部件44对滚珠轴承41的外周侧施力的方向也为右方向。

之所以这样对滚珠轴承施力，是为了使得滚珠轴承41内部的滚珠接触面始终处于同一部位而实现长寿命化，而作为该施力机构的弹簧部件44之所以必要的具体理由，与本发明的轴向气隙型电动机的组装工序相关。

如图1以及图7所示，在定子11的轴承壳30中嵌入滚珠轴承38，然后从其上方插入转子输出轴14，从定子11的背面经由转子卡止部件39嵌入转子13，进而，从转子输出轴14的上侧嵌入转子12，从其上方经由空隙保持部件40嵌入滚珠轴承41，由此固定转子12。从这样安装了转子12的阶段开始，利用转子12与转子13相对于齿19的 距离的不同，来从图1的右方向对转子输出轴14施加预压。在此时刻，滚珠轴承38的外周侧被固定在轴承壳30上，内周侧被固定在转子输出轴14上，所以在预压的影响下，内周侧被向右牵拉，如图1所示产生错位。相对于此，滚珠轴承41尽管内周侧被固定在转子输出轴14上，但外周侧没有固定，所以即便施加预压，外周也会与内周联动而受到影响从而不会产生错位。也就是说，不能在磁体37的磁力产生的预压作用下，将滚珠轴承41内部的滚珠接触面设定在同一部位。

鉴于此，在滚珠轴承41和轴承壳43之间另外利用了弹簧部件44，来对滚珠轴承41的外周侧向右施力，通过采用这样的结构，能够将滚珠轴承41内部的滚珠接触面设定在同一部位而实现长寿命化。

另外，作为弹簧部件44采用了图9所示那样的波浪形部件，但只要能够对滚珠轴承41的外周侧向右施力即可，并不限于这样的形状。

Claims (5)

1.一种轴向气隙型电动机，其包括定子和两片转子，所述定子和所述两片转子分别形成为大致圆盘形，在同一转子输出轴上隔开既定空隙地对置配置，其特征在于，所述定子具备由连结成环状的多个极部件构成的定子芯，用于固定转子输出轴的一个轴承部设置在形成为环状的前述定子的内侧，另一个轴承部设置在所述转子的外侧且处在与所连接的负荷之间的转子输出轴上；

构成所述定子芯的多个极部件分别在中心部分具有由磁性体构成的齿，所述两片转子分别在当与所述定子对置时与环状定子芯的所述齿相对的位置上、呈环状地形成有多个磁体，将两片转子固定在转子输出轴上，使得一个转子的磁体与齿之间的距离和另一个转子的磁体与齿之间的距离存在差异，利用磁体的磁力之差来在轴向上对转子输出轴施力。

2.如权利要求1所述的轴向气隙型电动机，其特征在于，利用磁体的磁力之差来在轴向上对所述转子输出轴施力的方向与从连接所述转子输出轴的负荷承受的轴向反作用力的方向相同。

3.如权利要求2所述的轴向气隙型电动机，其特征在于，所述一个轴承部经由金属制的轴承壳固定在定子上，所述轴承壳呈圆筒形，并且一端为大直径的开口而另一端为小直径的开口。

4.如权利要求3所述的轴向气隙型电动机，其特征在于，所述轴承壳在大直径的开口部分的外侧具有向外周方向突出的凸缘部分，以该凸缘部分向树脂内部突出的方式利用合成树脂来模制成型所述定子芯与所述轴承壳，从而形成所述定子。

5.如权利要求1或2所述的轴向气隙型电动机，其特征在于，所述另一个轴承部由滚珠轴承构成，将该滚珠轴承的内周侧固定在转子输出轴上，并且，设置有对外周侧朝与利用磁体的磁力之差来在轴向上对转子输出轴施力的方向相同的方向施力的施力机构。

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