CN102656776B - 轴向间隙型无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本发明的无刷电动机(1A)是将具备线圈(41)的定子(3A、4A)和具备永磁体(23)的转子(2)沿着轴向隔开间隔配置而成的轴向间隙型的无刷电动机(1A)，线圈(41)是带状的线材，以所述带状的线材的宽度方向与通过转子(2)的永磁体(23)而形成的磁通的方向大体一致的方式卷绕成螺旋状而成。因此，这种结构的轴向间隙型无刷电动机(1A)与以往相比能进一步减少涡流损失。

Description

轴向间隙型无刷电动机

技术领域

本发明涉及无刷电动机，尤其是涉及具备定子和转子的轴向间隙型无刷电动机，该定子具备线圈，该转子具备永磁体且与所述定子沿着轴向隔开间隔配置。

背景技术

所述轴向间隙型的无刷电动机与将所述定子设置在转子的外周侧的径向间隙型的无刷电动机相比，能够以小径来得到大转矩，在机动车用途等中值得期待。

这种轴向间隙型的无刷电动机例如在专利文献1中有公开。在该专利文献1所公开的DC无刷电动机中，定子的线圈的线材使用带状体，以该线材的宽度方向与轴向平行的方式卷绕成螺旋状而形成该线圈。并且，将该线圈沿着轴向堆积多层，相对于电源并联连接。

在这种轴向间隙型无刷电动机中，希望减少涡流损失和磁滞损失等损失，上述的现有技术中的DC无刷电动机不够充分。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平4-87544号公报

发明内容

本发明鉴于上述的情况而作出，其目的在于提供一种与以往相比能够进一步减少损失的轴向间隙型无刷电动机。

在本发明的轴向间隙型无刷电动机中，线圈通过带状的线材以所述带状的线材的宽度方向与通过所述转子的永磁体形成的磁通的方向大体一致的方式卷绕成螺旋状而成。这种结构的轴向间隙型无刷电动机中，能够减小与磁通正交的面上的所述线材的截面积，能够减小涡流损失。

上述以及其他的本发明的目的、特征及优点通过以下的详细记载和附图能更加明确。

附图说明

图1是表示第一实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的立体图。

图2是表示图1所示的轴向间隙型无刷电动机中的定子的结构的立体图。

图3是表示图2所示的定子中的轭体的结构的立体图。

图4是将图2所示的定子中的线圈放大表示的立体图。

图5是图4的从剖面线V-V观察到的剖视图。

图6是表示图1所示的轴向间隙型无刷电动机中的转子的结构的分解立体图。

图7是示意性地表示图1所示的轴向间隙型无刷电动机中的磁回路的图。

图8是示意性地表示第二实施方式的轴向间隙型无刷电动机的第一结构例的图。

图9是示意性地表示第二实施方式的轴向间隙型无刷电动机的第二结构例的图。

图10是示意性地表示第二实施方式的轴向间隙型无刷电动机的第三结构例的图。

图11是示意性地表示第三实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的剖视图。

图12是图11所示的轴向间隙型无刷电动机中的定子的示意性的主视图。

图13是示意性地表示第四实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的立体图。

图14是示意性地表示第四实施方式的轴向间隙型无刷电动机的另一结构的立体图。

图15是示意性地表示第四实施方式的轴向间隙型无刷电动机的另一结构的图。

图16是示意性地表示第五实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的图。

图17是示意性地表示第六实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的立体图。

图18是用于说明磁致伸缩效果的图。

图19是示意性地表示第七实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的立体图。

图20是用于说明变形方式的线圈部分的结构的图。

图21是用于说明变形方式的线圈部分的另一结构的图。

图22是表示外转子型的轴向间隙型无刷电动机的结构的图。

图23是示意性地表示图22所示的轴向间隙型无刷电动机的磁回路的图。

具体实施方式

以下，基于附图，说明本发明的一个实施方式。另外，各图中标注相同的符号的结构表示同一结构，适当地省略其说明。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的轴向间隙型无刷电动机的结构的立体图。另外，在该图1中，由于针对壳体的内部进行显示，因此壳体未图示，而且输出轴21本来沿着轴向延伸，但在该图1中缩短表示。

该无刷电动机1A是利用沿着其轴向隔开间隔配置的上下一对定子3A、4A将转子2夹入而构成的轴向间隙型的无刷电动机。在转子2上固定有所述输出轴21。例如，该无刷电动机1A的直径为30cm左右，厚度为10cm左右，所述转子2与定子3A、4A之间的间隙为1mm左右。

图2是表示图1所示的轴向间隙型无刷电动机中的一方的定子4A的结构的立体图。另一方的定子3A与定子4A同样地构成，因此省略其说明。定子4A具备多个线圈41和轭体42而构成。多个线圈41分别为空芯的线圈以便于能够减小磁滞损失引起的损失，并嵌入到轭体42。图3是图2所示的定子中的轭体42的立体图。该轭体42具备圆板状的支撑板421，该支撑板421在中心具有用于游插所述输出轴21的插通孔421a，在该支撑板421中的转子2侧的表面上，用于对所述多个线圈41分别进行定位的多个三角形(大致扇状)的薄板状的齿422以其三角形的顶点朝向所述插通孔421a侧的方式沿着周向等间隔地隆起形成。所述插通孔421a的部分也可以成为对所述输出轴21旋转自如地进行支承的轴承。

轭体42从所希望的磁特性(比较高的导磁率)的实现容易性及所希望的形状的成形容易性的观点出发，具有磁性的各向同性，例如使用压力成型或加热、粘接剂等对软磁性粉末进行成型而形成。该软磁性粉末是强磁性的金属粉末，更具体而言，列举有例如纯铁粉、铁基合金粉末(Fe-Al合金、Fe-Si合金、铝硅铁粉、坡莫合金等)及非晶粉末、以及在表面形成有磷酸系化成皮膜等电绝缘皮膜的铁粉等。这些软磁性粉末例如可以通过喷散法等制造。而且，软磁性粉末优选为例如上述纯铁粉、铁基合金粉末及非晶粉末等金属材料。并且，通过使用公知的常规手段，利用对这种软磁性粉末进行压粉成形而得到的规定的密度的构件来形成轭体42。

另外，轭体42也可以是在磁性方面具有各向同性的铁氧体。在这种结构中，与上述的软磁性粉末的情况同样，能比较容易地得到所希望的磁特性，且能比较容易地成形为所希望的形状。所述软磁性粉末优选由电绝缘层覆盖，更具体而言，如上述那样优选利用磷酸系化成覆膜等电绝缘覆膜进行表面处理。另外，也可以对所述软磁性粉末实施绝缘性树脂涂层等。

图4是将所述线圈41放大而表示的立体图，图5是图4的从剖面线V-V观察到的剖视图。这里，本实施方式的线圈41是带状的线材，由以所述带状的线材的宽度方向与由转子2的永磁体形成的磁通的方向大体一致的方式卷绕成螺旋状而成的、所谓的单扁平绕组形成。更具体而言，线圈41将所述带状的线材以其宽度方向与轴向平行的方式卷绕成螺旋状而成。此外，在本实施方式中，例如，将带状的线材卷绕于未图示的线圈架，利用加热及冷却、粘接等形成为该线圈41的形状，从所述线圈架取下之后，嵌入到所述多个各轭体42，并在与该支撑板421的间隙内填充硅润滑脂或氧化铝等的导热性构件43。即，本实施方式中的无刷电动机1A还具备填充到线圈41与搭载线圈41的定子3A、4A侧的轭体42之间的间隙内的导热性构件43。导热性构件43为例如氧化铝等粉体时，搅进规定的介质中而至少在初期具有流动性。

在使用这种带状的线材的情况下，将导体层和绝缘层沿着其厚度方向层叠而形成线圈41。所述线材的导体构件(导体层的构件)例如由铜、铝或其合金等构成。所述导体构件由绝缘性的树脂等覆盖，确保绝缘，以免带面彼此发生电接触。另外，也可以通过夹持绝缘片来确保绝缘性。

形成该线圈41的线材的宽度在一例中为30mm左右，厚度为1mm左右，纵横比为30∶1左右。而且，该线圈41的卷绕厚度在一例中为10mm以下，即匝数为10左右(在图4等中，为了简化附图，而减少匝数描绘)。而且，所述卷绕成螺旋状的线圈41的外周侧的端部411直接向外部引出，如后述那样同相的绕组彼此并联连接，在内周侧的端部412钎焊有引出用的线材44，该引出用的线材44从所述齿422的外周向形成于支撑板421的槽42a回引而向外部引出，同样地，同相的绕组彼此并联连接。

通常，流过线圈的交流电流仅在导体构件的表层厚度δ为止的范围流动，而截面整体并未均匀地流过电流。通常，设流过线圈的交流电流的频率(角频率)为ω，导体构件的导磁率为μ，其导电率为σ时，该表层厚度δ由δ＝(2/ωμσ)^1/2表示。这里，当所述导体构件的厚度比所述表层厚度δ厚时，在导体构件中存在电流未流过的无效的部分，该导体构件的体积白白增加，而线圈的绕组效率下降。而且，在磁场平行地作用于带状的导体平面的情况下，流过导体构件的涡流的损失增加。相对于此，当导体构件的厚度为所述表层厚度δ以下时，电流未流过的浪费的导体构件的部分消失，电流流过导体构件整体而线圈绕组的效率提高，能够紧凑地构成线圈。此外，若磁场平行地作用于带状的导体平面，则能够大幅减少流过导体构件的涡流的损失。因此，所述线圈41的线材优选使用所述表层厚度δ以下的厚度的导体构件。

另外，在带状的导体构件的厚度为t，宽度为W时，根据流过该导体构件的电流的大小来决定宽度W，但优选满足t/W≤1/10的条件。在上述一例中，其极限是t/W＝1/30。当t/W≤1/10时，能够提高实际有效的导体构件的占空因数，且能够大幅减少涡流损失。

图6是表示转子2的结构的立体图。转子2在框体22上安装多个永磁体23及磁性体24、25而构成，该框体22在中心固定有所述输出轴21。所述磁性体24、25对所述软磁性粉末进行压粉成形而形成。另一面，所述框体22由奥氏体系不锈钢等非磁性体构成，具备固定有所述输出轴21的轮毂221、同心的外侧环222、沿着径向延伸并将它们之间连结的辐条223而构成。通过所述辐条223，而在该框体22上交替地形成有从轴向观察为大致三角形形状(大致扇状)的大小的开口224、225。并且，在大开口224内嵌入有大致三角形形状的所述永磁体23，在其表背(上下)层叠有大致三角形形状的磁性体24，它们通过螺栓紧固等安装在该框体22上。另一面，在小开口225嵌入有大致三角形形状的表背(上下)一对磁性体25，它们通过螺栓紧固等安装在该框体22上。

另外，定子3A与转子2的间隔的均匀度及定子4A与转子2的间隔的均匀度会对通过线圈41的内部的磁通的方向造成重大的影响。最外周的定子3A、4A和转子2的间隔L1与最内周的定子3A、4A和转子2的间隔L2之差(L1-L2)除以其平均值L3而得到的值(L1-L2)/L3的绝对值优选设定为1/50以下。通过如此设定，能够抑制因通过线圈41的内部的磁通与轴向不平行而产生的涡流的增大。

接下来，说明本实施方式的无刷电动机1A的动作。在本实施方式中，线圈41设置12极，永磁体23设置8极，沿着各自的厚度方向进行分极。并且，将这12极的线圈41分割成三个组而分别并联连接，因3相交流的U、V、W相的电流引起的洛伦兹力而使得转子2产生旋转转矩，该转子2旋转。

在本实施方式的无刷电动机1A中，从等价磁回路的考察出发，导磁率(动作点)B/H成为下式1-1，这里，若将B＝f(H)直线近似为B_r(1-H/H_e)时，则成为式1-2。

【数学式1】

$\frac{B}{H}={\mathrm{\μ}}_0\·\frac{T_{\mathrm{PM}}}{2(T_c+g)}\·\frac{1}{\{1+\·\frac{1}{4}\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{\mathrm{\μ}}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{T_Y}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{(T_c+g)}\·(1+\frac{s}{W_{\mathrm{PM}}})\}}\·\·\·(1-1)$

$B={\mathrm{\μ}}_0{H}_e\·\frac{T_{\mathrm{PM}}}{2(T_c+g)}\·\frac{1}{\{1+\frac{{\mathrm{\μ}}_0{H}_e}{B_r}\frac{T_{\mathrm{PM}}}{2(T_c+g)}+\frac{1}{4}\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{\mathrm{\μ}}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{T_Y}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{(T_c+g)}\·(1+\frac{s}{W_{\mathrm{PM}}})\}}\·\·\·(1-2)$

这里，μ是相对导磁率，μ₀是真空的导磁率，H_e是磁通线路径的平均的磁场的强度，B_r是磁通线路径的平均磁通密度。而且，如图7所示，T_PM是转子2的厚度，T_C是线圈31、41的厚度，g是转子2与定子3A的轴向方向的间隔，是转子2与定子4A的轴向方向的间隔，s是转子2的永磁体23之间的间隙，T_Y是定子3A、4A的厚度(轭体的厚度)，W_PM是永磁体23的宽度。

因此，根据该式1-2，为了改善转矩，1)优选H_e更大，且μ₀×H_e≤B_r更大，2)g优选尽可能接近0，3)优选T_C≤T_PM≤2T_C，4)优选(W_PM)²/(4T_Y(T_C+g))＜＜μ/μ₀，5)优选s≤ψT_PM＜＜W_PM。

并且，如上所述构成的无刷电动机1A在线圈41的线材为圆柱状的线材的情况下，因表皮效果而存在电流的流动减少的部分，相对于此，如上所述，通过使用带状(带状)的线材，而在线材的截面(电流的流路截面)中，使内部侧(高频的电流未流过的区域)的面积减少而提高电流密度，能够进一步减少涡流，能够得到更大的转矩，并且，AT(安匝)小，组装(再循环时的分解也)容易，且绕组自身的结构变得牢固，能够较强地耐受断线或磁致伸缩引起的疲劳。

另外，即便卷绕成相同厚度，在圆柱状的线材中，空气进入线间，导热变差，相对于此，如上述那样构成的无刷电动机1A由于使用带状(带状)的线材且采用所述单扁平绕组结构，因此如图5所示，在线圈41的内部产生的热量借助于铜等的该线材的良好的导热性，而如参照符号41a所示，传导至线圈41的端部后，再经由所述导热性构件43，能够以良好的导热性传导至轭体42，从而能够提高线圈41的散热性。由此，如上述那样构成的无刷电动机1能够增大线圈电流而得到大转矩，或者在相同转矩下能够小型化。另外，通常，热绝缘体的传导度为1W/mK程度以下，相对于此，所述导热性构件43只要具有100W/mK以上的高导热度即可。

另外，如上述那样构成的无刷电动机1A夹着共通的转子2，并利用一对定子3A、4A来驱动该转子2，因此能够以比2倍大幅减薄的厚度来实现大致2倍的转矩。而且，上述那样的结构是通过线圈41产生的电流和永磁体23的磁场得到旋转转矩的所谓洛伦兹力电动机的结构，因此如上述那样构成的无刷电动机1A，可以在轭体42的材料使用导磁率比较低的软磁性粉末，对其进行压粉成形而作成该轭体42，由此与使用电磁钢板的情况相比，能够大幅降低成本，并且能够形成为任意的形状。

另外，在转子2中，框体22及磁性体24、25也通过对所述软磁性粉末进行成型而形成，由此在组装完该转子2之后，利用强磁场将永磁体23及磁性体24磁化，从而容易组装转子2。

另外，在如上述那样构成的无刷电动机1A中，在永磁体23之间设有从转子2的表面向背面贯通的磁性体25，并且，在它们之间形成间隙。由此，如上述那样构成的无刷电动机1A能够得到磁阻转矩，该磁阻转矩使线圈41与永磁体23之间产生的磁性的吸引力及排斥力增大。这里，优选为磁性体24之间的间隙间隔、及永磁体23与磁性体25之间的间隙长大于转子2与定子3A、4A之间的间隙长(所述1mm)。由此，从永磁体23流出的磁通中的、向相邻的永磁体23或磁性体25等流动的磁通减少，永磁体23的法线方向(输出轴21方向)的磁通增加，转矩增加。

接下来，说明另一实施方式。

(第二实施方式)

图8～图10表示第二实施方式的无刷电动机的结构，是适用圆筒型线圈作为线圈的图，分别地，(a)是定子4a、4b、4c的示意性的主视图，(b)是转子2a、2b、2c的示意性的主视图。在这些无刷电动机中，相对于周向，所述的圆筒型的线圈CU1、CV1、CW1；CU21、CV21、CW21、CU22、CV22、CW22；CU31、CV31、CW31、CU32、CV32、CW32、CU33、CV33、CW33(总称时，以下由参照符号C表示)间的间隔与永磁体M11～M14；M21～M28；M31～M42(总称时，以下由参照符号M表示)间的间隔互不相同，且形成为非倍数的周期。

更具体而言，线圈电流为U、V、W这3相，例如图8所示，在绕组为CU1、CV1、CW1这3极时，永磁体为M11～M14这4极，而且例如图9所示，在绕组为CU21、CV21、CW21、CU22、CV22、CW22这6极时，永磁体为M21～M28这8极，而且例如图10所示，在绕组为CU31、CV31、CW31、CU32、CV32、CW32、CU33、CV33、CW33这9极时，永磁体为M31～M42这12极，如此，绕组的极数与永磁体的极数为互不相同的素数的关系(在上述的例子中，相对于绕组的极数n，永磁体的极数为2·2(n/3)的关系)，由此能够使线圈C间的间隔与永磁体M间的间隔相互不一致。

接下来，说明另一实施方式。

(第三实施方式)

图11是示意性地表示第三实施方式的无刷电动机1B的结构的剖视图，图12是其定子14的示意性的主视图。该无刷电动机1B也与上述的无刷电动机1同样地，是利用定子13、14将转子12的上下两侧夹入且在它们之间具有间隙的轴向间隙型的无刷电动机。这里，在本实施方式的无刷电动机1B中，线圈如参照符号131、132；141、142所示那样沿着径向方向排列多个(在图11及图12的例子中为2个)。对应于此，永磁体如参照符号1231、1232所示也沿着径向方向排列多个(在图11及图12的例子中为2个)。通过如此构成，转矩增大。而且，通过如此构成，泄漏磁通减少。这种结构在极数少而周向的永磁体间隔大时尤其有效。

接下来，说明另一实施方式。

(第四实施方式)

图13是示意性地表示第四实施方式的无刷电动机1C的结构的立体图。该无刷电动机1C与上述的图1～图6表示的无刷电动机1A类似，在对应的部分标注同一参照符号来表示，省略其说明。图13(a)与上述的图4同样地表示定子4A侧的结构，尤其表示线圈41的结构，图13(b)是表示该线圈41与本实施方式的转子2e的关系的图。

如上所述，在带状的线材卷绕成螺旋状而形成线圈41时，如图13(a)所示，因流过该线圈41的沿着径向延伸的部分413的电流I1而产生的磁场B1与沿着永磁体23的轴向延伸的磁通相互作用，借助所述的洛伦兹力而产生向着周向的旋转转矩F，但因流过所述线圈41的沿着周向延伸的部分414(尤其是从轴向观察而线圈卷绕成三角形时的外周侧的部分更为明显)的电流I2而产生的磁场B2未与永磁体23的磁通相互作用。

因此，在本实施方式中，如图13(b)所示，在转子2e的局部、例如永磁体23的至少外周侧，沿着周向周期性地配置磁性体26。由此，在这种结构的无刷电动机1C中，该磁性体26被线圈41产生的旋转磁场所吸引，根据所谓开关磁阻电动机的原理，在该旋转磁场产生同步的转矩。

因此，在这种结构的无刷电动机1C中，在线圈41和永磁体23的洛伦兹力电动机中，也能有效地利用浪费的线圈41的沿周向延伸的部分414产生的磁场B2，这种结构的无刷电动机1C能够提高转矩，例如提高20％左右。

图14是示意性地表示第四实施方式的无刷电动机1C的另一结构的立体图。图14与上述的图4同样地，表示定子4A侧的结构，尤其表示线圈41的另一结构。并且，在这种结构的无刷电动机1C中，为了进一步的高转矩化，而如图14所示，可以在定子4A还设置与磁性体26相互作用的、由具有比较大的导磁率的磁性体构成的磁极片46及磁极片47中的双方或任一方。磁极片46是在各线圈41的芯部内分别配置在与磁性体26相互作用的位置上的由磁性体构成的柱状体。在图14所示的例子中，磁极片46在线圈41的芯部内靠外配置，是与线圈41相同高度的圆柱体。磁极片47是在各线圈41间且在与磁性体26相互作用的位置上分别配置的由磁性体构成的柱状体。在图14所示的例子中，磁极片47配置在彼此相邻的两个线圈41之间的线圈41的顶部外侧，是与线圈41相同高度的截面扇形或三角形的柱状体。通过配置这种磁极片46、47而将磁通B集中于磁极片46、47，从而能够提高磁阻转矩。该磁极片46、47产生交流磁通，因此优选由例如铁氧体等的高电阻且高导磁率的磁性体材料形成。而且，该磁极片46、47将多根绝缘被覆后的纯铁系线材沿着线圈41的轴向捆扎而形成。

图15示意性地表示第四实施方式的无刷电动机1C的又一结构，(a)是定子4d的示意性的主视图，(b)是转子2d的示意性的主视图。在这些无刷电动机中，相对于周向，线圈CU41、CV41、CW41、CU42、CV42、CW42、CU43、CV43、CW43、CU44、CV44、CW44(总称时，以下由参照符号C表示)间的间隔与永磁体M51～M66(总称时，以下由参照符号M表示)间的间隔互不相同，且形成为非倍数的周期。

更具体而言，线圈电流为U、V、W这3相，例如图15所示，在绕组为CU41、CV41、CW41、CU42、CV42、CW42、CU43、CV43、CW43、CU44、CV44、CW44这12极时，永磁体为M51～M66这16极，如此，绕组的极数与永磁体的极数为互不相同的素数的关系(在上述的例子中，相对于绕组的极数n，永磁体的极数为2·2(n/3)的关系)，由此能够使线圈C间的间隔与永磁体M间的间隔相互不一致。

接下来，说明另一实施方式。

(第五实施方式)

图16是示意性地表示第五实施方式的无刷电动机1D的结构的图。该无刷电动机1D也与上述的图1～图6所示的无刷电动机1A类似，在对应的部分标注同一参照符号来表示，省略其说明。图16(a)是无刷电动机1D沿着周向旋转而示出的剖视图，图16(b)是俯视图。在本实施方式中，定子4A侧的结构与上述的无刷电动机1相同。

这里，在本实施方式中，转子2f在沿着周向排列的所述永磁体23之间具备沿着径向延伸的导体27，并且在该转子2f的内周侧及外周侧具备使所述各导体27的端部间短路的短路环28、29。通过如此构成，如图16(b)所示，当在转子2f形成由所述导体27及短路环28、29产生的电流环时，在线圈41产生的旋转磁场B3的作用下，在所述电流环产生涡流I3，本来，该涡流I3成为损失，但在转子2f比所述旋转磁场B3的同步速度低，即产生滑动时，在流过所述导体27的涡流I3和所述旋转磁场B3的作用下，产生旋转转矩F3，能够将该旋转转矩F3利用在起动时或同步速度的维持中。即，本实施方式的无刷电动机1D如上述那样是轴向间隙型的无刷电动机，但通过在转子2f设置所述那样的导体27及短路环28、29，而能够利用这些导体27及短路环28、29起到与径向间隙型的笼型感应电动机的笼的部分同样的作用的情况。

因此，尤其是在拉入至起动时的同步速度为止的大的滑动的状态下，施加作为感应电动机的转矩F3，而且即使达到同步速度，由于与线圈电流含有的高谐波电流之间的滑动而也同样地产生转矩，从而这种结构的无刷电动机1D能够提高转矩。

这里，参照上述的图6，安装有所述永磁体23及磁性体24、25的框体22如上述那样，具备内周侧的环状的轮毂221、同心的外侧环222、将它们之间连结且在所述永磁体23之间沿着径向延伸的辐条223而构成。因此，通过使该框体22由非磁性且具有导电性的铝等构成，使得这种结构的无刷电动机1D能够将该框体22兼用作所述导体27及短路环28、29。

另外，使用例如上述的图10所示的定子4c，对9极的绕组CU31、CV31、CW31、CU32、CV32、CW32、CU33、CV33、CW33分别施加互不相同的相位的(偏移了40°的)线圈电流，而与标准的3相的情况相比，通过3次高谐波的旋转磁场产生的大滑动，能够提高作为所述笼型感应电动机的转矩。以下详细叙述其理由。

首先，在通过线圈作成的磁场不是正弦波时，存在高谐波成分。另一面，即使将施加电压作为正弦波，在与线圈形状或转子的位置关系的作用下，磁场也不会成为正弦波。尤其是通过开关对各相进行ON/OFF控制时，成为矩形波，这种情况下产生奇数次的高谐波。此时，旋转磁场由3相交流作成，其基本波V11、V12、V13为

V11＝A·sin(ωt)

V12＝A·sin(ωt-1/3·2π)

V13＝A·sin(ωt-2/3·2π)

时，3次高谐波V31、V32、V33成为

V31＝A·sin(3ωt)

V32＝A·sin(3ωt-3·1/3·2π)＝A·sin(3ωt-2π)

V33＝A·sin(3ωt-3·2/3·2π)＝A·sin(3ωt-4π)。

即，成为V31＝V32＝V33，旋转磁场不产生。

因此，在3相交流的情况下，当存在高谐波时，可知由此产生的损失增大。因此，如上述那样在旋转磁场为9相时，相邻相间的相位差成为2π/9，当基本波V11、V12、V13为

V11＝A·sin(ωt)

V12＝A·sin(ωt-1/9·2π)＝A·sin(ωt-2π/9)

V13＝A·sin(ωt-2/9·2π)＝A·sin(ωt-4π/9)

时，3次高谐波V31、V32、V33成为

V31＝A·sin(3ωt)

V32＝A·sin(3ωt-3·1/9·2π)＝A·sin(3ωt-(1/3)·2π)

V33＝A·sin(3ωt-3·2/9·2π)＝A·sin(3ωt-(2/3)·2π)，

可知在与基本波相同方向上成为3倍的速度的旋转磁场。因此，即使在同步旋转中，也产生3倍的速度差引起的大的滑动，感应电流产生的转矩增加。另外，在更高次的高谐波下也可能产生反向旋转的转矩，但由于主要的高谐波成分为3次左右，因此没有问题。

如以上所述那样，通过使用9相的旋转磁场，高谐波成分也能够有助于转矩的产生。该9相的线圈电流的产生也考虑到控制系统变得复杂的情况，但只要将基本的3相的成分分别向两种移相回路输入，各延迟40°即可。

接下来，说明另一实施方式。

(第六实施方式)

图17是示意性地表示第六实施方式的无刷电动机1E的结构的图。在第一至第五实施方式的无刷电动机1A～1D中，转子3A、4A的轭体32、42使用压力成型或加热、粘接剂等对例如软磁性粉末进行成型而形成，但第六实施方式中的无刷电动机1E取代轭体32、42，而如图17所示，使用所谓扁平绕组结构的轭体52、62。

更具体而言，该无刷电动机1E是利用沿着其输出轴21的轴向隔开间隔配置的上下一对定子3B、4B将转子2夹入而构成的轴向间隙型的无刷电动机。定子3B具备多个线圈31和轭体52而构成，同样地，定子4B具备多个线圈41和轭体62而构成。这些转子2及线圈31、41等与上述的第一至第五实施方式中的无刷电动机1A～1D的转子2及线圈31、41等相同，因此在对应的部分标注同一参照符号来表示，而省略其说明。

本实施方式的轭体52、62分别如图17所示，通过将带状的软磁性构件以该软磁性构件的宽度方向沿着转子2的输出轴21方向的方式卷绕而构成。更具体而言，本实施方式的轭体52、62分别将单面施加了绝缘被覆522的带状(磁带状、丝带状)的软磁性构件521卷绕成螺旋状而由所谓单扁平绕组形成。或者，本实施方式的轭体52、62分别在带状的软磁性构件521夹入比较薄的绝缘片522而卷绕成螺旋状由所谓的单扁平绕组形成。该带状的软磁性构件521例如将纯铁系或低硅添加的柔软的磁性体轧制成带状，然后，为了形成为软磁性，而对其进行退火处理而得到。绝缘被覆522或绝缘片522使用例如聚(酰)亚胺树脂等树脂。并且，轭体52的芯部成为输出轴21用的插通孔，在轭体52的一面上，与第一至第五实施方式中的无刷电动机1A～1D同样地通过例如粘接等将多个线圈31固定。同样地，轭体62的芯部成为输出轴21用的插通孔，在轭体62的一面上，与第一至第五实施方式中的无刷电动机1A～1D同样地通过例如粘接等将多个线圈41固定。

使用压力成型或加热、粘接剂等对例如软磁性粉末进行成型而形成的轭体能够一并通过冲压来制作，在低成本化方面具有优点，另一方面，由于冲压设备大型化，因此不适合大的轭体。另一方面，本实施方式的轭体52、62将带状的软磁性构件卷绕而形成，因此小径的情况自不必说，即使在大径化的情况下，也能够容易地制作，从而能够实现低成本化。因此，本实施方式的无刷电动机1E通过大型化而能够实现高转矩化。

并且，本实施方式的无刷电动机1E的轭体52、62中的涡流通过在图17的单点划线所示的回旋方向的圆环面内流动的磁通线B而沿着与所述面垂直的方向产生，但在本实施方式中，通过利用绝缘被覆522或绝缘片522的绝缘层522将卷绕的软磁性体构件521之间绝缘，因此能够有效地抑制所述涡流。而且，为了减少涡流损失，可以使软磁性构件的厚度为上述的表层厚度δ以下。而且，通过反复进行轧制和热处理来制造带状的软磁性构件时，粒界组织自然地沿着轧制方向延伸取向，其取向方向越近似例如所谓电磁钢板，导磁率越高，如此制造的带状的软磁性构件的轭体52、62在与该轭体52、62内的所述磁通线B的关系上更优选。

并且，本实施方式的无刷电动机1E也能够抑制轭体52、62产生的磁致伸缩效果。图18是用于说明磁致伸缩效果的图。图18(A)表示没有磁场的无磁场下的情况，图18(B)表示具有磁场的有磁场下的情况。即，在没有磁场的无磁场下的磁性材料中，如图18(A)所示，是电子的自旋引起的微小磁体中的NS极的方向不一致的状态(朝向各种方向的随机的状态)，但在施加了磁场的有磁场下的磁性材料中，如图18(B)所示，由于所述微小磁体中的NS极的方向一致，因此在磁性材料整体中，产生在规定的一方向上膨胀且在规定的另一方向上收缩的变形(磁致伸缩)。在本实施方式的无刷电动机1E中，因磁致伸缩效果而带状的软磁性构件的长度方向产生伸缩，但由于将带状的软磁性构件卷绕，因此所述伸缩作为周向的卷绕松弛及紧缚而被吸收，即使产生所述伸缩，径向的伸缩也缩小至1/π(π为圆周率)～1/3，因此能抑制磁致伸缩效果。

接下来，说明另一实施方式。

(第七实施方式)

图19是示意性地表示第七实施方式的无刷电动机1F的结构的图。第一至第六实施方式中的无刷电动机1A～1E具备一个转子2而构成，但第七实施方式中的无刷电动机1F具备多个转子2而构成，各转子2由使旋转磁场分别产生的一对定子夹入。图19表示以第六实施方式中的无刷电动机1E的结构构成为3级的无刷电动机1F。在该图19所示的例子中，第七实施方式的无刷电动机1F具备3个转子2-1～2-3、4个定子3B、7-1、7-2、4B而构成。这些转子2-1～2-3及定子3B、4B与上述的第六实施方式中的无刷电动机1E的转子2-1～2-3及定子3B、4B相同，因此在对应的部分标注同一参照符号来表示，省略其说明。

定子7(7-1、7-2)由上下的转子2夹着，为了使上级的转子2旋转而产生旋转磁场并使下级的转子2产生旋转磁场。因此，定子7(7-1、7-2)具备与轭体52、62相同的轭体72，在其一面上与第六实施方式同样地配置有多个线圈41，在其另一面上与第六实施方式同样地配置有多个线圈31。

第七实施方式中的无刷电动机1F通过将轭体4B、转子2-3、轭体7-2、转子2-2、轭体7-1、转子2-1及轭体3B沿着输出轴21方向隔开规定的间隙依次层叠而构成。

另外，以第一至第五实施方式中的无刷电动机1A～1D的结构构成为多级时，可以与上述同样地构成。

无刷电动机的转矩与级数大致成比例地增大，这种结构的第七实施方式中的无刷电动机1F能够实现高转矩化。而且，在这种结构中，通过额外地使旋转磁场的相位逐渐错开，来减少所谓齿槽转矩。

另外，在所述第一至第七实施方式的多个线圈31、41、作为线圈的圆筒型线圈C及线圈131、132、141、142中，带状的线材还可以具备与线圈31、41、圆筒型线圈C及线圈131、132、141、142的轴向正交的一侧面上配置的第二软磁性构件。通过如此构成，由于在与轴向正交的带状的线材的一侧面上配置所述第二软磁性构件层，因此多个线圈31、41、圆筒型线圈C、线圈131、132、141、142部分的导磁率变得更高。因此，在不具备所述第二软磁性构件层的情况下，在磁性方面，线圈部分成为定子与转子的永磁体之间的实质的间隙(磁隙)，因此虽然磁通发生分散及散逸，但通过如此构成，该第二软磁性构件层能捕获所述分散及散逸的磁通，从所述定子与转子的永磁体之间的间隙向线圈与转子的永磁体之间的间隙缩短，磁阻减少，从而能够有效地向转子的永磁体引导。因此，通过使用这种结构的多个线圈31、41、圆筒型线圈C、线圈131、132、141、142，而使得轴向间隙型无刷电动机能够进一步增大其旋转转矩。

图20是用于说明变形方式的线圈部分的结构的图。图20示出了这种结构的圆筒型的线圈Co的例子，但其他的线圈31、41、131、132、141、142也可以同样地图示。

更具体而言，例如图20所示，这种带状的线材将导体层Cn、第二软磁性构件层Ma及绝缘层In沿着其厚度方向层叠而构成。导体构件Cn的宽度(轴向的长度)与第二软磁性体构件Ma的宽度(轴向的长度)既可以相同(可以一致)，也可以不同。优选的是，为了使第二软磁性构件Ma的一方端部与定子32、42抵接，而使得第二软磁性构件Ma的宽度比导体构件Cn的宽度长。这些导体层Cn、第二软磁性构件层Ma及绝缘层In例如图20所示，既可以分别为不同的带状(带状)的构件，而且例如也可以是虽未图示而在一方的层上覆盖另一方的层的结构。

在不同的带状的构件的情况下，线圈Co例如具备带状的长条的规定材料的导体构件Cn、配置在与轴向正交的导体构件Cn的一侧面上的规定材料的第二软磁性构件Ma、隔着第二软磁性构件Ma而配置在与轴向正交的导体构件Cn的一侧面上的规定材料的绝缘材In，所述导体构件Cn、第二软磁性构件Ma及绝缘材In以依次层叠的方式一起卷绕。即，这些导体构件Cn、第二软磁性构件Ma及绝缘材In依次重合捆扎而一起卷绕成螺旋状。例如，在第二实施方式中，这种将导体构件Cn、第二软磁性构件Ma及绝缘材In依次层叠而成的构件再依次层叠卷绕，由此构成第二实施方式的多个线圈C中的变形方式的线圈Co。另一实施方式中的线圈31、41、圆筒型线圈C及线圈131、132、141、142也同样。更具体而言，例如，可以通过在带状的长条的铜带上重叠同样的带状的长条的铁带及同样的带状的长条的绝缘材的带，而将第二软磁性构件Ma配置在导体构件Cn的一侧面上。

另外，在覆盖第二软磁性构件Ma的情况下，例如，第二软磁性体构件Ma可以通过利用例如压接(热压接等)、镀敷(电镀等)及蒸镀等而覆布形成于导体构件Cn，由此配置在导体构件Cn的一侧面上。例如，使铜带与铁带重合，加热并施加载荷，由此形成将铜与铁压接成的带。而且例如在铜带上镀铁。在上述例子中，所述铜为导体构件Cn的一例，所述铁为第二软磁性构件Ma的一例。在所述一侧面上形成了铁层(薄膜)的铜带中，铜的导电率比铁的导电率约大10倍(一桁)左右，因此电流主要流过铜部分。在这种结构中，通过将第二软磁性构件Ma覆盖的带状的线材卷绕而形成线圈Co，因此能够提高线圈Co的对容积的占空因数。

另外，在上述中，第二软磁性构件Ma直接配置在导体构件Cn的一侧面上，但也可以经由绝缘材而间接地配置在导体构件Cn的一侧面上。

第二软磁性构件Ma的厚度(与所述轴向正交的方向上的第二软磁性构件Ma的厚度)优选为向线圈Co供电的交流电力的频率中的表层厚度δ以下。通过如此构成，能够减少涡流损失的产生。

在将这种第二软磁性构件Ma配置在导体构件Cn的一侧面上的线圈Co中，从等价磁回路的考察出发，导磁率(动作点)B/H取代所述式1-1而成为下式2-1，取代所述式1-2，而成为式2-2。

【数学式2】

$\frac{B}{H}={\mathrm{\μ}}_0\·\frac{T_{\mathrm{PM}}}{2g}\·\frac{1}{\{1+\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{{\mathrm{\μ}}_C}\frac{T_C}{g}+\frac{1}{4}\·\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{{\mathrm{\μ}}_y}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{T_Y}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{g}\·(1+\frac{s}{W_{\mathrm{PM}}})\}}\·\·\·(2-1)$

$B=B_r\·\frac{1}{\{1+\frac{B_r}{{\mathrm{\μ}}_0{H}_e}\·\frac{2g}{T_{\mathrm{PM}}}[1+\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{{\mathrm{\μ}}_C}\frac{T_C}{g}+\frac{1}{4}\·\frac{{\mathrm{\μ}}_0}{{\mathrm{\μ}}_y}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{T_Y}\frac{W_{\mathrm{PM}}}{g}\·(1+\frac{s}{W_{\mathrm{PM}}})\left]\right\}}\·\·\·(2-2)$

这里，μ是相对导磁率，μ₀是真空的导磁率，B_r是磁通线路径的平均磁通密度。而且，T_PM是转子(rotor)的厚度，g是转子与线圈的轴向方向的间隔，μ_C是线圈的导磁率，T_C是线圈的厚度，μ_Y是定子(轭体)的导磁率，T_Y是定子的厚度，s是转子的永磁体间的间隙，W_PM是永磁体23的宽度。

在第一至第七实施方式中，当要进一步增大其旋转转矩时，需要增大多个线圈31、41、圆筒型线圈C、线圈131、132、141、142的卷数(匝数)，需要更多的带状的线材且装置为大型化。然而，通过采用该变形方式的所述结构，能够抑制带状的线材的增大及装置的大型化。例如在利用铜带形成线圈时，仅通过使用比较廉价的纯铁系材料，就能够增大其旋转转矩。并且，在该变形方式中，在多个线圈31、41、圆筒型线圈C、线圈131、132、141、142的部分设有第二软磁性构件Ma，因此在磁通密度方面，磁通线也向多个线圈31、41、圆筒型线圈C、线圈131、132、141、142的部分分散。因此，磁通密度更平均化，因此能够减少所谓齿槽转矩。

另外，在该变形方式中，将磁耦合构件形成为其芯部具备的有芯线圈时，所述磁耦合构件优选为与具备第二软磁性构件Ma的线圈部分的平均导磁率等价的导磁率。具有这种导磁率的磁耦合构件例如利用上述的软磁性粉末压粉形成。通过将这种所述磁耦合构件设置在其芯部而形成为有芯线圈的情况下，也能够维持磁通线的向多个线圈31、41、圆筒型线圈C、线圈131、132、141、142的部分的分散。

图21是用于说明变形方式中的线圈部分的另一结构的图。图21(A)是整体立体图，图21(B)表示直线部分及弯曲部分的纵向剖面。

另外，在上述的变形方式中，如图21所示，所述第二软磁性构件Ma可以仅配置在所谓跑道型的线圈31、41的直线部分。另外，在本方式中，线圈31、41不是长圆形，而成为对置的弯曲部分的弯曲的程度互不相同的变形跑道型。通常，线圈的弯曲部分的与转子的永磁体的相互作用相对弱，而其直线部分的所述相互作用相对强。因此，在具备这种结构的线圈的轴向间隙型无刷电动机中，由于向相互作用强的直线部分引导磁通，因此能够更有效地增大旋转转矩。并且，在这种结构中，线圈的弯曲部分的弯曲性也良好。

另外，在上述中，轴向间隙型无刷电动机为内转子型，但也可以是外转子型。这种外转子型例如能够良好地适用于轮毂电动机。

图22是表示外转子型的轴向间隙型无刷电动机的结构的图。图22(A)表示纵向剖面，图22(B)表示用于表示转子的结构的横向剖面。另外，图22(B)表示转子的一半。图23是示意性地表示图22所示的轴向间隙型无刷电动机中的磁回路的图。

更具体而言，例如图22及图23所示，外转子型的轴向间隙型无刷电动机1G具备定子9和转子8，该定子9具备线圈91，该转子8具备永磁体82、84且具有从所述定子9沿着轴向隔开间隔相互对置地配置的一对轭体81、83，所述线圈91为带状的线材，以所述带状的线材的宽度方向与通过所述转子8的永磁体形成的磁通的方向大体一致的方式卷绕成螺旋状而成。

定子9在框体安装有多个线圈91而构成，该框体在中心固定有固定轴92。所述框体例如具备固定所述固定轴91的轮毂和沿着径向延伸且沿着周向配置的多个齿而构成。另外，定子9还可以具备同心的外侧环。所述多个线圈91分别嵌入而固定在各齿间。并且，固定轴92为中空的圆筒形状，用于向多个线圈91分别供给电力的多个配线配置在圆筒内。转子8具备：圆板形状的轭体81，其具备沿着周向配置的多个永磁体82；以及圆板形状的轭体83，其具备沿着周向配置的多个永磁体84。所述轭体81和轭体83以在轭体81的永磁体82与轭体83的永磁体84之间夹入定子9的线圈91的方式配置。为了维持这种配置位置关系，转子8在轭体81与轭体83之间沿着轭体81及轭体83的外周缘还具备支撑构件85，以便于将轭体81及轭体83隔开规定的间隔配置。并且，在转子8的轭体81及轭体83的中央(中心点)分别开设形成有用于供定子9的固定轴92插通的插通孔，定子8的轭体81及轭体83例如经由球轴承等旋转自如地支承在定子9的固定轴92上。

这种结构的外转子型的轴向间隙型无刷电动机1G能够与上述的内转子型的无刷电动机同样地构成，但由于是外转子型，因此也可以采用以下的结构。

即，第一，轭体81及轭体83可以是大块的纯铁。第二，支撑构件85未必为壁厚的筒状的轭体，可以是所谓悬臂那样的棒状构件(圆柱构件)。第三，定子9也可以采用在外缘具有极数的齿的铝合金制齿轮结构体。这种情况下，在齿间夹入并固定了有芯的线圈91或一起卷绕有铁的线圈91。有芯的线圈91中的芯部使用例如纯铁系或合金系的压粉形成体。一起卷绕有铁的线圈91例如使用将纯铁系棒钢轧制成带状而带有绝缘皮膜的带状的线材。并且，线圈91例如由双扁平结构形成，引线沿着轴向取出，在固定轴92附近进行图案接线，将3相3根扎紧而向固定轴92的轴中心的空洞引导。

本说明书如上述那样公开了各种方式的技术，但其中主要技术汇总如下。

一方式的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，具备：定子，其具备线圈；转子，其具备永磁体，并从所述定子沿着轴向隔开间隔配置，所述线圈是带状的线材，以所述带状的线材的宽度方向与通过所述转子的永磁体形成的磁通的方向大体一致的方式卷绕成螺旋状而成。

根据上述结构，线圈为带状(带状、带状)的线材，以所述带状的线材的宽度方向与通过所述转子的永磁体形成的磁通的方向大体一致的方式卷绕成螺旋状而成，因此这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够减小与磁通正交的面上的所述线材的截面积，能够减小涡流损失。

并且，优选的是，所述线圈具备磁性体的轭体，该磁性体具有磁性的各向同性。根据该结构，通过使磁通与线圈的电流方向正交，而高效率地产生转矩，而且也能减少线圈中的涡流，因此这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够提高电动机的效率。

另外，优选的是，相对于周方向，线圈间的间隔与永磁体间的间隔互不相同，且形成为非倍数的周期。根据该结构，例如线圈电流为U、V、W这3相且绕组为3极时，永磁体为4极，绕组为6极时，永磁体为8极，绕组为9极时，永磁体为12极，如此，绕组的极数与永磁体的极数为基于互不相同的素数的关系(在上述的例子中，相对于绕组的极数n，永磁体的极数为2·2(n/3)的关系)，由此能够使线圈间的间隔与永磁体间的间隔相互不一致。由此，这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够抑制转矩脉动。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，还具备填充到所述线圈与搭载所述线圈的定子侧的轭体的间隙内的导热性构件。

根据上述结构，向所述线圈与搭载所述线圈的定子侧的轭体的间隙填充导热性构件例如硅润滑脂或氧化铝等。因此，使用带状的线材，例如通过采用所谓单扁平绕组结构，在绕组的内部产生的热量借助例如铜等线材的良好的导热性而传导到该线圈的端部之后，再经由所述导热性构件，能够以良好的导热性传导至轭体。因此，这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够提高线圈的散热性，由此，能够增大线圈电流而得到大的转矩，或者在相同转矩下能够实现小型化。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述转子还具备在所述永磁体的至少外周侧沿着周向周期性地配置的多个磁性体。

根据上述结构，在将带状的线材卷绕成螺旋状而形成线圈时，该线圈的沿着径向延伸的部分产生的磁场与沿着永磁体的轴向延伸的磁通相互作用，借助洛伦兹力而产生向周向的旋转转矩，但所述线圈的沿着周向延伸的部分(尤其是从轴向观察而线圈卷绕成三角形时的外周侧的部分更为明显)产生的磁场未与永磁体的磁通相互作用。然而，在转子的局部，通过预先周期性地配置磁性体，而该磁性体被旋转磁场所吸引，根据所谓开关磁阻电动机的原理，在该旋转磁场产生同步的转矩。因此，这种结构的轴向间隙型无刷电动机在线圈和永磁体的洛伦兹力电动机中，也能有效地利用浪费的线圈的沿周向延伸的部分产生的磁场，能够提高转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述永磁体沿着周向排列多个，所述转子在沿着周向排列的所述永磁体间具备沿着径向延伸的导体，并且在所述转子的内周侧及外周侧具备将所述各导体的端部间短路的短路环。

根据上述结构，所述导体及短路环与径向间隙型的笼型感应电动机的笼的部分同样地发挥功能。因此，这种结构的轴向间隙型无刷电动机尤其是在拉入至起动时的同步速度为止的大的滑动的状态下，施加作为感应电动机的转矩，而且即使达到同步速度，由于与线圈电流含有的高谐波电流之间的滑动而也同样地产生转矩，从而能够提高转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述导体及短路环固定于旋转轴，由嵌入有所述永磁体的框体构成。

这种结构的轴向间隙型无刷电动机中，利用例如由铝等的非磁性且导电性的构件形成与所述笼型感应电动机的笼的部分同样地发挥功能的所述导体及短路环，从而构成所述转子，固定于旋转轴，且兼用作嵌入所述永磁体的框体。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，向所述各线圈，以9个相位施加线圈电流。

这种结构的轴向间隙型无刷电动机在使用9相的线圈电流时，通过3次高谐波的旋转磁场，能够提高作为所述笼型感应电动机的转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述定子隔着所述转子设置一对。

这种结构的轴向间隙型无刷电动机夹着共通的转子，并利用一对定子来驱动该转子，由此能够通过比2倍大幅减薄的厚度来实现大致2倍的转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述线圈沿着径向方向排列多个。

这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够增大转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述定子的轭体具有磁性的各向同性，对软磁性粉末进行成型而成。

这种结构的轴向间隙型无刷电动机能比较容易地得到所希望的磁特性，并且能比较容易地成形为所希望的形状。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述软磁性粉末由电绝缘层覆盖。

这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够减少轭体内的电流，因此能够减少该轭体的涡流损失。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述定子的轭体通过将带状的软磁性构件以该软磁性构件的宽度方向沿着所述转子的旋转轴向的方式卷绕而构成。

根据上述结构，能够比较容易地形成大的定子的轭体，因此这种结构的轴向间隙型无刷电动机通过大型化而能够实现高转矩化。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，在所述卷绕的软磁性构件间还具备绝缘层。

根据上述结构，由于径向的电阻变高，因此这种结构的轴向间隙型无刷电动机能够减少涡流损失。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述带状的线材还具备配置在与所述轴向正交的一侧面上的第二软磁性构件。

根据上述结构，由于在与轴向正交的带状的线材的一侧面上配置第二软磁性构件，因此线圈部分的导磁率变得更高，不具备第二软磁性构件时分散及散逸的磁通能够由该第二软磁性构件捕获而有效地向转子的永磁体引导，因此能够进一步增大其旋转转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述线圈包括沿着周向的直线部分，所述第二软磁性构件配置在所述直线部分。

在所谓跑道型的线圈中，线圈的弯曲部分的与转子的永磁体的相互作用相对弱，而其直线部分的所述相互作用相对强。因此，根据上述结构，由于向相互作用强的直线部分引导磁通，因此能够更有效地增大旋转转矩。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，与所述轴向正交的方向上的所述第二软磁性构件的厚度为向该线圈供电的交流电力的频率中的表层厚度以下。

根据上述结构，能够减少涡流损失的产生。

另外，在另一方式中，在上述的轴向间隙型无刷电动机中，所述带状的线材覆盖形成所述第二软磁性构件。

根据上述结构，通过将第二软磁性构件覆盖的带状的线材卷绕，而形成在与轴向正交的带状的线材的一侧面上配置有第二软磁性构件的线圈，因此能够实现线圈的对容积的占空因数的提高。

本申请以2010年1月6日提出申请的日本国专利申请特愿2010-1495、2010年6月4日提出申请的日本国专利申请特愿2010-129037、2010年7月28日提出申请的日本国专利申请特愿2010-169445及2010年11月2日提出申请的日本国专利申请特愿2010-246560为基础，其内容包含在本申请中。

为了表现本发明，如上述那样参照附图并通过实施方式适当且充分地说明了本发明，但本领域技术人员应该意识到能够容易地对上述的实施方式进行变更及/或改良。因此，本领域技术人员实施的变更方式或改良方式只要不脱离申请的范围所记载的权利要求书的权利要求保护范围，该变更方式或该改良方式就应当解释为包括在该权利要求书的权利要求保护范围中。

【工业实用性】

根据本发明，能够提供一种轴向间隙型无刷电动机。

Claims (15)

1.一种轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

具备：

定子，其具备线圈；

转子，其具备永磁体，且与所述定子沿着轴向隔开间隔配置；以及

导热性构件，其填充到所述线圈与搭载所述线圈的定子侧的轭体之间的间隙内，

所述线圈通过将带状的线材以所述带状的线材的宽度方向与由所述转子的永磁体所形成的磁通的方向大体一致的方式被卷绕成螺旋状而成，

所述带状的线材使用表层厚度以下的厚度的导体构件，

其中，设流过线圈的交流电流的频率即角频率为ω，所述带状的线材中的导体构件的导磁率为μ，其导电率为σ时，表层厚度δ由δ＝(2/ωμσ)^1/2表示。

2.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述转子至少在所述永磁体的外周侧还具备沿着周向周期性地配置的多个磁性体。

3.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述永磁体沿着周向排列多个，

所述转子在沿着周向排列的所述永磁体间具备沿着径向延伸的导体，并且在所述转子的内周侧及外周侧具备将所述各导体的端部间短路的短路环。

4.根据权利要求3所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述导体及短路环由固定于旋转轴且嵌入有所述永磁体的框体构成。

5.根据权利要求3所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

以9个相位向所述各线圈施加线圈电流。

6.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述定子隔着所述转子设置一对。

7.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述线圈沿着径向方向排列多个。

8.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述定子的轭体具有磁性的各向同性，通过对软磁性粉末进行成型而成。

9.根据权利要求8所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述软磁性粉末被电绝缘层所覆盖。

10.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述定子的轭体通过将带状的软磁性构件以该软磁性构件的宽度方向沿着所述转子的旋转轴方向的方式卷绕而构成。

11.根据权利要求10所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

在所述卷绕着的软磁性构件间还具备绝缘层。

12.根据权利要求1所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述带状的线材还具备第二软磁性构件，所述第二软磁性构件配置在与轴向正交的方向上的所述带状的线材的前侧面或后侧面。

13.根据权利要求12所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

所述线圈包括沿着所述线圈的周向的直线部分，

所述第二软磁性构件配置在所述直线部分。

14.根据权利要求12所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

与轴向正交的方向上的所述第二软磁性构件的厚度为向该线圈所供电的交流电流的频率下的表层厚度以下。

15.根据权利要求12所述的轴向间隙型无刷电动机，其特征在于，

在所述带状的线材上以被覆的方式形成有所述第二软磁性构件。