CN102971943A - 转子及电动机 - Google Patents

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Abstract

提供一种转子，包括第1转子芯、第2转子芯、励磁磁石以及极间磁石。第1转子芯具有第1芯基座和从第1芯基座的外周部向轴向延伸的多个第1爪状磁极部。第2转子芯具有第2芯基座和从第2芯基座的外周部向轴向延伸的多个第2爪状磁极部。励磁磁石沿着轴向被磁化成，使第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用。极间磁石被配置在第1爪状磁极部和第2爪状磁极部之间。极间磁石在分别与第1及第2爪状磁极部对置的部位上具有与第1及第2爪状磁极部的极性相同的极性。

Description

转子及电动机
技术领域
本发明涉及转子及电动机。
背景技术
作为在电动机中使用的转子，例如在专利文献1～4中公开了所谓爪极型结构的转子。该转子包括：转子芯，在其圆周方向具有多个爪状磁极；以及卷绕安装在转子芯内的励磁绕组，通过向励磁绕组供给电力，从而使各爪状磁极成为交替不同的磁极。
在专利文献1的转子中，在磁极间配置辅助磁石，将励磁绕组和磁通合成，以实现输出的提高。另外，在专利文献2的转子中，在磁极间配置辅助磁石，通过辅助磁石的磁动势，能够将以惯性力继续旋转的转子制动。此外，在专利文献3的转子中，在爪状磁极的顶端内周配置不产生漏磁通的形状的磁石，实现输出的向上。
另外，在专利文献4的转子中，爪状磁极形成为从芯基座(文献中为圆盘部)的外周部向径向外侧突出，并在轴向延伸。在爪状磁极的沿着轴向延伸的部分(文献中的凸缘部)的背面上配置有辅助磁极。辅助磁极的抵接侧(径向外侧)的部位被磁化成极性与对应的爪状磁极相同。由此，实现由爪状磁极产生的漏磁通的降低。
专利文献1：日本特开昭61-85045号公报
专利文献2：日本特开2007-267514号公报
专利文献3：日本特开2009-194985号公报
专利文献4：日本实开平5-43749号公报
然而，在这些专利文献1～3的转子中，由于均是在转子芯内卷绕安装励磁绕组，所以另外需要弹簧(spring)等的电力供给装置，成本变高。而且，在想要将电动机小型化的情况下，难以确保励磁绕组及电力供给装置的空间。
另外，在专利文献2的转子中为串联结构，存在磁石数量倍增的问题。另外，在专利文献3的转子中，虽然能够减缓爪状磁极的磁饱和，然而存在不能将漏磁通作为通向定子的磁通有效利用的问题。
另外，在专利文献4的转子中，爪状磁极比转子芯的其他部分窄，所以在励磁磁石上产生的励磁磁通的磁通密度在爪状磁极的一部分处变高，会产生磁饱和。其结果，有助于电动机输出的有效磁通减少，并且在爪状磁极的外周面上的励磁磁通的磁通密度出现不均衡，电动机输出下降。
发明内容
本发明的第1目的是提供一种结构简单且能够进行小型化、减少爪状磁极间的漏磁通并能够实现高输出的转子及电动机。
本发明的第2目的是提供一种具备辅助磁石而能够进一步实现最佳化的转子及具备该转子的电动机。
本发明的第3目的是提供一种能够抑制磁饱和的发生、进而有助于电动机的高输出化的转子及具备该转子的电动机。
为了实现上述第1目的，在本发明的一个方式中，提供一种转子，包括第1转子芯、第2转子芯、励磁磁石以及极间磁石。所述第1转子芯具有：第1芯基座；以及多个第1爪状磁极部，以等间隔设置在所述第1芯基座的外周部上并从该外周部沿轴向延伸。所述第2转子芯具有：第2芯基座；以及多个第2爪状磁极部，以等间隔设置在所述第2芯基座的外周部上并从该外周部沿轴向延伸。各个所述第2爪状磁极部被配置于在圆周方向上相邻的所述第1爪状磁极部彼此之间。所述励磁磁石沿着轴向被磁化，并且被配置在所述第1转子芯和第2转子芯之间。该励磁磁石使所述第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使所述第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用。所述极间磁石被配置在所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部之间。该极间磁石被磁化成，在与所述第1爪状磁极部对置的部位上具有与第1爪状磁极部的极性相同的极性，在与所述第2爪状磁极部对置的部位上具有与第2爪状磁极部的极性相同的极性。
为了达到上述第2目的，在本发明的另一方式中，提供一种转子，包括第1转子芯、第2转子芯、励磁磁石以及辅助磁石。所述第1转子芯具有：大致圆盘状的第1芯基座；多个第1爪状磁极部，以等间隔设置在所述第1芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸。所述第2转子芯具有：大致圆盘状的第2芯基座；以及多个第2爪状磁极部，以等间隔设置在所述第2芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸。在所述第1芯基座与所述第2芯基座在轴向上对置的状态下，所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部在圆周方向上交替配置。所述励磁磁石沿着轴向被磁化，在该轴向上配置在所述第1芯基座和第2芯基座之间。该励磁磁石使所述第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使所述第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用。所述辅助磁石被设置在圆周方向上的所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部之间的位置、以及所述第1及第2爪状磁极部的径向内侧的位置的至少一方上。所述辅助磁石和所述励磁磁石由不同特性的磁石构成。
为了达到上述第3目的，在本发明的另一方式中，提供一种转子，具备第1转子芯、第2转子芯、励磁磁石、以及辅助磁石。所述第1转子芯具有：大致圆盘状的第1芯基座；以及多个第1爪状磁极部，以等间隔设置在所述第1芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸。所述第2转子芯具有：大致圆盘状的第2芯基座；以及多个第2爪状磁极部，以等间隔设置在所述第2芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸。各个所述第2爪状磁极部被配置于在圆周方向上相邻的所述第1爪状磁极部彼此之间。所述励磁磁石沿着轴向被磁化且被配置在所述第1芯基座和第2芯基座之间。该励磁磁石使所述第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使所述第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用。所述辅助磁石被配置在所述第1及第2爪状磁极部的背面。该辅助磁极被磁化成该辅助磁极的径向外侧部分的极性与相对应的所述第1及第2爪状磁极部的极性相同。在轴向截面上，所述辅助磁石的至少一部分的磁化方向相对于径向倾斜，从而在各个所述爪状磁极内流过的磁通的一部分在所述辅助磁石内倾斜地偏置。
附图说明
图1是第1实施方式的无刷电动机的剖视图。
图2是图1的转子的立体图。
图3是图1的转子芯的分解的立体图。
图4是图1的转子的主视图。
图5是图1的转子的剖视图。
图6是用于说明图1的电动机的短路磁通的剖视图。
图7是设置在第2实施方式的转子上的外侧辅助磁石的立体图。
图8是图7的转子的轴向的剖视图。
图9是从第3实施方式的转子的第1转子芯侧看到的立体图。
图10是从图9的转子的第2转子芯侧看到的立体图。
图11是图9的转子的轴向的剖视图。
图12(a)是沿着图11的12a-12a线的剖视图，(b)是沿着图11的12b-12b线的剖视图，(c)是沿着图11的12c-12c线的剖视图。
图13是第4实施方式的转子的立体图。
图14是图13的转子的轴向的剖视图。
图15是从第5实施方式的转子的第1转子芯侧看到的立体图。
图16是从图15的转子的第2转子芯侧看到的立体图。
图17是图15的转子的轴向的剖视图。
图18是第6实施方式的电动机的剖视图。
图19(a)是图18的电动机的俯视图，(b)是图19(a)的要部放大图。
图20是图18的转子的立体图。
图21是图18的转子的剖视图。
图22是表示图18的转子的空隙的径向长度L及转子·定子间的空隙G之比与最大转矩之间的关系的曲线图。
图23是表示图18的转子的空隙的径向长度L及转子·定子间的空隙之比与磁通密度之间的关系的曲线图。
图24是本发明的第7实施方式的电动机的剖视图。
图25是图24的转子的立体图。
图26是图24的转子的立体图。
图27是图24的转子的剖视图。
图28(a)是沿着图27的28a-28a线的剖视图，(b)是沿着图27的28b-28b线的剖视图，(c)是沿着图27的28c-28c线的剖视图。
图29是本发明的第8实施方式的电动机的剖视图。
图30(a)以(b)是图29的转子的立体图。
图31是图29的转子的剖视图。
图32是比较例的转子的剖视图。
图33是本发明的第9实施方式的无刷电动机的剖视图。
图34是图33的转子的立体图。
图35是图33的转子芯的分解立体图。
图36是图33的转子的主视图。
图37是图33的转子芯的剖视图。
图38是用于说明图33的电动机的短路磁通的剖视图。
图39是本发明的第10实施方式的转子的立体图。
图40是图39的转子芯的分解立体图。
图41是图39的转子芯的剖视图。
图42是本发明的第11实施方式的转子的立体图。
图43是图42的转子芯的分解立体图。
图44是图42的转子芯的剖视图。
图45(a)是本发明的第12实施方式的转子的第1转子芯的侧视图，(b)是第2转子芯的侧视图。
图46是本发明的第13实施方式的转子的立体图。
图47是图46的转子芯的剖视图。
图48是本发明的第14实施方式的转子的立体图。
图49是图48的转子芯的分解立体图。
图50是图48的转子芯的剖视图。
图51是表示定子的其他例的剖视图。
图52是表示定子的其他例的剖视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
下面，依照图1～图6来说明本发明的第1实施方式。
如图1所示，无刷电动机1的电动机壳体2具有：形成为有底筒状的外壳3；和将该外壳3的前侧的开口部封闭的前盖4。在外壳3的内周面固定有定子5。定子5的定子芯6通过层积多个由钢板构成的定子芯片6a而形成。
如图1所示，在定子5的内侧配设有转子8，转子8被贯插固定在旋转轴10上。在本实施方式中，旋转轴10是非磁体的金属轴，被设置在外壳3底部的轴承12及设置在前盖4上的轴承13可旋转地支承。被固装在旋转轴10上的转子8是爪极型结构的转子。
如图2所示，转子8具备：第1转子芯21，在圆周方向上具有多个第1爪状磁极20；第2转子芯31，与该第1转子芯21面对配置，在圆周方向上具有多个第2爪状磁极30，多个第2爪状磁极30分别配置在所述第1爪状磁极20之间；以及励磁磁石41(参见图3及图5)，被配设在第1转子芯21和第2转子芯31之间。励磁磁石41例如形成为环状。
(第1转子芯21)
如图3所示，第1转子芯21具有第1芯基座22，该第1芯基座22通过层积多个作为由钢板构成的板材的转子芯片PC1(图1、2、4中省略图示)而形成，第1转子芯21被固装在旋转轴10上。
在第1芯基座22的作为外周部的外周面22a上等间隔地形成有沿着径向延伸的7个第1臂部23。在各个第1臂部23的顶端部上形成有在轴向上朝向第2转子芯31延伸的第1爪状磁极20。各个第1爪状磁极20这样形成，只将第2转子芯31侧的由钢板构成的转子芯片PC1的形状改变，在其外周上从第1臂部23延伸出与第1爪状磁极20相当的部位，利用冲压机等进行折弯，由此形成第1爪状磁极20。
第1爪状磁极20的圆周方向的宽度形成为比与相邻的第1爪状磁极20之间的间隔小。由此，第1爪状磁极20朝向轴向呈梳齿状配置在第1芯基座22的圆周方向上。
各个第1爪状磁极20形成为从轴向观看时呈扇状，各个第1爪状磁极20的外周面20a及内周面20b与第1芯基座22成同心圆。第1爪状磁极20的内周面20b的内径比第1芯基座22的外径大与第1臂部23的长度对应的量。而且，在图3中，各个第1爪状磁极20的圆周方向的顺时针的第1侧面20c及逆时针的第2侧面20d为平面、并与旋转轴10的中心轴线C正交。因此，如图4所示，各个第1爪状磁极20形成为从径向观看时为轴向长的长方形状。
(第2转子芯31)
如图3所示，第2转子芯31形成为与第1转子芯21相同的形状，具有第2芯基座32，第2芯基座32通过积层多个作为由钢板构成的板材的转子芯片PC2(图1、2、4中省略图示)而形成，第2转子芯31被固定安装在旋转轴10上。
在第2芯基座32的作为外周部的外周面32a上等间隔地形成有沿着径向延伸的7个第2臂部33。在各个第2臂部33的顶端部上形成有在轴向上朝向第1转子芯21延伸的第2爪状磁极30。各个第2爪状磁极30这样形成，只将第1转子芯21侧的由钢板构成的转子芯片PC2的形状改变，在其外周上从第2臂部33延伸出与第2爪状磁极30相当的部位，利用冲压机等进行折弯形成，由此形成第2爪状磁极30。
第2爪状磁极30的圆周方向的宽度形成为比与相邻的第2爪状磁极30之间的间隔小。由此，第2爪状磁极30朝向轴向呈梳齿状配置在第2芯基座32的圆周方向上。
并且，各个第2爪状磁极30形成为从轴向观看的俯视时呈扇状，各个第2爪状磁极30的外周面30a及内周面30b与第2芯基座32成同心圆。第2爪状磁极30的内周面30b的内径比第2芯基座32的外径大与第2臂部33的长度对应的量。而且，在图3中，各个第2爪状磁极30的圆周方向的顺时针的第1侧面30c及逆时针的第2侧面30d为平面、并与旋转轴10的中心轴线C正交。因此，如图4所示，各个第2爪状磁极30形成为从径向观看时为轴向长的长方形状。
而且，各个第2爪状磁极30的顺时针的第1侧面30c分别与相对置的各个第1爪状磁极20的顺时针的第1侧面20c平行面对。同样地，各个第2爪状磁极30的逆时针的第2侧面30d分别与相对置的各个第1爪状磁极20的逆时针的第2侧面20d平行面对。
如图5所示，第2转子芯31与第1转子芯21夹着励磁磁石41重叠。详细地说，第2转子芯31以沿着轴向延伸的各个第2爪状磁极30分别嵌合在第1转子芯21的各个第1爪状磁极20之间的方式与第1转子芯21重叠。此时，第1及第2爪状磁极20、30的圆周方向的宽度分别小于相邻的第1及第2爪状磁极20、30在圆周方向上的间隔，所以相邻的第1爪状磁极20和第2爪状磁极30的圆周方向的两侧面分开。
另外，在第1转子芯21和第2转子芯31被夹着励磁磁石41进行固定的状态下，第1爪状磁极20的顶端面20e与第2芯基座32的相反对置面32c位于同一平面上，第2爪状磁极30的顶端面30e与第1芯基座22的相反对置面22c位于同一平面上。
(励磁磁石41)
如图3及图5所示，被夹持在第1转子芯21与第2转子芯31之间的励磁磁石41的轴向的两侧面41a、41b分别与第1及第2芯基座22、32的对置面22b、32b抵接。励磁磁石41的外周面41c形成为与第1及第2芯基座22、32的外周面22a、32a以中心轴线C为中心成同心圆，且励磁磁石41的外径与第1及第2芯基座22、32的外径相同。
励磁磁石41在轴向上被磁化成第1芯基座22侧为N极、第2芯基座32侧为S极。因此，在励磁磁石41作用下，第1转子芯21的各个第1爪状磁极20作为N极(第1磁极)发挥作用，第2转子芯31的各个第2爪状磁极30作为S极(第2磁极)作为发挥作用。
(第1及第2极间磁石43、44)
在第1爪状磁极20的第1侧面20c和第2爪状磁极30的第1侧面30c之间分别夹持固定有在轴向长的四角柱状的第1极间磁石43。各个第1极间磁石43在圆周方向上分别被磁化成，第1极间磁石43的靠作为N极发挥作用的第1爪状磁极20的一侧成为同极的N极，第1极间磁石43的靠作为S极发挥作用的第2爪状磁极30的一侧成为同极的S极。
另一方面，在第1爪状磁极20的第2侧面20d和第2爪状磁极30的第2侧面30d之间分别夹持固装有轴向长的四角柱状的第2极间磁石44。各个第2极间磁石44在圆周方向上被磁化成，第2极间磁石44的靠作为N极发挥作用的第1爪状磁极20的一侧成为同极的N极，第2极间磁石44的靠作为S极发挥作用的第2爪状磁极30的一侧成为同极的S极。
也就是说，第1极间磁石43和第2极间磁石44被磁化成其磁化方向在圆周方向上相反。
(内侧辅助磁石46)
如图3及图5所示，在励磁磁石41的内侧设置有圆筒形状的内侧辅助磁石46。内侧辅助磁石46的外周面46a被固装在励磁磁石41的内周面41d上，且内周面46b被固装在旋转轴10上。内侧辅助磁石46的轴向长度比励磁磁石41长，内侧辅助磁石46被嵌合固装到形成于第1及第2芯基座22、32的对置面22b、32b的轴芯侧的环状凹部H1、H2中。内侧辅助磁石46在轴向上被磁化成，内侧辅助磁石46的第1转子芯21(第1芯基座22)侧成为N极、第2转子芯31(第2芯基座32)侧成为S极。
(外侧辅助磁石47)
如图3及图5所示，在励磁磁石41的外周面41c与第1及第2爪状磁极20、30的内周面20b、30b的基端部之间设置有环状的外侧辅助磁石47，外侧辅助磁石47的轴向长度与励磁磁石41相同。外侧辅助磁石47的外周面47a被固装在第1及第2爪状磁极20、30的内周面20b、30b上，内周面47b被固装在励磁磁石41的外周面41c上。
外侧辅助磁石47在轴向上被磁化成，外侧辅助磁石47的第1转子芯21(第1芯基座22)侧成为N极、第2转子芯31(第2芯基座32)侧成为S极。另外，外侧辅助磁石47的磁动势比第1及第2极间磁石43、44的磁动势大。
接着，下面记载入如上所述构成的第1实施方式的优点。
(1)根据上述实施方式，在具有多个第1爪状磁极20的第1转子芯21和具有多个第2爪状磁极30的第2转子芯31之间配置了励磁磁石41的状态下，将第2转子芯31的各个第2爪状磁极30分别配置在相对应的第1转子芯21的各个第1爪状磁极20之间。然后，在第1爪状磁极20和第2爪状磁极30之间设置了被磁化成与第1及第2爪状磁极20、30同极的第1及第2极间磁石43、44。
因此，通过设置励磁磁石41，从而无需在转子8内设置励磁绕组，伴随于此，无需在电动机1内设置向励磁绕组供给电力的电力供给装置，所以整个无刷电动机1变得小型，并且能够廉价地制造。
而且，通过第1及第2极间磁石43、44，能够减少第1转子芯21的各个第1爪状磁极20与第2转子芯31的各个第2爪状磁极30之间的漏磁通，能够将励磁磁石41的磁通有效利用于无刷电动机1的输出。
此外，由于在第1及第2爪状磁极20、30之间配置了第1及第2极间磁石43、44，所以处于第1及第2爪状磁极20、30被第1及第2极间磁石43、44牢固地支承固定的状态，因此能够以简单的结构增加第1及第2爪状磁极20、30的数量，实现多极化。
(2)根据上述实施方式，在励磁磁石41的内侧设置了内侧辅助磁石46，将内侧辅助磁石46的第1转子芯21(第1芯基座22)侧磁化成N极、第2转子芯31(第2芯基座32)侧磁化成S极。因此，从励磁磁石41的内径侧的第1芯基座22通过旋转轴10并经由第2芯基座32的、图6所示的短路磁通
Figure BPA00001657476900091
在该内侧辅助磁石46作用下减少，能够有效利用励磁磁石41的磁通，能够提高无刷电动机1的输出。
另外，使内侧辅助磁石46的轴向长度比励磁磁石41长，将内侧辅助磁石46配置成进入到第1及第2芯基座22、32内。因此，能够进一步减少内径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900092
(不产生转矩的轴向短路磁通)，能够将励磁磁石41的磁通有效利用于无刷电动机1的输出。
此外，旋转轴10由非磁体的金属轴形成，所以能够进一步减少内径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900093
(3)根据上述实施方式，在励磁磁石41的外周面41c与第1及第2爪状磁极20、30的基端内周面20b、30b之间，以将第1及第2臂部23、33覆盖的方式设置了外侧辅助磁石47，外侧辅助磁石47的第1转子芯21侧被磁化成N极、且第2转子芯31侧被磁化成S极。因此，从励磁磁石41的外径侧的第1芯基座22经由第2芯基座32的图6所示的短路磁通(不产生转矩的轴向短路磁通)在该外侧辅助磁石47作用下减少，能够有效利用磁通，能够提高无刷电动机1的输出。
(4)根据上述实施方式，第1及第2爪状磁极20、30是从径向观看时为轴向长的长方形状，分别形成为使各个第1爪状磁极20的第1侧面20c与各个第2爪状磁极30的第1侧面30c、以及各个第1爪状磁极20的第2侧面20d与各个第2爪状磁极30的第2侧面30d分别平行相对。
因此，第1及第2极间磁石43、44能够采用轴向长的四角柱形状的廉价形成的磁石。
(5)另外，根据上述实施方式，第1及第2极间磁石43、44例如采用铁氧体磁石形成，励磁磁石41例如采用钕磁石形成，使减少漏磁通的第1及第2极间磁石43、44的磁动势比励磁磁石41的磁动势小，从而实现低成本化。
(6)另外，根据上述实施方式，通过将形成第1及第2转子芯31的由钢板构成的转子芯片PC1、PC2的一部分折弯而形成第1及第2爪状磁极20、30。
因此，第1及第2爪状磁极20、30的制法简单，能够以短时间制作，能够实现成本的降低。
(第2实施方式)
接着，依照图7、图8来说明本发明的第2实施方式。
本实施方式与第1实施方式中示出的外侧辅助磁石47的磁化方法不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的外侧辅助磁石的部分，除此之外，对与第1实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图7所示，外侧辅助磁石50在圆周方向上被交替地磁化成N极、S极。而且，如图8所示，外侧辅助磁石50的轴向长度与励磁磁石41相同，其内周面50a被固装在励磁磁石41的外周面41c上，外周面50b被固装在第1及第2爪状磁极20、30的内周面20b、30b上。
而且，在圆周方向上被交替地磁化出N极、S极的外侧辅助磁石50，在外周面被磁化成N极的N极部分51被固装到第1转子芯21的作为N极发挥作用的第1爪状磁极20的内周面20b的基端部上，在外周面被磁化成S极的S极部分52被固装在第2转子芯31的作为S极发挥作用的第2爪状磁极30的内周面30b的基端部上。
接着，下面记载如上所述构成的第2实施方式的优点。
(7)根据上述实施方式，在励磁磁石41的外周侧设置了环状的外侧辅助磁石50，该外侧辅助磁石50在圆周方向上被交替地磁化出N极、S极。
然后，使外侧辅助磁石50的被磁化成N极的N极部分51与同极的第1爪状磁极20的内周面20b抵接，使外侧辅助磁石50的被磁化成S极的S极部分52与同极的第2爪状磁极30的内周面30b抵接。
因此，外侧辅助磁石50抑制励磁磁石41的短路磁通，能够将外侧辅助磁石50的磁通有效利用于无刷电动机1的输出。
(8)另外，根据上述第2实施方式，能够得到与在第1实施方式的优点中说明的(1)(2)(4)～(6)相同的优点。
(第3实施方式)
接着，依照图9～图12来说明本发明的第3实施方式。
本实施方式与在第1实施方式中示出的第1及第2极间磁石43、44和外侧辅助磁石47的构成不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的第1及第2极间磁石和外侧辅助磁石的部分，除此之外，对与第1实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图9、图10所示，在第1爪状磁极20的第1侧面20c与第2爪状磁极30的第1侧面30c之间夹持固装的各个第1极间磁石43形成为在径向上延伸至与第1及第2芯基座22、32的外周面22a、32a抵接。
另外，在第1爪状磁极20的第2侧面20d与第2爪状磁极30的第2侧面30d之间夹持固装的各个第2极间磁石44形成为在径向上延伸至与第1及第2芯基座22、32的外周面22a、32a抵接。
而且，通过形成第1及第2极间磁石43、44，能够形成被第2爪状磁极30、第2臂部33(参见图11)、励磁磁石41(参见图11)、第1芯基座22、第1及第2极间磁石43、44包围且第1转子芯21侧开口的空间。如图9所示，在该空间内分别嵌合固装第1背面辅助磁石61。
第1背面辅助磁石61在径向上被磁化成，与第2爪状磁极30的内周面30b抵接的一侧成为与第2爪状磁极30同极的S极，与第1芯基座22抵接的一侧成为与该第1芯基座22同极的N极。
同样地，形成被第1爪状磁极20、第1臂部23(参见图11)、励磁磁石41(参见图11)、第2芯基座32、第1及第2极间磁石43、44包围且第2转子芯31侧开口的空间。如图10所示，在该空间内分别嵌合固装第2背面辅助磁石62。
第2背面辅助磁石62在径向上被磁化成，与第1爪状磁极20的内周面20b抵接的一侧成为与第1爪状磁极20同极的N极，与第2芯基座32抵接的一侧成为与该第2芯基座32同极的S极。
也就是说，如图12(a)所示，第1芯基座22的部分A1(参见图9)形成在圆周方向上交替配置了第2爪状磁极30和第1爪状磁极20的结构的转子，第2爪状磁极30的定子5侧作为S极的第1背面辅助磁石61发挥作用，第1爪状磁极20在第1背面辅助磁石61作用下作为N极的突极发挥作用。
另外，如图12(c)所示，第2芯基座32的部分A3(参见图9)形成在圆周方向上交替配置了第1爪状磁极20和第2爪状磁极30的结构的转子，第1爪状磁极20的定子5侧作为N极的第2背面辅助磁石62发挥作用，第2爪状磁极30在第2背面辅助磁石62作用下作为S极的突极发挥作用。
此外，如图12(b)所示，励磁磁石41的部分A2(参见图9)形成在圆周方向上交替配置了第1爪状磁极20和第2爪状磁极30的爪极型结构的转子，第1爪状磁极20的定子5侧在第1背面辅助磁石61作用下作为N极发挥作用，第2爪状磁极30的定子5侧在第2背面辅助磁石62作用下作为S极发挥作用。
接着，下面记载如上所述构成的第3实施方式的优点。
(9)根据上述实施方式，形成被第2爪状磁极30、第2臂部33、励磁磁石41、第1芯基座22、第1及第2极间磁石43、44包围且第1转子芯21侧开口的空间，在该空间中嵌合固装了第1背面辅助磁石61。第1背面辅助磁石61在径向上被磁化成，与第2爪状磁极30抵接的一侧成为与该第2爪状磁极30同极的S极，与第1芯基座22抵接的一侧成为与该第1芯基座22同极的N极。
因此，第1芯基座22的部分A1能够通过第1背面辅助磁石61进一步抑制励磁磁石41的短路磁通，而且能够将第1背面辅助磁石61的磁通更有效地利用于无刷电动机1的输出。
(10)根据上述实施方式，形成被第1爪状磁极20、第1臂部23、励磁磁石41、第2芯基座32、第1及第2极间磁石43、44包围且第2转子芯31侧开口的空间，在该空间中嵌合固装了第2背面辅助磁石62。第2背面辅助磁石62在径向上被磁化成，与第1爪状磁极20抵接的一侧成为与该第1爪状磁极20同极的N极，与第2芯基座32抵接的一侧成为与该第2芯基座32同极的S极。
因此，第2芯基座32的部分A3能够通过第2背面辅助磁石62进一步抑制励磁磁石41的短路磁通，而且能够将第2背面辅助磁石62的磁通更有效地利用于无刷电动机1的输出。
(11)根据上述实施方式，第1及第2背面辅助磁石61、62分别形成为从径向观看时与第1及第2爪状磁极20、30相同的形状，所以其表面积比第1及第2极间磁石43、44大很多。
因此，能够将第1及第2背面辅助磁石61、62的磁通进一步有效地利用于无刷电动机1的输出。
另外，第1及第2背面辅助磁石61、62例如采用钕磁石形成，第1及第2极间磁石43、44例如采用铁氧体磁石，使第1及第2背面辅助磁石61、62的磁动势大于第1及第2极间磁石43、44的磁动势，从而能够在抑制成本的同时，有效地增加有助于输出的磁通量，能够提高输出。
(12)另外，根据上述第3实施方式，能够得到与在第1实施方式的优点中说明的(1)(2)(4)～(6)相同的优点。
(第4实施方式)
接着，依照图13、图14来说明本发明的第4实施方式。
本实施方式与第3实施方式中示出的转子8的构成不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的转子芯，除此之外，对与第1实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图13、图14所示，在本实施方式的转子70中，准备2组第3实施方式的转子8，将2组转子8设为层结构，以第一层的转子71与第二层的转子72相互重叠的方式固装到旋转轴10上。在本实施方式中，第一层的转子71的第2转子芯31(第2芯基座32的相反对置面32c)与第二层的转子72的第2转子芯31(第2芯基座32的相反对置面32c)抵接，并且同极的第1及第2爪状磁极20、30彼此在轴向上重叠地相对配置。
而且，在本实施方式中，将转子71侧的第1及第2极间磁石43、44和转子72侧的第1及第2极间磁石43、44一体化，利用1个第1极间磁石43及1个第2极间磁石44构成，在轴向上嵌合而使得转子71与转子72相连。
由此，在由转子71、72构成的转子70中，各个转子71、72的同极的第1及第2极间磁石43、44构成为一体，从而能够减少部件数量，实现低成本化。
接着，下面记载如上所述构成的第4实施方式的优点。
(13)根据上述实施方式，通过将2个转子71、72组合，能够形成产生更高转矩的转子，能够进一步消除轴向的不平衡。而且，转子71、72的结构相同，所以能够减少部件数量，并且制作容易，能够实现低成本化。
(14)根据上述实施方式，相重合的转子71、72的同极的第1及第2极间磁石43、44作为一体而兼用1个永久磁石，所以能够进一步减少部件数量，实现低成本化。
(15)另外，根据上述第4实施方式，能够得到与在第1实施方式的优点中说明的(1)(2)(4)～(6)相同的优点。
(第5实施方式)
接着，依照图15～图17来说明本发明的第5实施方式。
本实施方式的转子应用了第3实施方式的转子8。因此，在本实施方式中，为了便于说明，对与第3实施方式共同的部分赋予相同的符号，并省略详细说明。
如图15所示，在第1转子芯21的、第1芯基座22的相反对置面22c侧固装有第1轴侧辅助磁石81。第1轴侧辅助磁石81的从轴向观看的外形与第1转子芯21的外形相同，并将该第1转子芯21覆盖。第1轴侧辅助磁石81在轴向上被磁化成，被固装在第1芯基座22上的一侧成为与该第1芯基座22同极的N极，其相反侧成为S极。
如图16所示，在第2转子芯31的、第2芯基座32的相反对置面32c侧固装有第2轴侧辅助磁石82。第2轴侧辅助磁石82的从轴向观看的外形与第2转子芯31的外形相同，将第2转子芯31覆盖。第2轴侧辅助磁石82在轴向上被磁化成，被固装到第2芯基座32上的一侧成为与同第2芯基座32同极的S极，其相反侧成为N极。
接着，下面记载如上所述构成的第5实施方式的优点。
(16)根据上述实施方式，在第1芯基座22的相反对置面22c侧固装第1轴侧辅助磁石81而进行覆盖。而且，将第1轴侧辅助磁石81的第1芯基座22侧磁化成与该第1芯基座22同极的N极。
因此，如图17所示，能够抑制从第1芯基座22的相反对置面22c向第2爪状磁极30短路的短路磁通
Figure BPA00001657476900141
(17)根据上述实施方式，在第2芯基座32的相反对置面32c侧固装第2轴侧辅助磁石82而进行覆盖。而且，将第2轴侧辅助磁石82的第2芯基座32侧磁化成与该第2芯基座32同极的S极。
因此，如图17所示，能够抑制从第1爪状磁极20向第2芯基座32的相反对置面32c短路的短路磁通
Figure BPA00001657476900142
(18)另外，根据上述第5实施方式，能够得到与在第1实施方式的优点中说明的(1)(2)(4)～(6)相同的优点。
另外，上述实施方式可以采用如下方式进行变更。
在上述第1～第5实施方式中，设置了内侧辅助磁石46，然而也可以省略该内侧辅助磁石46。在这种情况下，励磁磁石41到达旋转轴10，省略形成在第1及第2转子芯21、31上的环状凹部H1、H2。
在上述第1～第5实施方式中，使内侧辅助磁石46的轴向长度比励磁磁石41长，然而也可以以相同的长度实施。在这种情况下，省略形成在第1及第2转子芯21、31上的环状凹部H1、H2。
在上述第1实施方式中，设置了外侧辅助磁石47，然而也可以省略该外侧辅助磁石47。此时，当然还可以一并省略内侧辅助磁石46进行实施。
在上述第1～第5实施方式中，第1及第2爪状磁极20、30形成为从径向观看时为轴向长的长方形状。也可以将第1及第2爪状磁极20、30的形状形成为随着靠向顶端而逐渐变细的形状。在这种情况下，需要根据第1及第2爪状磁极20、30的形状来改变第1及第2极间磁石43、44的形状。当然，还可以采用其他形状实施。
上述第3实施方式中，设置了第1背面辅助磁石61及第2背面辅助磁石62，然而也可以省略任意一方进行实施。
上述第4实施方式中，准备2组第3实施方式的转子8，将2组转子8设成层结构，将第一层的转子71和第二层的转子71相互重叠而构成了一个转子70。也可以准备3组第3实施方式的转子8，以3层结构实施。
在这种情况下，例如，在图13中，与第二层的转子72重叠的第3层的转子在第二层的转子72侧与第3层的转子的第1转子芯21抵接，并且同极的第1及第2爪状磁极彼此在轴向上重叠而相对配置。此时，重叠的同极的第1及第2极间磁石43、44由1个永久磁石构成。因此，能够减少部件数量，实现低成本化。
在上述第4实施方式中，使用第3实施方式的转子8来构成转子70，然而也可以使用第1～第3实施方式及其他各例中示出的转子来实施。
在上述第4实施方式中，将重叠的转子71、72的同极的第1及第2极间磁石43、44一体化而兼用1个磁石，但是当然也可以分别使用第1及第2极间磁石43、44来实施。
在上述第1～第5实施方式中，第1转子芯21及第2转子芯31通过积层由钢板构成的转子芯片PC1、PC2来形成。除此之外，可以通过锻造而一体形成，并且也可以采用压粉磁芯材料形成。例如，将铁粉等磁性粉末和树脂等绝缘物混合，利用模具进行加热冲压成形，以制作第1转子芯21及第2转子芯31。
在这种情况下，第1转子芯21及第2转子芯31的设计自由度高，制造工艺非常简单，并且能够减小第1转子芯21及第2转子芯31的磁阻。
在上述第1～第5实施方式中，第1及第2爪状磁极20、30分别为7个，然而不限于此，也可以适当变更第1及第2爪状磁极20、30的数量来实施。
在第1～第4实施方式中，也可以将在第5实施方式中说明的第1轴侧辅助磁石81及第2轴侧辅助磁石82固装到第1及第2转子芯21、31上进行覆盖来实施。
(第6实施方式)
下面依照图18～23来说明将本发明具体化的第6实施方式。
如图18所示，电动机101的电动机壳体102具有形成为有底筒状的筒状外壳103和将该筒状外壳103的前侧(图18中的左侧)的开口部封闭的前端板104。另外，在筒状外壳103的后侧(图18中的右侧)的端部上安装有将电路板等电源电路收纳的电路收纳箱105。在筒状外壳103的内周面固定有定子106。定子106具有：电枢芯107，具有向径向内侧延伸的多个齿；和分段导体(SC)绕组108，被卷装到电枢芯107的齿上。电动机101的转子111具有旋转轴112，被配置在定子106的内侧。旋转轴112是非磁体的金属轴，被轴承113、114可旋转地支承，轴承113、114分别被筒状外壳103的底部103a及前端板104支承。
如图20及图21所示，转子111具备第1及第2转子芯121、122、励磁磁石123(参见图21)、第1及第2背面辅助磁石124、125、以及极间磁石126。励磁磁石123被形成为例如环状。另外，图20及图21中用实线表示的箭头表示各个磁石123、124、125、126的磁化方向(从S极至N极)。
如图20及图21所示，在第1转子芯121上，在大致圆盘状的第1芯基座121a的外周部上等间隔地形成有多个(本实施方式中为5个)第1爪状磁极121b，该第1爪状磁极121b向径向外侧突出并且沿着轴向延伸。第1爪状磁极121b的圆周方向端面121c、121d为在径向上延伸(从轴向观看时相对于径向不倾斜)的平坦面，第1爪状磁极121b的轴正交方向截面形成为扇形状。各个第1爪状磁极121b的圆周方向的角度、即所述圆周方向端面121c、121d之间的角度被设定为比在圆周方向相邻的第1爪状磁极121b彼此的缝隙的角度小。
如图20及图21所示，第2转子芯122的形状与第1转子芯121相同，在大致圆盘状的第2芯基座122a的外周部上等间隔地形成有多个第2爪状磁极122b，多个第2爪状磁极122b向径向外侧突出并在轴向上延伸。第2爪状磁极122b的圆周方向端面122c、122d形成为在径向上延伸的平坦面，第2爪状磁极122b的轴正交方向截面成为扇形状。各个第2爪状磁极122b的圆周方向的角度、即所述圆周方向端面122c、122d之间的角度被设定成比在圆周方向上相邻的第2爪状磁极122b彼此的缝隙的角度小。而且，以第2转子芯122的各个所述第2爪状磁极122b分别被配置在相应的各个第1爪状磁极121b之间、且在第1芯基座121a和第2芯基座122a的轴向之间配置(夹持)有励磁磁石123(参见图21)的方式将第2转子芯122组装到第1转子芯121上。此时，第1爪状磁极121b的一个圆周方向端面121c和第2爪状磁极122b的另一个圆周方向端面122d形成为沿着轴向平行，所以各个端面121c、122d之间的间隙形成为沿着轴向成大致直线状。另外，第1爪状磁极121b的另一个圆周方向端面121d和第2爪状磁极122b的一个圆周方向端面122c形成为沿着轴向平行，所以各个端面121d、122c之间的间隙形成为沿着轴向成大致直线状。
如图20所示，励磁磁石123的外径被设定成与第1及第2芯基座121a、122a的外径相同，使第1爪状磁极121b作为第1磁极(本实施方式中为N极)发挥作用，使第2爪状磁极122b作为第2磁极(本实施方式中为S极)发挥作用。因此，本实施方式的转子111是使用了励磁磁石123的所谓爪极型结构的转子。在转子111中，作为N极的第1爪状磁极121b和作为S极的第2爪状磁极122b在圆周方向上交替配置，磁极数为10极(极对数为5个)。在此，由于极对数为3以上的奇数，所以以转子芯单位观看时，同极的爪状磁极彼此并没有处于在圆周方向上呈180°对置的位置上，所以是相对于磁力振动稳定的形状。
在各个第1爪状磁极121b的背面121e(径向内侧的面)和第2芯基座122a的外周面122f之间配置有第1背面辅助磁石124。第1背面辅助磁石124形成为轴正交方向截面呈扇形状，被磁化成，与第1爪状磁极121b的背面121e抵接的一侧成为与第1爪状磁极121b同极的N极，与第2芯基座122a的外周面122f抵接的一侧为与该第2芯基座122a同极的S极。
另外，与第1爪状磁极121b同样地，在各个第2爪状磁极122b的背面122e上配置有第2背面辅助磁石125。作为所述第1背面辅助磁石124及第2背面辅助磁石125，能够使用例如铁氧体磁石。第2背面辅助磁石125形成为其轴正交方向截面呈扇形状，被磁化成，与背面122e抵接的一侧为S极，与第1芯基座121a的外周面121f抵接的一侧成N极。
第1背面辅助磁石124和第2背面辅助磁石125的轴向长度被设定成，第1及2背面辅助磁石124、125在转子111的配置励磁磁石123的轴向位置上沿轴向相互重叠，换言之从转子111的两面到达配置励磁磁石123的轴向位置。
如图20所示，在第1爪状磁极121b和第2爪状磁极122b的圆周方向之间配置有极间磁石126、127。详细地说，第1极间磁石126被嵌合固定在由第1爪状磁极121b的一个圆周方向端面121c和所述第1背面辅助磁石124的圆周方向端面形成的平坦面和由第2爪状磁极122b的另一个圆周方向端面122d和所述第2背面辅助磁石125的圆周方向端面形成的平坦面之间。第1极间磁石126的径向内侧端面126a与第1及第2芯基座121a、122a的外周面121f、122f之间形成有作为径向长度L的空隙K。
如图19(a)及19(b)所示，在将定子106的内周面和转子111的外周面在径向上的空隙设为G的情况下，所述空隙K的径向长度L形成为0＜L/G≤4.5，且优选形成为1.5≤L/G。另外，更优选形成为1.5≤L/G≤3.5。
另外，第2极间磁石127的形状与第1极间磁石126形状，被嵌合固定在由第1爪状磁极121b的另一个圆周方向端面121f和第1背面辅助磁石124的圆周方向端面形成的平坦面与由第2爪状磁极122b的一个圆周方向端面122e和第2背面辅助磁石125的圆周方向端面形成的平坦面之间，在径向内侧端面127a与第1及第2芯基座121a、122a的外周面121f、122f之间形成有空隙K。第1及第2极间磁石126、127在圆周方向上被磁化成，分别与第1及第2爪状磁极121b、122b以同极性对置(第1爪状磁极121b侧为N极且第2爪状磁极122b侧为S极)。
如上所述构成的电动机101，当通过电路收纳箱105内的电源电路向分段导体(SC)绕组108供给3相驱动电流时，在定子106上产生用于使转子111旋转的磁场，转子111被旋转驱动。
接着，说明如上所述构成的电动机1的作用。
在本实施方式的电动机101的转子111上，在第1及第2极间磁石126、127的径向内侧的端面126a、127a和第1及第2芯基座121a、122a的外周面121f、122f之间形成有径向长度L的空隙K。因此，有效减少从极间磁石126、127向径向内侧的短路磁通，将极间磁石126、127的磁通有效地作为电动机输出。
另外，空隙K形成为，在将定子106的内周面和转子111的外周面在径向上的空隙设为G的情况下，空隙K的径向长度L为0＜L/G≤4.5，所述得到图22中的X范围的转矩，电动机输出有所提高。此外，将空隙K形成为1.5≤L/G≤3.5，从而得到比图22中的Y范围的更高转矩，提高电动机输出。
在此，例如，在空隙K的径向长度L短的情况下，极间磁石126、127的磁通不通过定子106及转子111之间，在内径侧短路，对相邻的背面辅助磁石124、125作用逆磁场。于是，例如，将空隙K设为1.5≤L/G，从而能够得到图23所示的Z范围的磁通密度，能够抑制因对背面辅助磁石124、125作用逆磁场而导致磁通密度下降。
接着，记载第6实施方式的特征性优点。
(19)极间磁石126、127以与第1及第2转子芯121、122在径向上具有空隙K的方式配置，所以能够减少极间磁石126、127向径向内侧的短路磁通，能够有效利用极间磁石126、127的磁通，能够提高电动机输出。
(20)将转子芯121、122与对置的定子106之间的空隙设为G时，空隙K的径向长度L为0＜L/G≤4.5，如图22所示，能够提高作为电动机的转矩(输出)。
(21)通过将空隙K的径向长度L设为1.5≤L/G，能够抑制因对背面辅助磁石作用逆磁场而导致磁通密度下降。
(22)通过将空隙K的长度L设为1.5≤L/G≤3.5，如图22所示，能够以高范围维持作为电动机的转矩(输出)。
另外，本发明的第6实施方式可以采用如下方式进行变更。
在上述实施方式中，虽没有特别提及，然而可以在所述空隙K中配置非磁性部件。即使这种构成，由于配置在空隙K中的部件为非磁体，所以能够减小极间磁石126、127向径向内侧的短路磁通，能够有效利用极间磁石126、127的磁通，提高电动机输出。
在上述实施方式中，作为励磁磁石，使用了1个环状的励磁磁石123，然而也可以采用将分割成多个的永久磁石在旋转轴112的周围配置于第1及第2芯基座121a、122a的轴向之间的构成。
在上述实施方式中，虽没有特别提及，但是，第1及第2转子芯121、122和电枢芯107也可以通过例如磁性金属板材的积层或磁性粉体的成形来构成。
在上述实施方式中，对于绕组在定子106的齿上的缠绕方法，虽没有特别提及，也可以使用集中缠绕或分布缠绕。
(第7实施方式)
下面依照图24～图28来说明本发明具体化的第7实施方式。
在第7实施方式中，如图24所示的电动机201的构成，除了转子211之外，与第6实施方式的电动机101相同，所以省略详细说明。
如图25～图27所示，转子211具备第1及第2转子芯221，222、励磁磁石223(参见图27)、作为辅助磁石以及背面磁石的第1及第2背面辅助磁石224、225、作为辅助磁石及极间磁石的第1及第2极间磁石226、227。励磁磁石223形成为例如环状。
在第1转子芯221的大致圆盘状的作为芯基座的第1芯基座221a的外周部上等间隔地形成有多个(本实施方式中为7个)作为爪状磁极的第1爪状磁极221b，第1爪状磁极221b向径向外侧突出并在轴向上延伸。第1爪状磁极221b的圆周方向端面221c、221d为在径向上延伸(从轴向观看时相对于径向不倾斜)的平坦面，第1爪状磁极221b的轴正交方向截面为扇形状。并且，各个第1爪状磁极221b的圆周方向的宽度(角度)、即所述圆周方向端面221c、221d的宽度(角度)被设定成比在圆周方向上相邻的第1爪状磁极221b彼此的缝隙的宽度(角度)小。
并且，第2转子芯222的形状与第1转子芯221相同，在大致圆盘状的作为芯基座的第2芯基座222a的外周部上等间隔地形成有多个(本实施方式中为7个)作为爪状磁极的第2爪状磁极222b，第2爪状磁极222b向径向外侧突出并在轴向上延伸。而且，第2爪状磁极222b的圆周方向端面222c、222d为在径向上延伸(从轴向观看时相对于径向不倾斜)的平坦面，第2爪状磁极222b的轴正交方向截面形为扇形状。并且，各个第2爪状磁极222b的圆周方向的宽度(角度)、即所述圆周方向端面222c、222d的宽度(角度)被设定成比在圆周方向上相邻的第2爪状磁极222b彼此的缝隙的宽度(角度)小。而且，第2转子芯222被组装到第1转子芯221上，使得各个第2爪状磁极222b分别被配置在相应的各个第1爪状磁极221b之间(即，与第1爪状磁极221b在圆周方向上交替)，并且，如图27所示，在对置的第1芯基座221a和第2芯基座222a的轴向之间配置(夹持)励磁磁石223。
励磁磁石223的外径被设定成与第1及第2芯基座221a、222a的外径相同，励磁磁石223在轴向上被磁化成，使第1爪状磁极221b作为第1磁极(本实施方式中为N极)发挥作用，使第2爪状磁极222b作为第2磁极(本实施方式中为S极)作为发挥作用。
并且，如图26、图27及图28(c)所示，在各个第1爪状磁极221b的背面(径向内侧的面)和第2芯基座222a的外周面之间配置有第1背面辅助磁石224。第1背面辅助磁石224的轴正交方向截面形成为扇形状，第1背面辅助磁石224在径向上被磁化成，与第1爪状磁极221b的背面抵接的一侧成为与第1爪状磁极221b同极的N极，与第2芯基座222a抵接的一侧成为与该第2芯基座222a同极的S极。
并且，如图25、图27及图28(a)所示，在各个第2爪状磁极222b的背面(径向内侧的面)和第1芯基座221a的外周面之间配置有第2背面辅助磁石225。第2背面辅助磁石225的轴正交方向截面形成为扇形状，第2背面辅助磁石225在径向上被磁化成，与第2爪状磁极222b的背面抵接的一侧成为与第2爪状磁极222b同极的S极，与第1芯基座221a抵接的一侧成为与该第1芯基座221a同极的N极。
而且，如图27所示，第1背面辅助磁石224和第2背面辅助磁石225被设定成，在配置励磁磁石223的轴向位置相互在轴向重叠，换言之，还被配置在配置励磁磁石223的轴向位置上。
也就是说，在图25所示的A1的范围中，构成如图28(a)所示磁通从第2背面辅助磁石225朝向箭头流过的转子结构。并且，在图25所示的A2的范围中，如图28(b)所示，通过第1及第2背面辅助磁石224、225构成为与通常的(在圆周方向上配置了磁极交替不同的永久磁石)转子相同的结构。并且，在图25所示的A3的范围中，构成为如图28(c)所示磁通从第1背面辅助磁石224朝向箭头流过的转子结构。
并且，在第1爪状磁极221b和第2爪状磁极222b的圆周方向之间配置有第1及第2极间磁石226、227。详细地说，本实施方式的第1极间磁石226被配置成，由第1爪状磁极221b的一个圆周方向端面221c和所述第1背面辅助磁石224的圆周方向端面形成的平坦面与由第2爪状磁极222b的另一个圆周方向端面222d和所述第2背面辅助磁石225的圆周方向端面形成的平坦面之间将缝隙全部填满。并且，本实施方式的第2极间磁石227被配置成，将由第1爪状磁极221b的另一个圆周方向端面221d和所述第1背面辅助磁石224的圆周方向端面形成的平坦面与由2爪状磁极222b的一个圆周方向端面222c和所述第2背面辅助磁石225的圆周方向端面形成的平坦面之间将缝隙全部填满。而且，第1及第2极间磁石226、227在圆周方向上被磁化成分别与第1及第2爪状磁极221b、222b成为相同的磁极(第1爪状磁极221b侧为N极，第2爪状磁极222b侧为S极)。
而且，所述辅助磁石(第1及第2背面辅助磁石224、225和第1及第2极间磁石226、227)的至少1个和所述励磁磁石223由不同特性的磁石构成。
详细地说，本实施方式的第1及第2极间磁石226、227由顽磁力及剩磁通密度(磁动势)比励磁磁石223大的磁石构成。具体地讲，励磁磁石223由铁氧体磁石构成。并且，第1及第2极间磁石226、227是稀土类磁石，更具体地说由钕磁石构成。
并且，本实施方式的第1及第2背面辅助磁石224、225由顽磁力及剩磁通密度与励磁磁石223相同的铁氧体磁石构成。
接着，说明如上所述构成的电动机201的作用。
在转子211中，通过设置辅助磁石(第1及第2背面辅助磁石224、225和第1及第2极间磁石226、227)，从而在各自的配置位置，漏磁通下降，进而能够将励磁磁石223的磁通有效利用于电动机201的输出。而且，辅助磁石的至少1个和配置在芯基座彼此的轴向之间的励磁磁石223由不同特性的磁石构成，所以例如能够实现高耐久性化、低成本化、高输出化。
接着，下面记载上述第7实施方式的特征性优点。
(23)设置在转子211外周侧且容易受到外部磁场影响的第1及第2极间磁石226、227采用顽磁力比励磁磁石223(铁氧体磁石)大的磁石(钕磁石)构成，所以能够抑制第1及第2极间磁石226、227在早期减磁，能够提高耐久性。并且，设置在转子211的内部且不易受到外部磁场影响(减磁的磁力难以到达)的励磁磁石223采用顽磁力比第1及第2极间磁石226、227(钕磁石)小的磁石(铁氧体磁石)构成，从而与励磁磁石223采用顽磁力与第1及第2极间磁石226、227相同的磁石构成的情况相比，价格便宜。由此，能够实现高耐久性化的同时，能够实现低成本化。
(24)基于自身磁力的磁路长度(与励磁磁石223等相比)短的第1及第2极间磁石226、227采用剩磁通密度比励磁磁石223(铁氧体磁石)大的磁石(钕磁石)构成，所以能够有效利用剩磁通密度大的磁石，进而能够高效地实现高输出化。即，基于自身磁力的磁路长度长的励磁磁石223采用剩磁通密度大的磁石构成时，磁阻及漏磁通增多，所以不能有效利用剩磁通密度大的磁石，进而不能有效地实现高输出化，然而本发明与此相反地能够有效地利用剩磁通密度大的磁石，能够有效地实现高输出化。
(25)第1及第2背面辅助磁石224、225采用顽磁力比第1及第2极间磁石226、227(钕磁石)小的磁石(铁氧体磁石)构成，所以例如与第1及第2背面辅助磁石224、225采用顽磁力与第1及第2极间磁石226、227相同的磁石(钕磁石)构成的情况相比，能够降低价格。
上述第7实施方式可以采用如下方式进行变更。
在上述实施方式中，励磁磁石223和第1及第2背面辅助磁石224、225采用相同特性的磁石、即铁氧体磁石构成，第1及第2极间磁石226、227采用钕磁石构成，然而也可以变更构成它们的磁石(种类、特性)。
例如，上述实施方式的第1及第2极间磁石226、227也可以采用钕磁石以外的稀土类磁石(例如钐钴类磁石等)构成。采用这种方式也能够得到与上述实施方式的优点相同的优点。
并且，例如，上述实施方式的第1及第2极间磁石226、227也可以采用SmFeN磁石构成。采用这种方式，也能够得到与上述实施方式的优点相同的优点。并且，与第1及第2极间磁石226、227采用钕磁石构成的情况相比，价格便宜。
而且，例如，上述实施方式的第1及第2极间磁石226、227也可以采用片状磁石构成。另外，片状磁石是片状的所谓橡胶磁石或磁石片，通过重叠来增加厚度，可以配置在第1爪状磁极221b和第2爪状磁极222b之间，尤其在具体化为小型电动机201的情况下等，也可以在第1爪状磁极221b和第2爪状磁极222b之间配置1张片状磁石。这样的话，例如与制造烧结成立方体状的专用的极间磁石(第1及第2极间磁石226、227)的情况相比，容易制造，能够实现低成本化。
并且，例如，上述实施方式的第1及第2背面辅助磁石224、225也可以采用剩磁通密度比励磁磁石223大的磁石构成。具体地讲，第1及第2背面辅助磁石224、225也可以采用例如剩磁通密度比励磁磁石223大(等级高)的铁氧体磁石构成，也可以采用稀土类磁石(钕磁石、钐钴类磁石、SmFeN磁石等)构成。这样的话，例如与第1及第2背面辅助磁石224、225采用剩磁通密度与励磁磁石223相同的磁石构成的情况(上述实施方式)相比，能够实现高输出。
并且，例如，上述各个实施方式的第1及第2背面辅助磁石224、225也可以采用特性与第1及第2极间磁石226、227(钕磁石、钐钴系磁石、SmFeN磁石等)相同的磁石构成。
并且，例如，第1及第2极间磁石226、227和励磁磁石223也可以采用特性相同的磁石构成，并且也可以只有第1及第2背面辅助磁石224、225采用不同特性的磁石构成。
并且，例如，上述各个实施方式的励磁磁石223也可以采用铁氧体磁石以外的磁石构成。例如，可以采用顽磁力、剩磁通密度比第1及第2极间磁石226、227(钕磁石)小(等级低)的钕磁石构成。
并且，不限于上述各个实施方式(上述实施方式及其他例)的组合，可以根据目的(例如、所希望的成本和输出的平衡)，将构成励磁磁石223、第1及第2背面辅助磁石224、225、第1及第2极间磁石226、227中的至少1个的磁石变更为不同特性的磁石来实施。
在上述实施方式中采用了作为辅助磁石具备背面磁石(第1及第2背面辅助磁石224、225)和极间磁石(第1及第2极间磁石226、227)的转子211，但不限于此，也可以变更为只具备背面磁石和极间磁石中的任意一方的转子。当然，在这种情况下，辅助磁石(背面磁石或极间磁石)和励磁磁石223由不同特性的磁石构成。
(第8实施方式)
下面依照图29～图32来说明将本发明具体化的第8实施方式。
在第8实施方式中，图29所示的电动机的301的构成，除了转子311之外，与第6实施方式的电动机101相同，所以省略详细说明。
如图30及图31所示，转子311具备第1及第2转子芯321，322、作为励磁磁石的励磁磁石323(参见图31)、第1及第2背面辅助磁石324、325、以及第1及第2极间磁石326、327。励磁磁石323形成为例如环状。另外，图30及图31中用实线表示的箭头表示各磁石323、324、325、326、327的磁化方向(从S极朝向N极)。
如图30(a)所示，在第1转子芯321的大致圆盘状的第1芯基座321a的外周部上以等间隔形成有多个(本实施方式中为5个)第1爪状磁极321b。第1爪状磁极321b具有相对于第1芯基座321a向径向外侧突出的突出部321c和从突出部321c向轴向延伸形成的爪部321d。第1爪状磁极321b的圆周方向端面321e、321f形成为在径向上延伸(从轴向观看时相对于径向不倾斜)的平坦面，突出部321c的轴正交方向截面呈扇形状。在突出部321c的径向外侧的端部部分上沿着轴向形成有爪部321d，爪部321d的圆周方向的宽度为恒定。各个第1爪状磁极321b的圆周方向的角度、即、所述圆周方向端面321e、321f之间的角度被设定成比在圆周方向上相邻的第1爪状磁极321b彼此的缝隙的角度小。
如图30(b)所示，第2转子芯322的形状与第1转子芯321相同，在大致圆盘状的第2芯基座322a的外周部上等间隔地形成有多个第2爪状磁极322b的突出部322c。突出部322c的轴正交方向截面形成为扇形状，在径向外侧的端部部分上沿着轴向形成有爪部322d。而且，以各个第2爪状磁极322b的爪部322d分别被配置在相应的各个第1爪状磁极321b的爪部321d之间，在第1芯基座321a和第2芯基座322a的轴向之间配置(夹持)励磁磁石323(参见图31)的方式，将第2转子芯322相对于第1转子芯321进行组装。
如图31所示，励磁磁石323的外径被设定成与第1及第2芯基座321a、322a的外径相同，励磁磁石323在轴向上被磁化成，使第1爪状磁极321b作为第1磁极(本实施方式中为N极)发挥作用，使第2爪状磁极322b作为第2磁极(本实施方式中为S极)发挥作用。因此，本实施方式的转子311是使用了励磁磁石323的所谓爪极型结构的转子。作为励磁磁石323，能够使用例如钕磁石。
在各个第1爪状磁极321b的背面321g(径向内侧的面)和第2芯基座322a的外周面322h之间配置有第1背面辅助磁石324。第1背面辅助磁石324的轴正交方向截面形成为扇形状，第1背面辅助磁石324被磁化成，与第1爪状磁极321b的背面321g抵接的一侧成为与第1爪状磁极321b同极的N极，与第2芯基座322a的外周面322h抵接的一侧成为与该第2芯基座322a同极的S极。第1背面辅助磁石324的轴向侧相对于自身的磁化方向的径向所成的角度θ1被设定成整体均为45°。也就是说，构成为在第1爪状磁极321b内流过的磁通的一部分可以在第1背面辅助磁石324内倾斜地偏置。另外，从轴向看到的第1背面辅助磁石324的磁化方向沿着径向。
另外，与第1爪状磁极321b相同地，在各个第2爪状磁极322b的背面322g配置有第2背面辅助磁石325。作为所述第1背面辅助磁石324及第2背面辅助磁石325，能够使用例如铁氧体磁石。第2背面辅助磁石325的轴正交方向截面形成为扇形状，第2背面辅助磁石325被磁化成，与背面322g抵接的一侧成为S极，与第1芯基座321a的外周面321h抵接的一侧成为N极。第2背面辅助磁石325的磁化方向的轴向侧相对于径向所成的角度θ2被设定为整体均为45°。也就是说，与上述相同地构成为在第2爪状磁极322b内流过的磁通的一部分可以在第2背面辅助磁石325内倾斜地偏置。而且，与上述相同地，从轴向看到的第2背面辅助磁石325的磁化方向沿着径向延伸。
第1背面辅助磁石324和第2背面辅助磁石325的轴向的长度被设定成，第1背面辅助磁石324和第2背面辅助磁石325在转子311的配置励磁磁石323的轴向位置相互在轴向重叠，换言之，从转子311的两面到达励磁磁石323所配置的轴向位置为止。在这种结构的转子311中，在轴向上，在包括第1芯基座321a的部分上，配置了第2背面辅助磁石325的第2爪状磁极322b和第1爪状磁极321b(突出部321c)在圆周方向上交替配置。另外，在轴向上包括励磁磁石323的部分中，通过第1及第2背面辅助磁石324、325形成为与通常的(在圆周方向上交替配置了不同磁极的永久磁石)转子相同的结构。另外，在轴向上包括第2芯基座322a的部分中，配置有第1背面辅助磁石324的第1爪状磁极321b和第2爪状磁极322b(突出部322c)在圆周方向上交替配置。
如图30(a)及30(b)所示，在第1爪状磁极321b和第2爪状磁极322b的圆周方向之间配置有第1及第2极间磁石326、327。详细地说，第1极间磁石326被嵌合固定在由第1爪状磁极321b的一个圆周方向端面321e和所述第1背面辅助磁石324的圆周方向端面形成的平坦面与由第2爪状磁极322b的另一个圆周方向端面322f和所述第2背面辅助磁石325的圆周方向端面形成的平坦面之间。在第1极间磁石326的径向内侧端面326a与第1及第2芯基座321a、322a的外周面321h、322h之间形成有空隙K。
另外，第2极间磁石327的形状与第1极间磁石326相同，被嵌入固定在由第1爪状磁极321b的另一个圆周方向端面321f和第1背面辅助磁石324的圆周方向端面形成的平坦面与由第2爪状磁极322b的一个圆周方向端面322e和第2背面辅助磁石325的圆周方向端面形成的平坦面之间，在径向内侧端面327a和第1及第2芯基座321a、322a的外周面321h、322h之间形成有空隙K。第1及第2极间磁石326、327在圆周方向上被磁化成，分别与第1及第2爪状磁极321b、322b以同极性对置(第1爪状磁极321b侧为N极，第2爪状磁极322b侧为S极)。
在如上所述构成的电动机301中，当经由电路收纳箱305内的电源电路向分段导体(SC)绕组308供给驱动电流时，在定子306上产生用于使转子311旋转的磁场，转子311被旋转驱动。
接着，使用图31及图32，说明本实施方式和比较例中的转子311的磁通的产生方式(作用)。另外，在图31及图32中的转子311、331上记载的以点线表示的箭头表示磁通的流向。
图32表示将第1及第2背面辅助磁石324、325的磁化方向设为径向的比较例的转子331。在转子331的构成中，在作为N极的第1爪状磁极321b侧，在励磁磁石323的N极侧产生的励磁磁通G1a的一部分从第1芯基座321a通过径向外侧的突出部321c朝向爪部321d产生(避开第1背面辅助磁石324地发生)，与第1背面辅助磁石324的磁通G2a一起从爪部321d(第1爪状磁极321b)的外周面321i朝向相对置的定子306(参见图29)产生。相对于这种产生状态的励磁磁通G1a，突出部321c的截面积比第1芯基座321a窄，此外，从突出部321c在轴向上延伸形成的爪部321d的截面积比突出部321c更窄(参见图30(a))。因此，因这种第1爪状磁极321b的形状(截面积)等，导致在突出部321c和/或爪部321d的一部分上，励磁磁通G1a的磁通密度变高，局部性地出现磁饱和(饱和区域H1)。另外，在作为S极的第2爪状磁极322b侧中，从第2爪状磁极322b的外周面322i向第2转子芯322内流过的磁通的一部分成为在励磁磁石323的S极侧产生的励磁磁通G1b和在第2背面辅助磁石325的S极侧产生的磁通G2b。与N极侧相同，在这种S极侧，也会在第2爪状磁极322b的突出部322c和/或爪部322d上产生磁饱和(饱和区域H2)。
这种磁饱和会使对电动机301的输出做出贡献的励磁磁通G1a、G1b的磁通量降低，所以会导致电动机301的输出下降。另外，励磁磁通G1a、G1b在爪部321d、322d的基端部分上集中，在爪状磁极321b、322b的外周面321i、322i上的磁通密度产生不均衡，这也会导致电动机301的输出下降。
相对于此，在图31所示的本实施方式的转子311中，使第1背面辅助磁石324的磁化方向相对于径向倾斜角度θ1(45°)，能够在第1爪状磁极321b(突出部321c)内流过的励磁磁通G1a的一部分够在第1背面辅助磁石324内倾斜地偏置。
也就是说，被迫在突出部321c内流过的励磁磁通G1a的一部分通过第1背面辅助磁石324朝向爪部321d的顶端部在轴向扩散而流过。因此，能够抑制上述的磁饱和的产生，增加有效地磁通，并且能够将外周面321i处的磁通密度平均化。另外，在S极侧，也与N极侧同样地，励磁磁通G1b的一部分通过第2背面辅助磁石325向第2爪状磁极322b的突出部322c偏置，能够抑制磁饱和的产生，能够增加有效的磁通，并且能够将外周面322i处的磁通密度平均化。像这样，在本实施方式的电动机301中实现高输出化。
接着，记载第8实施方式的特征性优点。
(26)在转子311的轴向截面上，在第1及第2爪状磁极321b、322b的背面321g、322g上配置的第1及第2背面辅助磁石324、325的磁化方向相对于径向倾斜角度θ1、θ2，在各个爪状磁极321b、322b(突出部321c、322c)内流过的磁通(励磁磁通G1a、G1b)的一部分能够在第1及第2背面辅助磁石324、325内倾斜地偏置。由此，被迫在各个爪状磁极321b、322b内流过的励磁磁通G1a、G1b的一部分在背面辅助磁石324、325内流过，励磁磁通G1a、G1b的流向在轴向上扩散，能够抑制因爪状磁极321b、322b的形状等而导致发生局部性磁饱和，并且在爪状磁极321b、322b的外周面321i、322i宽广地产生励磁磁通G1a、G1b。其结果，对电动机301的输出有利的磁通增加，能够实现电动机301的高输出化。
(27)在第1爪状磁极321b和第2爪状磁极322b的圆周方向之间配置有第1及第2极间磁石326、327，第1及第2极间磁石326、327被磁化成与第1及第2爪状磁极321b、322b成同极性对置。由此，能够降低第1爪状磁极321b和第2爪状磁极322b之间的漏磁通，有助于电动机301的更进一步的高输出化。
(28)第1及第2背面辅助磁石324、325构成为其磁化方向整体同样地倾斜。由此，能够容易地对背面辅助磁石324、325进行着磁。
(29)第1及第2背面辅助磁石324、325构成为从轴向观看时其磁化方向沿着径向。由此，能够抑制磁通密度在圆周方向上的偏置，能够确实地抑制磁饱和的产生。
另外，本发明的第8实施方式可以采用如下方式进行变更。
在上述实施方式中，将第1及第2背面辅助磁石324、325的磁化方向与径向所成的角度θ1、θ2设定为45°，但不限于此。例如，也可以在0°＜θ1＜90°的范围内适当地变更角度θ1。
在上述实施方式中，第1及第2背面辅助磁石324、325被设定成磁化方向的整体相对于径向同样地倾斜了角度θ1、θ2，但不限于此。例如，可以构成为，不使磁化方向整体倾斜，而使各个第1及第2背面辅助磁石324、325的一部分、例如爪状磁极321b、322b的突出部321c、322c侧的磁化方向倾斜，将其他部分沿着径向磁化。另外，例如，也可以构成为，不使磁化方向同样地倾斜，而是越朝向爪状磁极321b、322b的突出部321c、322c，磁化方向的倾斜程度越大等方式，使磁化方向在轴向位置依次变更。
在上述实施方式中，将角度θ1和角度θ2设成了同一角度，然而也可以将爪状磁极321b、322b的每个预定组或各个磁极分别设定为不同的角度。
在上述实施方式中，也可以变更为将第1及第2极间磁石326、327省略的构成。
在上述实施方式中，虽没有特别提及，然而转子311及定子306也可以通过例如磁性金属板材的积层、磁性粉体的成形来构成。
(第9实施方式)
下面，依照图33～图38来说明本发明的第9实施方式。
如图33所示，无刷电动机401的电动机壳体402具有形成为有底筒状的外壳403和将该外壳403的前侧的开口部封闭的前盖404。在外壳403的内周面固定有定子405。定子405的定子芯406通过将多个由钢板构成的定子芯片(省略图示)积层而形成。
如图33所示，在定子405的内侧配设有转子408，该转子408被贯插固装在旋转轴410上。在本实施方式中，旋转轴410是非磁体的金属轴，被设置在外壳403的底部及前盖404上的轴承411、412可旋转地支承。被固装在旋转轴410上的转子408是换向极型结构的转子。
如图34所示，转子408由沿轴向排列的、第1构成部414、第2构成部415、设置在第1构成部414和第2构成部415之间的励磁磁石416(参见图35及图37)、设置在励磁磁石416内侧的第1辅助磁石417(参见图35及图37)、以及设置在励磁磁石416外侧的第2辅助磁石418构成。励磁磁石416形成为例如环状。
如图35所示，第1构成部414具有通过层积多个由钢板构成的转子芯片420(在图33、34、36中省略图示)而形成的第1转子芯421，第1构成部414被固装在旋转轴410上。第1转子芯421形成为圆柱状，在圆周方向上以等角度间隔凹设有多个扇状的凹部422(在图34、35中为7个)。而且，通过形成扇状的凹部422，从而在凹部422和凹部422之间形成多个(7个)第1突极423。
在形成于第1转子芯421上的各个凹部422上嵌合固装有扇形状的第1永久磁石424(第1磁石)。在本实施方式中，各个第1永久磁石424由铁氧体磁石构成，磁极被配置成在径向上外侧为S极(第1磁极)且内侧为N极(第2磁极)。因此，形成在各个第1永久磁石424之间的第1突极423的磁极作为N极(第2磁极)发挥作用。其结果，如图34、图36所示，在第1构成部414的圆周方向上交替配置有N极和S极。
如图35所示，第2构成部415具有通过层积多个由钢板构成的转子芯片430(在图33、34、36中省略图示)而形成的第2转子芯431，第2构成部415被固装在旋转轴410上。第2转子芯431形成为圆柱状，在圆周方向上等间隔地设置有多个(在图34、35中为7个)扇状的凹部432。而且，通过形成扇状的凹部432，从而在凹部432和凹部432之间形成多个(7个)第2突极433。
在形成于第2转子芯431上的各个凹部432上嵌合固装有扇形状的第2永久磁石434(第2磁石)。在本实施方式中，各个第2永久磁石434由铁氧体磁石形成，磁极被配置成在径向上外侧为N极(第2磁极)且内侧为S极(第1磁极)。因此，形成在各个第2永久磁石434之间的第2突极433的磁极作为S极(第1磁极)发挥作用。其结果，如图34、图36所示，在第2构成部415的圆周方向上交替配置有N极和S极。
在此，第1构成部414和第2构成部415以旋转轴410为旋转中心的圆周方向的相对位置被相对配置成第1构成部414的磁极和第2构成部415的磁极在轴向上一致。即，第1构成部414的第1永久磁石424和第2构成部415的第2突极433在轴向上一致，第1构成部414的第1突极423和第2构成部415的第2永久磁石434在轴向上一致。
如图35及图37所示，在第1构成部414(第1转子芯421)和第2构成部415(第2转子芯431)之间夹持有励磁磁石416。励磁磁石416的轴向的两侧面416a、416b以环状与第1及第2转子芯421、431的对置面421a、431a的中央部抵接。励磁磁石416的外周面416c形成为圆弧状，与第1及第2转子芯421、431的凹部422、432的底面422a、432a一致且成为同一曲面。
也就是说，在第1转子421和第2转子431之间，励磁磁石416被靠近配置成比配置在第1转子芯421上的第1永久磁石424及配置在第2转子芯431上的第2永久磁石434靠内侧，励磁磁石416的轴向的两侧面416a、416b与第1及第2磁石424、434的内侧面424a、434a正交。
励磁磁石416在轴向上被磁化成，第1构成部414(第1转子芯421)侧成为N极、第2构成部415(第2转子芯431)侧成为S极。另外，在本实施方式中，励磁磁石416由稀土类磁石构成，与由所述铁氧体磁石构成的第1及第2永久磁石424、434相比，增大了剩磁通密度大并减小了顽磁力。
如图35及图37所示，在励磁磁石416的内侧设置有圆筒形状的第1辅助磁石417。第1辅助磁石417的外周面417a与励磁磁石416的内周面416d抵接，并且内周面417b被固装在旋转轴410上。第1辅助磁石417的轴向长度比励磁磁石416长，第1辅助磁石417被嵌合固装于形成在第1及第2转子芯421、431的对置面421a、431a的轴芯侧的环状槽425、435中。第1辅助磁石417在轴向上被磁化成，第1构成部414(第1转子芯421)侧成为N极，第2构成部415(第2转子芯431)侧成为S极。另外，在本实施方式中，第1辅助磁石417由铁氧体磁石构成，与由所述稀土类磁石构成的励磁磁石416相比，减少了剩磁通密度。
由此，如图38所示，在励磁磁石416的内径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900291
在第1辅助磁石417作用下减少，有效利用励磁磁石416的磁通，从而能够提高输出。
而且，将内径侧的第1辅助磁石417的轴向长度设为比励磁磁石416长，将第1辅助磁石417配置到进入第1及第2转子421、431内，从而能够进一步减少内径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900292
能够使励磁磁石416的磁通有效地作用于输出。
在励磁磁石416的外侧设置有环状的第2辅助磁石418，第2辅助磁石418的轴向长度形成为与励磁磁石416的轴向长度相同。第2辅助磁石418形成为其外周面418a与第1构成部414及第2构成部415的外周面齐平，并且内周面418b与励磁磁石416的外周面416c抵接固装。第2辅助磁石418的径向长度与在第1及第2转子421、431的凹部422、432中嵌合的第1及第2永久磁石424、434的径向长度相同。
第2辅助磁石418在轴向上被磁化成，第1构成部414(第1转子芯421)侧成为N极、第2构成部415(第2转子芯431)侧成为S极。另外，在本实施方式中，第2辅助磁石418由铁氧体磁石构成，与所述稀土类磁石构成的励磁磁石416相比，降低了剩磁通密度。
由此，如图38所示，励磁磁石416的外径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900301
在第2辅助磁石418作用下减少，有效利用励磁磁石416的磁通，从而能够提高输出。
接着，下面记载如上所述构成的第9实施方式的优点。
(30)根据上述实施方式，设置了第1转子芯421，在第1转子芯421上，以S极朝向定子405侧的方式配置了多个第1永久磁石424，并且在各个第1永久磁石424之间形成了通过第1永久磁石424而作为N极发挥作用的第1突极423。另外，设置了第2转子芯431，在第2转子芯431上，与第1转子芯421的同极的第1突极423在轴向并排地以N极朝向定子405侧的方式配置了多个第2永久磁石434，并且在各个第2永久磁石434之间形成了通过第2永久磁石424而作为S极发挥作用的第2突极433。
此外，在第1转子芯421和第2转子芯431之间，将励磁磁石416靠近配置成比配置在第1转子芯421上的第1永久磁石424及配置在第2转子芯431上的第2永久磁石434靠内侧且励磁磁石416的轴向的两侧面与第1及第2磁石的内侧面正交。而且，励磁磁石416在轴向上被磁化成，与第1永久磁石424的N磁极和第2永久磁石434的S磁极成为同极。
因此，励磁磁石416的内径侧及外径侧上的短路磁通
Figure BPA00001657476900302
减少，能够增大各个第1及第2突极的磁动势。其结果，能够有效利用励磁磁石416的磁通，提供高输出且转矩脉动小的电动机。
而且，在第1转子芯421和第2转子芯431之间只配置了励磁磁石416，所以构成用于小型且高输出的电动机的转子。
(31)根据上述实施方式，在励磁磁石416的内侧设置了第1辅助磁石417，第1辅助磁石417被磁化成第1转子芯421侧为N极且第2转子芯431侧为S极。因此，经由励磁磁石416的内径侧的第1转子芯421、旋转轴410、第2转子芯431的短路磁通
Figure BPA00001657476900303
因该第1辅助磁石417而减少，能够进一步增大各第1及第2突极的磁动势。其结果，能够更加有效利用励磁磁石416的磁通，能够提供高输出且转矩脉动小的电动机。
另外，将第1辅助磁石417的轴向长度设定为比励磁磁石416长，将第1辅助磁石417配置成进入到第1及第2转子芯421、431内。因此，能够进一步减少内径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900304
进一步有效利用励磁磁石416的磁通，能够提供高输出且转矩脉动小的电动机。
此外，旋转轴410由非磁体的金属轴形成，所以能够进一步减少内径侧的短路磁通
Figure BPA00001657476900305
(32)根据上述实施方式，在励磁磁石416的外侧设置了第2辅助磁石418，第2辅助磁石418被磁化成第1转子芯421侧为N极且第2转子芯431侧为S极。因此，经由励磁磁石416的外径侧的第1转子芯421、第1永久磁石424(空间或第2永久磁石)、第2转子芯431的短路磁通
Figure BPA00001657476900311
(不产生转矩的轴向短路磁通)因该第2辅助磁石418而减少，能够进一步增大各个第1及第2突极的磁动势。其结果，能够进一步有效利用励磁磁石416的磁通，能够提供高输出且转矩脉动小的电动机。
(33)根据上述实施方式，转子408(第1及第2转子芯421、431)以14磁极构成。即，将转子芯408的极数对设为奇数个。
因此，励磁磁石416的磁通流向与相邻的第1永久磁石424成180度面对的第1突极423，能够进一步减少漏磁通。
(34)根据上述实施方式，第1及第2永久磁石424、434由铁氧体磁石构成，与励磁磁石416相比，使用了剩磁通密度低的稀土类磁石。即，励磁磁石416与第1及第2永久磁石424、434相比，增高了剩磁通密度。
因此，通过剩磁通密度高的第1及第2永久磁石424、434，能够增大作为N极及S极发挥作用的各第1及第2突极的磁动势。其结果，能够更加有效励磁磁石416的磁通，能够提供高输出且转矩脉动小的电动机。
(35)根据上述实施方式，励磁磁石416与第1及第2永久磁石424、434相比，减小了顽磁力。
也就是说，第1及第2永久磁石424、434要求高顽磁力，以便不使定子405的磁通减少。励磁磁石416从定子405相隔一定距离，被收纳在第1及第2转子芯421、431内部，所以不会受到定子405的磁通影响。
因此，励磁磁石416与第1及第2永久磁石424、434相比，能够减小顽磁力，能够采用便宜的磁石实施。
(36)根据上述实施方式，第1及第2辅助磁石417、418由铁氧体磁石构成，与稀土类磁石构成的励磁磁石416相比，使用了剩磁通密度低的材质的磁石。
也就是说，若第1及第2辅助磁石417、418的剩磁通密度比励磁磁石416高，则会导致再次在第1及第2辅助磁石417、418的内周侧产生漏磁通的逆效果。因此，第1及第2辅助磁石417、418采用便宜的剩磁通密度低的材质的磁石，从而能够有效地抑制漏磁通。
(第10实施方式)
接着，依照图39～图41来说明本发明的第10实施方式。
本实施方式与第9实施方式中示出的转子408的构成不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的转子部分，除此之外，对与第9实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图39、40所示，在第1构成部414的、第1转子芯421的各个第1突极423的顶端对置面421a侧上分别朝向第2转子芯431侧突出形成有第1凸部426。从轴向观看时，各个第1凸部426突出形成为在径向上与设置在第2转子芯431上的相对置的第2永久磁石434的外侧一半重叠。
另外，各个第1凸部426为前端渐细形状，如图39所示，在圆周方向上，从两端部朝向中央侧呈斜状突出形成。因此，各个第1凸部426形成为梯形的峰形形状，作为其上边的面426a分别与设置在第2转子芯431上的相对置的同极的第2永久磁石434抵接，并且相对于与该同极的第2永久磁石434相邻的第2转子芯431的异极的第2突极433分开。
另一方面，在第2构成部415的、第2转子芯431的各个第2突极433的顶端对置面431a侧形成有分别朝向第1转子芯421侧突出形成有第2凸部436。从轴向观看时，各个第2凸部436突出形成为从轴向观看时在径向上与设置在第1转子芯421上的相对置的第1永久磁石424的外侧一半重叠。
另外，各个第2凸部436形成为前端渐细形状，如图39所示，在圆周方向上，从两端部朝向中央侧斜状地突出形成。因此，各个第2凸部436为梯形的峰形形状，作为其上边的面436a分别与设置在第1转子芯421上的相对置的同极的第1永久磁石424抵接，并且相对于与该同极的第1永久磁石424相邻的第1转子芯421的异极的第1突极423分开。
如图41所示，在励磁磁石416和交替地设置成环状的第1及第2凸部426、436之间设置有第2辅助磁石418。本实施方式的第2辅助磁石418的外径比上述第9实施方式的第2辅助磁石418短与设置第1及第2凸部426、436相对应的量。因此，第2辅助磁石418的外周面418a与第1及第2凸部426、436的内侧且第1及第2凸部426、436的内周面抵接。
接着，下面记载如上所述构成的第10实施方式的优点。
(37)根据上述实施方式，在第1转子芯421的各个第1突极423的顶端上突出形成了与相对置的同极的第2转子芯431的第2永久磁石434抵接的第1凸部426。
因此，第1转子芯421的各个第1突极423的顶端与设置在第2转子芯431上的相对置的同极的第2永久磁石434之间无死区，能够将各个第1凸部426的外周面作为转子的转矩生成面有效利用。另外，通过使第1凸部426与同极的第2永久磁石434抵接，从而能够容易地进行第2永久磁石434在轴向上的定位。
而且，将各个第1凸部426形成为前端渐细形状，分别相对于与所抵接的同极的第2永久磁石434相邻的第2转子芯431的异极的第2突极433分开。因此，在第1凸部426和异极的第2突极433之间不会出现磁通短路。
(38)根据上述实施方式，在第2转子芯431的各个第2突极433的顶端突出形成了与相对置的同极的第1转子芯421的第1永久磁石424抵接的第2凸部436。
因此，在第2转子芯431的各个第2突极433的顶端和设置在第1转子芯421上的相对置的同极的第1永久磁石424之间无死区，各个第2凸部436的外周面能够作为转子的转矩生成面有效利用。另外，通过使第2凸部436与同极的第1永久磁石424抵接，从而能够容易地进行第1永久磁石424在轴向上的定位。
而且，将各个第2凸部436形成为前端渐细形状，分别相对于与所抵接的同极的第1永久磁石424相邻的第1转子芯421的异极的第1突极423分开。因此，在第2凸部436和异极的第1突极423之间不会出现磁通短路。
(39)另外，根据上述第10实施方式，能够得到与在第9实施方式的优点中说明的(30)～(36)相同的优点。
(第11实施方式)
接着，依照图42～图44来说明本发明的第11实施方式。
本实施方式与第9实施方式中示出的转子408的构成不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的转子部分，除此之外，对与第9实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图42、图43所示，在第1构成部414的、第1转子芯421的各个第1永久磁石424的顶端第2转子芯431侧，分别朝向第2转子芯431侧突出形成有第1磁石凸部427。如图44所示，各个第1磁石凸部427突出形成为与形成在第2转子芯431上的相对置的同极的第2突极433抵接。
另外，各个第1磁石凸部427形成为前端渐细形状，如图42所示，在圆周方向上从两端部朝向中央侧呈斜状地突出形成。因此，各个第1磁石凸部427形成为梯形的峰形形状，作为其上边的面427a分别与设置在第2转子芯431上的相对置的同极的第2突极433抵接，并且分别相对于与该同极的第2突极433相邻的第2转子芯431的异极的第2永久磁石434分开。
另一方面，在第2构成部415的、第2转子芯431的各个第2永久磁石434的顶端第1转子芯421侧，分别朝向第1转子芯421侧突出形成有第2磁石凸部437。而且，如图44所示，各个第2磁石凸部437突出形成为与形成在第1转子421上的相对置的同极的第1突极423抵接。
另外，各个第2磁石凸部437形成为前端渐细形状，如图42所示，在圆周方向上从两端部朝向中央侧呈斜状突出形成。因此，各个第2磁石凸部437形成为梯形的峰形形状，作为其上边的面437a分别与设置在第1转子芯421上的相对置的同极的第1突极423抵接，并且相对于与该同极的第1突极423相邻的第1转子芯421的异极的第1永久磁石424分开。
接着，下面记载如上所述构成的第11实施方式的优点。
(40)根据上述实施方式，在第1转子421的各个第1永久磁石424的顶端突出形成了与相对置的同极的第2转子芯431的第2突极433抵接的第1磁石凸部427。
因此，第1转子芯421的各个第1永久磁石424的顶端和设置在第2转子芯431上的相对置的同极的第2突极433之间无死区，各个第1磁石凸部427的外周面能够作为转子的转矩生成面有效利用。另外，通过使第1磁石凸部427与同极的第2突极433抵接，从而能够容易地进行第1永久磁石424在轴向上的定位。
而且，将各个第1磁石凸部427形成为前端渐细形状，相对于与所抵接的同极的第2突极433相邻的第2转子431的异极的第2永久磁石434分开。因此，在第1磁石凸部427和异极的第2永久磁石434之间不会出现磁通短路。
(41)根据上述实施方式，在第2转子431的各个第2永久磁石434的顶端上突出形成了与相对置的同极的第1转子芯421的第1突极423抵接的第2磁石凸部437。
因此，在第2转子431的各个第2永久磁石434的顶端和设置在第1转子芯421上的相对置的同极的第1突极423之间无死区，各个第2磁石凸部437的外周面能够作为转子的转矩生成面有效利用。另外，通过使第2磁石凸部437与同极的第1突极423抵接，从而能够容易地进行第2永久磁石434在轴向上的定位。
而且，将各个第2磁石凸部437形成为前端渐细形状，相对于与所抵接的同极的第1突极423相邻的第1转子芯421的异极的第1永久磁石424分开。因此，在第2磁石凸部437和异极的第1永久磁石424之间不会出现磁通短路。
(42)另外，根据上述第11实施方式，能够得到与在第9实施方式的优点中说明的(30)～(36)相同的优点。
(第12实施方式)
接着，依照图45来说明本发明的第12实施方式。
本实施方式与第9实施方式中示出的转子408的构成不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的转子部分，除此之外，对与第9实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图45(a)所示，在形成于第1构成部414的第1转子芯421上的各个凹部422中分别固装有同一形状的2个第1永久磁石(第1磁石)428a、428b。这2个第1永久磁石428a、428b被着磁成具有这些第1永久磁石428a、428b的彼此的抵接面428以磁石极中心轴呈对称的磁化配向。
另一方面，如图45(b)所示，在形成于第2构成部415的第2转子芯431上的各个凹部432中分别固装有同一形状的2个第2永久磁石(第2磁石)438a、438b。这2个第2永久磁石438a、438b被着磁成具有使这些第2永久磁石438a、438b的彼此的抵接面438以磁石极中心轴呈对称的磁化配向。
接着，下面记载如上所述构成的第12实施方式的优点。
(43)根据上述实施方式，在形成于第1转子芯421的各个凹部422上嵌合固装了同一形状的2个第1永久磁石428a、428b。而且，2个第1永久磁石428a、428b被磁化成两个第1永久磁石428a、428b的抵接面428以磁石极中心轴呈对称。
因此，如图45(a)所示，第1永久磁石428a、428b的磁通
Figure BPA00001657476900351
集中在极中央(抵接面428的位置)上，能够实现输出的提高。
(44)根据上述实施方式，在形成于第2转子芯431的各个凹部432中嵌合固装了同一形状的2个第2永久磁石438a、438b。而且，将2个第2永久磁石438a、438b磁化成两个第2永久磁石438a、438b的抵接面438以磁石极中心轴呈对称。
因此，如图45(b)所示，第2永久磁石438a、438b的磁通
Figure BPA00001657476900352
集中在极中央(抵接面438的位置)，能够实现输出的向上。
(45)另外，根据上述第12实施方式，能够得到与在第9实施方式的优点中说明的(30)～(36)相同的优点。
(第13实施方式)
接着，依照图46、图47来说明本发明的第13实施方式。
本实施方式与第9实施方式中示出的转子408的构成不同。因此，为了便于说明，详细说明不同的转子芯，除此之外，对与第9实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图46、图47所示，本实施方式的转子440准备2组第1实施方式的转子408，将2组转子308设置成层结构，以第一层的转子441和第二层的转子442相互重叠的方式固装到旋转轴410上。在本实施方式中，第一层的转子441的第2构成部415与第二层的转子442的第2构成部415抵接，并且以同极的第2永久磁石434重合的方式相对配置。
而且，在本实施方式中，将转子441侧的第2永久磁石434和转子442侧的第2永久磁石434一体化，由1个第2永久磁石434构成，将1个第2永久磁石434嵌合到在轴向上相连的转子441侧的凹部432和转子442侧的凹部432中。由此，在由转子441、442构成的转子440中，各个转子441、442的同极的第2永久磁石434构成为一体，从而能够减少部件数量，实现低成本化。
接着，下面记载如上所述构成的第13实施方式的优点。
(46)根据上述实施方式，将2个转子441、442组合，从而能够形成为产生更高转矩的转子。而且，转子441、442的结构相同，所以能够减少部件数量，并且制作容易，能够实现低成本化。
(47)根据上述实施方式，将重合的转子441、442的同极的第2永久磁石434作为一体，能够兼用1个第2永久磁石434，所以能够进一步减少部件数量，实现低成本化。
(第14实施方式)
接着，依照图48～图50来说明本发明的第14实施方式。
本实施方式与第9实施方式中示出的转子408的构成不同。因此，为了便于说明，说明不同的转子芯，除此之外，对与第9实施方式共同的部分赋予相同的符号并省略详细说明。
如图48、图49所示，在第1转子芯421的对置面421a上凹设圆筒形的嵌合凹部451，将低磁阻部位452嵌合到嵌合凹部451中。在此，第1转子芯421通过层积多个由钢板构成的转子芯片420(图50中省略图示)而形成，所以相对于低磁阻部位452，将凹设了嵌合凹部451之后的形状称为积层钢板部位453。而且，将低磁阻部位452嵌合到积层钢板部位453的嵌合凹部451中，从而形成第1转子芯421。因此，第1转子芯421(积层钢板部位453)在轴向上与低磁阻部位452重叠(覆盖)。
低磁阻部位452的磁阻比重叠了该低磁阻部位452的积层钢板部位453小，增大第1转子芯421的与第2转子芯431相反侧的端部上的轴向的磁阻。
另一方面，在第2转子芯431中，在该第2转子芯431的对置面431a上凹设圆筒形的嵌合凹部455，将低磁阻部位456嵌合到该嵌合凹部455中。在此，第2转子芯431通过层积多个由钢板构成的转子芯片430(图50中省略图示)来形成，所以相对于低磁阻部位456，将凹设了嵌合凹部455之后的形状称为积层钢板部位457。而且，通过将低磁阻部位456嵌合到积层钢板部位457的嵌合凹部455中，从而形成第2转子芯431。因此，第2转子芯431(积层钢板部位457)在轴向上与低磁阻部位456重叠(覆盖)。
低磁阻部位456的磁阻比重叠有该低磁阻部位456的积层钢板部位457小，所以增大第2转子芯431的与第1转子芯421相反侧的端部上的轴向的磁阻。
接着，下面记载如上所述构成的第14实施方式的优点。
(48)根据上述实施方式，在第1转子芯421的积层钢板部位453上凹设嵌合凹部451，将磁阻比积层钢板部位453小的低磁阻部位452嵌合到该嵌合凹部451中。而且，积层钢板部位453在轴向上与低磁阻部位452重叠(覆盖)。
另一方面，同样地，在第2转子芯431的积层钢板部位457上凹设嵌合凹部455，将磁阻比积层钢板部位457小的低磁阻部位456嵌合到该嵌合凹部455中。而且，积层钢板部位457在轴向上与低磁阻部位456重叠(覆盖)。
因此，如图50所示，第1及第2转子芯421、431的积层钢板部位453、457构成为在轴向上与低磁阻部位452、456重叠，从而转子408的端部的轴向磁阻增大，能够降低励磁磁石416向轴向泄漏的磁通。
此外，被第1及第2永久磁石424、434导向第1及第2突极423、433的磁石磁通对第1及第2突极423、433没有导向径向的强制力，所以在转子408的轴向端部上容易产生向轴向泄漏的漏磁通。但是，在本实施方式中，通过积层钢板部位453、457使得转子408的端部上的轴向磁阻增大，从而能够抑制向轴向的漏磁通。
另外，第9～14实施方式可以采用如下方式进行变更。
在上述第9～第14实施方式中，设置了第1辅助磁石417，然而也可以省略第1辅助磁石417。在这种情况下，励磁磁石416到达旋转轴410，形成在第1及第2转子芯421、431上的环状槽425、435也被省略。
在上述第9～第14实施方式中，将第1辅助磁石417的轴向长度设为比励磁磁石416长，然而也可以以相同的长度实施。在这种情况下，形成在第1及第2转子芯421、431上的环状槽425、435被省略。
在上述第9、第10、第12～第14实施方式中，设置了第2辅助磁石418，然而也可以将该第2辅助磁石418省略。此时，当然也可以一并将第1辅助磁石417省略来实施。
在上述第11实施方式中，没有设置第2辅助磁石418，然而也可以设置第2辅助磁石418来实施。在这种情况下，需要增长第1磁石凸部427及第2磁石凸部437的内径(从旋转轴410的中心轴线C至内周面的长度)，或缩短励磁磁石416的外径。
在上述第10实施方式中，各个第1凸部426及第2凸部436突出形成为从轴向观看时与相对置的第2及第1永久磁石434、424的外侧一半重叠，然而也可以采用从轴向观看时在径向上与整个第2及第1永久磁石434、424重叠的方式实施。
在上述第10实施方式中，使第1凸部426及第2凸部436分别与相对置的第1及第2永久磁石424、434抵接。然而，也可以不与第1及第2永久磁石424、434抵接，而将第1凸部426及第2凸部436的突出长度突出到至少励磁磁石416的轴向长度的1/2以上来实施。
在上述第10实施方式中，设置了第1凸部426及第2凸部436，然而也可以省略其中一个来实施。
在上述第11实施方式中，使第1磁石凸部427及第2磁石凸部437分别与对置的第1及第2突极423、433抵接。然而也可以不与第1及第2突极423、433抵接，而将第1磁石凸部427及第2磁石凸部437的突出长度设为至少励磁磁石416的轴向长度的1/2以上来实施。
在上述第11实施方式中，设置了第1磁石凸部427或第2磁石凸部437，然而也可以省略其中一个来实施。
也可以采用将上述第10实施方式和第11实施方式组合的构成实施。也就是说，将第1及第2凸部426、436和第1及第2磁极凸部427、437的轴向长度分别设为励磁磁石416的轴向长度的1/2，在第1及第2转子芯421、431的中间位置，使第1及第2凸部426、436与第1及第2磁极凸部427、437抵接。
在上述第13实施方式中，准备2组第9实施方式的转子408，将2组转子408构成为层结构，使第一层的转子441和第二层的转子442相互重叠而构成1个转子440。然而，也可以准备3组转子408，以3层结构实施。
在这种情况下，例如，在图46中，与第二层的转子442重叠的第3层的转子在第二层的转子442侧与第1构成部414(第1转子芯421)抵接，并且同极的第1永久磁石424彼此重叠地相对配置。此时，重合的同极的第1永久磁石424由1个永久磁石构成。因此，能够减少部件数量，实现低成本化。
在上述第13实施方式中，使用第9实施方式的转子408来构成转子440，然而也可以使用第9实施方式以外的上述各实施方式及各其他例中示出的转子来实施。
在上述第13实施方式中，将重合的转子441、442的同极的第2永久磁石434一体化，兼用1个第2永久磁石434，当然也可以分别使用第2永久磁石434来实施。
在上述第9～14实施方式中，对于定子405没有特别限定，然而上述各个实施方式的转子可以采用各种定子，具体化为例如图51所示的分布缠绕的SC绕组的定子460、图52所示的集中缠绕的定子461，应用到小型且可获得高输出的电动机中。
在上述第9～14实施方式中，转子408具体化为SPM(Surface PermanentMagnet Motor)型转子，然而如图52所示，也可以具体化为IPM(InteriorPermanent magnet Motor)的转子463，应用到小型且可获得高输出的电动机。
在上述第14实施方式中，积层钢板部位453、457在轴向上与低磁阻部位452、456重叠(覆盖)。然而也可以将积层钢板部位453、457形成为圆筒状，使低磁阻部位452、456的转子408的端部侧露出来实施。在这种情况下，也能够得到与第9实施方式相同的优点。
在上述第14实施方式中，可以设置上述第10实施方式的第1凸部426及第2凸部436，或设置上述第11实施方式的第1磁石凸部427及第2磁石凸部437来实施。
在上述第9～第14实施方式中，第1转子芯421及第2转子芯431通过层积多个由钢板构成的转子芯片420、430而形成。然而也可以采用压粉磁芯材料形成。例如，将铁粉等磁性粉末和树脂等绝缘物混合，利用模具进行加热冲压成形，以制作第1转子芯421及第2转子芯431。
在这种情况下，能够增大第1转子芯421及第2转子芯431的设计自由度，制造工艺变得非常简单，并且能够减小第1转子芯421及第2转子芯431的磁阻。
在上述第9～第14实施方式中，磁极为14个磁极，但不限于此，可以适当变更磁极的数量来实施。当然，极数对也可以不是奇数个，而是偶数个。
在上述第9～第14实施方式中，将第1磁极设为S极，将第2磁极设为N极，然而也可以相反地将第1磁极设为N极，将第2磁极设为S极进行实施。

Claims (33)

1.一种转子，具备：
第1转子芯，具有第1芯基座和多个第1爪状磁极部，所述多个第1爪状磁极部以等间隔设置在所述第1芯基座的外周部上并从该外周部沿轴向延伸；
第2转子芯，具有第2芯基座和多个第2爪状磁极部，所述多个第2爪状磁极部以等间隔设置在所述第2芯基座的外周部上并从该外周部沿轴向延伸，各个所述第2爪状磁极部被配置于在圆周方向上相邻的所述第1爪状磁极部彼此之间；
励磁磁石，沿着轴向被磁化且被配置在所述第1转子芯与第2转子芯之间，所述励磁磁石使所述第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使所述第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用；以及
极间磁石，被配置在所述第1爪状磁极部与所述第2爪状磁极部之间，所述极间磁石被磁化成，在与所述第1爪状磁极部对置的部位上具有与第1爪状磁极部的极性相同的极性，在与所述第2爪状磁极部对置的部位上具有与第2爪状磁极部的极性相同的极性。
2.根据权利要求1所述的转子，
所述励磁磁石是环状，还具有被配置在所述励磁磁石的径向内侧及径向外侧的至少一方上的环状的辅助磁石，该辅助磁石的磁极的配置与所述励磁磁石上的磁极的配置相同。
3.根据权利要求1或2所述的转子，
还具备被配置在所述励磁磁石的径向外侧的环状的辅助磁石，所述辅助磁石的磁极沿着径向被配置成，与所述第1爪状磁极部对置的部位具有与相对置的所述第1爪状磁极部相同的极性，与所述第2爪状磁极部对置的部位具有与相对置的所述第2爪状磁极部相同的极性。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的转子，
还具备被配置在所述第1及第2爪状磁极部的背面上的辅助磁石，所述辅助磁石的磁极沿着径向被配置成，所述辅助磁石的与所述第1爪状磁极部的背面对置的部位具有与所述第1爪状磁极部相同的极性，所述辅助磁石的与所述第2爪状磁极部的背面对置的部位具有与所述第2爪状磁极部相同的极性。
5.根据权利要求4所述的转子，
所述辅助磁石的磁动势大于所述极间磁石的磁动势。
6.根据权利要求1～5的任意一项所述的转子，
所述极间磁石的磁动势小于所述励磁磁石的磁动势。
7.根据权利要求1～6的任意一项所述的转子，
所述第1及第2爪状磁极部通过将板材折弯而形成。
8.根据权利要求1～7的任意一项所述的转子，
所述第1及第2转子芯由压粉磁芯构成。
9.根据权利要求1～8的任意一项所述的转子，
还具备被配置在所述第1及第2转子芯的相互相反的面上的辅助磁石。
10.根据权利要求1～9的任意一项所述的转子，
所述第1及第2爪状磁极部形成为从径向观看时为轴向长的大致长方形状。
11.一种转子组件，具备2组或3组权利要求1～9的任意一项所述的转子。
12.根据权利要求11所述的转子组件，
各个所述转子的第1及第2爪状磁极部具有从径向观看时为轴向长的大致长方形状，配置在第1及第2爪状磁极部之间的极间磁石兼用作全部转子的极间磁石。
13.根据权利要求1所述的转子，
所述极间磁石被配置成，在径向上该极间磁石与所述第1及第2转子芯之间形成有空隙。
14.根据权利要求13所述的转子，
所述空隙的径向长度L被设定为在将所述第1及第2转子芯与在径向上与该第1及第2转子芯对置的定子之间的空隙的大小设为G时达到0＜L/G≤4.5。
15.根据权利要求13或14所述的转子，
所述空隙的径向长度L被设定为在将所述第1及第2转子芯与在径向上与该第1及第2转子芯对置的定子之间的空隙的大小设为G时达到1.5≤L/G。
16.根据权利要求14或15所述的转子，
所述空隙的径向长度L被设定为1.5≤L/G≤3.5。
17.根据权利要求13～16的任意一项所述的转子，
还具备配置在所述空隙中的非磁体。
18.一种转子，具备：
第1转子芯，具有大致圆盘状的第1芯基座和多个第1爪状磁极部，所述多个第1爪状磁极部以等间隔设置在所述第1芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸；
第2转子芯，具有大致圆盘状的第2芯基座和多个第2爪状磁极部，所述多个第2爪状磁极部以等间隔设置在所述第2芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸，在所述第1芯基座与所述第2芯基座在轴向上对置的状态下，所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部在圆周方向上交替配置；
励磁磁石，沿着轴向被磁化且在轴向上被配置在所述第1转子芯与第2转子芯之间，所述励磁磁石使所述第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使所述第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用；以及
辅助磁石，被设置在圆周方向上的所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部之间的位置、以及所述第1及第2爪状磁极部的径向内侧的位置的至少一方上，
所述辅助磁石和所述励磁磁石由不同特性的磁石构成。
19.根据权利要求18所述的转子，
所述辅助磁石包括设置在圆周方向上的所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部之间的位置上的极间磁石。
20.根据权利要求19所述的转子，
所述极间磁石由顽磁力比所述励磁磁石大的磁石构成。
21.根据权利要求19或20所述的转子，
所述极间磁石由剩磁通密度比所述励磁磁石大的磁石构成。
22.根据权利要求19至21的任意一项所述的转子，
所述励磁磁石由铁氧体磁石构成。
23.根据权利要求19至21的任意一项所述的转子，
所述极间磁石由稀土类磁石构成。
24.根据权利要求23所述的转子，
所述极间磁石由钕磁石构成。
25.根据权利要求19至21的任意一项所述的转子，
所述极间磁石由SmFeN磁石构成。
26.根据权利要求19至25的任意一项所述的转子，
所述极间磁石形成为片状。
27.根据权利要求20所述的转子，
所述辅助磁石包括设置在所述第1及第2爪状磁极部的各自的径向内侧的背面磁石，该背面磁石由顽磁力比所述极间磁石小的磁石构成。
28.根据权利要求21所述的转子，
所述辅助磁石包括设置在所述第1及第2爪状磁极部的各自的径向内侧的背面磁石，该背面磁石由剩磁通密度比所述励磁磁石大的磁石构成。
29.一种转子，具备：
第1转子芯，具有大致圆盘状的第1芯基座和多个第1爪状磁极部，所述多个第1爪状磁极部以等间隔设置在所述第1芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸；
第2转子芯，具有大致圆盘状的第2芯基座和多个第2爪状磁极部，所述多个第2爪状磁极部以等间隔设置在所述第2芯基座的外周部上，从该外周部向径向外侧突出并在轴向上延伸，各个所述第2爪状磁极部被配置于在圆周方向上相邻的所述第1爪状磁极部彼此之间；
励磁磁石，沿着轴向被磁化且被配置在所述第1芯基座和第2芯基座之间，该励磁磁石使所述第1爪状磁极部作为第1磁极发挥作用，使所述第2爪状磁极部作为第2磁极发挥作用；以及
辅助磁极，被配置在所述第1及第2爪状磁极部的背面，该辅助磁极被磁化成该辅助磁极的径向外侧部分的极性与相对应的所述第1及第2爪状磁极部的极性相同，
在轴向截面上，所述辅助磁石的至少一部分的磁化方向相对于径向倾斜，从而在各个所述爪状磁极内流过的磁通的一部分在所述辅助磁石内倾斜地偏置。
30.根据权利要求29所述的转子，
还具备极间磁石，极间磁石在圆周方向上被配置在所述第1爪状磁极部和所述第2爪状磁极部之间，该极间磁石被磁化成，在与所述第1爪状磁极部对置的部位上具有与第1爪状磁极部的极性相同的极性，在与所述第2爪状磁极部对置的部位上具有与第2爪状磁极部的极性相同的极性。
31.根据权利要求29或30所述的转子，
在轴向截面上，所述辅助磁石的全部的磁化方向相对于径向同样地倾斜。
32.根据权利要求29至31的任意一项所述的转子，
从所述轴向观看的所述辅助磁石的磁化方向沿着径向延伸。
33.一种电动机，具备权利要求1～32的任意一项所述的转子。
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