CN107534372B - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明的马达的一方式具有轴、上侧转子、与上侧转子在轴向上对置的定子以及轴承。上侧转子位于定子的上侧，且具有与定子在轴向上对置的上侧磁铁。上侧磁铁具有沿着周向配置的多个磁极。定子具有沿着周向配置的多个铁芯。多个铁芯分别具有与上侧转子对置的面即上侧转子对置面。在上侧转子对置面上设置有在径向上延伸的多个上侧延伸部。上侧延伸部是从上侧转子对置面向上侧凸出的凸部，或者是从上侧转子对置面向下侧凹陷的凹部。设置于每一个上侧转子对置面上的上侧延伸部的数量是铁芯的数量与上侧磁铁的磁极的数量的最小公倍数除以铁芯的数量而得的值再减去1所得的数量。

Description

马达

技术领域

本发明涉及马达。

背景技术

例如，在日本特开2008-125278号公报中记载有轴向气隙型电动机。

发明内容

发明要解决的课题

在上述轴向气隙型电动机中，在铁芯与磁铁之间产生基于磁力的引力，产生针对转子的旋转的阻力。将这样的阻力称为齿槽转矩。当齿槽转矩大时，电动机的旋转转矩的不均匀变大，存在马达产生振动和噪音这样的问题。

此外，在即使在没有向电动机供给电流的状态下也会产生齿槽转矩。因此，在电动机用于电动助力转向装置和带电动辅助的自行车等那样的、即使在不向电动机供给电流的状态下也使轴旋转的用途时，若齿槽转矩大，则存在使用者的操作负担增加的问题。

鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的之一在于提供一种马达，具有能够降低齿槽转矩的结构。

用于解决课题的技术手段

本公开的马达的一个实施方式包含以在上下方向延伸的中心轴线为中心的轴、上侧转子、定子以及轴承。上侧转子安装于轴。定子与上侧转子在轴向上对置。轴承对轴进行支承。

上侧转子位于定子的上侧，且具有与定子在轴向上对置的上侧磁铁。上侧磁铁具有沿着周向配置的多个磁极。定子具有沿着周向配置的多个铁芯以及卷绕于铁芯上的线圈。多个铁芯分别具有作为与上侧转子对置的面的上侧转子对置面。在上侧转子对置面上设置有在径向上延伸的多个上侧延伸部。上侧延伸部是从上侧转子对置面向上侧凸出的凸部，或者是从上侧转子对置面向下侧凹陷的凹部。设置于每一个上侧转子对置面上的上侧延伸部的数量是铁芯的数量与上侧磁铁的磁极的数量的最小公倍数除以铁芯的数量而得的值再减去1所得的数量。

发明效果

根据本公开的一个方式，提供一种具有能够降低齿槽转矩的结构的马达。

附图说明

图1是表示第一实施方式的马达的剖视图。

图2是表示第一实施方式的上侧转子的俯视图。

图3是表示第一实施方式的定子的剖视图。

图4是表示第一实施方式的铁芯的俯视图。

图5是表示第一实施方式的铁芯的立体图。

图6是表示第二实施方式的铁芯的立体图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本公开的最佳实施方式涉及的马达进行说明。另外，本公开的范围不局限于以下的实施方式，在本公开的技术思想的范围内能够任意变更。此外，在以下的附图中，为了容易理解各结构，有时使各结构中的比例尺和数量等与实际结构中的比例尺和数量不同。

此外，在附图中，作为适当的三维正交坐标系而示出XYZ坐标系。XYZ坐标系中，Z轴方向为与图1所示的中心轴线J的轴向平行的方向或者大致平行的方向。X轴方向为与Z轴方向垂直的方向或者大致垂直的方向，即图1的左右方向。Y轴方向为与Z轴方向和Z轴方向两者垂直的方向或者大致垂直的方向。

此外，在以下的说明中，将中心轴线J延伸的方向(Z轴方向)设为上下方向。将Z轴方向的正侧(+Z侧)称为“上侧”，将Z轴方向的负侧(-Z侧)称为“下侧”。另外，所谓上下方向、上侧和下侧是单纯为了说明而使用的名称，不限定实际的位置关系和方向。此外，除非另有说明，将与中心轴线J平行的方向或者大致平行的方向(Z轴方向)简称为“轴向”，将以中心轴线J为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴线J为中心的周向(θZ方向)，即绕中心轴线J的轴的方向简称为“周向”。

另外，在本说明书中，所谓在轴向上延伸除了严格地在轴向上延伸的情况之外，还包含在相对于轴向以小于45度的范围倾斜的方向上延伸的情况。此外，在本说明书中，所谓在径向上延伸除了严格地在径向，即垂直于轴向的方向上延伸的情况之外，还包含在相对于径向以小于45度的范围倾斜的方向上延伸的情况。

图1是表示最佳的第一实施方式的马达10的剖视图。马达10是轴向气隙马达。如图1所示，马达10具有：机壳11、轴20、两个转子即上侧转子31和下侧转子32、上侧轴承51、下侧轴承52、定子40、母线单元70和连接器71。

机壳11是马达10的马达壳体。机壳11例如是金属制品或者树脂制品。机壳11收纳轴20、上侧转子31、下侧转子32、定子40、上侧轴承51、下侧轴承52和母线单元70。机壳11具有中间机壳12、下侧机壳13和上侧机壳14。下侧机壳13具有底壁部13b、筒部13a和下侧轴承保持部15。

上侧机壳14借助于后述的罩45的罩凸缘部45b而安装于中间机壳12的上侧。上侧机壳14例如是有盖的圆筒状。上侧转子31、定子40、和母线单元70位于上侧机壳14的径向内侧。

另外，在本说明书中，所谓马达壳体例如是收纳马达的转子、定子和轴等驱动部件进行保护的部件中的与马达外部的空间相接的部件。

轴20以在上下方向上延伸的中心轴线J为中心。轴20通过上侧轴承51与下侧轴承52而被支承为能够绕中心轴线J旋转。即，上侧轴承51和下侧轴承52是支承轴20的轴承。轴20的下端经由输出轴孔15a而向机壳11的外部突出。

上侧转子31与下侧转子32在轴向上隔开规定间隔地安装于轴20。上侧转子31位于定子40的上侧。上侧转子31具有上侧转子本体34与多个上侧磁铁33。

上侧转子本体34例如是在径向上延伸的圆板状。上侧转子本体34固定于轴20的上端。上侧磁铁33是固定于上侧转子本体34的下表面的磁铁。虽省略图示，但是多个上侧磁铁33沿着周向配置。上侧磁铁33的磁极设置成N极与S极沿着周向交替。上侧磁铁33与定子40在轴向上对置。

下侧转子32位于定子40的下侧。下侧转子32具有下侧转子本体36和多个下侧磁铁35。下侧转子本体36例如是在径向上延伸的圆板状。下侧转子本体36固定于轴20。下侧磁铁35是固定于下侧转子本体36的上表面的磁铁。多个下侧磁铁35沿着周向配置。下侧磁铁35的磁极设置成N极与S极沿着周向交替。下侧磁铁35与定子40在轴向上对置。上侧磁铁33与下侧磁铁35的彼此不同的电极在轴向上对置。由此，由于通过上侧转子31与下侧转子32而获得旋转转矩，因此能够增大马达10的旋转转矩。

定子40配置于两个转子之间，即配置于上侧转子31与下侧转子32之间。定子40具有：多个铁芯41、线圈42、绝缘件43、上侧轴承保持架44、罩45、模制树脂部46。定子40例如是模制成型品。

多个铁芯41沿着周向配置。多个铁芯41位于上侧轴承保持架44与罩45的径向之间。关于多个铁芯41，例如设置有十二个。

绝缘件43装配于铁芯41。绝缘件43例如是绕线架状。绝缘件43例如是由树脂材料成型的部件。线圈42隔着绝缘件43卷绕于铁芯41上。线圈42具有线圈引出线42a。线圈42对铁芯41进行励磁。

线圈引出线42a被从线圈42向上侧引出。线圈引出线42a比铁芯41向上侧延伸。线圈引出线42a与母线单元70的母线电连接。线圈引出线42a可以是构成线圈42的卷线的一部分，还可以是与构成线圈42的卷线不同的部件。

筒状的上侧轴承保持架44是保持上侧轴承51的轴承保持架。上侧轴承保持架44位于多个铁芯41的径向内侧且轴20的径向外侧。上侧轴承保持架44例如是与中心轴线J同心的圆筒状。上侧轴承51被保持于上侧轴承保持架44的内周面即保持架内周面44e。

筒状的罩45配置于多个铁芯41的径向外侧。罩45具有罩筒状部45a和罩凸缘部45b。罩筒状部45a是在轴向上延伸且在轴向两端开口的筒状。罩筒状部45a例如是与中心轴线J同心的圆筒状。

罩凸缘部45b从罩筒状部45a的下端向径向外侧延伸。罩凸缘部45b的下表面与中间机壳12的上表面接触。罩凸缘部45b的上表面与上侧机壳14的下表面接触。罩凸缘部45b例如通过螺丝而固定于机壳11上。由此，定子40固定于机壳11上。罩凸缘部45b的径向外侧的端面露出至马达10的外部。

模制树脂部46位于构成定子40的各部件之间。模制树脂部46例如位于线圈42及绝缘件43与上侧轴承保持架44及罩45的径向之间等。

母线单元70位于上侧转子31的上侧。线圈引出线42a与母线单元70相连。母线单元70保持未图示的母线。母线与线圈引出线42a电连接。母线的一端经由连接器71露出至机壳11的外部。

连接器71例如设置于上侧机壳14上。虽省略图示，但是连接器71具有在上侧开口的孔部。母线单元70中的母线的一端露出至孔部的内侧。未图示的外部电源与连接器71相连。由此，从外部电源经由母线和线圈引出线42a向定子40供电。

接下来，对上侧转子31和下侧转子32进行详细说明。图2是表示本实施方式的上侧转子31的俯视图。如图2所示，上侧磁铁33具有多个上侧磁铁33N和多个上侧磁铁33S。

上侧磁铁33N是被磁化成N极的磁铁。上侧磁铁33S是被磁化成S极的磁铁。即，各上侧磁铁33N以及各上侧磁铁33S分别具有一个磁极。多个上侧磁铁33N与多个上侧磁铁33S配置成隔着磁铁间隙Gm沿着周向交替。由此，上侧磁铁33的磁极设置成N极与S极沿着周向交替。磁铁间隙Gm是在周向上相邻的上侧磁铁33N与上侧磁铁33S之间的间隙，是在周向上相邻的N极与S极的边界。

上侧磁铁33N和上侧磁铁33S例如分别设置有五个。即，上侧磁铁33的磁极的数量例如是10。

如图1所示，下侧磁铁35包含多个下侧磁铁35N和多个下侧磁铁35S。下侧磁铁35N是被磁化成N极的磁铁。下侧磁铁35S是被磁化成S极的磁铁。虽省略图示，但是多个下侧磁铁35N与多个下侧磁铁35S配置成沿着周向交替。由此，下侧磁铁35的磁极设置成N极与S极沿着周向交替。下侧磁铁35的磁极的数量与上侧磁铁33同样地例如是10。即，上侧磁铁33的磁极的数量与下侧磁铁35的磁极的数量相同。由此，马达10的磁铁具有的磁极的数量的总和为上侧磁铁33的磁极的数量的两倍。

下侧磁铁35N与上侧磁铁33S在轴向上对置。下侧磁铁35S与上侧磁铁33N在轴向上对置。由此，上侧磁铁33与下侧磁铁35的彼此不同的电极在轴向上对置。

图3是在径向观察定子40的剖视图。如图3所示，上侧磁铁33N、33S的周向的位置与下侧磁铁35N、35S的周向的位置略微错开。由此，在上侧磁铁33N、33S与下侧磁铁35N、35S之间产生的磁场相对于中心轴线J沿周向倾斜。即，在上侧磁铁33与下侧磁铁35的配置关系中施加了相对于中心轴线J沿周向倾斜的扭斜。上侧磁铁33N、33S与下侧磁铁35N、35S之间的周向上的错开角度例如是3度以上、6度以下。

如图2所示，上侧磁铁33N、33S的周向两侧的外形线在俯视观察时与通过中心轴线J的径向线交叉。虽省略图示，但是与上侧磁铁33N、33S同样地，下侧磁铁35N、35S的周向两侧的外形线在俯视观察时与通过中心轴线J的径向线交叉。由此，分别对上侧磁铁33N、35S和下侧磁铁35N、35S中施加了相对于径向线沿周向倾斜的扭斜。

接下来，对铁芯41进行详细说明。图4和图5是表示本实施方式的铁芯41的图。图4是俯视图。图5是立体图。

另外，在以下的说明中，关于θ_Z方向，在从+Z侧朝向-Z侧观察时将逆时针设为正向，在从+Z侧朝向-Z侧观察时将顺时针设为负向。此外，将向θ_Z方向的正向前进的方向(+θ_Z方向)称为正旋转方向，将向θ_Z方向的负向前进的方向(-θ_Z方向)称为逆旋转方向。

如图4所示，多个铁芯41经由齿齿槽Gc等间隔地沿周向配置。齿槽Gc是在周向上相邻的铁芯41之间的间隙。齿槽Gc在周向上的尺寸即齿槽宽L4在径向的任意位置都是相同的。即，在周向相邻的铁芯41之间的周向的距离在径向的任意位置都是相同的。由此，能够使得铁芯41与上侧磁铁33对置的时刻、和铁芯41与下侧磁铁35对置的时刻因径向位置而不同。即，能够对铁芯41施加扭斜。

铁芯41是磁性体制品。铁芯41例如是单一的部件。如图3和图5所示，铁芯41具有：铁芯柱状部41a、上侧铁芯凸缘部41c、下侧铁芯凸缘部41b、上侧延伸部47和下侧延伸部48。如图5所示，铁芯柱状部41a是在轴向上延伸的柱状。线圈42卷绕于铁芯柱状部41a。

上侧铁芯凸缘部41c与铁芯柱状部41a的上端连接。上侧铁芯凸缘部41c是在径向上延伸的板状。上侧铁芯凸缘部41c比铁芯柱状部41a向径向两侧延伸。

如图4所示，上侧铁芯凸缘部41c的俯视(从XY平面观察)形状是随着从径向内侧朝向径向外侧而扩张的扇形。即，上侧铁芯凸缘部41c的上表面即上侧转子对置面41d的形状是周向的尺寸即上侧转子对置面宽度L1随着从径向内侧朝向径向外侧变大的扇形。

上侧转子对置面41d是铁芯41的与上侧转子31对置的面。上侧转子对置面41d分别设置于每一个铁芯41。即，多个铁芯41分别具有与上侧转子31对置的面即上侧转子对置面41d。

上侧铁芯凸缘部41c的周向的侧面即铁芯凸缘部侧面41f、41g与通过中心轴线J的径向线交叉。铁芯凸缘部侧面41f、41g是铁芯41的周向的侧面。

在上侧转子对置面41d上设置有在径向上延伸的多个上侧延伸部47。上侧延伸部47是从上侧转子对置面41d向上侧凸出的凸部。设置于每一个上侧转子对置面41d的上侧延伸部47的数量是铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数除以铁芯41的数量而得的值再减去1所得的数量。

例如，铁芯的数量是12，上侧磁铁33的磁极的数量是10。因此，设置于每一个上侧转子对置面41d的上侧延伸部47的数量为4。由此，上侧延伸部47例如包含第一上侧延伸部47a、第二上侧延伸部47b、第三上侧延伸部47c和第四上侧延伸部47d这四个上侧延伸部。

通过如上所述地设定设置于每一个上侧转子对置面41d上的上侧延伸部47的数量，能够减少马达10的齿槽转矩。以下，详细说明。

若齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致，则齿槽Gc的周向两侧的铁芯41通过上侧磁铁33N、33S而被励磁成彼此不同的磁极。因此，在上侧磁铁33N、33S、与齿槽Gc的周向两侧的铁芯41之间产生磁路。通过该磁路产生保持齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致的状态的引力。

例如，当上侧转子31向正旋转方向(+θ_Z方向)活动时，上侧转子31通过该引力在逆旋转方向(-θ_Z方向)受力。基于该磁路的引力的总和成为产生于上侧转子31的齿槽转矩。当齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致时，该引力最大。因此，在齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致的上侧转子31的旋转角度时，产生齿槽转矩的峰值。

一个磁铁间隙Gm在上侧转子31旋转一圈的期间内通过齿槽Gc的次数为铁芯41的数量。即，在上侧转子31旋转一圈的期间产生的、齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致的延展次数为将磁铁间隙Gm的数量，即上侧磁铁33的磁极的数量乘以铁芯41的数量而得的数量。另一方面，齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致的部位同时产生的数量为铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最大公约数。

因此，在上侧转子31旋转一圈的期间产生的齿槽转矩的峰值数为将上侧磁铁33的磁极的数量乘以铁芯41的数量而得的数除以铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最大公约数所得的数。所谓将上侧磁铁33的磁极的数量乘以铁芯41的数量而得的数除以铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最大公约数所得的数是铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数。

如图3所示，当磁铁间隙Gm与上侧延伸部47，例如在图3中是第二上侧延伸部47b在周向上一致时，第二上侧延伸部47b为磁性上在周向的任意方向都不产生转矩的状态。自该状态起若磁铁间隙Gm向正旋转方向侧(+θ_Z侧)略微错开，则第二上侧延伸部47b与位于第二上侧延伸部47b的正旋转方向侧的上侧铁芯凸缘部41c的部分被励磁成彼此不同的磁极。

由此，在上侧磁铁33N、33S、第二上侧延伸部47b、与位于第二上侧延伸部47b的正旋转方向侧(+θ_Z侧)的上侧铁芯凸缘部41c的部分之间产生磁路，产生使上侧磁铁33向正旋转方向侧活动的斥力。即，能够通过该斥力对上侧转子31施加与上述的引力反向的力。因此，通过设置上侧延伸部47，能够降低齿槽转矩的峰值。

如上所述，齿槽转矩的峰值数是铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数。因此，为了适当降低、抵消齿槽转矩，需要铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数的个数的上侧延伸部47。此外，磁铁间隙Gm和齿槽Gc等间隔地沿周向配置。因此，在任意的齿槽Gc与任意的磁铁间隙Gm在周向上一致时，为了使其他磁铁间隙Gm与上侧延伸部47在周向上一致，优选上侧延伸部47以任意的齿槽Gc在周向上的中心为基点在周向上等间隔地配置。

但是，无法将上侧延伸部47配置于齿槽Gc的位置上。因此，实际上，优选的是，将配置于多个上侧转子对置面41d上的上侧延伸部47的总和设为铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数减去齿槽Gc的数量而得的数量。

根据本实施方式，设置于每一个上侧转子对置面41d的上侧延伸部47的数量是铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数除以铁芯41的数量而得的值再减去1所得的数量。即，设置于所有上侧转子对置面41d上的上侧延伸部47的数量的总和是铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数减去铁芯41的数量而得的数量。铁芯41的数量与齿槽Gc的数量相同。因此，能够将配置于多个上侧转子对置面41d上的上侧延伸部47的总和设为铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数减去齿槽Gc的数量而得的数量。

由此，通过将上侧延伸部47在周向上等间隔地配置，当任一齿槽Gc、与任一磁铁间隙Gm在周向上一致时，能够使与齿槽Gc在周向不一致的其他所有的磁铁间隙Gm与某一上侧延伸部47在周向上一致。因此，在齿槽Gc与磁铁间隙Gm在周向上一致而产生齿槽转矩的峰值时，通过基于多个上侧延伸部47的斥力而向上侧转子31施加与齿槽转矩反向的力，从而容易降低齿槽转矩的峰值的大小。

由此，根据本实施方式，获得具有如下结构的马达10：能够降低齿槽转矩。

另外，在本说明书中，所谓将上侧延伸部47在周向上等间隔地配置，还包含将上侧延伸部47配置于如下位置：在假设上侧延伸部47的数量是铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数，且将上侧延伸部47也配置于齿槽Gc的位置的情况下，将上侧延伸部47在周向上等间隔地配置时的上侧延伸部47的位置。实际上，由于无法将上侧延伸部47配置于齿槽Gc，因此夹着齿槽Gc而在周向相邻的上侧延伸部47之间的周向的间隔比在一个上侧转子对置面41d上在周向相邻的上侧延伸部47之间的周向的间隔大。

此外，在本说明书中，所谓某个对象在周向上一致包括某个对象的周向的中心在轴向上重合。

此外，根据本实施方式，如上所述由于齿槽宽L4在整个径向恒定，因此对铁芯施加了扭斜。由此，能够使齿槽Gc与磁铁间隙Gm一致的时刻因径向位置而不同。因此，能够使在上侧转子31与铁芯41之间产生齿槽转矩的时刻、和在下侧转子32与铁芯41之间产生齿槽转矩的时刻分别因径向位置而不同。结果为，能够使齿槽转矩的峰值分散，能够进一步降低马达10产生的齿槽转矩的峰值的大小。

此外，根据本实施方式，如上所述对上侧磁铁33和下侧磁铁35分别施加了相对于径向线沿周向倾斜的扭斜。因此，能够使齿槽Gc与磁铁间隙Gm一致的时刻因径向位置而更加不同。由此，能够进一步降低产生于马达10的齿槽转矩的峰值的大小。

此外，根据本实施方式，如上所述对上侧磁铁33与下侧磁铁35的配置关系施加了扭斜。因此，能够使齿槽Gc与磁铁间隙Gm一致的时刻在上侧转子31与下侧转子32中不同。由此，能够使在上侧转子31与铁芯41之间产生齿槽转矩的时刻、与在下侧转子32和铁芯41之间产生齿槽转矩的时刻不同。因此，能够进一步降低产生于马达10的齿槽转矩的峰值的大小。

如图4所示，第一上侧延伸部47a、第二上侧延伸部47b、第三上侧延伸部47c、第四上侧延伸部47d依次沿着周向排列。第一上侧延伸部47a、第二上侧延伸部47b、第三上侧延伸部47c、第四上侧延伸部47d例如在上侧转子对置面41d上在周向上等间隔地配置。即，设置于每一个上侧转子对置面41d上的多个上侧延伸部47在周向上的中心沿着周向彼此等间隔地配置。

因此，在任一齿槽Gc与任一磁铁间隙Gm在周向上一致时，容易使与齿槽Gc在周向上不一致的其他磁铁间隙Gm与上侧延伸部47的某一个在周向上一致。由此，容易进一步降低齿槽转矩的峰值。

当在轴向上观察时，上侧延伸部47在周向上的中心与等分径向线C1重合。等分径向线C1在沿轴向观察时是将定子40在周向上等分成铁芯41的数量与上侧磁铁33的磁极的数量的最小公倍数的数量的径向线。

由此，在任一齿槽Gc与任一磁铁间隙Gm在周向上一致时，能够容易使与齿槽Gc在周向上不一致的其他所有磁铁间隙Gm与上侧延伸部47的某一个在周向上一致。因此，能够降低齿槽转矩的所有峰值。结果为，根据本实施方式，能够进一步降低齿槽转矩。

上侧延伸部47遍及上侧转子对置面41d的整个径向而延伸。因此，在上侧转子对置面41d上的径向的任意位置上，通过上侧延伸部47都能够降低齿槽转矩。

另外，在本说明书中，所谓上侧延伸部遍及转子对置面的整个径向而延伸，包含如下内容：在轴向上观察时，上侧延伸部的径向两端与转子对置面的外形线相连。即，在本说明书中，所谓上侧延伸部遍及转子对置面的整个径向而延伸，包含如下内容：在轴向上观察时，上侧延伸部从转子对置面的径向内端延伸至径向外端、和上侧延伸部从转子对置面的周向的端部延伸至径向的外端。

在图4的示例中，在上轴向观察时，第一上侧延伸部47a从铁芯凸缘部侧面41g延伸至上侧铁芯凸缘部41c的径向外端的面即铁芯凸缘部外侧面41h。第四上侧延伸部47d从铁芯凸缘部侧面41f延伸至铁芯凸缘部外侧面41h。铁芯凸缘部外侧面41h是铁芯41的径向外端的面。即，当在轴向上观察时，设置于每一个上侧转子对置面41d上的上侧延伸部47中的至少一个从铁芯41的周向一侧的侧面延伸至铁芯41的径向外端。当在轴向上观察时，铁芯凸缘部侧面41f、41g位于上侧转子对置面41d的周向的端部。

在像本实施方式那样沿着等分径向线C1设置上侧延伸部47的情况下，若采用在整个径向将齿槽宽L4设为恒定的结构，则在上侧延伸部47中容易包含具有第一上侧延伸部47a和第四上侧延伸部47d那样的结构的上侧延伸部47。换言之，通过上侧延伸部47包含从铁芯41的周向一侧的侧面延伸至铁芯41的径向外端的上侧延伸部，容易在径向的任意位置上都将齿槽宽L4设为相同。

第二上侧延伸部47b和第三上侧延伸部47c从上侧铁芯凸缘部41c的径向内端即铁芯凸缘部内侧面41i延伸至铁芯凸缘部外侧面41h。铁芯凸缘部内侧面41i是铁芯41的径向内端的面。

上侧延伸部47在周向上的尺寸即延伸部宽度L2例如随着从径向内侧朝向径向外侧而变大。

在本实施方式的马达10那样的轴向气隙型的马达中，上侧转子31旋转时的上侧磁铁33移动的周向的距离随着从上侧磁铁33的径向内端朝向上侧磁铁33的径向外端而变大。因此，例如当延伸部宽度L2在整个径向相同时，延伸部宽度L2相对于旋转一圈时的上侧磁铁33移动的周向距离的比例随着从上侧磁铁33的径向内端朝向上侧磁铁33的径向外端而减小。由此，越是靠近上侧磁铁33的径向外端的部分，齿槽转矩的降低效果可能越小。

与之相对地，根据本实施方式，由于延伸部宽度L2随着从径向内侧朝向径向外侧而变大，因此容易将延伸部宽度L2相对于旋转一圈时的上侧磁铁33移动的周向距离的比例在整个径向设为相同。由此，根据本实施方式，容易降低齿槽转矩而与径向位置无关。

当在轴向观察上时，上侧延伸部47的周向两侧的外形线即延伸部外形线VL1、VL2在通过中心轴线J的直线上延伸。因此，在径向的任意位置上都能够将延伸部宽度L2相对于旋转一圈时的上侧磁铁33移动的周向距离的比例设为相同。由此，不论径向位置如何都容易进一步降低齿槽转矩。

上侧转子对置面41d上的相邻的上侧延伸部47之间的周向的尺寸即延伸部间宽度L3比延伸部宽度L2大。因此，在上侧转子对置面41d上，能够将没有设置上侧延伸部47的部分的面积设定得比设置有上侧延伸部47的部分的面积大。由此，以上侧转子对置面41d为基准，能够设置为凸部的上侧延伸部47，因此能够通过上侧延伸部47来降低齿槽转矩。

上侧延伸部47的与径向垂直的截面的形状没有特别限定，例如可以是半圆形形状，还可以是多边形形状。在图3的示例中，上侧延伸部47的与径向垂直的截面的形状例如是梯形形状。

如图5所示，下侧铁芯凸缘部41b与铁芯柱状部41a的下端相连接。下侧铁芯凸缘部41b是在径向上延伸的板状。下侧铁芯凸缘部41b比铁芯柱状部41a向径向两侧延伸。

下侧铁芯凸缘部41b的俯视(从XY平面观察)形状与上侧铁芯凸缘部41c的俯视形状相同。即，下侧铁芯凸缘部41b的下表面即下侧转子对置面41e的形状与上侧转子对置面41d相同。

下侧转子对置面41e是铁芯41的与下侧转子32对置的面。下侧转子对置面41e分别设置于每一个铁芯41。即，多个铁芯41分别具有与下侧转子32对置的面即下侧转子对置面41e。

如图3所示，在下侧转子对置面41e上设置有在径向上延伸的多个下侧延伸部48。下侧延伸部48是从下侧转子对置面41e向下侧凸出的凸部。

如上所述，产生于上侧转子31的齿槽转矩的峰值数量由铁芯41的数量和上侧磁铁33的磁极的数量决定。这与下侧转子32相同。即，产生于下侧转子32的齿槽转矩的峰值数量由铁芯41的数量和下侧磁铁35的磁极的数量决定。因此，为了适当降低、抵消下侧转子32的齿槽转矩，与上侧转子31的齿槽转矩的情况同样地，需要以铁芯41的数量和下侧磁铁35的磁极的数量的最小公倍数的数量设置下侧延伸部48。

此外，在下侧磁铁35中，磁铁间隙Gm也在周向上等间隔地配置。因此，在下侧磁铁35中，在任意齿槽Gc与任意磁铁间隙Gm在周向上一致时，为了使其他磁铁间隙Gm与下侧延伸部48在周向上一致，优选下侧延伸部48以任意齿槽Gc在周向上的中心为基点在周向上等间隔地配置。

下侧磁铁35的磁极的数量与上侧磁铁33的磁极的数量相同。因此，优选的是，上侧延伸部47的总数与下侧延伸部48的总数相同，且，上侧延伸部47周向的配置与下侧延伸部48周向的配置相同。即，优选的是，在从上侧观察铁芯41时和从下侧观察铁芯41时，各延伸部的配置相同。通过以这样的方式配置延伸部，能够将产生于上侧转子31的齿槽转矩和产生于下侧转子32的齿槽转矩都适当降低。

关于上述的上侧延伸部47与下侧延伸部48的优选的位置关系，无论是是像本实施方式这样对上侧磁铁33和下侧磁铁35施加了相对于中心轴线J沿周向倾斜的扭斜的情况，还是不施加扭斜的情况，都是一样的。即，即使是像本实施方式这样对上侧磁铁33和下侧磁铁35施加了相对于中心轴线J沿周向倾斜的扭斜的情况，通过将上侧延伸部47的总数与下侧延伸部48的总数设为相同，且将上侧延伸部47周向的配置与下侧延伸部48周向的配置设为相同，能够将产生于上侧转子31的齿槽转矩和产生于下侧转子32的齿槽转矩都适当降低。

具体来说，设置于每一个下侧转子对置面41e的下侧延伸部48的数量是铁芯41的数量与下侧磁铁35的磁极的数量的最小公倍数除以铁芯41的数量而得的值再减去1所得的数量。

例如，铁芯41的数量是12，下侧磁铁35的磁极的数量是10。因此设置于每一个下侧转子对置面41e上的下侧延伸部48的数量为4。由此，下侧延伸部48例如包含第一下侧延伸部48a、第二下侧延伸部48b、第三下侧延伸部48c、第四下侧延伸部48d这四个下侧延伸部。

因此，根据本实施方式，能够降低产生于上侧转子31的齿槽转矩、和产生于下侧转子32的齿槽转矩双方。由此，能够进一步降低马达10整体的齿槽转矩。

上侧延伸部47与下侧延伸部48在周向上设置于相同的位置。换言之，上侧延伸部47与下侧延伸部48分别在轴向上重合。因此，通过上侧延伸部47和下侧延伸部48，能够在相同的时刻降低产生于上侧转子31与铁芯41之间的齿槽转矩、和产生于下侧转子32与铁芯41之间的齿槽转矩。由此，能够进一步降低马达10整体的齿槽转矩。

具体来说，如图3所示，第一上侧延伸部47a与第一下侧延伸部48a在周向上设置于相同的位置。第二上侧延伸部47b与第二下侧延伸部48b在周向上设置于相同的位置。第三上侧延伸部47c与第三下侧延伸部48c在周向上设置于相同的位置。第四上侧延伸部47d与第四下侧延伸部48d在周向上设置于相同的位置。

下侧延伸部48其他的结构与上侧延伸部47的结构相同。下侧铁芯凸缘部41b其他的结构与上侧铁芯凸缘部41c的结构相同。

此外，根据本实施方式，设置有两个转子，上侧转子31与铁芯41和下侧转子32与铁芯41在轴向(Z轴方向)上对置，因此，能够增大马达10整体的与定子40对置的转子的对置面积。由此，能够增大马达10的旋转转矩。另一方面，在设置有两个转子时，由于分别在两个转子产生齿槽转矩，因此产生于马达10整体的齿槽转矩的总和增大。

与之相对地，根据本实施方式，如上所述通过上侧延伸部47和下侧延伸部48能够适当降低上侧转子31中的齿槽转矩和下侧转子32中的齿槽转矩双方。因此，根据本实施方式，能够适当降低各齿槽转矩，并且能够增大马达10整体的与定子40对置的转子的对置面积，因此能够进一步增大马达10的旋转转矩。

还能够采用以下的结构。在以下的说明中，有时作为代表只对上侧延伸部47与下侧延伸部48中的上侧延伸部47进行说明。

也可以只设置上侧延伸部47和下侧延伸部48中的任一方。

此外，还可以是，延伸部宽度L2在径向的任意一位置都是相同的。该情况下，延伸部外形线VL1、VL2与通过中心轴线J的直线交叉。

此外，上侧延伸部47也可以设置于上侧转子对置面41d的径向的一部分。

此外，齿槽宽L4也可以因径向位置而不同。齿槽宽L4例如也可以随着从径向内侧朝向径向外侧而变大。该情况下，能够采用铁芯凸缘部侧面41f、41g沿着径向线延伸的结构。

此外，上侧延伸部47也可以只包含一个从铁芯41周向一侧的侧面延伸至铁芯41的径向外端的上侧延伸部，也可以包含三个以上。此外，上侧延伸部47还可以不包含从铁芯41的周向一侧的侧面延伸至铁芯41的径向外端的上侧延伸部。

此外，铁芯41的各部也可以是分体的部件。即，上侧延伸部47也可以是与上侧铁芯凸缘部41c分体的部件。

此外，上侧磁铁33的数量与铁芯41的数量没有特别限定。能够将上侧磁铁33的数量：铁芯41的数量例如设为2n：3n、4n：3n、8n：9n、10n：12n。其中，n是自然数。在图1～图5所示的示例中，上侧磁铁33的数量：铁芯41的数量是10：12。

此外，也可以不设置磁铁间隙Gm。即，也可以设置成上侧磁铁33N与上侧磁铁33S彼此接触。这对于下侧磁铁35来说也相同。该情况下，上侧磁铁33N与上侧磁铁33S接触的边界相当于上述齿槽转矩的说明中的磁铁间隙Gm。即，当上侧磁铁33N与上侧磁铁33S接触的边界同齿槽Gc在周向上一致时，产生齿槽转矩的峰值。

此外，上侧磁铁33和下侧磁铁35也可以分别是单一的部件。该情况下，能够将上侧磁铁33和下侧磁铁35例如设为N极与S极沿着周向交替配置的圆环状。该情况下，N极与S极的边界相当于上述齿槽转矩的说明中的磁铁间隙Gm。

此外，还可以只设置上侧转子31与下侧转子32中的任一方。

第二实施方式相对于第一实施方式不同点在于：上侧延伸部是凹部。另外，对与第一实施方式相同的结构，有时适当标注相同符号而省略说明。

图6是表示本实施方式的铁芯141的立体图。如图6所示，铁芯141具有：铁芯柱状部41a、上侧铁芯凸缘部141c和下侧铁芯凸缘部141b。

在上侧铁芯凸缘部141c的上表面即上侧转子对置面141d上设置有在径向上延伸的多个上侧延伸部147。上侧转子对置面141d是与上侧转子31对置的面。上侧延伸部147是从上侧转子对置面141d向下侧凹陷的凹部。

上侧延伸部147的与径向垂直的截面的形状没有特别限定。在图6的示例中，上侧延伸部147的与径向垂直的截面的形状例如是半圆弧状。上侧延伸部147包含第一上侧延伸部147a、第二上侧延伸部147b、第三上侧延伸部147c和第四上侧延伸部147d。第一上侧延伸部147a、第二上侧延伸部147b、第三上侧延伸部147c和第四上侧延伸部147d依次沿着周向排列。

第一上侧延伸部147a除了是凹部这一点之外与第一实施方式的第一上侧延伸部47a相同。第二上侧延伸部147b除了是凹部这一点之外与第一实施方式的第二上侧延伸部47b相同。第三上侧延伸部147c除了是凹部这一点之外与第一实施方式的第三上侧延伸部47c相同。第四上侧延伸部147d除了是凹部这一点之外与第一实施方式的第四上侧延伸部47d相同。

虽省略图示，但是在下侧铁芯凸缘部141b的下表面即下侧转子对置面141e上设置有在径向上延伸的多个下侧延伸部。下侧转子对置面141e是与下侧转子32对置的面。设置于下侧铁芯凸缘部141b上的下侧延伸部是从下侧转子对置面141e向上侧凹陷的凹部。下侧延伸部的其他结构与上侧延伸部147的结构相同。铁芯141的其他结构与第一实施方式的铁芯41的结构相同。

根据本实施方式，与第一实施方式同祥地，通过作为凹部的上侧延伸部147和未图示的下侧延伸部能够降低齿槽转矩。

另外，还能够采用以下的结构。

能够采用上侧延伸部147是从上侧转子对置面141d向上侧凸出的凸部，或者是从上侧转子对置面141d向下侧凹陷的凹部的结构。此外，还能够采用下侧延伸部是从下侧转子对置面141e向下侧凸出的凸部，或者是从下侧转子对置面141e向上侧凹陷的凹部的结构。

即，上侧延伸部147的一部分也可以是从上侧转子对置面141d向上侧凸出的凸部。此外，下侧延伸部的一部分也可以是从下侧转子对置面141e向下侧凸出的凸部。

此外，也可以是，上侧延伸部147全部为凸部与凹部中的任一方，下侧延伸部全部为凸部与凹部中的任意另一方。

另外，上述说明的第一实施方式和第二实施方式的各结构能够在相互没有矛盾的范围内适当组合。

Claims (11)

1.一种马达，其具有：

轴，其以在上下方向上延伸的中心轴线为中心；

上侧转子，其安装于所述轴；

定子，其与所述上侧转子在轴向上对置；以及

轴承，其支承所述轴，

所述马达的特征在于，

所述上侧转子位于所述定子的上侧，且具有与所述定子在轴向上对置的上侧磁铁，

所述上侧磁铁具有沿着周向配置的多个磁极，

所述定子具有沿着周向配置的多个铁芯和卷绕于所述铁芯上的线圈，

所述多个铁芯分别具有作为与所述上侧转子对置的面的上侧转子对置面，

在所述上侧转子对置面上设置有在径向上延伸的多个上侧延伸部，

所述上侧延伸部是从所述上侧转子对置面向上侧凸出的凸部，或者是从所述上侧转子对置面向下侧凹陷的凹部，

设置于每一个所述上侧转子对置面上的所述上侧延伸部的数量是所述铁芯的数量与所述上侧磁铁的磁极的数量的最小公倍数除以所述铁芯的数量而得的值再减去1所得的数量，

当在轴向上观察时，所述上侧延伸部在周向上的中心与将所述定子在周向上等分成所述最小公倍数的数量的径向线重合。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述上侧延伸部在周向上的尺寸随着从径向内侧朝向径向外侧而变大。

3.根据权利要求2所述的马达，其中，

当在轴向上观察时，所述上侧延伸部的周向两侧的外形线在通过中心轴线的直线上延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的马达，其中，

所述上侧延伸部在所述上侧转子对置面的整个径向上延伸。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的马达，其中，

设置于每一个所述上侧转子对置面上的多个所述上侧延伸部在周向上的中心沿着周向彼此等间隔地配置。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的马达，其中，

在周向上相邻的所述铁芯之间的周向距离在径向的任意位置都是相同的。

7.根据权利要求6所述的马达，其中，

所述上侧转子对置面的形状是周向的尺寸随着从径向内侧朝向径向外侧而变大的扇形，

当在轴向上观察时，设置于每一个所述上侧转子对置面上的所述上侧延伸部中的至少一个从所述铁芯的周向一侧的侧面延伸至所述铁芯的径向外端。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的马达，其中，

所述上侧转子对置面上的相邻的所述上侧延伸部之间的周向上的尺寸比所述上侧延伸部的周向上的尺寸大。

9.根据权利要求1～3中任一项所述的马达，其中，

所述马达具有安装于所述轴上的下侧转子，

所述下侧转子位于所述定子的下侧，且具有与所述定子在轴向上对置的下侧磁铁，

所述下侧磁铁具有沿着周向配置的多个磁极，

所述上侧磁铁的磁极的数量与所述下侧磁铁的磁极的数量相同，

所述上侧磁铁与所述下侧磁铁的彼此不同的磁极在轴向上对置。

10.根据权利要求9所述的马达，其中，

所述多个铁芯分别具有作为与所述下侧转子对置的面的下侧转子对置面，

在所述下侧转子对置面上设置有在径向上延伸的多个下侧延伸部，

所述下侧延伸部是从所述下侧转子对置面向下侧凸出的凸部，或者是从所述下侧转子对置面向上侧凹陷的凹部，

设置于每一个所述下侧转子对置面的所述下侧延伸部的数量是所述铁芯的数量与所述下侧磁铁的磁极的数量的最小公倍数除以所述铁芯的数量而得的值再减去1所得的数量。

11.根据权利要求10所述的马达，其中，

所述上侧延伸部与所述下侧延伸部在周向上设置于相同的位置。