CN107925287A - 轴向间隙型旋转电机 - Google Patents
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Abstract
轴向间隙型旋转电机(1)具备定子(2)、转子(3)、固定部件(5),前述定子(2)具备磁芯(21)及励磁线圈(22),前述转子(3)具备基材(31)和多个永磁铁(4),被相对于前述定子(2)在轴向上隔开间隔地配置,多个前述永磁铁(4)在旋转中心轴(AX)的周围沿周向排列,前述基材(31)将这些永磁铁支承,前述基材(31)是圆盘状的,前述固定部件(5)将前述永磁铁(4)固定于前述基材(31)。前述永磁铁(4)具备与前述定子(2)相向的正面和与前述基材相向的背面,在其周缘部具备被卡止部(412、422、432),前述固定部件包括卡止部(512)和固定部(511),前述卡止部(512)与前述被卡止部卡合,前述固定部(511)相对于前述基材形成机械性的固定构造。
Description
技术领域
本发明涉及马达、发电机等旋转电机,特别地,涉及具备励磁线圈的定子和具备永磁铁的转子被在轴向上隔开间隔地配置的轴向间隙型的旋转电机。
背景技术
轴向间隙型的旋转电机与定子被设置于转子的外周侧的径向间隙型的相比,具有能够薄型化、能够得到大转矩的优点,所以期待对于电动汽车等的应用。该旋转电机具有具备励磁线圈的定子和具备永磁铁的转子被在轴向上隔开微小的间隔(轴向间隙)地配置的构造。前述转子包括作为后轭部的圆盘状的基材、被配置・固定于该基材的表面的多个永磁铁。通常,这些永磁铁分别具有扇形的形状,N极和S极交替地以所希望的极数环状地排列。
前述永磁铁在转子的旋转时暴露于随时间变化的磁场。因此,在该永磁铁产生由于电涡流而引起的焦耳热,由此产生永磁铁被加热而其磁力下降的不良情况。在减少焦耳热的方面,例如专利文献1所公开的那样,将前述永磁铁分割成小片来减小电涡流的规模较为有效。
在上述的转子中,如何将多个永磁铁固定于圆盘状的基材屡次在轴向间隙型旋转电机中成为问题。即,前述转子经由微小的轴向间隙与定子相向配置,所以在用于永磁铁的固定而能够采取的机构上产生限制。特别地,在作为电涡流对策而将永磁铁分割成小片的情况下,在该磁铁小片的切实的固定上伴随着困难。
在专利文献1中,公开了使用粘接剂将磁铁小片彼此互相固定的方法。粘接剂的固定在不使用机械性的固定部件方面是有利的,此外,在将基材和永磁铁这线膨胀率不同的部件彼此的接合上有效。但是,例如即使分割成小片,在永磁铁上也产生电涡流而发热。永磁铁呈高温,由此,能够产生以下问题:一般前述粘接剂脆弱化,被粘接的永磁铁从基材剥离。
专利文献1:日本特开2006-14399号公报(图13)。
发明内容
本发明的目的在于提供在轴向间隙型旋转电机中能够将永磁铁切实地安装于转子的圆盘状基材的构造。
本发明的一个技术方案的轴向间隙型旋转电机的特征在于,具备定子、转子、固定部件,前述定子具备磁芯及励磁线圈,前述转子具备基材和多个永磁铁,被相对于前述定子在轴向上隔开间隔地配置,多个前述永磁铁在旋转中心轴的周围沿周向排列,前述基材将这些永磁铁支承,前述基材是圆盘状的,前述固定部件将前述永磁铁固定于前述基材,前述永磁铁具备与前述定子相向的正面和与前述基材相向的背面,在其周缘部具备被卡止部,前述固定部件包括卡止部和固定部,前述卡止部与前述被卡止部卡合,前述固定部相对于前述基材形成机械性的固定构造。
本发明的目的、特征及优点根据以下的详细的说明和附图会更容易理解。
附图说明
图1是概略地表示本发明的实施方式的轴向间隙型旋转电机的构造的图。
图2是表示上述旋转电机的定子及转子的一般的构造例的分解立体图。
图3是表示上述旋转电机的定子及转子的其他构造例的分解立体图。
图4是表示本发明的第1实施方式的定子及转子的分解立体图。
图5是表示第1实施方式的磁铁小片的立体图。
图6是表示前述磁铁小片向转子基材的安装状态的俯视图。
图7是图6的VII-VII线剖视图。
图8是表示第1实施方式的变形例的俯视图。
图9是表示本发明的第2实施方式的定子及转子的分解立体图。
图10是表示第2实施方式的磁铁小片向转子基材的安装状态的分解立体图。
图11是表示前述磁铁小片向转子基材的安装状态的局部剖视立体图。
图12是表示前述磁铁小片向转子基材的安装状态的剖视图。
图13是表示第2实施方式的变形例的俯视图。
图14是表示本发明的第3实施方式的定子及转子的分解立体图。
图15是表示第3实施方式的转子的结构的分解立体图。
图16是第3实施方式的转子的主视图。
图17是表示第3实施方式的定子的结构的主视图。
图18是表示第3实施方式的永磁铁的结构的立体图。
图19是表示第3实施方式的固定部件的结构的立体图。
图20是用于说明前述固定部件相对于基材的卡止方法的立体图。
图21是表示前述永磁铁借助前述固定部件固定于基材的状态的剖视图。
图22是用于说明将前述永磁铁安装于基材的流程的立体图。
图23是表示第3实施方式的变形例的永磁铁的结构的立体图。
图24是表示前述变形例的固定部件的结构的立体图。
图25是图24的XXV-XXV线剖视图。
图26是表示将前述变形例的永磁铁借助前述固定部件固定于基材时的状态的剖视图。
图27是表示限制部的变形例的立体图。
具体实施方式
以下,基于附图,对本发明的实施方式进行详细的说明。图1是概略地表示本发明的实施方式的轴向间隙型旋转电机1的构造的图。在本发明中,轴向间隙型旋转电机1能够采用例如马达或发电机、或兼用这些的设备的方式。在本实施方式中,作为轴向间隙型旋转电机的优选的一例,例示轴向间隙型无刷直流马达。
[轴向间隙型旋转电机的整体构造]
轴向间隙型旋转电机1具备壳10和其一部分从该壳10突出的旋转轴11。旋转轴11在该旋转电机1作为马达被使用的情况下作为产生转矩的输出旋转轴,在作为发电机被使用的情况下作为被输入旋转驱动力的输入旋转轴。
旋转电机1包括容纳于壳10内的圆盘状的定子2、两个圆盘状的转子3。定子2和转子3配置成沿旋转轴11的轴向排列。在本实施方式中,例示了双转子型的旋转电机1,前述双转子型的旋转电机1为如下方式:一方的转子3与定子2的一个圆盘面相向,另一方的转子3与定子2的另一个圆盘面相向,由此定子2被夹于两个转子3之间。当然,旋转电机1也可以是一个转子3与一个定子2在轴向上相向配置的单转子型。
各转子3被相对于定子2在轴向上隔开间隔G地配置。间隔G是所谓的轴向间隙,其长度为1mm~数mm的程度。旋转轴11在圆盘状的转子3处被与其旋转中心对心地固定。两个转子3被连结轴(省略图示)被互相连结,前述连结轴将定子2的中空部贯通,被配置于与旋转轴11相同的轴上。
这里,预先说明轴向间隙型旋转电机的一般的定子2及转子3的构造例。图2是表示一般的定子2及转子3的构造例的分解立体图。在图2中表示转子3的旋转中心轴AX(旋转轴11的轴心)。定子2包括沿周向(转子3的旋转方向)排列的多个电磁铁单元20。各电磁铁单元20具备扇形的磁芯21和装配于磁芯21的励磁线圈22。多个磁芯21被省略图示的磁芯支承部件支承,被绕旋转中心轴AX的轴均等地配置成圆环状。
磁芯21优选为压粉磁芯。压粉磁芯是通过被电气绝缘膜被覆的铁粉被牢固地压固而形成的磁芯。从抑制电涡流的观点考虑,在该压粉磁芯的基础上,也能够使用由多个电磁钢板的层叠体构成的层叠磁芯。压粉磁芯比前述层叠磁芯气密性高,且成型的自由度也高,所以作为磁芯21更为优选。在本实施方式中,磁芯21具有在其轴向的两端面形成有凸缘部211的线轴(ボビン)形状。
励磁线圈22以线轴形状的磁芯21作为卷芯将绝缘电线缠绕所需要的转数而成。通过直流电流向励磁线圈22的通电,产生与沿旋转轴11平行的方向贯通磁芯21的磁通量。此外,通过使直流电流向励磁线圈22的通电方向正反颠倒,能够使前述磁通量的方向颠倒。向各励磁线圈22的通电及通电方向的切换借助省略图示的驱动回路控制,由此形成使转子3绕旋转轴11旋转的磁力线。
转子3分别具备多个永磁铁40和将这些永磁铁40支承的圆盘状的基材31。各永磁铁40在轴向上观察为扇形的平板型的磁铁。基材31在与定子2相向的一侧具有与旋转中心轴AX正交的圆形的支承面31S。多个永磁铁40在支承面31S的中心点O(与旋转中心轴AX交叉的点)的周围,以S极和N极沿周向交替地并列的方式,在支承面31S的外周边缘附近环状地排列。
圆盘状的基材31是由钢材等磁性体形成的部件,兼具上述永磁铁40的支承功能和作为永磁铁40的后轭部的功能。与定子2相向的正面被磁化成S极的永磁铁40的背面为N极。与其相邻的永磁铁40的正面为N极且背面为S极。基材31实现将这些永磁铁40的背面侧支承,并且在背面侧的S极-N极之间形成磁路的作用。以往,永磁铁40一般使用例如环氧树脂系粘接剂那样的粘接剂固定于基材31的支承面31S。这是因为,为了使由钕等构成的永磁铁40和由钢材等构成的基材31这线膨胀系数不同的两个部件接合,粘接剂较适合。
在如以上那样构成的旋转电机1中存在的问题是永磁铁40由于电涡流的发热。永磁铁40在转子3的旋转时暴露于随时间变化的磁场。由此,在永磁铁40感应电涡流,由于焦耳热而自身加热。若永磁铁40呈高热化,则其磁力下降,并且使将该永磁铁40粘接于基材31的粘接剂脆弱化。由于该脆弱化,有时发生永磁铁40从基材31剥离的不良情况。
图3是表示转子3的其他构造例的分解立体图。这里表示的转子3为,形成一个极的永磁铁借助由多个磁铁小片401、402、403构成的永磁铁单元400构成。即,将图2所示的永磁铁40沿圆盘状基材31的径向分割成3个磁铁小片401、402、403。这些磁铁小片401、402、403同样地借助粘接剂固接于基材31。
通过使用被分割的磁铁小片401、402、403,能够使电涡流的产生量变小。然而,例如即使将永磁铁分割来小容积化,在这些磁铁小片401、402、403也不可避地产生电涡流而发热。因此,产生上述粘接剂的脆弱化的现象,不能将永磁铁单元400从基材31剥离的问题完全消除。以下,表示能够解决这样的转子3从永磁铁的剥离的问题的实施方式。
[第1实施方式]
图4是表示本发明的第1实施方式的轴向间隙型旋转电机的定子2及转子3的分解立体图。在第1实施方式中例示的旋转电机的基本构造与之前所示的图2、图3相同,是一个定子2夹于两个转子3之间而构成的双转子型的旋转电机。定子2的结构与之前说明的一样,所以在此省略说明。
转子3具备圆盘状的基材31和分别形成一个磁极的多个磁极单元P。圆盘状的基材31在上述的圆形的支承面31S的基础上,具备将该基材31沿轴向贯通的多个螺纹孔32。
基材31将磁极单元P在支承面31S支承,并且发挥作为磁极单元P所具备的永磁铁的后轭部的功能。多个磁极单元P在基材31的旋转中心轴的周围沿周向排列。
图5是表示一个磁极单元P的结构的分解立体图。磁极单元P具备永磁铁4、将该永磁铁4固定于基材31的固定部件5、保持永磁铁4的外周侧的固定片6。永磁铁4还分割成多个磁铁小片,即第1磁铁小片41、第2磁铁小片42及第3磁铁小片43。这些磁铁小片41~43与图3所示的磁铁小片相同,是被沿基材31的径向分割的小片,通过它们被相邻地配置而形成有一个扇形的永磁铁4。
第1~第3磁铁小片41~43分别在轴向观察具有大致梯形的形状。第1磁铁小片41是距扇形的永磁铁4的圆弧中心最近的小片,是周向宽度最短的片。第3磁铁小片43是距前述圆弧中心最远的小片,是周向宽度最长的片。第2磁铁小片42是位于前两者中间的小片,是具有两者的中间的周向宽度的片。
第1磁铁小片41具备与定子2相向的正面41S和与基材31相向的背面41R。正面41S及背面41R都是平坦的梯形面。正面41S相同地与作为平坦的梯形面的磁芯21的凸缘部211的表面平行,被隔着既定的轴向间隙地相向配置。背面41R是借助固定部件5的紧固力被直接压接于基材31的支承面31S,或是经由粘接剂被压接的面。第2磁铁小片42及第3磁铁小片43也具备与上述相同的正面及背面。
第1磁铁小片41在其周缘部具备四个侧面。四个侧面由作为第1磁铁小片41的周向的侧面的一对周侧面411、径向内侧的内侧面413、与该内侧面413相比在周向上较长的外侧面414构成。周侧面411是将周向长度不同的内侧面413和外侧面414相连的面,一对周侧面411间的间隔向径向外侧扩展开。这些侧面是相对于支承面31S大致垂直的面。
在第1磁铁小片41的周向两端部,即在各周侧面411形成有半圆锥状(在轴向观察为半圆形)的凹部412(被卡止部)。凹部412是从正面41S向背面41R凹陷的凹部,分别在正面41S具有向第1磁铁小片41的周向中心凸起的半圆形的开口边缘,在周侧面411具有向背面41R凸起的半圆形的开口边缘。该凹部412是作为容纳后述的埋头螺钉的头部的埋头部的凹部。
第2磁铁小片42及第3磁铁小片43也除了周向的长度不同以外,具有与第1磁铁小片41相同的形状。即,第2磁铁小片42具备一对周侧面421、内侧面423及外侧面424,在第2磁铁小片42的周向两端部,即在各周侧面421形成有半圆锥状的凹部422(被卡止部)。此外,第3磁铁小片43具备一对周侧面431、内侧面433及外侧面434,在第3磁铁小片43的周向两端部,即在各周侧面431,形成有半圆锥状的凹部432(被卡止部)。
作为永磁铁4,例如能够例示钕磁铁、钐钴磁铁、铁素体磁铁、铝镍钴磁铁等。这些永磁铁在将原材料粉末成型加工成最终形状后,通过进行将前述成型加工体暴露于强力的磁场中等的磁化操作来制造。因此,能够在被磁化前进行磁铁的形状加工,所以能够自如且容易地进行被分割的磁铁小片41~43的制作、以及形成凹部412、422、432的倒角加工。
固定片6(限制部)是防止在转子3的旋转时第1~第3磁铁小片41~43由于离心力而向径向外侧脱落的部件。固定片6与第3磁铁小片43的外侧面434(永磁铁的径向外侧端部)相向,具备周向的长度与该外侧面434大致相同的推压面61和用于使该固定片6固定基材31的固定孔62。固定孔62在固定片6的周向中央部仅设置一个。
第1~第3磁铁小片41~43固定于基材31时,分别是,第1磁铁小片41的外侧面414和第2磁铁小片42的内侧面423紧密接触,此外,第2磁铁小片42的外侧面424和第3磁铁小片43的内侧面433紧密接触。进而,第3磁铁小片43的外侧面434和固定片6的推压面61紧密接触,该推压面61承接永磁铁4的离心力。
固定部件5在本实施方式中是多个埋头螺钉。在本实施方式中,作为固定部件5,具备将第1磁铁小片41固定于基材31的一对第1埋头螺钉51、将第2磁铁小片42固定于基材31的一对第2埋头螺钉52、将第3磁铁小片43固定于基材31的一对第3埋头螺钉53、将固定片6固定于基材31的一个第4埋头螺钉54。
第1埋头螺钉51具备主体部511(固定部)和埋头部512(卡止部),前述主体部511(固定部)具备外螺纹的螺纹切削部,前述埋头部512(卡止部)与主体部511的一端相连,扩径成锥状。主体部511的与螺纹轴向正交的截面的形状是圆形,埋头部512的截面是比主体部511直径大的圆形。主体部511是与基材31的螺纹孔32螺纹接合并由此形成相对于基材31的机械性的固定构造的部分。埋头部512是与凹部412卡合的部分,具有承接螺纹紧固连结用的六角扳手的六角孔。在埋头部512的一部分推压凹部412的状态下,主体部511与既定位置的螺纹孔32螺纹接合,由此,第1磁铁小片41固定于基材31。埋头部512设定成,在螺纹紧固连结时容纳于凹部412而不从正面41S突出的尺寸。即,埋头部512在不从正面41S突出的情况下与凹部412卡合(参照图7)。
其他埋头螺钉52、53、54也是与第1埋头螺钉51相同的构造。一对第2埋头螺钉52以与配置于第2磁铁小片42的周向两端部的凹部422分别卡合的方式与基材31螺纹接合,将第2磁铁小片42固定于基材31。一对第3埋头螺钉53以与配置于第3磁铁小片43的周向两端部的凹部432分别卡合的方式与基材31螺纹接合,将第3磁铁小片43固定于基材31。第4埋头螺钉54穿过固定片6的固定孔62与基材31的螺纹孔螺纹接合,将固定片6固定于基材31。
在本实施方式中,例示了第1~第3埋头螺钉51~53并非分别仅固定一个磁铁小片,而是将与其相邻的其他磁铁小片也固定的例子。关于这点,基于图6及图7进行说明。图6是表示磁铁小片41~43向基材31的安装状态的俯视图,图7是图6的VII-VII线剖视图。
在图6中,选出将某个磁极单元P(一个磁极)、在磁极单元P的逆时针方向(作为上游)相邻的上游磁极单元PA(其他磁极)、在顺时针方向(作为下游)相邻的下游磁极单元PB(其他磁极)来表示。磁极单元P的第1、第2、第3磁铁小片41P、42P、43P分别与上游磁极单元PA的第1、第2、第3磁铁小片41PA、42PA、43PA隔开间隙d地沿周向排列,此外,与下游磁极单元PB的第1、第2、第3磁铁小片41PB、42PB、43PB隔开间隙d地沿周向排列。即,各磁极单元的相同尺寸的磁铁小片被在径向的相同位置隔开间隙d地沿周向配置。
由此,例如也如图7所示,借助磁极单元P的第1磁铁小片41P的上游侧的半圆形凹部412、上游磁极单元PA的第1磁铁小片41PA的下游侧的半圆形凹部412,隔着间隙d,形成有一个大致圆形的凹部。并且,以一个第1埋头螺钉51A的埋头部512被容纳于该大致圆形的凹部的方式,固定有相邻的两个第1磁铁小片41P、41PA。如上所述的大致圆形的凹部也借助磁极单元P的第2、第3磁铁小片42P、43P的上游侧的凹部422、423、上游磁极单元PA的第2、第3磁铁小片42PA、43PA的下游侧的凹部422、423来形成。在这些大致圆形的凹部,以第2、第3埋头螺钉52A、53A分别被容纳一个的方式,固定有相邻的2个磁铁小片。
同样地,上述的大致圆形的凹部也借助磁极单元P的第1、第2、第3磁铁小片41P、42P、43P的下游侧的凹部412、422、423、下游磁极单元PB的第1、第2、第3磁铁小片41PB、42PB、43PB的上游侧的凹部412、422、423来形成。在这些大致圆形的凹部,以第1、第2、第3埋头螺钉51B、52B、53B分别被容纳一个的方式,固定有相邻的两个磁铁小片。
参照图7,进一步详细说明一个前述大致圆形的凹部的磁铁小片的固定构造。磁极单元P的第1磁铁小片41P及上游磁极单元PA的第1磁铁小片41PA的背面41R经由粘接剂J接合于基材31的支承面31S。能够省去该粘接剂J,但为了更稳定地将磁铁小片41P、41PA固定于支承面31S,希望使粘接剂J的层存在其中。
第1磁铁小片41P的上游侧的周侧面411和第1磁铁小片41PA的下游侧的周侧面411相向,此外,两者的凹部412彼此相向,由此形成有一个大致圆锥形的凹部。第1埋头螺钉51的主体部511紧固连结于基材31的螺纹孔32,埋头部512被容纳于前述大致圆锥形的凹部。借助埋头部512的圆锥锥面513的上游侧部分,图7中的左方的第1磁铁小片41PA的凹部412被推压,借助下游侧部分,右方的第1磁铁小片41P的凹部412被推压。
主体部511的比与螺纹孔32螺纹接合的螺纹接合部分靠上方的部分收纳于相对的周侧面411间。即,主体部511的直径设定成比上述的间隙d(图6)稍小。埋头部512完全容纳于由一对凹部412形成的大致圆锥形的凹部,其顶面51S与第1磁铁小片41P、41PA的正面41S大致共面。顶面51S与正面41S共面,或顶面51S与正面41S相比凹陷,在不从正面41S突出的情况下与凹部412卡合即可。另外,在本发明中,如图7的例子,希望作为固定部件的第1埋头螺钉51在顶面51S不从正面41S突出的情况下与基材31卡合。但是,若是不对轴向间隙(图1的间隔G)造成影响的程度,也可以是仅固定部件的一部分(这里是顶面51S)从正面41S突出。
根据以上说明的第1实施方式的旋转电机,固定部件5的卡止部(埋头螺钉51~53的埋头部512)与第1~第3磁铁小片41~43的凹部412、422、423卡合,由此限制这些磁铁小片,另一方面,埋头部512不从磁铁小片41~43的正面41S突出,所以相对于定子2不发生干涉。因此,即使轴向间隙微小,也能够将磁铁小片41~43向圆盘状的基材31良好地固定。此外,即使磁铁小片41~43由于电涡流而高热化,这些也不从基材31剥离。
此外,作为被卡止部的凹部412、422、423被配置于永磁铁4(磁铁小片41~43)的周缘部,所以不对该永磁铁4产生的磁回路造成影响。在用螺纹件将永磁铁4固定于基材31的情况下,也考虑在永磁铁4的周向中心附近设置螺纹孔来螺纹紧固的方法。但是,在中心附近将螺纹孔穿孔的情况下,该螺纹孔成为磁路形成的阻碍,使磁极单元P的磁力下降。但是,在本实施方式中,在永磁铁4的周缘部配置磁铁固定用的倒角部分,所以不对磁极单元P的磁路形成造成影响。
进而,在本实施方式中,借助一个埋头螺钉51~53固定多个磁铁小片41~43。可以对各磁极单元P的磁铁小片41~43的周向两端部分别应用埋头螺钉,但该情况下埋头螺钉的个数变多,并且需要埋头螺钉的配置空间。根据本实施方式,能够实现埋头螺钉的使用个数的削减及埋头螺钉的配置空间的削减。
[第1实施方式的变形例]
图8是表示第1实施方式的变形例的永磁铁向基材31的安装状态的俯视图。在上述实施方式中,例示了一个磁极单元P的永磁铁4被分割成多个磁铁小片41~43,它们分别借助埋头螺钉51~53固定于基材31的例子。将其代替,在图8所示的变形例中,表示了在不将一个磁极单元P的永磁铁分割的情况下固定于基材31的方式。
在图8中,选出某个磁极单元P、上游磁极单元PA及下游磁极单元PB来表示。各磁极单元P、PA、PB分别具备扇形的1个部件的永磁铁40P、40PA、40PB。永久铁40P、40PA、40PB分别在其周向两端部具备半圆锥状的凹部404作为被卡止部。在相邻的永磁铁40P及上游的永磁铁40PA的凹部404彼此形成一个大致圆锥形的凹部,此外,相同地,在相邻的永磁铁40P及下游侧的永磁铁40PB的凹部404彼此形成有一个大致圆锥形的凹部。在这些凹部分别以容纳一个第1埋头螺钉55A、55B的方式,永磁铁40P、40PA、40PB被固定于基材31。在能够将永磁铁40P、40PA、40PB的由于电涡流的升温的问题借助冷却机构的设计来克服的情况下,本变形例的方式优选地能够将零件个数进一步减少。
其他,在上述实施方式中,例示了埋头螺钉作为固定部件5,但不限于此。作为固定部件5,能够应用各种螺纹部件、各处的固定件,例如能够使用锪孔螺纹。在应用锪孔螺纹的情况下,设置于永磁铁的两端部的被卡止部的形状为半圆柱形。或者,也可以使用铆钉作为固定部件5。该情况下,基材31和形成机械性的固定构造的固定部作为该铆钉的铆接部。进而,在上述实施方式中,例示了在基材31的径向上分割成3个的磁铁小片41~43,但分割数是任意的,例如可以分割成两个,也可以分割成4个。
[第2实施方式]
图9是表示本发明的第2实施方式的轴向间隙型旋转电机的定子2及转子3A的分解立体图。此外,第2实施方式中例示的旋转电机的基本构造也与先前所示的图2、图3的相同,是一个定子2夹于两个转子3A间所成的双转子型的旋转电机。定子2的结构与先前说明的相同,所以这里也省略说明。在转子3A中与第1实施方式不同的方面是,使用将永磁铁沿周向分割的磁铁小片的方面和磁铁小片的被卡止部及固定部件的构造不同的方面。
转子3A具备圆盘状的基材31A和分别形成一个磁极的多个磁极单元Pa。基材31A在圆形的支承面31S的基础上具备将该基材31A在轴向上贯通的多个螺纹孔的多个内侧螺纹孔321和外侧螺纹孔322,前述多个内侧螺纹孔321在基材31A的径向的中间附近环状地排列,前述外侧螺纹孔322在周边缘附近环状地排列。基材31A将磁极单元Pa在支承面31S支承,并且发挥作为磁极单元Pa具备的永磁铁的后轭部的功能。多个磁极单元Pa在基材31A的旋转中心轴的周围被沿周向排列。
图10是用于说明第2实施方式的磁极单元Pa的构造的转子3A的分解立体图。这里,表示磁极单元Pa组的一部分安装于基材31A、其中一个磁极单元Pa被分解的状态。磁极单元Pa具备永磁铁4A和将该永磁铁4A固定于基材31A的固定块7。
一个磁极单元Pa的永磁铁4A被进而分割成多个磁铁小片,即分割成第1磁铁小片44、第2磁铁小片45及第3磁铁小片46。这些磁铁小片44~46与图3及图4所示的磁铁小片不同,是被沿圆盘状的基材31A的周向相等地分割的小片,通过它们相邻地配置而形成有一个扇形的永磁铁4A。第1~第3磁铁小片44~46具有分别在轴向观察时径向细长的大致梯形的形状,以该梯形的短边侧向径向的内侧、长边侧向径向的外侧取向的方式配置于基材31A上。
图11是表示第1磁铁小片44向基材31A的安装状态的局部剖视立体图,图12是其剖视图。第1磁铁小片44分别在径向内侧的端部具备内侧倾斜面441(被卡止部),在径向外侧的端部具备外侧倾斜面442(被卡止部)。这些倾斜面441、442为,通过使第1磁铁小片44的背面44R侧的径向宽度比正面44S侧的径向宽度长而形成于该第1磁铁小片44的周边缘的倾斜面。即,内侧倾斜面441是从正面44S的径向内侧端边缘朝向基材31A的中心点方向向背面44R下降的倾斜面,外侧倾斜面442是从正面44S的径向外侧端边缘朝向基材31A的外周边缘方向向背面44R下降的倾斜面。
第2磁铁小片45及第3磁铁小片46也具有与上述第1磁铁小片44相同的形状。第1~第3磁铁小片44~46配置成,固定于基材31A时,通过第1磁铁小片44的内侧倾斜面441和第2、第3磁铁小片45、46分别具有的内侧倾斜面的连续设置,形成集合成一个的内侧倾斜面。相同地,第1~第3磁铁小片44~46配置成,通过第1磁铁小片44的外侧倾斜面442和第2、第3磁铁小片45、46分别具有的外侧倾斜面的连续设置,形成集合成一个的外侧倾斜面。
固定块7由将永磁铁4A的内周边缘侧卡止的第1固定块71(固定夹具)、将永磁铁4A的外周边缘侧卡止的第2固定块72(固定夹具)构成。第1固定块71借助第1固定螺纹件56(紧固连结件),使用内侧螺纹孔321固定于基材31A。第2固定块72借助第2固定螺纹件57件(紧固连结件),使用外侧螺纹孔322固定于基材31A。在本实施方式中,借助第1、第2固定块71、72(卡止部)和第1、第2固定螺纹56、57(固定部),构成本发明的固定部件。
第1固定块71及第2固定块72是在轴向上具有与第1~第3磁铁小片44~46大致相同厚度的平板且大致梯形的块。第1固定块71具有倒倾斜面711、固定孔712及一对把持部713。倒倾斜面711配置于第1固定块71的外周面侧,与通过第1~第3磁铁小片44~46的紧密排列而形成的前述被集合的内侧倾斜面(即,永磁铁4A的内侧倾斜面)面接触,推压该内侧倾斜面。倒倾斜面711的周向宽度与前述被集合的内侧倾斜面的周向宽度大致相同。即,第1固定块71被跨第1~第3磁铁小片44~46地配置。
固定孔712是被第1固定螺纹件56插通的孔。第1固定螺纹件56是埋头螺钉,固定孔712是具备与该埋头螺钉的埋头部卡合的形状的螺纹孔。一对把持部713是从倒倾斜面711的周向两端向径向外侧分别突出的部分,如图10所示,以把持第1~第3磁铁小片44~46的内侧倾斜面附近的周向两侧面的方式来限制。通过该限制,防止第1~第3磁铁小片44~46的排列状态错乱。
第2固定块72也具有相同的倒倾斜面721、固定孔722及一对把持部723。倒倾斜面721配置于第2固定块72的内周面侧,与第1~第3磁铁小片44~46的前述被集合的外侧倾斜面面接触,推压该外侧倾斜面。倒倾斜面721的周向宽度与前述被集合的外侧倾斜面的周向宽度大致相同。固定孔722被由埋头螺钉构成的第2固定螺纹件57插通,是具备与其埋头部卡合的形状的螺纹孔。一对把持部723是从倒倾斜面721的周向两端向径向内侧分别突出的部分,限制第1~第3磁铁小片44~46的外侧倾斜面附近的周向两侧面。即,此外,第2固定块72也被跨第1~第3磁铁小片44~46地配置。
第1磁铁小片44为,配置于其径向两端部的内侧倾斜面441及外侧倾斜面442分别被倒倾斜面712、721推压(限制),由此,固定于基材31A。第2、第3磁铁小片45、46也是同样的。具体地,在第1固定块71的固定孔712和内侧螺纹孔321被对准、且倒倾斜面711与第1~第3磁铁小片44~46的前述被集合的内侧倾斜面抵接的状态下,第1固定螺纹件56与内侧螺纹孔321螺纹接合。此外,在第2固定块72的固定孔722和外侧螺纹孔322对准、且倒倾斜面721与第1~第3磁铁小片44~46的前述被集合的外侧倾斜面抵接的状态下,第2固定螺纹件57与外侧螺纹孔322螺纹接合。第1、第2固定螺纹56、57的螺纹接合在本实施方式中,成为相对于基材31A的机械性的固定构造的形成。
借助第1、第2固定螺纹56、57的紧固,倒倾斜面711、721分别推压前述被集合的内侧倾斜面及外侧倾斜面,所以第1~第3磁铁小片44~46牢固地固定于基材31A。如图12所示,第1、第2固定螺纹56、57的紧固连结后,其埋头部的顶面与第1磁铁小片44的正面44S共面。此外,如已说明的那样,第1、第2固定块71、72和第1~第3磁铁小片44~46为大致相同的厚度。因此,即使轴向间隙是微小的,用于永磁铁4A的固定的部件也不会相对于定子2干涉。
此外,作为被卡止部的内侧倾斜面441及外侧倾斜面442配置于第1磁铁小片44的径向两端部,即配置于其周缘部,所以不对该永磁铁4A产生的磁气回路造成影响。进而,将分割成3个的磁铁小片44~46关于内径侧用一个第1固定块71固定,关于外径侧也用一个第2固定块72固定,所以有能够削减零件数量的优点。
[第2实施方式的变形例]
图13(A)及(B)是表示第2实施方式的变形例的永磁铁4B向基材31A的安装状态的俯视图。在上述实施方式中,表示了将第1、第2固定螺纹件56、57及第1、第2固定块71、72作为固定部件将被沿周向分割的磁铁小片固定的例子。即使是被沿周向分割的磁铁小片,也能够采用第1实施方式中例示的固定部件。
在图13(A)中,表示了一个磁极单元的永磁铁4B由被沿周向分割成两个的第4磁铁小片47及第5磁铁小片48构成的例子。第4磁铁小片47在径向内侧的端部471具有作为被卡止部的内侧凹部473,在径向外侧的端部472具有作为被卡止部的外侧凹部474。第5磁铁小片48也在径向内侧的端部481具有内侧凹部483,在径向外侧的端部482具有外侧凹部484。
内侧凹部473、483分别是中心角为90度左右的圆弧状凹部,两者相邻地并列,由此形成有一个内侧半圆形凹部491。同样地,外侧凹部474、484相邻地并列,由此形成有一个外侧半圆形凹部492。并且,如图13(B)所示,分别为,内侧半圆形凹部491与埋头螺钉58卡合,外侧半圆形凹部492与埋头螺钉59卡合,固定于基材31A。根据该变形例,能够省去固定块那样的零件的使用。
其他,在上述实施方式中,表示了一个磁极单元P的永磁铁4A被沿周向分割成多个磁铁小片44~46的例子。也可以将其取代,不分割永磁铁4A,而是使用第1、第2固定螺纹件56、57及第1、第2固定块71、72固定于基材31A。此外,磁铁小片的倾斜面441、442、及固定块的倒倾斜面711、712为,两者能够面接触即可,例如可以是曲面状、台阶状。
[第3实施方式]
图14是表示本发明的第3实施方式的轴向间隙型旋转电机100的构造的立体图。与上述第1、第2实施方式相同地,轴向间隙型旋转电机100具备两个转子110和一个定子120,是在定子120的两侧分别配置有转子110的单定子双转子构造的轴向间隙型旋转电机。转子110被以旋转轴为中心能够旋转地支承。此外,转子110和定子120在旋转轴延伸的方向上经由气隙被相向配置。另外,在以下的说明中,将旋转轴的轴延伸的方向称作“轴向”,将以旋转轴为中心的圆的圆周方向称作“周向”,将其半径方向称作“径向”。
转子110具备圆盘状的基材111和永磁铁112。基材111具有中央部分圆形地突出的圆盘状的基部部件113、圆环板状的后轭部114。基部部件113由不被永磁铁112吸附的不锈钢、铜、铝等金属材料或碳素纤维、复合材料等非金属材料构成。但是,从强度的观点考虑优选为刚性高的金属材料,进而从费用及加工性的观点考虑优选为不锈钢。
后轭部114是缠绕有带状的电磁钢板的卷绕铁芯,是软磁体。后轭部114在径向中心附近具有中空部分。在基部部件113的定子120侧的面,后轭部114的前述中空部分嵌合于基部部件113的突出部分。
图15是表示转子110的结构的分解立体图,图16是其主视图。在后轭部114的与定子120相向的相向面,多个永磁铁112(相当于第1、第2实施方式的磁极单元P)在旋转中心轴AX的周向上等间隔地并列。各永磁铁112在主视时是中心侧部分缺少成圆弧状的扇形,是厚度(轴向长度)恒定的板状。永磁铁112配置成扇形的中心与旋转中心轴AX一致。此外,永磁铁112的数量为16个。这些永磁铁112借助固定部件115固定于基材111。在后说明有关永磁铁112的固定方法。
接着,对定子120的结构进行说明。图17是表示定子120的结构的正面剖视图。定子120具备磁芯122和励磁线圈123。
磁芯122构成为作为软磁性体的多个电磁钢板沿径向层叠。多个这样的磁芯122沿旋转中心轴AX的周向等间隔地并列。各磁芯122配置成,主视观察时呈梯形的块状,短边侧为旋转轴侧,长边侧为外周侧。此外,磁芯122的个数(固定件(ステータ))为18。另外,固定件数也可以设为18以外的数。但是,在将轴向间隙型旋转电机100借助三相交流驱动的情况下,固定件数需要是3的倍数。此外,与固定件数为18相对,不限于将永磁铁112的数量(极数)设为16,也能够是其他组合。但是,极数需要是偶数。例如,与固定件数为18相对,也可以将极数设为14或12。但是,有由于固定件数和极数的组合二轴向间隙型旋转电机100的效率下降的情况,相对于固定件数18,极数为16较适合。这样的各磁芯122被保持成由绝缘体构成的线轴(无图示)。
导线被缠绕于磁芯122,形成励磁线圈123。磁芯122及励磁线圈123构成电磁铁121。若电流流过励磁线圈123,则以电磁铁121的与转子110相向的一侧呈N极或S极的方式产生磁场。此外,电磁铁121被以产生与相邻的电磁铁121朝向相反的磁极的方式通电。即,反方向的电流被向相邻的励磁线圈123供给,相邻的磁芯122被励磁成相反的磁极。
接着,对永磁铁112相对于基材111的固定方法进行说明。如图16所示,固定部件115配置于相邻的两个永磁铁112之间,借助该固定部件115,各永磁铁112以被向基材111推压的方式固定。
图18是表示永磁铁112的结构的立体图。永磁铁112构成为弯曲成圆弧状的多个磁铁元件112a~112e沿径向并列。这样能够通过将永磁铁112设为分割构造来减少焦耳损失。永磁铁112在其周向的两端边缘具有第1倾斜面112f。第1倾斜面112f是朝向定子120侧的面。通过形成一对第1倾斜面112f,永磁铁112具有朝向定子120侧周向宽度逐渐减少的锥形。即,永磁铁112沿宽度方向切断时的截面形状呈扁平的梯形。
参照图19,对固定部件进行说明。图19是表示固定部件115的结构的立体图。固定部件115由非磁性材料,例如合成树脂、碳素纤维、玻璃纤维、碳素纤维或玻璃纤维和合成树脂的母材组合的复合材料、奥氏体系不锈钢、铜、铝等构成。另外,这里所说的“非磁性”是指实质不被磁化的性质,包括被微弱地磁化成不被永磁铁吸附的程度的情况。由此,能够防止从永磁铁112产生的磁通量穿过固定部件115向周向扩展。因此,磁通量集中于永磁铁112的正面侧及背面侧,马达的效率提高。此外,不会由于永磁铁112的磁力而固定部件115被吸引或排斥,组装变得容易。
固定部件115具有沿径向延伸的棒状部116、从棒状部116的一端沿轴向延伸的卡止部117、设置于棒状部116的另一端的固定部118。棒状部116在其周向的两侧边缘具备第2倾斜面116a。即,棒状部116在沿宽度方向切断时的截面形状呈倒立梯形。
卡止部117是从棒状部116的径向外侧端向基材111侧延伸的棒状部分。卡止部117的基材111侧端部向径向内侧弯曲,卡止部117在侧面观察(周向构成)时呈L字形。此外,卡止部117的宽度与棒状部116的较宽一方的宽度、即倒立梯形的上底的长度相同。由此,与棒状部的较窄一方的宽度、即倒立梯形的下底的长度相比卡止部117的宽度较长,所以在棒状部116和卡止部117的连接部分,在卡止部117的径向内侧部分形成三角形的区域。该三角形的区域是限制永磁铁112朝向径向外侧的移动的限制部119。
卡止部117与永磁铁112相比配置于径向外侧,卡止于基材111。图20是用于说明卡止部117相对于基材111的安装方法的立体图。在基部部件113的背面侧外边缘部,沿周向等间隔地设置有凹部113a。卡止部117以弯曲部分卡合于该凹部113a的方式安装。
此外,如图14至图16所示,固定部118借助螺栓B固定于基部部件113的圆形的突出部分、即比永磁铁112靠径向内侧部分。由此,固定部件115借助卡止部117和固定部118,在与永磁铁112相比靠径向的内侧及外侧的两个部位安装于基材111。因此,能够借助较少的安装部位将固定部件115固定于基材111。此外,能够在两个部位的安装部位中的一方将固定部件115向基材111卡止,在另一方固定,由此使螺栓等紧固连结零件的数量为最小限度。
固定部件115为,棒状部116跨永磁铁112的径向全长地架设来安装于基材111。图21是表示永磁铁112借助固定部件115固定于基材111时的状态的剖视图。借助固定部件115固定永磁铁112的情况下,棒状部116紧贴于两个永磁铁112互相接近的一侧的端部。这里,第1倾斜面112f的倾斜角θ1和第2倾斜面116a的倾斜角θ2的和为180°,第1倾斜面112f和第2倾斜面116a互相面接触。此外,棒状部116为,与基材111侧相比,定子120侧宽度较宽,所以棒状部116盖在永磁铁112的周向端部(第1倾斜面112f)。由此,能够防止永磁铁112向定子120侧脱落。此外,通过使固定部件115的第2倾斜面116a盖在永磁铁112的第1倾斜面112f,能够减少固定部件115的高度(轴向的长度)。
通过借助螺栓B将固定部件115固定于基材111,能够以将永磁铁112向基材111推压的方式固定。此外,第2倾斜面116a被向第1倾斜面112f推压,由此永磁铁112不仅被向基材111侧还被向周向推压,也能够将永磁铁112在周向上固定。进而,棒状部116被跨永磁铁112的径向全长地架设,所以构成一个永磁铁112的全部磁铁元件112a~112e被棒状部116向基材111推压,能够防止各磁铁元件112a~112e互相分离。
以与永磁铁112的周向端部的径向外侧面相向的方式,配置固定部件115的限制部119(参照图19)。若转子110旋转,则朝向径向外侧的离心力作用于永磁铁112。但是,借助限制部119,永磁铁112朝向径向外侧的移动被限制,防止永磁铁112的脱落。
通过借助上述那样的固定部件115将永磁铁112固定于基材111,不需要使用粘接剂。此外,借助固定部件115将永磁铁112机械性地固定于基材111,所以不会发生因为永磁铁112及基材111的电涡流的发热而永磁铁112的固定力下降的情况。另外,也可以以辅助永磁铁112的固定的目的使用粘接剂。
图22是用于说明将永磁铁112安装于基材111的流程的立体图。首先,将后轭部114安装于基部部件113,将一个固定部件115安装于基材111,借助螺栓B来固定(a)。接着,沿固定于基材111的固定部件115的棒状部116配置多个磁铁元件112a~112e,由此将一个永磁铁112载置于后轭部114的表面(b)。此时,使永磁铁112的第1倾斜面112f紧贴于棒状部116的一方的第2倾斜面116a。
接着,以将配置于基材111的表面的永磁铁112与先前安装的固定部件115夹持的方式,将另一个固定部件115安装于基材111,借助螺栓B固定(c)。此时,使棒状部116的一方的第2倾斜面116a紧贴于永磁铁112的第1倾斜面112f。
同样地,将永磁铁112及固定部件115依次安装于基材111。若将倒数第二个(第15个)永磁铁112安装于基材111,则在安装最后的固定部件115前,将最后(第16个)的永磁铁112安装于基材111(d)。此时,最后的永磁铁112紧贴于最初安装于基材111的固定部件115,以与倒数第二个永磁铁112之间设置间隙的方式,配置于基材111的表面。
嵌入如上所述地设置于两个永磁铁112之间的间隙,安装最后的固定部件115。将该固定部件115用螺栓B固定,转子110完成(e)。
[第3实施方式的变形例]
图23是表示第3实施方式的变形例的永磁铁212的结构的立体图。永磁铁212构成为,弯曲成圆弧状的多个磁铁元件212a~212e沿径向并列,在其周向的两端边缘形成有台阶状的第1台阶部212f。在第1台阶部212f,从轴向的中央起,定子120侧的部分的宽度变小,基材111侧的部分宽度变大。即,在永磁铁212的周向两端,基材111侧的部分突出。
图24是表示本变形例的固定部件215的结构的立体图。固定部件215由非磁性材料构成。固定部件215具有棒状部216、卡止部217、固定部218,前述棒状部216沿径向延伸,前述卡止部217从棒状部216的一端沿轴向延伸,前述固定部218设置于棒状部216的另一端。图25是图24的XXV-XXV线剖视图。棒状部216在其周向的两侧边缘具备第2台阶部216a。第2台阶部216a从轴向的中央起,固定件侧的部分的宽度变大,转子基盘侧的部分的宽度变小。另外,卡止部217及固定部218的结构与上述第3实施方式中说明的卡止部117及固定部118相同,所以省略其说明。
在棒状部216和卡止部217的连接部分,在卡止部217的径向内侧部分形成有四边形的区域。该四边形的区域是限制永磁铁向径向外侧的移动的限制部219。
固定部件215为,棒状部216跨永磁铁212的径向全长地架设来安装于基材111。图26是表示将永磁铁212用固定部件215固定时的状态的剖视图。在永磁铁212被固定部件215固定的情况下,棒状部216紧贴于两个永磁铁212互相接近的一侧的端部。这里,以第1台阶部212f、第2台阶部216a互相嵌合的方式面接触。此外,棒状部216与基材111侧相比定子120侧宽度较宽,所以棒状部216盖在永磁铁212的周向端部(第1台阶部212f)。由此,能够防止永磁铁212向定子120侧脱落。此外,通过使永磁铁212的第1台阶部212f盖在固定部件215的第2台阶部216a,能够减少固定部件215的高度(轴向的长度)。
借助上述那样的固定部件215将永磁铁212固定于基材111,由此不需要使用粘接剂。此外,借助固定部件215将永磁铁212机械性地固定于基材111,所以不会有由于永磁铁212及基材111的电涡流的发热而永磁铁212的固定力下降的情况。另外,也可以以辅助永磁铁212的固定的目的使用粘接剂。
在上述的第3实施方式及其变形例中,对将固定部件配置于相邻的两个永磁铁之间的结构进行了说明,但不限于此。例如,也可以在永磁铁的周向中心将固定部件跨永磁铁的径向全长地架设来配置。
此外,在上述的第3实施方式及其变形例中,对将限制朝向永磁铁的径向外侧的移动的限制部设置于固定部件的结构进行了说明,但不限于此。图27是表示限制部的变形例的立体图。这里,表示除了固定部件315之外还设置有限制部31的例子,在一个永磁铁312的周向中央的径向外侧设置有限制部316。限制部316在与永磁铁312的径向外侧面相向的位置固定于基材111,由此限制永磁铁312向径向外侧的移动。此外,在该例中,在固定部件315不设置限制部。
进而,在上述第3实施方式及其变形例中,对将固定部件的一端卡止于基材111、将另一端固定于基材111的结构进行了说明,但不限于此。可以是,将固定部件的两端借助螺栓等固定于基材111,也可以是,例如加上两端在棒状部的一个部位或几个部位用螺栓等固定于基材111。
另外,在上述的具体的实施方式主要包括具有以下的结构的发明。
本发明的一个技术方案的轴向间隙型旋转电机具备定子、转子、固定部件,前述定子具备磁芯及励磁线圈,前述转子具备基材和多个永磁铁,被相对于前述定子在轴向上隔开间隔地配置,多个前述永磁铁在旋转中心轴的周围沿周向排列,前述基材将这些永磁铁支承,前述基材是圆盘状的,前述固定部件将前述永磁铁固定于前述基材,前述永磁铁具备与前述定子相向的正面和与前述基材相向的背面,在其周缘部具备被卡止部,前述固定部件包括卡止部和固定部,前述卡止部与前述被卡止部卡合,前述固定部相对于前述基材形成机械性的固定构造。优选地,前述卡止部在不从前述永磁铁的前述正面突出的情况下与前述被卡止部卡合。
根据该旋转电机,固定部件的卡止部与永磁铁的被卡止部卡合,由此限制永磁铁,另一方面,该卡止部不从永磁铁的前述表面突出,所以不会相对于定子发生干涉。此外,前述被卡止部被配置于永磁铁的周缘部,所以不会对该永磁铁产生的磁回路造成影响。因此,即使轴向间隙微小,也能够在不使磁的能力下降的情况下,将永磁铁向前述圆盘状的基材良好地固定。
在上述的旋转电机中,能够构成为,前述被卡止部是从前述永磁铁的前述正面向前述背面凹陷的凹部,前述卡止部被容纳于前述凹部。
根据该旋转电机,以前述卡止部被容纳于前述凹部的方式与永磁铁卡合。因此,能够实现简单的构造的永磁铁向基材的固定。
在上述的旋转电机中,能够构成为,前述被卡止部是通过使前述永磁铁的前述背面侧的宽度比前述正面侧的宽度长而形成于该永磁铁的周边缘的倾斜面,前述卡止部具有与前述永磁铁大致相同的厚度,并且具有与前述倾斜面面接触的倒倾斜面。
根据该旋转电机,能够以将形成于永磁铁的周边缘的倾斜面借助卡止部的倒倾斜面推压进入的稳定的方式,将永磁铁向基材固定。
在上述轴向间隙型旋转电机中,优选的是,前述多个永磁铁是分别形成一个磁极的永磁铁,各永磁铁被进一步分割成多个磁铁小片,这些磁铁小片分别具有前述被卡止部。
根据该旋转电机,抑制在形成一个极的永磁铁上产生的电涡流,并且应用本发明的卡止部及被卡止部,由此能够切实地防止磁铁小片从基材的剥离。
在上述的旋转电机中,优选的是,前述磁铁小片由将前述永磁铁沿前述圆盘状的基材的径向分割的小片构成,前述被卡止部配置于该磁铁小片的前述基材的周向的两端部。
根据该旋转电机,被沿径向分割的磁铁小片在配置于其周向的两端部的被卡止部被卡止部限制。因此,能够在不使磁铁小片产生的磁力下降的情况下,切实地使该磁铁小片固定于基材。
优选的是,在上述的旋转电机,前述磁铁小片由将前述永磁铁沿前述圆盘状的基材的周向分割的小片构成,前述被卡止部被配置于该磁铁小片的前述基材的径向的两端部。
根据该旋转电机,沿周向被分割的磁铁小片在配置于其径向的两端部的被卡止部被卡止部限制。因此,能够在不使磁铁小片产生的磁力下降的情况下,切实地使该磁铁小片固定于基材。
优选的是,在上述的旋转电机,相邻的一个永磁铁和其他永磁铁、或一个磁铁小片和其他磁铁小片分别具备的被卡止部都与一个前述固定部件的卡止部卡合。
根据该旋转电机,能够借助一个固定部件将多个永磁铁或磁铁小片固定。因此,能够实现零件数量的削减及固定部件的配置空间的削减。
优选地,在采用凹部作为被卡止部、使用沿径向分割的磁铁小片作为永磁铁的情况下,前述被卡止部是分别形成于前述磁铁小片的前述周向两端部的半圆形的凹部,前述固定部件具备作为前述固定部的截面圆形的主体部、比前述主体部直径大的作为前述卡止部的截面圆形的头部,相邻的两个前述磁铁小片配置成,借助属于一个磁极的前述磁铁小片的前述半圆形的凹部和属于与其相邻的其他极的前述磁铁小片的前述半圆形的凹部,形成一个大致圆形的凹部,以前述固定部件的前述头部被容纳于前述大致圆形的凹部的方式,固定有相邻的两个前述磁铁小片。
此外,优选地,在采用倾斜面作为被卡止部,使用被沿周向分割的磁铁小片作为永磁铁的情况下,前述被卡止部是分别形成于前述磁铁小片的前述径向两端部的前述倾斜面,前述固定部件具备固定夹具和紧固连结件,前述固定夹具作为具有前述倒倾斜面的前述卡止部,前述紧固连结件作为将该固定夹具固定于前述基材的前述固定部,相邻的两个前述磁铁小片配置成,借助一个磁铁小片和与其相邻的其他磁铁小片分别具有的前述倾斜面的连续设置,形成一个放大倾斜面,以前述固定部件的前述倒倾斜面推压前述一个放大倾斜面的方式,固定有相邻的两个前述磁铁小片。
根据以上说明的本发明的轴向间隙型旋转电机1,能够将永磁铁切实地安装于转子的圆盘状的基材。此外,也不会对永磁铁形成的磁回路造成影响。因此,能够提供不发生永磁铁从基材的剥离、磁能力也优异的轴向间隙型旋转电机。
Claims (19)
1.一种轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
具备定子、转子、固定部件,
前述定子具备磁芯及励磁线圈,
前述转子具备基材和多个永磁铁,被相对于前述定子在轴向上隔开间隔地配置,多个前述永磁铁在旋转中心轴的周围沿周向排列,前述基材将这些永磁铁支承,前述基材是圆盘状的,
前述固定部件将前述永磁铁固定于前述基材,
前述永磁铁具备与前述定子相向的正面和与前述基材相向的背面,在其周缘部具备被卡止部,
前述固定部件包括卡止部和固定部,前述卡止部与前述被卡止部卡合,前述固定部相对于前述基材形成机械性的固定构造。
2.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述卡止部在不从前述永磁铁的前述正面突出的情况下与前述被卡止部卡合。
3.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述被卡止部是从前述永磁铁的前述正面向前述背面凹陷的凹部,
前述卡止部被容纳于前述凹部。
4.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述被卡止部为,通过使前述永磁铁的前述背面侧的宽度比前述正面侧的宽度长来形成于该永磁铁的周边缘的倾斜面,
前述卡止部具有与前述永磁铁大致相同的厚度,并且具有与前述倾斜面面接触的倒倾斜面。
5.如权利要求1~4中任一项所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述多个永磁铁是分别形成一个磁极的永磁铁,各永磁铁被进一步分割成多个磁铁小片,这些磁铁小片分别具有前述被卡止部。
6.如权利要求5所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件被跨前述多个磁铁小片地架设来配置。
7.如权利要求5所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述磁铁小片由将前述永磁铁沿前述圆盘状的基材的径向分割的小片构成,
前述被卡止部配置于该磁铁小片的前述基材的周向的两端部。
8.如权利要求5所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述磁铁小片由将前述永磁铁沿前述圆盘状的基材的周向分割的小片构成,
前述被卡止部配置于该磁铁小片的前述基材的径向的两端部。
9.如权利要求5所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
相邻的一个永磁铁和其他永磁铁、或一个磁铁小片和其他磁铁小片分别具备的被卡止部都与一个前述固定部件的卡止部卡合。
10.如权利要求3所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述多个永磁铁是分别形成一个磁极的永磁铁,各永磁铁被进一步分割成多个磁铁小片,这些磁铁小片分别具有前述被卡止部,前述磁铁小片由将前述永磁铁沿前述圆盘状的基材的径向分割的小片构成,
前述被卡止部是分别形成于前述磁铁小片的前述周向两端部的半圆形的凹部,
前述固定部件具备作为前述固定部的截面圆形的主体部、比前述主体部直径大的作为前述卡止部的截面圆形的头部,
相邻的两个前述磁铁小片配置成,借助属于一个磁极的前述磁铁小片的前述半圆形的凹部和属于与其相邻的其他极的前述磁铁小片的前述半圆形的凹部,形成一个大致圆形的凹部,
以前述固定部件的前述头部被容纳于前述大致圆形的凹部的方式,固定有相邻的两个前述磁铁小片。
11.如权利要求4所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述多个永磁铁是分别形成一个磁极的永磁铁,各永磁铁被进一步分割成多个磁铁小片,这些磁铁小片分别具有前述被卡止部,前述磁铁小片由将前述永磁铁沿前述圆盘状的基材的周向分割的小片构成,
前述被卡止部是分别形成于前述磁铁小片的前述径向两端部的前述倾斜面,
前述固定部件具备固定夹具和紧固连结件,前述固定夹具作为具有前述倒倾斜面的前述卡止部,前述紧固连结件作为将该固定夹具固定于前述基材的前述固定部,
相邻的两个前述磁铁小片配置成,借助一个磁铁小片和与其相邻的其他磁铁小片分别具有的前述倾斜面的连续设置,形成一个放大倾斜面,
以前述固定部件的前述倒倾斜面推压前述一个放大倾斜面的方式,固定有相邻的两个前述磁铁小片。
12.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
还具备限制部,前述限制部以与前述圆盘状的基材的径向的前述永磁铁的外侧端部相向的方式相对于前述基材固定,限制前述永磁铁向前述径向外侧的移动。
13.如权利要求1所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件以将前述永磁铁向前述基材推压来固定的方式被安装于前述基材。
14.如权利要求13所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件配置于相邻的两个永磁铁之间,以将前述两个永磁铁互相接近的一侧的端部分别向前述基材推压来固定的方式,安装于前述基材。
15.如权利要求14所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件被以盖在前述两个永磁铁互相接近的一侧的端部的每一个的状态固定于前述基材。
16.如权利要求15所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述永磁铁具有朝向前述定子侧的第1倾斜面,
前述固定部件具有朝向前述基材侧的第2倾斜面,以前述第2倾斜面与前述第1倾斜面面接触的方式固定于前述基材。
17.如权利要求16所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件具有限制部,前述限制部被配置于与前述圆盘状的基材的径向的前述永磁铁的外侧端部相向的位置,限制前述永磁铁朝向前述径向外侧的移动。
18.如权利要求13~17中任一项所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件被在前述圆盘状的基材的径向上跨前述永磁铁的全长地架设,并且在与前述永磁铁相比靠前述半径方向的内侧及外侧的两个部位被安装于前述基材。
19.如权利要求18所述的轴向间隙型旋转电机,其特征在于,
前述固定部件在与前述永磁铁相比靠前述半径方向的内侧及外侧的某一方位置卡止于前述基材,在另一方的位置固定于前述基材。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180417 |