CN112787438B - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够使由磁通的偏倚引起的转子旋转时的振动降低的旋转电机。旋转电机具备：第一转子，具有固定于旋转轴构件的第一转子芯，设置第一永磁铁而形成的具有第一极性的第一磁铁磁极部和由铁心部形成的具有第二极性的第一铁极部在周向上交替配置；第二转子，具有固定于旋转轴构件的第二转子芯，设置第二永磁铁而形成的具有第二极性的第二磁铁磁极部和由铁心部形成的具有第一极性的第二铁极部在周向上交替配置；定子，具有定子芯及定子线圈；及励磁轭，设置有励磁线圈，第一转子和第二转子以沿着轴线方向而第一磁铁磁极部和第二铁极部对向且第一铁极部和第二磁铁磁极部对向的方式配置于旋转轴构件。
Description
技术领域
本发明涉及旋转电机。
背景技术
在专利文献1中公开了一种旋转电机，具备：转子，设置于轴，具有埋设有多个永磁铁的圆环状的转子芯；定子，具有相对于转子芯在径向上隔开间隔配置的圆环状的定子芯及定子线圈；及励磁轭，配置于转子及定子的轴线方向的外侧，设置有励磁线圈。所述转子是设置永磁铁而形成的具有N极的磁铁磁极部和不设置永磁铁而由转子芯的铁心部形成的具有S极的铁极部在转子芯的周向上交替形成的交替极型(consequent pole type)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-068598号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在交替极型的转子中，与在转子芯的周向上将具有N极的永磁铁和具有S极的永磁铁交替配置的转子相比，能够减少永磁铁的数量，相应地能够谋求低成本化。
然而，在配置有永磁铁的磁铁磁极部中，磁通的方向性强且磁通密，在未配置永磁铁的铁极部中，磁通的方向性弱且磁通疏。由此，在专利文献1所公开的旋转电机的转子中，由于在转子芯的周向上磁铁磁极部和铁极部交替配置，所以转子表面处的磁通的方向性及磁通密度(换言之，磁通分布及磁通量)不均一，在从转子向定子施加的磁通会产生偏倚。因而，转子旋转时的振动会因该磁通的偏倚而增大。
本发明鉴于上述课题而完成，其目的在于提供能够使由磁通的偏倚引起的转子旋转时的振动降低的旋转电机。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题，达成目的，本发明的旋转电机具备：旋转轴构件，能够以轴线为中心进行旋转；第一转子，具有固定于所述旋转轴构件的圆环状的第一转子芯，所述第一转子芯埋设有具有第一极性的多个第一永磁铁，设置所述第一永磁铁而形成的具有所述第一极性的第一磁铁磁极部和不设置所述第一永磁铁而由所述第一转子芯的铁心部形成的具有与所述第一极性不同的第二极性的第一铁极部在所述第一转子芯的周向上交替配置；第二转子，具有固定于所述旋转轴构件的圆环状的第二转子芯，所述第二转子芯埋设有具有所述第二极性的多个第二永磁铁，设置所述第二永磁铁而形成的具有所述第二极性的第二磁铁磁极部和不设置所述第二永磁铁而由所述第二转子芯的铁心部形成的具有与所述第一极性的第二铁极部在所述第二转子芯的周向上交替配置；定子，具有相对于所述第一转子及所述第二转子在径向上隔开间隔而配置的圆环状的定子芯及设置于定子芯的定子线圈，所述径向是与所述旋转轴构件的轴线方向正交的方向；及励磁轭，配置于所述第一转子、所述第二转子及所述定子的所述轴线方向的外侧，设置有通过通电而产生励磁磁通的励磁线圈，其特征在于，所述第一转子和所述第二转子以沿着所述轴线方向而所述第一磁铁磁极部和所述第二铁极部对向且所述第一铁极部和所述第二磁铁磁极部对向的方式配置于所述旋转轴构件。
另外，在上述中，可以是，在所述轴线方向上，在所述第一转子芯与所述第二转子芯之间具有非磁性构件。
由此，能够通过非磁性构件来抑制励磁线圈产生的励磁磁通在第一转子芯与第二转子芯之间在轴线方向上通过，能够谋求基于励磁磁通的转矩提高。
另外，在上述中，可以是，在所述轴线方向上，所述第一转子芯和所述第二转子芯分离。
由此，能够通过形成于第一转子芯和第二转子芯之间的空隙来抑制励磁线圈产生的励磁磁通在第一转子芯与第二转子芯之间在轴线方向上通过，能够谋求基于励磁磁通的转矩提高。
另外，在上述中，可以是，所述定子芯具有设置于所述轴线方向的一侧的第一定子芯和设置于所述轴线方向的另一侧的第二定子芯，在所述轴线方向上，在所述第一定子芯与所述第二定子芯之间具有非磁性构件。
由此，能够通过非磁性构件来抑制励磁线圈产生的励磁磁通在第一定子芯与第二定子芯之间在轴线方向上通过，能够谋求基于励磁磁通的转矩提高。
另外，在上述中，可以是，所述定子芯具有设置于所述轴线方向的一侧的第一定子芯和设置于所述轴线方向的另一侧的第二定子芯，在所述轴线方向上，所述第一定子芯和所述第二定子芯分离。
由此，能够通过形成于第一定子芯与第二定子芯之间的空隙来抑制励磁线圈产生的励磁磁通在第一定子芯与第二定子芯之间在轴线方向上通过，能够谋求基于励磁磁通的转矩提高。
另外，在上述中，可以是，在所述轴线方向上，所述第一转子芯和所述第二转子芯接触。
由此，与在轴线方向上第一转子芯和第二转子芯分离的情况相比，能够减小旋转电机的轴线方向的尺寸。
另外，在上述中，所述励磁轭具有第一励磁轭及第二励磁轭，所述第一励磁轭在所述轴线方向的一侧配置于所述第一转子及所述定子的外侧，所述第二励磁轭在所述轴线方向的另一侧配置于所述第二转子及所述定子的外侧，所述励磁线圈具有第一励磁线圈及第二励磁线圈，所述第一励磁线圈设置于所述第一励磁轭，在所述第一励磁轭、所述第一转子及所述定子之间形成磁路，所述第二励磁线圈设置于所述第二励磁轭，在所述第二励磁轭、所述第二转子及所述定子之间形成磁路。
由此，能够分别调整向第一励磁线圈及第二励磁线圈通电的电流量而分别控制第一励磁线圈及第二励磁线圈分别产生的励磁磁通的磁通量，能够使转子表面处的磁通分布及磁通量更接近均一。
发明效果
在本发明的旋转电机中，由在轴线方向上相邻的第一转子中的第一磁铁磁极部和第二转子中的第二铁极部构成具有第一极性的磁极部。另外，由在轴线方向上相邻的第一转子中的第一铁极部和第二转子中的第二磁铁磁极部构成具有第二极性的磁极部。由此，本发明的旋转电机能够使具有第一极性的磁极部和具有第二极性的磁极部中的转子表面处的磁通的方向性及磁通密度(换言之，磁通分布及磁通量)接近均一。由此，本发明的旋转电机起到能够使由磁通的偏倚引起的转子旋转时的振动降低这一效果。
附图说明
图1是从与轴线方向正交的方向观察实施方式1的旋转电机时的剖视图。
图2的(a)是第一转子的图1中的A1-A1剖视图。图2的(b)是第二转子的图1中的B1-B1剖视图。
图3是示出了励磁磁通的流动的从与轴线方向正交的方向观察实施方式1的旋转电机时的剖视图。
图4的(a)是第一转子的图3中的A2-A2剖视图。图4的(b)是第二转子的图3中的B2-B2剖视图。
图5是将励磁轭的外侧壁部延伸至定子的外周并相连的从与轴线方向正交的方向观察实施方式1的旋转电机时的剖视图。
图6是实施方式2的旋转电机的从与轴线方向正交的方向观察时的剖视图。
图7是示出了励磁磁通的流动的从与轴线方向正交的方向观察实施方式2的旋转电机时的剖视图。
图8是仅在第一转子芯与第二转子芯之间设置有非磁性构件的从与轴线方向正交的方向观察实施方式2的旋转电机时的剖视图。
图9是仅在第一定子芯与第二定子芯之间设置有非磁性构件的从与轴线方向正交的方向观察实施方式2的旋转电机时的剖视图。
图10是将励磁轭的外侧壁部延伸至定子的外周并相连的从与轴线方向正交的方向观察实施方式2的旋转电机时的剖视图。
图11是将励磁轭的外侧壁部延伸至定子的外周并相连且仅在第一转子芯与第二转子芯之间设置有非磁性构件的将实施方式2的旋转电机从与轴线方向正交的方向观察时的剖视图。
图12是将励磁轭的外侧壁部延伸至定子的外周并相连且仅在第一定子芯与第二定子芯之间设置有非磁性构件的从与轴线方向正交的方向观察实施方式2的旋转电机时的剖视图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，对本发明的旋转电机的实施方式1进行说明。需要说明的是，本发明并不由本实施方式限定。
图1是从与轴线方向D1正交的方向观察实施方式1的旋转电机1时的剖视图。图2的(a)是第一转子的图1中的A1-A1剖视图。图2的(b)是第二转子的图1中的B1-B1剖视图。
如图1所示，实施方式1的旋转电机1具备轴2、转子3、定子4、第一励磁轭5A、第二励磁轭5B、第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B等，作为电动机和发电机的至少一方发挥功能而使用。
轴2是在轴线方向D1上长且能够以轴线为中心进行旋转的金属制的旋转轴构件。需要说明的是，在以下的说明中，将“轴线方向D1”定义为轴2的轴线方向(长度方向)。
转子3由在轴线方向D1上接触且配置于同一轴线上的第一转子3A和第二转子3B构成。
第一转子3A具备第一转子芯31A及第一永磁铁32A等。
第一转子芯31A将多个电磁钢板在轴线方向D1上层叠而形成为圆环状，以能够与轴2一起旋转的方式直接固定设置于轴2。第一转子芯31A分别在轴线方向D1上在电磁钢板间存在间隙，因此轴线方向D1的磁阻比与转子3的轴线方向D1正交的方向即径向D2及转子3的周向的磁阻大。因而，在第一转子芯31A内，磁通难以在轴线方向D1上流动，在径向D2及周向上磁通容易流动。
第一永磁铁32A埋设于第一转子芯31A的内部，在第一转子芯31A的整个轴线方向D1上延伸。第一永磁铁32A的轴线方向D1的两端面分别与第一转子芯31A的轴线方向D1的两端面大致共面。另外，如图2的(a)所示，第一永磁铁32A的与轴线方向D1正交的截面的形状是矩形，第一永磁铁32A以使径向D2的外侧的磁极面成为第一极性即N极的方式配置。并且，在第一转子芯31A的内部在径向D2上外侧的区域，以在周向上以机械角90[°]的间隔分离的方式在同心圆上配置有4个第一永磁铁32A。需要说明的是，第一永磁铁32A例如是稀土类磁铁、铁氧体磁铁等。
第一转子3A具有4个第一磁铁磁极部PA1和4个第一铁极部PA2。4个第一磁铁磁极部PA1在周向上以相等间隔分离而配置于第一转子芯31A，分别是将第一永磁铁32A各设置1个而形成的具有基于第一永磁铁32A的第一极性即N极性的磁铁磁极部。4个第一铁极部PA2分别是在第一转子芯31A中的相邻的第一永磁铁32A间不设置永磁铁而由第一转子芯31A的铁心部33A形成的具有与第一极性不同的极性的第二极性即S极的铁极部。
这样，第一转子3A形成了具有N极的磁极部(第一磁铁磁极部PA1)和具有S极的磁极部(第一铁极部PA2)在周向上交替配置的交替极型的构造。
第二转子3B具备第二转子芯31B及第二永磁铁32B等。
第二转子芯31B使多个电磁钢板在轴线方向D1上层叠而形成为圆环状，以与轴2一起旋转的方式直接固定设置于轴2。第二转子芯31B的内径、外径及轴线方向D1的长度与第一转子芯31A相同。第二转子芯31B分别在轴线方向D1上在电磁钢板间存在间隙，因此轴线方向D1的磁阻比与转子3的轴线方向D1正交的方向即径向D2及转子3的周向的磁阻大。因而，在第二转子芯31B内，磁通难以在轴线方向D1上流动，在径向D2及周向上磁通容易流动。
第二永磁铁32B埋设于第二转子芯31B的内部，在第二转子芯31B的整个轴线方向D1上延伸。第二永磁铁32B的轴线方向D1的两端面分别与第二转子芯31B的轴线方向D1的两端面大致共面。另外，如图2的(b)所示，第二永磁铁32B的与轴线方向D1正交的截面的形状是矩形，第二永磁铁32B以使径向D2的外侧的磁极面成为第二极性即S极的方式配置。并且，在第二转子芯31B的内部在径向D2上外侧的区域，以在周向上以机械角90[°]的间隔分离的方式在同心圆上配置有4个第二永磁铁32B。需要说明的是，第二永磁铁32B例如是稀土类磁铁、铁氧体磁铁等。
第二转子3B具有4个第二磁铁磁极部PB1和4个第二铁极部PB2。4个第二磁铁磁极部PB1在周向上以相等间隔分离而配置于第二转子芯31B，分别是将第二永磁铁32B各设置1个而形成的具有基于第二永磁铁32B的第二极性即S极性的磁铁磁极部。4个第二铁极部PB2分别是在第二转子芯31B中的相邻的第二永磁铁32B间不设置永磁铁而由第二转子芯31B的铁心部33B形成的具有第一极性即N极的铁极部。
这样，第二转子3B形成了具有S极的磁极部(第二磁铁磁极部PB1)和具有N极的磁极部(第二铁极部PB2)在周向上交替配置的交替极型的构造。
并且，第一转子3A和第二转子3B以使第一磁铁磁极部PA1和第二磁铁磁极部PB1及第一铁极部PA2和第二铁极部PB2成为在周向上机械角错开了45[°]的位置关系的方式配置于轴2。即，以沿着轴线方向D1而第一转子3A的第一磁铁磁极部PA1和第二转子3B的第二铁极部PB2对向且第一转子3A的第一铁极部PA2和第二转子3B的第二磁铁磁极部PB1对向的方式，第一转子芯31A及第二转子芯31B配置于轴2。这样，转子3以轴线方向D1的中央为界，在轴线方向D1的一侧即第一转子3A侧和轴线方向D1的另一侧即第二转子3B侧，磁铁磁极部的位置在周向上不同。
另外，第一转子3A和第二转子3B以在轴线方向D1上第一转子芯31A和第二转子芯31B接触的方式配置于轴2。由此，与在轴线方向D1上第一转子3A和第二转子3B分离的情况相比，能够减小旋转电机1的轴线方向D1的尺寸。
需要说明的是，在实施方式1的转子3中，第一转子3A中的第一磁铁磁极部PA1的极性是N极且第一铁极部PA2的极性是S极，第二转子3B中的第二磁铁磁极部PB1的极性是S极且第二铁极部PB2的极性是N极，但不限于此。例如，也可以是，第一转子3A中的第一磁铁磁极部PA1的极性是S极且第一铁极部PA2的极性是N极，第二转子3B中的第二磁铁磁极部PB1的极性是S极且第二铁极部PB2的极性是S极。
另外，实施方式1的第一转子3A及第二转子3B分别具有各4个第一磁铁磁极部PA1及第二磁铁磁极部PB1和第一铁极部PA2及第二铁极部PB2，但不限定于此。例如，实施方式1的第一转子3A及第二转子3B也可以分别具有各3个或各5个第一磁铁磁极部PA1及第二磁铁磁极部PB1和第一铁极部PA2及第二铁极部PB2。
定子4具有在转子3的径向D2上在外方隔开规定间隔而配置的圆筒状的定子芯41和缠绕设置于定子芯41的定子线圈42。定子芯41通过使多张电磁钢板在轴线方向D1上层叠而构成。定子芯41在轴线方向D1上在电磁钢板间存在间隙，因此轴线方向D1的磁阻比径向D2及周向的磁阻大。因而，在定子芯41内，磁通难以在轴线方向D1上流动，在径向D2及周向上磁通容易流动。
第一励磁轭5A及第二励磁轭5B由磁性材料构成，如图1所示，由第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B、第一端壁部52A及第二端壁部52B、第一内侧壁部53A及第二内侧壁部53B构成，在转子3及定子4的轴线方向D1上配置于外侧。第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B从第一端壁部52A及第二端壁部52B的径向D2的外周缘部在轴线方向D1上向定子芯41侧延伸。并且，第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B的轴线方向D1的内侧的端面与定子芯41的轴线方向D1的两端对向。第一端壁部52A及第二端壁部52B在径向D2上延伸，分别在轴线方向D1上配置于从转子3及定子4的线圈端421的两端离开的位置。第一内侧壁部53A及第二内侧壁部53B在轴线方向D1上延伸，与第一端壁部52A及第二端壁部52B的径向D2的内周缘部相连而形成，在轴线方向D1上从转子3的两端隔开规定间隔而配置。另外，第一内侧壁部53A及第二内侧壁部53B在径向D2上从轴2隔开规定间隔而配置。
在第一端壁部52A及第二端壁部52B的轴线方向D1上的转子3侧的面设置有通过通电而产生励磁磁通的第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B。
在实施方式1的旋转电机1中，例如，通过在搭载旋转电机1的车辆设置的控制装置，能够执行在旋转电机1的负荷低时实施的低负荷模式和在旋转电机1的负荷高时实施的高负荷模式。低负荷模式是在旋转电机1的高速旋转时(转矩负荷少时)、无负荷时执行且不进行向第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B的通电的模式。高负荷模式是在旋转电机1的高负荷时执行且进行向第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B的通电的模式。
图3是示出了励磁磁通MF1A、MF1B的流动的将实施方式1的旋转电机1从与轴线方向D1正交的方向观察时的剖视图。需要说明的是，在图3中，励磁磁通MF1A、MF1B的流动由实线的箭头表示。另外，在图3所示的第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B中，在○中示出黑圆(·)的符号表示在构成第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B的导线中励磁电流正在从纸面里侧向纸面外侧流动。另外，在○中示出×的符号表示在构成第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B的导线中励磁电流正在从纸面外侧向纸面里侧流动。在图3中，在第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B中励磁电流的流动方向为相同的朝向。
如图3所示，通过第一励磁线圈6A被通电，在以第一励磁轭5A的第一内侧壁部53A为起点而观察的情况下，形成励磁磁通MF1A按照第一内侧壁部53A、第一端壁部52A、第一外侧壁部51A、定子芯41、第一转子芯31A的顺序流动的磁路。即，第一励磁线圈6A通过被通电而在第一励磁轭5A、第一转子3A及定子4之间形成磁路。另外，通过调整向第一励磁线圈6A通电的电流量，能够控制第一转子3A与定子4之间的磁通量。
另外，如图3所示，通过第二励磁线圈6B被通电，在以第二励磁轭5B的第二内侧壁部53B为起点而观察的情况下，形成励磁磁通MF1B按照第二内侧壁部53B、第二转子芯31B、定子芯41、第二外侧壁部51B、第二端壁部52B的顺序流动的磁路。即，第二励磁线圈6B通过被通电而在第二励磁轭5B、第二转子3B及定子4之间形成磁路。另外，通过调整向第二励磁线圈6B通电的电流量，能够控制第二转子3B与定子4之间的磁通量。
图4的(a)是第一转子3A的图3中的A2-A2剖视图。图4的(b)是第二转子3B的图3中的B2-B2剖视图。需要说明的是，在图4的(a)及图4的(b)中，励磁磁通MF1A、MF1B的流动由实线的箭头表示。另外，在图4的(a)及图4的(b)中，磁铁磁通MF2A、MF2B的流动由虚线的箭头表示。
如图4的(a)所示，在第一转子3A中的N极的第一磁铁磁极部PA1中，由第一永磁铁32A产生的磁铁磁通MF2A从第一磁铁磁极部PA1朝向径向外侧流出。另外，如图4的(b)所示，在第二转子3B中的N极的第二铁极部PB2中，由励磁线圈6产生的励磁磁通MF1B和由第二永磁铁32B产生的磁铁磁通MF2B从第二铁极部PB2朝向径向外侧流出。
另一方面，如图4的(a)所示，在第一转子3A中的S极的第一铁极部PA2中，由第一励磁线圈6A产生的励磁磁通MF1A和由第一永磁铁32A产生的磁铁磁通MF2A从径向外侧朝向第一铁极部PA2流入。另外，如图4的(b)所示，在第二转子3B中的S极的第二磁铁磁极部PB1中，由第二永磁铁32B产生的磁铁磁通MF2B从径向外侧朝向第二磁铁磁极部PB1流入。
这样，在转子3中，在具有N极的磁极部中磁通从转子3侧朝向定子4侧流动，在具有S极的磁极部中磁通从定子4侧朝向转子3侧流动。并且，转子3中的具有N极的磁极部由第一转子3A中的包括第一永磁铁32A的第一磁铁磁极部PA1和第二转子3B中的不包括永磁铁的第二铁极部PB2构成。另外，转子3中的具有S极的磁极部由第一转子3A中的不包括永磁铁的第一铁极部PA2和第二转子3B中的包括第二永磁铁32B的第二磁铁磁极部PB1构成。
由此，在转子3中，在周向上交替配置的具有N极的磁极部及具有S极的磁极部均由配置永磁铁而磁通的方向性强且磁通密的磁铁磁极和未配置永磁铁而磁通的方向性弱且磁通疏的铁极构成。因而，在转子3的表面处，能够使具有N极的磁极部和具有S极的磁极部中的磁通的方向性及磁通密度(换言之，磁通分布及磁通量)接近均一，能够减小从转子3向定子4施加的磁通的偏倚而使由该磁通的偏倚引起的转子旋转时的振动降低。另外，通过具有N极的磁极部和具有S极的磁极部的磁通量接近均一，能够使损失降低。
另外，在实施方式1的旋转电机1中，如图3所示，励磁磁通MF1A、MF1B通过的磁路(励磁路)在轴线方向D1上在第一转子3A侧和第二转子3B侧分开。因而，在实施方式1的旋转电机1中，通过分别调整向第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B通电的电流量而分别控制励磁磁通MF1A、MF1B的磁通量，能够使转子3的表面处的磁通分布及磁通量更接近均一，能够使从转子3向定子4施加的磁通的偏倚更小而使由该磁通的偏倚引起的振动进一步降低。另外，通过使励磁磁通MF1A、MF1B通过的磁路(励磁路)分开，也能够使励磁磁通MF1A、MF1B的磁通量接近均等。
另外，在实施方式1的旋转电机1中，通过在高负荷模式时向第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B通电而产生励磁磁通MF1A、MF1B，如图4的(a)及图4的(b)所示，励磁磁通MF1A、MF1B分别向第一转子芯31A中的第一铁极部PA2和第二转子芯31B中的第二铁极部PB2流入。因而，磁铁磁通MF2A难以从第一转子芯31A中的第一磁铁磁极部PA1向第一铁极部PA2泄漏，磁铁磁通MF2B难以从第二转子芯31B中的第二磁铁磁极部PB1向第二铁极部PB2泄漏。由此，在转子3与定子4之间流动的磁铁磁通MF2A、MF2B相应地变多，因此能够有效地使用磁铁磁通MF2A、MF2B。而且，通过励磁磁通MF1A、MF1B，能够使在转子3与定子4之间流动的磁通量增加。因此，在高负荷模式时，能够谋求转矩提高。
另外，在实施方式1的旋转电机1中，在低负荷模式时，通过不向第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B通电而不使励磁磁通MF1A、MF1B产生，励磁磁通MF1A、MF1B分别不再向第一转子芯31A中的第一铁极部PA2和第二转子芯31B中的第二铁极部PB2流入。因而，磁铁磁通MF2A容易从第一转子芯31A中的第一磁铁磁极部PA1向第一铁极部PA2泄漏，磁铁磁通MF2B容易从第二转子芯31B中的第二磁铁磁极部PB1向第二铁极部PB2泄漏。由此，在第一转子芯31A及第二转子芯31B的内部短路的磁铁磁通MF2A、MF2B的量增加，转子3与定子4之间的磁铁磁通MF2A、MF2B的量减少，因此能够使反电动势减少。因此，在低负荷模式时，能够谋求高旋转化。
另外，转子3虽然也可以将第一转子3A和第二转子3B分体构成，但不限定于此。例如，也可以对单个转子芯以轴线方向D1的中央为界在一侧埋设第一永磁铁32A而形成相当于第一转子3A的部分且在另一侧埋设第二永磁铁32B而形成相当于第二转子3B的部分，构成转子3。
需要说明的是，在实施方式1的旋转电机1中，也可以如图5所示，第一励磁轭5A及第二励磁轭5B的第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B在径向D2上延伸至定子4的外周，第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B的轴线方向D1的端面彼此接触而相连。即使在该情况下，也能够如图5所示那样将励磁磁通MF1A、MF1B通过的励磁路在轴线方向D1上分为第一转子3A侧和第二转子3B侧。
(实施方式2)
以下，对本发明的旋转电机的实施方式2进行说明。需要说明的是，与实施方式1的旋转电机1共通的部分的说明适当省略。
需要说明的是，在实施方式2的旋转电机1中，与实施方式1的旋转电机1同样，是如图2所示的转子3具有第一转子3A和第二转子3B的交替极型。因而，实施方式2的旋转电机1中的转子3的第一转子3A及第二转子3B的从轴线方向D1观察时的截面参照图2。
图6是实施方式2的旋转电机1的从与轴线方向D1正交的方向观察时的剖视图。如图6所示，在实施方式2的旋转电机1中，在转子3的轴线方向D1的中央以由第一转子芯31A和第二转子芯31B夹住的方式设置有圆环状的非磁性构件71。即，在实施方式2的旋转电机1中，在轴线方向D1上在第一转子芯31A与第二转子芯31B的分界部分设置有非磁性构件71。非磁性构件71例如由非磁性的金属材料或树脂材料构成。
非磁性构件71的内径及外径与第一转子芯31A及第二转子芯31B相同，轴线方向D1的长度(厚度)比第一转子芯31A及第二转子芯31B短(薄)。非磁性构件71在轴线方向D1上与第一转子芯31A和第二转子芯31B接触而固定。另外，非磁性构件71以能够与轴2一起旋转的方式直接固定设置于轴2。需要说明的是，非磁性构件71也可以设置于从转子3的轴线方向D1的中央些许偏离的位置。
另外，在实施方式2的旋转电机1中，构成定子4的定子芯41在轴线方向D1上被分割成第一定子芯41A和第二定子芯41B这2个。第一定子芯41A和第二定子芯41B的内径、外径及轴线方向D1的长度相同。第一定子芯41A在径向D2上与第一转子芯31A对向。另外，第二定子芯41B在径向D2上与第二转子芯31B对向。
并且，在实施方式2的旋转电机1中，在定子4的轴线方向D1的中央以由第一定子芯41A和第二定子芯41B夹住的方式设置有圆环状的非磁性构件72。即，在实施方式2的旋转电机1中，在轴线方向D1上在第一定子芯41A与第二定子芯41B的分界部分设置有非磁性构件72。
非磁性构件72的内径及外径与第一定子芯41A及第二定子芯41B相同，轴线方向D1的长度(厚度)比第一定子芯41A及第二定子芯41B短(薄)。非磁性构件72在轴线方向D1上与第一定子芯41A和第二定子芯41B接触而固定。需要说明的是，在实施方式2的旋转电机1中，不限定于使第一定子芯41A和第二定子芯41B的轴线方向D1的长度相同。另外，非磁性构件72也可以设置于从定子4的轴线方向D1的中央些许偏离的位置。
非磁性构件72例如由非磁性的金属材料或树脂材料构成。另外，在非磁性构件72也可以设置有用于相对于第一定子芯41A和第二定子芯41B的至少一方进行定位的定位部。
图7是示出了励磁磁通MF1A、MF1B的流动的将实施方式2的旋转电机1从与轴线方向D1正交的方向观察时的剖视图。
在实施方式2的旋转电机1中，将由非磁性构件71构成的区域即非磁性带设置于第一转子芯31A与第二转子芯31B之间，使第一转子芯31A和第二转子芯31B非接触。由此，励磁磁通MF1A、MF1B不会在轴线方向D1上贯通第一转子芯31A和第二转子芯31B的内部。即，由第一励磁线圈6A产生的励磁磁通MF1A在轴线方向D1上被非磁性构件71切断从第一转子芯31A向第二转子芯31B的流入。另外，由第二励磁线圈6B产生的励磁磁通MF1B的在轴线方向D1上被非磁性构件71切断从第二转子芯31B向第一转子芯31A的流入。
另外，在实施方式2的旋转电机1中，将由非磁性构件72构成的区域即非磁性带设置于第一定子芯41A与第二定子芯41B之间，使第一定子芯41A和第二定子芯41B非接触。由此，励磁磁通MF1A、MF1B不会在轴线方向D1上贯通第一定子芯41A和第二定子芯41B的内部。即，由第一励磁线圈6A产生的励磁磁通MF1A在轴线方向D1上被非磁性构件72切断从第一定子芯41A向第二定子芯41B的流入。另外，由第二励磁线圈6B产生的励磁磁通MF1B在轴线方向D1上被非磁性构件72切断从第二定子芯41B向第一定子芯41A的流入。
由此，在实施方式2的旋转电机1中，励磁磁通MF1A、MF1B高效地通过形成于转子3与定子4之间的间隙，因此能够谋求基于励磁磁通MF1A、MF1B的转矩提高。
需要说明的是，在实施方式2的旋转电机1中，也可以是如图8所示那样在第一转子芯31A与第二转子芯31B之间设置非磁性构件71且在第一定子芯41A与第二定子芯41B之间不设置非磁性构件72的结构。另外，在实施方式2的旋转电机1中，也可以是如图9所示那样在第一定子芯41A与第二定子芯41B之间设置非磁性构件72且在第一转子芯31A与第二转子芯31B之间不设置非磁性构件71的结构。
另外，在实施方式2的旋转电机1中，也可以在转子3的第一转子芯31A与第二转子芯31B之间不设置非磁性构件71，在轴线方向D1上使第一转子芯31A和第二转子芯31B分离，在第一转子芯31A与第二转子芯31B之间作为非磁性带而形成空隙。由此，能够通过所述空隙来抑制第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B产生的励磁磁通MF1A、MF1B在第一转子芯31A与第二转子芯31B之间在轴线方向D1上通过，能够谋求基于励磁磁通MF1、MF2的转矩提高。
另外，在实施方式2的旋转电机1中，也可以在定子4的第一定子芯41A与第二定子芯41B之间不设置非磁性构件72，在轴线方向D1上使第一定子芯41A和第二定子芯41B分离，在第一定子芯41A与第二定子芯41B之间作为非磁性带而形成空隙。由此，能够通过所述空隙来抑制第一励磁线圈6A及第二励磁线圈6B产生的励磁磁通MF1A、MF1B在第一定子芯41A与第二定子芯41B之间在轴线方向D1上通过，能够谋求基于励磁磁通MF1、MF2的转矩提高。
即，在实施方式2的旋转电机1中，通过在第一转子芯31A与第二转子芯31B之间和第一定子芯41A与第二定子芯41B之间的至少一方设置非磁性带，与完全不设置非磁性带的情况相比，能够谋求基于励磁磁通MF1A、MF1B的转矩提高。需要说明的是，也可以以使第一转子芯31A和第二转子芯31B的一部分或第一定子芯41A和第二定子芯41B的一部分在轴线方向D1上相连的方式在径向D2上断续地设置非磁性带。另外，设置于转子3和定子4的至少一方的非磁性带(非磁性构件71、非磁性构件72及空隙)也可以分别在轴线方向D1上设置于多个部位而不是仅1个部位。
图10是将第一励磁轭5A及第二励磁轭5B的第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B延伸至定子4的外周并相连的将实施方式2的旋转电机1从与轴线方向正交的方向观察时的剖视图。图11是将第一励磁轭5A及第二励磁轭5B的第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B延伸至定子4的外周并相连且仅在第一转子芯31A与第二转子芯31B之间设置有非磁性构件71的将实施方式2的旋转电机1从与轴线方向正交的方向观察时的剖视图。图12是将第一励磁轭5A及第二励磁轭5B的第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B延伸至定子4的外周并相连且仅在第一定子芯41A与第二定子芯41B之间设置有非磁性构件72的将实施方式2的旋转电机1从与轴线方向正交的方向观察时的剖视图。
而且，在实施方式2的旋转电机1中，也可以如图10、图11及图12所示，第一励磁轭5A及第二励磁轭5B的第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B在径向D2上延伸至定子芯41的外周，第一外侧壁部51A及第二外侧壁部51B的轴线方向D1的端面彼此接触而相连。
即使在该情况下，也能够如图10、图11及图12所示那样将励磁磁通MF1A、MF1B通过的励磁路在轴线方向D1上分为通过第一转子芯31A及第一定子芯41A的励磁路和通过第二转子芯31B及第二定子芯41B的励磁路。由此，励磁磁通MF1A、MF1B能够高效地通过形成于转子3与定子4之间的间隙。
标号说明
1 旋转电机
2 轴
3 转子
3A 第一转子
3B 第二转子
4 定子
5A 第一励磁轭
5B 第二励磁轭
6A 第一励磁线圈
6B 第二励磁线圈
31A 第一转子芯
31B 第二转子芯
32A 第一永磁铁
32B 第二永磁铁
33A、33B 铁心部
41 定子芯
41A 第一定子芯
41B 第二定子芯
42 定子线圈
51A 第一外侧壁部
51B 第二外侧壁部
52A 第一端壁部
52B 第二端壁部
53A 第一内侧壁部
53B 第二内侧壁部
71、72 非磁性构件
421 线圈端
PA1 第一磁铁磁极部
PA2 第一铁极部
PB1 第二磁铁磁极部
PB2 第二铁极部
Claims (4)
1.一种旋转电机，具备：
旋转轴构件，能够以轴线为中心进行旋转；
第一转子，具有固定于所述旋转轴构件的圆环状的第一转子芯，所述第一转子芯埋设有具有第一极性的多个第一永磁铁，设置所述第一永磁铁而形成的具有所述第一极性的第一磁铁磁极部和不设置所述第一永磁铁而由所述第一转子芯的铁心部形成的具有与所述第一极性不同的第二极性的第一铁极部在所述第一转子芯的周向上交替配置；
第二转子，具有固定于所述旋转轴构件的圆环状的第二转子芯，所述第二转子芯埋设有具有所述第二极性的多个第二永磁铁，设置所述第二永磁铁而形成的具有所述第二极性的第二磁铁磁极部和不设置所述第二永磁铁而由所述第二转子芯的铁心部形成的具有所述第一极性的第二铁极部在所述第二转子芯的周向上交替配置；
定子，具有相对于所述第一转子及所述第二转子在径向上隔开间隔配置的圆环状的定子芯及设置于所述定子芯的定子线圈，所述径向是与所述旋转轴构件的轴线方向正交的方向；及
励磁轭，配置于所述第一转子、所述第二转子及所述定子的所述轴线方向的外侧，设置有通过通电而产生励磁磁通的励磁线圈，
其特征在于，
所述第一转子和所述第二转子以沿着所述轴线方向而所述第一磁铁磁极部和所述第二铁极部对向且所述第一铁极部和所述第二磁铁磁极部对向的方式配置于所述旋转轴构件，
在所述轴线方向上，在所述第一转子芯与所述第二转子芯之间以由所述第一转子芯与所述第二转子芯夹住的方式设置有圆环状的非磁性构件，
所述非磁性构件以能够与所述旋转轴构件一起旋转的方式直接固定设置于所述旋转轴构件。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子芯具有设置于所述轴线方向的一侧的第一定子芯和设置于所述轴线方向的另一侧的第二定子芯，
在所述轴线方向上，在所述第一定子芯与所述第二定子芯之间具有所述非磁性构件。
3.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，
所述定子芯具有设置于所述轴线方向的一侧的第一定子芯和设置于所述轴线方向的另一侧的第二定子芯，
在所述轴线方向上，所述第一定子芯和所述第二定子芯分离。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的旋转电机，其特征在于，
所述励磁轭具有第一励磁轭及第二励磁轭，所述第一励磁轭在所述轴线方向的一侧配置于所述第一转子及所述定子的外侧，所述第二励磁轭在所述轴线方向的另一侧配置于所述第二转子及所述定子的外侧，
所述励磁线圈具有第一励磁线圈及第二励磁线圈，所述第一励磁线圈设置于所述第一励磁轭，在所述第一励磁轭、所述第一转子及所述定子之间形成磁路，所述第二励磁线圈设置于所述第二励磁轭，在所述第二励磁轭、所述第二转子及所述定子之间形成磁路。
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