CN117795824A - 马达 - Google Patents

Abstract

马达(1)包括：转子(20)，具有磁轭(30)、第一磁铁(41)以及与所述第一磁铁(41)相向的第二磁铁(42)；以及定子(10)。磁轭(30)包括孔(38)以及包围所述孔(38)的框(39)。第一磁铁(41)被配置于磁轭(30)的孔(38)内，第二磁铁(42)包括在周向上与磁轭(30)的框(38)相向的第一面(4a)、以及在径向上与定子(10)相向的第二面(4b)。

Description

马达

技术领域

本发明涉及一种马达。

背景技术

已知有一种所谓的海尔贝克阵列(Halbach array)的马达，其在转子轭的表面配置磁通的方向不同的多个磁铁。在海尔贝克阵列的马达中，例如在内转子结构的马达中，为了抑制因旋转时的离心力造成的磁铁的飞出，已知有将磁铁嵌入至磁铁保持构件的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-006545号公报

专利文献2：日本专利特开2010-207067号公报

专利文献3：国际公开第2014/115655号

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在海尔贝克阵列的马达中，自磁铁流向定子侧的磁通的量有时会下降。此时，马达的输出扭矩会下降。

在一个方面，目的在于提供一种可提高输出扭矩的马达。

解决问题的技术手段

在一个实施例中，马达包括：转子，具有磁轭、第一磁铁以及与所述第一磁铁相向的第二磁铁；以及定子。所述磁轭包括孔与包围所述孔的框。所述第一磁铁被配置于所述磁轭的孔内，所述第二磁铁包括在周向上与所述磁轭的框相向的第一面、以及在径向上与所述定子相向的第二面。

根据一个实施例，可提高输出扭矩。

附图说明

[图1]图1是表示实施方式中的马达的一例的立体图。

[图2]图2是表示实施方式中的马达的一例的分解立体图。

[图3]图3是表示实施方式中的马达的一例的放大立体图。

[图4]图4是表示实施方式中的马达的一例的放大俯视图。

[图5]图5是表示实施方式中的拆卸了磁铁的转子的一例的放大立体图。

[图6]图6是表示实施方式中的转子的一例的放大立体图。

[图7]图7是表示第一变形例中的转子的一例的放大俯视图。

[图8]图8是表示第二变形例中的马达的一例的立体图。

[图9]图9是表示第二变形例中的马达的一例的放大立体图。

[图10]图10是表示第三变形例中的转子的一例的放大俯视图。

[图11]图11是表示第四变形例中的转子的一例的放大俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本申请所公开的马达的实施方式。再者，附图中的各元件的尺寸关系、各元件的比率等有时与现实不同。在附图的彼此间，也有时包含彼此的尺寸关系或比率不同的部分。各附图中，为了便于理解说明，有时会图示将马达的旋转轴延伸的方向作为轴向的坐标系。

[实施方式]

首先，使用图1以及图2来说明实施方式中的马达。图1是表示实施方式中的马达的一例的立体图。图2是表示实施方式中的马达的一例的分解立体图。如图1所示，实施方式中的马达1包括定子10与转子20。实施方式中的马达1例如是径向上的长度相对于定子芯的轴向上的长度为大的、所谓的扁平马达。马达1例如被收容于未图示的框架，通过未图示的旋转轴来将驱动力传递至外部。

如图2所示，定子10包括定子芯11、绝缘子12以及线圈13。定子芯11例如是通过将硅钢板、电磁钢板、软磁性钢板等板状的金属构件或磁性体沿轴向层叠多个而形成。绝缘子12例如是由树脂等的绝缘体所形成，自轴向的正方向侧以及负方向侧安装至定子芯11。线圈13经由绝缘子12而卷绕于定子芯11。如图2所示，自线圈13朝同一方向(轴向的正方向侧)引出有导线的端部14以作为引出线。导线的端部14例如被用作线圈13的端子。

如图1以及图2所示，转子20在径向上配置于定子10的内周侧。即，实施方式中的马达1为内转子型的马达。如图2所示，转子20包括形成磁路的磁轭30、多个第一磁铁41、多个第二磁铁42以及多个第三磁铁43。再者，以下在未区分表达第一磁铁41至第三磁铁43的情况下，有时记作磁铁40。而且，有时将第一磁铁41记作主磁铁，将第二磁铁42以及第三磁铁43记作辅助磁铁。实施方式中，相对于一个主磁铁41而配置有两种辅助磁铁42以及43。

磁轭30例如是由铁所形成的轭铁，包括环状部36、孔38以及包围孔38的框39。磁轭30包括多个孔38与多个框39。如图2所示，环状部36沿周向延伸，多个框39例如是沿周向等间隔地排列形成。再者，以下的实施方式以及各变形例中，磁轭的材质并不限于铁，也可为其他的磁性体。

第一磁铁41被配置于由框39所包围的孔38内，第二磁铁42以及第三磁铁43在周向上配置于邻接的两个框39之间。实施方式中，在沿周向邻接的两个框39之间，配置有两个辅助磁铁42以及43。

实施方式中，第二磁铁42与第三磁铁43具备大致相同的形状，但如后文所说明那样，磁通的方向不同。第二磁铁42与第三磁铁43被配置为，将图4所示的、连结第一磁铁41的周向的中心与转子20的中心的直线L1作为对称轴而呈左右对称。图3是表示实施方式中的马达的一例的放大立体图。

图4是表示马达的一例的放大俯视图。图3以及图4是将图1的框F1所示的部分放大的图。再者，图4中，简化了定子10而图示。

在径向上，在图3以及图4所示的定子10的内周面19与转子20的外周面29之间，如图4所示，形成沿周向延伸的磁隙G1。磁隙G1包括：形成于定子10与转子20的框39的第一壁31之间的第一部分、形成于定子10与第二磁铁42之间的第二部分、以及形成于定子10与第三磁铁43之间的第三部分。如图4所示，第一部分中的磁隙在径向上的宽度为W1，第二部分以及第三部分中的磁隙在径向上的宽度为W2。

如图4所示，第二磁铁42在径向上，邻接于环状部36的磁隙G1侧的侧面例如径向上的外侧的侧面S1。而且，第三磁铁43也邻接于环状部36的侧面S1。

如图5所示，磁轭30的框39是由第一壁31、第二壁32及第三壁33所形成。图5是表示实施方式中的拆卸了磁铁的转子的一例的放大立体图。图5表示在图4所示的转子20配置第一磁铁41、第二磁铁42以及第三磁铁43之前的状态。

如图5所示，实施方式中，第二壁32以及第三壁33在径向上与环状部36邻接，并沿径向延伸。第一壁31沿周向延伸，且在径向上，经由第二壁32以及第三壁33而与环状部36连结。孔38被包含所述第一壁31、第二壁32以及第三壁33的框39所包围。

如图6所示，收容于孔38内的第一磁铁41在径向上位于第一壁31与环状部36之间。图6是表示实施方式中的转子的一例的放大立体图。图6是将图3的框F3所示的部分放大的图。

而且，如图6所示，在实施方式中，第一壁31在径向上的厚度T1大于第二壁32在周向上的厚度T2。再者，实施方式中，第三壁33在周向上的厚度与第二壁32的厚度T2大致相同。即，第一壁31的厚度T1大于第三壁33在周向上的厚度。

而且，如图5以及图6所示，在框39中，在第一壁31与第二壁32交叉的部分形成卡合部34。同样地，在框39中，在第一壁31与第三壁33交叉的部分形成卡合部35。再者，卡合部35为另一卡合部的一例。图示的示例中，第二磁铁42的角部(外周部的第一面4a与第二面4b交叉的部分附近)、第三磁铁43的角部(外周部的第一面与第二面交叉的部分附近)分别成为相对于卡合部34、卡合部35的被卡合部。卡合部34、卡合部35形成为突出部，卡合部34、卡合部35朝向第二磁铁42、第三磁铁43的角部(外周部)延伸。卡合部34、卡合部35与第二磁铁42、第三磁铁43的角部相向。

如图4以及图6所示，第二磁铁42包括第一面4a与第二面4b。第一面4a在周向上与磁轭30的框39相向。具体而言，第一面4a与框39的第二壁32相向。例如，在实施方式中，第一面4a在周向上与框39的第二壁32相接。而且，第二面4b在径向上与定子10相向。同样地，如图4所示，第三磁铁43包括与框39的第三壁33相向的第一面4c、以及与定子10相向的第二面4d。更具体而言，第二磁铁42的第二面4b在径向上经由磁隙G1而与定子10直接相向，第三磁铁43的第二面4d在径向上经由磁隙G1而与定子10直接相向。

实施方式中，第二磁铁42以及第三磁铁43与第一磁铁41相向。在周向上，第二壁32位于第一磁铁41与第二磁铁42的第一面4a之间，第三壁33位于第一磁铁41与第三磁铁43的第一面4c之间。例如，如图4以及图6所示，第二磁铁42夹着第二壁32而在周向上与第一磁铁41相向。而且，如图4所示，第三磁铁43夹着第三壁33而在周向上与第一磁铁41相向。

返回图4，第一磁铁41的磁通朝向箭头M1所示的方向例如径向外侧(定子10侧)。实施方式中，第一壁31相对于第一磁铁41而位于第一磁铁41的磁通所朝向的方向M1。具体而言，第一壁31被配置于第一磁铁41的径向外侧。根据此结构，可抑制第一磁铁41因转子20旋转时的离心力或磁铁的斥力而自转子20飞出的现象。

而且，第二磁铁42的磁通朝向较第一磁铁的磁通的方向M1而朝周向倾斜的方向M2。同样地，第三磁铁43的磁通的方向M3朝向较第一磁铁41的磁通的方向M1而朝周向倾斜的方向且与第二磁铁的磁通的方向M2不同的方向M3。

进而，第二磁铁42卡合于卡合部34，第三磁铁43卡合于卡合部35。更具体而言，如图4以及图6所示，卡合部34是根据第二磁铁42的磁通的方向M2而配置。而且，卡合部35根据第三磁铁43的磁通的方向M3而配置。实施方式中，卡合部34被配置于第二磁铁的径向外侧，卡合部35被配置于第三磁铁的径向外侧。根据此结构，可抑制第二磁铁42以及第三磁铁43因转子20旋转时的离心力或磁铁的斥力而自转子20飞出的现象。

而且，在第二磁铁42以及第三磁铁43的径向外侧的面即第二面4b以及第二面4d，分别未配置磁性体。换言之，在第二磁铁42与第三磁铁43的径向外侧未配置磁轭30。第二磁铁42以及第三磁铁43分别在径向上与定子10直接相向。由此，第二磁铁42以及第三磁铁43的磁通易流向定子10，而且抑制磁通在第二磁铁42与第三磁铁43之间循环。

而且，如图4以及图6所示，通过加大磁轭30的第一壁31的厚度T1，从而第一磁铁的径向外侧的面较第二磁铁42的第二面4b以及第三磁铁43的第二面4d而位于径向内侧。由此，由第二磁铁42以及第三磁铁43所形成的磁通的循环得以抑制，由此流向定子10的磁通增加。而且，通过减薄第二壁32以及第三壁33在周向上的厚度，从而第二壁32以及第三壁33达到磁饱和，由此由第二磁铁42以及第三磁铁43所形成的磁通的循环得以抑制，流向定子10的磁通进一步增加。

如以上所说明那样，实施方式中的马达1包括：转子20，具有磁轭30、第一磁铁41以及与第一磁铁41邻接的第二磁铁42；以及定子10。磁轭30包括孔38以及包围孔38的框39。第一磁铁41被配置于磁轭30的孔38内，第二磁铁42包括在周向上与磁轭30的框39相向的第一面4a、以及在径向上与定子10相向的第二面4b。根据此结构，自磁铁41至磁铁43流向定子10的磁通增加，由此可提高输出扭矩。

[变形例]

以上，对实施方式中的结构进行了说明，但实施方式并不限于此。例如，对包括两种辅助磁铁42以及43的结构进行了说明，但并不限于此，如图7所示，也可为仅包含一种辅助磁铁的结构。而且，实施方式的框39中的、第一壁31的厚度与第二壁32及第三壁33的厚度的关系并不限于图6所示的关系。图7是表示第一变形例中的转子的一例的放大俯视图。再者，以下的各变形例中，对于与之前说明的附图中所示的部位相同的部位，标注相同的符号，并省略重复的说明。

如图7所示，第一变形例中的转子50中，形成框59的第一壁51在径向上的厚度T4小于图6所示的、实施方式中的第一壁31在径向上的厚度T1。再者，此时也优选为，第一壁51的厚度T4大于第二壁52及第三壁53在周向上的厚度T5。

而且，如图7所示，第一变形例中，在由框59所包围的孔58内，配置形状与实施方式中的第一磁铁41不同的第一磁铁61。而且，第一变形例中，第一磁铁61在周向上被两个第二磁铁62包围。第一变形例中，两个第二磁铁62具备大致相同的形状。而且，两个第二磁铁62的磁通的方向M8以及方向M9分别朝向相反的方向。

在图7所示的具有第一磁铁61与第二磁铁62的结构的情况下，制造容易。另一方面，在图4所示的具有第一磁铁41、第二磁铁42与第三磁铁43的结构的情况下，可减小退磁的影响。而且，通过加大第一磁铁61，可加大自第一磁铁61流向定子10的磁通。

而且，实施方式中的马达1为内转子型的马达，但并不限于此，例如也可为图8所示那样的外转子型的马达。图8是表示第二变形例中的马达的一例的立体图。图9是表示第二变形例中的马达的一例的放大立体图。图9是将图8的框F3所示的部分放大的图。

如图8所示，第二变形例中的马达2中，转子80较定子70而在径向上配置于外侧。而且，如图9所示，在外转子型的马达2中，转子80的环状部86在径向上较磁铁40位于外侧。例如，第一磁铁41被配置于由第一壁81、第二壁82以及第三壁83所形成的框89内。

此时，因离心力造成磁铁40飞出的可能性小，但与实施方式同样地，通过使第一壁81在径向上的厚度厚于第二壁82及第三壁83在周向上的厚度，并且在转子80设置卡合部84及卡合部85，从而可提高磁通的量。

再者，第二变形例中的马达2也与实施方式中的马达1同样为扁平马达，但并不限于此，在内转子型以及外转子型中，均也可使马达在轴向上的长度大于径向上的长度。

进而，实施方式中，对孔38的形状与第一磁铁41的形状均为大致矩形状的结构进行了说明，但实施方式并不限于此。例如，孔以及磁铁也可以包含曲线形状的方式而形成。而且，如图10以及图11所示，也可在包含曲线形状的孔内收容矩形状的磁铁，而且还可在形成为矩形状的孔内收容包含曲线形状的磁铁。图10是表示第三变形例中的转子的一例的放大俯视图。图11是表示第四变形例中的转子的一例的放大俯视图。

如图10所示，第三变形例中的转子90中，被由第一壁91、第二壁92及第三壁93而形成的框99所包围的孔98具备径向外侧的面弯曲成弧状的形状。而且，在第三变形例中的孔98内，与实施方式同样地，配置有第一磁铁41。

如图11所示，第四变形例中，在与第一变形例同样的转子50的孔58内配置第一磁铁69。第一磁铁69与实施方式中的第一磁铁41以及第一变形例中的第一磁铁61的不同之处在于，径向外侧的面以及径向内侧的面这两者弯曲成弧状。

如以上所说明那样，关于转子的框以及第一磁铁，径向上的外侧的面与内侧的面既可为互不相同的形状，也可为大致相同的形状。而且，转子的框的径向外侧的面的形状与径向内侧的面的形状也可如图10所示那样互不相同，还可为大致相同。第一磁铁也同样，径向外侧的面的形状与径向内侧的面的形状也可为互不相同，还可如图11所示那样大致相同。

以上，基于实施方式以及各变形例来说明了本发明，但本发明当然并不限定于实施方式以及各变形例，而可在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。对于本领域技术人员而言，根据权利要求的记载当明确：进行了此种不脱离主旨的范围内的各种变更的内容也包含于本发明的技术范围内。

符号的说明

1、2：马达

10、70：定子

11：定子芯

12：绝缘子

13：线圈

14：导线的端部

20、50、80、90：转子

30：磁轭

31、51、81、91：第一壁

32、52、82、92：第二壁

33、53、83、93：第三壁

34、35、84、85：凸肋(卡合部)

36、86：环状部

38、58、98：孔

39、59、89、99：框

41、61、69：第一磁铁

42、62：第二磁铁

43：第三磁铁

G1：磁隙。

Claims (12)

1.一种马达，包括：

转子，具有磁轭、第一磁铁以及与所述第一磁铁相向的第二磁铁；以及

定子，

所述磁轭包括孔与包围所述孔的框，

所述第一磁铁被配置于所述磁轭的孔内，

所述第二磁铁包括在周向上与所述磁轭的框相向的第一面、以及在径向上与所述定子相向的第二面。

2.根据权利要求1所述的马达，其中

所述框包括第一壁与第二壁以及第三壁，

所述磁轭包括在径向上与所述第二壁以及所述第三壁邻接的环状部，

所述第一磁铁在径向上位于所述第一壁与所述环状部之间。

3.根据权利要求2所述的马达，其中径向上的所述第一壁的宽度相对于周向上的所述第二壁或所述第三壁的宽度为大。

4.根据权利要求2或3所述的马达，其中在周向上，所述第二壁位于所述第一磁铁与所述第二磁铁的所述第一面之间。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的马达，包括沿周向延伸的磁隙，

所述磁隙的第一部分在径向上由所述第一壁与所述定子所形成，

所述磁隙的第二部分在径向上由所述第二磁铁的所述第二面与所述定子所形成，

所述第二磁铁在径向上与所述环状部的所述磁隙侧的侧面接触。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的马达，其中

在所述第二壁与所述第一壁交叉的部分设有卡合部，

所述第二磁铁卡合于所述卡合部。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的马达，其中所述第一磁铁的磁通的方向朝向径向，

所述第二磁铁的磁通的方向朝向较所述第一磁铁的磁通的方向而朝周向倾斜的方向。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的马达，其中

所述转子包括与所述第一磁铁相向的第三磁铁，

所述第三磁铁包括在周向上与所述磁轭的框相向的第一面、以及在径向上与所述定子相向的第二面。

9.根据权利要求8所述的马达，其中在周向上，所述第一磁铁位于所述第二磁铁与所述第三磁铁之间，所述第三壁位于所述第一磁铁与所述第三磁铁的所述第一面之间。

10.根据权利要求8或9所述的马达，包括沿周向延伸的磁隙，

所述磁隙的第三部分在径向上由所述第三磁铁的所述第二面与所述定子所形成，

所述第三磁铁与所述环状部的所述磁隙侧的侧面接触。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的马达，其中

在所述第三壁与所述第一壁交叉的部分设有另一卡合部，

所述第三磁铁卡合于所述另一卡合部。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的马达，其中所述第一磁铁的磁通的方向朝向径向，

所述第三磁铁的磁通的方向朝向较所述第一磁铁的磁通的方向而朝周向倾斜的方向且与所述第二磁铁的磁通的方向不同的方向。