CN118355594A - 轴向间隙马达 - Google Patents

Abstract

轴向间隙马达具备轴、转子和定子。轴沿着旋转轴线延伸。转子固定地或能够旋转地支撑于轴。定子旋转驱动转子。转子具有磁铁。磁铁包围旋转轴线。定子具有线圈。线圈在轴向隔着间隙与磁铁对置，卷绕导线而形成。线圈绕旋转轴线沿周向排列多个而形成线圈组。从轴向观察，至少一个线圈的径向最外端位于比磁铁的径向外端靠径向外侧。

Description

轴向间隙马达

技术领域

本发明涉及轴向间隙马达。

背景技术

现有的轴向间隙马达例如具备转子和定子。定子驱动转子旋转。转子具有包围旋转轴线的环形永久磁铁(磁铁)。定子具有线圈，该线圈在轴向上隔着间隙与永久磁铁对置，且在周向上卷绕导线而形成。线圈绕旋转轴线沿周向排列有多个(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-193842号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在传统的轴向间隙马达中，在线圈和永久磁铁之间产生的转矩可能较低。

本发明的目的在于提供一种能够提高转矩的轴向间隙马达。

用于解决问题的手段

本发明的示例性轴向间隙马达包括轴、转子和定子。轴沿着旋转轴线延伸。转子固定地或能够旋转地支撑于轴。定子旋转驱动转子。转子具有磁铁。磁铁包围旋转轴线。定子具有线圈。线圈在轴向隔着间隙与磁铁对置，卷绕导线而形成。线圈绕旋转轴线沿周向排列多个而形成线圈组。从轴向观察，至少一个线圈的径向最外端位于比磁铁的径向外端靠径向外侧。

发明的效果

根据示例性的本发明，可以提供能够提高转矩的轴向间隙马达。

附图说明

图1是本发明的示例性实施方式所涉及的马达的纵截面立体图。

图2是示出本发明的示例性实施方式所涉及的马达的一部分的俯视图。

图3是示出本发明的示例性实施方式所涉及的马达的一部分的变形例的俯视图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。另外，在本说明书中，将与马达的中心轴平行的方向称为“轴向”，将与马达的中心轴正交的方向称为“径向”，将沿着以马达的中心轴为中心的圆弧的方向称为“周向”。另外，在本申请中，将轴向作为上下方向，相对于磁铁13将线圈21a、21b、21c作为下方，说明各部分的形状和位置关系。另外，上下方向是仅用于说明的名称，并不限定实际的位置关系及方向。

此外，在本申请中，“平行方向”也包括大致平行的方向。另外，在本申请中，“正交的方向”也包括大致正交的方向。

(1.马达的结构)

描述本发明的一个示例性实施方式的定子。图1是本发明的第一实施方式所涉及的马达1的纵截面立体图。马达(轴向间隙马达)1包括壳体100、轴11、转子10和定子20。轴11沿着旋转轴线J延伸而形成为柱状。

(2.转子的结构)

转子10具有磁轭12和环形磁铁13。磁轭12由在轴向层叠有环状的电磁钢板的层叠钢板构成。磁轭12具有沿轴向延伸的插入孔12a。轴11被压入插入孔12a中，被固定在磁轭12。

磁铁13例如通过粘合剂固定于磁轭12的下表面。由此，磁铁13和轴11经由磁轭12而固定。磁铁13形成为包围旋转轴线J的环状，磁铁13的下表面的N极和S极在周向交替排列。另外，在本实施方式中，磁铁13形成为环状，但例如也可以将N极和S极的直方体状的磁铁13在周向交替排列而包围旋转轴线J。

(3.定子的结构)

定子20配置在转子10的轴向下侧。定子20具备线圈组210和电路基板220。

线圈组210通过绕旋转轴线J在圆周方向排列多个线圈21a、21b、21c而形成(参照图2)，线圈21a、21b、21c与磁铁13在轴向隔着间隙对置。

线圈21a、21b、21c通过卷绕被绝缘覆膜覆盖的导线211而形成为环状。线圈21a、21b、21c从轴向观察例如绕顺时针卷绕多次而形成。线圈21a、21b、21c例如经由粘接剂被固定在电路基板220的上表面。关于线圈组210的形状，将在后面详细说明。

在本实施方式中，线圈21a、21b、21c在将导线211卷绕在未图示的夹具上而分别成形后，在拔出夹具的状态下固定在电路基板220。另外，在本实施方式中，线圈21a、21b、21c的中心形成有空洞，但也可以在线圈21a、21b、21c的中心配置定子铁芯。定子铁芯沿轴向延伸而形成为柱状，由磁性钢构成。在这种情况下，线圈21a、21b、21c分别通过将导线21卷绕在定子铁芯上而成形。

电路基板220配置在线圈组210的轴向下侧，形成为圆环状。电路基板220与导线211连接，向线圈21a、21b、21c输出马达驱动信号。通过控制提供给线圈21a、21b、21c的驱动电流，从而在与磁铁13之间产生转矩，能够控制马达1的驱动。

(4.壳体的结构)

壳体100例如形成为筒状，收纳转子10和定子20。壳体100具有顶板部101和底板部102。顶板部101配置在磁轭12的轴向上侧，保持轴承81。

底板部102配置在定子20的轴向下侧，保持轴承82。另外，在底板部102的上表面，例如经由粘接剂固定有电路基板220。由此，线圈21经由电路基板220固定于壳体100。

轴承81、82相对于壳体100可旋转地支撑轴11。轴承81、82例如使用滚珠轴承。

在本实施方式中，磁铁13经由磁轭12固定在轴11，轴11经由轴承81、82相对于壳体100能够旋转地被支撑。由此，伴随转子10的旋转，从轴11得到旋转输出。另一方面，也可以是磁铁13相对于轴11能够旋转地被支撑，通过将轴11固定于壳体100，从而成为从轴11得不到旋转输出的结构。在这种情况下，可以将诸如风扇的旋转体固定于磁铁13或磁轭12。

(5.线圈组的结构)

图2是示出马达1的一部分的俯视图，未图示顶板部101、轴承81及磁轭12。另外，用单点划线示出磁铁13。在本实施方式中，线圈组210包括三种不同形状的线圈21a、21b、21c各一组，由共计六个线圈21a、21b、21c构成。另外，构成线圈组210的线圈的数量不限于六个。例如，也可以由9个等3的倍数个线圈构成线圈组210。

线圈21a、21b、21c例如以U相、V相、W相的顺序沿周向配置。另外，也可以将同相的线圈21每一组相邻地配置。

从轴向观察，线圈21a的径向最外端Pa、线圈21b的径向最外端Pb和线圈21c的径向最外端Pc位于比磁铁13的径向外端靠径向外侧。即，至少一个线圈21a、21b、21c的径向最外端Pa、Pb、Pc从轴向观察位于比磁铁13的径向外端靠径向外侧。由此，线圈21a、21b、21c的内部的磁通通过的面积变大。因此，线圈21a、21b、21c内部的磁通在更广的范围内作用于磁铁13。由此，在线圈21a、21b、21c与磁铁13之间产生的转矩变大，马达1的反电动势常数提高。因此，可以提供能够提高转矩的马达1。

另外，至少一个线圈21b的内周缘从轴向观察位于比磁铁13的径向外端靠径向外侧。由此，线圈21b内部的磁通的一部分从径向外侧作用于磁铁13。因此，在线圈21b和磁铁13之间产生的转矩变得更大。另外，也可以将线圈21a、21c的内周缘形成为，从轴向观察，位于比磁铁13的径向外端靠径向外侧。

线圈组210的外周缘从轴向观察为非圆形的扇形。另外，在周向相邻的至少两个线圈21a和线圈21b以及线圈21b和线圈21c从轴向观察形状不同。因此，能够根据马达1的设置空间的形状来改变包括线圈组210的定子20的形状。因此，能够提高马达1的设计自由度。

再者，在本说明书中，由两个半径和位于其间的弧或弦包围的形状称为扇形。例如，将两条半径的两端或一端分别用弧或弦连结的形状称为扇形。另外，形成扇形的两条半径可以是大致直线或大致圆弧。

另外，相对于通过旋转轴线J的一条直线，一组线圈21a配置在线对称的位置，一组线圈21b配置在线对称的位置，一组线圈21c配置在线对称的位置。由此，线圈组210的外周缘从轴向观察呈线对称。另外，各线圈21a、21b、21c从轴向观察具有相等的中心角θa、θb、θc。由此，能够降低在周向相邻的线圈21a、21b、21c的内部的磁通密度的不均，抑制马达1的旋转不均的产生。

(3.其他)

上述实施方式仅是本发明的示例。另外，在不脱离本发明的技术思想的范围内，可以适当变更实施方式的结构。另外，实施方式可以在可能的范围内组合实施。例如，图3是示出变形例所涉及的马达1的一部分的俯视图，未图示顶板部101、轴承81及磁轭12。线圈组210的外周缘从轴向观察也可以是正六边形等多边形。另外，线圈组210的外周缘从轴向观察也可以以旋转轴线J为中心呈点对称。在这些形状中，也能够得到与上述实施方式同样的效果。另外，通过将线圈组210的外周缘形成为从轴向观察以旋转轴线J为中心呈点对称，能够进一步降低线圈21a、21b、21c的内部的磁通密度的不均。

工业上的可利用性

本发明的马达例如可用于送风机等。

符号说明

1马达(轴向间隙马达)；10转子；11轴；12磁轭；12a插入孔；13磁铁；20定子；21a、21b、21c线圈；81、82轴承；100壳体；101顶板部；102底板部；210线圈组；211导线；220电路基板；J旋转轴线；Pa、Pb、Pc径向最外端；θa、θb、θc中心角。

Claims (9)

1.一种轴向间隙马达，其特征在于，具备：

轴，其沿着旋转轴线延伸；

转子，其固定地或能够旋转地支撑于上述轴；以及

定子，其旋转驱动上述转子，

上述转子具有包围上述旋转轴线的磁铁，

上述定子具有线圈，上述线圈在轴向隔着间隙与上述磁铁对置，并通过卷绕导线而形成，

上述线圈绕上述旋转轴线沿周向排列多个而形成线圈组，

从轴向观察，至少一个上述线圈的径向最外端位于比上述磁铁的径向外端靠径向外侧。

2.根据权利要求1所述的轴向间隙马达，其特征在于，

从轴向观察，至少一个上述线圈的内周缘位于比上述磁铁的径向外端靠径向外侧。

3.根据权利要求1或2所述的轴向间隙马达，其特征在于，

在周向相邻的至少两个上述线圈从轴向观察形状不同。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的轴向间隙马达，其特征在于，

各上述线圈从轴向观察具有相等的中心角。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的轴向间隙马达，其特征在于，

上述线圈组的外周缘从轴向观察为非圆形。

6.根据权利要求5所述的轴向间隙马达，其特征在于，

从轴向观察，上述线圈组的外周缘呈线对称。

7.根据权利要求5所述的轴向间隙马达，其特征在于，

从轴向观察，上述线圈组的外周缘以上述旋转轴线为中心呈点对称。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的轴向间隙马达，其特征在于，

从轴向观察，上述线圈组的外周缘为扇形。

9.根据权利要求1～7中任一项所述的轴向间隙马达，其特征在于，

从轴向观察，上述线圈组的外周缘为多边形状。