TW202310535A - 轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可有效地活用由磁鐵產生的磁束(磁通量)的轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備。一種轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備,所述轉子包括在軸向上堆疊的多個磁性體33x、磁性體33y、以及多個磁鐵,磁性體33x、磁性體33y具有環狀部33a、於徑向cd上延伸的多個磁極片33b、以及將多個磁極片33b的各者與環狀部33a連結的多個連結部33cx、連結部33cy,於周向ef上,所述多個磁鐵配置於多個磁極片33b的相鄰的兩個磁極片33b之間,連結部33cx、連結部33cy具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。
Description
本發明是有關於一種轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備。
先前,於各種裝置中,作為其驅動源而使用馬達。馬達存在多種種類,根據其使用目的或場合來選擇各種馬達。其中,積極地活用磁阻轉矩(reluctance torque)的內藏式永磁(Interior Permanent Magnet,IPM)馬達為高效率,且可實現高轉矩。IPM馬達例如於專利文獻1中有所揭示。
於該IPM馬達中,若在轉子內部產生磁束的短路,則平均磁束密度會降低,導致效率降低。因此,於輻條型IPM馬達中,藉由在轉子鐵心設置空隙來形成隔磁橋(flux barrier),而使磁束儘可能朝向靜止部,藉此謀求運作效率的提高。
於專利文獻1中記載的技術中,轉子鐵心的呈放射狀配置的磁極片為藉由相鄰的隔磁橋之間的連結部而由轉子鐵心中心的環狀部支承的狀態。該連結部為了確保強度而要求一定的粗度。然而,由於連結部成為向轉子鐵心中心的環狀部的磁路,因此於磁束經由該連結部向環狀部洩漏時,成為無效磁束。若連結部的磁路大,則無效磁束會增加,從而導致馬達效率的降低。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-177721號公報
[發明所欲解決之課題]
因此,本發明是鑒於以上背景而成者,目的在於提供一種可有效地活用由磁鐵產生的磁束的轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備。
[解決課題之手段]
所述課題藉由以下的本發明而得到解決。即,本發明的轉子包括在軸向上堆疊的多個磁性體、以及多個磁鐵,
所述磁性體具有環狀部、於徑向上延伸的多個磁極片、以及將多個磁極片的各者與所述環狀部連結的多個連結部,
於周向上,所述多個磁鐵配置於所述多個磁極片的相鄰的兩個磁極片之間,
所述連結部具有徑向上的成分及周向上的成分此兩種成分並延伸。
以下,參照圖式對作為本發明的例示態樣的第一實施形態~第七實施形態進行說明。
(第一實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子進行說明。
圖1是使用第一實施形態所涉及的轉子3的馬達1的縱剖面圖,圖2是橫剖面圖。圖1相當於圖2中的B-B剖面圖,圖2相當於圖1中的A-A剖面圖。
再者,於本實施形態的說明中,在稱為上方乃至下方時,是指圖1中的上下關係,與重力方向上的上下關係未必一致。
進而,於軸線X方向(以下,亦稱為「軸向」)上,將箭頭a方向設為上側a,將箭頭b方向設為下側b。另外,於與軸線X垂直的方向(以下,亦稱為「徑向」)上,將遠離軸線X的方向(箭頭c方向)設為外周側c,將朝向軸線X的方向(箭頭d方向)設為內周側d。而且,將以軸線X為中心的圓周方向(自上側a觀察時的圓周方向)的順時針方向設為周向e,以及將逆時針方向設為周向f。
該些與方向有關的定義或符號於以後的實施形態中亦設為相同。
本實施形態中的馬達1為內轉子型(inner rotor type)的無刷馬達(brushless motor)的一種,為輻條型IPM馬達。
所謂IPM馬達,為於轉子埋入有磁鐵者,亦被稱為埋入磁鐵型馬達。IPM馬達亦存在多種形態者,已知有將剖面為長方形的磁鐵的長度方向於轉子鐵心內配置成放射狀的輻條型IPM馬達。於該輻條型馬達中,長邊側的面成為磁極,在周向上相鄰的磁鐵的相向的磁極面成為相同極。
馬達1是包括成為旋轉軸的軸(shaft)2、轉子3、定子4、以及殼體5而成。轉子3是於由磁性體形成的轉子鐵心33內配置磁鐵31而成,且固定於軸2並一同旋轉。定子4是於由磁性體形成的定子鐵心41捲繞線圈42而成,且以圍繞轉子3的方式配置。
殼體5於內部收容轉子3或定子4等馬達1的結構零件的一部分或全部,且具有供定子4固定的殼體主體51、以及覆蓋殼體主體51的上部所設置的開口部的蓋52。殼體主體51包括具有突出部51aa的底部51a、筒部51b以及外周部51c。蓋52包括具有突出部52aa的環狀的平板部52a、以及外周部52c。蓋52的突出部52aa設置於平板部52a,且於軸2的長度方向(軸線X方向)上向朝向轉子3的方向(下側b)突出。將殼體主體51的外周部51c與蓋52的外周部52c固定(緊固),並自外部遮蔽殼體5的內部,從而作為馬達1而完成。
於馬達1,設置有將軸2支承為相對於殼體5能夠旋轉的多個(於本實施形態中為兩個)軸承61、軸承62。於殼體主體51的底部51a,設置有多個軸承61、軸承62中的一軸承61。於對軸承61進行支承的殼體主體51的底部51a,設置有於軸2的長度方向(軸線X方向)上向朝向轉子3的方向(上側a)突出的突出部(以下,稱為「軸承殼體」)51aa與孔部51ab,並且軸承61藉由壓入等而被固定於該軸承殼體51aa。另一軸承62被向蓋52的突出部(以下,稱為「軸承殼體」)52aa壓入等而得到固定。於徑向上,其中一軸承61的外徑及內徑與另一軸承62的外徑及內徑分別大致相同。
再者,其中一軸承61的外徑及內徑與另一軸承62的外徑及內徑大致相同,但亦可使另一軸承62的外徑或內徑或者其兩者大於其中一軸承61的外徑或內徑或者其兩者。另外,於底部51a亦可不設置孔部51ab。
軸2包括兩個端部2a、端部2b,位於殼體主體51側的其中一端部2b由其中一軸承61支承為相對於殼體主體51能夠旋轉,位於蓋52側的另一端部2a由另一軸承62支承為能夠旋轉。藉此,軸2經由軸承61而旋轉自如地固定於殼體主體51,及經由軸承62而旋轉自如地固定於蓋52,且軸2的其中一端部2b自蓋52突出。可自軸2的其中一端部2a向外部取出旋轉力。軸2固定於轉子3,並且於轉子3藉由定子4與轉子3的電磁作用而旋轉時,與轉子3一同旋轉。
定子4包含包括齒部43的定子鐵心41以及線圈42。
定子鐵心41為矽鋼板等磁性體的積層體,且包含與軸2同軸地配設的環狀部(以下,稱為「圓環部」)44、以及以自圓環部44朝向軸2側伸延的方式形成的多個磁極部(以下,稱為「齒部」)43。
線圈42捲繞於多個齒部43的各者的周圍。定子鐵心41與線圈42藉由由絕緣體形成的絕緣物45而絕緣。
接下來,對本實施形態所涉及的轉子3進行詳細說明。圖3中示出作為本實施形態所涉及的轉子3的結構零件之一的轉子鐵心33的立體圖。
轉子鐵心33由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體33x、以及多個第二磁性體33y。該第一磁性體33x、第二磁性體33y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖4中示出轉子鐵心33中使用的第一磁性體33x的平面圖。另外,圖5中示出轉子鐵心33中使用的第二磁性體33y的平面圖。於圖4及圖5中,該些圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖6中示出本實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33的分解立體圖。
如圖4及圖5所示,第一磁性體33x與反轉後的第二磁性體33y呈相同的形狀。以下,對第一磁性體33x、第二磁性體33y的形狀進行詳細說明。
如圖4及圖5所示,第一磁性體33x、第二磁性體33y具有供軸2插入的孔部34。
第一磁性體33x、第二磁性體33y包括:於中央部設置有孔部34的環狀部33a;以自環狀部33a的外周緣33ad離開的位置為基點D朝向定子4於徑向上呈放射狀形成的多個(於本實施形態中為14個)磁極片33b;將多個磁極片33b的各者中該基點D側的端部(後述的內周部33bd)與環狀部33a的外周緣33ad連結的連結部33cx、連結部33cy。多個磁極片33b於徑向上自環狀部33a經由連結部33cx、連結部33cy朝向外側c(定子4)呈放射狀延伸。再者,環狀部33a包括外周緣33ad、以及形成孔部34的內周緣33ae。
多個磁極片33b的各者包括:外周部33bc、位於環狀部33a側的內周部33bd、於周向ef上與磁鐵31(後述)的側面(31e)相向的兩個側緣33be、以及多個突出部33bf。突出部33bf於周向ef上朝向相鄰的其他磁極片33b突出。另外,於周向ef上,相鄰的兩個磁極片33b中的一磁極片33b的突出部33bf與另一磁極片33b的突出部33bf彼此相向,並且以形成規定間隙的方式隔開。
如圖4所示,第一磁性體33x的連結部33cx於周向ef上位於磁極片33b的內周部33bd的順時針方向e上的上游側。該連結部33cx相對於徑向cd而於傾斜方向上延伸,並將環狀部33a的外周緣33ad與磁極片33b的內周部33bd連結。即,連結部33cx具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。
再者,所謂此處所述的「徑向上的成分及周向上的成分此兩種成分」,如本實施形態的情況般,就概念而言包含如下情況:與將向量分解為兩個方向上的成分的觀點同樣地,對於連結部的延伸方向,可分解為徑向上的成分與周向上的成分。於「徑向上的成分及周向上的成分此兩種成分」中,除了包含該本實施形態的情況般的概念以外,亦包含其他概念,關於其詳細情況,於後述的第三實施形態中進行說明。
另一方面,如圖5所示,第二磁性體33y的連結部33cy於周向ef上位於內周部33bd的順時針方向e上的下游側。該連結部33cy相對於徑向cd而於傾斜方向上延伸,並將環狀部33a的外周緣33ad與磁極片33b的內周部33bd連結。即,連結部33cy具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。
該連結部33cx、連結部33cy的延伸方向上的徑向cd上的成分(cd)與周向ef上的成分(ef)的比例(cd/ef)於本實施形態中為√3(即,cd/ef=√3/1)。該情況是指:連結部33cx、連結部33cy與磁極片33b的內周部33bd的連結點處的、相對於內周部33bd的圓弧的切線與連結部33cx、連結部33cy的延伸方向所形成的角θ為60°。作為該所形成的角θ,只要自45°以上且75°以下左右的範圍中選擇即可,較佳為自55°以上且70°以下左右的範圍中選擇。
關於「周向上的成分」,嚴格而言為描繪圓弧的曲線狀成分,但除了該曲線狀成分以外,磁極片的內周部與連結部的連結點乃至其附近的周向上的向圓弧的切線般的直線狀成分亦包含於「周向上的成分」的概念中。該情況於以後的實施形態中亦設為相同。
再者,如觀察圖3而得知般,第一磁性體33x的連結部33cx延伸的方向與第二磁性體33y的連結部33cy延伸的方向不同。詳細而言,連結部33cx與連結部33cy兩者均相對於徑向cd而於傾斜方向上延伸,以使與磁極片33b的內周部33bd的連結點彼此的距離相對於與環狀部33a的外周緣33ad的連結點彼此的距離而言近。
如圖6所示,轉子鐵心33中,第一磁性體33x與第二磁性體33y各一片地交替且以兩者合計為n片(層)地重合並積層。於圖6中,符號33x、33y之後所標註的括號的數字表示於所積層的各第一磁性體33x、第二磁性體33y中,自上側a起相當於第幾層。再者,以後的實施形態中的分解圖中的括號的數字亦相同。
如圖6所示,轉子鐵心33中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體33x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體33y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體33y。
轉子鐵心33中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體33x及第二磁性體33y。
於圖6中,與軸線X平行地引出的虛線S為輔助線且以如下方式引出:於積層各第一磁性體33x、第二磁性體33y時,在俯視(與圖4或圖5相同的視點)時,貫穿磁極片33b的相同位置(大致中心)。以後,表述為「輔助線S」。再者,以後的實施形態中的分解圖的虛線S亦相同。
於圖6中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片33b而得知般,連結部33cx與連結部33cy於積層方向上交替地連結於該些磁極片33b。而且,將第一磁性體33x、第二磁性體33y積層而獲得的轉子鐵心33如圖3所示成為磁極片33b的積層體與環狀部33a的積層體藉由連結部33cx及連結部33cy而連結的狀態。
如圖2所示,於在周向ef上彼此相鄰的磁極片33b、磁極片33b的各者之間配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部33a呈放射狀延伸。
磁鐵31的與徑向cd交叉的兩個側面31e成為示出N極的磁極面31n及示出S極的磁極面31s,並成為該些磁極面31n、磁極面31s與磁極片33b的側緣33be接觸的狀態。
磁鐵31包括:於徑向cd上與磁極片33b的突出部33bf相向的外表面31c、於徑向cd上位於環狀部33a側的內表面31a、於周向ef上與磁極片33b相向的兩個側面31e,並且磁極面31n、磁極面31s與兩個側面31e對應。
著眼於圖2中的多個磁極片33b中的、由在側面31e標註有磁極面31n、磁極面31s的符號的磁鐵31夾著的兩個磁極片33bn、磁極片33bs來進行說明。
於周向上,一個磁極片33b所具有的兩個側緣33be、側緣33be中的一側緣33be側的磁鐵31的磁極、以及另一側緣33be側的磁鐵31的磁極為相同的磁極。
詳細而言,於順時針方向e上的下游側的磁極片33bn中,周向ef上的兩個側緣33be、側緣33be所接觸的磁鐵31的兩個磁極面31n、磁極面31n均成為N極。
另一方面,於順時針方向e上的上游側的磁極片33bs中,周向ef上的兩個側緣33be、側緣33be所接觸的磁鐵31的兩個磁極面31s、磁極面31s均成為S極。
即,以於某一個磁極片33b中,周向ef上的兩個側緣33be、側緣33be所接觸的磁鐵31的兩個磁極面31n、磁極面31n或者磁極面31s、磁極面31s成為相同的磁極的方式,配置各磁鐵31。
對磁極片33b施加N極或S極的磁力,成為一個磁束並於徑向上向外方釋放。磁極片33b的磁極以N極及S極於周向ef上交替地重覆的方式構成。
例如,於磁極片33bn中,自於轉子3的徑向cd上長的磁鐵31的兩個磁極面31n發出的磁束形成束,並自徑向cd上的內側d朝向外側c,自與磁極片33bn的基點D側(環狀部33a側)為相反側的端部(外周部33bc)釋放,從而作用於定子4。
另外,於由第一磁性體33x的連結部33cx、第二磁性體的連結部33cy、各磁極片33b的內周部33bd、環狀部33a的外周緣33ad包圍的空間中,空隙32於軸線X方向上延伸並形成(參照圖2)。該空隙32作為隔磁橋發揮功能。
於作為隔磁橋發揮功能的空隙32的兩側,存在連結部33cx及連結部33cy。該連結部33cx及連結部33cy成為磁路,於由磁鐵31的磁極面31n、磁極面31s產生的磁束洩漏至環狀部33a時,有時會成為無助於轉矩的磁束(以下,稱為「無效磁束」)。若無效磁束增加,則作用於定子4的磁力會減弱,因此導致馬達效率的降低。
然而,於本實施形態中,連結部33cx及連結部33cy為交替地重疊的第一磁性體33x及第二磁性體33y的各者所具有的連結部。連結部33cx及連結部33cy於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部33cx及連結部33cy分別於積層方向(與軸線X方向相同;以下,於稱為「積層方向」的情況下相同)上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部33cx及連結部33cy的磁性體的積層片數(層數)分別成為比磁極片33b的磁性體的積層片數(層數)n少的一半的數量,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部33cx及連結部33cy於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部33a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達1的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,連結部33cx及連結部33cy的積層方向上的合計厚度(包含層間的空隙在內)雖與1根連結部的情況大致相同,但連結部成為2根,轉子鐵心33的機械強度高。
另外,於本實施形態中,藉由使連結部33cx及連結部33cy於傾斜方向上延伸,可延長成為磁路的連結部33cx及連結部33cy的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體33x及第二磁性體33y為相同形狀只是彼此表背反轉,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心33。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
再者,關於空隙32的各者,亦可配置圖2中用虛線表示的第二磁鐵35。於圖2中,示出了於一個空隙32內配置第二磁鐵35。於該變形例的情況下,第二磁鐵35以與磁極片33b的內周部33bd接觸的面示出和該磁極片33b的兩個側緣33be所接觸的磁鐵31的磁極面31n、磁極面31s的磁極相同的磁極的方式配置。即,例如,圖2中的與磁極片33bn的內周部33bd接觸的第二磁鐵35以與內周部33bd接觸的面示出和磁極片33bn的兩個側緣33be所接觸的磁鐵31的磁極面31n的磁極相同的N極的方式配置。
於該變形例的情況下,配置第二磁鐵35的部位由第一磁性體33x的連結部33cx、第二磁性體33y的連結部33cy、各磁極片33b的內周部33bd、以及環狀部33a的外周緣33ad包圍,因此可抑制第二磁鐵35的脫落。
以上的變形例亦可同樣地於以後說明的其他實施形態中應用,但於其他實施形態中省略說明。
如上所述,使用本實施形態所涉及的轉子3的馬達1可作為電動汽車等移動體的驅動裝置、或空氣調節機(空調)的壓縮機等家庭中所使用的電子設備、其他各種電子設備的旋轉驅動裝置而使用。尤其是,可適宜地於要求高輸出、高轉矩、節能、省空間等的用途中使用。
如上所述的馬達的用途於以後說明的其他實施形態中亦相同,但於其他實施形態中省略說明。
(第二實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第二實施形態所涉及的轉子進行說明。
第二實施形態所涉及的轉子僅轉子鐵心的結構與第一實施形態所涉及的轉子3不同。於第一實施形態中所說明的圖1及圖2中記載的馬達1中,可使用本實施形態所涉及的轉子來代替轉子3。因此,關於使用本實施形態所涉及的轉子的馬達的整體結構、作用、用途等的詳細情況,請參照圖1及圖2中記載的馬達1以及第一實施形態中的說明。
於本實施形態中,使用以下說明的轉子鐵心233來代替第一實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33,除此以外,與第一實施形態完全相同。因此,關於轉子的轉子鐵心以外的結構,請參照與第一實施形態所涉及的轉子3相關的說明。
圖7中示出作為本實施形態所涉及的轉子的結構零件之一的轉子鐵心233的立體圖。
轉子鐵心233由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體233x、以及多個第二磁性體233y。該第一磁性體233x、第二磁性體233y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖8中示出轉子鐵心233中使用的第一磁性體233x的平面圖。另外,圖9中示出轉子鐵心233中使用的第二磁性體233y的平面圖。於圖8及圖9中,該些圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖10中示出本實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心233的分解立體圖。
於圖7~圖10中,對於與第一實施形態中的轉子鐵心33相同的結構以及相同功能的構件,在將符號的十位以下設為與第一實施形態相同的英文數字記號的基礎上,於符號的百位標註「2」而設為二百系列。關於符號的十位以下與第一實施形態相同的英文數字記號的構件,只要並無特別說明,則設為與第一實施形態中的該些構件相同的構件,省略重覆的說明。
如圖8及圖9所示,第一磁性體233x與反轉後的第二磁性體233y呈相同的形狀。而且,第一磁性體233x、第二磁性體233y中,多個磁極片中的相鄰的兩個磁極片233b1、磁極片233b2的外周部233bc連接。
於第一實施形態的第一磁性體33x、第二磁性體33y中,突出部33bf向外周部33bc的周向ef上的兩側突出,但本實施形態中成為相鄰的兩個磁極片33b、磁極片33b的相向的突出部33bf彼此直接伸延並連接的狀態。
即,於本實施形態中,如圖8及圖9所示,第一磁性體233x、第二磁性體233y中,多個磁極片中的相鄰的兩個磁極片233b1、磁極片233b2彼此成對,且該些的外周部233bc分別連接。以下將該外周部233bc彼此連接而成的部位稱為「橋接部」,標註符號「233bf2」。
另一方面,於周向ef上,磁極片233b1、磁極片233b2的外周部233bc的、與藉由橋接部233bf2而連接後的一側相反的一側與第一實施形態同樣地,進而包括朝向鄰接的其他磁極片233b1、磁極片233b2突出的突出部233bf1。即,第一磁性體233x、第二磁性體233y中,於周向ef上,磁極片233b1、磁極片233b2的外周部233bc連接而成的橋接部233bf2所存在的部位、與突出部233bf1彼此相向且隔開的部位交替地重覆。
如圖10所示,轉子鐵心233中,第一磁性體233x與第二磁性體233y各一片地交替且以兩者合計為n片(層)地重合並積層。
轉子鐵心233中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體233x及第二磁性體233y。
如圖10所示,轉子鐵心233中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體233x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體233y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體233y。
於圖10中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片233b1、磁極片233b2而得知般,連結部233cx與連結部233cy於積層方向上交替地連結於該些磁極片233b1、磁極片233b2。
另外,毗鄰的磁極片233b1、磁極片233b2的外周部233bc彼此之間,於周向ef上的相同位置,橋接部233bf2所存在的部位、與突出部233bf1彼此相向並隔開的部位於積層方向上交替地重覆。即,於周向ef上,外周部233bc藉由橋接部233bf2而進行連接的部位於積層方向上彼此不同。
而且,將第一磁性體233x、第二磁性體233y積層而獲得的轉子鐵心233如圖7所示成為磁極片233b1、磁極片233b2的積層體與環狀部233a的積層體藉由連結部233cx及連結部233cy而連結的狀態。另外,由於磁極片233b1、磁極片233b2的外周部233bc於積層方向上彼此不同(即,呈交錯狀)地連接,因此轉子鐵心233整體成為大致圓柱體狀的形狀。
於在周向ef上彼此相鄰的磁極片233b1、磁極片233b2的各者之間,與第一實施形態同樣地配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部233a呈放射狀延伸。磁鐵31以磁極與第一實施形態相同的方式配置。
於本實施形態中,交替地重疊的第一磁性體233x及第二磁性體233y的各者所具有的連結部233cx及連結部233cy於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部233cx及連結部233cy分別於積層方向上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部233cx及連結部233cy的磁性體的積層片數(層數)分別成為磁極片233b1、磁極片233b2或環狀部233a的磁性體的積層片數(層數)n的一半,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部233cx及連結部233cy於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部233a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,連結部233cx及連結部233cy的積層方向上的合計厚度(包含層間的空隙在內)雖與1根連結部的情況大致相同,但連結部成為2根,轉子鐵心233的機械強度高。
另外,於本實施形態中,藉由使連結部233cx及連結部233cy於傾斜方向上延伸,可延長成為磁路的連結部233cx及連結部233cy的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體233x及第二磁性體233y為相同形狀只是彼此表背反轉,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心233。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
進而,於本實施形態中,由於相鄰的兩個(一對)磁極片233b1、磁極片233b2的外周部233bc於積層方向上呈交錯狀連接,因此轉子鐵心233整體成為大致圓柱體狀的形狀,可提高轉子鐵心233的機械強度(圓環強度)。
(第三實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第三實施形態所涉及的轉子進行說明。
第三實施形態所涉及的轉子僅轉子鐵心的結構與第一實施形態所涉及的轉子3不同。於第一實施形態中所說明的圖1及圖2中記載的馬達1中,可使用本實施形態所涉及的轉子來代替轉子3。因此,關於使用本實施形態所涉及的轉子的馬達的整體結構、作用、用途等的詳細情況,請參照圖1及圖2中記載的馬達1以及第一實施形態中的說明。
於本實施形態中,使用以下說明的轉子鐵心333來代替第一實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33,除此以外,與第一實施形態完全相同。因此,關於轉子的轉子鐵心以外的結構,請參照與第一實施形態所涉及的轉子3相關的說明。
圖11中示出作為本實施形態所涉及的轉子的結構零件之一的轉子鐵心333的立體圖。
轉子鐵心333由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體333x、以及多個第二磁性體333y。該第一磁性體333x、第二磁性體333y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖12中示出轉子鐵心333中使用的第一磁性體333x的平面圖。另外,圖13中示出轉子鐵心333中使用的第二磁性體333y的平面圖。於圖12及圖13中,該些圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖14中示出本實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心333的分解立體圖。
於圖11~圖14中,對於與第一實施形態中的轉子鐵心33相同的結構以及相同功能的構件,在將符號的十位以下設為與第一實施形態相同的英文數字記號的基礎上,於符號的百位標註「3」而設為三百系列。關於符號的十位以下與第一實施形態相同的英文數字記號的構件,只要並無特別說明,則設為與第一實施形態中的該些構件相同的構件,省略重覆的說明。
如圖12及圖13所示,第一磁性體333x與第二磁性體333y除了彼此表背反轉以外,呈相同的形狀。
於本實施形態中,將多個磁極片333b的基點D側的端部(內周部333bd)與環狀部333a的外周緣333ad連結的連結部333cx、連結部333cy的形狀與第一實施形態的連結部33cx、連結部33cy不同。
如圖12所示,第一磁性體333x的連結部333cx於周向ef上位於磁極片333b的內周部333bd的順時針方向e上的下游側。該連結部333cx包括:與環狀部333a的外周緣333ad結合並向外周側c方向延伸的第一連結部333cx-d;以及與第一連結部333cx-d相連並且大致直角地改變朝向並向逆時針方向f延伸且與磁極片333b的內周部333bd結合的第二連結部333cx-c。
即,第一連結部333cx-d的延伸方向具有徑向cd上的成分,第二連結部333cx-c的延伸方向具有周向ef上的成分。即,可謂包括第一連結部333cx-d及第二連結部333cx-c的連結部333cx具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。
如此,關於對第一實施形態中與本實施形態不同的態樣進行說明的「徑向上的成分及周向上的成分此兩種成分」,如本實施形態的情況般,就概念而言包含如下情況:分別包括以各方向上的成分延伸的部位(第一連結部333cx-d及第二連結部333cx-c),且該部位相連。
另一方面,如圖13所示,第二磁性體333y的連結部333cy於周向ef上位於磁極片333b的內周部333bd的順時針方向e上的上游側。該連結部333cy包括:與環狀部333a的外周緣333ad結合並向外周側c方向延伸的第一連結部333cy-d;以及與第一連結部333cy-d相連並且大致直角地改變朝向並向順時針方向e延伸且與磁極片333b的內周部333bd結合的第二連結部333cy-c。
即,第一連結部333cy-d的延伸方向具有徑向cd上的成分,第二連結部333cy-c的延伸方向具有周向ef上的成分。即,可謂包括第一連結部333cy-d及第二連結部333cy-c的連結部333cy具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。
如圖14所示,轉子鐵心333中,第一磁性體333x與第二磁性體333y各一片地交替且以兩者合計為n片(層)地重合並積層。
轉子鐵心333中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體333x及第二磁性體333y。
如圖14所示,轉子鐵心333中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體333x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體333y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體333y。
於圖14中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片333b而得知般,連結部333cx與連結部333cy於積層方向上交替地連結於該些磁極片333b。
而且,將第一磁性體333x、第二磁性體333y積層而獲得的轉子鐵心333如圖11所示成為磁極片333b的積層體與環狀部333a的積層體藉由連結部333cx及連結部333cy而連結的狀態。
於在周向ef上彼此相鄰的磁極片333b的各者之間,與第一實施形態同樣地配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部333a呈放射狀延伸。磁鐵31以磁極與第一實施形態相同的方式配置。
於本實施形態中,交替地重疊的第一磁性體333x及第二磁性體333y的各者所具有的連結部333cx及連結部333cy於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部333cx及連結部333cy分別於積層方向上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部333cx及連結部333cy的磁性體的積層片數(層數)分別成為磁極片333b或環狀部333a的磁性體的積層片數(層數)n的一半,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部333cx及連結部333cy於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部333a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,連結部333cx及連結部333cy的積層方向上的合計厚度(包含層間的空隙在內)雖與1根連結部的情況大致相同,但連結部成為2根,轉子鐵心333的機械強度高。
另外,於本實施形態中,藉由將連結部333cx及連結部333cy設為具有徑向cd上的成分的第一連結部333cx-d、第一連結部333cy-d、與具有周向ef上的成分的第二連結部333cx-c、第二連結部333cy-c此兩個部位延伸並相連的結構,可延長成為磁路的連結部333cx及連結部333cy的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體333x及第二磁性體333y為相同形狀只是彼此表背反轉,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心333。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
(第四實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第四實施形態所涉及的轉子進行說明。
第四實施形態所涉及的轉子僅轉子鐵心的結構與第一實施形態所涉及的轉子3不同。於第一實施形態中所說明的圖1及圖2中記載的馬達1中,可使用本實施形態所涉及的轉子來代替轉子3。因此,關於使用本實施形態所涉及的轉子的馬達的整體結構、作用、用途等的詳細情況,請參照圖1及圖2中記載的馬達1以及第一實施形態中的說明。
於本實施形態中,使用以下說明的轉子鐵心433來代替第一實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33,除此以外,與第一實施形態完全相同。因此,關於轉子的轉子鐵心以外的結構,請參照與第一實施形態所涉及的轉子3相關的說明。
圖15中示出作為本實施形態所涉及的轉子的結構零件之一的轉子鐵心433的立體圖。
轉子鐵心433由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體433x、以及多個第二磁性體433y。第一磁性體433x與第二磁性體433y以後述的磁極片433b1、磁極片433b2於周向ef上位於彼此錯開的位置的方式配置,實際上為相同的構件。該第一磁性體433x、第二磁性體433y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖16中示出轉子鐵心433中使用的第一磁性體433x、第二磁性體433y的平面圖。於圖16中,圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖17中示出本實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心433的分解立體圖。
於圖15~圖17中,對於與第一實施形態中的轉子鐵心33相同的結構以及相同功能的構件,在將符號的十位以下設為與第一實施形態相同的英文數字記號的基礎上,於符號的百位標註「4」而設為四百系列。關於符號的十位以下與第一實施形態相同的英文數字記號的構件,只要並無特別說明,則設為與第一實施形態中的該些構件相同的構件,省略重覆的說明。
於本實施形態中,將多個磁極片433b1、磁極片433b2的基點D側的端部(內周部433bd)與環狀部433a的外周緣433ad連結的連結部433c的形狀與第一實施形態的連結部33cx、連結部33cy不同。
如圖16所示,連結部433c包括:與環狀部433a的外周緣433ad結合並向外周側c方向延伸的第一連結部433c-d;與第一連結部433c-d相連的第二連結部433c-cf;同樣地相連的第三連結部433c-ce。第二連結部433c-cf與第一連結部433c-d相連並且大致直角地改變朝向並向逆時針方向f延伸且與磁極片433b1的內周部433bd結合。另一方面,第三連結部433c-ce與第一連結部433c-d相連並且與第二連結部433c-cf呈反方向地大致直角地改變朝向並向順時針方向e延伸且與磁極片433b2的內周部433bd結合。
即,第一連結部433c-d的延伸方向具有徑向cd上的成分,第二連結部433c-cf及第三連結部433c-ce的延伸方向具有周向ef上的成分。即,可謂包括第一連結部433c-d、第二連結部433c-cf及第三連結部433c-ce的連結部433c具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。第二連結部433c-cf與第三連結部433c-ce是以與第一連結部433c-d相連的點為中心並連續的圓弧狀,亦可視為將相鄰的一對磁極片433b1、磁極片433b2彼此連結的構件。
如圖17所示,轉子鐵心433中,第一磁性體433x與第二磁性體433y以合計計為n片(層)地重合並積層。第二磁性體433y是位於相對於第一磁性體433x而於周向ef上錯開十四分之一周的位置的構件,如上所述為相同的構件。
轉子鐵心433中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體433x及第二磁性體433y。
如圖17所示,轉子鐵心433中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體433x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體433y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體433y。
於圖17中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片433b1、磁極片433b2而得知般,磁極片433b1與磁極片433b2成為交替地堆疊的狀態。因此,以第偶數層的第二磁性體433y的連結部433c位於第奇數層的第一磁性體433x中沒有連結部433c的周向ef上的位置的方式進行積層。因此,如圖15所示,於周向ef上,連結部433c位於所有的毗鄰的磁極片433b1、磁極片433b2之間。另外,該些連結部433c分別成為於積層方向上間隔一層而配設連結部433c的狀態。
於在周向ef上彼此相鄰的磁極片433b1、磁極片433b2的各者之間,與第一實施形態同樣地配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部433a呈放射狀延伸。磁鐵31以磁極與第一實施形態相同的方式配置。
於本實施形態中,交替地重疊的第一磁性體433x及第二磁性體433y的各者所具有的連結部433c於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部433c分別於積層方向上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部433c的磁性體的積層片數(層數)分別成為磁極片433b1、磁極片433b2或環狀部433a的磁性體的積層片數(層數)n的一半,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部433c於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部433a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,於本實施形態中,藉由將連結部433c設為具有徑向cd上的成分的第一連結部433c-d、與具有周向ef上的成分的第二連結部433c-cf或第三連結部433c-ce此兩個部位延伸並相連的結構,可延長成為磁路的連結部433c的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體433x及第二磁性體433y為相同形狀只是於周向ef上錯開,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心433。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
(第五實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第五實施形態所涉及的轉子進行說明。
第五實施形態所涉及的轉子僅轉子鐵心的結構與第一實施形態所涉及的轉子3不同。於第一實施形態中所說明的圖1及圖2中記載的馬達1中,可使用本實施形態所涉及的轉子來代替轉子3。因此,關於使用本實施形態所涉及的轉子的馬達的整體結構、作用、用途等的詳細情況,請參照圖1及圖2中記載的馬達1以及第一實施形態中的說明。
於本實施形態中,使用以下說明的轉子鐵心533來代替第一實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33,除此以外,與第一實施形態完全相同。因此,關於轉子的轉子鐵心以外的結構,請參照與第一實施形態所涉及的轉子3相關的說明。
圖18中示出作為本實施形態所涉及的轉子的結構零件之一的轉子鐵心533的立體圖。
轉子鐵心533由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體533x、以及多個第二磁性體533y。第一磁性體533x與第二磁性體533y以後述的磁極片533b1、磁極片533b2於周向ef上位於彼此錯開的位置的方式配置,實際上為相同的構件。該第一磁性體533x、第二磁性體533y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖19中示出轉子鐵心533中使用的第一磁性體533x、第二磁性體533y的平面圖。於圖19中,圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖20中示出本實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心533的分解立體圖。
於圖18~圖20中,對於與第一實施形態中的轉子鐵心33相同的結構以及相同功能的構件,在將符號的十位以下設為與第一實施形態相同的英文數字記號的基礎上,於符號的百位標註「5」而設為五百系列。關於符號的十位以下與第一實施形態相同的英文數字記號的構件,只要並無特別說明,則設為與第一實施形態中的該些構件相同的構件,省略重覆的說明。
於本實施形態中,將多個磁極片533b1、磁極片533b2的基點D側的端部(內周部533bd)與環狀部533a的外周緣533ad連結的連結部533c1、連結部533c2的形狀與第一實施形態的連結部33cy、連結部33cx相同。然而,於本實施形態中,第一磁性體533x、第二磁性體533y的連結部533c1、連結部533c2的配置與第一實施形態的第一磁性體33x、第二磁性體33y的連結部33cy、連結部33cx的配置不同。
如圖19所示,於相鄰的兩個磁極片533b1、磁極片533b2中,連結部533c1、連結部533c2與內周部533bd連結的連結點的周向ef上的位置不同。即,於周向ef上,與連結部533c1的連結點位於磁極片533b1的內周部533bd的順時針方向e上的下游側,另一方面,與連結部533c2的連結點位於磁極片533b2的內周部533bd的順時針方向e上的上游側。
如圖19所示,第一磁性體533x、第二磁性體533y的連結部533c1相對於徑向cd而於傾斜方向上延伸,並將環狀部533a的外周緣533ad與磁極片533b1的內周部533bd連結。即,連結部533c1具有徑向cd上的成分及周向ef上的成分此兩種成分並延伸。
再者,如圖19所示,連結部533c1與連結部533c2兩者均相對於徑向cd而於傾斜方向上延伸,以使與毗鄰的一對磁極片533b1、磁極片533b2的內周部533bd的連結點彼此的距離相對於與環狀部533a的外周緣533ad的連結點彼此的距離而言產生距離。
如圖20所示,轉子鐵心533中,第一磁性體533x與第二磁性體533y以合計計為n片(層)地重合並積層。第二磁性體533y是位於相對於第一磁性體533x而於周向ef上錯開十四分之一周的位置的構件,如上所述為相同的構件。
轉子鐵心533中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體533x及第二磁性體533y。
如圖20所示,轉子鐵心533中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體533x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體533y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體533y。
於圖20中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片533b1、磁極片533b2而得知般,磁極片533b1與磁極片533b2成為交替地堆疊的狀態。因此,以第偶數層的第二磁性體533y的連結部533c1、連結部533c2位於第奇數層的第一磁性體533x中沒有連結部533c1、連結部533c2的周向ef上的位置的方式進行積層。
因此,如圖18所示,於周向ef上,連結部533c1、連結部533c2位於所有磁極片533b1、磁極片533b2的內周部533bd的周向ef上的兩側。另外,該些連結部533c1、連結部533c2分別成為於積層方向上間隔一層而配設連結部533c1或連結部533c2的狀態。
於在周向ef上彼此相鄰的磁極片533b1、磁極片533b2的各者之間,與第一實施形態同樣地配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部533a呈放射狀延伸。磁鐵31以磁極與第一實施形態相同的方式配置。
於本實施形態中,交替地重疊的第一磁性體533x及第二磁性體533y的各者所具有的連結部533c1、連結部533c2於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部533c1、連結部533c2分別於積層方向上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部533c的磁性體的積層片數(層數)分別成為磁極片533b1、磁極片533b2或環狀部533a的磁性體的積層片數(層數)n的一半,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部533c1、連結部533c2於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部533a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,於本實施形態中,藉由使連結部533c1及連結部533c2於傾斜方向上延伸,可延長成為磁路的連結部533c1及連結部533c2的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體533x及第二磁性體533y為相同形狀只是於周向ef上錯開,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心533。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
(第六實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第六實施形態所涉及的轉子進行說明。
第六實施形態所涉及的轉子僅轉子鐵心的結構與第一實施形態所涉及的轉子3不同。於第一實施形態中所說明的圖1及圖2中記載的馬達1中,可使用本實施形態所涉及的轉子來代替轉子3。因此,關於使用本實施形態所涉及的轉子的馬達的整體結構、作用、用途等的詳細情況,請參照圖1及圖2中記載的馬達1以及第一實施形態中的說明。
於本實施形態中,使用以下說明的轉子鐵心633來代替第一實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33,除此以外,與第一實施形態完全相同。因此,關於轉子的轉子鐵心以外的結構,請參照與第一實施形態所涉及的轉子3相關的說明。
圖21中示出作為本實施形態所涉及的轉子的結構零件之一的轉子鐵心633的立體圖。
轉子鐵心633由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體633x、以及多個第二磁性體633y。第一磁性體633x與第二磁性體633y以後述的磁極片633b1、磁極片633b2於周向ef上位於彼此錯開的位置的方式配置,實際上為相同的構件。該第一磁性體633x、第二磁性體633y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖22中示出轉子鐵心633中使用的第一磁性體633x、第二磁性體633y的平面圖。於圖22中,圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖23中示出本實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心633的分解立體圖。
於圖21~圖23中,對於與第一實施形態中的轉子鐵心33相同的結構以及相同功能的構件,在將符號的十位以下設為與第一實施形態相同的英文數字記號的基礎上,於符號的百位標註「6」而設為六百系列。關於符號的十位以下與第一實施形態相同的英文數字記號的構件,只要並無特別說明,則設為與第一實施形態中的該些構件相同的構件,省略重覆的說明。
於本實施形態中,將多個磁極片633b1、磁極片633b2的基點D側的端部(內周部633bd)與環狀部633a的外周緣633ad連結的連結部633c1、連結部633c2的形狀與第五實施形態的連結部533c1、連結部533c2相同。因此,關於連結部633c1、連結部633c2,請參照第五實施形態的連結部533c1、連結部533c2的說明。
於本實施形態中,如圖22所示,第一磁性體633x、第二磁性體633y中,多個磁極片中相鄰的兩個磁極片633b1、磁極片633b2的外周部633bc連接。
於第五實施形態中的第一磁性體533x、第二磁性體533y中,突出部533bf向外周部533bc的周向ef上的兩側突出,但本實施形態中成為相鄰的兩個磁極片533b、磁極片533b的相向的突出部533bf彼此直接伸延並連接的狀態。
即,如圖22所示,第一磁性體633x、第二磁性體633y中,多個磁極片中的相鄰的兩個磁極片633b1、磁極片633b2彼此成對,且該些的外周部633bc分別連接。於本實施形態中,將該外周部633bc彼此連接而成的部位稱為「橋接部」,標註符號「633bf2」。
另一方面,於周向ef上,磁極片633b1、磁極片633b2的外周部633bc的、與藉由橋接部633bf2而連接後的一側相反的一側與第一實施形態或第五實施形態同樣地,進而包括朝向鄰接的其他磁極片633b1、磁極片633b2突出的突出部633bf1。即,第一磁性體633x、第二磁性體633y中,於周向ef上,磁極片633b1、磁極片633b2的外周部633bc連接而成的橋接部633bf2所存在的部位、與突出部633bf1彼此相向且隔開的部位交替地重覆。
再者,於本實施形態中的外周部633bc彼此進行連接的磁極片633b1、磁極片633b2對中,成為如下組合:
・與連結部633c1的連結點位於內周部633bd的順時針方向e上的「上游側」的磁極片633b1位於順時針方向e上的「上游側」;
・與連結部633c2的連結點位於內周部633bd的順時針方向e上的「下游側」的磁極片633b2位於順時針方向e上的「下游側」。
如圖23所示,轉子鐵心633中,第一磁性體633x與第二磁性體633y各一片地交替且以兩者合計為n片(層)地重合並積層。
轉子鐵心633中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體633x及第二磁性體633y。
如圖23所示,轉子鐵心633中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體633x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體633y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體633y。
於圖23中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片633b1、磁極片633b2而得知般,磁極片633b1與磁極片633b2成為交替地堆疊的狀態。因此,以第偶數層的第二磁性體633y的連結部633c1、連結部633c2位於第奇數層的第一磁性體633x中沒有連結部633c1、連結部633c2的周向ef上的位置的方式進行積層。
因此,如圖21所示,於周向ef上,連結部633c1、連結部633c2位於所有磁極片633b1、磁極片633b2的內周部633bd的周向ef上的兩側。另外,該些連結部633c1、連結部633c2分別成為於積層方向上間隔一層而配設連結部633c1或連結部633c2的狀態。
另外,毗鄰的磁極片633b1、磁極片633b2的外周部633bc彼此之間,於周向ef上的相同位置,橋接部633bf2所存在的部位、與突出部633bf1彼此相向並隔開的部位於積層方向上交替地重覆。即,於周向ef上,外周部633bc藉由橋接部633bf2而進行連接的部位於積層方向上彼此不同。
而且,將第一磁性體633x、第二磁性體633y積層而獲得的轉子鐵心633如圖21所示成為磁極片633b1、磁極片633b2的積層體與環狀部633a的積層體藉由連結部633c1及連結部633c2而連結的狀態。另外,由於磁極片633b1、磁極片633b2的外周部633bc於積層方向上彼此不同(即,呈交錯狀)地進行連接,因此轉子鐵心633整體成為大致圓柱體狀的形狀。
於在周向ef上彼此相鄰的磁極片633b1、磁極片633b2的各者之間,與第一實施形態同樣地配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部633a呈放射狀延伸。磁鐵31以磁極與第一實施形態相同的方式配置。
於本實施形態中,交替地重疊的第一磁性體633x及第二磁性體633y的各者所具有的連結部633c1及連結部633c2於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部633c1及連結部633c2分別於積層方向上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部633c1及連結部633c2的磁性體的積層片數(層數)分別成為磁極片633b1、磁極片633b2或環狀部633a的磁性體的積層片數(層數)n的一半,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部633c1及連結部633c2於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部633a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,連結部633c1及連結部633c2的積層方向上的合計厚度(包含層間的空隙在內)雖與1根連結部的情況大致相同,但連結部成為2根,轉子鐵心633的機械強度高。
另外,於本實施形態中,藉由使連結部633c1及連結部633c2於傾斜方向上延伸,可延長成為磁路的連結部633c1及連結部633c2的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體633x及第二磁性體633y為相同形狀只是於周向ef上錯開,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心633。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
進而,於本實施形態中,由於相鄰的兩個(一對)磁極片633b1、磁極片633b2的外周部633bc於積層方向上呈交錯狀連接,因此轉子鐵心633整體成為大致圓柱體狀的形狀,可提高轉子鐵心633的機械強度(圓環強度)。
(第七實施形態)
以下,對作為本發明的一例的第七實施形態所涉及的轉子進行說明。
第七實施形態所涉及的轉子僅轉子鐵心的結構與第一實施形態所涉及的轉子3不同。於第一實施形態中所說明的圖1及圖2中記載的馬達1中,可使用本實施形態所涉及的轉子來代替轉子3。因此,關於使用本實施形態所涉及的轉子的馬達的整體結構、作用、用途等的詳細情況,請參照圖1及圖2中記載的馬達1以及第一實施形態中的說明。
於本實施形態中,使用以下說明的轉子鐵心733來代替第一實施形態所涉及的轉子3的轉子鐵心33,除此以外,與第一實施形態完全相同。因此,關於轉子的轉子鐵心以外的結構,請參照與第一實施形態所涉及的轉子3相關的說明。
圖24中示出作為本實施形態所涉及的轉子的結構零件之一的轉子鐵心733的立體圖。
轉子鐵心733由多個磁性體的積層體形成。詳細而言,多個磁性體包括多個第一磁性體733x、以及多個第二磁性體733y。第一磁性體733x與第二磁性體733y以後述的磁極片733b1、磁極片733b2於周向ef上位於彼此錯開的位置的方式配置,實際上為相同的構件。該第一磁性體733x、第二磁性體733y例如是鐵等金屬製的極薄的片。
圖25中示出轉子鐵心733中使用的第一磁性體733x、第二磁性體733y的平面圖。於圖25中,圖式的紙面中的表面側成為圖1中的上側a。進而,圖26中示出本實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心733的分解立體圖。
於圖24~圖26中,對於與第一實施形態中的轉子鐵心33相同的結構以及相同功能的構件,在將符號的十位以下設為與第一實施形態相同的英文數字記號的基礎上,於符號的百位標註「7」而設為七百系列。關於符號的十位以下與第一實施形態相同的英文數字記號的構件,只要並無特別說明,則設為與第一實施形態中的該些構件相同的構件,省略重覆的說明。
於本實施形態中,將多個磁極片733b1、磁極片733b2的基點D側的端部(內周部733bd)與環狀部733a的外周緣733ad連結的連結部733c1、連結部733c2的形狀與第五實施形態的連結部533c1、連結部533c2相同。因此,關於連結部733c1、連結部733c2,請參照第五實施形態的連結部533c1、連結部533c2的說明。
於本實施形態中,如圖25所示,與第六實施形態同樣,第一磁性體733x、第二磁性體733y中,多個磁極片中相鄰的兩個磁極片733b1、磁極片733b2的外周部733bc連接。其中,成對連接的磁極片733b1、磁極片733b2的組合與第六實施形態的情況不同。
即,於本實施形態中的外周部733bc彼此進行連接的磁極片733b1、磁極片733b2對中,成為如下組合:
・與連結部733c2的連結點位於內周部733bd的順時針方向e上的「下游側」的磁極片733b1位於順時針方向e上的「上游側」;
・與連結部733c1的連結點位於內周部733bd的順時針方向e上的「上游側」的磁極片733b2位於順時針方向e上的「下游側」。
與第六實施形態同樣,如圖25所示,第一磁性體733x、第二磁性體733y中,多個磁極片中的相鄰的兩個磁極片733b1、磁極片733b2彼此成對,且該些的外周部733bc分別連接。於本實施形態中,將該外周部733bc彼此連接而成的部位稱為「橋接部」,標註符號「733bf2」。
另一方面,於周向ef上,磁極片733b1、磁極片733b2的外周部733bc的、與藉由橋接部733bf2而連接後的一側相反的一側與第一實施形態、第五實施形態及第六實施形態同樣地,進而包括朝向鄰接的其他磁極片733b1、磁極片733b2突出的突出部733bf1。即,第一磁性體733x、第二磁性體733y中,於周向ef上,磁極片733b1、磁極片733b2的外周部733bc連接而成的橋接部733bf2所存在的部位、與突出部733bf1彼此相向且隔開的部位交替地重覆。
如圖26所示,轉子鐵心733中,第一磁性體733x與第二磁性體733y各一片地交替且以兩者合計為n片(層)地重合並積層。
轉子鐵心733中的磁性體的積層片數n為偶數,其一半各為第一磁性體733x及第二磁性體733y。
如圖26所示,轉子鐵心733中,包含第一層與第三層在內的第奇數層為第一磁性體733x,包含第二層與第四層在內的第偶數層為第二磁性體733y,省略了自第五層至第(n-1)層之間的圖示,最下層的第n層為第二磁性體733y。
於圖26中,如觀察輔助線S所貫穿的磁極片733b1、磁極片733b2而得知般,磁極片733b1與磁極片733b2成為交替地堆疊的狀態。因此,以第偶數層的第二磁性體733y的連結部733c1、連結部733c2位於第奇數層的第一磁性體733x中沒有連結部733c1、連結部733c2的周向ef上的位置的方式進行積層。
因此,如圖24所示,於周向ef上,連結部733c1、連結部733c2位於所有磁極片733b1、磁極片733b2的內周部733bd的周向ef上的兩側。另外,該些連結部733c1、連結部733c2分別成為於積層方向上間隔一層而配設連結部733c1或連結部733c2的狀態。
另外,毗鄰的磁極片733b1、磁極片733b2的外周部733bc彼此之間,於周向ef上的相同位置,橋接部733bf2所存在的部位、與突出部733bf1彼此相向並隔開的部位於積層方向上交替地重覆。即,於周向ef上,外周部733bc藉由橋接部733bf2而進行連接的部位於積層方向上彼此不同。
而且,將第一磁性體733x、第二磁性體733y積層而獲得的轉子鐵心733如圖24所示成為磁極片733b1、磁極片733b2的積層體與環狀部733a的積層體藉由連結部733c1及連結部733c2而連結的狀態。另外,由於磁極片733b1、磁極片733b2的外周部733bc於積層方向上彼此不同(即,呈交錯狀)地進行連接,因此轉子鐵心733整體成為大致圓柱體狀的形狀。
於在周向ef上彼此相鄰的磁極片733b1、磁極片733b2的各者之間,與第一實施形態同樣地配置有磁鐵31。該些多個磁鐵31於徑向cd上自環狀部733a呈放射狀延伸。磁鐵31以磁極與第一實施形態相同的方式配置。
於本實施形態中,交替地重疊的第一磁性體733x及第二磁性體733y的各者所具有的連結部733c1及連結部733c2於周向ef上位於不同的位置。因此,連結部733c1及連結部733c2分別於積層方向上不接觸,且隔開1片(一層)磁性體。
即,連結部733c1及連結部733c2的磁性體的積層片數(層數)分別成為磁極片733b1、磁極片733b2或環狀部733a的磁性體的積層片數(層數)n的一半,成為無效磁束的磁路被大幅削減。另外,連結部733c1及連結部733c2於積層方向上被分為極薄的膜的磁路,因此難以產生向環狀部733a的磁束的洩漏。因此,根據本實施形態,可減少無效磁束並增加有效磁束,因此可有效地活用由磁鐵31產生的磁束。
根據本實施形態,可有效地活用由磁鐵31產生的磁束,因此可減少磁鐵的使用量,可實現成本削減或馬達的輕量化、小型化。
或者,根據本實施形態,亦可於不減少、或者不太減少磁鐵的使用量的情況下提供較現有結構而言效率更高且性能更高的馬達。
另外,連結部733c1及連結部733c2的積層方向上的合計厚度(包含層間的空隙在內)雖與1根連結部的情況大致相同,但連結部成為2根,轉子鐵心733的機械強度高。
另外,於本實施形態中,藉由使連結部733c1及連結部733c2於傾斜方向上延伸,可延長成為磁路的連結部733c1及連結部733c2的長度,可提高對於洩漏磁束的磁阻。
另外,於本實施形態中,交替地堆疊的第一磁性體733x及第二磁性體733y為相同形狀只是於周向ef上錯開,因此可利用僅一種零件(磁性體)來製作轉子鐵心733。因此,根據本實施形態,可抑制零件個數的增加,抑制馬達的製造成本的增加。
進而,於本實施形態中,由於相鄰的兩個(一對)磁極片733b1、磁極片733b2的外周部733bc於積層方向上呈交錯狀連接,因此轉子鐵心733整體成為大致圓柱體狀的形狀,可提高轉子鐵心733的機械強度(圓環強度)。
以上,對於本發明的轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備,列舉較佳的實施形態進行了說明,但本發明的轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備並不限定於所述實施形態的結構。例如,作為第一實施形態、第二實施形態、第五實施形態、第六實施形態及第七實施形態中的連結部(33c等)的延伸方向上的徑向cd上的成分與周向ef上的成分的比例(即,傾斜的程度、所述「所形成的角θ」),並不限定於所圖示的所述實施形態的比例(所形成的角θ=60°)。
另外,於所述實施形態中,以將第一磁性體(33x等)與第二磁性體(33y等)各一片(層)地交替地積層的態樣進行了說明,但並不限於此,亦可為各兩片(層)地、各三片(層)地交替地積層、或者將並非一定的片(層)數交替地積層的態樣。當然,就使磁路變窄並減低磁束的洩漏的方面而言,較佳為各一片(層)地交替地積層。
進而,關於轉子3的磁極(磁極片33b等)的數量或定子4的槽數(齒部43的數量),所述實施形態亦只是例示,可根據目標馬達的特性或性能等適宜選擇來設計。
此外,本領域技術人員可依照先前公知的知識,對本發明的轉子及使用所述轉子的馬達、以及電子設備進行適宜改變。藉由所述改變,只要還包括本發明的結構,當然亦包含於本發明的範疇內。
1:馬達
2:軸
2a、2b:端部
3:轉子
31:磁鐵
31a:內表面
31c:外表面
31e:側面
31n、31s:磁極面
32:空隙(隔磁橋)
33:轉子鐵心
33a:環狀部
33ad:外周緣
33ae:內周緣
33b、33bn、33bs:磁極片
33bc:外周部
33bd:內周部
33be:側緣
33bf:突出部
33cx、33cy:連結部
33x:第一磁性體/磁性體
33y:第二磁性體/磁性體
34:孔部
35:第二磁鐵
4:定子
41:定子鐵心
42:線圈
43:齒部(磁極部)
44:圓環部
45:絕緣物
5:殼體
51:殼體主體
51a:底部
51aa:軸承殼體(突出部)
51ab:孔部
51b:筒部
51c:外周部
52:蓋
52a:平板部
52aa:軸承殼體(突出部)
52c:外周部
61、62:軸承
233:轉子鐵心
233a:環狀部
233ad:外周緣
233ae:內周緣
233b1、233b2:磁極片
233bc:外周部
233bd:內周部
233be:側緣
233bf1:突出部
233bf2:橋接部
233cx、233cy:連結部
233x:第一磁性體
233y:第二磁性體
234:孔部
333:轉子鐵心
333a:環狀部
333ad:外周緣
333ae:內周緣
333b:磁極片
333bc:外周部
333bd:內周部
333be:側緣
333bf:突出部
333cx、333cy:連結部
333cx-d、333cy-d:第一連結部
333cx-c、333cy-c:第二連結部
333x:第一磁性體
333y:第二磁性體
334:孔部
433:轉子鐵心
433a:環狀部
433ad:外周緣
433ae:內周緣
433b1、433b2:磁極片
433bc:外周部
433bd:內周部
433be:側緣
433bf:突出部
433c:連結部
433c-d:第一連結部
433c-cf:第二連結部
433c-ce:第三連結部
433x:第一磁性體
433y:第二磁性體
434:孔部
533:轉子鐵心
533a:環狀部
533ad:外周緣
533ae:內周緣
533b1、533b2:磁極片
533bc:外周部
533bd:內周部
533be:側緣
533bf:突出部
533c1、533c2:連結部
533x:第一磁性體
533y:第二磁性體
534:孔部
633:轉子鐵心
633a:環狀部
633ad:外周緣
633ae:內周緣
633b1、633b2:磁極片
633bc:外周部
633bd:內周部
633be:側緣
633bf1:突出部
633bf2:橋接部
633c1、633c2:連結部
633x:第一磁性體
633y:第二磁性體
634:孔部
733:轉子鐵心
733a:環狀部
733ad:外周緣
733ae:內周緣
733b1、733b2:磁極片
733bc:外周部
733bd:內周部
733be:側緣
733bf1:突出部
733bf2:橋接部
733c1、733c2:連結部
733x:第一磁性體
733y:第二磁性體
734:孔部
a:上側/箭頭
b:下側/箭頭
c:外周側/外側/徑向/箭頭
d:內周側/內側/徑向/箭頭
e:周向/順時針方向
f:周向/逆時針方向
D:基點
S:輔助線/虛線
X:軸線
圖1是使用作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子的馬達的縱剖面圖,是圖2中的B-B剖面圖。
圖2是使用作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子的馬達的橫剖面圖,是圖1中的A-A剖面圖。
圖3是作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖4是作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體的平面圖。
圖5是作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第二磁性體的平面圖。
圖6是作為本發明的一例的第一實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
圖7是作為本發明的一例的第二實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖8是作為本發明的一例的第二實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體的平面圖。
圖9是作為本發明的一例的第二實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第二磁性體的平面圖。
圖10是作為本發明的一例的第二實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
圖11是作為本發明的一例的第三實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖12是作為本發明的一例的第三實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體的平面圖。
圖13是作為本發明的一例的第三實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第二磁性體的平面圖。
圖14是作為本發明的一例的第三實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
圖15是作為本發明的一例的第四實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖16是作為本發明的一例的第四實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體、第二磁性體的平面圖。
圖17是作為本發明的一例的第四實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
圖18是作為本發明的一例的第五實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖19是作為本發明的一例的第五實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體、第二磁性體的平面圖。
圖20是作為本發明的一例的第五實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
圖21是作為本發明的一例的第六實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖22是作為本發明的一例的第六實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體、第二磁性體的平面圖。
圖23是作為本發明的一例的第六實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
圖24是作為本發明的一例的第七實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的立體圖。
圖25是作為本發明的一例的第七實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心中使用的第一磁性體、第二磁性體的平面圖。
圖26是作為本發明的一例的第七實施形態所涉及的轉子的轉子鐵心的分解立體圖。
33:轉子鐵心
33a:環狀部
33b:磁極片
33cx、33cy:連結部
33x:第一磁性體
33y:第二磁性體
34:孔部
a:上側/箭頭
b:下側/箭頭
c:外周側/外側/徑向/箭頭
d:內周側/內側/徑向/箭頭
e:周向/順時針方向
f:周向/逆時針方向
X:軸線
Claims (10)
- 一種轉子,包括在軸向上堆疊的多個磁性體、以及多個磁鐵, 所述磁性體具有環狀部、於徑向上延伸的多個磁極片、以及將所述多個磁極片的各者與所述環狀部連結的多個連結部, 於周向上,所述多個磁鐵配置於所述多個磁極片的相鄰的兩個磁極片之間, 所述連結部具有徑向上的成分及周向上的成分此兩種成分並延伸。
- 如請求項1所述的轉子,其中所述多個磁性體包括多個第一磁性體、以及多個第二磁性體, 於周向上,所述第一磁性體的連結部位於與所述第二磁性體的連結部不同的位置。
- 如請求項2所述的轉子,其中由所述第一磁性體的連結部、所述第二磁性體的連結部、所述磁極片、以及所述環狀部包圍的空隙於軸向上延伸而形成。
- 如請求項2或請求項3所述的轉子,其中所述第一磁性體的連結部延伸的方向與所述第二磁性體的連結部延伸的方向不同。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的轉子,其中所述多個磁極片中的相鄰的兩個磁極片的外周部連接。
- 如請求項2至請求項5中任一項所述的轉子,其中所述第一磁性體與所述第二磁性體交替地堆疊。
- 如請求項6所述的轉子,其中所述第一磁性體與反轉後的所述第二磁性體為相同形狀。
- 如請求項6所述的轉子,其中所述第一磁性體與所述第二磁性體為相同形狀, 所述所堆疊的所述第一磁性體的連結部與所述第二磁性體的連結部於周向上位於彼此錯開的位置。
- 一種馬達,包括: 如請求項1至請求項8中任一項所述的轉子、 固定於所述轉子的軸、以及 具有線圈及將所述線圈捲繞而成的磁性體的定子。
- 一種電子設備,包括如請求項9所述的馬達。
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