TW202418714A - 馬達 - Google Patents

Abstract

本發明的馬達（1）包括軸（2）、轉子（4）、以及定子（3）。所述轉子（4）具有：磁軛（41）；以及第一磁鐵（42a）及第二磁鐵（42b），配置於周向（C）上，在所述磁軛（41）的內部存在所述第一磁鐵（42a）及所述第二磁鐵（42b），在徑向（R）上，相對於所述定子（3）的相反側的第二磁鐵（42b）的端部（42b1），該定子（3）的相反側的第一磁鐵（42a）的端部（42a1）處於該定子（3）的相反側。

Description

馬達

本發明是有關於一種馬達。

已知有在轉子磁軛的表面配置磁通的朝向不同的多個磁鐵的所謂海爾貝克陣列（Halbach array）的馬達（例如，參照專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2007-006545號公報

[發明所欲解決之課題]

然而，對於所述馬達，關於輸出扭矩的提高存在改善的餘地。

本發明鑒於所述課題，提供一種能夠提高輸出扭矩的馬達。 [解決課題之手段]

為解決所述課題並達成目的，本發明的馬達包括軸、轉子、以及定子，所述轉子具有：磁軛；以及第一磁鐵及第二磁鐵，配置於周向上，在所述磁軛的內部存在所述第一磁鐵及所述第二磁鐵，在徑向上，相對於所述定子的相反側的第二磁鐵的端部，所述定子的相反側的第一磁鐵的端部處於所述定子的相反側。

藉由一個形態，可提高馬達的輸出扭矩。

以下，基於圖式對實施方式的馬達進行詳細說明。再者，圖式中的各元件的尺寸的關係、各元件的比率等有時與現實不同。在圖式的相互間，有時亦包含相互的尺寸關係或比率不同的部分。

圖1是第一實施方式的馬達1的平面圖。圖2是圖1所示的馬達1的立體圖。圖3是圖1所示的馬達1所包括的轉子4的立體圖。圖4是表示圖3所示轉子4所包括的磁軛41的一部分的立體圖。圖5是表示圖1所示馬達1的一部分的平面圖。圖6是表示圖1所示馬達1所包括的多個磁鐵42的磁通的朝向的平面圖。再者，在圖1、圖2、圖5、圖6中，位於後述的齒31b的兩側的×省略表示捲繞於齒31b而形成線圈32的繞組。

[第一實施方式] 在以下的第一實施方式的馬達1的說明中，為了容易理解方向，將後述的軸2延伸的方向稱為軸向A，將後述的轉子4旋轉的方向稱為周向C，將包含於相對於軸向A正交的平面且通過軸2的軸心2o並相對於周向C正交的方向稱為徑向R。

第一實施方式的圖1所示的馬達1如後述般為內轉子型，在自軸向A觀察的情況下，若以轉子4為基準，則定子3位於轉子4的徑向R上的外側，另一方面，軸2位於轉子4的徑向R上的內側。而且，在本實施方式的馬達1中，將徑向R上的外側稱為定子側R1，將徑向R上的內側稱為定子3的相反側R2。另外，在圖1至圖6中，由R1表示徑向R上的定子側，由R2表示徑向R上的定子3的相反側。再者，在圖3中，省略後述的多個磁鐵42中的一部分來表示轉子4。進而，為了便於說明，在圖1中以假想線表示軸2，在其他圖式中省略軸2。

第一實施方式的馬達1例如是將來自電源的電能轉換為軸2向周向C旋轉的驅動力的電動機。另外，例如，如圖2所示，本實施方式的馬達1是相對於後述的定子3的軸向A上的長度而言定子3的徑向R上的長度長的所謂扁平馬達。馬達1例如被收容於未圖示的框架。

例如，如圖1所示，馬達1包括軸2、定子3、以及轉子4。軸2是所謂的旋轉軸，例如由金屬構件形成為沿著軸向A延伸的圓柱狀。軸2具有軸心2o，且設置成能夠以軸心2o為中心旋轉。軸2藉由沿周向C旋轉而將動力傳遞至外部。

定子3是產生用於使轉子4向周向C旋轉的力的部分。定子3包括芯31、未圖示的絕緣體、以及線圈32。

芯31例如是藉由將矽鋼板、電磁鋼板、軟磁性鋼板等板狀的金屬構件向軸向A積層而形成，具有磁性。另外，本實施方式的芯31具有主體31a及齒31b。在自軸向A觀察的情況下，主體31a形成為環狀。齒31b形成為在徑向R上自主體31a的內周面向轉子4側突出。本實施方式的定子3例如包括18個齒31b。

絕緣體例如由絕緣製的樹脂等形成，安裝於芯31的表面。線圈32經由絕緣體而在齒31b例如捲繞繞組而形成。繞組具有導電性的芯線（未圖示）及被覆芯線周圍的絕緣性的被覆部（未圖示）。本實施方式的定子3例如具有18個線圈32。

轉子4設置成能夠以作為旋轉軸的軸2的軸心2o為中心旋轉。另外，本實施方式的馬達1將軸2與轉子4形成為一體。

轉子4例如在徑向R上配置於定子3的內側（軸2側）。即，所述馬達1是轉子4位於定子3的徑向R上的內側的內轉子型的無刷馬達。

如圖2所示，轉子4具有磁軛41及多個磁鐵42。磁軛41例如由鐵等磁性材料形成。

磁鐵42例如包含永磁體。多個磁鐵42例如沿著周向C排列。多個磁鐵42例如包含20個第一磁鐵42a、20個第二磁鐵42b、以及20個第三磁鐵42c。

第一磁鐵42a是所謂的主磁鐵。第二磁鐵42b及第三磁鐵42c是所謂的副磁鐵。在本實施方式的磁軛41中，在第一磁鐵42a的周向C上的其中一側配置有第二磁鐵42b，在第一磁鐵42a的周向C上的另一側配置有第三磁鐵42c。

磁軛41具有作為第一磁鐵42a與第二磁鐵42b之間的磁通的通路的功能，並且具有作為第一磁鐵42a與第三磁鐵42c之間的磁通的通路的功能。

如圖3所示，磁軛41具有主體411、孔412、以及框413。主體411形成為沿著周向C延伸。即，主體411形成為筒狀。另外，磁軛41包含位於徑向R上的定子側R1的外周面41f1、及位於徑向R上的定子3的相反側R2的內周面41f2。

孔412在主體411形成多個。多個孔412沿著周向C等間隔地配置。另外，孔412形成為沿軸向A貫通主體411。多個孔412距軸心2o的距離恆定，且沿著周向C以恆定的間隔配置。另外，孔412配置成在徑向R上較磁軛41的外周面41f1更接近內周面41f2。

接著，對孔412的形狀進行說明。例如，如圖4所示，在自軸向A觀察的情況下，孔412具有相向的三組內表面412f1、412f2、412f3。若更具體地進行說明，則孔412具有在周向C上相向的一對第一內表面412f1、在周向C上相向的一對第二內表面412f2、以及在徑向R上相向的一對第三內表面412f3。換言之，在自軸向A觀察的情況下，孔412形成為整周被構成磁軛41的壁部的內表面412f1、內表面412f2、內表面412f3包圍。而且，在孔412各自的內側配置有第一磁鐵42a。

一對第一內表面412f1在孔412中配置於徑向R上的定子3的相反側R2（即，磁軛41的內周面41f2側）。而且，一對第一內表面412f1配置成相互平行。另外，一對第一內表面412f1分別相對於後述的中心線1CL平行。

一對第二內表面412f2在孔412中配置於徑向R上的定子側R1（即，磁軛41的外周面41f1側）。而且，一對第二內表面412f2配置成隨著朝向定子側R1而以相互遠離的形態傾斜。另外，一對第二內表面412f2分別相對於後述的中心線1CL傾斜。

一對第三內表面412f3中的其中一個第三內表面412f32在孔412中配置於徑向R上的定子側R1。一對第三內表面412f3中的另一個第三內表面412f31在孔412中配置於徑向R上的定子3的相反側R2。

如圖5所示，在徑向R上，一對第一內表面412f1與一對第二內表面412f2之間的邊界412B配置成徑向R上的位置成為與第二磁鐵42b的定子3的相反側R2的第一端部42b1大致相同的位置。同樣地，邊界412B配置成徑向R上的位置成為與第三磁鐵42c的定子3的相反側R2的第一端部42c1大致相同的位置。

如圖3所示，框413在主體411形成多個。多個框413例如距軸心2o的距離恆定，且沿著周向C以恆定的間隔配置。

在自軸向A觀察的情況下，框413配置成包圍孔412。若更具體地進行說明，則如圖5所示，以定子側R1的孔412的一部分與定子3的相反側R2的框413的一部分相向的方式在孔412的周向C上的兩側配置有兩個框413。換言之，在自軸向A觀察的情況下，如圖4所示，框413形成為相對於構成磁軛41的壁部而具有在周向C上相向的一對第一內表面413f1及將一對第一內表面413f1連結的第二內表面413f2，且形成為徑向R上的除定子側R1之外的三側由一對第一內表面413f1及第二內表面413f2包圍。另外，所述框413形成為沿軸向A貫通主體411。

第二磁鐵42b的側面42b3或第三磁鐵42c的側面42c3與第一內表面413f1接觸。第二磁鐵42b的第一端部42b1或第三磁鐵42c的第一端部42c1與第二內表面413f2接觸。

另外，框413在徑向R上具有將磁軛41的外部與框413的內部相連的開口413o。換言之，框413配置成開口413o形成於磁軛41的外周面41f1。即，框413在轉子4的徑向R上配置於定子側R1側。

進而，框413是形成有開口413o的部分，且具有在框413的內部以相互接近的方式突出的一對突出部414。換言之，突出部414沿著周向C自第一內表面413f1朝向框413的內部突出。自主體411向周向C突出。在框413的內部分別配置有第二磁鐵42b及第三磁鐵42c（參照圖5）。如上所述，突出部414沿著周向C自第一內表面413f1朝向框413的內部分別突出，因此藉由突出部414限制第二磁鐵42b及第三磁鐵42c向徑向R上的定子側R1移動。即，突出部414具有作為與第二磁鐵42b及第三磁鐵42c卡合的卡合部的功能。

第一磁鐵42a例如形成為長方體狀。如圖5所示，第一磁鐵42a在徑向R上具有定子3的相反側R2的第一端部（端部）42a1及定子側R1的第二端部（端部）42a2。第一端部42a1及第二端部42a2中的任一者為N極，另一者為S極。另外，第一磁鐵42a具有在周向C上相向的兩側面42a3。兩側面42a3相互平行，且相對於後述的中心線1CL平行。第一磁鐵42a配置成在徑向R上較磁軛41的外周面41f1更接近內周面41f2。

第二磁鐵42b例如形成為長方體狀。第二磁鐵42b在徑向R上具有定子3的相反側R2的第一端部（端部）42b1及定子側R1的第二端部（端部）42b2。第一端部42b1及第二端部42b2中的任一者為N極，另一者為S極。另外，第二磁鐵42b具有在周向C上相向的兩側面42b3。兩側面42b3相互平行，且相對於後述的中心線1CL平行。關於本實施方式的第二磁鐵42b，在自軸向A觀察的情況下，第二磁鐵42b的面積較第一磁鐵42a的面積大。第二磁鐵42b配置成在徑向R上一部分自位於定子側R1的開口413o露出。

第三磁鐵42c例如形成為長方體狀。第三磁鐵42c在徑向R上具有定子3的相反側R2的第一端部（端部）42c1及定子側R1的第二端部（端部）42c2。第一端部42c1及第二端部42c2中的其中一者為N極，另一者為S極。另外，第三磁鐵42c具有在周向C上相向的兩側面42c3。兩側面42c3相互平行，且相對於後述的中心線1CL平行。關於本實施方式的第三磁鐵42c，在自軸向A觀察的情況下，第三磁鐵42c的面積較第一磁鐵42a的面積大。第三磁鐵42c配置成在徑向R上一部分自位於定子側R1的開口413o露出。

第一磁鐵42a、第二磁鐵42b、及第三磁鐵42c分別為20個，因此本實施方式的轉子4的磁極數為60。

如圖1所示，第二磁鐵42b與第三磁鐵42c配置成相對於通過第一磁鐵42a的周向C上的中心及軸2的軸心2o的中心線1CL成為線對稱。另外，第二磁鐵42b例如形成為與第三磁鐵42c相同的形狀。進而，第一磁鐵42a的軸向A上的長度、第二磁鐵42b的軸向A上的長度、與第三磁鐵42c的軸向A上的長度相同。而且，第一磁鐵42a、第二磁鐵42b、及第三磁鐵42c配置於磁軛41的內部。

圖5所示的第一磁鐵42a的徑向R上的長度L1例如較第二磁鐵42b的徑向R上的長度L20短。另外，第一磁鐵42a的徑向R上的長度L1例如較第三磁鐵42c的徑向R上的長度L3短。進而，第一磁鐵42a的相對於徑向R正交的寬度W1較第二磁鐵42b的相對於徑向R正交的寬度W2窄。進而，第一磁鐵42a的相對於徑向R正交的寬度W1較第三磁鐵42c的相對於徑向R正交的寬度W30窄。

圖4所示的一對突出部414的周向C上的間隔W4較第二磁鐵42b的寬度W2與第三磁鐵42c的寬度W30之和窄。因此，在使轉子4向周向C旋轉的情況下，可藉由一對突出部414防止第二磁鐵42b及第三磁鐵42c自磁軛41脫落。

在圖6所示的磁軛41的外周面41f1與齒31b的內周面31bf之間形成有第一間隙G1。第一間隙G1的徑向R上的寬度為W11。另外，在第二磁鐵42b的定子側R1的第二端部42b2與齒31b的內周面31bf之間形成有第二間隙G2。第二間隙G2的徑向R上的寬度為W21。進而，在第三磁鐵42c的定子側R1的第二端部42c2與齒31b的內周面31bf之間形成有第三間隙G3。第三間隙G3的徑向R上的寬度為W31。

第二磁鐵42b配置成在徑向R上第一間隙G1的寬度W11與第二間隙G2的寬度W21相同。而且，第三磁鐵42c配置成在徑向R上第一間隙G1的寬度W11與第三間隙G3的寬度W31相同。即，在使軸2及轉子4相對於靜止的定子3向周向C旋轉的情況下，在徑向R上，在轉子4與定子3之間形成有寬度恆定的間隙。

第一磁鐵42a的磁通的朝向例如沿著徑向R。若更具體地進行說明，則第一磁鐵42a的磁通的朝向在徑向R上沿著定子側R1，或者在徑向R上沿著定子3的相反側R2。

第二磁鐵42b的磁通的朝向例如相對於徑向R傾斜。若更具體地進行說明，則第二磁鐵42b的磁通的朝向以隨著趨向定子3的相反側R2而在周向C上逐漸接近第一磁鐵42a的方式傾斜，或者以隨著趨向定子側R1而相對於第一磁鐵42a在周向C上逐漸遠離的方式傾斜。

第三磁鐵42c的磁通的朝向例如相對於徑向R傾斜。若更具體地進行說明，則第三磁鐵42c的磁通的朝向以隨著趨向定子3的相反側R2而相對於第一磁鐵42a在周向C上逐漸接近的方式傾斜，或者以隨著趨向定子側R1而相對於第一磁鐵42a在周向C上逐漸遠離的方式傾斜。

換言之，第二磁鐵42b的磁通的朝向及第三磁鐵42c的磁通的朝向以隨著趨向定子3的相反側R2而周向C上的相互的距離變近的方式傾斜，或者以隨著趨向定子側R1而周向C上的相互的距離變遠的方式傾斜。

另外，如上所述，第一磁鐵42a的磁通的朝向、第二磁鐵42b的磁通的朝向、與第三磁鐵42c的磁通的朝向不同，因此本實施方式的轉子4是以磁通的朝向相互不同的方式，將第一磁鐵42a、第二磁鐵42b及第三磁鐵42c排列而成的所謂海爾貝克陣列的轉子4。

在徑向R上，相對於圖5所示的定子3的相反側R2的第二磁鐵42b的第一端部42b1而言，定子3的相反側R2的第一磁鐵42a的第一端部42a1突出。換言之，在徑向R上，相對於定子3的相反側R2的第二磁鐵42b的第一端部42b1，定子3的相反側R2的第一磁鐵42a的第一端部42a1位於定子3的相反側R2。即，第一磁鐵42a的徑向R上的定子3的相反側R2的第一端部42a1較第二磁鐵42b的徑向R上的定子3的相反側R2的第一端部42b1更接近磁軛41的內周面41f2。

在徑向R上，相對於定子側R1的第一磁鐵42a的第二端部42a2而言，定子側R1的第二磁鐵42b的第二端部42b2突出。換言之，在徑向R上，相對於定子側R1的第二磁鐵42b的第二端部42b2，定子側R1的第一磁鐵42a的第二端部42a2處於定子3的相反側R2。即，相較於第二磁鐵42b的徑向R上的定子側R1的第二端部42b2，第一磁鐵42a的徑向R上的定子側R1的第二端部42a2自磁軛41的外周面41f1遠離規定的距離。

在徑向R上，相對於定子3的相反側R2的第三磁鐵42c的第一端部42c1，定子3的相反側R2的第一磁鐵42a的第一端部42a1突出。換言之，在徑向R上，相對於定子3的相反側R2的第三磁鐵42c的第一端部42c1，定子3的相反側R2的第一磁鐵42a的第一端部42a1處於定子3的相反側R2。即，第一磁鐵42a的徑向R上的定子3的相反側R2的第一端部42a1較第三磁鐵42c的徑向R上的定子3的相反側R2的第一端部42c1更接近磁軛41的內周面41f2。

在徑向R上，相對於定子側R1的第一磁鐵42a的第二端部42a2而言，定子側R1的第三磁鐵42c的第二端部42c2突出。換言之，在徑向R上，相對於定子側R1的第三磁鐵42c的第二端部42c2，定子側R1的第一磁鐵42a的第二端部42a2處於定子3的相反側R2。即，相較於第三磁鐵42c的徑向R上的定子側R1的第二端部42c2，第一磁鐵42a的徑向R上的定子側R1的第二端部42a2自磁軛41的外周面41f1遠離規定的距離。

第一磁鐵42a及孔412在徑向R上，定子3的相反側R2的第一端部42a1與孔412的第三內表面412f31接觸。此外，第一磁鐵42a及孔412在徑向R上，定子側R1的第二端部42a2與孔412的第三內表面412f32接觸。

第一磁鐵42a及孔412在徑向R上的定子3的相反側R2，第一磁鐵42a的兩側面42a3與孔412的第一內表面412f1在周向C上接觸。另一方面，第一磁鐵42a及孔412在徑向R上的定子側R1，在第一磁鐵42a的兩側面42a3與孔412的第二內表面412f2之間配置有間隙412s。

在所述間隙412s中存在空氣。而且，空氣為非磁性體，空氣的磁導率較形成磁軛41的磁性材料的磁導率小。即，存在於間隙412s的空氣作為如下磁通屏障（flux barrier），即在周向C上抑制自第二磁鐵42b的側面42b3朝向第一磁鐵42a的側面42a3的磁通、及自第三磁鐵42c的側面42c3朝向第一磁鐵42a的側面42a3的磁通的磁通屏障發揮功能。或者，存在於間隙412s的空氣作為如下磁通屏障，即在周向C上抑制自第一磁鐵42a的側面42a3朝向第二磁鐵42b的側面42b3的磁通、及自第一磁鐵42a的側面42a3朝向第三磁鐵42c的側面42c3的磁通的磁通屏障發揮功能。

因此，在存在間隙412s的部分，自其中一個磁鐵42的側面向另一個磁鐵42的側面的、朝向周向C的磁通藉由作為非磁性體的空氣得到抑制。其結果，在存在間隙412s的部分，在第一磁鐵42a的周向C上的兩側面42a3與第二磁鐵42b的周向C上的兩側面42b3之間，磁通藉由非磁性體得到抑制。同樣地，在存在間隙412s的部分，在第一磁鐵42a的周向C上的兩側面42a3與第三磁鐵42c的周向C上的兩側面42c3之間，磁通藉由非磁性體得到抑制。

另一方面，在周向C上，在第一磁鐵42a的兩側面42a3與孔412的第一內表面412f1接觸的部分，磁通在第一磁鐵42a的兩側面42a3與第三磁鐵42c的第一端部42c1之間通過。

第一磁鐵42a形成為長方體狀，且在周向C上相互相向的一對兩側面42a3平行，兩側面42a3分別相對於中心線1CL平行。另一方面，在所述孔412中，在周向C上相向的一對第二內表面412f2形成為以隨著趨向徑向R上的定子側R1而相互遠離的形態傾斜。而且，孔412的第二內表面412f2相對於中心線1CL傾斜。即，在本實施方式的轉子4中，第一磁鐵42a的兩側面42a3相對於孔412的第二內表面412f2相對傾斜。

當在徑向R上，如圖5所示，將自第一磁鐵42a的定子3的相反側R2的第二端部42a2所在的位置至第二磁鐵42b的定子3的相反側R2的第二端部42b2所在的位置為止的長度設為L2的情況下，本實施方式的轉子4成為L1/2＞L2。即，在徑向R上，相對於第二磁鐵42b的第二端部42b2而言第一磁鐵42a的第二端部42a2突出的突出量（即，L2為偏移量）較第一磁鐵42a的徑向R上的長度L1的一半小。

另外，將沿徑向R延伸的第二磁鐵42b的側面42b3的表面積設為S1。進而，將沿周向C延伸的面、即轉子4中的磁軛41的定子側R1的面的表面積設為S2。而且，在將轉子4的磁極數（本實施方式的轉子4的磁極數為60）設為P的情況下，本實施方式的轉子4中成為S1＞S2/P。

另外，在將沿周向C延伸的面、即第一磁鐵42a的定子側R1的面的表面積設為S3的情況下，本實施方式的轉子4中成為S1/2＞S3。

另外，當在周向C上將第一磁鐵42a的寬度設為W1、在周向C上將第二磁鐵42b的寬度設為W2、在周向C上將框413的寬度設為W3的情況下，本實施方式的轉子4中成為W2≧W1＞W3。

本實施方式的轉子4中，在徑向R上，相對於定子3的相反側R2的第二磁鐵42b的第一端部42b1，定子3的相反側R2的第一磁鐵42a的第一端部42a1處於定子3的相反側R2。因此，本實施方式的轉子4可在徑向R上降低自第一磁鐵42a的第一端部42a1及第二磁鐵42b的第一端部42b1朝向定子3的相反側R2的磁通（在圖6中由箭頭f9、箭頭f10表示的磁通）密度，並且在第一磁鐵42a的第一端部42a1及第二磁鐵42b的第一端部42b1，增加自其中一者朝向另一者的向周向C的磁通（在圖6中由箭頭f2、箭頭f4表示的磁通）密度。其結果，本實施方式的馬達1藉由在徑向R上增加自第一磁鐵42a的第二端部42a2及第二磁鐵42b的第二端部42b2朝向定子3的磁通（在圖6中由箭頭f3、箭頭f6表示的磁通）密度，可提高馬達1的輸出扭矩。

本實施方式的轉子4中，在徑向R上，相對於定子3的相反側R2的第三磁鐵42c的第一端部42c1，定子3的相反側R2的第一磁鐵42a的第一端部42a1處於定子3的相反側R2。因此，本實施方式的轉子4可在徑向R上降低自第一磁鐵42a的第一端部42a1及第三磁鐵42c的第一端部42c1朝向定子3的相反側R2的磁通（在圖6中由箭頭f8、箭頭f10表示的磁通）密度，並且在第一磁鐵42a的第一端部42a1及第三磁鐵42c的第一端部42c1，增加自其中一者朝向另一者的向周向C的磁通（在圖6中由箭頭f1、箭頭f5表示的磁通）密度。其結果，本實施方式的馬達1藉由在徑向R上增加自第一磁鐵42a的第二端部42a2及第三磁鐵42c的第二端部42b2朝向定子3的磁通（在圖6中由箭頭f3、箭頭f7表示的磁通）密度，可提高馬達1的輸出扭矩。

本實施方式的轉子4中，在徑向R上，相對於定子側R1的第二磁鐵42b的第二端部42b2，定子側R1的第一磁鐵42a的第二端部42a2處於定子3的相反側R2。

本實施方式的轉子4中，在徑向R上，相對於定子側R1的第三磁鐵42c的第二端部42c2，定子側R1的第一磁鐵42a的第二端部42a2處於定子3的相反側R2。

在本實施方式的轉子4中，磁軛41包括孔412及包圍孔412的框413，在孔412的內側存在第一磁鐵42a，在周向C上，在孔412的第二內表面412f2與第一磁鐵42a的側面42a3之間存在間隙412s。而且，在間隙412s中存在磁導率較形成磁軛41的磁性材料的磁導率小的非磁性體。因此，在周向C上，在存在間隙412s的部分，自第一磁鐵42a的側面42a3朝向第二磁鐵42b的側面42b3及第三磁鐵42c的側面42c3的磁通藉由非磁性體得到抑制。其結果，在第一磁鐵42a的第一端部42a1與第二磁鐵42b的第一端部42b1之間、及第一磁鐵42a的第一端部42a1與第三磁鐵42c的第一端部42c1之間磁通密度增加。因此，本實施方式的馬達1可增加自第一磁鐵42a朝向定子3的磁通密度。

在本實施方式的轉子4中，將沿徑向R延伸的第二磁鐵42b的側面42b3的表面積設為S1，將沿周向C延伸的面、即轉子4中的磁軛41的定子側R1的面的表面積設為S2。而且，在將轉子4的磁極數（在本實施方式的轉子4中為60）設為P的情況下，本實施方式的轉子4中成為S1＞S2/P。因此，為了儘可能地擴大第二磁鐵42b的側面42b3的表面積S1，可儘可能地延長第二磁鐵42b的徑向R上的大小L20。

在本實施方式的轉子4中，當在周向C上將第一磁鐵42a的寬度設為W1、在周向C上將第二磁鐵42b的寬度設為W2、在周向C上將框413的寬度設為W3的情況下，成為W2≧W1＞W3。因此，本實施方式的轉子4藉由使框413的寬度W3變窄，可在周向C上使第一磁鐵42a的側面42a3與第二磁鐵42b的側面42b3之間的磁通飽和。其結果，本實施方式的馬達1藉由增加第一磁鐵42a的第一端部42a1與第二磁鐵42b的第一端部42b1之間的磁通密度，可增加自第一磁鐵42a及第二磁鐵42b朝向定子3的磁通密度。而且，藉由儘可能使框413的寬度W3變窄，可使磁軛41的徑向R上的大小為小型。

在本實施方式的轉子4中，當在周向C上將第一磁鐵42a的寬度設為W1、在周向C上將第三磁鐵42c的寬度設為W30、在周向C上將框413的寬度設為W3的情況下，成為W30≧W1＞W3。因此，本實施方式的轉子4藉由使框413的寬度W3變窄，可在周向C上使第一磁鐵42a的側面42a3與第三磁鐵42c的側面42c3之間的磁通飽和。其結果，本實施方式的馬達1藉由增加第一磁鐵42a的第一端部42a1與第三磁鐵42c的第一端部42c1之間的磁通密度，可增加自第一磁鐵42a及第三磁鐵42c朝向定子3的磁通密度。而且，藉由儘可能使框413的寬度W3變窄，可使磁軛41的徑向R上的大小為小型。

再者，對所述實施方式的定子3包括18個齒31b的情況進行了說明。但是，本實施方式的定子3的齒31b的數量並不限於此，可設定為任意的個數。

另外，對所述實施方式的定子3包括18個線圈32的情況進行了說明。但是，本實施方式的定子3的線圈32的數量並不限於此，可設定為任意的個數。

進而，對所述實施方式的轉子4包括20個第一磁鐵42a、包括20個第二磁鐵42b、包括20個第三磁鐵42c的情況進行了說明。但是，該些磁鐵42a、磁鐵42b、磁鐵42c的數量並不限於此，可設定為任意的個數。

再者，對如下情況進行了說明：所述實施方式的轉子4中，第一磁鐵42a的側面42a3相對於中心線1CL平行，另一方面，孔412的第二內表面412f2相對於中心線1CL傾斜，藉此第一磁鐵42a相對於孔412的第二內表面412f2傾斜。但是，本實施方式的轉子4並不限於此。例如，亦可為：第一磁鐵42a的側面42a3相對於中心線1CL傾斜，另一方面，孔412的第二內表面412f2相對於中心線1CL平行，藉此第一磁鐵42a的兩側面42a3相對於孔412的第二內表面412f2相對傾斜。另外，亦可為：第一磁鐵42a的側面42a3相對於中心線1CL傾斜，且孔412的第二內表面412f2相對於中心線1CL傾斜，藉此第一磁鐵42a的兩側面42a3相對於孔412的第二內表面412f2相對傾斜。

進而，在所述實施方式中，對如下情況進行了說明：轉子4包括長方體狀的第一磁鐵42a，轉子4包括長方體狀的第二磁鐵42b，轉子4包括長方體狀的第三磁鐵42c。但是，本實施方式的磁鐵42a、磁鐵42b、磁鐵42c的形狀並不限於此，亦可形成為其他形狀。

另外，在所述實施方式中，對如下情況進行了說明：在自軸向A觀察的情況下，孔412形成為具有相向的三組內表面412f1、412f2、412f3。但是，本實施方式的孔412的形狀並不限於此，亦可形成為其他形狀。

[第一實施方式的第一變形例] 接著，使用圖7、圖8對第一實施方式的第一變形例的馬達1A進行說明。圖7是第一實施方式的第一變形例的馬達1A的平面圖。圖8是圖7所示的馬達1A所包括的轉子4A的立體圖。

本變形例的轉子4A的磁軛41中的框413與第一實施方式的轉子4的磁軛41中的框413同樣地，如圖8所示，具有相對於徑向R正交的第二內表面413f2。而且，本變形例的轉子4A在框413形成有凹部416。針對一個框413而形成有兩個凹部416，在構成框413的第二內表面413f2形成有兩個凹部416。若更具體地進行說明，則凹部416形成為沿著第一內表面413f1且沿徑向R延伸。

凹部416分別具有在框413中位於定子3的相反側R2側的第一內表面416a、及位於第一內表面416a的周向C上的兩側且在周向C上相向的一對第二內表面416b。如圖7所示，此種凹部416相對於第一磁鐵42a的側面42a3而配置於周向C上的兩側。若更具體地進行說明，則凹部416相對於孔412的第二內表面412f2所接觸的第一磁鐵42a的側面42a3而配置於周向C上的兩側。另外，在周向C上，在凹部416與第一磁鐵42a之間存在框413的一部分。

另外，在框413的內部配置有第二磁鐵42b及第三磁鐵42c。而且，凹部416的周向C上的長度較框413的周向C上的長度的1/2短。因此，另外，第二磁鐵42b的第一端部42b1的一部分及第三磁鐵42c的第一端部42c1的一部分與框413的第二內表面413f2接觸。

換言之，本變形例的磁軛41具有第二內表面413f2，所述第二內表面413f2在徑向R上與第二磁鐵42b的定子3的相反側R2的第一端部42b1的面相向。另外，在與第二磁鐵42b的定子3的相反側R2的第一端部42b1的面相向的第二內表面413f2設置有凹部416。而且，在第二磁鐵42b的定子3的相反側R2的第一端部42b1的面與凹部416之間存在間隙416s。再者，上述對第二磁鐵42b進行了說明，但第三磁鐵42c亦同樣。

在所述間隙416s中存在空氣。而且，空氣為非磁性體，空氣的磁導率較形成磁軛41的磁性材料的磁導率小。即，存在於間隙416s的空氣作為如下磁通屏障，即在周向C上抑制自第二磁鐵42b的側面42b3朝向第一磁鐵42a的側面42a3的磁通、及自第三磁鐵42c的側面42c3朝向第一磁鐵42a的側面42a3的磁通的磁通屏障發揮功能。或者，存在於間隙416s的空氣作為如下磁通屏障，即在周向C上抑制自第一磁鐵42a的側面42a3朝向第二磁鐵42b的側面42b3的磁通、及自第一磁鐵42a的側面42a3朝向第三磁鐵42c的側面42c3的磁通的磁通屏障發揮功能。

另外，在本變形例的轉子4A中，在第一磁鐵42a的側面42a3的周向C上的側方配置有間隙412s或間隙416s中的任一者。

在本變形例的轉子4A中，在磁軛41設置有凹部416，在第二磁鐵42b的定子3的相反側R2的第一端部42b1的面與凹部416之間存在間隙416s。而且，在間隙416s中存在磁導率較形成磁軛41的磁性材料的磁導率小的非磁性體。因此，在周向C上，在存在間隙416s的部分，自第一磁鐵42a的側面42a3朝向第二磁鐵42b的側面42b3及第三磁鐵42c的側面42c3的磁通藉由非磁性體得到抑制。其結果，在第一磁鐵42a的第一端部42a1與第二磁鐵42b的第一端部42b1之間、及第一磁鐵42a的第一端部42a1與第三磁鐵42c的第一端部42c1之間磁通密度增加。因此，本變形例的馬達1A可增加自第一磁鐵42a朝向定子3的磁通密度。

在本變形例的轉子4A中，在第一磁鐵42a的側面42a3的周向C上的側方配置有間隙412s或間隙416s中的任一者。因此，本變形例的轉子4A可降低第一磁鐵42a的側面42a3與第二磁鐵42b的側面42b3之間的磁通密度、及第一磁鐵42a的側面42a3與第三磁鐵42c的側面42c3之間的磁通密度。其結果，本變形例的馬達1A可增加自第一磁鐵42a的第二端部42a2、第二磁鐵42b的第二端部42b2、及第三磁鐵42c的第二端部42c2朝向定子3的磁通密度，因此可提高馬達1A的輸出扭矩。

[第二實施方式] 接著，使用圖9對第二實施方式的馬達1B進行說明。圖9是表示第二實施方式的馬達1B的一部分的平面圖。再者，在第二實施方式的馬達1B的結構中，對於與第一實施方式的馬達1相同的結構標註相同的符號並省略說明。

關於第二實施方式的馬達1B，在自軸向A觀察的情況下，當以轉子4為基準時，定子3B位於該轉子4的徑向R上的內側，且未圖示的軸位於該轉子4的徑向R上的內側。即，第二實施方式的馬達1B是外轉子型的無刷馬達。

而且，在本實施方式的馬達1B中，將徑向R上的內側稱為定子側R1，將徑向R上的外側稱為定子3B的相反側R2。因此，在圖9中，由R1表示徑向R上的定子側，由R2表示徑向R上的定子3B的相反側。另外，本實施方式的馬達1B中，將未圖示的軸與轉子4B以獨立的形式形成。

在本實施方式的馬達1B中，以轉子4B的徑向R上的中心線2CL為基準，對於孔412、框413、第一磁鐵42a、第二磁鐵42b、及第三磁鐵42c，相對於第一實施方式中的馬達1的該些的配置而使徑向R上的外側及內側相反地配置。

若更具體地進行說明，則孔412配置成在徑向R上較磁軛41的內周面41f2更接近外周面41f1。

另外，框413配置成開口413o形成於內周面41f2。即，框413在磁軛41的徑向R上配置於定子側R1側。

進而，第一磁鐵42a配置成在徑向R上較磁軛41的內周面41f2更接近外周面41f1。另外，第一磁鐵42a在定子3B的相反側R2配置有第一端部42a1，在定子側R1配置有第二端部42a2。

另外，第二磁鐵42b配置成在徑向R上一部分自位於定子側R1側的開口413o露出。進而，第二磁鐵42b在定子3B的相反側R2配置有第一端部42b1，在定子側R1配置有第二端部42b2。

另外，第三磁鐵42c配置成在徑向R上一部分自位於定子側R1的開口413o露出。進而，第三磁鐵42c在定子3B的相反側R2配置有第一端部42c1，在定子側R1配置有第二端部42c2。

第二實施方式的馬達1B藉由如上所述般配置孔412、框413、第一磁鐵42a、第二磁鐵42b及第三磁鐵42c，可起到與第一實施方式的馬達1所起的作用、效果相同的作用、效果。

以上，基於本發明的馬達1的實施方式及變形例進行了說明，但本發明並不限定於實施方式，當然亦能夠在不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。將所述各實施方式或變形例的構成元件適宜組合而構成者亦包含於本發明中。在不脫離此種主旨的範圍內進行了各種變更者亦包含於本發明的技術範圍內，這對於本領域技術人員而言根據申請專利範圍的記載明確。

1、1A、1B:馬達 2:軸 2CL:中心線 2o:軸心 3、3B:定子 4、4A、4B:轉子 31:芯 31a、411:主體 31b:齒 31bf、41f2:內周面 32:線圈 41:磁軛 41f1:外周面 42:磁鐵 42a:第一磁鐵（磁鐵） 42a1、42b1、42c1:第一端部（端部） 42a2、42b2、42c2:第二端部（端部） 42a3、42b3、42c3:側面 42b:第二磁鐵（磁鐵） 42c:第三磁鐵（磁鐵） 412:孔 412B:邊界 412f1:第一內表面（內表面） 412f2、413f2:第二內表面（內表面） 412f3:第三內表面（內表面） 412f31、412f32:第三內表面 412s、416s:間隙 413:框 413f1、416a:第一內表面 413o:開口 414:突出部 416:凹部 416b:第二內表面 A:軸向 C:周向 f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9、f10:箭頭 L1、L2、L3:長度 L20:長度（大小） R:徑向 R1:徑向上的定子側 R2:徑向上的定子3、定子3B的相反側 S1、S2、S3:表面積 W1、W2、W3、W11、W21、W30、W31:寬度 W4:間隔

圖1是第一實施方式的馬達的平面圖。 圖2是圖1所示的馬達的立體圖。 圖3是圖1所示的馬達所包括的轉子的立體圖。 圖4是表示圖3所示轉子所包括的磁軛的一部分的立體圖。 圖5是表示圖1所示的馬達的一部分的平面圖。 圖6是表示圖1所示馬達所包括的多個磁鐵的磁通的朝向的平面圖。 圖7是第一實施方式的第一變形例的馬達的平面圖。 圖8是圖7所示的馬達所包括的轉子的立體圖。 圖9是表示第二實施方式的馬達的一部分的平面圖。

31a、411:主體

31b:齒

41f1:外周面

41f2:內周面

42a:第一磁鐵(磁鐵)

42a1、42b1、42c1:第一端部(端部)

42a2、42b2、42c2:第二端部(端部)

42a3、42b3、42c3:側面

42b:第二磁鐵(磁鐵)

42c:第三磁鐵(磁鐵)

412:孔

412B:邊界

412f1:第一內表面(內表面)

412f2:第二內表面(內表面)

412f31、412f32:第三內表面

413:框

413o:開口

C:周向

L1、L2、L3:長度

L20:長度(大小)

R:徑向

R1:徑向上的定子側

R2:徑向上的定子3、定子3B的相反側

S1、S2、S3:表面積

W1、W2、W3、W30:寬度

Claims (11)

1. 一種馬達，包括軸、轉子、以及定子， 所述轉子具有： 磁軛；以及 第一磁鐵及第二磁鐵，配置於周向上， 在所述磁軛的內部存在所述第一磁鐵及所述第二磁鐵， 在徑向上，相對於所述定子的相反側的所述第二磁鐵的端部，所述定子的相反側的所述第一磁鐵的端部處於所述定子的相反側。
2. 如請求項1所述的馬達，其中， 在所述磁軛的內部包括第三磁鐵， 在所述周向上，所述第一磁鐵與所述第三磁鐵鄰接地配置， 在所述徑向上，相對於所述定子側的所述第二磁鐵的端部，所述定子側的所述第一磁鐵的端部處於所述定子的相反側。
3. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 所述磁軛包括孔及包圍所述孔的框， 在所述孔的內側存在所述第一磁鐵， 在所述周向上，在所述孔的內表面與所述第一磁鐵的側面之間存在間隙。
4. 如請求項3所述的馬達，其中， 所述第一磁鐵的所述側面相對於所述孔的所述內表面傾斜。
5. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 所述第一磁鐵在所述徑向上包括所述定子側的端部、及所述定子的相反側的端部， 所述第二磁鐵在所述徑向上包括所述定子側的端部、及所述定子的相反側的端部， 當在所述徑向上將所述第一磁鐵的大小設為L1、 在所述徑向上將自所述第一磁鐵的所述定子的相反側的所述端部所在的位置至所述第二磁鐵的所述定子的相反側的所述端部所在的位置為止的長度設為L2的情況下， 成為L1/2＞L2。
6. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 在將沿所述徑向延伸的所述第二磁鐵的側面的表面積設為S1、 將沿所述周向延伸的面、即所述轉子的所述定子側的所述面的表面積設為S2、 將所述轉子的磁極數設為P的情況下， 成為S1＞S2/P。
7. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 在將沿所述周向延伸的面、即所述第一磁鐵的所述定子側的所述面的表面積設為S3的情況下， 成為S1/2＞S3。
8. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 所述磁軛包括孔及包圍所述孔的框， 在所述孔的內側存在所述第一磁鐵， 當在所述周向上將所述第一磁鐵的寬度設為W1， 在所述周向上將所述第二磁鐵的寬度設為W2， 在所述周向上將所述框的寬度設為W3的情況下， 成為W2≧W1＞W3。
9. 如請求項1或2所述的馬達，其中， 所述磁軛包括在所述徑向上與所述第二磁鐵的所述定子的相反側的面相向的面， 在與所述第二磁鐵的所述定子的相反側的面相向的所述面設置有凹部， 在所述第二磁鐵的所述定子的相反側的面與所述凹部之間存在間隙。
10. 如請求項9所述的馬達，其中， 所述第二磁鐵的所述定子的相反側的所述面與和所述第二磁鐵的所述定子的相反側的面相向的所述面的一部分接觸。
11. 如請求項9所述的馬達，其中， 所述磁軛包括孔及包圍所述孔的框， 在所述周向上，在所述凹部與所述第一磁鐵之間存在所述框的一部分。