CN109391056B - 轴向间隙电动机及转子的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轴向间隙电动机,该轴向间隙电动机(1)具备:第一定子(10)及第二定子(20),其在轴向(Da)上相向配置;转子(30),其在第一定子(10)与第二定子(20)之间具有第一磁体层和第二磁体层,该第一磁体层以朝着第一定子(10)增强磁场强度的方式沿周向(Dc)以海尔贝克阵列排列有多个第一主磁极磁体及多个第一辅助极磁体,该第二磁体层以朝着第二定子(20)增强磁场强度的方式沿周向(Dc)以海尔贝克阵列排列有多个第二主磁极磁体及多个第二辅助极磁体。
Description
技术领域
本发明涉及轴向间隙电动机及转子的制造方法。
背景技术
作为轴向间隙电动机的一种,存在将磁体的排列设为海尔贝克阵列的轴向间隙电动机。
例如,专利文献1中公开有如下轴向间隙电动机,即,在沿轴向相向配置的定子和定子之间,设置具有海尔贝克阵列的磁体的转子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2010-98929号公报
专利文献1的轴向间隙电动机中,使多个磁体配置在转子板的多个梳齿部周围。但是,专利文献1的轴向间隙电动机是将多个磁体排列在梳齿部周围的构造,故而,在组装作业中,邻近的磁体彼此时而相互排斥,时而相互吸引。因此,专利文献1的轴向间隙电动机成为难以组装的构造。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种易组装的轴向间隙电动机及转子的制造方法。
第一方面的轴向间隙电动机具备:第一定子及第二定子,其在轴向上相向配置;转子,其在所述第一定子与所述第二定子之间具有第一磁体层和第二磁体层,该第一磁体层以朝着所述第一定子增强磁场强度的方式沿周向以海尔贝克阵列排列有多个第一主磁极磁体及多个第一辅助极磁体,该第二磁体层以朝着所述第二定子增强磁场强度的方式沿所述周向以海尔贝克阵列排列有多个。
另外,第二方面的轴向间隙电动机是,在第一方面的轴向间隙电动机的基础上,所述第一磁体层具有第一表面和第一背面,且所述第一表面侧的磁场强度强于所述第一背面侧,所述第二磁体层具有第二表面和第二背面,且所述第二表面侧的磁场强度强于所述第二背面侧,所述第一磁体层和所述第二磁体层以所述第一背面和所述第二背面相向的方式配置。
另外,第三方面的轴向间隙电动机是,在第一或第二方面的轴向间隙电动机的基础上,所述第一主磁极磁体的磁极的方向和所述第二主磁极磁体的磁极的方向一致。
另外,第四方面的轴向间隙电动机是,在第一~第三方面中任一方面的轴向间隙电动机的基础上,所述转子具有将所述第一磁体层及所述第二磁体层联接的联接机构。
另外,第五方面的轴向间隙电动机是,在第四方面的轴向间隙电动机的基础上,所述转子还具有定位机构,该定位机构相对于所述联接机构进行所述第一磁体层及所述第二磁体层在所述周向上的定位。
另外,第六方面中,在第一~第五方面中任一方面的轴向间隙电动机的基础上,在所述多个第一主磁极磁体的各个之间配置有三个所述第一辅助极磁体,并且,在所述多个第二主磁极磁体的各个之间配置有三个所述第二辅助极磁体,将所述周向上相邻的一个所述第一主磁极磁体及三个所述第一辅助极磁体设为第一磁体组、且所述第一磁体组在所述周向上的宽度设为4时,所述第一主磁极磁体在所述周向上的宽度为2.5~3.0,将所述周向上相邻的一个所述第二主磁极磁体及三个所述第二辅助极磁体设为第二磁体组、且所述第二磁体组在所述周向上的宽度设为4时,所述第二主磁极磁体在所述周向上的宽度为2.5~3.0。
另外,第七方面的轴向间隙电动机中,在第一~第五方面中任一方面的轴向间隙电动机的基础上,在所述多个第一主磁极磁体的各个之间配置有两个所述第一辅助极磁体,并且,在所述多个第二主磁极磁体的各个之间配置有两个所述第二辅助极磁体,将所述周向上相邻的一个所述第一主磁极磁体及两个所述第一辅助极磁体设为第一磁体组、且所述第一磁体组在所述周向上的宽度设为3时,所述第一主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.6~2.2,将所述周向上相邻的一个所述第二主磁极磁体及两个所述第二辅助极磁体设为第二磁体组、且所述第二磁体组在所述周向上的宽度设为3时,所述第二主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.6~2.2。
另外,第八方面的轴向间隙电动机中,在第一~第五方面中任一方面的轴向间隙电动机的基础上,在所述多个第一主磁极磁体的各个之间配置有一个所述第一辅助极磁体,并且,在所述多个第二主磁极磁体的各个之间配置有一个所述第二辅助极磁体,将所述周向上相邻的一个所述第一主磁极磁体及一个所述第一辅助极磁体设为第一磁体组、且所述第一磁体组在所述周向上的宽度设为2时,所述第一主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.2~1.6,将所述周向上相邻的一个所述第二主磁极磁体及一个所述第二辅助极磁体设为第二磁体组、且所述第二磁体组在所述周向上的宽度设为2时,所述第二主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.2~1.6。
另外,第九方面的轴向间隙电动机的制造方法中,实施如下工序:联接机构配置工序,其配置第一端板及第一转子结构件;第一磁体层形成工序,其将多个第一主磁极磁体及多个第一辅助极磁体以海尔贝克阵列进行排列,且以增强朝向所述第一端板的面一侧的磁场强度的方式,形成第一磁体层;第二磁体层形成工序,其将多个第二主磁极磁体及多个第二辅助极磁体以海尔贝克阵列进行排列,且以增强与朝向所述第一端板的面相反的面一侧的磁场强度的方式,形成第二磁体层;联接工序,其配置第二端板,将所述第一磁体层及所述第二磁体层联接。
本发明的轴向间隙电动机易组装。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的轴向间隙电动机的立体图;
图2是本发明第一实施方式的转子的分解立体图;
图3是图1的III-III线剖面图;
图4是对海尔贝克阵列的磁通分布进行说明的图;
图5是图2的V部放大图;
图6是图3的VI部放大图;
图7是对本发明第一实施方式的转子的各磁极的宽度进行说明的图;
图8是表示本发明第一实施方式的转子的主磁极的宽度和磁通密度有效值之间的关系的曲线图;
图9是对第一变形例的转子的各磁极的宽度进行说明的图;
图10是表示第一变形例的转子的主磁极的宽度和磁通密度有效值之间的关系的曲线图;
图11是对第二变形例的转子的各磁极的宽度进行说明的图;
图12是表示第二变形例的转子的主磁极的宽度和磁通密度有效值之间的关系的曲线图;
图13是本发明第一实施方式的转子的制造方法的流程图;
图14是本发明第二实施方式的转子的分解立体图;
图15是本发明第三实施方式的转子的分解立体图;
图16是本发明第四实施方式的转子的分解立体图;
图17是本发明第五实施方式的转子的分解立体图。
附图标记说明
1:轴向间隙电动机;10:第一定子;11:定子绕组;20:第二定子;21:定子绕组;30:转子;40:框架;50:第一磁体层;50a:第一表面;50b:第一背面;51:第一主磁极磁体;52:第一辅助极磁体;53:第一磁体组;60:第二磁体层;60a:第二表面;60b:第二背面;61:第二主磁极磁体;62:第二辅助极磁体;63:第二磁体组;70:联接机构;71:第一端板;71h:孔;72:转子结构件;72h:螺栓孔;73:第二端板;73h:孔;74:内圈部件;75:外圈部件;80:定位机构;81:凹部;82:凸部;101:轴向间隙电动机;130:转子;150:第一磁体层;160:第二磁体层;170:联接机构;171:第一端板;172:转子结构件;173:第二端板;174:内圈部件;175:外圈部件;180:定位机构;181:梁;201:轴向间隙电动机;230:转子;250:第一磁体层;260:第二磁体层;270:联接机构;271:第一端板;272:转子结构件;273:第二端板;274:内圈部件;275:外圈部件;301:轴向间隙电动机;330:转子;350:第一磁体层;350a:第一表面;351:第一主磁极磁体;352:第一辅助极磁体;360:第二磁体层;360a:第二表面;361:第二主磁极磁体;362:第二辅助极磁体;370:联接机构;371:第一端板;371a:板面;372:转子结构件;373:第二端板;373a:板面;374:内圈部件;375:外圈部件;380:定位机构;381:第一定位机构;382:第二定位机构;383:凹部;384:凸部;385:凹部;386:凸部;401:轴向间隙电动机;430:转子;450:第一磁体层;451:第一主磁极磁体;452:第一辅助极磁体;460:第二磁体层;461:第二主磁极磁体;462:第二辅助极磁体;470:联接机构;471:第一端板;472:转子结构件;473:第二端板;474:内圈部件;475:外圈部件;480:定位机构;481:第一定位机构;482:第二定位机构;483:平面部;484:平面部;485:平面部;486:平面部;AD:黏合剂;BLT:螺栓;Sa:空间;Sv:空间。
具体实施方式
下面,利用附图对本发明的各种实施方式进行说明。
<第一实施方式>
下面,参照图1~图13对第一实施方式的轴向间隙电动机1进行详细说明。
如图1所示,轴向间隙电动机1具备:第一定子10、第二定子20、转子30、框架40。第一定子10、第二定子20及转子30分别具有环形状。
本实施方式中,第一定子10、第二定子20及转子30分别具有大致圆环形状。另外,第一定子10、第二定子20及转子30以各环的中心轴与轴线AX一致的方式同轴配置。
轴向间隙电动机1能够使转子30以轴线AX为旋转轴相对于第一定子10及第二定子20旋转。由此,轴向间隙电动机1例如能够使与转子30连接的轴及齿轮旋转。
在下面的说明中,只要没有特别说明,将轴线AX延伸的方向称为“轴向Da”,将转子30的周向称为“周向Dc”。另外,将轴向Da中的从第二定子20朝向第一定子10的方向称为“上方向Da1”。
另外,将观察上方向Da1时的顺时针方向称为“第一周向Dc1”。
另外,将轴向Da中的从第一定子10朝向第二定子20的方向称为“下方向Da2”。
进而,将转子30的径向称为“径向Dr”。
第一定子10及第二定子20以夹入转子30的方式,在轴向Da上相向配置。在本实施方式中,第一定子10及第二定子20收纳于框架40,并且固定于框架40。
第一定子10具有多个定子绕组11。第二定子20具有多个定子绕组21。定子绕组11及定子绕组21分别产生使转子30旋转的旋转磁场。定子绕组11及定子绕组21分别通过由绝缘体包覆的电线形成。
(转子)
转子30设置为,可相对于第一定子10及第二定子20以轴线AX为中心旋转。在本实施方式中,转子30可旋转地设置在框架40内。
如图2所示,转子30具备:第一磁体层50、第二磁体层60、联接机构70、定位机构80。
(第一磁体层)
如图3所示,第一磁体层50具备:多个第一主磁极磁体51(主磁极)、多个第一辅助极磁体52(辅助极)。第一磁体层50具有:上方向Da1侧的第一表面50a、第一表面50a的背面的第一背面50b。
第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52分别是磁体,可以是如铁氧体磁体、稀土磁体等那样的磁体。
多个第一主磁极磁体51隔开间隔地沿周向Dc排列。多个第一主磁极磁体51以如下方式将各磁极朝着轴向Da排列:周向Dc上相邻的第一主磁极磁体51彼此间磁极的朝向相反。
本实施方式中,在周向Dc上相邻的第一主磁极磁体51与第一主磁极磁体51两两之间配置有三个第一辅助极磁体52。即,一个第一主磁极磁体51和三个第一辅助极磁体52沿周向Dc交替排列。
第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52排列成海尔贝克阵列。即,如图3所示,第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52配置为,各磁极的朝向朝着第一周向Dc1在沿着周向Dc的面内依次旋转。本实施方式中,第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52以各磁极依次旋转45度的方式配置。进而,第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52配置为,从径向Dr外侧观察内侧时(从图3的纸面上方观察时),各磁极的朝向朝着第一周向Dc1依次逆时针旋转。
通常,如图4所示,排成海尔贝克阵列的多个主磁极磁体及多个辅助极磁体增强磁体层的形成于表面侧及背面侧的磁场强度中的形成于表面侧的磁场强度。
本实施方式那样配置的多个第一主磁极磁体51及多个第一辅助极磁体52以朝着第一定子10增强磁场强度的方式排列成海尔贝克阵列。
(第二磁体层)
第二磁体层60具备:多个第二主磁极磁体61(主磁极)、多个第二辅助极磁体62(辅助极)。第二磁体层60具有:下方向Da2侧的第二表面60a、第二表面60a的背面的第二背面60b。
第二主磁极磁体61及第二辅助极磁体62是磁体,可以是铁氧体磁体、稀土磁体等那样的磁体。
多个第二主磁极磁体61隔开间隔地沿周向Dc排列。多个第二主磁极磁体61以如下方式将各磁极朝着轴向Da排列:周向Dc上相邻的第二主磁极磁体61彼此间磁极的朝向相反。
本实施方式中,在周向Dc上相邻的第二主磁极磁体61与第二主磁极磁体61两两之间,分别配置有三个第二辅助极磁体62。即,一个第二主磁极磁体61和三个第二辅助极磁体62沿周向Dc交替排列。
第二主磁极磁体61及第二辅助极磁体62排列成海尔贝克阵列。即,第二主磁极磁体61及第二辅助极磁体62配置为,各磁极的朝向朝着第一周向Dc1在沿着周向Dc的面内依次旋转。本实施方式中,第二主磁极磁体61及第二辅助极磁体62以各磁极依次旋转45度的方式配置。进而,第二主磁极磁体61及第二辅助极磁体62配置为,从径向Dr外侧观察内侧时(从图3的纸面上方观察时),各磁极的朝向朝着第一周向Dc1依次顺时针旋转。
本实施例那样配置的多个第二主磁极磁体61及多个第二辅助极磁体62以朝着第二定子20增强磁场强度的方式排列成海尔贝克阵列。
相对于第一磁体层50,第二磁体层60配置为,第一背面50b和第二背面60b相向。
各第一主磁极磁体51分别与沿轴向Da排列的各第二主磁极磁体61构成对。在各对中,第一主磁极磁体51的周向Dc的位置和第二主磁极磁体61的周向Dc的位置一致。
同样地,各第一辅助极磁体52分别与沿轴向Da排列的各第二辅助极磁体62构成对。在各对中,第一辅助极磁体52的周向Dc的位置和第二辅助极磁体62的周向Dc的位置一致。
进而,如图3所示,相对于第一磁体层50,第二磁体层60配置为,第一主磁极磁体51的磁极的朝向和第二主磁极磁体61的磁极的朝向一致。
(联接机构)
回到图2,联接机构70具备:第一端板71、转子结构件72、第二端板73。联接机构70配置为,第一端板71朝向第一定子10,并且第二端板73朝向第二定子20。
联接机构70以如下方式将第一磁体层50及第二磁体层60联接:第一磁体层50的第一表面50a朝向第一端板71,并且第二磁体层60的第二表面60a朝向第二端板73。
第一端板71、转子结构件72及第二端板73是难以对第一磁体层50及第二磁体层60的磁通造成影响的材料即可,可以由任意材料形成。在本实施方式中,第一端板71、转子结构件72及第二端板73由铝、不锈钢等形成。
第一端板71及第二端板73分别具有环形状。本实施方式中,第一端板71及第二端板73分别具有大致圆环形状。
第一端板71具有分别将板面贯通的多个孔71h。孔71h以沿着第一端板71的板面外周排列的方式设有多个,并且以沿着板面内周排列的方式设有多个。
第二端板73具有分别将板面贯通的多个孔73h。孔73h以沿着第二端板73的板面外周排列的方式设有多个,并且以沿着板面内周排列的方式设有多个。
转子结构件72具有多个螺栓孔72h。各螺栓孔72h设于转子结构件72的朝向轴向Da的两面。各螺栓孔72h分别朝着孔71h及孔73h,与孔71h及孔73h的位置相匹配地设置。
在本实施方式中,各螺栓孔72h设为螺纹孔。因此,在各螺栓孔72h,螺接有插通于孔71h及孔73h内的螺栓BLT。因此,转子结构件72固定于第一端板71及第二端板73。
转子结构件72具有环形状的内圈部件74和环形状的外圈部件75。
本实施方式中,内圈部件74及外圈部件75分别具有大致圆环形状。另外,在本实施方式中,内圈部件74及外圈部件75分别沿周向Dc分为四部分。进而,以第一端板71、第二端板73、内圈部件74及外圈部件75构成各环的中心轴均与轴线AX一致的同轴配置的方式,内圈部件74及外圈部件75固定于第一端板71及第二端板73。
第一磁体层50和第二磁体层60相互重叠地收纳于在内圈部件74与外圈部件75之间划分成的空间Sv。
第一端板71及第二端板73经由转子结构件72,通过螺栓BLT的螺接而相互联接。因此,第一端板71及第二端板73在轴向Da上将第一磁体层50及第二磁体层60联接。
在本实施方式中,第一端板71与转子结构件72在径向Dr上重叠。同样地,第二端板73与转子结构件72在径向Dr上重叠。因此,第一端板71及第二端板73在与转子结构件72重叠的重叠部分螺接,由此将第一磁体层50及第二磁体层60联接。
(定位机构)
定位机构80进行第一磁体层50及第二磁体层60相对于联接机构70在周向Dc上的定位。
如图5所示,作为定位机构80,设有多个凹部81及多个凸部82。
多个凹部81以沿周向Dc排列的方式设于外圈部件75的内周面。
在本实施方式中,各凹部81与外圈部件75一体形成。与外圈部件75同样地,各凹部81由难以对第一磁体层50及第二磁体层60形成的磁通造成影响的材料形成。
例如,各凹部81通过加工外圈部件75的内周形状而形成。
各凹部81分别设于与各凸部82相向的位置。
各凹部81朝着径向Dr外侧凹成凹形状。本实施方式中,在轴向Da剖视时,各凹部81具有如下形状:朝着径向Dr外侧,将假想的外圈部件75的内切圆以曲率半径比内切圆的曲率半径小的圆弧进行切口。
多个凸部82沿周向Dc排列。在轴向Da上,各凸部82在从第一磁体层50的外周面到第二磁体层60的外周面的整个范围内设置。
各凸部82分别设于沿轴向Da排列的第一主磁极磁体51及第二主磁极磁体61的各对,并且,分别设于沿轴向Da排列的第一辅助极磁体52及第二辅助极磁体62的各对。
在本实施方式中,凸部82与第一磁体层50及第二磁体层60一体形成。凸部82由与第一磁体层50及第二磁体层60的各材料相同的材料形成。
例如,凸部82通过加工第一磁体层50及第二磁体层60的各外周形状而形成。
各凸部82向径向Dr外侧突出。本实施方式中,在轴向Da剖视时,各凸部82具有如下形状:朝着假想的外圈部件75的外切圆,以曲率半径比外切圆的曲率半径小的圆弧向径向Dr外侧突出。
设有各凸部82的周向Dc的位置分别与设有各凹部81的周向Dc的位置一致。各凸部82的形状分别与各凹部81的形状一致。因此,通过各凸部82分别与各凹部81嵌合,决定第一磁体层50及第二磁体层60相对于外圈部件75在周向Dc上的相对位置。
(主磁极磁体及辅助极磁体的尺寸)
就第一磁体层50而言,如图6所示,周向Dc上相邻的一个第一主磁极磁体51及三个第一辅助极磁体52设为第一磁体组53。图6所示的圆点区域相当于各磁体的N极,斜线区域相当于各磁体的S极。
图7中放大表示图6的VII部内的各磁极的关系。如图7所示,本实施方式中,在将第一磁体组53的周向Dc的宽度设为4时,第一磁体组53的一个第一主磁极磁体51的周向Dc的宽度WDm设为2.5,第一磁体组53的三个第一辅助极磁体52的周向Dc的各宽度WDs设为0.5。另外,虽然不作特别限定,但第一磁体组53的轴向Da的长度VS设为1.48。
即,第一主磁极磁体51的周向Dc的宽度WDm与各第一辅助极磁体52的周向Dc的宽度WDs之比为5:1。
就第二磁体层60而言也是,如图6所示,周向Dc上相邻的一个第二主磁极磁体61及三个第二辅助极磁体62设为第二磁体组63。图6所示的圆点区域相当于各磁体的N极,斜线区域相当于各磁体的S极。
本实施方式中,与第一磁体层50同样地,在将第二磁体组63的周向Dc的宽度设为4时,第二磁体组63的一个第二主磁极磁体61的周向Dc的宽度WDm设为2.5,第二磁体组63的三个第二辅助极磁体62的周向Dc的各宽度WDs设为0.5。另外,虽然不作特别限定,但第二磁体组63的轴向Da的长度VS设为1.48。
图8中以曲线图来表示将第一磁体组53及第二磁体组63的周向Dc的宽度固定为4、且使宽度WDm(宽度WDm与宽度WDs的比例)变化时的磁通密度的计算结果。横轴表示宽度WDm,纵轴表示电动机间隙(第一定子10及第二定子20、与转子30之间)的磁通密度有效值Brms。电动机间隙的磁通密度有效值与电动机转矩有关。“◇”表示长度VS=1的情况,“□”表示长度VS=0.76的情况,“△”表示长度VS=1.24的情况,“×”表示长度VS=1.48的情况。
如图8所示,设为宽度WDm=2.0~3.0时,能够增大电动机间隙的磁通密度有效值Brms。因此,宽度WDm可以设为2.0~3.0。宽度WDm也可以优选设为2.2~3.0,还可以更优选设为宽度WDm=2.5~3.0。
作为第一变形例,也可以在周向Dc上相邻的主磁极磁体与主磁极磁体两两之间配置两个辅助极磁体。
具体来说,就第一磁体层50而言,在周向Dc上相邻的第一主磁极磁体51与第一主磁极磁体51两两之间,分别配置有两个第一辅助极磁体52。即,一个第一主磁极磁体51和两个第一辅助极磁体52沿周向Dc交替排列。该情况下配置为,朝着第一周向Dc1,各磁极的朝向在沿着周向Dc的面内依次旋转60度。
第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52的尺寸例如设为如图9所示的尺寸。图9中,在将第一磁体组53的周向Dc的宽度设为3时,第一磁体组53的一个第一主磁极磁体51的周向Dc的宽度WDm设为1.6,第一磁体组53的两个第一辅助极磁体52的周向Dc的各宽度WDs设为0.7。
关于第二磁体层60也同样。
图10中以曲线图来表示在第一变形例中、将第一磁体组53及第二磁体组63的周向Dc的宽度固定为3、且使宽度WDm变化时的磁通密度的计算结果。如图10所示,设为宽度WDm=1.6~2.2时,能够增大电动机间隙的磁通密度有效值。
作为第二变形例,也可以在周向Dc上相邻的主磁极磁体与主磁极磁体两两之间配置一个辅助极磁体。
具体来说,就第一磁体层50而言,在周向Dc上相邻的第一主磁极磁体51与第一主磁极磁体51两两之间,分别配置有一个第一辅助极磁体52。即,一个第一主磁极磁体51和一个第一辅助极磁体52沿周向Dc交替排列。该情况下配置为,朝着第一周向Dc1,各磁极的朝向在沿着周向Dc的面内依次旋转90度。
第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52的尺寸例如设为如图11所示的尺寸。图11中,在将第一磁体组53的周向Dc的宽度设为2时,第一磁体组53的一个第一主磁极磁体51的周向Dc的宽度WDm设为1.2,第一磁体组53的一个第一辅助极磁体52的周向Dc的各宽度WDs设为0.8。
关于第二磁体层60也同样。
图12中以曲线图来表示在第二变形例中、将第一磁体组53及第二磁体组63的周向Dc的宽度固定为2、且使宽度WDm变化时的磁通密度的计算结果。如图12所示,设为宽度WDm=1.2~1.6时,能够增大电动机间隙的磁通密度有效值。
(转子的制造方法)
转子30通过实施图13所示的各工序而制造。
首先,配置第一端板71及转子结构件72(ST01:联接机构配置工序)。联接机构配置工序ST01中,插通于孔71h内的螺栓BLT与螺栓孔72h螺纹联接,由此,转子结构件72固定于第一端板71。具体来说,以第一端板71、内圈部件74及外圈部件75构成各环的中心轴一致的同轴配置的方式,内圈部件74及外圈部件75固定于第一端板71。
转子结构件72固定于第一端板71,由此,在转子结构件72内形成有以第一端板71为底面的环形状的空间Sv。
联接机构配置工序ST01后,形成第一磁体层50(ST02:第一磁体层形成工序)。第一磁体层形成工序ST02中,多个第一主磁极磁体51及多个第一辅助极磁体52在环形状的空间Sv内排列成海尔贝克阵列。这时,以增强朝着第一端板71的面一侧的磁场强度的方式,形成第一磁体层50。第一主磁极磁体51及第一辅助极磁体52例如通过涂布于第一端板71的下方向Da2侧板面上的黏合剂AD,固定于第一端板71的板面。
第一磁体层形成工序ST02后,形成第二磁体层60(ST03:第二磁体层形成工序)。第二磁体层形成工序ST03中,多个第二主磁极磁体61及多个第二辅助极磁体62在环形状的空间Sv内排列成海尔贝克阵列。这时,以增强与朝着第一磁体层50的面相反的面一侧(朝着第二端板73的面一侧)的磁场强度的方式,形成第二磁体层60。第二主磁极磁体61及多个第二辅助极磁体62例如通过涂布于第一磁体层50的第一背面50b上的黏合剂AD,固定于第一磁体层50。
第二磁体层形成工序ST03后,配置第二端板73,将第一磁体层50及第二磁体层60联接(ST04:联接工序)。联接工序ST04中,将黏合剂AD涂布于第二端板73的上方向Da1侧板面后,将插通于孔73h内的螺栓BLT与螺栓孔72h螺纹联接。由此,第二端板73固定于转子结构件72。通过第二端板73固定于转子结构件72,由第一端板71和第二端板73将第一磁体层50及第二磁体层60联接。
(动作)
向定子绕组11及定子绕组21供给驱动电流时,在第一定子10及第二定子20中,分别产生使转子30旋转的旋转磁场。由此,轴向间隙电动机1能够使转子30相对于第一定子10及第二定子20相对旋转。然后,轴向间隙电动机1例如使与转子30连接的轴及齿轮旋转。
(作用及效果)
本实施方式的轴向间隙电动机1中,通过主磁极磁体及辅助极磁体排列成海尔贝克阵列的各磁体层,电动机间隙的各磁场强度分别得到增强。因此,能够将轴向间隙电动机1形成高转矩密度。
本实施方式的轴向间隙电动机1中,分别构成有朝着第一定子10增强了磁场强度的第一磁体层50和朝着第二定子20增强了磁场强度的第二磁体层60。因此,能够在将多个第一主磁极磁体51及多个第一辅助极磁体52的各磁体排列而形成第一磁体层50后,将多个第二主磁极磁体61及多个第二辅助极磁体62排列而形成第二磁体层60。
因此,轴向间隙电动机1在将第一磁体层50的各磁体及第二磁体层60的各磁体排列组装方面,成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机1中,相对于第一磁体层50,第二磁体层60配置为第一背面50b和第二背面60b相向。在各磁体层排列成海尔贝克阵列的情况下,与第一表面50a及第二表面60a相比,第一背面50b及第二背面60b的磁场强度较弱。
因此,在将第一背面50b和第二背面60b相向配置时,可抑制第一背面50b和第二背面60b之间的排斥力。因此,轴向间隙电动机1在组合第一磁体层50和第二磁体层60方面,进一步成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机1中,第一主磁极磁体51的磁极的朝向和第二主磁极磁体61的磁极的朝向一致。
因此,在将第一背面50b和第二背面60b相向配置时,吸引力作用于第一背面50b与第二背面60b之间。因此,轴向间隙电动机1在组合第一磁体层50和第二磁体层60方面,进一步成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机1中,转子30具有将第一磁体层50及第二磁体层60联接的联接机构70,故而,第一磁体层50和第二磁体层60一体化。因此,在将第一磁体层50和第二磁体层60装入第一定子10与第二定子20之间的作业中,轴向间隙电动机1成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机1中,通过定位机构80,相对于联接机构70,对第一磁体层50及第二磁体层60在周向Dc上进行定位。因此,可抑制第一磁体层50及第二磁体层60向周向Dc滑移。
因此,轴向间隙电动机1能够将转矩传递至转子30连接的轴及齿轮。
(变形例)
本实施方式中,作为定位机构80,各凸部82分别设于沿周向Dc排列的各磁体。作为变形例,各凸部82也可以设于沿周向Dc排列的各磁体中的一部分磁体。这时,与凸部82相匹配地,凹部81也设于与沿周向Dc排列的各磁体相向的位置中的一部分位置。
本实施方式中,作为定位机构80,各凹部81设于外圈部件75的内周。
作为变形例,各凹部81也可以设于沿轴向Da排列的第一主磁极磁体51及第二主磁极磁体61的各对的外周。这时,多个凸部82设于外圈部件75的内周。
本实施方式中,作为定位机构80,设有多个凹部81及多个凸部82。
作为变形例,也可以仅设置多个凹部81及多个凸部82中的多个凸部82。
本实施方式中,凹部81遍及外圈部件75在轴向Da上的整体而设置。
作为变形例,凹部81也可以设于外圈部件75的轴向Da的一部分。例如,作为设于外圈部件75的轴向Da的一部分上的凹部81,也可以设置在外圈部件75的内周面中仅将轴向Da中央部位切口而成的孔或槽。该情况下,凸部82形成为与切口而成的孔或槽嵌合的形状。
本实施方式中,在螺纹孔即各螺栓孔72h螺接有插通于孔71h及孔73h内的螺栓BLT。作为变形例,螺栓孔72h也可以设为供螺栓BLT从孔71h朝孔73h贯通的孔。该情况下,经由设为贯通孔的螺栓孔72h,通过螺母等将插通于孔71h和孔73h内的各螺栓BLT旋紧。由此,第一端板71及第二端板73固定于转子结构件72。设为贯通孔的螺栓孔72h也可以不是螺纹孔。
本实施方式的内圈部件74及外圈部件75沿周向Dc分为四个部分,但是,如果能够由一体部件形成环形状,作为变形例,内圈部件74及外圈部件75也可以不沿周向Dc分割。作为其他变形例,内圈部件74及外圈部件75也可以沿周向Dc分割为四部分以外的分割数(分为两部分、分为六部分、分为八部分等)。
本实施方式中,在轴向Da剖视时,各凹部81具有以圆弧切口而成的形状,各凸部82具有以圆弧突出的形状。
作为变形例,各凹部及各凸部是可嵌合的形状的组合即可,可以是任意形状。
例如,在轴向Da剖视时,各凹部也可以是以矩形切口而成的形状。该情况下,在轴向Da剖视时,各凸部设为以与各凹部嵌合的方式以矩形突出的形状。
作为其他例子,在轴向Da剖视时,各凹部也可以是以V字切口而成的形状。该情况下,在轴向Da剖视时,各凸部设为以与各凹部嵌合的方式以V字形突出的形状。
本实施方式中,在组装各磁体及各端板时,使用黏合剂AD。作为变形例,如果仅通过联接机构实现的联接就能够组装各磁体及各端板,则也可以不使用黏合剂AD。
<第二实施方式>
下面,参照图14对第二实施方式的轴向间隙电动机进行详细说明。
本实施方式的轴向间隙电动机基本上与第一实施方式相同,但如下点不同:转子的定位机构是梁构造。
本实施方式的轴向间隙电动机101具备:第一定子10、第二定子20、转子130、框架40。
如图14所示,转子130具备:第一磁体层150、第二磁体层160、联接机构170、定位机构180。
联接机构170具备:第一端板171、转子结构件172、第二端板173。
联接机构170将第一磁体层150及第二磁体层160联接。
转子结构件172具有环形状的内圈部件174和环形状的外圈部件175。
本实施方式中,内圈部件174及外圈部件175分别具有大致圆环形状。进而,以第一端板171、第二端板173、内圈部件174及外圈部件175构成各环的中心轴均与轴线AX一致的同轴配置的方式,内圈部件174及外圈部件175固定于第一端板171及第二端板173。
第一磁体层150及第二磁体层160收纳于内圈部件174与外圈部件175之间。
通过使用螺栓BLT的螺接,第一端板171及第二端板173经由转子结构件172相互联接。由此,联接机构170在轴向Da上将第一磁体层150及第二磁体层160联接。
在本实施方式中,第一端板171与转子结构件172在径向Dr上重叠。同样地,第二端板173与转子结构件172在径向Dr上重叠。因此,第一端板171及第二端板173在与转子结构件172重叠的重叠部分,通过螺接从轴向Da将第一磁体层150及第二磁体层160联接。
(定位机构)
定位机构180进行第一磁体层150及第二磁体层160相对于联接机构170在周向Dc上的定位。
作为定位机构180,在外圈部件175和内圈部件174之间设有多个梁181。各梁181从外圈部件175向内圈部件174沿径向延伸,在构造上将外圈部件175和内圈部件174相连。
本实施方式中,梁181朝着周向Dc以45度间隔共设有八个。
多个梁181在周向上分割内圈部件174与外圈部件175之间的空间Sv,划分成多个拱形状的空间Sa。第一磁体层150及第二磁体层160收纳于各拱形状的空间Sa。第一磁体层150及第二磁体层160以与各拱形状的空间Sa相匹配的方式,分别沿周向Dc分割进行收纳。因此,各梁181决定分割后的第一磁体层150及第二磁体层160在周向Dc上的相对位置。
(作用及效果)
本实施方式的轴向间隙电动机101中,与第一实施方式同样地,分别构成有第一磁体层150和第二磁体层160。因此,轴向间隙电动机101在将第一磁体层150的各磁体及第二磁体层160的各磁体排列组装方面,成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机101中,与第一实施方式同样地,可抑制第一磁体层150与第二磁体层160之间的排斥力。进而,吸引力作用于第一磁体层150与第二磁体层160之间。因此,轴向间隙电动机101在组合第一磁体层150和第二磁体层160方面,进一步成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机101中,与第一实施方式同样地,通过定位机构180,相对于联接机构170对第一磁体层150及第二磁体层160在周向Dc上进行定位。因此,可抑制第一磁体层150及第二磁体层160向周向Dc滑移。
因此,轴向间隙电动机101能够将转矩传递至与转子130连接的轴及齿轮。
<第三实施方式>
下面,参照图15对第三实施方式的轴向间隙电动机进行详细说明。
本实施方式的轴向间隙电动机基本上与第一实施方式相同,但如下点不同:转子不具有定位机构。
本实施方式的轴向间隙电动机201具备:第一定子10、第二定子20、转子230、框架40。
如图15所示,转子230具备:第一磁体层250、第二磁体层260、联接机构270。
联接机构270具备:第一端板271、转子结构件272、第二端板273。
联接机构270将第一磁体层250及第二磁体层260联接。
转子结构件272具有环形状的内圈部件274和环形状的外圈部件275。
本实施方式中,内圈部件274及外圈部件275分别具有大致圆环形状。进而,以第一端板271、第二端板273、内圈部件274及外圈部件275构成各环的中心轴均与轴线AX一致的同轴配置的方式,内圈部件274及外圈部件275固定于第一端板271及第二端板273。
第一磁体层250及第二磁体层260收纳于内圈部件274与外圈部件275之间。
通过使用螺栓BLT的螺接,第一端板271及第二端板273经由转子结构件272相互联接。由此,联接机构270在轴向Da上将第一磁体层250及第二磁体层260联接。
(作用及效果)
本实施方式的轴向间隙电动机201中,与第一实施方式同样地,分别构成有第一磁体层250和第二磁体层260。因此,轴向间隙电动机201在将第一磁体层250的各磁体及第二磁体层260的各磁体排列组装方面,成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机201中,与第一实施方式同样地,可抑制第一磁体层250与第二磁体层260之间的排斥力。进而,吸引力作用于第一磁体层250与第二磁体层260之间。因此,轴向间隙电动机201在组合第一磁体层250和第二磁体层260方面,进一步成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机201中,通过黏合剂AD产生的粘接力及联接机构27产生0的联接力,相对于联接机构270对第一磁体层250及第二磁体层260在周向Dc上进行定位。因此,可抑制第一磁体层250及第二磁体层260向周向Dc滑移。
因此,轴向间隙电动机201能够将转矩传递至与转子230连接的轴及齿轮。
(变形例)
本实施方式中,在组装各磁体及各端板时,使用黏合剂AD。作为变形例,如果仅通过联接力就能够抑制第一磁体层250及第二磁体层260在周向Dc上的位置偏移,也可以不使用黏合剂AD。该情况下,轴向间隙电动机201可通过联接力,相对于联接机构270抑制第一磁体层250及第二磁体层260在周向Dc上的位置偏移。
<第四实施方式>
下面,参照图16对第四实施方式的轴向间隙电动机进行详细说明。
本实施方式的轴向间隙电动机基本上与第一实施方式相同,但如下点不同:转子的定位机构是在轴向Da上相向的凹部及凸部。
本实施方式的轴向间隙电动机301具备:第一定子10、第二定子20、转子330、框架40。
如图16所示,转子330具备:第一磁体层350、第二磁体层360、联接机构370、定位机构380。
联接机构370具备:第一端板371、转子结构件372、第二端板373。
联接机构370将第一磁体层350及第二磁体层360联接。
转子结构件372具有环形状的内圈部件374和环形状的外圈部件375。本实施方式中,内圈部件374及外圈部件375分别具有大致圆环形状。
以第一端板371、第二端板373、内圈部件374及外圈部件375构成各环的中心轴均与轴线AX一致的同轴配置的方式,内圈部件374及外圈部件375固定于第一端板371及第二端板373。
第一磁体层350具备多个第一主磁极磁体351(主磁极)和多个第一辅助极磁体352(辅助极)。
第一磁体层350具有上方向Da1侧的第一表面350a。
第一磁体层350的第一表面350a朝向第一端板371。
第二磁体层360具备多个第二主磁极磁体361(主磁极)和多个第二辅助极磁体362(辅助极)。
第二磁体层360具有下方向Da2侧的第二表面360a。
第二磁体层360的第二表面360a朝向第二端板373。
第一磁体层350及第二磁体层360收纳于内圈部件374与外圈部件375之间。
第一端板371具有与第一表面350a相向的板面371a。
第二端板373具有与第二表面360a相向的板面373a。
通过使用螺栓BLT的螺接,第一端板371及第二端板373经由转子结构件372相互联接。由此,联接机构370在轴向Da上将第一磁体层350及第二磁体层360联接。
(定位机构)
定位机构380进行第一磁体层350及第二磁体层360相对于联接机构370在周向Dc上的定位。
定位机构380具备第一定位机构381及第二定位机构382。
作为第一定位机构381,设有多个凹部383及多个凸部384。凹部383及凸部384的各对相互在轴向Da上相向。
作为第二定位机构382,设有多个凹部385及多个凸部386。凹部385及凸部386的各对相互在轴向Da上相向。
多个凹部383以沿周向Dc排列的方式,设于第一磁体层350的第一表面350a。各凹部383从第一表面350a沿轴向Da凹成凹形状。
本实施方式中,各凹部383以沿轴向Da延伸的棱柱形状从第一表面350a凹陷。
进而,本实施方式中,各凹部383分别设于各第一主磁极磁体351和各第一辅助极磁体352。
多个凸部384以沿周向Dc排列的方式,设于第一端板371的板面371a。各凸部384从板面371a沿轴向Da突出为凸形状。
本实施方式中,各凸部384朝着各凹部383,以沿轴向Da延伸的棱柱形状从板面371a突出。
设有各凸部384的周向Dc的位置与设有各凹部383的周向Dc的位置一致。各凸部384的形状与各凹部383的形状一致。因此,各凹部383分别与各凸部384嵌合,由此,决定第一磁体层350相对于第一端板371在周向Dc上的相对位置。
多个凹部385以沿周向Dc排列的方式,设于第二磁体层360的第二表面360a。各凹部385从第二表面360a沿轴向Da凹成凹形状。
本实施方式中,各凹部385以沿轴向Da延伸的棱柱形状从第二表面360a凹陷。
进而,在本实施方式中,各凹部385分别设于各第二主磁极磁体361和各第二辅助极磁体362。
多个凸部386以沿周向Dc排列的方式,设于第二端板373的板面373a。各凸部386从板面373a沿轴向Da突出为凸形状。
本实施方式中,各凸部386朝着各凹部385,以沿轴向Da延伸的棱柱形状从板面373a突出。
设有各凸部386的周向Dc的位置与设有各凹部385的周向Dc的位置一致。各凸部386的形状与各凹部385的形状一致。因此,各凹部385分别与各凸部386嵌合,由此,决定第二磁体层360相对于第二端板373在周向Dc上的相对位置。
(作用及效果)
本实施方式的轴向间隙电动机301中,与第一实施方式同样地,分别构成有第一磁体层350和第二磁体层360。因此,轴向间隙电动机301在将第一磁体层350的各磁体及第二磁体层360的各磁体排列组装方面,成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机301中,与第一实施方式同样地,可抑制第一磁体层350与第二磁体层360之间的排斥力。进而,吸引力作用于第一磁体层350与第二磁体层360之间。因此,轴向间隙电动机301在组合第一磁体层350和第二磁体层360方面,进一步成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机301中,与第一实施方式同样地,通过定位机构380,相对于联接机构370对第一磁体层350及第二磁体层360在周向Dc上进行定位。因此,可抑制第一磁体层350及第二磁体层360向周向Dc滑移。因此,轴向间隙电动机301能够将转矩传递至与转子330连接的轴及齿轮。
(变形例)
本实施方式中,作为第一定位机构381,各凹部383分别设于各第一主磁极磁体351和各第一辅助极磁体352。
作为变形例,多个凹部383也可以设于各第一主磁极磁体351和各第一辅助极磁体352中的一部分。这时,多个凸部384也可以与多个凹部383相匹配地,设于各第一主磁极磁体351和各第一辅助极磁体352中的一部分。进而,关于第二定位机构382也是,多个凹部385也可以设于各第二主磁极磁体361和各第二辅助极磁体362中的一部分。这时,多个凸部386也可以与多个凹部385相匹配地,设于各第二主磁极磁体361和各第二辅助极磁体362中的一部分。
本实施方式中,作为第一定位机构381,在第一端板371的板面371a设有凸部384,在第一磁体层350的第一表面350a设有凹部383。
作为变形例,也可以在第一端板371的板面371a设置凹部,在第一磁体层350的第一表面350a设置凸部。进而,关于第二定位机构382也是,也可以在第二端板373的板面373a设置凹部,在第二磁体层360的第二表面360a设置凸部。
本实施方式中,作为第一定位机构381,设有多个凹部383及多个凸部384。
作为变形例,也可以仅设置多个凹部383及多个凸部384中的多个凸部384。进而,关于第二定位机构382也是,也可以仅设置多个凹部385及多个凸部386中的多个凸部386。
<第五实施方式>
下面,参照图17对第五实施方式的轴向间隙电动机进行详细说明。
本实施方式的轴向间隙电动机基本上与第一实施方式相同,但如下点不同:转子的定位机构是平面部。
本实施方式的轴向间隙电动机401具备:第一定子10、第二定子20、转子430、框架40。
如图17所示,转子430具备:第一磁体层450、第二磁体层460、联接机构470、定位机构480。
联接机构470具备:第一端板471、转子结构件472、第二端板473。
联接机构470将第一磁体层450及第二磁体层460联接。
转子结构件472具有环形状的内圈部件474和环形状的外圈部件475。
本实施方式中,内圈部件474及外圈部件475分别具有大致圆环形状。进而,以第一端板471、第二端板473、内圈部件474及外圈部件475构成各环的中心轴均与轴线AX一致的同轴配置的方式,内圈部件474及外圈部件475固定于第一端板471及第二端板473。
第一磁体层450具备多个第一主磁极磁体451(主磁极)和多个第一辅助极磁体452(辅助极)。
第二磁体层460具备多个第二主磁极磁体461(主磁极)和多个第二辅助极磁体462(辅助极)。
各第一主磁极磁体451分别与沿轴向Da排列的各第二主磁极磁体461构成对。在各对中,第一主磁极磁体451在周向Dc上的位置和第二主磁极磁体461在周向Dc上的位置一致。
同样地,各第一辅助极磁体452分别与沿轴向Da排列的各第二辅助极磁体462构成对。在各对中,第一辅助极磁体452在周向Dc上的位置和第二辅助极磁体462在周向Dc上的位置一致。
第一磁体层450及第二磁体层460收纳于内圈部件474与外圈部件475之间。
通过使用螺栓BLT的螺接,第一端板471及第二端板473经由转子结构件472相互联接。由此,联接机构470在轴向Da上将第一磁体层450及第二磁体层460联接。
(定位机构)
定位机构480进行第一磁体层450及第二磁体层460相对于联接机构470在周向Dc上的定位。
定位机构480具备第一定位机构481及第二定位机构482。
作为第一定位机构481,分别沿周向Dc排列设置有多个平面部483及多个平面部484。
作为第二定位机构482,分别沿周向Dc排列设置有多个平面部485及多个平面部486。
(第一定位机构)
多个平面部483以沿周向Dc排列的方式设于外圈部件475的内周面。本实施方式中,多个平面部483构成外圈部件475的内周面。
各平面部483设于分别与各平面部484相向的位置。
各平面部483分别具有与径向Dr交叉的平面。
多个平面部484沿周向Dc排列。各平面部484在轴向Da上、在从第一磁体层450的外周面到第二磁体层460的外周面的整个范围内设置。
各平面部484分别设于沿轴向Da排列的第一主磁极磁体451及第二主磁极磁体461的各对,并且,分别设于沿轴向Da排列的第一辅助极磁体452及第二辅助极磁体462的各对。
本实施方式中,将各对的第一主磁极磁体451在径向Dr上的外周面和第二主磁极磁体461在径向Dr上的外周面合在一起作为一个平面部484。同样地,将各对的第一辅助极磁体452在径向Dr上的外周面和第二辅助极磁体462在径向Dr上的外周面合在一起作为一个平面部484。
设有各平面部484的周向Dc的位置分别与设有各平面部483的周向Dc的位置一致。各平面部484的形状分别与各平面部483的形状一致。各平面部484的朝向与各平面部483的朝向相向。
因此,在内圈部件474与外圈部件475之间收纳有第一磁体层450及第二磁体层460时,各平面部484分别沿着各平面部483。因此,外圈部件475与第一磁体层450及第二磁体层460嵌合,决定第一磁体层450及第二磁体层460在周向Dc上的相对位置。
(第二定位机构)
多个平面部486以沿周向Dc排列的方式设于内圈部件474的外周面。本实施方式中,多个平面部486构成内圈部件474的外周面。
各平面部486设于与各平面部485相向的位置。
各平面部486分别具有与径向Dr交叉的平面。
多个平面部485沿周向Dc排列。各平面部485在轴向Da上、在从第一磁体层450的内周面到第二磁体层460的内周面的整个范围内设置。
各平面部485分别设于沿轴向Da排列的第一主磁极磁体451及第二主磁极磁体461的各对,并且,分别设于沿轴向Da排列的第一辅助极磁体452及第二辅助极磁体462的各对。
本实施方式中,将各对的第一主磁极磁体451在径向Dr上的内周面和第二主磁极磁体461在径向Dr上的内周面合在一起作为一个平面部485。同样地,将各对的第一辅助极磁体452在径向Dr上的内周面和第二辅助极磁体462在径向Dr上的内周面合在一起作为一个平面部485。
设有各平面部485的周向Dc的位置分别与设有各平面部486的周向Dc的位置一致。各平面部485的形状分别与各平面部486的形状一致。各平面部485的朝向与各平面部486的朝向相向。
因此,在内圈部件474与外圈部件475之间收纳有第一磁体层450及第二磁体层460时,使各平面部485分别沿着各平面部486。因此,内圈部件474与第一磁体层450及第二磁体层460嵌合,决定第一磁体层450及第二磁体层460在周向Dc上的相对位置。
(作用及效果)
本实施方式的轴向间隙电动机401中,与第一实施方式同样地,分别构成有第一磁体层450和第二磁体层460。因此,轴向间隙电动机401在将第一磁体层450的各磁体及第二磁体层460的各磁体排列组装方面,成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机401中,与第一实施方式同样地,可抑制第一磁体层450与第二磁体层460之间的排斥力。进而,吸引力作用于第一磁体层450与第二磁体层460之间。因此,轴向间隙电动机401在组合第一磁体层450和第二磁体层460方面,进一步成为易组装的构造。
本实施方式的轴向间隙电动机401中,与第一实施方式同样地,通过定位机构480,相对于联接机构470对第一磁体层450及第二磁体层460在周向Dc上进行定位。因此,可抑制第一磁体层450及第二磁体层460向周向Dc滑移。因此,轴向间隙电动机401能够将转矩传递至与转子430连接的轴及齿轮。
本实施方式的轴向间隙电动机401的各磁体在径向Dr上的外周面及内周面是平面,故而,各磁体在轴向Da截面中具有梯形形状。因此,各磁体成为易加工的形状。
(变形例)
本实施方式中,设有第一定位机构481及第二定位机构482。
作为变形例,也可以仅设置第一定位机构481和第二定位机构482中的任一方。
本实施方式中,就第一定位机构481而言,各平面部484分别设于磁体的各对。
作为变形例,多个平面部484也可以设于沿周向Dc排列的磁体的各对中的一部分。这时,多个平面部483也与多个平面部484相匹配地,设于周向Dc中的一部分位置。进而,关于第二定位机构482也是,多个平面部485也可以设于沿周向Dc排列的磁体的各对中的一部分。这时,多个平面部486也与多个平面部485相匹配地,设于周向Dc中的一部分位置。
以上,对本发明的数个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子所揭示的实施方式,其不对发明的范围构成限定。这些实施方式可通过其他各种方式来实施,能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨内,同样地包含在权利要求书中记载的发明和其等同范围内。
工业实用性
根据上述一方面,轴向间隙电动机易组装。
Claims (7)
1.一种轴向间隙电动机,其特征在于,具备:
第一定子及第二定子,其在轴向上相向配置;
转子,其在所述第一定子与所述第二定子之间具有:
第一磁体层,其以朝着所述第一定子增强磁场强度的方式沿周向以海尔贝克阵列排列有多个第一主磁极磁体及多个第一辅助极磁体;
第二磁体层,其以朝着所述第二定子增强磁场强度的方式沿所述周向以海尔贝克阵列排列有多个第二主磁极磁体及多个第二辅助极磁体;
联接机构,其将所述第一磁体层及所述第二磁体层联接;
定位机构,其相对于所述联接机构进行所述第一磁体层及所述第二磁体层在所述周向上的定位;
所述联接机构具备:第一端板、第二端板、转子结构件,所述联接机构配置为所述第一端板朝向所述第一定子,并且所述第二端板朝向所述第二定子,
所述第一端板和所述第二端板经由所述转子结构件将所述第一磁体层和所述第二磁体层在所述轴向联接。
2.如权利要求1所述的轴向间隙电动机,其特征在于,
所述第一磁体层具有第一表面和第一背面,且所述第一表面侧的磁场强度强于所述第一背面侧,
所述第二磁体层具有第二表面和第二背面,且所述第二表面侧的磁场强度强于所述第二背面侧,
所述第一磁体层和所述第二磁体层以所述第一背面和所述第二背面相向的方式配置。
3.如权利要求1所述的轴向间隙电动机,其特征在于,
所述第一主磁极磁体的磁极的方向和所述第二主磁极磁体的磁极的方向一致。
4.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙电动机,其特征在于,
在所述多个第一主磁极磁体的各个之间配置有三个所述第一辅助极磁体,并且,在所述多个第二主磁极磁体的各个之间配置有三个所述第二辅助极磁体,
将所述周向上相邻的一个所述第一主磁极磁体及三个所述第一辅助极磁体设为第一磁体组、且所述第一磁体组在所述周向上的宽度设为4时,所述第一主磁极磁体在所述周向上的宽度为2.5~3.0,
将所述周向上相邻的一个所述第二主磁极磁体及三个所述第二辅助极磁体设为第二磁体组、且所述第二磁体组在所述周向上的宽度设为4时,所述第二主磁极磁体在所述周向上的宽度为2.5~3.0。
5.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙电动机,其特征在于,
在所述多个第一主磁极磁体的各个之间配置有两个所述第一辅助极磁体,并且,在所述多个第二主磁极磁体的各个之间配置有两个所述第二辅助极磁体,
将所述周向上相邻的一个所述第一主磁极磁体及两个所述第一辅助极磁体设为第一磁体组、且所述第一磁体组在所述周向上的宽度设为3时,所述第一主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.6~2.2,
将所述周向上相邻的一个所述第二主磁极磁体及两个所述第二辅助极磁体设为第二磁体组、且所述第二磁体组在所述周向上的宽度设为3时,所述第二主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.6~2.2。
6.如权利要求1~3中任一项所述的轴向间隙电动机,其特征在于,
在所述多个第一主磁极磁体的各个之间配置有一个所述第一辅助极磁体,并且,在所述多个第二主磁极磁体的各个之间配置有一个所述第二辅助极磁体,
将所述周向上相邻的一个所述第一主磁极磁体及一个所述第一辅助极磁体设为第一磁体组、且所述第一磁体组在所述周向上的宽度设为2时,所述第一主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.2~1.6,
将所述周向上相邻的一个所述第二主磁极磁体及一个所述第二辅助极磁体设为第二磁体组、且所述第二磁体组在所述周向上的宽度设为2时,所述第二主磁极磁体在所述周向上的宽度为1.2~1.6。
7.一种转子的制造方法,该转子是轴向间隙电动机的转子,具有:
联接机构,其具备第一端板、第二端板、转子结构件,将第一磁体层及第二磁体层联接;
定位机构,其相对于所述联接机构进行所述第一磁体层及所述第二磁体层在周向上的定位;
所述转子的制造方法的特征在于,实施如下工序:
联接机构配置工序,其配置所述第一端板及所述转子结构件;
第一磁体层形成工序,其将多个第一主磁极磁体及多个第一辅助极磁体以海尔贝克阵列进行排列,且以增强朝向所述第一端板的面一侧的磁场强度的方式,形成所述第一磁体层;
第二磁体层形成工序,其将多个第二主磁极磁体及多个第二辅助极磁体以海尔贝克阵列进行排列,且以增强与朝向所述第一端板的面相反的面一侧的磁场强度的方式,形成所述第二磁体层;
联接工序,其配置所述第二端板,通过将所述第一端板和所述第二端板经由所述转子结构件在所述轴向联接,以将所述第一磁体层及所述第二磁体层联接。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006222131A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Neomax Co Ltd | 永久磁石体 |
CN102138273A (zh) * | 2008-09-03 | 2011-07-27 | 伯斯有限公司 | 具有图案化磁体阵列的直线电机 |
CN104201848A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-12-10 | 东南大学 | 一种双定子永磁游标风力发电机 |
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Family Cites Families (5)
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006222131A (ja) * | 2005-02-08 | 2006-08-24 | Neomax Co Ltd | 永久磁石体 |
CN102138273A (zh) * | 2008-09-03 | 2011-07-27 | 伯斯有限公司 | 具有图案化磁体阵列的直线电机 |
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CN104201848A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-12-10 | 东南大学 | 一种双定子永磁游标风力发电机 |
CN106374701A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-02-01 | 江苏大学 | 一种采用Halbach永磁阵列的磁场调制型双转子电机 |
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