1.本发明涉及旋转电动机。
背景技术：2.公知有用于构成定子铁心的第一铁心以及第二铁心由压粉铁心构成的爪极式马达。第一铁心包括:圆板形状的连结底板；自连结底板的周缘在轴向突出的多个爪磁极；以及自连结底板的中心部在与爪磁极相同方向突出的圆形磁轭部。另一方面,第二铁心包括:与第一铁心的圆形磁轭部接合的圆板形状的连结底板；以及自连结底板的周缘在与第一铁心的多个爪磁极相反方向突出的多个爪磁极(例如,参照专利文献1)。
3.《现有技术文献》
4.《专利文献》
5.专利文献1:日本国特开2009-201299号公报
技术实现要素：6.《本发明要解决的问题》
7.在对压粉磁心进行压制成形而形成定子铁心的情况下,通常,由于在马达的轴向进行压制,因此有时轴向的尺寸精度降低。例如,如上述以往技术那样,在第一铁心和第二铁心在轴向接合的方式中,有时在其接合面产生意料之外的间隙,或者接合状态的高度存在较大误差。
8.本发明提供一种能够抑制轴向的尺寸精度的降低的旋转电动机。
9.《用于解决问题的手段》
10.作为本发明的一个方式,提供一种旋转电动机,包括:
11.转子,其为大致圆筒状或大致圆柱状,且构成为旋转自如；以及
12.定子,其为大致环状,上述定子配置于上述转子的径向且包围上述转子的旋转轴心,
13.上述定子具有:
14.线圈,其在上述旋转轴心的周围卷绕成大致环状；以及
15.定子铁心,其以包围上述线圈的周围的方式设置,并且由压粉磁心形成,
16.上述定子铁心具有在上述定子的轴向隔着上述线圈相对的多个铁心,
17.上述多个铁心分别具有:
18.磁轭,其与上述多个铁心中的另一铁心接触或接近；以及
19.一个或多个爪磁极,其自上述磁轭朝向上述转子在上述径向突出,
20.上述多个铁心中的一个铁心的上述一个或多个爪磁极以与上述一个铁心的上述磁轭接触或接近的上述另一铁心的爪磁极在上述定子的周向交替排列的方式形成,
21.上述磁轭具有与上述轴向大致平行的至少一个磁轭面,并且在上述磁轭面与上述另一铁心接触或接近。
22.根据该构成,能够抑制轴向的尺寸精度的降低。
23.在上述旋转电动机中,
24.上述磁轭面的上述轴向的长度可以超过上述磁轭的上述轴向的长度的一半。
25.根据该构成,能够增加通过该磁轭面的磁通量。
26.在上述旋转电动机中,
27.上述一个铁心可以仅在上述磁轭面与上述另一铁心接触或接近。
28.根据该构成,能够进一步抑制轴向的尺寸精度的降低。
29.在上述旋转电动机中,
30.上述一个铁心可以在上述周向与上述另一铁心在上述磁轭面接触或接近。
31.根据该构成,能够抑制轴向和周向的尺寸精度的降低。
32.在上述旋转电动机中,
33.上述一个铁心可以在上述径向与上述另一铁心在上述磁轭面接触或接近。
34.根据该构成,能够抑制轴向和径向的尺寸精度的降低。
35.在上述旋转电动机中,
36.在上述轴向的俯视中,上述磁轭面可以位于连结该多个爪磁极中的至少一个爪磁极的上述周向的宽度中心和上述转子的旋转轴心的线之上。
37.根据该构成,能够降低磁通量通过的磁路的磁阻。
38.在上述旋转电动机中,
39.上述多个铁心的形状可以彼此相同。
40.根据该构成,该多个铁心可以藉由共通的金属模具成形。
41.在上述旋转电动机中,
42.上述磁轭具有在上述周向等间隔配置且在上述周向宽度相等的多个内齿,
43.将上述多个爪磁极的各个爪磁极的上述周向的宽度中心与上述多个内齿中最接近上述宽度中心的内齿的上述周向的端之间的上述周向的角度设定为θ
α
,将上述多个爪磁极的数量设定为n,将上述多个内齿的各自的上述周向的两端之间的上述周向的角度设定为θ
β
,将上述多个内齿的数量设定为n时,θ
α
＝180/(2
×
n)以及θ
β
＝360/(2
×
n)可以成立。
44.根据该构成,能够将该多个铁心彼此形成为相同的形状,因此能够藉由共通的金属模具对该多个铁心进行成形。
45.在上述旋转电动机中,
46.n可以与n相等,也可以为n的倍数。
47.根据该构成,多个铁心的组装性提高。
附图说明
48.图1是示出第一实施方式中的旋转电动机的一个例子的立体图。
49.图2是示出第一实施方式中的定子的一个例子的立体图。
50.图3是示出第一实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。
51.图4是示出第一实施方式中的定子单元的一个例子的分解立体图。
52.图5是以轴向视示出第一实施方式中的铁心的一个例子的俯视图。
53.图6是示出第二实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。
54.图7是示出第二实施方式中的定子单元的一个例子的分解立体图。
55.图8是以轴向视示出第二实施方式中的铁心的一个例子的俯视图。
56.图9是示出第三实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。
57.图10是示出第三实施方式中的铁心的一个例子的立体图。
58.图11是示出第四实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。
59.图12是以轴向视示出第四实施方式中的一个铁心的一个例子的俯视图。
60.图13是以轴向视示出第四实施方式中的另一个铁心的一个例子的俯视图。
61.图14是示出第五实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。
62.图15是示出第五实施方式中的铁心的一个例子的立体图。
63.图16是以轴向视示出第五实施方式中的铁心的一个例子的俯视图。
64.图17是示出第六实施方式中的定子单元的一个例子的分解立体图。
65.图18是示出图14的箭视a-a中的磁轭的第一构成例的剖面图。
66.图19是示出图14的箭视a-a中的磁轭的第二构成例的剖面图。
具体实施方式
67.以下,对实施方式进行说明。
68.图1是示出第一实施方式中的旋转电动机的一个例子的立体图。图1中所示马达1是旋转电动机的一个例子。马达1为在定子13的径向的外侧配置转子10的外转子型的爪极式马达。马达1例如搭载于空调的压缩机、风扇等。
69.马达1包括以旋转自如的方式构成的大致圆筒状的转子10、以及配置于转子10的径向的内侧且围绕转子10的旋转轴心ax的大致环状的定子13。
70.转子10相对于定子13配置于马达1的径向(以下,也仅称为“径向”)的外侧,构成为能够绕旋转轴心ax旋转。转子10包括转子铁心11、以及多个(在该例子中为20个)永久磁铁12。
71.转子铁心11例如具有大致圆筒形状,并且以马达1的旋转轴心ax和圆筒形状的轴心大致一致的方式配置。转子铁心11在马达1的轴向(以下,也仅称为“轴向”)中具有与定子13大致同等的长度,并且由磁性材料(例如,钢板、铸铁或压粉磁心等)形成。转子铁心11可以在轴向由一个部件构成,也可以组合在轴向积层的多个(例如,与后述定子单元的数量对应的数量)部件而构成。
72.多个永久磁铁12在转子铁心11的内周面中,在周向等间隔排列多个(在本例子中为20个)。多个永久磁铁12分别以在自转子铁心11的轴向的大致一端至大致另一端之间存在的方式形成。永久磁铁12例如为钕烧结磁铁、铁磁体磁铁。
73.多个永久磁铁12分别在径向的两端磁化为不同的磁极。多个永久磁铁12中的在周向相邻的两个永久磁铁12在面向定子13的径向的内侧彼此磁化为不同的磁极。因此,在定子13的径向的外侧,在径向的内侧磁化为n极的永久磁铁12和在径向的内侧磁化为s极的永久磁铁12在周向交替配置。
74.多个永久磁铁12分别在轴向中可以由一个磁铁部件构成,也可以由在轴向分割的多个(例如,与在轴向积层的后述定子单元的数量对应的数量)磁铁部件构成。在该情况下,用于构成在轴向分割的永久磁铁12的多个磁铁部件在面向定子13的径向的内侧磁化为相
同的磁极。
75.需要说明的是,在周向配置的多个永久磁铁12可以替换为例如不同的磁极在周向交替磁化的圆环状的环形磁铁、塑料磁铁等的、在周向中由一个部件构成的永久磁铁。在该情况下,在周向中由一个部件构成的永久磁铁可以在轴向中也由一个部件构成,作为整体由一个部件构成。另外,与多个永久磁铁12的情况相同,在周向中由一个部件构成的永久磁铁可以在轴向中分割为多个部件。另外,采用在周向中由一个部件构成的塑料磁铁的情况下,可以省略转子铁心11。需要说明的是,永久磁铁不论是由多个部件还是一个部件构成,其在周向均配置或磁化为规定的极数。
76.图2是示出第一实施方式中的定子的一个例子的立体图。具体而言,图2是省略了图1中示出的转子10的图示的图。图2中示出的定子13配置于转子10(转子铁心11以及永久磁铁12)的径向的内侧。定子13是围绕转子10的旋转轴心ax的形成为大致环状的部件。在该例子中,定子13包括在轴向积层的多个(在该例子中为三个)定子单元14～16、以及多个(在该例子中为两个)非磁性体层17、18。
77.定子13具有彼此大致相同构造的多个相(在该例子中为三相)份的定子单元14～16。具体而言,定子13具有与u相对应的定子单元14、与v相对应的定子单元15、以及与w相对应的定子单元16。对于多个定子单元14～16,其周向的位置以彼此在电角度下错开120
°
的方式配置。
78.需要说明的是,马达1(定子13)的相不限于三相,可以为单相,也可以为多相(二相或四相以上)。
79.定子13在轴向相邻的定子单元14、15之间具有非磁性体层17,在轴向相邻的定子单元15、16之间具有非磁性体层18。藉由非磁性体层17,能够抑制在不同的二相的相邻定子单元14、15之间的漏磁通量。藉由非磁性体层18,能够抑制不同的二相的相邻定子单元15、16之间的漏磁通量。
80.非磁性体层17为在轴向相邻的、u相的定子单元14和v相的定子单元15之间设置的uv相间部件。非磁性体层17例如具有在轴向具有规定的厚度的大致圆板形状或大致圆柱形状,并且在其中心部分形成供未图示的插入部件插入的插入孔。对于非磁性体层18也可以相同。非磁性体层18为在轴向邻接的、v相的定子单元15和w相的定子单元16之间设置的vw相间部件。
81.图3是示出第一实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。图4是示出第一实施方式中的定子单元的一个例子的分解立体图。由于上述定子单元15、16为与在图3、4中示出的定子单元14大致相同构造,因此藉由引用定子单元14的说明而省略对于定子单元15、16的构成的说明。
82.定子单元14具有在旋转轴心ax的周围卷绕为大致环状的线圈19、以包围线圈19的周围的方式设置的定子铁心9、以及供未图示的插入部件插入的插入孔8(参照图3)。定子铁心9由压粉磁心形成。藉由由压粉磁心形成,能够降低在高频下的铁损。定子铁心9具有在定子13的轴向隔着线圈19相对的多个铁心20、40。
83.多个铁心20、40以包围线圈19的周围的方式设置。多个铁心20、40彼此为相同形状。
84.如图4所示,铁心20具有磁轭21、多个爪磁极22、以及中心孔23,铁心40具有磁轭
41、多个爪磁极42、以及中心孔43。
85.磁轭21、41在轴向视下具有圆环形状,并且在轴向具有规定的厚度。磁轭21与多个铁心20、40中的与自身的铁心20不同的另一铁心40接触或接近。磁轭21具有大致环状的第一磁轭部24、以及与另一铁心40接触的第二磁轭部25。磁轭41与多个铁心20、40中的与自身的铁心40不同的另一铁心20接触或接近。磁轭41具有大致环状的第一磁轭部44、以及与另一铁心20接触的第二磁轭部45。
86.第二磁轭部25自第一磁轭部24的内周面24a朝向另一铁心40突出规定量,在该例子中,为包括在周向隔开间隔配置的多个内齿26(26a、26b、26c、26d)的部位。第二磁轭部45自第一磁轭部44的内周面44a朝向另一铁心20突出规定量,在该例子中,为包括在周向隔开间隔配置的多个内齿46(46a、46b、46c、46d)的部位。
87.多个爪磁极22在磁轭21的第一磁轭部24的外周面24b中在周向等间隔配置。多个爪磁极22分别自磁轭21的第一磁轭部24的外周面24b朝向转子10在径向的外侧突出。多个爪磁极42在磁轭41的第一磁轭部44的外周面44b中在周向等间隔配置。多个爪磁极42分别自磁轭41的第一磁轭部44的外周面44b朝向转子10在径向的外侧突出。爪磁极22包括爪磁极部27,爪磁极42包括爪磁极部47。
88.爪磁极部27具有规定的宽度,其以自磁轭21的第一磁轭部24的外周面24b延伸出规定的长度的方式突出。爪磁极部47具有规定的宽度,其以自磁轭41的第一磁轭部44的外周面44b延伸出规定的长度的方式突出。
89.而且,爪磁极22包括爪磁极部28,爪磁极42包括爪磁极部48。由此,能够确保藉由线圈19的电枢电流而被磁化的爪磁极22、42的磁极面与转子10的相对面积相对较大。因此,能够使马达1的扭矩相对增加,从而能够提高马达1的输出。
90.爪磁极部28自爪磁极部27的顶端以朝向一对铁心20、40中的另一铁心40在轴向延伸出规定的长度的方式突出。例如,爪磁极部28不论自爪磁极部27的距离大小而形成为宽度恒定。爪磁极部48自爪磁极部47的顶端以朝向一对铁心20、40中的另一铁心20在轴向延伸出规定的长度的方式突出。例如,爪磁极部48不论自爪磁极部47的距离大小而形成为宽度恒定。
91.需要说明的是,爪磁极部28、48可以省略。
92.中心孔23是由第二磁轭部25的多个内齿26的内周面包围的贯通孔。中心孔43是由第二磁轭部45的多个内齿46的内周面包围的贯通孔。藉由组合铁心20、40,中心孔23、43形成插入孔8(参照图3)。
93.线圈19是在轴向视下卷绕成圆环状的导线。线圈也被称为绕组。线圈19的两端与马达1的外部端子电连接。马达1的外部端子与藉由自电源供给的电力来驱动马达1的驱动装置(例如,逆变器等)电连接。
94.线圈19在轴向中配置于一对铁心20、40之间。线圈19以如下方式卷绕,即,具有位于比第一磁轭部24、44的外周面24b、44b在径向靠内侧的外周部19a、以及位于比第一磁轭部24、44的内周面24a、44a在径向靠外侧的内周部19b。
95.线圈19接触一对铁心20、40中的至少一者,从而提高线圈19的散热效果。例如,线圈19在与第一磁轭部24和第一磁轭部44的一者或双方在轴向接触的状态下,在轴向被包夹于第一磁轭部24和第一磁轭部44之间。线圈19也可以与第二磁轭部25和第二磁轭部45的一
者或双方接触。线圈19可以藉由未图示的绕线管与一对铁心20、40中的至少一者接触。
96.线圈19可以藉由组芯铸型、绕线管(卷线装置)等的公知的方法进行绝缘。也存在空芯绕组上缠绕绝缘带或进行模制等的绝缘方法。线圈19的线材可以使用圆线、方线、李茲线等的任意的线材,但是优选方线、对齐卷绕的圆线。
97.如图3所示,一对铁心20、40以一个铁心20的爪磁极22与另一个铁心40的爪磁极42在周向交替配置的方式组合。具体而言,一个铁心20的多个爪磁极22和另一铁心40的爪磁极42以在定子铁心9的周向(定子13的周向)交替排列的方式形成。需要说明的是,铁心20的爪磁极22和铁心40的爪磁极42的数量均为一个的情况也可能。在该情况下,一个爪磁极22和一个爪磁极42以在周向交替排列的方式形成是指,一个爪磁极42位于一个爪磁极22的一个周向,并且该一个爪磁极22位于一个爪磁极42的该一个周向。
98.若在圆环状的线圈19中流过电枢电流,则一对铁心20、40中的一个铁心20的爪磁极22和另一个铁心40的爪磁极42被磁化,彼此具有不同的磁极。由此,在一对铁心20、40中,自一个铁心20突出的一个爪磁极22具有与在周向相邻且自另一个铁心40突出的另一爪磁极42不同的磁极。因此,藉由在线圈19中流动的电枢电流,在定子铁心9(一对铁心20、40)的周向,n极的爪磁极22和s极的爪磁极42的组合以及n极的爪磁极42和s极的爪磁极22的组合交替产生。
99.在隔着线圈19将一对铁心20、40组合的状态下,多个内齿26可以在轴向自铁心40伸出也可以不伸出,多个内齿46可以在轴向自铁心20伸出也可以不伸出。可以在一对铁心20、40的内侧插入间隔物,从而调整定子铁心9的轴向的长度。
100.一对铁心20、40中的、一个铁心的磁轭具有与轴向大致平行的至少一个磁轭面,在该磁轭面与另一铁心接触或接近。在该例子中,铁心20的磁轭21具有与铁心40的磁轭41的磁轭面49接触或接近的磁轭面29、以及与铁心40的磁轭41的磁轭面50接触或接近的磁轭面30。
101.磁轭面29是设于第二磁轭部25的多个内齿26(26a、26b、26c、26d)的每一个上的表面,其面向周向的一侧(在图3、4中为顺时针方向)。磁轭面30是设于第二磁轭部25的多个内齿26(26a、26b、26c、26d)的每一个上的表面,其面向周向的另一侧(在图3、4中为逆时针方向)。磁轭面50是设于第二磁轭部45的多个内齿46(46a、46b、46c、46d)的每一个上的表面,其面向周向的一侧(在图3、4中为顺时针方向)。磁轭面49是设于第二磁轭部45的多个内齿46(46a、46b、46c、46d)的每一个上的表面,其面向周向的另一侧(在图3、4中为逆时针方向)。
102.多个内齿26分别与多个内齿46中的在周向在自身的两侧邻接的两个内齿接触或接近。换言之,多个内齿46分别与多个内齿26中的在周向在自身的两侧邻接的两个内齿接触或接近。具体而言,磁轭21的内齿26a在磁轭面29与在周向的一侧邻接的内齿46a的磁轭面49接触或接近,并且在磁轭面30与在周向的另一侧邻接的内齿46d的磁轭面50接触或接近。对于其他的内齿也相同。这样,多个磁轭面29分别与多个磁轭面49中的对应的一个磁轭面49接触或接近,多个磁轭面30分别与多个磁轭面50中的对应的一个磁轭面50接触或接近。
103.另外,在该例子中,铁心20的磁轭21具有与铁心40的磁轭41的内周面44a接触或接近的外周面31,铁心40的磁轭41具有与铁心20的磁轭21的内周面24a接触或接近的外周面
51。内周面24a、44a以及外周面31、51的任一者为与轴向大致平行的磁轭面的一者。
104.外周面31是设于第二磁轭部25的多个内齿26(26a、26b、26c、26d)的每一个上的弯曲的表面,其面向径向的外侧。外周面51是设于第二磁轭部45的多个内齿46(46a、46b、46c、46d)的每一个上的弯曲的表面,其面上径向的外侧。
105.这样,第一实施方式中的马达1具有如下构成:铁心20、40中的一个铁心的磁轭具有与轴向大致平行的至少一个磁轭面,并且在该磁轭面与另一铁心接触或接近。根据这样的构成,藉由在轴向对压粉磁心进行压制,能够形成铁心20、40,即使压制方向的尺寸精度变差,由于该磁轭面与压制方向大致平行,因此该磁轭面的尺寸精度难以降低。因此,能够抑制定子铁心9的轴向的尺寸精度的降低。
106.另外,由于铁心20、40的各自的第二磁轭部25、45并非在整周设置,而是由周向的合计长度为大约半周的多个内齿26、46构成,从而铁心20、40的轴向中的投影面积变小。其结果,能够将在对压粉磁心进行压制时的压力设定为较小,从而例如压制机的小型化成为可能。
107.另外,由于使铁心20、40在轴向嵌入直至磁轭21、41与线圈19相接,从而能够使铁心20、40和线圈19之间紧密贴合,因此例如线圈19向铁心20、40的散热性提高。
108.需要说明的是,在磁轭面与另一铁心接触的方式可以举出接合、嵌合、黏合、压焊等。在磁轭面与另一铁心接近的方式存在隔开形成磁路的一部分程度的微小的间隙而接近的方式。
109.在第一实施方式中,磁轭面29、30的轴向的长度超过磁轭21的轴向的长度的一半,在该例子中,其与磁轭21的轴向的长度大致相同。在第一实施方式中,磁轭面49、50的轴向的长度超过磁轭41的轴向的长度的一半,在该例子中,其与磁轭41的轴向的长度大致相同。根据这样的构成,能够增加通过磁轭面29、30、49、50的磁通量,从而例如能够增加马达1的扭矩。
110.在第一实施方式中,铁心20仅在磁轭面(磁轭面29、30以及外周面31)与铁心40接触或接近,铁心40仅在磁轭面(磁轭面49、50以及外周面51)与铁心20接触或接近。根据这样的构成,即使在轴向对压粉磁心进行压制而形成每一个铁心20、40,由于该磁轭面与压制方向大致平行,因此该磁轭面的尺寸精度难以降低。因此,能够进一步抑制定子铁心9的轴向的尺寸精度的降低。
111.在第一实施方式中,铁心20在周向与铁心40在磁轭面29、30接触或接近,铁心40在周向与铁心20在磁轭面49、50接触或接近。根据这样的构成,即使在轴向对压粉磁心进行压制而形成各个铁心20、40,由于该磁轭面与压制方向大致平行,因此该磁轭面的尺寸精度难以降低。因此,能够抑制定子铁心9的轴向和周向的尺寸精度的降低。
112.在第一实施方式中,铁心20在径向与铁心40在磁轭面(在该例子中为外周面31)接触或接近,铁心40在径向与铁心20在磁轭面(在该例子中为外周面51)接触或接近。根据这样的构成,即使在轴向对压粉磁心进行压制而形成各个铁心20、40,由于该磁轭面与压制方向大致平行,因此该磁轭面的尺寸精度难以降低。因此,能够抑制定子铁心9的轴向和径向的尺寸精度的降低。
113.在第一实施方式中,多个铁心20、40的形状彼此相同。根据这样的构成,能够由共通的金属模具对多个铁心20、40进行成形。因此,例如能够削减定子铁心9的制造成本。
114.图5是以轴向视示出第一实施方式中的铁心的一个例子的俯视图。由于上述铁心20为与图5所示铁心40为大致相同构造,因此藉由引用铁心40的说明而省略对于铁心20的构成的说明。
115.铁心40的磁轭41具有在周向等间隔配置且在周向宽度相等的多个内齿46(46a、46b、46c、46d)、以及在周向等间隔配置且在周向宽度相等的多个爪磁极42。
116.角度θ
α
表示,多个爪磁极42的各自的爪磁极的周向的宽度中心52与多个内齿46中的最接近宽度中心52的内齿的周向的端(在该例子中为磁轭面49)之间的周向的角度。更具体而言,在轴向视下,角度θ
α
为,连结一个爪磁极的宽度中心52和转子10的旋转轴心ax的线l1与连结最接近该宽度中心52的内齿的周向的端(在该例子中为磁轭面49)和转子10的旋转轴心ax的线l2之间的中心角。
117.角度θ
β
表示,多个内齿46的各自的周向的两端(在该例子中为磁轭面49、50)之间的周向的角度。更详细而言,在轴向视下,角度θ
β
表示,连结一个内齿的周向的一端(在该例子中为磁轭面49)和转子10的旋转轴心ax的线l2与连结该一个内齿的周向的另一端(在该例子中为磁轭面50)和转子10的旋转轴心ax的线l3之间的中心角。
118.将多个爪磁极42的数量设定为n,将多个内齿46的数量设定为n时,若以下的式1和式2成立,则能够将多个铁心20、40形成为彼此相同的形状,从而能够藉由共通的金属模具对多个铁心20、40进行成形。因此,例如,能够削减定子铁心9的制造成本。
119.θ
α
＝180/(2
×
n)
…
式1
120.θ
β
＝360/(2
×
n)
…
式2
121.在图5所示例子中,由于n＝10,n＝4,因此基于上述的式1、2,藉由设定为“θ
α
＝9
°
、θ
β
＝45
°”
,能够将多个铁心20、40形成为彼此相同的形状。
122.图6是示出第二实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。图7是示出第二实施方式中的定子单元的一个例子的分解立体图。藉由引用上述说明,省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果的说明。
123.在图6、7中,定子铁心9具有在定子13的轴向隔着线圈19相对的多个铁心20a、40a。对于定子单元14a,多个爪磁极22、42的个数以及形状与第一实施方式中的定子单元14不同。爪磁极部28具有宽度随着在轴向自爪磁极部27离开而变窄的锥形状。爪磁极部48具有宽度随着在轴向自爪磁极部47离开而变窄的锥形状。
124.图8是以轴向视示出第二实施方式中的铁心的一个例子的俯视图。由于上述铁心20a为与图8所示铁心40a大致相同构造,因此藉由引用铁心40a的说明而省略对于铁心20a的构成的说明。
125.在图8所示例子中,由于爪磁极42的数量n为8,内齿46的数量n为4,因此藉由设定“θ
α
＝11.25
°
、θ
β
＝45
°”
,从而能够将多个铁心20a,40a形成为彼此相同的形状。
126.另外,由于爪磁极42的数量(n＝8)为内齿46的数量(n＝4)的倍数,例如,因此不论使内齿26a进入内齿46d和内齿46a之间还是进入内齿46a和内齿46b之间,均能够对铁心20a和铁心40a进行组装。因此,铁心20a和铁心40a的组装性提高。
127.图9是示出第三实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。藉由引用上述说明,省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果的说明。
128.在图9中,定子铁心9具有在定子13的轴向隔着线圈19相对的多个铁心20b、40b。对
于定子单元14b,多个内齿26、46的形状与第二实施方式中的定子单元14a不同。
129.图10是示出第三实施方式中的铁心的一个例子的立体图。藉由引用上述说明,省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果的说明。由于上述铁心20b为与图10所示铁心40b大致相同构造,因此藉由引用铁心40b的说明,省略对于铁心20b的构成的说明。
130.多个内齿46(46a、46b、46c、46d)分别具有宽度随着在轴向自第一磁轭部44的内周面44a离开而变窄的锥形状。多个内齿26、46藉由具有这样的锥形状,铁心20b和铁心40b的轴向的组装变得容易。
131.在图10所示例子中,由于爪磁极42的数量n为8,内齿46的数量n为4,因此藉由设定“θ
α
＝11.25
°
、θ
β
＝45
°”
,能够将多个铁心20b,40b形成为彼此相同的形状。
132.图11是示出第四实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。藉由引用上述说明,省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果的说明。
133.在图11中,定子铁心9具有在定子13的轴向隔着线圈19相对的多个铁心20c、40c。对于定子单元14c,在一对铁心(铁心20c、40c)不为相同的形状这点与第二实施方式中的定子单元14a不同。
134.图12以轴向视示出第四实施方式中的一个铁心的一个例子的俯视图。图13是以轴向视示出第四实施方式中的另一铁心的一个例子的俯视图。图12示出铁心20c,图13示出铁心40c。
135.在图12中,角度θ
α1
表示,多个爪磁极22的各个爪磁极的周向的宽度中心52与多个内齿26中的最接近宽度中心52的内齿的周向的端(在该例子中为磁轭面30)之间的周向的角度。更具体而言,在轴向视中,角度θ
α
为,连结一个爪磁极的宽度中心52和转子10的旋转轴心ax的线l1与连结最接近该宽度中心52的内齿的周向的端(在该例子中为磁轭面30)和转子10的旋转轴心ax的线l2之间的中心角。图12举例示出了θ
α1
＝0
°
的情况。
136.在图12中,角度θ
β
表示,多个内齿26的各自的周向的两端(在该例子中为磁轭面29、30)之间的周向的角度。更具体而言,在轴向视中,角度θ
β
表示,连结一个内齿的周向的一端(在该例子中为磁轭面30)和转子10的旋转轴心ax的线l2与连结该一个内齿的周向的另一端(在该例子中为磁轭面29)和转子10的旋转轴心ax的线l3之间的中心角。
137.在图13中,角度θ
α2
表示,多个爪磁极42的各自的爪磁极的周向的宽度中心52与多个内齿46中的最接近宽度中心52的内齿的周向的端(在该例子中为磁轭面49)之间的周向的角度。更具体而言,在轴向视中,角度θ
α2
为,连结一个爪磁极的宽度中心52和转子10的旋转轴心ax的线l1与连结最接近该宽度中心52的内齿的周向的端(在该例子中为磁轭面49)和转子10的旋转轴心ax的线l2之间的中心角。
138.在图13中,角度θ
β
表示,多个内齿46的各自的周向的两端(在该例子中为磁轭面49,50)之间的周向的角度。更具体而言,在轴向视中,角度θ
β
表示,连结一个内齿的周向的一端(在该例子中为磁轭面49)和转子10的旋转轴心ax的线l2与连结该一个内齿的周向的另一端(在该例子中为磁轭面50)和转子10的旋转轴心ax的线l3之间的中心角。
139.在组合θ
α1
和θ
α2
不同的铁心的方式中,由作为基准的一个铁心20c的θ
α1
和θ
β
的值计算出与铁心20c相对的铁心40c的θ
α2
的值。其计算式为下述式3。
140.θ
α2
＝2θ
α1
+θ
β
/2
…
式3
141.但是,仅限于在铁心20c和铁心40c之间,内齿的数量以及形状相同的情况。
142.例如,在内齿的数量(n＝4)的情况下,基于上述的式2,由于“θ
β
＝45
°”
,因此基于式3,与θ
α1
＝30
°
的铁心20c相对的铁心40c的θ
α2
为37.5
°
。例如,在内齿的数量(n＝4)的情况下,由于基于上述式2,为“θ
β
＝45
°”
,因此基于式3,与θ
α1
＝0
°
的铁心20c相对的铁心40c的θ
α2
为22.5
°
。
143.在图12中,在轴向的俯视中,磁轭面30位于连结多个爪磁极22中的至少一个爪磁极的周向的宽度中心52和转子10的旋转轴心ax的线l1之上。由于自爪磁极22朝向旋转轴心ax进来的磁通量分成内齿26a侧和内齿46d(参照图13)侧,因此若磁轭面30位于线l1之上,则通过磁轭面30的磁通量降低。因此,能够降低磁通量通过的磁路的磁阻,从而能够增加马达1的扭矩。
144.图14是示出第五实施方式中的定子单元的一个例子的立体图。藉由引用上述说明,省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果的说明。
145.在图14中,定子铁心9具有在定子13的轴向隔着线圈19相对的多个铁心20d、40d。对于定子单元14d,在多个内齿26的各自的周向的宽度以及多个内齿46的各自的周向的宽度不相同这点,与第二实施方式中的定子单元14a不同。
146.图15是示出第五实施方式中的铁心的一个例子的立体图。图16是以轴向视示出第五实施方式中的铁心的一个例子的俯视图。藉由引用上述说明,省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果的说明。由于上述铁心20d为与图15、16所示铁心40d大致相同的构造,因此藉由引用铁心40d的说明,省略对于铁心20d的构成的说明。
147.内齿46a、46b、46c不论自第一磁轭部44的内周面44a的距离如何,分别以恒定的弯曲宽度(更具体而言为圆弧长)在轴向突出。内齿46a、46b、46c的各自的弯曲宽度彼此不同。
148.图17是示出第六实施方式中的定子单元的一个例子的分解立体图。藉由引用上述说明，省略或简略对于与上述实施方式相同的构成以及效果。
149.在图17中,定子铁心9具有在定子13的轴向隔着线圈19相对的多个铁心20e、40e。对于定子单元14e,磁轭21、41的形状与第二实施方式中的定子单元14a不同。
150.图17所示磁轭21在轴向视下具有圆环形状,并且在轴向具有规定的厚度。磁轭21具有大致环状的第一磁轭部24以及与另一铁心40接触的第二磁轭部25。在图17所示例子中,第一磁轭部24为大致环状的磁轭21的外周部分,第二磁轭部25为大致环状的磁轭21的内周部分。
151.图17所示磁轭41在轴向视下具有圆环形状,并且在轴向具有规定的厚度。磁轭41具有大致环状的第一磁轭部44以及与另一铁心20接触的第二磁轭部45。在图17所示例子中,第一磁轭部44为磁轭21的大致环状部分,第二磁轭部45为自第一磁轭部44朝向另一铁心20以规定量突出的圆筒状部分。圆筒状的第二磁轭部45的外侧面与第二磁轭部25(大致环状的磁轭21的内周部分)接触或接近。
152.图18是示出图14的箭视a-a中的磁轭的第一构成例的剖面图,举例示出了第二磁轭部45与第一磁轭部44一体形成的方式。图19是示出图14的箭视a-a中的磁轭的第二构成例的剖面图,举例示出了第二磁轭部45与第一磁轭部44分别形成的方式。同样,第一磁轭部24和第二磁轭部25也可以一体形成或分别形成。对于图14之外的其他实施方式,第一磁轭部和第二磁轭部也可以一体形成或分别形成。
153.以上,说明了实施方式,但是应理解为不超过权利要求书的主旨以及范围,可以对
方式以及详细进行各种变更。与其他的实施方式的一部分或全部的组合、置换等的各种变形以及改良是可能的。
154.例如,在磁轭部中,在存在于轴向相对的面的情况下,优选在轴向相对的面彼此不接触,或者相对于在轴向大致平行的磁轭面间的距离,将在轴向相对的面间的距离设定为较长。由此,即使轴向的尺寸误差较大,也能够吸收其误差。
155.例如,在上述实施方式中,马达1为转子10配置于定子13的径向的外侧的外转子型的爪极式马达。但是,本发明的旋转电动机也可以应用于转子配置于定子的径向的内侧的内转子型的爪极式马达。在内转子型的情况下,旋转电动机包括构成为旋转自如的大致圆柱状的转子、以及配置于该转子的径向的外侧且包围该转子的旋转轴心的大致环状的定子。
156.本国际申请要求基于2020年5月11日申请的日本专利申请第2020-083123号的优先权,并且在本国际申请中引用日本专利申请第2020-083123号的全部内容。
157.附图标记说明
[0158]1ꢀꢀ
马达
[0159]8ꢀꢀ
插入孔
[0160]9ꢀꢀ
定子铁心
[0161]
10
ꢀꢀ
转子
[0162]
11
ꢀꢀ
转子铁心
[0163]
12
ꢀꢀ
永久磁铁
[0164]
13
ꢀꢀ
定子
[0165]
14～16
ꢀꢀ
定子单元
[0166]
17,18
ꢀꢀ
非磁性体层
[0167]
19
ꢀꢀ
线圈
[0168]
19a
ꢀꢀ
外周部
[0169]
19b
ꢀꢀ
内周部
[0170]
20、40
ꢀꢀ
铁心
[0171]
21、41
ꢀꢀ
磁轭
[0172]
22、42
ꢀꢀ
爪磁极
[0173]
23、43
ꢀꢀ
中心孔
[0174]
24、44
ꢀꢀ
第一磁轭部
[0175]
24a、44a
ꢀꢀ
内周面
[0176]
24b、44b
ꢀꢀ
外周面
[0177]
25、45
ꢀꢀ
第二磁轭部
[0178]
26a、26b、26c、26d、46a、46b、46c、46d
ꢀꢀ
内齿
[0179]
27、28、47、48
ꢀꢀ
爪磁极部
[0180]
29、30、49、50
ꢀꢀ
磁轭面
[0181]
31、51
ꢀꢀ
外周面
[0182]
52
ꢀꢀ
宽度中心
[0183]
ax
ꢀꢀ
旋转轴心
[0184]
l1、l2
ꢀꢀ
线
技术特征：1.一种旋转电动机,包括:转子,其为大致圆筒状或大致圆柱状,且构成为旋转自如；以及定子,其为大致环状,上述定子配置于上述转子的径向且包围上述转子的旋转轴心,上述定子具有:线圈,其在上述旋转轴心的周围卷绕成大致环状；以及定子铁心,其以包围上述线圈的周围的方式设置,并且由压粉磁心形成,上述定子铁心具有在上述定子的轴向隔着上述线圈相对的多个铁心,上述多个铁心分别具有:磁轭,其与上述多个铁心中的另一铁心接触或接近；以及一个或多个爪磁极,其自上述磁轭朝向上述转子在上述径向突出,上述多个铁心中的一个铁心的上述一个或多个爪磁极以与上述一个铁心的上述磁轭接触或接近的上述另一铁心的爪磁极在上述定子的周向交替排列的方式形成,上述磁轭具有与上述轴向大致平行的至少一个磁轭面,并且在上述磁轭面与上述另一铁心接触或接近。2.根据权利要求1所述的旋转电动机,其中,上述磁轭面的上述轴向的长度超过上述磁轭的上述轴向的长度的一半。3.根据权利要求1或2所述的旋转电动机,其中,上述一个铁心仅在上述磁轭面与上述另一铁心接触或接近。4.根据权利要求1至3中任一项所述的旋转电动机,其中,上述一个铁心在上述周向与上述另一铁心在上述磁轭面接触或接近。5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋转电动机,其中,上述一个铁心在上述径向与上述另一铁心在上述磁轭面接触或接近。6.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电动机,其中,在上述轴向的俯视中,上述磁轭面位于连结上述多个爪磁极中的至少一个爪磁极的上述周向的宽度中心和上述转子的旋转轴心的线之上。7.根据权利要求1至5中任一项所述的旋转电动机,其中,上述多个铁心的形状彼此相同。8.根据权利要求1至7中任一项所述的旋转电动机,其中,上述磁轭具有在上述周向等间隔配置且在上述周向宽度相等的多个内齿,将上述多个爪磁极的各个爪磁极的上述周向的宽度中心与上述多个内齿中最接近上述宽度中心的内齿的上述周向的端之间的上述周向的角度设定为θα,将上述多个爪磁极的数量设定为n,将上述多个内齿的各自的上述周向的两端之间的上述周向的角度设定为θβ,将上述多个内齿的数量设定为n时,θα＝180/(2
×
n)以及θβ＝360/(2
×
n)成立。9.根据权利要求8所述的旋转电动机,其中,n与n相等,或者为n的倍数。
技术总结一种旋转电动机,包括:转子,其为大致圆筒状或大致圆柱状,且构成为旋转自如；以及定子,其为大致环状,该定子配置于该转子的径向且包围该转子的旋转轴心,该定子具有:线圈,其在该旋转轴心的周围卷绕成大致环状；以及定子铁心,其以包围该线圈的周围的方式设置,并且由压粉磁心形成,该定子铁心具有在该定子的轴向隔着该线圈相对的复数个铁心,该复数个铁心分别具有:磁轭,其与该复数个铁心中的另一铁心接触或接近；以及一个或复数个爪磁极,其自该磁轭朝向该转子在该径向突出,该磁轭具有与该轴向大致平行的至少一个磁轭面,并且在该磁轭面与该另一铁心接触或接近。面与该另一铁心接触或接近。面与该另一铁心接触或接近。
技术研发人员：浅野能成 木户尚宏 浅利司 上田茜 堀之内悠哉
受保护的技术使用者：大金工业株式会社
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2022/11/1
