[发明专利]轴向电动机

说明书

技术领域

本发明涉及在与旋转轴平行的方向上相向地配置定子的磁极和设置于转子的永磁铁的轴向电动机(axial motor)。

背景技术

已知一种轴向电动机，其具有在与旋转轴平行的方向上相向地设置定子的磁极和转子的永磁铁的结构。如上所述的轴向电动机具有能够小型化且也能够高输出化的优点。因此，轴向电动机用于各种用途。

轴向电动机例如具有如专利文献1、专利文献2等所示的结构。更具体而言，轴向电动机包括：在由软铁等构成的铁芯的表面呈圆环状地设置有多个扇形的永磁铁的转子；以及具有形成在与旋转轴平行的方向上与这些永磁铁相向的磁极的线圈的定子。各永磁铁的磁极的方向(连结N极和S极的方向)被设置成与旋转轴平行，且相邻的永磁铁的磁极的方向彼此相反。而且，在此种结构的轴向电动机中，通过利用定子的线圈产生旋转磁场，从而使各永磁铁产生磁吸引力和磁推斥力，其结果，产生转矩从而转子旋转。

此种轴向电动机存在容易产生转矩的脉动(齿槽转矩(cogging torque))的问题，针对于此，例如由专利文献3等提出了防止该问题的方法。在专利文献3中记载有被设定成如下结构的轴向电动机，即，线圈的轮廓线和永磁铁的轮廓线中分别与转子旋转方向交叉的方向的轮廓线为大致直线状，并且，在转子旋转时，线圈的轮廓线与永磁铁的轮廓线以彼此非平行的状态在转子旋转方向上接近和远离。在该轴向电动机中，在转子旋转的情况下，由永磁铁产生的磁场通过定子的线圈产生的磁场时的磁通量的变动随着转子的旋转逐渐变化。其结果，剧烈的转矩变动得到抑制，齿槽转矩得到缓和。

此外，轴向电动机是只利用由永磁铁产生的磁铁转矩的作用获得电动机转矩的结构，因此，为了增加转矩，需要增加永磁铁的数量。因此，在所要求的转矩大的情况下，轴向电动机的容积增大，存在大型化的问题。此外，伴随大型化，成本也增加。因此，提出了各种防止如上所述的问题的方法，即，用于减少在轴向电动机中为了增大转矩而所需的永磁铁的数量的方法。例如，在专利文献4中记载有在转子的各永磁铁之间设置磁性体的结构的轴向电动机。这样，通过在各永磁铁之间设置磁性体，能够与磁性体的设置量相对应地减少永磁铁的数量。与减少永磁铁相对应，磁铁转矩也减少，但是通过设置磁性体，能够利用磁阻转矩(reluctance torque)，因此能够维持总的电动机转矩。据此，能够在整体上不减少转矩的情况下减少永磁铁的数量。

另外，在专利文献4中也提出了具有在各永磁铁的至少在表面上具有磁性体的结构的轴向电动机。通过采用此种结构，能够进一步增大磁阻转矩。据此，能够减少永磁铁的数量，并且整体上能够进一步抑制转矩的减少。

另外，利用上述专利文献4中记载的技术，实现了减少永磁铁的数量的轴向电动机，但是受到最近对于环境问题的意识提高等的影响，从节省资源以及节省能量的观点出发，也要求轴向电动机更进一步高输出化、高效率化。

专利文献1：日本专利公开公报特开平6-38418号

专利文献2：日本专利公开公报特开2001-57753号

专利文献3：日本专利公开公报特开2005-130692号

专利文献4：日本专利公开公报特开2005-94955号

发明内容

本发明鉴于上述的情况而作，其目的在于提供一种能够实现高输出化(高转矩化)、高效率化(小型化)的轴向电动机。

本发明所涉及的轴向电动机，包括转子，该转子设置于具有线圈的一对定子之间，并且沿旋转方向交替地设置有多个夹在一对第1磁性体之间的永磁铁和第2磁性体，且永磁铁和第2磁性体之间设置有间隔。具有如上所述的结构的轴向电动机，因为永磁铁被第1磁性体夹持，所以能够进行弱励磁控制，因为设有第2磁性体，所以能够产生磁阻转矩，而且，因为设有间隔，所以能够使从永磁铁产生的磁通量向线圈侧大量地流出。因此，具有如上所述的结构的轴向电动机能够实现高输出化(高转矩化)、高效率化(小型化)。

本发明的上述以及其他目的、特征和优点根据以下的详细记载和附图而明确。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的轴向电动机的结构的概略剖视图。

图2是图1所示的轴向电动机的局部剖面立体图。

图3是用于表示图1所示的轴向电动机的定子的结构的图，其中，图3(A)是表示定子芯体的结构的立体图，图3(B)是表示定子的结构的俯视图。

图4是用于说明图1所示的轴向电动机的转子的结构的图，其中，图4(A)是表示转子的表面的结构的俯视图，图4(B)是表示图1的箭头IVB-IVB的剖视图。