軸向型旋轉電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及可以提高相對于轉子的大小的轉矩和效率的轉子以及使用轉子的軸向型旋轉電機。
【背景技術】
[0002]近年來，軸向型旋轉電機備受關注。該旋轉電機具有圓盤狀的轉子和定子相對配置的構造，是對旋轉電機的薄型、扁平化有利的構成。另外，在該旋轉電機中，也可以構成為從軸向由兩個轉子夾著定子的雙轉子型。一般的雙轉子型的旋轉電機由定子和轉子構成，其中，定子是在周向上配置多個將繞線卷繞在獨立的磁芯上而形成的部件且用樹脂進行了鑄型，轉子是將在周向上配置的多個永久磁鐵與磁軛連接而成。電動機的轉矩與轉子和定子的相對面即間隙面積成比例，但雙轉子型因可以增大每體積平均間隙面積，所以對旋轉電機的高輸出化、高效率化有效。另外，作者等認為在以低損失為特征的非晶質金屬的應用方面也是有效的構造。非晶質金屬又硬又脆，所以加工難。雙轉子型的旋轉電機通過將定子磁芯開槽，能夠以大致長方體這種非常單純的形狀構成磁芯。因此，可以用簡單的方法將非晶質金屬加工成磁芯形狀。
[0003]在軸向型旋轉電機中，為了提高轉矩和效率，有效的是擴大直徑，以增加定子和轉子相對的面積(以下，間隙面積)。但是，由此會增加作用于轉子的離心力，因此需要注意。特別是在軸向型的旋轉電機中，大多采取將永久磁鐵設置在轉子表面的表面磁鐵型的構成，離心力造成的磁鐵的飛散、破損成為問題。
[0004]關于軸向型旋轉電機的轉子構造，以下表示先行技術的一個例子。
[0005]專利文獻1、專利文獻2記載的轉子由永久磁鐵和磁軛及保持它們并將它們固定在軸上的支承部件構成。在支承部件的外徑側設有覆蓋永久磁鐵的外周面的突起部，提高了相對離心力的強度。這種轉子構造在有關軸向型旋轉電機的其它發明中也共同地看到。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻1:(日本)特開2009 - 131087號公報
[0008]專利文獻2:(日本)特開2OO7 - 202363號公報
【發明內容】
[0009]在以專利文獻1、專利文獻2為代表說明的一般的軸向型旋轉電機的轉子構造中，如果要提高相對(應對)離心力的強度，則需要使支承部件的突起部在徑向厚壁化，導致轉子的外徑擴大。一般地，在軸向型旋轉電機的轉子外周，配置有殼體和定子線圈的連接線等。轉子的外徑受這些部件的尺寸的制約，所以如果突起部的徑向厚度增加，則要縮小永久磁鐵的外徑。由此，導致旋轉電機的轉矩和效率降低。
[0010]因此，本發明提供能夠使相對于轉子的大小的轉矩和效率提高的轉子及使用轉子的軸向型旋轉電機。
[0011]用于解決課題的技術手段
[0012]為了實現上述目的，本發明的特征如下。
[0013]軸向型旋轉電機包括:具有定子磁芯的定子；和沿著穿過定子的旋轉軸的軸向與定子相對的轉子，轉子包括:在旋轉軸的軸向與定子磁芯相對配置的永久磁鐵；隔著永久磁鐵與定子磁芯相對配置的磁軛；和支承磁軛的支承部件，支承部件具有突起部，該突起部以與距旋轉軸較遠的一側的永久磁鐵的側面相對的方式突出，在沿著旋轉軸的軸向投影的情況下，在永久磁鐵具有永久磁鐵的投影部與磁軛的投影部不重疊的第I區域，第I區域形成于永久磁鐵的外徑側，第I區域形成于突起部的側部。
[0014]發明效果
[0015]本發明的轉子和使用轉子的軸向型旋轉電機可以使相對于轉子的大小的轉矩和效率提高。上述以外的課題、構成及效果通過以下的實施方式的說明可以明白。
【附圖說明】
[0016]圖1(a)是實施例1的軸向型旋轉電機的截面立體圖。
[0017]圖1(b)是實施例1的軸向型旋轉電機的立體圖。
[0018]圖1(c)是實施例1的轉子的放大截面圖。
[0019]圖1(d)是實施例1的支承部件的突起部的放大截面圖。
[0020]圖1(e)是實施例1的永久磁鐵和磁軛的從旋轉軸的軸向觀察的圖。
[0021]圖2(a)是實施例2的軸向型旋轉電機的截面立體圖。
[0022]圖2 (b)是實施例2的轉子的放大截面圖。
[0023]圖2(c)是實施例2的支承部件的突起部的放大截面圖。
[0024]圖3(a)是實施例3的軸向型旋轉電機的截面立體圖。
[0025]圖3 (b)是實施例3的轉子的放大截面圖。
[0026]圖3(c)是實施例3的永久磁鐵和磁軛的從旋轉軸的軸向觀察的圖。
[0027]圖4(a)是實施例4的軸向型旋轉電機的截面立體圖。
[0028]圖4(b)是實施例4的軸向型旋轉電機的立體圖。
[0029]圖4(c)是實施例4的軸向型旋轉電機的截面圖。
[0030]圖4 (d)是實施例4的轉子的放大截面圖。
[0031]圖4(e)是實施例4的永久磁鐵和磁軛的從旋轉軸的軸向觀察的圖。
[0032]圖4(f)是實施例4的永久磁鐵、定子磁芯周邊的放大圖。
[0033]圖5是實施例5的支承部件的突起部的放大截面圖。
[0034]圖6 (a)是現有的軸向型旋轉電機的截面立體圖。
[0035]圖6(b)是現有的轉子的放大截面圖。
【具體實施方式】
[0036]以下，參照附圖對本發明的實施例進行說明。在本說明書中所開示的技術思想的范圍內，本領域技術人員可進行各種變更及修正。另外，在用于說明本發明的全部圖中，具有相同作用的部位標注相同的符號，有時省略其重復的說明。
[0037]圖6(a)是現有的軸向型旋轉電機的截面立體圖，圖6(b)是現有的轉子的放大截面圖。圖6(a)、圖6(b)中的符號的說明記載于以下的實施例中。
[0038]在圖6(b)中，在將永久磁鐵21沿著旋轉軸30的軸向投影的情況下，在永久磁鐵21上，永久磁鐵21的投影部21b和磁軛22的投影部22b —致，因此難以減小保持永久磁鐵21的突起部23c的徑向上的厚度。
[0039]實施例1
[0040]圖1(a)?圖1(e)是用于說明將本發明應用于包括一個定子和兩個轉子的雙轉子型的軸向型電動機的一個例子的圖。圖1(a)表示本實施例的電動機(軸向型旋轉電機100)的截面立體圖，圖1(b)表示本實施例的軸向型旋轉電機的立體圖。
[0041]圖1 (a)的軸向型旋轉電機100包括:定子10 ;以從穿過定子10的旋轉軸30的方向將定子10夾在之間的方式隔著氣隙配置的轉子20 ;保持定子10的殼體40 ;和利用未圖示的軸承保持轉子20的軸50。轉子20沿著旋轉軸30的軸向與定子10相對。
[0042]圖1(b)中省略了殼體40和軸50的圖示。另外，為了了解定子10的構造而將氣隙放大表示。定子10具有在周向上配置的多個軟磁性體的定子磁芯11、卷繞在定子磁芯11上的線圈12、將定子磁芯11和線圈12電絕緣的線圈架13。定子磁芯11、線圈12、線圈架13利用樹脂與殼體40鑄型為一體。轉子20包括:與定子磁芯11的軸向端面相對配置的永久磁鐵21 ;配置于永久磁鐵21的背面的軟磁性體的磁軛22 ;將永久磁鐵21和磁軛22保持在軸50并且支承磁軛22的支承部件23。磁軛22隔著永久磁鐵21與定子磁芯11相對配置。支承部件23固定在旋轉軸30。
[0043]圖1(c)表示本實施例的轉子的放大截面圖，圖1 (d)表示本實施例的支承部件的突起部的放大截面圖。支承部件23具有突起部23c，其以與距旋轉軸30較遠的一側的永久磁鐵21的側面21a相對的方式突出。
[0044]圖1 (e)表示從旋轉軸的軸向觀察永久磁鐵和磁軛的圖。永久磁鐵21的外徑比磁軛22的外徑大，具有與磁軛22不重疊的第I區域20b。換句話說，在將永久磁鐵21沿著旋轉軸30的軸向投影的情況下，在永久磁鐵21形成有永久磁鐵21的投影部21b與磁軛22的投影部22b不重疊的第I區域20b。第I區域20b形成于永久磁鐵21的外徑側。以第I區域20b形成于突起部23c的側部的方式配置永久磁鐵21。
[0045]說明本實施例的軸向型電動機的動作。在此，對電動機的動作例進行說明。使用逆變器(變換器)和交流電源(未圖示)對線圈通交流電流。由此，在定子表面形成交變磁場。通過該交變磁場和永久磁鐵的直流磁場吸引、排斥，轉子旋轉而產生轉