轴向间隙型电动机制造技术

本发明专利技术涉及一种轴向间隙型电动机，其可减低作用于转子上的轴力，减小转子及轴承的负载，抑制转子的面振动。其中，转子（１）隔着气隙（３）与定子（２）相对配置，辅助轭（１２）隔着气隙（１３）与转子（１）的相对侧相对配置。磁通Φ从转子（１）如箭头所示循环，磁通Φ通过转子（１）的定子侧的气隙面（１ａ），从而在转子（１）上作用有轴力α，磁通Φ通过转子（１）的辅助轭侧的气隙面（１ｂ），从而在转子（１）上作用有轴力β。轴力β与轴力α方向相反，而抵消减小轴力α，从而可以消除由轴力α引起的转子（１）以轴承的负载增大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及转子及定子在转子旋转轴线方向上相对配置而收纳在机壳中的电动机，即，定子和转子间的空隙(气隙)存在于定子及转子的轴线方向相对面间的轴向间隙型电动机。
技术介绍
一般在转子使用永久磁体的同步型电动机中，向定子通电而产生的旋转磁场吸引排斥转子内的永久磁体而产生磁力矩，一般是由该磁力矩使转子旋转，使电动机起动。作为同步型的电动机之一有转子和定子在转子旋转轴线方向上相对配置并被收纳在机壳内的轴向间隙型电动机。作为同步型的电动机，例如公知有特开2004-297902号公报记载的轴向间隙型电动机。轴向间隙型电动机，是盘状的转子及定子在转子旋转轴线方向上相对配置的。但是，在电动机中，由给定子通电而产生的磁通和由转子内的永久磁体产生的磁通，作为用于产生力矩的磁通，通过转子及定子的相对面(气隙面)，但这些磁通在通过气隙面的时候，会给转子施加无助于力矩的方向的力。上述轴向间隙型电动机中，形成气隙的转子及定子的相对面是与转子旋转轴线垂直的平面，因此在气隙和转子间作为无助于电动机的输出力矩的力，对转子作用其旋转轴线方向的力(轴力)。在这样的轴向间隙型电动机中，用于产生力矩的磁通在通过与定子相对的转子的面(隙面)时产生，作用于转子的旋转轴线方向的力(轴力)是仅从转子向定子方向的力，因此对转子总是从转子向定子的方向上施加轴力，转子及轴承的负载增大的同时会产生转子的面振动的问题。并且此现象在不进行弱磁通控制的区域尤为显著，上述问题不能忽略。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种轴向间隙型电动机的改进结构，这种改进结构可以抵消减小或相互抵消磁通在通过间隙面时产生的上述作用于转子的轴力，由此解决上述问题，即，转子及轴承的负载增大的问题及转子产生面振动的问题。为此目的，本专利技术的轴向间隙型电动机具有自如旋转地支承于机壳的旋转轴；与上述旋转轴连结并有多个永久磁体的转子；与上述旋转轴位于同轴上且与上述转子的侧面的一面相对配置并具有多个线圈的定子；与上述旋转轴位于同轴上且与上述转子的侧面的另一面相对配置而不能向旋转轴方向变位的收纳在上述机壳内由磁体形成的辅助轭。根据本专利技术的轴向间隙型电动机，可将用于产生力矩的磁通的部分或全部朝向位于与定子的位置相反的转子侧的辅助轭，由此，在与定子位置相反的转子侧的转子面上也通过有上述磁通。这样在与定子位置相反的转子侧的转子面上通过上述磁通而产生的轴力与在相对定子的转子面上通过上述的磁通而产生的上述轴力方向相反，这些轴力在转子之上抵消减少或相互抵消。这样，可以解决与定子相对的转子面上通过上述磁通而产生的上述轴力使转子及轴承的负载增大的上述问题和转子产生面振动的问题。附图说明图1是表示轴向间隙型电动机的一结构例的纵剖侧面概略图；图2是从图1所示的轴向间隙型电动机中仅仅取出定子及转子，同磁通的流向一同表示的侧面概略图；图3是从作为本专利技术的一实施例的轴向间隙型电动机中仅取出重要部件与磁通的流向一同表示的侧面概略图；图4是从图3的箭头A方向看去表示同一实施例的轴向间隙型电动机的转子的正面正面图；图5是从图3的箭头B方向看去表示在同一实施例的轴向间隙型电动机的定子的正面图；图6是从图3的箭头C方向看去表示在同一实施例的轴向间隙型电动机中的辅助轭的正面图；图7是表示同一实施例的轴向间隙型电动机的磁通分布，其(a)是辅助轭如在图6中所示的无辅助轭芯体的情况下的磁通分布图，(b)是辅助轭如在图6中所示的有辅助轭芯体的情况下的磁通分布图；图8是表示与图3中辅助轭相关的安装结构的一例子的轴向间隙型电动机的主要部分的侧面概略图；图9是表示与图3中辅助轭的安装结构的另一例子的轴向间隙型电动机的主要部分侧面概略图；图10是表示与图3中辅助轭的安装结构的其他例子的轴向间隙型电动机的主要部分侧面概略图；图11是表示代替图6的辅助轭的另一结构例子的与图6相同的正面图；图12是表示代替图6的辅助轭的其他构成例子的与图6相同的正面图；图13是表示作用于轴向间隙型电动机的转子上的轴力的随时间变化，其(a)是表示作用于如图1、2所示的不具有辅助轭的轴向间隙型电动机的转子上的轴力随时间变化的流程图，其(b)是表示作用于如图3、8～10所示的具有辅助轭的轴向间隙型电动机的转子上的轴力随时间变化的流程图。附图标记说明1转子2定子3气隙4机壳5转子芯体6永久磁体7转子旋转轴8轴承9电磁线圈10定子芯体11定子背承芯体12辅助轭13气隙 14齿15绝缘体16辅助轭芯体17辅助轭背承芯体18辅助轭支承框架19挟持板20推力轴承21挟持板22推力轴承23电磁钢板的涡旋层叠体24粉末压模芯体具体实施方式以下基于图示的实施例详细说明本专利技术的实施方式。图1是具有本专利技术要解决的问题，用于适用本专利技术的立意的轴向间隙型电动机的剖面概略图。在图1中，1、2分别表示转子和定子，该转子1及定子2两者间存在着空隙(气隙)3，并且在转子旋转轴线方向上相对配置的同时收纳在机壳4内。转子1将多个永久磁体6相对于与由磁性体作成的盘状的转子芯体5在圆周方向上等间距排列配置而成。这些永久磁体6在转子芯体5的圆周方向上隔开规定间隔排列而极性交替不同。上述转子1，其转子芯体5的中心部5a紧固在转子旋转轴7上，该旋转轴7由两端的轴承8旋转自如地支承在机壳4内，并在轴线方向上不能变位。定子2其卷绕电磁线圈9的多个定子芯体10相对于背承芯体11在圆周方向上等间隔配置支承而成。并且该定子2朝向使其定子芯体10隔着气隙3与转子1相对的方向，并与转子1同心配置，进而经由背承芯体11安装在机壳4上。另外，W表示负责电动机的冷却的冷却水路。R表示用于检测转子1的旋转位置而提供电磁线圈9的顺序驱动控制信号的旋转译码器。为简要说明图1所示的轴向间隙型电动机的作用，电磁线圈9在未图示的变换器的控制下被顺次驱动而激励，由此在定子2的周向上形成旋转磁界，在转子1的周向上极性交替相异而配置的多个永久磁体6被该旋转磁界吸引排斥，转子1以与该旋转磁界同步的速度被驱动旋转。图1所示的轴向间隙型电动机中仅是关于转子1和定子2两者的相互关系则如图2所示。另外，为方便起见，在图2中将转子1和定子2与图1左右位置相反地表示。根据图2说明用于产生力矩的磁通Φ的路径。该磁通Φ从转子1通过气隙3进入定子2的定子芯体10，之后经过定子2的背承芯体11返回定子芯体10而弯曲，进而从定子芯体10通过气隙3朝向转子1，再从转子1通过气隙3进入定子2而流动。在该过程中，用于产生力矩的磁通Φ通过与定子2相对的转子1的面1a(气隙面)，从而对转子1作用转子旋转轴线方向的轴力α。该轴力α是仅从转子1到定子2方向上的力，因此如果将该轴力α在转子1的整周上进行积分，则在转子1上总是向上述一方向持续作用力，出现转子1及支承该转子自如旋转的轴承8(参照图1)的负载增大的问题和转子1的面振动的问题。为不产生此类问题在本实施例中，如图3所示，相对于图2的结构，增加了如后述地由磁性体构成的辅助轭12。该辅助轭12在与配置定子2相反的转子1侧相对于转子1同心配置，这些辅助轭12和转子1之间最好具有与气隙3同样的气隙13，同时，为保持此气隙13，将辅助轭12不能向转子旋转轴线方向变位地固定在机壳14中(参照图1)。并且辅助轭12的直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向间隙型电动机，该轴向间隙型电动机由旋转自如地支承在机壳上的旋转轴、与该旋转轴连结并具有多个永久磁体的转子和与上述转子的轴方向侧面的一面相对配置并具有多个线圈的定子组成，其特征在于，以不能向旋转轴方向变位的方式收纳在上述机壳内 的由磁性体形成的辅助轭与上述定子的与转子侧相反一侧的轴方向侧面相对设置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：成瀬有二，皆川裕介，金子雄太郎，初田匡之，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]