專利名稱：軸隙式旋轉(zhuǎn)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有轉(zhuǎn)子和定子的旋轉(zhuǎn)電機，該旋轉(zhuǎn)電機構(gòu)成電動機、發(fā)電機等，并且在將其用作車輛的驅(qū)動源時，將電動機和發(fā)電機兩者的作用用作再生制動器。
背景技術(shù)：
徑隙式電動機用作電動二輪車等的驅(qū)動源等的普通電動機。該徑隙式電動機在例如轉(zhuǎn)子的側(cè)面上設有圍繞著一軸線成圓筒形的磁鐵，并且在定子的側(cè)面上設有與磁鐵的圓筒表面相向的多個齒，并且圍繞著該齒纏繞有線圈。因此，在磁鐵和各齒的相向的表面之間的間隙沿著軸線形成為圓柱形。
而軸隙式電動機用作輸出功率相對較小的音響設備等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源。軸隙式電動機包括成圓板狀且固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子側(cè)軛；成圓板狀且與轉(zhuǎn)子側(cè)軛相向的定子側(cè)軛；固定在該轉(zhuǎn)子側(cè)軛和定子側(cè)軛中的任一軛的相向一側(cè)上的磁鐵；多個齒，該齒成輻射狀并且與磁鐵相向地布置在與轉(zhuǎn)子側(cè)軛和定子側(cè)軛中的另一個軛相向的一側(cè)上；以及纏繞在各齒上的線圈。因此，在磁鐵和齒的相向的表面之間的間隙形成為與軸線垂直的平面形狀。
圖22為背景技術(shù)的軸隙式電動機的磁通的說明圖。該圖只顯示出關(guān)于一個齒3的磁通，而省略了關(guān)于左右相鄰齒3的圖示。
定子1設有具有鋼板層壓件的成圓板形的定子軛2以及多個齒3，每個齒同樣具有成輻射狀地布置在定子軛2上的鋼板層壓件。每個齒3纏繞有一線圈(未示出)。成圓板形的轉(zhuǎn)子(未示出)與定子的齒3相向地布置。磁鐵以離齒3的上表面預定的間隙固定在轉(zhuǎn)子上。順便說一下，所述“圓板形”包括圓形和平面環(huán)形(圓環(huán)形)。
磁路形成在轉(zhuǎn)子(未示出)和定子之間，并且來自磁鐵的N極的磁通流向齒3和定子軛2(箭頭A)，并且穿過另一個齒3流向磁鐵的S極(未示出)。通過給線圈通電，對該線圈的齒進行勵磁以吸引、推斥與該齒的上表面相向的轉(zhuǎn)子的磁鐵。通過依次切換對線圈的通電，被勵磁的齒依次移動，從而轉(zhuǎn)子與磁鐵一起轉(zhuǎn)動。
根據(jù)這種軸隙式電動機，磁鐵和齒的相向表面與軸向垂直，因此軸向長度變得比徑隙式的長度更短。還有在提高輸出功率的情況下，隔著間隙彼此相向的相向表面可以增加，而無需加長軸向長度，因此這種結(jié)構(gòu)有助于使該電動機更薄。
但是，根據(jù)上述軸隙式電動機，通過給線圈通電，在轉(zhuǎn)子側(cè)上的磁鐵轉(zhuǎn)動，所以從齒3流向定子軛2的磁通的方向和大小變化，并且對應于該變化量而產(chǎn)生出的電磁感應，使渦流狀的感應電流B在定子軛2內(nèi)、以齒3為中心在其周圍流動(圖22)。感應電流B變?yōu)榻苟鸁?，從而造成能量損失，并且降低了電動機效率。
雖然由發(fā)熱造成的熱量損失在低輸出功率的情況下不會產(chǎn)生嚴重問題，但是當在例如電動二輪車中使用強磁鐵來實現(xiàn)大扭矩時，該損耗明顯增加，并且溫度上升率也增加，從而形成高溫。
因此，雖然這種軸隙式電動機為薄型并且被認為優(yōu)選安裝在電動二輪車的軸等上，但是在扭矩較高并且采用了強磁鐵的電動二輪車的情況中會明顯降低電動機效率，因此該軸隙式電動機沒有被用作驅(qū)動源。
考慮到上述背景技術(shù)，本發(fā)明的一個目的在于提供一種軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，該電動機作為例如采用強磁鐵的具有高扭矩的驅(qū)動源，體積小，并且通過降低由感應電流引起的能量損耗可以實現(xiàn)高電動機效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，它包括成圓板形且固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子側(cè)軛；成圓板形且與轉(zhuǎn)子側(cè)軛相向的定子側(cè)軛；固定在轉(zhuǎn)子側(cè)軛或定子側(cè)軛中的任一個軛的相向面?zhèn)壬系拇盆F；多個齒，成輻射狀地且與所述磁鐵相向地布置在所述轉(zhuǎn)子側(cè)軛或定子側(cè)軛中的另一個軛的相向面?zhèn)壬?，并且固定在該軛上；以及纏繞在所述多個齒的每一個上的線圈，其特征在于，所述齒包括該齒用板構(gòu)件的層壓件，并且所述齒用板構(gòu)件的疊合面布置在圓周方向上。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以有效地降低由從磁鐵流向該齒的磁通引起的感應電流。其原因如下。
磁鐵由圓板(圓環(huán)形)構(gòu)成，因此在不與該齒在的圓周方向上相向的部分處也存在磁鐵。來自該磁鐵的磁通沒有進入該齒的相向面(上表面)，而是進入輻射方向(圖17、18的C)側(cè)的側(cè)面(橫向表面)。當該側(cè)面設置在齒的板構(gòu)件的疊合面一側(cè)時，在面內(nèi)形成渦電流，因此使得較大的感應電流流過。
即使當磁鐵在輻射方向上從其與該齒相向的表面伸出時，其伸出量也較小，因此從磁鐵出來的磁通量(圖17、18的D)也較小。因此，即使在該表面為齒用板構(gòu)件的疊合面時，該損耗也較小。也就是說，與齒相向的磁鐵設有實際上是矩形的與齒相向的面、以及四個邊的外周緣的伸出部分。四個邊的伸出部分為沿輻射方向的兩個內(nèi)、外邊和沿圓周方向的兩個左、右邊形成的四個邊。其中，沿圓周方向的伸出部分大于沿輻射方向的伸出部分，因此通過將每個該齒用板構(gòu)件的側(cè)面(顯示出板厚的面)與來自圓周方向的磁通量相向地布置，渦電流難以形成并且可以降低感應電流。
換句話說，由于沿輻射方向的伸出部分小于沿圓周方向的伸出部分，所以通過將這些部分的磁通設置在齒用板構(gòu)件的疊合面?zhèn)龋梢越档透袘娏鳌?br> 順便說一下，幾乎所有來自該磁鐵的磁通都通過齒的上表面而進入該齒，來自伸出部分的磁通較小。
優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示例的特征在于，設在所述軛上的齒緊固用緊固孔形成為具有縱長方向的形狀，并且該縱長方向為輻射方向。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于將可以看到每塊齒用板構(gòu)件的側(cè)面的面(其中渦電流難以流過的表面)沿縱向布置，該面布置在具有較大的磁通的一側(cè)，因此可以有效地降低感應電流。
一優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示例的特征在于，所述緊固孔為矩形形狀。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以通過層壓具有恒定形狀的齒用板構(gòu)件來形成該齒。
一優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示例的特征在于，在所述齒的疊合面?zhèn)群投ㄗ榆椀木o固孔之間設有磁阻部分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過例如在容易形成渦電流的齒用板構(gòu)件的疊合面?zhèn)群途o固孔之間形成空間來提高磁阻，可以降低通過這些表面的磁通，從而可以降低感應電流。
一優(yōu)選的結(jié)構(gòu)示例的特征在于，在每個所述齒用板構(gòu)件的顯示出板厚的側(cè)面和定子軛的緊固孔之間設有用來抵御感應電流的阻抗部分。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以有效地降低感應電流。也就是說，通常，壓配在緊固孔中的層壓齒的壓配表面緊密接觸，電流容易流過，因此使得渦電流在該齒用壓板構(gòu)件之間流動。根據(jù)該發(fā)明，通過在壓配緊密接觸面處設置空間或絕緣部件，提高了電阻，降低了感應電流。


圖1為應用了本發(fā)明的電動二輪車的側(cè)視圖；圖2為圖1的電動二輪車的后輪部分的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一實施方案的定子的主要部分的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖4為本發(fā)明該實施方案的作用的說明圖；圖5為本發(fā)明該實施方案的定子軛的俯視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的定子軛的俯視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的定子軛的俯視圖；圖8為本發(fā)明再一個實施方案的形狀說明圖；
圖9顯示出一定子軛的剖視圖；圖10顯示出狹縫形狀的示例的說明圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明一實施方案的定子的分解視圖；圖12為圖11的定子的總體透視圖；圖13為結(jié)合有圖12的定子的電動機的總體剖視圖；圖14顯示出由樹脂模制件密封的本發(fā)明一實施方案的說明圖；圖15為本發(fā)明另一個實施方案的透視圖；圖16為本發(fā)明再一個實施方案的透視圖；圖17為圖15的實施方案的磁通的說明圖；圖18為圖11的實施方案的磁通的說明圖；圖19顯示出本發(fā)明其它實施方案的說明圖；圖20顯示出本發(fā)明其它實施方案的說明圖；圖21為本發(fā)明另一個實施方案的說明圖；并且圖22為在背景技術(shù)的定子中的感應電流的說明圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖對本發(fā)明的實施方案進行說明。
圖1為應用了本發(fā)明的軸隙式電動機的電動二輪車的側(cè)視圖。
該電動二輪車10安裝有把手6的轉(zhuǎn)向軸(未示出)，該轉(zhuǎn)向軸插入到固定連接在主車架4的前端上的頭管5上，并且通過與之連接的前叉7支撐著前輪8。鞍座9設在車體的中央部分處，并且電池11固定在鞍座的下側(cè)的主車架4上。擺臂13借助于樞軸12和減震器14從主車架4的中央部分后被可旋轉(zhuǎn)地支撐。電動機殼16一體地形成在擺臂13上的后端部分處。后面所述的根據(jù)本發(fā)明的軸隙式電機沿后輪15的軸線(未示出)方向并且與該軸共軸地安裝在電動機殼16內(nèi)。
圖2為該電動二輪車的后輪部分的主要部分的示意圖。
后輪15的輪胎15a安裝于固定在軸17上的輪子18上。軸隙式電動機19安裝在與擺臂13成一體的電動機殼16內(nèi)。該電動機19包括轉(zhuǎn)子軸20、固定在轉(zhuǎn)子軸20上的轉(zhuǎn)子軛21、固定在轉(zhuǎn)子軛21上的磁鐵22、固定在電動機殼16上的定子軛23、與在徑向上對準磁鐵22并且與之相向地固定在定子軛23上的多個齒24、以及纏繞在每個齒24上的線圈25。
轉(zhuǎn)子20的一個端部通過軸承26由電動機殼16可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且其另一個端部通過軸支撐件27由軸17可旋轉(zhuǎn)地支撐。轉(zhuǎn)子軸20通過行星機構(gòu)28與軸17連接。該行星機構(gòu)28本身是公知的，并且包括圓柱形外殼29、設在外殼29的內(nèi)表面處的環(huán)形齒輪30、設在轉(zhuǎn)子軸20處的太陽齒輪31、通過與太陽齒輪31和環(huán)形齒輪30嚙合而自轉(zhuǎn)動并公轉(zhuǎn)的行星齒輪32、支撐著行星齒輪32的支架3、3以及支撐著支架33并且與軸17成一體的支架支撐板34。軸17通過軸承35可轉(zhuǎn)動地連接在外殼29上。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的軸隙式電動機的定子部分的主要部分的示意圖。
多個齒24成輻射狀地布置在具有鋼板層壓件的成圓板形(圓環(huán)形)的定子軛23上，其中每個齒都具有鋼板層壓件，并且例如固定壓配在所述定子軛23上。如后面所述的圖11所示，通過層壓板構(gòu)件123來形成定子軛23，其中，所述板構(gòu)件123用于軛，其由沖壓鋼板(在該實施例中如在圖3中所示那樣成圓環(huán)形)構(gòu)成。另外，如圖11所示，通過層壓板構(gòu)件124來形成齒24，其中，所述板構(gòu)件124用于齒，其由沖壓鋼板構(gòu)成。
通過將前后板表面124a疊置來層壓用于齒的板構(gòu)件124。與鋼板的板厚相對應的側(cè)面124b暴露于作為層壓件的齒24的側(cè)面。根據(jù)該實施例，層壓方向為半徑方向(輻射方向)，并且以使成為疊合面的板表面124a的方向成為圓周方向的方式將齒24固定壓配在軛23上。。
線圈25(圖2)纏繞在每個齒24上。如在上面所述的圖2中所示那樣，固定在成圓板形的轉(zhuǎn)子軛21上的磁鐵22相向著齒24布置，并且在它們之間存在預定的間隙。根據(jù)該實施方案，通過切割在每個齒24的外圓周側(cè)面上的定子軛23來形成狹縫36。
圖4為設在定子軛處的狹縫的作用的說明圖。
通過給纏繞在每個齒24上的線圈(未示出)通電，激勵線圈的齒24以吸引、排斥與該齒的上表面相向的轉(zhuǎn)子(未示出)的磁鐵。通過依次切換被勵磁的線圈，從而通過依次吸引、排斥磁鐵而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。在該情況下，磁通從磁鐵側(cè)流向齒24，并且形成經(jīng)過磁鐵、預定齒24和定子軛23的磁路。形成磁路的磁通如箭頭A所示那樣從預定齒24流經(jīng)定子軛23。如參照圖17所述那樣，在齒24周圍處在定子軛23內(nèi)產(chǎn)生出感應電流(在圖中的虛線位置處)。但是根據(jù)該實施方案，由于在每個齒24的齒根部分的壓配部分的外周邊側(cè)上的定子軛23處形成有用于構(gòu)成絕緣層的狹縫36，因此感應電流受阻，并且實質(zhì)上沒有感應電流流過。
也就是說，狹縫36對于感應電流構(gòu)成阻抗部分，從而阻斷或降低感應電流被。阻抗部分不限于具有微小間隔的狹縫，也可以通過幾乎沒有任何間隔的切口的空間部分或具有其它形狀的孔等來形成。另外，可以插入絕緣薄膜，或者可以在其中填充樹脂等絕緣劑?；蛘?，可以采用化學處理、激光處理等處理方法使感應電流流過的部分變性而具有絕緣性能，從而降低感應電流。
圖5為根據(jù)本發(fā)明該實施方案的定子軛的俯視圖。
成環(huán)形形狀的定子軛23形成為由多個齒壓配孔37貫穿。通過切割定子軛23來形成向每個壓配孔37的外周邊側(cè)開口的狹縫37。
壓配孔37為用于將齒的一部分(在圖11中的壓配部分24a)插入以將其固定在軛上的緊固部分。該緊固部分可以是如在后面所述的圖9(A)中所示那樣沿著板厚方向貫穿軛23的孔，或者可以是沒有從中貫穿但是如圖9(C)所示那樣形成為到其中間的孔的凹槽。
圖6為根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的定子軛的俯視圖。
通過切割形成在定子軛23處的每個齒壓配孔37的內(nèi)周邊側(cè)，該實施方案形成有狹縫36。即使在這樣切割每個齒壓配孔37的內(nèi)周邊側(cè)時，與圖5的實施例類似，也可以阻斷感應電流。
圖7為根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的定子軛的俯視圖。
通過使彼此鄰接的齒壓配孔37的徑向方向的中央部分連通該實施方案形成有圓弧形或直線形狹縫36。這樣，該狹縫36沿著定子軛23的圓周方向(與放射方向垂直的方向)形成。通過該狹縫36，可以阻斷或降低在固定有齒的壓配孔周圍處形成的感應電流。
在該情況中，通過將構(gòu)成360°電角度的一組齒24連接來形成狹縫36，可以有效地抑制渦電流的產(chǎn)生。圖7的實施例為通過在具有18個槽和12個磁極的電機中用三個相鄰的齒24(U相、V相、W相)形成360°電角度的實施例，通過將彼此相鄰的每三個齒壓配孔37在相應齒壓配孔37的徑向方向中央部分處連接來形成狹縫36。另外，狹縫36的位置也可以不是中央部分。
圖8為本發(fā)明再一個實施方案的形狀的說明圖。
該實施方案在齒壓配孔37之前切割狹縫36，沒有使狹縫向齒壓配孔37開口，且在狹縫的端部處形成有連接部分136，從而使齒壓配孔37的周邊成為連續(xù)狀態(tài)。由此，不僅降低了感應電流，而且還可以防止定子軛變形，并且防止由于形成狹縫36而使保持該壓配孔的力降低。另外，雖然圖的示例顯示出應用于在齒的外周邊側(cè)上形成有狹縫36的圖5的實施方案的示例，對于圖6和7的實施例，同樣狹縫36可以形成為沒有向齒壓配孔37開口，而是處于使齒壓配孔37的周邊連續(xù)的狀態(tài)中。
圖9顯示出沿著圖8的線X-X剖開的一部分軛23的剖視圖。
如圖9(A)所示，定子軛23為用于軛的板構(gòu)件123的層壓件，并且連接部分136形成在壓配孔37和狹縫36之間。
圖9(B)為圖9(A)的這樣一個變形實施例狹縫36沒有沿著軛23的板厚方向貫穿，而是形成為到其中途。根據(jù)該實施例，軛的最下面的板構(gòu)件123沒有形成用于狹縫的開口。這樣，通過與連接部分136一起在沿著軛的板厚方向也設置其中狹縫沒有形成的部分，提高了防止軛變形的效果。
圖9(C)顯示出以凹槽形狀的壓配孔37，其中壓配孔37沒有沿著軛37的板厚方向貫穿而是形成到其中部。根據(jù)該實施例，該軛的最下面的板構(gòu)件113沒有形成壓配孔37。
圖10(A)至10(G)顯示出根據(jù)本發(fā)明抵御感應電流的阻抗部分的形狀的再一個實施例。
圖10(A)顯示出狹縫36交替地形成在壓配孔37的內(nèi)周邊側(cè)和外周邊側(cè)上。這些狹縫36可以不是內(nèi)周邊側(cè)一個、外周邊側(cè)一個地交替設置在壓配孔37的內(nèi)、外周邊側(cè)處，也可以是內(nèi)周邊側(cè)多個、外周邊側(cè)多個地交替設置。
圖10(B)顯示出其中兩個狹縫36從反向方向形成在外周邊側(cè)(或內(nèi)周邊側(cè))上。通過將其中兩個(或多個)成迷宮形狀的狹縫布置成在一側(cè)的這些狹縫的端部沒有開放而是連續(xù)的關(guān)閉狀態(tài)，與圖8的實施例類似，不僅保持了軛的強度，而且還提高了抵御感應電流的阻抗，并且提高了降低感應電流的效果。
在圖10(C)中，沿著輻射方向的狹縫36的兩個端部沒有開放而是關(guān)閉地相連。也就是說，在圖8的實施例中，針對軛23的外周邊側(cè)，也使狹縫36的端部與在內(nèi)周邊側(cè)上的一樣地連續(xù)。
在圖10(D)中，沿著輻射方向的狹縫36斜向傾斜。該狹縫36也可以彎曲。
在圖10(E)中，在彼此鄰接的壓配孔37之間以類似于圖10(B)的迷宮形狀沿著圓周方向設置多個(在該實施例中為三個)狹縫36。
在圖10(F)中，在彼此鄰接的壓配孔37之間，沿著圓周方向設置狹縫36，該狹縫36與圖10(C)類似通過關(guān)閉其兩個端部而連續(xù)。
在圖10(G)中，通過在壓配孔37的內(nèi)周邊側(cè)和外周邊側(cè)上形成圓形孔36′代替狹縫36，構(gòu)成抵御感應電流的阻抗部分。阻抗部分(孔36′)的形狀、位置和數(shù)量并不限于該圖的實施例。
圖11為根據(jù)本發(fā)明的定子的分解視圖。
根據(jù)該實施例，顯示出根據(jù)圖5的實施方案的定子。在齒壓配孔37的外周邊側(cè)上形成有狹縫36的定子軛23為板構(gòu)件123的層壓件，該板構(gòu)件123用于軛且由鋼板形成。齒24為板構(gòu)件124的層壓件，該板構(gòu)件124用于軛且由鋼板形成，齒24穿過安裝在定子軛23的每個齒壓配孔37的位置處的由絕緣件制成的線圈架(絕緣體)38和線圈架凸緣39，插入定子軛23。齒24通過將壓配部分24a在其下端處壓配進齒壓配孔37中而被固定保持。線圈25通過線圈架38纏繞在齒24上。
圖12為根據(jù)本發(fā)明的定子的總體透視圖。
如在上述圖11中所示那樣，通過線圈架38纏繞有線圈25的齒38成輻射狀地排列在環(huán)形定子軛23上，并且進行壓配而被固定地保持著。由此形成定子1。根據(jù)該實施例，在每個齒24的外周邊側(cè)的定子軛23上形成狹縫36。
圖13為與圖12的定子結(jié)合的電動機的總體剖視圖。
包圍著整個電動機的電動機殼40包括圓形的前蓋41和后蓋42以及圓筒形的側(cè)蓋43。前蓋41與形成有本發(fā)明的上述狹縫36的定子軛23固定在一起。轉(zhuǎn)子軸20的一個端部通過軸承26可轉(zhuǎn)動地安裝在前蓋41上。轉(zhuǎn)子軸20的外端部附近通過軸承44由后蓋42可轉(zhuǎn)動地支撐。轉(zhuǎn)子軛21固定在轉(zhuǎn)子軸20上。轉(zhuǎn)子軛21上固定有磁鐵22。壓配到定子軛23上的齒24布置成隔有預定間隙G而與磁鐵22相向的狀態(tài)。
圖14顯示出由樹脂模制件密封的定子。圖14(A)為一俯視圖，而圖14(B)為一剖視圖。
軛23上安裝有成環(huán)形的多個齒24，并且每個齒24通過線圈架38纏繞有線圈25?；旧险麄€這樣的具有軛23和齒24的定子1被模制，并且由樹脂部件131密封。在樹脂模制部件的下表面?zhèn)群偷装暹B接部分132上形成有定位凸起130、134。符號135表示用于安裝底板的螺紋孔。樹脂模制部件的周邊部分形成有安裝孔136，并且安裝有凸緣137。
通過這樣用樹脂模制件密封定子1，安裝有線圈等的齒24牢牢地由軛23固定保持著。另外，當形成上述各種狹縫36等以便降低感應電流時，該軛容易在壓配該齒中變形，但是即使在軛變形時，也由于在對軛進行模制時，可以將該軛設定在由模具校正的狀態(tài)中，并且可以將定子模制成具有高尺寸精度的非變形形狀。
當這樣校正變形時，設在模具上用來校正該軛的保持銷的標記138形成在樹脂模制件131的模制部件處。在該實施例中，保持銷的標記138形成在各齒23之間的軛上，該部分沒有樹脂，軛的表面暴露。保持銷的標記138也形成在定子1的后表面?zhèn)壬稀?br> 圖15為根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的齒的透視圖。
根據(jù)該實施方案，齒24的層壓方向改變了。也就是說，根據(jù)圖15的實施例，成為構(gòu)成層壓件的齒24的齒用的各板構(gòu)件124的疊合面的板表面124a(指的是每塊板構(gòu)件124的前后表面)沿著定子軛23的輻射方向布置。該齒用板構(gòu)件124的側(cè)面124b(顯示出鋼板的板厚的面)沿著定子軛23的圓周方向布置。
即使成為該齒用各板構(gòu)件124的疊合面的板表面124a像這樣成為輻射方向，與使該板表面124a成為圓周方向的上述實施例(圖11)類似，通過該狹縫36可以充分實現(xiàn)降低感應電流的效果。
圖16為本發(fā)明再一個實施方案的透視圖。
根據(jù)該實施方案，在壓配到定子軛23上的齒24的內(nèi)周邊側(cè)和外周邊側(cè)(只顯示出內(nèi)周邊側(cè))上的壓配部分處設有間隙45。另外，根據(jù)該實施例，對于齒24的壓配部分的矩形斷面，其長邊為輻射方向，而其短邊為圓周方向。在該情況下，成為該齒用板構(gòu)件124的疊合面的板表面124a布置在短邊側(cè)上，而該齒用板構(gòu)件124的側(cè)面124b(顯示出板厚的面)布置在長邊側(cè)上。因此，間隙45形成在成為齒24的疊合面的板表面124a側(cè)且成為矩形的短邊側(cè)上。通過對設在軛23處的齒壓配孔37刻槽來形成間隙45。
通過該間隙45，降低了通過沿著圓周方向布置的短邊側(cè)上的板表面124a的磁通，降低了基于該磁通的感應電流，并且進一步減輕了能量損耗。另外，通過將每個板構(gòu)件124的側(cè)面124b布置在長邊側(cè)上，可以利用層壓層的邊界表面的阻抗有效地降低在長邊側(cè)上產(chǎn)生的大感應電流。
圖17為磁通流的說明圖，其說明了在下述情況下的磁通流在上述圖15所示的每一個齒24用板構(gòu)件124的板表面124a為輻射方向時，沿圓周方向?qū)訅哼@些板構(gòu)件，并且使壓配部分的長邊側(cè)構(gòu)成板表面124a。
磁鐵(未示出)與齒24的上表面?zhèn)认嘞虻夭贾?。磁?未示出)從磁鐵流向齒的上表面，除了從上表面流入的磁通之外，磁通C和磁通D從齒的上部側(cè)面流入。在該情況下，從構(gòu)成齒24的疊合面的板表面124側(cè)流入的磁通C大于從構(gòu)成齒用板構(gòu)件124的顯示出板厚的面?zhèn)鹊谋砻?24b側(cè)流入的磁通D。渦電流在板表面124a內(nèi)流動，因此在每個板構(gòu)件124的面內(nèi)，因磁通C而產(chǎn)生出相對較大的感應電流E。
另外，關(guān)于從齒24流向定子軛23側(cè)的磁通，較大的磁通F從具有矩形斷面的壓配部分的長邊側(cè)流出，而較小的磁通G從短邊側(cè)流出。在出口側(cè)的磁通也因在長邊側(cè)的較大磁通而在每塊鋼板的面內(nèi)產(chǎn)生出相對較大的感應電流H。
因此，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即，通過使構(gòu)成齒24的疊合面的板表面124a成為輻射方向來使具有矩形斷面的壓配部分的長邊側(cè)構(gòu)成板表面124a，雖然流向上述圖22所示的齒24的整個周圍的感應電流B被狹縫36有效地阻擋，但是由沿著與齒橫向表面垂直的方向的磁通產(chǎn)生的感應電流E、H在每個齒用板構(gòu)件124的面內(nèi)流動，由此發(fā)生能量損失。
圖18為磁通流的說明圖，其顯示出了在下述情況下的磁通流使構(gòu)成上述圖11和16所示的齒24用板構(gòu)件124的疊合面的板表面成為圓周方向，并且使與之垂直的壓配部分的長邊側(cè)構(gòu)成顯示出每個板構(gòu)件124的板厚的側(cè)面124b。
與圖17的上述實施例類似，磁鐵(未示出)與齒24的上表面?zhèn)认嘞虻夭贾?。磁?未示出)從磁鐵流向齒的上表面，除了從上表面流入的磁通之外，磁通C和磁通D從齒的上部的橫向表面流入。在該情況下，從齒24的板構(gòu)件124的側(cè)面124側(cè)的橫向表面流入的磁通大于從成為疊合面的板表面124a側(cè)的橫向表面流入的磁通D。
在圖18的齒24的情況中，由于板表面124a為圓周方向，所以在每個板構(gòu)件124的面內(nèi)因磁通D而產(chǎn)生出感應電流J，但是由于磁通D較小，所以感應電流J較小。
另外，關(guān)于從齒24流向定子軛23側(cè)的磁通，也與圖17的上述實施例類似，大磁通F從具有矩形斷面的壓配部分的長邊側(cè)流出，而小磁通G從短邊側(cè)流出。在出口側(cè)的磁通，根據(jù)圖18的實施例，齒24的板表面124a設置在短邊側(cè)上，因此在短邊側(cè)上的磁通G在鋼板面內(nèi)產(chǎn)生出感應電流K，但是，由于磁通G較小，所以感應電流K較小。
因此，如圖18所示那樣，通過使在每個齒24用板構(gòu)件124的顯示出板厚的側(cè)面124b側(cè)的面成為輻射方向，并且將該表面設置在具有矩形斷面的壓配部分的長邊側(cè)上，可以降低由通過齒的橫向表面進入齒的磁通所產(chǎn)生出的感應電流，從而減輕能量損失。
圖19(A)至19(E)為根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的齒壓配孔的形狀的說明圖。
圖19(A)顯示出背景技術(shù)的結(jié)構(gòu)，具有鋼板層壓件的齒24壓配到定子軛23的壓配孔37上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，感應電流B如上所述那樣產(chǎn)生。通過形成如圖19(B)所示的狹縫36來阻擋感應電流B。但是，當使在齒24的齒用板構(gòu)件124的側(cè)面124a側(cè)的表面(參見圖11，圖16)與軛23的壓配孔137的內(nèi)表面壓力接觸(以低阻抗接觸)時，如圖19(C)所示那樣，感應電流Y通過接觸表面繞過狹縫36而流過。根據(jù)該實施方案，如圖19(D)所示那樣，在該齒24的各側(cè)面?zhèn)任恢孟嗷ュe開地設有絕緣層，該絕緣層由長度為長邊的一半長度的間隙46(或絕緣薄膜)形成。由此，經(jīng)過各板構(gòu)件124的感應電流Y在長邊的總長上受到阻礙。這些間隙46可以如圖19(E)所示那樣在壓配孔37的兩側(cè)的長邊的總長(或只在一個側(cè)面上的長邊的總長)上形成。
在圖19(E)的情況中，如圖20所示那樣，通過不在整個軛23沿厚度方向形成間隙46以及在幾塊該軛用板構(gòu)件123的下部板上不形成間隙46，可以由幾塊板構(gòu)件123將齒24的壓配部分24a固定保持在壓配孔37內(nèi)。在圖19(D)的情況中，也可以像這樣通過在軛的板構(gòu)件123的幾塊下部板上不形成間隙46，提高固定保持著該齒24的力。
間隙46用來阻擋感應電流，因此該實施方案不限于具有該空間的間隙，也可以設置電絕緣部件。也就是說可以構(gòu)成用來抵御感應電流的阻抗部分。
圖20顯示出形成設在壓配部分處的阻抗部分(間隙46)的實施例。在圖20(A)中，間隙46設在壓配部分24a的兩個側(cè)面上，該壓配部分24a形成在齒24的下端部分處，且具有狹窄寬度。在圖20(B)中，整個齒24的包括下端的壓配部分24a的下部形成為具有相同寬度的形狀，并且這些間隙46形成在軛23側(cè)的壓配部分24a的兩側(cè)。在圖20(C)中，通過加寬齒24的下端部分的寬度來形成壓配部分24a，軛23側(cè)的壓配部分37成為同一個通孔，間隙46形成在壓配部分24a的上側(cè)。此外，在任何一種情況中，都可以只在齒24的一側(cè)形成該間隙46。
圖21顯示出本發(fā)明的另一個實施方案。
根據(jù)該實施方案，齒24的形狀不是形成為矩形，而是形成為與上述實施方案不同的梯形。該梯形為細長梯形形狀，其具有在外周邊側(cè)上的長邊和在內(nèi)周邊側(cè)上的短邊并且以輻射方向構(gòu)成其縱向。通過這樣將該齒24構(gòu)成為梯形，與矩形的情況相比，可以減小在鄰接齒24之間的外周邊側(cè)上的間隔W。由此，通過提高從與齒的上表面相向的磁鐵(未示出)通過齒的上表面到其內(nèi)部的磁通并且減小從其橫向表面到其內(nèi)部的伸出部分的磁通，可以降低感應電流。
具有這樣的梯形形狀的齒24可以通過以使其寬度逐漸降低的方式改變該齒用層壓板構(gòu)件的形狀來形成。
工業(yè)實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過將由齒用板構(gòu)件的層壓件形成的齒的各齒用板構(gòu)件的疊合面沿圓周方向布置，可以有效地降低由從磁鐵流向齒的磁通產(chǎn)生出的感應電流。
在該情況中，設在軛上的用于緊固齒的緊固孔形成為具有縱長方向的形狀，并且其縱長方向為輻射方向，根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，由于將可以看到每塊齒用板構(gòu)件的側(cè)面的面(其中渦電流難以流過的表面)沿縱向布置，該面布置在具有較大的磁通的一側(cè)，因此可以有效地降低感應電流。
另外，根據(jù)將緊固孔形成為矩形的結(jié)構(gòu)，可以通過層壓具有恒定形狀的齒用板構(gòu)件來形成該齒。
另外，在齒的疊合面?zhèn)群投ㄗ榆椀木o固孔之間設有磁阻部分，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過例如在容易形成渦電流的齒用板構(gòu)件的疊合面?zhèn)群途o固孔之間形成空間來提高磁阻，可以降低經(jīng)過該表面的磁通，從而可以降低感應電流。
另外，在每個所述齒用板構(gòu)件的顯示出板厚的側(cè)面和定子軛的緊固孔之間設有用來抵御感應電流的阻抗部分，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以有效地降低感應電流。也就是說，盡管通常壓配在緊固孔中的層壓齒的壓配表面緊密接觸，電流容易流過，因此使得渦電流在層壓的齒用板構(gòu)件之間流動，但是通過在壓配緊密接觸面處設置空間或絕緣部件，可以提高電阻，從而可以降低感應電流。
權(quán)利要求
1.一種軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，它包括成圓板形且固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子側(cè)軛；成圓板形且與轉(zhuǎn)子側(cè)軛相向的定子側(cè)軛；固定在轉(zhuǎn)子側(cè)軛或定子側(cè)軛中的任一個軛的相向面?zhèn)壬系拇盆F；多個齒，成輻射狀地且與所述磁鐵相向地布置在所述轉(zhuǎn)子側(cè)軛或定子側(cè)軛中的另一個軛的相向面?zhèn)壬?，并且固定在該軛上；以及纏繞在所述多個齒的每一個上的線圈，其特征在于，所述齒包括該齒用板構(gòu)件的層壓件，并且所述齒用板構(gòu)件的疊合面布置在圓周方向上。
2.如權(quán)利要求1所述的軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，設在所述軛上的齒緊固用緊固孔形成為具有縱長方向的形狀，并且該縱長方向為輻射方向。
3.如權(quán)利要求2所述的軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，所述緊固孔為矩形。
4.如權(quán)利要求1所述的軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，在所述齒的疊合面?zhèn)群投ㄗ榆椀木o固孔之間設有磁阻部分。
5.如權(quán)利要求1所述的軸隙式旋轉(zhuǎn)電機，其特征在于，在各所述齒用板構(gòu)件的顯示出板厚的側(cè)面和定子軛的緊固孔之間設有用來抵御感應電流的阻抗部分。
全文摘要
一種軸隙式電機，它包括成圓板形且固定在旋轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子側(cè)軛；成圓板形且與轉(zhuǎn)子側(cè)軛相向的定子側(cè)上軛(23)；固定在轉(zhuǎn)子側(cè)軛或定子側(cè)軛中的任一個軛的相向面?zhèn)壬系拇盆F；多個齒(24)，成輻射狀地且與磁鐵相向地布置在轉(zhuǎn)子側(cè)軛或定子側(cè)軛中的另一個軛的相向面?zhèn)壬希⑶夜潭ㄔ谠撥?23)上；以及纏繞在該多個齒的每一個上的線圈，其中所述齒(24)包括齒用板構(gòu)件(124)的層壓件，齒用板構(gòu)件(124)的疊合面(124a)沿圓周方向布置，該軸隙式電機能夠以小的體積提供高的電動機效率，通過降低因感應電流引起的能量損失，可以用作使用例如強磁鐵的高扭矩的驅(qū)動源。
文檔編號H02K1/14GK1596496SQ0282373
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者內(nèi)藤真也, 日野陽至 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社