專利名稱：雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有雙轉(zhuǎn)子的電動機(jī)。
背景技術(shù)：
圖8表示現(xiàn)有的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的剖面圖。該相關(guān)技術(shù)例如公開在曰 本專利申請?zhí)亻_2001 - 37133號公報中。
圖8表示現(xiàn)有的環(huán)形方式的無刷電動機(jī)，由定子60、外側(cè)轉(zhuǎn)子70以及 內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子75構(gòu)成。另外，圖8表示通常的分布巻繞所使用的極對數(shù)P與槽 數(shù)Ns的組合為1: 6的4極12槽的電動機(jī)。
定子60具有環(huán)狀的軛部(yoke)61、設(shè)于該軛部61外徑側(cè)的多個外側(cè) 齒部62以及外側(cè)槽部63、設(shè)于該軛部61內(nèi)徑側(cè)的多個內(nèi)側(cè)齒部65以及內(nèi) 側(cè)槽部66。并且，具有環(huán)形線圈狀地巻繞于軛部61上的外側(cè)槽部63及內(nèi) 側(cè)槽部66之間的多個線圈64。
另一方面，在該定子60的內(nèi)外設(shè)有兩個轉(zhuǎn)子70、 75。外側(cè)轉(zhuǎn)子70由 與外側(cè)齒部62相對的外側(cè)永久^茲鐵72和外側(cè)軛71構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)自如地被支 承在定子60的外側(cè)。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子75由與內(nèi)側(cè)齒部65相對的內(nèi)側(cè)永久磁鐵77 和內(nèi)側(cè)輒76構(gòu)成，旋轉(zhuǎn)自如地被支承在定子60的內(nèi)側(cè)。
線圈64為三相星形聯(lián)結(jié)或三相三角形聯(lián)結(jié)。通過對該線圈64通電， 外側(cè)轉(zhuǎn)子70和內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子75都利用流過線圈64的電流產(chǎn)生的^茲場而產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩并向規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)。
定子60在與環(huán)狀的軛部61的外側(cè)齒部62及內(nèi)側(cè)齒部65交叉的部分 設(shè)有多個安裝孔80。該安裝用孔80貫通軛部61。
在雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)中，由于在定子60的外側(cè)和內(nèi)側(cè)雙方分別具有外側(cè) 轉(zhuǎn)子70以及內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子75，故不能夠使用通常為了保持定子60而使用的燒 嵌或壓入等固定方法。因此，如圖8所示，通過設(shè)置安裝用孔80并在該安 裝用孔80中插通螺栓(未圖示)而能夠?qū)⒍ㄗ?0固定在設(shè)備上。
該現(xiàn)有的安裝方法被公開在技術(shù)文獻(xiàn)"正EE TRANSACTIONS ON
INDUSTRY APPLICATIONS, VOL.40, NO.3 MAY/JUNE 2004"中。該文獻(xiàn)的 論文 "Design and Parameter Effect Analysis of Dual-Rotor, Radial-Flux, Toroidally-Wound, Permanent-Magnet Machines'， 的第 774 頁、"A. Flux Distribution，，項中記載有漏磁由于螺栓孔而增加，定子芯的磁通密度降低 15%。
在該現(xiàn)有的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)中，為了將定子60向設(shè)備安裝，而可能設(shè) 置安裝用孔80，但由此，在軛61的某部分需要用于設(shè)置安裝用孔80的空 間。為了減少對電動機(jī)性能的影響，如圖8所示，在軛61與外側(cè)齒62以 及內(nèi)側(cè)齒65交叉的部分設(shè)置安裝用孔80為好。但是，尤其是電動機(jī)的轉(zhuǎn) 矩越大，用于安裝的螺栓所要求的強(qiáng)度越高，隨之，不得不增大安裝用孔 80的直徑。
在這種情況下，與電動機(jī)的磁路設(shè)計上所需要的軛61、外側(cè)齒62、內(nèi) 側(cè)齒65的寬度相比，在安裝強(qiáng)度方面機(jī)械所需要的寬度大。由此，例如若 外側(cè)齒62或內(nèi)側(cè)齒65的寬度增大，則槽面積減小，故而電流密度增加而 使得可靠性上產(chǎn)生問題，為了抑制該電流密度的增加而增大槽面積時，內(nèi) 側(cè)轉(zhuǎn)子75的外徑減小，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低。另外，若軛61的寬度增大， 則內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子75的外徑減小，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低。因此，由于設(shè)置安裝用孔 80而難以充分確保電動^/L的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)具有如下的結(jié)構(gòu)。即，雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)由定 子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，該定子具有環(huán)狀的扼部、設(shè)置在該輒部外徑側(cè)的多個外側(cè) 齒部以及外側(cè)槽部、設(shè)于該輒部內(nèi)徑側(cè)的多個內(nèi)側(cè)齒部以及內(nèi)側(cè)槽部、在 該輒部上環(huán)形線圈狀地巻繞的多個線圈；所述轉(zhuǎn)子包括具有與外側(cè)齒部 相對的外側(cè)永久》茲鐵的外側(cè)轉(zhuǎn)子、和具有與內(nèi)側(cè)齒部相對的內(nèi)側(cè)永久磁鐵 的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子。另外，定子具有樹脂模制部，該樹脂模制部將線圏密封并具 有安裝部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠提供一種高性能的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，不使效率降低、 不使轉(zhuǎn)矩降低等，不使特性變差。


圖l是本發(fā)明實施方式l的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的剖面圖。
圖2是本發(fā)明實施方式1的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的定子的詳細(xì)剖面圖。
圖3是表示圖1的A-O截面的軸向剖面圖。
圖4是本發(fā)明實施方式2的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的軸向剖面圖。
圖5是本發(fā)明實施方式3的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的軸向剖面圖。
圖6是本發(fā)明實施方式4的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的剖面圖。
圖7是本發(fā)明實施方式4的定子的詳細(xì)剖面圖。
圖8是現(xiàn)有的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的剖面圖。
附圖標(biāo)記說明
10:定子；11:軛部；12:外側(cè)齒部；13:外側(cè)槽部；14:線圈；15: 內(nèi)側(cè)齒部；16:內(nèi)側(cè)槽部；20:外側(cè)轉(zhuǎn)子；21:外側(cè)專厄；22、 22B:外側(cè)永 久》茲鐵；24、 29、 41:輸出軸；25:內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子；26:內(nèi)側(cè)軛；27、 27B:內(nèi) 側(cè)永久磁鐵；30、 30A:樹脂模制部；31:安裝部
具體實施例方式
以下，使用

本發(fā)明的實施方式。
(實施方式1 )
圖1是表示本發(fā)明實施方式1的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的剖面圖，表示進(jìn)行 了三相環(huán)形線圈狀的線圈巻繞的無刷式電動機(jī)。如圖1所示，本發(fā)明的雙 轉(zhuǎn)子型電動機(jī)由定子IO、外側(cè)轉(zhuǎn)子20和內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子25構(gòu)成。另外，圖l表 示極對數(shù)P與槽數(shù)Ns的組合為1: 6的四極十二槽的電動機(jī)。
定子IO具有環(huán)狀的軛部11、設(shè)于該軛部11外徑側(cè)的多個外側(cè)齒部12 及外側(cè)槽部13、設(shè)于該軛部11內(nèi)徑側(cè)的多個內(nèi)側(cè)齒部15及內(nèi)側(cè)槽部16。 并且，具有環(huán)形線圈狀地巻繞在軛部11上的外側(cè)槽部13及內(nèi)側(cè)槽部16之 間的多個線圈14。如圖1的陰影線所示，具有密封該線圈14的樹脂模制部 13。
另一方面，在該定子10的內(nèi)外具有兩個轉(zhuǎn)子20、 25。外側(cè)轉(zhuǎn)子20由 與外側(cè)齒部12相對的外側(cè)永久》茲《失22和外側(cè)扼21構(gòu)成。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子25由 與內(nèi)側(cè)齒部15相對的內(nèi)側(cè)永久;茲鐵27和內(nèi)側(cè)軛26構(gòu)成。外側(cè)永久^t鐵22 和內(nèi)側(cè)永久;茲鐵27都被》茲化成四極(極對數(shù)P = 2 )。
圖2是將圖1的定子10的被樹脂模制部30密封的部分取出后的剖面 圖。線圈14由在軛部11上環(huán)形線圈狀地巻繞在各個外側(cè)槽部13及內(nèi)側(cè)槽 部16之間的各個線圈Ul、 VI、 Wl、 U2、 V2、 W2、 U3、 V3、 W3、 U4、 V4、 W4構(gòu)成，三相星形聯(lián)結(jié)或三相三角形聯(lián)結(jié)。并且，通過對該線圈14 通電，外側(cè)轉(zhuǎn)子20和內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子25都產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩并向規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)。
圖3是表示圖1的A-O截面的剖面圖。外側(cè)轉(zhuǎn)子20將外側(cè)轉(zhuǎn)子軛21 延長到內(nèi)徑側(cè)，與外側(cè)轉(zhuǎn)子用輸出軸24結(jié)合并旋轉(zhuǎn)自如地被支承。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn) 子25經(jīng)由內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子軛26與內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子用輸出軸29結(jié)合并旋轉(zhuǎn)自如地被支承。 外側(cè)齒部12經(jīng)由間隙G1與外側(cè)永久^f茲鐵22相對，內(nèi)側(cè)齒部15經(jīng)由間隙 G2與內(nèi)側(cè)永久磁鐵27相對。兩個輸出軸24 、 29也能夠構(gòu)成不同的旋轉(zhuǎn)方 向或不同的旋轉(zhuǎn)速度。
另外，定子10具有樹脂模制部30以密封線圈14。由該樹脂模制部30 而具有使線圈14的散熱性良好的效果。
另外，該樹脂模制部30具有安裝部31。該安裝部31與樹脂模制部30 一體成形為好。該安裝部31例如可在軸向上設(shè)置貫通孔并利用螺栓等向設(shè) 備固定。向設(shè)備安裝的方法不限于螺栓固定，也可以使用鉚接、焊接等方 法。另外，在圖3中表示了臺座狀的安裝部31，但不限于這樣的形狀。例 如，安裝部31可以不形成該臺座形狀而直接螺栓固定在密封線圈的樹脂模 制部30上，或者在下方設(shè)置多個突起部而焊接固定在設(shè)備上。
這樣，通過設(shè)置與樹脂模制部30—體成形的安裝部31，在定子芯的軛 部11上不需要貫通孔，定子10的形狀能夠僅由影響電動機(jī)特性的磁路設(shè) 計上的要素來決定。因此，不會為了向設(shè)備安裝而引起電動機(jī)特性降低， 能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)。
(實施方式2)
圖4是本發(fā)明實施方式2的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的軸向剖面圖。另外，對 于與實施方式1相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注同一附圖標(biāo)記并省略詳細(xì)的說明。本實 施方式與實施方式1的定子相同，僅轉(zhuǎn)子不同。
在圖4中，外側(cè)轉(zhuǎn)子20A將外側(cè)轉(zhuǎn)子軛21A延伸到內(nèi)徑側(cè)，與構(gòu)成內(nèi) 側(cè)轉(zhuǎn)子25A的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子軛26A結(jié)合，構(gòu)成內(nèi)外轉(zhuǎn)子軛40。該內(nèi)外轉(zhuǎn)子軛40 與輸出軸41結(jié)合。
這樣，由于轉(zhuǎn)子的輸出軸為一個，顯然，外側(cè)轉(zhuǎn)子20A的輸出轉(zhuǎn)矩與 內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子25A的輸出轉(zhuǎn)矩之和為電動機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)矩。因此，電動機(jī)的輸 出轉(zhuǎn)矩增大。
如前所述，需要用于將外側(cè)轉(zhuǎn)子20A和內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子25A結(jié)合的內(nèi)外轉(zhuǎn)子 扼40,該內(nèi)外轉(zhuǎn)子扼40覆蓋定子10的軸向單側(cè)而構(gòu)成。因此，在定子芯 的扼部11上設(shè)置貫通孔而向設(shè)備的固定是非常困難的。如本實施方式，通 過設(shè)置與樹脂模制部30—體成形的安裝部31，向設(shè)備的安裝極其容易。 (實施方式3)
圖5是本發(fā)明實施方式3的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的軸向剖面圖。對于與實 施方式1及實施方式2相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)注同一附圖標(biāo)記并省略詳細(xì)的說明。 本實施方式與實施方式2的轉(zhuǎn)子相同，僅定子不同。
在本實施方式中，樹脂模制部30A的形狀與實施方式1以及實施方式 2不同。即，樹脂才莫制部30A在徑向上縮小，形成外側(cè)齒部12以及內(nèi)側(cè)齒 部15的前端部露出的結(jié)構(gòu)。該露出的機(jī)構(gòu)可適用于外側(cè)齒部12和內(nèi)側(cè)齒 部15二者，也可以適用于其中的任一個。
該樹脂模制部30A將線圈14密封而使散熱性提高，具有抑制線圏14 溫度上升的作用，但在本實施方式中，能夠僅由充分得到該效果所需的最 小限度的樹脂模制部30A構(gòu)成，因此材料的使用量減少。
另夕卜，由于外側(cè)齒部12和內(nèi)側(cè)齒部15的前端部露出，可將該露出部 分作為電動機(jī)組裝時的定位而使用。尤其是，在本發(fā)明所示的雙轉(zhuǎn)子型電 動機(jī)中，與一般的電動機(jī)相比，在定子和外側(cè)轉(zhuǎn)子以及內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子的同軸度 等上需要高精度。此時，能夠利用于外側(cè)齒部12和內(nèi)側(cè)齒部15徑向兩面 和軸向端面一部分組裝時的定位，相對于高精度地組裝電動機(jī)而言，能夠 獲得較大的效果。 (實施方式4)
圖6是本發(fā)明實施方式4的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的剖面圖。另外，圖7是 將定子10B的被樹脂模制部30密封的部分取出后的剖面圖。另外，對于與 實施方式1相同的構(gòu)成，標(biāo)注同一附圖標(biāo)記并省略詳細(xì)說明。本實施方式 中，與實施方式1的永久磁鐵的極對數(shù)和線圈的巻線規(guī)格不同。
本實施方式中為極對數(shù)P和槽數(shù)Ns的組合P: Ns = 5: 6的20極12 槽的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)。
在定子10B的內(nèi)外i殳有兩個轉(zhuǎn)子20B、 25B。外側(cè)轉(zhuǎn)子20B由與外側(cè) 齒部12相對的外側(cè)永久》茲4失22B和外側(cè)軛21構(gòu)成。內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子25B由與內(nèi) 側(cè)齒部15相對的內(nèi)側(cè)永久》茲鐵27B和內(nèi)側(cè)軛26構(gòu)成。由此，外側(cè)永久石茲 鐵22B和內(nèi)側(cè)永久/茲鐵27B都被磁化為20極(極對數(shù)P = 10 )。
另外，圖7表示用于實現(xiàn)本實施方式的線圈分布，與圖2相比，巻繞 成環(huán)形線圈狀的各個線圈Ul、 VI、 Wl、 U2、 V2、 W2、 U3、 V3、 W3、 U4、 V4、 W4的分布與》走轉(zhuǎn)方向反向。
本實施方式的極對數(shù)P與槽數(shù)Ns的組合P: Ns = 5: 6時，與實施方式 1的P: Ns=l: 6的組合的電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)相同。另一方面，由于極對數(shù) 的增加，定子芯12的磁通密度減少。這意味著由定子芯產(chǎn)生的鐵損減少， 電動機(jī)效率提高。
另一方面，如圖7所示，巻繞在軛11的線圈14B保持著環(huán)形線圏狀、 僅改變線圈分布而構(gòu)成，因此不產(chǎn)生向銅損增加等的效率的不良影響、不 會產(chǎn)生對轉(zhuǎn)矩變動或旋轉(zhuǎn)不均這樣的噪音的不良影響等。
另外，定子芯的磁通密度減小意味著，可不降低轉(zhuǎn)矩而減小設(shè)計齒12、 15和軛11的寬度。例如，若進(jìn)行減小齒12、 15以及軛11的寬度、并且槽 面積相同的設(shè)計，則為了能夠增大內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子的外徑，可提高電動機(jī)轉(zhuǎn)矩或 提高效率。另外，通過減小軛ll的寬度，減小線圈14B的周長，減小線圏 的電阻值，而減小銅損。
這樣，通過本實施方式的電動機(jī)構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)效率高的雙轉(zhuǎn)子型電 動機(jī)。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)在定子上具有用于密封線圈的樹脂模制部， 通過設(shè)置與樹脂模制部一體成形的安裝部，在定子芯的軛部上不需要用于 向設(shè)備安裝的貫通孔。由此，提供一種發(fā)生轉(zhuǎn)矩大且效率高的雙轉(zhuǎn)子型電 動機(jī)，不會由于要向設(shè)備安裝而導(dǎo)致電動機(jī)特性的降低。
權(quán)利要求
1.一種雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，所述定子具有環(huán)狀的軛部、設(shè)置在該軛部外徑側(cè)的多個外側(cè)齒部及外側(cè)槽部、設(shè)于所述軛部內(nèi)徑側(cè)的多個內(nèi)側(cè)齒部及內(nèi)側(cè)槽部、在所述軛部上環(huán)形線圈狀地卷繞的多個線圈，所述轉(zhuǎn)子包括具有與所述外側(cè)齒部相對的外側(cè)永久磁鐵的外側(cè)轉(zhuǎn)子、和具有與所述內(nèi)側(cè)齒部相對的內(nèi)側(cè)永久磁鐵的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子，所述定子具有樹脂模制部，該樹脂模制部將所述線圈密封并具有安裝部。
2. 如權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述線圈利用 三相星形聯(lián)結(jié)或三相三角形聯(lián)結(jié)中的任一種聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述外側(cè)轉(zhuǎn)子 和所述內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子分別各自具有輸出軸。
4. 如權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述外側(cè)轉(zhuǎn)子 和所述內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子具有相結(jié)合的一個輸出軸。
5. 如權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述樹脂模制 部使所述外側(cè)齒部和所述內(nèi)側(cè)齒部中的至少一個齒部的齒前端部露出。
6. 如權(quán)利要求1所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述外側(cè)永久 》茲4失和所述內(nèi)側(cè)永久》茲4失的極對數(shù)相同。
7. 如權(quán)利要求6所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述外側(cè)槽部 和所述內(nèi)側(cè)槽部的槽數(shù)相同，所述極對數(shù)與所述槽數(shù)的比例為1: 6。
8. 如權(quán)利要求6所述的雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，其特征在于，所述外側(cè)槽部 和所述內(nèi)側(cè)槽部的槽數(shù)相同，所述極對數(shù)與所述槽數(shù)的比例為5: 6。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)，該雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的定子具有環(huán)狀的軛部、設(shè)置在該軛部外徑側(cè)的多個外側(cè)齒部以及外側(cè)槽部、設(shè)于該軛部內(nèi)徑側(cè)的多個內(nèi)側(cè)齒部以及內(nèi)側(cè)槽部、在該軛部上環(huán)形線圈狀地卷繞的多個線圈。另外，該雙轉(zhuǎn)子型電動機(jī)的轉(zhuǎn)子包括具有與外側(cè)齒部相對的外側(cè)永久磁鐵的外側(cè)轉(zhuǎn)子、和具有與內(nèi)側(cè)齒部相對的內(nèi)側(cè)永久磁鐵的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子。另外，定子具有樹脂模制部，該樹脂模制部將線圈密封并具有安裝部。
文檔編號H02K5/08GK101199099SQ20068002191
公開日2008年6月11日 申請日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月20日
發(fā)明者小柴敦譽(yù), 村上浩, 檜脅英治 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社