專利名稱：軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軸向間隙型電動(dòng)機(jī)。
本申請(qǐng)根據(jù)2007年6月26日在日本提出申請(qǐng)的專利申請(qǐng)2007-167490 號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容引用在本申請(qǐng)中。
背景技術(shù)：
目前，己知有例如下述的軸向間隙型的永久磁鐵發(fā)電機(jī)，即，具有從 旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)夾入轉(zhuǎn)子而對(duì)置配置的一對(duì)定子，相對(duì)于轉(zhuǎn)子的永久磁 鐵形成的勵(lì)磁磁通，形成通過(guò)一對(duì)定子的磁通回路(例如，參照專利文獻(xiàn) 1)。
專利文獻(xiàn)l:日本特表平6-500457號(hào)公報(bào)。
這里，在上述現(xiàn)有技術(shù)的一例所涉及的永久磁鐵發(fā)電機(jī)中，通過(guò)使轉(zhuǎn) 子的永久磁鐵所產(chǎn)生的勵(lì)磁磁通在所謂的一對(duì)定子間掃描，而使其在轉(zhuǎn)子 內(nèi)直線貫通，由此降低轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁通泄漏量，并增大交鏈定子的定子繞組 的交鏈磁通量。
在這樣的永久磁鐵發(fā)電機(jī)中，期望降低對(duì)定子通電時(shí)產(chǎn)生的電樞磁通 所引起的渦流損耗，提高永久磁鐵發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率，并進(jìn)一步增大交鏈 定子的定子繞組的交鏈磁通量，從而增大轉(zhuǎn)矩電勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而提出，其目的在于提供一種能夠降低通電時(shí)產(chǎn) 生的渦流損耗，提高運(yùn)轉(zhuǎn)功率，同時(shí)增大交鏈定子的定子繞組的交鏈磁通 量的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)。
為了解決上述課題而達(dá)成所述目的，本發(fā)明采用以下的結(jié)構(gòu)。
(1) 一種軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，其具備能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；
從所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)夾著所述轉(zhuǎn)子對(duì)置配置的第一定子及第二定子，所述軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)主 永久磁鐵，其配置在所述轉(zhuǎn)子的周向，且磁化方向是所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn) 軸方向；分隔部件，其配置于在所述轉(zhuǎn)子的所述周向上相鄰的所述主永久 磁鐵彼此之間，并含有非磁性材料；副永久磁鐵，其相對(duì)于所述分隔部件 配置在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)，且磁化方向是與所述轉(zhuǎn)子的所 述旋轉(zhuǎn)軸方向及徑向正交的方向。
根據(jù)本發(fā)明的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，在周向上相鄰的主永久磁鐵彼此之 間配置含有非磁性材料的分隔部件。另外，在該分隔部件的旋轉(zhuǎn)軸方向的 兩端部配置在與主永久磁鐵的磁化方向正交的方向被磁化的副永久磁鐵。 由此，能夠確保作為結(jié)構(gòu)體所期望的剛性，并在所謂的永久磁鐵的海爾貝 克配置而產(chǎn)生的磁通鏡效果的作用下，能夠會(huì)聚各永久磁鐵的磁通。由此， 能夠增大在定子的定子繞組上交鏈的磁通量，增大轉(zhuǎn)矩電勢(shì)，從而提高軸 向間隙型電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率。
(2) 在所述軸向間隙型電動(dòng)機(jī)中，所述分隔部件可以為中空。 在這種情況下，能夠提高磁絕緣性，從而有效地會(huì)聚各永久磁鐵的磁
通。與此同時(shí)，能夠降低通電時(shí)產(chǎn)生的電樞磁通所引起的渦流損耗，防止 焦耳熱所引起的溫度過(guò)度上升。
(3) 在所述軸向間隙型電動(dòng)機(jī)中，所述分隔部件可以通過(guò)層疊絕緣 性的非磁性材料和非絕緣性的非磁性材料而形成。
在這種情況下，能夠降低通電時(shí)產(chǎn)生的電樞磁通所引起的渦流損耗， 防止焦耳熱所引起的溫度過(guò)度上升。
(4) 在所述軸向間隙型電動(dòng)機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子可以包括配置在內(nèi)周側(cè) 的內(nèi)周側(cè)環(huán)和配置在外周側(cè)的外周側(cè)環(huán)，所述內(nèi)周側(cè)環(huán)和所述外周側(cè)環(huán)相 互同軸配置，通過(guò)所述分隔部件接合，并從所述轉(zhuǎn)子的所述徑向的兩側(cè)夾 持所述主永久磁鐵及所述副永久磁鐵。
在這種情況下，能夠確保作為結(jié)構(gòu)體所期望的剛性。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式中的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的立體圖。 圖2是該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的分解立體圖。圖3是該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的徑向肋的立體圖。
圖4是該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的要部分解立體圖。 圖5是該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的要部分解立體圖。 圖6是對(duì)于該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的徑向的要部剖面圖。 圖7是本發(fā)明一實(shí)施方式的第一變形例中的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的徑向 肋的立體圖。
圖8是本發(fā)明一實(shí)施方式的第二變形例中的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的徑向 肋的立體圖。
符號(hào)說(shuō)明10-軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，11-轉(zhuǎn)子，12-定子(定子、第一定 子、第二定子)，22-齒，23-槽，34-徑向肋(分隔部件)，34a-非電絕緣性 的非磁性材料，34b-電絕緣性的非磁性材料，35-外周側(cè)筒狀部(外周側(cè)環(huán))， 36-內(nèi)周側(cè)筒狀部(內(nèi)周側(cè)環(huán))，41-主永久磁鐵片(主永久磁鐵)，43-副永 久磁鐵片(副永久磁鐵)。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的一實(shí)施方式。
例如圖1及圖2所示，本實(shí)施方式所涉及的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10具 備設(shè)置為能夠繞該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸O旋轉(zhuǎn)的大致圓環(huán)狀 的轉(zhuǎn)子lh從旋轉(zhuǎn)軸O方向的兩側(cè)夾著轉(zhuǎn)子ll對(duì)置配置，并具有產(chǎn)生使 轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的多相的各定子繞組的一對(duì)定子12。
該軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10搭載在例如混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛等車輛 中作為驅(qū)動(dòng)源，輸出軸與變速器(省略圖示)的輸入軸連接。由此，軸向 間隙型電動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由變速器向車輛的驅(qū)動(dòng)輪(省略圖示)傳遞。
另外，若在車輛減速時(shí)從驅(qū)動(dòng)輪側(cè)向軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10傳遞驅(qū)動(dòng) 力，則軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用，產(chǎn)生所謂的再生制動(dòng) 力。而且，軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10將車體的動(dòng)能回收為電能(再生能)。進(jìn) 而，例如在混合動(dòng)力車輛中，軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)軸與內(nèi)燃機(jī)(省 略圖示)的曲軸連接。在這種情況下，即使內(nèi)燃機(jī)的輸出傳遞到軸向間隙 型電動(dòng)機(jī)IO，軸向間隙型電動(dòng)機(jī)IO也作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮作用而產(chǎn)生發(fā)電能。
各定子12具備大致圓環(huán)板狀的磁軛部21;多個(gè)齒22，該多個(gè)齒22在與轉(zhuǎn)子11對(duì)置的磁軛部21的對(duì)置面上從周向上隔開(kāi)規(guī)定間隔的位置沿 旋轉(zhuǎn)軸O方向朝向轉(zhuǎn)子11突出，并且沿徑向延伸；定子繞組，該定子繞 組安裝在該齒22之間。
各定子12例如是主極為六個(gè)(例如，U+、 V+、 W+、 U-、 V-、 W-) 的6N型。相對(duì)于一個(gè)定子12的各U+、 V+、 W+極，另一個(gè)定子12的各 U-、 V-、 W-極在旋轉(zhuǎn)軸O方向上對(duì)置。
例如在旋轉(zhuǎn)軸O方向上對(duì)置的一對(duì)定子12中，對(duì)應(yīng)于U+、 V+、 W+ 極的一個(gè)定子12的三個(gè)齒22與對(duì)應(yīng)于U-、 V-、 W-極的另一個(gè)定子12 的三個(gè)齒22在旋轉(zhuǎn)軸O方向上分別對(duì)置。對(duì)于在旋轉(zhuǎn)軸O方向上對(duì)置的 一個(gè)定子12的齒22和另一個(gè)定子12的齒22的通電狀態(tài)利用電角變?yōu)榉?轉(zhuǎn)狀態(tài)。
而且，周向相鄰的齒22彼此間的周向上的間隔、即形成在周向相鄰 的齒22之間并沿徑向延伸的槽23的槽寬度在徑向上為規(guī)定的一定值。
轉(zhuǎn)子11具備多個(gè)主磁極部3K多個(gè)副磁鐵部32、由非磁性材料構(gòu)成 的轉(zhuǎn)子架33，主磁極部31和副磁鐵部32以沿周向交替配置的狀態(tài)收容于 轉(zhuǎn)子架33內(nèi)。
轉(zhuǎn)子架33具備通過(guò)周向上隔開(kāi)規(guī)定間隔配置的多個(gè)徑向肋34連接 的內(nèi)周側(cè)筒狀部36及外周側(cè)筒狀部35;從內(nèi)周側(cè)筒狀部36的內(nèi)周面上向 內(nèi)方突出并與外部的驅(qū)動(dòng)軸(例如，車輛的變速器的輸入軸等)連接的圓 環(huán)板狀的連接部37。
在本實(shí)施方式中，由于轉(zhuǎn)子架33的內(nèi)周側(cè)筒狀部36與外部的驅(qū)動(dòng)軸 連接，因此徑向肋34的徑向的內(nèi)方側(cè)為軸部側(cè)，徑向肋34的徑向的外方 側(cè)為輪緣部側(cè)。
例如圖3所示，徑向肋34為中空，是由非磁性材料形成的沿徑向延 伸的筒狀。
例如圖4 圖6所示，主磁極部31具備在厚度方向(g卩，旋轉(zhuǎn)軸O 方向)被磁化的大致扇形板狀的主永久磁鐵片41;從厚度方向的兩側(cè)夾著 該主永久磁鐵片41的一對(duì)大致扇形板狀的磁性材料部件42。例如圖6所 示，周向相鄰的主磁極部31的各主永久磁鐵片41的磁化方向?yàn)橄嗷ゲ煌?的方向。
6而且，收容于轉(zhuǎn)子架33內(nèi)的多個(gè)主磁極部31通過(guò)內(nèi)周側(cè)筒狀部36 和外周側(cè)筒狀部35從徑向的兩側(cè)夾入，并且隔著徑向肋34在周向上相鄰。
艮口，在轉(zhuǎn)子架33內(nèi)，通過(guò)兩個(gè)徑向肋34從周向的兩側(cè)夾入各主磁極 部31的主永久磁鐵片41。
副磁鐵部32具備例如在轉(zhuǎn)子架33內(nèi)從旋轉(zhuǎn)軸O方向的兩側(cè)夾入徑向 肋34的一對(duì)副永久磁鐵片43。例如圖5、圖6所示，副永久磁鐵片43沿 著分別與旋轉(zhuǎn)軸O方向及徑向正交的方向(大致周向)被磁化。在旋轉(zhuǎn)軸 O方向上對(duì)置的一對(duì)副永久磁鐵片43的磁化方向?yàn)橄嗷ゲ煌姆较颉?br> 而且，在轉(zhuǎn)子架33內(nèi)，周向相鄰的副磁鐵部32的副永久磁鐵片43 彼此從周向的兩側(cè)夾入主磁極部31的磁性材料部件42。
此外，在圖2中，分開(kāi)表示轉(zhuǎn)子ll的構(gòu)成要素中的轉(zhuǎn)子架33以及除 此以外的構(gòu)成要素(即，主磁極部31以及副磁鐵部32)。另外，在圖4 中，僅示出轉(zhuǎn)子11的構(gòu)成要素中的轉(zhuǎn)子架33以外的結(jié)構(gòu)(即，主磁極部 31以及副磁鐵部32)。在圖2和圖4中，在旋轉(zhuǎn)軸O方向上對(duì)置的一對(duì)副 永久磁鐵片43之間且周向上相鄰的兩個(gè)主永久磁鐵片41之間，圖示有配 置轉(zhuǎn)子架33的徑向肋34的空間部34a。
例如圖5、圖6所示，隔著磁性材料部件42在周向上對(duì)置的一對(duì)副永 久磁鐵片43彼此的磁化方向?yàn)橄嗷ゲ煌姆较颉?br> 而且，配置在旋轉(zhuǎn)軸O方向的一側(cè)的一對(duì)副永久磁鐵片43彼此使與 沿著旋轉(zhuǎn)軸O方向被磁化的主永久磁鐵片41的同一側(cè)的磁極同極性的磁 極對(duì)置。而且，配置在旋轉(zhuǎn)軸0方向的另一側(cè)的一對(duì)副永久磁鐵片43彼 此使與在旋轉(zhuǎn)軸0方向被磁化的主永久磁鐵片41的該另一側(cè)的磁極同極 性的磁極對(duì)置。
這里，采用其他表述方式對(duì)上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。首先著眼于例如旋轉(zhuǎn) 軸0方向的一側(cè)為N極且另一側(cè)為S極的主永久磁鐵片41中的旋轉(zhuǎn)軸O 方向的N極側(cè)。這里，從周向的兩側(cè)夾入與該N極側(cè)相接的磁性材料部 件42的一對(duì)副永久磁鐵片43配置為其各自的N極在周向上對(duì)置。另一方 面，主永久磁鐵片41的旋轉(zhuǎn)軸O方向的另一側(cè)為S極。從周向的兩側(cè)夾 入與該S極側(cè)相接的磁性材料部件42的一對(duì)副永久磁鐵片43配置為各自 的S極在周向上對(duì)置。由此，獲得所謂的永久磁鐵的海爾貝克(八/k/^;/夕)配置所產(chǎn)生的 磁通鏡效果。其結(jié)果是，主永久磁鐵片41及各副永久磁鐵片43的各磁通 會(huì)聚，在各齒12交鏈的有效磁通相對(duì)增大。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式中的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)IO，在周向相鄰的 主永久磁鐵片41彼此之間配置非磁性材料構(gòu)成的中空狀的徑向肋34。另 外，在該徑向肋34的旋轉(zhuǎn)軸方向的兩端部配置在與該永久磁鐵片41的磁 化方向正交的方向被磁化的副永久磁鐵片43。由此，能夠確保作為結(jié)構(gòu)體 所期望的剛性，提高磁絕緣性。另外，由此產(chǎn)生所謂的永久磁鐵的海爾貝 克配置而引起的磁通鏡效果。因此，能夠有效地會(huì)聚各永久磁鐵的磁通， 增大在定子12的定子繞組上交鏈的磁通量。與此同時(shí)，能夠降低通電時(shí) 產(chǎn)生的電樞磁通所引起的渦流損耗，從而增大轉(zhuǎn)矩電勢(shì)，防止焦耳熱所引 起的溫度過(guò)度上升，提高軸向間隙型電動(dòng)機(jī)10的運(yùn)轉(zhuǎn)功率。
此外，在上述實(shí)施方式中，只是將徑向肋34通過(guò)非磁性材料形成為 中空狀的形狀。但并不局限于此，例如圖7所示，也可以通過(guò)層疊絕緣性 的非磁性材料和非絕緣性的非磁性材料來(lái)形成徑向肋34。在圖7所示的第 一變形例中，筒狀的徑向肋34通過(guò)例如非絕緣性的金屬系的環(huán)狀非磁性 材料(例如，銅)34a和絕緣性的環(huán)狀非磁性材料34b在徑向上交替層疊 而形成。
根據(jù)該第一變形例，將徑向肋34制成非絕緣性的非磁性材料34a和 絕緣性的非磁性材料34b層疊而成的層疊體。由此，能夠進(jìn)一步減低通電 時(shí)產(chǎn)生的電樞磁通所引起的渦流損耗，防止焦耳熱所引起的溫度過(guò)度上 升。
另外，在第一變形例中，將徑向肋34制成中空狀，但并不局限于該 結(jié)構(gòu)。在通過(guò)層疊絕緣性的非磁性材料和非絕緣性的非磁性材料來(lái)形成徑 向肋34時(shí)，例如也可以像圖8所示的第二變形例那樣，將徑向肋34形成 為沿徑向延伸的柱狀。在該第二變形例中，柱狀的徑向肋34通過(guò)例如非 絕緣性的金屬系的板狀非磁性材料(例如，銅等)34a和電絕緣性的板狀 非磁性材料34b在徑向上交替層疊而形成。
根據(jù)該第二變形例，通過(guò)層疊非絕緣性的非磁性材料34a和絕緣性的 非磁性材料34b來(lái)形成柱狀的徑向肋34，從而能夠抑制通電時(shí)的電樞磁通所引起的渦流損耗，同時(shí)提高結(jié)構(gòu)體的剛性。 工業(yè)實(shí)用性
根據(jù)本發(fā)明的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，在周向相鄰的主永久磁鐵彼此之間 配置含有非磁性材料的分隔部件。另外，在該分隔部件的旋轉(zhuǎn)軸方向的兩 端部配置在與該主永久磁鐵的磁化方向正交的方向被磁化的副永久磁鐵。 由此，能夠確保作為結(jié)構(gòu)體所期望的剛性，并且，在所謂的永久磁鐵的海 爾貝克配置而產(chǎn)生的磁通鏡效果的作用下，能夠使各永久磁鐵的磁通會(huì) 聚。由此，能夠增大在定子的定子繞組上交鏈的磁通量，增大轉(zhuǎn)矩電勢(shì)， 從而提高軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功率。
權(quán)利要求
1.一種軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，其具備能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；從所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)夾著所述轉(zhuǎn)子對(duì)置配置的第一定子及第二定子，所述軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)主永久磁鐵，其配置在所述轉(zhuǎn)子的周向，且磁化方向是所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向；分隔部件，其配置于在所述轉(zhuǎn)子的所述周向上相鄰的所述主永久磁鐵彼此之間，并含有非磁性材料；副永久磁鐵，其相對(duì)于所述分隔部件配置在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)，且磁化方向是與所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向及徑向正交的方向。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述分隔部件為中空。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述分隔部件通過(guò)層疊絕緣性的非磁性材料和非絕緣性的非磁性材料而形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括配置在內(nèi)周側(cè)的內(nèi)周側(cè)環(huán)和配置在外周側(cè)的外周側(cè)環(huán)，所述內(nèi)周側(cè)環(huán)和所述外周側(cè)環(huán)相互同軸配置，通過(guò)所述分隔部件接合，并從所述轉(zhuǎn)子的所述徑向的兩側(cè)夾持所述主永久磁鐵及所述副永久磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種軸向間隙型電動(dòng)機(jī)，其具備能夠繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；從所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)夾著所述轉(zhuǎn)子對(duì)置配置的第一定子及第二定子，所述軸向間隙型電動(dòng)機(jī)的特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括多個(gè)主永久磁鐵，其配置在所述轉(zhuǎn)子的周向，且磁化方向是所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向；分隔部件，其配置于在所述轉(zhuǎn)子的所述周向上相鄰的所述主永久磁鐵彼此之間，并含有非磁性材料；副永久磁鐵，其相對(duì)于所述分隔部件配置在所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向的兩側(cè)，且磁化方向是與所述轉(zhuǎn)子的所述旋轉(zhuǎn)軸方向及徑向正交的方向。
文檔編號(hào)H02K1/27GK101689773SQ200880021599
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日
發(fā)明者山本惠一, 新博文, 阿部升榮 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社