[发明专利]轴向间隙型电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止轴向间隙型电机因表面振动而共振的技术，该轴向间隙型电机将定子和盘形转子沿着输出轴的轴线方向彼此相对布置。

背景技术

众所周知的是当电机的转子的转速达到电机的固有频率时，转子振动，这导致电机共振。

在这方面，日本专利申请公开说明书第(Hei)8-107650号(专利文件)公开了一种防止电机共振的技术。

在上述参考文献中公开的电机通过调节安装刚性调节螺拴的紧固力来改变安装刚性，该螺拴将散热器安装在电机的框架内。这就改变了整个电机的固有频率。在所述参考文献中公开的技术旨在通过避免共振来实现电机的安静工作，即使电机的安装刚性不同于从工厂运输时的评估值。

但是，在传统电机中，转子自身的固有频率不能改变。尤其是，在具有盘形转子的轴线间隙型电机中，转子的厚度与其半径相比较薄。从而，转子的刚性较低并趋于发生表面振动，该表面振动是转子的端部相对于与输出轴的轴线垂直的虚拟平面弯曲或扭曲并且该端部从该虚拟平面的一侧向另一侧快速摆动。

当转子的转速与转子自身的固有频率一致时，转子的共振相当大地增加，由此干扰了电机的安静工作。

此外，在转子中可以安装诸如肋的加强件。但是，加强件对驱动转子的磁力的磁路的功能性造成阻碍。肋增加了转子自身的体积，沿着转子的磁通量的强度变弱，由此减小转子的输出扭矩。

发明内容

考虑到上述缺点，本发明提供了一种不必在转子中安装单独的加强件来有效防止转子共振的技术。

为了实现这个目的，本发明的轴向间隙型电机包括：与定子相对布置的盘形转子，转子和定子沿着与转子接合的输出轴的轴向间隔开；以及接触区域变化装置，该接触区域变化装置用于根据转子的转速改变转子和输出轴之间的接触区域。所述输出轴包括径向突起，且所述接触区域变化装置改变所述转子和所述输出轴的径向突起之间的接触区域；所述接触区域随着所述转子的旋转速度增大而减小；并且，所述接触区域变化装置通过改变接触区域来改变固有频率，在该固有频率下，所述转子因对应于转子的旋转速度的表面振动而共振

由此，可以通过改变转子和与转子接合的输出轴之间的接合状态来使得固有频率(即，转子因表面振动而共振)偏离转子的转速。如此，在电机工作过程中，通过防止转子自身的共振来进行安静工作。

附图说明

本发明的上述和其它特征从下面结合附图给出的优选实施例的描述中变得更清楚。

图1是示意性示出根据本发明第一实施例的在第一工作状态下工作的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图2是示意性示出根据本发明第一实施例的处于第二工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图3是示意性示出根据本发明第一实施例的处于第三工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图4(a)是示出根据本发明第一实施例，转子的表面振动的振幅和转子的旋转速度之间的关系的曲线；

图4(b)是示出接触区域的变化与共振转动速度之间的关系的曲线；

图5是示意性示出根据本发明第二实施例的处于第一工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图6是示意性示出根据本发明第二实施例的处于第二工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图7是示意性示出根据本发明第二实施例的处于第三工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图8是示出根据本发明第二实施例、转子的表面转动的振幅与转子的旋转速度之间的关系的曲线；

图9是示意性示出根据本发明第三实施例的处于第一工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图10是示意性示出根据本发明第三实施例的处于第二工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图11是示意性示出根据本发明第四实施例的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图12是示出根据本发明第一到第四实施例、轴向间隙型电机的相位电流和吸引力之间的关系的曲线；

图13是定子铁芯和转子永磁铁在圆周方向上的相对位置关系的示意图；

图14是示意性示出根据本发明第五实施例的处于第二工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图15是示意性示出根据本发明第五实施例的处于第一工作状态的轴向间隙型电机的结构的横截面图；

图16是示出根据本发明第五实施例、转子的表面振动的振幅与转子的旋转速度之间的关系的曲线；

图17是示意性示出根据本发明第六实施例的轴向间隙型电机的结构的横截面图；以及