[发明专利]电气机械装置

说明书

技术领域

本发明涉及缠绕量增加后的致动器、电动机、发电机等电气机械装置。

背景技术

在特开2006-320150号公报(专利文献1)中，公开了动子相对于定子往复运动而产生振动的线性致动器(电气机械装置)。动子具有，在该动子进行往复运动的运动方向多个永久磁体成列排列而构成的一对永久磁体列。定子具备：具有定子芯体(コア)和励磁绕组的电极子。定子芯体，具有：与多个永久磁体的磁极面相面对的第1和第2磁极部；以及将第1磁极部和第2磁极部通过连结部而连结的轭体部。轭体部被配置于动子的径方向中的励磁绕组的外侧。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2006-320150号公报

在这种线性致动器等的电气机械装置中，若增加绕组的缠绕量，则连结部的长度尺寸变大，磁阻增加，容易引起磁饱和。为此，在电气机械装置为电动机、致动器的情况下，在提高单位尺寸(サイズあたり)的最大推力方面存在极限。另外，在电气机械装置为发电机的情况下，在提高单位尺寸的最大输出方面存在极限。

本发明的目的在于提供一种能够在不增大磁阻的情况下，增加绕组的缠绕量，而提高单位尺寸的最大推力或最大输出的电气机械装置。

本发明的其它目的在于提供一种能够减少所使用的铁量的电气机械装置。

本发明第1项所述的电气机械装置(电动机、致动器、发电机)中，以动子相对于定子进行往复运动的方式构成。

定子以及动子的一方，具备1个以上的永久磁体列，所述1个以上的永久磁体列由多个永久磁体在动子进行往复运动的运动方向上形成列的方式并列而构成。以多个永久磁体列在与运动方向正交的正交方向上相面对的二个的磁极面上呈现不同极性的磁极的方式被磁化、且以沿运动方向在磁极面上交互出现不同极性的磁极的方式被配置，从而构成1个以上的永久磁体列。另外，定子以及动子的另一方，具有第1磁极部组件、第2磁极部组件、由单相线圈构成的1个以上的电极子单元、以及1个以上的电极子单元。第1磁极部组件具备相对于1个的永久磁体列配置于正交方向的一侧并与永久磁体列的磁极面相面对的2个以上的磁极部。第2磁极部组件具备相对于永久磁体列而配置于正交方向的另一方侧并与所述永久磁体列的所述磁极面相面对的1个以上的磁极部。第磁极部组件和第2磁极部组件的磁极部数目可以相同也可以不同。单相绕组具有以第1磁极部组件中所包含的2个以上的磁极部和第2磁极部组件中所包含的1个以上的磁极部位于内部空间内的方式将绕组导体缠绕为线圈状而构成的空芯构造。并且第1磁极部组件中所包含的所述2个以上的磁极部相对于第2磁极部组件中所包含的1个以上的磁极部在所述运动方向上移位的状态(交互错位的状态)被配置。1个以上的轭体构件被配置为，流过永久磁体列以及所述第1和第2磁极部组件的磁通形成闭磁路。

在电气机械装置是电机或致动器的情况下，若在绕组流过一方向的电流，则由1个的绕组所产生的磁通，以第1磁极部组件中所包含的磁极部、第2磁极部组件中所包含的磁极部、永久磁体列交叉(交わる)的方式曲折行进而流动，形成通过轭体构件而循环的磁路。利用该磁通的流动，在磁极部和永久磁体列的永久磁体之间产生相斥/吸引，动子，以邻接的(隣接する)永久磁体的间距量向一方向移动。其后，若在绕组流过相反方向的电流，则与前述相反的方向流过磁通，在磁极部和永久磁体列之间产生相斥/吸引，动子以邻接的永久磁体的间距量向另一方向(返回原始的方向)。如此，动子相对于定子进行往复运动。另外，电气机械装置是发电机的情况下，通过动子进行往复运动，来自永久磁体的磁通曲折行进而交互地流动，在绕组中感应起电压而产生交流电力。如本发明那样，如果绕组具有由绕组所励磁的第1磁极部组件的磁极部和第2磁极部组件的磁极部位于内部空间内的方式，将绕组导体缠绕为线圈状而构成的空芯构造，则电气机械装置为电机或线性致动器的情况下，由绕组产生的磁通的大部分直接地在第1磁极部组件的磁极部和第2磁极部组件的磁极部曲折行进而流过。电气机械装置是发电机的情况下，从永久磁体列出来的磁通与绕组充分交叉。为此，能够在不增加磁阻的情况下，增加绕组的缠绕量。其结果，能够提高电气机械装置的单位尺寸的最大推力或最大输出。另外，本发明中，由于较小地形成磁极部，因此减少了铁量，能够谋求电气机械装置的小型化。