[发明专利]马达

说明书

相关申请的交叉参考

这个申请基于2011年8月9日申请的在先日本专利申请No.2011-173728并且要求其优先权，其全部内容通过参考结合于此。

技术领域

这里描述的实施例总体上涉及电磁型马达，并且更具体地涉及沿着其旋转轴线产生磁路的横向磁通量马达。

背景技术

为了节省动力、减少二氧化碳等，需要进一步增强电磁马达的功能性，由此性能（通过尺寸和重量降低以及效率、扭矩和输出等增大来表示）的增强现在变得很显著。在电磁马达基于磁通量方向粗略地分类时，它们能分组为（1）径向磁通量马达，（2）轴向磁通量马达和（3）横向磁通量马达。在这些类型中，径向磁通量马达尤其在成本性能上是优良的，并且迄今已经广泛地用于各种产品，作为用于通用致动器的典型机械元件。轴向磁通量马达具有如此的结构特点以使得它们能适合于复杂的立体磁路，但是通常广泛地使用的层压钢板难以用于轴向磁通量马达。轴向磁通量马达尤其用作大孔径的中/大尺寸薄马达。

而且，横向磁通量马达每个的特征在于其中基部单元沿着马达的旋转轴线在两个或更多级中相对于旋转轴线以预定的相对相位角布置的结构，每个基部单元包括具有永磁体的转子，以及设置有环状线圈的电枢（形成分开型环形芯部结构），环状线圈绕着转子的旋转轴线设置，并且电枢设置有绕着环状线圈圆周地设置的多个大致U形的定子芯部（在下文中是“U形定子芯部”）的结构。这个结构能相对容易地产生非常有效的磁场，利用由多级结构和分开型环形芯部结构产生的高扭矩。即，通常，横向磁通量马达能容易地形成为具有多极性，因为与需要死区用于例如组装和插入具有多个布置于旋转轴线周围的多个狭槽以及缠绕在狭槽部分上的线圈的定子芯部的径向磁通量马达或轴向磁通量马达相比，多个U形定子芯部布置于旋转轴线周围就已足够。而且，由于在横向磁通量马达中，包括环状线圈和U形定子芯部（分开型环形芯部）的电枢具有其中由线圈产生的磁通量不容易泄漏的结构，由线圈产生的磁场产生效率较高。因此，横向磁通量马达与径向磁通量马达或轴向磁通量马达相比能更紧凑。

JP-B No.408059例如公开了一种常规马达。

然而，在公开的常规横向磁通量马达中，使用了U形定子芯部，并且每个U形定子芯部的两个磁极部分沿着旋转轴线布置。用于产生扭矩的至少两个永磁体设置于转子的相应于具有U形定子芯部的电枢的适合部分处，因此转子的轴向长度变长并且因此基部单元不能紧凑。

而且，在多级结构的情况下，就防止磁干扰而言，必须在每对相邻的基部单元之间提供具有预定磁性空间的多个基部单元。这进一步增大了马达的尺寸。

另外，作为旋转机器的转子的长轴在性能方面不是一直令人满意的，因为将涉及到由于转子惯性增大而导致的高速响应性降低，以及旋转稳定性由于转子的振动特点而降级。因此，马达尺寸不可避免地增大并且马达变得更加昂贵。

附图说明

图1是示出用于根据一个实施例的马达的基部单元的透视图；

图2A是示出图1中所示的转子单元的透视图，图2B是示出图1中所示的电枢单元的透视图，图2C是示出图1中所示的电枢磁芯的透视图，并且图2D是示出图1中所示的第一和第二环状线圈的透视图；

图3A示出基部单元沿着基部单元的旋转轴线z截取的纵向横截面，图3B示出图3A中所示的截面A的横截面，其用来解释由第一环状线圈产生的磁通量M1和M2，图3C示出截面A的横截面，其用来解释由第二环状线圈产生的磁通量M3和M4，并且图3D示出截面A的横截面，其用来解释由第一和第二环状线圈产生的磁通量M1和M3；

图4A示出基部单元的横截面的左半部，其垂直于旋转轴线z截取并且用来解释由永磁体11产生的磁通量的磁路，并且图4B示出图3A中所示的截面A的横截面，其用来解释包括由每个永磁体11产生的磁通量M5、M51和M53的磁通量；

图5是示出根据该实施例的马达20的透视图；

图6A是示出图5中所示的转子单元的透视图，图6B是示出图5中所示的电枢单元的透视图，并且图6C是示出图6B中所示的电枢磁芯组24的透视图；

图7A是示出包括外壳的马达的透视图，并且图7B示出马达沿着旋转轴线z截取的纵向横截面；

图8是图7B中所示的横截面的放大图，示出由每个永磁体以及第一和第二环状线圈产生的磁通量的磁路；

图9是用来解释该实施例的马达20的操作的视图，并且示出全部线圈磁通量的时间关系图；