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磁场元件

阅读:443发布:2020-05-12

IPRDB可以提供磁场元件专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明提供磁场元件。本发明的目的在于防止磁铁的退磁。磁场元件(1a)具有磁场部(2)和连接部(3),且能够以沿着预定的方向(91)延伸的旋转轴(92)为中心旋转。磁场部(2)具有磁铁(11)和磁性体板(21、22)。磁铁(11)具有在预定的方向(91)上呈相互不同的极性的第一和第二磁极面(11a、11b)。磁性体板(21、22)分别设在第一和第二磁极面(11a、11b)上。磁场部(2)在旋转轴(92)的周围沿着周方向(93)呈环状配置,且沿着周方向(93)相互离开。连接部(3)由非磁性体构成,连接磁场部(2)之间。,下面是磁场元件专利的具体信息内容。

1、一种磁场元件,该磁场元件具有:

多个磁铁(11),所述磁铁(11)在沿着预定的方向(91)延伸的旋 转轴(92)的周围沿着周方向(93)呈环状配置,且沿着所述周方向相 互离开,任一个所述磁铁(11)都具有在所述预定的方向上呈相互不同 的极性的第一和第二磁极面(11a、11b);

磁性体板(21、22),对于任一个所述磁铁,所述磁性体板(21、22) 设置在所述第一和所述第二磁极面中的至少任一方上;以及连接部(3),其由非磁性体构成,连接磁场部(2)之间,所述磁场 部(2)由所述磁铁和设有该磁铁的所述磁性体板构成。

2、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁性体板(21、22)以与所述磁铁(11)接触的方式设置。

3、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,沿着所述周方向(93)相互邻接的所述磁场部(2)之间的距离比属 于该磁场部的所述磁铁的关于所述预定的方向(91)的厚度小。

4、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述连接部(3)由非磁性金属构成。

5、根据权利要求4所述的磁场元件,其中,所述磁场部(2)的关于预定的方向(91)的端面(2a、2b)相对于 所述连接部(3)突出。

6、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述连接部(3)由非磁性的非金属构成。

7、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁性体板(21、22)由压粉铁芯构成。

8、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁铁(11)的外周侧的端部(111)相对于所述磁性体板(21、 22)的所述外周侧的端部(211、221)向所述外周侧突出。

9、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁铁(11)的内周侧的端部(112)相对于所述磁性体板(21、 22)的所述内周侧的端部(212、222)向所述内周侧突出。

10、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁性体板(21、22)的外周侧的端部(211、221)相对于所述 磁铁(11)的所述外周侧的端部(111)向所述外周侧突出。

11、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁性体板(21、22)的内周侧的端部(212、222)相对于所述 磁铁(11)的所述内周侧的端部(112)向所述内周侧突出。

12、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁铁(11)覆盖设在该磁铁上的所述磁性体板(21、22)的外 周侧(211、221)或者内周侧(212、222)的至少一部分。

13、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述连接部(3)连接所述磁场部(2)的外周侧,所述磁性体板(21、22)的所述外周侧的端面(211、221)的至少 相对于设有该磁性体板的所述磁铁(11)位于相反侧的部分(211a、221a) 比该端面的靠该磁铁侧的部分向内周侧后退,所述连接部覆盖后退的该部分的至少一部分。

14、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述连接部(3)连接所述磁场部(2)的内周侧,所述磁性体板(21、22)的所述内周侧的端面(212、222)的至少 相对于设有该磁性体板的所述磁铁(11)位于相反侧的部分(212a、222a) 比该端面的靠该磁铁侧的部分向内周侧后退,所述连接部覆盖后退的该部分的至少一部分。

15、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,在所述第一和第二磁极面(11a、11b)上都设有所述磁性体板(21、 22)。

16、根据权利要求15所述的磁场元件,其中,设在属于同一所述磁铁(11)的所述第一和所述第二磁极面(11a、 11b)上的所述磁性体板(21、22)在该磁铁的所述外周侧和所述内周侧 相互连接。

17、根据权利要求1所述的磁场元件,其中,所述磁场元件还具有磁芯(5),所述磁芯(5)在所述周方向(93) 上邻接的所述磁场部(2)之间与该磁场部离开设置,并由所述连接部(3) 保持。

说明书全文

技术领域

本发明涉及磁场元件,能够应用于轴向间隙型的旋转电机中。

背景技术

轴向间隙型的旋转电机具有磁场元件和电枢,在能够薄型化的方面 和能够通过增大磁极面积来提高转矩密度的方面是优选的。
在轴向间隙型的旋转电机中会产生推力,但是例如通过将两个磁场 元件相对于一个电枢相互设置在相反侧、或者将两个电枢相对于一个磁 场元件相互设置在相反侧,能够消除在旋转电机中产生的推力。
特别地,优选相对于一个磁场元件设置两个电枢的情况。这是因为, 由于通常用作转子的磁场元件为一个,所以能够降低气流损失。
另外,在专利文献1和专利文献2中,介绍了相对于一个磁场元件 设置了两个电枢的旋转电机。在专利文献1中介绍的磁场元件具有多个 磁铁,所述磁铁具有极性相互不同的两个磁极面,该磁极面中的一个与 一个电枢相面对,该磁极面中的另一个与另一个电枢相面对。在专利文 献2中介绍的磁场元件在与一个电枢相面对的端面、和与另一个电枢相 面对的端面上分别设有磁铁。除此之外,在专利文献3中示出了与本发 明相关的技术。
专利文献1:日本特开2001-136721号公报
专利文献2:日本特开2005-295757号公报
专利文献3:日本特开2005-143276号公报
在上述的专利文献1和专利文献2中的任一个的旋转电机中,与电 枢相面对的磁铁都露出于电枢和磁场元件之间的空隙中。因此,这些磁 铁容易受到退磁场的影响,磁铁有可能被退磁。

发明内容

本发明就是鉴于上述情况而完成的,其目的在于防止磁铁的退磁。
本发明的磁场元件的第一方式具有:多个磁铁11,所述磁铁11在沿 着预定的方向91延伸的旋转轴92的周围沿着周方向93呈环状配置,且 沿着所述周方向相互离开,任一个所述磁铁11都具有在所述预定的方向 上呈相互不同的极性的第一和第二磁极面11a、11b;磁性体板21、22, 对于任一个所述磁铁,所述磁性体板21、22设在所述第一和所述第二磁 极面中的至少任一方上;以及连接部3,其由非磁性体构成,连接磁场部 2之间,所述磁场部2由所述磁铁和设有该磁铁的所述磁性体板构成。
对于本发明的磁场元件的第二方式,在磁场元件的第一方式中,所 述磁性体板21、22以与所述磁铁11接触的方式设置。
对于本发明的磁场元件的第三方式,在磁场元件的第一方式或者第 二方式中,沿着所述周方向93相互邻接的所述磁场部2之间的距离比属 于该磁场部的所述磁铁的关于所述预定的方向91的厚度小。
对于本发明的磁场元件的第四方式,在磁场元件的第一至第三方式 中的任一方式中,所述连接部3由非磁性金属构成。
对于本发明的磁场元件的第五方式,在磁场元件的第四方式中,所 述磁场部2的关于预定的方向91的端面2a、2b相对于所述连接部3突 出。
对于本发明的磁场元件的第六方式,在磁场元件的第一至第三方式 中,所述连接部3由非磁性的非金属构成。
对于本发明的磁场元件的第七方式,在磁场元件的第一至第六方式 中的任一方式中,所述磁性体板21、22由压粉铁芯构成。
对于本发明的磁场元件的第八方式,在磁场元件的第一至第七方式 中的任一方式中,所述磁铁11的外周侧的端部111相对于所述磁性体板 21、22的所述外周侧的端部211、221向所述外周侧突出。
对于本发明的磁场元件的第九方式,在磁场元件的第一至第八方式 中的任一方式中,所述磁铁11的内周侧的端部112相对于所述磁性体板 21、22的所述内周侧的端部212、222向所述内周侧突出。
对于本发明的磁场元件的第十方式,在磁场元件的第一至第七方式 中的任一方式中,所述磁性体板21、22的外周侧的端部211、221相对 于所述磁铁11的所述外周侧的端部111向所述外周侧突出。
对于本发明的磁场元件的第十一方式,在磁场元件的第一至第七方 式以及第十方式中的任一方式中,所述磁性体板21、22的内周侧的端部 212、222相对于所述磁铁11的所述内周侧的端部112向所述内周侧突出。
对于本发明的磁场元件的第十二方式,在第一至第七方式中的任一 方式中,所述磁铁11覆盖设在该磁铁上的所述磁性体板21、22的外周 侧211、221或者内周侧212、222的至少一部分。
对于本发明的磁场元件的第十三方式,在磁场元件的第一至第十二 方式中的任一方式中,所述连接部3连接所述磁场部2的外周侧,所述 磁性体板21、22的所述外周侧的端面211、221的至少相对于设有该磁 性体板的所述磁铁11位于相反侧的部分211a、221a比该端面的靠该磁铁 侧的部分向内周侧后退,所述连接部覆盖后退的该部分的至少一部分。
对于本发明的磁场元件的第十四方式,在磁场元件的第一至第十三 方式中的任一方式中,所述连接部3连接所述磁场部2的内周侧,所述 磁性体板21、22的所述内周侧的端面212、222的至少相对于设有该磁 性体板的所述磁铁11位于相反侧的部分212a、222a比该端面的靠该磁铁 侧的部分向内周侧后退,所述连接部覆盖后退的该部分的至少一部分。
对于本发明的磁场元件的第十五方式,在磁场元件的第一至第十四 方式中的任一方式中,在所述第一和第二磁极面11a、11b上都设有所述 磁性体板21、22。
对于本发明的磁场元件的第十六方式,在磁场元件的第十五方式中, 设在属于同一所述磁铁11的所述第一和所述第二磁极面11a、11b上的所 述磁性体板21、22在该磁铁的所述外周侧和所述内周侧相互连接。
对于本发明的磁场元件的第十七方式,在磁场元件的第一至第十六 方式中的任一方式中,所述磁场元件还具有磁芯5,所述磁芯5在所述周 方向93上邻接的所述磁场部2之间与该磁场部离开设置,并由所述连接 部3保持。
根据本发明的磁场元件的第一方式,通过将磁性体板设置在磁铁的 磁极面上,从而难以受到来自设有该磁性体板侧的退磁场的影响,由此 能够防止磁铁的退磁。并且,由于由非磁性体构成的连接部连接该磁场 部之间,因此能够降低该磁场部彼此之间的磁通的短路。
根据本发明的磁场元件的第二方式,由于磁导率变大,因此动作点 向高磁导侧偏移。由此,能够更加有效地防止磁铁的退磁。
根据本发明的磁场元件的第三方式,能够更加有效地防止磁铁的退 磁。
根据本发明的磁场元件的第四方式,连接部的强度高。
根据本发明的磁场元件的第五方式,在连接部难以产生涡流损耗。
根据本发明的磁场元件的第六方式,在连接部不会产生涡流损耗。
根据本发明的磁场元件的第七方式,在磁性体板上难以产生涡流损 耗。
根据本发明的磁场元件的第八方式,由于设有磁性体板的磁极面的 磁通容易向磁阻低的磁性体板流动,因此磁通难以在同一磁铁的磁极面 间通过磁铁的外周侧的端部而短路。
根据本发明的磁场元件的第九方式,由于设有磁性体板的磁极面的 磁通容易向磁性体板流动,因此磁通难以在同一磁铁的磁极面间通过磁 铁的内周侧的端部而短路。
根据本发明的磁场元件的第十或第十一方式,对于磁场元件的关于 预定的方向的面中的与电枢面对设置的面,能够增大磁极面积。并且, 固定在例如由非磁性材料构成的连接部上的端板覆盖磁性体板的突出部 分的与磁铁相反一侧的端面的至少一部分,由此能够将磁场部固定在连 接部上。
根据本发明的磁场元件的第十二方式,通过将磁性体板嵌入磁铁中, 能够将磁性体板固定在磁铁上。并且,由于能够使磁性体板与磁铁接触 进行固定,所以磁导率变大,由此动作点向高磁导侧偏移。因此,能够 更加有效地防止磁铁的退磁。
根据本发明的磁场元件的第十三或第十四方式,能够利用连接部将 磁性体板固定在磁铁上。
根据本发明的磁场元件的第十五方式,难以从预定的方向侧以及与 其相反一侧受到退磁场的影响,因此能够进一步降低磁铁的退磁。
根据本发明的磁场元件的第十六方式,容易利用磁性体板保持磁铁。
根据本发明的磁场元件的第十七方式,通过设置该磁芯,从而q轴 电感变大。由此,通过使该q轴电感比d轴电感大,能够产生磁阻转矩。
本发明的目的、特征、局面以及优点能够通过以下的详细说明和附 图更加清楚。

附图说明

图1是示意地示出在第一实施方式中说明的磁场元件1a的立体图。
图2是将磁场元件1a沿着旋转轴分离进行表示的图。
图3是示意地示出磁铁11和磁性体板21、22的形状的图。
图4是示意地示出磁铁11和磁性体板21、22的形状的图。
图5是示意地示出磁铁11和磁性体板21、22的形状的图。
图6是示意地示出磁铁11和磁性体板21、22的形状的图。
图7是示意地示出磁铁11和磁性体板21、22的形状的图。
图8是示意地示出在第二实施方式中说明的磁场元件1b的立体图。
图9是示意地示出磁场元件1b的相对于周方向93的剖面的图。
图10是示意地示出在第二实施方式中说明的磁场元件1c的立体图。
图11是示意地示出磁场元件1c的相对于周方向93的剖面的图。
图12是示意地示出磁场元件1c的相对于周方向93的剖面的图。
图13是示意地示出连接部分利用螺栓连接后的磁场元件的图。
图14是示意地示出在第二实施方式中说明的磁场元件1d的立体图。
图15是示意地示出连接部3在轴的周围突出的磁场元件的图。
图16是示意地示出磁性体板21、22利用端板固定后的磁场元件的 图。
图17是示意地示出磁性体板21、22利用端板固定后的磁场元件的 图。

具体实施方式

第一实施方式
图1和图2都示意地示出本实施方式所涉及的同一磁场元件1a。磁 场元件1a具有磁场部2和连接部3,且能够以沿着预定的方向91延伸的 旋转轴92为中心旋转。另外,在图2中,磁场部2和连接部3沿着旋转 轴92错开进行表示。
磁场部2具有磁铁11和磁性体板21、22。磁铁11具有在预定的方 向91上呈相互不同的极性的第一磁极面11a和第二磁极面11b。例如, 第一磁极面11a呈N极,第二磁极面11b呈S极。
磁铁11优选采用烧结而成的稀土类磁铁。这是因为稀土类磁铁的磁 通密度大。该情况下,虽然在稀土类磁铁中容易产生涡流损耗,但是, 通过在后述的磁性体板21、22中使用电导率比稀土类磁铁小的磁性材料, 能够抑制涡流损耗的产生。
磁性体板21、22分别设在第一磁极面11a和第二磁极面11b上。此 时,磁性体板21、22能够使用粘接剂等固定在磁铁11上。
此时,由于磁阻在磁极面11a、11b的表面附近增大粘接剂的量,所 以磁导率变小,因此存在磁特性降低的可能性。由此,优选粘接剂采用 由磁性材料构成的粘接剂。这是因为,由于粘接剂由磁性材料构成,所 以能够对由于减少磁性体板21、22的厚度而引起的磁特性的降低进行补 充。
例如,磁性体板21、22和磁铁11可以分别利用粘接剂将外周侧的 端部211、221、111或者内周侧的端部212、222、112固定在连接部3 上。在该情况下,由于不需要在磁性体板21、22和磁铁11之间涂布粘 接剂,因此不会导致磁阻在磁极面11a、11b的表面附近增大。
磁性体板21、22优选采用具有磁各向同性的压粉磁芯、特别优选采 用压粉铁芯。这是因为在磁性体板21、22中难以产生涡流损耗。另外, 由于磁场元件1a与流到电枢中的电流同步地旋转,因此在磁场元件1a 中产生的铁损的大部分是涡流损耗。
磁场部2在旋转轴92的周围沿着周方向93呈环状配置,并沿着周 方向93相互离开。此时,关于磁铁11来看,磁铁11也在旋转轴92的 周围沿着周方向93呈环状配置。
特别是在图2中,在周方向93上相互邻接的磁铁11在预定的方向 91侧呈相互不同的极性。即,当邻接的一个磁铁11使第一磁极面11a朝 向预定的方向91侧时,另一个磁铁11使第二磁极面11b朝向相同的一 侧。在预定的方向91的相反侧也同样。但是,本发明不限于此。
连接部3由非磁性体构成,连接磁场部2之间。该非磁性体可以是 树脂等非金属,也可以是铝等金属。如果采用非金属,则在连接部3不 会产生涡流损耗。另一方面,如果采用金属,则连接部3的强度提高。
根据上述的磁场元件1a,通过在磁铁11的磁极面11a、11b上设置 磁性体板21、22,从而该磁铁11难以受到来自设有该磁性体板21、22 侧的退磁场的影响。因此,能够防止磁铁11的退磁。并且,由于由非磁 性体构成的连接部3连接磁场部2之间,因此能够降低磁场部2彼此之 间的磁通的短路。
从防止磁铁11的退磁的观点出发,特别优选沿着周方向93相互邻 接的磁场部2之间的距离比属于该磁场部2的磁铁11的关于预定方向91 的厚度小。但是,从防止磁通的短路的观点出发,在将电枢设置在磁场 元件1a上而得到的旋转电机中,优选该距离比磁场元件1a和电枢之间 的距离的二倍大。
图3~图6分别对于磁场部2示意地示出磁铁11和磁性体板21、22 的形状。另外,图3~图6都是从周方向93侧观察磁场部2。
在图3中,磁铁11的外周侧的端部111相对于磁性体板21、22的 外周侧的端部211、221向外周侧突出。根据所述形状,在磁极面11a、 11b之间,磁铁11的外周侧的关于沿着端部111的磁路的磁阻变大。因 此,流出、流入磁铁11的突出部分的磁通容易流向磁阻低的磁性体板21、 22。即,在同一磁铁11的磁极面11a、11b之间磁通难以通过磁铁的外周 侧的端部111短路。由此,流出、流入磁场部2的关于预定的方向91的 端面2a、2b的磁通的密度提高。
在图3中,进一步,磁铁11的内周侧的端部112相对于磁性体板21、 22的内周侧的端部212、222向内周侧突出。根据所述形状,与磁铁11 的外周侧同样,磁通难以短路,因此流出、流入磁场部2的关于预定的 方向91的端面2a、2b的磁通的密度提高。
在图3中,示出了磁铁11相对于磁性体板21、22在内周侧和外周 侧都突出的情况,但是也可以是仅在任一方突出的情况。
对于所述磁场部2,由于磁铁11相对于磁性体板21、22向外周侧或 者内周侧突出,所以能够将磁铁11的端部111或者端部112直接固定在 连接部3上。因此,即使将电枢设置在磁场元件1a上以使电枢的旋转磁 场作用于磁场部2从而在磁铁11中产生吸引力,由于磁铁11固定在连 接部3上,因此也能够对抗在磁铁11中产生的吸引力。并且,能够降低 在磁性体板21、22中产生的推力。
在图4中,磁性体板21、22的端部211、221相对于磁铁11的端部 111向外周侧突出。并且,磁性体板21、22的端部212、222相对于磁铁 的端部112向内周侧突出。根据所述形状,能够增大磁场元件1a的磁极 面积。
在图4中,示出了磁性体板21、22相对于磁铁11在外周侧和内周 侧都突出的情况,但是也可以是仅在任一方突出的情况。
在图5中,磁铁11覆盖设在该磁铁11上的磁性体板21、22的外周 侧(端部211、221)或者内周侧(端部212、222)的至少一部分。根据 所述形状,通过将磁性体板21、22嵌入磁铁11中,能够将磁性体板21、 22固定在磁铁11上。并且,由于能够使磁性体板21、22与磁铁11接触 进行固定,因此磁导率变大,从而动作点向高磁导侧偏移。由此,能够 更加有效地防止磁铁11的退磁。另外,磁铁11的覆盖端部211、221、 212、222的部分也可以未磁化。
特别地,当磁铁11采用连接磁铁时,容易成形呈上述形状的磁铁11。 并且,通过在将磁性体板21、22保持在磁铁11上的状态下对磁铁11和 磁性体板21、22一体成形,能够与磁铁11的成形并行地连接磁铁11和 磁性体板21、22。
在上述的任一方式中,优选如图6所示,磁场部2的关于预定的方 向91的端面2a、2b相对于连接部3突出。这是因为,在相对于磁场元 件1a设置电枢的情况下,电枢比连接部3更接近端面2a、2b,因此在电 枢中产生的磁通的大部分流向磁性体板21、22。即,磁通基本不会泄漏 至连接部3。因此,即使是在连接部3由非磁性金属构成的情况下,也能 够降低在该连接部3中产生的涡流损耗。
对于上述内容,换言之,关于预定的方向91,连接部3相对于端面 2a、2b后退。特别地,当设在相互邻接的磁场部3之间的连接部3相对 于端面2a、2b后退时,即使磁通流过磁性体板21、22的关于周方向93 的端面和电枢之间,由于通过连接部3流动的磁通少,所以能够减小在 连接部3中产生的涡流损耗。
在上述的任一磁场元件1a中,在磁铁11的磁极面11a、11b上分别 设有磁性体板21、22,但是也可以仅在磁极面11a、11b的一方上设置磁 性体板21、22。例如,在多个磁铁11中,对于一部分磁铁11仅在磁极 面11a上设置磁性体板21,对于其他的磁铁11仅在磁极面11b上设置磁 性体板22。
但是,优选在同一磁铁11的磁极面11a、11b上都设有磁性体板21、 22。这是因为,对于磁场元件1a,难以从预定的方向91侧及与其相反一 侧中的任一侧受到退磁场的影响,由此能够进一步降低磁铁11的退磁。
图7示出在磁极面11a、11b上均具有磁性体板21、22的磁场部2 的其他方式。磁性体板21、22相互在磁铁11的外周侧(端部111)和内 周侧(端部112)连接。根据该形状,容易利用磁性体板21、22保持磁 铁11。并且,磁性体板21、22采用压粉铁芯在呈所述形状的磁场部2的 成形容易的方面是优选的。另外,优选使磁性体板21、22相互连接的部 分的关于径向的厚度薄。这是因为能够防止磁通从磁铁11的磁极面11a、 11b的一方朝向另一方通过该部分而短路。
在相对于磁铁11在预定的方向91侧或者与其相反一侧沿着周方向 93呈环状地配置磁性体板21、22的情况下,优选利用比磁性体板21、 22自身的厚度薄的磁性体板A(未图示)结合位于同一侧的磁性体板21、 22。这是因为磁性体板21、22的成形变得容易。并且,由于磁性体板A 的厚度薄,所以在磁性体板A中磁通容易饱和,从而难以发生在周方向 93上邻接的磁铁11之间的经由磁性体板21的磁通的短路。
第二实施方式
图8和图10分别示意地示出本实施方式所涉及的磁场元件1b、1c。 磁场元件1b、1c与磁场元件1a同样,具有磁场部2和连接部3。另外, 在图8和图10中,磁场部2和连接部3沿着旋转轴92错开进行表示。 以下,对与在第一实施方式中说明了的磁场元件1a不同的方面进行说明。 另外,在图8和图10中,关于磁场部2,示出了在同一磁铁11的磁极面 11a、11b上分别设有磁性体板21、22的情况,但是,与第一实施方式同 样,并不限于此。
图9和图11分别示出磁场元件1b、1c的相对于周方向93的剖面。 在磁场元件1b、1c的任一个中,关于设在同一磁铁11上的磁性体板21、 22的外周侧的端面211、221,至少相对于该磁铁11位于相反侧的部分 211a、221a比该端面211、221的靠该磁铁11侧的部分向内周侧后退。
在周方向93上邻接的磁场部2的外周侧经由连接部3相互连接。进 而,连接部3覆盖磁性体板21、22的部分211a、221a的至少一部分。
特别地,在图9中,部分211a、221a都是随着离开磁铁11朝向内 周侧的后退程度变大。进而,连接部3仅覆盖部分211a、221a的靠磁铁 11侧的一部分。
并且,在图11中,部分211a、221a分别向内周侧后退,由此端面 211、221呈阶梯形状。进而,连接部3覆盖部分211a、221a的全部。另 外,连接部3也可以仅覆盖部分211a、221a的一部分。
在图11中示出了连接部3覆盖磁场部2的外周侧整个面的情况,但 是例如也可以如图12所示那样,连接部3仅覆盖部分211a、221a。
根据这些形状(以下称为“形状a”),能够利用连接部3将磁性体板 21、22固定在磁铁11上。
并且,由于磁性体板21、22能够以紧密接触的状态固定在磁铁11 上,因此磁导率变大,从而动作点向高磁导侧偏移。由此,能够更加有 效地防止磁铁11的退磁。
在图9和图11中,关于磁场部2的内周侧,分别示出了具有与上述 的外周侧相同的形状(以下称为“形状b”)的情况。即,关于设置在同 一磁铁11上的磁性体板21、22的内周侧的端面212、222,相对于该磁 铁11位于相反侧的部分212a、222a比该端面212、222的靠该磁铁11 侧的部分向外周侧后退。在周方向93上邻接的磁场部2的内周侧经由连 接部3相互连接。进而,连接部3覆盖磁性体板21、22的部分212a、222a 的至少一部分。
磁场元件1b呈形状a、b双方,从而磁性体板21相对于磁铁11的 固定变得更加容易,并且也容易防止磁铁11的退磁。另外,磁场部2的 关于预定的方向91的定位容易,能够相对于磁场元件1b高精度地设置 电枢。当然,磁场元件1b也可以仅呈形状a、b中的任一方的形状。
在图9中,与第一实施方式(图6)同样,由于磁场部2的端部2a、 2b相对于连接部3突出,所以能够防止在连接部3处产生涡流。
从制造磁场元件1b的观点出发,如图9和图11所示,优选连接部3 关于预定的方向91一分为二。具体而言,连接部3具有连接部分3a、3b, 利用连接部分3a和连接部分3b从两侧夹持磁场部2。
连接部分3a和连接部分3b例如如图13所示通过螺栓4(或者销) 相互连接。优选螺栓4在磁场部2的外周侧或者内周侧的位置设置在连 接部分3a、3b上。这是因为,如果将螺栓4设在所述位置,则磁影响小。 另外,在图13中,示出了关于图8所示的磁场元件1b设有螺栓4的情 况,但是关于图10所示的磁场元件1c也能够同样地设置螺栓4。螺栓4 的材质可以是磁性体,也可以是非磁性体。这是因为,螺栓4与磁场部2 以磁方式离开,且不与电枢的铁芯相面对,因此磁通不会通过螺栓4。
第三实施方式
图14示意地示出本实施方式所涉及的磁场元件1d。磁场元件1d具 有磁场部2、连接部3以及磁芯5。磁场部2与第一实施方式(图1等) 同样地构成。
磁芯5以与磁场部2离开的方式设置于在周方向93上邻接的磁场部 2之间。另外,优选磁芯5使用压粉铁芯。这是因为能够降低在磁芯5中 产生的涡流损耗。
磁芯5也可以采用层叠电磁钢板而成的部件。从降低铁损的观点出 发,优选采用在周方向93上层叠电磁钢板而成的部件。采用在预定的方 向91上层叠电磁钢板而成的部件,磁通会横切电磁钢板彼此的接触面, 因此不是优选的。另外,当磁芯5采用在周方向93上层叠电磁钢板而成 的部件时,磁芯5的相对于径向的厚度在径向大致相同。
磁芯5的从预定的方向91观察到的形状能够采用长方形、扇形、梯 形等。
连接部3与第一实施方式同样地连接磁场部2之间,还保持磁芯5。
根据所述磁场元件1d,通过设置磁芯5从而q轴电感变大。由此, 通过使该q轴电感比d轴电感大,能够产生磁阻转矩。
此处,在相对于磁场元件1d设有集中绕组的电枢的情况中,当磁场 元件的极数与电枢绕组的数目的比率为2:3时,优选磁铁11或者磁性体 板21、22与磁芯5的绕旋转轴92的角度比率为2:1。这是因为,与电枢 的一个极的部分相当的绕旋转轴92的角度与磁铁11或者磁性体板21、 22的绕旋转轴92的角度大致相同,能够使磁铁11的磁通有效地与电枢 交链。
通过使磁芯5的相对于预定的方向91的截面积越靠近预定的方向 91的中央附近越大,从而容易利用连接部3进行保持。例如能够使磁芯 5的外周侧或者内周侧的端面、或关于周方向93的端面形成为凸形状。 当采用这样的磁芯5时,使连接部关于预定的方向91一分为二在容易制 造的方面是优选的。
在上述的任一实施方式中,磁场元件1a~1d都固定在能够以旋转轴 92为中心旋转的轴上。磁场部2可以直接固定在轴上,但是从防止磁通 的短路、和确保强度等观点出发,优选磁场部2经由连接部3固定在轴 上。
特别是从确保强度的观点出发,使设在磁场部2的内周侧的连接部 3(也可以是连接部3的一部分)在轴的周围沿着旋转轴92突出的情况 在扩大连接部3与轴之间的接触面积的方面是优选的。图15中示出所述 形状。
并且,在上述的任一实施方式中,也可以如图16所示那样将磁性体 板21固定在磁铁11上。即,使磁性体板21的内周侧的端部212相对于 磁铁11向内周侧突出。进而,相对于突出的部分从与磁铁11相反一侧 设置沿着周方向93呈环状的端板6。端板6由非磁性金属构成。利用相 对于端板6设置在与磁性体板21相反一侧的轴921的粗的部分922向磁 铁11侧按压该端板6。例如,可以将端板6固定在轴921上,也可以利 用螺栓等将端板6固定在连接部3等上。
关于磁性体板22同样也能够通过端板6固定在磁铁11上(图16)。 另外,在图16中,轴921的粗的部分922设在磁场元件1a的两侧,但 是也可以仅在任一方设置该部分922。该情况下,能够相对于配置磁场元 件1a的轴921的位置从与部分922相反一侧将磁场元件1a设置在该位 置。进而,通过相对于磁场元件1a从与部分922相反一侧设置螺钉等, 能够利用该螺钉和部分922夹持固定磁场元件1a。
在磁场元件1a的两侧都设有部分922的情况(图16)下,例如可以 使磁场元件1a关于周方向93一分为二。该情况下,分割后的磁场元件 1a的一方和另一方在两个部分922之间相对于轴921相互从相反侧夹持 该轴921而连接。
另外,在将电枢设在磁场元件1a上而得到旋转电机的情况下,将端 板6设在不与电枢的绕组相面对的位置的情况在防止旋转电机的效率降 低的方面是优选的。
也可以如图17所示那样将磁性体板21、22固定在磁铁11上。即, 磁性体板21、22的外周侧的端部211、221相对于磁铁11向外周侧突出。 连接部3设在磁场部2的外周侧。由非磁性材料构成的端板61例如通过 销41(也可以是螺栓)固定在设于外周侧的连接部3的关于预定的方向 91的两端上。端板61覆盖磁性体板21的突出的部分的、与磁铁11相反 一侧的端面的至少一部分。
关于磁性体板21、22的内周侧也同样能够利用端板61固定(图17)。 但是,也可以仅内周侧和外周侧中的任一方利用端板61固定。
根据所述方式,端板61仅覆盖磁性体板21、22的突出的部分,并 且销41设在连接部3上,因此能够将端板61和销41设在不与电枢相面 对的位置上。由此,在将电枢设在磁场元件1a上而得到的旋转电机中, 磁特性不会降低,并且磁场元件1a与电枢之间的间隙长度不会增大。
对该发明进行了详细地说明,但是上述的说明在所有的方面都是例 示,本发明并不限于此。未例示的无数的变形例可以认为是没有脱离本 发明的范围而能够想到。
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