电动机以及旋转电机用转子的制作方法

专利名称：电动机以及旋转电机用转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机，所述电动机具有环状的定子，其以包围轴线的方式配 置；第一转子，其可绕轴线旋转；第二转子，其配置在所述定子以及所述第一转子之间并可 绕轴线旋转。此外，本发明涉及一种旋转电机用转子和使用该旋转电机用转子的电动机。
背景技术：
作为现有的电动机，公知为例如下述专利文1所述的技术。该电动机具有内转子 (inner rotor)、定子以及外转子(outer rotor)，内转子为在圆周方向配置有沿径向稍微 延伸的多个永磁铁的圆柱状内转子，定子为在圆周方向上配置多个电枢，并通过树脂模制 固定的圆筒状定子，外转子通过在层叠有多个环的磁心上卷绕线圈而形成为圆筒状，不对 该线圈供电。此外，内转子、定子以及外转子从内侧顺次设置，并可以相对旋转。在该电动机中，当对定子供应电力而产生旋转磁场时，通过内转子的永磁铁的磁 极相对于定子的磁极吸引、排斥，由此，内转子与旋转磁场同步旋转，外转子通过电磁感应 作用而不与旋转磁场同步旋转。此外，如下述专利文献2所公知，永磁铁式电动机的转子具有在轴线方向互相相 邻的第一永磁铁组和第二永磁铁组，第一、第二永磁铁组分别在转子的外周面上交替配置 有磁化方向相异的多个永磁铁，并且使在轴向上相邻的第一永磁铁组的永磁铁和第二永磁 铁组的永磁铁的磁化方向相异。此外，如下述专利文献3所公知(参照图12的第五实施例)，步进电动机 (stepping motor)的转子由在轴线方向上并排设置的第一转子部 第四转子部构成，每个 转子部具有极性在圆周方向上交替逆转(反転)的多个永磁铁，第一转子部以及第二转子 部的永磁铁的极性在圆周方向上以1/2间距的量错开，并且，第三转子部以及第四转子部 的永磁铁的极性在圆周方向上以1/2间距的量错开，并且，第一、第二转子部的永磁铁的极 性以及第三、第四转子部的永磁铁的极性在圆周方向上以1/4间距的量错开。专利文献1 日本特开平11-341757号公报专利文献2 日本特开2007-129869号公报专利文献3 日本特开平9-9602号公报但是，专利文献1所述的电动机，由于使外转子通过电磁感应作用旋转，所以不是 同步机，而作为感应机起作用，所以存在不能得到高效率的问题。此外，由于使外转子通过 电磁感应作用旋转，通过在外转子的线圈上产生的感应电流以及在外转子的磁心上产生的 涡电流的作用，外转子发热，所以需要冷却外转子。为了解决这样的问题，本申请人在日本专利申请特愿2007-026422号中提出一种 新的电动机。本电动机具有环状的定子，其以包围轴线的方式配置；内转子，其可绕轴线旋 转；以及外转子，其配置在定子以及内转子之间且可绕轴线旋转，其中，其定子是通过并排 设置第一电枢列和第二电枢列而构成的，所述第一电枢列由多个第一电枢构成并产生沿圆周方向旋转的第一旋转磁场，所述第二电枢列由多个第二电枢构成并产生沿圆周方向旋转 的第二旋转磁场，其内转子是通过并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构成的，所述 第一永磁铁列由多个第一永磁铁构成，所述第二永磁铁列由多个第二永磁铁构成，其外转 子是通过在轴线方向并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列而构成，所述第一感应磁 极列由软磁性体制的多个第一感应磁极构成，所述第二感应磁极列由软磁性体制的多个第 二感应磁极构成，分别使第一电枢列以及所述第一永磁铁列与第一感应磁极列的径向两侧 相对，分别使第二电枢列以及第二永磁铁列与第二感应磁极列的径向两侧相对。但是，在日本专利申请特愿2007-026422号提出的电动机存在下面的问题由于 其定子的第一电枢列的相位和第二电枢列的相位以半间距(电角90° )错开，所以定子的 构造变复杂。此外，电动机的转子的永磁铁在与面对其的定子的电枢之间进行磁通的交接(受 汁渡L )，但在转子上设置的多个永磁铁中，当磁通在相邻的两个永磁铁的相异的极性的磁 极间短路时，存在着在转子的永磁铁和定子的电枢间交接的磁通减少从而电动机产生的转 矩减少的问题。

发明内容
本发明鉴于所述的情况而提出，其第一目的在于将具有产生旋转磁场的电枢列的 电动机的定子构造简化。此外，本发明的第二目的在于，抑制在旋转电机用转子上设置的多个永磁铁间的 表面磁通的短路，从而提高旋转电机的性能。为了实现上述第一目的，根据本发明的第一特征提出一种电动机，其具有环状的 定子，其以包围轴线的方式配置；第一转子，其可绕轴线旋转；以及第二转子，其配置在所述定子以及所述第一转子之间并可绕轴线旋转，所述电动机的特征在于，所述定子是在轴线方向上并排设置第一电枢列和第二电枢列而构成的，所述第一 电枢列由配置在圆周方向上的多个第一电枢构成，在伴随着电力的供应而在该多个第一电 枢上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转的第一旋转磁场，所述第二电枢列由配置 在圆周方向上的多个第二电枢构成，在伴随着电力的供应而在该多个第二电枢上产生的磁 极的作用下，产生沿圆周方向旋转的第二旋转磁场，所述第一转子是在轴线方向上并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构成的， 所述第一永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第一永磁铁而构成，使得具有按规定间距交 替相异的极性的磁极，所述第二永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第二永磁铁而构成， 使得具有按所述规定间距交替相异的极性的磁极，所述第二转子是在轴线方向上并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列而构 成的，所述第一感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距配置的软磁性体制的多个第一 感应磁极构成，所述第二感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距配置的软磁性体制的 多个第二感应磁极构成，所述第一电枢列以及所述第一永磁铁列分别与所述第一感应磁极列的径向两侧相对，所述第二电枢列以及所述第二永磁铁列分别与所述第二感应磁极列的径向两侧相 对，使所述定子的所述第一旋转磁场的极性的相位以及所述第二旋转磁场的极性的 相位相互一致，所述第二转子的所述第一感应磁极的相位以及第二感应磁极的相位在圆周 方向上相互以所述规定间距的一半错开，所述第一转子的第一永磁铁列的磁极的相位以及 第二永磁铁列的磁极的相位在圆周方向以所述规定间距错开。此外，根据本发明的第二特征，提供一种电动机，其具有环状的定子，其以包围轴线的方式配置；第一转子，其可绕轴线旋转；以及第二转子，其配置在所述定子以及所述第一转子之间并可绕轴线旋转，所述电动机的特征在于，所述定子由电枢列形成，所述电枢列由在圆周方向上配置的多个电枢构成，在伴 随着电力的供应而在该多个电枢上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转的旋转磁 场，所述第一转子是在轴线方向上并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构成的， 所述第一永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第一永磁铁而构成，使得具有按规定间距交 替相异的极性的磁极，所述第二永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第二永磁铁而构成， 使得具有按所述规定间距交替相异的极性的磁极，所述第二转子是在轴线方向上并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列而构 成的，所述第一感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距配置的软磁性体制的多个第一 感应磁极构成，所述第二感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距配置的软磁性体制的 多个第二感应磁极构成，所述第一电枢列以及所述第一永磁铁列分别与所述第一感应磁极列的径向两侧 相对，所述电枢列以及所述第二永磁铁列分别与所述第二感应磁极列的径向两侧相对，所述第二转子的所述第一感应磁极的相位以及第二感应磁极的相位在圆周方向 上相互以所述规定间距的一半错开，所述第一转子的第一永磁铁列的磁极的相位以及第二 永磁铁列的磁极的相位在圆周方向以所述规定间距错开。此外，根据本发明的第三特征，提出一种电动机，其特征在于，除上述第一或者第 二的特征之外，在所述第二转子的圆筒状的转子体上形成在轴线方向上呈直线状延伸的多 个狭缝，在所述各狭缝中嵌合所述第一、第二感应磁极。为了实现上述第二目的，根据本发明的第四特征，提出一种旋转电机用转子，其在 轴线方向上并排设置多个磁极列，所述磁极列以极性相异的磁极在圆周方向上交替排列的 方式配置有多个主永磁铁，并且使在轴线方向上相邻的所述磁极列的相互相对的所述主永 磁铁的极性相异，所述旋转电机用转子的特征在于，在相邻的两个所述磁极列的轴线方向上相互相对的所述主永磁铁之间设置副永 磁铁，并且配置所述副永磁铁的极性以抑制相互相对的所述主永磁铁之间的表面磁通的短 路。此外，根据本发明的第五特征，提出一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述第四特征之外，所述副永磁铁的去磁耐力被设定得大于所述主永磁铁的去磁耐力。此外，根据本发明的第六特征，提出一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述第 四或者第五特征之外，所述副永磁铁比所述主永磁铁更向定子侧突出。此外，根据本发明的第七特征，提出一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述第 四 第六的任一项的特征之外，所述副永磁铁由配置在所述多个磁极列之间的弱磁性体制 的垫片(spacer)的外周部支承此外，根据本发明的第八特征，提出一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述第 七特征之外，所述副永磁铁具有相对于轴线沿圆周方向延伸的内周面以及外周面；相对于轴 线沿径向延伸的一对侧面；以及连接所述一对侧面的径向外端部以及所述外周面的圆周方 向两端部的一对倾斜面，在所述垫片的外周部上形成有所述副永磁铁嵌合的副永磁铁支承孔，所述副永磁铁的至少所述一对倾斜面与所述副永磁铁支承孔的周围的一对径向 负荷支承部相接。此外，根据本发明的第九特征，提供一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述第 八特征之外，所述垫片具有连接所述一对径向负荷支承部的桥部，所述桥部隔着空隙与所 述副永磁铁的外周面相对。此外，根据本发明的第十特征，提供一种旋转电机用转子，其在轴线方向上并排设 置多个磁极列，所述磁极列以极性相异的磁极在圆周方向上交替排列的方式配置有多个主 永磁铁，并且使在轴线方向上相邻的所述磁极列的相互相对的所述主永磁铁的极性相异，所述旋转电机用转子的特征在于，在圆周方向上相互相对的所述主永磁铁之间设置副永磁铁，配置所述副永磁铁的 极性以抑制相互相对的所述主永磁铁之间的表面磁通的短路。此外，根据本发明的第十一特征，提出一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述 第十特征之外，所述副永磁铁的去磁耐力被设定得大于所述主永磁铁的去磁耐力。此外，根据本发明的第十二特征，提出一种旋转电机用转子，其特征在于，除上述 第十或者第十一特征之外，所述副永磁铁比所述主永磁铁更向定子侧突出。此外，根据本发明的第十三特征，提出一种电动机，其具有上述第四 第十二中任 一项所述的旋转电机用转子来作为第一转子，其特征在于，在所述第一转子和定子之间具有第二转子，所述定子由在圆周方向配置的多个电枢构成，在伴随着电力的供应而在该多个电 枢上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转的旋转磁场，所述第一转子是在轴线方向上并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构成的， 所述第一永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第一永磁铁而构成，使得具有按规定间距交 替相异的极性的磁极，所述第二永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第二永磁铁而构成， 使得具有按所述规定间距交替相异的极性的磁极，所述第二转子是在轴线方向上并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列而构 成的，所述第一感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距配置的软磁性体制的多个第一 感应磁极构成，所述第二感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距配置的软磁性体制的多个第二感应磁极构成，所述定子的电枢列以及所述第一永磁铁列与所述第一感应磁极列的径向两侧相 对，所述定子的电枢列以及所述第二永磁铁列分别与所述第二感应磁极列的径向两侧相 对，所述第二转子的所述第一感应磁极的相位以及第二感应磁极的相位在圆周方向 上相互以所述规定间距的一半错开，所述第一转子的第一永磁铁列的磁极的相位以及第二 永磁铁列的磁极的相位在圆周方向以所述规定间距错开。并且，实施方式的外转子13与本发明的第二转子对应，实施方式的内转子14与本 发明的第一转子对应，实施方式的第一、第二定子12L、12R与本发明的定子对应，实施方式 的第一、第二电枢21L、21R与本发明的电枢对应，实施方式的第一、第二感应磁极38L、38R 与本发明的感应磁极对应，实施方式的第一、第二副永磁铁40L、40R与本发明的副永磁铁 对应，实施方式的第一、第二主永磁铁52L、52R与本发明的主永磁铁对应。发明效果根据本发明的第一特征，电动机具有环状的定子，其以包围轴线的方式配置并通 过第一、第二电枢列产生第一、第二旋转磁场；第一转子，其具有由第一、第二永磁铁构成的 第一、第二永磁铁列并且可绕轴线旋转；以及第二转子，其配置在定子以及第一转子间，具 有由第一、第二感应磁极构成的第一、第二感应磁极列并且可绕轴线旋转，分别使第一电枢 列以及第一永磁铁列与第一感应磁极列的径向两侧相对，分别使第二电枢列以及第二永磁 铁列与第二感应磁极列的径向两侧相对，因此，控制对第一、第二电枢的通电使第一、第二 旋转磁场旋转，由此可以形成通过第一电枢、第二电枢、第一永磁铁、第二永磁铁以及第一 感应磁极、第二感应磁极的磁路，使第一转子以及第二转子中的一方或者双方旋转。此时，通过将第二转子的第一、第二感应磁极的相位相互以规定间距的一半错开， 并且将第一转子的第一、第二永磁铁列的磁极的相位相互以规定间距错开，从而可以使定 子的第一、第二旋转磁场的极性的相位一致，由此，可以以相同的相位配置第一、第二电枢 列，从而能够简化定子的构造。根据本发明的第二特征，电动机具有环状的定子，其以包围轴线的方式配置并通 过电枢列产生旋转磁场；第一转子，其具有由永磁铁构成的第一、第二永磁铁列并且可以绕 轴线旋转；以及第二转子，其配置在定子以及第一转子间，并具有由第一、第二感应磁极构 成的第一、第二感应磁极列并且可以绕轴线旋转，由于分别使电枢列以及第一永磁铁列与 第一感应磁极列的径向两侧相对，分别使电枢列以及第二永磁铁列与第二感应磁极列的径 向两侧相对，因此，控制对电枢的通电使旋转磁场旋转，从而可以形成通过电枢、第一永磁 铁、第二永磁铁以及第一感应磁极、第二感应磁极的磁路，并使第一转子以及第二转子的一 方或者双方旋转。此时，通过将第二转子的第一、第二感应磁极的相位相互以规定间距的一半错开， 并且将第一转子的第一、第二永磁铁列的磁极的相位相互以规定间距错开，从而，可以使定 子相对于第一感应磁极以及第一永磁铁的旋转磁场的极性和定子相对于第二感应磁极以 及第二永磁铁的旋转磁场的极性一致，由此，可以使电枢列的数量为一个，从而能够简化定 子的构造。根据本发明的第三特征，由于在以沿轴线方向延伸的方式设置在第二转子的转子体上的多个狭缝中嵌合第一、第二感应磁极，所以第一、第二感应磁极相对于转子体的安装 变得简单。根据本发明的第四特征，旋转电机用转子在轴线方向上并排设置多个磁极列，磁 极列以在圆周方向上交替排列极性相异的磁极的方式配置有多个主永磁铁，使在轴线方向 上相邻的磁极列的相互相对的主永磁铁的极性相异，配置在相邻的两个磁极列的轴线方向 上相互相对的主永磁铁间设置的副永磁铁的极性，以抑制相互相对的主永磁铁之间的表面 磁通的短路，因此，可以利用副永磁铁的磁通抑制主永磁铁间的表面磁通的短路，将因表面 磁通的短路引起的旋转电机的性能下降抑制在最小限度。根据本发明的第五特征，由于将副永磁铁的去磁耐力设定得大于主永磁铁的去磁 耐力，所以可以使主永磁铁充分发挥利用磁通抑制副永磁铁去磁、抑制副永磁铁引起的表 面磁通的短路的效果。根据本发明的第六特征，由于副永磁铁比主永磁铁更向定子侧突出，所以使副永 磁铁向相互相对的主永磁铁间的表面磁通的短路通路突出，从而可以有效发挥副永磁铁引 起的表面磁通的短路抑制效果。根据本发明的第七特征，由于在多个磁极列间配置的弱磁性体制的垫片的外周部 上支承副永磁铁，所以与由层叠钢板构成该垫片的情况相比不仅可以更廉价，也可以通过 垫片进一步提高防止副永磁铁引起的多个磁极列间的磁通短路的效果。根据本发明的第八特征，由在垫片的外周部形成的副永磁铁支承孔支承的副永磁 铁的至少一对倾斜面与副永磁铁支承孔的周围的一对径向负荷支承部相接，所以当伴随着 旋转电机用转子的旋转的离心力作用于副永磁铁时，可以将副永磁铁定位在圆周方向上。根据本发明的第九特征，垫片具有连接一对径向负荷支承部的桥部，由于该桥部 隔着空隙与副永磁铁的外周面相对，所以可以通过桥部有效地防止离心力引起的应力集中 于一对径向负荷支承部上使得耐久性下降的情况。此时，由于副永磁铁利用轴线方向的磁 通可以得到防止多个磁极列间的磁通短路的效果，所以即使在副永磁铁的外周面和永磁铁 支承孔之间存在径向空隙，也不影响防止所述磁通短路的效果。根据本发明的第十特征，旋转电机用转子在轴线方向上并排设置多个磁极列，磁 极列以在圆周方向上交替排列极性相异的磁极的方式配置有多个主永磁铁，使在轴线方向 上相邻的磁极列的相互相对的主永磁铁的极性相异，配置在圆周方向上相互相对的主永磁 铁间设置的副永磁铁的极性，以抑制相互相对的主永磁铁之间的表面磁通的短路，因此，可 以利用副永磁铁的磁通抑制主永磁铁间的表面磁通的短路，将因表面磁通的短路引起的旋 转电机的性能下降抑制在最小限度。根据本发明的第十一特征，由于将副永磁铁的去磁耐力设定得大于主永磁铁的去 磁耐力，所以可以使主永磁铁充分发挥利用磁通来抑制副永磁铁去磁、抑制副永磁铁引起 的表面磁通的短路的效果。根据本发明的第十二特征，由于副永磁铁比主永磁铁更向定子侧突出，因此，可以 使副永磁铁向相互相对的主永磁铁间的表面磁通的短路通路突出，从而，可以有效地发挥 抑制副永磁铁引起的表面磁通的短路的效果。此外，根据技术方案13的构成，电动机具有定子，其利用电枢列产生旋转磁场； 第一转子，其具有由第一、第二永磁铁构成的第一、第二永磁铁列；以及第二转子，其配置在定子以及第一转子间，并具有由第一、第二感应磁极构成的第一、第二感应磁极列，分别使 电枢列以及第一永磁铁列与第一感应磁极列的径向两侧相对，分别使电枢列以及第二永磁 铁列与第二感应磁铁列的径向两侧相对，因此，通过控制对电枢的通电使旋转磁场旋转，从 而可以形成通过第一电枢、第二电枢、第一永磁铁、第二永磁铁以及第一感应磁极、第二感 应磁极的磁路，可以使第一转子以及第二转子的一方或者双方旋转。


图1是在轴线方向上观察与图2的1-1线向视图对应的电动机的主视图(第一实 施方式)；图2是图1的2-2线剖面图(第一实施方式)；图3是图2的3-3线剖面图(第一实施方式)；图4是图2的4-4线剖面图(第一实施方式)；图5是图2的5-5线剖面图(第一实施方式)；图6是图3的6-6线剖面图(第一实施方式)；图7是电动机的分解立体图(第一实施方式)；图8是内转子的分解立体图(第一实施方式)；图9是图3的9部放大图(第一实施方式)；图10是将电动机在圆周方向上展开的模式图(第一实施方式)；图11是在固定内转子的情况下的动作说明图之一(第一实施方式)；图12是在固定内转子的情况下的动作说明图之二(第一实施方式)；图13是在固定内转子的情况下的动作说明图之三(第一实施方式)；图14是在固定外转子的情况下的动作说明图之一(第一实施方式)；图15是在固定外转子的情况下的动作说明图之二(第一实施方式)；图16是与所述图2对应的图(第二实施方式)；图17是与所述图9对应的图(第三实施方式)；图18是与所述图2对应的图(第四实施方式)；图19是图18的19-19线剖面图(第四实施方式)；图20是图18的20-20线剖面图(第四实施方式)；图21是图18的21-21线剖面图(第四实施方式)；图22是图18的22-22线剖面图(第四实施方式)；图23是图19的23-23线剖面图(第四实施方式)；图24是电动机的分解立体图(第四实施方式)；图25是内转子的分解立体图(第四实施方式)；图26是图19的26部放大图(第四实施方式)；图27是与所述图2对应的图(第五实施方式)；图28是与所述图26对应的图(第六实施方式)；图29是28的29-29线剖面图(第六实施方式)；图30是与所述图26对应的图(第七实施方式)；图31是垫片的重要部分放大图(第八实施方式)；
其中12-定子；12L-第一 定子(定子)；12R-第二定子(定子)；13-外转子(第二转 子)；14-内转子(第一转子)；21-电枢；21L-第一电枢(电枢)；21R-第二电枢(电枢)； 31-转子体；31a-狭缝；31b-狭缝；38L-第一感应磁极(感应磁极)；38R-第二感应磁极 (感应磁极)；39-副永磁铁；40L-第一副永磁铁(副永磁铁)；40R-第二副永磁铁(副永 磁铁)；49-垫片；49a-副永磁铁支承孔；49b-径向负荷支承部；49c_桥部；52L-第一永磁 铁(第一主永磁铁、主永磁铁)；52R-第二永磁铁(第二主永磁铁、主永磁铁)；内周面； b-外周面；c-侧面；d-倾斜面；L-轴线；P-规定间距；y -空隙。
具体实施例方式以下，基于

本发明的实施方式。第一实施方式首先，基于图1 图15说明本发明的第一实施方式。如图7所示，本实施方式的电动机M包括壳体11，其呈在轴线L方向上短的八边 筒形状；圆环状的第一定子12L和第二定子12R，它们被固定在壳体11的内周；圆筒状的外 转子13，其被收容在第一、第二定子12L、12R的内部并绕轴线L旋转；以及圆筒状的内转子 14，其被收容在外转子13的内部并绕轴线L旋转。外转子13以及内转子14可以相对于固 定的第一、第二定子12L、12R相对旋转，并且外转子13以及内转子14可以相互相对旋转。由如图1以及图2可知，壳体11通过有底八边筒状的主体部15和被多个螺栓16… 固定在主体部15的开口上的八边板状的盖部17构成，在主体部15以及盖部17上形成有 用于通气的多个开口 15a…、17a…。从图1 图4以及图7可知，第一、第二定子12L、12R是使相同构造物在圆周方向 上使相位一致并重合而成，以其中之一的第一定子12L为例说明构造。第一定子12L具有多 个(在实施方式中为24个)第一电枢21L…，多个第一电枢21L…在由层叠钢板形成的磁 心18的外周上隔着绝缘子19卷绕有线圈20，这些第一电枢21L…以整体上呈圆环状的方 式在圆周方向结合的状态下通过环状的座22而形成一体。从座22的轴线L方向一端沿径 向突出的凸缘22a被多个螺栓23…固定在壳体11的主体部15的内表面的台阶部15b (参 照图2)上。第二定子12R与上述的第一定子12L同样具有24个第二电枢21R…，其座22的凸 缘22a由多个螺栓24…固定在壳体11的主体部15的内表面的台阶部15c (参照图2)上。 此时，第一定子12L以及第二定子12R的圆周方向的相位一致(参照图3以及图4)。并且， 从在壳体11的主体部15上设置的三个端子25、26、27(参照图1)对第一、第二定子12L、 12R的第一、第二电枢21L…、21R…供应三相交流电，由此，可以在第一、第二定子12L、12R 上产生相同相位的旋转磁场。从图2以及图7可知，外转子13为具有转子体31和两个转子罩33、33的中空部 件，所述转子体31由弱磁性体形成为圆筒状，所述两个转子罩33、33由弱磁性体形成为圆 筒状，并以覆盖转子体31的两端的开口的方式被螺栓32…固定，从一个转子罩33的中心 在轴线L上突出的第一外转子轴34由滚珠轴承35支承在壳体11的主体部15上且旋转自 如，并且从另一个转子罩33的中心在轴线L上突出的第二外转子轴36由滚珠轴承37支承在壳体11的盖部17上且旋转自如。作为外转子13的输出轴的第一外转子轴34贯穿壳体 11的主体部15并向外部延伸出。所谓弱磁性体是指不会被磁铁吸引的材质，例如除铝等之外还包括树脂、木等，也 称为非磁性体。从图2、图6以及图7可知，在外转子13的转子体31的轴线L方向一端面上，以 与径向内外连通的方式形成有与轴线L平行地延伸的多个(在实施方式中为20个)狭缝 31a…，此外，在转子体31的轴线L方向另一端面上，以与径向内外连通的方式形成有与轴 线L平行地延伸的多个(在实施方式中为20个)狭缝31b…。一方的狭缝31a…以及另一 方的狭缝31b…以交替配置的方式错开相位。沿轴线L方向插入软磁性体制的第一感应磁极38L…并埋入在一方狭缝31a…中， 沿轴线L方向插入软磁性体制的第二感应磁极38R…并埋入在另一方狭缝31b…中，分别通 过转子罩33、33将第一感应磁极38L…和第二感应磁极38R…保持在狭缝31a…、31b…内。 所述第一、第二感应磁极38L…、38R…由在轴线L方向上层叠的钢板构成。第一、第二感应磁极38L…、38R…嵌合于以沿轴线L方向延伸的方式设置在转子 体31上的多个狭缝38a…、38b…中并被支承，因此，第一、第二感应磁极38L…、38R…相对 于转子体31的组装变简单。并且，由于第一、第二感应磁极38L…、38R…相对于狭缝31a…、 31b…凹凸卡合(参照图9)，所以它们不会脱落到转子体31的径向内外。从图2可知，以包围外转子13的第二外转子轴36的方式设置有用于检测外转子 13的旋转位置的第一解析器(reS0lver)42。第一解析器42由解析器转子43和解析器定 子44构成，所述解析器转子43固定在第二外转子轴36的外周，所述解析器定子44以包围 该解析器转子43的周围的方式固定在壳体11的盖部17上。从图2 图5以及图8可知，内转子14具有转子体45，其形成为圆筒状；内转子 轴47，其贯通转子体45的轮毂45a并由螺栓46固定；圆环状的第一、第二转子磁心48L、 48R，它们由层叠钢板构成且嵌合于转子体45的外周；以及圆环状的垫片49，其嵌合于转子 体45的外周。内转子轴47的一端在轴线L上由滚珠轴承50支承在第一外转子轴34的内 部且旋转自如，此外，内转子轴47的另一端由滚珠轴承51支承在第二外转子轴36的内部 且旋转自如，并且贯通第二外转子轴36以及壳体11的盖部17，作为内转子14的输出轴向 壳体11的外部延伸出。由于在转子体45的外周嵌合的第一、第二转子磁心48L、48R具有相同构造，所以 沿其外周面具有多个(在实施方式中为20个)永磁铁支承孔48a…(参照图3以及图4)， 在其中沿轴线L方向压入第一、第二永磁铁52L…、52R…。第一转子磁心48L的邻接的第一 永磁铁52L…的极性交替反转，第二转子磁心48R的邻接的第二永磁铁52R…的极性交替反 转，并且，第一转子磁心48L的第一永磁铁52L…的圆周方向的相位以及极性和第二转子磁 心48R的第二永磁铁52R…的圆周方向的相位以及极性，以错开180°电角的方式相互一致 (参照图3以及图4)。并且，在转子体45的外周的轴线L方向中央嵌合弱磁性体的垫片49，在其外侧 分别嵌合阻止第一、第二永磁铁52L…、52R…脱落的一对内侧永磁铁支承板53、53，在其外 侧分别嵌合第一、第二转子磁心48L、48R，在其外侧分别嵌合组织第一、第二永磁铁52L…、 52R…脱落的一对外侧永磁铁支承板54、54，并且在其外侧通过压入方式分别固定一对限位环 55,55ο从图2可知，以包围内转子轴47的方式设置有用于检测内转子14的旋转位置的 第二解析器56。第二解析器56由解析器转子57和解析器定子58构成，所述解析器转子 57固定在内转子轴47的外周，所述解析器定子58以包围该解析器转子57的周围的方式固 定在壳体11的盖部17上。然后，如图9中放大所示，第一定子12L的第一电枢21L···的内周面与在外转子13 的外周面露出的第一感应磁极38L···的外周面隔着微小的空气间隙α相对，内转子14的第 一转子磁心48L的外周面与在外转子13的内周面露出的第一感应磁极38L···的内周面隔 着微小的空气间隙β相对。同样，第二定子12R的第二电枢21R···的内周面与在外转子13 的外周面露出的第二感应磁极38R···的外周面隔着微小的空气间隙α相对，内转子14的第 二转子磁心48R的外周面与在外转子13的内周面露出的第二感应磁极38R…的内周面隔着 微小的空气间隙β相对。其次，说明具有上述构成的第一实施方式的电动机M的工作原理。图10模式地表示将电动机M在圆周方向展开的状态。在图10的左右两侧，分别表 示内转子14的第一永磁铁52L···、第二永磁铁52R···。第一永磁铁52L···、第二永磁铁52R… 在圆周方向(图10的上下方向)上以规定间距P交替配置N极以及S极，并且在轴线L方 向(图10的左右方向)上相对的第一永磁铁52L···的极性以及第二永磁铁52R···的极性以 相反的方式配置。在图10的中央部，在圆周方向上以规定间距P配置有与第一、第二定子12L、12R 的第一、第二电枢21Ι^··、21Ι …相对应的假想永磁铁21…。实际上，由于第一、第二定子 12L、12R的第一、第二电枢21Ι^··、21Ι …的数目各为24个，内转子14的第一、第二永磁铁 52L"、52R…的数目各为20个，所以第一、第二电枢21Ι^··、21Ι …的间距与内转子14的第 一、第二永磁铁52Ι^··、52Ι …的间距P —致。但是，由于第一、第二电枢21 ···、21Κ···分别形成旋转磁场，所以可以用以间距P 配置并在圆周方向上旋转的20个假想永磁铁21…置换这些第一、第二电枢21 ···、21Κ···。 以下，将第一、第二电枢21Ι^··、21Ι …称为假想永磁铁21…的第一、第二假想磁极21L···、 21R···。在圆周方向上邻接的假想永磁铁21…的第一、第二假想磁极21L"*、21R…的极性交 替反转(反転)，并且各假想永磁铁21…的第一假想磁极21L···和第二假想磁极21R…具有 相同的极性且在轴线方向L上排列。在第一、第二永磁铁52Ι^··、52Ι …和假想永磁铁21…之间配置外转子13的第一、 第二感应磁极38 ···、38Κ…。第一、第二感应磁极38 ···、38Κ···在圆周方向以间距P配置， 并且第一感应磁极38L···和第二感应磁极38R···在圆周方向以间距P的一半错开。如图10所示，当假想永磁铁21的第一假想磁极21L的极性和与其相对(最近)的 第一永磁铁52L的极性不同时，假想永磁铁21的第二假想磁极21R的极性和与其相对(最 近)的第二永磁铁52R的极性相同。此外，当假想永磁铁21的第二假想磁极21R的极性和 与其相对(最近)的第二永磁铁52R的极性不同时，假想永磁铁21的第一假想磁极21L的 极性和与其相对(最近)的第一永磁铁52L的极性相同(参照图12(G))。首先，说明在将内转子14(第一、第二永磁铁52 ···、52Κ···)固定成无法旋转的状 态下，通过在第一、第二定子12L、12R(第一、第二假想磁极21 ···、21Κ···)上产生旋转磁场，旋转驱动外转子13(第一、第二感应磁极38 ···、38Κ···)的情况下的作用。在此情况下，以 图 Il(A)—图 Il(B)—图 Il(C)—图 Il(D)—图 12(E)—图 12(F)—图 12(G)的顺序，相 对于固定的第一、第二永磁铁52L···、52R…假想永磁铁21…在图中向下旋转，由此，第一、 第二感应磁极38 ···、38Κ···在图中向下旋转。如图11㈧所示，从第一感应磁极38L···相对于对置的第一永磁铁52L···以及假想 永磁铁21…的第一假想磁极21L···校正排列(整列)、并且第二感应磁极38R···相对于对置 的第二假想磁极21R…以及第二永磁铁52R···以间距Ρ/2错开的状态开始，使假想永磁铁 21…向该图的下方旋转。在其开始旋转时，假想永磁铁21…的第一假想磁极21L···的极性 和与其相对的第一永磁铁52L···的极性不同，并且假想永磁铁21…的第二假想磁极21仏·· 的极性和与其相对的第二永磁铁52R···的极性相同。由于第一感应磁极38L···配置在第一永磁铁52L···以及假想永磁铁21…的第一假 想磁极21L···之间，所以第一感应磁极38L···被第一永磁铁52L···以及第一假想磁极21L··· 磁化，在第一永磁铁52L···、第一感应磁极38L···以及第一假想磁极21L···间产生第一磁力 线Gl。同样地，由于第二感应磁极38R···配置在第二假想磁极21R···以及第二永磁铁52R··· 间，所以第二感应磁极38R…被第二假想磁极21R···以及第二永磁铁52R…磁化，在第二假 想磁极21R···、第二感应磁极38R···以及第二永磁铁52R…间产生第二磁力线G2。在图Il(A)所示的状态下，第一磁力线Gl以连结第一永磁铁52L···、第一感应磁 极38L···以及第一假想磁极21L的方式产生，第二磁力线G2以连结在圆周方向上相邻的各 两个第二假想磁极21R…和位于二者之间的第二感应磁极38R···的方式，或者以连结在圆 周方向上相邻的各两个第二永磁铁52R···和位于二者之间的第二感应磁极38R…的方式产 生。其结果，在该状态下，构成如图13(A)所示的磁回路。在该状态下，第一磁力线Gl为 直线状，由此在第一感应磁极38L···上不会作用有使其在圆周方向上旋转的磁力。此外，在 圆周方向上相邻的各两个第二假想磁极21R…和第二感应磁极38R···之间的两个第二磁力 线G2的弯曲程度以及总磁通量互相相等，同样地，在圆周方向上相邻的各两个第二永磁铁 52R···和第二感应磁极38R···之间的两个第二磁力线G2的弯曲程度以及总磁通量也互相相 等，从而平衡。因此，即使在第二感应磁极38R···上也不作用有使其在圆周方向上旋转的磁 力。并且，当假想永磁铁21…从图Il(A)所示的位置旋转到图Il(B)所示的位置时，产 生连结第二假想磁极21R···、第二感应磁极38R···以及第二永磁铁52R…的第二磁力线G2， 并且第一感应磁极38L···和第一假想磁极21L···之间的第一磁力线Gl成为弯曲的状态。伴 随着此，通过第一、第二磁力线G1、G2，构成图13(B)所示的磁回路。在该状态下，虽然第一磁力线Gl的弯曲程度小，但由于其总磁通量多，所以比较 强的磁力作用在第一感应磁极38L···上。由此，第一感应磁极38L···在假想永磁铁21…的旋 转方向即磁场旋转方向上由比较大的驱动力驱动，其结果是，外转子13向磁场旋转方向旋 转。此外，虽然第二磁力线G2的弯曲程度大，但由于其总磁通量少，所以比较弱的磁力作用 在第二感应磁极38R···上，由此，第二感应磁极38R···在磁场旋转方向上由比较小的驱动力 驱动，其结果是，外转子13向磁场旋转方向旋转。接着，假想永磁铁21当从图Il(B)所示的位置依次旋转至图11 (C)、图Il(D)以 及图12(E)、图12(F)所示的位置时，第一感应磁极38L···以及第二感应磁极38R···分别在
15由第一、第二磁力线G1、G2引起的磁力的作用下，在磁场旋转方向上被驱动，其结果是，外 转子13向磁场旋转方向旋转。这期间，虽然第一磁力线Gl的弯曲程度变大，但其总磁通量 变少，作用在第一感应磁极38L···上的磁力逐渐变弱，在磁场旋转方向上驱动第一感应磁极 38L···的驱动力逐渐变小。此外，关于作用在第二感应磁极38R···上的磁力，虽然第二磁力线 G2的弯曲程度变小，但其总磁通量变多，作用在第二感应磁极38R···上的磁力逐渐变强，在 磁场旋转方向上驱动第二感应磁极38R···的驱动力逐渐变大。并且，在假想永磁铁21从图12(E)所示的位置旋转至图12(F)所示的位置的期 间，第二磁力线G2成为弯曲的状态，并且其总磁通量成为接近最多的状态，其结果是，最强 的磁力作用在第二感应磁极38R···上，作用在第二感应磁极38R···上的驱动力变为最大。然 后，如图12(G)所示，通过假想永磁铁21从起初的图Il(A)的位置旋转间距P的量，从而 假想永磁铁21的第一、第二假想磁极21Ι^··、21Ι …分别旋转至与第一、第二永磁铁52L···、 52R···相对的位置，此时，成为与图Il(A)的状态左右反转的状态，仅在该瞬间，未作用有使 外转子13在圆周方向旋转的磁力。当假想永磁铁21从该状态进一步旋转时，通过由第一、第二磁力线Gl、G2引起的 磁力，第一、第二感应磁极38 ···、38Κ···在磁场旋转方向上被驱动，外转子13向磁场旋转方 向旋转。此时，在假想永磁铁21重新旋转至图Il(A)所示的位置的期间，与以上相反，关 于作用在第一感应磁极38L···上的磁力，虽然第一磁力线Gl的弯曲程度变小，但其总磁通 量变多，作用在第一感应磁极38L···上的磁力变强，作用在第一感应磁极38L···上的驱动力 变大。相反地，关于作用在第二感应磁极38R···上的磁力，虽然第二磁力线G2的弯曲程度 变大，但其总磁通量变少，作用在第二感应磁极38R…上的磁力变弱，作用在第二感应磁极 38R…上的驱动力变小。此外，比较图11㈧和图12(G)可知，伴随着假想永磁铁21以间距P的量旋转， 第一、第二感应磁极38Ι^··、38Ι …仅以半间距Ρ/2旋转，因此，外转子13以第一、第二定子 12L、12R的旋转磁场的旋转速度的1/2的速度旋转。这是因为在由第一、第二磁力线G1、 G2引起的磁力的作用下，第一、第二感应磁极38 ···、38Κ···—边保持分别位于由第一磁力 线Gl连结的第一永磁铁52L···和第一假想磁极21L···的中间、以及位于由第二磁力线G2连 结的第二永磁铁52R···和第二假想磁极21R的中间的状态，一边旋转的缘故。其次，参照图14以及图15，说明在固定了外转子13的状态下使内转子14旋转的 情况下的电动机M的动作。首先，如图14㈧所示，从各第一感应磁极38L···与各第一永磁铁52L···相对、并且 各第二感应磁极38R···位于相邻的各两个第二永磁铁52R···之间的状态开始，使第一、第二 旋转磁场向该图的下方旋转。在该旋转开始时，使各第一假想磁极21L···的极性和与其相对 的各第一永磁铁52L···的极性不同，并且使各第二假想磁极21R…的极性和与其相对的各 第二永磁铁52R···的极性相同。当假想永磁铁21…从该状态旋转至图14⑶所示的位置时，第一感应磁极38L··· 和第一假想磁极21L···之间的第一磁力线Gl成为弯曲的状态，并且第二假想磁极21R…接 近第二感应磁极38R···，由此，产生连结第二假想磁极21R···、第二感应磁极38R···以及第二 永磁铁52R…那样的第二磁力线G2。其结果是，在第一永磁铁52L···、第二永磁铁52R···、假 想永磁铁21…以及第一感应磁极38L···、第二感应磁极38R…中，构成如所述的图13(B)所示那样的磁回路。在该状态下，虽然第一永磁铁52L···和第一感应磁极38L···之间的第一磁力线Gl 的总磁通量高，但由于该第一磁力线Gl笔直，所以不产生使第一永磁铁52L···相对于第一 感应磁极38L···旋转的磁力。此外，第二永磁铁52R···以及极性与其不同的第二假想磁极 21R…之间的距离比较长，由此，虽然第二感应磁极38R···和第二永磁铁52R···之间的第二 磁力线G2的总磁通量比较少，但其弯曲程度大，因此，在第二永磁铁52R…上作用有使其靠 近第二感应磁极38R···的磁力。由此，第二永磁铁52R···和第一永磁铁52L···—起被驱动向 与假想永磁铁21…的旋转方向，即磁场旋转方向相反的方向(图14的上方)，朝向图14(C) 所示的位置旋转。此外，伴随着此，内转子14向与磁场旋转方向相反的方向旋转。并且，在第一、第二永磁铁52 ···、52Κ···从图14(B)所示的位置朝向图14(C)所示 的位置旋转的期间，假想永磁铁21…朝向图14(D)所示的位置旋转。如以上那样，通过第二 永磁铁52R…靠近第二感应磁极38R···，第二感应磁极38R···和第二永磁铁52R…之间的第 二磁力线G2的弯曲程度变小，但伴随着假想永磁铁21…进一步靠近第二感应磁极38R···， 第二磁力线G2的总磁通量变多。其结果是，即使在该情况下，在第二永磁铁52R···上也作用 有使其靠近第二感应磁极38R…侧的磁力，由此，第二永磁铁52R…和第一永磁铁52L··· — 起被驱动向与磁场旋转方向相反的方向。此外，伴随着第一永磁铁52L···向与磁场旋转方向相反的方向旋转，第一永磁铁 52L···和第一感应磁极38L···之间的第一磁力线Gl弯曲，由此，在第一永磁铁52L···上作用 有使其靠近第一感应磁极38L···的磁力。但是，在该状态下，由于第一磁力线Gl的弯曲程度 小于第二磁力线G2的弯曲程度，所以由第一磁力线Gl引起的磁力比由上述的第二磁力线 G2引起的磁力弱。其结果是，在相当于两磁力的差值的磁力的作用下，第二永磁铁52R···与 第一永磁铁52L···—起被驱动向与磁场旋转方向相反的方向。并且，如图14(D)所示，当第一永磁铁52L···和第一感应磁极38L···之间的距离与 第二感应磁极38R···和第二永磁铁52R···之间的距离互相大致相等时，第一永磁铁52L···和 第一感应磁极38L···之间的第一磁力线Gl的总磁通量以及弯曲程度与第二感应磁极38R··· 和第二永磁铁52R···之间的第二磁力线G2的总磁通量以及弯曲程度分别大致相等。其结果是，通过由第一、第二磁力线G1、G2引起的磁力互相大致平衡，第一、第二 永磁铁52L、52R成为暂时不被驱动的状态。当假想永磁铁21…从该状态旋转至图15(E)所示的位置时，第一磁力线Gl的产生 状态发生变化，构成如图15(F)所示的磁回路。由此，由于由第一磁力线Gl引起的磁力几 乎不作用，以使第一永磁铁52L···靠近第一感应磁极38L···，所以通过由第二磁力线G2引起 的磁力的作用，第二永磁铁52R···和第一永磁铁52L···—起在与磁场旋转方向相反方向上 被驱动至图15(G)所示的位置。并且，当假想永磁铁21…从图15(G)所示的位置稍微旋转时，与以上相反，由第一 永磁铁52L···和第一感应磁极38L···之间的第一磁力线Gl引起的磁力作用在第一永磁铁 52L···上，以使其靠近第一感应磁极38L···，由此，第一永磁铁52L···和第二永磁铁52R··· — 起被驱动向与磁场旋转方向相反的方向，内转子14向与磁场旋转方向相反的方向旋转。然 后，当假想永磁铁21…进一步旋转时，在与由第一永磁铁52L···和第一感应磁极38L···之间 的第一磁力线Gl引起的磁力与由第二感应磁极38R···和第二永磁铁52R···之间的第二磁力线G2引起的磁力之间的差量相当的磁力作用下，第一永磁铁52L···和第二永磁铁52R —起 被驱动向与磁场旋转方向相反的方向。然后，当由第二磁力线G2引起的磁力几乎不作用， 以使第二永磁铁52R···靠近第二感应磁极38R···时，通过由第一磁力线Gl引起的磁力的作 用，第一永磁铁52L···与第二永磁铁52R···—起被驱动。如以上那样，伴随着第一、第二旋转磁场的旋转，由第一永磁铁52L···和第一感应 磁极38L···之间的第一磁力线Gl引起的磁力、由第二感应磁极38R···和第二永磁铁52R···之 间的第二磁力线G2引起的磁力、以及相当于这两个磁力的差值的磁力交替作用在第一、第 二永磁铁52Ι^··、52Ι …上，即交替作用在内转子14上，由此，内转子14向与磁场旋转方向相 反的方向旋转。如此，通过磁力、即驱动力交替作用在内转子14上，从而内转子14的转矩 大致为一定。在此情况下，内转子14以与第一、第二旋转磁场相同的速度逆向旋转。这是因为 通过由第一、第二磁力线G1、G2引起的磁力的作用，第一、第二感应磁极38 ···、38Κ···—边 保持分别位于第一永磁铁52L···和第一假想磁极21L···的中间、以及位于第二永磁铁52仏·· 和第二假想磁极21R的中间的状态，第一、第二永磁铁52Ι^··、52Ι …一边旋转的缘故。以上，分别说明了固定内转子14并使外转子13在磁场旋转方向旋转的情况和固 定外转子13并使内转子14在与磁场旋转方向相反的方向旋转的情况，但当然也可以使内 转子14以及外转子13这两者互相向相反的方向旋转。如以上那样，在使内转子14以及外转子13中的任意一个，或者使内转子14以及 外转子13这两者旋转的情况下，根据内转子14以及外转子13的相对的旋转位置，第一感 应磁极38L···、第二感应磁极38R···的磁化的状态发生改变，可以在不产生打滑的情况下旋 转，作为同步机而起作用，从而可以提高效率。此外，由于第一假想磁极21L···、第一永磁铁 52L···以及第一感应磁极38L···的数目互相被设定为相同，并且第二假想磁极21R···、第二 永磁铁52R···以及第二感应磁极38R…的数目互相被设定为相同，所以即使在驱动内转子 14以及外转子13的任一个的情况下，也可以充分得到电动机M的转矩。如以上那样，根据本实施方式，使第一、第二定子12L、12R的第一、第二旋转磁场 的极性的相位相互以间距P错开，使外转子13的第一、第二感应磁极38L···、38R…的相位相 互以间距P的一半错开，由此可以使内转子14的第一、第二永磁铁52L*"、52R…的磁极的相 位相互一致，由此可以使第一、第二永磁铁52Ι^··、52Ι …对内转子14的支承变容易，从而简 化内转子14的构造。第二实施方式其次，基于图16说明本发明的第二实施方式。在第一实施方式的电动机M中，第一定子12Α的第一电枢21L···的极性和第二定子 12Β的第二电枢21R…的极性在轴线L方向上相邻者彼此之间一致。第二实施方式是用一 个电枢21…置换了在第一、第二定子12Α、12Β的第一、第二电枢21L"*、21R…的轴线L方向 上相邻的彼此者之实施方式。这样，通过使第一实施方式的第一电枢21L···以及第二电枢21R…形成一体来作 为电枢21···，可以将第一定子12A以及第二定子12B集中到一个定子12上。由此，可以实 现零件件数的削减以及构造的进一步的简化，并且可以使电动机M发挥与第一实施方式相 同的功能。
第三实施方式其次，基于图17说明本发明的第三实施方式。第三实施方式是将构成内转子14的一个磁极的第一永磁铁52L或者第二永磁铁 52R分别分割为两个的实施方式。在此情况下，为了由两个永磁铁构成一个磁极，需要这两 个永磁铁的极性一致。第四实施方式其次，基于图18 图26说明本发明的第四实施方式。在转子体45的外周嵌合的第一、第二转子磁心48L、48R具有相同构造，沿其外周 面具有多个(在实施方式中为20个)主永磁铁支承孔48a···(参照图19以及图20)，在 其中沿轴线L方向插入与第一 第三实施方式的第一、第二主永磁铁52Ι^··、52Ι …实质上 相同的第一、第二主永磁铁52Ι^··、52Ι …。第一、第二主永磁铁521^..、521 …以N极以及S 极朝向径向内外的方式配置，第一转子磁心48L的邻接的第一主永磁铁52L···的极性交替 反转，第二转子磁心48R的邻接的第二主永磁铁52R···的极性交替反转，并且第一转子磁心 48L的第一主永磁铁52L···的圆周方向的相位以及极性和第二转子磁心48R的第二主永磁 铁52R···的圆周方向的相位以及极性错位180°电角(参照图19以及图20)。S卩，对于在第 一转子磁心48L以及第二转子磁心48R的轴线L方向上邻接的第一主永磁铁52L以及第二 主永磁铁52R的外周面侧的磁极的极性来说，如果其一方为N极，则另一方就为S极(参照 图 23)。沿弱磁性体制的垫片49的外周面形成有数量与第一、第二主永磁铁521^"、52仏·· 相同(在实施方式中为20个)的副永磁铁支承孔49a···(参照图21)，沿轴线L方向在其 中插入副永磁铁39…。各副永磁铁39被夹在位于其轴线L方向两侧的第一、第二主永磁 铁52L、52R之间，其N极以及S极指向轴线L方向。副永磁铁39的N极与第一、第二主永 磁铁52L、52R的一方的外周面的N极相对，副永磁铁39的S极与第一、第二主永磁铁52L、 52R的另一方的外周面的S极相对。即，来自第一、第二主永磁铁52L、52R的外周面的N极 以及S极的磁通原本应流向外转子13的第一、第二感应磁极38 ···、38Κ···，但是在抑制该磁 通在第一、第二主永磁铁52L、52R间短路的方向上配置副永磁铁39的磁极。由此，在圆周 方向上邻接的副永磁铁39、39的磁极的方向交替反转。此外，在第一转子磁心48L的在圆周方向上邻接的主永磁铁支承孔48ν间形成 有副永磁铁支承孔48b···，在其中插入第一副永磁铁40L···。第一副永磁铁40L···的N极以 及S极朝向圆周方向，在圆周方向上邻接的主永磁铁52L的外周面的N极与第一副永磁铁 40L的N极相对，在圆周方向上邻接的主永磁铁52L的外周面的S极与第一副永磁铁40L的 S极相对(参照图26)。即，在圆周方向上邻接的主永磁铁52L间的表面磁通的短路被第一 副永磁铁40L阻止。在第二转子磁心48R上，与第一转子磁心48L的第一副永磁铁40L···同样，设置有 第二副永磁铁40R..·。上述副永磁铁39…以及第一、第二副永磁铁40 ···、40Κ···的去磁耐力被设定得 高于第一、第二主永磁铁52 ···、52Κ···的去磁耐力。其理由在于，当第一、第二主永磁铁 52Ι^··、52Ι …被置于产生的反向的磁通中时，存在副永磁铁39…以及第一、第二副永磁 铁40 ···、40Κ···的磁力减少的情况，但是通过将副永磁铁39…以及第一、第二副永磁铁401^"、401 …的去磁耐力设定得高于第一、第二主永磁铁52L'"、52R…的去磁耐力，则可以 防止副永磁铁39…以及第一、第二副永磁铁40 ···、40Κ···的去磁。并且，在转子体45的外周的轴线L方向中央嵌合具有所述副永磁铁39的弱磁性 体的垫片49，在其外侧分别嵌合第一、第二转子磁心48L、48R，在其外侧分别嵌合阻止第 一、第二主永磁铁52L···、52R···以及第一、第二副永磁铁40L···、40R· 脱落的一对支承板 54、54，并且在其外侧通过压入方式分别固定一对限位环55、55。然后，通过设置在夹在第一、第二转子磁心48L、48R之间的垫片49上的副永磁铁 39…，来阻止内转子14的第一转子磁心48L的第一主永磁铁52L···和第二转子磁心48仏·· 的第二主永磁铁52R…间的表面磁通的短路，并通过第一副永磁铁40L···来阻止第一转子 磁心48L的第一主永久主磁铁52L···间的表面磁通的短路，同时通过第二副永磁铁40R···来 阻止第二转子磁心48R的第二主永磁铁52R…间的表面磁通的短路，因此，在内转子14的第 一、第二主永磁铁52 ···、52Κ···和第一、第二电枢21Ι^··、21Ι …之间可以有效地交接磁通从 而使电动机M的输出增加。此时，由弱磁性体构成支承副永磁铁39…的垫片49，由此，与由 层叠钢板构成时的情况相比，不只是更廉价，还可以更加可靠地阻止内转子14的第一转子 磁心48L的第一主永磁铁52L···和第二转子磁心48R的第二主永磁铁52R…间的表面磁通 的短路。第五实施方式其次，基于图27说明本发明的第五实施方式。在第四实施方式的电动机M中，第一定子12Α的第一电枢21L···的极性和第二定子 12Β的第二电枢21R···的极性，在轴线L方向上相邻的部分彼此一致。第五实施方式是由一 个电枢21…置换了在第一、第二定子12Α、12Β的第一、第二电枢21L"*、21R…的轴线L方向 上相邻的部分彼此。这样，通过使第四实施方式的第一电枢21L···以及第二电枢21R…形成一体来作 为电枢21···，可以将第一定子12A以及第二定子12B集中到一个定子12上。由此，可以实 现零件件数的削减以及构造的进一步的简化，并且可以使电动机M发挥与第四实施方式相 同的功能。第六实施方式其次，基于图28以及图29说明本发明的第六实施方式。比较第四实施方式(参照图26)以及第六实施方式(参照图28)可知，第六实施 方式的第一副永磁铁40L···的径向外端比第一主永磁铁52L···的径向外端更向径向外侧突 出。由此，可以通过第一副永磁铁40L···更有效地阻止在圆周方向上邻接的第一主永磁铁 52L···间的表面磁通的短路。并且，第二副永磁铁40R···以及第二主永磁铁52R…的关系也 与上述相同。进而，由图29可知，由垫片49支承的副永磁铁39…的径向外端比由第一、第二转 子磁心48L、48R支承的第一、第二主永磁铁52 ···、52Κ···的径向外端更向径向外侧突出。 由此，可以通过副永磁铁39…更有效地阻止在轴线L方向上邻接的第一、第二主永磁铁 52L···、52R···间的表面磁通的短路。第七实施方式其次，基于图30说明本发明的第七实施方式。
第七实施方式是将构成内转子14的一个磁极的第一主永磁铁52L或者第二主永 磁铁52R分别分割为两个。在此情况下，为了两个主永磁铁构成一个磁极，这两个主永磁铁 的极性需要一致。第八实施方式其次，基于图31说明本发明的第八实施方式。第八实施方式的特征在于夹在内转子14的第一、第二转子磁心48L、48R之间的圆 环状的垫片49的副永磁铁支承孔49a…的形状和嵌合在其上的副永磁铁39…的形状。S卩，各副永磁铁39在轴线L方向上具有规定的六边形状的截面，所述截面由关于 轴线L大体沿圆周方向(严密地说不是圆弧，而是直线)延伸的内周面a、关于轴线L沿圆 周方向延伸的外周面b、关于轴线L沿径向延伸的一对侧面c、c和连接一对侧面c、c的径 向外端部以及外周面b的圆周方向两端部的一对倾斜面d、d围成。当将该副永磁铁39嵌合在副永磁铁支承孔49a上时，内周面a以及一对倾斜面d、 d与副永磁铁支承孔49a抵接，但是在外周面b和副永磁铁支承孔49a之间形成沿圆周方 向延伸的微小空隙Y，并且在一对侧面c、c和副永磁铁支承孔49a之间形成半圆状的空隙 δ。尤其，垫片49具有与副永磁铁39的一对倾斜面d、d相对的一对径向负荷支承部49b、 49b以及在圆周方向上连接在这一对径向负荷支承部49b、49b间的带状的桥部49c，在该桥 部49c和副永磁铁39的外周面b之间形成所述空隙Y。那么，当内转子14旋转且在副永磁铁39上作用有径向向外的离心力时，该离心力 从副永磁铁39的一对倾斜面d、d被传递到垫片49的一对径向负荷支承部49b、49b上，在 一对倾斜面d、d的作用下可以将副永磁铁39定位在圆周方向上。而且，由于一对径向负荷 支承部49b、49b由桥部49c相互连结起来，所以刚性高，从而可以可靠地支承副永磁铁39。 此外，由于在垫片49的桥部49c和副永磁铁39的外周面b之间形成有空隙Y，所以径向的 剪切载荷不会作用在桥部49c上，在桥部49c上仅作用有圆周方向的拉伸载荷，由此，即使 令桥部49c为薄壁，也可以有效地防止径向负荷支承部49b、49b的应力集中。并且，由于副永磁铁39通过轴线L方向的磁通阻止内转子14的第一转子磁心48L 的第一主永磁铁52L···和第二转子磁心48R的第二主永磁铁52R···之间的表面磁通的短路， 所以即使在副永磁铁39的外周面b的径向外侧存在空隙γ，也不会影响上述表面磁通的短 路阻止效果。以上，说明了本发明的实施方式，但本发明在不脱离其要点的范围内可以进行各 种各样的设计变更。例如，在实施方式中，在径向外侧配置的定子12L、12R(或者12)上设置电枢 21L"'、21R…(或者21)，在径向内侧配置的内转子14上设置(主)永磁铁52L-.52R-, {0 是也可以令电枢21L'"、21R···(或者21)以及(主)永磁铁52L'"、52R…的位置关系相反。此外，实施方式的电动机M的极对数为10，但是该极对数可以适当选择。此外，实施方式的定子12L、12R(或者12)的线圈20为集中卷，但是也可以为分布 卷。此外，在实施方式中表示了电动机M，但是本发明可以适用于发电机等任意的旋转 电机的转子。此外，实施方式的第一、第二(主)永磁铁52 ···、52Κ···将N极以及S极配置在径`
权利要求
一种电动机，其具有环状的定子(12L、12R)，其以包围轴线(L)的方式配置；第一转子(14)，其可绕轴线(L)旋转；以及第二转子(13)，其配置在所述定子(12L、12R)以及所述第一转子(14)之间并可绕轴线(L)旋转，所述电动机的特征在于，所述定子(12L、12R)是在轴线(L)方向上并排设置第一电枢列和第二电枢列而构成的，所述第一电枢列由配置在圆周方向上的多个第一电枢(21L)构成，在伴随着电力的供应而在该多个第一电枢(21L)上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转的第一旋转磁场，所述第二电枢列由配置在圆周方向上的多个第二电枢(21R)构成，在伴随着电力的供应而在该多个第二电枢(21R)上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转的第二旋转磁场，所述第一转子(14)是在轴线(L)方向上并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构成的，所述第一永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第一永磁铁(52L)而构成，使得具有按规定间距(P)交替相异的极性的磁极，所述第二永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第二永磁铁(52R)而构成，使得具有按所述规定间距(P)交替相异的极性的磁极，所述第二转子(13)是在轴线(L)方向上并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列而构成的，所述第一感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距(P)配置的软磁性体制的多个第一感应磁极(38L)构成，所述第二感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距(P)配置的软磁性体制的多个第二感应磁极(38R)构成，所述第一电枢列以及所述第一永磁铁列分别与所述第一感应磁极列的径向两侧相对，所述第二电枢列以及所述第二永磁铁列分别与所述第二感应磁极列的径向两侧相对，使所述定子(12L、12R)的所述第一旋转磁场的极性的相位以及所述第二旋转磁场的极性的相位相互一致，所述第二转子(13)的所述第一感应磁极(38L)的相位以及第二感应磁极(38R)的相位在圆周方向上相互以所述规定间距(P)的一半错开，所述第一转子(14)的第一永磁铁列的磁极的相位以及第二永磁铁列的磁极的相位在圆周方向以所述规定间距(P)错开。
2.一种电动机，其具有环状的定子(12)，其以包围轴线(L)的方式配置；第一转子(14)，其可绕轴线(L)旋转；以及第二转子(13)，其配置在所述定子(12)以及所述第一转子(14)之间并可绕轴线(L) 旋转，所述电动机的特征在于，所述定子(12)由电枢列形成，所述电枢列由在圆周方向上配置的多个电枢(21)构成， 在伴随着电力的供应而在该多个电枢(21)上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转 的旋转磁场，所述第一转子(14)是在轴线(L)方向上并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构 成的，所述第一永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第一永磁铁(52L)而构成，使得具有 按规定间距(P)交替相异的极性的磁极，所述第二永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第二永磁铁(52R)而构成，使得具有按所述规定间距(P)交替相异的极性的磁极，所述第二转子(13)是在轴线(L)方向上并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列 而构成的，所述第一感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距(P)配置的软磁性体制的 多个第一感应磁极(38L)构成，所述第二感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距(P) 配置的软磁性体制的多个第二感应磁极(38R)构成，所述第一电枢列以及所述第一永磁铁列分别与所述第一感应磁极列的径向两侧相对， 所述电枢列以及所述第二永磁铁列分别与所述第二感应磁极列的径向两侧相对，所述第二转子(13)的所述第一感应磁极(38L)的相位以及第二感应磁极(38R)的相 位在圆周方向上相互以所述规定间距(P)的一半错开，所述第一转子(14)的第一永磁铁列 的磁极的相位以及第二永磁铁列的磁极的相位在圆周方向以所述规定间距(P)错开。
3.如权利要求1或者2所述的电动机，其特征在于，在所述第二转子(13)的圆筒状的转子体(31)上形成在轴线(L)方向上呈直线状延 伸的多个狭缝(31a、31b)，在所述各狭缝(31a、31b)中嵌合所述第一、第二感应磁极(38L、 38R)。
4.一种旋转电机用转子，其在轴线(L)方向上并排设置多个磁极列，所述磁极列以极 性相异的磁极在圆周方向上交替排列的方式配置有多个主永磁铁(52L、52R)，并且使在轴 线(L)方向上相邻的所述磁极列的相互相对的所述主永磁铁(52L、52R)的极性相异，所述旋转电机用转子的特征在于，在相邻的两个所述磁极列的轴线(L)方向上相互相对的所述主永磁铁(52L、52R)之间 设置副永磁铁(39)，并且配置所述副永磁铁(39)的极性以抑制相互相对的所述主永磁铁 (52L、52R)之间的表面磁通的短路。
5.如权利要求4所述的旋转电机用转子，其特征在于，所述副永磁铁(39)的去磁耐力被设定得大于所述主永磁铁(52L、52R)的去磁耐力。
6.如权利要求4或者5所述的旋转电机用转子，其特征在于，使所述副永磁铁(39)比所述主永磁铁(52L、52R)更向定子侧突出。
7.如权利要求4 权利要求6中任一个所述的旋转电机用转子，其特征在于，所述副永磁铁(39)由配置在所述多个磁极列之间的弱磁性体制的垫片(49)的外周部支承。
8.如权利要求7所述的旋转电机用转子，其特征在于，所述副永磁铁(39)具有相对于轴线(L)沿圆周方向延伸的内周面(a)以及外周面 (b)；相对于轴线(L)沿径向延伸的一对侧面(c)；以及连接所述一对侧面(c)的径向外端 部以及所述外周面(b)的圆周方向两端部的一对倾斜面(d)，在所述垫片(49)的外周部上形成有所述副永磁铁(39)嵌合的副永磁铁支承孔(49a)，所述副永磁铁(39)的至少所述一对倾斜面(d)与所述副永磁铁支承孔(49a)周围的 一对径向负荷支承部(49b)相接。
9.如权利要求8所述的旋转电机用转子，其特征在于，所述垫片(49)具有连接所述一对径向负荷支承部(49b)的桥部(49c)，所述桥部 (49c)隔着空隙(y)与所述副永磁铁(39)的外周面(b)相对。
10.一种旋转电机用转子，其在轴线(L)方向上并排设置多个磁极列，所述磁极列以极性相异的磁极在圆周方向上交替排列的方式配置有多个主永磁铁(52L、52R)，并且使在轴 线(L)方向上相邻的所述磁极列的相互相对的所述主永磁铁(52L、52R)的极性相异，所述旋转电机用转子的特征在于，在圆周方向上相互相对的所述主永磁铁(52L、52R)之间设置副永磁铁(40L、40R)，配 置所述副永磁铁(40L、40R)的极性以抑制相互相对的所述主永磁铁(52L、52R)之间的表面 磁通的短路。
11.如权利要求10所述的旋转电机用转子，其特征在于，所述副永磁铁(40L、40R)的去磁耐力被设定得大于所述主永磁铁(52L、52R)的去磁耐力。
12.如权利要求10或者权利要求11所述的旋转电机用转子，其特征在于，所述副永磁铁(40L、40R)比所述主永磁铁(52L、52R)更向定子侧突出。
13.—种电动机，其具有权利要求4 权利要求12中任一项所述的旋转电机用转子来 作为第一转子(14)，其特征在于，在所述第一转子(14)和定子(12L、12R、12)之间具有第二转子(13)，所述定子(12L、12R、12)由在圆周方向配置的多个电枢(21L、21R、21)构成，在伴随着 电力的供应而在该多个电枢(21L、21R、21)上产生的磁极的作用下，产生沿圆周方向旋转 的旋转磁场，所述第一转子(14)是在轴线(L)方向上并排设置第一永磁铁列和第二永磁铁列而构 成的，所述第一永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第一永磁铁(52L)而构成，使得具有 按规定间距(P)交替相异的极性的磁极，所述第二永磁铁列通过在圆周方向上配置多个第 二永磁铁(52R)而构成，使得具有按所述规定间距(P)交替相异的极性的磁极，所述第二转子(13)是在轴线(L)方向上并排设置第一感应磁极列和第二感应磁极列 而构成的，所述第一感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距(P)配置的软磁性体制的 多个第一感应磁极(38L)构成，所述第二感应磁极列由在圆周方向上以所述规定间距(P) 配置的软磁性体制的多个第二感应磁极(38R)构成，所述定子(12L、12R、12)的电枢列以及所述第一永磁铁列与所述第一感应磁极列的径 向两侧相对，所述定子(12L、12R、12)的电枢列以及所述第二永磁铁列分别与所述第二感 应磁极列的径向两侧相对，所述第二转子(13)的所述第一感应磁极(38L)的相位以及第二感应磁极(38R)的相 位在圆周方向上相互以所述规定间距(P)的一半错开，所述第一转子(14)的第一永磁铁列 的磁极的相位以及第二永磁铁列的磁极的相位在圆周方向以所述规定间距(P)错开。
全文摘要
提供一种电动机(M)，其具有形成旋转磁场的外侧的第一、第二定子(12L、12R)；在其内侧配置并具有第一、第二感应磁极(38L、38R)的外转子(13)；以及在其内侧配置并具有第一、第二永磁铁(52L、52R)的内转子(14)。将外转子(13)的第一、第二感应磁极(38L、38R)的相位相互以规定间距的一半错开，将内转子(14)的第一、第二永磁铁(52L、52R)的相位相互以规定间距错开，由此，可以使与第一感应磁极(38L)以及第二感应磁极(38R)相对的第一、第二定子(12L、12R)的相位以及极性相同，从而可以简化第一、第二定子(12L、12R)的构造。
文档编号H02K16/02GK101897108SQ20088012091
公开日2010年11月24日 申请日期2008年12月12日 优先权日2007年12月26日
发明者圷重光, 大矢聪义, 板东真史, 阿部典行 申请人:本田技研工业株式会社