背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及馬達(dá)以及螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)

利用電動(dòng)馬達(dá)對(duì)旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而飛行的多螺旋槳直升機(jī)近年來(lái)在各種場(chǎng)景中被使用。但是，由于電池容量存在限制，因此可連續(xù)飛行的時(shí)間、續(xù)航距離、或者能夠搭載的運(yùn)輸物的重量等被都有限制，用途有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)課題是改善由電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的效率。

提供一種馬達(dá)，其具有：柱形狀的固定軸；第一轉(zhuǎn)子，其被所述固定軸支承為能夠相對(duì)于該固定軸旋轉(zhuǎn)；第二轉(zhuǎn)子，其在與所述第一轉(zhuǎn)子在軸向上不同的位置處被所述固定軸支承為能夠相對(duì)于該固定軸旋轉(zhuǎn)；第一定子，其被固定于所述固定軸上，能夠朝向該固定軸的周向一方施加使所述第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩；以及第二定子，其被固定于所述固定軸上，能夠朝向該固定軸的周向另一方施加使所述第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，所述第一定子和所述第二定子沿著所述固定軸的延伸方向排列。

并且，也可以是，所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的間隔比所述第一定子的軸向高度和所述第二定子的軸向高度中的任意一方都小。

本發(fā)明的效果為能夠得到效率高的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是示意性示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第1例的軸向剖視圖。

圖2是示意性示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第2例的軸向剖視圖。

圖3是示意性示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第3例的軸向剖視圖。

圖4是螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的第3例的固定部的放大圖。

圖5是螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的第3例的固定部的分解圖。

圖6是示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的固定部的其他例的放大圖。

圖7是示意性示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第4例的軸向剖視圖。

圖8是示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第4例中的旋轉(zhuǎn)葉片的仰角的狀態(tài)的示意圖。

圖9a、圖9b和圖9c是示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第4例中的旋轉(zhuǎn)葉片的形狀的示意圖。

圖10a、圖10b和圖10c是示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的基本結(jié)構(gòu)的非限定性的第4例的變形例中的旋轉(zhuǎn)葉片的形狀的示意圖。

圖11是示出搭載了螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置的多螺旋槳直升機(jī)的整體圖的示意圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1、2、3、4：雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置(馬達(dá))；10：支承臂；11：電源線；12：支承臂的主部；20：固定軸；21a：上端面(固定軸)；22：軸承杯(圓筒部)；23：旋轉(zhuǎn)軸；24：輪轂部；25a：第一軸承；25b：第二軸承；26a、27a：第三軸承；26b、27b：第四軸承；30、130：第一轉(zhuǎn)子；40、40b、140：第二轉(zhuǎn)子；31：第一定子；32、42、42b、142：轉(zhuǎn)子磁體；41、410：第二定子；50、150：第一旋轉(zhuǎn)葉片；60、60b、160、160b：第二旋轉(zhuǎn)葉片；52、152：第一種葉片；62、162、162b：第二種葉片；70、70a、70b：安裝部；71a、71b：內(nèi)周凸沿；71c：凸緣；72：內(nèi)置軸；73：支承臂側(cè)安裝部圓筒部；73a：支承臂側(cè)安裝部圓筒部的內(nèi)周面；73b：固定軸外周面；74：螺母；80：第一線圈；81：第二線圈；82：第一引出線；83：第二引出線；84：貫穿孔；9：多螺旋槳直升機(jī)；α、α’：旋轉(zhuǎn)葉片的槳距角(仰角)。

具體實(shí)施方式

關(guān)于使同軸配置的一對(duì)旋轉(zhuǎn)葉片彼此向相反方向旋轉(zhuǎn)的雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式的推力產(chǎn)生裝置，公知的是，即使在螺旋槳式的推力產(chǎn)生裝置中，將輸入能量轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力的能效也很高。但是，在利用渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)對(duì)這樣的雙反轉(zhuǎn)螺旋槳機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，需要有用于使旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)的齒輪機(jī)構(gòu)而使構(gòu)造變得復(fù)雜，僅在一部分中采用。

與此相對(duì)，在利用電動(dòng)馬達(dá)對(duì)旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的情況下，將兩個(gè)馬達(dá)背對(duì)背地固定，通過(guò)使它們分別旋轉(zhuǎn)，而能夠比較容易地實(shí)現(xiàn)雙反轉(zhuǎn)螺旋槳的推力產(chǎn)生裝置。

但是，為了將馬達(dá)背靠背地固定，需要用于固定的附加構(gòu)造而導(dǎo)致重量增加。并且，由于不得不使這樣的附加構(gòu)造位于同軸配置的兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間，因此兩個(gè)轉(zhuǎn)子幾乎無(wú)法接近地配置。在雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式的推力產(chǎn)生裝置中，由于兩個(gè)螺旋槳之間的間隙越小，效率越好，因此像上述那樣無(wú)法接近地配置兩個(gè)轉(zhuǎn)子這樣的限制削減了采用雙反轉(zhuǎn)構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)。

本公開(kāi)說(shuō)明書中說(shuō)明的雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式的推力產(chǎn)生裝置所使用的馬達(dá)通過(guò)在一個(gè)軸上構(gòu)成兩個(gè)馬達(dá)，能夠在軸向上使兩個(gè)轉(zhuǎn)子接近地配置。并且，還能夠省略在固定兩個(gè)馬達(dá)時(shí)所需要的固定構(gòu)造。

為了實(shí)現(xiàn)螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，具有這樣的特征的本公開(kāi)說(shuō)明書的馬達(dá)是最佳的。但是，并不限于該用途，通常在需要使兩個(gè)轉(zhuǎn)子相互接近配置的用途上都是有用的。

在以下的與本公開(kāi)說(shuō)明書相關(guān)的說(shuō)明中，軸向剖視圖是指利用包含軸的中心軸線的面將馬達(dá)或者螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置切斷的情況下的剖視圖。并且，在沒(méi)有特別限定而僅形容為軸向的情況下，該方向是指沿著軸的中心軸線的方向。在本公開(kāi)說(shuō)明書中，軸的中心軸線與軸所支承的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸一致。

另外，由于構(gòu)成旋轉(zhuǎn)葉片的各個(gè)葉片呈放射狀擴(kuò)展，因此在螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置整體的軸向截面上，嚴(yán)格地說(shuō)只出現(xiàn)了這些葉片的一部分。但是，在本公開(kāi)說(shuō)明書的剖視圖中，為了方便說(shuō)明，對(duì)于各葉片，顯示的不是從截面觀察而是顯示從橫向觀察各葉片的情況下的形態(tài)，從而容易掌握葉片整體的形狀。

＜第一實(shí)施方式＞

圖1中示出本公開(kāi)說(shuō)明書的第一實(shí)施方式的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1的軸向剖視圖。螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1的固定軸20通過(guò)分別安裝于支承臂10的末端部而安裝于多螺旋槳直升機(jī)9。圖11中示出包括螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1在內(nèi)的多螺旋槳直升機(jī)9的整體。

多螺旋槳直升機(jī)9是一例，具有4個(gè)雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1，能夠在獲得推力的同時(shí)抵消因旋轉(zhuǎn)葉片的反力而使機(jī)體整體旋轉(zhuǎn)的力。

電動(dòng)式螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置配置在支承臂的下側(cè)。但是，也可以是上側(cè)。在配置于支承臂的上側(cè)的情況下，有時(shí)雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1所產(chǎn)生的朝下的氣流會(huì)碰撞支承臂，而抵消朝上推力的一部分。由此，電動(dòng)式螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置更優(yōu)選配置于支承臂的下側(cè)。

返回圖1，對(duì)螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1進(jìn)行說(shuō)明。在圖1中，第一轉(zhuǎn)子30和第二轉(zhuǎn)子40沿著固定軸20的軸向排列。第一轉(zhuǎn)子30和第二轉(zhuǎn)子40分別具有轉(zhuǎn)子磁體32和42。在轉(zhuǎn)子磁體32和42的內(nèi)側(cè)配置有第一定子31和第二定子41，第一定子31和第二定子41各自的外周面與轉(zhuǎn)子磁體32和42對(duì)置。第一定子31和第二定子41分別具有第一線圈80和第二線圈81。

在固定軸20上安裝有第一軸承25a、第二軸承25b、第三軸承26a以及第四軸承26b，并且在圖1中從固定軸20的上部起依次排列。第一定子31位于第一軸承25a與第二軸承25b之間，第二定子41位于第三軸承26a與第四軸承26b之間。作為軸承可以使用普通的球軸承。在該情況下，各軸承的內(nèi)圈安裝于固定軸20。另一方面，各軸承的外圈分別安裝于第一轉(zhuǎn)子30和第二轉(zhuǎn)子40。另外，也可以使用球軸承以外的軸承。例如，也可以使用流體動(dòng)壓軸承。

在第一轉(zhuǎn)子30和第二轉(zhuǎn)子40之間確保有間隙，以使得它們分別能夠自由地旋轉(zhuǎn)。該間隙的大小比第一定子31的軸向高度和第二定子41的軸向高度中的任意一方都小。在第一實(shí)施方式中，該間隙的大小比第一定子31與第二定子41之間的間隔小，與第二軸承25b與第三軸承26a之間的間隔相等。

第一定子31和第二定子41通過(guò)分別對(duì)第一線圈80和第二線圈81通電而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，對(duì)轉(zhuǎn)子磁體32和42施加旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。本公開(kāi)說(shuō)明書的馬達(dá)1在用于螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1的用途的情況下，優(yōu)選能夠?qū)D(zhuǎn)子磁體32和42施加彼此反向的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。例如，當(dāng)在圖1中從上方向朝向下方向觀察的情況下，第一定子31對(duì)轉(zhuǎn)子磁體32施加順時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，第二定子41對(duì)轉(zhuǎn)子磁體42施加逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。為了提高螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1的能效，這樣的驅(qū)動(dòng)方式是有效的。

固定軸20典型地說(shuō)是外周面為圓筒面形狀的棒或者筒。但是也可以是，外周面的至少一部分具有角形形狀。在外周面是角形的情況下，能夠容易地導(dǎo)入用于第一定子31或第二定子41的止轉(zhuǎn)的構(gòu)造。作為構(gòu)成固定軸20的材料，可以使用碳纖維強(qiáng)化塑料。并且，也可以使用鋁合金或者銅。但是，并不限于此。

第一轉(zhuǎn)子30具有第一旋轉(zhuǎn)葉片50，該第一旋轉(zhuǎn)葉片50包括多個(gè)從外周面朝向徑向外側(cè)延伸的第一種葉片52。第二轉(zhuǎn)子40具有第二旋轉(zhuǎn)葉片60，該第二旋轉(zhuǎn)葉片60包括多個(gè)從外周面朝向徑向外側(cè)延伸的第二種葉片62。構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)葉片50的各個(gè)第一種葉片52的軸向下端的邊緣在該葉片的基部處位于比第一定子31的軸向下端靠下側(cè)的位置。在第一實(shí)施方式中，該基部與第一轉(zhuǎn)子30的下端一致。構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)葉片60的各個(gè)第二種葉片62的軸向上端的邊緣在該葉片的基部處位于比第二定子41的軸向上端靠上側(cè)的位置。在第一實(shí)施方式中，該基部與第二轉(zhuǎn)子40的上端一致。

通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，第一旋轉(zhuǎn)葉片50與第二旋轉(zhuǎn)葉片60之間的間隙變小，能夠提高螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1的效率。

本公開(kāi)說(shuō)明書的馬達(dá)1也可以進(jìn)一步具有支承臂10。在馬達(dá)1具有第一旋轉(zhuǎn)葉片50和第二旋轉(zhuǎn)葉片60的情況下，馬達(dá)1是螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1的一部分。該螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1也可以進(jìn)一步具有支承臂10。

支承臂10具有在與固定軸20的軸向相交的方向上延伸的主部12。該主部12可以是中空的。通過(guò)主部12從橫向支承馬達(dá)1或者螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置1。并且，支承臂10在主部12的末端部具有安裝部70。在軸向上延伸的固定軸20被固定于安裝部70。構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)葉片50的第一種葉片52的基部處的第一種葉片52與支承臂10的主部12之間的軸向間隔比基部處的第一種葉片52與第二種葉片62之間的間隔大。安裝部70的軸向尺寸具有能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的尺寸關(guān)系的程度的大小。通過(guò)采用這樣的尺寸關(guān)系，能夠在第一旋轉(zhuǎn)葉片50旋轉(zhuǎn)時(shí)減少因通過(guò)主部12的正下方而產(chǎn)生的空氣流的紊亂，降低噪音。

＜第二實(shí)施方式＞

圖2中示出本發(fā)明的第二實(shí)施方式的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置2的軸向剖視圖。在第二實(shí)施方式中對(duì)于與第一實(shí)施方式相同的部分省略說(shuō)明。例如，裝置2的上半部分(即第一定子31、第一轉(zhuǎn)子30、第一旋轉(zhuǎn)葉片50、第一軸承25a、第二軸承25b等)與第一實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)相同。另一方面，裝置2的下半部分不同。

在第二實(shí)施方式中，固定軸21的下半部分為中空的圓筒部22，在該圓筒部22的內(nèi)側(cè)收納有旋轉(zhuǎn)軸23。并且，在旋轉(zhuǎn)軸23與圓筒部22之間介入有第三軸承27a和第四軸承27b，將旋轉(zhuǎn)軸23支承為能夠相對(duì)于圓筒部22旋轉(zhuǎn)。第二轉(zhuǎn)子40b具有在徑向上擴(kuò)展的輪轂部23，該輪轂部23在徑向內(nèi)緣處與旋轉(zhuǎn)軸23的下端部連接。第二定子410被固定于圓筒部22的外周面。圓筒部22的外徑比固定軸21的固定有第一定子31的部分的直徑大。另一方面，第二轉(zhuǎn)子40b的外徑與第一轉(zhuǎn)子30的外徑相等，因此收納有第二定子410的空間的徑向上的擴(kuò)展比收納有第一定子31的空間的徑向上的擴(kuò)展小。因此，通過(guò)使第二定子410與第一定子31相比增大軸向尺寸而確保了所需要的體積。與此相伴，第二轉(zhuǎn)子磁體42b的軸向長(zhǎng)度也比第一轉(zhuǎn)子磁體32的軸向長(zhǎng)度長(zhǎng)。

這樣，第二實(shí)施方式中的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置2的支承第二轉(zhuǎn)子41的軸承構(gòu)造與第一實(shí)施方式不同。但是，關(guān)于安裝于各轉(zhuǎn)子的第一旋轉(zhuǎn)葉片50和第二旋轉(zhuǎn)葉片60，則與第一實(shí)施方式相同。

＜第三實(shí)施方式＞

圖3示出本發(fā)明的第三實(shí)施方式的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3的軸向剖視圖。關(guān)于第一和第二轉(zhuǎn)子以及第一和第二定子、甚至軸承，與第一實(shí)施方式相同，省略說(shuō)明。本實(shí)施方式在固定軸20相對(duì)于支承臂10的安裝構(gòu)造上具有特征。

圖4示出位于支承臂10的末端部的安裝部70a以及固定于安裝部70a的固定軸20的上端部的放大圖。

固定軸20是中空的圓筒，在該固定軸20的上端部，內(nèi)插軸72收納于中空部中。內(nèi)插軸72外周面被固定于固定軸20的內(nèi)周面。在內(nèi)插軸72的外周面和固定軸20的內(nèi)周面上刻有未圖示的螺紋槽，使用該螺紋構(gòu)造而將內(nèi)插軸72固定于固定軸20。內(nèi)插軸72的上端部以從固定軸20向上方突出的狀態(tài)被固定。因此，固定軸20的上端面21a采取包圍內(nèi)插軸72的上端部的周圍的配置。支承臂10的安裝部70a具有與固定軸20同軸的支承臂側(cè)安裝部圓筒部73，該圓筒部73的內(nèi)周面與固定軸20的上端部的外周面73b在接觸的狀態(tài)下彼此固定在一起。在支承臂側(cè)安裝部圓筒部73的上端，安裝部70a具有向徑向內(nèi)側(cè)擴(kuò)展的內(nèi)周凸沿71a。在內(nèi)插軸72的上端部擰入螺母74，該螺母74和固定軸20的上端面21a從上下夾持內(nèi)周凸沿71a。通過(guò)該構(gòu)造，固定軸20被固定于支承臂10。并且，圓筒部73的內(nèi)周面與固定軸20的上端部的外周面73b在接觸的狀態(tài)下被固定在一起，由此能夠減少固定軸20相對(duì)于支承臂10的固定方位的偏移。

為了將固定軸20固定于支承臂10，也可以使用上述的方法以外的方法。無(wú)論使用何種固定方法，在采用使第一轉(zhuǎn)子30與第二轉(zhuǎn)子40反向旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)方式的用途上，固定的可靠性都得以提高。在采用向同一方向驅(qū)動(dòng)第一轉(zhuǎn)子30與第二轉(zhuǎn)子40的驅(qū)動(dòng)方式的情況下，當(dāng)同時(shí)地起動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)子時(shí)，該轉(zhuǎn)子的兩個(gè)反力施加于將固定軸20固定于支承臂10的部分。在這樣的情況下，固定的部分要求能夠承受兩個(gè)反力的耐久性。與此相對(duì)，在采用多數(shù)情況下反向驅(qū)動(dòng)第一轉(zhuǎn)子30和第二轉(zhuǎn)子40的驅(qū)動(dòng)方式的情況下，由于通過(guò)反向起動(dòng)而抵消兩個(gè)反力的至少一部分，因此施加到將固定軸20固定于支承臂10的部分的反力變小。由此，相應(yīng)地，提高了固定部分的耐久性。或者，能夠以更小的固定構(gòu)造來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的耐久性。

從第一線圈80引出的第一引出線82和從第二線圈81引出的第二引出線83都穿過(guò)設(shè)置于固定軸20的側(cè)面的貫穿孔84而被引導(dǎo)到固定軸20的內(nèi)側(cè)，接著穿過(guò)內(nèi)插軸72的內(nèi)側(cè)而到達(dá)內(nèi)插軸72的上端。第一和第二引出線82、83的端部在這里與穿過(guò)支承臂10的主部12的內(nèi)側(cè)進(jìn)行布線的電源線11的端部連接。在連接中通過(guò)焊接等將雙方的導(dǎo)線連接起來(lái)?；蛘撸部梢酝ㄟ^(guò)使各個(gè)導(dǎo)線的端部與連接器連接并將連接器之間結(jié)合來(lái)進(jìn)行連接。

向第一定子31供給電力的第一引出線82在第一定子31的下方穿過(guò)在固定軸上開(kāi)設(shè)的貫穿孔而從第一定子31引出到固定軸20內(nèi)。為了回避內(nèi)插軸72而選擇這樣的配置。

圖5示出將圖4所示的安裝部70a和固定軸20分解后的狀態(tài)。在與安裝部70a分離的狀態(tài)下，螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3能夠以相對(duì)于多螺旋槳直升機(jī)9分離的狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)送和管理。因此，螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3的維護(hù)或修理作業(yè)變得容易。

另外，關(guān)于螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3，作為一例，對(duì)于固定軸20與內(nèi)插軸72是分體部件的情況在此之前進(jìn)行了說(shuō)明，但并非必須是分體部件。固定軸20和內(nèi)插軸72也可以是一個(gè)部件。在該情況下，通過(guò)借助切削加工等使一個(gè)軸的一端部的外周變細(xì)等方法來(lái)形成上端面21a。只要能夠利用上端面21a和螺母74夾持內(nèi)周凸沿71a進(jìn)行固定，就能夠?qū)崿F(xiàn)本公開(kāi)說(shuō)明書的固定構(gòu)造。

第三實(shí)施方式的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3在旋轉(zhuǎn)葉片方面也與第一實(shí)施方式存在差異。在第一實(shí)施方式中，第一旋轉(zhuǎn)葉片50的軸向下端緣與第二旋轉(zhuǎn)葉片60的軸向上端緣之間的軸向間隙從葉片與轉(zhuǎn)子連接的基部到末端部為止都是相同的。與此相對(duì)，在螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3中，第二旋轉(zhuǎn)葉片60b的軸向上側(cè)的邊緣隨著朝向葉片的末端而向下方移動(dòng)，間隙的大小也隨著朝向葉片的末端而擴(kuò)大。因此，在葉片的末端部處，該間隙比第一定子31與第二定子41之間的軸向上的間隔大。但是，在葉片與轉(zhuǎn)子連接的基部處，與第一實(shí)施方式相同，該間隙比第一定子31與第二定子41之間的軸向上的間隔小。

＜第三實(shí)施方式的變形例＞

圖6示出螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置3的變形例。在本例中，用于將固定軸20固定于支承臂10的安裝部70b的構(gòu)造不同。關(guān)于其他的部分，則與圖4相同。

在本變形例中，安裝部70b在固定軸20的軸向上不擴(kuò)展。但是，內(nèi)周凸沿71b在徑向上擴(kuò)展。并且，固定軸20在上端部具有凸緣71c。并且，通過(guò)使該凸緣71c與螺母74夾持內(nèi)周凸沿71b而將固定軸20固定于支承臂10。

另外，在本變形例中，凸緣71c和內(nèi)周凸沿71b在徑向上的擴(kuò)展比第三實(shí)施方式中的固定軸21的上端面21b在徑向上的擴(kuò)展大。因此，通過(guò)在凸緣71c和內(nèi)周凸沿71b接觸的狀態(tài)下進(jìn)行固定，能夠減少固定軸20相對(duì)于支承臂10的固定方位的偏移。

＜第四實(shí)施方式＞

圖7示出本發(fā)明的第四實(shí)施方式的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置4的軸向剖視圖。在本實(shí)施方式中，主要在旋轉(zhuǎn)葉片150、160以及第二定子141、第二轉(zhuǎn)子磁體142的方面與在此之前介紹的其他的實(shí)施方式存在差異。省略與其他的實(shí)施方式相同的部分的說(shuō)明。

在本實(shí)施方式中，由第二定子141與第二轉(zhuǎn)子磁體142能夠產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩比由第一定子31和第一轉(zhuǎn)子磁體32能夠產(chǎn)生的最大轉(zhuǎn)矩小。這是基于針對(duì)將旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)葉片接近地配置這樣的結(jié)構(gòu)進(jìn)行最佳化的而得到的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，第一旋轉(zhuǎn)葉片150和第二旋轉(zhuǎn)葉片160選擇了彼此不同的形狀。

在構(gòu)成定子的鐵心和線圈、以及構(gòu)成轉(zhuǎn)子磁體的永久磁鐵的材料或磁化狀態(tài)相同的情況下，如果所要求的轉(zhuǎn)矩較小，則能夠減小定子或轉(zhuǎn)子磁體的體積。因此，在圖7中，第二定子141和第二轉(zhuǎn)子磁體142的軸向高度均比第一定子31和第一轉(zhuǎn)子磁體32的軸向高度小。

圖8示出從固定軸20的側(cè)方側(cè)觀察螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置4的情況下的圖。在該圖中，第一轉(zhuǎn)子130被朝向左方驅(qū)動(dòng)，第二轉(zhuǎn)子140被朝向右方驅(qū)動(dòng)。圖中b和b’分別表示與該驅(qū)動(dòng)方向平行的直線。并且，a和a’在葉片的截面上表示將前緣和后緣連結(jié)起來(lái)的直線。另外，這里，葉片的截面分別是指分別利用與固定軸20的軸線平行的面切斷構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)葉片150的各個(gè)第一種葉片152以及構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)葉片160的各個(gè)第二種葉片162時(shí)的截面。

如從圖8可知那樣，直線a與直線b所成的角α(仰角/槳距角)比直線a’與直線b’所成的角α’(仰角/槳距角)小。該差異反映出如下的情況：在旋轉(zhuǎn)葉片150的上方的空氣朝向旋轉(zhuǎn)葉片150流入時(shí)以及通過(guò)了旋轉(zhuǎn)葉片150的空氣向旋轉(zhuǎn)葉片160流入時(shí)，空氣向各個(gè)第一種葉片152以及第二種葉片162流入的方向不同。即，在螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置4相對(duì)于周圍的空氣不具有軸向的相對(duì)速度的情況下，空氣向第一種葉片152流入的角度與圖中的α相等。另一方面，由于空氣通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)葉片150被朝向軸向下方加速，因此空氣向第二種葉片162流入的角度比圖中的α’小。這樣，由于在第一旋轉(zhuǎn)葉片150和第二旋轉(zhuǎn)葉片160中，流入的空氣的方位不同，因此在雙方的旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)速度不存在較大的差別的情況下，使α’比α大的話，第二旋轉(zhuǎn)葉片160為了獲得推力而以更優(yōu)選的條件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

圖9a、圖9b、圖9c示出在從固定軸20的上方朝向下方俯視觀察時(shí)的第一旋轉(zhuǎn)葉片150和第二旋轉(zhuǎn)葉片160的形狀。如圖9b和圖9c所示，第一旋轉(zhuǎn)葉片150和第二旋轉(zhuǎn)葉片160分別具有6片的第一種葉片152和第二種葉片162，這些葉片呈放射狀配置。第一旋轉(zhuǎn)葉片150在該圖中被沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，第二旋轉(zhuǎn)葉片160在該圖中被沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。

各個(gè)第一種葉片152的末端部相對(duì)于基部位于旋轉(zhuǎn)方向的后方側(cè)。換言之，在圖9b中，在通過(guò)第一定子對(duì)第一轉(zhuǎn)子和第一旋轉(zhuǎn)葉片施加順時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的情況下，各第一種葉片152的末端部相對(duì)于基部位于逆時(shí)針側(cè)。并且，第二種葉片162的末端部相對(duì)于基部位于旋轉(zhuǎn)方向的后方側(cè)。換言之，在圖9c中，在通過(guò)第二定子對(duì)第二轉(zhuǎn)子和第二旋轉(zhuǎn)葉片施加逆時(shí)針?lè)较虻男D(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的情況下，各第二種葉片162的末端部相對(duì)于基部位于順時(shí)針側(cè)。

在圖9b中，各個(gè)第一種葉片具有朝向順時(shí)針?lè)较蛲钩龅男螤?。并且，各個(gè)第二種葉片具有朝向逆時(shí)針?lè)较蛲钩龅男螤睢?/p>

通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，使第一種葉片152的邊緣與第二種葉片162的邊緣相交的瞬間分散。由此，能夠降低螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置4驅(qū)動(dòng)時(shí)的噪音。

圖9a示出在沿著固定軸20的軸向觀察第一旋轉(zhuǎn)葉片150和第二旋轉(zhuǎn)葉片160時(shí)的狀態(tài)。成為傾斜和凸出方向不同的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片看起來(lái)重疊的狀態(tài)。

＜第四實(shí)施方式的變形例＞

圖10a、圖10b、圖10c示出第四實(shí)施方式的變形例的旋轉(zhuǎn)葉片的圖。與圖9a、圖9b、圖9c相同，示出從固定軸20的上方朝向下方俯視觀察時(shí)的形狀。其他的部位與第四實(shí)施方式相同。并且，圖10b所示的第一旋轉(zhuǎn)葉片150與圖9b所示的第一旋轉(zhuǎn)葉片150相同。不同點(diǎn)在于圖10c所示的第二旋轉(zhuǎn)葉片160b。構(gòu)成旋轉(zhuǎn)葉片的葉片的片數(shù)不同。在第四實(shí)施方式中，第二旋轉(zhuǎn)葉片160具有6片第二種葉片162。與此相對(duì)，在本變形例中，第二旋轉(zhuǎn)葉片160b具有5片第二種葉片162。各個(gè)第二種葉片162的形狀與第四實(shí)施方式相同。通過(guò)在第一旋轉(zhuǎn)葉片150和第二旋轉(zhuǎn)葉片160b中使葉片的數(shù)量不同，能夠降低螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置4驅(qū)動(dòng)時(shí)的噪音。

另外，在上述所說(shuō)明的第四實(shí)施方式及其變形例中，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)葉片的葉片的仰角(槳距角)是固定的。但是，不限于此。也可以采用能夠夠變更槳距角的旋轉(zhuǎn)葉片(可變槳距角螺旋槳)。但是，在該情況下，也優(yōu)選在第二旋轉(zhuǎn)葉片的槳距角比第一旋轉(zhuǎn)葉片的槳距角大的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。并且，即使在使第一旋轉(zhuǎn)葉片與第二旋轉(zhuǎn)葉片完全相同的情況下，優(yōu)選使第二旋轉(zhuǎn)葉片能夠更高速地旋轉(zhuǎn)。

如上所述，本申請(qǐng)公開(kāi)包括以下的裝置和系統(tǒng)。

項(xiàng)目1

一種馬達(dá)，其具有：

柱形狀的固定軸；

第一轉(zhuǎn)子，其被所述固定軸支承為能夠相對(duì)于該固定軸旋轉(zhuǎn)；

第一定子，其被固定于所述固定軸上，能夠朝向該固定軸的周向一側(cè)施加使所述第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩；

第二轉(zhuǎn)子，其被配置于在軸向上與所述第一轉(zhuǎn)子不同的位置，被支承為能夠相對(duì)于所述固定軸旋轉(zhuǎn)；以及

第二定子，其被固定于所述固定軸上，能夠朝向該固定軸的周向另一側(cè)施加使所述第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。

項(xiàng)目2

根據(jù)項(xiàng)目1所述的馬達(dá)，其中，

所述第一轉(zhuǎn)子與所述第二轉(zhuǎn)子之間的間隔比所述第一定子的軸向高度和所述第二定子的軸向高度都小。

項(xiàng)目3

根據(jù)項(xiàng)目2所述的馬達(dá)，其中，

該馬達(dá)還具有均被固定于所述固定軸的外周面上的第一軸承、第二軸承、第三軸承以及第四軸承，

所述第一軸承和所述第二軸承介于所述固定軸與所述第一轉(zhuǎn)子之間，將所述第一轉(zhuǎn)子支承為能夠相對(duì)于所述固定軸旋轉(zhuǎn)，

所述第三軸承和所述第四軸承介于所述固定軸與所述第二轉(zhuǎn)子之間，將所述第二轉(zhuǎn)子支承為能夠相對(duì)于所述固定軸旋轉(zhuǎn)，

所述第一軸承、所述第二軸承、所述第三軸承以及所述第四軸承依次沿著所述固定軸的軸向配置。

項(xiàng)目4

根據(jù)項(xiàng)目3所述的馬達(dá)，其中，

所述第一定子位于所述第一軸承與所述第二軸承之間，

所述第二定子位于所述第三軸承與所述第四軸承之間。

項(xiàng)目5

根據(jù)項(xiàng)目1所述的馬達(dá)，其中，

該馬達(dá)還具有旋轉(zhuǎn)軸、第一軸承、第二軸承、第三軸承以及第四軸承，

所述第二轉(zhuǎn)子被連接于所述旋轉(zhuǎn)軸的位于一端側(cè)的相反側(cè)的另一端側(cè)，

所述第二轉(zhuǎn)子具有從所述旋轉(zhuǎn)軸的另一端向徑向外側(cè)擴(kuò)展的輪轂部，

所述固定軸至少在所述另一端側(cè)具有內(nèi)側(cè)為空腔的圓筒部，

所述旋轉(zhuǎn)軸的至少一端側(cè)收納在所述圓筒部的內(nèi)側(cè)，

所述第一軸承和所述第二軸承在比所述圓筒部靠一端側(cè)的位置處固定于所述固定軸的外周面，

所述第三軸承和所述第四軸承被固定于所述圓筒部的內(nèi)周面，

所述第三軸承和所述第四軸承介于所述旋轉(zhuǎn)軸與所述圓筒部之間，將該旋轉(zhuǎn)軸支承為能夠相對(duì)于該圓筒部旋轉(zhuǎn)。

項(xiàng)目6

根據(jù)項(xiàng)目1至5中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)，其中，

該馬達(dá)還具有支承臂，該支承臂的至少一部分在與所述固定軸的軸向相交的方向上延伸，

所述支承臂包括：中空的主部，其在與所述固定軸的軸向相交的方向上延伸；以及支承臂側(cè)安裝部，其從主部的末端部沿著所述固定軸的軸向延伸，

所述支承臂側(cè)安裝部具有圓筒形狀的周面，

所述固定軸在至少一端部具有圓筒形狀的周面，

所述固定軸的一端部的周面與所述支承臂側(cè)安裝部的周面接觸并固定于所述支承臂側(cè)安裝部的周面。

項(xiàng)目7

根據(jù)項(xiàng)目1至6中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)，其中，

所述固定軸在至少一端側(cè)具有中空部，

所述中空部在所述固定軸的一端側(cè)開(kāi)口，

所述固定軸在側(cè)面具有到達(dá)所述中空部的至少一個(gè)貫穿孔，

所述第一定子包括導(dǎo)線制成的第一線圈和從該第一線圈延伸出的第一引出線，

所述第二定子包括導(dǎo)線制成的第二線圈和從該第二線圈延伸出的第二引出線，

所述第一引出線和所述第二引出線中的至少一方穿過(guò)所述至少一個(gè)貫穿孔而進(jìn)入所述中空部，并進(jìn)一步到達(dá)該固定軸的一端。

項(xiàng)目8

根據(jù)項(xiàng)目7所述的馬達(dá)，其中，

該馬達(dá)還具有電源線，

所述電源線的至少一部分被收納于所述支承臂的所述主部中，并且該電源線的一端部到達(dá)所述支承臂側(cè)安裝部，

所述引出線的到達(dá)所述固定軸的一端的端部與所述電源線的端部連接。

項(xiàng)目9

一種螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其具有：

項(xiàng)目1至8中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)；

第一旋轉(zhuǎn)葉片，其包括從所述第一轉(zhuǎn)子呈放射狀延伸的多個(gè)第一種葉片；以及

第二旋轉(zhuǎn)葉片，其包括從所述第二轉(zhuǎn)子呈放射狀延伸的多個(gè)第二種葉片。

項(xiàng)目10

根據(jù)項(xiàng)目9所述的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其中，

所述第一種葉片的基部與所述第二種葉片的基部在軸向上的間隔比軸向上的所述第一定子與所述第二定子之間的間隙小。

項(xiàng)目11

根據(jù)項(xiàng)目9或10所述的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其中，

所述第二旋轉(zhuǎn)葉片的槳距角比所述第一旋轉(zhuǎn)葉片的槳距角大。

項(xiàng)目12

根據(jù)項(xiàng)目9至11中的任意一項(xiàng)所述的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其中，

在從所述固定軸的軸向一側(cè)進(jìn)行觀察的情況下，

所述第一種葉片的末端相對(duì)于基部位于所述固定軸的所述周向另一側(cè)，

所述第二種葉片的末端相對(duì)于基部位于所述固定軸的所述周向一側(cè)。

項(xiàng)目13

根據(jù)項(xiàng)目9至12中的任意一項(xiàng)所述的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其中，

在從所述固定軸的軸向一側(cè)觀察的情況下，

所述第一種葉片分別具有該第一種葉片的所述固定軸的所述周向一側(cè)為凸出狀的形狀，

所述第二種葉片分別具有該第二種葉片的所述固定軸的所述周向另一側(cè)為凸出狀的形狀。

項(xiàng)目14

根據(jù)項(xiàng)目9至13中的任意一項(xiàng)所述的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其中，

構(gòu)成所述第一旋轉(zhuǎn)葉片的所述第一種葉片的片數(shù)比構(gòu)成所述第二旋轉(zhuǎn)葉片的所述第二種葉片的片數(shù)多。

項(xiàng)目15

根據(jù)項(xiàng)目9至14中的任意一項(xiàng)所述的螺旋槳式推力產(chǎn)生裝置，其中，

在軸向上，所述第一旋轉(zhuǎn)葉片配置于比所述第二旋轉(zhuǎn)葉片接近所述支承臂的一側(cè)，

在軸向上，所述第一種葉片的基部與所述第二種葉片的基部在軸向上的間隔比所述第一種葉片的末端處所述第一種葉片與所述支承臂之間的間隔小。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

關(guān)于本公開(kāi)說(shuō)明書的馬達(dá)、使用了該馬達(dá)的雙反轉(zhuǎn)螺旋槳式推進(jìn)裝置，不僅在空氣中，在水中或其他的流體中也能夠以激起軸向的流動(dòng)為目的進(jìn)行使用。并且，也可以并非是作為這樣的流動(dòng)的激起單元，而是在一般情況下以用于得到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力為目的來(lái)使用。