專利名稱：電動機(jī)裝置及其永久磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電刷式電動機(jī)(DC Brush Motor)及此裝置中使用的永久磁鐵。特別是有關(guān)一種當(dāng)采用各向異性稀土類塑膠磁鐵的永久磁鐵和采用該永久磁鐵的可以實現(xiàn)小型化和高轉(zhuǎn)矩化的直流電刷式電動機(jī)裝置。當(dāng)本發(fā)明應(yīng)用在1W～300W等級的高性能小型直流電刷式電動機(jī)裝置時其效果特別理想。
(2)背景技術(shù)1960年以前，小型電動機(jī)使用的是不用磁鐵的感應(yīng)電刷電動機(jī)，進(jìn)入1960年，由于廉價的最大磁能積(BHmax)為4MGOe級的鐵氧體磁鐵上市，1W～300W程度的耗電量小的小型電刷式電動機(jī)開始上市，并且其後的40年來一直在使用。其構(gòu)造為，電動機(jī)殼的內(nèi)圈上配置有用瓦弧形狀的具有2個磁極或4個磁極的燒結(jié)鐵氧體磁鐵，其中心部配置有纏繞著線圈的電磁轉(zhuǎn)子。驅(qū)動時，通過旋轉(zhuǎn)軸上配置的電刷，使線圈中的電流方向變化，因周圍的燒結(jié)鐵氧體磁鐵的磁場和電流間的相互作用而產(chǎn)生的電磁力使電磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
近年來有對這種電動機(jī)小型化的需求，但是，因為燒結(jié)鐵氧體磁鐵在燒結(jié)的時候發(fā)生收縮，制造厚度薄的燒結(jié)鐵氧體磁鐵很困難，無法達(dá)到小型化。而且，因磁力也弱，用燒結(jié)鐵氧體磁鐵無法實現(xiàn)輸出功率大的電動機(jī)。
同時，為了得到大的輸出需采用大直徑的電動機(jī)時，因為將燒結(jié)鐵氧體磁鐵沿圓周方向無法制造成長形，無法采用2個磁極，只得采用4個磁極來制造。
這樣，用鐵氧體磁鐵構(gòu)成的磁極為4個磁極時，尺寸及重量增大，不能成為電動機(jī)性能指標(biāo)(轉(zhuǎn)矩常數(shù)/體積)高的產(chǎn)品。而且，上述用燒結(jié)而制成的燒結(jié)鐵氧體磁鐵的形狀為各種各樣，因濕度等環(huán)境條件、燒結(jié)條件的不同，很難得到完全同一尺寸的瓦弧狀的燒結(jié)鐵氧體磁鐵。并且，上述燒結(jié)鐵氧體磁鐵在上述電動機(jī)的殼體內(nèi)需要分割配置。而其配置精度將會對磁場的對稱性產(chǎn)生誤差，其結(jié)果，旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩不均勻，從而出現(xiàn)噪音現(xiàn)象。1990年代后半期，隨著與鐵氧體磁鐵相比具有約為4倍大的，最大磁能積(BHmax)為14MGOe以上的磁性能高、成形性強(qiáng)的各向異性稀土類塑膠磁鐵的上市，其在電動機(jī)上的應(yīng)用也進(jìn)入了新的摸索階段。
但是，對電動機(jī)廠家來說，針對現(xiàn)有的使用鐵氧體的小型電刷電動機(jī)，既使使用具有4倍最大磁能積的磁鐵，如果只是單純的置換，電動機(jī)性能只能提高20％，從小型化來看它需要使用2倍以上的外軛(yoke)，反而導(dǎo)致大型化而不能采用。并且，因為電動機(jī)的性能與轉(zhuǎn)子鐵心(armature)的形狀、性能、外軛的厚度、材料質(zhì)量、線圈等多種因素有關(guān)，而性能提高的效果也只有20％，所以多年來沒有得到采用。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種性能優(yōu)良的小型輕量化的電刷式電動機(jī)和所采用的永久磁鐵。
根據(jù)本發(fā)明一方面的電動機(jī)裝置，是由配置在直流電刷電動機(jī)(DC BrushMotor)殼內(nèi)周圍上的永久磁鐵和配置在中心部的電磁轉(zhuǎn)子所組成，其特點是，所述永久磁鐵，為最少具有4個磁極的中空薄圓筒形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵。
本發(fā)明中采用的各向異性塑膠磁鐵，是由申請人的日本專利公開號P2001-7691A、登記號第2816668號、登記號第3060104號所采用的制造方法制造的磁鐵，例如，對ND-FE-B所組成的磁粉通過進(jìn)行樹脂成型來制造，在一個軸方向上進(jìn)行了強(qiáng)磁化的磁鐵。這種磁鐵，和原來的燒結(jié)鐵氧體磁鐵相比具有最大磁能積(BHmax)為4倍以上。本發(fā)明者對怎樣能發(fā)揮這種各向異性稀土類塑膠磁鐵的潛在能力而進(jìn)行了深入研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)了當(dāng)應(yīng)用在1W～300W等級的小型直流電刷式電動機(jī)裝置時的效果特別理想。通過使用高性能的各向異性稀土類塑膠磁鐵使磁鐵薄型化，同時，通過使用4個以上的磁極大幅度地減小每個磁極的磁性回路的磁路長度，從整體來看達(dá)到了原來臆想不到的效果和原來的電動機(jī)為同一性能而體積為1/2的大幅度地小型輕量化，也即，和原來的電動機(jī)相比體積減少20％的同時轉(zhuǎn)矩性能提高2倍的大幅度的高性能的效果。
并且，因為這種各向異性稀土類塑膠磁鐵是通過樹脂成型法來制造的，所以容易進(jìn)行高精度的成形。這樣，電動機(jī)殼內(nèi)周圍上的永久磁鐵的形狀能做成精度好的中空圓筒形狀。即，通過永久磁鐵能使電動機(jī)的內(nèi)部磁場得到精度高的旋轉(zhuǎn)對稱。因為內(nèi)部磁場的對稱性的精度高，位于中心部的電磁轉(zhuǎn)子均勻地接受轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行轉(zhuǎn)動。這樣，能減低原來的轉(zhuǎn)拒不均勻所引起的噪音，從而獲得低噪音的電動機(jī)。而且，因各向異性稀土類塑膠磁鐵是通過樹脂成型制成為中空圓筒形狀，所以容易組裝在電動機(jī)殼內(nèi)。不需要對原來的對分成2極或4極的各個燒結(jié)鐵氧體磁鐵進(jìn)行組裝。即具有制造工序容易的優(yōu)點。
本發(fā)明除了解決了所述長年以來的小型電刷電動機(jī)界的問題，達(dá)到了具有和原來的電動機(jī)為同一性能而體積為1/2的大幅度地小型輕量化，從而與原來的電動機(jī)相比體積減少20％，并且，從電動機(jī)性能指標(biāo)T(轉(zhuǎn)矩常數(shù)/體積)來說，可以提供一種是原來的使用燒結(jié)鐵氧體的電動機(jī)的性能指標(biāo)的2倍的，具有更高一級的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的高性能電動機(jī)。
同時，通過抑制轉(zhuǎn)矩不均勻現(xiàn)象提高了安靜性，省略了制造時重復(fù)粘貼的工序。
更為佳的是，和燒結(jié)鐵氧體磁鐵相比，磁鐵使用量只需要原來的1/4，可以提供一種大量節(jié)省資源的高性能電動機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)裝置，其永久磁鉄的各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為14MGOe以上。
各向異性稀土類塑膠磁鐵，與燒結(jié)鐵氧體相比具有優(yōu)越的磁性特性。
根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)裝置，電動機(jī)殼體的外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)殼體的厚度為w時，電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，而殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.10以下。
并且，所述電動機(jī)殼體包括外軛，電動機(jī)殼體外徑r即意味著包括外軛等的電動機(jī)的外徑的直徑。
這里，電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體外徑之比a/r的限制范圍，為通常的DC電刷電動機(jī)所使用的常識性的范圍。當(dāng)a/r比0.25小時，電磁轉(zhuǎn)子相對于電動機(jī)殼體顯著為小，從電動機(jī)性能指標(biāo)來看，磁鐵及殼體部在設(shè)計上是被浪費(fèi)使用，所以通常為0.25以上。
并且，當(dāng)a/r為0.5時，電動機(jī)殼體外徑和電磁轉(zhuǎn)子的直徑(2a)相等，所以a/r設(shè)定為不到0.5。
并且，從以下的觀點出發(fā)，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d設(shè)定在1＜w/d≤4的范圍。對使用鐵氧體磁鐵的DC電刷電動機(jī)來說，因磁鐵的磁力弱，殼體厚度對磁鐵厚度相對薄些也能達(dá)到防止漏磁。而使用各向異性稀土類塑膠磁鐵的時候，w/d為1以下時，因磁鐵的磁力強(qiáng)，不能抑制漏磁，所以w/d通常為1以上。當(dāng)w/d大于4時，既使磁鐵的磁力強(qiáng)、殼體厚度很大時，雖不出現(xiàn)磁漏現(xiàn)象，但是因為過于增加殼體厚度，達(dá)不到小型化，導(dǎo)致電動機(jī)性能指標(biāo)的下降。
一方面，磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r的范圍從以下的觀點來決定。
永久磁鐵的磁力隨著磁鐵厚度的增加而增加。磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r小于0.01時，反磁場將增大使磁力急劇降低，達(dá)不到所要求的轉(zhuǎn)矩。所以，希望磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.01以上。
例如，電動機(jī)性能指標(biāo)T(T＝轉(zhuǎn)矩常數(shù)/體積)設(shè)為原來的2倍時，即，為了得到原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T(約為1.3)的2倍T＝2.6，需要磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.1以下。所以，希望磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.01以上和0.10以下。
根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)裝置，電動機(jī)殼體外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁旋轉(zhuǎn)體半徑于殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，殼體厚度與磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和在0.08以下。
相當(dāng)于單位磁鐵使用量的電動機(jī)裝置的性能指標(biāo)T(即，電動機(jī)裝置的性能指標(biāo)T/磁體使用量，以下把這個比S稱作[磁效率])，和原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m倍相等的磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r是0.08。磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r在0.08以下時，本發(fā)明的電動機(jī)裝置的磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m倍以上。因此，磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r小于下限值0.01時，如以上所述，反磁場將增大使磁力急劇降低，達(dá)不到所要求的轉(zhuǎn)矩，所以，希望磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.01以上。這樣，磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r在0.01以上和0.08以下時，磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m倍以上。這里，磁鐵性能倍數(shù)m，定義為(各向異性稀土類塑膠磁鐵的性能[(BH)max])/(鐵氧體燒結(jié)磁鐵的性能[(BH)max])。例如，各向異性稀土類塑膠磁鐵的性能(最大磁能積)為14MGOe，鐵氧體磁鐵的性能(最大磁能積)3.5MGOe的時候，磁鐵性能倍數(shù)m為4。并且，磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m倍以上時的磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r，針對各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為14MGOe以上，于此值無關(guān)幾乎為同一個值0.08。
根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)裝置，電動機(jī)殼體的外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑于殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.05以下。
磁鐵厚度與殼體直徑之比d/r為0.05以下時，與d/r為0.08時相比，磁石效率S為2倍以上。即本發(fā)明的電動機(jī)裝置的磁鐵效率S于原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m×2倍相等時的磁鐵厚度于殼體直徑之比d/r為0.05。磁鐵厚度與殼體直徑之比d/r為0.05以下的時候，本發(fā)明的電動機(jī)裝置的磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m×2倍以上。
例如，各向異性稀土類塑膠磁鐵的性能(最大磁能積)為14MGOe，鐵氧體磁鐵的性能(最大磁能積)3.5MGOe的時候，磁鐵性能倍數(shù)m為4。因此，磁鐵的性能為這個值的時候，磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的8倍以上。所以，這個范圍為所希望的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的電動機(jī)裝置，電動機(jī)殼體的外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r為0.25以上和小于0.5而言，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.02以上和0.05以下。
關(guān)于磁鐵效率，磁鐵厚度與殼體直徑之比d/r為0.05以下時，與d/r為0.08時相比，磁石效率S為2倍以上。即磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的2×磁鐵性能倍數(shù)m倍以上。并且，用電動機(jī)性能指標(biāo)T來評價時，磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.02以上和0.05以下的范圍時，電動機(jī)性能指標(biāo)T幾乎為最大值。針對最大磁能積14MGOe，本發(fā)明的電動機(jī)裝置的電動機(jī)性能指標(biāo)T，能達(dá)到原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T的約2.3倍。針對最大磁能積17MGOe，本發(fā)明的電動機(jī)裝置的電動機(jī)性能指標(biāo)T，能達(dá)到原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T的約2.5倍。并且，針對最大磁能積25MGOe，本發(fā)明的電動機(jī)裝置的電動機(jī)性能指標(biāo)T，能達(dá)到原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T的約為2.6倍。所以，磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.02以上0.05以下的范圍，從電動機(jī)性能指標(biāo)T和磁體效率S兩方面來看為最有希望的范圍。
根據(jù)本發(fā)明的永久磁鐵，配置在DC電刷電動機(jī)裝置的電磁轉(zhuǎn)子周圍，其特點是，所述永久磁鐵是最少為4個磁極被著磁的中空圓筒薄形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵。各向異性稀土類塑膠磁鐵，例如，是由ND-FE-B所組成的磁鐵粉通過樹脂成型來制造的，在一個軸方向上進(jìn)行了強(qiáng)磁化的磁鐵。這種磁鐵，和原來的燒結(jié)鐵氧體磁鐵相比具有最大磁能積(BHmax)為4倍以上。
這種薄型化的各向異性稀土類塑膠磁鐵特別是應(yīng)用在1W～300W等級的小型直流電刷式電動機(jī)時能得到顯著的效果。同時，實現(xiàn)了使用4個以上磁極使每個磁極的磁性回路的磁路長度大幅度地減小，和原來的電動機(jī)為同一轉(zhuǎn)矩性能，但體積卻為原來的1/2以下，從而實現(xiàn)臆想不到的大幅度小型輕量化，或者是，和原來的電動機(jī)相比體積減少20％的同時轉(zhuǎn)矩性能達(dá)到2倍以上的電動機(jī)裝置。
并且，因為這種各向異性稀土類塑膠磁鐵是通過樹脂成型法來制造的，所以容易進(jìn)行高精度的成形。這樣，電動機(jī)殼內(nèi)周圍上的永久磁鐵的形狀能做成精度高的中空圓筒形狀。即通過永久磁鐵能使電動機(jī)的內(nèi)部磁場得到精度高的旋轉(zhuǎn)對稱。因內(nèi)部磁場的對稱性的精度高，位于中心部的電磁轉(zhuǎn)子均勻地接受轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行轉(zhuǎn)動。這樣，能減低原來的轉(zhuǎn)拒不均勻所引起的噪音，獲得低噪音的電動機(jī)裝置。而且，因各向異性稀土類塑膠磁鐵是通過樹脂成型制成為中空圓筒形狀，所以容易組裝在電動機(jī)殼內(nèi)。不需要對原來的、對分成2極，或4極的各個燒結(jié)鐵氧體磁鐵進(jìn)行組裝。即這種各向異性稀土類塑膠磁鐵具有能使電動機(jī)裝置的制造工序容易進(jìn)行的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的永久磁鐵，各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為14MGOe以上。
各向異性稀土類塑膠磁鐵，于燒結(jié)鐵氧體磁鐵相比，具有優(yōu)越的磁性特性，希望最大磁能積在14MGOe以上。
對最大磁能積為14MGOe以上的各向異性稀土類塑膠磁鐵設(shè)計為4極以上的磁極的時候，轉(zhuǎn)矩輸出高，這時，如果采用轉(zhuǎn)矩同一的條件，能使各向異性稀土類塑膠磁鐵的軸方向的長度更加縮小。這樣，更加能縮小電動機(jī)體積。例如，能縮小到如後所述的使用燒結(jié)鐵氧體磁鐵的原來的電動機(jī)裝置體積的約50％。
根據(jù)本發(fā)明的永久磁鐵，電動機(jī)殼體的外徑(直徑)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r在0.25以上和0.5以下而言，殼體厚度與磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且，磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.10以下。
永久磁鐵的磁力與厚度成比例。磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r小于0.01時，反磁場將增大，其結(jié)果使磁力急劇降低。在這種條件下做成的電動機(jī)，電動機(jī)裝置得不到所要求的轉(zhuǎn)矩。所以，電動機(jī)裝置中使用永久磁鐵時，希望各向異性稀土類塑膠磁鐵的磁鐵厚度于殼體外徑之比d/r在0.01以上。
用這種各向異性稀土類塑膠磁鐵，例如，為得到是原來的2倍的電動機(jī)性能指標(biāo)T(T＝轉(zhuǎn)矩常數(shù)/體積)時，即，為了得到原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T(約為1.3)的2倍T＝2.6，需要磁鐵厚度于殼體外徑之比d/r在0.1以下。這個條件，例如，可以從後述的在內(nèi)部電磁轉(zhuǎn)子的外徑為同一時的條件來得到。所以，希望磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.01以上和0.10以下。采用本發(fā)明的永久磁鐵，就能實現(xiàn)比原來噪音低，而且轉(zhuǎn)矩相同而體積減少1/2的電動機(jī)，或者是，體積減少20％的轉(zhuǎn)矩約為2倍以上的電動機(jī)裝置。
本發(fā)明的永久磁鐵，當(dāng)電動機(jī)殼體的外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的沿徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑于殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下而言，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.08以下。
根據(jù)本發(fā)明的永久磁鐵，當(dāng)電動機(jī)殼體的外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的沿徑方向的厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑于殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下而言，而殼體的厚度于磁鐵厚度之比w/d大于1，小于4，而且，磁鐵厚度于殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.05以下。
根據(jù)本發(fā)明的的永久磁鐵，當(dāng)電動機(jī)殼體的外徑(直徑)設(shè)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑于殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，而殼體的厚度于磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且，磁鐵厚度與殼體直徑之比d/r為0.02以上和0.05以下。
以上是對本發(fā)明的手段，作用，效果，與在一般普及的2個磁極的(鐵氧體)電動機(jī)裝置相比較的同時予以說明的。
為更清楚理解本發(fā)明的目的、特點和優(yōu)點，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
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圖1所示為有關(guān)本發(fā)明的較佳實施例的電動機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2所示為有關(guān)本發(fā)明的其它較佳實施例的電動機(jī)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖3所示為采用鐵氧體燒結(jié)磁鐵的電動機(jī)裝置和采用各向異性稀土類塑膠磁鐵的電動機(jī)裝置時的磁極數(shù)和性能指標(biāo)之間的特性圖。
圖4所示為各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為14MGOe(各向異性粘結(jié)磁鐵(BH)max＝14MGOe)時的性能指標(biāo)T和比率R(d/r)之間的特性圖，圖中示出以d/r為參量時其對電動機(jī)性能指標(biāo)T的影響。
圖5所示為各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為14MGOe(各向異性粘結(jié)磁鐵(BH)max＝14MGOe)時的磁鐵效率S(＝電動機(jī)性能指標(biāo)T/磁鐵使用量)和比率R之間的特性圖，圖中示出以d/r為參量時其相對于單位磁鐵使用量的電動機(jī)性能指標(biāo)T的影響。
圖6所示為各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為17MGOe(各向異性粘結(jié)磁鐵(BH)max＝17MGOe)時的性能指標(biāo)T和比率R(d/r)之間的特性圖，圖中示出以d/r為參量時其對電動機(jī)性能指標(biāo)T的。
圖7所示為各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為17MGOe(各向異性粘結(jié)磁鐵(BH)max＝17MGOe)時的磁鐵效率S(＝電動機(jī)性能指標(biāo)T/磁鐵使用量)和比率R(d/r)之間的特性圖，圖中示出以d/r為參量時其相對于單位磁鐵使用量的電動機(jī)性能指標(biāo)T的影響。
圖8所示為各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為25MGOe(各向異性粘結(jié)磁鐵(BH)max＝25MGOe)時的性能指標(biāo)T和比率R(d/r)之間的特性圖，圖中示出以d/r為參量時其對電動機(jī)性能指標(biāo)T的影響。
圖9所示為各向異性稀土類塑膠磁鐵的最大磁能積為25MGOe(各向異性粘結(jié)磁鐵(BH)max＝25MGOe)時的磁鐵效率S(＝電動機(jī)性能指標(biāo)T/磁鐵使用量)和比率R(d/r)之間的特性圖，圖中示出以d/r為參量時其相對于單位磁鐵使用量的電動機(jī)性能指標(biāo)T的影響。
圖10所示為本發(fā)明的電動機(jī)裝置的電刷的位置的結(jié)構(gòu)圖。
圖11所示為本發(fā)明的電動機(jī)裝置的繞線的結(jié)構(gòu)圖。
(5)具體實施方式
以下，對本發(fā)明的實施形態(tài)加以說明。但是，本發(fā)明不限定于以下的實施形態(tài)。
(實施例1)本實施例的電動機(jī)裝置之一例如圖1(a)，(b)所示。其中圖1(a)為側(cè)面圖而圖1(b)為沿圖1(a)的AA’線所取的截面圖。本實施例目的是使電動機(jī)裝置小型化。本實施例的電動機(jī)裝置，包括殼體12，殼體12的內(nèi)周圍上配置的中空薄圓筒形狀的為永久磁鐵的各向異性稀土類塑膠磁鐵13，和在中心部配置的形成電磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心(armature)14；纏繞在轉(zhuǎn)子鐵心14上的線圈15，位于轉(zhuǎn)子鐵心14的中心部的轉(zhuǎn)軸11，起防止漏磁的為磁通阻擋環(huán)的外軛10。并且，外軛為電動機(jī)殼體的一部分。在磁性回路機(jī)能上來看電動機(jī)殼體和外軛具有同樣的機(jī)能。本實施例中，外軛的外徑相當(dāng)于殼體的外徑。為了進(jìn)行體積的比較，原來的2個磁極的電動機(jī)裝置如圖1(c)、(d)所示。這里，為進(jìn)行兩者的比較，假設(shè)轉(zhuǎn)子鐵心14的直徑同一。而且，各向異性稀土類塑膠磁鐵13采用的是由申請人開發(fā)的近年來才能達(dá)到量產(chǎn)的磁體。例如，公開號P2001-7691A、登記號第2816668號、登記號第3060104號的制造方法來制造的磁鐵。這種各向異性稀土類塑膠磁鐵，其最大磁能積為14MOe到25MOe，都為現(xiàn)在能夠制造的磁鐵。
本實施例的電動機(jī)裝置((a)，(b))和原來的電動機(jī)裝置((c)，(d))的不同之處，是用ND-FE-B所組成的中空薄圓筒形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵13代替了原來的電動機(jī)裝置的為永久磁鐵的燒結(jié)鐵氧體磁鐵23。并且，為4個磁化磁極使大幅度地減少了每個磁極的磁性回路的磁路長度，使轉(zhuǎn)子鐵心14所接受的轉(zhuǎn)矩得到增大。各向異性稀土類塑膠磁鐵13，是由ND-FE-B所組成的磁鐵粉通過樹脂成型來制造的，在徑方向上進(jìn)行了強(qiáng)磁化的磁鐵。各向異性稀土類塑膠磁鐵的材料，除了ND-FE-B以外，可以采用ND-FE-B系的材料，例如，含有ND和ND以外的稀土類元素，或含有其它的添加元素的材料。而且，可以采用含有除ND以外的稀土類元素的材料，例如，SM-FE-N系的材料，SMCO系材料，還有，ND-FE-B系材料和這些材料的混合物質(zhì)。并且，塑膠磁鐵也可以稱為塑性磁鐵。這種磁鐵，與原來的燒結(jié)鐵氧體磁鐵相比具有最大磁能積(BHmax)為4倍以上。即，與標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)鐵氧體磁鐵最大磁能積(BHmax)3.5MGOe相比，具有它的約4倍14MGOe以上最大磁能積。這意味著當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和原來的相同(同一轉(zhuǎn)矩的條件)時，永久磁鐵的厚度有可以縮小到約1/4的可能性。
相對永久磁鐵的縮小，電動機(jī)殼體(外軛10)的直徑(殼體外徑)為r，中空圓筒形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵13的厚度(磁鐵厚度)為d，為電磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵心14的半徑(電磁轉(zhuǎn)子半徑)為a，電動機(jī)殼體的厚度(殼體12加上外軛10的厚度)為w時，電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體外徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，而殼體厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且，磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.10以下(小型化條件)。
磁鐵厚度與殼體外徑之比d/r的下限條件為0.01時，因反磁場的急劇增大使磁力降低，達(dá)不到所要求的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩。而且，磁鐵厚度與殼體外徑之比d/r的上限條件，是電動機(jī)性能指標(biāo)T(T＝轉(zhuǎn)矩常數(shù)/體積)為原來的約2倍。即，是將體積縮小1/2，或者是將轉(zhuǎn)矩提高2倍的條件。例如，當(dāng)原來的2磁極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)約為1.3時，性能指標(biāo)T的條件為T＝2.6。根據(jù)這個條件，實現(xiàn)了在後要敘述的轉(zhuǎn)矩相同的體積減小了50％的小型電動機(jī)。
例如，采用燒結(jié)鐵氧體磁鐵23的原來的電動機(jī)裝置，外軛10(電動機(jī)殼體)的外徑為38mm，內(nèi)徑為32mm，電動機(jī)的輸出(轉(zhuǎn)矩)為75.7(mN·m/A)，其體積約為56.1cm3。燒結(jié)鐵氧體磁鐵23，其外徑為32mm，內(nèi)徑為24mm，徑方向長度(厚度)約為4mm。所以，a/r＝0.30，w/d＝0.75，d/r為0.11。
另一方面，得到同一轉(zhuǎn)矩的本實施例裝置的電動機(jī)裝置，其外軛10(電動機(jī)殼體)的外徑r＝31mm，內(nèi)徑為26mm，其體積約為24.5cm3。各向異性稀土類磁鐵13，其外徑為26mm，內(nèi)徑為24mm，徑方向長度d＝1mm，4個極磁化。通過用4個磁極減小了磁性回路的磁路長度。a/r＝0.37，w/d＝2.5，d/r為0.03。這樣設(shè)定的話，和原來為同一轉(zhuǎn)矩時，可以實現(xiàn)為原來電動機(jī)裝置體積的44％的體積。而且，性能指標(biāo)T為3.09，于原來電動機(jī)裝置的1.35相比可以得到為2.3倍的性能指標(biāo)。
本實施例，是以轉(zhuǎn)矩為同一的條件來選擇外軛的厚度。這是因為本實施例的各向異性稀土類塑膠磁鐵13采用了4個磁極。原來的外軛厚度約為17.5mm，本實施例的外軛厚度約為9.8mm。通過把電動機(jī)裝置后部所放置的交直流變換器裝置作為共同部分，來決定電動機(jī)裝置的軸方向上的長度。這樣，針對原來的電動機(jī)裝置軸方向的長度LF約為50mm，本實施例的電動機(jī)裝置軸方向的長度LN約為33mm，長度縮小率LN/LF約為0.66。并且，在重量上，原來的電動機(jī)裝置為245g，本實施的電動機(jī)裝置為119g，比元來減少了49％。
本實施例的各向異性稀土類塑膠磁鐵13是通過樹脂成型法來制造的，所以容易成形高精度的中空圓筒形狀。這樣，各向異性稀土類塑膠磁鐵13容易得到對稱性精度高的磁化。因在電動機(jī)裝置內(nèi)部將會產(chǎn)生對稱性精度高的磁場，轉(zhuǎn)子鐵心14接受到均勻轉(zhuǎn)矩。因此，旋轉(zhuǎn)時，不發(fā)生向原來一樣的噪音。獲得低噪音的電動機(jī)裝置。
對燒結(jié)鐵氧體2個磁極電動機(jī)，各向異性稀土類粘結(jié)4個磁極電動機(jī)，在前面已進(jìn)行了敘述，現(xiàn)將燒結(jié)鐵氧體4個磁極電動機(jī)，各向異性稀土類粘結(jié)2個磁極電動機(jī)作為比較例表示在表1中。[表1]
本實施例的殼體外徑和外軛外徑相同。
外軛材料SPCC轉(zhuǎn)子鐵心材料、尺寸 硅素鋼板，φ23mm線圈的繞線方式、圈數(shù)145圈(turn)電流值 1A固定條件將轉(zhuǎn)子鐵心的外徑同一設(shè)為φ23mm，通過改變軸方向的厚度，使轉(zhuǎn)矩為同一。
為了更加容易地說明所述表的結(jié)果，將性能指標(biāo)和磁極數(shù)的關(guān)系用圖3來表示。如圖3所示，對原來的燒結(jié)鐵氧體2個磁極電動機(jī)，只把磁鐵的材料替換成各向異性稀土類塑膠磁鐵時的各向異性稀土類粘結(jié)2個磁極電動機(jī)、及只把磁極數(shù)從2個磁極換成4個磁極時的燒結(jié)鐵氧體4個磁極電動機(jī)，其性能指標(biāo)停留在1.2～2.0的范圍，得不到大的改善。因此，本實施例，通過采用各向異性稀土類塑膠磁鐵和4個磁極使性能指標(biāo)達(dá)到了3.09。這個值為原來的燒結(jié)鐵氧體2磁極電動機(jī)的性能指標(biāo)的2.3倍，實現(xiàn)了性能指標(biāo)的提高。
(實施例2)第1實施例，是通過采用各向異性稀土類塑膠磁鐵，使原來的電動機(jī)小型化的例子。采用這種各向異性稀土類塑膠磁鐵時，通過調(diào)整其徑向的厚度，也可以增加電動機(jī)裝置的轉(zhuǎn)矩。即，本實施例為用各向異性稀土類塑膠磁鐵使轉(zhuǎn)矩提高2倍的例子。
例如，采用了燒結(jié)鐵氧體磁鐵23的原來的電動機(jī)裝置的轉(zhuǎn)矩常數(shù)，為75.7(mNom/A)，其體積約為56.1cm3，即電動機(jī)性能指標(biāo)T＝1.35，原來的電動機(jī)裝置的尺寸與第1實施例中說明的相同。
本實施例的電動機(jī)裝置如圖2所示，本實施例中，在電磁轉(zhuǎn)子半徑與殼體外徑之比a/r為0.25以上，而不到0.5，殼體的厚度與磁鐵厚度之比w/d超過1，而在4以下的條件下，根據(jù)所述小型化條件(0.01≤d/r≤0.1)，設(shè)定為以下的尺寸。電動機(jī)殼體(外軛10)的外徑r＝34mm，內(nèi)徑28mm，各向異性稀土類塑膠磁鐵13的外徑為28mm，內(nèi)徑為24mm，厚度為2mm的4個磁極。這時，a/r＝0.34、w/d＝1.5、d/r為0.06。磁極為4個所以減小了磁性回路的磁路長。本實施例的電動機(jī)，設(shè)計為能獲得為原來約為2倍的轉(zhuǎn)矩(155.5mNom/A)。這時的體積為41.2cm3，體積減小到原來的27％，針對原來電動機(jī)裝置的重量245g本實施例的電動機(jī)裝置的重量為185g，減輕了76％。
并且，和第1實施例一樣，由于各向異性稀土類塑膠磁鐵13是由精度高的中空圓筒形狀形成，所以能產(chǎn)生對稱性精度高的磁場。因此，得到了輸出高且噪音低的電動機(jī)裝置。
(實施例3)針對第1實施例的電動機(jī)，和為本發(fā)明的對象的低輸出水平的DC電刷電動機(jī)，針對為常識條件的(1)電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體外徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，(2)殼體厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4的條件，通過改變各向異性稀土類塑膠磁鐵13的磁鐵厚度于殼體外徑之比d/r＝R(以下，稱為比率R)評價電動機(jī)裝置的性能指標(biāo)T。各向異性稀土類塑膠磁鐵13的最大磁能積為14MGOe時的特性表示在圖4中。對比率R為0.01以上0.10以下的范圍，性能指標(biāo)為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T(約為1.3)的2倍。特別是，下限值不在0.01以上時，既是使用25MGOe的強(qiáng)力磁鐵，也得不到為所述的原來電動機(jī)性能指標(biāo)的2倍的優(yōu)越特性。
同樣，各向異性稀土類塑膠磁鐵13的最大磁能積為17MGOe、25MGOe時的特性表示在圖6、圖8上。隨著最大磁能積的增大，整體上性能指標(biāo)T增大。
接著，當(dāng)各向異性稀土類塑膠磁鐵13的體積為v時，塑膠磁鐵的單位體積的性能指標(biāo)T，即，T/v為磁鐵效率S時，求出了磁鐵效率S對比率R的變化特性。
最大磁能積為14MGOe、17MGOe、25MGOe時的特性各自表示在圖5、圖7、圖9上。比率R在0.01以上、0.08以下的時，磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的磁鐵性能倍數(shù)m倍以上。這個特征，對最大磁能積為14MGOe以上也成立。
當(dāng)比率R為0.05以下時，磁鐵效率S和R為0.08時的相比為2倍以上，即，磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的2×磁鐵性能倍數(shù)m倍以上。這意味著，具有磁鐵性能倍數(shù)m的2倍的磁鐵效率。這時，與鐵氧體磁鐵相比，以磁鐵性能倍數(shù)m的2倍的效率，能提高相對于單位磁鐵使用量的電動機(jī)裝置的性能指標(biāo)T。這個特征，對最大磁能積為14MGOe以上也成立。
在比率R為O.02以上、0.05以下的范圍時，磁鐵效率S和d/r為0.08時的相比為2倍以上，即，磁鐵效率S為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的磁鐵效率的2m倍以上。并且，用電動機(jī)性能指標(biāo)T來評價時，磁鐵厚度對殼體外徑之比d/r在0.02以上、0.05以下的范圍時，電動機(jī)性能指標(biāo)T幾乎為最大值。針對最大磁能積為14MGOe，能獲得為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T的約2.3倍。針對最大磁能積為17MGOe，能獲得為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T的約2.5倍。并且，針對最大磁能積為25MGOe，能獲得為原來的2極鐵氧體電動機(jī)的性能指標(biāo)T的約2.6倍。這個特征，對最大磁能積為14MGOe以上也成立。
因此，從電動機(jī)性能指標(biāo)T和磁體效率S兩方面來看，可以說磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.02以上0.05以下的范圍，為最希望的范圍。
對磁鐵效率S考慮如下。當(dāng)轉(zhuǎn)矩常數(shù)為τ，電動機(jī)裝置的體積為V，各向異性稀土類塑膠磁鐵的體積為v，電動機(jī)殼體的外徑(直徑)為r，各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，磁鐵厚度于殼體直徑之比d/r為R，電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，電動機(jī)殼體的厚度為w，電動機(jī)裝置的實效長度為L，忽略電磁轉(zhuǎn)子和各向異性稀土類塑膠磁鐵之間的空隙時，以下算式成立。
12a+2d+2w＝r …(1)2R＝d/r …(2)3V＝πr2L/4 …(3)4v＝π{(a+d)2-a2}L …(4)因為D＜a5v＝2πadL…(5)所以、磁鐵效率S為以下所示。
6S＝τ/(Vv)＝2τ/{π2L2adr2}＝2r/{π2L2(r/2-d-w)dr2} …(6)
把d＝Rr代入(6)式，可得到下式。
7S＝2τ/{π2L2(r/2-Rr-w)Rr3}＝τ/{π2L2r3((1-2R)r-2w)R} …(7)這個特性，如圖5、圖7、圖9所示。
(實施例4)制造了尺寸和實施例1相同，6個磁極的電動機(jī)。這個電動裝置的尺寸及其特性如表1所示。同樣，也對采用鐵氧體磁鐵的6個磁極的電動機(jī)進(jìn)行了性能指標(biāo)的評價。這個電動機(jī)裝置的尺寸及其特性如表1所示。關(guān)于性能指標(biāo)，得到了如圖3所示的特性。從這個特性得到的是，本發(fā)明的采用了各向異性稀土類塑膠磁鐵的電動機(jī)裝置的性能指標(biāo)T，從2磁極增加到4磁極時，性能指標(biāo)T飛躍性地增加，從4個磁極增加到6個磁極時，性能指標(biāo)T為4磁極的1.10倍，2磁極的1.74倍。這些值，對使用鐵氧體磁鐵的原來電動機(jī)裝置的性能指標(biāo)T，隨磁極個數(shù)幾乎不變。即，從4個磁極增加到6個磁極時，性能指標(biāo)T對4個磁極完全不發(fā)生變化，6磁極電動機(jī)的性能指標(biāo)T停止在為2磁極電動機(jī)的性能指標(biāo)的1.07倍上。從此結(jié)果可以得到，本發(fā)明的采用了各向異性稀土類塑膠磁鐵的電動機(jī)裝置，通過采用4個磁極及6個磁極，可以獲得原來采用了鐵氧體磁鐵的電動機(jī)所預(yù)測不到的效果。
(實施例5)關(guān)于第1實施例的電動機(jī)，如圖10所示，配置有電刷30a、30b。即，電刷間的配設(shè)方位不是180度，而是以90度的方位來配置的。這樣，沒有電刷的空間如圖10所示的領(lǐng)域Q就比較寬，在這個領(lǐng)域Q上能配置電路。而且，當(dāng)為6個磁極時，將2個電刷以60度間隔來配置，同樣能確保寬的空間。為8個磁極時，以22.5度、67.5度的間隔來配置2個電刷，同樣能確保寬的空間。
使用向這種電刷2磁極構(gòu)造的電動機(jī)時，例如，4磁極電動機(jī)的時候，可以采用如圖11所示的繞線方式。
(變形實例)所述實施例是為本發(fā)明的實施形態(tài)的一個具體例，可以考慮其它的各式各樣的變形實例。例如，所述實施例中各向異性稀土類塑膠磁鐵13為4個磁極，也可以采用4個以上的磁極。例如，可以采用6個磁極、8個磁極。磁極數(shù)越多，磁路長越短，將使轉(zhuǎn)子鐵心線圈的橫切磁通量增加。并且，各向異性稀土類塑膠磁鐵13，容易精度高的磁化，所以能實現(xiàn)高輸出的低噪音的電動機(jī)裝置。
并且，所述實施例中的各向異性稀土類塑膠磁鐵13，是以樹脂成型來形成的，樹脂成型後，也可以通過切削等來進(jìn)行更高精度的加工。這樣能更加提高尺寸精度，得到不發(fā)生轉(zhuǎn)矩不均勻的低噪音的電動機(jī)裝置。
權(quán)利要求
1.一種電動機(jī)裝置，由在直流電刷電動機(jī)殼內(nèi)的周圍上配置的永久磁鐵和在中心部配置的電磁轉(zhuǎn)予所組成的，其特征在于所述永久磁鐵，為最少具有4個磁極的中空薄圓筒形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機(jī)裝置，其特征在于，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵，其最大磁能積為14MGOe以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)裝置，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)殼體的厚度為w時，電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體外直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下；殼體的厚度對磁鐵厚度的比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑的比d/r為0.01以上和0.10以下。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)裝置，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑與殼體外直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下而言，殼體的厚度與磁鐵厚度的比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.08以下。
5.如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)裝置，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑與殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下而言，殼體的厚度對磁鐵厚度的比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑的比d/r為0.01以上和0.05以下。
6.如權(quán)利要求1或2所述的電動機(jī)裝置，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑的比a/r為0.25以上和0.5以下而言，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且，磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.02以上和0.05以下。
7.一種配置在權(quán)利要求1所述的電動機(jī)裝置中的永久磁鐵，它布置在直流電刷式電動機(jī)殼內(nèi)周部的電磁轉(zhuǎn)子周圍，其特征在于所述永久磁鐵，最少為4個磁極被磁化的中空圓筒薄形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵。
8.如權(quán)利要求7所述的永久磁鐵，其特征在于所述各向異性稀土類塑膠磁鐵，其最大磁能積為14MGOe以上。
9.如權(quán)利要求7或8所述的永久磁鐵，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下而言，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.10以下。
10.如權(quán)利要求7或8所述的永久磁鐵，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下而言，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.08以下。
11.如權(quán)利要求7或8所述的永久磁鐵，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.01以上和0.05以下。
12.如權(quán)利要求7或8所述的永久磁鐵，其特征在于所述電動機(jī)殼體的外直徑設(shè)為r，所述各向異性稀土類塑膠磁鐵的徑向厚度為d，所述電磁轉(zhuǎn)子的半徑為a，所述電動機(jī)的殼體的厚度為w時，針對電磁轉(zhuǎn)子半徑對殼體直徑之比a/r為0.25以上和0.5以下，殼體的厚度對磁鐵厚度之比w/d大于1和小于4，而且磁鐵厚度對殼體直徑之比d/r為0.02以上和0.05以下。
全文摘要
本發(fā)明提供一種1W～300W等級的小型化的電刷式電動機(jī)裝置，其勵磁磁鐵由中空圓筒形狀的各向異性稀土類塑膠磁鐵13形成?？梢越o4個磁極充磁。各向異性稀土類塑膠磁鐵13，比原有的燒結(jié)鐵氧體磁鐵具有約為4倍大的最大磁能積(BHmax)。當(dāng)給4個磁極充磁時，可將每個磁極周圍的磁氣回路的磁路長度減小，從而使提供給轉(zhuǎn)矩的磁力增大。而當(dāng)轉(zhuǎn)矩和原來的電動機(jī)相同時，電磁轉(zhuǎn)子的長度和永久磁鐵的軸方向長度即可減小。從而實現(xiàn)1W～300W等級的電動機(jī)裝置的小型化。
文檔編號H02K1/02GK1431756SQ0215612
公開日2003年7月23日 申請日期2002年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月10日
發(fā)明者本藏義信, 橋本擁二, 御手洗浩成 申請人:愛知制鋼株式會社