專利名稱：微型電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的說來是涉及一種微型電動機，更詳細地說是涉及這樣一種微型電動機，該微型電動機包括一個定子和一個轉(zhuǎn)子，定子的永久磁鐵形成二極磁場，轉(zhuǎn)子的三極結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心上繞有轉(zhuǎn)子繞組，其中轉(zhuǎn)子鐵心是以這樣的形式構(gòu)成的，使得永久磁鐵與在面對永久磁鐵轉(zhuǎn)子鐵心外周邊中心部分的某預定范圍之間的氣隙大于永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心外周邊其它范圍之間的氣隙。
微型電動機通常是由具有一對永久磁鐵的一定子和三極結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心上繞有轉(zhuǎn)子繞組(圖中未示出)的一轉(zhuǎn)子組成，如圖5所示。
圖5是通常遇到的普通類型微型電動機的橫向剖視圖。圖中的編號1表示電動機機殼，2表示永久磁鐵，3表示磁擋塊，4表示磁固定彈簧，5表示轉(zhuǎn)子鐵心，5-1表示磁極，5-2表示磁極5-1的外周邊，6則表示電動機軸。
在圖5中所示的普通類型的微型電動機中，轉(zhuǎn)子鐵心5的各磁極5-1的外周邊5-2大體上呈圓弧形，且其適合于使得在軸承(圖中未示出)支承著電動機軸6兩端的情況下，使外周邊5-2與永久磁鐵2之間的氣隙在轉(zhuǎn)子鐵心5的整個圓周上幾乎均勻。鑒于在永久磁鐵2與轉(zhuǎn)子鐵心5之間會產(chǎn)生磁吸力，因而在磁吸力相對于電動機軸6以峰頂不對稱的有害方式產(chǎn)生時，必然在轉(zhuǎn)子鐵心5轉(zhuǎn)動的情況下使電動軸6在軸承內(nèi)晃動，發(fā)出滾動噪聲。
圖6A至6L是圖5所示的微型電動機轉(zhuǎn)一圈在各30度轉(zhuǎn)角位置時電動機內(nèi)磁通量的分布示意圖。
換句話說，圖6A至6L例示了電動機從轉(zhuǎn)子鐵心5處在圖6A所示的角位置狀態(tài)開始順時針轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)子鐵心5返回到圖6A所示的位置狀態(tài)在各30度角位置時電動機內(nèi)磁通量的分布情況。
從圖6A來看，顯然圖5中所示的普通型微型電動機，其相對于電動機軸6的磁通分布是峰頂不對稱的，特別是在轉(zhuǎn)子鐵心5各磁極5-1的徑向中心線與永久磁鐵2的中心線一致的角位置(如圖6A、6C、6E、6G、6I和6K所示)，更是如此。
因此在圖5所示的普通型微型電動機中，永久磁鐵2和轉(zhuǎn)子鐵心所產(chǎn)生的磁吸力必然不平衡，促使轉(zhuǎn)動著的電動機6在軸承中劇烈晃動，導致如早先所說的不希望有的滾動噪聲。
作為解決上述問題的一個方法，迄今已想出了各種各樣的措施，諸如選擇和調(diào)整所加的軸承潤滑劑的種類和量，調(diào)節(jié)電動機軸與各軸承之間的間隙等等。不管怎么說，電動機軸6在轉(zhuǎn)動的過程中大幅度的晃動必然會加速各軸承的磨損，擴大電動機軸與各軸承之間的間隙。這會導致不希望有的種種問題，包括滾動噪聲或燒毀問題，以及電動軸與各軸承粘在一起等問題。
本發(fā)明的目的是要解決這些問題。為達到此目的，本發(fā)明提供這樣一種微型電動機，該微型電動機包括一定子和轉(zhuǎn)子，定子的永久磁鐵產(chǎn)生二極磁場，轉(zhuǎn)子的三極結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心上繞有轉(zhuǎn)子繞組，其中轉(zhuǎn)子鐵心是以這樣的形式構(gòu)成，使得轉(zhuǎn)子鐵心垂直于電動機軸的橫截面形狀對稱于轉(zhuǎn)子各磁極的徑向中心線，且永久磁鐵與距面對永久磁鐵的轉(zhuǎn)子鐵心的弧形外周邊的中心線預定范圍之間的氣隙制造得大于永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心外周邊其它范圍的至少一部分之間的氣隙。
參閱下面的詳細說明和

圖1至圖4即可清楚了解本發(fā)明的上述和其它目的和優(yōu)點。
圖1A和1B是為說明本發(fā)明的微型電動機的實施例的輔助圖，圖1A是本發(fā)明微型電動機的橫向剖視圖，圖1B是該微型電動機的轉(zhuǎn)子鐵心的正視圖。圖2A至圖2L是說明圖1所示電動機內(nèi)的磁通量分布的示意圖。圖3和圖4是本發(fā)明另一些實施例中所用的轉(zhuǎn)子鐵心的正視圖。圖5是普通微型電動機的橫向剖視圖。圖6A至6L是圖5所示的普通微型電動機內(nèi)的磁通量分布圖。
圖1A和1B是為說明本發(fā)明實施例的微型電動機的輔助圖，圖1A是該微型電動機的橫向剖視圖，圖1B是該微型電動機的轉(zhuǎn)子鐵心的正視圖。圖2A至2L是說明圖1所示的電動機內(nèi)的磁通量分布示意圖。圖3和4是本發(fā)明另一些實施例中所采用的轉(zhuǎn)子鐵心的正視圖。各圖中，編號5-21表示弧形部分，編號5-22表示寬氣隙部分。其它編號對應于圖5中的同樣編號。
本發(fā)明實施例的微型電動機具有這樣的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心5的磁極5-1的外周邊由一弧形部分5-21和一寬氣隙部分5-22組成，弧形部分5-21面對著永久磁鐵2的氣隙均勻，寬氣隙部分5-22的氣隙大于弧形部分5-21與永久磁鐵2之間的氣隙，如圖1中所示。在轉(zhuǎn)子鐵心5的部分外周邊上有了寬氣隙部分5-22，就可以獲得相對于電動機軸6峰頂對稱的磁通量分布，這稍后即將參照圖2加以說明。也就是說，通過使電動機內(nèi)的磁通量分布相對于電動機軸6峰頂對稱，可以使在永久磁鐵2與轉(zhuǎn)子鐵心5之間所產(chǎn)生的磁力在轉(zhuǎn)動著的轉(zhuǎn)子鐵心5的整個圓周上平衡。這樣就可以防止電動機軸在電動機軸動過程中晃動。
在圖1所示的實施例中，構(gòu)成轉(zhuǎn)子鐵心5的部分外周邊的寬氣隙部分5-22系制成扁平表面。即寬氣隙部分5-22是通過切除轉(zhuǎn)子鐵心5的弧形外周邊的一部分(如圖中的虛線所示)形成的。疊片鐵心式的轉(zhuǎn)子鐵心5也可以通過層疊事先切成圖1B中的實線所示的形狀的鐵芯片構(gòu)成。
構(gòu)制寬氣隙部分5-22時，最好取弧形部分5-22的長度(圖中箭頭b所示)與相對配置的磁極5-1的尖端之間的距離(圖中箭頭a所示)的比值在0.8-2.2的范圍內(nèi)。這是因為比值b/a小于0.8時會降低轉(zhuǎn)子繞組(圖中未示出)所產(chǎn)生的反動勢Ec，從而使轉(zhuǎn)子繞組的輸入電流增加。這會使轉(zhuǎn)子繞組中的熱損失增加，從而縮短電動機的壽命。另一方面，比值b/a大于2.2時會破壞永久磁鐵2與轉(zhuǎn)子鐵心5之間磁吸力的平衡。
圖2A至2L是圖1所示的微型電動機轉(zhuǎn)一圈在各30度轉(zhuǎn)角位置時電動機內(nèi)的磁通量分布的示意圖。換句話說，圖2A至2L說明了電動機從轉(zhuǎn)子鐵心5處在圖2A所示的轉(zhuǎn)角位置，順時針轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子鐵心5返回到圖2A所示的位置的狀態(tài)，在各30度轉(zhuǎn)角位置的電動機內(nèi)磁通量分布的示意圖。從圖2可以看出，顯然圖1中所示的微型電動機其磁通量分布在任何轉(zhuǎn)角位置大體上都相對于電動機軸6峰頂對稱。因此永久磁鐵2與轉(zhuǎn)子鐵心5之間所產(chǎn)生的磁吸力在轉(zhuǎn)子鐵心5的整個圓周上是平衡的，從而可以防止電動機軸6在電動機轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生不希望有的晃動。這有助于防止軸承(圖中未示出)產(chǎn)生滾動噪聲和不正常的磨損。
盡管上述說明主要是針對圖1所示的實施例進行的，但本發(fā)明并不局限于圖1所示的實施例。在采用圖3或4所示的轉(zhuǎn)子鐵心的微型電動機中也可以達到與圖1所示實施例預期可以獲得的同樣效果。
圖3中所示的實施例是關(guān)于具有如圖所示曲率半徑R的寬間隙部分5-22的轉(zhuǎn)子鐵心5，曲率半徑的圓心位于電動機軸6的相對一側(cè)。
另一方面，圖4中所示的實施例是關(guān)于具有如圖所示曲率半徑R的寬間隙部分5-22的轉(zhuǎn)子鐵心5，曲率半徑的圓心位于電動機軸6的同一側(cè)。
如上所述，本發(fā)明有可能使永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心之間所產(chǎn)生的磁吸力在轉(zhuǎn)動著的轉(zhuǎn)子鐵心的整個圓周上保持平衡，以防止電動機軸在電動機轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生不希望有晃動，從而防止各軸承中產(chǎn)生滾動噪聲，并防止各軸承產(chǎn)生不正常的磨損，具體的辦法是提供這樣一種微型電動機，該微型電動機包括一定子和一轉(zhuǎn)子，定子的永久磁鐵產(chǎn)生二極磁場，轉(zhuǎn)子的三極結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心上繞有轉(zhuǎn)子繞組，該微型電動機采用好此形成的轉(zhuǎn)子鐵心，使得永久磁鐵與距面對永久磁鐵轉(zhuǎn)子鐵心的弧形外周邊中心線某預定范圍之間的氣隙制造得大于永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心外周邊其它范圍之間的氣隙制造得大于永久磁鐵與磁子鐵心外周邊其它范圍的至少一部分之間的氣隙。
權(quán)利要求
1.一種微型電動機，包括一個具有產(chǎn)生二極磁場的永久磁鐵的定子，和一個三極結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子鐵心上繞有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子，該微型電動機的特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵心以這樣方式形成，使得所述轉(zhuǎn)子鐵心垂直于電動機軸的橫截面的形狀對稱于所述轉(zhuǎn)子鐵心各極的徑向中心線，且所述永久磁鐵與從面對所述永久磁鐵轉(zhuǎn)子鐵心的弧形外周邊中心線起的某預定范圍之間的氣隙制造得大于所述永久磁鐵與所述轉(zhuǎn)子鐵心外周邊其它范圍的至少一部分之間的氣隙。
2.如權(quán)利要求1所述的微型電動機，其特征在于，從所述轉(zhuǎn)子鐵心外周邊的所述中心線起的所述預定范圍具有一直線部分。
3.如權(quán)利要求1所述的微型電動機，其特征在于，從所述轉(zhuǎn)子鐵心外周邊的所述中心線起的所述預定范圍具有一曲率半徑，所述曲率半徑的圓心位于所述電動機軸的相對一側(cè)。
4.如權(quán)利要求1所述的微型電動機，其特征在于，從所述轉(zhuǎn)子鐵心外周邊的所述中心線起的所述預定范圍具有一與所述永久磁鐵的弧的曲率半徑不同的曲率半徑，所述曲率半徑的中心位于所述電動軸的同一側(cè)。
全文摘要
一種微型電動機，包括一定子和一轉(zhuǎn)子，定子具有產(chǎn)生二極磁場的永久磁鐵，轉(zhuǎn)子的三極結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵心上繞有轉(zhuǎn)子繞組，其中轉(zhuǎn)子鐵心是以這樣的形式構(gòu)成，使得轉(zhuǎn)子鐵心垂直于電動機軸的橫截面形狀對稱于轉(zhuǎn)子鐵心各磁極的徑向中心線，且永久磁鐵與從面對永久磁鐵轉(zhuǎn)子鐵心的弧形外周邊中心線起的預定范圍之間的氣隙制造得大于永久磁鐵與轉(zhuǎn)子鐵心外周邊其它范圍的至少一部分之間的氣隙。
文檔編號H02K23/42GK1030165SQ8810378
公開日1989年1月4日 申請日期1988年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月19日
發(fā)明者山口仁 申請人:馬渕馬達株式會社