專利名稱：電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的具有增強加工性能的電動機。
在傳統(tǒng)小型電動機中，例如具有一種如

圖13所示的小型圓柱形步進電動機。定子線圈105集中地繞在每個線圈架101上，每個繞圈架101軸向地夾在兩個定子磁軛106之間被固定。定子磁軛106具有定子齒106a及定子齒106b，它們交替地沿線圈架101的內(nèi)孔表面圓周方向布置。定子磁軛106與定子齒106a或106b整體地固定在外殼103上，于是組成了定子102。
法蘭115及軸承108固定在兩組外殼103的一個上，及另一軸承108固定在另一外殼103上。轉(zhuǎn)子109包括固定在轉(zhuǎn)子軸110上的轉(zhuǎn)子磁鐵111，轉(zhuǎn)子磁鐵111及定子102的定子磁軛106形成徑向氣隙部分。轉(zhuǎn)子軸110可轉(zhuǎn)動地支承在兩軸承108之間。
但是，上述的傳統(tǒng)小型步進電動機具有這樣的缺點，即因為外殼103、線圈架101、定子線圈105、定子磁軛106等集中地位于轉(zhuǎn)子外側(cè)，故電動機外圍尺寸大。此外，它具有另一缺點，即電動機的輸出不大，這因為由定子線圈105的激磁產(chǎn)生的磁通主要經(jīng)過定子齒106a的端面106a1及定了齒106b的端表面106b1，如圖14所示，而未有效地作用于定子磁鐵111。
在美國專利申請No.08/831,863(1997年4月2日申請)中申請人提出解決這些問題的一種電動機。
該提出的電動機是以這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，即以圓柱形狀在圓周方向上等距離地隔開并交替磁化不同極的方式形成永磁鐵的轉(zhuǎn)子；沿轉(zhuǎn)子軸向按順序布置第一線圈、轉(zhuǎn)子及第二線圈；被第一線圈激磁的第一外部極及第一內(nèi)部極與轉(zhuǎn)子的外周面及內(nèi)周面相對置；及被第二線圈激磁的第二外部極及第二內(nèi)部極與轉(zhuǎn)子的外周面及內(nèi)周面相對置。
這種結(jié)構(gòu)的電動機能提供高輸出及具有小的電動機外圍尺寸，但是包括一對具有單獨尖端的磁齒的第一內(nèi)部極及第二內(nèi)部極的徑向尺寸也就小，當(dāng)這些齒通過沖壓工序加工時，將具有模壓強度、碎屑發(fā)散等問題。因此，該加工是不易的并且要獲得齒的高強度更困難。故希望能夠易于加工第一外部極及第二外部極。
本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，并提供一種能以微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電動機，其中內(nèi)部極能以極易加工性加工成型。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能以微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的電動機，其中外部極容易處理。
通過以下要描述的具體實施例將使本發(fā)明的另外目的變得更加明白。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電動機的解體透視圖；圖2是圖1中所示電動機組裝狀態(tài)的橫截面圖；圖3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G及3H是解釋圖2中所示電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)工作的示圖；圖4是作為圖2上所示電動機中內(nèi)部極的磁軛的放大圖。
圖5是表示作為圖2上所示電動機中內(nèi)部極的磁軛的另一例的示圖；圖6是圖5上所示磁軛的橫截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的電動機的解體透視圖；圖8是圖7上所示電動機的組裝狀態(tài)的橫截面圖；圖9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G及9H是解釋圖7上所示電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)工作的示圖；圖10是圖7上所示電動機的平面圖；圖11是表示圖7上所示電動機另一例的解體透視圖；圖12是圖11上所示的電動機的組裝狀態(tài)的平面圖；圖13是表示一個傳統(tǒng)步進電動機的橫截面圖；及圖14是表示圖13上所示傳統(tǒng)步進電動機中磁通的說明圖。
將參照附圖來描述本發(fā)明的各實施例。
(實施例1)圖1至圖4是表示實施例1的附圖。標號1表示圓柱形永久磁鐵，它包括具有通過將圓周面分成四等分并交替磁化成S極和N極獲得的四個部分1a、1b、1c、1d的第一磁層，及類似地通過將圓周面分成四等分并交替磁化成S極和N極獲得的四個部分1e、1f、1g、1h的第二磁層。第一磁層及第二磁層以彼此45°的相對相位移磁化。
第一磁層的部分1a、1c及第二磁層的部分1e、1g的外圓周表面被磁化成S極，及它們的內(nèi)圓周表面被磁化成N極；第一磁層的部分1b、1d及第二磁層的部分1f、1h的外圓周表面被磁化成N極，及它們的內(nèi)圓周表面被磁化成S極。
標號2表示轉(zhuǎn)軸，在其上固定永久磁鐵1。轉(zhuǎn)軸2及永久磁鐵1組成轉(zhuǎn)子。標號3和4是線圈，它們與永久磁鐵1同心地布置并在軸向上將磁鐵夾在中間。標號5表示由軟磁材料作的第一磁軛，它具有放置在線圈3的孔部分3a中的部分5d及與永磁鐵1的第一磁層的孔部分相對置的極部分。
如圖4所示，在與軸垂直的方向中的橫截面中交替地形成具有大外徑的部分5b、5c及具有小外徑的部分5e、5f。部分5b、5c形成相對于第一磁層的極的同一相。即，部分5b及部分5c彼此位移180°地布置。轉(zhuǎn)軸2的部分2a安裝在第一磁輪的孔5a中，以便可以旋轉(zhuǎn)。
標號6表示由軟磁材料作的第二磁軛，它具有設(shè)在線圈4孔部分4a中的部分6d及與永磁鐵1的第一磁層的孔部分相對置的極部分。在極部分中，在第一磁軛5中那樣，交替地形成具有大外徑的部分6b、6c及具有小外徑的部分6e、6f。部分6b，6c形成相對于第二磁層的極的同一相。即，部分6b及部分6c彼此位移180°地布置。轉(zhuǎn)軸2的部分2b安裝在第二磁軛的孔6a中，以便可以旋轉(zhuǎn)。第一磁軛5的大直徑部分5b，5c及第二磁軛6的大直徑部分6b、6c處于同一相，即彼此在軸向上相對置。
標號8表示由軟磁材料作的第三磁軛，其中齒8a，8b形成在圍繞著第一磁軛5的5b，5c及永磁鐵1的第一磁層的位置上。標號9表示由軟磁材料作的第四外磁軛，其中齒9a、9b形成在圍繞著第二磁軛6的部分6b、6c及磁鐵1的第二磁層的位置上。
標號10表示由非磁性材料作的連接環(huán)，它具有與第三磁軛8的齒8a、8b相配合的槽10a、10b及與第四磁軛的齒9a、9b相配合的槽9a、9b。第三磁軛8及第四磁軛9通過傳統(tǒng)方法。例如粘接或類似方式被固定在連接環(huán)10上。第三磁軛8及第四磁軛9通過連接環(huán)10的部分10e、10f以預(yù)定間隔固定。第三磁軛8的齒8a、8b布置得與第四磁軛的齒9a、9b面對著。
第三磁軛8這樣地布置，即如圖2中所示，它的一端與第一磁軛5相連接并蓋住線圈3的外徑部分，及在另一端的齒8a、8b以預(yù)定氣隙與永磁鐵1的外圓周部分相對置。第四磁軛9這樣地布置，即如圖2中所示，它的一端與第二磁軛6相連接并蓋住線圈4的外徑部分，及在另一端的齒9a、9b以預(yù)定氣隙與永磁鐵的外圓周部分相對置。
圖2是組裝狀態(tài)的橫截面圖，圖3A、3B、3C及3D是沿圖2中線A-A的橫截面圖，及圖3E，3F、3G及3H是沿圖2中線B-B的橫截面圖。圖3A及3E是在一個時刻的橫截面圖，圖3B及3F是在另一時刻的橫截面圖，圖3C及3G是在又一時刻的橫截面圖，和圖3D及3H是在另又一時刻的橫截面圖。當(dāng)從圖3A及3E的狀態(tài)開始，線圈3及線圈4被激勵，使第一磁軛5的極部分5b、5c、5e、5f激磁成S極，與部分5b、5c對置的第三磁軛的部分8a、8b激磁成N極，第二磁軛6的極部分6b、6c、6e、6f激磁成S極，與部分6b、6c對置的第四磁軛的部分9a、9b激磁成N極，永磁鐵1逆時針方向轉(zhuǎn)動45°，以致進入到圖3B及3F中所示的狀態(tài)。
由于第一磁輪5極部分中的小直徑部分5e、5f離第一磁層的內(nèi)圓周表面的距離比部分5b、5c離該內(nèi)圓周表面的距離遠，在小直徑部分5e、5f上形成的極對第一磁層的作用小，因此很少對產(chǎn)生的驅(qū)動力有影響。因而，該第一磁軛5能以與本申請人在先的申請No.08/831.863(申請日1997.4.2)情況中相同的方式工作，該申請中包括具有一對分離磁齒的內(nèi)磁極。第一磁軛5的形狀在用沖壓加工生產(chǎn)時不會形成碎屑。因此，無需考慮碎屑的濺射，由此易于生產(chǎn)。由于部分5b、5e、5c、5f在整個圓周上連在一起，故強度高并且在組裝時不可能變形。
對于第二磁軛6也是上述的情況。由于第二磁軛6極部分中的小直徑部分6e、6f離第二磁層的內(nèi)圓周表面的距離比部分6b、6c離該內(nèi)圓周表面的距離遠，在小直徑部分6e、6f上形成的極對第二磁層的作用小，因此很少對產(chǎn)生的驅(qū)動力有影響。因而該第二磁軛6能以與本申請人在先的申請No.08/831.863情況中相同的方式工作。第二磁軛6的形狀在用沖壓加工生產(chǎn)時不會形成碎屑。因此，無需考慮碎屑的濺射，由此易于生產(chǎn)。由于部分6b、6e、6c、6f在整個圓周上連在一起，故強度高并且在組裝時不可能變形。
然后，供電給線圈3的電源反相，使第一磁軛5的極部分5b、5c、5e、5f激磁成N極，與部分5b、5c對置的第三磁軛的部分8a、8b激磁成S極，第二磁軛6的極部分6b、6c、6e、6f激磁成S極，與部分6b、6c對置的第四磁軛的部分9a、9b激磁成N極，因此永磁鐵1再逆時針方向轉(zhuǎn)動45°，并進入到圈3C及3G的狀態(tài)。
然后，供電給線圈4的電源反相，使第二磁軛6的極部分6b、6c、6e、6f激磁成N極，及與6b、6c對置的部分9a、9b激磁成S極，因此永磁鐵1再反時針方向轉(zhuǎn)動45°。通過持續(xù)地以此方式轉(zhuǎn)換供電給線圈3及線圈4的電源方向，使由永磁鐵1及轉(zhuǎn)軸2組成的轉(zhuǎn)子根據(jù)電源的相位轉(zhuǎn)動。
下面將描述上述結(jié)構(gòu)的步進電動機為什么最適合電動機的微型化。
該步進電動機的基本結(jié)構(gòu)特征如下。
首先，磁鐵形成空心的圓柱體形狀。
第二，磁鐵的外圓周表面被沿圓周分成n部分，及該n部分被交替地磁化成不同的極。
第三，第一線圈、磁鐵、及第二線圈在磁鐵的軸向上按次序布置。
第四，由第一及第二線圈激磁的第一及第二定子的外極和內(nèi)極分別面對著磁鐵的外圓周表面及磁鐵的內(nèi)圓周表面。
因此，該步進電動機所需的直徑尺寸是使定子的極足夠面對著磁鐵直徑處的尺寸；及該步進電動機所需軸向長度是磁鐵長度和第一及第二線圈的長度之和。因而，該步進電動機的尺寸由磁鐵和線圈的直徑及長度來確定，通過將磁鐵及線圈的直徑及長度減小到非常小的值可使該步進電動機微型化。
當(dāng)磁鐵及線圈的直徑長度作成很小時，變得難于維持步進電動機的輸出精確度。這個步進電動機輸出精確度的問題是通過簡化結(jié)構(gòu)來解決的，其中磁鐵作成空心圓柱體形狀，及第一和第二定子的外極和內(nèi)極面對著作成空心圓柱體形狀的磁鐵的外圓周表面及內(nèi)圓周表面。
接著描述另一個例子，在該例中第一和第二磁軛的形狀被修改。
圖5及圖6是表示第一實施例的另一例子。
圖5是第一磁軛的一個透視圖，其中與第一磁層的內(nèi)圓周表面相對置的極部分在垂直于軸的橫截面中形成一個橢圓形狀5g(A＞B，這里A是長軸，B是短軸)。圖6是其中包含第一磁軛5的電動機橫截面圖。第一磁軛這樣布置，以使得長軸A朝著與第三磁軛8的齒8a、8b相對著的位置。類似地，雖然未表示出來，第二磁軛也至少在極部分的外圓周表面上作成其有長軸A及短軸B(A＞B)的橢圓形狀，及長軸這樣布置，以使得它朝著與第四磁軛的齒9a、9b相對著的位置。
第一磁軛5及第二磁軛6的外圓周表面在短軸方向上分別與第一磁層及第二磁層的圓周表面相離開，由此它們不會對電動機的輸出有副作用，這類似于第一例中的部分5e、5f、6e、6f。由于第一磁軛及第二磁軛的極部分在整個圓周上是連續(xù)的，其強度高并在沖壓加工期間不產(chǎn)生碎屑，于是獲得高的加工性能。
在上述第一實施例中，第一至第四磁軛5、6、8、9是分立部件，但它們可作成這樣的結(jié)構(gòu)，即第一和第三磁軛5、8合并成第一定子磁軛，及第二和第四磁軛6、9合并成第二定子磁軛。
第一磁鐵1構(gòu)成由第一磁層及第二磁層組成的雙層結(jié)構(gòu)，它們的相位移動180/n度(n是永磁鐵磁極的數(shù)目)，即45°，但是，并不限于此，本發(fā)明也可采用永磁鐵1中磁層的單層結(jié)構(gòu)，其中第二和第四磁軛6、9相對第一及第三磁軛5、8位移180/n度，即45°。
以下將描述本發(fā)明的第二實施例(例2)圖7至圖10是表示本發(fā)明實施例2的附圖。在圖7至圖10中，標號1表示由永磁鐵作的圓柱形磁環(huán)，它是由具有將圓周分成n(本實施例中為4)部分并交替磁化成S和N極所獲得的部分1a、1b、1c、1d的第一磁層及類似地將圓周分成n部分并交替磁化成S和N極所獲得的部分1e、1f、1g、1h的第二磁層所組成的。第一磁層及第二磁層的相位彼此移動180/n度，即45°。在本實施例中，第一磁層的部分1a、1c及第二磁層的部分1e、1g的外圓周表面被磁化成S極，及它們的內(nèi)圓周表面被磁化成N極；第一磁層的部分1b、1d及第二磁層的1f、1h的外圓周表面被磁化成N極，及它們的內(nèi)圓周表面被磁化成S極。
標號2表示固定永磁鐵1的轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸2及永磁鐵1組成轉(zhuǎn)子。標號3、4為線圈，它們與永磁鐵同心地布置并在軸向上夾著永磁鐵1。標號5表示由軟磁材料作成第一磁軛，它具有放置在線圈3的孔部分3a中的部分5d及與永磁鐵1的第一磁層的孔部分相對置的齒5b、5c。齒5b、5c作成彼此位移360/(n/2)度、即180°，以致相對第一磁層的極處于同一相位。轉(zhuǎn)軸2的部分2a安裝在第一磁軛的孔5a中，以便可以旋轉(zhuǎn)。
標號6表示由軟磁材料作的第二磁軛，它具有放置在線圈4的孔部分4a中的部分6d及與永磁鐵1的第二磁層的孔部分相對置的齒6b、6c。齒6b、6c作成彼此位移360/(n/2)度、即180°，以致相對第二磁層的極處于同一相位。轉(zhuǎn)軸2的部分2b放置在第二磁軛的孔6a中，以便可以旋轉(zhuǎn)。第一磁軛5的齒5b、5c及第二磁軛的齒6b、6c位于同一相中，即它們在軸向上處于彼此對置的位置。
標號7表示由軟磁材料作的第三磁軛。該第三磁軛為圓桶形，它構(gòu)成為覆蓋著線圈3、線圈4及永磁鐵1的外圓周表面。第三磁軛的部分7e與第一磁軛5的部分5h相連接，及部分7f與第二磁軛6的部分6h相連接。第三磁軛7具有與在永磁鐵1每側(cè)上的第一磁軛5的齒5b、5c及第二磁軛6的齒6b、6c相對置位置上的部分7a、7b，及形成在部分7a、7b以外的另外部分中的孔7c、7d。由于第一磁軛5的齒5b、5c及第二磁軛6的齒6b、6c在同一相中，與這些齒面相對著第三磁軛7的部分7a、7b具有由圖7中所示極部分7a、7b的連續(xù)部分組成的簡單形狀，因此它們易于用沖壓或類似加工來生產(chǎn)。在形成第三磁軛7的連續(xù)部分的極齒7a、7b中，在接近磁環(huán)1的第一磁層和第二磁層之間邊界位置上形成彼此相對立的孔7g、7h。
這使得靠近第三磁軛7處磁阻高，并使得由線圈3產(chǎn)生的磁通變?yōu)殡y以作用到線圈4，磁環(huán)1的第二磁層及第二磁軛6等，并使得由線圈4產(chǎn)生的磁通變?yōu)殡y以作用到線圈3、磁環(huán)1的第一磁層及第一磁軛5等。于是，轉(zhuǎn)子變成可根據(jù)下述的操作平滑地轉(zhuǎn)動，由此增加了電動機的輸出。
圖8是組裝狀態(tài)的橫截面圖，圖9A、9B、9C及9D是沿圖8中線A-A的橫截面圖，和圖9E、9F、9G及9H是沿圖8中B-B的橫截面圖。圖9A及9E是在一個時刻的橫截面圖，圖9B及9F是在另一時刻的橫截面圖，圖9C及9G是在又一時刻的橫截面圖，和圖9D及9H是在另又一時刻的橫截面圖。
當(dāng)從圖9A及9E的狀態(tài)開始，線圈3及線圈4被激勵，使第一磁軛5的齒5b、5c激磁成S極，與部分5b、5c對置的第三磁軛的部分7a、7b激勵成N極，第二磁軛6的齒6b、6c激勵成S極，及與齒6b、6c對置的第三磁軛的部分7a、7b激磁成N極，磁環(huán)1向左(反時針)轉(zhuǎn)動45°，進入圖9B及9F中所示的狀態(tài)。
然后供電給線圈3的電源反相，使第一磁軛5的齒5b、5c激磁成N極，與齒5b、5c對置的第三齒軛7的部分7a、7b激磁成S極，第二磁軛6的齒6b、6c激磁成S極，與齒6b、6c對置的第三磁軛7的部分7a、7b激磁成N極，由此使磁環(huán)1再逆時針方向轉(zhuǎn)動45°，并進入到圖9C及9G的狀態(tài)。
然后供給到線圈4的電源反相，使第二磁軛6的齒6b、6c激勵成N極，及5齒6b、6c對置的第三磁軛7的部分7a、7b激勵成S極，由此使永磁鐵1再反時針方向轉(zhuǎn)動45°。通過持續(xù)地以此方式轉(zhuǎn)換供電給線圈3及線圈4的電源方向，供電磁環(huán)1及轉(zhuǎn)軸2組成的轉(zhuǎn)子根據(jù)電源的相位轉(zhuǎn)動。圖10是該是動機的頂視平面圖。
下面將描述其中第三磁軛的形狀改型的另一例子。
圖11及圖12是表示第二實施例中另一例的附圖。
在圖11及圖12中，標號1表示由永磁鐵作成的圓柱體形狀的磁環(huán)，它是由具有將圓周分成n(本實施例中為4)部分并交替磁化成S和N極所獲得的部分1a、1b、1c、1d的第一磁層及類似地將圓周分成4部分并交替磁化成S和N極所獲得的部分1e、1f、1g、1h的第二磁層所組成。第一磁層及第二磁層的相位彼此移動180/n度、即45°。在本實施例中，第一磁層的部分1a、1c及第二磁層的部分1e、1g的外圓周表面被磁化成S極，及它們的內(nèi)圓周表面被磁化成N極；第一磁層的部分1b、1d及第二磁層的部分1f、1h的外圓周表面被磁化成N極，及它們的內(nèi)圓周表面被磁化成S極。
標號2表示固定永磁鐵1的轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸2及永磁鐵1組成轉(zhuǎn)子。標號3、4為線圈，它們與永磁鐵同心地布置并在軸向上夾著永磁鐵1。標號5表示由軟磁材料作成的第一磁軛，它具有放置線圈3的孔部分3a中的部分5d及與永磁鐵1的第一磁層的孔部分相對置的齒5b、5c。齒5b、5c作成彼此位移36/(n/2)度，即180°，以致相對于第一磁層的極處于同一相位。轉(zhuǎn)軸2的部分2a安裝在第一磁軛的孔5a中，以便可以轉(zhuǎn)動。
標號6表示由軟磁材料作成的第二磁軛，它具有放置在線圈4的孔部分4a中的部分6d及與永磁鐵1的第二磁層的孔部分相對置的齒6b、6c。齒6b、6c作成彼此位移360/(n/2)度，即180°，以致相對第二磁層的極處于同一相位。轉(zhuǎn)軸2的部分2b放置在第二磁軛的孔6a中，以便可以旋轉(zhuǎn)。第一磁軛5的齒5b、5c及第二磁軛6的齒6b、6c位于同一相中，即它們在軸向上處于彼此對置的位置。
標號7表示由軟磁材料作的第三磁軛。該第三磁軛為圓桶形，以致覆蓋著線圈3、線圈4及永磁鐵1的外圓周表面。第三磁軛7的部分7e與第一磁軛5的部分5e相連接，及部分7f與第二磁軛6的部分6e相連接。第三磁軛7具有與在永磁鐵1每側(cè)上的第一磁軛5的齒5b、5c及第二磁軛6的齒6b、6c相對置位置上的部分7a、7b，及形成在部分7a、7b以外的另外部分中的7c、7d。第一磁軛5的齒5b、5c及第二磁軛6的齒6b、6c在同一相中，與這些面相對著的第三磁軛7的部分7a、7b為由圖11中所示磁極部分的連續(xù)部分組成的簡單形狀。因此它們易于用沖壓或類似加工來生產(chǎn)。在形成第三磁軛7的連續(xù)部分的極齒7a、7b中，在接近磁環(huán)1的第一磁層和第二磁層之間邊界位置上形成其寬度比其它位置窄的槽口部分7i、7j。
這使得靠近第三磁軛7處磁阻高，并使得由線圈3產(chǎn)生的磁通變?yōu)殡y以作用到線圈4、磁環(huán)1的第二磁層及第二磁軛6等，并使得由線圈4產(chǎn)生的磁通變?yōu)殡y以作用到線圈3、磁環(huán)1的第一磁層及第一磁軛等。于是，轉(zhuǎn)子變成可根據(jù)已述的操作平滑地轉(zhuǎn)動，由此增加了電動機的輸出。
如上所述，本發(fā)明可提供價廉的電動機，因為磁軛作成具有良好可加工性及高強度的形狀。本發(fā)明也可提供易于生產(chǎn)的、具有小直徑且轉(zhuǎn)動平滑的高輸出電動機。
在以上實施例中，形成轉(zhuǎn)子的永磁鐵是通過將外圓周表面在圓周上分成n部分并將這n部分磁化成S和N極，及也通過將內(nèi)圓周表面在圓周上分成n部分地這n部分磁化成S和N極獲得一種轉(zhuǎn)子，以致內(nèi)圓周表面磁化成與相鄰的外圓周表面不同的極。但是，本發(fā)明并不限于此，而永磁鐵可以是通過僅將外圓周表面在圓周上分成n部分并將這n部分磁化成S和N極來獲得的一種永磁鐵。
在上述實施例中，永久磁鐵的極數(shù)為4，但是并不限于此，本發(fā)明可應(yīng)用于其中永磁鐵的極數(shù)不小于4的情況。在永磁鐵的極數(shù)不小于4的情況下，內(nèi)極和外極的數(shù)目也隨之增加。
權(quán)利要求
1.一種電動機，包括作成圓柱體形狀的磁鐵，所述磁鐵被磁化，以使得它的外圓周表面至少在圓周上被分成n部分，及所述的部分被交替地磁化成不同的極；布置在所述磁鐵軸向上的第一線圈及第二線圈，所述第一線圈及第二線圈位于所述磁鐵的每一側(cè)上；被所述第一線圈激磁的第一外部極，所述第一外部極面對著一端側(cè)上所述磁鐵的外圓周表面；被所述第一線圈激磁的第一內(nèi)部極，所述第一內(nèi)部極形成為面對著一端側(cè)上所述磁鐵的內(nèi)圓周表面的第一磁軛，所述第一磁軛具有這樣的形狀，即它在與所述磁鐵的軸垂直方向上的橫截面包括交替形成的大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域；被所述第二線圈激磁的第二外部極，所述第二外部極面對著另一端側(cè)上所述磁鐵的外圓周表面；及被所述第二線圈激磁的第二內(nèi)部極，所述第二內(nèi)部極形成為面對著另一端側(cè)上所述磁鐵的內(nèi)圓周表面的第二磁軛，所述第二磁軛具有這樣的形狀，即它在與所述磁鐵的軸垂直方向上的橫截面包括交替形成的大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動機，其中所述磁鐵被磁化，以使得它的內(nèi)圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極，并且這些極也不同于與其相鄰的外圓周表面上的極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電動機，其中所述第一外部極作為第三磁軛形成，所述第二外部極作為第四磁軛形成，所述第一磁軛和所述第三磁軛形成第一定子，及所述第二磁軛和所述第四磁軛形成第二定子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電動機，其中第三磁軛及所述第四磁軛被圓柱形的連接部件連接起來。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的電動機，其中所述第一磁軛或/和所述第二磁軛這樣形成，使得它們在垂直于所述磁鐵的軸方向上的橫截面形狀為一具有長軸A及短軸B(A＞B)的橢圓形狀，其中長軸A被布置成對著第三磁軛及第四磁軛的極。
6.一種電動機，包括作成圓柱形的磁鐵，所述磁鐵被磁化，以使得它的至少一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及作述n部分被交替地磁化成不同的極；布置在所述磁鐵軸向上的第一線圈及第二線圈，所述第一線圈及第二線圈位于所述磁鐵的每一側(cè)上；被所述第一線圈激磁的第一外部極，所述第一外部極面對著一端側(cè)上所述磁鐵的外圓周表面；被所述第一線圈激磁的第一內(nèi)部極，所述第一內(nèi)部極形成為面對著一側(cè)端上所述磁鐵的內(nèi)圓周表面的第一磁軛，所述第一磁軛具有這樣的形狀，即它在與所述磁鐵的軸垂直方向上的橫截面包括交替形成的大外部分尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域；被所述第二線圈激磁的第二內(nèi)部極，所述第二內(nèi)部極形成為面對著另一側(cè)端上所述磁鐵的內(nèi)圓周表面的第二磁軛，所述第二磁軛具有這樣的形狀，即它在與所述磁鐵的軸垂直方向上的橫截面包括交替形成的大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域；被所述第二線圈激磁的第二外部極，所述第二外部極面對著另一端側(cè)上所述磁鐵的外圓周表面，所述第二外部極及所述第一外部極形成第三磁軛，所述第三磁軛作成圓桶形狀，它具有孔部分及形成第一和第二外部極的連續(xù)部分，其中基本上在連續(xù)部分的中央還設(shè)有另一孔部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電動機，其中所述磁鐵具有。第一磁層，其中至少它的一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同極；及第二磁層，其中至少它的一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同極，所述第二磁層相對第一磁層在軸向上其附近的位置上形成一個180/n度的相位移。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電動機，其中所述磁鐵被磁化，以使得它的內(nèi)圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極，并且這些極也不同于與其相鄰的外圓周表面上的極。
9.一種電動機，包括作成圓柱形的磁鐵，所述磁鐵被磁化，以使得它的至少一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極；布置在所述磁鐵軸向上的第一線圈及第二線圈，所述第一線圈及第二線圈位于所述磁鐵的每一側(cè)上；被所述第一線圈激磁的第一外部極，所述第一外部極面對著一端側(cè)上所述磁鐵的外圓周表面；被所述第一線圈激磁的第一內(nèi)部極，所述第一內(nèi)部極形成為面對著一側(cè)上所述磁鐵的內(nèi)圓周表面的第一磁軛，所述第一磁軛具有這樣的形狀，即它在與所述磁鐵的軸垂直方向上的橫截面包括交替形成的大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域；被所述第二線圈激磁的第二內(nèi)部極，所述第二內(nèi)部極形成為面對著另一側(cè)端上所述磁鐵的內(nèi)圓周表面的第二磁軛，所述第二磁軛具有這樣的形狀，即它在與所述磁鐵的軸垂直方向上的橫截面包括交替形成的大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域。被所述第二線圈激磁的第二外部極，所述第二外部極面對著另一端側(cè)上所述磁鐵的外圓周表面，所述第二外部極及所述第一外部極形成第三磁軛，所述第三磁軛作成圓桶形狀，它具有孔部分及形成第一和第二外部極的連續(xù)部分，其中基本上在連續(xù)部分的中央還設(shè)有與所述孔部分連續(xù)的槽口部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電動機，其中所述磁鐵具有第一磁層，其中至少的一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極；及第二磁層，其中至少的一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極，所述第二磁層相對第一磁層在軸向上其附近的位置上形成一個180/n度的相位移。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的電動機，其中所述磁鐵被磁化，以使得它的內(nèi)圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極，并且這些極也不同于其相鄰的外圓周表面上的極。
12.一種電動機，包括作成圓柱形狀的磁鐵，所述磁鐵具有第一磁層，其中至少它的一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同的極；及第二磁層，其中至少它的一個外圓周表面在圓周上被分成n部分，及所述n部分被交替地磁化成不同極，所述第二磁層相對第一磁層在軸向上其附近的位置上形成一個180/n度的相位移；布置在所述磁鐵軸向上的第一線圈及第二線圈，所述第一線圈及第二線圈位于所述磁鐵的每一側(cè)上；放置在所述第一線圈中并與所述磁鐵的第一磁層的內(nèi)表面隔著氣隙相對置的筒形第一磁軛，所述第一磁軛形成極部分，其中在與所述磁鐵的軸垂直方向中它的橫截面包括交替形成具有大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域；放置在所述第二線圈并與與所述磁鐵的第二磁層的內(nèi)表面隔著氣隙相對置的簡形第二磁軛，所述第二磁軛形成極部分，其中在與所述磁鐵的軸垂直方向中它的橫截面包括交替形成的具有大外部尺寸的區(qū)域及小外部尺寸的區(qū)域；第三磁軛，它包括與所述第一磁軛相連接的一端并覆蓋所述第一線圈外表面，及另一端具有與所述磁鐵第一磁層的外圓周表面相對置的極部分；第四磁軛，它包括與所述第二磁軛相連接的一端并覆蓋所述第二線圈外表面，及另一端具有與所述磁鐵第二磁層的外圓周表面相對置的極部分；及一個連接部件，用于彼此同心地保持第三磁軛和第四磁軛。
全文摘要
一種電動機作成這樣的結(jié)構(gòu):永磁鐵轉(zhuǎn)子作成圓柱形狀,并在圓周方向等分成交替改變的磁極;第一線圈、轉(zhuǎn)子及第二線圈在軸向上依次地布置;被第一線圈激磁的第一外極和第一內(nèi)極與轉(zhuǎn)子外及內(nèi)圓周表面相對置;及被第二線圈激磁的第二外極和第二內(nèi)極與轉(zhuǎn)子外及內(nèi)圓周表面相對置,其中形成該電動機第一及第二內(nèi)極的磁軛在它們與轉(zhuǎn)子軸垂直方向的橫截面中形成具有大尺寸的區(qū)域及小尺寸的區(qū)域,由此形成了具有良好可加工性的形狀。此外,加工形成外極的磁軛加工也變得容易。
文檔編號H02K37/14GK1190277SQ9710729
公開日1998年8月12日 申請日期1997年12月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者青島力 申請人:佳能株式會社