專利名稱：永磁式馬達(dá)的定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁式馬達(dá)的定子的結(jié)構(gòu)具有特征的、尤其適于以馬達(dá)的驅(qū)動力輔助人力的驅(qū)動力的、也被稱作所謂的助推型自行車上采用的永磁式馬達(dá)的定子。
最近，以人力驅(qū)動的人力驅(qū)動單元與以馬達(dá)驅(qū)動的電動驅(qū)動單元二者兼?zhèn)涞?、根?jù)人力所施加的驅(qū)動力的大小相應(yīng)地驅(qū)動馬達(dá)的、以馬達(dá)的驅(qū)動力輔助人力的驅(qū)動力的電動自行車深受歡迎。
關(guān)于這樣的電動自行車，過去已為人所知的有如特開平4-358987號公報(B62M23/02)所示，將以人力驅(qū)動的驅(qū)動系與以馬達(dá)驅(qū)動的驅(qū)動系并列設(shè)置、對上述人力所施加的驅(qū)動力進(jìn)行檢測以控制馬達(dá)的輸出功率的電動自行車。
然而，這樣的構(gòu)成由于驅(qū)動部分處于遠(yuǎn)離后輪的位置，故驅(qū)動力傳遞到后輪的過程中力的損失較大，另外，為了向后輪傳遞動力，必須將腳蹬及馬達(dá)的縱向旋轉(zhuǎn)變換為驅(qū)動軸的橫向旋轉(zhuǎn)，為進(jìn)而使后輪旋轉(zhuǎn)必須再變換為縱向旋轉(zhuǎn)，因而，除結(jié)構(gòu)復(fù)雜之外，還存在著體積大、易發(fā)生故障等問題。為解決這些問題，本申請人提供以馬達(dá)直接驅(qū)動后輪旋轉(zhuǎn)這種型式的電動自行車。
下面，結(jié)合附圖對后輪直接驅(qū)動式電動自行車的例子進(jìn)行說明。


圖16是后輪直接驅(qū)動式電動自行車的整體立體圖，圖中，1是電動自行車主體。電動自行車主體1上具有后面將敘述的馬達(dá)8，根據(jù)人力所施加的轉(zhuǎn)矩的大小相應(yīng)地改變馬達(dá)8的驅(qū)動力，以馬達(dá)8的力輔助人力所施加的力而行駛。
電動自行車主體1的車架4上安裝有前輪2、后輪3、車把13及車座21，前輪2靠車把13操縱方向。在后輪3的旋轉(zhuǎn)軸部位上設(shè)有盤形殼體5。
盤形殼體5具有旋轉(zhuǎn)殼體6與固定于電動自行車主體1上的固定殼體7，旋轉(zhuǎn)殼體6可與后輪3一體地旋轉(zhuǎn)。
此外，盤形殼體5中內(nèi)裝有馬達(dá)8，有必要實施電動驅(qū)動時進(jìn)行驅(qū)動，與后述的人力驅(qū)動單元10共同使上述旋轉(zhuǎn)殼體6旋轉(zhuǎn)。具有該盤形殼體5的驅(qū)動部分即電動驅(qū)動單元9。
人力驅(qū)動單元10具有腳蹬11及鏈條12，通過使用者踏蹬腳蹬11，經(jīng)鏈條12使上述后輪3旋轉(zhuǎn)。本例是以鏈條12作為人力的傳動件，但也可以不受此限，以傳動帶、旋轉(zhuǎn)軸等代替鏈條12作傳動件。
用來操縱前輪2的方向的車把13的左右兩端安裝有閘桿14、15。而在前輪2及后輪3上設(shè)有剎車裝置18、19。閘桿14、15與剎車裝置18、19之間以閘線16、17相連接。
通過握捏閘桿14、15使閘線16、17受牽拉，通過該閘線16、17分別使前后的剎車裝置18、19動作。此外，閘線16、17的中途位置處設(shè)有剎車開關(guān)20，其工作原理是當(dāng)操動閘桿14、15時，停止向馬達(dá)8供電。
后輪3上方的車架4上安裝有作為馬達(dá)8的電源的電池單元22。該電池單元22由被可滑動拆裝地安裝在車架4上的電池盒23和容納于該電池盒23中的1號充電電池構(gòu)成，電源電壓約為24伏。
下面，結(jié)合圖17、18對上述盤形殼體5進(jìn)行說明。
圖17是顯示圖16所示盤形殼體5之構(gòu)成的主視圖，圖中的7是固定于電動自行車主體上的固定殼體。
固定殼體7中配置有由控制基板和散熱板構(gòu)成的控制單元(圖中未示出)；馬達(dá)8；由用來傳遞馬達(dá)8的輸出軸24的輸出功率的第1皮帶輪與第2皮帶輪之皮帶輪組25及終端皮帶輪28的三個皮帶輪組成的皮帶輪群所構(gòu)成的減速機(jī)構(gòu)26；以及將該減速機(jī)構(gòu)26的各皮帶輪之間以及與終端皮帶輪28之間連接起來的傳動帶27。
上述終端皮帶輪28固定于旋轉(zhuǎn)殼體6中，當(dāng)上述馬達(dá)8一旋轉(zhuǎn)，通過傳動帶27，從馬達(dá)8的輸出軸24直到終端皮帶輪28均旋轉(zhuǎn)，經(jīng)減速使旋轉(zhuǎn)殼體6與終端皮帶輪28一起旋轉(zhuǎn)。
此外，與終端皮帶輪28相連接的第2皮帶輪的較小的皮帶輪上，中介地裝有單向離合器(圖中未示出)，當(dāng)來自腳蹬的力加上時使馬達(dá)8不旋轉(zhuǎn)，即使得腳蹬變輕。29是后輪的車軸。
圖18是顯示在上述盤形殼體5內(nèi)馬達(dá)8的配置狀態(tài)的主視圖，30是定子，40是磁體，60是電樞(轉(zhuǎn)子)。
此外，如圖19所示，用來將馬達(dá)8的電樞(轉(zhuǎn)子)60與線圈絕緣起來的絕緣板61，是與冷卻風(fēng)扇62一體成型的構(gòu)成。
盡管如此，具有該盤形殼體5的電動驅(qū)動單元9其尺寸及重量均相當(dāng)大，作為自行車用，希望能輕量、小型化。而要實現(xiàn)輕量、小型化，驅(qū)動馬達(dá)的小型化也是一個課題。
要實現(xiàn)以永磁體作為場磁體的馬達(dá)的小型化，采用BH積大的磁體、獲取大的磁通量是有效的。作為BH積大的磁體，近年來，諸如以釹、鐵、硼形成的釹永磁體和釤鈷系永磁體等所謂稀土類永磁體已為人知。
例如，釹永磁體，其BH積為30MGOe，約為鐵氧體類永磁體的10倍，但單位重量的價格卻達(dá)到約30倍的程度，價格很貴。因此，一般是將釹永磁體作為無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的場磁體使用。
因此，為實現(xiàn)馬達(dá)的小型化，采用使用稀土類永磁體、例如釹永磁體的無刷馬達(dá)也是一種選擇，但從其回路構(gòu)成復(fù)雜和價格昂貴等因素考慮并不適宜。
為此，采用將釹永磁體等稀土類永磁體的強(qiáng)磁永磁體用在定子中而實現(xiàn)了小型化的、雖有機(jī)械式電刷但回路構(gòu)成簡單的直流馬達(dá)的永磁式馬達(dá)更有實用性。
本發(fā)明的目的是提供低成本、小型輕量且使馬達(dá)性能得到提高的永磁式馬達(dá)的定子。
圖1是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求1的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖2是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求2的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖3是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求3的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖4是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求4的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖5是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求5的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖6是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求6的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖7是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求7的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖8是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求8、權(quán)利要求9及權(quán)利要求10的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖9是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求11及權(quán)利要求12的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖10是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求13的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖11是涉及本發(fā)明之權(quán)利要求14的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖12A是涉及權(quán)利要求15的本發(fā)明之永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。圖12B是現(xiàn)有的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖13是涉及權(quán)利要求16的本發(fā)明之磁體配置所形成的磁通分布圖。
圖14是現(xiàn)有的磁體配置所形成的磁通分布圖。
圖15是涉及權(quán)利要求17的本發(fā)明之永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖16是電動自行車的整體立體圖。
圖17是顯示盤形殼體之構(gòu)成的主視圖及側(cè)視圖。
圖18是盤形殼體上的馬達(dá)的配置圖。
圖19是本發(fā)明之馬達(dá)的電樞(轉(zhuǎn)子)的絕緣板。
下面，參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。
圖1是與本發(fā)明之權(quán)利要求1有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。圖1中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，40a、40b是由平板形稀土類構(gòu)成的磁體，例如釹磁體，由2片釹磁體形成一個磁極。同樣地，以41a、41b、42a、42b、43a、43b形成其他磁極，本例所示為4極的定子。
釹磁體做成平板形狀，將其以粘接劑安裝在定子的內(nèi)表面上。而該釹磁體也可以采用其他稀土類永磁體的釤鈷系永磁體。
這樣，由于磁體的形狀是極其簡單的平板狀，因此與現(xiàn)有的弓型磁體相比，制作簡單，可使磁體制造單價便宜，可以低成本構(gòu)成定子。
此外，由于釹磁體的BH積大，故為獲得同樣的磁場強(qiáng)度，以很小的體積即可達(dá)到，可使所構(gòu)成的定子的直徑減小而實現(xiàn)定子的小型化。
圖2是與本發(fā)明之權(quán)利要求2有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。圖2A是永磁式馬達(dá)的主視圖，圖2B是其立體圖，圖2C是定子的磁體插入孔與磁體之間的關(guān)系圖。
圖2中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50、51、52、53是定子30上形成的磁體插入孔。40、41是弧狀的磁體，磁體是釹永磁體等稀土類構(gòu)成的強(qiáng)永磁體類型，以一片磁體形成一個極。同樣地還有兩個磁極，從而構(gòu)成本例的4極的定子。此外，該磁體由稀土類構(gòu)成，也可以是其他的釤鈷系永磁體。
永磁式馬達(dá)的定子30這樣形成，即定子上開設(shè)有磁體插入孔50、51、52、53，在這些插入孔中插入并保持磁體40、41。
這樣，在將磁體安裝到定子上時，可以免去磁體定位作業(yè)和使用粘接劑等的粘接作業(yè)，提高了組裝性，而且因不需要粘接劑而可以降低成本，從而能夠以低成本構(gòu)成定子。
圖3是與本發(fā)明之權(quán)利要求3有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。圖3A是永磁式馬達(dá)的定子的主視圖，圖3B是其立體圖，圖3C是定子的磁體插入孔與磁體之間的關(guān)系圖。
圖3中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b是定子30上形成的磁體插入孔。
40a、40b是平板形磁體，磁體是由釹永磁體或釤鈷系永磁體等稀土類構(gòu)成的強(qiáng)永磁體類型，以兩片磁體形成一個磁極。同樣地，以磁體41a、41b、42a、42b、43a、43b形成其他磁極，本例所示為4極定子。
永磁式馬達(dá)的定子30是在定子上開設(shè)磁體插入孔50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b，并在這些插入孔中分別插入保持平板狀磁體40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b(圖中省去部分編號)而形成的。
這樣，磁體制成平板狀，因其形狀極其簡單，故與現(xiàn)有的弓型磁體相比制作簡單，可使磁體制造單價便宜。
此外，將磁體安裝到定子上時，不需要進(jìn)行磁體定位作業(yè)和使用粘接劑等的粘接作業(yè)，組裝性得以提高，因不需粘接劑而可降低成本，從而能夠以低成本構(gòu)成定子。
圖4是與本發(fā)明之權(quán)利要求4有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的主視圖。圖4中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b(圖中略去部分編號)是形成于定子30上的磁體插入孔。
40a、40b是平板狀磁體，磁體是由釹永磁體或釤鈷系永磁體等稀土類構(gòu)成的強(qiáng)永磁體類型，以兩片磁體形成一個磁極。同樣地，以41a、41b、42a、42b、43a、43b(圖中略去部分編號)形成其他磁極，本例所示為4極的定子。
其中，本發(fā)明的特征是永磁式馬達(dá)的定子30的靠內(nèi)徑一側(cè)的磁體面所面對的磁體插入孔部分制成弧形。即，為了減小氣隙并使之均勻，將磁體插入孔部分的與電樞(轉(zhuǎn)子)60相向的部分33沿電樞(轉(zhuǎn)子)60的外形制成弧狀。
而永磁式馬達(dá)的定子是通過在定子上開設(shè)磁體插入孔50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b(圖中部分編號省略)、在這些插入孔中分別插入并保持平板形的磁體40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b(圖中部分編號省略)而形成的。
像這樣，將永磁式馬達(dá)的定子30的靠內(nèi)徑一側(cè)的磁體面所面對的磁體插入孔部分33制成弧形，可減少漏磁提高馬達(dá)的性能。
此外，由于磁體制成平板形，其形狀極其簡單，因此與現(xiàn)有的弓型磁體相比，制作簡單，可使磁體制造單價降低。
再有，將磁體安裝到定子上時，因可省去磁體定位作業(yè)和使用粘接劑等的粘接作業(yè)，故組裝性得以提高，并且因不需要粘接劑而可使成本降低，從而能夠以低成本構(gòu)成定子。
圖5是關(guān)于本發(fā)明之權(quán)利要求5的永磁式馬達(dá)的定子的主視圖。圖5中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b(部分編號省去)是形成于定子30上的磁體插入孔。
40a、40b是平板形磁體，磁體是由釹永磁體或釤鈷系永磁體等稀土類所構(gòu)成的強(qiáng)永磁體類型，以兩片磁體形成一個磁極。同樣地，以磁體41a、41b、42a、42b、43a、43b(編號省去)形成其他磁極，本例所示為4極定子。
該發(fā)明的特征是永磁式馬達(dá)的定子30的靠內(nèi)徑一側(cè)的磁體所面向的磁體插入孔端部33向使得與電樞(轉(zhuǎn)子)60之間的氣隙變寬的方向形成。
而永磁式馬達(dá)的定子是通過在定子上開設(shè)磁體插入孔50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b(部分編號省略)并在這些插入孔中插入并保持平板形磁體40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b(部分編號省略)而形成的。
這樣，通過將永磁式馬達(dá)的定子30的靠內(nèi)徑一側(cè)的磁體所面對的磁體插入孔端部33向使得與電樞(轉(zhuǎn)子)60之間的氣隙變寬的方向形成，使磁體插入孔端部的磁通減少，磁極中心的磁通增加，從而使磁通分布平滑呈正弦波波形而改善馬達(dá)性能。
此外，因磁體制成平板形，形狀極其簡單，故與現(xiàn)有的弓型磁體相比，制作簡單，磁體的制造單價可以降低。
再有，可以省去將磁體安裝到定子上時的磁體定位作業(yè)和使用粘接劑等的粘接作業(yè)，組裝性得以提高，并且因不需要粘接劑而可以降低成本，從而能夠以低成本構(gòu)成定子。
圖6是與本發(fā)明之權(quán)利要求6有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的主視圖。圖6中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b(部分編號省略)是形成于定子上的磁體插入孔。
40a、40b是平板形磁體，磁體由釹永磁體或釤鈷系永磁體等稀土類構(gòu)成的強(qiáng)永磁體類型，以兩片磁體形成一個磁極。同樣地，以磁體41a、41b、42a、42b、43a、43b(部分編號省略)形成其他磁極，該例所示為4極定子。
該發(fā)明的特征是如圖所示，定子的磁體插入部位的軛鐵面34之自定子中心量起的內(nèi)徑距離R1小于無磁體部位(極間)的軛鐵面35之自定子中心量起的內(nèi)徑距離R2。
而永磁式馬達(dá)的定子是通過在定子上設(shè)磁體插入孔50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b并在這些插入孔中分別插入并保持平板形磁體40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b而形成的。
這樣，由于永磁式馬達(dá)的定子30的磁體插入部位的軛鐵面34之自定子中心量起的內(nèi)徑距離R1小于無磁體部位的軛鐵面35之自定子中心量起的內(nèi)徑距離R2，使得磁體與定子(軛鐵)內(nèi)徑之間的距離加大，因而能夠減少向無磁體部位的軛鐵面35所泄漏的磁通，提高馬達(dá)的性能。
此外，因磁體制成平板狀，形狀極其簡單，故與現(xiàn)有的弓型磁體相比，制作簡單，能夠降低磁體單體造價。
再有，可以省去將磁體裝到定子上時的磁體定位作業(yè)和使用粘接劑等的粘接作業(yè)，提高了組裝性，并且由于不需要粘接劑而可降低成本，因此能夠以低成本構(gòu)成定子。
圖7是與本發(fā)明的權(quán)利要求7有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。圖7中，31是將硅鋼片等鐵片經(jīng)沖壓制成的定子鐵心片，該定子鐵心片31上穿透有磁體插入孔50(50a、50b)、51(51a、51b)、52(52a、52b)、53(53a、53b)。永磁式馬達(dá)的定子30是將該定子鐵心片31多張疊壓而形成的。
定子鐵心片31同樣是在用硅鋼片等鐵片以沖壓方式制作的電樞(轉(zhuǎn)子)的鐵心片被制成的同時以沖壓方式制作的。
因此，由于與轉(zhuǎn)子鐵心片制成的同時制成定子的鐵心片，故作業(yè)效率高，定子的組裝性得以提高，能夠較已往更低的成本構(gòu)成定子。
圖8是與本發(fā)明的權(quán)利要求8、權(quán)利要求9及權(quán)利要求10有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖8A是永磁式馬達(dá)的沒有磁體插入孔的定子鐵心片的立體圖，圖8B是有磁體插入孔的定子鐵心片的立體圖，圖8C是將多片定子鐵心片疊壓而形成的定子的立體圖，圖8D是磁體插入孔中插有磁體之狀態(tài)下的定子立體圖。
永磁式馬達(dá)的定子這樣構(gòu)成，即將硅鋼片等鐵片沖制的定子鐵心片中，圖8A所示無磁體插入孔定子鐵心片32與圖8B所示具有磁體插入孔50、51、52、53的定子鐵心片31分別多片一組地交互疊壓而構(gòu)成圖8C所示定子30。
此時，在定子的上下端配置由無磁體插入孔50、51、52、53的定子鐵心片32疊壓而成的部分。
在這樣構(gòu)成的定子30的磁體插入孔中插入磁體40后的狀態(tài)如圖8D的立體圖所示。該圖所示例的是只插入一個磁體。圖8中，為示出定子30的形狀之一例，將一個極的磁體數(shù)目設(shè)為一片而構(gòu)成，但也可以如已在圖7所示地由兩片平板形磁體構(gòu)成一個極。
其結(jié)果，磁體40僅被由多片具有磁體插入孔50、51、52、53的定子鐵心片31疊壓而成的部分36、36所保持，而在由無磁體插入孔定子鐵心片32疊壓而成的部分不受保護(hù)而呈露出狀態(tài)。
這樣，由于磁體原本在不受覆蓋而直接作用時更能夠使磁通得到有效利用，因此在無磁體插入孔定子鐵心片32所疊壓而成的部分，磁通可有效地得到利用，減少了漏磁通，從而能夠防止馬達(dá)性能降低并得到節(jié)能的永磁式馬達(dá)的定子。
此外，由于磁體端部(上面、下面)配置的是由無磁體插入孔定子鐵心片疊壓而成的部分，故可防止在磁體端部(上面、下面)形成漏磁通，從而提高馬達(dá)的性能。
再有，由于定子上設(shè)有磁體插入孔，故可省去將磁體裝到定子上時的磁體定位作業(yè)和使用粘接劑等的粘接作業(yè)，此外由于能夠以多個部位固定磁體，使組裝性得以提高。
圖9是與本發(fā)明的權(quán)利要求11及權(quán)利要求12有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖9A是永磁式馬達(dá)的無磁體插入孔的定子鐵心片的主視圖，圖9B是具有磁體插入孔的定子鐵心片的主視圖，圖9C是將多片定子鐵心片疊壓而形成的定子的立體圖，圖9D是磁體插入孔中插有磁體時的狀態(tài)的定子立體圖。
永磁式馬達(dá)的定子這樣構(gòu)成，即將硅鋼片等鐵片沖壓制成的定子鐵心片中的圖9A所示無磁體插入孔定子鐵心片32與圖9B所示具有磁體插入孔50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b(部分編號省略)的定子鐵心片31分別多片一組地交互疊壓而構(gòu)成圖9C所示定子30。
此時，定子的上下端至少有一面由與定子鐵心片31的形狀相同的、具有將所說磁體插入孔封蓋住的形狀的鐵心片37所構(gòu)成。
此外，雖然該例中，定子的上下端配置的不是由具有磁體插入孔50(50a、50b)、51(51a、51b)、52(52a、52b)、53(53a、53b)的定子鐵心片31疊壓而成的部分而是由無磁體插入孔定子鐵心片32疊壓而成的部分，但其配置順序并不受此限定。
在這樣構(gòu)成的定子30的磁體插入孔中插入磁體40a、40b、41a、41b后的狀態(tài)如圖9D立體圖所示(磁體42a、42b、43a、43b未示出)。
其結(jié)果，插入磁體時，靠將插入孔封蓋住的鐵心片將磁體擋在定子鐵心內(nèi)，故提高了組裝性。
此外，在插入磁體的狀態(tài)下，通過鉚擠(カシメ)等作業(yè)使上下面鐵心片的至少一個面的鐵心片向內(nèi)徑一側(cè)如箭頭P所示地產(chǎn)生變形，以此作為磁體的上下方向的止動片。
這樣，不使用另外的部件即可將磁體的上下端鐵心片的至少一端的鐵心片作為止動片加以利用，故可構(gòu)成低成本的定子。
其他還有，僅以由多片具有插入孔50、51、52、53的定子鐵心片31疊壓而成的部分33、34(參照圖8D)保持磁體40所產(chǎn)生的效果與在磁體端部(上面、下面)配置由無磁體插入孔定子鐵心片疊壓而成的部分所產(chǎn)生的效果等如前已所述。
圖10是與本發(fā)明之權(quán)利要求13有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的主視圖。
圖10中，30是永磁式馬達(dá)的定子，31是由鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子鐵心，40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b是平板形磁體，插入并被保持于定子鐵心31上所形成的磁體插入孔中。磁體是釹永磁體等稀土類永磁體的強(qiáng)永磁體類型，由兩片磁體形成一個磁極。該例所構(gòu)成的是4極的定子。
定子鐵心31的外形具有大直徑部分38和小直徑部分39，定子鐵心31壓入外殼50中而構(gòu)成定子30。
與本發(fā)明之權(quán)利要求13有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子中，將定子鐵心外徑中最小的部分39作為定子鐵心31向外殼50壓入的部分。該實施例的場合，定子鐵心外徑中最小的部分39有四處，故定子鐵心31的向外殼50壓入的部分也為四處。
通過采取這種結(jié)構(gòu)，可使得用以確保定子鐵心31向外殼50壓入時的壓入強(qiáng)度的外殼之壁厚比定子外徑最大值部分之壁厚做得厚，故可獲得足夠的壓入強(qiáng)度。此外，由于定子外徑最大值部分38不作為向外殼壓入的部分，故外殼的壁厚可以做得薄，因此，作為套件整體的定子30的小型化成為可能。
圖11是與本發(fā)明之權(quán)利要求14有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖11A是永磁式馬達(dá)的定子的主視圖，圖11B是定子的側(cè)視圖。圖中，凡與圖10的構(gòu)成件相同的構(gòu)成件均標(biāo)以相同的編號。
30是永磁式馬達(dá)的定子，31是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子鐵心、40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b(部分編號省略)是平板形磁體，被粘接保持于定子鐵心31的內(nèi)表面。
磁體是釹永磁體等稀土類永磁體的強(qiáng)永磁體類型，由兩片磁體形成一個磁極。該例所構(gòu)成的是四極定子。
定子鐵心31具有外形直徑大的部分38和直徑小的部分39，定子鐵心31壓入外殼50而構(gòu)成定子30。
與本發(fā)明之權(quán)利要求14有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子中，將定子鐵心外徑中最小的部分作為定子鐵心31的向外殼50壓入的部分，其構(gòu)成使得向外殼壓入的部分成為磁體磁極40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b的中心，例如磁極40a、40b的中心點40P。
該實施例的場合，作為定子鐵心外徑中最小部分的磁體磁極的中心有四處，故定子鐵心31的向外殼50壓入的部位也為四處。
這樣，由于磁體磁極的磁通從磁體的磁極中心向左右方向分開，在極的中心部分磁通密度將變小，因此，即使磁體磁極的中心的厚度做得薄一些，馬達(dá)性能方面也不會出現(xiàn)問題。
因此，該例是將定子的從馬達(dá)性能方面考慮之不必要的部分削去，以該部分作為向外殼50壓入的部分的，故定子30能夠小型化，使得作為成套小型化成為可能，實現(xiàn)馬達(dá)的小型化與輕量化。
圖12是與本發(fā)明之權(quán)利要求15、權(quán)利要求16有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖12A是按照本發(fā)明的永磁式馬達(dá)的定子的主視圖，圖12B是按照現(xiàn)有例的永磁式馬達(dá)的定子的主視圖。
圖12中，30是將鐵片(硅鋼片)疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50a、50b、51a、51b、52a、52b、53a、53b是形成于定子30上的磁體插入孔。
40a、40b、41a、41b、42a、42b、43a、43b是平板形磁體，磁體是釹永磁體等稀土類永磁體的強(qiáng)永磁體類型，以兩片磁體形成一個磁極。該例所構(gòu)成的是4極的定子。60是電樞(轉(zhuǎn)子)。
圖12B所示現(xiàn)有的永磁式馬達(dá)中，形成定子30的一個極的兩片的磁體組，例如磁體40a、40b是相對于磁極的中心線對稱地配置的。
這種形式的馬達(dá)中的、定子與電樞(轉(zhuǎn)子)之間的磁通分布情況如圖14所示。圖14A是將定子展開的狀態(tài)下的、僅由定子磁體形成的磁通分布情況，N極、S極均呈矩形分布。圖14B是僅由電樞電流產(chǎn)生的磁通的分布情況。而圖14C則是將兩磁通合成后的合成磁通分布情況。
似這樣，磁通的波形雖近似為正弦波波形，但波形仍相當(dāng)不規(guī)則，位置處在相對于一個極的幾何中性軸的、與電樞(轉(zhuǎn)子)的旋轉(zhuǎn)方向相反一側(cè)上的磁體的磁通增大，能量不能得到有效的利用而損耗加大。
此外，從整流的角度而言，該類型也由于是在高磁通密度下進(jìn)行整流，能量較大，該部分的繞組上將產(chǎn)生較高的整流電壓，在整流子片上產(chǎn)生火花，從而降低電刷壽命。
相比之下，圖12A所示的本發(fā)明之永磁式馬達(dá)的定子30的形成一個磁極的兩片的磁體組，例如磁體40a、40b是相對于磁極的中心非對稱地配置的。由于采用這種結(jié)構(gòu)，使得位于相對于一個極的磁體的幾何中性軸的與電樞的旋轉(zhuǎn)方向相反一側(cè)的磁體的氣隙增大從而使磁阻增大。
這種形式的馬達(dá)中，其定子與電樞(轉(zhuǎn)子)間的磁通分布情況成圖13所示的樣子。圖13A是定子展開狀態(tài)下的僅由定子磁體形成的磁通分布情況，N極、S極均呈矩形分布。圖13B是僅由電樞電流產(chǎn)生的磁通分布情況。而圖13C則是將兩磁通合成后的合成磁通分布情況。
像這樣，磁通是以其波形呈接近于正弦波形地分布的。其結(jié)果，能量可得到有效的利用，使馬達(dá)的性能得以提高。
此外，從整流的角度而言，該類型也由于能夠防止在高磁通密度部分整流，所以可降低整流電壓從而提高電刷壽命。
圖15是與本發(fā)明之權(quán)利要求17有關(guān)的永磁式馬達(dá)的定子的構(gòu)成圖。
圖15A是永磁式馬達(dá)的定子的主視圖，圖15B是該立體圖，圖15C是定子的磁體插入孔與磁體之間的關(guān)系圖。
圖中，31是將鐵片(硅鋼片)沖壓后的定子鐵心片，30是將定子鐵心片疊壓而形成的永磁式馬達(dá)的定子，50、51、52、53是形成于定子30上的磁體插入保持體。
該磁體插入保持體是在一旦將磁體插入孔形成之后，將其磁體插入孔端部在自兩片的磁體的中心向極端部兩邊離開的位置處切斷而形成的。
40a、40b、41a、41b是平板形磁體，磁體是釹永磁體等稀土類永磁體的強(qiáng)永磁體類型，由兩片磁體形成一個磁極。同樣地，還有另外兩個磁極(圖中未示出)，構(gòu)成該例的4極定子。
因此，要完成永磁式馬達(dá)的定子30的制作，首先將多片圖15A所示的定子鐵心片31疊壓起來，形成圖15B所示定子30。在此階段，磁體尚未插入磁體插入保持體50、51、52、53之中。
然后，將平板形磁體40a、40b、41a、41b等插入保持于定子30的磁體插入保持體50、51、52、53中，使定子30形成為圖15C所示的狀態(tài)。
此時，由于磁體插入保持體50、51、52、53是在從兩片的磁體的中心向極端部的兩邊離開的位置處進(jìn)行切斷而形成的，故可以防止在磁體端部與定子鐵心之間形成漏磁通。
權(quán)利要求
1.永磁式馬達(dá)的定子，其特征是定子的一個極的磁體由多個平板形的稀土類形成的磁體構(gòu)成。
2.永磁式馬達(dá)的定子，其特征是定子上設(shè)有磁體插入孔。
3.永磁式馬達(dá)的定子，定子上設(shè)有磁體插入孔，其特征是一個極的插入孔由多個構(gòu)成，各插入孔中分別插入有平板形的磁體。
4.永磁式馬達(dá)的定子，定子上設(shè)有磁體插入孔，其特征是靠內(nèi)徑一側(cè)的磁體所面對的磁體插入孔部分為弧形。
5.永磁式馬達(dá)的定子，定子上設(shè)有磁體插入孔，其特征是磁體插入孔端部是向使得與電樞(轉(zhuǎn)子)之間的氣隙變寬的方向形成的。
6.永磁式馬達(dá)的定子，定子上設(shè)有磁體插入孔，其特征是定子的磁體插入孔部分的軛鐵面之自定子中心起始的內(nèi)徑距離小于無磁體部分的軛鐵面之自定子中心起始的內(nèi)徑距離。
7.永磁式馬達(dá)的定子，定子上設(shè)有磁體插入孔，其特征是設(shè)有磁體插入孔的定子由多片鐵片疊壓形成。
8.一種永磁式馬達(dá)的定子，在由磁體、定子與轉(zhuǎn)子構(gòu)成磁路的永磁式馬達(dá)的定子中，其特征是定子由將硅鋼片經(jīng)沖壓形成的定子鐵心片多片疊壓而形成，并且定子鐵心由其形狀為有磁體插入孔的定子鐵心片與其形狀為無磁體插入孔的定子鐵心片任意疊壓而構(gòu)成。
9.永磁式馬達(dá)的定子，定子由設(shè)有磁體插入孔的鐵心片與無磁體插入孔的鐵心片疊壓而構(gòu)成，其特征是將設(shè)有磁體插入孔的鐵心片部分分在若干處疊壓地進(jìn)行設(shè)置。
10.永磁式馬達(dá)的定子，由設(shè)有磁體插入孔的鐵心片與無磁體插入孔的鐵心片疊壓而成，其特征是設(shè)有磁體插入孔的鐵心片部分不配置在定子的上下端。
11.永磁式馬達(dá)的定子，由設(shè)有磁體插入孔的鐵心片疊壓而成，其特征是至少有一面由封蓋住了磁體插入孔的鐵心片構(gòu)成。
12.永磁式馬達(dá)的定子，由設(shè)有磁體插入孔的鐵心片疊壓而成，其特征是在磁體插入的狀態(tài)下將鐵心片的上下面的至少一面以鉚擠等作業(yè)使其向內(nèi)徑一側(cè)產(chǎn)生變形而成為磁體的上下方向的止動片。
13.永磁式馬達(dá)的定子，定子鐵心的外形具有直徑大的部分和直徑小的部分，定子鐵心被壓入并固定于外殼中，其特征是定子鐵心的向外殼壓入的部分是定子鐵心外徑中最小的部分。
14.如權(quán)利要求13的永磁式馬達(dá)的定子，其特征是向外殼中壓入的部分成為磁體磁極的中心。
15.永磁式馬達(dá)的定子，將一個極的磁體分割成多個而成，其特征是將構(gòu)成一個極的多個磁體相對于磁極的中心線非對稱地配置。
16.如權(quán)利要求15的永磁式馬達(dá)的定子，其特征是在構(gòu)成一個極的多個磁體中，位于相對于一個極的幾何中性軸的與電樞的旋轉(zhuǎn)方向相反一側(cè)上的磁體配置在使得氣隙增大的方向上。
17.永磁式馬達(dá)的定子，定子上設(shè)有磁體插入保持體，其特征是插入保持體是將磁體插入孔端部在自兩片的磁體的中心趨向極端部的兩側(cè)的位置上切斷而形成的。
全文摘要
永磁式馬達(dá)的定子，設(shè)有磁體插入孔，一個極的插入孔由多個構(gòu)成并在各插入孔中分別插入平板形的磁體。此外，將硅鋼片等鐵片沖壓而成的定子鐵心片中的有磁體插入孔定子鐵心片與無磁體插入孔定子鐵心片分別多片一組地交互疊壓而構(gòu)成。磁體僅受到由多片具有磁體插入孔的定子鐵心片疊壓而成的部分的保持，此時，定子的上下端配置由無磁體插入孔定子鐵心片疊壓成的部分。由此，磁體為平板形而制作簡單。
文檔編號H02K3/38GK1169051SQ97104948
公開日1997年12月31日 申請日期1997年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月31日
發(fā)明者藤原正勝, 田中優(yōu), 田中建明, 數(shù)原壽宏, 松本敏弘, 相良弘明, 前田好彥 申請人:三洋電機(jī)株式會社