專利名稱：無刷dc馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無刷DC馬達(直流電動機)，該馬達有一磁鐵被磁化以致在其圓周方向上有多個磁極而可用于小型風(fēng)扇·吹風(fēng)機上，更具體點說，涉及一種無刷DC馬達，該馬達具有兩個定子軛，各有主磁極和磁極附件，有一中心軛延伸通過兩個定子軛的中心部用來在磁路上連接兩個定子軛，還有一個環(huán)狀繞組布置在兩個定子軛之間。
背景技術(shù)：
日本實用新型公報153486/86號、日本專利公報63065/83、214759/86、23754/89和303750/94號曾提出許多種的無刷DC馬達。
圖8為在日本專利公報23754/89號中公開的傳統(tǒng)無刷DC馬達的分解圖。圖9示出磁鐵和定子軛之間的關(guān)系。圖10為傳統(tǒng)無刷DC馬達的剖視圖。
圖8所示的四極無刷DC馬達有一轉(zhuǎn)子1，該轉(zhuǎn)子由磁性材料的圓筒形轉(zhuǎn)子軛2、被磁化以致在其圓周方向上具有多個磁極的磁鐵3、和一根馬達軸4構(gòu)成。標(biāo)號5指具有兩個主磁極13和磁極附件21的第一定子軛。標(biāo)號23指筒管，24指卷繞在筒管周圍的環(huán)狀繞組。標(biāo)號25指裝在筒管23上的接線端，繞組24的每一條引線的線端部被綁緊和釬焊，6指具有兩個主磁極14和磁極附件22的第二定子軛。標(biāo)號7指在第一和第二定子軛5和6的中心部上制出的圓筒形中心軛，可伸縮地互相插合，這樣來在磁路上使第一和第二定子軛互相連接，17指在每一個中心軛7上沿軸向制出的切口，9指電磁轉(zhuǎn)換元件如霍爾元件用來檢測磁鐵3的磁極。11指印刷電路板用來在電路上將霍爾元件9和接線端25連接到驅(qū)動電路上。
圖11示出一個兩相半波電流用的驅(qū)動電路，交替使兩個繞組24a和24b充電，這兩個繞組具有180°的電相位角差。在圖11中，標(biāo)號60指馬達部，61和62指晶體管，各自被來自馬達驅(qū)動IC(電感電容)63的信號驅(qū)動，64指DC電源，而65指裝在印刷電路板11上的電氣部或IC部。
在日本專利公報23754/89號的第4頁、30-38行和其圖3中曾披露第一和第二定子軛的磁極附件的圖形和配置如本申請在圖9中所示。
但圖9所示馬達有一死點，在該點上由于磁鐵和磁極附件的特定配置，在原理上馬達不能被驅(qū)動。為了避免這個死點并在馬達轉(zhuǎn)動時減少轉(zhuǎn)矩的波動，磁鐵和磁極附件的相對位置被考慮。
具體地說，在現(xiàn)有技術(shù)中曾說最好將磁極附件的分布角a減少到磁鐵3的一個磁極的分布角的1/5到4/5，并且將在第一和第二定子軛5的磁極附件21和22的中心線之間形成的分布角b在電相位角上設(shè)定為π/4到3π/4。
另外，在該公報中還曾建議，對于高速的無刷DC馬達，最好在每一個中心軛7上都設(shè)有在軸沿軸向的切口，為的是減少磁通在軸向上產(chǎn)生的渦流和渦流損耗。
在日本專利公報303750/94號的第3頁34行到第4頁12行中曾指出電流轉(zhuǎn)矩與低速時變動的轉(zhuǎn)矩之和成為馬達轉(zhuǎn)矩，在負(fù)轉(zhuǎn)矩和馬達轉(zhuǎn)矩的波動方面存在著問題，并提出本申請圖9所示第一和第二定子軛的磁極附件的分布角a和c應(yīng)互不相同。另外，在日本專利公報63065/83號中曾建議在第一和第二定子軛的每一個磁極附件上設(shè)置一個突出部20使其突出的方向與磁鐵的轉(zhuǎn)動方向相反而與上述現(xiàn)有技術(shù)不同，如本申請的圖12所示。
但在上述這些傳統(tǒng)的馬達中存在著下列缺點。
在日本專利公報23754-89號中，繞組24被卷繞在筒管23的周圍，繞組24的引線被綁緊并釬焊到裝在印刷電路板11的接線端25上，如本申請的圖8所示。在這種結(jié)構(gòu)中，零件如筒管23和接線端25的費用被增加。另外，繞組引線的處理及其釬焊被復(fù)雜化，其費用已被增加。
另外，在上述無刷DC馬達中必需使用IC驅(qū)動電路來驅(qū)動電相位角差為180°的兩相雙線繞組24a和24b。繞組24的空間因數(shù)被顯著減小，因為當(dāng)雙線繞組被卷繞在筒管的周圍時兩根線被混雜在一起。
另外，來自磁鐵的磁通量不能被有效地利用，因為第一和第二定子軛的空間角互不相同，這樣磁極附件的分布角a就比磁鐵的一個磁極的分布角小。另外，在圖9所示的配置中，從磁鐵3的N極出來的磁通量通過第一定子軛5、中心軛7和第二定子軛6返回到磁鐵3的S極。但從磁鐵3的N極到S極的磁通量是受限制的，全部的磁通量并不能返回到磁鐵的S極上，因為第二定子軛6有一部分磁極附件被定位在磁鐵的N和S極的邊界上。另外，有效的鏈接磁通量從而連帶馬達的效率被減少，因為延伸通過中心軛7的磁通量與環(huán)狀繞組被鏈接。
圖7為一曲線圖示出在中心軛的材料和圖形變化時馬達繞組的鏈接磁通量和反電動力對馬達轉(zhuǎn)速的關(guān)系。在圖7中，曲線①示出使用電磁軟鐵時的反電動力，而④示出鏈接的磁通量。隨著轉(zhuǎn)速的增加，延伸通過中心軛的交變磁通量的頻率變高，而鏈接磁通量被渦流抑制，因此反電動力趨于飽和。在圖7中，曲線②示出反電動力，而⑤示出在每一個中心軛7上沿軸向制出一個切口17如圖8所示時的鏈接磁通量。由于渦流減少的效果，在高速轉(zhuǎn)動區(qū)域內(nèi)反電動力和鏈接的磁通量都得到改善，但在低速轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)鏈接的磁通量被減少。另外，如果切口是在中心軛上制出，中心軛外部尺寸的精度會被降低。
在日本專利公報303750/94號中，第二定子軛6的磁極附件22的分布角c小于第一定子軛5的磁極附件21的分布角a，如本申請的圖9所示，因此磁極附件22的寬度變小，馬達的有效鏈接磁通量被減少，馬達的效率也被降低。
在日本專利公報63050/83號中，磁極附件的面積被減小，有效鏈接磁通量也被減少，因為突出部20被設(shè)在磁極附件21和22上，如本申請的圖12所示。另外，對這種DC馬達有一個擔(dān)心是延伸通過每一個定子軛的電磁鋼板的磁通量容易達到飽和，因為在大多數(shù)情況下，電磁鋼板的厚度是受限制的。來自磁鐵3的磁通量延伸通過磁極附件的尖端來到主磁極，磁通量有一大密度，因此如果磁通量的通道狹窄，磁通量就可能會飽和。
當(dāng)電流流動通過環(huán)狀繞組時，不僅會在磁極附件21和22的突出部20與磁鐵3之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力。而且還會產(chǎn)生指向定子軛的吸引力和排斥力，因此磁極附件被振蕩。如果主磁極13和磁極附件21以及主磁極14和磁極附件22的連接部分的寬度都不大，那么振蕩就會變大，這樣噪聲就會增大。
最好盡可能增加風(fēng)通道的面積并減少馬達的轉(zhuǎn)速，以資維持大量的風(fēng)來增加小型風(fēng)扇·吹風(fēng)機的效率并減少噪聲。圖13為一小型風(fēng)扇馬達的透視圖。標(biāo)號50指風(fēng)扇殼體，而51指設(shè)在轉(zhuǎn)子軛2上的葉片。在圖13中，最好定位在風(fēng)扇中心的無刷DC馬達的轉(zhuǎn)子軛2的外直徑被減小到小于葉片51外直徑的55％，以便增加吸入的風(fēng)量。
但在具有如圖10所示環(huán)狀繞組的小型馬達中，用來卷繞繞組24的筒管23及其絕緣層的厚度大于約0.5mm。因此，繞組24的空間要被筒管23的厚度減小。例如有一馬達，其外直徑A約為18mm，定子軛長度D約為15mm，繞組的空間因數(shù)小于80％，馬達的輸出和效率都被減小。另外，馬達的直徑不能被減小，因為必需有供筒管用的空間。結(jié)果，風(fēng)扇·吹風(fēng)機的葉片被縮小，效率被降低。另外，如果為了增加風(fēng)扇·吹風(fēng)機的風(fēng)量而增加馬達的輸入，那么由于馬達振蕩，噪聲會增大。
當(dāng)馬達被驅(qū)動時繞組24本身會被流動通過繞組24的電流加熱。一般情況，筒管23由樹脂制成，其導(dǎo)熱率小，因此從定子軛5和6發(fā)出的熱輻射都小，致使馬達的溫度被增加，風(fēng)扇·吹風(fēng)機軸承的壽命被縮短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是要解決上述技術(shù)問題。
本發(fā)明的另一個目的是要提供一種高效率的、適宜用于小型風(fēng)扇·吹風(fēng)機的小型馬達，其中零件數(shù)被減少，費用由于繞組引線處置的改善而被顯著地減少，馬達有效鏈接磁通量的減少被防止，磁極附件的振蕩也被防止。
本發(fā)明還有一個目的是要提供一種無刷DC馬達，其中構(gòu)成繞組組合件的有；一個環(huán)狀繞組，一個電磁轉(zhuǎn)換元件，和一個裝在印刷電路板上的驅(qū)動電路；第一定子軛的主磁極與第二定子軛的主磁極偏差約180°的電相位角；繞組組合件的兩個端表面被第一和第二定子軛的主磁極夾持著；環(huán)狀繞組的外周表面被第一和第二定子軛的磁極附件覆蓋著；及一個定位在繞組組合件中心的中心軛。
環(huán)狀繞組是一個空氣芯的繞組由兩根正常緊繞而自焊接的導(dǎo)線構(gòu)成，每根導(dǎo)線各有一層粘性薄膜包裹在其絕緣涂層上，該繞組由電相位角差為180°的兩相半波電流供電。
印刷電路板是柔韌的。
第一和第二定子軛中至少有一個可在其軸向上移動，這樣來滿足環(huán)狀繞組改變長度的要求。
第一和第二定子軛的磁極附件中至少有一個具有切去的部分使磁極附件向其尖端的面積逐漸縮小。
中心軛由具有10-15重量％的鉻和85-90重量％的鐵的軟磁性不銹鋼制成。
本發(fā)明再有另一個目的是要提供一種無刷DC馬達，其中兩組定子軛都用絕緣薄膜包覆，并且由自焊接導(dǎo)線構(gòu)成的環(huán)狀繞組被插置在中心軛和磁極附件之間的空間內(nèi)，基本上沒有在其間形成任何間隙，因此繞組的空間因數(shù)可接近100％。
定子軛和環(huán)狀繞組都用液體絕緣材料浸漬并連接在一起這樣來增加環(huán)狀繞組的熱輻射。
第一和第二定子軛使用薄的絕緣片來代替薄的絕緣涂層。
本發(fā)明尚有另一個目的是要提供一種用作小型風(fēng)扇·吹風(fēng)機驅(qū)動源的無刷DC馬達，為的是要顯著地提高效率和減少噪聲。
本發(fā)明的上述這些和其他一些方面和目的在結(jié)合下面的說明和附圖考慮后當(dāng)可更好地被贊賞和了解。但應(yīng)知道下面的說明顯然示出本發(fā)明的較優(yōu)實施例，只是為了說明給出的，不能以此來限制本發(fā)明。在本發(fā)明的范圍內(nèi)、在不離開本發(fā)明創(chuàng)意的情況下可以作出許多改變和修改，而本發(fā)明包括所有這些修改。


圖1為按照本發(fā)明第一實施例的無刷DC馬達的分解圖。
圖2為圖1中無刷DC馬達的水平剖視圖示出磁鐵和其定子軛之間的關(guān)系。
圖3為圖1中無刷DC馬達的垂直剖視圖。
圖4為按照本發(fā)明第二實施例的無刷DC馬達的分解圖。
圖5為圖4中無刷DC馬達的垂直剖視圖。
圖6為圖1中無刷DC馬達的繞組組合件的透視圖。
圖7為一曲線圖示出按照本發(fā)明的無刷DC馬達的特有性能。
圖8為傳統(tǒng)無刷DC馬達的分解圖。
圖9為傳統(tǒng)無刷DC馬達的水平剖視圖示出磁鐵和其定子軛之間的關(guān)系。
圖10為傳統(tǒng)無刷DC馬達的垂直剖視圖。
圖11示出傳統(tǒng)無刷DC馬達的驅(qū)動電路。
圖12為傳統(tǒng)無刷DC馬達的定子軛的分解圖。
圖13為使用按照本發(fā)明的馬達的小型風(fēng)扇的透視圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在說明按照本發(fā)明第一實施例的無刷DC馬達。馬達的零件凡與圖8到12所示傳統(tǒng)馬達的相應(yīng)零件相似的概用相應(yīng)的標(biāo)號指出，不再重新說明。如圖1所示，用作電磁轉(zhuǎn)換元件的電氣部65和霍爾元件9被裝在印刷電路板11上，沒有筒管的空氣芯環(huán)狀繞組8被固定在印刷電路板11上，而繞組8的引線則用釬焊直接連接在印刷電路板11上，從而構(gòu)成繞組組合件12。
設(shè)有第一和第二定子軛。第一定子軛5具有兩個從其中心沿徑向向外延伸的平面主磁極13，和兩個從主磁極13的前端沿軸向延伸的磁極附件21。第二定子軛6具有兩個從其中心沿徑向向外延伸的平面主磁極14，和兩個從主磁極前端沿軸向延伸的磁極附件22。在第一和第二定子軛5和6的中心各設(shè)有一個插置在繞組組合件12的中心孔內(nèi)的中心軛7。
第一定子軛5被這樣配置使與第二定子軛6在電相位角上相差180°。繞組組合件12由第一和第二定子軛5和6保持著。
在本發(fā)明的第一實施例中，由一個轉(zhuǎn)子軛2、一個被磁化而在其圓周方向上具有多個磁極的磁鐵3、和一根軸4構(gòu)成的轉(zhuǎn)子1與繞組組合件12結(jié)合，這樣來構(gòu)成一臺無刷DC馬達。
按照本發(fā)明的第一實施例，電路的布線是在馬達裝配之前完成的，因此電路運行的試驗可在馬達裝配之前進行，這樣運行效率便可提高。另外，用于卷繞的筒管23和接線端可被省略，因此零件費用可被減少。
在本發(fā)明的第一實施例中，空氣芯的雙線環(huán)狀繞組8是用同時平行發(fā)送兩根自焊接的導(dǎo)線的方法制成的。按照這個實施例，繞組的空間因數(shù)可被提高因為繞組是由基本上正規(guī)的卷繞制成的，這樣并能提高馬達的效率。
圖6示出本發(fā)明的繞組組合件12。使用一塊厚度很小的柔韌的印刷電路板，為的是增加繞組24可用的空間，以資提高空間因數(shù)和馬達效率。有一部分45從電路板11的外周表面上伸出用來使引線保持與馬達之外的電源或類似物連接。
如圖1所示，在每一磁極附件21和22的一條側(cè)邊上制有一個切掉部分27使每一磁極附件在朝向其前端的方向上表面面積逐漸減小。在圖2中，定子軛5和6在電相位角上相差180°。磁極附件21和22的分布角a各為磁鐵3中一個磁極的分布角的7/10到9/10。
如圖2所示，從磁鐵3的N極出來的磁通量通過第一定子軛5、中心軛7、和第二定子軛6被返回到磁鐵3的S極。按照本發(fā)明的馬達，磁通量的電流不受限制，并能增加馬達的有效鏈接磁通量，因為磁極附件的分布角a能被增加，并且每一磁極附件能被配置在與磁鐵3相同的角度位置上，這一點與傳統(tǒng)馬達相反。
馬達當(dāng)磁鐵3的磁極及定子軛5和6如圖2所示那樣定位時有一死點，在該點上馬達不能被起動。但本發(fā)明的馬達沒有這種死點，因為由于切掉部27的存在，低速時產(chǎn)生變動轉(zhuǎn)矩的位置已被偏移。
另外，切掉部27不是在主磁極和磁極附件的連接部40上制出，因此對著定子軛徑向的力不被減少，定子軛的振蕩可不被增加。
按照本發(fā)明的第一實施例，如圖3所示，第一和第二定子軛5和6被拉拔制成管子，這兩管子可伸縮地互相配合而構(gòu)成中心軛7用來在磁路上連接第一和第二定子軛5和6。有一環(huán)狀墊圈16可插置在第一和第二定子軛5和6之間。
下面圖3所示本發(fā)明的無刷DC馬達將與圖10所示傳統(tǒng)的無刷DC馬達進行比較。
按照本發(fā)明，環(huán)狀繞組8和磁鐵3的長度可用插置環(huán)狀墊圈16的方法來加長，因此安培匝數(shù)從而馬達功率能被增加。
圖7示出當(dāng)中心軛7由含有10-15重量％的鉻和85-90重量％的鐵的軟磁性不銹鋼板制成時代表反電動力的線③和代表鏈接磁通量的線⑥。軟磁性不銹鋼板的電阻為6300(μΩ·m)，而標(biāo)準(zhǔn)電磁軟鐵的電阻為1400(μΩ·m)。因此如圖7所示，反電動力和鏈接磁通量的性能在從低速到高速的整個轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)都被提高。
圖4示出本發(fā)明的第二實施例。其中，第一定子軛5’具有兩個從其中心沿徑向向外延伸的平面主磁極13，和兩個從主磁極13的前端沿軸向延伸的磁極附件21。第二定子軛6’具有兩個從其中心沿徑向向外延伸的平面主磁極14、和兩個從主磁極前端沿軸向延伸的磁極附件22。在第一和第二定子軛5’和6’的中心各設(shè)有一個插置在環(huán)狀空氣芯繞組的中心孔內(nèi)的中心軛7。
第一定子軛5’被這樣配置使與第二定子軛6’在電相位角上相差180°。第一和第二定子軛用絕緣薄膜包覆。繞組8由第一和第二定子軛5’和6’夾持著。
在本發(fā)明的第二實施例中，由一個轉(zhuǎn)子軛2、一個被磁化而在其圓周方向上具有多個磁極的磁鐵3、和一根軸4構(gòu)成的轉(zhuǎn)子1與繞組8結(jié)合，這樣來構(gòu)成一臺無刷DC馬達。
裝有用作電磁轉(zhuǎn)換元件的霍爾元件9和用于驅(qū)動電路的電氣部65的印刷電路板11被連結(jié)在第二定子軛6’的后表面上。繞組8的引線被釬焊在印刷電路板11上。
通過對電磁場的試驗和分析可以認(rèn)識到，在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，當(dāng)定子軛是由疊片的定子軛元件制成時，其在繞組的有效鏈接磁通量方面的作用與使用環(huán)狀繞組相等。雖然在環(huán)狀繞組的系統(tǒng)中，磁通量的路徑會變長，因此鐵損耗會變大。但是只要選好定子軛5’和6’的材料和加工方式，鐵損耗是能夠減少的。與馬達性能有關(guān)的反電動力常數(shù)是由繞組的有效鏈接磁通量、磁極的數(shù)目和繞組匝數(shù)的乘積確定的。如果繞組的有效鏈接磁通量和磁極的數(shù)目不變，那么繞組的匝數(shù)會在很大程度上影響馬達的性能。而繞組的匝數(shù)可通過增加繞組的空間因數(shù)來增加，因此能夠增加環(huán)狀繞組系統(tǒng)的馬達的效率。
一般地說，小型馬達的繞組的空間因數(shù)較小。在小型風(fēng)扇內(nèi)使用的、具有疊片定子軛的傳統(tǒng)馬達的空間因數(shù)為50％到60％，而具有卷繞在筒管上的環(huán)狀繞組的傳統(tǒng)馬達，其空間因數(shù)例如為70％到80％。在按照本發(fā)明的第二實施例的馬達中，定子軛的磁極附件的外直徑A為18mm，環(huán)狀空氣芯繞組8的外直徑B和內(nèi)直徑C分別為17mm和10.5mm。沒有筒管的環(huán)狀空氣芯繞組8的內(nèi)直徑C是這樣確定的，使中心軛能被配裝在繞組8內(nèi)而不在其間形成任何間隙。另外，定子軛可用陽離子電沉積涂覆一層厚度約為20μm的薄絕緣漆。對于這樣的馬達，空間因數(shù)可增加到95％或更高。
具有疊片定子軛的傳統(tǒng)馬達的效率為25％，而具有環(huán)狀繞組的傳統(tǒng)馬達的效率為32％。與此對比，在馬達外直徑相同的條件下，在本發(fā)明中馬達的效率能夠增加到42％。
另外，在馬達輸出性能相同的條件下，按照本發(fā)明，轉(zhuǎn)子軛2的外直徑能夠制造得比具有環(huán)狀繞組的傳統(tǒng)馬達的小。因此，在本發(fā)明中，風(fēng)扇葉片51的外直徑能被增加，從而風(fēng)扇的空氣吸入量和風(fēng)扇的效率能被增加。另外，在空氣量相同的條件下馬達的轉(zhuǎn)速能被降低，并且由于吸入的空氣量大，馬達的噪聲能被降低。
在具有環(huán)狀繞組的傳統(tǒng)馬達內(nèi)，繞組是用合成樹脂的筒管制成的，因此繞組的導(dǎo)熱率很小，而繞組本身是被流動通過其內(nèi)的電流加熱的。與此對比，在本發(fā)明中，繞組24基本上與定子軛5’和6’緊密接觸，因此繞組24的導(dǎo)熱率和熱輻射作用較大，能夠抑制繞組溫度的升高。另外，兩個定子軛5’和6’及環(huán)狀繞組8系用清漆浸漬并經(jīng)硬化，因此熱輻射作用被增加。
毋庸說得，用薄的絕緣片插入而不是用薄的絕緣膜來涂覆兩個定子軛5’和6’也可得到相似的效果。
按照本發(fā)明第一實施例的無刷DC馬達的效果可總結(jié)如下1.筒管和繞組的引線被綁緊在其上的接線端可被省略，因此材料費用可被降低。
2.電氣零件的布線和繞組能容易地在印刷電路板上完成，因此操作效率被提高。
3.繞組是用正規(guī)的卷繞制成的，與傳統(tǒng)的使用筒管的雙線卷繞相比，空間因數(shù)可顯著提高，因此馬達效率被提高。
4.由于使用薄而柔韌的印刷電路板，卷繞空間和空間因數(shù)被增加，因此馬達效率被提高。一部分柔韌的電路板可被用來保持通往馬達之外的引線。
5.馬達的全部長度能在一定范圍內(nèi)變化而可不需改變制造定子軛的金屬模，因此能夠容易地使馬達適應(yīng)馬達輸出的改變。
6.磁極附件的分布角能被增加，因此繞組的有效鏈接磁通量能被增加。
7.第一定子軛的磁極附件能被這樣配置使與第二定子軛的磁極附件在電相位角上相差180°，因此繞組的有效鏈接磁通量能被增加。
8.磁極附件面積的減少能被降低，磁飽和能被防止，因此繞組的有效鏈接磁通量能被增加。
9.磁通道的面積可不減少，因此繞組的有效鏈接磁通量能被增加。
10.馬達的振蕩能用增加磁極附件支承面積的方法來抑制。
11.中心軛系由軟磁性的不銹鋼板制成，因此在高速轉(zhuǎn)動區(qū)域內(nèi)，繞組的有效鏈接磁通量能被增加。
按照本發(fā)明第二實施例的無刷DC馬達的效果可總結(jié)如下12.環(huán)狀繞組能被這樣配置使在兩個定子軛所形成的空間內(nèi)沒有任何間隙，因此繞組的空間因數(shù)能被增加到接近100％，這樣便能制得高效率的小型馬達。
13.馬達的直徑由于繞組的空間因數(shù)接近100％而能被減少，因此如果將上述馬達用于風(fēng)扇吹風(fēng)機，能夠得到空氣的大流量。
14.在同等空氣流量的條件下能夠減少馬達的轉(zhuǎn)速，因此馬達的振蕩和風(fēng)扇吹風(fēng)機的噪聲能被顯著地減少，因為繞組的空間因數(shù)接近100％。
15.即使繞組本身由于電流的流動通過而被加熱，也能抑制繞組溫度的升高，因為繞組基本上與定子軛緊密接觸，具有大的熱輻射作用。
16.兩個定子軛和環(huán)狀繞組都用清漆浸漬并經(jīng)硬化，因此熱輻射作用增加，環(huán)狀繞組和磁極附件的振蕩能有效地被防止。
17.由于在小型風(fēng)扇·吹風(fēng)機內(nèi)使用上述直徑減小的馬達，風(fēng)扇·吹風(fēng)機的效率能被提高，噪聲能被顯著地抑制。
雖然本發(fā)明已就較優(yōu)實施例具體示出并說明，但應(yīng)知道本行業(yè)的行家能在其中的形式和細(xì)節(jié)上作出各種改變而不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的創(chuàng)意和范圍。
權(quán)利要求
1.一種無刷DC馬達包括一個轉(zhuǎn)子(1)，該轉(zhuǎn)子具有一根馬達軸(4)、一個裝在馬達軸(4)上的轉(zhuǎn)子軛(2)、和一個被磁化的環(huán)狀磁鐵(3)，該磁鐵在其圓周方向上有多個磁極，并被轉(zhuǎn)子軛(2)保持在位；第一和第二定子軛(5、6)，各有從其中心沿徑向延伸的主磁極(13或14)，主磁極(13或14)的數(shù)目為磁鐵(3)磁極數(shù)目之半，并有磁極附件(21或22)分別從主磁極(13或14)的前端沿著環(huán)狀磁鐵(3)的內(nèi)周表面在垂直方向上延伸；一個中心軛(7)，通過軸承(31)包圍馬達軸(4)并延伸通過所說第一和第二定子軛(5、6)的中心部，以資在磁路上連接所說第一和第二定子軛(5、6)；一個繞組組合件(12)，具有一個環(huán)狀繞組(8)、一個電磁轉(zhuǎn)換元件(9)、和一個驅(qū)動電路；及一塊印刷電路板(11)，在其上安裝著環(huán)狀繞組(8)、電磁轉(zhuǎn)換元件(9)和驅(qū)動電路；其特征在于第一定子軛(5)的主磁極(13)與第二定子軛(6)的主磁極(14)在電相位角(elecfrical angle)上相差180°，其中繞組組合件(12)的兩個端表面被第一和第二定子軛(5、6)的主磁極(13、14)保持著，其中環(huán)狀繞組(8)的外周表面被第一和第二定子軛(5、6)的磁極附件(21、22)覆蓋著，并且其中中心軛(7)延伸通過環(huán)狀繞組(8)的中心孔。
2.權(quán)利要求1的無刷DC馬達，其中環(huán)狀繞組(8)為一兩相空氣芯繞組，由兩根緊繞自焊接的導(dǎo)線制成，每根導(dǎo)線各有一層粘性薄膜包圍在其絕緣涂層上，該繞組由電相位角差為180°的兩相半波電流驅(qū)動。
3.權(quán)利要求1或2的無刷DC馬達，其中印刷電路板(11)具有貫穿孔(26)，第二定子軛(6)的磁極附件(22)延伸通過該孔。
4.權(quán)利要求1、2或3的無刷DC馬達，其中印刷電路板(11)為一柔韌的板。
5.權(quán)利要求1、2、3或4的無刷DC馬達，其中第一和第二定子軛(5、6)中至少有一個可在其軸向上移動以資滿足環(huán)狀繞組(8)改變長度的要求。
6.權(quán)利要求1、2、3、4或5的無刷DC馬達，其中第一和第二定子軛(5、6)的磁極附件(21、22)中至少有一個具有切掉部分(27)，這樣來逐漸減少至少其中一個磁極附件(21、22)走向其前端的面積。
7.權(quán)利要求1、2、3、4、5或6的無刷DC馬達，其中中心軛(7)由含有10-15重量％的鉻和85-90重量％的鐵的軟磁性不銹鋼制成。
8.一種徑向空氣間隙式無刷DC馬達包括一個轉(zhuǎn)子(1)，該轉(zhuǎn)子具有一根馬達軸(4)、一個裝在馬達軸(4)上的轉(zhuǎn)子軛(2)、和一個被磁化的環(huán)狀磁鐵(3)，該磁鐵在其圓周方向上有多個磁極，并被轉(zhuǎn)子軛(2)保持在位；第一和第二定子軛(5、6)，各有從其中心沿徑向延伸的主磁極(13或14)，主磁極(13或14)的數(shù)目為磁鐵(3)磁極數(shù)目之半，并有磁極附件(21或22)分別從主磁極(13或14)的前端沿著環(huán)狀磁鐵(3)的內(nèi)周表面在垂直方向上延伸，使互相面對而在其間有一空氣間隙；一個圓筒形中心軛(7)，通過軸承(31)包圍馬達軸(4)并延伸通過所說第一和第二定子軛(5、6)的中心部以資在磁路上連接所說第一和第二定子軛(5、6)；一個環(huán)狀繞組(8)；一個電磁轉(zhuǎn)換元件(9)；一個驅(qū)動電路；及一塊印刷電路板(11)，在其上安裝著環(huán)狀繞組(8)、電磁轉(zhuǎn)換元件(9)和驅(qū)動電路；其中第一定子軛(5)的主磁極(13)與第二定子軛(6)的主磁極(14)在電相位角上相差180°其中環(huán)狀繞組(8)的兩個端表面被第一和第二定子軛(5、6)的主磁極(13、14)保持著，其中環(huán)狀繞組(8)的外周表面被第一和第二定子軛(5、6)的磁極附件(21、22)覆蓋著，其中第一和第二定子軛(5、6)用絕緣薄膜覆蓋，其中環(huán)狀繞組(8)由自焊接導(dǎo)線制成，并以小的空氣間隙被插置在主磁極(13、14)之間形成的空間內(nèi)和磁極附件(21、22)之間形成的空間內(nèi)。
9.權(quán)利要求8的無刷DC馬達，其中與在第一和第二定子軛(5、6)上形成的絕緣薄膜等效的薄絕緣片被插置在第一和第二定子軛(5、6)之間而不是使用絕緣薄膜。
10.權(quán)利要求8或9的無刷DC馬達，其中第一和第二定子軛(5、6)和繞組(8)用液體絕緣材料浸漬并經(jīng)硬化。
11.權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的無刷DC馬達，其中DC馬達被用作小型風(fēng)扇·吹風(fēng)機的驅(qū)動源。
全文摘要
一種無刷DC馬達，其中轉(zhuǎn)子(1)有一馬達軸(4)、一個裝在馬達軸(4)上的轉(zhuǎn)子軛(2)、和一個被磁化的環(huán)狀磁鐵(3)，該磁鐵在其圓周方向上有多個磁極、并被轉(zhuǎn)子軛(2)保持在位。定子有第一和第二定子軛(5、6)。該定子軛各有從其中心沿徑向延伸的主磁極(13或14)，并有磁極附件(21、22)分別從主磁極(13或14)的前端沿著環(huán)狀磁鐵(3)的內(nèi)周表面在垂直方向上延伸。還有一個包圍馬達軸(4)的中心軛(7)用來在磁路上連接所說第一和第二定子軛(5、6)，一個具有環(huán)狀繞組(8)的繞組組合件(12)，和一塊印刷電路板(11)，在其上安裝著環(huán)狀繞組(8)、電磁轉(zhuǎn)換元件(9)和驅(qū)動電路。
文檔編號H02K29/00GK1409467SQ0213237
公開日2003年4月9日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者大巖昭二, 大西和夫, 永田洋一, 池田純一, 內(nèi)山友和, 米田孝司, 齊藤英夫, 三村昌弘 申請人:日本伺服株式會社