專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)刷電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及磁盤(pán)裝置和光盤(pán)裝置等中使用的盤(pán)片驅(qū)動(dòng)用無(wú)刷電機(jī)(主軸電機(jī))。
背景技術(shù)：
磁盤(pán)裝置和光盤(pán)裝置，在設(shè)備的高速化和高容量化方面每年都有進(jìn)展，在盤(pán)片驅(qū)動(dòng)用的無(wú)刷電機(jī)方面，隨著電機(jī)的高速、高轉(zhuǎn)矩化，對(duì)低振動(dòng)、低噪音化也提出了要求。
比如，在改寫(xiě)型DVD裝置等中，有時(shí)需要以最大6000r/min左右的高速進(jìn)行寫(xiě)入，由于盤(pán)片微小的振動(dòng)會(huì)引起寫(xiě)入錯(cuò)誤，故在驅(qū)動(dòng)盤(pán)片的主軸電機(jī)中，特別對(duì)低振動(dòng)要求高。
關(guān)于這種主軸電機(jī)的低振動(dòng)化(特別是減小徑向振動(dòng))，近年來(lái)，通常采用了如下的方法即、將固定型磁盤(pán)裝置等作為中心，在軸承中采用動(dòng)壓流體軸承，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)中使用的滾珠軸承，通過(guò)采用動(dòng)壓流體軸承，利用強(qiáng)的流體膜沿徑向以非接觸狀態(tài)將軸保持，以實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)化。
還有另一種方法的提案，軸承本身使用了燒結(jié)含油軸承等，通過(guò)將鐵心形狀構(gòu)成左右非對(duì)稱(chēng)，以發(fā)生始終將轉(zhuǎn)子朝徑向的一方推的側(cè)壓力，可抑制軸的松動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)低振動(dòng)化。作為與本發(fā)明相關(guān)的原有技術(shù)文獻(xiàn)，例如有日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)平9-285047號(hào)公報(bào)和特開(kāi)2001-16806號(hào)公報(bào)。
然而，在采用前者的動(dòng)壓流體軸承等的方法中，因必須對(duì)軸承進(jìn)行非常高的精密加工，故軸承本的成本非常高，容易引起電機(jī)的成本增高。
又，在采用后者的將鐵心形狀構(gòu)成左右非對(duì)稱(chēng)的方法中，因全部不使用特別的構(gòu)件，有可能降低成本，但存在著因鐵心的非對(duì)稱(chēng)性而容易引起不必要的振動(dòng)的課題，因此，目前市場(chǎng)上基本上無(wú)商品化的例子。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明是對(duì)后者的將鐵心形狀構(gòu)成左右非對(duì)稱(chēng)的方法作出了改良，其構(gòu)成如下。即一種無(wú)刷電機(jī)，包括具有沿回轉(zhuǎn)方向呈N極、S極交替磁化的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子；與永久磁鐵呈徑向?qū)χ谩⒕砝@有線圈的鐵心；以及具有軸支承轉(zhuǎn)子的軸承的定子，其特征在于，鐵心在其前端具有多個(gè)突極部，鄰接的突極部的切槽開(kāi)角或突極前端部開(kāi)角的任1個(gè)具有小開(kāi)角、中開(kāi)角、大開(kāi)角，將中開(kāi)角存在于小開(kāi)角與大開(kāi)角之間，使其發(fā)生將轉(zhuǎn)子朝徑向的一方推的側(cè)壓力。
再具體地講，作為鄰接的突極部的切槽開(kāi)角，具有切槽開(kāi)角A、切槽開(kāi)角B、切槽開(kāi)角C，當(dāng)A＜B＜C時(shí)，切槽開(kāi)角具有按照A-B-C-B-A-的順序多層次變化的構(gòu)成。
又，在另一構(gòu)成中，作為突極前端部開(kāi)角，具有突極前端部開(kāi)角P、突極前端部開(kāi)角Q、突極前端部開(kāi)角P，當(dāng)P＜Q＜R時(shí)，突極前端部開(kāi)角具有按照P-Q-R-Q-P-的順序多層次變化的構(gòu)成。
采用這種構(gòu)成，因鐵心形狀的不均等性分散于圓周方向，故可將因鐵心的非對(duì)稱(chēng)性發(fā)生的振動(dòng)抑制成最小限度。又，通過(guò)將每隔所定角度錯(cuò)開(kāi)的鐵心形狀進(jìn)行適時(shí)組合構(gòu)成，在同一電機(jī)內(nèi)可消除開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩，由此可將開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值抑制得小。
這樣，不僅采用了只需變更鐵心形狀的極其簡(jiǎn)單的構(gòu)成，而且發(fā)生將轉(zhuǎn)子始終朝徑向的一方推的側(cè)壓力，可抑制軸的松動(dòng)，可提供低成本且振動(dòng)小的無(wú)刷電機(jī)。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1為本發(fā)明的第1實(shí)施例中的無(wú)刷電機(jī)的剖面構(gòu)造圖。
圖2為本發(fā)明的第1實(shí)施例中的鐵心形狀圖。
圖3A、圖3B、圖3C為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例中的鐵心形狀的構(gòu)成方法的說(shuō)明圖。
圖4為表示與第1實(shí)施例的比較例的鐵心形狀圖。
圖5A為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例中的側(cè)壓力的變動(dòng)圖。
圖5B為上述比較例中的側(cè)壓力的變動(dòng)圖。
圖6為本發(fā)明的第2實(shí)施例中的鐵心形狀圖。
圖7A、圖7B、圖7C為表示本發(fā)明的第2實(shí)施例中的鐵心形狀的構(gòu)成方法的說(shuō)明圖。
圖8為本發(fā)明的第3實(shí)施例中的鐵心形狀圖。
圖9A、圖9B、圖9C、圖9D為表示本發(fā)明的第3實(shí)施例中的鐵心形狀的構(gòu)成方法的說(shuō)明圖。
圖10為本發(fā)明的第4實(shí)施例中的鐵心形狀圖。
圖11A、圖11B、圖11C、圖11D為表示本發(fā)明的第4實(shí)施例中的鐵心形狀的構(gòu)成方法的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照


本項(xiàng)申請(qǐng)的發(fā)明的實(shí)施例。
(第1實(shí)施例)圖1為第1實(shí)施例中的無(wú)刷電機(jī)的剖面構(gòu)造圖。
圖1中，環(huán)狀的永久磁鐵2，具有被磁化成沿回轉(zhuǎn)方向呈N極、S極交替的比如12個(gè)極，被粘接固定在通過(guò)將鐵板沖壓成型而形成杯狀的轉(zhuǎn)子支架3的內(nèi)周。在轉(zhuǎn)子支架3的中央部壓入固定有軸4，由這些構(gòu)件組成轉(zhuǎn)子1。軸4回轉(zhuǎn)自如地受著在多孔質(zhì)的燒結(jié)合金中含浸有潤(rùn)滑油的燒結(jié)含油軸承7的保持。在轉(zhuǎn)子的內(nèi)周固定著鐵心6，該鐵心6與永久磁鐵2徑向?qū)χ?，?gòu)成磁性回路，卷繞有線圈8，由這些構(gòu)件組成定子5。
根據(jù)轉(zhuǎn)子1的位置向線圈8通電，可對(duì)轉(zhuǎn)子1進(jìn)行回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
本實(shí)施例中采用的燒結(jié)含油軸承7可由金屬模連續(xù)成型，不僅成本低，而且壽命也較長(zhǎng)，故通常應(yīng)用于信息設(shè)備、AV設(shè)備等中的小型電機(jī)等。
然而，因燒結(jié)含油軸承支承軸的油膜弱，故引起軸在軸承與軸之間的間隙內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng)，容易發(fā)生不定期的振動(dòng)，成為電機(jī)的振動(dòng)惡化的主要原因。
為此，本第1實(shí)施例中，通過(guò)改良鐵心6的形狀來(lái)賦于側(cè)壓力，以抑制軸的來(lái)回?cái)[動(dòng)。
圖2表示本第1實(shí)施例中的鐵心形狀。圖2中，切槽開(kāi)口部的中心角即切槽開(kāi)角不均等，具有大小不同的3種切槽開(kāi)角。也就是說(shuō)，處于切槽開(kāi)角A＜切槽開(kāi)角B＜切槽開(kāi)角C的關(guān)系。該3種切槽開(kāi)角如圖2所示，構(gòu)成了從左側(cè)沿順時(shí)針?lè)较?、按照A-B-B-C-C-B-A-A-的順序可使切槽開(kāi)角多層次變化的形狀。也就是說(shuō)，切槽開(kāi)角構(gòu)成了按照小-中-大-中-小-的順序多層次變化的形狀。換言之，成為了在小開(kāi)角與大開(kāi)角之間存在著中開(kāi)角的結(jié)構(gòu)。
圖3A、圖3B、圖3C表示該圖2所示的鐵心形狀的構(gòu)成方法。將切槽開(kāi)角均等的基本形狀的切槽開(kāi)角設(shè)定為θ，將切槽的位置離該基本形狀錯(cuò)開(kāi)所定角度α的3種鐵心形狀，分別按照斜線部分的三分之一進(jìn)行組合。圖3A～圖3C中，標(biāo)有符號(hào)S的突極前端部分比基本形狀小相當(dāng)于開(kāi)角α的部分，標(biāo)有符號(hào)L的突極前端部分比基本形狀大相當(dāng)于開(kāi)角α的部分，將該3種鐵心形狀組合起來(lái)即可形成圖2所示的鐵心形狀，前述的各切槽開(kāi)角可用下列公式表示。
A＝θ-2α
B＝θC＝θ+2α這樣，若使切槽開(kāi)角左右非對(duì)稱(chēng)，則永久磁鐵2與鐵心6的吸引力形成左右不同(永久磁鐵2與鐵心6的吸引力局部性不同)，故發(fā)生始終將轉(zhuǎn)子1朝徑向的一方向推的側(cè)壓力。一旦發(fā)生了側(cè)壓力，軸4就會(huì)在軸承7的間隙內(nèi)被推向一方向而引起回轉(zhuǎn)，可抑制軸4的來(lái)回?cái)[動(dòng)，提高電機(jī)回轉(zhuǎn)精度。
本實(shí)施例中，通過(guò)使切槽開(kāi)角多層次變化，即使將鐵心作成了左右非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，也具有抑制不良影響的作用。
下面，對(duì)本發(fā)明采用左右非對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)來(lái)抑制不良影響作一說(shuō)明。
為了作出比較，圖4表示由B和C的2種構(gòu)成切槽開(kāi)角的鐵心。將標(biāo)有S的突極前端部切口，切槽開(kāi)角B形成6個(gè)，切槽開(kāi)角C形成3個(gè)，從左側(cè)沿順時(shí)針?lè)较?、按照B-B-B-C-C-C-B-B-B的順序進(jìn)行配置。在該鐵心形狀中，也是由于永久磁鐵與鐵心的吸引力形成左右不同，故發(fā)生始終將轉(zhuǎn)子1朝徑向的一方向推的側(cè)壓力?？梢种戚S的來(lái)回?cái)[動(dòng)，這一點(diǎn)完全相同。
但是，若進(jìn)一步研討該側(cè)壓力的變動(dòng)，則可以看出，圖2的鐵心形狀與圖4的鐵心形狀在側(cè)壓力的變動(dòng)方面是完全不同的。
本實(shí)施例中，為了研討側(cè)壓力的變動(dòng)，采用了有限要素法的磁場(chǎng)解析方法，對(duì)側(cè)壓力隨著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)是怎么樣變化的進(jìn)行詳細(xì)研討。另外，解析對(duì)象的模型是將鐵心外徑20.4mm、鐵心層厚4.55mm的DVD用主軸電機(jī)作為模型來(lái)進(jìn)行解析。
圖5A、圖5B表示通過(guò)磁場(chǎng)解析而求出的側(cè)壓力的變動(dòng)。圖5A為圖2所示的本實(shí)施例的鐵心形狀的場(chǎng)合，圖5B為圖4所示的鐵心形狀的場(chǎng)合。都是將橫軸表示橫向的磁性吸引力，縱軸表示縱向的磁性吸引力，單位為N(牛頓)。
圖5A、圖5B的側(cè)壓力都是每轉(zhuǎn)1圈、側(cè)壓力的大小及其方向出現(xiàn)12次周期的變化。當(dāng)然，該12次這一數(shù)值是與永久磁鐵的磁化極數(shù)一致的。若將圖5A、圖5B作一比較則可清楚地看出，圖5A所示的本發(fā)明的鐵心形狀引起的側(cè)壓力變化大幅度地小于圖5B所示的只切開(kāi)局部的切槽的鐵心形狀引起的側(cè)壓力變化。
其原因在于，在只切開(kāi)局部的切槽的鐵心形狀的場(chǎng)合，在切槽寬度變化的部分發(fā)生大的吸引力變化，該吸引力的變化也作為側(cè)壓力的變化而出現(xiàn)，但采用本發(fā)明的鐵心形狀時(shí)，通過(guò)使切槽寬度多層次變化，可減小各位置上的切槽寬度的變化，并且，通過(guò)將切槽寬度變化的位置沿回轉(zhuǎn)方向分散配置，使吸引力的變化分散于回轉(zhuǎn)方向，可將作為整體的側(cè)壓力的變化抑制得小。
當(dāng)轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于側(cè)壓力的變動(dòng)成為了朝徑向?qū)D(zhuǎn)子1進(jìn)行加振的力，故有時(shí)會(huì)成為電機(jī)發(fā)生不必要振動(dòng)的主要原因，可以看出，通過(guò)使用本發(fā)明的鐵心6，可大幅度減小這種振動(dòng)。
通過(guò)將作為基準(zhǔn)的基本形狀的切槽開(kāi)角以及組合形狀的錯(cuò)開(kāi)角度α設(shè)定成適當(dāng)?shù)闹?，在同一的電機(jī)內(nèi)消除了開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩，可大幅度地將開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩的絕對(duì)值抑制得小，通過(guò)將開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩抑制得小，可減小電機(jī)的晃動(dòng)(轉(zhuǎn)速的變動(dòng))。
具體地講，本實(shí)施例中，將作為基準(zhǔn)的鐵心的切槽開(kāi)角設(shè)定為電氣角90度，將組合形狀的錯(cuò)開(kāi)角度α設(shè)定為電氣角10度。
這樣，不僅采用了只需變更鐵心形狀的極其簡(jiǎn)單的構(gòu)成，而且發(fā)生將轉(zhuǎn)子始終朝徑向的一方推的側(cè)壓力，可抑制軸的松動(dòng)，同時(shí)開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩也小，可提供低成本且徑向振動(dòng)和晃動(dòng)小的無(wú)刷電機(jī)。
又，圖2中，表示了用于檢測(cè)永久磁鐵2的磁極位置的位置檢測(cè)元件9。作為該位置檢測(cè)元件9，通常使用3個(gè)霍爾元件。本實(shí)施例中，形成了以3個(gè)并列方式將切槽開(kāi)角大的切槽C配置于右側(cè)的狀態(tài)，若在該位置上設(shè)置位置檢測(cè)元件，則可有效利用空間。
(第2實(shí)施例)圖2表示本第2實(shí)施例中的鐵心形狀。本實(shí)施例中，突極前端部的中心角即突極前端部開(kāi)角不均等，具有大小不同的3種開(kāi)角。也就是說(shuō)，處于突極前端部開(kāi)角P＜突極前端部開(kāi)角Q＜突極前端部開(kāi)角R的關(guān)系。該3種突極前端部開(kāi)角如圖6所示，構(gòu)成了從右側(cè)沿順時(shí)針?lè)较?、按照P-Q-Q-R-R-R-Q-P-P-的順序可使突極前端部開(kāi)角多層次變化的形狀。也就是說(shuō)，突極前端部開(kāi)角構(gòu)成了按照小-中-大-中-小-的順序多層次變化的形狀。換言之，成為了在小開(kāi)角與大開(kāi)角之間存在著中開(kāi)角的結(jié)構(gòu)。
圖7A、圖7B、圖7C表示該圖6所示的鐵心形狀的構(gòu)成方法。將突極前端部開(kāi)角均等的基本形狀的突極前端部開(kāi)角設(shè)定為θ，將突極前端的位置離該基本形狀錯(cuò)開(kāi)所定角度α的3種鐵心形狀，分別按照斜線部分的三分之一進(jìn)行組合。圖7A～圖7C中，標(biāo)有符號(hào)S的突極前端部分比基本形狀小相當(dāng)于開(kāi)角α的部分，標(biāo)有符號(hào)L的突極前端部分比基本形狀大相當(dāng)于開(kāi)角α的部分，將該3種鐵心形狀組合起來(lái)即可形成圖6所示的鐵心形狀，前述的各突極前端部開(kāi)角可用下列公式表示。
P＝λ-2αQ＝λR＝λ+2 α本第2實(shí)施例的鐵心形狀與上述第1實(shí)施例的鐵心形狀相比較，不同之點(diǎn)在于，將切槽開(kāi)角作為基準(zhǔn)或者將突極前端部開(kāi)角作為基準(zhǔn)，均可得到相同的效果。
采用圖6所示的本實(shí)施例的鐵心形狀的場(chǎng)合，切槽開(kāi)角最大的切槽只有2個(gè)，被夾在右端的突極開(kāi)角小的突極之間。檢測(cè)永久磁鐵的磁極位置的位置檢測(cè)元件通常配置3個(gè)，在設(shè)置位置檢測(cè)元件時(shí)，以采用前述的圖2所示的第1實(shí)施例的方法為好。
(第3實(shí)施例)上述第1實(shí)施例和第2實(shí)施例表示了具有12個(gè)磁極和9個(gè)鐵心突極的場(chǎng)合，以下說(shuō)明的第3實(shí)施例和第4實(shí)施例中，是具有16個(gè)磁極和12個(gè)鐵心突極的場(chǎng)合。
圖8表示本第3實(shí)施例中的鐵心形狀。圖8中，切槽開(kāi)口部的中心角即切槽開(kāi)角不均等，具有大小不同的4種切槽開(kāi)角。也就是說(shuō)，處于切槽開(kāi)角A＜切槽開(kāi)角B1＜切槽開(kāi)角B2＜切槽開(kāi)角C的關(guān)系。該4種切槽開(kāi)角如圖8所示，構(gòu)成了從左側(cè)沿順時(shí)針?lè)较颉凑誂-A-B1-B1-B2-C-C-C-B2-B2-B1-A-的順序可使切槽開(kāi)角多層次變化的形狀。也就是說(shuō)，切槽開(kāi)角構(gòu)成了按照小-中小-中大-大-中大-中小-小-的順序多層次變化的形狀。換言之，成為了切槽開(kāi)角B1(中小)與切槽開(kāi)角A(小)鄰接、切槽開(kāi)角B2(中大)與切槽開(kāi)角C(大)鄰接的結(jié)構(gòu)。
圖9A、圖9B、圖9C、圖9D表示該圖8所示的鐵心形狀的構(gòu)成方法。將切槽開(kāi)角均等的基本形狀的切槽開(kāi)角設(shè)定為θ，將切槽的位置離該基本形狀錯(cuò)開(kāi)所定角度+1.5β、+0.5β、-0.5β、-1.5β的4種鐵心形狀，分別按照斜線部分的四分之一進(jìn)行組合。圖9A～圖9D中，標(biāo)有符號(hào)S1的突極前端部分比基本形狀小相當(dāng)于角度0.5β的部分，標(biāo)有符號(hào)S2的突極前端部分比基本形狀小相當(dāng)于角度1.5β的部分，標(biāo)有符號(hào)L1的突極前端部分比基本形狀大相當(dāng)于角度0.5β的部分，標(biāo)有符號(hào)L2的突極前端部分比基本形狀大相當(dāng)于角度1.5β的部分。將該4種鐵心形狀組合起來(lái)即可形成圖8所示的鐵心形狀，前述的各切槽開(kāi)角可用下列公式表示。
A＝θ-3βB1＝θ-βB2＝θ+βC＝θ+3β本第3實(shí)施例的鐵心形狀與上述第1實(shí)施例、第2實(shí)施例相比較，將因切槽寬度變化引起的吸引力的變化沿回轉(zhuǎn)方向分散配置的效果更好，可將側(cè)壓力的變化抑制得更小。這樣，采用切槽數(shù)多的電機(jī)時(shí)，通過(guò)將切槽寬度的變化分為更多的多層次，可減小側(cè)壓力的變動(dòng)，提供低振動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)。
本實(shí)施例也與第1實(shí)施例一樣，在右側(cè)并列有3個(gè)切槽開(kāi)角C。故在該位置上可配置位置檢測(cè)元件9。
(第4實(shí)施例)圖10表示本第4實(shí)施例中的鐵心形狀。本實(shí)施例中，突極前端部的中心角即突極前端部開(kāi)角不均等，具有大小不同的4種開(kāi)角。也就是說(shuō)，處于突極前端部開(kāi)角P＜突極前端部開(kāi)角Q1＜突極前端部開(kāi)角Q2＜突極前端部開(kāi)角R的關(guān)系。該4(3？)種突極前端部開(kāi)角如圖10所示，構(gòu)成了從右側(cè)沿順時(shí)針?lè)较?、按照P-P-Q1-Q2-R-R-R-Q2-Q2-Q1-P-的順序可使突極前端部開(kāi)角多層次變化的形狀。也就是說(shuō)，突極前端部開(kāi)角構(gòu)成了按照小-中小-中大-大-中大-中小-小-的順序多層次變化的形狀。換言之，成為了突極前端部開(kāi)角Q1(中小)與突極前端部開(kāi)角P(小)鄰接、突極前端部開(kāi)角Q2(中大)與突極前端部開(kāi)角R(小)鄰接的結(jié)構(gòu)。
圖11A、圖11B、圖11C、圖11D表示該圖10所示的鐵心形狀的構(gòu)成方法。將突極前端部開(kāi)角均等的基本形狀的突極前端部開(kāi)角設(shè)定為λ，將突極前端的位置離該基本形狀錯(cuò)開(kāi)所定角度+1.5β、+0.5β、-0.5β、-1.5β的4種鐵心形狀，分別按照斜線部分的四分之一進(jìn)行組合。圖11A～圖11D中，標(biāo)有符號(hào)S1的突極前端部分比基本形狀小相當(dāng)于角度0.5β的部分，標(biāo)有符號(hào)S2的突極前端部分比基本形狀小相當(dāng)于角度1.5β的部分，標(biāo)有符號(hào)L1的突極前端部分比基本形狀大相當(dāng)于角度0.5β的部分，標(biāo)有符號(hào)L2的突極前端部分比基本形狀大相當(dāng)于角度1.5β的部分。將該4種鐵心形狀組合起來(lái)即可形成圖10所示的鐵心形狀，前述的各切槽開(kāi)角可用下列公式表示。
A＝λ-3βB1＝λ-βB2＝λ+βC＝λ+3β本第4實(shí)施例的鐵心形狀與上述第3實(shí)施例的鐵心形狀相比較，不同之點(diǎn)在于，將切槽開(kāi)角作為基準(zhǔn)或者將突極前端部開(kāi)角作為基準(zhǔn)，均可得到相同的效果。
上述第1實(shí)施例和第2實(shí)施例表示了具有12個(gè)永久磁鐵磁極和9個(gè)鐵心突極的場(chǎng)合，第3實(shí)施例和第4實(shí)施例中，是具有16個(gè)永久磁鐵磁極和12個(gè)鐵心突極的場(chǎng)合，但與磁極數(shù)和突極數(shù)無(wú)關(guān)，構(gòu)成了鐵心的切槽開(kāi)角或突極前端部開(kāi)角沿回轉(zhuǎn)方向、按照小-中-大-中-小的順序多層次變化的形狀。這樣，磁鐵的左右磁性吸引力不同，發(fā)生始終將轉(zhuǎn)子1朝徑向的一方向推的側(cè)壓力，由此可提供低振動(dòng)的無(wú)刷電機(jī)。
又，通過(guò)將鐵心形狀作成如下形狀，即通過(guò)以切槽開(kāi)角一定的形狀作為基本形狀，將切槽的位置以各錯(cuò)開(kāi)所定角度的n個(gè)(n為3以上的整數(shù))的鐵心形狀按照n分之一適時(shí)組合的形狀，在同一的電機(jī)內(nèi)消除了開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩，可大幅度地將開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩抑制得小，可提供晃動(dòng)小的無(wú)刷電機(jī)。上述實(shí)施例中，對(duì)n是3個(gè)的場(chǎng)合和4個(gè)的場(chǎng)合作了說(shuō)明，但若5個(gè)以上，也可是同樣的構(gòu)成，可得到同樣的效果。
為了使無(wú)刷電機(jī)內(nèi)發(fā)生的開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩成分組相互抵消，鐵心的各個(gè)切槽的開(kāi)角不是一定值，以多種值來(lái)構(gòu)成該開(kāi)角。與上述一樣，可將開(kāi)齒轉(zhuǎn)矩抑制得小，可提供晃動(dòng)小的無(wú)刷電機(jī)。
另外，上述實(shí)施例中，表示了鐵心位于內(nèi)周側(cè)、轉(zhuǎn)子位于外周側(cè)的所謂外轉(zhuǎn)子型結(jié)構(gòu)，但若采用鐵心位于外周側(cè)、轉(zhuǎn)子位于內(nèi)周側(cè)的所謂內(nèi)轉(zhuǎn)子型結(jié)構(gòu)，也可同樣實(shí)施。
又，上述實(shí)施例中，作為轉(zhuǎn)子使用了多極磁化的環(huán)型永久磁鐵，但若采用在各個(gè)磁極上分割的多個(gè)永久磁鐵的結(jié)構(gòu)、或者將永久磁鐵插入轉(zhuǎn)子軛鐵上設(shè)置的切槽中的結(jié)構(gòu)的所謂磁鐵埋入型的轉(zhuǎn)子構(gòu)造的場(chǎng)合，當(dāng)然也具有同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷電機(jī)，包括具有沿回轉(zhuǎn)方向呈N極、S極交替磁化的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子；與所述永久磁鐵呈徑向?qū)χ?、卷繞有線圈的鐵心；以及具有軸支承所述轉(zhuǎn)子的軸承的定子，其特征在于，所述鐵心前端具有多個(gè)突極部，鄰接的突極部的切槽開(kāi)角或突極前端部開(kāi)角的任1個(gè)具有小開(kāi)角、中開(kāi)角、大開(kāi)角，將所述中開(kāi)角設(shè)于所述小開(kāi)角與所述大開(kāi)角之間，使其發(fā)生將所述轉(zhuǎn)子朝徑向的一方推的側(cè)壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述鐵心具有切槽開(kāi)角A、切槽開(kāi)角B、切槽開(kāi)角C，當(dāng)A＜B＜C時(shí)，所述切槽開(kāi)角具有按照A-B-C-B-A-的順序多層次變化的結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述鐵心，在將具有均等的切槽開(kāi)角的基本形狀中的基本切槽開(kāi)角設(shè)定為θ、將所述突極部離所述基本形狀的錯(cuò)開(kāi)角度設(shè)定為α?xí)r，所述切槽開(kāi)角A、所述切槽開(kāi)角B、所述切槽開(kāi)角C分別滿足下列公式A＝θ-2αB＝θC＝θ+2α
4.如權(quán)利要求2所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述永久磁鐵具有12個(gè)磁極，所述鐵心具有9個(gè)突極，所述切槽開(kāi)角按照A-B-B-C-C-C-B-A-A-的順序進(jìn)行配置。
5.如權(quán)利要求2所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述切槽開(kāi)角B具有切槽開(kāi)角B1和切槽開(kāi)角B2，當(dāng)B1＜B2時(shí)，所述切槽開(kāi)角B1與所述切槽開(kāi)角A鄰接，所述切槽開(kāi)角B2與所述切槽開(kāi)角C鄰接。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，在將所述鐵心的基本形狀中的基本切槽開(kāi)角設(shè)定為θ、將所述突極部離所述基本形狀的錯(cuò)開(kāi)角度設(shè)定為β時(shí)，所述切槽開(kāi)角A、所述切槽開(kāi)角B1、所述切槽開(kāi)角B2、所述切槽開(kāi)角C分別滿足下列公式A＝θ-3βB1＝θ-βB2＝θ+βC＝θ+3β
7.如權(quán)利要求5所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述永久磁鐵具有16個(gè)磁極，所述鐵心具有12個(gè)突極，所述切槽開(kāi)角按照A-A-B1-B1-B2-C-C-C-B2-B2-B1-A-的順序進(jìn)行配置。
8.如權(quán)利要求4或7中任一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，在所述切槽開(kāi)角C的位置上，配置檢測(cè)所述永久磁鐵的磁極位置用的位置檢測(cè)元件。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述鐵心具有突極前端部開(kāi)角P、突極前端部開(kāi)角Q、突極前端部開(kāi)角P，當(dāng)P＜Q＜R時(shí)，所述突極前端部開(kāi)角具有按照P-Q-R-Q-P-的順序多層次變化的構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述鐵心，在將具有均等的突極前端部開(kāi)角的基本形狀中的基本突極前端部開(kāi)角設(shè)定為λ、將所述突極部離所述基本形狀的錯(cuò)開(kāi)角度設(shè)定為α?xí)r，所述突極前端部開(kāi)角P、所述突極前端部開(kāi)角Q、所述突極前端部開(kāi)角R分別滿足下列公式。P＝λ-2αQ＝λR＝λ+2α
11.如權(quán)利要求9所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述永久磁鐵具有12個(gè)磁極，所述鐵心具有9個(gè)突極，所述突極前端部開(kāi)角按照P-Q-Q-R-R-R-Q-P-P-的順序進(jìn)行配置。
12.如權(quán)利要求9所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述突極前端部開(kāi)角Q具有所述突極前端部開(kāi)角Q1和所述突極前端部開(kāi)角Q2，當(dāng)Q1＜Q2時(shí)，所述突極前端部開(kāi)角Q1與所述突極前端部開(kāi)角P鄰接，所述突極前端部開(kāi)角Q2與所述突極前端部開(kāi)角R鄰接。
13.如權(quán)利要求12所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，在將所述鐵心的基本形狀中的基本突極前端部開(kāi)角設(shè)定為λ、將所述突極部離基本形狀的錯(cuò)開(kāi)角度設(shè)定為β時(shí)，所述突極前端部開(kāi)角P、所述突極前端部開(kāi)角Q1、所述突極前端部開(kāi)角Q2、所述突極前端部開(kāi)角R分別滿足下列公式P＝λ-3βQ1＝λ-βQ2＝λ+βR＝λ+3β
14.如權(quán)利要求12所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述永久磁鐵具有16個(gè)磁極，所述鐵心具有12個(gè)突極，所述突極前端部開(kāi)角按照P-P-Q1-Q1-Q2-R-R-Q2-Q2-Q1-P-的順序進(jìn)行配置。
15.如權(quán)利要求2或9中任一項(xiàng)所述的無(wú)刷電機(jī)，其特征在于，所述軸承是燒結(jié)含油軸承。
全文摘要
一種無(wú)刷電機(jī)，包括具有沿回轉(zhuǎn)方向呈N極、S極交替磁化的永久磁鐵的轉(zhuǎn)子；與永久磁鐵呈徑向?qū)χ玫蔫F心；以及具有軸支承轉(zhuǎn)子的軸承的定子。鐵心在其前端具有多個(gè)突極部，作為鄰接的突極部的切槽開(kāi)角，具有切槽開(kāi)角A、切槽開(kāi)角B、切槽開(kāi)角C，當(dāng)A＜B＜C時(shí)，沿著轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向，切槽開(kāi)角具有按照A－B－C－B－A－的順序多層次變化的構(gòu)成。采用這種構(gòu)成，轉(zhuǎn)子始終施加朝徑向的一方推的側(cè)壓力，可提供低成本、低振動(dòng)且回轉(zhuǎn)精度良好的無(wú)刷電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K1/16GK1658480SQ20041009749
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月16日
發(fā)明者藤中廣康 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社