專利名稱：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部裝入有勵(lì)磁用的永久磁鐵的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。
技術(shù)領(lǐng)域以往有如下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在將多枚磁性體制成的鋼板層疊形成的轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)有磁鐵插入孔，在所述磁鐵插入孔內(nèi)插入勵(lì)磁用的永久磁鐵(例如參照日本國(guó)特許公開公報(bào)2003-333779號(hào))。
在具有上述結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子的電動(dòng)機(jī)中，一般由與永久磁鐵的軸向端面相對(duì)配置的磁性傳感器例如霍耳IC對(duì)上述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置和旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行檢測(cè)。
圖6是表示磁通密度隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的變化與磁性傳感器的輸出之間關(guān)系一例子的示圖。圖6的上部大致表示與磁性傳感器相對(duì)的轉(zhuǎn)子的軸向端面中轉(zhuǎn)子磁鐵1及磁鐵插入孔2的配置。圖6中的左右方向表示圓周方向，上下方向表示徑向方向。所述轉(zhuǎn)子的所述磁鐵1和磁鐵插入孔2設(shè)定成大致相同的大小。另外，雖未標(biāo)符號(hào)，但所述磁鐵1及磁鐵插入孔2的周圍是磁性體制成的鋼板。
圖6的中部和下部表示分別作用于所述磁性傳感器的磁通密度及磁性傳感器的輸出信號(hào)與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置(磁性傳感器的相對(duì)位置)之間的關(guān)系。圖6的中部和下部的橫軸都表示轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，與上部的磁鐵1的位置對(duì)應(yīng)。
圖中，點(diǎn)劃線L表示轉(zhuǎn)子的磁極間中心，距離D表示從所述轉(zhuǎn)子磁鐵1的周向端部至所述磁極間中心L為止的距離，虛線P表示隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而相對(duì)移動(dòng)的磁性傳感器的軌跡。
如圖6所示，作用于磁性傳感器的磁通密度當(dāng)磁性傳感器與轉(zhuǎn)子磁鐵1相對(duì)時(shí)為最大，隨著磁性傳感器與轉(zhuǎn)子磁鐵離開而變小。這里，將磁性傳感器與轉(zhuǎn)子磁鐵1相對(duì)時(shí)的磁通密度(最大磁通密度)設(shè)為“B”。
另一方面，磁通密度超過閾值(動(dòng)作磁通密度)A1、A2，磁性傳感器的輸出就在“高”和“低”之間切換。由此，可檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的磁極從S極切換到N極或從N極切換到S極。
從圖6C得知，在作用于磁性傳感器的磁場(chǎng)方向所切換的時(shí)間(磁性傳感器通過磁極間中心的時(shí)間)與磁性傳感器的動(dòng)作時(shí)間之間，因磁性滯后作用產(chǎn)生“偏差”。這里，將離開磁極間中心L的距離C設(shè)為“偏差”的指標(biāo)?！捌頒”越小，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)精度就越好。
相反，例如圖7表示隨著在軸向端面設(shè)有轉(zhuǎn)子磁鐵1的定位結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的磁通密度的變化與磁性傳感器的輸出信號(hào)之間的關(guān)系。即，為了在軸向?qū)⑥D(zhuǎn)子磁鐵1定位，所述轉(zhuǎn)子的與磁性傳感器相對(duì)的軸向端面設(shè)有鋼板，而該鋼板具有面積小于所述磁鐵插入孔2的開口部3。所述開口部3的周向長(zhǎng)度尺寸小于磁鐵插入孔2，由此，磁鐵1的周向的兩端部由鋼板覆蓋。以下，將覆蓋磁鐵1周向的兩端部的部分設(shè)為覆蓋部3a。
如此，當(dāng)磁鐵1周向的兩端部由覆蓋部3a覆蓋時(shí)，在該部分產(chǎn)生磁通泄漏。因此，在與轉(zhuǎn)子磁鐵1相對(duì)的部分作用于磁性傳感器的磁通密度B1就小于所述的磁通密度B(B＞B1)。另外，因設(shè)有覆蓋部3a，從開口部3的周向端部至磁極間中心L的距離D1就比所述距離D長(zhǎng)(D＜D1)。因此，磁極間的磁通密度的變化率變小，切換磁場(chǎng)方向的時(shí)間與磁性傳感器的動(dòng)作時(shí)間之間的“偏差C1”大于所述的“偏差C”(C＜C1)。
即，若要使轉(zhuǎn)子磁鐵1的軸向定位容易，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)精度就變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種容易對(duì)轉(zhuǎn)子磁鐵的軸向進(jìn)行定位且可盡量防止旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)精度下降的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，該電動(dòng)機(jī)具有定子、轉(zhuǎn)子和磁性傳感器，所述轉(zhuǎn)子包括通過沿軸向?qū)盈B多枚磁性體制成的鋼板而構(gòu)成且具有向軸向延伸的多個(gè)磁鐵插入孔的轉(zhuǎn)子鐵心、及插入于所述磁鐵插入孔的多個(gè)勵(lì)磁用的永久磁鐵，所述磁性傳感器設(shè)在所述定子上，與所述轉(zhuǎn)子的軸向端面相對(duì)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在所述轉(zhuǎn)子鐵心的軸向兩端部中與所述磁性傳感器相對(duì)的端部設(shè)有定位用鋼板，該定位用鋼板具有與所述磁鐵插入孔對(duì)應(yīng)的開口部，且所述開口部中沿周向延伸的一對(duì)邊部的至少一方設(shè)有向所述開口部?jī)?nèi)突出的突出部。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，由于在所述定位用鋼板上設(shè)有具有突出部的開口部，故可沿軸向?qū)⑺鲇谰么盆F定位。而且，由于所述突出部設(shè)在所述開口部中沿周向延伸的一對(duì)邊部上，故可將永久磁鐵的周向端部的磁通密度的下降抑制得較小。相應(yīng)可增大磁極間的磁通密度的變化率。因此，可盡量防止因設(shè)有永久磁鐵的定位結(jié)構(gòu)所引起的磁性傳感器的檢測(cè)精度的下降。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)中霍耳IC的周邊部分的縱剖側(cè)視圖。
圖2是將電動(dòng)機(jī)的一部分放大表示的俯視圖。
圖3是用來說明磁通密度隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的變化與所述磁性傳感器的輸出之間關(guān)系的示圖。
圖4是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的相當(dāng)圖3的示圖。
圖5是表示本發(fā)明第3實(shí)施例的相當(dāng)圖3的示圖。
圖6是以往的轉(zhuǎn)子的相當(dāng)圖3的示圖。
圖7是另一以往轉(zhuǎn)子的相當(dāng)圖3的示圖。
具體實(shí)施例方式
為更詳細(xì)說明本發(fā)明，現(xiàn)根據(jù)附圖進(jìn)行說明。
圖1至圖3表示將本發(fā)明應(yīng)用于外轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)的第1實(shí)施例。
如圖1及圖2所示，本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的定子11包括具有放射狀突出的多個(gè)齒12的定子鐵心13；卷繞在各齒12上的定子線圈14。定子鐵心13通過將磁性體制成的多枚鋼板15在軸向(在圖1中的上下方向)層疊而構(gòu)成。
轉(zhuǎn)子16具有呈淺底容器狀的磁性體制成的框架17；以及配置在該框架17周壁部17a內(nèi)面的圓環(huán)狀的轉(zhuǎn)子鐵心19。在所述轉(zhuǎn)子鐵心19上，在周向留有間隔地設(shè)有沿軸向貫通的多個(gè)磁鐵插入孔18。在所述磁鐵插入孔18的內(nèi)部，分別插入有勵(lì)磁用的永久磁鐵20。磁鐵插入孔18及永久磁鐵20的截面都呈矩形。所述框架17、所述轉(zhuǎn)子鐵心19和所述永久磁鐵20由樹脂21成形為一體，于是構(gòu)成轉(zhuǎn)子16。如此，通過由樹脂21將框架17、轉(zhuǎn)子鐵心19和永久磁鐵20成形為一體構(gòu)成轉(zhuǎn)子16，從而可提高轉(zhuǎn)子16的強(qiáng)度。
所述轉(zhuǎn)子16，其轉(zhuǎn)子鐵心19的內(nèi)周面配置成通過規(guī)定空隙而與所述定子11的齒12前端面(外周面)相對(duì)。所述轉(zhuǎn)子16以固定在框架17中心部的未圖示的旋轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在所述定子11上固定有內(nèi)部收容有印刷基板25的合成樹脂制的殼體26。在所述印刷基板25上安裝有具有霍耳IC24的磁性傳感器23。所述霍耳IC24與永久磁鐵20的軸向端面中靠近內(nèi)周的部分相對(duì)。
所述轉(zhuǎn)子鐵心19通過將磁性體制成的鋼板28向軸向(圖1的上下方向)層疊多枚而構(gòu)成。在以下的說明中，將所述轉(zhuǎn)子鐵心19中與磁性傳感器23相對(duì)的位于軸向端部的鋼板作成端部鋼板28a。所述端部鋼板28a相當(dāng)于本發(fā)明的定位用鋼板。所述磁鐵插入孔18形成在除了所述端部鋼板28a外的所述鋼板28上。所述插入孔18具有與所述永久磁鐵20截面積大致相同的開口面積。
另一方面，在所述端部鋼板28a上設(shè)有與所述磁鐵插入孔18對(duì)應(yīng)的矩形的開口部30。所述開口部30的大小與所述磁鐵插入孔18大致相同，但周向中央附近的徑向長(zhǎng)度尺寸稍小于所述磁鐵插入孔18。即，所述開口部30中向周向延伸的一對(duì)邊部30a，分別形成有向開口部30內(nèi)方突出的突出部31。永久磁鐵20因所述突出部31而不會(huì)從磁鐵插入孔18脫出，可將所述永久磁鐵20定位在軸向。
轉(zhuǎn)子鐵心19中與磁性傳感器23的相對(duì)端部(在圖1中的下端部)除一部分外由所述樹脂21覆蓋。因此，所述樹脂2 1進(jìn)入所述開口部30內(nèi)，覆蓋永久磁鐵20的下端面。
現(xiàn)參照?qǐng)D3，對(duì)磁通隨著上述結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子16旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的變化與磁性傳感器23的輸出信號(hào)之間的關(guān)系進(jìn)行說明。這里，為了容易地與圖6所示的以往的轉(zhuǎn)子相比較，將磁性傳感器23的閾值(動(dòng)作磁通密度)設(shè)為A1及A2，將最大磁通密度設(shè)為B。另外，從永久磁鐵20的周向端部至磁極間中心L的距離設(shè)定為D。
在本實(shí)施例中，由于在所述端部鋼板28a上設(shè)有具有突出部31的開口部30，故所述永久磁鐵20的軸向端部的一部分由所述突出部31覆蓋，發(fā)生磁通泄漏。因此，即使是與永久磁鐵20相對(duì)的部分，在有突出部31的部分，作用于磁性傳感器23的磁通密度也稍低于磁通密度B。但是，所述突出部31由于位于開口部30的周向中央部，故在永久磁鐵20的周向端部作用于磁性傳感器23的磁通密度仍被維持在“B”。
因此，磁性傳感器23的閾值及從永久磁鐵20的周向端部至磁極間中心L的距離若與圖6所示的以往例子相同，則磁極間的磁通密度的變化率也與以往例子相同。因此，作用于磁性傳感器23的磁場(chǎng)的方向所切換的時(shí)間與磁性傳感器23的動(dòng)作時(shí)間的偏差也與圖所示的以往例子相同，成為“C”。
如此，采用本實(shí)施例，既可作成對(duì)永久磁鐵20可進(jìn)行軸向定位的結(jié)構(gòu)，還可防止因磁性傳感器23所引起的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)精度的下降。
圖4表示本發(fā)明的第2實(shí)施例，現(xiàn)說明與第1實(shí)施例不同之處。對(duì)于與第1實(shí)施例相同的部分，標(biāo)上相同的符號(hào)。如圖4上部所示，在本第2實(shí)施例中，開口部30的突出部3 1沿所述開口部30的整個(gè)周向設(shè)置。即，所述開口部30的整體徑向長(zhǎng)度尺寸小于磁鐵插入孔18的徑向長(zhǎng)度尺寸。
利用上述突出部31，在本實(shí)施例中也可對(duì)永久磁鐵20進(jìn)行軸向定位。
由于突出部31設(shè)在開口部30的整個(gè)周向，故在磁性傳感器23與永久磁鐵20相對(duì)的部分中作用于磁性傳感器23的磁通密度B2整體低于磁通密度B(B2＜B)。
但是，突出部31不同于圖7所示的以往例子的覆蓋部3a，不是在周向?qū)㈤_口部30做得狹窄。因此，從永久磁鐵20的周向端部至磁極間中心L的距離是與圖6所示的以往例子相同的“D”，其結(jié)果，磁極間的磁通密度的變化率比以往例子的小。因此，磁性傳感器23的閾值若是A1、A2，則作用于磁性傳感器23的磁場(chǎng)的方向所切換的時(shí)間與磁性傳感器23的動(dòng)作時(shí)間的偏差“C2”就大于偏差“C”(C＜C2)，與圖6所示的以往例子相比，檢測(cè)精度稍下降。
另一方面，如上所述，永久磁鐵20的周向端部至磁極間中心L的距離小于圖7所示的以往例子。因此，由突出部31或覆蓋部3a產(chǎn)生的磁通密度的下降量若相同，則與圖7所示的以往例子相比，本實(shí)施例的磁極間的磁通的變化率大，旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)精度良好。
圖5表示本發(fā)明的第3實(shí)施例，現(xiàn)說明與第1實(shí)施例不同之處。對(duì)于與第1實(shí)施例相同的部分，標(biāo)上相同的符號(hào)。如圖5上部所示，在本第3實(shí)施例中，開口部30的周向長(zhǎng)度尺寸做得大于永久磁鐵20的周向長(zhǎng)度尺寸，在所述開口部30的周向兩端部設(shè)有不與所述永久磁鐵20相對(duì)的開口延長(zhǎng)部35。利用如此結(jié)構(gòu)，與所述端部鋼板28a相接的鋼板28的一部分在開口延長(zhǎng)部35露出。
在上述結(jié)構(gòu)中，也可利用開口部30的突出部31將永久磁鐵20定位在軸向。
另外，由于所述開口部30具有突出部31，故與永久磁鐵20相對(duì)的部分中雖然存在突出部31的部分的磁通密度稍許下降，但除此以外的部分的磁通密度為“B”。
此外，由于設(shè)有所述開口延長(zhǎng)部35，故開口部30的周向端部至磁極間中心L的距離“D2”比圖6所示的以往例子和圖3所示的第1實(shí)施例小(D＞D2)。而且，在永久磁鐵20的周向兩側(cè)因所述開口延長(zhǎng)部35而不存在端部鋼板28a，故該部分的磁通泄漏少。因此，所述開口延長(zhǎng)部35中的磁通密度的下降量變少，磁極間的磁通密度的變化率可做得大于第1實(shí)施例所示的情況。因此，若磁性傳感器23的閾值是A1、A2，則作用于磁性傳感器23的磁場(chǎng)方向所切換的時(shí)間與磁性傳感器23的動(dòng)作時(shí)間的偏差“C3”小于偏差”C”(C＞C3)，可提高檢測(cè)精度。
本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施例，例如可如下那樣進(jìn)行變形。
也可僅在開口部30的兩邊部30a中遠(yuǎn)離磁性傳感器23的一方(例如圖3中位于上方的邊部30a)設(shè)置突出部31。
在上述實(shí)施例中，雖然在開口部30的邊部30a設(shè)置了在周向較長(zhǎng)的突出部31，但也可在所述邊部30a設(shè)置周向長(zhǎng)度尺寸較小的多個(gè)突出部。
本發(fā)明還可應(yīng)用于內(nèi)轉(zhuǎn)子式的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子。
產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子可提高磁性傳感器的旋轉(zhuǎn)位置的檢測(cè)精度，例如作為直接驅(qū)動(dòng)洗衣機(jī)旋轉(zhuǎn)桶的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是有用的。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，該電動(dòng)機(jī)具有定子(11)、轉(zhuǎn)子(16)和磁性傳感器(23)，所述轉(zhuǎn)子(16)包括通過沿軸向?qū)盈B多枚磁性體制成的鋼板(28)而構(gòu)成且具有在軸向延伸的多個(gè)磁鐵插入孔(18)的轉(zhuǎn)子鐵心(19)、及插入于所述磁鐵插入孔(18)的多個(gè)勵(lì)磁用的永久磁鐵(20)，所述磁性傳感器(23)設(shè)在所述定子(11)上，與所述轉(zhuǎn)子(16)的軸向端面相對(duì)，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子在所述轉(zhuǎn)子鐵心(19)的軸向兩端部中與所述磁性傳感器(23)相對(duì)的端部設(shè)有定位用鋼板(28a)，該定位用鋼板(28a)具有與所述磁鐵插入孔(18)對(duì)應(yīng)的開口部(30)，且所述開口部(30)中沿周向延伸的一對(duì)邊部(30a)的至少一方設(shè)有向所述開口部(30)內(nèi)突出的突出部(31)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述突出部(31)從所述邊部(30a)的周向的中央附近向所述開口部(30)內(nèi)突出。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述開口部(30)的一對(duì)邊部(30a)的另一方比一方還接近所述磁性傳感器(23)，所述突出部(31)設(shè)在所述一方的邊部(30a)上。
4.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述開口部(30)的一對(duì)邊部(30a)的另一方比一方還接近所述磁性傳感器(23)，所述突出部(31)設(shè)在所述一方邊部(30a)上。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述突出部(31)不覆蓋所述永久磁鐵(20)的周向的兩端部。
6.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述突出部(31)不覆蓋所述永久磁鐵(20)的周向的兩端部。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述開口部(30)的周向長(zhǎng)度尺寸大于所述永久磁鐵(20)的周向長(zhǎng)度尺寸，所述開口部(30)的周向兩端部被作成不與所述永久磁鐵(20)相對(duì)的開口延長(zhǎng)部(35)。
8.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述開口部(30)的周向長(zhǎng)度尺寸大于所述永久磁鐵(20)的周向長(zhǎng)度尺寸，所述開口部(30)的周向兩端部被作成不與所述永久磁鐵(20)相對(duì)的開口延長(zhǎng)部(35)。
9.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，具有利用樹脂(21)將所述轉(zhuǎn)子鐵心(19)和所述永久磁鐵(20)成形為一體的框架(17)。
10.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，具有利用樹脂(21)將所述轉(zhuǎn)子鐵心(19)和所述永久磁鐵(20)成形為一體的框架(17)。
全文摘要
一種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，具有轉(zhuǎn)子鐵心(19)，該轉(zhuǎn)子鐵心是通過沿軸向?qū)⒍嗝洞判泽w制成的鋼板(28)層疊而構(gòu)成且具有沿軸向延伸的多個(gè)磁鐵插入孔(18)；插入所述磁鐵插入孔(18)內(nèi)的多個(gè)勵(lì)磁用的永久磁鐵(20)；定位用鋼板(28a)，其設(shè)在所述轉(zhuǎn)子鐵心(19)的軸向兩端部中與磁性傳感器(23)相對(duì)的端部上且具有與所述磁鐵插入孔(18)對(duì)應(yīng)的開口部(30)；以及突出部(31)，該突出部設(shè)在所述開口部(30)中向周向延伸的一對(duì)邊部(30a)的至少一方上并向所述開口部(30)內(nèi)突出。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1973418SQ200580021210
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者服部正巳, 志賀剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝家電制造株式會(huì)社, 東芝電器營(yíng)銷株式會(huì)社