專利名稱：電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過對轉(zhuǎn)子側(cè)磁鐵的磁化和定子側(cè)極齒的配置進行改進而實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩的電動機，尤其適用于步進電動機。
步進電動機用于各種領(lǐng)域。要求這種步進電動機具有高速和高轉(zhuǎn)矩。而為了實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵在于將極齒所產(chǎn)生的磁通有效地施加給轉(zhuǎn)子側(cè)的磁鐵，然后設(shè)法提高磁鐵的使用效率。


圖14表示傳統(tǒng)步進電動機的結(jié)構(gòu)，基本上由具有旋轉(zhuǎn)軸1的轉(zhuǎn)子2和圍住該轉(zhuǎn)子2設(shè)置的定子部3構(gòu)成。轉(zhuǎn)子2由圓筒狀的輪轂4和設(shè)置在該輪轂4的外周部的圓筒狀磁鐵5構(gòu)成。
另外，定子部3具有構(gòu)成雙層設(shè)置的定子構(gòu)件的鐵心6a、6b、成為卷繞在這些鐵心6a、6b上的繞組的線圈7a、7b、作為兼作帽蓋的定子構(gòu)件的定子帽8a、8b。而且，在鐵心6a、6b與定子帽8a、8b的磁鐵5之間的相對面上分別設(shè)有極齒T11、T12、…、T21、T22、…(見圖15或圖16)。
另外，這些轉(zhuǎn)子2及定子部3受從轉(zhuǎn)子2的兩端部方向(圖14中的上下方向)以加蓋形式安裝的安裝板9和上蓋10支承。在安裝板9和上蓋10上設(shè)有軸承11a、11b，通過這些軸承11a、11b旋轉(zhuǎn)自如地支承上述旋轉(zhuǎn)軸1。在轉(zhuǎn)子2和軸承11a之間還夾裝著碟形彈簧12，在轉(zhuǎn)子2和軸承11b之間夾裝墊片13。
圖15是從圖14中的箭頭X-X方向看的圖，表示定子部3的鐵心6a、6b和定子帽8a、8b上所設(shè)的極齒的配置。如圖15所示，在極齒T11、T12、T13、T14中，極齒T11、T13設(shè)在定子部3的鐵心6a一側(cè)，極齒T12、T14設(shè)在定子帽8a一側(cè)，即，極齒T11、T11、T13、T14是一個隔一個地設(shè)置在鐵心6a一側(cè)和定子帽8a一側(cè)。鐵心6b和定子帽8b的結(jié)構(gòu)也是同樣。
圖16是從圖14中的箭頭Y-Y方向看的圖，模式地表示鐵心6b和定子帽8b的各極齒與磁鐵5的磁化區(qū)段的關(guān)系。
如圖16所示，極齒T21、T22、T23、T24、…與磁鐵5的外側(cè)面隔著一定間隔設(shè)置，沿磁鐵5的圓周方向相互交錯地排成一列。如前所述，極齒T22、T24設(shè)在鐵心(這里是鐵心6b)一側(cè)，極齒T21、T23設(shè)在定子帽(這里是定子帽8b)一側(cè)，即，一個隔一個地設(shè)在鐵心6b一側(cè)和定子帽8b一側(cè)。
另外，這些極齒T21、T22、T23、T24…中的相鄰極齒磁化成互為相反的極，譬如，極齒T21是S極，極齒T22是N極，極齒T23是S極，極齒T24是N極。這樣，在磁鐵5一側(cè)，與極齒T21、T22、T23、T24…相對的各個面的磁化區(qū)段就受到吸引或排斥的力，轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)。
然而，采用上述傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的步進電動機時，在定子部3發(fā)生的磁通使用效率低。即，如圖17所示，由各極齒T21、T22、T23、T24…產(chǎn)生的磁通的流動除了作用于磁鐵5的磁通H1外，還有在極齒T21、T22、T23、…的背面一側(cè)流過的磁通H2，甚至還有流到相鄰極齒之間的磁通H3，即，流到各處的漏磁通也很多。
因此，作用于磁鐵5的磁通只是其中的一部分。即，從圖17上看，作用于磁鐵5并使轉(zhuǎn)子2旋轉(zhuǎn)的有效磁通只是磁通H1，其他的磁通都白白浪費了。因此，作為電動機輸出利用的只是作用于磁鐵5的磁通H1，效率低下。
另外，采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)時，各極齒T21、T22、T23、T24…排成一列，相鄰極齒之間為異極，故必須在極齒之間設(shè)置一定的間隙G1(見圖15)。因此，極齒的設(shè)計受到很大限制。以圖15為例來說明，首先，極齒T11、T12、…、T21、T22、…的形狀在這種場合是梯形，各梯形的頂部寬度W1和梯形底部寬度W2都要在磁鐵5的磁化間距以下，另外，極齒間的間隙G1要達到定子帽8a、8b等的板厚(設(shè)為L1)。為了滿足這些條件，極齒的大小和形狀、配置等都要受到限制，使步進電動機的設(shè)計受到很大限制。
本發(fā)明的目的在于提供一種電動機，它能夠有效地將在定子側(cè)產(chǎn)生的磁通施加給磁鐵，并由此實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩，而且能大幅度地緩和對極齒的形狀和配置的限制，提高設(shè)計方面的靈活性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種電動機，具有轉(zhuǎn)子和定子，轉(zhuǎn)子具有圓筒狀的磁鐵，該磁鐵具有在圓周方向以規(guī)定間距被磁化的磁化區(qū)段，定子給所述磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場并使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其特點是，所述磁化區(qū)段的內(nèi)側(cè)與外側(cè)被磁化成為異極，同時由該磁化形成的磁化方向在各相鄰間距反向構(gòu)成，所述定子具有由與所述磁化區(qū)段的規(guī)定間距對應(yīng)、并在隔著所述磁鐵而相對的位置上被磁化成異極的極齒組成的第1極齒列和第2極齒列，通過對所述第1極齒列和所述第2極齒列的極性進行切換而對所述圓筒狀磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場。
對附圖的簡單說明圖1是說明本發(fā)明第1實施形態(tài)的電動機結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是從圖1中X-X方向看的圖。
圖3是從圖1中箭頭Y-Y方向看的圖，模式地表示極齒與磁鐵的配置關(guān)系。
圖4是說明在圖3的極齒和磁鐵的配置關(guān)系下磁通的流向。
圖5是在圖1的電動機中將磁鐵內(nèi)外面的磁化區(qū)段略微偏移、并對著其磁化區(qū)段排列外周極齒和內(nèi)周極齒的例子。
圖6是說明本發(fā)明第2實施形態(tài)的電動機結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖7是從圖6中箭頭X-X方向看的圖。
圖8是從圖6中箭頭Y-Y方向看的圖。
圖9是從圖6中箭頭Z-Z方向看的圖，模式地表示極齒與磁鐵的配置關(guān)系及磁通的流向。
圖10是說明本發(fā)明第2實施形態(tài)電動機第1變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖11是說明本發(fā)明第2實施形態(tài)電動機第2變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖12是說明本發(fā)明第2實施形態(tài)電動機第3變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖13是說明圖12的再一變形例的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖14是說明傳統(tǒng)步進電動機的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖15是從圖14中箭頭X-X方向看的圖。
圖16是從圖14中箭頭Y-Y方向看的圖，模式地表示極齒與磁鐵的配置關(guān)系。
圖17說明圖14所示的極齒與磁鐵的配置關(guān)系中磁通的流向。
以下結(jié)合圖1到圖5說明本發(fā)明的第1實施形態(tài)。
圖1表示本發(fā)明的電動機、即步進電動機的結(jié)構(gòu)。在圖1中，轉(zhuǎn)子21由固定在旋轉(zhuǎn)軸22上的輪轂23、安裝在該輪轂23上的稀土類磁鐵(以下稱磁鐵)24構(gòu)成。另外，輪轂23由固定在旋轉(zhuǎn)軸22上的圓筒形狀旋轉(zhuǎn)軸支承部23a和在該旋轉(zhuǎn)軸支承部23a的側(cè)面中央附近一體地形成的圓盤狀凸緣部23b構(gòu)成。
在凸緣部23b的前端安裝著圓筒狀的磁鐵24。即，該凸緣部23b的前端固定在圓筒狀磁鐵24內(nèi)側(cè)面的圓筒的高度方向中央部，該第1實施形態(tài)的圓筒狀磁鐵24的兩端部是敞開的。如圖3所示，磁鐵24具有規(guī)定間距的磁化區(qū)段24a，各磁化區(qū)段24a的外側(cè)與內(nèi)側(cè)磁化成不同極，同時該磁化形成的磁化方向在相鄰的間距之間互為相反。另外，磁鐵24不僅是外側(cè)，內(nèi)側(cè)的面也要使用，故內(nèi)徑也要加工得均勻。為了進行這種加工，采用以稀土類粘接磁鐵為材料、經(jīng)過壓縮成形或注射成形的磁鐵。
又如圖1所示，在磁鐵24的外側(cè)面，設(shè)有定子部25，將磁鐵24的外側(cè)面沿其圓周方向圍住。該定子部25由雙層設(shè)置的2個鐵心26、27、卷繞在這些鐵心26、27上的線圈28、29及兼作電動機殼體的定子帽30、31構(gòu)成。
又如圖2和圖3所示，在各鐵心26、27的面對磁鐵24外周的面26a、27a上，分別設(shè)有作為第1極齒列的極齒TA1、TA2、TA3…。另一方面，在定子帽30、31上，形成面對磁鐵24的內(nèi)周的凸出片30b、31b，在這些凸出片30b、31b上，分別設(shè)有作為第2極齒列的極齒TB1、TB2、TB3…。鐵心26、27被2個定子帽30、31從圖1中的上方向和下方向夾持，由此受到支承。該定子帽30、31在以旋轉(zhuǎn)軸22為中心切斷時其截面呈“コ”字形。
鐵心26的面對磁鐵24的面26a上所設(shè)的作為第1極齒列的極齒TA1、TA2、TA3…和定子帽30的面對磁鐵24的凸出片30b上所設(shè)的作為第2極齒列的極齒TB1、TB2、TB3…構(gòu)成1對極齒列。與該極齒列錯開半個間距，設(shè)有由鐵心27的面對磁鐵24的面27a上所設(shè)的作為第1極齒列的極齒TA1、TA2、TA3…和定子帽31的面對磁鐵24的凸出片31b上所設(shè)的作為第2極齒列的極齒TB1、TB2、TB3…構(gòu)成的另1對極齒列。而且，通過切換設(shè)置在鐵心26和定子帽30之間的線圈28和設(shè)置在鐵心27和定子帽31之間的線圈29的極性，給磁鐵24施加旋轉(zhuǎn)磁場。
以下來說明定子帽30。該定子帽30由平面部30c和將該平面部30c的兩端在同一方向彎折形成的凸出片30a、30b構(gòu)成。而且，在2個凸出片30a和30b中，凸出片30a形成該步進電動機的殼體的一部(側(cè)面)。另外，凸出片30b從磁鐵24的一個端面向磁鐵24的內(nèi)部伸出，在該凸出片30b上設(shè)有作為上述第2極齒列的極齒TB1、TB2、TB3、…(見圖2和圖3)。定子帽30的平面部30c由將步進電動機安裝到其他構(gòu)件上用的安裝板32來支承。
另一個定子帽31的形狀也同樣，由平面部31c和將該平面部31c的兩端在同一方向彎折形成的凸出片31a、31b構(gòu)成。而且，凸出片31a形成該步進電動機的殼體的一部(側(cè)面)，凸出片31b從磁鐵24的另一個端面向磁鐵24的內(nèi)部伸出，在該凸出片31b上設(shè)有作為上述第2極齒列的極齒TB1、TB2、TB3、…(見圖2和圖3)。定子帽31的平面部31c由成為該步進電動機殼體的一部分的上蓋33支承。而這些上蓋33、安裝板32及2個定子帽30、31就構(gòu)成步進電動機的殼體。
另外，在上述的安裝板32和上蓋33上還設(shè)有軸承34a、34b，該軸承34a、34b旋轉(zhuǎn)自如地支承旋轉(zhuǎn)軸22。另外，在軸承34a和轉(zhuǎn)子21的旋轉(zhuǎn)軸支承部23a之間夾裝碟形彈簧35，在軸承34b和旋轉(zhuǎn)軸支承部23a之間夾裝墊片36。
現(xiàn)在來看鐵心26和定子帽30，鐵心26的設(shè)有極齒TA1、TA2、TA3、…(以下稱其為外周極齒TA1、TA2、TA3…)的面26a與定子帽30的形成極齒TB1、TB2、TB3、…(以下稱其為內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…)的凸出片30b相互面對設(shè)置。鐵心26的面26a在圖1中是從上向下伸出，而定子帽30上的凸出片30b則是從下向上伸出。而且鐵心26的面26a和定子帽30的凸出片30b之間夾著磁鐵24的圓筒部。
再來看鐵心27和定子帽31，鐵心27的設(shè)有外周極齒TA1、TA2、TA3、…的面27a與定子帽30的形成內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的凸出片31b相互面對設(shè)置。鐵心27的面27a在圖1中是從下向上伸出，而定子帽31上的凸出片31b則是從上向下伸出。而且鐵心27的面27a和定子帽31的凸出片31b之間夾著磁鐵24的圓筒部。
圖2是從圖1中箭頭X-X方向看的圖，是說明外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的配置。在圖2中，為便于說明，用虛線表示內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…。
從圖2可知，就鐵心26和定子帽30而言，設(shè)在鐵心26一側(cè)的外周極齒TA1和TA2與設(shè)在定子帽30一側(cè)的內(nèi)周極齒TB1、TB2各自相互面對設(shè)置。鐵心27和定子帽31也是如此。
圖3是從圖1中箭頭Y-Y方向看的圖。該圖3是便于理解極齒與磁鐵的磁極之間關(guān)系等的模式圖。
在圖3中，外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的設(shè)置數(shù)量相同。而且外周極齒TA1、TA2、TA3、…與磁鐵24的外側(cè)面隔開一定間隔而沿其圓周方向以規(guī)定的間距設(shè)置成一列，內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…與磁鐵24的內(nèi)側(cè)面隔開一定間隔而沿其圓周方向以規(guī)定的間距設(shè)置成一列。外周極齒TA1、TA2、TA3、…的規(guī)定間距與磁鐵24的磁化區(qū)段24a的外側(cè)面的間距PA大致相同。另外，內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3、…的規(guī)定間距與磁鐵24的磁化區(qū)段24a的內(nèi)側(cè)面的間距PB大致相同。在如此形成的外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的直徑方向之間夾著磁鐵24。
如上所述，外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的極齒隔著磁鐵24而相對，對外周極齒TA1、TA2、TA3、…，譬如使其產(chǎn)生S極，對內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…，譬如使其產(chǎn)生N極，這樣在外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…產(chǎn)生相反的極性。
由此，在外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…之間的磁通H的流向就如圖4所示，在這種場合，是從N極一側(cè)的外周極齒TA1、TA2、TA3、…向S極一側(cè)的內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…流動。即，由于使外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…各自的極齒相對，外周極齒之間為同極，并且內(nèi)周極齒之間也是同極，故可以減少外周極齒之間及內(nèi)周極齒之間的磁通泄漏，可以使磁通有效地從一方的極齒流向與之相對的另一方極齒。
這樣，磁鐵24就可毫無浪費地接受外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…之間的磁通。另一方面，在磁鐵24上磁化的磁化區(qū)段24a如圖4所示，與外周極齒TA1、TA2、TA3、…相對的部分的面為S極，與內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…相對的部分為異極。
如上所述，通過設(shè)置外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…，并在它們之間設(shè)置磁鐵24，再進行激磁，以使外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的各自相對的極齒之間為異極，磁鐵24的外周面與內(nèi)周面都產(chǎn)生極齒和磁力作用。這樣，可提高來自定子部25的磁通的使用效率，同時還可增大相互作用力，可以使電動機實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩。
另外，采用上述結(jié)構(gòu)，由于外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…各自的相鄰極齒之間為同極，可以消除相鄰極齒間間隙方面的較大限制，因此，大幅度地緩和了設(shè)計時對極齒形狀的限制。譬如，各極齒的形狀在本實施形態(tài)中是做成前端部較窄、底部較寬的梯形，但也可不受這種形狀的限制而設(shè)計成長方形等。
再有，各極齒的寬度(在圖2中設(shè)為底部的寬度W2)也可與磁化區(qū)段的間距寬度PA、PB相等。另外，設(shè)計時也可將極齒的寬度設(shè)為大于間距寬度PA、PB。在這種場合，最好是，如果設(shè)外周極齒TA1、TA2、TA3、…的底部寬度為W2A，則PA＜W2A＜2PA，如果設(shè)前端寬度為W1A，則W1A＜PA，另一方面，如果設(shè)內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…的底部寬度為W2B，則PB＜W2B＜2PB，如果設(shè)前端寬度為W1B，則W1B＜PB。另外，在將極齒的形狀設(shè)計成長方形時，最好是，如果將其寬度分別設(shè)為WA、WB，則PA＜WA＜2PA、PB＜WB＜2PB。還有，PA、PB相當(dāng)于權(quán)利要求中磁化區(qū)段的間距P，W1A、W1B、W2A、W2B、WA、WB相當(dāng)于圓周方向的長度W。
另外，上述第1實施形態(tài)是本發(fā)明的較佳實施形態(tài)，但本發(fā)明并不受其限定，可在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)作各種變形實施。譬如，外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…只要分別相對設(shè)置并在它們之間夾裝磁鐵即可，故不限于上述實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)。譬如，內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…在上述實施形態(tài)中是設(shè)置在定子帽30、31上的，但也可不設(shè)在定子帽30、31上，而設(shè)置在安裝板32或上蓋33或殼體上。
另外，在上述實施形態(tài)中，具有2個定子帽30、31，并用這2個定子帽30、31將鐵心26、27夾在中間，即采用所謂2帽方式。但也可將2個定子帽合為一體，即采用1帽方式。再有，也可以將內(nèi)外1對鐵心裝成2組重疊，用1個殼體來支承，同時安裝蓋殼。
另外，外周極齒TA1、TA2、TA3、…和內(nèi)周極齒TB1、TB2、TB3…各自的極齒相對設(shè)置，但其相對的程度可以是不完全相對，可以略有偏差。在這種場合，磁鐵24最好是如圖5那樣，內(nèi)外錯開成磁化區(qū)段對著極齒的狀態(tài)。再有，極齒前端部的寬度W1與梯形底部的寬度W2的關(guān)系也可以不是W1＜W2，而是前端部放寬成W1＞W(wǎng)2。
以下結(jié)合圖6到圖9說明本發(fā)明第2實施形態(tài)。
圖6表示成為另一實施形態(tài)電動機的步進電動機的結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子51與上述第1實施形態(tài)的轉(zhuǎn)子21形狀相同，轉(zhuǎn)子51的筒狀磁鐵54的兩端部是敞開的。磁鐵54沿圓周方向具的規(guī)定間距的磁化區(qū)段54a(見圖9)，各磁化區(qū)段54a的外側(cè)與內(nèi)側(cè)磁化成同極，相鄰的磁化區(qū)段54a之間則成為異極。另外，磁鐵54不僅是外側(cè)，內(nèi)側(cè)的面也要使用，故內(nèi)徑要加工得均勻。為進行這種加工，采用以稀土類粘接磁鐵為材料經(jīng)過壓縮成形或注射成形的磁鐵。
在磁鐵54的外側(cè)設(shè)有圍住該磁鐵54的定子部55。在該定子部55的鐵心56、57上，分別設(shè)有在隔著磁鐵54的相對位置上各具有兩個極齒(譬如TA1’和TB1’)的第1極齒組81、82。設(shè)在鐵心56上的第1極齒組81由在鐵心56的內(nèi)周端形成的一連串U字形凸起構(gòu)成，在圖6中，形成從磁鐵54的下端起圍住磁鐵54的內(nèi)外周面的形狀。
即，第1極齒組81由將鐵心56的內(nèi)周端彎曲約90度后面對磁鐵54的外周面形成的極齒(以下稱外極齒)81a、將該外極齒81a的前端部分向磁鐵54的內(nèi)周一側(cè)彎曲約90度后形成的連接部81c、以及將該連接部81c的端部再彎曲約90度后面對磁鐵54的內(nèi)周面形成的極齒(以下稱內(nèi)極齒)81b構(gòu)成。該第1極齒組81的連接部81c在圖6中與設(shè)置在下側(cè)的安裝板62之間隔著不會導(dǎo)致磁通泄漏的間隙S，以此狀態(tài)安裝在該電動機的殼體內(nèi)。
另外，各外極齒81a在圖6中呈從上向下伸出的狀態(tài)，構(gòu)成設(shè)置在磁鐵54的外周面上且成為第1極齒列的一部分的極齒TA1’、TA3’、TA5’、…(見圖7和圖9)。在如此形成的各外極齒81a之間，分別配置在后述的定子帽60上形成的各外極齒91a。通過這樣將外極齒81a、91a交替配置，構(gòu)成由沿磁鐵54的外側(cè)面圓周方向排成列的多個極齒組成的第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…。
各內(nèi)極齒81b則呈從下向上伸出的狀態(tài)，構(gòu)成設(shè)置在磁鐵54的內(nèi)周面上且成為第2極齒列的一部分的極齒TB1’、TB3’、TB5’、…(見圖8和圖9)。在如此形成的各內(nèi)極齒81b之間，分別配置在后述的安裝板62上形成的各內(nèi)極齒91b。通過這樣將內(nèi)極齒81b、91b交替配置，構(gòu)成由沿磁鐵54的內(nèi)側(cè)面圓周方向排成列的多個極齒組成的第2極齒列TB1’、TB2’、TB3’、…。
上述用U字形凸起形成且配置在磁鐵54兩側(cè)的一對外極齒81a和內(nèi)極齒81b被磁化成同極。該成對的外極齒81a和內(nèi)極齒81b與相鄰的第2極齒組91的外極齒91a及91b成為異極。另一方面，夾在被磁化成同極的外極齒81a和內(nèi)極齒81b中間的磁鐵54的磁化區(qū)段54a排列成與其相對的外極齒81a和內(nèi)極齒81b互為異極的狀態(tài)。
另外，與第1極齒組81相同，設(shè)在鐵心57上的第1極齒組82用在鐵心57的內(nèi)周端形成的U字形凸起構(gòu)成，在圖6中形成從磁鐵54的上端起圍住磁鐵54的內(nèi)外周的形狀。即，第1極齒組82由將鐵心57的內(nèi)周端彎曲約90度后面對磁鐵54的外周面形成的極齒(以下稱外極齒)82a、將該外極齒82a的前端部分向磁鐵54的內(nèi)周一側(cè)彎曲約90度后形成的連接部82c、將該連接部82c的端部再彎曲約90度后面對磁鐵54的內(nèi)周面形成的極齒(以下稱內(nèi)極齒)82b構(gòu)成。如此構(gòu)成的第2極齒組82的連接部82c在圖6中與設(shè)置在上側(cè)的上蓋63之間隔著不會導(dǎo)致磁通泄漏的間隙S，以此狀態(tài)安裝在該電動機的殼體內(nèi)。
另外，各外極齒82a在圖6中呈從下向上伸出的狀態(tài)，構(gòu)成設(shè)置在磁鐵54的外周面上且成為第1極齒列的一部分的極齒TA1’、TA3’、TA5’、…。在如此形成的各外極齒82a之間，分別配置在后述的定子帽60上形成的各外極齒92a。通過這樣將外極齒82a、92a交替配置，構(gòu)成由沿磁鐵54的外側(cè)面圓周方向排成列的多個極齒組成的第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…。
各內(nèi)極齒82b則呈從下向上伸出的狀態(tài)，構(gòu)成設(shè)置在磁鐵54的內(nèi)周面上且成為第2極齒列的一部分的極齒TB1’、TB3’、TB5’、…。在如此形成的各內(nèi)極齒82b之間，分別配置在后述的上蓋63上形成的各內(nèi)極齒92b。通過這樣將內(nèi)極齒82b、92b交替配置，構(gòu)成由沿磁鐵54的內(nèi)側(cè)面圓周方向排成列的多個極齒組成的第2極齒列TB1’、TB2’、TB3’、…。
上述用U字形凸起形成且配置在磁鐵54兩側(cè)的一對外極齒82a和內(nèi)極齒82b被磁化成同極。該成對的外極齒82a和內(nèi)極齒82b與相鄰的第2極齒組92的外極齒92a及92b成為異極。另一方面，夾在被磁化成同極的外極齒82a和內(nèi)極齒82b中間的磁鐵54的磁化區(qū)段54a排列成與其相對的外極齒82a及內(nèi)極齒82b互為異極的狀態(tài)。
另一方面，在定子帽60、61的內(nèi)側(cè)，設(shè)有構(gòu)成第2極齒組91、92的一部分且由配置在磁鐵54外周面的凸起形成的極齒(以下稱外極齒)91a、91b。而且各外極齒91a構(gòu)成配置在磁鐵54外周面上且成為第1極齒列一部分的TA2’、TA4’、TA6’、…。另外，在如此形成的各外極齒91a之間，分別配置在上述鐵心56上形成的各外極齒81a，構(gòu)成成為第1極齒列的TA1’、TA2’、TA3’、…。另外，各外極齒92a也同樣，構(gòu)成配置在磁鐵54外周面上且成為第1極齒列一部分的TA2’、TA4’、TA6’、…。在如此形成的各外極齒92a之間分別配置在上述鐵心57上形成的各外極齒82a，構(gòu)成成為第1極齒列的TA1’、TA2’、TA3’、…。
另外，在重合配置在定子帽60上的安裝板62上面對磁鐵54的位置上，設(shè)有構(gòu)成第2極齒組91的一部分且由配置在磁鐵54內(nèi)周面上的凸起形成的極齒(以下稱內(nèi)極齒)91b。而且各內(nèi)極齒91b構(gòu)成配置在磁鐵54內(nèi)周面上且成為第2極齒列一部分的TB2’、TB4’、TB6’、…。在如此形成的各內(nèi)極齒91b之間，分別配置在上述鐵心56上形成的各內(nèi)極齒81b，構(gòu)成成為第2極齒列的TB1’、TB2’、TB3’、…。
而且在定子帽60上形成的外極齒91a和在安裝板62上形成的內(nèi)極齒91b分別隔著磁鐵54而配置在相對的位置上，這樣構(gòu)成第2極齒組91。另外，隔著磁鐵54配置在相對位置上的外極齒91a和內(nèi)極齒91b被磁化成同極。而且，夾在被磁化成同極的外極齒91a和內(nèi)極齒91b中間的磁鐵54的磁化區(qū)段54a排列成與其相對的外極齒91a及內(nèi)極齒91b互為異極的狀態(tài)。另外，該第2極齒組91被磁化成與相鄰的第1極齒組81互為異極的狀態(tài)。
再有，在重合配置在定子帽61上的上蓋63上面對磁鐵54的位置上，設(shè)有構(gòu)成第2極齒組92的一部分且由配置在磁鐵54內(nèi)周面上的凸起形成的極齒(以下稱內(nèi)極齒)92b。而且各內(nèi)極齒92b構(gòu)成配置在磁鐵54內(nèi)周面上且成為第2極齒列一部分的TB2’、TB4’、TB6’、…。在如此形成的各內(nèi)極齒92b之間，分別配置在上述鐵心57上形成的各內(nèi)極齒82b，構(gòu)成成為第2極齒列的TB1’、TB2’、TB3’、…。
而且在定子帽61上形成的外極齒92a和在上蓋63上形成的內(nèi)極齒92b分別隔著磁鐵54而配置在相對的位置上，這樣構(gòu)成第2極齒組92。另外，隔著磁鐵54配置在相對位置上的外極齒92a和內(nèi)極齒92b被磁化成同極。而且，夾在被磁化成同極的外極齒92a和內(nèi)極齒92b中間的磁鐵54的磁化區(qū)段54a排列成與其相對的外極齒92a及內(nèi)極齒92b互為異極的狀態(tài)。另外，該第2極齒組92被磁化成與相鄰的第1極齒組82互為異極的狀態(tài)。
由在圖6中在配置于下側(cè)的鐵心56上形成的第1極齒組81和配置在該第1極齒組81的各極齒之間的第2極齒組91形成的第1及第2極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…、TB1’、TB2’、TB3’、…、及由在圖6中在配置于上側(cè)的鐵心57上形成的第1極齒組82和配置在該第1極齒組82的各極齒之間的第2極齒組92形成的第1及第2極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…、TB1’、TB2’、TB3’、…如圖7及圖8所示，錯開半個間距排列。而且通過對配置在鐵心56和定子帽60之間的線圈58和配置在鐵心57和定子帽61之間的線圈59的極性進行切換，給磁鐵54施加旋轉(zhuǎn)磁場。
以下來說明定子帽60。該定子帽60由平面部60c和將該平面部60c的兩端在同一方向彎折形成的凸出片60a、60b構(gòu)成。而且，在2個凸出片60a和60b中，凸出片60a形成該步進電動機的殼體的一部(側(cè)面)。另外，凸出片60b從磁鐵54的一個端面向磁鐵54的外側(cè)伸出，在該凸出片60b上設(shè)有上述構(gòu)成第1極齒列一部分的極齒TA2’、TA4’、TA6’、…(見圖7和圖9)。定子帽60的平面部60c由將步進電動機安裝到其他構(gòu)件上用的安裝板62來支承。
另一個定子帽61的形狀也相同，由平面部61c和將該平面部61c的兩端在同一方向彎折形成的凸出片61a、61b構(gòu)成。而且，凸出片61a形成該步進電動機的殼體的一部(側(cè)面)，凸出片61b從磁鐵54的另一個端面向磁鐵54的外側(cè)伸出，在該凸出片61b上設(shè)有成為上述第1極齒列一部分的極齒TA2’、TA4’、TA6’、…(見圖8和圖9)。定子帽61的平面部61c由成為該步進電動機殼體一部分的上蓋63支承。而這些上蓋63、安裝板62及2個定子帽60、61就構(gòu)成步進電動機的殼體。
另外，在上述的安裝板62和上蓋63上還設(shè)有軸承64a、64b，該軸承64a、64b旋轉(zhuǎn)自如地支承轉(zhuǎn)子51的旋轉(zhuǎn)軸52。另外，在軸承64a和轉(zhuǎn)子51的旋轉(zhuǎn)軸支承部53a之間夾裝碟形彈簧65，在軸承64b和旋轉(zhuǎn)軸支承部63a之間夾裝墊片66。
圖7是從圖6中箭頭X1-X1方向看的圖，說明外側(cè)極齒TA1’、TA2’、TA3’、…的配置，與圖6相同的部分標上相同符號。從該圖7可知，就鐵心56和定子帽60而言，設(shè)在鐵心56上的各外極齒81a與設(shè)在定子帽60上的各外極齒91a交替配置，以此構(gòu)成作為第1極齒列的TA1’、TA2’、TA3’、…。鐵心57和定子帽61也是如此。
圖8是從圖6中箭頭Y1-Y1方向看的圖，說明內(nèi)側(cè)極齒TB1’、TB2’、TB3’、…的配置，與圖6相同的部分標上相同符號。從該圖8可知，就鐵心56和安裝板62而言，設(shè)在鐵心56上的各內(nèi)極齒81b與設(shè)在安裝板62上的各內(nèi)極齒91b交替配置，以此構(gòu)成作為第2極齒列的TB1’、TB2’、TB3’、…。鐵心57和上蓋63也是如此。
圖9是從圖6中箭頭Z-Z方向看的模式圖。
在圖9中，成為第1極齒列的外周極齒TA1’、TA2’、TA3’、…與轉(zhuǎn)子51的磁鐵54的外側(cè)面隔著一定間隔而沿其圓周方向以規(guī)定的間距配置，內(nèi)周極齒TB1’、TB2’、TB3’、…與轉(zhuǎn)子51的磁鐵54的內(nèi)側(cè)面隔著一定間隔而沿其圓周方向以規(guī)定的間距配置。該內(nèi)外的各規(guī)定間距分別與磁鐵54的磁化區(qū)段54a外側(cè)面間距PA’和內(nèi)側(cè)面間距PB’大致相同另外，外周極齒TA1’、TA2’、TA3’、…與內(nèi)周極齒TB1’、TB2’、TB3’、…數(shù)量相同，各極齒之間隔著一定間隔相對，在該外周極齒TA1’、TA2’、TA3’、…和內(nèi)周極齒TB1’、TB2’、TB3’、…之間夾裝磁鐵54。
如上所述，外周極齒TA1’、TA2’、TA3’、…和內(nèi)周極齒TB1’、TB2’、TB3’、…各自的極齒隔著磁鐵54而互為相對，在形成于鐵心56、57上的外周極齒TA1’、TA2’、TA3’、…及內(nèi)周極齒TB1’、TB2’、TB3’、…上，譬如使之產(chǎn)生S極，而在形成于定子帽60、61及安裝板62和上蓋63上的外周極齒TA2’、TA4’、TA6’、…及內(nèi)周極齒TB2’、TB4’、TB6’、…上，使之產(chǎn)生N極，以此狀態(tài)使第1極齒組81、82與相鄰的第2極齒組91、92產(chǎn)生互為相反的極性。
因此，該第2實施形態(tài)也與第1實施形態(tài)同樣，不僅在磁鐵54的外側(cè)而且在內(nèi)側(cè)也設(shè)置極齒，從而可以有效地使磁通流到磁鐵(見圖9中的箭頭H1、H2)。另外，在該第2實施形態(tài)中，隔著磁鐵54而互為相對的極齒之間被激磁為同極，可有效地使磁通流到被1極磁化的各區(qū)段54a。由此，可以提高來自定子部55的磁通的使用效率，同時增大相互作用力，可以使電動機實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩。
不過，上述第2實施形態(tài)只是本發(fā)明又一較佳實施形態(tài)，而本發(fā)明不受其限制，可以在不脫離發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)作各種變形。譬如只要將外周極齒TA1’、TA2’、TA3’、…及內(nèi)周極齒TB1’、TB2’、TB3’、…分別相對設(shè)置、并在它們之間夾裝磁鐵即可，且相對設(shè)置的一對極齒組只要將U字形凸起和在重合的鐵心構(gòu)件上形成的2個極齒交替設(shè)置即可，故不限于上述實施形態(tài)的結(jié)構(gòu)。即，譬如示例是將由U字形凸起形成的第1極齒組81、82分別設(shè)在鐵心56、57上，把由2個極齒形成的第2極齒組91、92分別設(shè)在重合的定子帽60和安裝構(gòu)件62及定子帽61和上蓋63上，但也可采用圖10～圖13所示的結(jié)構(gòu)。以下說明圖10～圖13所示的各變形例，凡具有相同結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，均使用上述第2實施形態(tài)中所用的符號來說明。
圖10所示的為上述第2實施形態(tài)的第1變形示例。在圖10中，與上述第2實施形態(tài)同樣，在中央的鐵心56、57的內(nèi)側(cè)設(shè)有由U字形凸起形成的第1極齒組81、82。而且該第1極齒組81、82的根部設(shè)置在磁鐵54的外側(cè)，構(gòu)成成為第1極齒列一部分的TA1’、TA3’、TA5’、…，前端設(shè)置在磁鐵54的內(nèi)側(cè)，構(gòu)成成為第2極齒列一部分的TB1’、TB3’、TB5’、…。
另外，在該第1變形例中，在定子帽100(相當(dāng)于上述的定子帽50)的平面部100c一端形成的極齒(內(nèi)極齒)100b向磁鐵54的內(nèi)側(cè)伸出。從而，配置在磁鐵54內(nèi)側(cè)的第2極齒列TB1’、TB3’、TB5’、…就通過將在定子帽100上形成的內(nèi)極齒100b和第1極齒組81的前端極齒(內(nèi)極齒)81b交替配置來構(gòu)成。另外，在定子帽101(相當(dāng)于上述的定子帽61)的平面部101c一端形成的極齒(內(nèi)極齒)101b向磁鐵54的內(nèi)側(cè)伸出。從而，配置在磁鐵54內(nèi)側(cè)的第2極齒列TB1’、TB3’、TB5’、…就通過將在定子帽101上形成的內(nèi)極齒101b和第1極齒組82的前端極齒(內(nèi)極齒)82b交替配置來構(gòu)成。
另一方面，在安裝板102(相當(dāng)于上述的安裝板62)上形成的極齒(外極齒)102a向磁鐵54的外側(cè)伸出。從而，配置在磁鐵54外側(cè)的第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…就通過將在安裝板102上形成的外極齒102a和第1極齒組81的前端極齒(外極齒)81a交替配置而構(gòu)成。另外，在上蓋103(相當(dāng)于上述的上蓋63)上形成的極齒(外極齒)103a向磁鐵54的外側(cè)伸出。從而，配置在磁鐵54外側(cè)的第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…就通過將在上蓋103上形成的極齒103a和第1極齒組82的前端極齒(外極齒)82a交替配置而構(gòu)成。
圖11所示為上述第2實施形態(tài)的第2變形示例。在圖11中，在定子帽110、111(相當(dāng)于第2實施形態(tài)的定子帽60、61)的內(nèi)側(cè)設(shè)有由U字形凸起形成的第1極齒組113、114。即，該變形例是通過將定子帽110、111的平面部110c、111c的內(nèi)側(cè)延伸來形成U字形凸起，并將該U字形凸起部分作為第1極齒組113、114。另外，第1極齒組113從配置在電動機底部定子帽110的平面部110c的內(nèi)側(cè)向上彎曲，并在大致中央部分向內(nèi)側(cè)方向彎曲后再向下方彎曲形成。另一方面，第1極齒組114從配置在電動機上側(cè)面部的定子帽111的平面部111c向下彎曲，并在大致中央部分向內(nèi)側(cè)方向彎曲后再向上方彎曲形成。
而且，該第1極齒組113、114的根部設(shè)置在磁鐵115、116的外側(cè)，構(gòu)成成為第1極齒列一部分的TA1’、TA3’、TA5’、…，前端設(shè)置在磁鐵115、116的內(nèi)側(cè)，構(gòu)成成為第2極齒列一部分的TB1’、TB3’、TB5’、…。不過，在本變形例中，連接作為第1極齒列的TA1’、TA3’、TA5’、…和作為第2極齒列的TB1’、TB3’、TB5’、…的橋狀部分配置在中央。因此，本變形例的圓筒狀磁鐵被該橋狀部分上下隔斷。即，磁鐵115支承在下端部分固定于旋轉(zhuǎn)軸52上的圓盤狀旋轉(zhuǎn)支承部117上，磁鐵116支承在上端部分固定于旋轉(zhuǎn)軸52上的圓盤狀旋轉(zhuǎn)支承部118上，在磁鐵115和磁鐵116之間配置上述橋狀部分。
另外，該第2變形例在電動機的中央部分重疊設(shè)置4塊鐵心120、121、122、123。而且在最下層的鐵心120的內(nèi)側(cè)形成配置在磁鐵115外側(cè)的極齒120a，在鐵心120的上側(cè)、即在配置于中央的鐵心121內(nèi)側(cè)形成配置于磁鐵115內(nèi)側(cè)的極齒121a，在上起第2層、即配置于中央的鐵心122的內(nèi)側(cè)形成配置于磁鐵116內(nèi)側(cè)的極齒122a，在最上層的鐵心123的內(nèi)側(cè)形成配置于磁鐵116外側(cè)的極齒123a。
而且，極齒120a和極齒121a成為1對并配置在磁鐵115的內(nèi)外側(cè)，構(gòu)成第2極齒組91。極齒122a和極齒123a成為1對并配置在磁鐵116的內(nèi)外側(cè)，構(gòu)成第2極齒組92。而且該第2變形例通過將在定子帽110上形成的第1極齒組81的外側(cè)極齒和在鐵心120上形成的極齒120a交替配置在磁鐵115的外側(cè)而構(gòu)成第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…。另外，通過將在定子帽111上形成的第1極齒組81的外側(cè)極齒和在鐵心123上形成的極齒123a交替配置在磁鐵116的外側(cè)而構(gòu)成第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…。還通過將在定子帽110上形成的第1極齒組81的內(nèi)側(cè)極齒和在鐵心121上形成的極齒121a交替配置在磁鐵115的內(nèi)側(cè)而構(gòu)成第2極齒列TB1’、TB2’、TB3’、…。另外，通過將在定子帽111上形成的第1極齒組81的內(nèi)側(cè)極齒和在鐵心122上形成的極齒122a交替配置在磁鐵116的內(nèi)側(cè)而構(gòu)成第2極齒列TB1’、TB2’、TB3’、…。
圖12所示為上述第2實施形態(tài)的第3變形例。在圖12中，在定子帽130、131(相當(dāng)于第2實施形態(tài)的定子帽60、61)的內(nèi)側(cè)設(shè)有由U字形凸起形成的第1極齒組133、134。即，該變形例是通過將定子帽130、131的平面部130c、131c的內(nèi)側(cè)延伸來形成U字形凸起，并將該U字形凸起部分作為第1極齒組133、134。另外，第1極齒組133從配置在電動機底部定子帽130的平面部130c向上彎曲，并在大致中央部分向內(nèi)側(cè)方向彎曲后再向下方彎曲形成。另一方面，第1極齒組134從配置在電動機上側(cè)面部的定子帽131向下彎曲，并在大致中央部分向內(nèi)側(cè)方向彎曲后再向上方彎曲形成。
而且，該第1極齒組133、134的根部設(shè)置在磁鐵135、136的外側(cè)，構(gòu)成成為第1極齒列一部分的TA1’、TA3’、TA5’、…，前端設(shè)置在磁鐵135、136的內(nèi)側(cè)，構(gòu)成成為第2極齒列一部分的TB1’、TB3’、TB5’、…。不過，在本變形例中，連接作為第1極齒列的TA1’、TA3’、TA5’、…和作為第2極齒列的TB1’、TB3’、TB5’、…的橋狀部分配置在中央。因此，本變形例的圓筒狀磁鐵被該橋狀部分上下隔斷。即，磁鐵135支承在下端部分固定于旋轉(zhuǎn)軸52上的圓盤狀旋轉(zhuǎn)支承部137上，磁鐵136支承在上端部分固定于旋轉(zhuǎn)軸52上的圓盤狀旋轉(zhuǎn)支承部138上，在磁鐵135和磁鐵136之間配置上述橋狀部分。
另外，該第3變形例在電動機的中央部分重疊設(shè)置4塊鐵心140、141、142、143。而且在最下層的鐵心140的內(nèi)側(cè)形成配置在磁鐵135內(nèi)側(cè)的極齒140a，在鐵心140的上側(cè)、即在配置于中央的鐵心141的內(nèi)側(cè)形成穿過最下層鐵心140而配置于磁鐵135外側(cè)的極齒141a，在上起第2層、即配置于中央的鐵心142的內(nèi)側(cè)形成穿過最下層鐵心143而配置于磁鐵136外側(cè)的極齒142a，在最上層的鐵心143的內(nèi)側(cè)形成配置于磁鐵136內(nèi)側(cè)的極齒143a。
而且，極齒140a和極齒141a成為1對并配置在磁鐵135的內(nèi)外側(cè)，構(gòu)成上述第2極齒組91。極齒142a和極齒143a成為1對并配置在磁鐵136的內(nèi)外側(cè)，構(gòu)成上述第2極齒組92。而且該第3變形例通過將在定子帽130上形成的第1極齒組133的外側(cè)極齒和在鐵心141上形成的極齒141a交替配置在磁鐵135的外側(cè)而構(gòu)成第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…。另外，通過將在定子帽131上形成的第1極齒組134的外側(cè)極齒和在鐵心142上形成的極齒142a交替配置在磁鐵136的外側(cè)而構(gòu)成第1極齒列TA1’、TA2’、TA3’、…。還通過將在定子帽130上形成的第1極齒組133的內(nèi)側(cè)極齒和在鐵心140上形成的極齒140a交替配置在磁鐵135的內(nèi)側(cè)而構(gòu)成第2極齒列TB1’、TB2’、TB3’、…。另外，通過將在定子帽131上形成的第1極齒組134的內(nèi)側(cè)極齒和在鐵心143上形成的極齒143a交替配置在磁鐵136的內(nèi)側(cè)而構(gòu)成第2極齒列TB1’、TB2’、TB3’、…。
圖13所示是在圖12的電動機最下層(設(shè)置在下側(cè)的定子帽130的下側(cè))設(shè)置固定另外的安裝板144。這種安裝板144，也可以用于圖11所示的變形例。
如上所述，本發(fā)明通過在1個鐵心上形成“U”字形的第1極齒組、在另一鐵心上形成由各自形成的2個極齒組成的第2極齒組，可以有種種結(jié)構(gòu)。
另外，在本發(fā)明的實施形態(tài)中，磁鐵采用稀土類磁鐵，但并不受此限制，也可使用譬如鐵氧體制的疊層磁鐵(プラマグ)。還可將磁鐵和輪轂用磁鐵材料一體成形。
另外，在上述各實施形態(tài)中，定子部采用將所謂的1對鐵心組雙層重疊的結(jié)構(gòu)，但也可是只由1對鐵心構(gòu)成的步進電動機。還有，也可適用于非步進式的其他電動機，譬如1層的小型AC同步電動機等。而1層小型AC同步電動機也是設(shè)有一端敞開的圓筒狀磁鐵的例子。
如上所述，各權(quán)利要求所述的電動機是隔著磁鐵沿磁鐵的外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面各自的圓周方向配置第1極齒列和第2極齒列，并進行激磁，使成為第1極齒列與第2極齒列各自相對的極齒之間成為異極的狀態(tài)，同時進行磁化，使磁鐵的內(nèi)外面成為異極，故磁通能有效地流到相對的極齒間，使作用于磁鐵的磁通不浪費，同時可提高磁鐵對磁通的作用力。由此而實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩的電動機。
權(quán)利要求
1.一種電動機，具有轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子具有圓筒狀的磁鐵，該磁鐵具有沿圓周方向以規(guī)定間距磁化的磁化區(qū)段，所述定子給所述磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場并使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述磁化區(qū)段的內(nèi)側(cè)與外側(cè)被磁化成為異極，同時由該磁化形成的磁化方向在各相鄰間距反向構(gòu)成，所述定子具有與所述磁化區(qū)段的規(guī)定間距對應(yīng)、由在隔著所述磁鐵相對的位置上被磁化成異極的極齒組成的第1極齒列和第2極齒列，通過對所述第1極齒列和所述第2極齒列的極性進行切換而對所述圓筒狀磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，所述第1極齒列的各極齒被磁化成同極，所述第2極齒列的各極齒用不同于第1極齒列的極分別磁化成同極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，所述第1極齒列設(shè)在支承構(gòu)成所述定子一部分的線圈部分用的定子構(gòu)件上，所述第2極齒列設(shè)在構(gòu)成電動機殼體一部分的構(gòu)件上，設(shè)有所述第1極齒列的所述定子構(gòu)件具有與所述磁鐵的外側(cè)面相對的面，在該構(gòu)件上沿所述磁鐵的外側(cè)面圓周方向設(shè)置所述第1極齒列，設(shè)有所述第2極齒列的所述構(gòu)成電動機一部分的構(gòu)件具有至少覆蓋所述磁鐵的敞開端面的板面，并形成從該構(gòu)件向磁鐵內(nèi)部伸出的伸出部，在該伸出部的與磁鐵內(nèi)側(cè)面相對且與所述第1極齒列相對的位置上設(shè)置所述第2極齒列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動機，其特征在于，沿圓周方向相等地形成所述磁化區(qū)段的間距(P)，且使所述極齒在圓周方向的長度(W)成為P＜W＜2P。
5.一種電動機，其特征在于，具有沿圓周方向以規(guī)定間距被磁化且內(nèi)側(cè)和外側(cè)被磁化成異極的多個磁化區(qū)段，并具有轉(zhuǎn)子和定子部，所述轉(zhuǎn)子具有至少一端敞開的圓筒狀磁鐵，所述定子部被設(shè)置成將所述轉(zhuǎn)子的所述磁鐵的外側(cè)面沿其圓周方向圍住，還設(shè)有第1極齒列和第2極齒列，所述第1極齒列由與所述磁鐵的外側(cè)面隔開一定間隔而沿該外側(cè)面的圓周方向排列的多個極齒組成，所述第2極齒列由與所述磁鐵的內(nèi)側(cè)面隔開一定間隔而沿該內(nèi)側(cè)面的圓周方向排列的多個極齒組成，構(gòu)成所述第1極齒列的各極齒和構(gòu)成所述第2極齒列的各極齒隔著所述磁鐵的磁化區(qū)段而互為相對配置，且相對配置的各極齒之間被磁化成異極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機，其特征在于，所述第1極齒列的各極齒被磁化成同極，第2極齒列的各極齒用不同于第1極齒列的極分別磁化成同極。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機，其特征在于，所述第1極齒列設(shè)在支承構(gòu)成所述定子一部分的線圈部分用的定子構(gòu)件上，所述第2極齒列設(shè)在構(gòu)成電動機殼體一部分的構(gòu)件上，設(shè)有所述第1極齒列的所述定子構(gòu)件具有與所述磁鐵的外側(cè)面相對的面，在該構(gòu)件上沿所述磁鐵的外側(cè)面圓周方向設(shè)置所述第1極齒列，設(shè)有所述第2極齒列的所述構(gòu)成電動機一部分的構(gòu)件具有至少覆蓋所述磁鐵的敞開端面的板面，并形成從該構(gòu)件向磁鐵內(nèi)部伸出的伸出部，在該伸出部的與磁鐵內(nèi)側(cè)面相對且與所述第1極齒列相對的位置上設(shè)置所述第2極齒列。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動機，其特征在于，沿圓周方向相等地形成所述磁化區(qū)段的間距(P)，且使所述極齒在圓周方向的長度(W)成為P＜W＜2P。
9.一種電動機，具有轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子具有圓筒狀的磁鐵，該磁鐵具有在圓周方向以規(guī)定間距磁化的磁化區(qū)段，所述定子給所述磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場并使所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述磁化區(qū)段的內(nèi)側(cè)與外側(cè)被磁化成為異極，同時相鄰區(qū)段之間成為異極，還設(shè)有第1極齒列和第2極齒列，所述第1極齒列由與所述磁鐵的外側(cè)面隔開一定間隔而沿該外側(cè)面的圓周方向排列的多個極齒組成，所述第2極齒列由與所述磁鐵的內(nèi)側(cè)面隔開一定間隔而沿該內(nèi)側(cè)面的圓周方向排列的多個極齒組成的，且在排列該第1及第2極齒列時，隔著上述磁鐵而配置在相對位置上的各極齒組由第1及第2極齒組構(gòu)成，所述第1及第2極齒組分別用不同于相鄰極齒的極磁化成同極，并將這些被磁化成異極的第1及第2極齒組沿圓周方向交替配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動機，其特征在于，將成為所述定子一部分的1個鐵心構(gòu)件彎曲成U字形構(gòu)成所述第1極齒組，由將其他鐵心構(gòu)件彎曲后形成的2個極齒構(gòu)成所述第2極齒組，構(gòu)成該第2極齒組的2個極齒是將在電動機的軸向重合配置的2個鐵心構(gòu)件分別彎曲后形成的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動機，其特征在于，所述定子具有2個在軸向重合配置的線圈，在夾于該2個線圈之間的內(nèi)側(cè)鐵心上設(shè)置所述第1極齒組，同時在分別設(shè)于所述定子的軸向兩端的各外側(cè)鐵心上設(shè)置所述第2極齒組。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動機，其特征在于，所述第2極齒組如下構(gòu)成在構(gòu)成所述外側(cè)鐵心且構(gòu)成所述電動機殼體一部分的鐵心構(gòu)件上形成的極齒配置在所述磁鐵的外側(cè)，在與所述鐵心構(gòu)件重合配置的其他鐵心構(gòu)件上形成的極齒配置在所述磁鐵的內(nèi)側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動機，其特征在于，所述第1極齒組由越往前端越細的梯形的根部和在該梯形最細部分形成的前端部構(gòu)成，所述根部配置在成為磁鐵外側(cè)的第1極齒列一側(cè)，所述前端部配置在彎曲成U字形且成為磁鐵內(nèi)側(cè)的第2極齒列一側(cè)。
全文摘要
一種電動機,其轉(zhuǎn)子的磁鐵具有在圓周方向以規(guī)定間距磁化的磁化區(qū)段,定子給磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場并使之旋轉(zhuǎn),磁化區(qū)段的內(nèi)側(cè)與外側(cè)磁化成為異極,且磁化方向在各相鄰間距反向構(gòu)成,定子具有由與磁化區(qū)段的間距對應(yīng)、在隔著磁鐵相對的位置上磁化成異極的極齒組成的第1和第2極齒列,通過切換第1和第2極齒列的極性來對磁鐵施加旋轉(zhuǎn)磁場。本發(fā)明能夠有效地將在定子上產(chǎn)生的磁通施加給磁鐵,實現(xiàn)高速高轉(zhuǎn)矩,且能緩和對極齒的形狀和配置的限制,提高設(shè)計靈活性。
文檔編號H02K37/14GK1258955SQ9912753
公開日2000年7月5日 申請日期1999年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月28日
發(fā)明者上松郁夫, 若井清志, 小川吉典, 弓田行宣, 松本克己 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所