CN101821928A - 电动机和使用其的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动机，其具备：定子，其在外周部以第一规定间隔配置有多个磁极；转子，其经由规定的空隙旋转自如地配置于该定子的外周，且具有每隔第二规定间隔被磁化为异极的永久磁铁，该定子的磁极形成有从磁极基部向与永久磁铁平行的方向延伸的延长部，该延长部的与永久磁铁平行的方向的延长长度为磁极基部的与永久磁铁平行的方向的长度以下。

Description

电动机和使用其的电子设备
技术领域
本发明涉及电动机和使用其的电子设备，尤其是涉及电动机的定子的构成。
背景技术
在电子设备例如激光打印机中，将设于主体壳体内的送纸用辊(被驱动体)与电动机连接，通过该电动机的驱动，使送纸用的辊转动，将纸送到规定位置。
上述电动机通常使用无刷直流(DC)电动机。该电动机具有在外周部以第一规定间隔配置有多个磁极的定子和配置于该定子的外周的转子。而且，为在转子的内周配置有每隔第二规定间隔被磁化为异极的永久磁铁的构造。
另外，在上述定子的磁极形成有从该磁极的磁极基部沿与永久磁铁大致平行的方向延伸的延长部，由此，提高驱动效率。
即，为了尽可能的接近磁检测转子的旋转的磁检测元件，永久磁铁的宽度(在周方向直行的方向)比定子的磁极基部的同方向宽度大。而且，形成有从定子的磁极基部沿与永久磁铁大致平行的方向延伸的延长部。由此，增大定子的磁极和永久磁铁的相对面积，提高驱动力和驱动效率。与此类似的技术例如公开于专利文献1。
如上所述，在形成有从定子磁极的磁极基部沿与永久磁铁大致平行的方向延伸的延长部的现有的电动机中，转子的永久磁铁和定子的磁极的相对面积变大。因此，通常认为是驱动力增大，可提高驱动效率。
但是，根据本发明者的探讨，只是设置延长部未必能够增大驱动力。
即，按照一般的概念，由于增大转子的永久磁铁和定子的磁极的相对面积来提高驱动力，因此，使自上述定子的电极的延长部尽可能变大。但是，这样增大延长部时，来自相对的永久磁铁的磁通量随之增加。其结果存在与定子的磁极相连的磁回路发生磁饱和，而不能提高驱动力和驱动效率的课题。
专利文献1：(日本)特开平9-285044号公报
发明内容
本发明的电动机具备：定子，其在外周部以第一规定间隔配置有多个磁极；转子，其经由规定的空隙旋转自如地配置于该定子的外周且具有每隔第二规定间隔被磁化为异极的永久磁铁。该定子的磁极形成有从磁极基部向与永久磁铁平行的方向延伸的延长部，该延长部的与永久磁铁平行的方向的延长长度为磁极基部的与永久磁铁平行的方向的长度以下。
根据该结构，本发明的电动机不会在与磁极相连的磁回路发生磁饱和，驱动效率提高，可以实现高效率、低电力消耗。
而且，本发明包括具备主体壳体、设于主体壳体内的被驱动体、以及经由连接机构与该被驱动体连接的所述电动机的电子设备。
附图说明
图1是本发明实施方式1的电动机的剖面图；
图2是表示本发明实施方式1的电动机的定子的立体图；
图3是表示本发明实施方式1的电动机的定子的正面图；
图4是本发明实施方式2的电子设备的概略说明图。
符号说明
1配线基板
2电动机
3定子
3a磁极
3b延长部
3d磁极基部
4转子
5永久磁铁
6线圈
7轴承
8驱动轴
9磁检出元件(霍尔IC)
20主体壳体
22连接机构
23被驱动体
30板状体
31层叠体
具体实施方式
下面使用附图说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是本发明实施方式1的电动机的剖面图，图2是同电动机的定子的立体图，图3是同定子的正面图。电动机2是所谓的外转子型无刷直流(DC)电动机。
图1中，电动机2在水平方向设置于电子设备(例如激光打印机)的配线基板上。另外，如图1、图2所示，电动机2将板状体30(例如硅钢板)层叠而形成层叠体31(定子铁芯)。电动机2具备含有该层叠体31的定子3、和与定子3以规定的空隙相对并旋转自如地配置于定子3的外周的转子4。转子4为其下面开放的圆筒状。
在定子3的外周部，以第一规定间隔配置有多个磁极3a。而且，在各磁极3a的内侧的磁回路3e部分如图1图2所示卷绕有线圈6。另外，在转子4的内周，通过粘接等固定有以每隔第二规定间隔交替被磁化为N极和S极(邻接极为异极)的环状的永久磁铁5。
即，通过对线圈6施加交流电力，使各磁极3a交替被磁化为N极和S极，在与其外周存在的永久磁铁5之间产生吸引力和反作用力。于是，其成为转子4的旋转驱动力。
另外，定子3经由保持部3c固定在配线基板1上。在该定子3的内周设有多个轴承7。将该轴承7组部分在上下方向贯通，设有驱动轴8。而且，该驱动轴8的上端固定于转子4的顶面4a。
因此，只要对上述线圈6施加交流电力，使各磁极3a交替磁化为N极和S极，在与永久磁铁5之间产生吸引力和反作用力，则转子4以该驱动轴8为中心旋转。另外，该旋转力经由驱动轴8传递到被驱动体。
另外，在配线基板1上的永久磁铁5的下端对应部分安装有霍尔IC9作为磁检测元件。众所周知，通过该霍尔IC9检测转子4的旋转位置，而且，检测转速、旋转量，从而进行转速控制。
另外，永久磁铁5为了尽可能的接近霍尔IC9，设为将其下端延长到霍尔IC9的附近的形状。另外，为了避免这样的永久磁铁5的下端向下方延长时的相对定子3的不平衡，该永久磁铁5的上端也向上方延长同样的量。
结果是永久磁铁5的上下方的尺寸增大。如此相对，本实施方式中，如图1～图3所示，在上述定子3的各磁极3a一体形成有从磁极基部3d沿与永久磁铁5大致平行的方向在上下方向延伸的延长部3b。即，延长部3b从磁极基部3d的上下分别沿驱动轴8的长度方向延伸，以与永久磁铁5实质上平行且相对面。
具体而言，该延长部3b是通过将构成定子3的层叠体31的被层叠的多个板状体30中的含有上下面(最外层)的两个板状体30的外周部分、沿与永久磁铁5大致平行的方向在上下方向大致成直角弯曲而形成。
而且，这样，通过将构成定子3的被层叠的多个板状体30中的上下面(包括最外层的两张)的板状体30的外周部分、沿与永久磁铁5大致平行的方向在向上下方向大致成直角弯曲，形成延长部3b。由此，与上述上下方向延长的永久磁铁5相对的面积如图1所示增大。其结果是给予转子4大的驱动力。
但是，上下延长的延长部3b的与永久磁铁5大致平行的方向的延长长度(图3的A+A)为磁极基部3d的与永久磁铁5大致平行的方向的长度(图3的B)以下。
即，当增大上述上下延长的延长部3b的与永久磁铁5大致平行的方向的延长长度(A+A)，来自永久磁铁5的进入磁通量变多。其结果是，在各磁极3a内侧的卷绕有电永久磁铁用的线圈6的磁回路3e部分发生磁饱和。
而且，这样当磁饱和发生时，即使增大对线圈施加的电力，也不能随之使转子4的旋转转矩增大，从而驱动效率变差。
因此，经过各种探讨的结果是，在本实施方式中，如上所述，将上下延长的延长部3b的与永久磁铁5大致平行的方向的延长长度(A+A)设定为磁极基部3d的与永久磁铁5大致平行的方向的长度(B)以下。这样的结果是各磁极3a内侧的卷绕有线圈6的磁回路3e部分不会发生磁饱和，驱动效率高。
另外，在本实施方式中，由于长期使用时的某些应力(例如旋转时的离心力)，可能会出现该延长部3b在永久磁铁5侧变形，转子4旋转时与之接触的情况。该情况下，以与折曲根部相比将延长部3b的折曲前端侧配置于定子3的内侧方的方式而增大折曲量。即，转子4的永久磁铁5内表面和定子3的磁极3a间的空隙例如极小只有0.3毫米，因此，有可能发生上述接触的情况。对于这样的情况，与折曲根部相比，将延长部3b的折曲前端侧的空隙设定得大。
另外，说明了延长部3b通过将构成定子3的层叠体31的被层叠的板状体30中上下面(最外层)的板状体30折曲而形成，但是未必限定于同一材料。即，延长部3b也可以与构成层叠体31的被层叠的板状体30用不同的材料构成。
如上所述，本发明中，在定子的磁极设置从磁极基部向与永久磁铁大致平行的方向延伸的延长部。该延长部的与永久磁铁大致平行的方向的延长长度设定为磁极基部的与永久磁铁大致平行的方向的长度以下。因此，由于从延长部分流入的磁通量的原因，在与磁极相连的磁回路不会发生磁饱和，其结果可以提高驱动效率，可以实现高效率，低电力消耗。
(实施方式2)
图4是本发明实施方式2的电子设备(例如激光打印机)的概略说明图。图4中，实施方式1中说明的电动机2搭载在配线基板1上。而且，在该配线基板1上也一并搭载有电子设备整体所需的电子零件(未图示)。
电动机2的驱动轴8的下端贯通配线基板1的贯通孔1a(图1所示)向配线基板1的下部延伸，且在该驱动轴8的下部连接有齿轮箱21。电动机2的旋转通过该齿轮箱21被减速。电动机2的旋转驱动力进一步经由连接机构22传递给含有多个送纸辊24的被驱动体24。由此，多个送纸辊24转动，从而进行送纸。
根据本实施方式的电子设备，可提高驱动效率，实现了高效率、低电力消耗。
工业上的可利用性
如上所述，根据本发明的电动机，由于可提高驱动效率，实现高效率、低电力消耗，故而可以广泛适用于激光打印机等电子设备。

Claims (8)

1.一种电动机，其具备：
定子，其在外周部以第一规定间隔配置有多个磁极；
转子，其经由规定的空隙旋转自如地配置于所述定子的外周，且具有每隔第二规定间隔被磁化为异极的永久磁铁，
所述定子的磁极形成有从磁极基部向与所述永久磁铁平行的方向延伸的延长部，所述延长部的与所述永久磁铁平行的方向的延长长度为所述磁极基部的与永久磁铁平行的方向的长度以下。
2.如权利要求1所述的电动机，其中，所述磁极的延长部分别设置于所述磁极基部的两侧，所述延长部的与所述永久磁铁平行的方向的合计长度为所述磁极基部的与所述永久磁铁平行的方向的长度以下。
3.如权利要求1或2所述的电动机，其中，
所述定子具有层叠板状体而形成的层叠体，所述延长部在与所述永久磁铁平行的方向，弯曲形成所述层叠体的至少最外层的板状体。
4.如权利要求1或2所述的电动机，其中，
所述定子具有层叠板状体而形成的层叠体，所述延长部在与所述永久磁铁平行的方向，弯曲形成所述层叠体的至少包括最外层的多个板状体。
5.如权利要求1或2所述的电动机，其中，
所述延长部的所述空隙为所述延长部的前端侧比根部侧大。
6.一种电子设备，具备主体壳体、设置于所述主体壳体内的被驱动体、经由连接机构与所述被驱动体连接的电动机，其中，
所述电动机具备：
定子，其在外周部以第一规定间隔配置有多个磁极；
转子，其经由规定的空隙旋转自如地配置于所述定子的外周，且具有每隔第二规定间隔被磁化为异极的永久磁铁，
所述定子的磁极形成有从磁极基部向与所述永久磁铁平行的方向延伸的延长部，所述延长部的与所述永久磁铁平行的方向的延长长度为所述磁极基部的与永久磁铁平行的方向的长度以下。
7.如权利要求6所述的电子设备，其中，
在所述主体壳体内还设有配线基板，所述电动机搭载于所述配线基板，并且，在所述配线基板上、与所述永久磁铁相对的部分具有磁检测元件。
8.如权利要求7所述的电子设备，其中，
所述磁检出元件是霍尔IC。
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