CN108377081A - 外转子型电动机 - Google Patents

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Abstract

一种外转子型电动机，上述外转子型电动机具有能够使齿槽转矩降低以使转子顺畅地旋转、且耐久性和耐气候性好的转子磁体。转子磁体(14)在转子轭(12)的内周面沿着周向分隔成多个段状磁体(13)进行配置，各段状磁体(13)使用平行配向的异方性磁体，与定子极齿(4a)的磁通作用面相对的磁通产生面(13a)的中央部(13b)形成为凸面，所述凸面与所述定子极齿(4a)之间的间隔最小。

Description

外转子型电动机
技术领域
本发明涉及一种外转子型电动机。
背景技术
例如参照图6，对外转子型三相DC无刷电动机的定子及转子的结构进行说明。对定子1的结构进行说明。定子铁芯4使用层叠有电磁钢板的层叠铁芯。从环状的铁芯主体朝向径向外侧突出设置有多个极齿4a。在各极齿4a卷绕有未图示的线圈。定子铁芯4压入粘接于未图示的轴承壳体的外周以进行组装。在轴承壳体内嵌入轴承。
转子8的形成为杯状的转子轭12通过铆接一体组装于固定于转子轴的一方端的转子轮毂。在上述转子轭12的内周面组装有转子磁体14，上述转子磁体14将沿着径向励磁的段状磁体13以规定间隔环状地配置。在定子1组装完成后，将转子轴穿过轴承壳体的轴承以嵌入转子8。此时，定子铁芯4的极齿4a和转子磁体13被组装成彼此相对。
转子磁体14将形成为环状的磁体或者段状的磁体粘接在转子轭12的内周面来进行组装。转子磁体14是沿着周向交替励磁成N极S极的异方性塑料磁体。异方性塑料磁体的磁化方向存在径向配向、平行配向、极异方配向等。
已知一种电动机(参照专利文献1)，沿着极异方配向对转子磁体的、与定子极齿相对的部位进行励磁，并且沿着径向配向或者平行配向对与磁检测传感器相对的部位进行励磁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013-162697号公报
转子磁体的形状无论是环状或者段状中的任一个，只要使用厚度均匀的磁体，齿槽转矩就会变大。
此外，如果异方性塑料磁体的磁化方向是径向配向，那么磁体周向端面的磁通变化就会是急剧的，齿槽转矩就会变大。
此外，由于异方性塑料磁体的机械强度低，因此存在角部容易发生缺损、开裂这样的组装上的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种外转子型电动机，上述外转子型电动机具有能降低齿槽转矩以实现转子的顺畅旋转、且耐久性高耐气候性好的转子磁体。
本发明为了实现上述目的，包括如下结构。
一种外转子型电动机包括：定子，上述定子具有在定子极齿上卷绕有线圈的定子铁芯；以及转子，上述转子的转子轴被轴支承成能旋转，上述转子轴一体组装于转子轭的中心部，上述转子轭具有与上述定子极齿相对的转子磁体，特征在于，上述转子磁体在上述转子轭的内周面沿着周向分隔成多个段状磁体进行配置，各段状磁体使用平行配向的异方性磁体，与上述定子极齿的磁通作用面相对的磁通产生面中央部形成为凸面，上述凸面与上述定子极齿之间的间隔最小。
根据上述结构，由于平行配向的异方性段状磁体的、与定子极齿的磁通作用面相对的磁通产生面中央部形成为凸面，因此周向的端面附近的磁通的变化很小，与使用有厚度均匀的磁体的情况相比，能够使齿槽转矩降低、使转子顺畅地进行旋转。
较为理想的是，上述段状磁体使用异方性铁素体烧结磁体，上述磁通产生面是曲率比固定于上述转子轭的固定面的曲率小的曲面。
这样，若磁通产生面是曲率比固定于转子轭的固定面的曲率小的曲面，就能够使段状磁体的周向的端面附近的磁通的变化缓慢、使齿槽转矩降低，此外，若磁体采用异方性铁素体烧结磁体，就能够提供一种适用于廉价的大量生产的、耐气候性优异的磁体。
较为理想的是，将上述段状磁体固定于所述转子轭的固定面所相邻的外周侧侧面边缘部形成为圆角面。
藉此，能够提供一种磁体，这种磁体能够使段状磁体的周向的端面附近的磁通的变化缓慢、使齿槽转矩降低，并且能够防止磁体发生缺损，耐久性高。
较为理想的是，上述段状磁体的与磁通产生面相邻的内周侧侧面边缘部形成为圆角面。
藉此，能够防止段状磁体发生破损。
提供一种外转子型电动机，上述外转子型电动机具有能够使齿槽转矩降低以使转子顺畅地旋转、且耐久性和耐气候性好的转子磁体。
附图说明
图1是外转子型DC无刷电动机的轴向剖视说明图。
图2是表示图1的定子铁芯与转子的配置结构的水平剖视图。
图3是表示图1的定子铁芯与转子的配置结构的立体图。
图4是段状磁体的水平剖视图。
图5是段状磁体的立体图。
图6是表示现有的外转子型DC无刷电动机的定子及转子的配置结构的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的无刷电动机的实施方式进行说明。在本实施方式中，作为一例，使用外转子型三相DC无刷电动机进行说明。
参照图1，对外转子型三相DC无刷电动机的大致结构进行说明。对定子1的结构进行说明。在形成为筒状的外壳2的轴孔2a，同轴地组装有由烧结金属构成的筒状的金属含油轴承3。定子铁芯4沿着上述外壳2的一端侧端部2b及外周部，与阶梯部2c抵接并粘接固定。定子铁芯4是层叠铁芯，俯视观察，在朝向外周侧放射状地突出设置的多个极齿4a的周围，分别卷绕有线圈5。
此外，在外壳2的另一端侧外周形成有大直径的阶梯部2d，在上述阶梯部2d通过压入或者铆接组装有安装板6。上述安装板6供电动机基板7固定，电动机基板7供搭载有霍尔元件等的传感器基板(未图示)设置。在电动机基板7连接有供电用的配线7a。
接着，对图1中的转子8的结构进行说明。在转子轴9的一方侧，压入固定有将黄铜等板金冲压加工而形成的转子轮毂10。形成为杯状的转子轭12通过铆接一体组装于上述转子轮毂10。转子8的旋转运动由插入外壳2的筒孔的金属含油轴承3而支承，上述外壳2供转子轴9插通。转子8的垂直载荷由设于转子轮毂10与金属含油轴承3之间的垫圈11而支承。
转子轭12使用磁性体。在上述转子轭12的内周面，沿着径向交替励磁成N极S极的段状磁体13以规定间隔进行粘接，从而组装成环状的转子磁体14。转子磁体14的轴向长度比定子铁芯4的极齿4a的轴向长度长。在定子1组装完成后，将转子轴9插入金属含油轴承3以嵌入转子8。此时，定子铁芯4的极齿4a和转子磁体14被组装成彼此相对。转子8以转子磁体14与相对的定子极齿4a发生磁吸引的方式被组装，转子轴9经由金属含油轴承3被轴支承成能相对于壳体2旋转。
接着，参照图2及图3，对定子铁芯4的形态进行详述。
设于定子铁芯4的总数为12极(12槽)的极齿4a从环状的铁芯背部4b沿着径向放射状地突出设置。作为极齿4a的磁通作用面的齿尖4a1具有相对于径向的轴线对称的形状，与转子磁体14相对地配置并且作用有吸引力。
接着，参照图2至图5，对转子磁体14的结构进行说明。
如图2及图3所示，转子磁体14在转子轭12的内周面沿着周向分成八处组装有段状磁体13。各段状磁体13的磁化方向与厚度方向平行配向，例如使用异方性铁素体烧结磁体。转子磁体14的励磁是例如通过成形模具将磁性体粉末材料夹住并利用磁场线圈沿着与夹持压平行的方向形成磁场以进行励磁。
如图4及图5所示，段状磁体13的与定子极齿4a的磁通作用面相对的磁通产生面13a的中央部13b形成为凸面(参照图2)，上述凸面与定子极齿4a之间的间隔最小。具体而言，段状磁体13的磁通产生面13a(R200)形成为曲率比粘接固定于转子轭12的固定面13c(R97.6)的曲率小的曲面。藉此，由于周向的端面附近的磁通的变化是缓慢地减少的，因此与使用厚度均匀的磁体的情况相比，能够使齿槽转矩降低。
此外，如图4及图5所示，将段状磁体13固定于转子轭12的固定面13c所相邻的外周侧侧面边缘部13d形成为圆角面。藉此，不仅能够使齿槽转矩降低，也能够防止段状磁体13发生缺损。
此外，段状磁体13的与磁通产生面13a相邻的内周侧侧面边缘部13e形成为圆角面。藉此，能够防止段状磁体13发生破损。
此外，转子磁体14例示是异方性铁素体烧结磁体，但并不限定于此，也可以采用钕磁体、钐钴磁体等。
此外，转子磁体14的段状磁体13的个数(极数)并不限于8极，也可以是10极、12极等。

Claims (4)

1.一种外转子型电动机，包括：定子，所述定子具有在定子极齿上卷绕有线圈的定子铁芯；以及转子，所述转子的转子轴被轴支承成能旋转，所述转子轴一体组装于转子轭的中心部，所述转子轭具有与所述定子极齿相对的转子磁体，
特征在于，
所述转子磁体在所述转子轭的内周面沿着周向分隔成多个段状磁体进行配置，各段状磁体使用平行配向的异方性磁体，与所述定子极齿的磁通作用面相对的磁通产生面中央部形成为凸面，所述凸面与所述定子极齿之间的间隔最小。
2.如权利要求1所述的外转子型电动机，其特征在于，
所述段状磁体使用异方性铁素体烧结磁体，所述磁通产生面是曲率比固定于所述转子轭的固定面的曲率小的曲面。
3.如权利要求1或2所述的外转子型电动机，其特征在于，
将所述段状磁体固定于所述转子轭的固定面所相邻的外周侧侧面边缘部形成为圆角面。
4.如权利要求1至3中任一项所述的外转子型电动机，其特征在于，
所述段状磁体的与磁通产生面相邻的内周侧侧面边缘部形成为圆角面。
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