CN203632500U - 永磁体电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种永磁体电动机。在永磁体电动机中，有时会在旋转部的重量面产生不平衡。特别是在旋转部上配置有多个磁片，且磁片的长度比旋转部的中心轴线方向的宽度大的电动机中，有时不平衡的量会变大。其结果是，会增大旋转时产生的振动和噪音。通过在旋转部的端部添加树脂片来调整不平衡。此时，采用更加简便、迅速且准确地配置树脂片，且能够更加牢固地固定的结构。由此，能够缩短不平衡调整的工序，且能够制造旋转性能良好的电动机。

Description

永磁体电动机

技术领域

本发明涉及一种在旋转部使用永磁体的永磁体电动机。

背景技术

永磁体电动机主要由静止部和旋转部构成。通常在静止部配置定子铁芯、绕组、轴承以及电路等。并且通常在旋转部配置轴、转子铁芯以及永磁体等。而且旋转部通过与轴连接的轴承被支承为能够自由旋转。

若从外部给该电动机的绕组提供交流电压或被转换的电压，则会在旋转部周边产生旋转磁场。通过该旋转磁场与旋转部的永磁体之间的电磁作用而产生以中心轴线为中心的旋转驱动力。所述轴的一端或两端沿中心轴线方向延伸，并与外部设备等连接。由此，能够将马达的旋转驱动力传递到外部设备。外部设备例如为风扇、洗衣机、压缩机等利用旋转驱动力的产品。

另外在以下，将沿中心轴线的方向称作上下方向、将以垂直方向离开中心轴线的方向称作径向。并且，假设一个以中心轴线为中心的圆时，将该圆的切线方向称作周向。另外，以上这些表达是为了方便说明而使用的，并不限定配置或摆放等时的方向。

图12示出以往的永磁体电动机的剖视图。通常在这样的电动机中，定子铁芯206的内周与配置在转子铁芯202的永磁体203的外周隔着间隙在径向对置。定子铁芯的中心轴线方向的宽度Lo与转子铁芯的中心轴线方向的宽度大致相同。而且，永磁体203的中心轴线方向的宽度与转子铁芯202的中心轴线方向的宽度大致相同。使用这样的结构的理由之一是为了使由定子铁芯206和转子铁芯202所构成的磁阻与由于永磁体203而引起的磁动势的平衡最优化。通常，将由定子铁芯206和转子铁芯202构成的磁回路的可能通过的最大磁通设计为比当电动机驱动时在定子206产生的感应磁通以及永磁体203产生的磁通的总和大。由此，能够减少漏磁通。

实用新型的内容

<课题和解决手段>

但是，在图12的电动机中，由于绕组207卷绕于定子铁芯206，因此绕组207的中心轴线方向的宽度Ko比定子铁芯的中心轴线方向的宽度Lo大。其结果是，在图12中的A所示的区域中产生空间部分。该空间部分A无助于产生电动机的驱动力，因而造成结构上的损失。

在本实用新型中，使永磁体突出到该空间部分A。通过该永磁体的突出部，比以往追加地产生磁通。通过该追加磁通，与以往相比，能够增大永磁体整体产生的总磁通量。由此，能够不改变电动机的外形尺寸而提高电动机的驱动力。另外，由此在电动机内部的一部分区域中，有时由于该突出部的追加磁通而产生磁通的泄漏。为防止磁通泄漏，通过预先使由定子铁芯以及转子铁芯形成的磁回路的可能通过的最大磁通量增大相应于追加磁通的量，从而减小漏磁通的影响。并且，根据电动机的用途，与内部的漏磁通的增大而产生的影响相比，有时需要优先提高电动机的驱动力。在这些情况下，将永磁体沿中心轴线方向延伸是有效的。

<不平衡的原因>

这样的电动机的旋转部优选其外形形状以及构成旋转部的部件的组成呈相对于中心轴线旋转对称地配置。但是通常，由于以下叙述的各种原因，旋转部相对于中心轴线在重量面产生不平衡。而且，在电动机旋转时，旋转部产生的离心力呈非对称分布。其结果是，在该电动机产生比当初设计阶段所设想的要多的振动和噪音等。

其原因也包括旋转部结构不同这点，以下将对此进行说明。

作为永磁体电动机的一个旋转部结构，有时将多个永磁体的磁片配置在转子铁芯的周面。这些磁片在制造工序中分别各自成形。此时，在各磁片的外形形状和磁铁构成等中产生偏差。且将这些磁片配置固定在转子铁芯的周面时，其固定位置也会产生偏差。由于这些偏差而在旋转部上产生不平衡。

并且，作为其他的旋转部结构，有时会使用呈圆筒状成形的磁铁。此时也与所述磁片相同，成形时在外形形状或磁铁组成密度上产生偏差。

除了这些磁铁结构的原因之外，构成旋转部的除磁铁以外的部件的加工精度和安装精度等也产生偏差。其结果是，这些均成为在旋转部的重量面上产生不平衡的原因。

尤其是当为所述的永磁体具有突出部的电动机时，产生不平衡的可能性变高。即永磁体的突出部与图12所示的以往的永磁体相比，重量变大。其结果是，永磁体在旋转时的惯性力矩也变大。如果在该永磁体上产生所述的不平衡，则旋转部整体的不平衡量也比以往增大。

<方案的内容>

在本实用新型中，通过在旋转部的中心轴线方向端部配置固定树脂片来调整永磁体电动机的所述的旋转部的不平衡。具体如下所述。

在本申请的例示性的一实施方式中，永磁体电动机具有静止部和旋转部。旋转部被支承为能够以上下延伸的中心轴线为中心相对于静止部旋转。静止部具有基底部以及外罩部、定子和轴承部。定子配置在外罩部的上方。轴承部将旋转部支承为能够自由旋转。旋转部至少具有转子铁芯以及永磁体。永磁体配置在转子铁芯的周面外侧。转子铁芯在中心轴线上具有中央部。永磁体包括沿中心轴线方向延伸的多个磁片，且多个磁片沿转子铁芯的外周面周向配置，永磁体的中心轴线方向上的端部具有比转子铁芯的端部沿中心轴线方向突出的突出部。永磁体电动机具有与转子铁芯的端部以及突出部的内周面这两者接触的树脂片。

在本申请的一实施方式中，多个树脂片被分离地配置。

在本申请的一实施方式中，在转子铁芯的端部配置有至少一个树脂片。

在本申请的一实施方式中，在树脂片的一部分具有从突出部的末端部附近朝向转子铁芯的端部的倾斜面。

在本申请的一实施方式中，在树脂片的一部分具有倾斜面，且具有随着倾斜面上的假想点在倾斜面上朝向转子铁芯的中央部移动，假想点与中心轴线之间的距离变短的倾斜部分。

在本申请的一实施方式中，树脂片的一部分进入到在相邻的磁片之间形成的凹部中。

在本申请的一实施方式中，在转子铁芯的内部具有沿中心轴线方向贯通的多个贯通孔，且树脂片的一部分进入到贯通孔中。

在本申请的一实施方式中，在转子铁芯的内部具有从转子铁芯的端部朝向转子铁芯的内部沿中心轴线方向延伸的开口凹部，且树脂片的一部分进入到开口凹部中。

在本申请的一实施方式中，树脂片配置在比永磁体的中心轴线方向的端部接近转子铁芯的中央部的一侧。

在本申请的一实施方式中，磁片通过位于转子铁芯的周面外侧的粘接层而被粘接固定，树脂片形成在粘接层的一部分上。

附图说明

图1为以通过中心轴线的平面切开电动机的剖视图。

图2为旋转部的俯视图。

图3为其他旋转部的俯视图。

图4为示出树脂片的剥落和粘接的步骤的图。

图5为示出将树脂片配置在旋转部时的补充部件的结构的图。

图6为放大了图1中的具有树脂片9的部分以及其周边的剖视图。

图7为放大了图2中的树脂片9以及其周边结构的俯视图。

图8为放大了图1的旋转部中的树脂片9以及其周边的剖视图。

图9为本实用新型的其他实施方式中使用的电动机的旋转部的剖视图。

图10为本实用新型的其他实施方式中使用的电动机的旋转部的剖视图。

图11为本实用新型的其他实施方式中使用的电动机的旋转部的剖视图。

图12为以往的永磁体电动机的剖视图。

具体实施方式

^*永磁体电动机的旋转部结构

图1示出本实用新型的一个实施方式所对应的电动机。该图示出以通过中心轴线的平面切断该电动机的剖视图。

永磁体电动机100主要由静止部102和旋转部101构成。

静止部102主要具有其中心轴线方向的一端开口的杯状的基底部5、覆盖该基底部5的开口部的外罩部51、配置在该基底部5的内壁的定子103以及将旋转部101支承为以中心轴线J为中心自由旋转的轴承部4。

在外罩部51与定子103之间配置有电路部8。此时，该电路部8成为静止部102的构成要件之一。该电路部8在为了提高对电动机100提供外加电源时的便利性或需要某些控制等情况下被配置。此时的某些控制例如是指旋转速度控制或旋转位置控制等。在图1的实施方式中，在电路部8上配置检测旋转部的旋转位置的位置传感器81。另外，在不需提高所述便利性和不需控制等情况下，则不配置电路部8以及位置传感器81。

另外，为了方便以后说明，将为电动机的中央且在中心轴线J上的点作为中央点G。例如假设该中央点G为该电动机的重心点。

定子103主要具有定子铁芯6和绕组7。定子铁芯6具有例如由多个薄磁性体的铁板层叠而成的结构。该层叠结构主要降低当电动机旋转时在定子铁芯6产生的涡电流的损耗。并且，定子铁芯6也可以为对微小的磁性体进行烧结成形而成的结构。在定子铁芯6形成绕组7。通过从外部向该绕组7施加交流电压或由半导体等转换的电压，在定子铁芯6的内侧产生旋转磁场。由于该绕组7卷绕于定子铁芯6，因此绕组7的中心轴线方向的宽度K比定子铁芯6的中心轴线方向的宽度L大。

旋转部101具有配置在中心轴线J上的轴1、配置在该轴1的周面外侧的转子铁芯2以及配置在所述转子铁芯2的周面外侧的永磁体3。转子铁芯2也与定子铁芯6相同，例如具有由多个薄磁性体的铁板层叠而成的结构。在能够获得其作用效果和采用其他结构这一点上与前述相同。

转子铁芯2的中心轴线方向的宽度Lr具有与定子铁芯6的中心轴线方向的宽度L大致相同的尺寸。而另一永磁体3的中心轴线方向的宽度Kr与绕组7的中心轴线方向的宽度K大致相同。将从转子铁芯2的宽度Lr沿该中心轴线方向延伸的部分称作永磁体的突出部31、32。

通过设置该突出部31、32，能够有效利用图12所示的在以往的电动机内产生的由A所示的空间区域。即永磁体3产生的总磁通量与以往的电动机的永磁体相比增大相应于突出部的量。其结果是，电动机100的驱动性能，例如最大转矩得到提高。

接下来对磁片301的形状进行说明。图2为只抽出旋转部101，且从中心轴线方向下方观察时的俯视图。在旋转部101的周面，在转子铁芯2的外周侧的周向配置在中心轴线方向上长的磁片301。该俯视图上的磁片301的形状具有四个角、在径向对置的两个片3011、3012以及在周向对置的两个片3013、3014。其中，径向的两个片3011、3012都呈圆弧形状。而且，内周侧的片3012的圆弧形状沿着转子铁芯2的外周的圆筒面211。由此，当磁片301与转子铁芯2之间的间隙固定时，磁特性较稳定。另外，该磁片301通常通过粘接剂固定在转子铁芯2的周面。此时，由于粘结剂而形成磁片301与转子铁芯2之间的所述间隙。并且，磁片301的外周侧的片3011也呈圆弧形状，并具有与所述内周侧的片3012相同的圆弧中心。其结果是，在该实施方式中，磁片的厚度大致固定。

另外，该磁片的厚度也可以为中央部厚、而随着朝向周向远离而变薄的结构。并且如图3所示，所述磁片311的内周片3112也可以呈直线状。此时，如图3所示，俯视图上的转子铁芯2的形状为多边形。另外，此时，磁片311的外周片3111既可以呈如图所示的直线状，也可以呈圆弧状。磁片的形状能够进行包括以上所述形状的各种变形。

^*不平衡调整装置

这样的旋转部101由于所述的各种原因会产生不平衡。该不平衡通常在电动机制造工序中进行调整。作为方法之一，在本实用新型中，如图一所示，通过将相应于不平衡量的重量的树脂片附加于旋转部101而实现。具体地说，能够通过将树脂片9配置在转子铁芯2的端部21、22中的任意一方或两者而进行调整。

另外，在以下的叙述中，记载有“端部21、22”的情况下，意味着以端部21、22中的任意一方或双方为对象。但是如果联系上下文如此解释并不妥当时，也可以不这样解释。并且，记载有“突出部31、32”的情况也相同。

通常该不平衡调整使用没有图示的平衡调整装置按照以下的步骤进行。

(1)将旋转部101安装于平衡调整装置，并使所述旋转部101以中心轴线J为中心旋转。

(2)平衡调整装置首先测量旋转部101在旋转时产生的离心力的分布。接着，求出使该离心力相对于中心轴线对称分布所需的树脂片的重量、个数、应该配置的位置。

(3)在形成这些树脂片9的同时，平衡调整装置输出应该把这些树脂片9配置固定在旋转部101的端部21、22中的何处的位置信息。另外，形成树脂片9的操作也可以由人来进行。

（4）基于形成的树脂片以及位置信息，通过人或机器将树脂片固定于所述端部21、22。

^*不平衡调整

接下来对如何通过树脂片调整旋转部101的不平衡进行说明。

在本实用新型中，调整旋转部101的不平衡的至少一个树脂片9与永磁体3的突出部31、32的内周面310、320接触，且与转子铁芯2的端部21、22接触而固定。由此，能够将树脂片可靠地固定在旋转部101的正确位置上。通常树脂片使用丙烯系树脂或热固性树脂等。也可以使用其他树脂或部件，且优选能够按照与以下所述的步骤类似的方法进行配置固定。

将通过平衡调整装置形成的树脂片由人或设备配置在转子铁芯2的端部21、22上的通过平衡调整装置指定的规定位置。具体地说，例如如图5所示，树脂片9使用具有由金属制成的长方形平板的辅助部件91等。树脂片9位于辅助部件91的末端部。在与该末端部相反的一侧具有把手部92。该把手部92由机器或人来保持进行操作。在所述规定位置将树脂片9从辅助部件91剥落。与此同时，通过粘结在端部21、22上的所述规定位置而进行定位。该树脂片9在具有能够使剥落和与该端部的粘接顺利进行的足够的粘性的状态下进行定位。另外，树脂片的最佳粘度因树脂的组成等而不同。

接着，基于图4对树脂片的剥落和粘接的步骤进行说明。通过向图上的箭头B的方向拉拽辅助部件91而剥落辅助部件91上的树脂片9。

此时，树脂片9被转子铁芯2的端部21和永磁体3的突出部31的内周面310包围。而且，利用末端部311的角剥落树脂片9。由此，能够简便且可靠地剥落树脂片9以及可靠地配置到旋转部101。其结果是，能够迅速且容易地进行旋转部的不平衡调整，且能够缩短调整时间。而且由于该工序被短缩，因而能够降低制造成本。

如此配置在端部21的树脂片9也粘接到永磁体3的突出部31的内周面310。其后，通过加热等手段，树脂片9随着时间的推移会硬化，从而树脂片9能够紧密固定在所述内周面310以及转子轮毂2的端部21这两者上。通过紧密固定在这两者的部位上，树脂片9能够牢固地固定在旋转部101上。并且当旋转部101旋转时作用在树脂片9的离心力被永磁体3的突出部31阻止。因此，能够防止树脂片9由于离心力而被脱落。

另外，也可以在配置前，通过将粘接剂涂抹在树脂片9的表面或旋转部101上的应固定的位置而将树脂片9固定在旋转部101上。并且，在配置和固定树脂片9时，也可以不使用所述的辅助部件91，而使用其他方法进行。例如也可以用人的手指直接进行配置固定。并且，也可以通过机器从喷嘴的末端挤出规定量的具有粘性的树脂，而直接配置到旋转部101的规定位置，之后随着树脂的硬化而固定。

也可以在一个旋转部配置多个上述的树脂片9。并且，树脂片9也可以配置固定在如图1所示的转子铁芯2的下方的端部21或上方的端部22中的任意一方或双方上。而且，也可以分别在一个端部21、22配置固定多个树脂片9。

如此一来，通过将多个树脂片配置在旋转部的不同位置，能够多方面调整旋转部的不平衡。而且，即使是旋转部的不平衡量大或其偏倚程度大时，本实用新型的平衡调整也能够适用。其结果是，旋转部的平衡调整范围变大，且制造成品率变高。

接下来参照图6对如此配置固定的树脂片9的详细结构进行说明。图6为放大了图1中的具有树脂片9的部分以及其周边的剖视图。

树脂片9上存在从永磁体3的下方的端点311向转子轮毂2的端部21倾斜的倾斜面901。如图4的说明，该倾斜面在使用辅助部件91将树脂片9配置在永磁体3的突出部31的内周面310时而形成。该倾斜面901形成在该树脂片9的一部分上。

以下对该树脂片9的倾斜面的形状做更具体的说明。假设树脂片9的表面上具有点P、点Q以及移动点R。这些假想的点P、点Q以及移动点R与中心轴线J之间的距离分别由p、q、r表示。在移动点R在树脂片9的表面上从点P移动到点Q时，其距离r具有从p到q连续减少的部分。该部分为倾斜面901。另外所述减少的部分也可以包括在移动点R向电动机100的中央部G移动时，其距离r不发生变化的部分。即在倾斜面901的一部分中，也可包括在移动点R在树脂片9的表面上从点P移动到点Q时，其距离r固定而不发生变化的部分。即倾斜面也可以包括倾斜或一部分不倾斜的固定部分。

并且，为了将树脂片9更牢固地固定在旋转部101上，也可以将树脂片9插入到相邻的两个磁片的角部所形成的间隙中。图7为放大示出图2的树脂片9以及其周边的结构的俯视图。磁片301在成形时，通常在角部形成有倒角部分或R状部分。将这样的磁片301配置在转子轮毂2的周面时，在相邻的磁片之间产生间隙。将树脂片9固定在旋转部101上时，树脂片9的一部分902以进入到该间隙的方式配置。由此，树脂片9能够更加牢固地固定在旋转部101上。

图8为放大了图1的旋转部101上的树脂片9以及其周边的剖视图。磁片301通常通过粘接剂固定在转子轮毂2的周面。因此，在磁片301与转子轮毂2之间形成有如图8所示的粘接层12。而且，树脂片9以附着在该粘接层12的上方的形式形成。由此，树脂片9与粘接层12能够更加牢固地紧贴固定。

在图8中，示出表示旋转部101的中心轴线方向上的最上部的虚线m。树脂片9不会超过该虚线m形成在上方。因此树脂片9不会探出到旋转部101的外侧。其结果是，在电动机旋转时，树脂片9不会与静止部102的一部分接触。由此，能够实现可靠性高的电动机。

^*关于转子铁芯的贯通孔等变形实施方式

接着对在具有与所述不同的结构的转子铁芯的电动机使用本实用新型的情况进行说明。

图9示出其他实施方式所使用的电动机旋转部的剖视图。由于需要在电动机100旋转时冷却旋转部101，或是为了减小旋转部101的重量等目的而在转子铁芯2形成贯通孔201。该贯通孔201通常在相对于中心轴线J呈旋转对称的位置形成有多个。

不平衡调整用的树脂片9与图1的实施方式相同，转子铁芯2的端部21与永磁体3的突出部31的内周面310相接触而固定。且一部分树脂片9进入到贯通孔201的内部。由此，树脂片9能够更加牢固地固定在旋转部101上。并且，进入到贯通孔201内部的树脂片9的一部分能够阻止旋转时的离心力。由此，即使受到旋转离心力，也能够通过图1的树脂片而牢固地固定。

另外，有时在转子铁芯2不形成贯通孔，而形成如图10所示的沿中心轴线方向延伸的凹部202。即使此时，也与所述相同，树脂片9的一部分进入到该凹部内。由此产生与图9的树脂片相同的效果。

另外本实用新型也能够适用于如图11所示的具有永磁体3的突出部31只存在于上方的旋转部101的电动机。

以上对本实用新型的内容以及其变形的实施方式进行了说明。这些各构成要件在不产生矛盾的范围内能够适当组合。

Claims (10)

1.一种永磁体电动机，其具有：

静止部；以及

旋转部，其被支承为能够以上下延伸的中心轴线为中心相对于所述静止部旋转，

所述静止部具有：

基底部以及外罩部；

定子，其配置在所述外罩部的上方；以及

轴承部，其将所述旋转部支承为能够自由旋转，

所述旋转部至少具有：

转子铁芯；以及

永磁体，其配置在所述转子铁芯的周面外侧，

所述转子铁芯在中心轴线上具有中央部，

所述永磁体包括沿中心轴线方向延伸的多个磁片，且所述多个磁片沿所述转子铁芯的外周面周向配置，所述永磁体的中心轴线方向上的端部具有比所述转子铁芯的所述端部沿中心轴线方向突出的突出部，

所述永磁体电动机的特征在于，

所述永磁体电动机具有与所述转子铁芯的所述端部以及所述突出部的内周面这两者接触的树脂片。

2.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

多个所述树脂片被分离地配置。

3.根据权利要求2所述的永磁体电动机，其特征在于，

在所述转子铁芯的所述端部配置有至少一个所述树脂片。

4.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

在所述树脂片的一部分具有从所述突出部的末端部附近朝向所述转子铁芯的所述端部的倾斜面。

5.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

在所述树脂片的一部分具有倾斜面，且具有随着所述倾斜面上的假想点在所述倾斜面上朝向所述转子铁芯的所述中央部移动，所述假想点与所述中心轴线之间的距离变短的倾斜部分。

6.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

所述树脂片的一部分进入到在相邻的所述磁片之间形成的凹部中。

7.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

在所述转子铁芯的内部具有沿中心轴线方向贯通的多个贯通孔，且所述树脂片的一部分进入到所述贯通孔中。

8.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

在所述转子铁芯的内部具有从所述转子铁芯的所述端部朝向所述转子铁芯的内部沿中心轴线方向延伸的开口凹部，且所述树脂片的一部分进入到所述开口凹部中。

9.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

所述树脂片配置在比所述永磁体的中心轴线方向的端部接近所述转子铁芯的所述中央部的一侧。

10.根据权利要求1所述的永磁体电动机，其特征在于，

所述磁片通过位于所述转子铁芯的周面外侧的粘接层而被粘接固定，所述树脂片形成在粘接层的一部分上。

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