CN204425059U - 稀土类磁铁马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供稀土类磁铁马达，其实现了马达的小型轻量化，并且提高了定子铁芯和转子轭的刚性。在稀土类磁铁马达中，定子铁芯(4)利用对在表面形成有绝缘覆膜的磁性粉末进行压缩成型而成的压粉磁芯，与所述外壳(2)无缝隙地一体成型，转子轭(9)利用对在表面形成有绝缘覆膜的磁性粉末进行压缩成型而成的压粉磁芯，与输出轴(8)无缝隙地一体成型。在定子铁芯(4)的轴向两端侧，在外壳(2)的内周面形成有收纳线圈的凹部(20)。

Description

稀土类磁铁马达

技术领域

本实用新型涉及稀土类磁铁马达，其具备定子和转子，例如用于机器人的关节部分等的驱动。

背景技术

一直以来，马达具有在定子铁芯缠绕线圈而成的圆环状的定子。存在该定子铁芯是沿轴向层叠硅钢板等电磁钢板而成的层叠铁芯的情况，并且存在该定子铁芯是对粉末磁性材料压缩成型而成的压粉磁芯的情况。

并且，在专利文献1中，记载了由层叠铁芯和压粉磁芯的组装件形成的定子铁芯，该定子铁芯具备：配置在轴向两端部的一对压粉磁芯；和配置在这一对压粉磁芯之间的层叠铁芯。

专利文献1：日本特开2007-306740号公报

然而，在该现有技术中，利用层叠铁芯和压粉磁芯这2个部件构成定子铁芯，在将两部件彼此结合的部分产生间隙，因此，存在定子铁芯的刚性降低的问题。并且，由于两部件间的间隙而磁阻变高，定子产生的磁通密度弱，因此马达的输出转矩有可能降低。

而且，由于定子铁芯和外壳是分体部件，因此也存在组装工序变复杂、制造成本上升，并且马达的外径尺寸变大的问题。

实用新型内容

本实用新型是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供稀土类磁铁马达，其实现了马达的小型轻量化，并且提高了定子和转子的刚性。

为了达成这样的目的，本实用新型的稀土类磁铁马达具备：定子，其具有固定有多个线圈的定子铁芯；和转子，其具有沿周向等间隔地配置有多个稀土类磁铁的转子轭，所述转子相对于所述定子以能够旋转地对置的方式配置在同一轴线上。

特别地，本实用新型的稀土类磁铁马达的特征在于，其具备与所述定子铁芯无缝隙地一体成型的外壳、和与所述转子轭无缝隙地一体成型的输出轴中的至少一方。

而且，优选的是，所述定子铁芯和所述转子轭是压粉磁芯。而且，优选的是，在所述定子铁芯的轴向两端侧，在所述外壳的周面形成有收纳线圈的凹部。

实用新型效果

根据本实用新型，能够提供稀土类磁铁马达，其实现了马达的小型轻量化，并且提高了定子和转子的刚性。

即，本实用新型的稀土类磁铁马达通过形成将定子铁芯和外壳、或者转子轭和输出轴无缝隙地一体化的结构，从而无需将电磁钢板彼此层叠固定，或者将层叠成的铁芯固定到外壳或输出轴。其结果为，不需要用于将定子铁芯固定到外壳的部件和机构、或者用于将转子轭固定到输出轴的部材和机构，因此能够使马达小型轻量化。而且，由于在定子铁芯和外壳之间不存在间隙，因此能够制造出磁性优异的定子铁芯。而且，定子铁芯与外壳牢固地结合，转子轭与输出轴牢固地结合，因此能够提高定子和转子的刚性，能够提高使用了它们的马达的性能。

特别地，在本实用新型中，具有上述定子和转子中的至少一方，因此能够以低成本提供高转矩、低振动的稀土类磁铁马达。这是因为，在转子和定子之间产生吸引力，但上述定子铁芯和转子轭提高了刚性，因此能够更有效地抑制由在转子和定子之间作用的吸引力和排斥力所引起的振动的增加。

附图说明

图1是示出本实用新型的第1实施方式的马达的内部结构的图。

图2是图1的定子和转子的俯视图。

图3是本实用新型的第2实施方式的马达的定子和转子的俯视图。

图4是本实用新型的第3实施方式的马达的定子和转子的俯视图。

图5是示出本实用新型的第4实施方式的马达的内部结构的图。

图6是图5的定子和转子的俯视图。

标号说明

1、1a：马达；

2、2a、2b、2c：外壳；

3、3a：定子；

4、4a：定子铁芯；

5：线圈；

6：槽；

7、7a：转子；

8、8a：输出轴；

9、9a：转子轭；

10：稀土类磁铁；

11：轴承；

12：外圈；

13：内圈；

14：滚珠；

15、15a：轨道圈安装件；

16：旋转变压器；

17：旋转变压器支承体；

18：传感器线；

19：动力线；

20：凹部；

21：安装孔；

22、22a：外壳安装孔；

23、23a：中空孔；

Zr：旋转中心轴线。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，参照附图，详细说明用于实施本实用新型的第1实施方式。图1是示出本实施方式的稀土类磁铁马达的内部结构的图，图2是定子和转子的俯视图。在本实施方式中，马达1是内转子式的直驱(DD：Direct Drive)马达，但马达的种类不限定于此。

马达1构成为包括定子铁芯4和转子轭9，还包括外壳2、输出轴8和轴承11。定子铁芯4是在作为圆筒状的结构体的外壳2的内周部形成的环状的结构体，转子轭9是在作为圆筒状的结构体的输出轴8的外周部形成的环状的结构体。由于马达1是内转子式的直驱马达，因此转子轭9配置在定子铁芯4的径向内侧，输出轴8在内径部具有中空孔23。

所述定子铁芯4是压粉磁芯，通过对在表面形成有绝缘覆膜的磁性粉末进行压缩成型而与所述外壳2无缝隙地一体成型。同样地，所述转子轭9是压粉磁芯，通过对在表面形成有绝缘覆膜的磁性粉末进行压缩成型而与所述输出轴8无缝隙地一体成型。所述转子轭9和在转子轭9的外周面沿周向等间隔地配置的多个稀土类磁铁10一起构成转子7。所述定子铁芯4和配置于多个槽6的多个线圈5一起构成定子3，通过从动力线19向各线圈5依次供给电力来使所述转子7旋转。在所述输出轴8连结有马达1的驱动对象(未图示)，所述定子3通过使一体成型于输出轴8的转子轭9旋转而经由输出轴8驱动所述驱动对象。另外，在马达1的轴向两端部分别设有用于马达1的固定、和结合驱动对象的安装孔21。

在马达1的轴向一端部，为了配置检测所述输出轴8的旋转角度的旋转变压器16，而安装有作为圆筒形状的部件的一对旋转变压器支承体17。为了不对旋转变压器16的检测精度造成影响，旋转变压器支承体17由铝或不锈钢等非磁性体形成。旋转变压器16中的一方配置在作为静止系统的外壳2，另一方配置在作为旋转系统的输出轴8。而且，旋转变压器16检测到的所述输出轴8相对于所述外壳2的旋转角度作为电信号从传感器线18输出。

轴承11的内圈13经由轨道圈安装件15和所述旋转变压器支承体17利用螺栓安装在所述输出轴8的轴向两侧，轴承11的外圈12安装于外壳2。而且，各轴承11是在内圈13和外圈12之间滚动自如地排列多个滚珠14而成的滚珠轴承，在通过背面组合(DB)而施加了预压的状态下进行组装。利用这样的结构，输出轴8以能够承受轴向载荷和径向载荷双方的状态旋转自如地支承于外壳2。此时，转子7和输出轴8以马达1的旋转中心轴线Zr为中心旋转。另外，轴承11不限于滚珠轴承，也可以是能够同时承受轴向载荷和径向载荷的交叉滚子轴承。

接下来，对定子铁芯4和转子轭9的结构进行更详细的说明。

所述定子铁芯4是对表面被绝缘覆膜覆盖的磁性粉末进行压缩成型而成的压粉磁芯，与所述外壳2一起同时成型，从而形成定子铁芯4和外壳2一体化的结构。如图2所示，定子铁芯4具有用于收纳所述线圈5的多个槽6，在绕线架缠绕有电线的状态下的线圈5在被插入所述槽6后，固定于定子铁芯4。在所述定子铁芯4的轴向两端侧，在所述外壳2的内周面形成有收纳线圈5的凹部20。在本实施方式中，定子3具有30个线圈5。

所述转子轭9是对表面被绝缘覆膜覆盖的磁性粉末进行压缩成型而成的压粉磁芯，与所述输出轴8一起同时成型，从而形成转子轭9和外壳8一体化的结构。在所述转子7中，在转子轭9的外周面沿周向等间隔地配置多个永磁铁10，并且使该稀土类磁铁10的外周面与所述定子铁芯4的内周面接近并对置。而且，所述输出轴8是圆筒状的结构体，在其内径部具有中空孔23。在本实施方式中，中空孔23的径向尺寸是马达1的外径尺寸的60％，输出轴8(包括旋转变压器支承体17)的轴向两端部分别比外壳2(包括旋转变压器支承体17)的轴向两端面突出。另外，所述定子铁芯4和所述转子轭9是环状的结构体，它们的中心轴线与马达1的旋转中心轴线Zr一致。

利用以上那样的结构，本实施方式的稀土类磁铁马达能够实现马达1的小型轻量化，并且能够提高定子3和转子7的刚性。

即，本实用新型的马达1通过将定子铁芯4和外壳2、或者转子轭9和出力轴8形成为一体结构，从而不需要将电磁钢板彼此层叠并固定时的焊接或铆接等，而且也不需要将层叠成的铁芯固定到外壳2。其结果为，不需要用于将定子铁芯4固定到外壳2的部件和机构、或者用于将转子轭9固定到输出轴8的部材和机构，因此能够使马达1小型轻量化。

而且，通过在外壳2的内周面设置收纳线圈5的凹部20，确保了定子铁芯4的径向尺寸和线圈5的绕组空间。这是因为，由于无需像以往那样将为分体部件的定子铁芯组装到外壳内径，因此能够形成比外壳2的内径尺寸大径的定子铁芯4。即，安装轴承11的外壳2的轴向两端部确保了用于保持轴承11所需要的壁厚(内径尺寸)，并且，外壳2的形成有定子铁芯4的轴向中间部分形成为薄壁，在确保定子铁芯4的径向尺寸的同时抑制了外壳2的外径尺寸扩大。而且，通过设置凹部20，避免了收纳于定子铁芯4的线圈5与外壳2的干涉。如上所述，通过将外壳2和定子铁芯4一体化，能够使外壳2的外径尺寸小型化。

同样地，通过将转子轭9与输出轴8一体化，并将转子轭9的一部分兼用作输出轴8的结构体，从而将输出轴8的轴向中间部分形成为薄壁，抑制了输出轴8的径向宽度尺寸的扩大。因此，能够增大设置于输出轴8的内径的中空孔23的径向尺寸，使输出轴8小型轻量化。通过进一步地多极化，能够使轭薄壁化，因此能够增大中空孔。

而且，通过使用外圈12和内圈13为薄壁的轴承11，能够使马达1进一步小型化。

并且，由于在定子铁芯4和外壳2之间不存在间隙，因此能够制造出抑制了磁特性的降低的定子铁芯4。而且，定子铁芯4与外壳2牢固地结合，转子轭9与输出轴8牢固地结合，因此定子3和转子7的刚性提高，能够提高使用了它们的马达的性能。

特别地，在本实用新型中，由于具有上述外壳2和输出轴8中的至少一方，因此能够提供高转矩、低振动的稀土类磁铁马达。这是因为，稀土类磁铁马达在转子轭9和定子铁芯4之间作用吸引力和排斥力，但上述定子铁芯4、转子轭9的刚性得以提高，因此，能够更有效地抑制由在转子轭9和定子铁芯4之间作用的吸引力和排斥力所引起的振动的增加。

(第2实施方式)

图3是本实用新型的第2实施方式的稀土类磁铁马达的定子和转子的俯视图。在本实施方式的稀土类磁铁马达的外壳2a的外周面设有用于固定马达的外壳安装孔22。外壳安装孔22是沿与垂直于外壳2a的旋转中心轴线Zr的线平行的方向设置的螺孔，并且与外壳2a形成为一体。通过将螺栓螺合并紧固于该外壳安装孔22，能够从径向上安装外壳2a。其他结构与上述本实用新型的第1实施方式相同，具有相同的作用效果。

(第3实施方式)

图4是本实用新型的第3实施方式的稀土类磁铁马达的定子和转子的俯视图。在本实施方式的稀土类磁铁马达的外壳2b的外周面设有用于固定马达的外壳安装孔22a。外壳安装孔22a是沿与垂直于外壳2b的旋转中心轴线Zr的线平行的方向贯通的孔，并且与外壳2b形成为一体。通过将螺栓插入该外壳安装孔22a并利用螺母紧固，能够从径向上安装外壳2b。其他结构与上述本实用新型的第1实施方式相同，具有相同的作用效果。

(第4实施方式)

图5是示出本实用新型的第4实施方式的稀土类磁铁马达的内部结构的图，图6是定子和转子的俯视图。本实施方式的稀土类磁铁马达是外转子式的直驱马达，转子7a配置在定子3a的径向外侧。相对于第1实施方式，是将外壳2c及定子铁芯4a、和输出轴8a及转子9a调换的结构，旋转的输出轴8a位于外径侧，因此适合于需要更高转矩的用途。其他结构与上述本实用新型的第1实施方式相同，具有相同的作用效果。

如上所述，各实施方式能够提供高转矩、低振动的稀土类磁铁马达。

另外，在各实施方式中对直驱型的稀土类磁铁马达进行了说明，但实施方式不限定于上述内容。例如，在各实施方式中作为定子铁芯和转子轭的材料示出了压粉磁芯，但若是可以允许铁损的用途，则也可以使用铁(铸件)。并且，在上述实施方式的结构要素中，包括本领域技术人员容易想到的结构、实质上相同的结构、和所谓的均等的范围的结构。

本实用新型的稀土类磁铁马达能够适宜应用于机械部件等用途、例如机器人的关节部分。

Claims (3)

1.一种稀土类磁铁马达，其具备：定子，其具有固定有多个线圈的定子铁芯；和转子，其具有沿周向等间隔地配置有多个稀土类磁铁的转子轭，所述转子相对于所述定子以能够旋转地对置的方式配置在同一轴线上，

所述稀土类磁铁马达的特征在于，

所述稀土类磁铁马达具备与所述定子铁芯无缝隙地一体成型的外壳、和与所述转子轭无缝隙地一体成型的输出轴中的至少一方。

2.根据权利要求1所述的稀土类磁铁马达，其特征在于，

在所述定子铁芯的轴向两端侧，在所述外壳的周面形成有收纳线圈的凹部。

3.根据权利要求1所述的稀土类磁铁马达，其特征在于，

所述定子铁芯和所述转子轭是压粉磁芯。