专利名称：微型电动机的制作方法
技术领域：
本发明总的说来是涉及一种微型电动机，更详细地说是涉及这样一种微型电动机，该微型电动机包括一个定子和一个转子，定子的永久磁铁形成二极磁场，转子的三极结构的转子铁心上绕有转子绕组，其中转子铁心是以这样的形式构成的，使得永久磁铁与在面对永久磁铁转子铁心外周边中心部分的某预定范围之间的气隙大于永久磁铁与转子铁心外周边其它范围之间的气隙。
微型电动机通常是由具有一对永久磁铁的一定子和三极结构转子铁心上绕有转子绕组(图中未示出)的一转子组成，如图5所示。
图5是通常遇到的普通类型微型电动机的横向剖视图。图中的编号1表示电动机机壳，2表示永久磁铁，3表示磁挡块，4表示磁固定弹簧，5表示转子铁心，5-1表示磁极，5-2表示磁极5-1的外周边，6则表示电动机轴。
在图5中所示的普通类型的微型电动机中，转子铁心5的各磁极5-1的外周边5-2大体上呈圆弧形，且其适合于使得在轴承(图中未示出)支承着电动机轴6两端的情况下，使外周边5-2与永久磁铁2之间的气隙在转子铁心5的整个圆周上几乎均匀。鉴于在永久磁铁2与转子铁心5之间会产生磁吸力，因而在磁吸力相对于电动机轴6以峰顶不对称的有害方式产生时，必然在转子铁心5转动的情况下使电动轴6在轴承内晃动，发出滚动噪声。
图6A至6L是图5所示的微型电动机转一圈在各30度转角位置时电动机内磁通量的分布示意图。
换句话说，图6A至6L例示了电动机从转子铁心5处在图6A所示的角位置状态开始顺时针转动到转子铁心5返回到图6A所示的位置状态在各30度角位置时电动机内磁通量的分布情况。
从图6A来看，显然图5中所示的普通型微型电动机，其相对于电动机轴6的磁通分布是峰顶不对称的，特别是在转子铁心5各磁极5-1的径向中心线与永久磁铁2的中心线一致的角位置(如图6A、6C、6E、6G、6I和6K所示)，更是如此。
因此在图5所示的普通型微型电动机中，永久磁铁2和转子铁心所产生的磁吸力必然不平衡，促使转动着的电动机6在轴承中剧烈晃动，导致如早先所说的不希望有的滚动噪声。
作为解决上述问题的一个方法，迄今已想出了各种各样的措施，诸如选择和调整所加的轴承润滑剂的种类和量，调节电动机轴与各轴承之间的间隙等等。不管怎么说，电动机轴6在转动的过程中大幅度的晃动必然会加速各轴承的磨损，扩大电动机轴与各轴承之间的间隙。这会导致不希望有的种种问题，包括滚动噪声或烧毁问题，以及电动轴与各轴承粘在一起等问题。
本发明的目的是要解决这些问题。为达到此目的，本发明提供这样一种微型电动机，该微型电动机包括一定子和转子，定子的永久磁铁产生二极磁场，转子的三极结构的转子铁心上绕有转子绕组，其中转子铁心是以这样的形式构成，使得转子铁心垂直于电动机轴的横截面形状对称于转子各磁极的径向中心线，且永久磁铁与距面对永久磁铁的转子铁心的弧形外周边的中心线预定范围之间的气隙制造得大于永久磁铁与转子铁心外周边其它范围的至少一部分之间的气隙。
参阅下面的详细说明和
图1至图4即可清楚了解本发明的上述和其它目的和优点。
图1A和1B是为说明本发明的微型电动机的实施例的辅助图，图1A是本发明微型电动机的横向剖视图，图1B是该微型电动机的转子铁心的正视图。图2A至图2L是说明图1所示电动机内的磁通量分布的示意图。图3和图4是本发明另一些实施例中所用的转子铁心的正视图。图5是普通微型电动机的横向剖视图。图6A至6L是图5所示的普通微型电动机内的磁通量分布图。
图1A和1B是为说明本发明实施例的微型电动机的辅助图，图1A是该微型电动机的横向剖视图，图1B是该微型电动机的转子铁心的正视图。图2A至2L是说明图1所示的电动机内的磁通量分布示意图。图3和4是本发明另一些实施例中所采用的转子铁心的正视图。各图中，编号5-21表示弧形部分，编号5-22表示宽气隙部分。其它编号对应于图5中的同样编号。
本发明实施例的微型电动机具有这样的结构转子铁心5的磁极5-1的外周边由一弧形部分5-21和一宽气隙部分5-22组成，弧形部分5-21面对着永久磁铁2的气隙均匀，宽气隙部分5-22的气隙大于弧形部分5-21与永久磁铁2之间的气隙，如图1中所示。在转子铁心5的部分外周边上有了宽气隙部分5-22，就可以获得相对于电动机轴6峰顶对称的磁通量分布，这稍后即将参照图2加以说明。也就是说，通过使电动机内的磁通量分布相对于电动机轴6峰顶对称，可以使在永久磁铁2与转子铁心5之间所产生的磁力在转动着的转子铁心5的整个圆周上平衡。这样就可以防止电动机轴在电动机轴动过程中晃动。
在图1所示的实施例中，构成转子铁心5的部分外周边的宽气隙部分5-22系制成扁平表面。即宽气隙部分5-22是通过切除转子铁心5的弧形外周边的一部分(如图中的虚线所示)形成的。叠片铁心式的转子铁心5也可以通过层叠事先切成图1B中的实线所示的形状的铁芯片构成。
构制宽气隙部分5-22时，最好取弧形部分5-22的长度(图中箭头b所示)与相对配置的磁极5-1的尖端之间的距离(图中箭头a所示)的比值在0.8-2.2的范围内。这是因为比值b/a小于0.8时会降低转子绕组(图中未示出)所产生的反动势Ec，从而使转子绕组的输入电流增加。这会使转子绕组中的热损失增加，从而缩短电动机的寿命。另一方面，比值b/a大于2.2时会破坏永久磁铁2与转子铁心5之间磁吸力的平衡。
图2A至2L是图1所示的微型电动机转一圈在各30度转角位置时电动机内的磁通量分布的示意图。换句话说，图2A至2L说明了电动机从转子铁心5处在图2A所示的转角位置，顺时针转到转子铁心5返回到图2A所示的位置的状态，在各30度转角位置的电动机内磁通量分布的示意图。从图2可以看出，显然图1中所示的微型电动机其磁通量分布在任何转角位置大体上都相对于电动机轴6峰顶对称。因此永久磁铁2与转子铁心5之间所产生的磁吸力在转子铁心5的整个圆周上是平衡的，从而可以防止电动机轴6在电动机转动过程中产生不希望有的晃动。这有助于防止轴承(图中未示出)产生滚动噪声和不正常的磨损。
尽管上述说明主要是针对图1所示的实施例进行的，但本发明并不局限于图1所示的实施例。在采用图3或4所示的转子铁心的微型电动机中也可以达到与图1所示实施例预期可以获得的同样效果。
图3中所示的实施例是关于具有如图所示曲率半径R的宽间隙部分5-22的转子铁心5，曲率半径的圆心位于电动机轴6的相对一侧。
另一方面，图4中所示的实施例是关于具有如图所示曲率半径R的宽间隙部分5-22的转子铁心5，曲率半径的圆心位于电动机轴6的同一侧。
如上所述，本发明有可能使永久磁铁与转子铁心之间所产生的磁吸力在转动着的转子铁心的整个圆周上保持平衡，以防止电动机轴在电动机转动过程中产生不希望有晃动，从而防止各轴承中产生滚动噪声，并防止各轴承产生不正常的磨损，具体的办法是提供这样一种微型电动机，该微型电动机包括一定子和一转子，定子的永久磁铁产生二极磁场，转子的三极结构的转子铁心上绕有转子绕组，该微型电动机采用好此形成的转子铁心，使得永久磁铁与距面对永久磁铁转子铁心的弧形外周边中心线某预定范围之间的气隙制造得大于永久磁铁与转子铁心外周边其它范围之间的气隙制造得大于永久磁铁与磁子铁心外周边其它范围的至少一部分之间的气隙。
权利要求
1.一种微型电动机，包括一个具有产生二极磁场的永久磁铁的定子，和一个三极结构转子铁心上绕有转子绕组的转子，该微型电动机的特征在于，所述转子铁心以这样方式形成，使得所述转子铁心垂直于电动机轴的横截面的形状对称于所述转子铁心各极的径向中心线，且所述永久磁铁与从面对所述永久磁铁转子铁心的弧形外周边中心线起的某预定范围之间的气隙制造得大于所述永久磁铁与所述转子铁心外周边其它范围的至少一部分之间的气隙。
2.如权利要求1所述的微型电动机，其特征在于，从所述转子铁心外周边的所述中心线起的所述预定范围具有一直线部分。
3.如权利要求1所述的微型电动机，其特征在于，从所述转子铁心外周边的所述中心线起的所述预定范围具有一曲率半径，所述曲率半径的圆心位于所述电动机轴的相对一侧。
4.如权利要求1所述的微型电动机，其特征在于，从所述转子铁心外周边的所述中心线起的所述预定范围具有一与所述永久磁铁的弧的曲率半径不同的曲率半径，所述曲率半径的中心位于所述电动轴的同一侧。
全文摘要
一种微型电动机，包括一定子和一转子，定子具有产生二极磁场的永久磁铁，转子的三极结构的转子铁心上绕有转子绕组，其中转子铁心是以这样的形式构成，使得转子铁心垂直于电动机轴的横截面形状对称于转子铁心各磁极的径向中心线，且永久磁铁与从面对永久磁铁转子铁心的弧形外周边中心线起的预定范围之间的气隙制造得大于永久磁铁与转子铁心外周边其它范围的至少一部分之间的气隙。
文档编号H02K23/42GK1030165SQ8810378
公开日1989年1月4日 申请日期1988年6月17日 优先权日1987年6月19日
发明者山口仁 申请人:马渕马达株式会社