无刷电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无刷电机。
【背景技术】
[0002] 以往，电机被作为各种各样的装置、产品的驱动源来使用。例如，在包括打印机、复 印机等办公设备、各种各样的家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力在内的动力源的 用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，基于耐久性和电噪声的考虑， 有时会采用无刷电机。
[0003] 作为无刷电机的一种，已知有在转子中内置了永久磁体的内置磁体型（Interior Permanent Magnet)。例如，有在转子辄中放射状地内置板状的多个磁体，并且以相邻磁体 的同极在辄的周向上彼此相对这样的方式配置各磁体的电气设备（例如参照专利文献1的 图2)。
[0004] [在先技术文献]
[0005] [专利文献]
[0006] [专利文献1]日本特表2012-517209号公报
【发明内容】
[0007]〔发明所要解决的课题〕
[0008] 在内置磁铁型的无刷电机中，作为不进行大型化就提高旋转转矩的一种方法，有 使转子与定子的距离靠近的方案，但却有转矩脉动和噪声变大的倾向。
[0009] 本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种既抑制转矩的下降，又 减少了转矩脉动和噪声的无刷电机。
[0010]〔用于解决课题的手段〕
[0011] 本发明一个方案的无刷电机包括具有磁体的转子和在中央部具有配置所述转子 的空间的定子。转子具有转子芯和多个磁体。转子芯具有以旋转轴为中心放射状地形成的 多个磁体收容部。磁体被以与相邻磁体的相同磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容 在磁体收容部中；定子具有朝中心形成的与转子相对的多个齿。在将转子芯的外周部的曲 率半径记作R、齿的前端部的周向的宽度记作W、转子芯的最大外径记作L时，满足0. 9 g R/ W 刍 4. 2 及 R〈L/2。
[0012] 通过该方案，能减少转矩脉动和噪声的发生。
[0013] 在将转子的最大外径记作L、磁体的径向的宽度记作Y时，可以满足0.37兰Y/ (L/2) 5 0. 62。由此，能进一步减少转矩脉动和噪声的发生。
[0014] 本发明的另一个案也是一种无刷电机。该无刷电机包括具有磁体的转子和在中央 部具有配置转子的空间的定子。转子具有转子芯和多个磁体。转子芯具有以旋转轴为中心 放射状地形成的多个磁体收容部。磁体被以与相邻磁体的相同磁极彼此在转子芯的周向 上相对的方式收容在磁体收容部中，在将转子的最大外径记作L、磁体的径向的宽度记作Y 时，满足 〇.37^YAL/2)兰 0.62。
[0015] 通过该方案，能减少转矩脉动和噪声的发生。
[0016] 转子与定子的间隙可以是0. 3~I. 5mm。由此，能既抑制转矩的下降，又减少转矩 脉动和噪声。
[0017] 转子芯可以还包括：被插入旋转轴的孔部周围的环状部；从环状部起放射状地形 成的多个磁极片；以及在环状部的外侧、在相邻的磁体收容部之间的各区域所形成的多个 第1磁通阻挡部。磁体收容部可以在旋转轴侧的端部具有第2磁通阻挡部。磁体可以被 以与相邻的其它磁体的相同磁极彼此在转子芯的周向上相对的方式收容在磁体收容部中； 第1磁通阻挡部及第2磁通阻挡部可以被构成使得抑制从磁体出来的磁通在转子芯内的短 路；转子芯可以具有在第1磁通阻挡部与跟该第1磁通阻挡部相邻的2个第2磁通阻挡部 之间所形成的2个磁路。2个磁路可以从磁极片的旋转轴侧的端部起朝着环状部向不同方 向分叉。
[0018] 2个磁路可以相对于磁极片的中心线线对称地配置。由此，不论旋转方向是顺时针 还是逆时针，支承磁极片的力都不变。
[0019] 第1磁通阻挡部及第2磁通阻挡部可以以如下方式被构成：通过磁路的中心部的 直线Ll与磁极片的中心线L2所成的角度α大于〇°，通过磁路的中心部的直线Ll与包含 磁体的旋转轴侧端面的平面Pl所成的角度β大于10°。由此，能实现适当大小的第1磁 通阻挡部及第2磁通阻挡部。
[0020] 第2磁通阻挡部可以是沿旋转轴方向贯通的贯通部，具有磁体的径向的定位功 能。第2磁通阻挡部的与磁体相邻的区域的周向宽度比被收容在磁体收容部中的磁体的周 向宽度小。由此，能以简易的构成抑制磁通的短路。此外，无需为了磁体的径向的定位而将 第2磁通阻挡部加工成特殊的形状。
[0021] 第1磁通阻挡部可以是沿旋转轴方向贯通的贯通部。由此，能以简易的构成抑制 磁通的短路。
[0022] 磁极片的外周部与相邻的其它磁极片的外周部可以是分离的。由此，能减少磁体 的外周侧端面附近的磁通短路。
[0023] 此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在部件、制造方法、系统等 间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。
[0024] 〔发明效果〕
[0025] 通过本发明，能实现既抑制转矩的下降，又减少了转矩脉动和噪声的无刷电机。
【附图说明】
[0026] 图1是本实施方式的无刷电机的整体立体图。
[0027] 图2是本实施方式的无刷电机的侧视图。
[0028] 图3是本实施方式的无刷电机的分解立体图。
[0029] 图4的（a)是本实施方式的转子芯的俯视图；图4的（b)是表示在图4的（a)所 示的转子芯中嵌入磁体后的状态的俯视图。
[0030] 图5是用于说明本实施方式的磁路的转子芯的俯视图。
[0031] 图6是定子芯的俯视图。
[0032] 图7是表示实施例的转子及定子的概略构成的图。
[0033] 图8是表示比较例的转子的概略构成的图。
[0034] 图9是表示使用了实施例及比较例的转子芯的感应电压测定的图。
[0035] 图10是用于比较对图9所示的实施例及比较例的波形进行FFT分析时的感应电 压波形畸变的5阶、7阶、11阶、13阶的分量的图。
[0036] 图11的（a)是表示对使用了比较例的转子的电机的噪声进行测定后的结果的图； 图11的（b)是表示对使用了实施例的转子的电机的噪声进行测定后的结果的图。
[0037] 图12是表示使形状因子a ( = R/W)在0· 8~4. 5范围内变化时的各转子中的感 应电压波形的畸变分量及感应电压常数比率的图。
[0038] 图13是表示使形状因子β ( = YAL/2))在0. 35~0. 64范围内变化时的各转子 中的转矩脉动及感应电压常数比率的图。
[0039] 〔标号说明〕
[0040] 10电机、12转子、14定子、16前盖、16a孔、16b凹部、18外壳本体、19供电部、20旋 转轴、26转子芯、26a通孔、26b磁体收容部、26c环状部、26d磁极片、26e第1磁通阻挡部、 26f磁路、26g外周部、28磁体、28a，28b主面、28c端面、36定子芯、38定子辄、40齿。
【具体实施方式】
[0041] 以下参照【附图说明】本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同要素标注相同的 标号，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的构成只是例示，并非对本发明的范围进行 任何限定。下面以内转子型的无刷电机为例进行说明。
[0042] (无刷电机）
[0043] 图1是本实施方式的无刷电机的整体立体图。图2是本实施方式的无刷电机的侧 视图。图3是本实施方式的无刷电机的分解立体图。
[0044] 本实施方式的无刷电机（以下有时也称作"电机"）10包括：具有磁体的圆柱状的 转子12 ;在中央部具有配置转子12的空间的定子14 ;前盖16 ;外壳本体18 ;以及供电部 19。
[0045] 前盖16是板状的部件，在中央以能贯通旋转轴20的方式形成有孔16a，并且在孔 16a附近形成有保持轴承22的凹部16b。并且，前盖16介由轴承22支承转子12的旋转轴 20的一部分。此外，外壳本体18是圆筒状的部件，在基部18a的中央形成有保持轴承（未 图示）的凹部18b。并且，外壳本体18介由轴承支承转子12的旋转轴20的另一部分。在 本实施方式中，前盖16及外壳本体18构成收容转子12及定子14的收容部件。
[0046] (转子）
[0047] 图4的（a)是表不本实施方式的转子芯的俯视图；图4的（b)是表不在图4的（a) 所示的转子芯中嵌入磁体后的状态的俯视图。
[0048] 转子12具有圆形的转子芯26和多个磁体28。在转子芯26的中心，形成有以插入 的状态固定旋转轴20的通孔26a。另外，转子芯26具有被插入旋转轴20的通孔26a周围 的环状部26c、从环状部26c起放射状地形成的多个扇形的磁极片26d、在相邻的2个磁极 片26d间放射状地形成的多个磁体收容部26b、以及在环状部26c的外侧所形成的多个第1 磁通阻挡部26e。
[0049] 磁体28被