混合型旋轉電機制造技術

一種混合型旋轉電機，目的是在夾持轉子的永久磁鐵的兩個轉子磁極的磁齒間通過簡單的結構獲得磁齒齒距T的1/2的錯位角。本發明專利技術，在規定個數的磁齒以等齒距T形成在與定子對置的外周或內周的轉子元件的一對轉子磁極中，在該一對轉子磁極的內周或外周，相對于該轉子磁極的磁齒設置處于規定的位置關系的切口部，并且使一對轉子磁極中的一轉子磁極的切口部和相對于這一轉子磁極表里相反的另一轉子磁極的切口部在軸向吻合，在一轉子磁極的各磁齒和另一轉子磁極的磁齒沿周向形成T/2的相位差。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種包括將多相的繞組纏繞于作為繞組極的多個主極而形成的定子和將永久磁鐵夾持在一對轉子磁極間而構成的混合型轉子的步進馬達等混合型旋轉電機。
技術介紹
在多用于復印機和打印機等OA設備的步進馬達等旋轉電機中，要求小型且廉價、高速高轉矩、低振動旋轉。OA設備處于小型化、低成本化、高速化、低振動化的趨勢，且對其驅動馬達也同樣有小型化、低成本化、高速化、低振動化的要求，而混合型步進馬達為滿足該要求的方法之一。 一種混合型步進馬達，其轉子由兩個圓板狀的轉子磁極(轉子鐵芯)和設置在其間且被軸向磁化的永久磁鐵構成，所述轉子安裝于旋轉軸，并且在設置于轉子外側并將該轉子包圍的定子鐵芯的軸向兩側分別設置殼體，通過分別保持在殼體的軸承，旋轉軸被支撐為可自由旋轉。在定子鐵芯以向內側突出的形式形成多個主極，并將繞組纏繞于該主極，通過借助驅動電路控制對繞組的通電，能夠在轉子獲得所需的旋轉。在此，在定子鐵芯的各主極的末端形成多個感應齒，并且在轉子的各轉子磁極的外周面形成多個磁齒，使其與定子的感應齒對置。在上述混合型步進馬達中，在任意的定子主極，其感應齒與轉子的一轉子磁極的磁齒正好對置時，以另一轉子鐵芯的磁齒相對于感應齒錯位轉子磁齒的齒距的1/2為必要條件。因此，與以往相比，將轉子的一對轉子磁極配置為僅錯位磁齒的1/2齒距。以前，由于為了使夾持轉子的永久磁鐵的兩個轉子磁極的磁齒間具有磁齒齒距的1/2的錯位角，而在轉子的組裝制作時使用專用的保持具從外部保持轉子磁齒和轉子磁極，因此無法高精度地限制轉子磁極間的磁齒的錯位角，特別是在尺寸小的混合型步進馬達中，這個問題更加突出，且存在轉矩偏差、轉矩降低以及角度精度降低等問題。
技術實現思路
在根據本專利技術的混合型旋轉電機的優選實施方式中，針對上述問題點，在夾持轉子的永久磁鐵的兩個轉子磁極的磁齒間通過簡單的結構獲得磁齒齒距的1/2的錯位角。在本專利技術中，包括具有定子鐵芯和多相繞組的定子以及具有轉子元件的轉子。其中，所述定子鐵芯由環狀鐵芯背部和從該鐵芯背部呈放射狀突出而形成且在各末端形成多個感應齒的多個主極構成，所述多相繞組纏繞于該定子鐵芯的各個主極，所述轉子元件由被設置為相對于該定子在徑向隔著氣隙且可自由旋轉且由磁性材料形成的一對環狀的轉子磁極以及被該兩轉子磁極夾持且被軸向磁化的永久磁鐵構成，在一對轉子磁極，在與定子對置的外周或者內周以等齒距T形成規定數量的磁齒，并且以各磁齒相互錯位T/2的方式配置一對轉子磁極。而且,在一對轉子磁極的內周或者外周,相對于該轉子磁極的磁齒，設置處于規定的位置關系的切口部，并且使一對轉子磁極中的一轉子磁極的切口部和相對于這一轉子磁極表里相反的另一轉子磁極的切口部在軸向吻合，在一轉子磁極的各磁齒和另一轉子磁極的各磁齒沿周向形成T/2的相位差。在這樣的本專利技術的混合型旋轉電機中，將設置于一對轉子磁極的內周或者外周的切口部設定于相對于任意的基準位置錯位T/4的位置，使各切口部在軸向吻合地配置兩個轉子磁極，以使一對轉子磁極中的一轉子磁極的切口部相對于基準位置的磁齒向旋轉方向的一方錯位T/4，相對于該轉子磁極表里相反的另一轉子磁極的切口部相對于基準位置的磁齒向旋轉方向的另一方錯位T/4。并且，在上述的本專利技術的混合型旋轉電機中，在一對轉子磁極的內周或者外周設置第I、第2切口部，當m為I以上的整數時，能夠將兩切口部配置在相對于規定數量的磁齒的齒距T錯位(mT + T/2)的位置，并且能夠在使一對轉子磁極中的一轉子磁極的第I切口部和另一轉子磁極的第2切口部在軸向吻合的狀態下進行配置，所述另一轉子磁極配置成與該一轉子磁極為表里相反的關系。 根據本專利技術的混合型旋轉電機，由于通過使一對轉子磁極中的一轉子磁極的切口部和相對于該一轉子磁極表里相反的另一轉子磁極的切口部在軸向吻合，能夠在一轉子磁極的各磁齒和另一轉子磁極的磁齒沿周向形成T/2的相位差，因此能夠通過簡單的結構使轉子非常易于組裝。特別是，如果將設置于一對轉子磁極的內周或者外周的切口部設定在相對于任意的基準位置錯位T/4的位置的話，由于通過以各切口部在軸向吻合的方式配置構成轉子元件的一對轉子磁極，兩轉子磁極的各基準位置從切口部向旋轉方向的一方和另一方各錯位轉子磁齒的齒距的1/4，所以兩轉子磁極的各基準位置變成相互錯位1/2齒距，結果是各磁齒相互錯位1/2齒距。因此，僅使兩轉子磁極的各切口部在軸向吻合即可使兩者的磁齒錯位1/2齒距。并且，在本專利技術的混合型旋轉電機中，在一對轉子磁極的內周或者外周設置第I、第2切口部，將兩切口部配置在相對于規定數量的磁齒的齒距T錯位(mT + T / 2)的位置的情況下，通過使一轉子磁極的第I切口部和配置成與該一轉子磁極為表里相反的關系的另一轉子磁極的第2切口部在軸向吻合，能夠形成使兩轉子磁極的各磁齒相互錯位T/2的結構，從而能夠通過簡單的結構，使轉子非常易于組裝。附圖說明圖I為示出根據本專利技術的第一實施方式的混合型步進馬達的剖面主視圖。圖2為示出圖I的定子和轉子的關系的俯視圖。圖3為示出圖I的轉子磁極的俯視圖。圖4為示出圖I中的一對轉子磁極的一部分的俯視圖。圖5為示出根據本專利技術的第二實施方式的混合型步進馬達的剖面主視圖。圖6為示出圖5中的轉子磁極的一部分的俯視圖。圖7為示出根據本專利技術的第三實施方式的混合型步進馬達的剖面主視圖。圖8為示出圖7的轉子磁極的俯視圖。具體實施方式第一實施方式圖I示出作為本專利技術的第一實施方式的內轉子型的混合(HB)型旋轉電機的二相HB型步進馬達。并且，圖2是從軸向看到的在該步進馬達中將八主極機的定子和HB型轉子組合后的圖。雖然在圖2中省略了繞組的圖示，但是在作為八主極的繞組極的頭部分別纏繞繞組，并且將纏繞于彼此隔著一個的四個主極的繞組連結而形成一相序分量，利用剩余的四個主極形成另一相序分量，整體形成兩相繞組。定子為采用了不產生不平衡電磁力且高速性良好的八主極結構的例子。定子10由定子鐵芯12和兩相繞組14構成，其中，所述定子鐵芯12由外形為大致四邊形的環狀的鐵芯背部12a和從該鐵芯背部12a呈放射狀向內側突出設置且在周向等間隔排列的八個主極12b構成，所述兩相的繞組14纏繞于各主極12b。在作為繞組極的各主極12b的末端突出設置多個(例如六個)感應齒12c。定子鐵芯12通過層壓多張硅鋼板(薄 板)而構成。由于上述定子鐵芯12呈每90度旋轉對稱狀地構成，所以能夠將硅鋼板依次旋轉90度后將其層壓而構成。如果使轉子磁極每旋轉90度后層壓而構成的話，能夠消除在構成薄板的硅鋼板帶鋼的壓延方向和其直角方向產生的磁導率的差，此外在薄板自身的壓延方向和其直角方向的各位置產生的厚度差的累積得以緩和，從而可以獲得在周向尺寸精度和磁性特性方面沒有偏差的定子鐵芯。該兩相定子10，由配置在圖2中的定子鐵芯12的垂直軸線和水平軸線相互正交的兩條線上的四個主極12b、即每隔90度配置的四個主極12b構成一相序分量(A相/C相)，由剩余的四個相互隔開90度的機械角且從一相序分量主極隔開45度的機械角而配置的主極12b形成二相序分量(B相/D相)。在各相中，每隔90度的四個主極12b在向繞組14通電時被勵磁為相互異極。在所述定子10的軸向兩側固定支架16A/16B，通過分別被其保持的軸承18A/18B本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合型旋轉電機，該混合型旋轉電機包括：定子，其具有定子鐵芯和多相繞組，其中，所述定子鐵芯由環狀鐵芯背部以及從所述鐵芯背部呈放射狀地突出形成且在各末端形成多個感應齒而形成的多個主極構成，所述多相繞組纏繞于該定子鐵芯的各所述主極；轉子，其具有轉子元件，所述轉子元件由一對環狀的轉子磁極和環狀的永久磁鐵構成，其中，該一對環狀的轉子磁極被設置為相對于所述定子在徑向隔著氣隙且可自由旋轉，并且由磁性材料形成，該環狀的永久磁鐵被所述一對轉子磁極夾持且被軸向磁化，所述一對轉子磁極在與所述定子對置的外周或者內周以等齒距T形成有規定個數的磁齒，所述一對轉子磁極被配置為各磁齒相互錯位T/2，在所述一對轉子磁極的內周或外周設置有相對于所述轉子磁極的磁齒處于規定的位置關系的切口部，使所述一對轉子磁極中的一轉子磁極的所述切口部和相對于所述一轉子磁極表里相反的另一轉子磁極的所述切口部在軸向吻合，一轉子磁極的各磁齒和另一轉子磁極的各磁齒沿周向形成T/2的相位差。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：阮成忠，菊地范芳，
申請(專利權)人：日本電產伺服有限公司，
類型：發明
國別省市：