无刷马达制造技术

无刷马达2变成4极6槽结构，包括定子11、及具有歪斜结构的转子12。在磁铁19的轴方向两端部设置有第一突出部31及第二突出部32。各突出部31、32从定子芯14的轴方向端部的突出量OH1、突出量OH2不同。磁铁19使用稀土类磁铁，其磁取向变成极取向。将歪斜角θ设定成30°～50°(电气角)，并且将突出量的比OH2/OH1设定成1.5～2.5。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无刷马达
本专利技术涉及在无刷马达中产生的推力方向的电磁力的减少，且特别涉及一种包括歪斜结构的无刷马达中的推力方向的电磁力减少技术。
技术介绍
从前以来，作为减少无刷马达(以下，略记为马达)的转矩波动(torqueripple)或齿槽效应(cogging)的手段，已知有使磁极的极性切换的位置(磁极边界位置)沿着轴方向在旋转方向上移动的所谓的歪斜结构。歪斜结构的马达减少转矩波动或齿槽效应，另一方面，磁极边界位置倾斜，因此通过由磁的吸引排斥所产生的旋转力的轴方向成分，而在推力方向上产生力(沿着旋转轴延伸方向的力：推力电磁力)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2009-213282号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题若在马达内产生推力电磁力，则通过其增减(波动)而在推力方向上产生振动。其结果，例如在包括齿轮变速机构的马达中，齿轮的咬合状态因推力振动而变得不连续，其成为声音或振动的产生原因。尤其，推力电磁力或其波动在磁极数少的马达中显著。进而，若使用利用磁力大的稀土类元素的磁铁(以下，称为稀土类磁铁)，则推力电磁力或其波动进一步增大。图10(a)是表示磁极的倾斜角与磁极数的关系的说明图，图10(b)是表示磁极数与推力电磁力的峰至峰(peak-to-peak，P-P)值的关系的说明图。如根据图10(a)而可知，若将磁铁外径设为Dm，将歪斜角设为θs(机械角)，将磁铁轴方向长度设为Lm，则磁极的倾斜角θm可由θm＝tan-1[{Dm×π×(θs/360)}/Lm]表示。在此情况下，当将电气角的歪斜角设为固定时，伴随磁极数增加，机械角的歪斜角θs变小。因此，若在2极3槽(2P3S)×n(整数)规格的马达中，将歪斜角(电气角)设为固定，则在(ⅰ)4极(6槽：4P6S)、(ⅱ)6极(9槽：6P9S)、(ⅲ)8极(12槽：8P12S)的各规格的马达中，随着极数与槽数的最小公倍数(ⅰ：12、ⅱ：18、ⅲ：24)变小，歪斜角θs(机械角)变大，另外，θm也变大。而且，推力电磁力是因歪斜而产生的旋转方向的力的轴方向成分，因此若磁极的倾斜角θm大，则推力电磁力变大。因此，如图10(b)所示，越是极数与槽数的最小公倍数小的规格，推力电磁力的波动变得越大，在4极规格与8极规格的马达中，推力电磁力的P-P值产生约5倍的差异。另外，作为磁极用的磁铁，若使用磁通密度大的稀土类磁铁，则与使用铁氧体磁铁等利用非稀土类元素的磁铁(以下，称为非稀土类磁铁)的情况相比，磁吸引与排斥增强。因此，通过使用稀土类磁铁，而使马达小型化、高输出化，但推力电磁力进一步变大，其波动也变大。图11(a)是表示使用稀土类磁铁的情况与使用非稀土类磁铁的情况的推力电磁力的大小的说明图，图11(b)是表示旋转角(机械角)与推力电磁力的关系的说明图。如根据图11(a)及图11(b)而可知，稀土类磁铁与非稀土类磁铁相比，推力电磁力约大3.5倍左右，而且其变动也大。因此，使用稀土类磁铁的马达的推力振动也变大，变得容易产生声音或振动。解决问题的技术手段本专利技术的无刷马达具有：定子，包括沿着圆周方向形成有六个朝径向内侧延长的齿的定子芯、及卷绕在所述齿并被收容在槽内的线圈，所述槽形成在邻接的所述齿间；以及转子，旋转自如地配置在所述定子的径向内侧，包括沿着圆周方向形成有四个磁极的磁铁，所述无刷马达的特征在于：所述磁铁由使用稀土类磁铁的环形磁铁来形成，所述环形磁铁具有磁极的切换位置沿着轴方向在旋转方向上偏移的歪斜结构，并且在其轴方向两端部，具有分别从所述定子芯的轴方向端部朝轴方向延出的第一突出部与第二突出部，所述歪斜结构的歪斜角被设定成电气角30°～电气角50°，所述第一突出部及第二突出部使相对于所述定子芯的轴方向端部的各自的延出量互不相同。在本专利技术中，在4极6槽结构的马达中，将歪斜角设定成电气角30°～电气角50°，并在磁铁的轴方向两端部分别设置从定子芯的轴方向端部朝轴方向延出的突出部。由此，可减少因歪斜结构而产生的推力电磁力，即便在使用稀土类磁铁的情况下，也抑制推力电磁力。其结果，通过歪斜结构来抑制转矩波动或齿槽效应的产生，并也减少推力电磁力或其波动。在所述无刷马达中，作为所述环形磁铁，也可以使用具有以仅在外周面形成磁极的方式被磁化的极取向的磁取向的磁铁。由此，进一步抑制推力电磁力的波动。另外，也可以将形成在所述环形磁铁的一端侧的第一突出部的延出量OH1、与形成在所述环形磁铁的另一端侧的第二突出部的延出量OH2的比OH2/OH1设定成1.5～2.5。由此，有效地抑制推力电磁力的波动。专利技术的效果根据本专利技术的无刷马达，在4极6槽结构的无刷马达中，将歪斜角设定成电气角30°～电气角50°，并在磁铁的轴方向两端部分别设置从定子芯的轴方向端部朝轴方向延出的突出部，因此可减少因歪斜结构而产生推力电磁力或其P-P值。其结果，在使用稀土类磁铁的无刷马达中，也可以抑制推力电磁力或其波动。附图说明图1是表示本专利技术的一实施方式的马达单元的结构的剖面图。图2是表示图1的马达单元中所使用的无刷马达的结构的剖面图。图3是表示磁铁的磁化形态的说明图。图4是表示磁铁的歪斜结构的说明图。图5是表示转子与定子的关系的说明图。图6是表示4极6槽结构的马达中的歪斜角θ(电气角)与推力电磁力的P-P值的关系的说明图。图7是表示4极6槽结构的马达中的突出量的比与推力电磁力的P-P值的关系的说明图。图8是表示磁铁的磁取向与推力电磁力的P-P值的关系的说明图。图9是表示设为极取向、歪斜角40°、突出量的比＝2时的转子旋转角与推力电磁力的关系的说明图。图10(a)是表示磁极的倾斜角与磁极数的关系的说明图，(b)是表示磁极数与推力电磁力的P-P值的关系的说明图。图11(a)是表示使用稀土类磁铁的情况与使用非稀土类磁铁的情况的推力电磁力的大小的说明图，(b)是表示旋转角(机械角)与推力电磁力的关系的说明图。具体实施方式以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。以下的实施方式的目的在于减少包括歪斜结构的无刷马达的推力电磁力，特别是减少极数与槽数的最小公倍数小的规格的马达的推力电磁力或其波动。图1是表示本专利技术的一实施方式的使用无刷马达的马达单元1的结构的剖面图。图2是表示图1的马达单元中所使用的无刷马达的结构的剖面图。图1的马达单元1包含无刷马达2(以下，略记为马达2)、及减速机构部(变速机构)3。马达单元1例如用作汽车的天窗或雨刷装置、电动车窗、电动座椅等的驱动源。在马达单元1中，马达2的旋转轴4的旋转在减速机构部3内得到变速，从输出轴5朝单元外输出。马达2是无刷马达，如图1、图2所示，包含定子11、及旋转自如地配置在定子11内的转子12。定子11包括马达壳体13与定子芯14。马达壳体13形成为有底筒状，定子芯14固定在马达壳体13的内表面。定子芯14是将由磁性体形成的板层叠多块来形成，包含磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无刷马达，具有：/n定子，包括定子芯与线圈，所述定子芯在沿着圆周方向形成有六个朝径向内侧延长的齿，所述线圈卷绕在所述齿并被收容在形成在邻接的所述齿间的槽内；以及/n转子，旋转自如地配置在所述定子的径向内侧，包括沿着圆周方向形成有四个磁极的磁铁，所述无刷马达的特征在于，/n所述磁铁由使用稀土类磁铁的环形磁铁来形成，/n所述环形磁铁具有磁极的切换位置沿着轴方向在旋转方向上偏移的歪斜结构，并且在其轴方向两端部，具有分别从所述定子芯的轴方向端部朝轴方向延出的第一突出部与第二突出部，/n所述歪斜结构的歪斜角被设定成电气角30°～电气角50°，/n所述第一突出部及第二突出部使相对于所述定子芯的轴方向端部的各自的延出量互不相同。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180608 JP 2018-1098991.一种无刷马达，具有：
定子，包括定子芯与线圈，所述定子芯在沿着圆周方向形成有六个朝径向内侧延长的齿，所述线圈卷绕在所述齿并被收容在形成在邻接的所述齿间的槽内；以及
转子，旋转自如地配置在所述定子的径向内侧，包括沿着圆周方向形成有四个磁极的磁铁，所述无刷马达的特征在于，
所述磁铁由使用稀土类磁铁的环形磁铁来形成，
所述环形磁铁具有磁极的切换位置沿着轴方向在旋转方向上偏移的歪斜结构，并且在其轴方向两端部，具有分别从所述定子芯的轴方向端部朝轴方...

【专利技术属性】
技术研发人员：大堀竜，塩田直树，
申请(专利权)人：株式会社美姿把，
类型：发明
国别省市：日本;JP