风扇系统、电动机及凸极式马达技术方案

本发明专利技术提供一种风扇系统、电动机及凸极式马达。在现有的凸极式马达中，因为是两相构造，因此在转矩波动大振动大的缺点、以及铁板的厚度和铁板自身的磁性特性的恶化的影响下，不能增大输出转矩，从而存在不能构成所期望的风扇系统的问题。另外，在这些马达中，也存在因下述原因而产生电蚀等问题，即在定子绕组产生的磁场发生涡电流等的影响下，从转子的轴承保持部经由轴承而漏电。风扇系统的结构为在马达部的一平面内配置有三相绕组。另外，与转子轴连接的转子部分用非导体构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及排气用风扇、换气扇、送风用风扇、冷却用风扇等用马达 驱动的风扇系统、电动机及凸极式马达。
技术介绍
风扇系统被用于通用机器的冷却及送风。这些风扇系统由于多数应用 于常时间运转的用途中，因此， 一方面要求高效率，另一方面要求振动、 噪音小且小型化。通常，在这些风扇系统中使用马达作为驱动源。根据用 途使用各种驱动马达，由在层叠了电磁钢板的定子铁心上实施绕线而构成的齿槽马达(slot teeth motor)来构成。风扇马达由日本特开2001-231192 号公报、日本特开平6-78486号公报所示的马达构成，在定子铁心的 轴向两侧，由被称为绕组端的绕组及以和该绕组不接触的方式配置的保持 轴承的终端托架(endbracket)构成。另夕卜，作为降低振动、噪音的方法，如日本特开平8-70550号公报、 日本特开平&30549号公报、日本特开平8-298740号公报所示，通 过提高定子和轴承部的组装精度、轴和转子的组装精度等各构件精度及组 装精度，抑制由于其误差产生的轴晃动而造成的振动，以实现马达整体的 振动、噪音降低。另外，在制成薄型时优选绕组端不在轴向的马达，如日本特许第 3246724号公报所示，考虑两相凸极式马达。 专利文献l:日本特开2001-231192号公报； 专利文献2:日本特开平6-78486号公报； 专利文献3:日本特开平8-70550号公报； 专利文献4:日本特开平6-30549号公报； 专利文献5:日本特开平8-298740号公报； 专利文献6:日本特许3246724号公报。在上述专利文献1至5中，风扇系统的轴向尺寸由马达的定子铁心、 位于其轴向两侧的绕组端、以及含有终端托架的马达的轴向长度决定。当 使风扇系统薄型化时，受该马达的构造的影响其薄型化有一定的局限。另外，在振动、噪音的问题中，由于转子轴和叶片的连接部细小，存 在叶片相对于轴倾斜的问题。提高这些精度是很困难的。在专利文献6所示的不存在绕组端的凸极式马达中，因为是两相构造， 因此在转矩波动大振动大的缺点、以及铁板的厚度和铁板自身的磁性特性 的恶化的影响下，不能增大输出转矩，从而存在不能构成所期望的风扇系 统的问题。其原因在于由于通过铁板弯曲来构成，因此不能提高磁铁的 残留磁通密度；以及因涡电流从铁板中流过而引起的磁特性劣化及损失增 大。另外，在这些马达中，也存在因下述原因而产生电蚀等问题，即由于 定子绕组产生的磁场发生涡电流等，从转子的轴承保持部经由轴承而漏 电。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种风扇系统及电动机，其将 风扇马达的轴向长度只作为有助于转矩产生的部分而薄型化，高效、振动 噪音小、且也没有电蚀助问题。在风扇系统中，马达部的结构为三相绕组配置在一平面内。 能够提供一种薄型、振动噪音小、且也没有电蚀问题的风扇系统及电 动机。附图说明图1表示本专利技术风扇系统的横截面图；图2表示本专利技术风扇系统的截面图；图3表示本专利技术风扇系统的组装结构的立体图；图4表示将本专利技术的马达结构用多个一相绕组构成时的例子；图5表示通过变更磁铁形状来构成本专利技术的马达结构的例子；图6表示现有的风扇系统结构；图7表示本专利技术和现有的风扇系统的轴向长度的关系； 图8表示将双色成形配置在风扇上的薄型风扇系统的截面图。 符号说明1、 磁铁2、 轴3、 托架4、 定子芯5、 定子绕组6、 轴承7、 叶片8、 结合构件9、 控制基板10、 转子轭铁具体实施方式下面，根据附图说明本专利技术的实施例。 实施例1图1通过截面图表示本专利技术薄型风扇系统的结构。驱动源的结构为-将具有多个相绕组的外旋型的凸极式马达配置在一平面内，并在其转子的轭铁的外侧配置叶片。凸极式马达的结构为在定子芯4的内—部内紫定子绕组5，绕组端部分在定子芯的轴向未露出。在由该定子芯4和定子绕组 5构成的定子上，以通过绝缘板等保证绝缘的方式安装控制基板9，构成 定子组件。该定子组件以与保持轴承的托架3同轴度、直角度而配置，和 通过轴承而保持的轴2相结合的转子轭铁10，配置于转子轭铁10上的磁 铁和定子组件通过空隙在其外侧可旋转，这样构成凸极式马达部。在该凸 极式马达的转子轭铁的外侧配置叶片，且和转子一起旋转而构成风扇系 统。在该风扇系统中，凸极式马达的有助于转矩的定子和转子相对置的部 分可以占据风扇系统的轴向尺寸的一半以上。图2表示该风扇系统的轴向中心位置的截面图。如图所示，凸极式马达在l平面内具有三相绕组，其 绕组端沿定子的中心方向巻绕，因此在轴向不配置绕组端部分。之所以设 定三相是因为与二相比较能够减小转矩的波动。二相时，成为以电角度错开90度的波形重叠的转矩，其波动比较大，而三相时，成为以电角度120 度的等节距的转矩波形的重叠，因此，可以使其波动大幅度降低。另外， 绕组部分的中心，即定子芯的磁轭部分是外侧为圆弧状、内侧为直线的半 圆柱体形状。由此，使有助于交链磁通的外侧圆弧状的绕组增多，使绕组 端减少，而且，能够容易地进行保持绕组的整列性的绕线。风扇的叶片在该例中显示8枚，但对于12齿、14级的马达，选定的 叶片数避开了其转矩波动容易出现的次数的叶片数，由此，可以得到没有 下述部位的马达，该部位因共振现象，在某旋转数、负荷区域因共振等而 造成共振噪音变大。在图3中，示出了用三维立体图表示用截面图表示的结构。作为组装 顺序，将定子绕组5配置于托架3和下定子芯4b上，并用上定子芯4a夹 持而构成定子组件。通过配置在轴承保持部的轴承来保持转子，所述转子 通过使环状的磁铁1与转子轭铁10进行连接等而进行配置，将叶片安装 在该转子轭铁的外侧。图4表示变更了绕组配置的凸极式马达的例子。图1至图3所示的在 一平面内配置有三个绕组的凸极式马达，由于每一相的转矩以及径向的磁 力发生在各相，因此，被认为其成为振动和噪音的原因。通过如图4所示 将同相的绕组配置在大致错开180度的位置上，在径向发生的电磁力和在 每一相发生的值相等，因此能够抵消。通过进行该绕组配置，可以降低马 达的振动、噪音。图5表示磁铁形状的一例。在图4所示的例子中，虽然振动噪音能够 降低，但绕组端部分变多，从而存在平均单位体积的输出转矩降低的问题。 因此，如图1至图3所示的用3个绕组构成的马达在确保输出方面是理想 的。在用3个绕组构成的凸极式马达中，作为降低振动、噪音的方法，根 据磁铁的形状来降低转矩波动，如图5所示，通过改变磁铁的间隙面的空 隙、即将磁铁做成圆弧形状，能够平滑地改变空隙磁通密度分布，且通过 实现感应电压的正弦波化而能够降低振动噪音。在双色成形磁铁转子中，即使该磁铁形状是复杂形状时，因用模具成形可以得到高精度的磁极形状，因此，能够得到这样的圆弧形状。另外，在双色成形方法中，如图5 (b)所示，将磁铁1高精度地配置在转子轭铁10上，从而可以使轭铁和 磁铁一体化。由此，因为磁极的节距固定，因此可以降低齿槽转矩、降低 噪音。另外，因为可以将转子轭铁10和磁铁一体化，所以转子侧的构件 可以不用软磁性材料的构件构成。图8表示将双色成形磁铁转子安装于薄 型风扇的例子。在该例中，由于转子轭铁IO与磁铁一体化，可以在风扇 上配置高精度的磁铁，因此可以期待所述的噪音降低效果。另外，由于和 图8的转子轴2接连的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风扇系统，其具有具备定子和转子的马达部，其特征在于，　　　　所述马达部用凸极式马达构成，　　　　所述凸极式马达在一平面内配置有三相绕组。

【技术特征摘要】
JP 2006-9-25 2006-2582241.一种风扇系统，其具有具备定子和转子的马达部，其特征在于，所述马达部用凸极式马达构成，所述凸极式马达在一平面内配置有三相绕组。2. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 所述定子和转子相对置的区域被构成为风扇系统整体的轴向尺寸的一半以上。3. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 所述定子和转子相对置的区域具有成为所述马达部的轴向尺寸的结构的马达。4. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 所述马达是外旋型马达，在所述转子的外侧构成有叶片部。5. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 所述绕组的轴向尺寸比所述定子和转子相对置的区域的轴向尺寸小。6. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 在所述马达上配置有保持旋转轴的轴承部， 所述轴承部被配置在所述定子和转子相对置的区域尺寸内。7. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 在将表示所述马达部的平均间隙表面积的输出的系数设定为k(N/m2)、将连续驱动时需要的转矩设定为T (N，m)、将马达的间隙部 的直径设定为D (m)时，风扇系统的轴向长度LL满足LL〈4'T/ (D2*兀 k)的关系。8. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 与转子轴连接的转子部分用非导电体构成。9. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于， 所述转子具有将永久磁铁和压粉磁心轭铁一体成形而成的双色成形磁铁。10. 如权利要求1所述的风扇系统，其特征在于，所述转子的永...

【专利技术属性】
技术研发人员：榎本裕治，天野寿人，伊藤元哉，森永茂树，正木良三，惠比根一秀，远山雄二，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：JP[日本]