混合式永磁旋转电机及其制造方法技术

本发明专利技术的混合式永磁旋转电机通过在各主极上卷绕励磁线圈构成定子。通过在转动轴上固定用一对转子铁芯夹持磁铁材料构成的第一转子单元、和与其相同结构的第二转子单元来构成转子。在定子上安装转子形成组装体。通过在轴方向通过组装体的一半的充磁用磁通，而在轴方向充磁第一转子单元的磁铁材料。通过在轴方向通过组装体的剩余一半的充磁用磁通，来在轴方向充磁第二转子单元的磁铁材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在处理传真机、喷墨打印机、激光打印机或者复印机等的图像的OA设备中使用的混合式(以下简记为HB)永磁旋转电机及其制造方法。
技术介绍
图14、图15表示现有技术的2相HB型步进电动机，图14是纵断面，图15是表示转子铁芯和定子铁芯的关系的正面图。该步进电动机100具有定子110和转子130，定子110具有2相8主极的定子铁芯111，转子130被固定在转动自如地支持在该定子的内部的旋转轴120上。定子110通过从轴方向的两侧用非磁性体形成的支架112、113夹持叠层硅钢板形成的定子铁芯111而构成，在形成在定子铁芯111上的各主极111a上，卷绕被卷绕在线圈架115上的励磁用线圈114。在定子铁芯111上，如图15所示，8个主极朝向内周侧配置成放射状，在各主极111a的尖端上，分别形成多个感应器111b。转子130用一对转子铁芯131、132夹持在轴方向磁化了的圆板状的永久磁铁133构成。在一方的转子铁芯131的周围如图15所示形成多个小齿130a。在另一方的转子铁芯132上也形成相同数目的小齿。各转子铁芯131、132相互偏离1/2齿距而固定在转动轴120上。此外，121、122是轴承。此外，在定子铁芯111的8个主极111a上，如在图15中用A相、B相、A’相、B’相所示那样，在每隔1个的4个上卷绕未图示的1相数量的线圈。在这一场合，由于位于180度相反位置处的主极构成为励磁电流成为相同极性，所以作为径向的法线方向的吸引力始终被抵销，仅出现转子外周的切线方向的转矩成分。但是，在上述的现有技术的构造(全主极构造)中，定子的主极数目多，制造成本高。因此，当把定子作为省主极构造(半主极构造)而取4主极时，例如在把转子铁芯131作为N极性向上侧引出的场合，转子铁芯132作为S极性向下侧引出，发生由于径向吸引力引起的不平衡电磁力，发生由于所谓侧拉引起的力偶，而产生振动或者噪音，定位精度也恶化。另一方面，在美国专利6781260号公报中，公开了4主极的振动小、转矩大的省主极(半主极)构造的步进电动机。在该公报中公开的电动机构造中，在卷绕了线圈的定子内，准备两组用一对转子铁芯夹持环状地在其平面上单极充磁了的永久磁铁的转子单元，以电动机轴为芯使得永久磁铁的充磁磁极的同极相对地进行安装，而且配置得上述两组互相邻接的转子铁芯的小齿的极性互相相同。在这种方式的电动机构造中，因为转子铁芯是4个，所以与现有的2个的结构相比，分散了相应量的半径方向吸引力而得以平衡，因此不存在不平衡转矩力，由于轴承等的间隙引起的振动或者噪音比现有的电机有利，成为低振动低噪音。另外，该步进电动机与图14、15所示的全主极构造的相同尺寸的电动机比较，在理论上可以得到约两倍的转矩。或者在得到与全主极构造的电动机相同的转矩的场合，可以扩大定子和转子之间的气隙，改善不良率和提高可靠性。进而，相对于全主极电动机使用高能的稀土类磁铁，而能够使用廉价的例如铁氧体那样的永久磁铁，因此可以期待降低价格的效果。但是，在美国专利6781260号公报中公开的电动机构造中，需要将两个永久磁铁磁化为逆磁性，未确立适当的磁化方法。亦即永久磁铁通过达到饱和磁通密度的磁通而磁化，但是在转子或者电动机完成后进行磁化的场合，当使用现有已知的使用了空芯线圈的充磁装置同时磁化两个永久磁铁时，因为在轴方向上磁化磁通互相排斥，所以永久磁铁部分的磁化不充分。另外，当把两个永久磁铁每次一个设定时间差进行磁化时，磁化了一方的转子单元永久磁铁的磁通向另一方的转子单元泄漏，有该泄漏磁通以将另一方的转子单元的永久磁铁磁化为和希望的磁性相反的磁性，或者使已经磁化了的另一方的转子单元的永久磁铁去磁的问题。因此现有技术是使用用单体磁铁磁化后的部件组装转子，但是在这样的方法中，有在组装时永久磁铁吸引铁粉或者灰尘致使组装困难，而且使完成的旋转电机的可靠性降低的问题。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种制造方法，它能够在组装旋转电机或者转子后适当地对如美国专利6781260号公报中公开那样的、转子包含两组转子单元的HB式永磁旋转电机的两个永久磁铁进行磁化。另外，本专利技术的第二目的是提供适合上述制造方法的HB式永磁旋转电机。本专利技术的第一形态的HB式永磁旋转电机的制造方法的特征在于，为实现上述第一目的，从多边形或者环状的磁性体放射状设置多个主极，在各主极的尖端上形成有多个感应器的定子铁芯的各主极上，卷绕励磁线圈而构成2相4主极、3相3主极或者5相5主极的定子，把在外周面上有多个小齿、在圆周方向偏离小齿的1/2齿距而配置的两个转子铁芯之间夹持磁铁材料构成的第一转子单元、和与该第一转子单元相同结构的第二转子单元固定在共同的转动轴上，使接近的转子铁芯的小齿的位置相同而构成转子，通过配置在第一转子单元的外侧的第一支架和配置在第二转子单元的外侧的第二支架，相对于定子确保规定的气隙而转动自如地组装转子，通过在组装体的外部使用轭将包含第一支架侧的转动轴的部分和定子铁芯的外周部连结起来的第一充磁用磁路，使磁化磁通在轴方向上贯通第一支架以及第一转子单元，并相对于转动轴大致垂直地贯通定子铁芯，从而使得贯通组装体的轴方向的大约一半，而在轴方向上磁化第一转子单元的磁铁材料，通过在组装体的外部使用轭将包含第二支架侧的转动轴的部分和定子铁芯的外周部连结起来的第二充磁用磁路，使磁化磁通在轴方向上贯通第二支架以及第二转子单元，并相对于转动轴大致垂直地贯通定子铁芯，从而贯通组装体的轴方向的剩余的大约一半，在轴方向上将第二转子单元的磁铁材料磁化为和第一转子单元的磁铁材料相反方向。根据上述第一形态，因为在定子上安装转子后磁化磁铁材料形成永久磁铁，所以在旋转电机的组装中铁粉或灰尘不会附着在转子上，组装作业变得容易，而且能够提高旋转电机的可靠性。另外，通过使用具有上述那样的轭的充磁装置，能够以分别相反的极性适当地磁化第一、第二转子单元的永久磁铁。进而，通过使用具有轭的充磁装置，与使用利用了现有的空芯线圈的充磁装置的场合比较，能够以小的电力进行充磁。此外，被组装的旋转电机具有两组分别包含永久磁铁的转子单元，因此与现有的具有一组转子单元的场合比较，各个永久磁铁的磁通密度即使小也足够，能够使用粘结磁铁或者铁氧体磁铁那样的磁铁材料的成本便宜的磁铁，与使用钕磁铁等昂贵的磁铁材料的磁铁的现有的结构比较，能够降低旋转电机整体的成本。另外，因为转子具有两组转子单元，所以定子的主极数至少能防止发生不平衡转矩，能够抑制由于不平衡转矩引起的振动、噪音等的发生，同时简化绕线，容易进行定子的组装作业。在第一形态中，也可以使用同时具有第一充磁用磁路和第二充磁用磁路的充磁装置，同时磁化第一转子单元的磁铁材料和第二转子单元的磁铁材料，还可以在使用仅具有第一充磁用磁路以及第二充磁用磁路一方的充磁装置而磁化第一转子单元的磁铁材料后，从充磁装置取出组装体，使轴方向反转并再次设置到充磁装置内，磁化第二转子单元的磁铁材料。所谓“接近的转子铁芯”不仅指两个转子铁芯直接接近形成一个转子铁芯的场合，也指两个转子铁芯在中间夹持其他部件而接近的场合。本专利技术的第二形态的HB式永磁旋转电机的制造方法的特征在于，为实现上述第一目的，从多边形或者环状的磁性体放射状设置多个主极，在各主极的尖端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＨＢ式永磁旋转电机的制造方法，其特征在于：从多边形或者环状的磁性体放射状地设置多个主极，在尖端上形成有多个感应器的定子铁芯的各主极上，卷绕励磁线圈而构成２相４主极、３相３主极或者５相５主极的定子，把在外周面上有多个小齿并在圆周方向错开小齿的１／２齿距地配置的两个转子铁芯之间夹持磁铁材料构成的第一转子单元、和与该第一转子单元相同结构的第二转子单元固定在共同的转动轴上，使得接近的转子铁芯的小齿的位置相同，而构成转子，通过配置在所述第一转子单元的外侧的第一支架、和配置在所述第二转子单元的外侧的第二支架，相对于所述定子确保规定的气隙地转动自如地组装所述转子，通过在组装体的外部使用轭将包含所述第一支架侧的所述转动轴的部分和所述定子铁芯的外周部连结起来的第一充磁用磁路，使磁化磁通在轴方向贯通所述第一支架以及所述第一转子单元，并相对于所述转动轴近似垂直地贯通所述定子铁芯，由此贯通所述组装体的轴方向的大约一半，在轴方向磁化所述第一转子单元的磁铁材料，通过在组装体的外部使用轭将包含所述第二支架侧的所述转动轴的部分和所述定子铁芯的外周部连结起来的第二充磁用磁路，使磁化磁通在轴方向贯通所述第二支架以及所述第二转子单元，并相对于所述转动轴近似垂直地贯通所述定子铁芯，由此贯通所述组装体的轴方向的剩余的大约一半，在轴方向上在与上述第一转子单元的磁铁材料相反的方向磁化所述第二转子单元的磁铁材料。...

【技术特征摘要】
JP 2006-2-28 2006-052907;JP 2006-9-29 2006-2662271.一种HB式永磁旋转电机的制造方法，其特征在于从多边形或者环状的磁性体放射状地设置多个主极，在尖端上形成有多个感应器的定子铁芯的各主极上，卷绕励磁线圈而构成2相4主极、3相3主极或者5相5主极的定子，把在外周面上有多个小齿并在圆周方向错开小齿的1/2齿距地配置的两个转子铁芯之间夹持磁铁材料构成的第一转子单元、和与该第一转子单元相同结构的第二转子单元固定在共同的转动轴上，使得接近的转子铁芯的小齿的位置相同，而构成转子，通过配置在所述第一转子单元的外侧的第一支架、和配置在所述第二转子单元的外侧的第二支架，相对于所述定子确保规定的气隙地转动自如地组装所述转子，通过在组装体的外部使用轭将包含所述第一支架侧的所述转动轴的部分和所述定子铁芯的外周部连结起来的第一充磁用磁路，使磁化磁通在轴方向贯通所述第一支架以及所述第一转子单元，并相对于所述转动轴近似垂直地贯通所述定子铁芯，由此贯通所述组装体的轴方向的大约一半，在轴方向磁化所述第一转子单元的磁铁材料，通过在组装体的外部使用轭将包含所述第二支架侧的所述转动轴的部分和所述定子铁芯的外周部连结起来的第二充磁用磁路，使磁化磁通在轴方向贯通所述第二支架以及所述第二转子单元，并相对于所述转动轴近似垂直地贯通所述定子铁芯，由此贯通所述组装体的轴方向的剩余的大约一半，在轴方向上在与上述第一转子单元的磁铁材料相反的方向磁化所述第二转子单元的磁铁材料。2.根据权利要求1所述的HB式永磁旋转电机的制造方法，其特征在于使用同时具有所述第一充磁用磁路以及所述第二充磁用磁路的充磁装置，同时磁化所述第一转子单元的磁铁材料和所述第二转子单元的磁铁材料。3.根据权利要求1所述的HB式永磁旋转电机的制造方法，其特征在于在使用仅具有所述第一充磁用磁路以及所述第二充磁用磁路的一方的充磁装置，磁化所述第一转子单元的磁铁材料后，把所述细装体从所述充磁装置中取出，在轴方向上使其反转后再次设置在所述充磁装置内，磁化所述第二转子单元的磁铁材料。4.一种HB式永磁旋转电机的制造方法，其特征在于从多边形或者环状的磁性体放射状地设置多个主极，在尖端上形成有多个感应器的定子铁芯的各主极上，卷绕励磁线圈构成2相4主极、3相3主极或者5相5主极的定子，把在外周面上有多个小齿并在圆周方向上错开小齿的1/2齿距地配置的两个转子铁芯之间夹持磁铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本正文，小林亨，畔上昌彦，茂木康彰，加藤隆弥，大岩昭二，松田靖夫，大西和夫，福岛忠，田中宣基，
申请(专利权)人：日本伺服株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]