磁阻电动机以及磁阻电动机用定子的磁石制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在小型化和降低振动的同时，能够抑制制造成本的上升，并能容易的与现有技术下的ＤＣ电动机进行替换的新型结构的磁阻电动机。该磁阻电动机突极的数量为２ｍ（ｍ为大于等于１的自然数），在各个突极１１前端相邻的缝隙间设置相对的磁极为同极、且该磁极与上述突极１１的前端侧边部相连的共计２ｍ个的磁石１２，或者，在假定设置有上述磁石的状态下取走一部分磁石，在突极上施加以绕组的定子；和当设定突台部２１的数量为ｎ（ｎ为１以外的自然数）时，设有当ｎ／ｍ为大于２的自然数的突台部２１与上述突极１１相对的极齿或者磁性抵抗削弱部的转子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是完全新构造的磁阻电动机以及磁阻电动机用定子的磁石。众所周知，有不必使用高价格永久磁石的转换磁阻电动机(以下，称为SR电动机) (参见技术文献1)。这种SR电动机有固定子和集中绕组的相线圈，在缠绕该相线圈时，使相互面对的突极分别呈现N极和S极。各相通过半导体电源开关进行切换运转。SR电动机的旋转子上没有相线圈，一般在旋转子的数量比固定子的磁极数量少2个的情况下组成突极，但是也有其他的组合方法。也就是说，广泛使用的是3相机使用6个固定子，4个旋转子，4相机使用8个固定子，6个旋转子，但是也有其他的组合方法。因为这种SR电动机是与相电流的脉冲电流同期产生的，所以必须检测出旋转子位置的编码信号。也就是说，SR电动机通过旋转子位置的传感器检出信号，通过使固定子相线圈的脉冲信号与半导体开关同步化这种控制方法，来使旋转子旋转。这种SR电动机的优势在于高效率的运转。另外，将其与无刷DC电动机进行比较，发现因为SR电动机的转子没有使用永久性磁石，所以SR电动机在高离心力的对应(防止磁石的飞散)，运转效率的提升，制造成本方面占有优势(参照技术文献1)。在这种SR电动机的领域中，最近还出现了不带传感器的产品(参照技术文献1，2)。本专利技术的专利技术家为了先一步达到小型高转轴化的目的，开发了具备有线圈和永久磁石这两者的混合型电动机(步进型电动机)(参照特许文献3)。然后，进一步展开本专利技术的基本思路，专利技术了具备有E字型突极的复数个磁性偏转线圈，并通过在E字型突极之间配置筒状磁性体，从而得到提升了能源效率的自我启动型同步电动机(参照特许文献4)。另外，本专利技术的专利技术家还建议开发了追求进一步小型高转轴化的混合磁石型直流电动机(特许文献5)。日经机械1997年2月3日发布No.499 P50---61特开2001-309691号公报(概要书)特开2002-186283号公报(概要书)特开2000-150228号公报(概要书)特开2001-258221号公报(概要书)特开2002-247825号公报(概要书)现有技术下的SR电动机因为是利用磁性抵抗作用来驱动旋转的电动机，所以为了使转距增大，必须使空气间隙小型化。由于必须使空气间隙极小化才能达到使采用了这种原理制造的SR电动机小型化的目的，所以很难使这种SR电动机小型化。另外，因为SR电动机有容易振动过大的倾向，所以不能适用于高性能的电子设备。作为本专利技术的专利技术家之一的荻野先生，专利技术了如上所述的混合型磁石，并进一步展开该混合型磁石，创作出了步进型电动机，自我启动型同步电动机，以及混合磁石型直流机。但是，对电动机进行的展开并没有如所想的那样获得成功。其主要原因是特许文献3、4、5的步进型电动机，同步电动机，直流机采用了过于特殊的结构，其制造成本太高。另外，还有因为结构特殊，所以难于展开，难于与现有技术下的电动机，特别是小型DC电动机进行替换。另外，本专利技术的专利技术家们开发了以1个混合型磁石构成1个突极，将复数个同一形状的混合型磁石呈圆环状的进行配置的电动机，并在杂志上发表了该专利技术(2002年12月20发行的1月号P80-P81)。但是，在电动机方面单单展开这种混合型磁石所构成的产品，在振动方面并不能完全满足需要。另外，在电动机方面进行展开时，必须考虑到如何有效的利用磁通，而本专利技术在这方面做的也不够完善。本专利技术为了解决上述问题，提供一种在小型化和降低振动的同时，能够抑制制造成本的上升，并能容易的与现有技术下的DC电动机进行替换的，新型结构的磁阻电动机。另外，其他的专利技术希望能够提供提升了制造利用混合型磁石的磁阻电动机用定子的制造效率，降低了磁阻电动机价格的磁阻电动机用定子的磁石。为了达成上述目的，本专利技术的技术方案在于，一种磁阻电动机，其是通过在定子和转子之间发生的磁阻变化来得到旋转转距的磁阻电动机，其包括设定突极的数量为2m(m为大于等于1的自然数)，在各个突极前端相邻的缝隙间设置相对的磁极为同极、且该磁极与上述突极的前端侧边部相连的共计2m个的磁石，或者，在假定设置有上述磁石的状态下取走一部分磁石，在突极上施加以绕组的定子；和当设定突台部的数量为n(n为1以外的自然数)时，设有当n/m为大于2的自然数的突台部与上述突极相对的极齿或者磁性抵抗削弱部的转子。本专利技术的磁阻电动机能够通过设置定子突极的数量为偶数，来获取机械性平衡良好的定子。而且，因为磁石是嵌入在各个突极之间的，所以定子呈近圆形，能获得更加良好的机械平衡。通过这种结构，有利于降低振动。另外，本专利技术的磁阻电动机因为是同向相对的嵌入磁石，所以通过激磁使嵌入在磁石N极和N极之间的突极成为N极，激磁使嵌入在磁石S极和S极之间的突极成为S极，使激磁时的磁通与磁石的磁通之间获得强有力的协作关系，提升作用在转子上的力。因此，能够扩大定子和转子之间的空气间隙，达到使磁阻电动机小型化的目的。另外，本专利技术的磁阻电动机由于能够使其结构与现有技术下的小型DC电动机和磁阻电动机的结构基本相同，所以不需提高制造成本就能够与小型DC电动机进行置换。另外，本专利技术在上述磁阻电动机的基础上，在所说的绕组上使电流流动，而驱动转动，以使所说的磁石的N极和夹在N极间的突极在被激磁时而成为N极，所说的磁石的S极和夹在S极间的突极在被激磁时而成为S极，并且，至少形成一组受N极激磁的突极和受S极激磁的突极。本专利技术将嵌入在磁石N极和N极之间的突极作为N极进行激磁，将嵌入在磁石S极和S极之间的突极作为S极进行激磁。因此，使激磁时的磁通能够流动顺利，同时，使激磁的磁通和磁石的磁通之间的获得强有力的协作关系，提升作用在转子上的力。因此，能够扩大定子和转子之间的空气间隙，使磁阻电动机能够达到小型化的目的。另外，本专利技术在上述专利技术的基础上，设定m为2，驱动相数为4，所说的各绕组分别按同一方向缠绕，使流动在各绕组上的电流方向总是相同方向。本专利技术的磁阻电动机由含有4个突极的4相驱动电动机组成。而且，因为绕组分别按同一方向卷起，电流一般是向同一方向流动的，所以能够采用简单的结构，简单的回路。另外，设定m为大于等于4的整数，驱动相数大于等于4。这样，定子的突极数量达到8个以上，且是4相驱动，所以转矩脉动的影响变得极小，进一步降低了振动。另外，本专利技术在上述的磁阻电动机基础上，还能够检测出所说的转子的旋转位置，然后切换流动在所说的绕组上的电流。这样，也就是说采用转换磁阻电动机的话，通过高级程序的设计控制流动在绕组内的电流，能够获得可以流畅旋转的电动机。而且，作为检出转子旋转位置的方法，可以采用利用传感器等位置检出部材的产品，以及通过检出在绕组产生的反电流和反电动势来检测出旋转位置的所谓传感器方式等。进而，本专利技术在上述的基础上设定m为3的倍数(包括1)，驱动相数为3；或者设定m为2的倍数(包括1)，驱动相数为4，来作为步进型电动机进行运转。这样，即使驱动相数很少，也能够作为电动机使用。由此，能够扩大由本专利技术扩展的范围，达到降低各个部件价格的目的。另外，在4相驱动的场合下，也能够作为小型DC电动机兼用。另外，其他专利技术在上述基础上，设定m为大于等于4的整数，驱动相数大于等于2小于等于m。这种磁阻电动机因为有2组以上的基本相数，而且定子的突极数量大于等于8个，所以在获得良好的电磁性平衡的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁阻电动机，其是通过在定子和转子之间发生的磁阻变化来得到旋转转距的磁阻电动机，其包括：设定突极的数量为２ｍ（ｍ为大于等于１的自然数），在各个突极前端相邻的缝隙间设置相对的磁极为同极、且该磁极与上述突极的前端侧边部相连的共计２ｍ个 的磁石，或者，在假定设置有上述磁石的状态下取走一部分磁石，在突极上施加以绕组的定子；和当设定突台部的数量为ｎ（ｎ为１以外的自然数）时，设有当ｎ／ｍ为大于２的自然数的突台部与上述突极相对的极齿或者磁性抵抗削弱部的转子。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻野三四郎，横尾嘉也，
申请(专利权)人：株式会社起源，横尾嘉也，
类型：发明
国别省市：JP[日本]