小型电动机制造技术

本发明专利技术提供一种小型电动机，其中磁场对转子铁心的磁力不平衡，使转轴在轴承内朝一定方向偏移，同时力矩不降低，并能防止转速不均、力矩波动和齿槽效应力矩的增大。用轴承在两端支承固定有转子铁心２５的转轴２４自由转动。与该转子铁心相对的磁铁２８的磁化方式为对转子３０的旋转驱动起作用的那部分磁力能取得平衡，而对吸引转子铁心２５起作用的那部分磁力不平衡，使转轴在轴承内朝一定方向偏移。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够防止由转轴晃动所引起的噪声和摇摆回旋等情况的小型电动机。图26、27示出极普通的带铁心小型电动机的例子。在图26、27中，杯状机壳1的开口端固定端有端板2。在机壳1的底部中央及端板2的中央通过深冲加工形成圆筒部，其中分别压入烧结含油轴承3、3，由这两个轴承支承转轴4自由旋转。在机壳1内部，转轴4压入转子铁心5的中心孔中。转子铁心5具有适当数量(图中为3个)的凸极，在各凸极上卷绕驱动线圈6。机壳1的内周面上固定环状的驱动用磁铁8，磁铁8的内周面与转子铁心5的外周面隔开适当间隙，彼此相对。上述转子铁心5和驱动线圈6构成转子10。通过固定在转轴4上的整流子7和电刷9，向驱动线圈6供电，并且根据转子10的旋转位置切换电流，从而连续地驱动转子10旋转。为了使上述小型电动机容易组装，并且防止轴承3和转轴4发热胶着，如图28所示，在轴承3与转轴4之间有必要设置适当的间隙。图28中将间隙11极端地夸大了。如上所述，在轴承3与转轴4之间设置间隙11，则转子10由于磁场的吸引力而在上述间隙11的范围内振动，转轴4冲撞轴承3，产生噪音。另外，如图29所示，转轴4摇摆回旋，描出一个圆锥体。若将这样的小型电动机用作为盘片驱动装置的主轴电动机，则会发生由于振动和摇摆回旋而产生信息号读出误差的问题。或者用于音响器材时，会存在录、放音失真情况恶化的问题。因此，为了防止小型电动机的噪声和摇摆回旋，而形成各种方案。实开昭62-115765号或实开平1-113558号公报中记载的方案即为其例。这些方案将磁场对转子铁心的磁力设置成不平衡状态，使转轴在轴承内偏向一定的方向。具体而言，使转子的中心偏置，又将驱动磁铁的厚度连续改变，有意使转子铁心与磁铁的间隙不均匀，或者将截面呈C型的多块磁铁以不等的间隔配置，或者局部改变磁铁的磁化强度。此外，可采用截面呈C型而材料不同的多块磁铁，或者在截面呈C型的多块磁铁中形成通孔、切口、凹坑等，使磁铁变形。但是，上述已有的小型电动机存在下列问题。①由于磁铁和转子铁心的间隙增大、磁中性点偏离、不饱和磁化等因素，所发生的力矩减小。②磁铁中通孔、缺口、凹坑等的形成使磁铁成本增大，组装时要监督磁铁的方向，因而组装成本提高。③使磁铁的厚度、宽度、长度、内径的偏心量等产生差异，会增加部件的种类，管理变得复杂。④为了使磁铁轴向(スラスト方向)固定位置形成差异，需要特殊的装置和工序。⑤由于磁力不平衡，转速的不均匀、力矩波动以及齿槽效应力矩会增强。图30示出上述已有小型电动机的结构与力矩降低、转速不均、力矩波动增大、齿槽效应力矩增加的关系。图中，S、N分别表示磁极，○表示非磁化部，Lc表示与磁铁相对的铁心的轴向磁中心位置。图30(a)、(b)是特开昭62-115765号公报中记载的例子，它局部改变转子铁心与磁极的间隙或磁化情况，其局部磁通降低，因而，力矩有损失，转速也变得不均匀。图30(c)、(d)是上述公报中记载的其它例子，它将非磁化部宽度设置成有差异，磁化位置偏离了能够得到最大性能的位置，因而齿槽效应增大，且力矩有损失。图30(e)、(f)是上述公报中记载的又一例子，磁极的宽度有差异，在宽度小的磁极部分力矩有损失，此外，齿槽效应也增大。图30(g)、(h)如实开平1-113558号公报图2实施例那样，连续性地改变磁铁与铁心的间隙，磁通密度的分布因磁极而异，故而力矩波动增大。图30(i)、(j)如上述公报附图说明图12实施例那样，改变磁铁的厚度，从而连续性地改变气隙宽度，齿槽效应增大。本专利技术为解决上述已有技术的问题而作，目的在于提供一种小型电动机，其磁场对转子铁心的磁力处于不平衡状态，转轴在轴承内朝一定方向偏移，同时，力矩不会降低，并能防止转速不均、力矩波动以及齿槽效应力矩的增大。图1是本专利技术的小型电动机第1实施例的正剖视图。图2是图1中A-A线处的剖视图。图3是上述实施例中磁铁的展开图和磁通密度分布图。图4是侧剖视图，示出本专利技术中沿径向加在转轴上的力。图5是上述径向作用力各种情况的斜视图。图6是本专利技术的小型电动机第2实施例的侧剖视图。图7是图6中的C-C、D-D、E-E线各处的剖视图。图8是上述实施例中磁铁及其变形例的展开图和磁通密度分布图。图9是上述实施例的侧剖视图。图10是本专利技术的小型电动机第3实施例的正剖视图。图11是上述实施例中磁铁及其变形例的展开图和磁通密度分布图。图12是本专利技术的小型电动机第4实施例的侧剖视图。图13是上述实施例中磁铁的展开图和磁通密度分布图。图14是本专利技术的小型电动机第5实施例不同位置处的正剖视图。图15是上述实施例中磁铁的展开图和磁通密度分布图。图16是本专利技术的小型电动机第6实施例的磁铁展开图和磁通密度分布图。图17是本专利技术的小型电动机另一实施例各种磁铁展开图和磁通密度分布图。图18是本专利技术的小型电动机再一实施例的磁铁展开图和磁通密度分布图。图19是上述实施例的侧剖视图。图20是上述实施例的正剖视图。图21是本专利技术的小型电动机第7实施例的纵剖视图。图22是图21中C-C、D-D、E-E线处的横截面图。图23是上述第7实施例和第8至第11实施例中的磁铁展开图及其磁通密度分布图。图24是本专利技术的小型电动机另一实施例的横截面图。图25是本专利技术的小型电动机再一实施例的剖视图。图26是已有小型电动机的侧剖视图。图27是上述电动机的正剖视图。图28是显示上述已有实例中转轴与轴承关系的正剖视图。图29是显示上述已有实例中转轴摇摆旋转情形的斜视图。图30是已有小型电动机中各种磁铁的展开图和其磁通密度分布图。在说明本专利技术的各个实施例之前，先对在轴承中使转轴朝一定方向偏移的作用力的方向进行定义。在图4中，转轴24两个端部由轴承23、23支持。在转轴24上一体化设置转子铁心25，构成转子30，转子铁心25的外周面与环状驱动用磁铁28的内周面隔开一定间隙，彼此相对。将作用在转轴24上，以防止其在轴承23、23中振动式摇摆回旋的径向设为f。上述磁铁28中，如图5所示，主磁极沿圆周方向交替设置。因此，作用在转轴24上的径向力根据其与主磁极的夹角定义如下f1一个主磁极圆心角的中心方向作用力。f2相对于f1转角错开180°方向上的作用力。f3相对于一个主磁极圆心角的中心方向作用力电角错开90°方向上的作用力。f4相对于f3转角错开180°方向上的作用力。作为施加这些作用力f1～f4，从而使转轴偏移的装置，有图5(a)～(d)所示各种。亦即(a).在轴承之一所支持的转轴24的一个端部施加f1，在另一轴承所支持的转轴24的另一端部也施加f1。(b).在轴承之一所支持的转轴24的一端施加f1，而在另一轴承所支持的转轴24的另一端施加f2。(c).在轴承之一所支持的转轴24的一端施加f3，在另一轴承所支持的转轴24的另一端也施加f3。(d).在轴承之一所支持的转轴24的一端施加f3，而在另一轴承所支持的转轴24的另一端施加f4。接着，对转轴做成偏移的各个实施例进行说明。在图1至图3的第1实施例中，杯状机壳21的开口端固定有端板22。在机壳21的底部中央以及端板22的中央，与前述已有实例一样，压入烧结含油轴承，转轴24由该轴承支承，可自由转动，但图中未示出。在机壳21中，将转轴24压入转子铁心25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型电动机，具有： 固定于转轴上的转子； 与该转子相对的驱动用磁铁； 支承固定上述转子的转轴自由转动的轴承， 其特征在于： 在上述驱动用磁铁中形成这样的磁化方式，即对转子的旋转驱动起作用的那部分磁力取得平衡，而对吸引上述转子起作用的那部分磁力不平衡，使上述转轴在上述轴承内朝一定方向偏移。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：坂下志，山下淳，
申请(专利权)人：三协精机制作所株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]