混合型旋转电机制造技术

一种混合型旋转电机，目的是在夹持转子的永久磁铁的两个转子磁极的磁齿间通过简单的结构获得磁齿齿距T的1/2的错位角。本发明专利技术，在规定个数的磁齿以等齿距T形成在与定子对置的外周或内周的转子元件的一对转子磁极中，在该一对转子磁极的内周或外周，相对于该转子磁极的磁齿设置处于规定的位置关系的切口部，并且使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部和相对于这一转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部在轴向吻合，在一转子磁极的各磁齿和另一转子磁极的磁齿沿周向形成T/2的相位差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括将多相的绕组缠绕于作为绕组极的多个主极而形成的定子和将永久磁铁夹持在一对转子磁极间而构成的混合型转子的步进马达等混合型旋转电机。
技术介绍
在多用于复印机和打印机等OA设备的步进马达等旋转电机中，要求小型且廉价、高速高转矩、低振动旋转。OA设备处于小型化、低成本化、高速化、低振动化的趋势，且对其驱动马达也同样有小型化、低成本化、高速化、低振动化的要求，而混合型步进马达为满足该要求的方法之一。 一种混合型步进马达，其转子由两个圆板状的转子磁极(转子铁芯)和设置在其间且被轴向磁化的永久磁铁构成，所述转子安装于旋转轴，并且在设置于转子外侧并将该转子包围的定子铁芯的轴向两侧分别设置壳体，通过分别保持在壳体的轴承，旋转轴被支撑为可自由旋转。在定子铁芯以向内侧突出的形式形成多个主极，并将绕组缠绕于该主极，通过借助驱动电路控制对绕组的通电，能够在转子获得所需的旋转。在此，在定子铁芯的各主极的末端形成多个感应齿，并且在转子的各转子磁极的外周面形成多个磁齿，使其与定子的感应齿对置。在上述混合型步进马达中，在任意的定子主极，其感应齿与转子的一转子磁极的磁齿正好对置时，以另一转子铁芯的磁齿相对于感应齿错位转子磁齿的齿距的1/2为必要条件。因此，与以往相比，将转子的一对转子磁极配置为仅错位磁齿的1/2齿距。以前，由于为了使夹持转子的永久磁铁的两个转子磁极的磁齿间具有磁齿齿距的1/2的错位角，而在转子的组装制作时使用专用的保持具从外部保持转子磁齿和转子磁极，因此无法高精度地限制转子磁极间的磁齿的错位角，特别是在尺寸小的混合型步进马达中，这个问题更加突出，且存在转矩偏差、转矩降低以及角度精度降低等问题。
技术实现思路
在根据本专利技术的混合型旋转电机的优选实施方式中，针对上述问题点，在夹持转子的永久磁铁的两个转子磁极的磁齿间通过简单的结构获得磁齿齿距的1/2的错位角。在本专利技术中，包括具有定子铁芯和多相绕组的定子以及具有转子元件的转子。其中，所述定子铁芯由环状铁芯背部和从该铁芯背部呈放射状突出而形成且在各末端形成多个感应齿的多个主极构成，所述多相绕组缠绕于该定子铁芯的各个主极，所述转子元件由被设置为相对于该定子在径向隔着气隙且可自由旋转且由磁性材料形成的一对环状的转子磁极以及被该两转子磁极夹持且被轴向磁化的永久磁铁构成，在一对转子磁极，在与定子对置的外周或者内周以等齿距T形成规定数量的磁齿，并且以各磁齿相互错位T/2的方式配置一对转子磁极。而且,在一对转子磁极的内周或者外周,相对于该转子磁极的磁齿，设置处于规定的位置关系的切口部，并且使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部和相对于这一转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部在轴向吻合，在一转子磁极的各磁齿和另一转子磁极的各磁齿沿周向形成T/2的相位差。在这样的本专利技术的混合型旋转电机中，将设置于一对转子磁极的内周或者外周的切口部设定于相对于任意的基准位置错位T/4的位置，使各切口部在轴向吻合地配置两个转子磁极，以使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部相对于基准位置的磁齿向旋转方向的一方错位T/4，相对于该转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部相对于基准位置的磁齿向旋转方向的另一方错位T/4。并且，在上述的本专利技术的混合型旋转电机中，在一对转子磁极的内周或者外周设置第I、第2切口部，当m为I以上的整数时，能够将两切口部配置在相对于规定数量的磁齿的齿距T错位(mT + T/2)的位置，并且能够在使一对转子磁极中的一转子磁极的第I切口部和另一转子磁极的第2切口部在轴向吻合的状态下进行配置，所述另一转子磁极配置成与该一转子磁极为表里相反的关系。 根据本专利技术的混合型旋转电机，由于通过使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部和相对于该一转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部在轴向吻合，能够在一转子磁极的各磁齿和另一转子磁极的磁齿沿周向形成T/2的相位差，因此能够通过简单的结构使转子非常易于组装。特别是，如果将设置于一对转子磁极的内周或者外周的切口部设定在相对于任意的基准位置错位T/4的位置的话，由于通过以各切口部在轴向吻合的方式配置构成转子元件的一对转子磁极，两转子磁极的各基准位置从切口部向旋转方向的一方和另一方各错位转子磁齿的齿距的1/4，所以两转子磁极的各基准位置变成相互错位1/2齿距，结果是各磁齿相互错位1/2齿距。因此，仅使两转子磁极的各切口部在轴向吻合即可使两者的磁齿错位1/2齿距。并且，在本专利技术的混合型旋转电机中，在一对转子磁极的内周或者外周设置第I、第2切口部，将两切口部配置在相对于规定数量的磁齿的齿距T错位(mT + T / 2)的位置的情况下，通过使一转子磁极的第I切口部和配置成与该一转子磁极为表里相反的关系的另一转子磁极的第2切口部在轴向吻合，能够形成使两转子磁极的各磁齿相互错位T/2的结构，从而能够通过简单的结构，使转子非常易于组装。附图说明图I为示出根据本专利技术的第一实施方式的混合型步进马达的剖面主视图。图2为示出图I的定子和转子的关系的俯视图。图3为示出图I的转子磁极的俯视图。图4为示出图I中的一对转子磁极的一部分的俯视图。图5为示出根据本专利技术的第二实施方式的混合型步进马达的剖面主视图。图6为示出图5中的转子磁极的一部分的俯视图。图7为示出根据本专利技术的第三实施方式的混合型步进马达的剖面主视图。图8为示出图7的转子磁极的俯视图。具体实施方式第一实施方式图I示出作为本专利技术的第一实施方式的内转子型的混合(HB)型旋转电机的二相HB型步进马达。并且，图2是从轴向看到的在该步进马达中将八主极机的定子和HB型转子组合后的图。虽然在图2中省略了绕组的图示，但是在作为八主极的绕组极的头部分别缠绕绕组，并且将缠绕于彼此隔着一个的四个主极的绕组连结而形成一相序分量，利用剩余的四个主极形成另一相序分量，整体形成两相绕组。定子为采用了不产生不平衡电磁力且高速性良好的八主极结构的例子。定子10由定子铁芯12和两相绕组14构成，其中，所述定子铁芯12由外形为大致四边形的环状的铁芯背部12a和从该铁芯背部12a呈放射状向内侧突出设置且在周向等间隔排列的八个主极12b构成，所述两相的绕组14缠绕于各主极12b。在作为绕组极的各主极12b的末端突出设置多个(例如六个)感应齿12c。定子铁芯12通过层压多张硅钢板(薄 板)而构成。由于上述定子铁芯12呈每90度旋转对称状地构成，所以能够将硅钢板依次旋转90度后将其层压而构成。如果使转子磁极每旋转90度后层压而构成的话，能够消除在构成薄板的硅钢板带钢的压延方向和其直角方向产生的磁导率的差，此外在薄板自身的压延方向和其直角方向的各位置产生的厚度差的累积得以缓和，从而可以获得在周向尺寸精度和磁性特性方面没有偏差的定子铁芯。该两相定子10，由配置在图2中的定子铁芯12的垂直轴线和水平轴线相互正交的两条线上的四个主极12b、即每隔90度配置的四个主极12b构成一相序分量(A相/C相)，由剩余的四个相互隔开90度的机械角且从一相序分量主极隔开45度的机械角而配置的主极12b形成二相序分量(B相/D相)。在各相中，每隔90度的四个主极12b在向绕组14通电时被励磁为相互异极。在所述定子10的轴向两侧固定支架16A/16B，通过分别被其保持的轴承18A/18B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合型旋转电机，该混合型旋转电机包括：定子，其具有定子铁芯和多相绕组，其中，所述定子铁芯由环状铁芯背部以及从所述铁芯背部呈放射状地突出形成且在各末端形成多个感应齿而形成的多个主极构成，所述多相绕组缠绕于该定子铁芯的各所述主极；转子，其具有转子元件，所述转子元件由一对环状的转子磁极和环状的永久磁铁构成，其中，该一对环状的转子磁极被设置为相对于所述定子在径向隔着气隙且可自由旋转，并且由磁性材料形成，该环状的永久磁铁被所述一对转子磁极夹持且被轴向磁化，所述一对转子磁极在与所述定子对置的外周或者内周以等齿距T形成有规定个数的磁齿，所述一对转子磁极被配置为各磁齿相互错位T/2，在所述一对转子磁极的内周或外周设置有相对于所述转子磁极的磁齿处于规定的位置关系的切口部，使所述一对转子磁极中的一转子磁极的所述切口部和相对于所述一转子磁极表里相反的另一转子磁极的所述切口部在轴向吻合，一转子磁极的各磁齿和另一转子磁极的各磁齿沿周向形成T/2的相位差。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阮成忠，菊地范芳，
申请(专利权)人：日本电产伺服有限公司，
类型：发明
国别省市：