[發明專利]轉子、轉子的制造方法以及具有該轉子的馬達

有效

• 申請號: 201210239970.8
• 申請日: 2008-07-02
• 公開（公告）號: CN102751801A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 瀧本巌;高橋昌志
• 申請（專利權）人: 日本電產三協株式會社
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/28;H02K15/03
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡曉萍

本申請是申請人于2008年7月2日提交的、申請號為“200810127908.3”，名稱為“馬達、轉子、轉子的制造方法以及具有該轉子的馬達”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種包括具有永磁體的轉子和相對于該轉子產生旋轉磁場的定子的無刷馬達、在轉子軸的外周側具有永磁體的內轉子式馬達、該轉子的制造方法、以及具有該轉子的馬達。

背景技術

無刷馬達包括：在朝半徑方向突出的多個突極上卷繞有線圈的定子、以及具有與突極的前端隔開空隙而相對的永磁體的轉子，對線圈中產生的感應電壓的波形進行檢測，并基于該感應電壓的波形來控制對線圈的通電，從而相對于轉子產生最佳的旋轉磁場。因此，若感應電壓的波形和峰值電壓值不合適，則無法良好地進行旋轉控制。

因此，以往提出了：使用將預先卷繞好的線圈安裝在極齒上的分布卷繞式的定子并通過調整該卷繞形式來使感應電壓的波形接近正弦波的結構、以及使用將線圈分別直接卷繞在多個突極上的集中卷繞式的定子并將永磁體的極數增加至16極的結構等（參照專利文獻1）。

內轉子式馬達一般包括：在轉子軸的外周側具有永磁體的轉子、以及相對于該轉子產生旋轉磁場的定子。在這種馬達中，由于轉子高速旋轉，因此配置在轉子軸外周的永磁體有時會因受到離心力而破損并飛散。為了避免這種情況，如圖9所示，有人提出了將碳預浸料熱固化后得到的保護罩1003套設或壓入在轉子軸1001外周設有的環狀永磁體1002的外周上的結構（參照專利文獻2）。

專利文獻1：日本專利特開2006-187189號公報

專利文獻2：日本專利特開平8-107641號公報

然而，在專利文獻1所公開的馬達中，當為了提高馬達特性而采用集中卷繞方式時，為了實現馬達構造的簡化和制造工序的簡化等、作為永磁體而使用分割永磁體、并為了減小損失而減少極數，若將轉子做成雙極構造，在以往則存在無法獲得合適的感應電壓波形的問題。

在專利文獻2所記載的轉子1000中，必須進行如下工序，即先在圓柱狀的模型部件（dummy?member）等上卷繞碳預浸料并使其熱固化，從而形成筒狀的保護罩1003，之后，將該保護罩1003從模型部件上拆下，然后，在永磁體1002的外周面上套設、壓入保護罩1003，因此存在制造效率低的問題。另外，在專利文獻2所記載的轉子1001上，為了使永磁體1002與保護罩1003緊貼，需要在將保護罩1003從模型部件上拆下后進行用于提高保護罩1003的內徑精度的精加工，這種工序也會使制造效率下降。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的第1技術問題在于提供一種在使用集中卷繞式定子和雙極轉子時也可獲得合適的感應電壓波形的馬達。

本發明的第2技術問題在于提供一種可在不造成制造效率下降的情況下防止永磁體飛散的轉子、該轉子的制造方法以及具有該轉子的馬達。

為了解決上述第1技術問題，本發明的馬達，包括：在朝半徑方向突出的多個突極上卷繞有線圈的定子、以及具有與所述突極的前端隔開空隙而相對的永磁體的轉子，其特征在于，所述定子是所述線圈分別卷繞在所述多個突極上的集中卷繞式的定子，所述永磁體為雙極結構，S極和N極各具有一個，所述兩個磁極分別形成在135°到180°的角度范圍內，且彼此形成在相等的角度范圍內。

在本發明中，作為定子使用的是線圈分別卷繞在多個突極上的集中卷繞式的定子，因此，可通過縮短線圈末端來減小電阻，并可提高馬達特性。若是集中卷繞式的定子，則接線處理也容易。在本發明中，轉子為雙極構造，但永磁體的兩個磁極分別形成在135°到180°的角度范圍內且彼此形成在相等的角度范圍內，周向上未形成磁極的區域小。因此，可將感應電壓波形的峰值電壓的下降抑制在15％的允許范圍內，若是這種下降，則可作為正弦波處理。因此，即使是使用集中卷繞式的定子且轉子為雙極結構時，也能可靠地進行馬達的旋轉控制，可減小轉矩波動和鐵損。

本發明可應用于所述定子為具有6個所述突極的6極結構的馬達。若這樣構成，則可減小鐵損，并可避免轉矩減小、齒槽轉矩增大、永磁體磁通的利用效率下降的問題。即，在極數大于6極時，鐵損增大，而在極數小于6極時，則會發生轉矩減小、齒槽轉矩增大、永磁體磁通的利用效率下降的問題，但極數若為6極，則可避免上述問題。

在本發明中，所述兩個磁極最好分別形成在150°到180°的角度范圍內。若這樣構成，則感應電壓波形大致成為正弦波，因此，可將峰值電壓的下降抑制在10％的允許范圍內，即使是使用集中卷繞式的定子且轉子為雙極結構時，也能可靠地進行馬達的旋轉控制。