專利名稱：電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超小型電動機。
作為公知的小型電動機是如圖7所示的通常緊湊的圓柱形步進電動機。此步進電動機的定子102的制作方式是使定子繞組105同心地繞制在線圈架101上，此線圈架101在軸向方向上固定夾持在兩個定子磁軛106中間，定子齒106a和106b在線圈架的周向沿其內(nèi)表面交替配置于定子磁軛106上，與定子齒106a或106b形成整體的定子磁軛106固定于機殼103上。
法蘭115和軸承108固定于兩個機殼103之一上，而另一個軸承固定于另一機殼上。轉(zhuǎn)子109由固定于轉(zhuǎn)子軸110上的轉(zhuǎn)子磁鐵111構(gòu)成。轉(zhuǎn)子磁鐵可旋轉(zhuǎn)地支撐于兩個軸承108之間。
已提出下面一種機構(gòu)在轉(zhuǎn)子軸110上形成螺桿，并且此螺桿與陰螺紋(圖中未示出)嚙合以使該陰螺紋在軸向上移動。此機構(gòu)應(yīng)用于，比如，電視攝影機的自動聚焦機構(gòu)中。
然而，由于在上述通常的步進電動機中，機殼103，線圈架101，定子繞組105和定子磁軛106是同心裝配在轉(zhuǎn)子外周面上，就出現(xiàn)了電動機的外部尺寸大的缺點。另外，由于激勵定子繞組所產(chǎn)生的磁通主要通過定子齒106a的端面106a1和定子齒106b的端面106b1，如圖8所示，對轉(zhuǎn)子磁鐵111的作用不很有效。相應(yīng)地，電動機的輸出不能增加。
在美國專利No.5,832,356中提出一種可解決這些問題的電動機。該電動機的構(gòu)成如下。它的永久磁鐵轉(zhuǎn)子在環(huán)形方向上分成相等的部分，各部分交替極化為不同的磁極，轉(zhuǎn)子的形狀為圓柱形，第一繞組，轉(zhuǎn)子和第二繞組配置在轉(zhuǎn)子的軸向方向上，由第一繞組激勵的第一外磁極和第一內(nèi)磁極分別相對地配置在轉(zhuǎn)子的外周面和內(nèi)周面上，而由第二繞組激勵的第二外磁極和第二內(nèi)磁極分別相對地配置在轉(zhuǎn)子的外周面和內(nèi)周面上。本身是轉(zhuǎn)子軸的一根轉(zhuǎn)軸從圓柱形永久磁鐵中向外伸出。
如此形成的電動機可能具有高輸出和小外部尺寸。盡管如此，如果通過減薄這種結(jié)構(gòu)中的磁鐵厚度使第一外磁極和第一內(nèi)磁極之間的距離及第二外磁極和第二內(nèi)磁極之間的距離減小，則磁路的磁阻會降低。因此，在減小流過第一繞組和第二繞組的電流的情況下可以輸出更大的磁通。
另外，當(dāng)應(yīng)用圖7所示的通常的電動機的機構(gòu)中的螺桿是形成在輸出軸上時，螺桿與陰螺紋嚙合可以使陰螺紋在軸向方向上移動，需要在軸向方向上對所述輸出軸或轉(zhuǎn)子軸加壓以在軸向方向上對輸出軸或轉(zhuǎn)子軸施加偏置而使滯后差不會產(chǎn)生。這種加壓裝置通常是一個板形彈簧并且置于電動機機體的尾端表面上。因此，包含加壓裝置的整個電動機的長度變長，并且其緊湊性喪失。另外，轉(zhuǎn)子軸和軸承部分之間松弛也會產(chǎn)生較大的工作噪音。
考慮到上述情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種在輸出軸的軸向方向上將加壓裝置安裝在內(nèi)磁軛內(nèi)側(cè)上的高功率超小型電動機。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種其與輸出軸的接觸面的形狀可使工作噪音減小的加壓裝置。
本發(fā)明的再一個目的從下面描述的示例中將會一清二楚。


圖1是本發(fā)明示例1電動機的分解透視圖；圖2是圖1所示的電動機的裝配狀態(tài)剖視圖；圖3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G及3H是說明圖2所示的電動機的轉(zhuǎn)動運行情況的視圖；圖4是示出圖2所示的剖開狀態(tài)下的連接環(huán)的透視圖；圖5是本發(fā)明示例2的電動機的剖視圖；圖6是輸出軸和加壓裝置之間的接觸部分的放大圖；圖7是示出通常的步進電動機的剖視圖；圖8是說明圖7所示的通常的步進電動機的磁通的視圖。
下面將參考附圖對本發(fā)明的示例予以說明。
雖然下面將描述本發(fā)明的示例1，但本發(fā)明的步進電動機基本結(jié)構(gòu)是參考圖1、2、3A至3H和4進行描述的。
圖1是本發(fā)明的電動機的分解透視圖，圖2是步進電動機在軸向方向上的裝配狀態(tài)剖視圖，圖3A至3D是沿線A-A的剖視圖，圖3E至3H是沿圖2中的線B-B的剖視圖，而圖4是連接環(huán)的局剖透視圖。
在圖1，2，3A至3H和4中，標(biāo)號1代表圓柱形磁鐵。在磁鐵1(轉(zhuǎn)子)中，外周面分割為n個部分(在本示例中為10個部分)以便通過S磁極和N磁極交替磁化形成極化部1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i及1j。極化部1a、1c、1e、1g及l(fā)i由S極磁化，而極化部1b、1d、1f、1h及1j由N極磁化。另外，磁鐵1是由塑性磁鐵材料通過注模成形的。這樣，圓柱形磁鐵1在徑向方向上的厚度可顯著減小。另外，磁鐵1具有裝配部1w，在軸向中心部上其內(nèi)徑小。
標(biāo)號7代表用作輸出軸的轉(zhuǎn)子軸。在輸出軸7上形成螺桿部7a。螺桿部7a與陰螺紋(圖中未示出)嚙合并且通過轉(zhuǎn)動使陰螺紋直線移動。螺桿部7a對應(yīng)于權(quán)利要求中的傳動裝置。此輸出件7通過壓配合固定于轉(zhuǎn)子磁鐵1的配合部1w上。由于磁鐵1是由塑性磁鐵材料注模成形的，即使在壓配合進行裝配時也不會出現(xiàn)裂紋，并且即使是為了提供在軸向方向上具有小內(nèi)徑配合部1w而使其形狀如此復(fù)雜的磁鐵1也可很容易制造。另外，輸出軸7和磁鐵1形成轉(zhuǎn)子。
標(biāo)號2和3代表圓柱形繞組。繞組2和3與所述磁鐵1同軸并且配置于在軸向方向上夾持磁鐵1的位置。繞組2和3的外直徑在尺寸上與所述磁鐵1基本上相同。
標(biāo)號18和19代表由軟磁性材料制作的第一定子和第二定子。第一定子18與第二定子19的配置方式應(yīng)使第一定子和第二定子的相位錯開180/n度，即18°。第一定子18和第二定子19結(jié)構(gòu)各包括外殼和空心形狀的殼體。第一定子18的外殼形成前端的第一外磁極18a、18b、18c、18d及18e。
標(biāo)號21代表第一輔助定子。第一輔助定子21的內(nèi)徑部21f裝配并固定于第一定子18的內(nèi)殼18F中。另外，在第一輔助定子21的外徑部上形成相對部21a、21b、21c、21d及21e，其相位的安排與所述第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e相反。相對部21a、21b、21c、21d及21e的形成使它們各的相位移動360/n度，即72°而成為與磁鐵1的極化相同的相位。另外，第一定子18的第一外磁極18a、18b、18c、18d及18e的形成使它們每一個的相位移動360/n度，即72°而成為與磁鐵1的極化相同的相位。第一定子18的空心形狀的殼體18f和輔助定子21形成第一內(nèi)電極。
第二定子19的外殼形成前端的第二外磁極19a、19b、19c、19d及19e。
標(biāo)號22代表第二輔助定子。第二輔助定子22的內(nèi)徑部22f裝配壓入并固定于第二定子19的內(nèi)殼19F中。另外，在第二輔助定子22的外徑部上形成相對部22a、22b、22c、22d及22e，其相位的安排與所述第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e相反。相對部22a、22b、22c、22d及22e的形成使它們各相位移動360/n度，即72°而成為與磁鐵1的極化相同的相位。另外，第二定子19的第二外磁極19a、19b、19c、19d及19e的形成使它們各相位移動360/n度，即72°而成為與磁鐵1的極化相同的相位。
第二定子19的空心形狀的殼體19f和輔助定子22形成第二內(nèi)電極。
第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e及第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e是由切口和與在軸向平行延伸的齒組成。這一構(gòu)形使得能夠形成磁極而同時又使電動機的直徑最小。即，當(dāng)外磁極是由在徑向凸凹部組成時，電動機的直徑由于延伸而變大。然而，由于在體實施例中外磁極是由切口和與在軸向平行延伸的齒組成，電動機的直徑可減小到最小。
第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e和形成第一內(nèi)磁極的第一輔助定子的外徑部21a、21b、21c、21d及21e相對設(shè)置于磁鐵一個端側(cè)的外周面和內(nèi)周面上，以形成對一端側(cè)的夾持結(jié)構(gòu)。
第二定子19的第二外磁極19a、19b、19c、19d及19e和形成第二內(nèi)磁極的第二輔助定子的外徑部22a、22b、22c、22d及22e相對設(shè)置于磁鐵另一個端側(cè)的外周面和內(nèi)周面上，以形成對另一端側(cè)的夾持結(jié)構(gòu)。
在第一定子18的外殼和內(nèi)殼之間設(shè)置繞組2。通過激勵繞組2使第一定子18和第一輔助磁軛21得到激勵。
在第二定子19的外殼和內(nèi)殼之間設(shè)置繞組3。通過激勵繞組3使第二定子19和第二輔助磁軛22得到激勵。
于是，可使利用繞組2生成的磁通通過位于第一外磁極18a、18b、18c、18d及18e和形成內(nèi)磁極一部分的相對部21a、21b、21c、21d及21e之間的轉(zhuǎn)子磁鐵1，磁通作用于轉(zhuǎn)子磁鐵上，從而可有效地增加電動機的輸出。
所述第一內(nèi)磁極具有大于所述第一繞組的內(nèi)徑的外徑，并且具有大于所述第二繞組的內(nèi)徑的外徑。因此，即使繞組的內(nèi)徑減小并且繞組的容積增加，第一外磁極和第一內(nèi)磁極之間的距離及第二外磁極和第二內(nèi)磁極之間的距離也可形成。因此，由于繞組的磁阻可以減小，即使很小的功率也可生成很大的磁通，從而可增加電動機的輸出。
標(biāo)號20代表連接環(huán)，連接環(huán)是由非磁性材料制作的圓柱形部件。在圖4中是以透視圖方式示出在局剖狀態(tài)下的連接環(huán)20的細部。在此連接環(huán)20的一個內(nèi)端側(cè)設(shè)置有凹槽20a、20b、20c、20d及20e，而在此連接環(huán)20的另一個內(nèi)端側(cè)設(shè)置有凹槽20f、20g、20h、20i及20j，后者相對凹槽20a、20b、20c、20d及20e相位移動180/n，即18°。為了使凹槽20a、20b、20c、20d及20e與第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e配合，以及使凹槽20f、20g、20h、20i及20j與第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e配合，這些部件被粘合劑固定。第一定子18和第二定子19固定時其間有間隙，因為連接環(huán)20的內(nèi)側(cè)有凸出部20k和20n。
就是說，第一定子18和第二定子19的配置成使第一定子18的第一外磁極18a、18b、18c、18d及18e的前端和第二定子19的第二外磁極19a、19b、19c、19d及19e的前端分別相對。由于連接環(huán)20時由非磁性材料制成，第一定子18和第二定子19在磁路分開而不會互相影響，從而可穩(wěn)定電動機的性能。
標(biāo)號23代表機架，第二定子19固定于其上。標(biāo)號24代表前端軸承，它固定于機架23的孔23a中。所述轉(zhuǎn)子軸7的前端部7B轉(zhuǎn)動配合于前端軸承24的凹穴24b。標(biāo)號25代表定子內(nèi)軸承，它安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的前部，并且所述轉(zhuǎn)子軸7的一部7c與其轉(zhuǎn)動配合。轉(zhuǎn)子軸7由前端軸承24和定子內(nèi)軸承25支撐。就是說，用于將功率傳輸?shù)酵獠康膫鬏斞b置螺桿部7a是在安裝定子內(nèi)軸承25的第一定子18的對側(cè)在軸向突出到第二定子19的內(nèi)殼19F的內(nèi)部19g之外。螺桿部7a位于第二定子19和前端軸承24之間。因此，由于傳輸裝置為兩側(cè)軸承支持結(jié)構(gòu)，所以除了下面將描述的優(yōu)點之外還具有支持強度增加的優(yōu)點。標(biāo)號26代表滑動部件，該部件安裝在第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g上。標(biāo)號28代表蓋罩，該蓋罩固定于第一定子18上用于調(diào)節(jié)一側(cè)方向上壓縮螺旋彈簧27的位置。
壓縮螺旋彈簧27通過所述滑動部件26在軸向方向上加壓于轉(zhuǎn)子軸7的端部7d。轉(zhuǎn)子軸7在向所述前端軸承24側(cè)受壓的同時可以轉(zhuǎn)動，并且相對軸向方向位置對準(zhǔn)。因此，與轉(zhuǎn)子軸7的螺桿部7a嚙合的陰螺紋的直線運動的運動位置的運動很穩(wěn)定，不會出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)子軸7的轉(zhuǎn)動方向造成的滯后差或類似情況。
在本實施例中，壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26構(gòu)成加壓部件。由于此加壓部件是安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g，所以它不會從電動機本體突出或喪失電動機的緊湊性。
另外，如在將壓縮線圈彈簧27和滑動部件26安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g之后，定子內(nèi)軸承25和蓋罩28固定于第一定子18上，壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26的運動即使在轉(zhuǎn)子軸7裝配之前也可由定子內(nèi)軸承25調(diào)節(jié)，并且第一定子18的內(nèi)部18g不退出，借此可以得到安裝過程中工作效率高的優(yōu)點。
另外，即使由壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26構(gòu)成的加壓裝置向轉(zhuǎn)子軸7施加側(cè)壓而不是在軸向方向上對轉(zhuǎn)子軸7正確地加壓，受壓轉(zhuǎn)子軸7的一部分是由在該部分附近的定子內(nèi)軸承25支持。所以，可以避免由于側(cè)壓生成的力矩過大，并且可以將轉(zhuǎn)子軸松動和施加于軸承等之上的側(cè)壓降低到最小，從而可以穩(wěn)定電動機的輸出和減小工作噪音的產(chǎn)生。
在第一定子18的外殼和內(nèi)殼之間設(shè)置有繞組2。通過激勵繞組2使第一定子18和第一輔助磁軛21得到激勵。
還有，在第二定子19的外殼和內(nèi)殼之間設(shè)置繞組3。通過激勵繞組3使第二定子19和第二輔助磁軛22得到激勵。于是，可使利用繞組2生成的磁通通過位于第一外磁極18a、18b、18c、18d及18e和形成內(nèi)磁極一部分的相對部21a、21b、21c、21d及21e之間的轉(zhuǎn)子磁鐵1，磁通作用于轉(zhuǎn)子磁鐵上，從而可有效地增加電動機的輸出。
所述第一內(nèi)磁極具有大于所述第一繞組的內(nèi)徑的外徑，并且具有大于所述第二繞組的內(nèi)徑的外徑。因此，即使繞組的內(nèi)徑減小并且繞組的容積增加，第一外磁極和第一內(nèi)磁極之間的距離及第二外磁極和第二內(nèi)磁極之間的距離也可形成。相應(yīng)地，由于繞組的磁阻可以減小，即使很小的功率也可生成很大的磁通，從而增加電動機的輸出。
標(biāo)號20代表連接環(huán)，連接環(huán)是由非磁性材料制作的圓柱形部件。在圖4中是以透視圖方式示出在局剖狀態(tài)下的連接環(huán)20的細部。在此連接環(huán)20的一內(nèi)端側(cè)設(shè)置有凹槽20a、20b、20c、20d及20e，而在此連接環(huán)20的另一內(nèi)端側(cè)設(shè)置有凹槽20f、20g、20h、20i及20j，后者相對凹槽20a、20b、20c、20d及20e相位移動180/n，即18°。為了使凹槽20a、20b、20c、20d及20e與第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e配合，以及使凹槽20f、20g、20h、20i及20j與第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e配合，這些部件被粘合劑固定。第一定子18和第二定子19固定時其間有間隙，因為連接環(huán)20的內(nèi)側(cè)有凸出部20k和20n。
就是說，第一定子18和第二定子19的配置方式是第一定子18的第一外磁極18a、18b、18c、18d及18e的前端和第二定子19的第二外磁極19a、19b、19c、19d及19e的前端分別相對。由于連接環(huán)20時由非磁性材料制成，第一定子18和第二定子19在磁路上分開而不會互相影響，從而可穩(wěn)定電動機的性能。
圖2是剖視圖；圖3A、3B、3C和3D是沿圖2中的線A-A的剖視圖，圖3E、3F、3G及3H是沿圖2中的線B-B的剖視圖。圖3A和3E為同一時點的剖視圖，圖3B和3F為同一時點的剖視圖，圖3C和3G為同一時點的剖視圖，而圖3D和3H為同一時點的剖視圖。
下面描述此步進電動機的運行。當(dāng)從示于圖3A和3E的狀態(tài)激勵繞組2和繞組3時，第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e激勵成為N磁極，形成第一內(nèi)磁極的一部分的第一輔助磁軛21的相對部21a、21b、21c、21d及21e激勵成為S磁極，第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e激勵成為N磁極，而形成第二內(nèi)磁極的一部分的第二輔助磁軛22的相對部22a、22b、22c、22d及22e激勵成為S磁極，轉(zhuǎn)子磁鐵1逆時針轉(zhuǎn)動18°并呈現(xiàn)出圖3B和3F的狀態(tài)。
之后，當(dāng)繞組2的激勵相反時，第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e激勵成為S磁極，形成第一內(nèi)磁極的一部分的第一輔助磁軛21的相對部21a、21b、21c、21d及21e激勵成為N磁極，第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e激勵成為S磁極，而形成第二內(nèi)磁極的一部分的第二輔助磁軛22的相對部22a、22b、22c、22d及22e激勵成為N磁極，轉(zhuǎn)子磁鐵1再逆時針轉(zhuǎn)動18°并呈現(xiàn)出圖3C和3G的狀態(tài)。
之后，當(dāng)繞組3的激勵相反時，第一定子18的外磁極18a、18b、18c、18d及18e激勵成為S磁極，形成第一內(nèi)磁極的一部分的第一輔助磁軛21的相對部21a、21b、21c、21d及21e激勵成為N磁極，第二定子19的外磁極19a、19b、19c、19d及19e激勵成為S磁極，而形成第二內(nèi)磁極的一部分的第二輔助磁軛22的相對部22a、22b、22c、22d及22e激勵成為N磁極，轉(zhuǎn)子磁鐵1再逆時針轉(zhuǎn)動18°并呈現(xiàn)出圖3D和3H的狀態(tài)。
此后，通過順序地按上述方式改變繞組2和3的激勵方向，轉(zhuǎn)子磁鐵1就將轉(zhuǎn)動到與激勵相位相對應(yīng)的位置。
下面參考圖5和圖6對本發(fā)明的示例2予以說明。與示例1相同的部分采用相同的標(biāo)號代表。具體描述不贅述。在示例2中，為了減小工作噪音將與受壓的轉(zhuǎn)動軸的接觸部分制成球形。
圖5是根據(jù)本發(fā)明示例2的電動機的分解透視圖，而圖6是圖5的輸出軸和加壓裝置之間的接觸部分的放大圖。在圖5中，標(biāo)號28代表蓋罩，該蓋罩固定于第一定子18上，用于在壓縮螺旋彈簧27一側(cè)方向上調(diào)節(jié)位置。在滑動部件26的端面上形成一個與垂直于轉(zhuǎn)子軸7的軸向方向的平面形成角度θ的傾斜表面26a。因此，轉(zhuǎn)子軸7具有可接受由滑動部件26的壓力造成的推力和徑向力的結(jié)構(gòu)。
圖6示出的是接觸部分的放大圖。壓縮螺旋彈簧27通過滑動部件26在軸向方向上加壓于轉(zhuǎn)子軸7的端部7d。借助這一壓力轉(zhuǎn)子軸7接受由滑動部件26的壓力造成的推力和徑向力。
轉(zhuǎn)子軸7在向著前端軸承24側(cè)受推壓作用的同時可以轉(zhuǎn)動，并且相對軸向方向位置對準(zhǔn)。因此，與轉(zhuǎn)子軸7的螺桿部7a嚙合的陰螺紋的直線運動的運動位置的運動很穩(wěn)定，結(jié)果不會出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)子軸7的轉(zhuǎn)動方向造成的滯后差或類似情況。另外，在定子內(nèi)軸承25和轉(zhuǎn)子軸7的部分7c之間的松動可減小，工作噪音也可減小。在此實施例中，加壓裝置是由壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26組成。由于此加壓裝置是安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g上，所以它不會從電動機本體突出或喪失電動機的緊湊性。另外，如在將壓縮線圈彈簧27和滑動部件26安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g上之后，定子內(nèi)軸承25和蓋罩28固定于第一定子18上，壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26的運動即使在轉(zhuǎn)子軸7裝配之前也可由定子內(nèi)軸承25調(diào)節(jié)，并且第一定子18的內(nèi)部18g不退出，借此可以得到安裝過程中工作效率高的優(yōu)點。
下面將描述如此形成的步進電動機具有最佳構(gòu)形使之成為超小型電動機的事實。
此步進電動機的具體構(gòu)形如下
首先，制作成為空心圓柱形的磁鐵；第二，在此磁鐵的外表面上此轉(zhuǎn)子分成交替極化為不同的磁極的部分；第三，在軸向方向上以如下次序配置第一繞組，轉(zhuǎn)子和第二繞組；第四，分別由第一繞組和第二繞組激勵的第一和第二定子的外磁極和內(nèi)磁極分別相對配置在轉(zhuǎn)子的外周面和內(nèi)周面上；第五，外磁極由切口和與軸線平行延伸的齒組成；第六，用于在軸向方向上對轉(zhuǎn)子軸7加壓的加壓裝置是安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g上，所以它不會從電動機本體突出；第七，形成所述加壓裝置的端面使其具有一個同時在推力和徑向力方向上加壓的傾斜面；這樣，步進電動機的直徑尺寸只要足以使磁鐵相對于定子磁極即可，而步進電動機的長度可只要是第一和第二繞組的長度加上磁鐵的長度即可。這樣，此步進電動機的尺寸就由磁鐵和繞組的長度決定。因此，如磁鐵和繞組的直徑和長度顯著減小，此步進電動機就可制作成為超小型的步進電動機。
如磁鐵和繞組的直徑和長度分別減小太多，步進電動機的精度的維護就成為不可能。然而，此步進電動機的精度問題可通過這樣一種簡單的結(jié)構(gòu)來解決，即第一和第二定子的外磁極和內(nèi)磁極在相對磁鐵的外周面和內(nèi)周面配置。在此場合，如果不僅是磁鐵的外周面，而且磁鐵的內(nèi)周面也在環(huán)形方向上分割為多個部分，電動機的輸出可進一步提高。
另外，通過在加壓裝置的端面上形成一個傾斜面同時在推力和徑向方向上對轉(zhuǎn)子軸加壓可減小工作噪音和在推力和徑向方向上的松動。
如上詳細所述，根據(jù)本發(fā)明，如下地形成磁鐵，此磁鐵為空心圓柱形形狀，在此磁鐵的外表面上的環(huán)形方向上將轉(zhuǎn)子分割成交替極化為n個不同的磁極的部分，在軸向方向上以如下次序配置第一繞組，所述磁鐵和第二繞組，由所述第一繞組激勵的第一外磁極和第一內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的一端的外周面和內(nèi)周面上，由所述第二繞組激勵的第二外磁極和第二內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的另一端的外周面和內(nèi)周面上。如此一來，根據(jù)本發(fā)明，就可以獲得一種具有全新結(jié)構(gòu)的不同于通常的電動機的電動機。本發(fā)明的構(gòu)形最適合應(yīng)用于制作超小型電動機。
另外，通過制作空心圓柱形形狀的磁鐵并將第一和第二外磁極相對配置于此空心圓柱形形狀的磁鐵的外周面和內(nèi)周面上，可以獲得高效的輸出。
另外，磁鐵1是由塑性磁鐵材料通過模注成形的。這樣，形成的圓柱形磁鐵在徑向方向上的厚度可顯著減小。于是，第一定子18的外磁極18a和18b及內(nèi)磁極18c和18d之間的距離可顯著減小，由繞組2和第一定子18形成磁路的磁阻會降低。同樣，第二定子19的外磁極19a和19b及內(nèi)磁極19c和19d之間的距離可顯著減小，由繞組3和第二定子19形成磁路的磁阻會降低。因此，以減小的電流可生成很大的磁通、并從而達到高功率輸出、低能耗和繞組小型化。
輸出軸7以壓配合固定于轉(zhuǎn)子磁鐵1的配合部1w。由于磁鐵1是由塑性磁鐵材料通過模注成形的，即使在利用壓配合進行裝配時也不會出現(xiàn)裂紋。并且即使是為了提供在軸向方向上具有小內(nèi)徑配合部1w而使其形狀如此復(fù)雜的磁鐵1也可很容易制造。另外，由于輸出軸7和磁鐵1是互相裝配和固定的，其裝配容易并且其成本也低。
采用用于對轉(zhuǎn)子軸7在軸向方向上加壓的加壓裝置可消除轉(zhuǎn)子軸7的推力和徑向松動。通過消除轉(zhuǎn)子軸7的推力松動，與轉(zhuǎn)子軸7的螺桿部7a嚙合的陰螺紋的直線運動的位置會很穩(wěn)定，結(jié)果，不會出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)子軸7的轉(zhuǎn)動方向造成的滯后差或類似情況。另外，通過消除轉(zhuǎn)子軸7的徑向松動，可減小工作噪音。在此場合，。由于由壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26形成加壓部件是安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g上，所以它不會從電動機本體突出或喪失電動機的緊湊性。另外，通過在滑動部件26的端面上形成傾斜面和在與傾斜面接觸的轉(zhuǎn)子軸7的端面上形成球面可使推力和徑向力通過簡單的結(jié)構(gòu)作用到轉(zhuǎn)子軸上。外，如在將壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26安裝于第一定子18的空心圓柱形內(nèi)殼體18f的內(nèi)部18g上之后，定子內(nèi)軸承25和蓋罩28固定于第一定子18上，壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26的運動即使在轉(zhuǎn)子軸7裝配之前也可由定子內(nèi)軸承25調(diào)節(jié)，并且第一定子18的內(nèi)部18g不退出，借此可以得到安裝過程中工作效率高的優(yōu)點。
進而，即使由壓縮螺旋彈簧27和滑動部件26構(gòu)成的加壓裝置向轉(zhuǎn)子軸7施加側(cè)壓而不是在軸向方向上對轉(zhuǎn)子軸7正確地加壓，轉(zhuǎn)子軸7受壓的一部分是由在該部分附近的定子內(nèi)軸承25支持。所以，可以避免由于側(cè)壓生成的力矩過大，并且可以將轉(zhuǎn)子軸松動和施加于軸承等之上的側(cè)壓降低到最小，從而可以穩(wěn)定電動機的輸出和減小工作噪音的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種電動機，包括制作成為形成空心圓柱形并且至少在外周面上在環(huán)形方向上交替極化為不同磁極的磁鐵；在所述磁鐵的軸向方向上配置的第一繞組和第二繞組；由所述第一繞組激勵的所述外磁極，所述第一外磁極相對配置在所述磁鐵的一端面的外周面上；由所述第一繞組激勵的所述內(nèi)磁極，所述第一內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的一端面的內(nèi)周面上；由所述第二繞組激勵的所述第二外磁極，所述第二外磁極相對配置在所述磁鐵的另一端面的外周面上；由所述第二繞組激勵的所述第二內(nèi)磁極，所述第二內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的另一端面的內(nèi)周面上，并且所述第二內(nèi)磁極和所述第一內(nèi)磁極在所述第二內(nèi)磁極和所述第一內(nèi)磁極的任何一個中具有空心形狀部分；與所述磁鐵形成一體的轉(zhuǎn)動軸；以及用于對所述轉(zhuǎn)動軸在軸向方向上施壓的加壓裝置，所述加壓裝置在所述第一內(nèi)磁極和所述第二內(nèi)磁極的任何一個之中設(shè)置成空心形狀部。
2.如權(quán)利要求1的電動機，其中，所述第一內(nèi)磁極和所述第二內(nèi)磁極分別具有空心形狀，所述轉(zhuǎn)動軸的一端位于所述第一內(nèi)磁極的所述空心形狀部分，并且所述轉(zhuǎn)動軸的另一端位于所述第二內(nèi)磁極的所述空心形狀部分。
3.如權(quán)利要求2的電動機，其中，所述第一內(nèi)磁極的所述空心形狀部分具有對所述轉(zhuǎn)動軸的一端施壓的加壓裝置，并且所述轉(zhuǎn)動軸的另一端在軸向方向上突出于所述第二內(nèi)磁極的空心形狀部分之外。
4.如權(quán)利要求3的電動機，其中，所述加壓裝置具有彈簧和滑動裝置，通過接受所述彈簧的偏置力對所述轉(zhuǎn)子軸的一端加壓。
5.如權(quán)利要求1的電動機，其中，由所述加壓裝置加壓的所述轉(zhuǎn)子軸的接觸部分為球面形狀，所述轉(zhuǎn)子軸的所述球面形狀的接觸部分是在與所述加壓裝置的軸向方向形成所需角度的方向上受壓。
6.一種電動機，其構(gòu)成包括制作成為形成空心圓柱形并且至少在外周面上在環(huán)形方向上交替極化為不同磁極的磁鐵；在所述磁鐵的軸向方向上配置的第一繞組和第二繞組；由所述第一繞組激勵的第一外磁極，所述第一外磁極相對配置在所述磁鐵的一個端面的外周面上；由所述第一繞組激勵的所述空心形狀的第一內(nèi)磁極，所述第一內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的一個端面的內(nèi)周面上；由所述第二繞組激勵的所述第二外磁極，所述第二外磁極相對配置在所述磁鐵的另一個端面的外周面上；由所述第二繞組激勵的所述空心形狀的第二內(nèi)磁極，所述第二內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的另一個端面的內(nèi)周面上；與所述磁鐵形成一體的轉(zhuǎn)動軸；設(shè)置在所述第一內(nèi)磁極的空心形狀部分中的并支持所述轉(zhuǎn)動軸的軸承部分；以及用于對所述轉(zhuǎn)動軸在軸向方向上加壓的加壓裝置，所述加壓裝置在所述第一內(nèi)磁極的空心形狀部分中設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6的電動機，其中，所述第一內(nèi)磁極的所述軸承部分的形成應(yīng)使所述加壓裝置在所述轉(zhuǎn)動軸的軸向方向上的移動可以調(diào)節(jié)。
8.如權(quán)利要求7的電動機，其中，所述加壓裝置對所述轉(zhuǎn)動軸的一端加壓，并且所述轉(zhuǎn)動軸的另一端在軸向方向上突出于所述第二內(nèi)磁極的空心形狀部分之外。
9.如權(quán)利要求8的電動機，其中，設(shè)置有用于支持所述轉(zhuǎn)動軸的另一端的另一軸承部分，并且所述轉(zhuǎn)動軸的另一端設(shè)置有用于向外界傳輸功率的傳輸裝置。
10.如權(quán)利要求6的電動機，其中，由所述加壓裝置加壓的的所述轉(zhuǎn)子軸的接觸部分為球面形狀，所述轉(zhuǎn)子軸的所述球面形狀的接觸部分是在與所述加壓裝置的軸向方向形成所需角度的方向上受壓。
11.如權(quán)利要求10的電動機，其中，所述加壓裝置與所述轉(zhuǎn)動軸的接觸部分的接觸面為與所述轉(zhuǎn)動軸的軸向方向形成所需角度的斜面。
12.一種電動機，其構(gòu)成包括制作成為形成空心圓柱形并且至少在外周面上在環(huán)形方向上交替極化為不同磁極的磁鐵；在所述磁鐵的軸向方向上配置的第一繞組和第二繞組；由所述第一繞組激勵的所述第一外磁極，所述第一外磁極相對配置在所述磁鐵的一端面的外周面上；由所述第一繞組激勵的所述空心形狀第一內(nèi)磁極，所述第一內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的一端面的內(nèi)周面上；由所述第二繞組激勵的所述第二外磁極，所述第二外磁極相對配置在所述磁鐵的另一端面的外周面上；由所述第二繞組激勵的所述空心形狀第二內(nèi)磁極，所述第二內(nèi)磁極相對配置在所述磁鐵的另一端面的內(nèi)周面上；與所述磁鐵形成一體的轉(zhuǎn)動軸；設(shè)置在所述第一內(nèi)磁極的空心形狀部分中的并支持所述轉(zhuǎn)動軸的軸承部分；用于支持所述轉(zhuǎn)動軸的在軸向突出于所述第二內(nèi)磁極的空心形狀部分之外的另一端的第二軸承部分；以及用于對所述轉(zhuǎn)動軸在軸向方向上加壓的加壓裝置，所述加壓裝置在所述第一內(nèi)磁極的空心形狀部分中設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將加壓裝置在輸出軸的軸向方向上安裝在內(nèi)磁軛內(nèi)側(cè)上的高功率超小型電動機,同時可提供一種其與輸出軸的接觸面的形狀可使工作噪音減小的加壓裝置。此電動機包括制作成在環(huán)形方向上交替極化為不同磁極的磁鐵;激勵外、內(nèi)磁極的第一繞組和第二繞組;與所述磁鐵形成一體的轉(zhuǎn)動軸;以及用于對所述轉(zhuǎn)動軸在軸向方向上加壓的加壓裝置,此電動機具有高功率,緊湊形狀和低工作噪音。
文檔編號H02K1/27GK1272713SQ00104828
公開日2000年11月8日 申請日期2000年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月30日
發(fā)明者青島力, 黑澤明 申請人:佳能株式會社, 佳能電子株式會社