專利名稱：無(wú)刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體構(gòu)思涉及一種無(wú)刷DC電機(jī)，更具體地講，涉及一種減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)從而減小振動(dòng)和噪聲并提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率的無(wú)刷DC電機(jī)。
背景技術(shù)：
通常，電機(jī)被用在各種電子產(chǎn)品中以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。電機(jī)包括能減小體積和重量并容易控制其速度的無(wú)刷DC電機(jī)。
在公布的第2002-84693號(hào)日本專利中公開(kāi)的傳統(tǒng)的無(wú)刷DC電機(jī)包括定子、旋轉(zhuǎn)地容納在定子內(nèi)的轉(zhuǎn)子、和穿過(guò)轉(zhuǎn)子的中心的旋轉(zhuǎn)軸。定子包括由疊成基本圓柱形的多個(gè)磁鋼片形成的定子芯、沿圓周布置在定子芯的多個(gè)槽和繞在所述多個(gè)槽上的多個(gè)線圈。
轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯、多個(gè)安裝孔和多個(gè)磁鐵，所述轉(zhuǎn)子芯由疊成基本圓柱形并以彼此隔開(kāi)預(yù)定距離的狀態(tài)裝配到在定子的中心形成的中空部分中的多個(gè)磁鋼片形成，所述多個(gè)安裝孔在轉(zhuǎn)子芯內(nèi)沿圓周的方向布置，所述多個(gè)磁鐵分別被裝配到所述多個(gè)安裝孔中，在所述轉(zhuǎn)子中旋轉(zhuǎn)軸被壓力裝配到所述中空部分以隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
因此，當(dāng)電流被施加到繞在定子的多個(gè)槽的多個(gè)線圈時(shí)，各個(gè)線圈的極性順序變化，從而通過(guò)當(dāng)轉(zhuǎn)子的各個(gè)磁鐵的極性與定子的各個(gè)線圈的極性相同時(shí)產(chǎn)生的排斥力來(lái)產(chǎn)生離心力，并且通過(guò)當(dāng)轉(zhuǎn)子的各個(gè)磁鐵的極性與定子的各個(gè)線圈的極性不相同時(shí)產(chǎn)生的吸引力來(lái)產(chǎn)生離心力，由此轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。
然而，由于如上描述而構(gòu)造的傳統(tǒng)的無(wú)刷DC電機(jī)沒(méi)有配備用于防止各裝配有磁鐵的安裝孔之間的磁通斷開(kāi)或泄漏的結(jié)構(gòu)，所以在結(jié)構(gòu)上傳統(tǒng)的無(wú)刷DC電機(jī)承受極大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而增加了噪聲和振動(dòng)并降低了運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體構(gòu)思提供一種防止磁通的斷開(kāi)并最小化磁通的斷開(kāi)由此減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的無(wú)刷DC電機(jī)。
本發(fā)明的另外的方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分闡述，并且從描述中部分將是清楚的，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施來(lái)被了解。
本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其他方面可通過(guò)提供一種包括定子和轉(zhuǎn)子的無(wú)刷DC電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯、所述轉(zhuǎn)子芯中設(shè)置的多個(gè)安裝孔、分別裝配到所述多個(gè)安裝孔的多個(gè)磁鐵、和以分層結(jié)構(gòu)布置在所述安裝孔之間的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔。
所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔在連接所述轉(zhuǎn)子芯的中心和所述安裝孔之間的中心的第一線的兩側(cè)可具有對(duì)稱的形狀。
所述第一線和連接所述轉(zhuǎn)子芯的中心和所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的最外端的第二線之間的角度大約是15～20°。
所述轉(zhuǎn)子芯的外邊界和所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的外邊界之間的長(zhǎng)度小于所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子之間的間距。
所述磁鐵的每個(gè)和直接面向該磁鐵的所述防磁通斷開(kāi)孔之一之間的長(zhǎng)度可小于所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子之間的間距。
本發(fā)明總體構(gòu)思的前述和/或其他方面還可通過(guò)提供一種包括定子和與所述定子隔開(kāi)預(yù)定間距的轉(zhuǎn)子的無(wú)刷DC電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯、所述轉(zhuǎn)子芯周?chē)O(shè)置的多個(gè)安裝孔、分別被裝配到所述多個(gè)安裝孔的多個(gè)磁鐵、和在所述安裝孔之間以多層結(jié)構(gòu)布置的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔。
所述防磁通斷開(kāi)孔可在所述安裝孔之間的所述轉(zhuǎn)子芯的外邊界中以基本的V形布置。


從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚和更易于理解，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的無(wú)刷DC電機(jī)的剖視圖；圖2是示出圖1中所示的電機(jī)的轉(zhuǎn)子的放大的示圖；圖3是示出圖1中所示的轉(zhuǎn)子的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的放大的示圖；圖4是示出圖1的無(wú)刷DC電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)的圖表；和圖5是示出圖1的無(wú)刷DC電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的圖表。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在詳細(xì)描述本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例，其示例表示在附圖中，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終標(biāo)識(shí)相同的部件。下面參考附圖描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明總體構(gòu)思。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思的無(wú)刷DC電機(jī)的剖視圖。如圖1所示，該無(wú)刷DC電機(jī)包括定子10，具有疊成基本圓柱形的多個(gè)磁鋼片；轉(zhuǎn)子20，具有與定子10的多個(gè)磁鋼片類(lèi)似的疊成基本圓柱形的多個(gè)磁鋼片，并且被可旋轉(zhuǎn)地容納在定子10內(nèi)，以使轉(zhuǎn)子和定子隔開(kāi)預(yù)定的距離；和旋轉(zhuǎn)軸30，被壓力裝配到轉(zhuǎn)子20的中空的中心以隨轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)。
定子10包括環(huán)形的軛部11，限定定子10的外邊界；多個(gè)齒12，沿旋轉(zhuǎn)軸30的徑向方向從軛部11向內(nèi)延伸；多個(gè)槽13，形成在各個(gè)齒12之間；和線圈14，繞在槽13上以形成三相磁場(chǎng)。
轉(zhuǎn)子20包括基本圓柱形的轉(zhuǎn)子芯21；多個(gè)安裝孔22，在轉(zhuǎn)子芯21內(nèi)沿圓周布置在轉(zhuǎn)子芯21的中心區(qū)域的外側(cè)；多個(gè)磁鐵23，分別被裝配到所述多個(gè)安裝孔22中；軸孔24，被限定在轉(zhuǎn)子芯21的中心區(qū)域并且與旋轉(zhuǎn)軸30配合以使旋轉(zhuǎn)軸30隨轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)；多個(gè)鉚釘孔25，分別形成在所述多個(gè)安裝孔22的外側(cè)；和多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40，形成為所述安裝孔22之間的多層結(jié)構(gòu)。
其中裝配有磁鐵23的安裝孔22為細(xì)長(zhǎng)狹窄的矩形形狀，并且被布置為環(huán)繞被限定在轉(zhuǎn)子芯21的中心區(qū)域的軸孔24。所述安裝孔彼此隔開(kāi)以使一個(gè)安裝孔的端部與其他安裝孔分開(kāi)預(yù)定的距離。
使用上面描述的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子20以這樣一種方式裝配形成轉(zhuǎn)子芯21的各個(gè)磁鋼片彼此接合，并使用插入到鉚釘孔25的鉚釘(未顯示)被連接起來(lái)。所述鉚釘孔25位于其中裝配有磁鐵的各個(gè)安裝孔22的中心區(qū)域的外側(cè)。然后將圓形的銅片(未顯示)附在轉(zhuǎn)子20的上部和下部。
將參考圖2和3描述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的結(jié)構(gòu)，圖2和圖3分別是轉(zhuǎn)子20和防磁通斷開(kāi)孔40的放大的示圖。
如圖2和3所示，形成在轉(zhuǎn)子芯21上的防磁通斷開(kāi)孔40被置于安裝孔22之間的轉(zhuǎn)子芯21的外邊界21a中。
每個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40包括構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)的第一層40a、第二層40b、第三層40c和第四層40d，在防磁通斷開(kāi)孔40中第一層40a到第四層40d彼此隔開(kāi)預(yù)定的距離，并且各個(gè)基本為V形。
這里，雖然這個(gè)實(shí)施例描述了多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40，每個(gè)防磁通斷開(kāi)孔具有四層孔或四層槽，但是根據(jù)轉(zhuǎn)子芯21的尺寸和安裝孔22或磁鐵23的布置，所述防磁通斷開(kāi)孔可具有不同的結(jié)構(gòu)。所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的數(shù)量可以不是4，并且所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的每個(gè)的層的數(shù)量可以不是4。
在第一線01-02和第二線01-03之間形成的角度從第一層40a到第四層40d逐漸增加，所述第一線01-02連接轉(zhuǎn)子芯21的中心和相鄰的安裝孔22或相鄰的磁鐵23之間的中心，所述第二線01-03連接轉(zhuǎn)子芯21的中心和第一層40a、第二層40b、第三層40c和第四層40d中的相應(yīng)的一層的端部。因此，第一層40a相對(duì)于連接轉(zhuǎn)子芯21中心和相鄰安裝孔22或相鄰磁鐵23之間的中心的第一線01-02形成為最小的角度，第四層40d具有最大的角度。此外，第一層40a和第二層40b可具有單個(gè)槽，而第三層40c和第四層40d可具有彼此不連接的一對(duì)槽。相對(duì)于第一層和第二層中的至少一層，第三層40c和第四層40d的一對(duì)槽可彼此相對(duì)布置。
使用上述結(jié)構(gòu)，每個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40在連接轉(zhuǎn)子芯21中心和磁鐵23之間中心的第一線01-02的兩側(cè)具有對(duì)稱的形狀，并且限定在第一線01-02和連接轉(zhuǎn)子芯21中心和多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40最外端的第二線01-03之間的角度θ1大約是15～20°。
此外，多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40被構(gòu)造為轉(zhuǎn)子芯21的外邊界21a和多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的外邊界之間的長(zhǎng)度L1小于轉(zhuǎn)子芯21和定子10的內(nèi)邊界之間的間距G1，并且每個(gè)安裝孔22或每個(gè)磁鐵23和直接面向所述安裝孔22或所述磁鐵23的防磁通斷開(kāi)孔40之一之間的長(zhǎng)度L2小于間距G1。相鄰的層40a、40b、40c和40d之間的間距可小于間距G1。層40a、40b、40c和40d沿轉(zhuǎn)子芯21的圓周方向的寬度可小于安裝孔22沿轉(zhuǎn)子芯21的圓周方向的寬度。
這里，多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的外邊界指示鄰近轉(zhuǎn)子芯21的外邊界的部分，從而，防磁通斷開(kāi)孔40的內(nèi)邊界指示與轉(zhuǎn)子芯21的軸孔24相對(duì)的部分。多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的每個(gè)的至少一個(gè)部分，例如，層40a、40b、40c和40d中的至少一層的至少一個(gè)部分，被置于相鄰的安裝孔22或相鄰的磁鐵23的端部之間。而且，層40a、40b、40c和40d中的至少一層的至少一個(gè)部分被置于轉(zhuǎn)子芯21的外邊界和安裝孔22或磁鐵23之間。
使用如上所述的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40的結(jié)構(gòu)，有效地防止磁鐵23之間磁通斷開(kāi)，最小化磁通的泄漏，并且最大化磁通通路。
為了運(yùn)轉(zhuǎn)如上述構(gòu)造的無(wú)刷DC電機(jī)，當(dāng)電流被施加到繞在定子10的多個(gè)槽13上的多個(gè)線圈14時(shí)，各個(gè)線圈14的極性順序變化，從而通過(guò)當(dāng)與各個(gè)線圈14相應(yīng)的各個(gè)磁鐵23的極性和各個(gè)線圈14的極性相同時(shí)產(chǎn)生的排斥力產(chǎn)生離心力，并且通過(guò)當(dāng)各個(gè)磁鐵23的極性和各個(gè)線圈14的極性不同時(shí)產(chǎn)生的吸引力產(chǎn)生離心力，由此轉(zhuǎn)子20與旋轉(zhuǎn)軸30一起旋轉(zhuǎn)，并且產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。
在本發(fā)明的無(wú)刷DC電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)中，安裝孔22之間的轉(zhuǎn)子芯21的外邊界21a中設(shè)置的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔40用于防止磁通的斷開(kāi)，同時(shí)最小化磁通的泄漏以及最大化磁通通路，從而最小化電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。
圖4和5是示出圖1的無(wú)刷DC電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)矩的示圖。
如圖4和5所示，所述無(wú)刷DC電機(jī)提供增大的轉(zhuǎn)矩，同時(shí)最小化轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和變動(dòng)轉(zhuǎn)矩(cogging torque)，從而可以以最小化的噪聲和振動(dòng)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)所述無(wú)刷DC電機(jī)。
如從上面描述顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明總體構(gòu)思的無(wú)刷DC電機(jī)防止了各個(gè)磁鐵的端部之間的磁通的斷開(kāi)，并使得磁通通過(guò)定子連通，由此在增加轉(zhuǎn)矩的同時(shí)降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而以提高的運(yùn)轉(zhuǎn)效率和最小化的噪聲和振動(dòng)來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)該電機(jī)。
雖然已顯示并描述了本發(fā)明總體構(gòu)思的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思的原理和精神的情況下，可對(duì)這個(gè)實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍由權(quán)利要求及其等同物所限定。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷直流電機(jī)，包括定子；和轉(zhuǎn)子，具有轉(zhuǎn)子芯、所述轉(zhuǎn)子芯中設(shè)置的多個(gè)安裝孔、分別裝配到所述多個(gè)安裝孔中的各個(gè)安裝孔的多個(gè)磁鐵、和以多層結(jié)構(gòu)布置在所述安裝孔之間的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔在第一線兩側(cè)具有對(duì)稱的形狀，所述第一線連接所述轉(zhuǎn)子芯的中心和相鄰的所述安裝孔之間的中心。
3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其中，所述第一線和第二線之間的角度大約是15～20°，所述第二線連接所述轉(zhuǎn)子芯的中心和所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔中的每個(gè)的最外端。
4.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述轉(zhuǎn)子芯的外邊界和所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的外邊界之間的長(zhǎng)度小于所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子之間的間距。
5.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述磁鐵的每個(gè)和直接面向該磁鐵的所述防磁通斷開(kāi)孔之一之間的長(zhǎng)度小于所述轉(zhuǎn)子芯和所述定子之間的間距。
6.一種無(wú)刷直流電機(jī)，包括定子；和轉(zhuǎn)子，與所述定子隔開(kāi)預(yù)定的間距，并且具有轉(zhuǎn)子芯、所述轉(zhuǎn)子芯周?chē)O(shè)置的多個(gè)安裝孔、分別裝配到所述多個(gè)安裝孔中的多個(gè)磁鐵、和以分層結(jié)構(gòu)布置在所述安裝孔之間的多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔。
7.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔在相鄰的所述安裝孔之間的所述轉(zhuǎn)子芯的外邊界中以基本的V形布置。
8.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中，當(dāng)所述多個(gè)安裝孔的數(shù)量是4時(shí)，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的數(shù)量是4并且被置于相鄰的所述安裝孔之間。
9.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔中的每個(gè)包括第一部分和第二部分，所述第一部分被置于相鄰的所述安裝孔之間，所述第二部分被置于所述轉(zhuǎn)子的外邊界和所述安裝孔中的相應(yīng)的一個(gè)之間。
10.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔中的每個(gè)包括彼此隔開(kāi)小于所述預(yù)定間距的第二間距的多個(gè)層。
11.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，還包括軸孔，形成在所述轉(zhuǎn)子芯的中心；和旋轉(zhuǎn)軸，被插入所述軸孔以與所述轉(zhuǎn)子芯一起旋轉(zhuǎn)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的所述多層結(jié)構(gòu)沿所述旋轉(zhuǎn)軸的圓周方向以大約15～20°的角度布置。
12.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的所述多層結(jié)構(gòu)包括第一孔、第二孔、第三孔和第四孔，所述第一孔被置于連接所述轉(zhuǎn)子芯的中心和相鄰的所述安裝孔的中心的徑向線上，所述第二孔具有與所述第一孔相對(duì)設(shè)置的端部和連接所述端部并位于所述徑向線上的中間部分，所述第三孔被布置為相對(duì)于所述徑向線彼此相對(duì)，所述第四孔被布置為相對(duì)于所述徑向線彼此相對(duì)。
13.如權(quán)利要求12所述的電機(jī)，其中，所述第一、第二、第三和第四孔的相鄰的孔彼此隔開(kāi)小于所述預(yù)定間距的距離。
14.如權(quán)利要求12所述的電機(jī)，其中，所述第二和第三孔的至少一個(gè)部分被置于相鄰的所述安裝孔之間。
15.如權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的多層結(jié)構(gòu)包括在所述轉(zhuǎn)子芯的徑向方向上具有不同長(zhǎng)度的多個(gè)孔。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無(wú)刷DC電機(jī)能防止磁通的斷開(kāi)并最小化磁通的泄漏，由此減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔被布置在其中裝配有磁鐵的安裝孔之間的轉(zhuǎn)子芯的外邊界中。所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔在第一線兩側(cè)對(duì)稱，并且第一線和第二線之間的角度大約是15～20°，所述第一線連接轉(zhuǎn)子芯的中心和相鄰的安裝孔之間的中心，所述第二線連接轉(zhuǎn)子芯的中心和所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的最外端。所述轉(zhuǎn)子芯的外邊界和所述多個(gè)防磁通斷開(kāi)孔的外邊界之間的長(zhǎng)度小于轉(zhuǎn)子芯和定子之間的間距。
文檔編號(hào)H02K1/27GK1838514SQ20051010540
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2005年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月21日
發(fā)明者樸相薰, 李亨哲, 安詳镕, 成春模, 金潤(rùn)奭, 邊范寧 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社