转子、转子的制造方法以及具有该转子的马达技术

本发明专利技术提供一种马达、转子、转子的制造方法以及具有该转子的马达。在本发明专利技术的马达中，即使是使用集中卷绕式的定子和双极转子时，也可获得合适的感应电压波形。在马达（1）中，作为定子（2）使用的是线圈（22）分别卷绕在多个突极（21a）上的集中卷绕式的定子，转子（3）为双极构造。在转子（3）中，永磁体（33）使用的是两个圆弧状的分割永磁体（331、332），在永磁体（33）上，两个磁极分别形成在135°到180°、更佳的是150°到180°的角度范围内，且彼此形成在相同的角度范围内。因此，可将感应电压波形的峰值电压的下降抑制成15％以下，甚至能将其抑制成10％以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括具有永磁体的转子和相对于该转子产生旋转磁场的定子的无刷马达、在转子轴的外周侧具有永磁 体的内转子式马达、该转子的制造方法、以及具有该转子的马达。
技术介绍
无刷马达包括在朝半径方向突出的多个突极上卷绕有线圈的定子、以及具有与突极的前端隔开空隙而相对的永磁体的转子，对线圈中产生的感应电压的波形进行检测，并基于该感应电压的波形来控制对线圈的通电，从而相对于转子产生最佳的旋转磁场。因此，若感应电压的波形和峰值电压值不合适，则无法良好地进行旋转控制。因此，以往提出了 使用将预先卷绕好的线圈安装在极齿上的分布卷绕式的定子并通过调整该卷绕形式来使感应电压的波形接近正弦波的结构、以及使用将线圈分别直接卷绕在多个突极上的集中卷绕式的定子并将永磁体的极数增加至16极的结构等(参照专利文献I)。内转子式马达一般包括在转子轴的外周侧具有永磁体的转子、以及相对于该转子产生旋转磁场的定子。在这种马达中，由于转子高速旋转，因此配置在转子轴外周的永磁体有时会因受到离心力而破损并飞散。为了避免这种情况，如图9所示，有人提出了将碳预浸料热固化后得到的保护罩1003套设或压入在转子轴1001外周设有的环状永磁体1002的外周上的结构(参照专利文献2)。专利文献I :日本专利特开2006-187189号公报专利文献2 日本专利特开平8-107641号公报然而，在专利文献I所公开的马达中，当为了提高马达特性而采用集中卷绕方式时，为了实现马达构造的简化和制造工序的简化等、作为永磁体而使用分割永磁体、并为了减小损失而减少极数，若将转子做成双极构造，在以往则存在无法获得合适的感应电压波形的问题。在专利文献2所记载的转子1000中，必须进行如下工序，即先在圆柱状的模型部件(dummy member)等上卷绕碳预浸料并使其热固化，从而形成筒状的保护罩1003，之后，将该保护罩1003从模型部件上拆下，然后，在永磁体1002的外周面上套设、压入保护罩1003，因此存在制造效率低的问题。另外，在专利文献2所记载的转子1001上，为了使永磁体1002与保护罩1003紧贴，需要在将保护罩1003从模型部件上拆下后进行用于提高保护罩1003的内径精度的精加工，这种工序也会使制造效率下降
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的第I技术问题在于提供一种在使用集中卷绕式定子和双极转子时也可获得合适的感应电压波形的马达。本专利技术的第2技术问题在于提供一种可在不造成制造效率下降的情况下防止永磁体飞散的转子、该转子的制造方法以及具有该转子的马达。为了解决上述第I技术问题，本专利技术的马达，包括在朝半径方向突出的多个突极上卷绕有线圈的定子、以及具有与所述 突极的前端隔开空隙而相对的永磁体的转子，其特征在于，所述定子是所述线圈分别卷绕在所述多个突极上的集中卷绕式的定子，所述永磁体为双极结构，S极和N极各具有一个，所述两个磁极分别形成在135°到180°的角度范围内，且彼此形成在相等的角度范围内。在本专利技术中，作为定子使用的是线圈分别卷绕在多个突极上的集中卷绕式的定子，因此，可通过缩短线圈末端来减小电阻，并可提高马达特性。若是集中卷绕式的定子，则接线处理也容易。在本专利技术中，转子为双极构造，但永磁体的两个磁极分别形成在135°到180°的角度范围内且彼此形成在相等的角度范围内，周向上未形成磁极的区域小。因此，可将感应电压波形的峰值电压的下降抑制在15%的允许范围内，若是这种下降，则可作为正弦波处理。因此，即使是使用集中卷绕式的定子且转子为双极结构时，也能可靠地进行马达的旋转控制，可减小转矩波动和铁损。本专利技术可应用于所述定子为具有6个所述突极的6极结构的马达。若这样构成，则可减小铁损，并可避免转矩减小、齿槽转矩增大、永磁体磁通的利用效率下降的问题。即，在极数大于6极时，铁损增大，而在极数小于6极时，则会发生转矩减小、齿槽转矩增大、永磁体磁通的利用效率下降的问题，但极数若为6极，则可避免上述问题。在本专利技术中，所述两个磁极最好分别形成在150°到180°的角度范围内。若这样构成，则感应电压波形大致成为正弦波，因此，可将峰值电压的下降抑制在10%的允许范围内，即使是使用集中卷绕式的定子且转子为双极结构时，也能可靠地进行马达的旋转控制。在本专利技术中，所述永磁体最好由在周向上分割成所述两个磁极的两个分割永磁体构成。在采用环状永磁体时，永磁体可能会因高速旋转时的离心力而导致自身破坏，因此需要将昂贵的钛制套筒等覆盖在外周侧以施加内周压力，但在采用分割永磁体时，即使高速旋转，也不会因离心力而导致自身破坏。因此，无需将昂贵的钛制套筒覆盖在外周侧，可降低成本。在本专利技术中，所述两个分割永磁体最好形成为圆弧角不满180 °的圆弧状。若这样构成，则即使两个分割永磁体的成形精度存在偏差，也能使分割永磁体可靠地保持在转子周围。这种情况下，在所述转子上最好形成有定位部，该定位部与所述两个分割永磁体的位于周向两端部的端面分别抵接。若这样构成，则可使两个分割永磁体以较高的位置精度保持在转子上。另外，即使在转子高速旋转时，分割永磁体也不会在周向上偏移。最好所述转子具有在外周面上保持所述两个分割永磁体的转子轴，在所述转子轴的外周面上形成有与所述两个分割永磁体嵌合的两个凹部，所述转子轴的所述两个凹部之间的部位为所述定位部，该定位部的周向两端面与所述两个分割永磁体的位于周向两端部的端面分别抵接。另外，最好所述凹部的深度尺寸与所述两个分割永磁体的厚度尺寸实质上相同，在该凹部的轴线方向的两侧，在整个周向上形成有比所述凹部浅的凹部，在整个所述浅凹部内形成有保护所述两个分割永磁体的外周面的保护层。若这样构成，则可在将两个分割永磁体埋入转子轴内的状态下形成保护层，从而能更可靠地固定分割永磁体并防止其飞散。在本专利技术中，在各所述两个分割永磁体中，最好位于周向两端部的端面彼此位于同一平面上。若这样构成，则可高效地成形分割永磁体。另外，像将分割永磁体以位于两端部的端面朝下的稳定状态放置等那样，在制造工序中容易处理分割永磁体。在将两个分割永磁体配置在转子上的状态下，两个分割永磁体之间的端面彼此平行，因此，可将两个分割永磁体以较高的位置精度保持在转子上。 在本专利技术中，所述两个分割永磁体最好在整个周向上进行了磁化。在本专利技术中，所述永磁体的外周侧最好被保护层覆盖。若这样构成，则即使转子例如以转速为几万周/分钟的高速度旋转，永磁体也不会因离心力而破损，而且，永磁体也不 会飞散。这种情况下，所述保护层的纤维层最好用树脂加固。若是这种保护层，则具有不需要钛套筒等昂贵保护罩的优点。为了解决上述第2技术问题，本专利技术的转子包括转子轴和保持在该转子轴外周的永磁体，其特征在于，所述永磁体的外周侧被保护层覆盖，该保护层的纤维层被树脂加固，在所述保护层中，作为所述纤维层，宽度比所述永磁体的轴线方向的宽度尺寸小的第一纤维层和宽度为所述永磁体的轴线方向的宽度尺寸以上的第二纤维层以彼此重叠的形态卷绕在所述永磁体的外周侧。在本专利技术中，通过在永磁体的外周侧直接卷绕纤维层来形成用于防止永磁体飞散的保护层。因此，与以往不同，无需进行在用圆柱状的模型部件等形成了筒状保护罩后在永磁体的外周套设、压入保护罩之类的工序，也无需进行用于提高保护罩的内径精度的精加工，因此，可提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子，包括转子轴和保持在该转子轴外周的永磁体，其特征在于，所述永磁体的外周侧被保护层覆盖，该保护层的纤维层被树脂加固，在所述保护层中，作为所述纤维层，宽度比所述永磁体的轴线方向的宽度尺寸小的第一纤维层和宽度为所述永磁体的轴线方向的宽度尺寸以上的第二纤维层以彼此重叠的形态卷绕在所述永磁体的外周侧。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泷本巌，高桥昌志，
申请(专利权)人：日本电产三协株式会社，
类型：发明
国别省市：