專利名稱：小型電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種小型電動(dòng)機(jī)，更詳細(xì)地說是涉及這樣一種小型電動(dòng)機(jī)通過給線圈通電把在以定子軸線為中心的圓周方向上并排著的多個(gè)磁極部磁化成N極或S極，由這些磁化后的磁極部與以上述軸線為中心轉(zhuǎn)動(dòng)自如地配置的轉(zhuǎn)子磁極的磁作用，在該轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。
在現(xiàn)有技術(shù)中，如

圖11所示，這種小型電動(dòng)機(jī)中的定子包括分別具有磁極部83的多個(gè)磁極片82和分別位于各磁極片82的根部82的線圈，該多個(gè)磁極片82配置成以定子軸線81為中心的放射狀，各個(gè)磁極部83并排設(shè)在以上述軸線81為中心的圓周方向上。該定子能夠通過在各線圈84中流過電流而由線圈84產(chǎn)生的磁通把各磁極部83磁化成N極或S極，以進(jìn)行轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)。
在現(xiàn)有的帶扇葉轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子本體上沒有環(huán)狀磁鐵。該環(huán)狀磁鐵由磁性材料形成并通過燒結(jié)而形成環(huán)狀體，在該環(huán)狀體的圓周方向上的多處中，從各自的外側(cè)施加強(qiáng)磁通來進(jìn)行充磁，由此，形成上述磁極部。這樣，在上述磁極部處，其外周側(cè)的部分中進(jìn)行了強(qiáng)磁化。在轉(zhuǎn)子本體上使用了這種磁鐵，并且為了充分發(fā)揮該磁鐵的能力，如圖9所示那樣，在該磁鐵73的外側(cè)配置環(huán)狀軛部72，從而使上述強(qiáng)磁化后的外周側(cè)的部分相互間磁阻減小而連續(xù)起來，并且沒有漏磁的發(fā)生。然后把這種轉(zhuǎn)子本體和周圍配置多個(gè)送風(fēng)扇葉的風(fēng)扇結(jié)合成一體而構(gòu)成帶扇葉的轉(zhuǎn)子。
但是，上述結(jié)構(gòu)的小型電動(dòng)機(jī)的定子，在其制造中繞制線圈8時(shí)，必須纏繞在所謂磁極片根部82a這樣小巧靈瓏的位置上，因此線圈的導(dǎo)線必須穿過與之相鄰很近的另一個(gè)磁極片82及其磁極部8并避開他們進(jìn)行繞制，則存在繞線作業(yè)非常困難的問題。
而且對(duì)各個(gè)磁極片82都必須進(jìn)行這種困難的作業(yè)而存在非常費(fèi)工夫的問題。
在上述現(xiàn)有的小型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子本體上，需要大的設(shè)備來進(jìn)行環(huán)狀磁鐵的磁化。
為了充分發(fā)揮磁鐵的能力，還需要上述這種另一用途的軛部72。
由于需要磁鐵和軛部，零件管理就要涉及這兩者，就需花費(fèi)必須進(jìn)行的管理工夫。
本申請(qǐng)的小型電動(dòng)機(jī)就是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種定子，可以通過給線圈通電來把多個(gè)磁極部磁化成N極或S極，以能夠用于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是可以在周圍敞開的狀態(tài)下進(jìn)行定子的線圈繞線作業(yè)，以謀求該繞線作業(yè)的簡(jiǎn)化。
另一個(gè)目的是通過用一個(gè)線圈把上述多個(gè)磁極部磁化成N極或S極，僅以這一個(gè)線圈的繞線作業(yè)的較少工時(shí)就足以完成定子制造中的線圈繞線作業(yè)。
另一個(gè)目的是用簡(jiǎn)單的材料就足以構(gòu)成用于轉(zhuǎn)子本體充磁的設(shè)備，并且用較少的工夫就能完成轉(zhuǎn)子本體的制造。
另一個(gè)目的是，對(duì)于任意的基體材料，僅以把一個(gè)磁鐵一體化的較少工時(shí)來完成轉(zhuǎn)子的制造，并且，簡(jiǎn)化了用于轉(zhuǎn)子本體制造的零件管理。
另一個(gè)目的是能用任何廉價(jià)材料來形成上述基體材料及磁鐵而能得到廉價(jià)的供應(yīng)。
通過附圖及與相關(guān)的下述說明就能容易地了解其他的目的及優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子本體37，在內(nèi)側(cè)具有用于安置定子S的空間38；和配置在該內(nèi)側(cè)空間中的定子上述定子S包括在外周位置上分別具有磁極部17、18的多個(gè)磁極片15、16和用于給上述磁極片15、16提供磁極部的磁化磁通的線圈30，其特征在于，上述磁極片15、16，在上述定子S的軸線方向上隔開用于安置線圈的間隙G1，并且配置成在從上述軸方向上投影所見并且各個(gè)磁極片15、16的磁極部17、18以上述軸線為中心的周向上位置不同的狀態(tài)，上述線圈30在上述間隙G1中配置成使在上述軸線方向上隔開的磁極片15、16的磁極部17、18相互磁化成異極。
本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子本體37，在內(nèi)側(cè)具有用于安置定子S的空間38，和配置在該內(nèi)側(cè)空間中的定子S，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子本體37包括由具備磁性值的成型材料形成中空環(huán)狀的磁鐵37在該磁鐵37的內(nèi)周側(cè)具有用于分別給上述空間提供磁通的多個(gè)磁極部44，在外周側(cè)具有這些磁極部相互進(jìn)行磁連接的磁路部46，上述內(nèi)周側(cè)的各個(gè)磁極部44磁化成高于各外周側(cè)部分的磁通密度。
本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子本體37，內(nèi)側(cè)具有用于安置定子S的空間，和配置在該內(nèi)側(cè)空間中的定子S，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子本體37包括用于分別給上述空間提供磁通的多個(gè)磁極部44和把這些磁極部相互進(jìn)行磁連接的磁路部46，在上述轉(zhuǎn)子本體37上在其周圍具有多個(gè)送風(fēng)扇葉42，上述轉(zhuǎn)子本體37和多個(gè)送風(fēng)扇葉42由具備磁性質(zhì)的成型材料整體形成，上述各個(gè)磁極部44磁化成使內(nèi)周側(cè)的磁通密度高于各周側(cè)部分。
本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子本體制造方法，其特征在于，用于使在內(nèi)側(cè)具有安置定子S的空間的小型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子本體37成型的內(nèi)模59具有用于在其周圍多處分別形成各磁極部的充磁磁極62，在上述內(nèi)模59的周圍放置著把粉狀硬鐵氧體材料同用于與之相結(jié)合的結(jié)合材料混合起來的流動(dòng)性的某狀態(tài)的成型材料，在該放置狀態(tài)下使該成型材料固化從而在對(duì)著上述轉(zhuǎn)子本體37的充磁磁極62的部分形成磁極部44。
下面對(duì)表示本申請(qǐng)本發(fā)明的實(shí)施例的附圖進(jìn)行說明。
圖1是電扇的縱剖視圖；圖2是定子的主視圖；圖3是定子和轉(zhuǎn)子的分解透視圖；圖4是帶扇葉的轉(zhuǎn)子的主視圖；圖5是表示帶扇葉的轉(zhuǎn)子的成形模的縱剖視圖；圖6是圖5中的VI-VI線截面圖；圖7是表示磁極片的不同實(shí)施形態(tài)的透視圖；圖8是圖7的磁極片的側(cè)視圖；圖9是表示轉(zhuǎn)子的不同實(shí)施形態(tài)的分解透視圖；圖10是表示轉(zhuǎn)子的另一個(gè)不同的實(shí)施形態(tài)的分解透視圖；圖11是表示現(xiàn)有的定子的半剖視圖。
在圖中，S為定子，14為定子軸線，15、16為磁極片，17、18為磁極部，G1是用于放置線圈的間隙，30是線圈。
圖1表示出電風(fēng)扇作為利用小型電動(dòng)機(jī)的裝置的一個(gè)例子。該電風(fēng)扇是用于進(jìn)行電子裝置的外殼內(nèi)的冷卻排氣或者給電子裝置中的個(gè)別電子部件送風(fēng)以使其冷卻的小型(例如幾瓦以下)電風(fēng)扇在該電風(fēng)扇中，M是小型電動(dòng)機(jī)，F(xiàn)是由該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇。電動(dòng)機(jī)M作為霍爾電動(dòng)機(jī)(ホ-ルモ-タ)已是公知的，B是機(jī)架，S是定子，是驅(qū)動(dòng)電路，R是轉(zhuǎn)子。下面分別對(duì)它們進(jìn)行說明。
機(jī)架B是用于支承電動(dòng)機(jī)M中的各部件的基架，其由用于安裝驅(qū)動(dòng)電路C和定子S的基板部1和通過圍住其一側(cè)周圍而形成風(fēng)格的周壁部2所構(gòu)成。該機(jī)架B是例如合成樹脂材料制成的，但也可以是金屬制成的。3、4分別表示用于驅(qū)動(dòng)電路的固定的支座和固定片，代表通風(fēng)窗口。周壁部2上的6是用于把該電風(fēng)扇安裝到使用位置上的安裝部，具有穿插安裝螺栓的通孔7。
驅(qū)動(dòng)電路C作為例如霍爾電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路其結(jié)構(gòu)是公知的，由電路板10以及安裝在其上的各個(gè)電路元件11所組成。在該電路元件11中包括用于控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)(轉(zhuǎn)動(dòng)的相位)的霍爾元件。12是連接在電路10上的供電引線，13是用于同電源電路相連的連接器。而且，在本例所示的電風(fēng)扇中，上述電路板10為用于機(jī)械支承上述定子S和轉(zhuǎn)子R的基板。
定子S用于給轉(zhuǎn)子R提供轉(zhuǎn)動(dòng)用的磁通，其結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。14表示定子的軸線，是作為定子中各部件的位置關(guān)系基準(zhǔn)的直線而假設(shè)的。15、16分別是磁極片，用于形成定子的磁極，由磁性材料構(gòu)成。作為磁性材料，可以是矯頑力小而磁通密度高的材料如硅鋼片，但從經(jīng)濟(jì)性良好的出發(fā)點(diǎn)上也可以用例如鋼片構(gòu)成。磁極片15、16的寬度W1和厚度T1被確定為能夠在不飽和的狀態(tài)下通過用于給磁極部提供的磁通。長(zhǎng)度11最好是使定子磁極部與轉(zhuǎn)子磁極部的間隙盡可能地窄以使來自前者的磁通高效地到達(dá)后者，其結(jié)果提高了小型電動(dòng)機(jī)的效率，因而在不接觸到轉(zhuǎn)子的范圍下盡可能大地形成該長(zhǎng)度11。上述磁極片15、16配置為在上述軸線14的方向上隔開用于安放線圈的間隙G1。17、18代表在各磁極片15、16上所設(shè)置的磁極部，是通過給磁極片15、16的磁通施加而分別成為定子磁極的部分。這些磁極部17、18配置成在從上述軸線14方向投影所見以上述軸線14為中心的周向上位置不同的狀態(tài)，以便于對(duì)于轉(zhuǎn)子能夠通過磁場(chǎng)的相互作用而提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力。上述磁極部17、18由薄的金屬片構(gòu)成，如圖所示那樣，在與軸線14平行的方向上彎曲形成，以便于使對(duì)著轉(zhuǎn)子的表面17a、18a的面積變大。上述表面17a、18a的面積應(yīng)在有效范圍內(nèi)盡可能的大，以便于給轉(zhuǎn)子高效(磁阻低)提供磁通而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生大旋轉(zhuǎn)力。例如，在寬度W2用以轉(zhuǎn)軸14為中心的角度來表示的情況下，分割給定子的各極最大為360°，在例如本例的四極的定子情況下為90°的程度。而且，長(zhǎng)度L2在可與轉(zhuǎn)子的后述磁極部44相對(duì)的范圍內(nèi)應(yīng)盡可能長(zhǎng)地形成。19、20表示為了同下述結(jié)合部件進(jìn)行結(jié)合而設(shè)在各磁極片15、1上的通孔。
23代表用于把上述兩磁極片15、16機(jī)械地結(jié)合成一體的結(jié)合部件。24、25分別表示用于安裝上述磁極片15、16的安裝部，表示出的部分用以扣合上述通孔19、20的孔緣。這些安裝部24、25的間隙L3形成為與該間隙的需要尺寸相同的尺寸以保持用于放置上述線圈的間隙G1。26是作為用于把定子S安裝到預(yù)定保持部件(在本例中為上述電路板10)上的安裝片的部分，具有結(jié)合部件23一方干燥。將得到的微膠囊進(jìn)行維生素含量分析，如圖3所示所有維生素的保留量是很高的。對(duì)比例B進(jìn)行類似于實(shí)施例3所述的步驟，不同之處在于，用95℃的溫度對(duì)組分加熱15分鐘使蛋白質(zhì)變性，而是對(duì)塑料袋進(jìn)行高壓處理。如圖3所示5種維生素中4種的保留量明顯低于實(shí)施例3中高壓處理樣品的維生素保留量。15、16相互磁連接的磁連接部件。而且，在用磁性材料形成上述連接部件23以使其成為磁連接部件的情況下，則該轉(zhuǎn)軸39可以用非磁性材料制成以免產(chǎn)生同該連接部件23的磁吸引力。40是防脫出的止動(dòng)環(huán)。41是用于聯(lián)結(jié)轉(zhuǎn)子本體37和轉(zhuǎn)軸39的凸緣部。而且，上述轉(zhuǎn)子本體37的尺寸的一例是直徑D1為17mm、厚度T2為2mm的程度。此外，上述直徑D1為10mm～10cm的程度，在其尺寸及后述的磁極部上所需的磁通密度的大小來確定上述厚度T2。
下面根據(jù)圖4來對(duì)上述轉(zhuǎn)子R的轉(zhuǎn)子本體37的磁性結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。轉(zhuǎn)子本體37具有作為磁鐵的磁性性質(zhì)，用例如后述的成型材料形成，具有如下述的磁性結(jié)構(gòu)。44N、44S表示在轉(zhuǎn)子本體37的內(nèi)周部所存在的磁極部。這些磁極部44N、44S是用于分別使磁通到達(dá)空間38的磁極部，標(biāo)號(hào)后所帶的字母N和S表示N極或S極的極性。這些磁極部44N、44S處于使成型材料中的硬鐵氧體材料產(chǎn)生磁場(chǎng)的取向狀態(tài)下，磁化成高于各個(gè)外周側(cè)部分44的磁通密度例如500～1600高斯(該磁通密度按轉(zhuǎn)子R上所要求的磁性特性而不同)。上述所謂取向狀態(tài)就是多數(shù)粉狀硬鐵氧體材料的各自的易磁化方向排列成一定方向以具有該方向的磁場(chǎng)的狀態(tài)，即以該方向發(fā)出磁通的狀態(tài)。而且，在該狀態(tài)下所固定的部件的狀態(tài)稱為硬鐵氧體狀。箭頭45表示從上述各磁極部44N出來進(jìn)到空間38中的磁通以及從空間38進(jìn)入各磁極部44S的磁通。雖然表示出了上述磁極部44N、44S的寬度W4具有以軸線36為中心的接近90°的大小，但其是根據(jù)轉(zhuǎn)子中所要求的旋轉(zhuǎn)特性而確定的，存在確定或更窄的情況。
46代表在上述轉(zhuǎn)子本體37內(nèi)部存在的磁路部，用于使上述磁極部44N、44S相互磁連接。在由具有上述磁性性質(zhì)的成型材料所形成的轉(zhuǎn)子本體37中，該磁路部46包括上述外周側(cè)部分44′，上述磁極部44N、44S之外的部分都為該磁路部。磁路部46處于上述成型材料中多數(shù)粉狀硬鐵氧體材料沒有取向的狀態(tài)中，其磁通密度低于磁極部44N、44S。上述所謂沒有取向的狀態(tài)就是多數(shù)粉狀硬鐵氧體材料的易磁化方向是無規(guī)則的，若磁通從別處到來則可使該磁通按原樣通過的狀態(tài)。而且，在此狀態(tài)下所固定的部件的狀態(tài)稱為軟鐵氧體狀態(tài)，箭頭47表示在磁極部44N、44S之間通過磁路部46的磁通。
風(fēng)扇F具有設(shè)在上述轉(zhuǎn)子本體37周圍的多個(gè)送風(fēng)扇葉42。
下面說明上述定子S的制造。磁極片15、16通過例如沖壓裝置而把上述磁性材料形成為圖3所示形狀。而且由其他的工序分別制造聯(lián)結(jié)部件23及線圈30。在制造線圈30時(shí)，可以單獨(dú)進(jìn)行其繞線作業(yè)，是容易的。即，在其他部件無論為何的狀態(tài)下，都可以在線圈架31上進(jìn)行繞線，而能用例如繞線機(jī)等容易地完成。定子S的組裝是按下述那樣進(jìn)行的。把線圈30裝到聯(lián)結(jié)部件23的周圍。從其兩側(cè)軸線14方向的兩側(cè))分別添加上磁極片15、16，把各磁極片15、1的通孔19、20鉚接到各安裝部24、25上。由此完成了定子S的制造。
上述電風(fēng)扇的組裝是這樣的，把定子S安裝到電路板10上。把安裝片26插過設(shè)在電路板10上的通孔，通過鉚接裝置把安裝片26固定在電路板10上。也可以用連接裝置或螺栓固定等機(jī)械裝置來進(jìn)行上述固定。引線34連接在電路板10的預(yù)定部位上。然后安裝預(yù)制的帶扇葉的轉(zhuǎn)子R。把轉(zhuǎn)軸39插過軸承的通孔27，裝上止動(dòng)環(huán)4以實(shí)現(xiàn)防脫落。在此狀態(tài)下使定子S的軸線14與轉(zhuǎn)子R的軸線36相重合。然后利用支座3及固定片4把上述電路板10安裝到機(jī)架B上。把連接器13安裝到引線12上。由此完成電風(fēng)扇的組裝。
對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的小型電風(fēng)扇，由連接器13給驅(qū)動(dòng)電路C提供工作用的直流電流。于是，給定子S的線圈30通電則該線圈30產(chǎn)生磁通，該磁通通過磁極片15、16而提供給磁極部17、18，則磁極部1718分別被磁化成例如N極和S極。通過該磁化后的磁極部17、18同轉(zhuǎn)子R的磁極部44N、44S的磁場(chǎng)的相應(yīng)作用，給轉(zhuǎn)子本體37施加轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子R轉(zhuǎn)動(dòng)。而且，隨著轉(zhuǎn)子R的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過使從驅(qū)動(dòng)電路C給線圈30的電流方向反向，磁極部17、18的極性則發(fā)生變換，從而給轉(zhuǎn)子R持續(xù)施加向著固定方向的轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)子R以固定方向持續(xù)旋轉(zhuǎn)。通過上述轉(zhuǎn)子R的旋轉(zhuǎn)，由多個(gè)送風(fēng)扇葉42產(chǎn)生如箭頭42a的風(fēng)，而向著被冷卻物送風(fēng)。在上述情況下，由于磁極部44N、44S之間由磁路部46進(jìn)行磁連接，則在磁極部44N、44S之間低磁阻地通過磁通47。這樣，由上述磁極部44N、44S給上述定子S提供了使磁極部44N、44S的能力相平衡地磁通45，上述轉(zhuǎn)矩相應(yīng)變大。
下面對(duì)上述轉(zhuǎn)子R的制造進(jìn)行說明。圖5、圖6所示的50是轉(zhuǎn)子R的成型模，由相互可以合攏及公開的一對(duì)模具例如上模51和下模52所構(gòu)成。53表示用于使在兩模51、52間所形成的上述轉(zhuǎn)子R的整體成型的成型空間。上模51由主要部分54、55組成，設(shè)有用于使成型材料流入的澆口56及其通路57。上述主要部分54由非磁性材料例如非磁性鋼形成，以免給在上述成型空間53中所成型的轉(zhuǎn)子R施加磁影響。
下模52由主要部件58～61組成。在這些主要部件中，主要部件59是用于形成上述空間53的內(nèi)模，在該主要部件59中設(shè)置有充磁用的永久磁鐵62。主要部件58～60由非磁性材料例如非磁性鋼形成以免給在上述成型空間53中所成型的轉(zhuǎn)子R施加磁影響。上述永久磁鐵62用于給上述成型空間53內(nèi)轉(zhuǎn)子本體37的成型空間67的內(nèi)周部多處63即形成上述磁極部44N、44S的部位提供用于形成這些磁極部的磁通，其外周部62a為充磁用的磁極。為了上述預(yù)定寬度W的磁極部44N、44S的形成，充磁用的磁極62a的寬度W5根據(jù)寬度W而確定。用于磁極部44N、44S的充磁的強(qiáng)磁通到達(dá)上述部位63，在這些部位63的外周側(cè)部分即上述外周側(cè)部分44′所形成的部分和其他部分中就只有比上述部位63弱的磁通到達(dá)，則這些部分就成為磁路部46，可以這樣布置上述永久磁鐵62和主要部件59。在永久磁鐵62中，給上述磁極部44N、44S的充磁，使用提供最低限度需要的磁通這種程度的強(qiáng)度，例如，充磁用的磁極62a的磁通密度為5000高斯的程度。對(duì)于主要部件59，使面對(duì)磁極62a的部分59a的厚度T3為保護(hù)磁鐵62所需的盡可能薄的厚度例如1mm，以使磁極62a的磁通高效地僅達(dá)到上述部位63。而且，64是轉(zhuǎn)軸39的保持部，65是起模桿。
成型空間53由分別用于使轉(zhuǎn)子本體37、凸緣部41、送風(fēng)扇葉42成型的成型空間67、68、69構(gòu)成，它們?nèi)鐖D示那樣為連續(xù)的，以便于通過一件的成型材料的注射模使各部件37、41、42一起成型下面是轉(zhuǎn)子R的成型程序的一例。準(zhǔn)備具有磁性性質(zhì)的成型材料。其中所謂磁性性質(zhì)就是能夠由磁通的施加產(chǎn)生取向的性質(zhì)。上述成型材料用粉狀的硬鐵氧體材料作為具有上述磁性性質(zhì)的材料，并且在其中混合結(jié)合材料。使用例如氧化鐵作為硬鐵氧體材料。除此之外也可以使用鋁鐵鎳鈷永磁合全類、釤一鈷類、釹一鐵硼類等稀土族的。粘結(jié)材料是用于把上述粉狀的硬鐵氧體材料進(jìn)行連結(jié)和固化的材料，因而使用具有在加熱時(shí)熔融在冷卻時(shí)固體的性質(zhì)的材料。例如可使用尼龍-6。除此之外也可以使用尼龍-12、尼龍-66、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、PBT、PET、ABS、AS樹脂等合成樹脂。上述硬鐵氧體同粘結(jié)材料的混合比率為例如前者是90重量％的程度，后者是10重量％的程度。也可以使用其他比率。上述成型材料加工成與成型方法相稱的性狀。例如加工成適合于射出型的顆粒狀。
然后使上述硬鐵氧體材料同粘結(jié)材料混合狀態(tài)下的成型材料在流動(dòng)狀態(tài)下流入上述成型模50的成型空間53內(nèi)。例如，把上述顆粒狀的材料投入射出成型機(jī)中，通過加熱(例如200～350℃)上述成型材料來熔化粘結(jié)材料而使成型材料處于流動(dòng)性的某種狀態(tài)下，從射出成型機(jī)把其通過澆口56、通路57而射到成型空間53內(nèi)。射出壓力是射出成型技術(shù)中所公知的壓力例如0.5～1噸/cm2。而且，不用說，應(yīng)預(yù)先把轉(zhuǎn)軸39保持在保持部64中。
通過上述這樣使成型材料在流動(dòng)性的某種狀態(tài)下流入上述成型空間53，位于內(nèi)模59周圍的成型空間67中的成型材料，在由充磁用的磁極62a所提供的磁通的密度高的部分63中，由該磁通使上述粉狀的多數(shù)硬鐵氧體材料的易磁化方向取向?yàn)樵摯磐ǖ姆较颉Ｔ谄渌糠?，為未取向的狀態(tài)即硬鐵氧體材料的易磁化方向?yàn)殡s亂無序的狀態(tài)。通過在這種狀態(tài)下冷卻固化成型材料，上述部分63因在取向狀態(tài)下固化了上述硬鐵氧體材料而成為硬鐵氧體狀態(tài)，其成為磁極部44N、44S。而其他部分是在非取向狀態(tài)下固化，而成為軟鐵氧體狀態(tài)，其成為磁路部46。另一方面，在成型空間68、69中，由上述成型材料分別制成凸緣部41和送風(fēng)扇葉42。如果上述成型材料固化后，把上模51和下模52脫離，通過起模桿65使成型后的轉(zhuǎn)子R脫模。由此完成轉(zhuǎn)子R的成型作業(yè)。
下面說明一種不同的實(shí)施例。上述磁極片15、16可以通過與上述轉(zhuǎn)子R的成型相同的模成型例如射出成型來形成具有施加磁通時(shí)磁化而除去磁通時(shí)解除磁化的性質(zhì)的成型材料(例如軟鐵氧體材料)。在此情況下，上述厚度T1可以為2～3mm以便于能夠通過所需足夠量的磁通。上述成型材料是把例如磁性體粉末的主劑同用于結(jié)合該主劑并進(jìn)行固化的粘合劑進(jìn)行混合而形成的。使用鐵-鎳合金、鐵-鎳-鈷合金、鐵-鎳-硅合金、鐵-鋁-硅合金、鐵-銅-硅合金等作為主劑。而且，上述各合金中除鐵以外的成分為百分之幾以內(nèi)的微量。使用尼龍-6、尼龍-12、或聚次苯基亞硫酸酯等作為上述粘合劑。上述主劑與粘合劑的混合比率為例如前者9重量％，后者10重量％。
下面對(duì)定子中的磁極片的配置的另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說明。上述磁極片每幾個(gè)在電動(dòng)機(jī)定子軸線方向上隔出線圈放置用的間隙并且從上述軸線方向投影地看，各個(gè)磁極片的磁極部配置成在以上述軸線為中心的周向上位置不同的狀態(tài)。例如，把每?jī)蓚€(gè)磁極片分別配置在線圈的一側(cè)和另一側(cè)，把這些磁極片的磁極部配置成使以定子軸線為中心每相差45°的位置不同。在這種情況下，因總共能形成8極的磁極部，則為8極的定子。
下面對(duì)表示定子中的磁極片的又一個(gè)不同實(shí)施例的圖7、圖進(jìn)行說明。這兩圖表示在定子軸線方向上隔出放置線圈用的間隙所配置的多個(gè)磁極片相互結(jié)合形態(tài)的不同例，通過形成為把多個(gè)磁極片相互預(yù)先結(jié)合起來的整體狀態(tài)，來實(shí)現(xiàn)易于制造的目的。在圖中，磁極片15e，16e和結(jié)合部件23e是磁性材料并形成為一體。
對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，由于能夠用一道工序來完成多個(gè)磁極片的形成及它們的結(jié)合，就能大大減少作業(yè)工時(shí)而容易進(jìn)行制造。而且，在此情況下，線圈30e是在后道工序中在結(jié)合部件23e的周圍進(jìn)行繞線而形成的。在該作業(yè)時(shí)，由于結(jié)合部件23e的外周側(cè)在遍及全周上都為敞開狀態(tài)，則繞線作業(yè)能非常容易完成。而且，對(duì)于在功能上與前圖相同或相等的結(jié)構(gòu)部分，考慮到說明是重復(fù)的，而采用與前圖相同的標(biāo)號(hào)并附加字母e，以省略重復(fù)的說明。(在該圖以后，考慮到同樣理由，則依次附加字母f、g而省略重復(fù)的說明)。
圖9表示轉(zhuǎn)子的另一個(gè)不同實(shí)施例，能夠作為與圖1轉(zhuǎn)子相同的對(duì)象裝到圖2的定子S上使用，由基礎(chǔ)件71、磁路部件72和磁鐵73構(gòu)成轉(zhuǎn)子本體37f。基礎(chǔ)件71是用例如合成樹脂進(jìn)行模成型而形成的以保持磁路部件72和多個(gè)送風(fēng)扇葉42f。厚度為具有上述保持強(qiáng)度的厚度例如1～2mm。磁路部件72由例如鋼板制成以用于把磁鐵7的外周面的磁極相互進(jìn)行磁連接，厚度為磁通通過時(shí)不會(huì)飽和的厚度例如1～1.6mm。磁鐵73用于形成轉(zhuǎn)子的磁極部，在內(nèi)周面上沿周向交替設(shè)置N極的磁極部和S極的磁極部。而且，在外周面上，對(duì)應(yīng)于這些磁極部的部位分別為相反極性的磁極。磁鐵73的厚度為作為轉(zhuǎn)子磁極部能夠產(chǎn)生所需磁通的厚度例如1～4mm。上述三者通過連接裝置在磁路部件72位于基礎(chǔ)件17內(nèi)側(cè)并且磁鐵73位于其內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下結(jié)合起來，成為轉(zhuǎn)子本體37f。
圖10是表示與圖1、圖9的轉(zhuǎn)子不同的實(shí)施例，用基礎(chǔ)件71g和磁鐵75構(gòu)成轉(zhuǎn)子本體37g，以便于能夠以較少的工時(shí)使用廉價(jià)的材料來制造轉(zhuǎn)子Rg。在圖中，基礎(chǔ)件71g用于進(jìn)行多個(gè)送風(fēng)扇葉42g的保持和磁鐵75的保持，可以使用公知的合成樹脂，例如尼龍、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、PBT、PET、ABS、AS樹脂等廉價(jià)材料。該基礎(chǔ)件71g與上述多個(gè)送風(fēng)扇葉42g形成為一體。磁鐵75是如圖示的環(huán)狀，例如設(shè)有上述圖4所示的轉(zhuǎn)子本體37和相同的磁極部44N、44S及磁路部46。該磁鐵75的制法，如對(duì)圖4的轉(zhuǎn)子本體37說明的那樣，可以使用相同的材料，使用相同的制法。可以使用由公知的廉價(jià)材料例如鐵氧體所形成的磁體作為磁鐵75。
上述轉(zhuǎn)子Rg的制造是通過由其他的工序分別制造上述基礎(chǔ)件71g和磁鐵75然后由壓力或粘接裝置把磁鐵75固定在基礎(chǔ)件71g內(nèi)側(cè)而完成的。或者，預(yù)先制造磁鐵75，在把該磁鐵75裝入基礎(chǔ)件71成型用的模內(nèi)的狀態(tài)下進(jìn)行基礎(chǔ)件71g的成型，可以同時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)件71g的成型及其基礎(chǔ)件71g與磁鐵75的固定。
上述圖4、圖10所示的轉(zhuǎn)子(R、Rg)不需要圖9所示的轉(zhuǎn)子上的磁路部件72。這樣也就不需要與磁路部件72相關(guān)的零件管理、裝配工時(shí)。如果外周是一定的，就能加大磁路部件62的厚度上的內(nèi)徑。這樣一來，使定子成為大直徑而能發(fā)出更大的功率。
在上述本申請(qǐng)的發(fā)明中，能夠通過給線圈30的通電把多個(gè)磁極部17、18磁化成N極或S極，能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
雖然上述線圈30是配置在沿定子軸線14方向隔開間隙G1而設(shè)置的磁極片15、16之間，但在進(jìn)行該線圈30的繞線作業(yè)時(shí)，能夠在線圈30周圍為敞開的狀態(tài)下進(jìn)行，因而具有非常容易進(jìn)行該繞線作業(yè)的效果。
由于上述線圈30和上述磁極片15、16具有上述那樣的位置關(guān)系，則在由線圈30磁化上述磁極部17、18時(shí)，只用一個(gè)線圈30就能分別把磁極部17、18中的一方磁化成N極，另一方磁化成S極。因此上述線圈30的繞線作業(yè)僅繞制一個(gè)線圈，就具有以少的工時(shí)滿足要求的制造作業(yè)上的效果。
本發(fā)明的轉(zhuǎn)子設(shè)有由具磁性性質(zhì)的成型材料形成中空環(huán)狀的磁鐵，并在其內(nèi)周側(cè)設(shè)有用于使磁通分別達(dá)到上述中空部的多個(gè)磁極部和在外周側(cè)設(shè)有把這些磁極部相互進(jìn)行磁連接的磁路部，由于上述內(nèi)周側(cè)的各個(gè)磁極部磁化成高于各個(gè)外部側(cè)部分的磁通密度因而具有當(dāng)把該磁鐵裝到轉(zhuǎn)軸等任意基礎(chǔ)件上時(shí)就制成了轉(zhuǎn)子的特點(diǎn)。這樣就有零件數(shù)量減少、基礎(chǔ)件的選擇任意性增大的效果而且，在上述轉(zhuǎn)子本體制造時(shí)，在含有磁性材料的流動(dòng)性的某種狀態(tài)下的成型材料置于在周圍多處分別設(shè)有用于形成磁極部的充磁磁極的內(nèi)模周圍，從內(nèi)側(cè)完成磁極部的形成，因而就能用較低磁性的充磁磁極來完成磁極部的形成。這樣，就有能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)化充磁設(shè)備的效果。
由于象上述那樣進(jìn)行成型，就能以整體成型工序來一次制成上述這種設(shè)有磁極部和磁路部的轉(zhuǎn)子本體，就有可以減少工時(shí)來進(jìn)行制造的效果。
由于象上述那樣進(jìn)行成型材料的模成型，就能在上述轉(zhuǎn)子本體成型時(shí)一起使多個(gè)送風(fēng)扇葉成型，就有能以極少的工時(shí)完成帶扇葉轉(zhuǎn)子的制造的效果。
對(duì)于用于制造的材料管理，可以只管理上述成型材料，就有管理工時(shí)極其簡(jiǎn)化的效果。
權(quán)利要求
1.一種小型電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子本體(37)，在內(nèi)側(cè)具有用于安置定子S的空間(38)，和配置在該內(nèi)側(cè)空間中的定子S，上述定子S包括在外周位置上分別具有磁極部(17、18)的多個(gè)磁極片(15、16)和用于給上述磁極片(15、16)提供磁極部的磁化磁通的線圈(30)，其特征在于，上述磁極片(15、16)，在上述定子S的軸線方向上隔開用于安置線圈的間隙G1，并且配置成在從上述軸方向上投影所見并且各個(gè)磁極片(15、16)的磁極部(17、18)以上述軸線為中心的周向上位置不同的狀態(tài)，上述線圈(30)在上述間隙G1中配置成使在上述軸線方向上隔開的磁極片(15、16)的磁極部(17、18)相互磁化成異極。
2.一種小型電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子本體(37)，在內(nèi)側(cè)具有用于安置定子S的空間(38)，和配置在該內(nèi)側(cè)空間中的定子S，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子本體(37)包括由具有磁性質(zhì)的成型材料形成中空環(huán)狀的磁鐵(37)，在該磁鐵(37)的內(nèi)周側(cè)具有用于分別給上述空間提供磁通的多個(gè)磁極部(44)，在外周側(cè)具有把這些磁極部相互進(jìn)行磁連接的磁路部(46)，上述內(nèi)周側(cè)的各個(gè)磁極部(44)磁化成高于各外周側(cè)部分的磁通密度。
3.一種小型電動(dòng)機(jī)，包括轉(zhuǎn)子本體(37)，內(nèi)側(cè)具有用于安置定子S的空間，和配置在該內(nèi)側(cè)空間中的定子S，其特征在于，上述轉(zhuǎn)子本體(37)包括用于分別給上述空間提供磁通的多個(gè)磁極部(44)和把這些磁極部相互進(jìn)行磁連接的磁路部(46)，在上述轉(zhuǎn)子本體(37上在其周圍具有多個(gè)送風(fēng)扇葉(42)，上述轉(zhuǎn)子本體(37)和多個(gè)送風(fēng)扇葉(42)由具備磁性質(zhì)的成型材料整體形成，上述各個(gè)磁極部(44磁化成使內(nèi)周側(cè)的磁通密度高于各外周側(cè)部分。
4.一種小型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子本體的制造方法，其特征在于，用于使在內(nèi)側(cè)具有安置定子S的空間的小型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子本體(37)成型的內(nèi)模(59)具有用于在其周圍多處分別形成各磁極部的充磁磁極(62)，在上述內(nèi)模(59)的周圍放置著把粉狀硬鐵氧體材料同用于與之相結(jié)合的結(jié)合材料混合起來的流動(dòng)性的某狀態(tài)的成型材料，在該放置狀態(tài)下使該成型材料固化從而在對(duì)著上述轉(zhuǎn)子本體(37)的充磁磁極62的部分形成磁極部(44)。
全文摘要
本發(fā)明的小型電動(dòng)機(jī)，由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子具有多個(gè)磁極部和用于使其磁化的線圈，為了達(dá)到容易地進(jìn)行定子線圈的繞線作業(yè)，以很少的工時(shí)就足以完成該線圈的繞線作業(yè)的目的，該小型電動(dòng)機(jī)的定子具有分別設(shè)置磁極部的多個(gè)磁極片。這些磁極片沿定子軸線方向隔開放置線圈的間隙來進(jìn)行配置。在該間隙中放置用于磁化磁極部的線圈，把沿軸線方向隔開的磁極片的磁極部相互磁化成異性極。
文檔編號(hào)H02P6/16GK1151627SQ9611007
公開日1997年6月11日 申請(qǐng)日期1996年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月30日
發(fā)明者奧川省吾 申請(qǐng)人:中川精密工業(yè)株式會(huì)社