專利名稱：小型同步電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及小型同步電動機中防止轉子軸向振動的構造。
以往的小型同電動機，由于轉子沿軸向振動致使產(chǎn)生轉子軸向噪聲。為了防止這種軸向噪聲，有的機種在轉子軸的一端嵌入片狀的彈簧，把轉子軸另一端推到與軸端相對的軸承部分上。這種結構，部件管理與組裝均很費工時，故希望對它改善。
另外，以往在轉子磁化時，把轉子圓周面的磁化量作為電動機特性的重量參數(shù)來進行管理的。但轉子磁化時，與轉子圓周面同時處于磁化狀態(tài)的轉子端面的磁化量則不夠重視，未加以管理。其結果是，造成轉子端面的磁化不均勻。根據(jù)研究轉子軸向噪聲的發(fā)生原因明確了，轉子端面的磁化量、特別是不均勻的磁化量對轉子軸向噪聲的發(fā)生有很大的影響。
本發(fā)明基于這種認識，通過消除轉子端面不均勻磁化，使轉子的軸向噪聲降低。
為達到上述目的，本發(fā)明使轉子端面的NS極磁化均勻，也就是使各極的磁化量相等，同時通過使轉子的中心偏離極齒的軸向重疊中心而獲得磁偏力。


圖1是小型同步電動機的剖面圖。
圖2是轉子的斜視圖。
圖3說明本發(fā)明的轉子端面磁化狀態(tài)的圖。
圖4說明一種以往的轉子端面磁化狀態(tài)的圖。
圖5表示電流-吸引力(排斥力)特性的曲線圖。
圖6測量吸引力的原理圖。
圖1示出了小型同步電動機1的結構。小型同步電動機1是由轉子2與定子3組裝而成的。轉子2如圖2所示由圓周方向交替磁化了的圓柱狀永久磁鐵4與處于中心的軸5所組成。定子3由兼作外殼的杯狀定子磁芯6、嵌在杯狀定子磁芯6內的板狀定子磁芯7以及勵磁線圈8組裝而成。
下方的定子磁芯6為杯狀的磁性體，從底部切開后并豎起，做成極齒9，使其沿轉子2的周圍方向與轉子2的極相對。上方的定子磁芯7為磁性體，從中心部分切開后并豎起做成極齒10，使其沿轉子2的圓周方向與轉子2的極相對。而且這兩方的極齒9、10是沿圓周方向交替配置的。勵磁線圈8纏繞在塑料制的繞線管11上，并與它一起配置在上下定子磁芯6、7之間。另外，定子磁芯7的中心部分在彎曲形成極齒10之后形成了正好安放永久磁鐵4的孔(空間)。
在下方的定子磁芯6，開個孔12以固定軸5，此外，在兼作外殼的定子磁芯6的開口一側蓋一塊圓形板13，并在其上某一部位開一個孔14以固定軸5。然后，轉子2的永久磁鐵4裝在中心為樹脂的架子23上，使之相對于軸5可自由旋轉并且在軸方向上可自由移動。定子磁芯6、7以及板13也兼作減速用的齒輪盒，其中裝有減速用齒輪16、17、18。與轉子2的樹脂架子23為一體的小齒輪15的旋轉，通過減速用齒輪16、17、18傳遞到輸出軸19。這些齒輪16、17、18以及輸出軸19均由固定在定子磁芯7與圓板13之間的軸21、22和軸承20支持著。
這樣在永久磁鐵4磁化時，不僅使其圓周面而且使與軸垂直的端面達到相同的NS極的磁化量。因而，永久磁鐵4的端面的磁特性如圖3所示形成了以NS極的中性軸(橫座標)為中心的線對稱。然而以往的小型同步電動機的則如圖4所示，磁化狀態(tài)不對稱，磁化量是N＜S，N＞S或隨機的。
此外，定子3的中心即上下重疊的極齒9、10所形成的重合磁作用中心B，比轉子2(永久磁鐵4)的磁作用中心A更偏向定子磁芯6一側。
勵磁線圈8流過交變電流時，轉子2就與此同步地旋轉。根據(jù)此交變電流，定子磁芯6、7上交替出現(xiàn)N極與S極。雖然定子磁芯7上出現(xiàn)N極或S極，但由于其中心部分是孔(空間)，因而定子7的磁通對于永久磁鐵4的端面幾乎沒有作用，不影響磁力。
但是，兼作外殼的定子6在中心部分是與永久磁鐵4的端面相對著的。因此，這部分產(chǎn)生N極或S極時，這些磁極就直接作用在永久磁鐵4的端面，在磁力作用下對轉子2交替形成吸引力或排斥力。如前所述，這時的吸收力或排斥力的變動造成轉子2的軸向振動，導致轉子軸向噪聲。
圖5用曲線示出了電流-吸引力(排斥力)的特性。該曲線中點劃線是永久磁鐵4的端面被均勻磁化、轉子2受到磁偏力作用的例子，實線則是永久磁鐵4的端面被均勻磁化、但沒有磁偏力作用的例子。此外，虛線示出了以往的，即永久磁鐵4的端面未能均勻磁化，而且轉子2沒有受到磁偏力作用的例子。
圖5表明本發(fā)明的電動機，即在均勻磁化的情況下，即使增大勵磁電流，在N極、S極之間吸引力不會產(chǎn)生很大的差異。而且、再使電流升高也不會出現(xiàn)變成排斥力的現(xiàn)象。這樣，由于吸引力沒有很大的差異，轉子2的軸向振動就不會有較大的振幅。若再施加磁偏力，即使電流增大吸引力也不會有很大的變化。因而，要避免產(chǎn)生軸向噪聲，使永久磁鐵4的端面均勻磁化，再施加磁偏力作用是很有效的。
另外，定子3被勵磁時，轉子2由于定子3的磁通作用會產(chǎn)生位移使極齒9、10的磁作用中心B與轉子的磁作用中心A一致，正是由于這一磁的位移力的作用，轉子2沿軸5被推向兼作外殼的定子磁芯6的方向，依靠這一偏移力起到防止振動的作用。此時的磁偏力與電流的大小成正比。
圖5的虛線表示以往的特性，當增大電流時，交變磁場產(chǎn)生的N、S極間吸引力之差就增大，與此同時軸向振動也變大。由此產(chǎn)生軸向噪聲。而且，隨著電流進一步增大，吸引力變成了排斥力，結果產(chǎn)生更大的軸向噪聲。
對于本發(fā)明定子磁芯6不論是被勵磁為S極或N極，它們之間的吸引力不會有較大的變化，因此軸向振動就自然變小。施加磁偏力時，因有較大的吸引力，它作用于轉子2起到防止振動的力的作用，因此進一步抑制了轉子2的振動。
與之相反，以往的電動機，在定子磁芯6一側N極磁化與S極磁化之間出現(xiàn)較大的吸引力差，這種差隨電流變大而擴大。而且，超過某一值后，吸引力就變?yōu)榕懦饬?，因此，轉子2的軸向振動就變大。
另外，如圖6所示，在勵磁線圈8通過規(guī)定方向的電流，對定子3勵磁，測定作用于其內部轉子2的軸向力來檢測吸引力。
上述實施例中，軸5是固定在定子磁芯6和圓板13上的，但該軸5與可以固定在樹脂架23上，這時孔12、14就是軸5的軸承。
本發(fā)明由于定子交變磁揚產(chǎn)生的交變磁通作用于轉子上的力在N極與S極時不會產(chǎn)生較大的差，因而沒有彈簧也可以防止轉子軸向噪聲，而且通過防止該轉子振動還可以防止裝配好電機以后產(chǎn)生的共振現(xiàn)象和高頻振動，獲得平穩(wěn)的轉動。
此外，若使定子磁作用中心由轉子磁作用中心向兼作外殼的定子磁芯的方向位移，就可以借助于定子勵磁狀態(tài)時所產(chǎn)生的磁吸引力(偏移力)來進一步抑制轉子振動。
權利要求
1.一種小型同步電動機由圓周面多極磁化的轉子(2)、包含豎著的與該轉子(2)的極相對的極齒(9、10)的定子磁芯(6、7)、以及配置在極齒(9、10)外側的勵磁線圈(8)所組成，其特征在于使得上述多極磁化的轉子(2)的端面各極磁化量相等。
2.如權利要求1所述的小型同步電動機，其特征在于具有套著勵磁線圈(8)的上下定子磁芯(6、7)，該定子磁芯(6、7)上具有各自相對地切開豎起的極齒(9、10)，該極齒(9、10)在同一圓周上上下交替地配置，極齒(9、10)軸向重合的中心(B)比轉子(2)的軸向中心(A)更偏向定子磁芯(6)一側。
全文摘要
本發(fā)明的小型同步電動機通過消除轉子端面不均勻磁化來降低轉子軸向噪聲。本發(fā)明使轉子2端面的N、S極磁化量均勻，并且使轉子2的中心與極齒9、10軸向的重合中心B相錯開，以施加磁偏力。
文檔編號H02K5/24GK1085693SQ9311786
公開日1994年4月20日 申請日期1993年9月17日 優(yōu)先權日1992年9月18日
發(fā)明者松本克己, 伊藤秀明 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所