[发明专利]混合型旋转电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括将多相的绕组缠绕于作为绕组极的多个主极而形成的定子和将永久磁铁夹持在一对转子磁极间而构成的混合型转子的步进马达等混合型旋转电机。

背景技术

在多用于复印机和打印机等OA设备的步进马达等旋转电机中，要求小型且廉价、高速高转矩、低振动旋转。OA设备处于小型化、低成本化、高速化、低振动化的趋势，且对其驱动马达也同样有小型化、低成本化、高速化、低振动化的要求，而混合型步进马达为满足该要求的方法之一。

一种混合型步进马达，其转子由两个圆板状的转子磁极（转子铁芯）和设置在其间且被轴向磁化的永久磁铁构成，所述转子安装于旋转轴，并且在设置于转子外侧并将该转子包围的定子铁芯的轴向两侧分别设置壳体，通过分别保持在壳体的轴承，旋转轴被支撑为可自由旋转。在定子铁芯以向内侧突出的形式形成多个主极，并将绕组缠绕于该主极，通过借助驱动电路控制对绕组的通电，能够在转子获得所需的旋转。在此，在定子铁芯的各主极的末端形成多个感应齿，并且在转子的各转子磁极的外周面形成多个磁齿，使其与定子的感应齿对置。

在上述混合型步进马达中，在任意的定子主极，其感应齿与转子的一转子磁极的磁齿正好对置时，以另一转子铁芯的磁齿相对于感应齿错位转子磁齿的齿距的1/2为必要条件。因此，与以往相比，将转子的一对转子磁极配置为仅错位磁齿的1/2齿距。

以前，由于为了使夹持转子的永久磁铁的两个转子磁极的磁齿间具有磁齿齿距的1/2的错位角，而在转子的组装制作时使用专用的保持具从外部保持转子磁齿和转子磁极，因此无法高精度地限制转子磁极间的磁齿的错位角，特别是在尺寸小的混合型步进马达中，这个问题更加突出，且存在转矩偏差、转矩降低以及角度精度降低等问题。

发明内容

在根据本发明的混合型旋转电机的优选实施方式中，针对上述问题点，在夹持转子的永久磁铁的两个转子磁极的磁齿间通过简单的结构获得磁齿齿距的1/2的错位角。

在本发明中，包括具有定子铁芯和多相绕组的定子以及具有转子元件的转子。其中，所述定子铁芯由环状铁芯背部和从该铁芯背部呈放射状突出而形成且在各末端形成多个感应齿的多个主极构成，所述多相绕组缠绕于该定子铁芯的各个主极，所述转子元件由被设置为相对于该定子在径向隔着气隙且可自由旋转且由磁性材料形成的一对环状的转子磁极以及被该两转子磁极夹持且被轴向磁化的永久磁铁构成，在一对转子磁极，在与定子对置的外周或者内周以等齿距T形成规定数量的磁齿，并且以各磁齿相互错位T/2的方式配置一对转子磁极。

而且，在一对转子磁极的内周或者外周，相对于该转子磁极的磁齿，设置处于规定的位置关系的切口部，并且使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部和相对于这一转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部在轴向吻合，在一转子磁极的各磁齿和另一转子磁极的各磁齿沿周向形成T/2的相位差。

在这样的本发明的混合型旋转电机中，将设置于一对转子磁极的内周或者外周的切口部设定于相对于任意的基准位置错位T/4的位置，使各切口部在轴向吻合地配置两个转子磁极，以使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部相对于基准位置的磁齿向旋转方向的一方错位T/4，相对于该转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部相对于基准位置的磁齿向旋转方向的另一方错位T/4。

并且，在上述的本发明的混合型旋转电机中，在一对转子磁极的内周或者外周设置第1、第2切口部，当m为1以上的整数时，能够将两切口部配置在相对于规定数量的磁齿的齿距T错位（mT＋T/2）的位置，并且能够在使一对转子磁极中的一转子磁极的第1切口部和另一转子磁极的第2切口部在轴向吻合的状态下进行配置，所述另一转子磁极配置成与该一转子磁极为表里相反的关系。

根据本发明的混合型旋转电机，由于通过使一对转子磁极中的一转子磁极的切口部和相对于该一转子磁极表里相反的另一转子磁极的切口部在轴向吻合，能够在一转子磁极的各磁齿和另一转子磁极的磁齿沿周向形成T/2的相位差，因此能够通过简单的结构使转子非常易于组装。

特别是，如果将设置于一对转子磁极的内周或者外周的切口部设定在相对于任意的基准位置错位T/4的位置的话，由于通过以各切口部在轴向吻合的方式配置构成转子元件的一对转子磁极，两转子磁极的各基准位置从切口部向旋转方向的一方和另一方各错位转子磁齿的齿距的1/4，所以两转子磁极的各基准位置变成相互错位1/2齿距，结果是各磁齿相互错位1/2齿距。因此，仅使两转子磁极的各切口部在轴向吻合即可使两者的磁齿错位1/2齿距。