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CN108028588A - 电动机以及空气调节机 - Google Patents

电动机以及空气调节机 Download PDF

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CN108028588A
CN108028588A CN201580082985.XA CN201580082985A CN108028588A CN 108028588 A CN108028588 A CN 108028588A CN 201580082985 A CN201580082985 A CN 201580082985A CN 108028588 A CN108028588 A CN 108028588A
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magnet
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magnetic
magnetic pole
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山本峰雄
麻生洋树
尾屋隼郎
尾屋隼一郎
浦边优人
前岛祐辅
加藤丈晴
竹内康真
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
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Abstract

电动机(100)具备定子(42)、转子磁铁、传感器磁铁(11)、基板(46)以及磁传感器(47),转子磁铁被磁化的邻接的第1磁极与第2磁极的第1磁极间部的周向的位置为第1位置,传感器磁铁(11)被磁化的邻接的第3磁极与第4磁极的第2磁极间部的周向的位置为第2位置,在第1位置与第2位置之间附加校正磁传感器(47)的设置位置的偏差的相位差而磁化转子磁铁和传感器磁铁(11)。

Description

电动机以及空气调节机
技术领域
本发明涉及电动机以及具备电动机的空气调节机。
背景技术
专利文献1的电动机具备:圆筒形的定子;与定子同轴的转子轴;转子,配置于定子的内侧,固定于转子轴;主磁铁,形成于转子;以及传感器磁铁,安装于转子轴。传感器磁铁具有与主磁铁的磁极对应的磁极,电动机的定子具有以靠近传感器磁铁的方式配置的磁传感器。
在专利文献1的电动机中,以使传感器磁铁的磁极相对于主磁铁的磁极为相对偏离的相位角的方式安装有传感器磁铁。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平10-201208号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1的电动机中,通过根据转子的位置来进行定子芯的线圈的通电控制,能够高效率且低噪音地驱动电动机。然而,转子的位置的检测被主磁铁和传感器磁铁各自的磁极的磁化位置和磁传感器向定子的设置位置影响。即由于转子的磁化位置的偏差和磁传感器向定子的设置位置的偏差而在转子的检测位置产生误差,在实现电动机的高效化方面成为问题。特别是难以提高磁传感器向定子的设置位置的精度本身。因而,在专利文献1所示的以往的电动机中,存在如下课题:对磁传感器的设置位置有偏差的定子组装转子,产生转子的检测位置的偏差,结果是难以实现电动机的工作效率提高。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于得到实现工作效率提高的电动机。
解决技术问题的技术方案
为了解决上述课题并达到目的,本发明的电动机具备:环形的定子;以及环形的转子磁铁,与定子同轴地配置于定子的内侧,具有在定子的周向上交替地排列第1磁极和与第1磁极不同的第2磁极而成的多个磁极。另外,本发明的电动机具备环形的传感器磁铁,该环形的传感器磁铁与转子磁铁对置且与转子磁铁同轴地配置,具有在定子的周向上交替地排列极性与第1磁极相同的第3磁极和极性与第2磁极相同的第4磁极而成的多个磁极。另外,本发明的电动机具备:基板,与定子同轴地与定子对置地配置;以及磁传感器,与传感器磁铁对置地设置于基板上,检测传感器磁铁的旋转位置。在本发明的电动机中,邻接的第1磁极与第2磁极的第1磁极间部的位置为第1位置。另外,在本发明的电动机中,邻接的第3磁极与第4磁极的第2磁极间部的位置为第2位置。另外,在本发明的电动机中,在第1位置与第2位置之间附加校正磁传感器的设置位置的偏差的相位差而磁化转子磁铁和传感器磁铁。
发明效果
根据本发明,起到能够实现工作效率提高的效果。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的电动机的结构的图。
图2是在本发明的实施方式1中组装基板而成的定子装配部的立体图。
图3是从图2所示的定子装配部的负载侧观察时的立体图。
图4是从图2所示的基板的负载相反侧观察时的侧视图。
图5是从图2所示的基板的负载侧观察时的侧视图。
图6是从负载侧观察图1所示的组装有轴承的转子时的侧视图。
图7是图6所示的VII-VII剖视图。
图8是从负载相反侧观察图1所示的组装有轴承的转子时的侧视图。
图9是从负载侧观察图1所示的转子时的侧视图。
图10是图9所示的X-X剖视图。
图11是从负载相反侧观察图1所示的转子时的侧视图。
图12是从负载侧观察转子磁铁时的侧视图。
图13是图12所示的XIII-XIII剖视图。
图14是从负载相反侧观察图13所示的转子磁铁时的侧视图。
图15是示出本发明的实施方式1的转子的磁化分布的图。
图16是示出卷绕于本发明的实施方式1的定子的线圈所感应的感应电压和磁传感器的输出波形的图。
图17是示出本发明的实施方式2的空气调节机的结构的一个例子的图。
附图标记
1:转子轴;2:滚花(knurling);3:背轭;4:轴承抵接部;5、52:突起;6:闸口;7:基座;8、12:圆筒部;9:塑料磁铁;10:转子磁铁;10a:第1端面;10b:第2端面;11:传感器磁铁;13、48:轴孔;14:被检测部;15、53:孔;16、16a、16b:凹部;20:转子;21a、21b:轴承;30:托架;35:热熔接部;40:模制定子;41:模制树脂部;42:定子;43:定子芯;44:绝缘部;45:线圈;46:基板;47:磁传感器;49:中空部;50:定子装配部;51:基板按压构件;54:端子;55:端子插入孔;100:电动机;101:第1磁极间部;111:第2磁极间部;300:空气调节机;310:室内机;320:室外机;330:室外机用送风机。
具体实施方式
以下,根据附图详细地说明本发明的实施方式的电动机以及空气调节机。此外,本发明并不被该实施方式限定。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1的电动机的结构的图,图2是在本发明的实施方式1中组装了基板的定子装配部的立体图,图3是从图2所示的定子装配部的负载侧观察时的立体图,图4是从图2所示的基板的负载相反侧观察时的侧视图,图5是从图2所示的基板的负载侧观察时的侧视图。
另外,图6是从负载侧观察图1所示的组装有轴承的转子时的侧视图,图7是图6所示的VII-VII剖视图,图8是从负载相反侧观察图1所示的组装有轴承的转子时的侧视图。
另外,图9是从负载侧观察图1所示的转子时的侧视图,图10是图9所示的X-X剖视图,图11是从负载相反侧观察图1所示的转子时的侧视图。
另外,图12是从负载侧观察转子磁铁时的侧视图,图13是图12所示的XIII-XIII剖视图,图14是从负载相反侧观察图13所示的转子磁铁时的侧视图。
另外,图15是示出本发明的实施方式1的转子的磁化分布的图,图16是示出卷绕于本发明的实施方式1的定子的线圈所感应的感应电压和磁传感器的输出波形的图。以下,参照图1至图16,对实施方式1的电动机的结构进行说明。
图1所示的电动机100具备模制定子40、配置于模制定子40的内侧的转子20以及安装于模制定子40的轴向的一端部的金属制的托架30。电动机100为无刷DC马达或者步进马达。
模制定子40具备定子42、与定子42同轴地与定子42对置地配置的基板46、覆盖将基板46组装于定子42而成的图2所示的定子装配部50的模制树脂部41。即,模制定子40是利用作为模制树脂部41的材料的模制树脂使定子装配部50一体地成型而形成的。
作为模制树脂,使用作为不饱和聚酯的热固性树脂。由于基板46一般为强度弱的构造,所以最好低压成型。因此,对于模制成型,使用如不饱和聚酯树脂那样的热固性树脂。
图2所示的定子装配部50具备:环形的定子42;基板46,组装于定子42的轴向的一端;以及基板按压构件51,组装于基板46,按压基板46的与定子42相反一侧的面。
在将定子装配部50插入到未图示的模制模具而将模具闭合时,基板按压构件51与模制模具抵接。通过这样基板按压构件51与模制模具抵接,从而由于模制成型的压力所致的基板46的变形被抑制。能够防止基板46的变形所引起的基板46上的焊料接合部处的脱落,实现质量的提高。
定子42具备层叠电磁钢板而成的定子芯43、设置于定子芯43的绝缘部44以及卷绕于绝缘部44的线圈45。
绝缘部44利用热塑性树脂而与定子芯43一体成型,或者将利用热塑性树脂成型的分体的成型品组装于定子芯43而设置。热塑性树脂例如为聚对苯二甲酸丁二醇酯。
在绝缘部44设置有多个突起52,该突起52组装基板46。通过热熔接使突起52变形,从而基板46组装于绝缘部44。另外,在绝缘部44设置与线圈45电连接的多个端子54。
如图4、5所示,基板46具备:多个端子插入孔55,形成于基板46的外周部;多个孔53,形成于基板46的外周部,与设置于图2所示的绝缘部44的多个突起52嵌合。
如图2所示,多个端子54分别插入于端子插入孔55而被焊接,从而与基板46电连接。另外,通过使插入于多个孔53各自的突起52的前端变形而热熔融,从而基板46被组装于绝缘部44。
如图3、5所示,磁传感器47设置于基板46。磁传感器47构成检测转子20的旋转位置的传感器电路。如图1所示,磁传感器47与传感器磁铁11对置地设置于基板46上。
磁传感器47通过检测从传感器磁铁11产生的磁、即磁通的NS的切换,从而确定转子20在周向上的位置并输出检测信号。
检测信号被输入到电动机100的外部、或者设置于基板46的未图示的驱动电路。在电动机100为无刷DC马达的情况下,驱动电路利用检测信号,根据转子磁铁10相对于定子42的相对位置来进行线圈45的通电控制。由此,能够进行电动机100的高效率且低噪音的驱动。
如图1所示,转子轴1一体地设置于转子20。即,转子轴1插入并通过转子20的轴孔48。一对轴承21a、21b组装于转子轴1。组装有轴承21a、21b的转子20插入于设置于模制定子40的中空部49。
轴承21a配置于转子20的负载相反侧,由模制树脂部41支承。轴承21b配置于转子20的负载侧,由托架30支承。
如图6至图14所示,转子20具备:转子轴1;环形的转子磁铁10,与转子轴1同轴地配置于转子轴1的外周面上,通过成型材料的成型而形成;以及环形的传感器磁铁11,与转子轴1同轴地配置,组装于转子轴1的轴向上的转子磁铁10的一端部。
作为主磁铁的转子磁铁10具有负载相反侧的第1端面10a以及负载侧的第2端面10b。此外,以下,将转子轴1的轴向简称为“轴向”。转子轴1的轴向是转子磁铁10的轴向,也是传感器磁铁11的轴向。
转子磁铁10具有在周向上交替地排列作为第1磁极的N极和作为第2磁极的S极而成的多个磁极。第1磁极和第2磁极是极性各向异性取向的,或者第1磁极和第2磁极沿定子42的径向取向。
传感器磁铁11与转子磁铁对置而与转子磁铁10同轴地配置。另外,传感器磁铁11具有在周向上交替地排列作为第3磁极的N极和作为第4磁极的S极而成的多个磁极,其中第3磁极的极性与第1磁极相同,第4磁极的极性与第2磁极相同。第3磁极和第4磁极沿定子42的轴向取向。通过使传感器磁铁11与转子磁铁10分开,能够将传感器磁铁11的取向改变为转子磁铁10的取向方向而成为轴向。因而,传感器磁铁11的磁通朝向磁传感器47的垂直方向、即磁传感器47的灵敏度方向,所以磁传感器47能够高精度地检测传感器磁铁11的磁通。由此,转子20的位置检测精度提高,所以电动机100的工作效率以及性能提高。进而,通过使传感器磁铁11与转子磁铁10分开,能够错开传感器磁铁11和转子磁铁10的磁极来进行磁化。由此,如后所述,校正磁传感器47相对于定子42的在周向(旋转方向)上的位置偏离而转子20的位置检测精度提高,所以电动机100的工作效率以及性能提高。另外,以使磁传感器47与传感器磁铁11对置、使磁传感器47的灵敏度方向变为轴向的方式将磁传感器47配置于定子42,所以降低定子42的线圈45的漏磁通的影响,转子20的位置检测精度提高,所以电动机100的工作效率以及性能提高。
在转子磁铁10的第1端面10a设置有多个基座7,传感器磁铁11载置于多个基座7上。即,传感器磁铁11与多个基座7抵接。
另外,在各基座7上设置有突起5,突起5通过设置于传感器磁铁11的孔15,传感器磁铁11固定于转子磁铁10。此时,突起5的前端部被热熔接而形成热熔接部35。热熔接部35的高度与传感器磁铁11的被检测部14相同,或者比其低。
另外,轴承21a向转子轴1压入直至与传感器磁铁11的圆筒部12的端面抵接为止,轴承21b向转子轴1压入直至与转子磁铁10的轴承抵接部4抵接为止。
转子磁铁10为两层构造,将作为第1环形层的背轭3设为内层,将作为第2环形层的塑料磁铁9设为外层。即,转子磁铁10具备配置于转子轴1的外周面上的环形的背轭3以及配置于背轭3的外周面上的环形的塑料磁铁9。
背轭3是使含有软磁性粉末或者铁素体粉末的热塑性树脂成型而形成的。热塑性树脂例如为聚酰胺。背轭3与转子轴1一体地成型于转子轴1的外周面,固定于转子轴1。此外,也可以利用含有软磁性粉末以及铁素体粉末这两者的热塑性树脂成型而形成背轭。
塑料磁铁9是使含有稀土类磁铁粉末的热塑性树脂成型而形成的。塑料磁铁9与背轭3一体地成型于背轭3的外周面。在轴向上的转子轴1的中央部的外周面设置有滚花2。滚花2防止转子轴1从背轭3的脱离以及防止转子轴1转动。
背轭3的外周形成为波纹形状,在周向上重复凹凸。另外,转子磁铁10的磁极与背轭3的外周的凹凸关联地设定。能够以在背轭3的外周的波纹形状的凹部配置磁极、在凸部配置磁极间的方式进行磁化。此外,背轭3还能够以在背轭3的外周的波纹形状的凸部配置磁极、在凹部配置磁极间的方式进行取向。
背轭3在基板46侧的端面具备圆筒部8,在与基板46相反一侧的端面具备轴承抵接部4。详细而言,圆筒部8设置于背轭3的基板46侧的端面处的轴孔48的周围,按照预先决定的高度向基板46侧突出。圆筒部8比基座7靠背轭3的径向的内侧而设置。
圆筒部8隔着传感器磁铁11而承接轴承21a。轴承抵接部4设置于背轭3的与设置有圆筒部8的端面相反一侧的端面处的轴孔48的周围,按照预先决定的高度向与基板46相反的一侧突出。
另外,圆筒部8的内径从圆筒部8的端面至一定的深度为止大于转子轴1的外径。由此,背轭3的成型时的毛刺产生被抑制,实现质量的提高。
背轭3的设置有圆筒部8的端面形成转子磁铁10的第1端面10a的一部分。在背轭3的该端面设置有多个基座7以及突起5,该突起5设置于各基座7上,从各基座7沿轴向延伸。
多个突起5在背轭3的周向上均等地配置。另外,多个突起5在径向上的位置相互相等。另外,多个突起5的高度相互相等。突起5的高度短于从转子轴1的突起5侧的一端至基座7的端面为止的轴向长度。在图示例中,形成有3个基座7,还形成有3个突起5。
多个基座7与圆筒部8一体地形成。多个基座7从圆筒部8向着径向外以放射状延伸。圆筒部8的端面的高度与基座7的端面的高度相等,这些端面形成同一面。基座7和圆筒部8成为传感器磁铁11的设置面,传感器磁铁11利用它们在轴向上被定位。
此外,突起5的个数不限定于图示例,既可以是除了3个以外的多个,或者也可以是1个。但是,因为突起5用于传感器磁铁11的组装,所以为了取得平衡,一般设置多个。
能够根据突起5的个数而设置1个或多个基座7。另外,还能够与圆筒部8分离地形成基座7。在该情况下,还能够连结多个基座7而做成单一的基座,能够与突起5的个数分开地设定基座7的个数。
突起5能够做成外周多边形形状。在图示例中,突起5为外周八边形形状。另一方面,孔15为圆形形状。
通过使突起5插入并通过孔15并对突起5的前端部进行热熔接,能够将传感器磁铁11固定于背轭3。在此,在将突起5做成圆柱形的情况下,为了使突起5插入并通过,在突起5与孔15之间需要间隙,该间隙成为松动的主要原因,转子磁铁10和传感器磁铁11的轴心偏离。
在实施方式1中,在将突起5做成外周多边形形状并使突起5插入并通过孔15时,以使突起5的外周的角在孔15的边缘处被削掉的方式进行突起5以及孔15的尺寸设计。这样,在使突起5插入并通过孔15的状态下的松动消失,能够对传感器磁铁11进行调芯。因而,转子磁铁10与传感器磁铁11的同心度提高,转子20的位置检测精度提高,所以电动机100的工作效率以及性能提高。
另外,在突起5形成有闸口6,该闸口6在使背轭3成型时被用作树脂注入口。背轭3是从闸口6注入含有软磁性粉末或者铁素体粉末的热塑性树脂而成型的。
一般而言,在切断设置于背轭3的端面的闸口的情况下,有时切断部位从端面突出而引起缺陷,所以以避免切断部位从端面突出的方式在闸口的周边设置凹部,从而抑制缺陷。
但是如果在背轭3设置凹部,则减少转子磁铁10的磁铁量,另外,转子磁铁10变得不平衡,所以导致磁力下降以及磁通密度分布的畸变率恶化,电动机100的效率以及性能有可能会下降。
在实施方式1中,因为将闸口6设置于突起5,该突起5的前端部被热熔接而被压坏,所以也不产生由于闸口6的切断部位的突出所致的质量缺陷,另外,也无需在转子磁铁10设置凹部,所以能够抑制电动机100的效率以及性能下降。
进而,在实施方式1中,因为将突起5设置于基座7,所以在对突起5的前端部进行热熔接时,即使传感器磁铁11被按压,传感器磁铁11的上翘以及变形也被基座7抑制,装配品的质量提高。
进而,在实施方式1中,使突起5的高度比从转子轴1的突起5侧的一端至基座7的端面为止的轴向长度短。因此,在将传感器磁铁11组装于转子磁铁10时,在使突起5穿过传感器磁铁11的孔15之前,转子轴1穿过传感器磁铁11的轴孔13。因而,进行传感器磁铁11和转子磁铁10定心,装配变得容易。
此外,在背轭3成型后,闸口6留在突起5作为闸口的痕迹。闸口的痕迹是表示注塑成型时的闸口6的位置的痕迹,与闸口6相当的痕迹形成于突起5。
背轭3的端面中的与传感器磁铁11相反一侧的端面形成转子磁铁10的第2端面10b的一部分,在背轭3的该端面设置有多个凹部16。即,在背轭3的设置有轴承抵接部4的端面设置有多个凹部16。
在图示例中,凹部16的个数为6个,为突起5的个数即3个以上。多个凹部16由多个凹部16a和1个凹部16b构成。
多个凹部16a各自距背轭3的轴的在径向上的距离以及距背轭3的上述端面的深度相互相等。
凹部16b距背轭3的轴的在径向上的距离以及距背轭3的上述端面的深度与多个凹部16a不同。
背轭3的轴是转子轴1的轴,也是转子磁铁10的轴。另外,多个凹部16a在背轭3的周向上均等地配置。
在图示例中,凹部16a的个数为5个。具体而言,凹部16a的深度大于凹部16b的深度。另外,凹部16a比凹部16b靠径向的内侧配置。
通过这样在与设置有突起5的背轭3的端面相反一侧的背轭3的端面设置多个凹部16,从而如以下说明详情那样,开模时的背轭3向模具的粘贴被抑制。
背轭3是使成型材料从形成有突起5的闸口6射出而成型的。在该情况下,突起5配置于未图示的固定侧模具。因而,成型压力最大地施加于突起5,突起5与固定侧模具的摩擦力增大,固定侧模具的脱模力增大。
当固定侧模具的脱模力大于未图示的可动侧模具的脱模力时,在开模时突起5容易粘贴于固定侧模具,在突起5实际粘贴于固定侧模具的情况下,难以连续成型,生产率会下降。另外,在取下粘贴于固定侧模具的成型品时,突起5有可能弯折或者突起5有可能产生龟裂,有时缺陷产品会传至之后的工序,造成质量上的问题。
在开模时,成型品位于可动侧模具,通过利用设置于可动侧模具的射梢使成型品突出并取出成型品,能够连续成型。抑制向固定侧模具的粘贴时一般会增大拔模锥度。
在图示例中,做成突起5的外周从闸口6侧至基座7侧变大的锥形形状,但通过使突起5的闸口6侧的外径变得更小,能够增大拔模锥度。
由此,能够抑制固定侧模具的脱模力,能够抑制突起5向固定侧模具的粘贴。
但是,使突起5插入并通过传感器磁铁11的孔15,对前端部进行热熔接,从而传感器磁铁11固定于转子磁铁10。因此,当增大突起5的锥度时,产生传感器磁铁11的孔15的松动,调芯有可能会不足。
因而,在实施方式1中,在与设置有突起5的端面相反一侧的端面设置多个凹部16,使可动侧模具与成型品的摩擦力增大,可动侧模具的脱模力变得大于固定侧模具的脱模力。
由此,开模时的背轭3向固定侧模具的粘贴被抑制。即不增大形成有闸口6的突起5的拔模锥度形状,在与设置有突起5的端面相反一侧的端面设置多个凹部16。
另外,能够进行背轭3的连续成型,实现生产率的提高和低成本化,并且还能够抑制突起5的弯折或者龟裂的产生,所以质量也提高。
此外,凹部16的个数以及深度根据固定侧模具的脱模力而设定,但通过将凹部16的个数设为突起5的个数以上,能够使可动侧模具的脱模力增大。另外,能够以使多个凹部16的表面积的总和为多个突起5的表面积的总和以上的方式设定凹部16的个数以及深度。
另外,在图示例中,将凹部16的剖面形状做成圆形,但不限定于此,也可以是其它形状。例如,还能够与突起5同样地将凹部16的剖面形状做成多边形形状。剖面形状是与轴向垂直的剖面的形状。
另外,通过在与设置有突起5的端面相反一侧的端面不设置多个凹部16而设置多个凸部,也能够使可动侧模具的脱模力增大。但是,在该情况下,由于凸部的凸形状,成型所需的树脂量增加,导致成本上升。
凹部16配置于轴承抵接部4的外侧,并且与背轭3的外周隔着一定的距离地配置于径向的内侧。由此,不受凹部16妨碍而确保背轭3的径向的壁厚,确保为了得到转子磁铁10的磁力的足够的磁路。特别是多个凹部16a在径向上比背轭3的外周靠轴承抵接部4的外周侧配置。
另外,在图示例中,凹部16的个数多于突起5的个数,但凹部16的个数也可以与突起5的个数相等。
在凹部16的个数与突起5的个数相等的情况下,凹部16能够配置于在轴向上与突起5对置的位置。即,能够使1个或多个凹部16与1个或多个突起5一对一地对应,使相互对应的凹部16与突起5在周向以及径向上的距离相等。
周向以及径向为背轭3的周向以及径向。径向上的距离为距背轭3的轴在径向上的长度。
此外,在凹部16的个数与突起5的个数相等的情况下,还能够仅使凹部16在周向上的位置与突起5在周向上的位置对准。另外,能够使凹部16a的个数与突起5的个数相等,使1个或多个凹部16a与1个或多个突起5一对一地对应,使相互对应的凹部16a与突起5在周向以及径向上的位置相等。
此外,在凹部16a的个数与突起5的个数相等的情况下,还能够仅使凹部16a在周向上的位置与突起5在周向上的位置对准。
另外,在凹部16的个数多于突起5的个数的情况下,凹部16能够在背轭3的周向上均等地配置。通过这样配置,凹部16的脱模力高效地作用于开模时的突起5的脱模力,能够稳定地抑制背轭3向固定侧模具的粘贴。
另外,能够取得背轭3的平衡。另外,在凹部16a的个数多于突起5的个数的情况下,能够在背轭3的周向上均等地配置凹部16a。在该情况下,也起到同样的效果。
凹部16b的深度比多个凹部16a浅。另外,凹部16b比多个凹部16a靠径向的外侧配置。由此,凹部16b易于与多个凹部16a区分。因而,这样的凹部16b能够用于塑料磁铁9的成型工序或者转子磁铁10的磁化工序中的定位。
另外,定位用的凹部16b能够由射梢形成。具体而言,在将设置于可动侧模具的未图示的射梢以凹部16b的长度的量配置于模具的内侧的状态下使背轭3成型即可。由此,简化了模具,实现模具制作费用的降低。
此外,还能够由射梢形成多个凹部16a的一部分或者全部。
通过将背轭3设置于模具并使塑料磁铁9一体地成型于背轭3的外周面而形成转子磁铁10。此时,在塑料磁铁9的内周转印背轭3的外周的波纹形状,成为背轭3的外周与塑料磁铁9的内周相互啮合的波纹形状,所以塑料磁铁9的内周的波纹形状成为止转。
另外,将背轭3的外周做成波纹形状而形成磁路,所以能够调整磁通密度分布。
在将背轭3设置于使塑料磁铁9成型的模具的情况下,例如需要在将具备背轭3的圆筒部8的端面侧插入于可动侧模具时,使背轭3的外周的波纹形状与突起5在可动侧模具的预先决定的位置对准。
在该情况下,3个突起5在周向上均等配置,并且在向可动侧模具的设置中不选择位置,但背轭3的外周的波纹形状取决于转子磁铁10的极数,所以波纹形状的凹凸的个数一般不是突起5的个数的倍数,突起5的配置和波纹形状没有对称性。因此,需要塑料磁铁9的成型用的模具与背轭3的位置对准。
由于难以利用在设置中不可见的突起5进行定位,所以以设置于与设置有突起5的端面相反一侧的端面的凹部16b为基准,对背轭3进行定位而设置于模具。由此,易于进行背轭3的定位,生产率提高。
进而,背轭3与塑料磁铁9的磁化取向高精度地一致,从而实现转子磁铁10的磁特性的稳定化,电动机100的性能提高,并且实现电动机100的声音以及振动的降低。
另外,凹部16b不仅能够用于塑料磁铁9的成型用的模具与背轭3的位置对准,还能够在转子磁铁10的磁化工序中用作定位。即,在将转子磁铁10插入到未图示的磁化磁轭时,能够将凹部16b用于转子磁铁10与磁化磁轭的位置对准。由此,实现磁化精度的提高和稳定化,电动机100的性能提高。
此外,转子磁铁10做成了使塑料磁铁9成型于背轭3的外周面的结构,但还能够将转子磁铁10做成1层构造,仅由塑料磁铁9构成转子磁铁10的整体。即使在该情况下,也能够使用凹部16b作为磁化工序中的定位。
如图15所示,在转子磁铁10中,在转子磁铁10的外周侧,N极与S极在周向上交替地被磁化。在传感器磁铁11中,在与基板46的对置面,与转子磁铁10的磁极相同的磁极在周向上被磁化。
第1磁极间部101为转子磁铁10的邻接的N极与S极切换的第1位置。第2磁极间部111为传感器磁铁11的邻接的N极与S极切换的第2位置。
在第1磁极间部101与第2磁极间部111之间,附加校正磁传感器的设置位置的偏差的相位差A而磁化转子磁铁10和传感器磁铁11。以下,说明设置相位差A的理由。
转子20的位置检测受转子磁铁10和传感器磁铁11各自的磁极的磁化位置以及磁传感器47向定子42的在周向上的设置位置影响。即,由于转子20的磁化位置的偏差以及磁传感器47向定子的设置位置的偏差,转子20的检测位置产生误差。以下,将该误差称为转子20的位置检测误差。
转子20的位置检测误差在实现电动机100的高效化方面成为问题。因而,为了以高效率且低噪音驱动电动机100,需要减小转子20旋转时的转子20的位置检测误差。
为了减小转子20的位置检测误差,需要3个对策。
第1个对策是在转子20中提高转子磁铁10的磁极与传感器磁铁11的磁极的相位精度。
第2个对策是提高设置于基板46的磁传感器47的设置位置的精度。
第3个对策是提高定子42的绝缘部44的突起52与基板46的孔53的组装精度。
但是,在第2个对策中,磁传感器47向基板46的设置位置精度由于未图示的设置设备而产生偏差。另外,在第3个对策中,突起52与孔53的组装精度不仅由于突起52与孔53的间隙的位置而产生偏差,还由于突起52与孔53的大小而产生偏差。因此,难以提高磁传感器47相对于定子42在周向上的位置精度本身。
因而,在实施方式1的转子20中,以消除磁传感器47相对于定子42在周向上的位置偏离所引起的转子20的位置检测误差的方式磁化转子磁铁10的磁极和传感器磁铁11的磁极。
使用图16具体地进行说明。
图16(a)表示线圈45所感应的感应电压的波形。图16(a)示出感应电压的过零点与图16(b)所示的检测信号的上升沿点之间的相位偏离θ。过零点是感应电压从正切换到负的点、或者感应电压从负切换到正的点。
图16(b)表示在将基准转子组合于产生磁传感器47相对于定子42的位置偏离的定子42时从磁传感器47输出的检测信号的波形。
图16(b)的检测信号的波形以接地电平为基准而正负地变化。基准转子是第1磁极间部101在周向上的位置与第2磁极间部111的周向上的相位一致的转子、或者第1磁极间部101在周向上的位置与第2磁极间部111在周向上的相位为已知值的转子。
图16(c)表示向产生磁传感器47的位置偏离的定子42组合以带有相位差A的方式被磁化的转子20时的、磁传感器47的检测信号的波形。
图16所示的磁传感器47的检测信号的上升沿点与感应电压从负变化为正的过零点之间的相位偏离θ是磁传感器47相对于定子42在周向上的位置偏离所引起的。该相位偏离θ假定为例如转子的旋转正方向的相位偏离。
相位偏离θ为转子20的位置检测误差。为了校正位置检测误差、即抵消相位偏离θ,需要测定磁传感器47相对于定子42在周向(旋转方向)上的相位偏离θ,需要组合产生旋转负方向的相位偏离-θ的转子20。此外,磁传感器47相对于定子42在周向(旋转方向)上的位置偏离是根据定子42的线圈45所感应的感应电压以及基板46的磁传感器47的输出而导出的。具体而言,将作为基准的转子20、例如转子磁铁10与传感器磁铁11的磁极的相位一致或者相位差为已知的转子与模制定子40组合,临时组装电动机。然后,用外力使作为基准的转子20旋转,比较线圈45所感应的感应电压和基板46的磁传感器47的输出的波形,感应电压的正负的切换位置(接地电平)与磁传感器47的输出的上升沿或者下降沿的相位差为模制定子40的位置偏离、即磁传感器47相对于定子42在周向(旋转方向)上的位置偏离。
以下,具体地说明校正转子20的相位检测误差的过程。
(1)首先,将基准转子与模制定子40组合,临时组装电动机。
(2)在临时组装了电动机的状态下,用外力使基准转子的转子轴旋转。此时,测定线圈45所感应的感应电压以及从基板46的磁传感器47输出的检测信号的波形。感应电压的波形和检测信号的波形如图16(a)、(b)那样测定。
(3)根据通过测定得到的检测信号和感应电压,导出与相位偏离-θ对应的相位差A。然后,转子磁铁10和传感器磁铁11被磁化为带有相位差A。在图15的例子中,相对于第1磁极间部101在周向上的位置,第2磁极间部111以顺时针偏离一定量。这样,在第1磁极间部101与第2磁极间部111之间附加校正磁传感器的设置位置的偏差的相位差A而磁化转子磁铁10和传感器磁铁11。
(4)将这样被磁化的转子20与模制定子40组合来完成电动机100。
通过使用带有相位差A的转子20,从而校正转子20的位置检测误差,高精度地检测旋转位置。其结果是,能够进行电动机100的高效率且低噪音的驱动。
此外,在实施方式1中例示出利用热固性树脂模制出的模制电动机,但即使是在对金属板进行加工而得到的壳体组合定子装配部50和转子20而成的电动机,也能够得到与实施方式1同样的效果。
另外,在实施方式1中,传感器磁铁11固定于转子磁铁10的端面,但传感器磁铁11也可以与转子磁铁10离开地固定于旋转轴上。由此,能够在将传感器磁铁11组装于旋转轴时调整周向的位置。因而,能够对磁化后的传感器磁铁11与转子磁铁10的相位差A的幅度进行微调整,能够高精度地校正基板46上的磁传感器47在周向的位置。
如以上说明的,实施方式1的电动机100具备定子42、转子磁铁10、传感器磁铁11、基板46以及磁传感器47,在电动机100中,以校正基板46上的磁传感器47在周向的位置的方式附加相位差A地磁化转子磁铁10和传感器磁铁11。利用该结构,校正转子20的位置检测误差,高精度地检测转子20的位置。因而,能够进行电动机100的高效率且低噪音的驱动,能够实现电动机100的工作效率提高和质量提高。
另外,在实施方式1中,在背轭3的轴向的端面中的、与设置有多个突起5的端面相反一侧的端面设置多个凹部16,将凹部16的个数设为突起5的个数以上,所以在背轭3的成型时背轭3向固定侧模具的粘贴被抑制,能够进行背轭3的连续成型,背轭3的生产率提高。进而,在背轭3的连续成型中,突起5的弯折或者龟裂的产生被抑制,背轭3的质量提高。因而,能够实现电动机100的生产率的提高、质量的提高以及成本的降低。
此外,在实施方式1中,将突起5的个数设为多个,将凹部16的个数设为突起5的个数以上的多个,但还能够将突起5的个数设为1个并将凹部16的个数设为1个以上。另外,即使在不论突起5的个数为多少都将凹部16设置为1个以上的情况下,也能够得到在背轭3的成型时抑制背轭3向固定侧模具的粘贴的效果。另外,在实施方式1中,闸口6分别设置于多个突起5,但也可以是将闸口6设置于多个突起5中的一部分的结构。
另外,在实施方式1中,因为将多个凹部16中的一个凹部16b的距转子磁铁10的第2端面10b的深度设为与多个凹部16中的凹部16a不同,所以凹部16b易于与凹部16a区分,能够作为塑料磁铁9的成型工序以及转子20的磁化工序中的定位来使用。由此,实现生产率以及磁化精度的提高和稳定化,实现电动机100的生产率提高、质量的提高、性能的提高以及低成本化。
一般而言,通过设为多个凹部16中的1个凹部16b在距转子磁铁10的轴的在径向上的距离、距转子磁铁10的第2端面10b的深度以及与轴向垂直的剖面形状中的至少1个与其它凹部16a的每一个凹部不同,从而凹部16b易于与凹部16a区分,能够作为塑料磁铁9的成型工序以及转子20的磁化工序中的定位而使用。
此外,为了使用凹部16b作为定位,能够与凹部16a区分即可,所以除了上述以外,还能够根据与轴向垂直的剖面形状以外的形状或者半径来区分。在此,与轴向垂直的剖面形状以外的形状例如是包括轴向的剖面形状。其中,易于识别距转子磁铁10的第2端面10b的深度以及与轴向垂直的剖面形状。
另外,用于定位的凹部16可以为多个。一般而言,当多个凹部16中的至少1个在距轴的在径向上的距离、形状、深度以及半径中的至少1个与多个凹部16中的其它各凹部不同的情况下,能够在塑料磁铁9的成型工序以及转子20的磁化工序中使用多个凹部16中的至少1个作为定位。例如,在图6中,能够设置两个凹部16b,将这两个凹部16b用于定位。
另外,在实施方式1中,使转子磁铁10的突起5插入并通过传感器磁铁11的孔15,使传感器磁铁11与基座7抵接,对突起5的前端部进行热熔接,从而将传感器磁铁11固定于转子磁铁10,并且将成型用的闸口6设置于突起5。
这样,因为对设置有闸口6的突起5的前端部进行热熔接,所以闸口6的切断部位的突出消失,能够抑制该切断部位的突出与其它部位接触或者树脂粉末从该切断部位排出这样的缺陷。
另外,无需如以往那样在转子磁铁10的端面设置抑制该切断部位的突出的凹部。因此,抑制了磁力下降,还抑制磁通密度分布的畸变率的恶化,实现电动机100的工作效率以及性能的提高。
另外,在实施方式1中,突起5的前端部被热熔接,从而传感器磁铁11固定于转子磁铁10。这样,因为传感器磁铁11机械性地固定于转子磁铁10,所以装配的可靠性提高。
另外,能够通过这样的简易的工序将传感器磁铁11固定于转子磁铁10,所以成本也被降低。另外,因为热熔接部35的高度与传感器磁铁11的被检测部14相同或者比其低,所以在装入马达时,热熔接部35不会与模制定子接触,装配的可靠性提高。
另外,在实施方式1中,因为突起5设置于基座7,所以在对突起5进行热熔融时,即使传感器磁铁11被按压,也由基座7来抑制传感器磁铁11的上翘以及变形,装配的质量提高。
实施方式2.
图17是示出本发明的实施方式2的空气调节机的结构的一个例子的图。空气调节机300具备室内机310以及与室内机310连接的室外机320。室内机310搭载有未图示的室内机用送风机,室外机320搭载有室外机用送风机330。
在室外机用送风机330以及室内机用送风机中,作为其驱动源而使用实施方式1的电动机100。通过在作为空气调节机300的主要使用构件的室外机用送风机330以及室内机用送风机中使用电动机100,能够得到性能和质量提高的空气调节机300。
此外,在实施方式2的空气调节机300中,设为在室内机310以及室外机320中的至少一方中具备实施方式1的电动机100。另外,实施方式1的电动机100还能够搭载于空气调节机以外的电气设备,在该情况下,也能够得到与本实施方式同样的效果。
以上的实施方式所示的结构示出了本发明的内容的一个例子,既能够与其它公知的技术组合,还能够在不脱离本发明的要点的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

Claims (6)

1.一种电动机,
环形的定子;
环形的转子磁铁,与所述定子同轴地配置于所述定子的内侧,具有在所述定子的周向上交替地排列第1磁极和与所述第1磁极不同的第2磁极而成的多个磁极;
环形的传感器磁铁,与所述转子磁铁对置且与所述转子磁铁同轴地配置,具有在所述定子的周向上交替地排列极性与所述第1磁极相同的第3磁极和极性与所述第2磁极相同的第4磁极而成的多个磁极;
基板,与所述定子同轴地与所述定子对置地配置;以及
磁传感器,与所述传感器磁铁对置地设置于所述基板上,检测所述传感器磁铁的旋转位置,
邻接的所述第1磁极与所述第2磁极的第1磁极间部的位置为第1位置,
邻接的所述第3磁极与所述第4磁极的第2磁极间部的位置为第2位置,
在所述第1位置与所述第2位置之间附加校正所述磁传感器的设置位置的偏差的相位差而磁化所述转子磁铁和所述传感器磁铁。
2.根据权利要求1所述的电动机,其中,
在所述转子磁铁中,所述第1磁极和所述第2磁极是极性各向异性取向的,或者所述第1磁极和所述第2磁极沿所述定子的径向取向,
在所述传感器磁铁中,所述第3磁极和所述第4磁极沿所述定子的轴向取向。
3.根据权利要求1或者2所述的电动机,其中,
所述传感器磁铁与所述转子磁铁离开地配置。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电动机,其中,
根据从所述磁传感器输出的检测信号和卷绕于所述定子的线圈所感应的感应电压而导出所述相位差。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的电动机,其中,
根据在配置于所述定子的基准转子旋转了时从所述磁传感器输出的检测信号和卷绕于所述定子的线圈所感应的感应电压而导出所述相位差,
所述基准转子是所述第1磁极间部在周向上的位置与所述第2磁极间部在周向上的相位一致的转子、或者所述第1磁极间部在周向上的位置和所述第2磁极间部在周向上的相位为已知值的转子。
6.一种空气调节机,在室内机以及室外机中的至少一方具备权利要求1至5中的任意一项所述的电动机。
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