专利名称：直流电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及直流电动机，特别是涉及其励磁装置。
图4是现有的直流电动机的励磁装置的结构图，图4(a)为侧剖面图，图4(b)为下面图。
图中，1是永磁式直流电动机的励磁装置整体，2是磁轭，3是由固定在磁轭2的内周面上的由磁体构成的励磁磁极，其由主磁极4和辅助磁极5构成，主磁极4由固定在退磁一侧(转动方向后侧)的铁氧体永久磁体构成，辅助磁极5由固定在增磁一侧(转动方向前侧)的软铁或铁氧体构成。6是与励磁磁极3相对地设置在励磁装置1的内周一侧上、受励磁磁极3的励磁力作用的电枢铁心，主磁极4对着电枢铁心6伸出。7是含有电枢铁心6的电枢，8是在主磁极4的伸出部上形成的角部。Lm是主磁极4的轴向长度，Ln是主磁极4的轴向直线部分的长度，Lc是电枢铁心6的轴向长度，R是在角部8上形成的角(圆角)或倒角的轴向长度。主磁极4的轴向直线部分的长度Ln基本上就是磁铁长度Lm。但是，在角部8形成使装配磁体时不发生碰出缺口等的小圆角。
在这种现有的直流电机的励磁装置中，给支承在励磁磁极3的内周一侧上的电枢7通电时，电枢7受到主磁极4的励磁力作用而转动。
这里，由于主磁极4是铁氧体磁体，所以取Lm＞Lc，以提高性能。
在上述现有装置中，使主磁极4对着电枢铁心6伸出，旨在提高性能，但是，在伸出的角部8附近的磁通实际上无效，成为不必要的部分，这就增加了该部分的重量及成本。
本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供既可保持和现有的装置同样的输出特性，又可以随着铁氧体永久磁体重量的减轻而实现电机轻量化，降低成本的直流电动机。
在本发明的直流电动机中，具有轴向长度为Lm的主磁极和电枢铁心，主磁极包括轴向长度为Ln的直线部分及其两端的角部；电枢铁心与该主磁极相对地支承，可以自由转动，其轴向长度Lc小于主磁极的轴向长度Lm，将角部形成得使主磁极直线部分的轴向长度Ln与电枢铁心的轴向长度Lc的关系为1.15Lc＞Ln≥Lc。
另外，在本发明的直流电动机中，具有轴向长度为Lm的主磁极和轴向长度为Lc的电枢铁心，主磁极具有轴向长度为Ln的直线部分和其两端轴向长度为R的角部；电枢铁心与主磁极相对地支承，可以自由转动。将主磁极的轴向长度Lm和电枢铁心的轴向长度Lc设定为大致满足Lm/Lc＝1.4的关系，同时，将角部形成得使主磁极的轴向长度Lm与角部的轴向长度R的关系为0.15Lm≥R＞0.1Lm。
另外，在主磁极的增磁一侧设有轴向长度为Lp的辅助磁极，使该辅助磁极的轴向长度Lp与主磁极直线部分的长度Ln相等。
在上述结构的直流电动机中，将角部形成为主磁极直线部分的轴向长度Ln与电枢铁心的轴向长度Lc满足1.15Lc＞Ln≥Lc的关系，在不降低性能的范围内，增大角部的轴向长度。
另外，将主磁极的轴向长度Lm与电枢铁心的轴向长度Lc设定为大致满足Lm/Lc＝1.4的关系，同时，将角部形成为主磁极的轴向长度Lm与角部的轴向长度R满足0.15Lm≥R＞0.1Lm的关系，在不降低性能的范围内增大角部的轴向长度R。
另外，在主磁极的增磁一侧设有轴向长度为Lp的辅助磁极，并使该辅助磁极的轴向长度Lp与主磁极的直线部分的长度Ln相等，可以有效地利用主磁极侧面的磁通。
图1是本发明实施例1的直流电动机的励磁装置的结构图，(a)为侧剖面图，(b)、(c)为下面图。
图2是本发明实施例1的直流电动机的电机特性图。
图3是本发明实施例2的直流电动机的电机特性图。
图4是现有的直流电动机的励磁装置的结构图，(a)为侧剖面图，(b)为下面图。
1—励磁装置，3—励磁磁极，4—主磁极，5—辅助磁极，6—电枢铁心，7—电枢，8—角部，Lm—主磁极的轴向长度，Ln—主磁极的侧面直线部分的长度，Lp—辅助磁极的轴向长度；R—倒角或圆角的轴向长度。
实施例1图1是本发明实施例1的直流电动机的励磁装置的结构图，(a)为侧剖面图，(b)，(c)为下面图。图2是本发明实施例1的直流电动机的电机特性图。图中，1～8与上述现有装置相同，省略其说明。Lp是辅助磁极5的轴向长度。实施例1设定使角部8如图1(c)所示的那样的倒角或者如图1(b)所示的那样的圆角为轴向长度R，以使主磁极4的轴向直线部分的长度Ln为Ln＝Lc。
在这样构成的直流电动机的励磁装置中，给支承在励磁磁极3的内周一侧上的电枢7通电时，电枢7受到主磁极4的励磁力作用而转动。这时，通过使由铁氧体永久磁体构成的主磁极4的角部8的倒角或圆角的轴向长度R增大，磁体体积减小，磁通量减少相应的量，但是，由于在Lm＞Lc的区域的磁铁角部8的磁通对电枢7无效，所以，即使削减角部其性能也不会降低。
实施例1的直流电动机的电机特性示于图2。这是在电机外径为74φ，磁极数为6极的输出轴上具有减速机构的永磁式直流电动机的例子。
在图2中，Ln/Lc＝1.15是现有装置的不会产生磁体缺口等的倒角量。若以Ln/Lc＝1.15为基准，如图2所示，当Ln/Lc小于1时，输出和转矩都开始减小。另外，Ln越小，即倒角或圆角的轴向长度R越大，磁体成本越小。
因此，通过将倒角或圆角的轴向长度R设定得使主磁极4的侧面直线部分的长度Ln相对于电枢铁心6的轴向长度Lc满足1.15Lc＞Ln≥Lc的关系，与现有装置相比，则可实现轻量化和降低成本。
实施例2图3是本发明实施例2的直流电动机的电机特性图。实施例2的直流电动机的励磁装置的结构与图1相同。
若考虑角部8的倒角或圆角的轴向长度R与磁铁长度Lm的关系，则如特公平5—17783号公报所示的那样，在Lm＞Lc的直流电动机中，综合平衡考虑提高特性和轻量化，最好为Lm/Lc＝1.4。Lm/Lc＝1.4时，主磁极4的角部8的倒角或圆角的轴向长度R与性能及成本的关系如图3所示。R/Lm＝10％是现有的磁体不发生缺口的倒角量。由图3可知，通过将R相对于Lm，设定为满足0.1Lm＜R≤0.15Lm的关系，可以在不降低性能的范围内降低成本。
实施例3实施例3是关于辅助磁极的，实施例3的直流电动机的励磁装置的结构和图1相同。如图2所示，主磁极4的轴向直线部分的磁通对削减角部8的轴向直线部分有效地起作用，因此，使辅助磁极5的轴向长度Lp与主磁极4的侧面直线部分的长度Ln相同。
由于本发明是以上说明的结构，所以，具有以下所述的结果。
通过将角部形成为使主磁极直线部分的轴向长度Ln与电枢铁心的轴向长度Lc满足1.15Lc＞Ln≥Lc的关系，在不降低性能的范围内增大角部的轴向长度、大大削减角部，可以不改变输出特性而减少材料，从而可以实现整个装置的轻量化，同时可以获得降低成本的效果。
另外，通过将主磁极的轴向长度Lm与电枢铁心的轴向长度Lc满足大致满足Lm/Lc＝1.4的关系，以及将角部形成为使主磁极的轴向长度Lm与角部的轴向长度R满足0.15Lm≥R＞0.1Lm的关系，在不降低性能的范围内增大角部的轴向长度，大大削减角部，可以不改变输出特性而减少材料，从而可以实现整个装置的轻量化，同时可以降低成本。
另外，由于在主磁极的增磁一侧设置轴向长度为Lp的辅助磁极，并且使该辅助磁极的轴向长度Lp与主磁极的直线部分的长度Ln相等，所以，可以有效地利用主磁极侧面的磁通。
权利要求
1.直流电动机，具有轴向长度为Lm的主磁极和轴向长度为Lc的电枢铁心，主磁极包括轴向长度为Ln的直线部分和其两端的角部；电枢铁心与该主磁极相对地支承，可以自由转动，电枢铁心的轴向长度Lc小于上述主磁极的轴向长度Lm，其特征在于将上述角部形成为使上述主磁极直线部分的轴向长度Ln与上述电枢铁心的轴向长度Lc满足1.15Lc＞Ln≥Lc的关系。
2.直流电动机，具有轴向长度为Lm的主磁极和轴向长度为Lc的电枢铁心，主磁极包括轴向长度Ln的直线部分和其两端的轴向长度R的角部；电枢铁心与该主磁极相对地支承，可以自由转动，其特征在于将上述主磁极的轴向长度Lm与上述电枢铁心的轴向长度Lc设定为大致满足Lm/Lc＝1.4的关系，同时将上述角部形成为使上述主磁极的轴向长度Lm与上述角部的轴向长度R满足0.15Lm≥R＞0.1Lm的关系。
3.按权利要求1或2所述的直流电动机，其特征在于在主磁极的增磁一侧设有轴向长度为Lp的辅助磁极，使该辅助磁极的轴向长度Lp与上述主磁极直线部分的长度Lm相等。
全文摘要
本发明的目的旨在提供随着减轻铁氧体永久磁体的重量而实现电机的轻量化的直流电动机。在直流电动机中将轴向长度Lc的电枢铁心6与由轴向长度Lm的主磁极4和辅助磁极5构成的励磁磁极3的内周面相对地支承，可以自由转动，该电枢铁心6在励磁磁极3的励磁力作用下转动，具有Lm＞Lc的关系，将主磁极4的角部8形成为使主磁极的轴向直线部分的长度Ln与Lc的关系满足1.15Lc＞Ln≥Lc。通过削减主磁极的角部，可以不改变输出特性而使直流电动机实现轻量化。
文档编号H02K23/02GK1120261SQ94112879
公开日1996年4月10日 申请日期1994年11月30日 优先权日1994年9月16日
发明者小川佳宏, 善明敬策, 五十棲秀三 申请人:三菱电机株式会社