TWI655830B - 無刷馬達及使用該馬達之送風機 - Google Patents

無刷馬達及使用該馬達之送風機 Download PDF

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Abstract

〔課題〕其目的可以提供一種使用了一方面用以抑制齒隙轉矩或力矩漣波之適切的感磁波形，並同時提升朝推力方向的推壓力之無刷馬達及其之馬達的送風機。〔解決手段〕本發明之無刷馬達(5)，具備：轉子磁鐵(13)，其具有利用複數個磁極被感磁之上側周圍面(13a1)及複數個磁極被感磁之下側周圍面(13a2)所構成的感磁周圍面(13a)；以及定子(30)，其具有至少一部分與下側周圍面(13a2)對向之定子堆疊體(31)；轉子磁鐵(13)之上側周圍面(13a1)，具有從1個磁極的中央部一直到所鄰接的磁極的附近為實質上同程度的表面磁通密度；轉子磁鐵(13)之下側周圍面(13a2)，具有：從1個磁極的中央部朝向所鄰接的磁極而減少的表面磁通密度，或是，在1個磁極的中央部的附近為實質上同程度而且從1個磁極的中央部的附近朝向所鄰接的磁極而減少的表面磁通密度。

Description

無刷馬達及使用該馬達之送風機
本發明有關無刷馬達及使用該馬達之送風機。
例如，於專利文獻1之圖4，揭示著沿軸線方向之轉子磁鐵的長度尺寸設定成比沿軸線方向之定子的長度尺寸還要長的馬達。接著，揭示著：轉子磁鐵的磁中心C2與定子的磁中心C1在軸線方向滑動的緣故，在該磁中心C2-C1間於軸線方向產生吸引力，該力傳遞到連結在轉子磁鐵的轉子軸，可以把轉子軸推壓到下方(止推板(thrust plate))。
這樣的馬達，係如專利文獻2的圖8所示，也使用在送風機。另一方面，送風機在家電製品等用於冷却方面者為多，被要求靜音性能。送風機中，噪音的產生源之一為馬達部。關於馬達，揭示有：齒隙轉矩或力矩漣波大的話無法做圓滑的馬達旋轉，連帶產生振動或噪音，為了抑制該齒隙轉矩或力矩漣波，使轉子磁鐵的圓周方向 的表面磁通密度和緩地變化(例如，做成類似正弦波的感磁波形)(參閱專利文獻3、專利文獻4。)。
順便一說，本案發明者，在沿轉子磁鐵之軸線方向的長度尺寸設定成比沿定子之軸線方向的長度尺寸還要長的馬達中，檢討了有關把轉子磁鐵的圓周方向的表面磁通密度的感磁波形做成正弦波狀方面，無刷馬達的霍爾感測器的位置檢測不太會不安定。可是，為了提升作為轉子軸之掉落防止而設在轉子軸的外周圍之止推墊圈的安裝作業性，於轉子軸的外周圍設有溝部，於該溝部把止推墊圈押入並嵌入在軸方向下，會凸顯出霍爾感測器的位置檢測動作不安定之問題。
該溝部的寬度與止推墊圈的厚度相同的話嵌入作業會難以進行的緣故，所以要有比止推墊圈的厚度還寬的寬度。據此，轉子軸可以移動在推力方向(軸方向)上僅只有溝部的寬度與止推墊圈的厚度之差的量。接著，轉子軸在推力方向(軸方向)移動的話，隨著該移動，連結在轉子軸的轉子磁鐵也在推力方向移動，轉子磁鐵與霍爾感測器之距離關係變得不安定。其結果，霍爾感測器無法正確檢知磁場，據此所追求的位置檢測動作變得不安定。
這樣的場合，考慮到使用即便距離遠離也可以高感度檢知磁場之霍爾感測器，但這樣的高感度霍爾感測器價錢也高的緣故，從成本面來考量的話，是不被期望的。
另一方面，為了抑制轉子磁鐵朝推力方向的移動，也考慮到朝推力方向施加更強的推壓力。為此，有必要改變轉子磁鐵的表面磁通密度的感磁波形來得到朝推力方向的推壓力。但是，可以從專利文獻3及專利文獻4的揭示來理解，若考慮到抑制齒隙轉矩或力矩漣波的話，是無法安易地改變轉子磁鐵的表面磁通密度的感磁波形。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2001-136706號專利公報
〔專利文獻2〕日本特開2013-117300號專利公報
〔專利文獻3〕日本特開2003-111360號專利公報
〔專利文獻4〕日本特開平09-140104號專利公報
在此，本發明係有鑑於上述般的事情而為之，其目的在於提供一種使用了一方面用以抑制齒隙轉矩或力矩漣波之適切的感磁波形，並同時提升朝推力方向的推壓力之無刷馬達及其之馬達的送風機。
為了達成這樣的目的，本發明藉由以下的構成來掌握。
(1)本發明之無刷馬達，具備：轉子磁鐵，其具有利用複數個磁極被感磁之上側周圍面及複數個磁極被感磁之下側周圍面所構成的感磁周圍面；以及定子，其具有至少一部分與前述下側周圍面對向之定子堆疊體；前述轉子磁鐵之前述上側周圍面，具有從1個磁極的中央部一直到所鄰接的磁極的附近為實質上同程度的表面磁通密度；前述轉子磁鐵之前述下側周圍面，具有：從1個磁極的中央部朝向所鄰接的磁極而減少的表面磁通密度，或是，在1個磁極的中央部附近為實質上同程度而且從前述1個磁極的前述中央部的附近朝向所鄰接的磁極而減少的表面磁通密度。
(2)上述(1)的構成中，前述轉子磁鐵，係在從前述定子堆疊體的上端面起算僅前述定子堆疊體的厚度之1/5下側的位置、與僅從前述定子堆疊體的上端面一直到前述轉子磁鐵的上端面為止的尺寸之1/2比前述定子堆疊體的上端面更上側的位置之間，具有前述上側周圍面的感磁波形與前述下側周圍面的感磁波形之邊界。
(3)上述(1)或(2)的構成中，前述轉子磁鐵之前述上側周圍面，具有表示表面磁通密度的分布之矩形波狀或是梯形波狀之第1感磁波形；前述轉子磁鐵之前述下側周圍面，具有表示表面磁通密度的分布之正弦波狀或是實質上正弦波狀之第2感磁波形。
(4)上述(1)至(3)所記載之任一構成中，更進一步具備：轉子轂；轉子軸，其設在前述轉子轂 的中心；以及軸承罩件，其收容把前述轉子軸支撐成自由旋轉之軸承；於圓筒狀的內周圍面，具有前述感磁周圍面之前述轉子磁鐵設在前述轉子轂的內周圍面；前述定子設在前述軸承罩件的外周圍。
(5)本發明之送風機，具備：請求項4所記載之無刷馬達；以及葉片，其設在前述無刷馬達之前述轉子轂之外周圍。
根據本發明，可以提供一種使用了一方面用以抑制齒隙轉矩或力矩漣波之適切的感磁波形，並同時提升朝推力方向的推壓力之無刷馬達及其之馬達的送風機。而且，根據本發明，提升朝推力方向的推壓力的緣故，可以提供使用安定霍爾感測器的位置檢測動作之無刷馬達及其之馬達的送風機。
1‧‧‧送風機
5‧‧‧無刷馬達
10‧‧‧轉子部
11‧‧‧轉子軸
11a‧‧‧溝部
12‧‧‧轉子轂
13‧‧‧轉子磁鐵
13a‧‧‧感磁周圍面(轉子磁鐵的內周圍面)
13a1‧‧‧上側周圍面(轉子磁鐵的內周圍面)
13a2‧‧‧下側周圍面(轉子磁鐵的內周圍面)
14‧‧‧轉子軛
15‧‧‧葉片
20‧‧‧軸承部
21a‧‧‧軸承罩件
21b‧‧‧基座部
21c‧‧‧連結部
21d‧‧‧殼體
22‧‧‧軸承
23‧‧‧止推墊圈
24‧‧‧止推板
30‧‧‧定子
31‧‧‧定子堆疊體
32‧‧‧絕緣體
33‧‧‧線圈
40‧‧‧基板
41‧‧‧霍爾感測器
42‧‧‧錘(荷重)
43‧‧‧非接觸尺寸測定器
〔圖1〕為表示本發明的送風機之整體構成之縱剖面圖。
〔圖2〕為放大圖1的左側的定子與轉子磁鐵的周邊部之圖。
〔圖3〕為用以提高推力之感磁波形之參考例1之圖表。
〔圖4〕為用以提高推力之感磁波形之參考例2之圖表。
〔圖5〕為用以抑制齒隙轉矩或力矩漣波之感磁波形之參考例3之圖表。
〔圖6〕為用以抑制齒隙轉矩或力矩漣波之感磁波形之參考例4之圖表。
〔圖7〕為表示磁推力測定的方法之圖。
〔圖8〕為表示磁推力的測定結果之圖表。
以下，參閱附圖，說明有關用以實施本發明之形態(以下，稱為「實施方式」)。在實施方式的說明方面，貫通整體，對相同元件賦予相同編號。以下，作為本發明的實施方式，例示使用了本發明的無刷馬達之使用形態之具體的的1例之送風機並進一步說明。
(送風機之整體構成)
根據圖1說明本發明的送風機1之整體構成。圖1為本發明的送風機1之縱剖面圖。如圖1所示，本發明的送風機1具備：無刷馬達5、被安裝在構成無刷馬達5的外周圍的轉子轂12之葉片15、以及收容這些之殼體21d。在以下，在把無刷馬達5之轉子的部分與葉片15作為一體並集成轉子部10之下，把送風機1分成轉子部10、軸承部20、定子30、及基板40來說明。
(轉子部)
轉子部10係構成有：於外周圍面設有葉片15並於內周設有轉子軛14之轉子轂12、被固定在轉子轂12的中心之轉子軸11、及著裝在轉子軛14的內側之轉子磁鐵13。在圖1，表示有轉子軸11直接被固定在轉子轂12之場合，但亦可在轉子轂12的中央設有開口，於該開口安裝轉子凸座(rotor boss)之類的零件，於該轉子凸座安裝轉子軸11。
而且，轉子軛14，係在形成轉子轂12時一體固定在轉子轂12的內周圍面，但亦可在形成轉子轂12後，以壓入或接著等之手段固定在內周圍面。更進一步，轉子磁鐵13，係可以用壓入或接著等之手段安裝在轉子軛14的內側。在圖1之例，轉子磁鐵13為圓筒狀，複數個磁極被感磁成於該圓筒的內周圍面(周圍面)在圓周方向上S極、N極交互出現。
尚且，本例，係作為具體的事例，在表示著送風機1之下於轉子轂12的外周圍面設有葉片15，但在馬達的場合，該葉片15是不要的。而且，在圖1，表示著與轉子轂12一體成形之葉片15，但亦可事先另外製作葉片15，之後再安裝在轉子轂12的外周圍。
(軸承部)
軸承部20包含：軸承罩件21a、軸承22、止推墊圈 23、及止推板24。軸承罩件21a，係與把殼體21d連結到基座部21b之連結部21c一體成形。在軸承罩件21a內配置止推板24、止推墊圈23及軸承22。在送風機方面，是有把連結部21c設計作為靜態翼片之場合，也在本發明中連結部21c亦可為靜態翼片。殼體21d為覆蓋葉片15的外周圍的部分，形成送風機1的空氣的流路。
在圖1，表示一體成形軸承罩件21a、基座部21b、連結部21c及殼體21d之場合。但是，亦可在另外形成軸承罩件21a中，安裝到利用基座部21b、連結部21c及殼體21d所構成之零件。被收容在軸承罩件21a內之軸承22乃是把轉子軸11支撐成自由旋轉之零件。在圖1表示有滑動軸承22，但除了滑動軸承22，亦可使用一對滾珠軸承。止推板24為承受轉子軸11的推力(軸方向力)之構件，作用有減低轉子軸11的旋轉阻力，同時乃是保持位置精度使得轉子軸11合於旋轉中心軸之零件。
止推墊圈23為防止轉子軸11脫落之構件，在圖1之場合，防止轉子軸11朝圖面上方脫落。具體方面，為環形狀之構件，嵌入成讓轉子軸11通過該環中央的開口。如圖1所示，於轉子軸11的下端之周圍面，有用以置放止推墊圈23之溝部，止推墊圈23的中央的開口設定成比轉子軸11的外徑小、比該溝部的外徑大。
止推墊圈23的中央的開口之大小、及材質的彈性係數，係在可以把止推墊圈23押入到轉子軸11，同時在轉子軸11移動在脫落方向時不會脫落之範圍內做選 擇。而且，亦可為了改善作業性，從止推墊圈23的中央的開口朝向外周圍設有條紋狀的切縫，在嵌入時，多少，開口可以變形。止推墊圈23，係如圖1所示般，在已被安裝的狀態下，挾持在軸承罩件21a的底面部與軸承22之間，規制朝推力方向(軸方向)之移動。
具體的組裝順序，係在位於軸承罩件21a的底面部之凹部內，配置止推板24，接著，配置止推墊圈23在底面部，之後，把軸承22壓入到軸承罩件21a，***轉子軸11等者為佳。尚且，組裝順序並不限定於上述順序，例如，亦可為進行把轉子軸11***到軸承22，把止推墊圈23嵌入到轉子軸11的溝部之作業後把軸承22壓入到軸承罩件21a等之順序。
尚且，本例係作為具體的事例表示有送風機1，在送風機的場合，設有連結部21c或殼體21d的場合為多的緣故，表示設有連結部21c或殼體21d之例。但是，也在送風機的場合，也有不要連結部21c或殼體21d之場合。而且，在馬達的場合，不要連結部21c或殼體21d。
(定子)
定子乃是介隔著絕緣體(例如，礙子)32設有繞線(線圈)33在複數個凸極之定子堆疊體(亦稱為定子芯)31的凸極之構成。而且，在圖1於定子堆疊體31描繪有複數個條紋，但其表示定子堆疊體31層積了複數個 電磁鋼板之構成。供給電流到線圈33的話定子堆疊體31的凸極被激磁，該凸極成為N極或者是S極。該被激磁的磁極與被感磁在轉子磁鐵13的內周圍面之磁極相互吸引，或者是，以相互排斥的方式來旋轉轉子部10，實現馬達驅動。
具體的定子30之安裝，係以把定子堆疊體31壓入到軸承罩件21a的外周圍的方式來進行，但並非得要壓入，也可以利用接著等。而且，在圖1，表示有再軸承罩件21a設有用以做定子堆疊體31之定位之段差的場合，但亦可不設有該段差。
(基板)
基板40乃是搭載有IC或所謂霍爾元件(霍爾感測器)41之電子零件者，線圈33的端部係以焊錫等電性連接到這些電子零件。接著，藉由這些電子零件控制供給到線圈之電流等。在圖1，表示有把基板40載置在基座部21b上之例，但基板40的設計方面，可以固定在絕緣體(礙子)32的下端，亦可固定在軸承罩件的外周圍，固定之具體的態樣，是可以使用壓入或接著等。
接著，一邊參閱圖2，更進一步，就實施方式，進行詳細的說明。圖2乃是無刷馬達5之中，為了容易觀看於圖1的左側所描繪的定子30與轉子磁鐵13的部分之放大圖。尚且，於圖2，記載有在以後表示進行說明的位置之符號的緣故，為了避免該符號的表示難以觀看， 省略了一部分表示元件(構件)之編號的記載，沒有特別說的話，編號是與圖1相同。
如圖2所示，於轉子軸11的下部，形成溝部11a，於該溝部11a嵌入有止推墊圈23。接著，比起止推墊圈23的厚度，溝部11a的寬度取的較大。為此，轉子軸11，係處於可以在圖面的上側運動之狀態。尚且，止推墊圈23之中央的開口，係圖面上，並沒有清楚表示，但比起轉子軸11之最底部的外徑還要若干小。從而，轉子軸11在上方動作時，溝部11a的下端被止推墊圈23勾住，可以防止轉子軸11脫落。
轉子軸11朝上方運動的話，轉子轂12也朝上方運動，配合該運動，轉子磁鐵13也朝上方運動。這樣的話，霍爾元件(霍爾感測器)41與轉子磁鐵13的下端之距離變成遠離。為此，檢測霍爾感測器的磁場之感度惡化的話，變成無法檢測，據此所追求的位置檢測動作變得不安定。從而，如圖2所示，有必要保持轉子軸11接觸到止推板24的程度的狀態。
在此，著眼於定子堆疊體31與轉子磁鐵13的話，轉子磁鐵13係設計成比起定子堆疊體31更沿著軸方向延長，比起定子堆疊體31的中央位置，於上方存在轉子磁鐵13的中央位置。接著，以該中央位置彼此互相吸引的方式，轉子磁鐵13於下方被拉在推壓方向，係如同所敘述的；但該吸引力若轉子磁鐵13的磁力變高的話，對應於此也會變強。
從而，以提高轉子磁鐵13的磁力的方式，可以實現轉子軸11安定接觸在止推板24之狀態。以下，把該安定並使轉子軸11位置在止推板24側的方向的力稱為「推力」。接著，為了提高磁力得到推力方面，是有必要盡可能以較廣的範圍把轉子磁鐵13的內周圍面(周圍面)的感磁狀態作為高的表面磁通密度之狀態。亦即，其目標在於盡可能把提高到飽和感磁狀態的範圍去實現擴展在圓周方向。
把用以提高這樣的推力之表示圓周方向的表面磁通密度的分布的感磁波形(第1感磁波形)之參考例表示在圖3(參考例1)及圖4(參考例2)這2個。圖3及圖4，係縱軸為表面磁通密度〔mT〕，橫軸為平面展開圓筒狀的轉子磁鐵，並把其角度位置作為角度(°)來表示。尚且，在90°、180°、270°、360°顯現出表面磁通密度為0〔mT〕，表示在該部分反轉磁極的方向(從N極到S極，或者是從S極到N極這般的變換)。亦即，圖3及圖4為例示出在圓圓周方向具有4極的磁極之轉子磁鐵13的場合。在於圖3及圖4所示之梯形波狀或是矩形波狀的感磁波形，具有與中央部實質上為同程度之表面磁通密度的部分一直存在到所鄰接的磁極的附近。接著，朝向所鄰接的磁極，表面磁通密度以大的梯度急遽減少。
另一方面，為了抑制齒隙轉矩或力矩漣波，期望感磁波形和緩變化，把表示這樣的表面磁通密度的分布之感磁波形(第2感磁波形)的參考例表示在圖5(參 考例3)及圖6(參考例4)這2個。也於圖5及圖6，縱軸及橫軸是與圖3及圖4同樣。在圖6，表示有從磁極的中央部朝向所鄰接的磁極和緩減少的表面磁通密度，在磁極的中央部附近的減少率比在所鄰接的磁極附近的減少率還小。換言之表面磁通密度係從磁極的中央部附近開始遠離其梯度逐漸變大。而且，圖5中，存在有在中央部附近具有實質上同程度的表面磁通密度之部分，從該部分朝向所鄰接的磁極，表面磁通密度和緩減少。具有實質上圍同程度之表面磁通密度的部分並不會一直存在到所鄰接的磁極的附近這一點是與於圖3及圖4所示之感磁波形相異。在本說明書，如圖6般，把從磁極的中央部朝向所鄰接的磁極表面磁通密度徐徐減少的波形稱呼為正弦波。而且，如圖5般，僅在磁極的中央部的附近存在具有與中央部實質上同程度的表面磁通密度的部分，比起該部分，在所遠離的位置方面，把朝向所鄰接的磁極表面磁通密度比起矩形波或是梯形波是以和緩的梯度做減少的波形稱呼為實質的正弦波。這些從圖3至圖6觀之即可明瞭，提高推力的話，變成在磁極的切換點表面磁通密度變化很大，明瞭到無法兼顧用以抑制齒隙轉矩或力矩漣波之和緩的變化。
尚且，關於圖3到圖6，終歸到底乃是表示了理想的狀態之參考圖，實際上做測定的話，因測定誤差或製造誤差等的影響，波形理當會混亂，在不是如圖3或圖4般理想上為平的高表面磁通密度的場合，亦即，意味著在廣的範圍下實現高表面磁通密度但因為測定誤差或製造 不均導致看到混亂的波形的範圍，在本說明書中稱呼為「具有實質上與中央部為同程度的表面磁通密度」。
在此，回到圖2，著眼於轉子磁鐵13與定子堆疊體31之位置關係的話，有關比定子堆疊體31的上端面的位置還要位置在更上之轉子磁鐵13的部分，因為離開定子堆疊體31的緣故，考慮到對馬達的旋轉狀態的影響較小。亦即，考慮到以對該旋轉狀態影響較小的轉子磁鐵13的部分得到推力的話，一方面抑制齒隙轉矩或力矩漣波，一方面也得到推力。
在此，把轉子磁鐵13的內周圍面(感磁周圍面)13a分成上下二個周圍面，上側周圍面13a1施以圖3或圖4所示之矩形波狀或是梯形波狀的感磁波形而得到推力。另一方面，考慮到對下側周圍面13a2的轉子的旋轉動作影響大的部分，以施以如圖5或圖6所示之正弦波狀或是實質上為正弦波狀的感磁波形來抑制齒隙轉矩或力矩漣波的方式，一邊抑制齒隙轉矩或力矩漣波，一邊實現推力的提升。亦即，下側周圍面13a2中的表面磁通密度係，以比上側周圍面13a1中的表面磁通密度還小的梯度朝向鄰接的磁極向予以減少的緣故，可以提升推力並抑制齒隙轉矩或力矩漣波。
具體方面，使在把成為與於圖2所示之定子堆疊體31的上端面為相同高度位置之轉子磁鐵13的高度位置作為基準位置A時之上側周圍面13a1與下側周圍面13a2的邊界(亦即，感磁波形的切換位置)、與基準位 置A為相同者為適合；但為了抑制推力的調節或齒隙轉矩或力矩漣波的抑制，該邊界可以從基準位置A多少調節在上下方向。
該邊界比基準位置A還要更位置在下側的話，用以得到上側周圍面13a1的推力之感磁波形顯現在與定子堆疊體31對向之位置的緣故，比基準位置A還要稍微在下側的話會變成對齒隙轉矩或力矩漣波有影響。但是，該影響的程度，並不是與絕對的距離有關，是在與定子堆疊體31的厚度之關係下依存於相對的距離上。
例如，定子堆疊體31的厚度為10mm時，從定子堆疊體31的上端面(位置A)起算於下側5mm的位置作為邊界的話，定子堆疊體31的一半，變成與上側周圍面13a1對向。另一方面，該定子堆疊體31的厚度為30mm的話，定子堆疊體31之頂多1/6的厚度，是不與上側周圍面13a1對向。從而，即便從基準位置A起算於下側在5mm的位置有邊界，後者這一方，當然，對齒隙轉矩或力矩漣波的影響變小。
接著，相對於定子堆疊體31的厚度，即便在1/5程度的範圍下存在了上側周圍面13a1，對齒隙轉矩或力矩漣波的影響不會那麼大。由此，上側周圍面13a1與下側周圍面13a2的邊界，亦即，切換上側周圍面13a1的感磁波形與下側周圍面13a2的感磁波形之位置，係如圖2所示，不要比從基準位置A起算僅定子堆疊體31的厚度e之1/5下側的位置C還要下面者是適合的。
另一方面，上側周圍面13a1與下側周圍面13a2的邊界，是從基準位置A遠離，越位置在上面的話，越難得到推力。若根據該點，為了抑制齒隙轉矩或力矩漣波、並有效果地得到推力，比起基準位置A上面的轉子磁鐵13的範圍之一半以上，係作為上側周圍面13a1來形成者為佳。
由此，把從基準位置A一直到轉子磁鐵13的上端面為止的尺寸作為b時，上側周圍面13a1與下側周圍面13a2的邊界，亦即，切換上側周圍面13a1的感磁波形與下側周圍面13a2的感磁波形之位置，係如圖2所示，不要比從基準位置A起算僅尺寸b之1/2上側的位置B還要上面者是適合的。
綜合以上，如圖2所示，轉子磁鐵13，係在從定子堆疊體31的上端面起算僅定子堆疊體31的厚度e之1/5下側的位置C、與比起僅從定子堆疊體31的上端面一直到轉子磁鐵13的上端面為止的尺寸b之1/2之定子堆疊體31的上端面還要在上側的位置B之間，切換上側周圍面13a1的感磁波形與下側周圍面13a2的感磁波形是適合的。而且，以下側周圍面13a2與定子主要是擔任旋轉動作的緣故，本發明中，成為至少定子堆疊體31的一部分與下側周圍面13a2對向配置之狀態。尚且，翻轉送風機1的話，上下的關係逆轉，但在至此為止的說明下所用之上下(高度位置)等的表現，係欲使推力作動的方向為下側，與其相反的方向為上側，並不是表示重力的作 動方向之上下。
(推力的測定)
在上述說明了實施方式之送風機1中，就有關推力提升到哪種程度提升進行了測定。首先，一邊參閱圖7說明有關測定方法。圖7表示把送風機1的轉子軸11水平置放的狀態。圖7的左側為圖1的下側，圖7的右側為圖1的上側。送風機1係取下了止推墊圈23之狀態，為此，在圖7中，為在右側方向轉子部10脫落之狀態。
尚且，在圖7，僅圖示殼體21d、轉子部10中的轉子轂12與葉片15。這個是，並不是意味著沒有其他的構件，而是簡略地表示把在圖1的狀態之送風機1中取下了止推墊圈23之送風機1，做如圖7所示般的方向之配置。
接著，如圖7所示，把纜線之其中一端固定在轉子轂12的中心，介隔著滑車在纜線之另一端吊掛錘42。在此，在沒有附加錘42的狀態下，以非接觸尺寸測定器43測定直至轉子轂12的距離d(基準距離測定)。之後，在附加了錘42之狀態下，再次以非接觸尺寸測定器43測定直至轉子轂12的距離d。接著，以取得基準距離測定的值、與附加了錘42的狀態下的距離測定的值之差分的方式，求出附加了錘42(荷重)時的轉子轂12的位移量。該位移量，係與被固定在轉子轂12的轉子磁鐵13(參閱圖1)從霍爾感測器41(參閱圖1)開始遠離之距離等價。尚且，非接觸 尺寸測定器43，係以別名、變位感測器等的名稱在市面販售。
如此，把進行了推力(磁推力)的測定之結果表示於圖8。圖8，係把附加了錘42(荷重)的重量(gf)取做縱軸，把轉子轂12的位移量取做橫軸。圖8中，記載著先前製品的是，把轉子磁鐵13的內周圍面(周圍面)作為全長、作用有下側周圍面13a2用的感磁波形之場合。另一方面，記載著發明製品的是，把轉子磁鐵13的內周圍面(周圍面)二分成下側周圍面13a2與上側周圍面13a1，有關下側周圍面13a2，係作用有與先前製品相同的感磁波形，有關上側周圍面13a1，係如圖3或圖4所示，在盡可能廣的範圍下得到高的表面磁通密度，下側周圍面13a2與上側周圍面13a1的邊界，係調節成在從圖2所示之位置C到位置B之範圍內得到高的推力，同時不會對齒隙轉矩或力矩漣波影響。
其結果，如圖8所示，有關保持轉子轂12的移動沒有產生的狀態(位移量0mm)之最大荷重(磁推力(gf))，係在先前製品為28.4gf，但在發明製品為40.1gf，可以確認道有約40%[=((40.1-28.4)/28.4)×100]之磁推力的提升。尚且，該測定，在因磁氣所致之保持力(磁推力)比因錘所致之引張力還大之間轉子轂12不動，引張力這一方比保持力還大的話轉子轂12移動的緣故，所以進行求取磁推力之測定。而且，在發明製品，確認霍爾感測器的位置檢測動作也安定動作。
在上述，說明了有關作為本發明的無刷馬達之具體的1個適用事例之送風機。但是，本發明並不限於送風機，為在上述處處所說明的，在作為馬達來使用的場合，上述送風機的構成中，可以沒有作為馬達所不要的部分，而且，亦可把作為各種馬達之必要的構成，在不逸脫本發明的概念的範圍予以附加。在上述實施方式說明了馬達部分的構成，為外轉子型之構成，但本發明也可以適用在內轉子型這一點是不言而喻的。
內轉子型的場合，於轉子磁鐵的中心部安裝轉子軸，於馬達的中心側配置轉子磁鐵，同時在該外側，定子配置成與轉子磁鐵的外周圍面對向。為此、僅在轉子磁鐵的外周圍面(周圍面)感磁有感磁波者為佳，有關改變感磁波形的範圍及進行感磁的感磁波形的狀態並沒有特別改變。亦即，把定子堆疊體的上端面作為基準，在已參酌圖2進行說明的範圍下，以作為上側周圍面(以圖3及圖4所示般的感磁波形)及下側周圍面(以圖5及圖6所示般的感磁波形)之感磁來實施者為佳。
尚且，本發明係處於轉子軸容易運動在推力方向之狀態，於該運動成為問題的場合是為有效這一點是明確的，在實施方式之例示下，是根據對止推墊圈起因於嵌入構造變成讓轉子軸容易運動的狀態之事例進行了說明，但不限於這樣的場合這一點也是明確的。
以上，用實施方式說明了本發明，但本發明的技術的範圍不限於上述實施方式所記載的範圍。於上述 實施方式，可以施加多樣的變更或是改良這一點對所屬技術領域中具有通常知識者而言是明確的。而且，其樣式的變更或是施加了改良之形態也包含在本發明的技術的範圍，從申請專利範圍的記載可以自明。

Claims (6)

  1. 一種無刷馬達，具備：轉子磁鐵，其具有利用複數個磁極被感磁之上側周圍面及複數個磁極被感磁之下側周圍面所構成的感磁周圍面；以及定子，其具有至少一部分與前述下側周圍面對向之定子堆疊體；前述轉子磁鐵之前述上側周圍面，具有從1個磁極的中央部一直到所鄰接的磁極的附近為實質上同程度的表面磁通密度；前述轉子磁鐵之前述下側周圍面，具有：從1個磁極的中央部朝向所鄰接的磁極而減少的表面磁通密度，或是，在1個磁極的中央部的附近為實質上同程度而且從前述1個磁極的前述中央部的附近朝向所鄰接的磁極而減少的表面磁通密度。
  2. 如請求項1之無刷馬達，其中，前述轉子磁鐵，係在從前述定子堆疊體的上端面起算僅前述定子堆疊體的厚度之1/5下側的位置、與僅從前述定子堆疊體的上端面一直到前述轉子磁鐵的上端面為止的尺寸之1/2比前述定子堆疊體的上端面更上側的位置之間，具有前述上側周圍面的感磁波形與前述下側周圍面的感磁波形之邊界。
  3. 如請求項1之無刷馬達，其中， 前述轉子磁鐵之前述上側周圍面，具有表示表面磁通密度的分布之矩形波狀或是梯形波狀之第1感磁波形；前述轉子磁鐵之前述下側周圍面，具有表示表面磁通密度的分布之正弦波狀或是實質上正弦波狀之第2感磁波形。
  4. 如請求項2之無刷馬達，其中，前述轉子磁鐵之前述上側周圍面，具有表示表面磁通密度的分布之矩形波狀或是梯形波狀之第1感磁波形；前述轉子磁鐵之前述下側周圍面，具有表示表面磁通密度的分布之正弦波狀或是實質上正弦波狀之第2感磁波形。
  5. 如請求項1~4中任1項之無刷馬達，其中，更進一步具備：轉子轂；轉子軸，其設在前述轉子轂的中心；以及軸承罩件，其收容把前述轉子軸支撐成自由旋轉之軸承；於圓筒狀的內周圍面，具有前述感磁周圍面之前述轉子磁鐵設在前述轉子轂的內周圍面；前述定子設在前述軸承罩件的外周圍。
  6. 一種送風機，具備：請求項5所記載之無刷馬達；以及葉片，其設在前述無刷馬達之前述轉子轂之外周圍。
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