[其他]微型电动机

说明书

概括地说，本发明涉及一种使用橡胶或塑料磁体的微型电动机。具体地说，本发明涉及这样一种使用橡胶或塑料磁体的微型电动机，其中磁体的厚度-外径比值定在一个预定的范围内，以便能使单位转矩的转数变化减至最小。

在此以前，人们一直试图将绕结的各向异性的锶铁氧体磁体用于外径小于15毫米的微型电动机。可是，绕结的各向异性的锶铁氧体磁体一般都很昂贵，并且难以机械加工成适合微型电动机场磁体的形状。这就导致用橡胶磁体代替烧结的各向异性的锶铁氧体磁体。用于这种目的橡胶磁体是通过将锶铁氧体粉末与大约10%的橡胶混合，并且使这种混和物磁化而制成的。这样制成的磁体很难断裂，并且容易机械加工成任何所需的形状。可是实际上，装有上述橡胶磁体的电动机至今还没有制造出来，因此，不能得到有关这种电动机最佳设计的数据。

本发明旨在克服上述这些问题。

本发明的一个目的是提供一种细长圆柱形的微型电动机，该电动机使用一种廉价的橡胶或塑料磁体，磁体具有使得单位转矩的转数变化减至最小的厚度-外径比。为此，本发明的微型电动机有：一个圆柱形的电动机外壳，一个固定装在电动机外壳内表面上作为磁场的圆柱形橡胶或塑料磁体，一根由装在电动机外壳上的轴承旋转支承的轴，以及一个装在圆柱形磁体内的转子。该微型电动机的特征在于。电动机的外径制成小于15毫米，厚度与外径的比值定在0.085-0.125的范围内。

本发明的这些目的和其它目的，以及本发明的优点，通过细读结合附图所作的以下描述就很清楚。

图1是说明本发明的微型电动机的转速-转矩比相对于其中所用的橡胶磁体厚度-外径比的曲线图。

图2是说明磁通相对于橡胶磁体厚度-外径比变化的曲线图。

图3是说明绕组的电阻相对于磁心直径变化的曲线图。

图4表示如从电动机特性曲线图表观察到的单位转矩转数（N/T）的变化。

图5（A）是说明一个圆柱形橡胶磁体的图。

图5（B）是表示一个使用圆柱形橡胶磁体的微型电动机的示意图。

在图5中，分别用参考编号1表示-橡胶磁体，2表示-电动机外壳，3表示-转子，以及表示-转轴。

图5（A）表示一个圆柱形磁体，该磁体是由一块矩形橡胶磁板卷绕而成为圆柱形状，其外径为D，厚度为t。如图5（B）中所示，将这样制成的圆柱形磁体配置成与电动机外壳2相紧密接合，以形成一个磁场。通过将转子3装到该磁场内就制成这种微型电动机。

同时，表示电动机性能的最常用方法之一是单位转矩的电动机转数（每分钟转数/克厘米）。这个值越小，电动机转数按照转矩的改变而受到的变化也越小。因此在设计电动机时，对于相同的电动机体积，希望将这个值定为尽可能小的一个值。

图1是说明本发明的微型电动机的转速-转矩比（N/T）对于其中所用的廉价橡胶磁体的厚度-外径比（t/D）的曲线图。图2是说明磁通对于图1中所示的橡胶磁体厚度-外径比（t/D）而变化的曲线图。这两个图中所示的数据是根据磁体外径为11.25毫米，磁体总长度为25毫米的一个电动机而得出的。

图1中很显然，在t/D值为大约0.10时，转数-转矩比变得最小，当t/D保持在如该图中虚线所示的0.085-0.125范围内时，则转数-转矩比保持在大约420以下。

同时，如从图2中显而易见的，由于t/D超过0.9时磁饱和，磁通的增长率稍微下降。可是厚度-外径比值（t/D）的范围直至大约0.125不是一个完全磁饱和区，因而不成问题。

图3说明在磁体外径保持不变的情况下，绕组电阻相对于磁体内径而变化的曲线图。

由于磁体外径保持不变，磁体的厚度越薄，磁体的内径就可以做得越大，对于相同匝数的绕组（本例中保持在52匝），磁体内径越大，就可以使导线的直径越粗。因此如图中所示，可以减小绕组的电阻。从上所述，磁体的厚度-外径比值（t/D）在0.085-0.125的范围内，磁体的厚度可以做得比较薄，因此可以减小绕组的电阻。

图4表示如从电动机特性曲线图表中见到的单位转矩转数（N/T）的变化。

以上的描述涉及一种廉价橡胶磁体用作磁场的一个实施例，但同样的描述也可以适用于一种廉价的塑料磁体。

正如从以上描述中显而易见的，本发明使得可以将圆柱形电动机单位转矩的转数变化减至最小，这种电动机通过使用一种廉价的橡胶或塑料磁体，并将磁体的厚度-外径比值定在0.085-0.125的范围内，而具有有限的体积，其外径小于15毫米。