專利名稱：永久磁鐵轉(zhuǎn)動式電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永久磁鐵轉(zhuǎn)動式電機，這種電機的圓筒狀外轉(zhuǎn)子上呈環(huán)狀配置多個磁鐵插入孔，把永久磁鐵插入各磁鐵插入孔內(nèi)，特別地涉及能夠簡單且牢固地把永久磁鐵固定在磁鐵插入孔內(nèi)的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機。
作為內(nèi)燃機用的起動電機或發(fā)電機，所公知的是在定子外周利用飛輪可轉(zhuǎn)動地支承圓筒狀轉(zhuǎn)子軛流圈成為外轉(zhuǎn)子的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機。上述轉(zhuǎn)子軛流圈呈環(huán)狀配置了多個磁鐵插入孔，S、N極永久磁鐵交替插入在各磁鐵插入孔內(nèi)。
作為把永久磁鐵固定在轉(zhuǎn)子軛流圈的磁鐵插入孔內(nèi)的方法，有先把永久磁鐵壓入磁鐵插入孔內(nèi)，然后用粘接劑進(jìn)行粘接的方法。然而，對于壓入的固定方法，由于必須嚴(yán)格規(guī)定磁鐵插入孔內(nèi)的尺寸和永久磁鐵的外形尺寸，從而，導(dǎo)致制造技術(shù)難度增加和制造成本的上揚。
把永久磁鐵壓入時，轉(zhuǎn)子軛流圈會變形，結(jié)果是轉(zhuǎn)子軛流圈與定子接觸，變形，有可能難以確保設(shè)計磁力。
此外，對于上述壓入固定，由于在磁鐵插入孔和永久磁鐵之間不能足夠地填充粘接劑，因此，不能充分地發(fā)揮出粘接劑的粘接能力。
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種能夠簡單，可靠且牢固地把永久磁鐵固定在外轉(zhuǎn)子軛流圈的磁鐵插入孔內(nèi)的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機。
為了完成上述目的，本發(fā)明的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機是在外轉(zhuǎn)子上呈環(huán)狀配置多個磁鐵插入孔，把永久磁鐵插入各磁鐵插入孔內(nèi)，其特征在于由多個支點支承上述永久磁鐵，以便在垂直于永久磁鐵插入方向的平面內(nèi)，在永久磁鐵與上述磁鐵插入孔的內(nèi)周面間確保多個空隙。
根據(jù)上述特征，由于永久磁鐵在磁鐵插入孔內(nèi)受到多點的機械式支承而保持著，因此，在制造過程中，能夠簡單地把永久磁鐵保持在磁鐵插入孔內(nèi)。另外，由于在支承點以外的空隙內(nèi)確保粘接劑的填充空間，因此，能夠填充足夠的粘接劑，可由粘接劑實現(xiàn)牢固的粘接固定。


圖1是把本發(fā)明的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機用于兼作起動的發(fā)電裝置的起動型摩托車整體側(cè)視圖。
圖2是沿曲軸切斷上述擺動單元的斷面3是上述兼作起動的發(fā)電裝置(永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機)的轉(zhuǎn)動軸在垂直面內(nèi)的局部剖開平面圖。
圖4是圖3的側(cè)視斷面圖。
圖5是轉(zhuǎn)子軛流圈的平面圖。
圖6是轉(zhuǎn)子軛流圈的部分放大圖。
圖7是轉(zhuǎn)子軛流圈的部分放大圖。
圖8是兼作起動的發(fā)電裝置的控制系統(tǒng)的方框圖。
圖9是說明轉(zhuǎn)子軛流圈上所設(shè)的空隙的功能(電動時)的圖。
圖10是說明轉(zhuǎn)子軛流圈上所設(shè)的空隙的功能(電動時)的圖。
圖11是圖9的部分放大圖。
圖12是圖10的部分放大圖。
圖13是本發(fā)明第2實施形式的部分放大圖。
圖14是本發(fā)明第3實施形式的用于永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機上的外轉(zhuǎn)子斷面圖。
圖15示出頂環(huán)一例。
圖16示出底環(huán)一例。
圖17是示出第3實施形式的組裝方法的斷面圖。
圖18是示出第3實施形式的組裝方法的斷面圖。
圖19是第3實施形式的主要部件的平面圖。
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1是把本發(fā)明的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機用于兼作起動的發(fā)電裝置的起動型摩托車整體側(cè)視圖。
車身前部3A和車身后部3B通過底架4連接，構(gòu)成車身骨架的車身架主要由下斜管6和主管梁7構(gòu)成。燃料箱和容納箱(都未示出)由主管梁7支承，座墊8配置在其上方。
在車身前部3A，操縱把手11以軸支承方式可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在轉(zhuǎn)向頭5上方，前叉12從其下方延伸，下端框支在前輪FW上。把手上部由兼作儀表板的把手蓋13覆蓋著。在主管梁7蹺起部下端上突設(shè)托架15，擺動單元2的懸掛支架18通過連接件16可擺動地連接在該托架15上。
單缸2沖程內(nèi)燃機E裝載在擺動單元2的前部。從該內(nèi)燃機E向后方為皮帶式無級變速機26，后輪RW通過軸支承在減速機27上，減速機27通過離心式離合器設(shè)置在其后部上。后減震器22安裝在該減速機27上端和主管梁7上部彎曲部之間。氣化器24以及空氣清凈器25被設(shè)在擺動單元2的前部，氣化器24與從內(nèi)燃機E處伸出的吸氣管23連接，空氣清凈器25與上述氣化器24連接。
圖2是沿曲軸201切斷上述擺動單元2的斷面圖，與上述符號相同的部件表示相同或相當(dāng)?shù)牟考?br> 擺動單元2被曲軸箱202所覆蓋，該曲軸箱202是由左曲軸箱202L和右曲軸箱202R合為一體后構(gòu)成的。曲軸201由固定在右曲軸箱202R上的軸承208、209支承，并可作轉(zhuǎn)動。連桿(圖未示出)經(jīng)曲軸銷213連接到曲軸201上。
左曲軸箱202L兼作皮帶式無級變速室殼體，皮帶驅(qū)動輪210可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在延伸到左曲軸箱202L的曲軸201上。皮帶驅(qū)動輪210由固定側(cè)半輪210L和可動側(cè)半輪210R構(gòu)成，固定側(cè)半輪210L經(jīng)凸起固定在曲軸201的左端上，可動側(cè)半輪210R在其右側(cè)花鍵嵌合曲軸201，能夠使右側(cè)半輪靠近·遠(yuǎn)離固定側(cè)半輪210L。V字狀皮帶212卷掛在兩半輪210L、210R之間。
凸輪板215在可動側(cè)半輪210R的右側(cè)固定在曲軸201上，設(shè)計在凸輪板215外周端上的滑動塊215a在可動側(cè)半輪210R的外周端與軸向形成的凸輪板滑動凸起部210Ra可滑動地嚙合。可動側(cè)半輪210R的凸輪板215具有錐形面，該錐形面的外周邊緣朝可動側(cè)半輪210R側(cè)傾斜，從動桿216容納在該錐形面和可動側(cè)半輪210R之間的空間內(nèi)。
當(dāng)增加曲軸201的轉(zhuǎn)動速度時，位于可動側(cè)半輪210R和凸輪板215之間的、一起轉(zhuǎn)動的上述從動桿216因離心力作用而朝離心方向移動，可動側(cè)半輪210R受到從動桿216的推壓而朝左側(cè)移動，靠近固定側(cè)半輪210L。結(jié)果是被夾持在兩半輪210L、210R間的V形皮帶212朝離心方向移動，其環(huán)繞直徑增大。
在車輛后部設(shè)置與上述皮帶驅(qū)動輪210對應(yīng)的從動輪(圖未示出)，V形皮帶212繞在該從動輪上。通過皮帶傳遞機構(gòu)，內(nèi)燃機E的動力被自動進(jìn)行了調(diào)整，并傳給了離心離合器，經(jīng)上述減速機構(gòu)27驅(qū)動后輪RW。
組合了起動電機和AC發(fā)電機的兼作起動的發(fā)電裝置1配設(shè)在右曲軸箱202R內(nèi)。對于兼作起動的發(fā)電裝置1，外轉(zhuǎn)子60用螺釘253固定在曲軸201的前端錐部上。配設(shè)在上述外轉(zhuǎn)子60內(nèi)側(cè)上的內(nèi)定子50被螺栓擰緊在曲軸箱202上并受其支承。下面，參照圖3-圖7詳細(xì)說明上述兼作起動的發(fā)電裝置1的構(gòu)成。
風(fēng)扇280利用螺栓246把其中央圓錐部280a的裙部固定在外轉(zhuǎn)子60上，風(fēng)扇280通過經(jīng)散熱器282被風(fēng)扇罩281覆蓋著。
在曲軸201上，于上述兼作起動的發(fā)電裝置1和軸承209之間固定著鏈輪231，一根從曲軸201驅(qū)動凸輪軸(圖未示出)的鏈條套在該鏈輪231上。該鏈輪231與齒輪232一體地形成，而該齒輪232是向油循環(huán)泵提供動力。
圖3、4是上述兼作起動的發(fā)電裝置1(永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機)的轉(zhuǎn)動軸在垂直面內(nèi)的局部剖開平面圖及其側(cè)視斷面圖，圖5、6是轉(zhuǎn)子軛流圈的平面圖及其部分放大圖，任何一處與前述相同的符號均表示相同或相當(dāng)?shù)牟考?br> 本實施形式的兼作起動的發(fā)電裝置1如圖3、4所示，由定子50和沿該定子外周轉(zhuǎn)動的外轉(zhuǎn)子60構(gòu)成。如圖4、5所示，上述外轉(zhuǎn)子60是由把環(huán)狀硅鋼片(薄片)疊成圓筒狀而構(gòu)成的轉(zhuǎn)子軛流圈61，如圖3所示，交替地貫穿轉(zhuǎn)子軛流圈61和圓周方向上分布的多個磁鐵插入孔611內(nèi)的N極磁鐵62N和S極磁鐵62S和如圖3、4所示的、連接上述軛流圈61和上述曲軸201的杯狀飛輪63構(gòu)成。
上述飛輪63在其圓周端部上具備爪63a，通過使該爪63a向內(nèi)側(cè)彎折，上述疊層結(jié)構(gòu)的軛流圈61在軸向上被夾住了，而且，插入上述軛流圈61的插入孔611內(nèi)的各永久磁鐵62(62N、62S)被保持在軛流圈61內(nèi)確定的位置上。
上述定子50是把硅鋼片(薄片)疊層后構(gòu)成的，如圖3所示，包含定子芯51及定子橋52。定子繞線53以單極集中方式卷繞在各定子橋52上，定子50的主面被保護覆蓋著。
如圖5、6所示，在上述軛流圈61的圓周方向上，以30度為間隔形成12個磁鐵插入孔611，上述的永久磁鐵62沿軸向插入這些孔611內(nèi)。相鄰各插入孔611間起到了整流極613的作用。
如圖7所示，斷面呈粗鼓狀的永久磁鐵62插入上述各插入孔611內(nèi)。在本實施形式中，上述插入孔611的形狀和永久磁鐵62的斷面形狀不相同，永久磁鐵62相對于插入孔611的內(nèi)壁面，在平面內(nèi)，受到內(nèi)周側(cè)(定子側(cè))的兩端部的2點P1、P2以及外周側(cè)(定子的相反側(cè))中央部的1點P3計3點支承。
除了上述3處的支承點P1-P3以外的、永久磁鐵62的外壁面和插入孔611的內(nèi)壁之間，在支承點P1和P2間確?？障禛1。同樣地，在支承點P1和P3間確保空隙G2，在支承點P2和P3間確保空隙G3。上述各空隙G2、G3分別具有向定子方向擴張的切槽空隙G21、G31。粘接劑80被充填在上述各空隙G1、G2、G3以及切槽空隙G21、G31內(nèi)。
這樣，在本實施形式中，永久磁鐵62利用磁鐵插入孔611在3點上被機械保持住了。因而，組裝步驟中，能夠很容易地將永久磁鐵62保持在插入孔611內(nèi)，從而提高了作業(yè)性。在支承點以外的空隙G1、G2、G3(以及G21、G31)內(nèi)確保了填充粘接劑的空間，能夠充足地填充粘接劑，因此，能夠利用粘接劑把永久磁鐵62牢牢地固定在磁鐵插入孔611內(nèi)。
然而，把永久磁鐵62插入到插入孔611內(nèi)時，當(dāng)插入孔611的內(nèi)尺寸是接近于規(guī)格下限值的小直徑，或者相反，永久磁鐵62的外尺寸是接近于規(guī)格上限值的大直徑時，在支承點P1、P2處，向定子方向，另外，在支承點P3處向反定子方向，增加了應(yīng)力。
相對地，在本實施形式中，在插入孔611的外壁面618和飛輪63之間，即支承點P3和飛輪63間形成空隙GO。因而，當(dāng)在各支承點上產(chǎn)生上述應(yīng)力時，插入孔611的側(cè)壁618朝空隙G0內(nèi)膨脹，從而使得在各支承點P1、P2上朝定子側(cè)作用的應(yīng)力得到緩解。因而，防止了軛流圈61向定子側(cè)的變形，也防止了軛流圈61和定子橋52的接觸和起磁力下降。
這樣，在本實施形式中，以3點支承永久磁鐵62時，2點于定子側(cè)支承，1點于反定子側(cè)支承，分散了作用于定子側(cè)上的應(yīng)力，因此，使應(yīng)力造成的變形方向朝向反定子側(cè)，從而能夠防止朝定子側(cè)的變形。
此外，在本實施形式中，由于在轉(zhuǎn)子軛流圈61和飛輪63之間形成空隙GO，相對于轉(zhuǎn)子軛流圈61的插入孔611大一些的永久磁鐵插入時的軛流圈61的變形被該空隙GO吸收掉，因此，能夠防止軛流圈61向定子側(cè)的變形。
圖8是兼作起動的發(fā)電裝置1的控制系統(tǒng)的方框圖，與上述相同的符號表示相同或相當(dāng)?shù)牟考?br> 控制單元40包含把電池42的輸出電壓VBATT變換成邏輯電壓VDD后供給CPU的DC-DC變換器102，控制向IG線圈給電使火花塞43定時點火的點火控制裝置103，把電池電壓VBATT變換成三相交流電力、供給上述兼作起動的發(fā)電裝置1的起動線圈53的3相驅(qū)動器104。
節(jié)流閥(油門)傳感器45檢測節(jié)流閥開度θ并向CPU101發(fā)送信號。轉(zhuǎn)子傳感器46檢測上述外轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)動位置并向CPU101發(fā)送信號。調(diào)節(jié)器44根據(jù)外轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)動，把上述定子線圈53產(chǎn)生的感應(yīng)電力控制為規(guī)定的電池電壓VBATT供給電源線L。
在這樣的構(gòu)成中，發(fā)動機開始起動時，CPU101以轉(zhuǎn)子傳感器46檢測到的外轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)動位置決定定子線圈53的勵磁時間，控制3相驅(qū)動器104的各電源FET的開關(guān)時間，向定子線圈53的各相供給交流電。
3相驅(qū)動器104的各電源FET(Tr1-Tr6)受CPU進(jìn)行PWM控制，其載荷比，即驅(qū)動扭矩以上述節(jié)流閥傳感器45檢測出的節(jié)流閥開度θ為基礎(chǔ)進(jìn)行控制。
另一方面，當(dāng)內(nèi)燃機E開始起動時，終止3相驅(qū)動器104向定子線圈53的給電，兼作起動的發(fā)電裝置1受內(nèi)燃機E被動地被驅(qū)動。此時，對應(yīng)于曲軸201的轉(zhuǎn)動速度，定子線圈53產(chǎn)生起電力。該起電力受到調(diào)節(jié)器44作用被控制為電池電壓VBATT，之后，向電子負(fù)荷供給的同時，剩余電力對電池42充電。
接著，參照圖9、10說明上述轉(zhuǎn)子軛流圈61上的各空隙G2,G21，G3,G31的作用。
圖9示出把該兼作起動的發(fā)電裝置1作為起動電機使用時的磁通密度分布，圖10示出把該裝置1用作為發(fā)電機時的磁通密度分布。
把上述兼作起動的發(fā)電裝置1作為起動電機時，若電池42通過上述控制單元40向各定子線圈53供給勵磁電流，如圖9所示，從N極被勵磁的定子橋52朝放射方向發(fā)生的磁力線從S極永久磁鐵62S的定子側(cè)表面進(jìn)到里面，大多數(shù)經(jīng)轉(zhuǎn)子軛流圈61的芯部615及整流極613，再經(jīng)相鄰的S極被勵磁的定子橋52S，定子芯51，返回到上述N極被勵磁的定子橋52N。
此時，在本實施形式中，由于在沿各永久磁鐵62的圓周方向的兩側(cè)部上形成第1空隙G2、G3，減少了從各永久磁鐵62的側(cè)部向整流極613的泄漏磁通，因此，磁力線的大部分從各永久磁鐵62通向轉(zhuǎn)子軛流圈61的芯部615，再經(jīng)上述整流極613到達(dá)定子50側(cè)。結(jié)果是由于通過外轉(zhuǎn)子60和定子50間的空氣間隙的磁通的垂直成分增加，因此，與不設(shè)上述空隙G2、G3的情況相比，可增加驅(qū)動扭矩。
從各永久磁鐵62的背面磁通流入的部位613a以及空隙G21、G31附近部位613b、613c處的磁通對于開始時的扭矩提高和作為發(fā)電機的動作時的摩擦減少非常重要。這里，在本實施形式中，由于各部位613a、613b以及613c的3點處轉(zhuǎn)子軛流圈61和永久磁鐵62以高精度接觸，因此，能夠確保設(shè)計磁力。
此外，在本實施形式中，由于在永久磁鐵62的兩端部上的定子側(cè)上還延伸地設(shè)有限制圓周方向磁路的切槽空隙G21、G31，因此，還可減少通過轉(zhuǎn)子61內(nèi)側(cè)的漏磁通。
也就是說，圖11放大示出圖9的虛線圓內(nèi)的情況，從空隙G3向定子方向延設(shè)的切槽空隙G31起到了有效地從軛流圈61的整流極613將磁通引導(dǎo)向定子橋52S的作用，而從空隙G2向定子方向延設(shè)的切槽空隙G21起到了將從永久磁鐵62N通過軛流圈61的內(nèi)側(cè)圓周部616的磁通B2有效地引向定子橋52S的作用。結(jié)果是通過外轉(zhuǎn)子60和定子50間的空氣間隙的磁通的垂直成分進(jìn)一步增加，就能夠進(jìn)一步增加作為起步電機的驅(qū)動扭矩。
另一方面，使上述兼作起動的發(fā)電裝置具備發(fā)電機功能時，如圖10所示，由于從各永久磁鐵62發(fā)生的磁通與定子橋及定子芯一起形成閉合磁路，因此，能夠使定子線圈內(nèi)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)對應(yīng)的發(fā)電電流。
在本實施形式中，把由上述發(fā)電機調(diào)節(jié)器產(chǎn)生發(fā)電電壓設(shè)定為14.5V，并當(dāng)上述兼作起動的發(fā)電裝置1作為發(fā)電機時的輸出電壓達(dá)到上述發(fā)電電壓時，就會使上述電源FET中的接地側(cè)的三極管Tr2,Tr4,Tr6短路。這樣，短路電流以不同的相位流過各定子線圈53，通過定子50內(nèi)的磁力線減少，連接相鄰永久磁鐵62間的漏磁通增加，因此，該兼作起動的發(fā)電裝置1的被動扭矩減少，內(nèi)燃機E的負(fù)荷減少。
也就是說，如圖12放大示出圖10的虛線圓內(nèi)情況，在相鄰永久磁鐵62S、62N之間產(chǎn)生經(jīng)過轉(zhuǎn)子軛流圈61的外側(cè)圓周部617的磁通B3，經(jīng)過轉(zhuǎn)子軛流圈61的整流極613的磁通B4，通過轉(zhuǎn)子軛流圈61的內(nèi)側(cè)圓周部616的磁通B5和經(jīng)過轉(zhuǎn)子軛流圈61的內(nèi)側(cè)圓周部616、空氣隙以及定子橋52N的磁通B6。
如上所述，根據(jù)本實施形式，對于外轉(zhuǎn)子60的轉(zhuǎn)子軛流圈61在各永久磁鐵62間具有整流極613的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，由于在各永久磁鐵62和轉(zhuǎn)子軛流圈61之間設(shè)計了空隙G2、G21、G3、G31，因此，減少了相鄰永久磁鐵間的漏磁通，垂直交錯外轉(zhuǎn)子60和定子50間的空氣隙的磁通增加。因而，在把該永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機作為發(fā)電機時不會增加被動扭矩，而把其作為起動電機時可增大驅(qū)動扭矩。
圖13是本發(fā)明第2實施形式的部分放大圖，與上述相同的符號代表相同或相當(dāng)?shù)牟考?br> 在本實施形式中，插入孔611a的形狀和永久磁鐵62a的斷面形狀不同。插入孔611a和永久磁鐵62a在定子相反側(cè)由支承點P4支承著，而在定子側(cè)，由無數(shù)點P5支承著。換言之，在定子側(cè)兩者是以平面狀的線接觸(實際上是面接觸)。在支承點P4、P5之間確保2個空隙G4、G5，各空隙G4、G5分別具有向定子方向擴張的切槽狀空隙G41、G51。把與上述相同的粘接劑填充到各空隙內(nèi)。
在本實施形式中，由于永久磁鐵62a也是機械式保持在磁鐵插入孔611a內(nèi)，組裝步驟中，能夠很容易地把永久磁鐵62a保持在插入孔611a內(nèi)，提高了其作業(yè)性。在支承點以外的空隙G4、G5內(nèi)確保了填充粘接劑的空間，能夠充足地填充粘接劑80，因此，能夠利用粘接劑更加牢固地把永久磁鐵62a固定在磁鐵插入孔611a內(nèi)。
此外，在本實施形式中，在轉(zhuǎn)子軛流圈61a和飛輪63之間形成空隙GO，把一個比轉(zhuǎn)子軛流圈61a的插入孔611a大的永久磁鐵62a插入轉(zhuǎn)子軛流圈61a產(chǎn)生變形被該空隙G0吸收掉了，因此，能夠防止轉(zhuǎn)子軛流圈61a向定子側(cè)的變形。
此外，在本實施形式中，沿永久磁鐵62a的圓周方向的兩側(cè)部上也形成了防止相鄰永久磁鐵62a間的漏磁通的空隙G4、G5。此外，由于在各永久磁鐵62a的兩端部上的定子側(cè)上也形成了限制圓周方向磁路的切槽狀空隙G41、G51，因此，能夠達(dá)到與上述相同的效果。
對于上述各實施形式，雖然說明了用粘接劑把各永久磁鐵62固定在插入孔內(nèi)的方法，而對于作用的固定方法，必然需要部件的清洗步驟，粘接劑的涂抹步驟和加熱熱固步驟以及干燥步驟等。而且，粘接劑的液邊角會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的重量平衡遭受破壞，會增加振動和摩擦。這里，在下面將說明的第3實施形式中，不用粘接劑把各永久磁鐵62固定在插入口內(nèi)。
圖14是本發(fā)明第3實施形式的、適用于永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機的外轉(zhuǎn)子60A的斷面圖。與上述相同的符號表示相同或相當(dāng)部件。
在本實施形式中，外轉(zhuǎn)子60A的插入磁鐵插入孔611內(nèi)的永久磁鐵62在沿外轉(zhuǎn)子60A的轉(zhuǎn)動軸的兩端部(外轉(zhuǎn)子60A的開放端側(cè)以及閉合端側(cè))分別由冠狀底環(huán)92及頂環(huán)91支承著，從而，確定了上述各永久磁鐵62在插入方向上相對于外轉(zhuǎn)子60A的位置。
圖15示出上述頂環(huán)91的一例，該圖(a)是其平面圖，該圖(b)是圖(a)的A-A線的斷面圖，圖(c)是圖(a)虛線圓內(nèi)的放大圖。上述頂環(huán)91是在環(huán)狀部件910的一主面上以30°間隔配置12對爪部911、912而構(gòu)成的，爪部911、912彼此相間。上述各爪911、912如圖(c)所示具有前端削尖的楔子狀。
圖16示出上述底環(huán)92的一例，該圖(a)是其平面圖，該圖(b)是圖(a)的A-A線的斷面圖，圖(c)是圖(a)虛線圓內(nèi)的放大圖。上述底環(huán)92是在環(huán)狀部件920的一主面上以30°間隔配置12對爪部921、922而構(gòu)成的，爪部921、922彼此相間。上述各爪921、922也如圖(c)所示，具有前端削尖的楔子狀。
組裝這樣構(gòu)成的外轉(zhuǎn)子60時，首先，把上述底環(huán)92以其爪部921、922朝上的姿勢配置在杯狀飛輪63的底部上，接著，把轉(zhuǎn)子軛流圈61配置在其上方。此時，確定兩者相互位置的方式是轉(zhuǎn)子軛流圈61的上述各整流極613位于各對爪部921、922之間。
然后，把永久磁鐵62a插入轉(zhuǎn)子軛流圈61的上述各磁鐵插入孔611內(nèi)，而且，把上述頂環(huán)91以其爪部911、912朝下的姿勢配置在其上方。此時，如圖17所示，確定兩者相互位置的方式是轉(zhuǎn)子軛流圈61的上述各整流極613位于上述頂環(huán)91的各對爪部911、912之間。
然后，當(dāng)向下壓頂環(huán)91時，如圖18所示，頂環(huán)91的各爪911、912被插入永久磁鐵62a和各整流極613之間的間隙內(nèi)。這里，在本實施形式中，由于各爪911、912是楔狀，各永久磁鐵62實質(zhì)上被相鄰各爪911、912夾持著，因此，各永久磁鐵62于插入方向上的后端部相對于轉(zhuǎn)子軛流圈61的位置確定了。
此時，由于在永久磁鐵62的插入方向上的前端側(cè)，底環(huán)92的各爪921、922同樣也插入永久磁鐵62和各整流極613的間隙內(nèi)，因此，各永久磁鐵62的在插入方向上的前端部相對于轉(zhuǎn)子軛流圈61的位置也確定了。
如圖14所示，由于飛輪63在其圓周端上具備爪63a，并通過把該爪63a向內(nèi)側(cè)彎折，在軸向夾住上述頂環(huán)91，把插入轉(zhuǎn)子軛流圈61的插入孔611內(nèi)的各永久磁鐵62(62N、62S)保持在轉(zhuǎn)子軛流圈61內(nèi)規(guī)定位置上。
圖19示出永久磁鐵62a在磁鐵插入孔611內(nèi)被上述底環(huán)92的各爪921、922(或者頂環(huán)91的各爪911、912)夾持的狀態(tài)，爪911、912插入在永久磁鐵62a和轉(zhuǎn)子軛流圈61的各整流極613之間。
根據(jù)本實施形式中，由于是不用粘接劑，能夠把永久磁鐵62a正確且牢固地定位在轉(zhuǎn)子軛流圈61的磁鐵插入孔611內(nèi)，因此，就不需要使用粘接劑的這些步驟，即可以不要部件的清洗，粘接劑的涂抹步驟，加熱熱固步驟以及干燥等步驟，使制造步驟得以簡化。此外，由于無個體差異地把永久磁鐵固定在確定的位置上，因此，可保證轉(zhuǎn)動電機的性能。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)以下的效果。
(1)能夠以機械方式將永久磁鐵保持在外轉(zhuǎn)子磁鐵插入孔內(nèi)，并在兩者之間確保粘接劑充填的足夠空隙，因此，能夠提高組裝過程的作業(yè)效率和永久磁鐵的牢牢固定。
(2)由于以3點將永久磁鐵支承在外轉(zhuǎn)子磁鐵插入孔內(nèi)，因此，既能防止磁鐵插入孔內(nèi)永久磁鐵的錯位，又可最大限度地確保粘接劑的填充空隙，可用粘接劑實現(xiàn)極強的固定。
(3)在用3點支承永久磁鐵時，其中2點在定子側(cè)支承，而1點在定子相反側(cè)支承，分散作用于定子側(cè)上的應(yīng)力，因此，使應(yīng)力造成的變形方向為定子的相反側(cè)，可防止向定子側(cè)的變形。
(4)由于在轉(zhuǎn)子軛流圈和飛輪之間形成空隙，把比磁鐵插入孔大一些的永久磁鐵插入上述轉(zhuǎn)子軛流圈的磁鐵插入孔內(nèi)時造成的轉(zhuǎn)子軛流圈的變形由上述空隙吸收，因此，能夠防止轉(zhuǎn)子軛流圈向定子側(cè)的變形。
(5)由于在各永久磁鐵和轉(zhuǎn)子軛流圈之間設(shè)置空隙，因此，在相鄰永久磁鐵間的漏磁通減少，垂直交錯外轉(zhuǎn)子和定子間的空氣隙的磁通增加。因而，在把該永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機作為發(fā)電機時不會增加被動扭矩，而把其作為起動電機時可增大驅(qū)動扭矩。
(6)在確保設(shè)計磁力的狀態(tài)下容易且牢固地固定永久磁鐵。
(7)由于使用稱作底環(huán)和頂環(huán)的定位部件支承永久磁鐵，且于3點處支承永久磁鐵，因此，可將永久磁鐵相對于外轉(zhuǎn)子更正確地定位。因而，不僅可提高轉(zhuǎn)動電機的控制性，提高輸出效率，而且還可使制造過程大幅度簡化。
(8)通過底環(huán)和頂環(huán)支承永久磁鐵，可精確地完成永久磁鐵的外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸方向的定位，因此，能夠可靠地確保轉(zhuǎn)動電機的性能。
權(quán)利要求
1．一種永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，在定子外周回轉(zhuǎn)的大致呈圓筒狀的外轉(zhuǎn)子于其圓周方向上呈環(huán)狀配置多個磁鐵插入孔，把永久磁鐵插入各磁鐵插入孔內(nèi)，其特征在于由多個支點支承上述永久磁鐵，以便在垂直于永久磁鐵插入方向的平面內(nèi)，在永久磁鐵與上述磁鐵插入孔的內(nèi)周面間確保多個空隙。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述永久磁鐵相對于磁鐵插入孔的內(nèi)壁面由3點支承著，上述3點中的至少1點位于磁鐵插入孔內(nèi)壁面的定子側(cè)，另外的至少1點位于上述內(nèi)壁面的定子相反側(cè)上。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述永久磁鐵相對于磁鐵插入孔的內(nèi)壁面由3點支承著，上述3點中的2點位于磁鐵插入孔內(nèi)壁面的定子側(cè)，另外的至少1點位于前述內(nèi)壁面的定子相反側(cè)上。
4．根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一個權(quán)利要求所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述外轉(zhuǎn)子是把圓筒狀轉(zhuǎn)子軛流圈嵌入杯狀飛輪內(nèi)側(cè)而構(gòu)成的，沿圓周方向配置的永久磁鐵插入在上述轉(zhuǎn)子軛流圈圓周方向上的多個磁鐵插入孔內(nèi)，上述轉(zhuǎn)子軛流圈的各磁鐵插入孔的飛輪側(cè)外壁面和飛輪的內(nèi)壁面之間形成規(guī)定的間隙。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述轉(zhuǎn)子軛流圈由薄鋼板重疊而成。
6．根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述飛輪和轉(zhuǎn)子軛流圈用粘接劑固定。
7．根據(jù)權(quán)利要求4至6中任何一個權(quán)利要求所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于在上述各永久磁鐵和轉(zhuǎn)子軛流圈之間一局部上至少有一個空隙。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述永久磁鐵相對于磁鐵插入孔的內(nèi)壁面于3點處受支承，上述3點中至少2點位于上述空隙附近。
9．根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一個所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于在上述各磁鐵插入孔和插入各磁鐵插入孔內(nèi)的永久磁鐵間的空隙內(nèi)填充粘接劑。
10．根據(jù)權(quán)利要求1至8中任何一個所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于還具備把上述各永久磁鐵相對于上述外轉(zhuǎn)子進(jìn)行定位的定位部件。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述定位部件在沿上述外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動軸的兩端部上支承上述各永久磁鐵。
12．根據(jù)權(quán)利要求11所述的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機，其特征在于上述定位部件由一對頂環(huán)及底環(huán)構(gòu)成，上述頂環(huán)在上述外轉(zhuǎn)子的開放端而支承上述各永久磁鐵，上述底環(huán)在上述外轉(zhuǎn)子的封閉端側(cè)支承上述各永久磁鐵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠簡單、可靠且牢固地把永久磁鐵固定在外轉(zhuǎn)子磁鐵插入孔內(nèi)的永久磁鐵式轉(zhuǎn)動電機。斷面呈粗鼓狀的永久磁鐵62插入轉(zhuǎn)子軛流圈61的各插入孔611內(nèi)。永久磁鐵62相對于插入孔611的內(nèi)壁面，在平面內(nèi)，受到內(nèi)周側(cè)(定子側(cè))的兩端部的2點P1、P2以及外周側(cè)(定子的相反側(cè))中央部的1點P3計3點支承。除了上述3處的支承點P1－P3以外的、永久磁鐵62的外壁面和插入孔611的內(nèi)壁之間，在支承點P1和P2間確?？障禛1。同樣地，在支承點P1和P3間確?？障禛2，在支承點P2和P3間確保空隙G3。粘接劑80被充填在上述各空隙G1、G2、G3內(nèi)。
文檔編號H02K21/22GK1316814SQ0111243
公開日2001年10月10日 申請日期2001年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月3日
發(fā)明者柴田和己, 坂本友和, 合葉司 申請人:本田技研工業(yè)株式會社