專利名稱：帶有永久磁體的電機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無刷電機的結(jié)構(gòu)，所述電機包括一金屬核心(core)，該核心的側(cè)面承載有沿圓周設(shè)置的磁體。
背景技術(shù)：
在無刷電機的周知結(jié)構(gòu)中，將通常呈弓形板形式的永久磁體固定在通常用鐵制成的柱形核心上，該核心可以是分層的或成塊的并且安裝在電機轉(zhuǎn)軸的周圍。在這種轉(zhuǎn)子中，磁體設(shè)置在由金屬核心中的縱向開口所限定的外罩內(nèi)或者通過不同的固定裝置而保持為位于核心的柱形側(cè)面上，所述固定裝置則被設(shè)計成將對離心力和電機運轉(zhuǎn)來說必要的阻力施加給機械結(jié)構(gòu)。
在磁體固定于柱形側(cè)面的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，裝配的問題之一源于需要將磁體的縱軸保持成平行于核心的縱軸。通常是通過提供包括在轉(zhuǎn)子核心表面上的外部徑向突起或者通過用于在生產(chǎn)過程中將部件裝配起來的設(shè)備而獲得這種定位。
這些技術(shù)具有不方便性即難以在生產(chǎn)過程中將磁體定位到轉(zhuǎn)子表面上，這種定位在角度上應(yīng)該是適當(dāng)?shù)牟⑶夷芴峁┐朋w之間的預(yù)定的角距離。這種困難性起因于裝配過程中存在的縱向自由度。
用核心的外部徑向突起將磁體定位到轉(zhuǎn)子表面上會導(dǎo)致裝配的困難性，這種困難性在于僅將磁體支承在所述突起之一上，因為，在電機的運轉(zhuǎn)過程中或者還在轉(zhuǎn)子的安裝過程中，萬一磁體被支承到了兩個相反的突起上，磁體和核心的不同的熱膨脹就可能會在支承區(qū)處產(chǎn)生集中在磁體上的高機械壓力。這種壓力會因磁體斷裂而導(dǎo)致故障，因為，磁體是由陶瓷材料制成的。在某些情況下，甚至是僅僅一個突起上的支承點也很關(guān)鍵。
在形成轉(zhuǎn)子以后，在磁體適當(dāng)定位在核心周圍的情況下，必須將轉(zhuǎn)子定位并安裝在電機轉(zhuǎn)軸周圍，這時，就需要在將轉(zhuǎn)子裝配到電機轉(zhuǎn)軸周圍的過程中用定位裝置使轉(zhuǎn)子對齊。所述定位裝置還可為以后磁化所述磁體而使轉(zhuǎn)子定位，所說的磁化必須在磁體相對電機結(jié)構(gòu)的預(yù)定位置處進行。這種定位功能通常是由開孔提供的，這些開孔形成在轉(zhuǎn)子的磁性核心上并且能降低所述核心的活性材料量，從而降低了電機的效率或限制了轉(zhuǎn)子在沒有相對降低電機效率的開孔的情況下可能有的最小尺寸。
先有技術(shù)的另一個不足是在通常使用自動定位設(shè)備時轉(zhuǎn)子的高生產(chǎn)成本，這種高生產(chǎn)成本隨所需的高投資而變。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種帶有永久磁體的電機轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子能使磁體精確地位于轉(zhuǎn)子核心的外表面上，而不需要核心有結(jié)構(gòu)上的變化或者精密設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種這樣類型的電機轉(zhuǎn)子，它具有永久磁體并能簡化轉(zhuǎn)子的自動安裝過程。
用帶有永久磁體的電機轉(zhuǎn)子可實現(xiàn)上述和其它目的，所述轉(zhuǎn)子包括一帶有柱形側(cè)面的核心，帶有相反側(cè)面的磁體固定成貼靠于上述柱形側(cè)面，所述轉(zhuǎn)子包括一對環(huán)形罩帽，每個罩帽都位于并固定在核心的相鄰端面上，所述環(huán)形罩帽限制了磁體的徑向位移并就圓周位移的兩個方向而言均限定了用于各磁體的這種位移的止動件，所述環(huán)形罩帽可以使得一對連續(xù)的磁體的相對向的側(cè)面定位，以便限定先前形成的最小圓周距離。
附圖簡述以下參照


本發(fā)明，在附圖中
圖1以縱剖圖的方式概略地說明了一依照安裝實施例設(shè)置的帶有本發(fā)明環(huán)形罩帽的轉(zhuǎn)子；圖2以透視圖的方式示出了配備有本發(fā)明環(huán)形罩帽的轉(zhuǎn)子；圖3說明了圖1的環(huán)形罩帽的上部平面圖；圖4示出了圖3的環(huán)形罩帽的側(cè)面圖；圖5示出了環(huán)形罩帽的透視圖；圖6概略地示出了配備有一對環(huán)形罩帽的轉(zhuǎn)子的平面圖，所述環(huán)形罩帽作用于前述轉(zhuǎn)子的磁體；圖7以局部平面圖的方式概略地示出了本發(fā)明環(huán)形罩帽的另一個實施例；以及圖8用例如圖7所示的罩帽概略地說明了本發(fā)明又一個實施例的環(huán)形罩帽的邊緣部分的細節(jié)。
實現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式本發(fā)明涉及一種這樣類型的電機轉(zhuǎn)子，它帶有永久磁體并具有要固定在電機轉(zhuǎn)軸S的延伸部周圍的核心10，通常呈弓形磁性板形式的磁體20位于核心的柱形側(cè)面11內(nèi)，例如通過粘合或啟動管狀柱形罩帽30而將所述磁體20保持成貼靠于核心10，因此，它們相應(yīng)的各個側(cè)面21會按預(yù)定的最小距離間隔于相鄰磁體的相對向的側(cè)面21。
依照本發(fā)明，電機轉(zhuǎn)子還包括一對環(huán)形罩帽40，該環(huán)形罩帽的材料的導(dǎo)磁率基本低于核心10，所述罩帽10最好由非磁性材料制成，各個罩帽均固定于核心10并固定在核心的相鄰環(huán)形端面12上，以便蓋住或者不蓋住磁體20的相鄰的端部21，環(huán)形罩帽40限制了磁體的徑向位移并就圓周位移的兩個方向而言均限定了用于各磁體20的這種位移的止動件，所述環(huán)形罩帽40可以限定住一對連續(xù)磁體10的相對向的側(cè)面21，因此，在將磁體20定位到轉(zhuǎn)子核心上的過程中，側(cè)面21不會超出兩個連續(xù)磁體20的事先確定的最小圓周距離。
每個環(huán)形罩帽10均從其邊緣41開始帶有圓周位移限制止動件42，這些止動件例如包括在環(huán)形罩帽40內(nèi)并將在以下予以說明，每個止動件均限制了相應(yīng)磁體20在圓周位移的一個方向上的圓周位移，每個磁體20均具有在兩個方向上受至少兩個圓周位移限制止動件42所限制的圓周位移，所述圓周位移限制止動件則在與側(cè)面21的端部相鄰的位置處安裝在環(huán)形罩帽40之一上，圓周位移限制止動件42與以對角線方式相對的側(cè)面21的端部相鄰。
在本發(fā)明的一個方案中，依照磁體20的外表面的圓周對齊性所固有的同樣圓周對齊性來設(shè)置圓周位移限制止動件42。
可例如通過一固定部件50將環(huán)形罩帽40固定于核心10，所述固定部件縱向穿過核心10并使環(huán)形罩帽40彼此固定位且將環(huán)形罩帽40固定于核心10。
盡管未作說明，在所提供的發(fā)明概念內(nèi)可以有固定住環(huán)形罩帽40的其它形式(如鉚釘、螺釘?shù)?，它們可貫穿轉(zhuǎn)子核心的整個軸向長度或者不貫穿轉(zhuǎn)子核心的整個軸向長度。
在所說明的實施例中，每個環(huán)形罩帽40均以單體部件的方式包括一邊緣環(huán)形凸緣43，它例如被限定在一平面上，該平面與環(huán)形罩帽40的平面相平行，所述邊緣環(huán)形凸緣43帶有圓周位移限制止動件42，它們例如呈軸向凸耳的形式，這些凸耳包括在環(huán)形罩帽40內(nèi)并突出于環(huán)形罩帽40的邊緣環(huán)形凸緣43的平面且成角度地彼此相間隔，在將磁體安裝到轉(zhuǎn)子核心周圍時，每個凸耳都限定了一圓周止動件，從而會逆著相應(yīng)磁體20的側(cè)面21的端部起作用。還可將邊緣環(huán)形凸緣限定成與環(huán)形罩帽40的平面相平行或相共面。
圓周位移限制止動件42應(yīng)具有例如源于磁體熱膨脹的特定撓性，這種撓性足以使其變形，因此，圓周位移限制止動件42可用作圓周位移限制裝置。止動件42的最終的變形會避免對磁體20的高壓力以及由此而來的對所述磁體造成的破壞。
所述環(huán)形罩帽連接于轉(zhuǎn)子，因此，在被安裝到轉(zhuǎn)子核心周圍時，它們的圓周位移限制止動件42能確保一對連續(xù)磁體20的相對向的側(cè)面21按預(yù)定的最小距離定位在磁體之間。
依照圖1-6所述的實施例，可通過同時啟動兩個環(huán)形罩帽40來獲得最小圓周距離。在這種情況下，應(yīng)使環(huán)形罩帽40彼此相對定位，所以，它們相應(yīng)的圓周位移限制止動件42會在圓周上偏移一定的值，該值能使磁體20在所述止動件之間按最小圓周距離定位。在圖7和8所示的實施例中，將圓周位移限制止動件42設(shè)置在各環(huán)形罩帽40內(nèi)，以便限定兩個相鄰磁體20之間的最小圓周距離。
在圖8所示的實施例中，圓周位移限制止動件42徑向且有角度地彼此相間隔，以便在磁體20的任何變形狀態(tài)下避免相互接觸。
在考慮所述磁體長度的可能的尺寸變化(以及誤差率)的情況下加工出圓周位移限制止動件42的長度。就圖7和8的結(jié)構(gòu)而言，在考慮磁體20的圓周延伸率的變化(以及誤差量)的情況下限定兩個相鄰的圓周位移限制止動件42之間的與相應(yīng)磁體有關(guān)的距離。
將本方案的圓周位移限制止動件42設(shè)計成能在將磁體20裝配到轉(zhuǎn)子核心上時確保所述磁體間的預(yù)定相對定位，而不一定在這種裝配狀態(tài)下或者甚至在將所述磁體固定于轉(zhuǎn)子核心之后反作用于磁體20。
在圖8的結(jié)構(gòu)中，環(huán)形罩帽40與轉(zhuǎn)子相連，因此，它們作用于各磁體20的同一側(cè)面部分21的相應(yīng)圓周位移限制止動件42會軸向地彼此對齊。但是，為了按預(yù)定的最小距離進行定位，僅有一個帶相鄰圓周位移限制止動件42的環(huán)形罩帽就夠了，所述圓周位移限制止動件限制了相應(yīng)磁體20的位置。
依照圖1中的說明，環(huán)形罩帽40固定于核心10，因此，安裝在核心10上的每個磁體20均具有一對圓周位移限制止動件42，每個圓周位移限制止動件均反作用于以對角線方式相反的側(cè)面21之一的相鄰端部。
在所說明的實施例中，圓周位移限制止動件42還隨著它們相對磁體20的啟動而彼此均勻地相間隔。但是，圓周位移限制止動件42在各環(huán)形罩帽40的邊緣環(huán)形凸緣43上的分布會有可變的間隔，這種間隔隨各磁體20上的圓周位移限制止動件42的啟動而變。
環(huán)形罩帽40的平面與其邊緣環(huán)形凸緣43之間的高度差允許使用具有一定軸向長度的磁體，所說的軸向長度可以大于或小于轉(zhuǎn)子核心的長度。
將至少一個環(huán)形罩帽40安裝于核心10限定了在圓周上的定位，從而能將各磁體20固定于核心10。以相鄰的方式將環(huán)形罩帽40裝配于核心10的下部端面還限定了磁體20相對核心10的軸向保持力。這種軸向保持力源于各個磁體20，這些磁體貼靠于位于核心10底部處的環(huán)形罩帽40的邊緣環(huán)形凸緣43的內(nèi)表面。
在圓周位移限制止動件42呈軸向凸耳形式的實施例中，所述軸向凸耳可由相應(yīng)罩帽40的同樣材料制成并(通過沖壓、澆鑄、注射等而)以單體部件的形式包含在該罩帽中且是用折疊、沖壓、彎曲等方法之一形成的，或者是通過諸如鉚、焊、粘或機械干預(yù)之類的適當(dāng)方法固定于相應(yīng)的罩帽40?？捎貌煌跇?gòu)成環(huán)形罩帽40的材料來形成能固定于環(huán)形罩帽40的軸向凸耳42。
相對核心10同時啟動成對的環(huán)形罩帽40限定了位于轉(zhuǎn)子核心上的磁體20的圓周和縱向?qū)R性。
依照本發(fā)明，每個環(huán)形罩帽40還均配備有定位裝置44，該裝置呈開孔或相對環(huán)形罩帽10向上移動的部分，在裝配磁體時(或者最終在將罩帽形成或設(shè)置在所述磁體周圍時)，定位裝置44能使轉(zhuǎn)子有角度地定位，定位裝置44能避免需要在轉(zhuǎn)子的磁性核心上提供開孔以及在裝配過程中主要在磁體或罩帽是盤繞式的時在圓周上相對轉(zhuǎn)軸S將轉(zhuǎn)子鎖在磁體或罩帽的任何安裝位置上。
利用這種結(jié)構(gòu)，在不需要使用復(fù)雜設(shè)備或因不在核心10上形成開孔而無需從核心10中除掉材料的情況下，能以簡單的方式進行使磁體20相對核心10適當(dāng)?shù)卦趫A周上和在縱向上對齊的裝配，從而使得電機更有效率和/或更小型化。圓周位移限制止動件42還能避免出現(xiàn)熱源的機械壓力集中，這種集中通常會導(dǎo)致磁性材料斷裂。
盡管說明了這樣的結(jié)構(gòu)(圖6至8)，在這種結(jié)構(gòu)中，磁體20相對各個環(huán)形罩帽40特別是相對相應(yīng)的環(huán)形凸緣43和軸向凸耳42密封地定位，但是，應(yīng)該認識到，所說的結(jié)構(gòu)允許有這樣的組件，該組件具有位于磁體20與各環(huán)形罩帽40的環(huán)形凸緣43和軸向凸耳42之間的軸向和圓周間隙。
盡管未作說明，本發(fā)明的的環(huán)形罩帽40可以有呈徑向突出部形式的圓周位移限制止動件42，每個止動件都配備有一相應(yīng)的軸向延伸部，它與環(huán)形罩帽的平面相垂直，所述徑向突出部在按圓周鎖住至少一個相鄰磁體20時起作用。
權(quán)利要求
1.一種帶有永久磁體的電機轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子包括一帶有柱形側(cè)面的核心(10)，帶有相反側(cè)面(21)的磁體(20)固定成貼靠于上述柱形側(cè)面，所述電機轉(zhuǎn)子的特征在于，該轉(zhuǎn)子包括一對環(huán)形罩帽(40)，每個罩帽都位于并固定在核心(10)的相鄰端面(12)上，所述環(huán)形罩帽(40)限制了磁體的徑向位移并就圓周位移的兩個方向而言均限定了用于各磁體(20)的這種位移的止動件，所述環(huán)形罩帽(40)可以使得一對連續(xù)的磁體(20)的相對向的側(cè)面(21)定位，以便限定先前確定的最小圓周距離。
2.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，每個環(huán)形罩帽(40)均包括定位裝置(42)，每個定位裝置均限制了相應(yīng)磁體(20)在圓周位移的一個方向上的圓周位移，每個磁體(20)均具有在兩個方向上受至少兩個圓周位移限制止動件(42)所限制的圓周位移，每個圓周位移限制止動件均設(shè)置在環(huán)形罩帽(40)之一上。
3.如權(quán)利要求2的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，設(shè)置在兩個環(huán)形罩帽(40)上并作用于同一個磁體(20)的圓周位移限制止動件(42)固定在磁體(20)的側(cè)面(21)的以對角線方式相反的端部上。
4.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，至少一個環(huán)形罩帽(40)包括圓周位移限制止動件(42)，該止動件限制了相應(yīng)磁體(20)的圓周位移的兩個方向。
5.如權(quán)利要求4的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，設(shè)置在兩個環(huán)形罩帽(40)上并作用于同一個磁體(20)的圓周位移限制止動件(42)均固定在磁體(20)的相鄰側(cè)面(21)的端部上。
6.如權(quán)利要求5的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，環(huán)形罩帽(40)的相鄰圓周位移限制止動件(42)按一定距離彼此相間隔，所述距離對應(yīng)于磁體(20)之間要保持的最小圓周間隔，所述各個圓周位移限制止動件限制了磁體(20)在位移的一個方向上的圓周位移。
7.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，每個環(huán)形罩帽(40)均以單體部件的方式包括一邊緣環(huán)形凸緣(43)，它承載有圓周位移限制止動件(42)。
8.如權(quán)利要求7的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述圓周位移限制止動件(42)是由與邊緣環(huán)形凸緣(43)相連的軸向凸耳所限定的。
9.如權(quán)利要求8的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，每個凸耳均以單體部件的形式包括在相應(yīng)環(huán)形罩帽(40)上。
10.如權(quán)利要求9的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，各個軸向凸耳是用折疊、沖壓、彎曲相應(yīng)環(huán)形罩帽(40)的邊緣環(huán)形凸緣(43)的延伸部的方法之一制成的。
11.如權(quán)利要求9的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，用鉚、焊、粘或機械干預(yù)中的方法之一固定住所述軸向凸耳。
12.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，用沖壓、注射、澆鑄中的方法之一獲得各個環(huán)形罩帽(40)。
13.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述環(huán)形罩帽(40)和圓周位移限制止動件(42)的材料具有基本低于核心10的導(dǎo)磁率。
14.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，該轉(zhuǎn)子相對各環(huán)形罩帽(40)的外表面包括定位裝置(44)，該裝置具至少一個以下的功能在裝配磁體(20)的過程中使轉(zhuǎn)子相對電機轉(zhuǎn)軸有角度地定位；在磁體(20)周圍形成一罩帽；以及，在磁體(20)和上述罩帽的任何裝配狀態(tài)下相對電機轉(zhuǎn)軸(S)在圓周上鎖住所述轉(zhuǎn)子。
15.如權(quán)利要求1的電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，用沖壓、注射、澆鑄中的方法之一來獲得包括相應(yīng)的環(huán)形凸緣(43)和軸向凸耳(42)的各個環(huán)形罩帽(40)，并且，沖壓操作時可用折疊和彎曲環(huán)形罩帽(40)的方法之一來獲得環(huán)形邊緣(43)和軸向凸軸(42)。
全文摘要
一種帶有永久磁體的電機轉(zhuǎn)子,該轉(zhuǎn)子包括:一磁體(20),它固定成貼靠于轉(zhuǎn)子核心(10)的柱形側(cè)面(11);以及,一對環(huán)形罩帽(40),每個罩帽都位于并固定在核心(10)的相鄰端面(12)上,所述環(huán)形罩帽(40)限制了磁體的徑向位移并就圓周位移的兩個方向而言均限定了用于各磁體(20)的這種位移的止動件,所述環(huán)形罩帽(40)可以使得一對連續(xù)的磁體(20)的相對向的側(cè)面(21)定位,以便限定先前確定的最小圓周距離。
文檔編號H02K21/14GK1276926SQ98810409
公開日2000年12月13日 申請日期1998年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月24日
發(fā)明者馬科斯·羅默·默比烏斯, 馬科斯·吉列爾梅·施瓦茨 申請人:巴西船用壓縮機有限公司