CN102315708A - 永磁体转子 - Google Patents

Abstract

一种永磁体转子，该永磁体转子能够使附连磁体覆层的公差较大，并对转子的结构元件不施加应力，从而防止磁体覆层在响应于温度变化而重复热膨胀和热收缩的环境下受损，并且防止磁体散开。内转子类型的电动机的永磁体转子，包括：转子轭；多个永磁体，多个永磁体被设置在转子轭的外周面上，且永磁体构成多个部段；以及环状磁体覆层，该环状磁体覆层覆盖永磁体的外表面，且磁体覆层由非磁性材料所构成。磁体覆层的内直径在覆盖永磁体的外表面之前小于圆周设置的永磁体的外直径，并且至少一个能够沿周向方向伸展的可伸展部段形成在磁体覆层上。

Description

永磁体转子

技术领域

本发明涉及电动机的永磁体转子。

背景技术

每个电动机具有转子和定子。定子具有定子铁芯，且电动机线圈卷绕在若干齿形部段和绝缘体上，这些齿形部段从定子铁芯向内伸出，而这些绝缘体覆盖定子铁芯。

例如，在内转子类型的无刷电动机中，多个各自构成一转子部段的永磁体通过粘着剂粘附在电动机的转子轭的外周面上，或者利用树脂一体地模制转子轭和永磁体。

永磁体附连于转子轭的外表面涂覆有环状磁体覆层，以使永磁体固定并防止磁体散开。例如，环状磁体覆层附连成覆盖磁体，则磁体覆层与形成在相邻磁体之间的沟槽部段相对应的部分径向向内塑性变形，以装配在沟槽部段中，从而使磁体覆层紧紧地装配在磁体的外表面上，其中环状磁体覆层由非磁性材料构成并且其直径比圆周设置的永磁体大(参见，日本专利公开第P6-284650A)。

在另一种电动机中，环状磁体覆层由非磁性材料构成并且具有内表面，且在该内表面上形成有多个线状突起物。这些线状突起物对磁体沿周向方向的相对运动进行限制。每个线状突起物的一个轴向端的宽度比该线状突起物的另一个轴向端的宽度宽，就象楔块那样。因此，磁体的周向位置可通过楔形突起物的作用而固定(参见日本专利公开第P2009-171736A)。

在通过粘着剂将磁体固定在转子轭上的情形下，粘着强度会较大程度地变化，并且粘着剂易于由于湿度和化学制品而劣化。通常，粘着强度在100℃或更高的温度下会减小。因此，难于维持锚固强度。

在利用树脂一体地模制转子轭和永磁体的情形中，由于温度变化，树脂膨胀或者树脂的性能变化。此外，如果转子接触到某些化学制品或油脂时，会发生膨大或化学侵蚀。因此，难于保证转子的可靠性。

特别是，在车载电动机的情形中，需要能够忍耐从-40℃到+150℃的温度变化的高性能。

在日本专利公开第P6-284650A中披露的传统技术中，环状磁体覆层是塑性变形的，因而由于磁体覆层的材料膨胀以及变形部分的回弹，而在磁体覆层和磁体之间会易于形成间隙。

由于为了塑性变形而朝沟槽部段强力地按压磁体覆层，因而磁体会破损或破裂。

在日本专利公开第P2009-171736A所披露的传统技术中，磁体由楔形线状突起物而定位和固定，在每个突起物中，一个轴向端的宽度比另一个轴向端的宽度宽。然而，如果转子的结构元件的热膨胀率是不同的，则线状突起物的较宽轴向端会无法沿周向方向膨胀或者压缩，且内应力集中在磁体覆层的磁体上。因此，磁体或磁体覆层会由于内应力的集中而破损。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种永磁体转子，以解决传统技术的上述问题。

也就是说，该永磁体转子能够使附连磁体覆层的公差较大，并对转子的结构元件不施加应力，从而防止磁体覆层在响应于温度变化而重复热膨胀和热收缩的环境下受损，并且防止磁体散开。

为了实现该目标，本发明具有以下结构。

也就是说，内转子类型的电动机的永磁体转子，包括：

转子轭；

多个永磁体，多个永磁体被设置在转子轭的外周面上，且永磁体构成多个部段；以及

环状磁体覆层，该环状磁体覆层覆盖永磁体的外表面，且磁体覆层由非磁性材料所构成，

且磁体覆层的内直径在覆盖永磁体的外表面之前小于圆周设置的永磁体的外直径，并且

至少一个能够沿周向方向伸展的可伸展部段形成在磁体覆层上。

在永磁体转子中，磁体覆层可伸展或者具有弹簧功能。因此，磁体覆层的内直径小于圆周设置的永磁体的外直径，然而可在不施加过度力的条件下附连该磁体覆层，并且永磁体能通过夹在磁体覆层的内表面和转子轭的外表面之间来固定。

由于形成有可伸展部段，因而即使磁体覆层的内直径和圆周设置的永磁体的外直径由于热膨胀而过度变化，磁体覆层的可伸展部段可适当地延伸和收缩，从而能防止对永磁体施加过度应力。此外，可防止使转子的结构元件收缩和松开。

较佳的是，可伸展部段位于与相邻永磁体之间的空间相对应的位置处，并且

该可伸展部段弯曲成径向向内或径向向外凸起。

通过采用此种结构，则即使由于转子的结构元件的不同热膨胀率而对磁体覆层施加高张力，使可伸展部段的弯曲角较大，从而磁体覆层可延伸并且可使对永磁体施加的内应力减小。另一方面，在转子的结构元件由于不同的热膨胀率而松开的情形中，使可伸展部段的弯曲角较小，从而磁体覆层的内直径减小，并且可防止减小用于保持结构元件的力。

较佳的是，至少一对可伸展部段是轴对称设置的。

通过采用此种结构，永磁体通过可伸展部段的弹性而在磁体覆层和转子轭之间、沿周向方向正确地定位。因此，在载荷和离心力较小的电动机中，可在不使用粘着剂的条件下附连和固定永磁体。

在本发明中，可使附连磁体覆层的公差较大，并没有过大的应力施加在转子的结构元件上，从而防止磁体覆层在响应于温度变化而重复热膨胀和热收缩的环境下受损，并且防止永磁体散开。

附图说明

现在将借助示例并参见附图来描述本发明的实施例，附图中：

图1是与本发明相关的永磁体转子的一实施例的正视图；

图2是永磁体转子的局部放大立体图；

图3是永磁体转子的立体图，并示出转子的组装过程；

图4是永磁体转子的立体图，并示出转子的组装过程；

图5是永磁体转子的立体图，并示出转子的组装过程；

图6是另一种永磁体转子的正视图；

图7是另一种永磁体转子的立体图；以及

图8是另一种永磁体转子的局部放大立体图。

具体实施方式

现在将参照附图详细描述本发明的较佳实施例。在以下的实施例中，将对包含在车辆中的内转子类型DC无刷电动机的永磁体转子进行解释。

首先，将参见图1和图2对内转子类型的DC无刷电动机的外形轮廓进行解释。

永磁体转子1由轴2和转子轭3构成，且该转子轭3由磁性材料构成并且与轴2成一体。转子轭3具有多边形截面，且平坦表面3a构成转子轭3的外周面。永磁体4设在每个平坦表面3a上，这些永磁体中的每一个构成一个部段。永磁体4的外表面覆盖有环状磁体覆层5，使得永磁体4能被保持和固定。永磁体4不仅通过它们的磁性吸力而且还通过粘着剂固定地固定在转子轭3的平坦表面3a上。此外，磁体覆层5防止设在转子轭3的外周面(平坦表面3a)上的那些永磁体4散开。

环状定子铁芯(未示出)围绕永磁体转子1，且齿形部段(磁极部分)从该定子铁芯径向向内突出并且面向彼此。定子铁芯覆盖有绝缘体(未示出)，且电动机线圈(未示出)卷绕在齿形部段和绝缘体上。

下面，将参见图3-5来对永磁体转子1的结构进行解释。

在图3所示的磁体覆层5并未覆盖永磁体4的外表面的状态中，磁体覆层5的内直径小于圆周设置的永磁体4的外直径。磁体覆层5包括至少一个可伸展部段5a，这些可伸展部段位于相邻永磁体4之间的空间6中，并且能沿磁体覆层5的周向方向伸展。在本实施例中，多个可伸展部段5a分别位于空间6中。

如上所述，磁体覆层5的内直径小于圆周设置的永磁体4的外直径。通过如图4所示将转子轭3装配到磁体覆层5中，永磁体4能如图5所示通过夹在磁体覆层5的内表面5b和转子轭3的外周面(平坦表面3a)之间而保持和固定，其中永磁体4粘着在平坦表面3a上。可伸展部段5a分别位于空间6中，且每个可伸展部段形成在相邻的永磁体4之间。因此，即使在磁体覆层5热膨胀或收缩的情形下，可伸展部段5a吸收该膨胀或收缩，从而可防止对磁体覆层5和永磁体施加过度应力，并且可防止损坏永磁体转子1的结构元件。

每个可伸展部段5a在每个形成于相邻永磁体4之间的空间6中弯曲成径向向内凸起，就象肋那样。

通过采用此种结构，则即使在由于永磁体转子1的结构元件的不同热膨胀率的作用下有较大的延伸力施加给磁体覆层5的情形下，使可伸展部段5a的弯曲角较大，从而磁体覆层5能延伸并且可使对磁体覆层5和永磁体4施加的内应力减小。另一方面，在永磁体转子1的结构元件由于不同的热膨胀率而松开的情形下，使可伸展部段5a的弯曲角较小，从而磁体覆层5能够收缩并且可使对永磁体4施加的内应力减小。

较佳的是，至少一对可伸展部段5a是轴对称设置的。在本实施例中，五对可伸展部段5a是轴对称设置的。通过采用此种结构，则永磁体4通过可伸展部段5a的弹性夹在磁体覆层5的内表面5b和转子轭3的平坦表面3a之间，并且沿周向方向正确地定位。因此，在载荷和离心力较小的情形下，永磁体4可在不使用粘着剂的条件下保持和固定。

下面，将参见图6-8来解释另一种磁体覆层5。

在该实施例中，磁体覆层5的可伸展部段5a中的每个位于与形成在相邻永磁体4之间的空间6相对应的位置处，并且就象肋那样弯曲成径向向外凸出。可伸展部段5a从永磁体转子1的外周面的突出长度设计成不干涉定子铁芯的齿形部段(未示出)。

在磁体覆层5不覆盖永磁体4的外表面的状态中，磁体覆层5的内直径小于圆周设置的永磁体的外直径。通过沿轴向方向将转子轭3压配到磁体覆层5中，永磁体4可如同前述实施例那样通过夹在磁体覆层5的内表面5b和转子轭3的外周面(平坦表面3a)之间而保持和固定，而永磁体4在转子轭3上由磁性吸力所保持。

较佳的是，磁体覆层5由诸如SUS304的不锈钢的非磁性材料构成。肋状可伸展部段5a的形状并不受限。较佳的是，至少一对可伸展部段5a设置成面向彼此，使得磁体覆层5具有弹性。通过采用此种结构，磁体覆层5的内直径小于圆周设置的永磁体4的外直径，但能适当地对用于将转子轭3压配到磁体覆层5中的压力进行限制，从而可防止损坏永磁体转子1的结构元件，并且可改进对永磁体转子1进行组装的工作效率。

此外，可减小严格控制结构元件对于压配的公差的工作负荷。在载荷和离心力较小的情形中，可在不使用粘着剂的条件下保持和固定永磁体4。

在上述实施例中的每个实施例中，已对内转子类型的DC无刷电动机的永磁体转子进行了解释，但本发明并不局限于上述实施例。永磁体转子可应用于用于其它用途的电动机。

本文所引用的所有实例和附条件的用语都是用于讲授目的以帮助读者理解发明人为发展本领域所作出的发明和概念，且应认为并不限于说明书中这些具体描述的实例和条件，这些实例的构造不涉及本发明优越性和低劣性的展示。虽然以详细描述了本发明的实施例，但应理解的是可在不偏离本发明的精神和范围的条件下，可以对本发明做出各种改变、替代以及替换。

Claims (3)

1.一种内转子类型的电动机的永磁体转子，包括：

转子轭；

多个永磁体，所述多个永磁体被设置在所述转子轭的外周面上，且所述永磁体构成多个部段；以及

环状磁体覆层，所述环状磁体覆层覆盖所述永磁体的外表面，且所述磁体覆层由非磁性材料所构成；

其中，所述磁体覆层在覆盖所述永磁体的外表面之前的内直径小于所述圆周设置的永磁体的外直径，并且

至少一个能够沿周向方向伸展的可伸展部段形成在所述磁体覆层上。

2.如权利要求1所述的永磁体转子，

其特征在于，所述可伸展部段位于与相邻永磁体之间的空间相对应的位置处，并且

所述可伸展部段弯曲成径向向内或径向向外凸起。

3.如权利要求1或2所述的永磁体转子，

其特征在于，至少一对可伸展部段是轴对称设置的。

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