CN1033884C - 带频率测速发电机的电动机 - Google Patents

Abstract

带频率测速发电机的电动机，具有固定驱动磁体[30]转子外壳[28]、固定于转子外壳[28]上的频率测速发电用磁体[40]及与其对置的磁传感部[36]。通过改进频率测速发电机用磁体[40]，使其用胶质磁体压缩成型构成，达到磁粉分布均匀而获得高的频率测速发电输出，从而信号稳定特性好、且成本低。

Description

带频率测速发电机的电动机

本发明涉及带频率测速发电机的电动机，例如它可适用于无刷主导电动机等。

具有控制速度用频率测速发电机的电动机，用作诸如无刷主导电动机等各种用途。图18示出带频率测速发电机的无刷主导电动机的以往例。图中，兼作电动机底板的电路板10上通过衬垫18设置定子铁心20。轴承组12的轴承架14贯穿定子铁心20、衬垫18、电路板10的中心孔，轴承架14的凸缘部分叠在定子铁心20上。穿过轴承架14的凸缘部分、定子铁心20和衬垫1 8的螺钉22旋入电路板10，因此轴承架14、定子铁心20、衬垫18固定在电路板10上。定子铁心放射状地设有适当数量的凸极，各凸极上卷绕驱动线圈24。

上述轴承组12由轴承架14及压入其内侧的两个轴承16组成，轴26依靠轴承16支撑能自如旋转。轴26上下贯穿轴承架14，自轴承架14上端突出的轴26的上方端部通过轮毂37固定杯状转子外壳28为一体。转子外壳28的内壁29的内面上紧固环状驱动磁体30。驱动磁体30的内周面与定子铁心20的各凸极端面隔开适当间隙相对置。当用形成于电路板10上的控制电路控制驱动线圈24通电时，则由驱动磁体30、转子外壳28等构成的转子驱动旋转。

转子外壳28的周壁29的外侧面上紧固频率测速发电用磁体32。频率测速发电用磁体32沿转子外壳28的周壁29的所有辐射方向形成，其一部分形成突堤状充磁部34，该充磁部34沿圆周方向按规定间隔地对磁极充磁。配上由MR(磁阻)元件等构成的磁传感部36，并使之与上述充磁部34对置。这种电动机上，若频率测速发电用磁体32与转子一起旋转，则磁传感部36会感知形成于充磁部34上的磁极，输出对应于旋转速度的频率测速发电信号。为使该频率测速发电信号稳定，必须使上述充磁部34和磁传感部36之间的间隙保持恒定。因此频率测速发电用磁体32用塑性磁体一体成形于转子外壳28上，再对该充磁部34外周面车床加工，以保障充磁部34与磁传感部36之间的间隙精度。

以往带频率测速发电机的电动机中的频率测速发电用磁体32，如上所述用塑性磁体形成。塑性磁体，是将塑料粒子和铁氧体等磁粉混合、溶解后注塑成形。所以，会因溶解材料、金属模的温度、材料的流动方式等各种成形条件，以及塑料较磁粉先流动等原因，使磁粉分布不匀，易出现裂缝、输出的频率测速发电信号的电平变动、作为电动机重要特性的速度稳定性劣化等问题。

又因塑料磁体的磁粉充填率低，须使频率测速发电用磁体与磁传感部之间的间隙做得极小，为0.1mm那样，以获得规定电平的频率测速发电输出，而上述间隙中易被尘屑积堵，有时会对转子旋转造成妨碍。另一方面，若想加大上述间隙，同时又获得规定电平的频率测速发电输出而提高塑性磁体的磁粉充填率，则会引起磁体成形状态变坏，易出现裂缝等问题。而且为进行注塑成形，成型机、金属模等设备规模大，也有制造成本高的难点。

本发明的目的是针对以往的技术问题，通过对频率测速发电用磁体下工夫，使磁粉分布均匀、频率测速发电输出高，从而获得速度稳定性能好又价廉的带频率测速发电机的电动机。

本发明的带频率测速发电机的电动机，具有：固定驱动磁体的转子外壳、固定在该转子外壳上的频率测速发电用磁体以及与该频率测速发电用磁体对置的磁感应部，其特征在于上述频率测速发电用磁体，用胶质磁体压缩成形而构成。

图1为本发明带频率测速发电机的电动机实施例的关键部分的剖面图；

图2为表示可应用于本发明的频率测速发电用磁体形成法一例的分解斜视图；

图3是图2所示形成法的剖面图；

图4为表示可应用于本发明的频率测速发电用磁体形成法另一例的分解斜视图；

图5为图4所示形成法的剖面图；

图6为表示可应用于本发明的频率测速发电用磁体形成法再一例的分解斜视图；

图7为依次表示图6所示形成法中间过程的剖面图和斜视图。

图8为图6所示形成法的剖面图；

图9为依次表示可应用于本发明的频率测速发电用磁体形成法再另一例的剖面图；

图10为表示本发明另一实施例关键部分的剖面图；

图11为表示本发明再另一实施例关键部分的剖面图；

图12为图11所示实施例中压环的底面图；

图13为表示本发明再另一实施例关键部分的剖面图；

图14为表示本发明再另一实施例关键部分的剖面图；

图15为表示本发明再另一实施例关键部分的剖面图；

图16为表示本发明再另一实施例关键部分的剖面图；

图17为表示本发明再另一实施例关键部分的剖面图；

图18为表示以往带频率测速发电机的电动机一例的剖面图。

以下边参见附图边说明本发明带频率测速发电机的电动机实施例。另外，在附图中与图18所示的以往例结构相同的构成部分标注符号相同。

图1中，杯状转子外壳28的周壁29内侧面上紧固环状驱动磁体30，上述周壁29外周面上紧固环状频率测速发电用磁体40。电路板10上安装磁传感部36，磁传感部36与频率测速发电用磁体40的外周面隔开适当间隙相对置。频率测速发电用磁体40由胶质磁体构成，通过压缩成形将其与转子外壳28形成一体。频率测速发电用磁体40的外周面上例如以360脉冲、720个磁极那样地细微充磁，一旦与转子一起旋转，磁传感部36就输出频率测速发电信号。

如上述实施例那样，将胶质磁体压缩成形而与转子外壳28形成一体的带频率测速发电机的电动机，胶质磁体的磁粉充填率可达90～98％，比塑性磁体成形品的85％还高，从而能提高频率测速发电输出。又因胶质磁体能用压延加工方法制作，将其压缩成形后做成频率测速发电用磁体40，所以磁粉密度均匀，频率测速发电输出性能提高。再由于用胶质磁体形成频率测速发电用磁体40，能提高频率测速发电输出，从而扩大频率测速发电用磁体40与磁传感部36之间的间隙，不会形成异物堵塞，而且还具有因上述间隙调整范围扩大而调整成本降低的优点。

接着，说明频率测速发电用磁体40的各种形成方法例。图2、图3表示将压延后的板状胶质磁体卷曲使用的示例。如图2、图3所示，准备好承受台50、成形环46、冲头44。先将细长的板状胶质磁体42卷曲，装入成形环46内。将胶质磁体42收缩后轻轻压入成形环46中。承受台50具有沿中心轴线的轴孔52，其上端面54的外周边缘部具有台阶58。将压入转子外壳28中心孔的轴26嵌入承受台50的上述轴孔52内，使转子外壳28的周壁29的下端与承受台50的上端面54搭接而定位。接着，如图3所示，将已经轻轻压入了胶质磁体42的上述成形环46的内周下端部嵌在承受台50的台阶58上。预先精密加工使承受台50的轴孔52和台阶58的圆周面具有很好的同心度，并预先精密加工使成形环46的内周面非常合适地嵌套在上述台阶58的圆周面上。从而确保成形环46内周面与轴26的同心度。此时，胶质磁体42与转子外壳28的周壁29外周面之间存有若干间隙。

接着，降下冲头44，使形成于冲头44下端部处的环状突堤45，嵌入转子外壳28的周壁29外周面与成形环46内周面之间的环状空间内，将胶质磁体42压缩成上述环状空间的形状。通过压缩成形，胶质磁体42与转子外壳28周壁29的外周面之间无间隙，将胶质磁体42固定在转子外壳28的周壁29的外周面上，便成为频率测速发电用磁体40。另外，为提高频率测速发电用磁体40与转子外壳28的固定强度，也可以预先在转子外壳28的周壁29的外周面上涂上粘接剂后再将胶质磁体42压缩成形，也可以在压缩成形后，在上述周壁29的外周面与频率测速发电用磁体40之间涂上粘接剂。也可以在胶质磁体42成形时，充填具有粘接性能的材料。

用上述方法做成的频率测速发电用磁体40的外周面，因利用能确保与轴26同心度的成形环46的内周面成形，所以能确保上述磁体40外周面与轴26的同心度，从而不需要磁体40外周面的车床加工。虽然板状胶质磁体42经卷曲加工后两端存在对接面，但由于如上述那样压缩成形，两端对接面不太成问题。

图4、图5表示采用挤压成形胶质磁体的示例。图中，经挤压成形而呈连续线状的胶质磁体60，沿转子外壳28的周壁29的外周面或者成形环46的内周面卷绕适当的卷数，做成线圈状胶质磁体62。而且斜向切断胶质磁体60的两端部，使之卷绕重叠后高度差不明显。以后加工，与图2、图3例一样，将转子外壳28的轴26嵌入承受台50的轴孔52中再装转子外壳28，将成形环46嵌在承受台50的台阶58上，用冲头44将线圈状胶质磁体62压缩成形。经过压缩的线圈状胶质磁体62，从卷绕几圈状态度变为一条带状，而且向转子外壳28的周壁29的外周面和成形环46内周面扩张，在压接转子外壳28的同时，在成形环46的内周面形成其外周面，做成频率测速发电用磁体40。

这样，图4、图5所示例，由于频率测速发电用磁体40的外周面是靠己被确保与轴26同心的成形环46内周面成形，故也能确保上述磁体40的外周面与轴26的同心度，从而不需要车床加工。此例与图2、图3例相比较，具有胶质磁体60两端的接缝不显眼的优点。在此例情况下，也可以使用粘接剂，以提高频率测速发电用磁体40与转子罩28的固定强度。

图6至图8表示使用冲压成薄片的胶质磁体的实施例。图6至图8中，将胶质磁体的薄片64冲压成环状胶质磁体66，将其套在转子外壳28上并组装。环状胶质磁体66的内、外径分别小于、大于转子外壳28的外径。如图7所示，环状胶质磁体66，在沿转子外壳28外周延展的同时，组装至转子外壳28的外周上。

组装在转子外壳28上的胶质磁体66，与前述例一样压缩成形。压缩成形装置可使用与前述例相同的装置，但图8所示压缩成形装置与前述例略有不同。在图8中承受台50具有可插入与转子外壳成一体的轴26的轴孔52，并且具有在其上端外周部分所形成的凸缘55及该凸缘55的内周面57。该内周面57沿着与轴孔52同心的圆而形成。当把转子外壳28的轴26嵌入承受台50的轴孔中时，则转子外壳28嵌在上述凸缘5 5的内周一侧，胶质磁体66的外周面与上述凸缘55的内周面57对置。这样，若同前述例一样，使冲头44降下将胶质磁体66压缩成形，则胶质磁体66就能作为频率测速发电用磁体40固定在转子外壳28上，同时靠上述凸缘55的内周面57形成该磁体40的外周面。磁体40的外周面与轴26成同心圆，从而不需要车床加工。

上述示例，因采用冲制成环状的胶质磁体，前述例那样的接缝便毫无问题。上述例中也可以用粘结剂，以牢固地固定磁体40。另外，上述例是使环状胶质磁体66边延展边套在转子外壳28上，但也可以将冲制的环状胶质磁体直接压入到转子外壳28上，在压缩成形前阶段，环状胶质磁体与转子外壳之间有若干间隙也无妨。反正胶质磁体压缩成形后便会固定在转子外壳上。

图9表示使用颗粒状胶质磁体的实施例。图9中，先如(a)所示，用搅拌机78将磁粉、橡胶等颗粒状粘合物组成的材料80混合，做成颗粒状胶质磁体81。接着，如(b)所示，在与图8中说明过的承受台相同的承受台50的轴孔中嵌入与转子外壳28成一体的轴26，使转子外壳28定位在承受台50的凸缘55内周一侧，再将上述颗粒状胶质磁体81塞进上述凸缘55的内周面57与转子外壳28的周壁29的间隙中。然后，如(c)所示，从上述颗粒状胶质磁体81的上方向上述凸缘55内周面57与转子外壳28周壁29的间隙垂直落下压环82，再如(d)所示，用冲头44挤压压环82，使压环82压入固定于转子外壳28的周壁29的外周上，同时将颗粒状胶质磁体81压缩成形，使频率测速发电用磁体40一体化地形成在转子外壳28上。

上述例，也是利用承受台50凸缘55的内周面57使频率测速发电用磁体40的外周面成形在与轴26同心的圆上，因此不需对磁体40进行车床加工。而且本例也毫不存在磁体的接缝问题。而且，是否用压环82也随意，可以直接用冲头44将颗粒状胶质磁体81压缩成形。另外，前述各实施例中也可以用压环。

以下说明转子外壳的其他各种变形例。图10所示例，是让转子外壳28的周壁29再朝外周方向延伸，形成作为固定部位的凸缘部70，同时在该凸缘部70上沿同心圆形成凸缘72，通过压缩成形将胶质磁体构成的频率测速发电用磁体40固定在凸缘部70的上面。由于用凸缘部70固定频率测速发电用磁铁40，而凸缘72与磁体40上产生的离心力对抗，所以能更坚牢地固定磁体40。

图11例是在图10例上再添加压环74。压环74如图12所示，沿圆周方向连续形成波浪状凹凸76，该压环74被压入于转子罩28的周壁29的外周面。上述凹凸76，与通过上述压缩成形而固定于转子罩28的周壁29的外周面的频率测速发电用磁体40的上端啮合。由于在转子罩28上压入压环74，能进一步加固磁体40。

图13例用沿同心圆具有凸缘85的压环84替代图11示例中的压环74，通过将压环84压在转子罩28的外周上，压住通过压缩成形而固定于转子外壳28的周壁29的外周面上的频率测速发电用磁体40。上述凸缘84既可以围绕压环84的全圆周形成，也可以局部性形成。

图14例，让转子外壳28的周壁29朝外周方向延伸，形成凸缘部70，并在作为固定部位的凸缘部70上形成折回部86，用凸缘部70托住频率测速发电用磁体40的下端，用折回部86挡住磁体40的部分外周，以限制磁体40的外周位置。图15例是在图14例上添加压环84。在压环84上沿圆周方向形成截面为三角状的凸缘87。

图16例，是在转子外壳28上用胶状磁体一体成形驱动磁体88和频率测速发电用磁体90。驱动磁体大多用一般胶质磁体形成，如本发明那样，在电胶质磁体压缩成形的频率测速发电用磁体中，用胶质磁体可使驱动磁体88和频率测速发电用磁体90容易一体成型。

图17例，是将挤压成形的横截面为圆形的胶质磁体91在转子外壳28的周壁29的外周侧上卷绕多圈后，再将其压缩成形，做成规定形状的频率测速发电用磁体40。在此例中，由于在转子罩28的周壁29的外周侧上卷绕横截面为圆形的胶质磁体91时，在胶质磁体91的面与转子罩28周壁29的外周面之间产生间隙，因此可利用此间隙充填粘结剂。也就是说，预先在上述周壁29上涂上粘结剂后再卷绕胶质磁体91，然后压缩成形。这样，磁体40就能牢固地固定在转子外壳28上。图17示例中，也可以添加上述作为固定部的凸缘部70、压环等。

本发明中，由于将胶质磁体压缩成形，使频率测速发电用磁体固定在转子外壳上，提高了频率测速发电用磁体的磁粉充填率，从而能提高频率测速发电信号输出又因通过将胶质磁体压缩成形而形成频率测速发电用磁体，所以磁粉密度均匀、频率测速发电输出性能提高。再由于如上所述能提高频率测速发电输出，所以能扩大频率测速发电用磁体与磁传感部的间隙，从而具有不会发生异物堵塞的优点。再者，用压缩成形将频率测速发电用磁体固定在转子外壳的周壁的外周面上，能确保该频率测速发电用磁体的外周面与紧固在上述转子外壳上的轴同心。从而能使该频率测速发电用磁体外周面与对置的磁感应部的间隙高精度地保持恒定。

Claims (5)

1.一种带频率测速发电机的电动机，具有：固定驱动磁体的转子外壳、固定在该转子外壳上的频率测速发电用磁体以及与该频率测速发电用磁体对置的磁感应部，其特征在于上述频率测速发电用磁体，用胶质磁体压缩成形而构成。

2.根据权利要求1所述的带频率测速发电机的电动机，其特征在于在转子外壳上形成固定频率测速发电用磁体的固定部。

3.根据权利要求1所述的带频率测速发电机的电动机，其特征在于用压环固定频率测速发电机用磁体。

4.一种带频率测速发电机的电动机，具有：与定子铁心对置的驱动磁体固定在其内周面上的转子外壳、紧固在该转子外壳上的轴、固定在上述转子外壳外周面上的频率发电用磁体以及与该频率测速发电用磁体对置的磁感应部，其特征在于上述频率测速发电用磁体用胶质磁体压缩成形而构成。

5.根据权利要求4所述的带频率测速发电机的电动机，其特征在于固定在转子罩外周面上的频率测速发电用磁体外周面与紧固在转子罩上的轴同心。

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