CN1060747A - 无刷电动机转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无刷电动机永久磁铁转子及其制造 方法，用具有耐腐蚀性能的耐蚀板覆盖转子的永久磁 铁外周表面，其制造方法为用上述耐蚀板形成矩形断 面的铸型外周壁，向此铸型壁内注入铸造型永久磁铁 溶液形成永久磁铁锭，使沿不同方向产生磁化的同 时，热轧此永久磁铁锭，而后切断此轧制棒形成磁场 用永久磁铁，而后将其插入或贴附在轭铁上，据此获 得能在腐蚀介质中使用，永久磁铁不会被腐蚀和容易 制造的永久磁铁转子。

Description

本发明有关特别适用于能在制冷介质中使用的无刷电动机，确切地说有关其转子。

对附图的简单说明。

图1是表示本发明永久磁铁转子立体图，

图2为本发明永久磁铁转子的剖面图，

图3是表示本发明永久磁铁转子的磁场用永久磁铁的第1制造工序的立体图，

图4是表示本发明永久磁铁转子磁场用永久磁铁第2制造工序的说明图，

图5是本发明第2实施例永久磁铁转子的立体分解图，

图6是第2实施例永久磁铁转子的侧剖面图，

图7是表示采用旋压加工的金属壳体的一制造工序的说明图，

图8是表示传统的永久磁铁转子的立体图，

图9是传统的永久磁铁转子的剖面图。

一般说，在层叠硅钢片形成的轭铁上插入磁场用永久磁铁的永久磁铁转子已为大家熟知。

图8是表示传统的永久磁铁转子，永久磁铁转子50具有轭铁51。轭铁51是通过层叠多片硅钢片52形成，在其周表面上伸出形成4个磁极53。在各磁极53上形成为插入磁场用永久磁铁的槽54，在各槽54内插入磁场用永久磁铁55。

图9表示上述传统永久磁铁转子50的横剖面。在轭铁的槽54内插入磁场用永久磁铁55。此磁场用永久磁铁55的全体是由永久磁铁构成，如图片所示那样，将其配置成使永久磁铁转子50的外周表面上的每隔一个磁极具有不同的极性。利用此磁场用永久磁铁使永久磁铁转子50具有4个磁极，使利用此磁极的磁通和图中未表示的电动机驱动线圈电流的相互作用进行回转驱动。

然而，在传统的永久磁铁转子中，永久磁铁转子周围的流体会从层叠而成的轭铁的钢片与钢片间的间隙进入面和磁场用永久磁铁接触。特别如在制冷剂中工作的电动机那样，在要使制冷剂等流体直接通过内部那样的电动机中，永久磁铁转子的永久磁铁因与制冷剂直接接触而被腐蚀，从而减在会因磁铁存磁而使电动机输出减少，或脱落了的永久磁铁的磁粉将机器微细部分堵塞的问题。

此外，在传统的永久磁铁转子中，由于磁场用永久磁铁性脆，还存在在将其向槽内插入或贴附时产生破损的问题。

因此，本发明目的在于提供能不使磁场用永久磁铁腐蚀，而在腐蚀介质中使用，而且制造容易的永久磁铁转子以及制造方法。

为达到上述目的，本发明第一方案永久磁铁转子的特征为在用于制冷介质中的永久磁铁转子的磁场用永久磁铁外周表面上被覆由具有耐腐蚀性能材料构成的耐蚀板。

此外，有关上述本发明第一方案永久磁铁转子的制造方法的特征是用具有耐腐蚀性能的材料构成的耐蚀板形成矩形断面铸造模的外周壁，向此外周壁内注入铸造型永久磁铁溶液而形成永久磁铁铸锭，进而，使异方向磁化的同时，用压辊对上述永久磁铁锭进行热轧而形成具有规定断面尺寸的永久磁铁轧制棒，将此永久磁铁轧制棒切断成具有规定长度形成磁场用永久磁铁，将此磁场用永久磁铁插入或贴附在轭铁内。

有关在本发明第二方案的能在制冷介质中使用的无刷电动机永久磁铁转子，其特征在于用具有耐腐蚀性能材料构成的薄板将上述转子的轭铁和磁场用永久磁铁外表面密封起来。

实施例

以下，参照附图对本发明一实施例进行说明。

图1表示根据本发明永久磁铁转子的一实施例。永久磁铁转子1具有层叠多片硅钢片2而成的轭铁3。硅钢片2具有通过模压形成的多个陷落的敛槽4，将相邻的硅钢片2的敛槽4相互压入而形成一体的轭铁3。在轭铁3的中心部具有通孔5，将回转轴6插入此通孔5内。回转轴6具有键7，从而构成回转轴6和轭铁3一体进行回转。轭铁3的外周表面上具有呈放射状伸出的4个磁极，在这些磁极相对的一对磁极8a，8a上具有为插入磁场用永久磁铁的槽9。在磁极8a，8a以外的另一对磁极8b，8b上不设槽。分别将磁场用永久磁铁10插入上述槽9内。

将磁场用永久磁铁10设置成使其N极相互面对面。利用磁场用永久磁铁10的N极间的相斥作用，使磁极8a，8a带S极磁性，相反，磁极8b，8b带N极磁性。据此，使永久磁铁转子1的外周表面上具有配置成每隔一个为不同磁性的4个磁极，利用这些磁极和图中未表示的驱动线圈电流间的相互作用，进行回转驱动。

图2表示久永磁铁转子1的横剖面。永久磁铁转子1具有一对磁场用永久磁铁10，各磁场用永久磁铁10由中心部的铸造型永久磁铁11和个周缘部的耐蚀板12构成。耐蚀板12是由具有耐与其接触的制冷剂温度或腐蚀性性质（以下简称耐腐蚀性）的金属薄板构成，将其卷装在铸造型永久磁铁11的外周上，使和铸造型永久磁铁11形成一体。

由于磁场用永久磁铁10的外周表面是用耐蚀板12进行保护，因此能使永久磁铁转子1直接在制冷介质中使用，即使制冷剂进入硅钢片2之间，或者在和磁场用永久磁铁10相接触的使用环境中，也不会发生磁场用永久磁铁10的腐蚀。据此，能使因腐蚀使永久磁铁的磁粉从永久磁铁上脱落而把机器微细部分堵塞住的现象得到防止。此外也能使因磁场用永久磁铁腐蚀而使磁力减少得到防止。

图3表示磁场用永久磁铁10的第1制造工序。通过将具有耐制冷剂性质的金属薄板13析弯，和进行缝焊，形成具有矩形断面的铸模14的周壁。进而，用适当的构件将铸模14的底面密封起来。在此铸模14的内部例如使流入镨合金等铸造型永久磁铁溶液11a，形成磁铁锭15。

图4表示磁场用永久磁铁10的第2制造工序。将上述形成的永久磁铁锭15插入保持规定温度的加热工室16内，使其在强碳场中进行不同方向性磁化的同时，用压辊17对对其进行热轧。随着压辊17按图中所示箭头A方向回转，永久磁铁锭15按图中所示箭头B方向移动，从而制成具有规定断面尺寸的细长的永久磁铁轧制棒部18。

用切断用砂轮将上述形成的永久磁铁轧制棒18沿着和棒轴相垂直方向切断，形成规定尺寸的磁场用永久磁铁10。将上述磁场用永久磁铁10插入上述轭铁3的槽9内，进而对其两端面进行具有耐制冷剂性质的树脂涂复。将回转轴6插入此轭铁3内，形成永久磁铁转子1。

若采用上述制造方法，由于无需将耐蚀板12那样的金属薄板卷装在各个磁场用永久磁铁10的外周表面上，以及无需对金属薄板的焊缝一个一个进行焊接，因而能提高磁场用永久磁铁10的生产率。此外，由于将带有耐蚀板12的磁场用永久磁铁10插入轭铁3的槽9内，插入时不发生磁场用永久磁铁的破损。据此使制造容易，因而能获得生产率高的永久磁铁转子的制造方法。

此实施例的永久磁铁转子是用使磁场用永久磁铁的同一磁极对向设置，利用相同磁极间的相斥作用，在永久磁铁转子侧周表面上形成两倍于永久磁铁数目的磁极构造的永久磁铁转子进行说明，然而，不限于上述构造的永久磁铁转子，也可以用于在轭铁内插入和磁极数相同数目的磁场用永久磁铁的传统的永久磁铁转子。

此外，此实施例是用在由层叠钢板形成的轭铁的槽内插入磁场用永久磁铁构造的永久磁铁转子进行说明，然而并不限于此，也能适用于在柱形轭铁的外周表面上贴附磁场用永久磁铁构造的永久磁铁转子。

如上所述，若根据本发明第一方案，由于用具有耐腐蚀性能材料制成的耐蚀板将磁场用永久磁铁外周表面密封住，使和永久磁铁外部的流体完全隔离，即使将此永久磁铁转子在制冷介质中使用，也能防止磁场用永久磁铁的腐蚀。此外，由于具有耐制冷剂性能材料的耐蚀板保护其中心部的永久磁铁，能防止在进行永久磁铁转子组装时永久磁铁的破损。

此外，在本方案的永久磁铁转子制造方法中，由于将具有耐腐蚀性能材料的耐蚀板作为铸型的一部分使用，在此铸型中注入铸造型永久磁铁形成永久磁铁锭，然后对铸造的永久磁铁锭旋行不同方向磁化的同时进行热轧而形成热轧长棒，按规定的尺寸切断此轧制长棒，形成多根磁场用永久磁铁，这和将金属薄板等耐蚀板直接卷装在永久磁铁外周表面上的方法相比，能使工序大幅度减化。也就是能省去向各个永久磁铁卷装耐蚀板工序，以及对卷装的金属板等的耐蚀板的接缝进行焊接或粘接的工序，能一次生产出多个磁场用永久磁铁，能获得高生产率的磁场用永久磁铁。

由于此磁场用永久磁铁的高生产率和上述不引起破损的磁场用永久磁铁而使组装容易，从而能获得制造方便的永久磁铁转子。

接下来，参照图5至图7，对本方案的第2实施例进行说明。

本实施例的永久磁铁转子，是用具有耐腐蚀性能的材料构成的薄板把在腐蚀介质中使用的永久磁铁转子的轭铁和磁场用永久磁铁的外表面密封起来。当这样构成，能使轭铁和磁场用永久磁铁和外部的流体完全隔离，即使将此永久磁铁转子在制冷剂中使用，也能防止轭铁和磁场用永久磁铁被腐蚀。

也就是，在图5中，永久磁铁转子21包括永久磁铁转子本体22，把由永久磁铁转子本体22的轭铁和磁场用永久磁铁构成的柱状体的外周及其轴向的一端覆盖住的金属壳罩23，以及上将上述轭铁和磁场用永久磁铁的柱状体轴向的另一端覆盖起来的模型构件24。

永久磁铁转子本体22，具有位于中心部的轭铁25，在此轭铁25的中心形成通孔26。将回转轴27插入此通孔26内，用来图示的嵌合键等将轭铁25和回转轴27形成一体进行回转的构造。将轭铁25的外周表面构成由圆柱的外周表面，和相互面对面的2个平行面相组合的形态。在上述轭铁25的外周表面的平行面上贴附着使相同磁极对置的轧制板状的磁场用永久磁铁28，29。此外在磁场用永久磁铁28，29的对置面的相反一侧的面上贴附着形成磁极面的辅助轭铁30，31。

当在上述轭铁25的平行面上设置使其N极相互对置的磁场用永久磁铁28，29时，利用相同磁极的相斥作用，如图中所示使轭铁25的外周面带N极磁性，使辅助轭铁30，31的外周表面分别带S极的磁性。据此，使永久磁铁转子21的侧面上形成4个磁极，通过和图中未表示的电动机驱动线圈的相互作用进行回转驱动。

上述金属罩23包含把由轭铁25，磁场用永久磁铁28，29以及辅助轭铁30，31构成的柱状体外周表面包覆起来的圆筒部分32和把上述柱状体轴向一端面包覆的底33。在底33的中心设置使回转27贯穿的开口34。通过将金属薄板中心部用规定形状的冲头压入模孔的通常的深拉加工，从金属薄板形成具有圆筒形侧壁和底的金属容器，再通过在其底部设置开口形成金属罩23。作为形成上述金属罩23用的金属薄板，使用具有能耐受制冷剂温度或腐蚀性性质（以下简称耐腐蚀性）的材料。作为具体的耐制冷剂性的材料可以使用不锈钢或其它耐腐蚀性的金属薄板。

图6表示组装后的永久磁铁转子21的纵剖面，是将上述构成的永久磁铁转子本体22插入在金属罩23的内部。由上述轭铁25，磁场用永久磁铁28，29和辅助轭铁30，31构成的柱状体的外周表面35被用金属罩23的圆筒部32覆盖，其轴向的端面36被金属罩23的底面33进行覆盖。金属罩23的底部开口34和回转轴27的接合部位用树脂或焊接进行密封。

使金属罩23的圆筒部32的开放终端部比由轭铁25，辅助轭铁30，31，以及磁场用永久磁铁28，29组成的柱状体端面37稍稍伸出。在由此端面37和金属罩23的圆筒部32形成的凹部内紧密嵌合着由耐制冷剂性的模型材料或压铸铝构成的模型构件24。在模型构件24和回转轴27的接合处以及模型构件24和金属罩圆筒部32的接合处，用树脂粘接或焊接进行密封。利用上述构造能使永久磁铁转子本体22的轭铁25，永久磁铁28，29以及辅助轭铁30，31完全和外部隔离，即使在腐蚀介质中使用此永久磁铁转子，也不会因轭铁或永久磁铁和制冷剂接触引起腐蚀。此外，还能因金属罩23的圆筒部32，而不使磁场用永久磁铁28，29飞散。

对于金属罩23和成形加工，也可以不用上述深拉加工而采用旋压加工进行金属罩23的成形。图7表示用旋压加工制造金属罩的一工序。金属薄板38是用固定装置39将其中心固定在模型40上，用电动机41使进行回转。使位于模型40近旁的工具42能以端部为中心回转。用工具驱动装置43使工具42向图中所示X方向回转，使回转中心的金属薄板38沿模型40的外周表面按压，形成具有圆筒形侧壁和底部的金属容器。在此金属容器的底部设置开口，形成金属罩23。

由于用上述深拉加工或旋压加工形成金属罩23，能省去将金属薄板卷装在永久磁铁转子上后再对金属薄板接缝而进行焊接的工序，因此能提高永久磁铁转子的生产率。

此实施例的永久磁铁转子是用使磁场用永久磁铁的相同磁极对置，利用相同磁极的相斥作用，在永久磁铁转子的侧周表面上形成二倍于永久磁铁数目的磁极的永久磁铁转子进行说明的，然而不限于上述构造的永久磁铁转子，也可以用任意构造的永久磁铁转子。

从以上说明可知，若采用本发明的第二方案，由于用耐腐蚀性材料构成的薄板把永久磁铁转子的轭铁和磁场用永久磁铁的外周表面密封起来，能获得可以在制冷剂中使用的永久磁铁转子。

此外，若采用由深拉加工或旋压加工形成的金属罩将轭铁和磁场用永久磁铁密封起来，能省去为了密封的焊接工序的同时，能获得不让制冷剂从接缝泄入和制造方便的永久磁铁转子。

综上所述，根据本发明的无刷电动机转子，适用于涡旋式压缩机的电动机，特别适用于在腐蚀介质中使用的电动机。

Claims (6)

1、无刷电动机永久磁铁转子，是将永久磁铁插入层叠多层硅钢片而成的轭铁的槽内，其特征在于用具有耐腐蚀性能材料构成的耐蚀板覆盖上述永久磁铁的外周。

2、根据权利要求1所述的转子，其特征在于用层叠多层硅钢片形成永久磁铁转子的轭铁，此轭铁的外周表面上具有偶数至少为4的磁极，在这些磁极上，每隔一个磁极，离开中心为等距离地设置为插入磁场用永久磁铁的槽，在此槽内插入具备上述耐蚀板的磁场用永久磁铁，插入后，使面对回转轴一侧的面具有相同的磁性。

3、无刷电动机永久磁铁转子的制造方法，其特征在于用具有耐腐蚀性能材料构成的耐蚀板形成矩形断面的铸型的外周壁，向此外周壁内注入铸造型永久磁铁溶液而形成永久磁铁锭，进而使沿不同方向产生磁化的同时，用轧辊对上述永久磁铁锭进行热轧，形成具有规定尺寸断面的永久磁铁轧制棒，按规定长度切断此永久磁铁轧制棒而形成磁场用永久磁铁，将此磁场用永久磁铁插入轭铁内或贴附在轭铁上。

4、能在腐蚀介质中使用的无刷电动机转子，其特征在于用具有耐腐蚀性能的材料构成的薄板密封上述转子轭铁和磁场用永久磁铁的外周表面。

5、根据权利要求4所述的转子，其特征在于用通过深拉加工或旋压加工形成的无接缝的具有耐腐蚀性能的金属罩密封由上述永久磁铁转子的轭铁和磁场用永久磁铁构成的柱状体外周表面以及其轴向的一端面。

6、根据权利要求4所述的转子，其特征在于用通过深拉加工或旋压加工形成的无接缝的具有耐腐蚀性能的金属罩密封由上述永久磁铁转子的轭铁和磁场用永久磁铁构成的柱状体外周表面和其轴向的一端面，用具有耐腐蚀性能的树脂模型材料或压铸材料密封上述柱状体的另一端面。

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