CN1068725C - 永磁电动发电机 - Google Patents

Abstract

低成本永磁电动发电机能防止永久磁铁屑末化，且容易制造。电动发电机有一个弹性固定构件，它由环形部分和多个从环形部分突出的凸件组成。发电机还有磁轭，磁轭的内圆周表面上等角间距焊接多个辅助磁极。此外电机中的各永久磁铁的一个侧面与相应的辅助磁极紧贴。另外弹性固定构件的凸件压入各永久磁铁的另一侧面与毗邻辅助磁极之间的空间，从而使多个永久磁铁围绕电枢。此外弹性固定构件的环形部分与各永久磁铁的后端面贴合。

Description

永磁电动发电机

本发明涉及一种用于起动机(即起动电动机)和交流发电机的永磁电动发电机，这种电动发电机采用永久磁铁作为场磁铁来产生磁场。

图6是用以说明普通电动机的一个例子的行星齿轮减速起动机的剖视图。图7是行星齿轮减速起动机的透视图，示出其中的永久磁铁是如何装设的。

从这些图中可以看到，用作直电动机转子的电枢1配置在电枢转轴2上，与电枢转轴2形成一个整体。此外，圆柱形磁轭3围绕电枢1配置，再是前轴承架5与磁轭3的端面相连接，构成行星齿轮减速机的内齿轮4即装在这个前轴承架5中。电枢转轴2的前端部分形成有中心齿轮6。

盘状凸缘4a配置在内齿轮4的前端部分上向内突出。此外，圆柱形凸缘4b配置在凸缘4a的内周边表面上向外突出。再是构成行星齿轮减速机的臂的凸缘部分10与输出转轴11形成一个整体。输出轴11可拆卸地支撑在作为轴承固定在凸缘4b中的套筒轴承12上。此外，凸缘部分10阻止输出转轴11使其不致在推力起作用的方向上移动。另外，在凸缘部分10的同一个圆周上竖有例如三个等角间距配置的支撑销9。再有，行星齿轮7可拆卸或可移走地通过轴承8支撑在每一个支撑销9上，轴承8则固定在行星齿轮7的内周边表面上。这时，每一个行星齿轮7与中心齿轮6及内齿轮4啮合。

套筒轴承13作为轴承固定在输出转轴11后内部表面部分的凹入部分。电枢转轴2的前端部分由套筒轴承13可拆卸地支撑着。此外，起传递止推载荷作用的钢珠14封闭在电枢转轴2的端部与输出转轴11的端部之间。

环形部分3a径向延伸，形成于磁轭3的前端部分，与磁轭3形成一个整体。此外，环形部分3a还阻止行星齿轮7朝止推的方向(即止推作用的方向)移动。环形部分3a还将减速部分和电动机部分隔开，从而保护该两部分，使尘埃不致入侵其中。此外，前轴承架5，内齿轮4和环形部分3a之间塞有填料19。这样可以避免加到行星齿轮7与内齿轮4之间啮合部分的油脂不致溢出。再有，后轴承架17装入磁轭3敞开侧的端面部分。

多个辅助磁极18以等角间距焊接到磁轭3的内周边表面上。以外辅助磁极18紧贴在每一个圆弧形永久磁铁15的侧面上。而且磁铁座16压入各永久磁铁15的另一侧面与毗邻的辅助磁极18之间的空间，从而使多个永久磁铁15环绕着电枢1。

磁铁座16的材料采用金属弹性构件，例如非磁性不锈钢制品。磁铁座16的截面成U字形。此外，磁铁座16的侧壁16a在两圆周方向上展开，磁铁座16的棘爪部分16b用以阻止永久磁铁15在轴延伸的方向上移动。这样，磁铁座16侧壁16a的弹力作用到永久磁铁15上，在圆周方向上将永久磁铁15沿径向向外压。于是各永久磁铁15的一个侧面压靠相应的辅助磁极18，且永久磁铁15的外圆周表面压在磁轭3的内圆周表面。此外，磁铁座16的棘爪部分16b分别与各辅助磁极18和永久磁铁15的两个轴向端面接合，从而阻止永久磁铁沿轴延伸的方向移动。

附带说一下，电动机中配置有数目与设在电动机中的磁极相等的永久磁铁15和辅助磁极18。

下面再说明上述行星齿轮减速起动机的工作情况。

合上键钮开关(图中未示出)使电枢1被激励。电枢1一被激励，永久磁铁15就处于励磁状态，于是产生转矩。电枢1产生的转矩经装在电枢转轴2上的中心齿轮6传到行星齿轮7上。行星齿轮7与内齿轮4啮合，因而在绕支撑销9转动转动的同时，行星齿轮围绕电枢转轴2转动。这样，电枢1先减速才把其转矩传送给凸缘部分10，再通过凸缘部分10传送到输出转轴11。输出转轴11的转矩通过超速离合器的小齿轮(图中未示出)传送到内燃机的冠齿轮(图中未示出)。

如上所述，一般的行星齿轮起动机是用金属磁铁座16使永久磁铁15固定就位的。因此一般的行星齿轮起动机在装入永久磁铁15时会遇到这样的问题：永久磁铁容易破裂或碎成屑末，而且制造磁铁座16用的非磁性不锈钢制品非常昂贵，从而提高了这种起动机的造价。这种传统的行星齿轮起动机还会遇到这样的问题，即磁铁座16的数目必须与电动机的磁极数相等，因而部件的数目增加了，从而使起动机制造起来不容易。

本发明是为解决传统的行星齿轮起动机的上述问题而提出的。

因此，本发明的目的是要获得一种造价低、能防止永久磁铁碎成屑末且制造起来容易的永磁电动发电机。

为达到上述目的，按本发明的一个方面提供的一种永磁电动发电机，它包括：

一个圆柱形磁轭；

一个后轴承架；

多个辅助磁极，沿所述磁轭的圆周方向，以等角间距固定到所述磁轭的内圆周表面；

多个永久磁铁，各(1)配置在所述多个辅助磁极中相应的相邻辅助磁极之间，(2)与所述相应的相邻辅助磁极的其中之一相接触，(3)与所述相应的相邻辅助磁极中的另一个隔开一定间距，(4)沿所述磁轭的圆周方向等角间距装设在所述磁轭的内圆周表面上，以及(5)具有轴向端面；

一个转子，可转动地装设在所述多个永久磁铁的内圆周部分上；

其特征在于：

一个树脂弹性固定构件，在所述多个永久磁铁之间的所述端面、所述间距与各所述多个永久磁铁弹性接合，所述树脂弹性固定构件具有(1)一个环形部分，所述轴向端面与所述环形部分相接触，(2)从所述环形部分轴向凸出的凸件，所述凸件被强制插入它们之间的各所述间距，且在所述多个永久磁铁上施加圆周压缩力，所述圆周压缩力阻止所述多个永久磁铁沿其圆周方向运动；

其中所述后轴承架压缩所述弹性固定构件，以及使所述弹性固定构件对所述多个永久磁铁施加轴向压缩力，所述轴向压缩力阻止所述多个永久磁铁沿其轴向运动。

参看附图阅读下面就本发明一些最佳实施例所作的说明，可以清楚了解本发明的其它特点、目的和优点。附图中，相同的编号表示类似或相应的部件，其中：

图1是本发明实施例1的永磁电动发电机的剖视图；

图2是本发明实施例1的永磁电动发电机的透视图，示出了永久铁是如何装设的；

图3是本发明第一实施例永磁电动发电机的弹性固定构件的透视图；

图4是本发明第二实施例的另一种永磁电动发电机的弹性固定构件的透视图；

图5是本发明第三实施例的另一种永磁电动发电机的剖视图；

图6是作为一般电动机的一个例子举出的行星齿轮减速起动机的剖视图；

图7是行星齿轮减速起动机的透视图，示出了永久磁铁是如何在机中装设的。

下面参照附图详细说明本发明的一些最佳实施例。

图1是本发明实施例1的永磁电动发电机的剖视图。图2是本发明实施例1的永磁电动发电机的透视图，示出了永久磁铁是如何装设在电动发电机中的。图3是本发明第一实施例永磁电动发电机的弹性固定构件的透视图。在这些附图中，相同的编号表示与图6和图7的一般行星齿轮减速起动机相同或相应的部分。

在图1至图3中，内齿轮20b在圆柱形磁轭20a的前端与磁轭20形成一个整体。此外，圆柱形凸缘20d在内齿轮20b凸缘20c的内圆周端形成，突出凸缘20c的前端。另外，台阶状部分20e在磁轭20a与内齿轮20b之间的边界形成。弹性固定构件21由诸如橡胶之类的弹性树脂制成，且由环状部分21a和多个从环状部分21a平行于轴中心线突出的突出件21b构成。环形板22阻止行星齿轮7沿止推方向移动。此外，环形板22将减速部分与电动机部分分隔开，保护各减速部分和电动机部分，使尘埃不致进入其中。

在上述结构的永磁电动发电机中，内齿轮20b与磁轭20a形成一个整体的前端部分装入前轴承架5中。此外，凸缘部分10可拆卸地支撑在装在内齿轮20b凸缘20d内圆周表面部分的套筒轴承12上。另外，多个支撑销9按等角间距竖在凸缘部分10的同一个圆周上。再有，行星齿轮7通过固定在其内周边表面的轴承8可拆卸地支撑在各支撑销9上。此外，电枢转轴2可拆卸地支撑害套筒轴承13上，套筒轴承13上，套筒轴承13则装在与凸缘部分10形成一体的输出转轴11的后内圆部分的凹入部分。这时，各行星齿轮7与内齿轮20b和在电枢转轴2前端部分中形成的中心齿轮6啮合。此外，钢球14封闭在电枢转轴2的端部部分与输出转轴11的端部部分之间。

多个辅助极18等角间距焊接在磁轭20a的内周边表面上。此外，各圆弧形永久磁铁15的一个侧面与相应的辅助磁极18紧贴。另外，弹性固定构件21的突件21b从其中一个相应永久磁铁15的后端侧强迫压入各永久磁铁15的另一侧面与毗邻辅助磁极18之间的空间。这时弹性固定构件21的环形部分21a安置在其中一个相应永久磁铁15的后端面上。此外，板22插入其中一个相应永久磁铁15的前端与台阶形部分之间的空间。

另外，后轴承架17装入磁轭20a的开口侧端面部分，从而使多个永久磁铁15环绕电枢1。

这样，后轴承架17的配合力在轴向上将弹性固定件21压住。于是环形部分21a收缩，在其中产生压缩性弹力。环形部分21a的压缩性弹力作用到永久磁铁15和板22上，将它们压靠在台阶形部分20e上，于是阻止永久磁铁15和板22沿轴延伸方向移动，并将它们固定起来。此外，弹性固定构件21的每一个凸件21b强制压入相应永久磁铁15与相应辅助磁极18之间的空间，于是受到压缩，从而产生斥力。凸件21b的这种斥力沿圆周方向作用和压到相应的永久磁铁15上。这样，各永磁铁15的侧面都压靠在相应的辅助磁极18上，从而阻止各永久磁铁15沿圆周方向运动，并使其固定就位。

这样，在实施例1的情况下，永久磁铁15是采用弹性树脂固定构件21代替一般起动机的金属磁铁座而固定就位的。因而可以避免永久磁铁在电机装配过程中碎成屑末或断裂，而且还可以降低材料费。此外，这种电机的实用性能优异，因而可降低电机的造价。

此外，弹性固定部分21由环形部分21a和多个从环形部分平行于轴线突出的突件21b组成，因而减少了永久磁铁15定位部件的数目，从而使电机更容易制造。

另外，磁轭20a和内齿轮20b制成一个整体，甚至在这方面也减少了部件的数目。

再有，弹性固定构件21装在磁轭20a的装设部分，而这部分是固定在后轴承架17上的，因而提高了电机的防水性能。

附带说一下，在上述实施例1的情况下，弹性固定构件21只安置在各永久磁铁15的后端侧。但若把弹性固定构件上21放在各永久磁铁15的前后两侧也可取得类似的效果。而且在此情况下，安置在各永久磁铁15前后两侧的弹性固定构件21和板22还可以彼此构成一个整体。

在上述实施例1中，弹性固定构年21是由包括环形部分21a和多个从环形部分21平行于轴中心线突出的突件21b的整体构件构成。相比之下，在实施例2的情况下，弹性固定构件21是由如图4所示为分隔线32所分开的两体构件构成。因此，可以取得与上述实施例1类似的效果。

图5是本发明实施例3的另一种永磁电动发电机的剖视图。

在实施例3的情况下，磁轭24内周边表面上等角间距焊接有多个辅助磁极18，而且各圆弧形永久磁铁15的一个侧面紧贴辅助磁极18。此外，还从其中一个相应永久磁铁15的前后端侧将弹性固定构件21的突件21b强制压入各永久磁铁15的另一侧面与毗邻辅助磁极18之间的空间。这时，弹性固定构件21的环形部分21a安置在其中一个相应永久磁铁15的前后端面上，而且板22插入弹性固定构件21与设在其中一个相应永久磁铁15前端侧的前轴承架5之间的空间。

此外，后轴承架17装在磁轭24敞开侧的端面部分，从而使多个永久磁铁15围绕着电枢1。

这样，弹性固定构件21受到后轴承架17的配合力轴向推压，从而使各环形部分21a收缩而产生弹力。环形部分21a的这种弹力作用到永久磁铁15上将其压住，并进一步将板22压靠前轴承架5上，因此阻止了永久磁铁15和板22沿轴延伸方向移动，并将它们固定起来。此外，弹性固定构件21的各突件21b强制压入相应永久磁铁15与相应辅助磁极18之间的空间，受压缩而产生弹力。突件21b的这个弹力在圆周方向上作用到相应的永久磁铁15上将永久磁铁15压住。这样，各永久磁铁15的其中一个侧面压靠相应的辅助磁极18，从而阻止各永久磁铁15沿圆周方向移动，并将其固定住。

因此，在实施例3的情况下可以获得与实施例1类似的效果。

此外，在实施例3的情况下，磁轭24与内齿轮4分开形成。这样，内齿轮4、凸缘部分10和电枢转轴2可以依次在磁轭24和板22装配之前进行装配，从而提高了电机制造的简易性。

附带说明一下，在上述实施例3的情况下，磁轭24和板22是彼此分开形成的。但若磁轭24和板22互相构成一个整体，也可以获得类似效果。

此外，在实施例3的情况下，安置在各永久磁铁前后端侧的弹性固定构件21和板22可以彼此形成一个整体。

另外，在以上各实施例的情况，辅助磁极18都分别焊接在磁轭20a和24的内周边表面上。但本发明同样适用于没有辅助磁极18的电动发电机。

虽然上面是就本发明的一些最佳实施例进行说明的，但应该理解的是，本发明并不局限于这些最佳实施例，在不脱离本发明的精神实质的前提下，本领域的技术人员是可以提出其它修改方案的。

因此本发明的范围仅取决于所附权利要求书。

Claims (4)

1．一种永磁电动发电机，它包括：

一个圆柱形磁轭；

一个后轴承架；

多个辅助磁极，沿所述磁轭的圆周方向，以等角间距固定到所述磁轭的内圆周表面；

多个永久磁铁，各配置在所述多个辅助磁极中相应的相邻辅助磁极之间，与所述相应的相邻辅助磁极的其中之一相接触，与所述相应的相邻辅助磁极中的另一个隔开一定间距，沿所述磁轭的圆周方向等角间距装设在所述磁轭的内圆周表面上，以及具有轴向端面；

一个转子，可转动地装设在所述多个永久磁铁的内圆周部分上；

其特征在于：

一个树脂弹性固定构件，在所述多个永久磁铁之间的所述端面、所述间距与各所述多个永久磁铁弹性接合，所述树脂弹性固定构件具有一个环形部分，所述轴向端面与所述环形部分相接触，从所述环形部分轴向凸出的凸件，所述凸件被强制插入它们之间的各所述间距，且在所述多个永久磁铁上施加圆周压缩力，所述圆周压缩力阻止所述多个永久磁铁沿其圆周方向运动；

其中所述后轴承架压缩所述弹性固定构件，以及使所述弹性固定构件对所述多个永久磁铁施加轴向压缩力，所述轴向压缩力阻止所述多个永久磁铁沿其轴向运动。

2．如权利要求1所述的永磁电动发电机，其特征在于，所述弹性固定构件的所述环形部分沿圆周方向分成多个部分。

3．如权利要求1所述的永磁电动发电机，其特征在于，它还包括：

一个内齿轮，与所述磁轭的前端部分形成一个整体；

一个输出转轴，可拆卸地支撑在装设在所述内齿轮凸缘内圆周部分的轴承上；

一个转子转轴，可拆卸地支撑在装入所述输出转轴后内圆周部分的凹入部分中的轴承上；

多个行星齿轮，可转动地装设在一个在所述输出转轴上、与所述输出转轴形成一个整体且与所述内齿轮及在所述转子转轴的前端侧形成的中心齿轮啮合的凸缘上；

一个前轴承架，所述内齿轮的前端即装在所述前轴承架上；

所述后轴承架，装入所述磁轭的后端孔中；和

一个板，借助于所述弹性固定构件的轴向弹力固定住，将所述转子与所述多个行星齿轮隔开。

4．如权利要求1所述的永磁电动发电机，其特征在于，它还包括：

一个内齿轮；

一个输出转轴，可拆卸地支撑装设在所述内齿轮的凸缘内圆周部分的轴承上；

一个转子转轴，可拆卸地支撑装入所述输出转轴后内圆周部分的凹入部分中的轴承上；

多个行星齿轮，可转动地装设在一个在所述输出转轴与该输出转轴形成一个整体且与所述内齿轮以及与所述转子转轴前端侧形成的中心齿轮啮合的凸缘部分上；

一个前轴承架，所述磁轭的前端和所述内齿轮的前端即装在这个前轴承架中；

所述后轴承架，装在所述磁轭的后端孔中；和

一个板，借助于所述弹性固定构件的轴向弹力固定，将所述转子与所述多个行星齿轮分隔开。

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