CN1154590A - 磁力发电机的转子 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磁力发电机的转子，其中，不用夹具而将磁铁固定在磁轭上，并使之轴向误差被吸收。将外壳插入磁轭的底部，使磁铁靠在磁轭侧壁的内周边表面上，并使其端面作用在外壳的脊上。将盖子插入磁铁组的内部，使其内法兰部分的固定孔与磁轭的突起结合。将推压螺母环叠加在内法兰部分上，并将推压螺母部分推入突起中。由向下推力使在盖子上的阶梯部分弹性变形，从而形成一产生力的部分。此时，外法兰部分推压磁铁的端面，脊29根据磁铁的轴向误差被压平，因而可吸收磁铁沿轴向的误差。

Description

磁力发电机的转子

本发明一般涉及一种磁力发电机的转子，更具体一些，涉及对用于固定永久磁铁的结构的改进，并且与有效地用于下述磁力发电机的转子的结构有关，该发电机装在例如像摩托车和轻便车这样的小型车辆上。

在像两轮车和轻便车这样的小型或特殊车辆中，有时要采用利用像铁素体磁铁这样的永久磁铁(此后均称为“磁铁”)的磁力发电机。

这类磁力发电机在其中设有一转子，该转子具有多个沿磁轭和电枢的内周边间隔布置的磁铁，其中，在从铁心的外周边沿径向伸出的凸出的磁极周围缠绕有电枢线圈。上述转子由一发动机驱动，以绕电枢旋转，从而在电枢线圈中可以感应出电动势。

在日本专利公开No.7-39094中，作为一种制造用于上述磁力发电机的转子的方法的一个例子，示出了一种制造磁力发电机转子的方法。

在此制造磁力发电机转子的方法中，首先将多个磁铁按有规律的间隔设置在磁轭的内周边上并用定位夹具浮动地支承。在此支承状态，将一管状的磁铁盖(以后均称为“盖子”)接合入这一组磁铁的内部。随着这一接合的进行，盖子的一管状壁沿径向向外凸出，这样，就在相邻的磁铁之间形成的空间中形成第一凸出部分。此外，当将盖子接合入磁铁组内，到达终点时，在磁轭的开口侧上的各个磁铁的端面处于被一外法兰部分往下推，抵靠着夹具的弹簧的状态，以使各个磁铁可以定位成可以使其轴向尺寸误差得以吸收的状况，所述的外法兰部分在磁轭的开口侧做在盖子上，并沿径向向外伸出。在处于这种定位状态时，在磁轭的封闭壁的一侧，设在盖子上并沿径向向外伸出的内法兰部分被从磁轭的封闭壁上伸出的立桩突起打桩，从而固定在磁轭的底壁上。接着，将位于盖子的管状壁处的磁轭的封闭壁的端部做成沿径向向外凸出，从而形成第二凸出部分。因此，就由第一和第二凸出部分在轴向和周向上将各个磁铁调节到适当的位置，这两个凸出部分都凸出地形成于盖子上并处于被固定在磁轭上的状态。

但是，在上述的制造磁力发电机的转子的方法中，在接合盖子的时候，需要穿过磁轭的封闭壁将用于定位磁铁以浮动地支承磁铁的夹具从磁轭的封闭壁向下的位置朝磁铁的下表面插入，因此必须在磁轭的封闭壁上形成一个用于夹具的插入孔，这样，就出现一个要增加加工磁轭的人工时数的问题。

此外，当用于将磁力发电机的转子连接在一发动机的曲轴上的凸台构件的法兰直径较大时，在将盖子的内法兰部分用键固定在磁轭的底壁上时，就必须形成一用于夹具的插入孔，用以从磁轭的封闭的外表面侧插入一用于将设在磁轭的封闭壁上的突出的立桩突起往下压的打桩夹具，由此使得难于制造凸台构件。

本发明的目的是提供一种磁力发电机的转子，它能将多个磁铁固定在磁轭上，使其处于不用夹具就能吸收磁铁沿轴向的长度偏差的状态。

按照本发明的磁力发电机的转子的特征为，在磁轭的底壁与磁铁之间设有一磁铁外壳，从该磁铁外壳上伸出的突起被压靠在相应的磁铁上，在朝向磁铁盖的磁铁外壳的地方形成一产生力的部分，该产生力的部分是通过使在磁铁盖上形成的阶梯部分沿轴向弹性变形而形成的，并且在磁铁盖的内法兰部分上开有多个用于固定的孔，它们固定在从磁轭底壁伸出的相应的突起上。

此外，磁力发电机的转子的特征为，其中形成有多个推压螺母部分的一个推压螺母环与上述磁铁盖接合，使磁铁盖的上述阶梯部分弹性变形，以通过推压螺母环的安装形成上述的产生力的部分，而各个推压螺母部分则与各个突起相配并与之结合。

采用上述装置，就使磁铁外壳插入磁轭的底部，并使相应的磁铁沿磁轭侧壁的内周边表面插入，这样，就使各个磁铁的端面接触磁铁外壳的突起。磁铁盖接合入磁铁组的内部，并将磁铁盖的内法兰部分固定在磁轭的突起上。当在磁铁盖上形成的阶梯部分弹性变形，形成产生力的部分，而磁铁盖的内法兰部分又固定时，磁铁盖的外法兰部分就在磁轭的开口侧压在相应磁铁的端面上，这样，在每个磁铁上，磁铁外壳的突起将结合相应磁铁沿轴向的长度偏差而被压平。由于在每个磁铁上的各个突起被压平，各个磁铁的沿轴向的长度偏差就被吸收，从而使多个磁铁处于可由磁铁盖合适地固定在磁轭的内周边表面上的状态。

特别是，当采用推压螺母环固定磁铁盖时，在将推压螺母环固定在磁轭的突起上时，在磁铁盖上形成的阶梯部分可以由作用在推压螺母环上的向下推力弹性变形，以同时形成产生力的部分，从而可以在与磁铁盖的磁铁外壳相对的地方容易地形成产生力的部分。

根据下面的书面描述和附图，可以容易地了解本发明的其他特征和优点。

图1表示作为本发明的一个实施例的磁力发电机的转子，图1(a)是平面图，图1(b)是沿图1(a)中的b-b线截取的正面剖视图。

图2表示磁铁外壳，图2(a)是平面图，图2(b)是部分省略且部分切去的正面剖视图，而图2(c)是放大的局部视图。

图3表示盖子，图3(a)是平面图，图3(b)是沿图3(a)中的b-b线截取的正面剖视图，而图3(c)是图3(b)的C部的放大的剖视图。

图4表示推压螺母环，图4(a)是平面图，图4(b)是沿图4(a)中的b-b线按箭头所指方向得到的剖视图，图4(c)是图4(a)中C部的放大图，图4(d)是沿图4(c)中的d-d线按箭头所指方向得到的剖视图。

图5示出了推压螺母环的安装过程，图5(a)是即将安装前的放大的局部剖视图，图5(b)是安装后的放大的局部剖视图。

图6是展开的局部视图，用于说明磁铁外壳的突起的变形作用。

图7表示作为本发明的另一实施例的磁力发电机的转子，图7(a)是平面图，图7(b)是沿图7(a)中的b-b线截取的正面剖视图。

在此特殊的实施例中，按照本发明的磁力发电机的转子包括一磁轭、多个磁铁、一盖子(磁铁盖)、一磁铁外壳(以后均称为“外壳”)和一推压螺母环。

磁轭11由磁性材料整体制成，其结构基本为碗形，其中的一个端面(以后均称之为“顶面”)是敞开的，而另一个端面，即底面则是封闭的。在用于封闭磁轭11的圆柱形侧壁12的下表面的底壁13上，同心地开有一用于凸台构件的插入孔14。此外，在磁轭11的底壁13上，在凸台构件插入孔14的靠外的位置开有一对小孔15，在凸台构件插入孔14的同心圆上沿圆周方向按有规律的间距开有多个大直径的圆孔16(在本实施例中为6个)。此外，在磁轭11的底壁13的底面上，在位于凸台构件插入孔14的同心圆上的各个圆孔16之间设有多个用于固定盖子的突起17(在本实施例中为6个)，该突起沿轴向向内(向上)伸出地设置，使底壁13的一部分从外向内增加。将各个突起17的形状做成小直径的短柱形，以与用于固定以后将要描述的盖子的孔和推压螺母部分配合。

一凸台构件18穿过凸台构件插入孔14从磁轭11的底壁13的外面插入，并通过加桩(staking)牢牢地固定。也就是说，凸台构件18用具有高机械强度的结构材料，如钢制成，并使其形状做成基本上是圆柱形，在其一端的外周边上具有一圆环形的法兰19。在凸台构件18的管状中空部分上形成一带锥度的内圆周表面20，它朝法兰19延伸中空部分的一半的长度，其直径则逐步地加大。带锥度的内圆周表面20要做成与未示出的发动机的转轴的带锥度的外圆周表面用锥形联接。此外，在带锥度的内圆周表面20的某一部分上，在其沿轴向的整个长度上用切削加工做有一键槽21。凸台构件插入孔14的内周边与凸台构件18的外周边用一细齿连接部分22彼此连接，处于牢牢锁住，防止转动的状态。在凸台构件18的外周边上，在与一细齿连接部分22的法兰19相对的部分，做有一弯曲的加桩部分23，磁轭11的底壁13就夹在弯曲的加桩部分23与法兰19之间，由此即能牢固地防止底壁13沿轴向移动。在凸台构件18的法兰19上，分别开有一对小孔24，它们与磁轭11的小孔15相联。

在磁轭11的底面上，插有一如图2所示的外壳25，并将其锁定，以防止旋转。这就是说，外壳25是用具有适当的强度和耐热性的非磁性材料如尼龙树脂整体地形成的，并设有一环26，将该环26做成圆环形，有一用于插入磁轭11的侧壁12的内周边中的外径。在环26的一个端面上有多个间壁部分27(在此实施例中为6个)，它们按有规律的间隔沿周向排列，并沿轴向成直角地伸出，这样，就由在相邻的间壁27之间形成的隔段形成相应的磁铁安放室28。在作为环26的上端面的各个磁铁安放室28的底面上，有多个三角形山形脊29(在本实施例中有三个脊)，它们彼此隔开一段距离并沿周向排列，它们相对于环26的中心沿径向设置，并沿轴向成直角地伸出，而在各个脊29的相对侧分别设有低陷的集尘槽30。在环26的下表面上，有多个防转动的突起31，它们沿周向按有规律的间隔布置，并沿轴向成直角地伸出。相应的防转动的突起31与开在磁轭11的底壁13上的防转动的孔32结合。

在外壳25的磁铁安放室28中装有相应的磁铁33，各个磁铁33的外周边表面处于贴靠在磁轭11的侧壁12的内周边表面上的状态。这就是说，整体地形成磁铁33以提供一六面体，其高度小于磁轭11的深度，并且具有圆弧形，在宽度方面上沿磁轭11的内周边弯曲。在磁铁被容纳在磁铁安放室中的情况下，磁铁33的相对的侧面靠在位于磁铁相对侧的间壁部分27上，由此使磁铁处于被相对的间壁27沿周向定位的状态。此外，如同以后要参照图6描述的那样，磁铁33的下表面处于适当地将从磁铁安放室28的底面伸出的三角形山形脊29压平的状态，由此达到这样一种状态，即使磁铁33沿轴向的长度偏差得以吸收。

图3所示的盖子34同时结合到沿磁轭11的侧壁12的内周边表面布置的磁铁组33和外壳25的内部。将盖子34整体成形，以形成一圆柱形，以便通过拉深压力机的作业用像薄铁板这样的金属材料压入由磁铁33形成的圆周中。在盖子34的管形壁35的顶端，设有沿径向向外伸出的圆环形外法兰部分36。在盖子34的管形壁35的底端设有沿径向向内伸出的圆环形内法兰部分37。内法兰部分37的内径要设定成使其内端边缘位于两个小孔15的外边。在内法兰部分37的径向的中间部分，开有用于固定的孔38，其数目等于磁轭11的突起17的组数(在此实施例中为6个)，其座标与磁轭11的突起17一致，从而可使用于固定的孔38与突起17接合。

此外，在内法兰部分37的内周边边缘上，形成有多个切口部分39(在此实施例中为6个)，每个切口基本上为半圆形，并将各个切口部分39设定成可合适地衬托磁轭11的圆孔16。另外，在内法兰部分37的内周边边缘上设有在整个圆周上，与切口部分39一起形成的向上弯曲的提供刚性的部分40。该提供刚性的部分40由拉深加压作业形成，以使内法兰部分37的内周边边缘部分沿轴向向上向内地弯曲，在整个周边上具有预定的高度，由此，可以在压入盖子34时提供足够的刚度，这将在下面描述。另外，在盖子34的管状壁35上，在朝向外壳25的地方，通过拉深压力机的作业整体地形成一阶梯部分41，它具有曲柄形剖面。

将如上所述地构造的盖子34结合入磁铁组33的内部，该磁铁组沿磁轭11的侧壁12的内周边表面排列，并由外壳25的相应的间壁27定位。随着这种结合，盖子34的管状壁35在整个长度上沿径向向外凸出得非常少，从而在相邻的磁铁33之间形成的空间中形成未示出的第一凸出部分。总之，各个磁铁33由第一凸出部分调节其沿周向的位置并处于被磁轭11的侧壁12的内周边压迫同时在该处固定的状态；而该第一凸出部分则在盖子34的管状壁35上沿整个长度凸出地形成。由于外法兰部分36和内法兰部分37是在盖子34插入磁铁组33的内部时，在盖子34的顶端与底端突起地形成的，因此作用在盖子34上的压入力被适当地偏移，避免了管状壁35不恰当地变形。此外，由于提供刚度的部分40是在内法兰部分37的内周边边缘处弯曲地形成的，因此可以防止内法兰部分37变形。

参考图5(a)，当盖子34的内法兰部分37接合到与磁轭11的底壁13非常接近的位置时，磁轭11的各个突起17处于被插入相应的在盖子34的内法兰部分37上形成的用于固定的孔38中的状态。此外，盖子34的外法兰部分36则处于在磁轭11的开口侧抵靠在相应的磁铁33的端面上的状态。

如图4所示的推压螺母环43装在接合入磁铁组33内部的盖子34的内法兰部分37上。推压螺母环43用具有高弹性的板材如钢板通过拉深压力机的作业整体地形成，并设有一主体44，将该主体做成一基本上与盖子34的内法兰部分37的形状相同的圆环形。在主体44的内周边边缘上，用切割的方式形成多个基本上是半圆形的切口部分(在此实施例中为6个)，它们沿周向按有规律的间隔布置。此外，在径向上，在主体44的中间部分上形成位于各个切口部分45之间的多个推压螺母部分46(在此实施例中为6个)。推压螺母部分46是通过对主体44的一部分进行修整而形成的并由修整孔47构成，该孔要如此修整，以使开口的直径略小于磁轭11的突起17的直径，在修整孔47的开口的端部边缘上，以有规律的间隔沿周向布置了四个切入槽48，该切入槽沿径向向外切入；另外，由修整孔47和切入槽48共同形成四个可接合的爪49。

将按上面所述构造的推压螺母环43如图5所示地装在插入磁铁组33内部的盖子34的内法兰部分37上。也就是说，如图5(a)所示，首先将推压螺母环43的各个推压螺母部分46与从盖子34的内法兰部分37的用于固定的孔38向上伸出的各个突起17对齐。在此情况下，使推压螺母环43的外周边边缘处于被定位在盖子34的阶梯部分41内侧的状态。

接着，如图5(b)所示，将推压螺母环43整个地与在底壁13的上表面的上方浮动的盖子34的内法兰部分37朝着磁轭11的底壁13一起往下推，从而使各个推压螺母部分46与相应的突起17接合在一起。也就是说，沿修整方向将突起17相对地从下方压入推压螺母部分46的修整孔47中。由于这种压入，使推压螺母部分46的各个可接合的爪49处于与突起的外周边向上倾斜地接合的状态，由此使推压螺母部分46处于不能从突起17向上移动的状态。其结果将是，使整个推压螺母环43处于被推压螺母部分46和突起17固定在磁轭11的底壁13上的状态，从而使盖子34的内法兰部分37处于由推压螺母环43固定在磁轭11的底壁13上的状态。

另外，如图5(b)所示，当推压螺母环43与盖子34的内法兰部分37一起被向下推时，盖子34的阶梯部分41也被往下推，而且倾斜地成直线地弹性变形，从而在盖子34的阶梯部分41处形成一产生力的部分42。盖子34本身的弹性力是在这个产生力的部分中产生的，从而使盖子34处于通过外法兰部分36将各个磁铁30强力地往下推的状态。由于这个下推动作，取决于各个磁铁33沿轴向的长度偏差(误差)的压力分别作用在外壳25的用于从下面支承磁铁33的相应脊29上，由此，如图6所示，脊29的前端部分就按照各个磁铁33的沿轴向的长度偏差而分别被压平。这就是说，使各个脊29根据作用在各个磁铁33上的不同压力而被恰当地压平，从而可以以自控的方式吸收各个磁铁33在轴向上的长度偏差。因此，盖子34可以合适的状态将各个磁铁33固定在磁轭11上，而不受各个磁铁33沿轴向的长度偏差的限制。

顺便提一下，由于各个脊29的压平变形而产生的粉屑被纳入集尘槽30中，该集尘槽在各个脊29的两侧向下凹地形成。就这点来说，可以预先避免固定在磁轭11上的磁铁33出现由在压平时产生的粉屑而变动的状态。

如上所述，在此实施例中，即使在磁轭11的底壁13和凸台构件18上没有做出夹具插入孔，也可以使磁铁33可靠地固定，处于可以由盖子34吸收磁铁33在轴向上的长度偏差的状态，因此可以简化磁轭11和凸台构件18的加工过程。

此外，阶梯部分41随着推压螺母环43的安装作业而同时弹性变形，从而在盖34上形成产生力的部分42，因此与传统的形成第二凸出部分的工艺相比，可以简化加工方法，其中，盖子34沿径向向外凸出地变形，以形成第二凸出部分。因此，联系到略去夹具插入孔，可以使制造磁力发电机转子的方法中的工艺过程整个地得以简化，由此可以大大地降低制造成本。

实施例2与上述实施例1的不同之处在于，在凸台构件18上形成一具有大直径的法兰19A。用于将盖子34固定在磁轭11上的推压螺母环43可以将盖子34固定在甚至具有大直径法兰19A的磁轭11的各个突起上，而不必采用夹具，由此不需要形成用于插入将盖子固定在大直径法兰19A上的夹具的夹具插入孔。因此，可以避免大直径法兰19A的复杂加工，即使是具有大直径法兰19A的凸台构件18，也可以用锻压加工或类似工艺很容易地予以制造。

顺便说说，本发明不应只限于上述的实施例，可以在不背离技术要义的范围内对本发明进行各种改进。

例如，在上述实施例中，盖子34的阶梯部分41可以通过利用推压螺母环43的安装作业而弹性变形，从而形成产生力的部分42；但是，阶梯部分41可以通过利用将盖子34往下推压的操作而变形，由此形成产生力的部分42。

用于将盖子34固定在突起17上的装置不应只限于采用推压螺母环43，也可以采用相应的推压螺母，或者可以采用热加桩操作。

如上所述，按照本发明，可以将多个磁铁固定在磁轭上，使之处于磁铁在轴向上的长度变化可以被吸收的状态，另外，在磁轭和凸台构件上不需要开夹具插入孔，因而可以降低生产磁力发电机的转子的制造成本，在该转子中，将多个磁铁用机械方法固定在磁轭的内周边上。

Claims (9)

1.一种磁力发电机的转子，其中，将一管状磁铁盖接合入多个磁铁的内部，该多个磁铁以一定的间隔布置在基本上是碗形的磁轭的内周边上，在上述磁铁盖的一端伸出地设置的内法兰部分固定在上述磁轭的底壁上，而在上述磁铁盖的另一端伸出地设置的外法兰部分则在上述磁轭的开口侧抵靠在上述磁铁的端面上，

其特征为：

在上述磁轭的底壁与上述磁铁之间设有一磁铁外壳，并且在上述磁铁外壳上伸出地设置的各个脊被压靠在各个磁铁上；以及

通过使在上述磁铁盖上沿轴向形成的阶梯部分弹性变形，而在朝向上述磁铁盖的磁铁外壳的地方形成一产生力的部分，将在上述磁铁盖的上述内法兰部分上形成的多个用于固定的孔固定在伸出地设置在上述磁轭的底壁上的各个突起上。

2.如权利要求1所述的磁力发电机的转子，其特征为，在上述磁铁盖上接合有一设有多个推压螺母部分的推压螺母环，上述推压螺母部分分别与磁轭的上述突起部分相配并与之接合，在安装上述推压螺母环的相应推压螺母部分时，使上述磁铁盖的上述阶梯部分弹性变形，从而形成上述产生力的部分。

3.如权利要求1或2所述的磁力发电机的转子，其特征为，上述磁铁外壳上设有一环，该环具有可插入磁轭侧壁的内周边的外径，在上述环的一个端面上沿轴向伸出地设有多个间壁部分，在相邻的间壁部分之间形成了用于接纳各个磁铁的磁铁安放室，并且在磁铁安放室的底面的一侧，上述脊伸出地设置在上述环的上述端面上。

4.如权利要求3所述的磁力发电机的转子，其特征为，在上述环的另一端面上形成防转动突起，用于接合入位于上述磁轭的底壁上的防转动孔中。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的磁力发电机的转子，其特征为，在上述各个脊的至少一侧上设有分别凹下地设置的集尘槽，用于接纳由于上述脊的压平而产生的粉屑。

6.如权利要求1所述的磁力发动机的转子，其特征为，在上述磁铁盖的上述内法兰部分的内端边缘上弯曲地设有一提供刚性的部分。

7.如权利要求2所述的磁力发电机的转子，其特征为，上述推压螺母部分由修整上述推压螺母环的主体而形成，并且每个上述的推压螺母部分由修整孔、切入槽和可接合的爪构成，所述修整孔有一略小于磁轭的上述突起部分的直径的直径，所述切入槽在上述修整孔的开口的边缘部分上沿径向向外地切出，而所述可接合的爪由上述修整孔和上述切入槽形成。

8.如权利要求1或2所述的磁力发电机的转子，其特征为，设有一凸台构件，它可固定在一设置在上述磁轭底壁上的凸台构件插入孔中。

9.如权利要求1所述的磁力发电机的转子，其特征为，上述产生力的部分是通过推压地将上述磁铁盖与上述磁轭接合，使上述阶梯部分变形而形成的。

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