CN1237686C - 转子体及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

符合本发明的转子体，包括电磁钢带所制的环形叠片铁心，该铁心中限定着多个小孔，在所述小孔中分别固定着永久磁铁；以及用以支承铁心的筒状支承件；其特征在于：叠片铁心与铁心支承件以铜焊方式而彼此结合。

Description

转子体及其生产方法
技术领域
本发明涉及转子体及其生产方法。
背景技术
永磁电机的转子体具有电磁钢带所制的环形叠片铁心，其用以承载多个永久磁铁，还具有一个筒状铁心支承件。叠片铁心及铁心支承件彼此组合为一体，以便作为单一元件在永久磁铁的交互作用下围着一根轴线相对于定子而转动，并因而产生转矩。
发明内容
本发明提供一种上述类型的转子体，使得能在强度得到改进的同时有效率地以低成本生产该转子体，以及提供其生产方法。
根据本发明的一个方面，提供一种转子体，该转子体包括：由电磁钢带所制的环形叠片铁心，在该铁心限定着多个小孔，在该小孔中分别固定着永久磁铁；以及用以支承该铁心的筒状铁心支承件，叠片铁心与铁心支承件以铜焊方式而彼此结合。
根据本发明的另一个方面，提供一种转子体，该转子体包括：由电磁钢带所制的环形叠片铁心、用以支承叠片铁心的筒状铁心支承件，以及配置在叠片铁心与铁心支承件之间的铜焊材料，以便把叠片铁心与铁心支承件结合在一起。
根据本发明的又一个方面，提供一种生产转子体的方法，该方法包括：提供由电磁钢带所制环形叠片铁心、筒状铁心支承件以及在升高的温度或低于该温度下可熔化的铜焊材料共同构成的组件；以及在所述升高的温度下热处理该组件，使得叠片铁心和铁心支承件退火，并使得叠片铁心和铁心支承件由铜焊材料结合在一起。
附图说明
图1是符合现有技术的转子体生产方法的简略视图；
图2的剖视图显示带有符合本发明实施例的转子体的电机；
图3符合本发明实施例的转子体生产方法的简略视图；
图4A与4B的剖视图显示符合本发明实施例的转子体叠片铁心与铁心支承件的结合情况。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明，在附图中，同样的局部及部分以同样的标号表示。
首先，参照图1说明符合现有技术的转子体及其生产方法，以便有助于理解本发明。
按照现有技术，转子体由下列步骤所生产：
(1)把铁心片2从电磁钢带1的带卷上切割下来；
(2)把铁心片2层叠并填塞缝隙，以形成叠片铁心3；
(3)在退火炉中热处理叠片铁心3，以便解除因切割及填塞铁心片2而产生的残余应力；
(4)以压配合方式使叠片铁心3与铁心支承件5彼此接合；
(5)以收缩配合方式或使用键构件(key member)把叠片铁心3与铁心支承件5结合在一起而形成转子体6；
(6)然后对转子体6退火，解除因压配合叠片铁心3及铁心支承件5而产生的残余应力。
随后，把永久磁铁分别装配在转子体6的叠片铁心3的小孔中，就完成了转子制作。
然而，在叠片铁心3与铁心支承件5由收缩配合而结合在一起的情况下，就要确保叠片铁心3与铁心支承件5正确接合所需尺寸的高度准确性，以便使得叠片铁心3和铁心支承件5作为单一元件而转动，并因而产生符合要求的转矩，同时，便于控制当使叠片铁心3压配合时在铁心支承件5上所产生的表面应力，使之处于铁心支承件材料可接受的材料等级范围内。此种精确处理或完美处理，增加了生产的时间及成本。
在使用键构件把叠片铁心3与铁心支承件5结合在一起的情况下，就需要在叠片铁心3和铁心支承件5两者上形成键孔。然而，由于在键孔中及其周围减小了材料尺寸，叠片铁心3和铁心支承件5的强度就降低了。此外，把键构件插入键孔中，会形成较大压力，从而，最大转子转数(maximum rotor revolution number)就受局限而难以抵抗因转子离心力所产生的应力。有键控构件在场时，还难以达到转子的旋转平衡(revolution balance)。
如上所述，本发明设计得提供一种转子体，该转子体能以低成本生产，它是在短时间内把叠片铁心与铁心支承件有效率地组装并结合在一起，同时保持良好的强度。
下面，参照图2、3、4A及4B，说明符合本发明的转子体及其生产方法。
符合本发明实施例的转子体，可应用于图2所示与定子14分别同轴布置的内转子与外转子15与16上。在内转子与外转子15与16每一个上，转子体6上均承载着多个在径向上成规则间隔的永久磁铁(未显示)，以便在永久磁铁与定子14的电磁体的相互作用下围着一条轴线转动，并因而产生转矩。应当注意到，虽然图3、4A及4B中每幅图纸均是以举例方式显示了用于外转子16上的转子体6，但该转子体同样也适用于内转子15。
转子体6具有环形叠片铁心3和筒状铁心支承件5。叠片铁心3具有多个环形铁心片2，每个该铁心片由电磁钢带1制成，且铁心形成得带有多个小孔9，在该小孔中固定着永久磁铁。铁心支承件5用于支承叠片铁心3。当转子体6用于内转子15上时，铁心支承件5被压配合在叠片铁心3中，从而，叠片铁心3的内周边表面就被铁心支承件5的外周边表面支托。当转子体6用于外转子16时，铁心支承件5被压配合在叠片铁心3周围，如图3、4A及4B所示那样，从而，叠片铁心3的外周边表面就被铁心支承件5的内周边表面支托。
叠片铁心3与铁心支承件5被以铜焊方式彼此结合，以便它们作为单一元件而转动。换言之，使用装配件(例如键构件)来使叠片铁心3与铁心支承件5结合在一起，并形成较大切口(incision)而便于把此种装配件安装在叠片铁心3与铁心支承件5中，是没有必要的。这样就可避免应力集中在叠片铁心3和铁心支承件5上，因此就增加了最大转子转数。
在本发明中，转子体6如图3、4A及4B所示，按下列步骤生产：
(1)把环形铁心片2例如以冲压方式从电磁钢带1的带卷上切割下来；
(2)把铁心片2彼此同轴地层叠，并通过例如填塞缝隙的方式，使其结合为环形叠片铁心3；
(3)通过压配合而使叠片铁心3与铁心支承件5彼此接合，并把铜焊材料8放置于叠片铁心3与铁心支承件5之间的位置上，使得叠片铁心3、铁心支承件5及铜焊材料8结合为一个组件。更具体地说，在叠片铁心3与铁心支承件5接合在一起之后，把它们放置成轴线竖直朝向的。接着，如图4B所示，把一圈或更多圈铜焊材料8，沿着与叠片铁心3的圆周表面相对的铁心支承件5的圆周表面，按层堆垛在叠片铁心3的顶部边缘3A上。所堆垛的该铜焊材料8的圆圈数量，被确定得便于在随后步骤中让铜焊材料8均匀地散布在结合部8A中，该结合部位于叠片铁心3与铁心支承件5相对的圆周表面之间；
(4)在退火炉4中，以升高的温度，对叠片铁心3、铁心支承件5及铜焊材料8所结合成的组件进行热处理。在升高的温度下或低于该温度时，铜焊材料8可熔化，从而，在热处理时，叠片铁心3和铁心支承件5不仅被退火从而解除由于从电磁钢带1上切割铁心片2、对铁心片2填塞缝隙以及使叠片铁心3与铁心支承件5压配合所产生的残余应力，而且，它们也被铜焊材料8彼此结合。在本发明中，仅仅采取一个单一处理步骤来使叠片铁心3和铁心支承件5退火并结合，然而在现有技术中却是采取多个步骤来完成的。在热处理期间，由于铜焊材料8熔化并向下流动而均匀地分布在叠片铁心3与铁心支承件5之间的结合部8A中，叠片铁心3与铁心支承件5就被以增大的强度结合在一起。另外，即使在处理时有某些误差，叠片铁心3与铁心支承件5也能被铜焊材料8妥善结合，且在本发明中，并不像现有技术所要求的那样，叠片铁心3及铁心支承件5的对应接合部分需要高精确度的尺寸。
如上所述，因此就可以使转子体6的生产过程简化，并明显减少生产时间及成本，从而，就能以低成本有效率地以叠片铁心3和铁心支承件5来生产转子体6，同时又确保改进的强度。
可选的是，叠片铁心3能形成得带有多个轴向延伸的均匀间隔切口(cut)7，以便限定叠片铁心3与铁心支承件5之间的间隔。如图4A所示，当转子体6用于外转子16上时，切口7形成于叠片铁心3的外周边表面上。另一方面，当转子体6用于内转子15上时，切口7形成于叠片铁心3的内周边表面上。在此情况下，在叠片铁心3与铁心支承件5彼此接合的同时或此后，金属丝状铜焊材料8就被插入叠片铁心3与铁心支承件5之间的每个间隔中。接着，叠片铁心3、铁心支承件5及铜焊材料8所构成的组件就被热处理，以便对叠片铁心3和铁心支承件5进行退火及铜焊。由于铜焊材料8均匀地分布在叠片铁心3与铁心支承件5之间的间隔中而没有轴向变异(axialvariation)，叠片铁心3和铁心支承件5在强度增大时也能结合。
当转子体6完成后，就把永久磁铁固定在转子体6的小孔9中而完成转子15或16。
《日本专利申请》(Japanese Patent Application)第2002-098672号(2002年4月1日登记)的全部内容，在此一并作为参考。
虽然参照特定的发明实施例说明了本发明，但本发明并不局限于上述所说明的实施例。对于专业人员，就技术上来说，可对上述实施例进行各种各样的修改和变动。对本发明的范围限定，可参考随后的权利要求书。

Claims (9)

1.一种转子体，包括：
由电磁钢带所制的环形叠片铁心，在该铁心中限定着多个小孔，在该小孔中分别固定着永久磁铁；以及
用以支承铁心的筒状铁心支承件；
叠片铁心与铁心支承件以铜焊方式而彼此结合。
2.如权利要求1所述的转子体，其特征在于：叠片铁心中形成多个轴向延伸的均匀间隔切口，以便限定叠片铁心与铁心支承件之间的间隔，且叠片铁心与铁心支承件被铜焊材料结合在一起，该材料配置在叠片铁心与铁心支承件之间的间隔中。
3.如权利要求1所述的转子体，其特征在于：叠片铁心与铁心支承件被铜焊材料结合在一起，该材料配置在叠片铁心与铁心支承件相对的圆周表面之间。
4.一种转子体，包括：
由电磁钢带所制的环形叠片铁心；
用以支承叠片铁心的筒状铁心支承件；以及
铜焊材料，它配置在叠片铁心与铁心支承件之间，用于把叠片铁心与铁心支承件结合在一起。
5.一种生产转子体的方法，包括：
提供由电磁钢带所制环形叠片铁心、筒状铁心支承件以及在一个升高的温度或低于该温度下可熔化的铜焊材料共同构成的组件；以及
在所述升高的温度下热处理该组件，使得叠片铁心和铁心支承件退火，并使得叠片铁心与铁心支承件由铜焊材料结合在一起。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，上述提供包括：
使叠片铁心与铁心支承件彼此接合；以及
把铜焊材料放置在叠片铁心与铁心支承件之间的位置上。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：叠片铁心中形成多个轴向延伸的均匀间隔切口，以便限定叠片铁心与铁心支承件之间的间隔，且上述放置包括把铜焊材料的金属丝插入叠片铁心与铁心支承件之间的间隔中。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于：上述放置包括把一圈铜焊材料沿着铁心支承件堆垛在叠片铁心的边缘上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：上述热处理包括使铜焊材料分布在叠片铁心与铁心支承件那相反的周边表面之间。
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