CN1276926A - 带有永久磁体的电机转子 - Google Patents

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Abstract

一种带有永久磁体的电机转子,该转子包括:一磁体(20),它固定成贴靠于转子核心(10)的柱形侧面(11);以及,一对环形罩帽(40),每个罩帽都位于并固定在核心(10)的相邻端面(12)上,所述环形罩帽(40)限制了磁体的径向位移并就圆周位移的两个方向而言均限定了用于各磁体(20)的这种位移的止动件,所述环形罩帽(40)可以使得一对连续的磁体(20)的相对向的侧面(21)定位,以便限定先前确定的最小圆周距离。

Description

带有永久磁体的电机转子
发明领域
本发明涉及无刷电机的结构，所述电机包括一金属核心(core)，该核心的侧面承载有沿圆周设置的磁体。
发明背景
在无刷电机的周知结构中，将通常呈弓形板形式的永久磁体固定在通常用铁制成的柱形核心上，该核心可以是分层的或成块的并且安装在电机转轴的周围。在这种转子中，磁体设置在由金属核心中的纵向开口所限定的外罩内或者通过不同的固定装置而保持为位于核心的柱形侧面上，所述固定装置则被设计成将对离心力和电机运转来说必要的阻力施加给机械结构。
在磁体固定于柱形侧面的转子结构中，装配的问题之一源于需要将磁体的纵轴保持成平行于核心的纵轴。通常是通过提供包括在转子核心表面上的外部径向突起或者通过用于在生产过程中将部件装配起来的设备而获得这种定位。
这些技术具有不方便性即：难以在生产过程中将磁体定位到转子表面上，这种定位在角度上应该是适当的并且能提供磁体之间的预定的角距离。这种困难性起因于装配过程中存在的纵向自由度。
用核心的外部径向突起将磁体定位到转子表面上会导致装配的困难性，这种困难性在于：仅将磁体支承在所述突起之一上，因为，在电机的运转过程中或者还在转子的安装过程中，万一磁体被支承到了两个相反的突起上，磁体和核心的不同的热膨胀就可能会在支承区处产生集中在磁体上的高机械压力。这种压力会因磁体断裂而导致故障，因为，磁体是由陶瓷材料制成的。在某些情况下，甚至是仅仅一个突起上的支承点也很关键。
在形成转子以后，在磁体适当定位在核心周围的情况下，必须将转子定位并安装在电机转轴周围，这时，就需要在将转子装配到电机转轴周围的过程中用定位装置使转子对齐。所述定位装置还可为以后磁化所述磁体而使转子定位，所说的磁化必须在磁体相对电机结构的预定位置处进行。这种定位功能通常是由开孔提供的，这些开孔形成在转子的磁性核心上并且能降低所述核心的活性材料量，从而降低了电机的效率或限制了转子在没有相对降低电机效率的开孔的情况下可能有的最小尺寸。
先有技术的另一个不足是在通常使用自动定位设备时转子的高生产成本，这种高生产成本随所需的高投资而变。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种带有永久磁体的电机转子，这种转子能使磁体精确地位于转子核心的外表面上，而不需要核心有结构上的变化或者精密设备。
本发明的另一个目的是提供一种这样类型的电机转子，它具有永久磁体并能简化转子的自动安装过程。
用带有永久磁体的电机转子可实现上述和其它目的，所述转子包括一带有柱形侧面的核心，带有相反侧面的磁体固定成贴靠于上述柱形侧面，所述转子包括一对环形罩帽，每个罩帽都位于并固定在核心的相邻端面上，所述环形罩帽限制了磁体的径向位移并就圆周位移的两个方向而言均限定了用于各磁体的这种位移的止动件，所述环形罩帽可以使得一对连续的磁体的相对向的侧面定位，以便限定先前形成的最小圆周距离。
附图简述
以下参照附图说明本发明，在附图中：
图1以纵剖图的方式概略地说明了一依照安装实施例设置的带有本发明环形罩帽的转子；
图2以透视图的方式示出了配备有本发明环形罩帽的转子；
图3说明了图1的环形罩帽的上部平面图；
图4示出了图3的环形罩帽的侧面图；
图5示出了环形罩帽的透视图；
图6概略地示出了配备有一对环形罩帽的转子的平面图，所述环形罩帽作用于前述转子的磁体；
图7以局部平面图的方式概略地示出了本发明环形罩帽的另一个实施例；以及
图8用例如图7所示的罩帽概略地说明了本发明又一个实施例的环形罩帽的边缘部分的细节。
实现本发明的最佳模式
本发明涉及一种这样类型的电机转子，它带有永久磁体并具有要固定在电机转轴S的延伸部周围的核心10，通常呈弓形磁性板形式的磁体20位于核心的柱形侧面11内，例如通过粘合或启动管状柱形罩帽30而将所述磁体20保持成贴靠于核心10，因此，它们相应的各个侧面21会按预定的最小距离间隔于相邻磁体的相对向的侧面21。
依照本发明，电机转子还包括一对环形罩帽40，该环形罩帽的材料的导磁率基本低于核心10，所述罩帽10最好由非磁性材料制成，各个罩帽均固定于核心10并固定在核心的相邻环形端面12上，以便盖住或者不盖住磁体20的相邻的端部21，环形罩帽40限制了磁体的径向位移并就圆周位移的两个方向而言均限定了用于各磁体20的这种位移的止动件，所述环形罩帽40可以限定住一对连续磁体10的相对向的侧面21，因此，在将磁体20定位到转子核心上的过程中，侧面21不会超出两个连续磁体20的事先确定的最小圆周距离。
每个环形罩帽10均从其边缘41开始带有圆周位移限制止动件42，这些止动件例如包括在环形罩帽40内并将在以下予以说明，每个止动件均限制了相应磁体20在圆周位移的一个方向上的圆周位移，每个磁体20均具有在两个方向上受至少两个圆周位移限制止动件42所限制的圆周位移，所述圆周位移限制止动件则在与侧面21的端部相邻的位置处安装在环形罩帽40之一上，圆周位移限制止动件42与以对角线方式相对的侧面21的端部相邻。
在本发明的一个方案中，依照磁体20的外表面的圆周对齐性所固有的同样圆周对齐性来设置圆周位移限制止动件42。
可例如通过一固定部件50将环形罩帽40固定于核心10，所述固定部件纵向穿过核心10并使环形罩帽40彼此固定位且将环形罩帽40固定于核心10。
尽管未作说明，在所提供的发明概念内可以有固定住环形罩帽40的其它形式(如铆钉、螺钉等)，它们可贯穿转子核心的整个轴向长度或者不贯穿转子核心的整个轴向长度。
在所说明的实施例中，每个环形罩帽40均以单体部件的方式包括一边缘环形凸缘43，它例如被限定在一平面上，该平面与环形罩帽40的平面相平行，所述边缘环形凸缘43带有圆周位移限制止动件42，它们例如呈轴向凸耳的形式，这些凸耳包括在环形罩帽40内并突出于环形罩帽40的边缘环形凸缘43的平面且成角度地彼此相间隔，在将磁体安装到转子核心周围时，每个凸耳都限定了一圆周止动件，从而会逆着相应磁体20的侧面21的端部起作用。还可将边缘环形凸缘限定成与环形罩帽40的平面相平行或相共面。
圆周位移限制止动件42应具有例如源于磁体热膨胀的特定挠性，这种挠性足以使其变形，因此，圆周位移限制止动件42可用作圆周位移限制装置。止动件42的最终的变形会避免对磁体20的高压力以及由此而来的对所述磁体造成的破坏。
所述环形罩帽连接于转子，因此，在被安装到转子核心周围时，它们的圆周位移限制止动件42能确保一对连续磁体20的相对向的侧面21按预定的最小距离定位在磁体之间。
依照图1-6所述的实施例，可通过同时启动两个环形罩帽40来获得最小圆周距离。在这种情况下，应使环形罩帽40彼此相对定位，所以，它们相应的圆周位移限制止动件42会在圆周上偏移一定的值，该值能使磁体20在所述止动件之间按最小圆周距离定位。在图7和8所示的实施例中，将圆周位移限制止动件42设置在各环形罩帽40内，以便限定两个相邻磁体20之间的最小圆周距离。
在图8所示的实施例中，圆周位移限制止动件42径向且有角度地彼此相间隔，以便在磁体20的任何变形状态下避免相互接触。
在考虑所述磁体长度的可能的尺寸变化(以及误差率)的情况下加工出圆周位移限制止动件42的长度。就图7和8的结构而言，在考虑磁体20的圆周延伸率的变化(以及误差量)的情况下限定两个相邻的圆周位移限制止动件42之间的与相应磁体有关的距离。
将本方案的圆周位移限制止动件42设计成能在将磁体20装配到转子核心上时确保所述磁体间的预定相对定位，而不一定在这种装配状态下或者甚至在将所述磁体固定于转子核心之后反作用于磁体20。
在图8的结构中，环形罩帽40与转子相连，因此，它们作用于各磁体20的同一侧面部分21的相应圆周位移限制止动件42会轴向地彼此对齐。但是，为了按预定的最小距离进行定位，仅有一个带相邻圆周位移限制止动件42的环形罩帽就够了，所述圆周位移限制止动件限制了相应磁体20的位置。
依照图1中的说明，环形罩帽40固定于核心10，因此，安装在核心10上的每个磁体20均具有一对圆周位移限制止动件42，每个圆周位移限制止动件均反作用于以对角线方式相反的侧面21之一的相邻端部。
在所说明的实施例中，圆周位移限制止动件42还随着它们相对磁体20的启动而彼此均匀地相间隔。但是，圆周位移限制止动件42在各环形罩帽40的边缘环形凸缘43上的分布会有可变的间隔，这种间隔随各磁体20上的圆周位移限制止动件42的启动而变。
环形罩帽40的平面与其边缘环形凸缘43之间的高度差允许使用具有一定轴向长度的磁体，所说的轴向长度可以大于或小于转子核心的长度。
将至少一个环形罩帽40安装于核心10限定了在圆周上的定位，从而能将各磁体20固定于核心10。以相邻的方式将环形罩帽40装配于核心10的下部端面还限定了磁体20相对核心10的轴向保持力。这种轴向保持力源于各个磁体20，这些磁体贴靠于位于核心10底部处的环形罩帽40的边缘环形凸缘43的内表面。
在圆周位移限制止动件42呈轴向凸耳形式的实施例中，所述轴向凸耳可由相应罩帽40的同样材料制成并(通过冲压、浇铸、注射等而)以单体部件的形式包含在该罩帽中且是用折叠、冲压、弯曲等方法之一形成的，或者是通过诸如铆、焊、粘或机械干预之类的适当方法固定于相应的罩帽40。可用不同于构成环形罩帽40的材料来形成能固定于环形罩帽40的轴向凸耳42。
相对核心10同时启动成对的环形罩帽40限定了位于转子核心上的磁体20的圆周和纵向对齐性。
依照本发明，每个环形罩帽40还均配备有定位装置44，该装置呈开孔或相对环形罩帽10向上移动的部分，在装配磁体时(或者最终在将罩帽形成或设置在所述磁体周围时)，定位装置44能使转子有角度地定位，定位装置44能避免需要在转子的磁性核心上提供开孔以及在装配过程中主要在磁体或罩帽是盘绕式的时在圆周上相对转轴S将转子锁在磁体或罩帽的任何安装位置上。
利用这种结构，在不需要使用复杂设备或因不在核心10上形成开孔而无需从核心10中除掉材料的情况下，能以简单的方式进行使磁体20相对核心10适当地在圆周上和在纵向上对齐的装配，从而使得电机更有效率和/或更小型化。圆周位移限制止动件42还能避免出现热源的机械压力集中，这种集中通常会导致磁性材料断裂。
尽管说明了这样的结构(图6至8)，在这种结构中，磁体20相对各个环形罩帽40特别是相对相应的环形凸缘43和轴向凸耳42密封地定位，但是，应该认识到，所说的结构允许有这样的组件，该组件具有位于磁体20与各环形罩帽40的环形凸缘43和轴向凸耳42之间的轴向和圆周间隙。
尽管未作说明，本发明的的环形罩帽40可以有呈径向突出部形式的圆周位移限制止动件42，每个止动件都配备有一相应的轴向延伸部，它与环形罩帽的平面相垂直，所述径向突出部在按圆周锁住至少一个相邻磁体20时起作用。

Claims (15)

1、一种带有永久磁体的电机转子，这种转子包括一带有柱形侧面的核心(10)，带有相反侧面(21)的磁体(20)固定成贴靠于上述柱形侧面，所述电机转子的特征在于，该转子包括一对环形罩帽(40)，每个罩帽都位于并固定在核心(10)的相邻端面(12)上，所述环形罩帽(40)限制了磁体的径向位移并就圆周位移的两个方向而言均限定了用于各磁体(20)的这种位移的止动件，所述环形罩帽(40)可以使得一对连续的磁体(20)的相对向的侧面(21)定位，以便限定先前确定的最小圆周距离。
2、如权利要求1的电机转子，其特征在于，每个环形罩帽(40)均包括定位装置(42)，每个定位装置均限制了相应磁体(20)在圆周位移的一个方向上的圆周位移，每个磁体(20)均具有在两个方向上受至少两个圆周位移限制止动件(42)所限制的圆周位移，每个圆周位移限制止动件均设置在环形罩帽(40)之一上。
3、如权利要求2的电机转子，其特征在于，设置在两个环形罩帽(40)上并作用于同一个磁体(20)的圆周位移限制止动件(42)固定在磁体(20)的侧面(21)的以对角线方式相反的端部上。
4、如权利要求1的电机转子，其特征在于，至少一个环形罩帽(40)包括圆周位移限制止动件(42)，该止动件限制了相应磁体(20)的圆周位移的两个方向。
5、如权利要求4的电机转子，其特征在于，设置在两个环形罩帽(40)上并作用于同一个磁体(20)的圆周位移限制止动件(42)均固定在磁体(20)的相邻侧面(21)的端部上。
6、如权利要求5的电机转子，其特征在于，环形罩帽(40)的相邻圆周位移限制止动件(42)按一定距离彼此相间隔，所述距离对应于磁体(20)之间要保持的最小圆周间隔，所述各个圆周位移限制止动件限制了磁体(20)在位移的一个方向上的圆周位移。
7、如权利要求1的电机转子，其特征在于，每个环形罩帽(40)均以单体部件的方式包括一边缘环形凸缘(43)，它承载有圆周位移限制止动件(42)。
8、如权利要求7的电机转子，其特征在于，所述圆周位移限制止动件(42)是由与边缘环形凸缘(43)相连的轴向凸耳所限定的。
9、如权利要求8的电机转子，其特征在于，每个凸耳均以单体部件的形式包括在相应环形罩帽(40)上。
10、如权利要求9的电机转子，其特征在于，各个轴向凸耳是用折叠、冲压、弯曲相应环形罩帽(40)的边缘环形凸缘(43)的延伸部的方法之一制成的。
11、如权利要求9的电机转子，其特征在于，用铆、焊、粘或机械干预中的方法之一固定住所述轴向凸耳。
12、如权利要求1的电机转子，其特征在于，用冲压、注射、浇铸中的方法之一获得各个环形罩帽(40)。
13、如权利要求1的电机转子，其特征在于，所述环形罩帽(40)和圆周位移限制止动件(42)的材料具有基本低于核心10的导磁率。
14、如权利要求1的电机转子，其特征在于，该转子相对各环形罩帽(40)的外表面包括定位装置(44)，该装置具至少一个以下的功能：在装配磁体(20)的过程中使转子相对电机转轴有角度地定位；在磁体(20)周围形成一罩帽；以及，在磁体(20)和上述罩帽的任何装配状态下相对电机转轴(S)在圆周上锁住所述转子。
15、如权利要求1的电机转子，其特征在于，用冲压、注射、浇铸中的方法之一来获得包括相应的环形凸缘(43)和轴向凸耳(42)的各个环形罩帽(40)，并且，冲压操作时可用折叠和弯曲环形罩帽(40)的方法之一来获得环形边缘(43)和轴向凸轴(42)。
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