CN1324134A - 电动机的转子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电动机的转子及其制造方法,通过在形成环状的永久磁铁和配置在这永久磁铁中心的转轴之间加硫成形由橡胶材料构成的缓冲构件,借助缓冲构件将永久磁铁和转轴连接成一体,因而能用较少的零件防止转子的振动和偏心等,能使电动机成本降低。

Description

电动机的转子及其制造方法
本发明涉及用于空调机等家用电器和产业机器等的电动机，更具体地说，它是和那种能减少回转时的振动，而且在制造方面有许多优点的电动机转子有关的。
虽然电动机被应用在各种电气制品中，但就空调机而言，在大多数情况下，在其风扇马达上采用将转子配置在产生回转磁场的定子内侧的内转子型。
为了将空调机设置在室内，要求电动机能安静地运转。根据这个要求，曾对内转子型电动机作过种种改进，其中的一个例子已在特开平7-32841号中公开。
下面，参照图4所示的断面图和图5所示的侧视图，图中所示的这种电动机转子具有转轴1和永久磁铁3，永久磁铁3是做成相对于转轴1同轴地配置的圆环状。在转轴1上固定着回转支持体(铁心)2，它的外径小于永久磁铁3的内径。
当连接转轴1和永久磁铁3时，左右一对橡胶制的缓冲构件4、5从两侧将回转支持体2夹紧，而且进入到回转支持体2和永久磁铁3之间地、分别沿转轴1的轴向、从相对侧镶入。
然后，在端板6、7边将规定的压力加到各个缓冲构件4、5的外侧边贴靠在其上后，从一方的端板6将多根销(在本例中用2根)8穿通在另一方的端板7上，并用盘簧状的制动件9将这销端部紧固。
由此，缓冲构件4、5由端板6、7得到的压力而膨胀，使回转支持体2和永久磁铁3紧密接触，将转轴1和永久磁铁3组装成一体。
若采用这种结构，即使回转时在永久磁铁3上产生振动，由于这振动能由缓冲构件4、5吸收，不会传到转轴1，因而能产生防振效果。而且，由于把缓冲构件4、5作成左右对称结构，因而能防止永久磁铁3的倾斜和偏心。但是，在制造方面有下述的问题。
即，为了增大转轴1和缓冲构件4、5的接触面积，使它们坚固地连接，就必需把回转支持体2固定在转轴1上。而且，为了防止永久磁铁3的倾斜和偏心，除了需要左右对称形状的2个缓冲构件4、5之外，还需要利用将它们固定的端板6、7，销8和制动器9，这就使整体的零件数增多，使制造成本增加。
然后，在采用这种转子组装成电动机后，作为回转轴1上的实际负荷而安装上风扇进行试运行，其结果，在该负荷的固有振动频率和回转轴1的扭曲固有频率一致而产生共振时，由于零件数量多而无变更设计的余地，在最不利的情况下则要重新设计电动机。
如果采用本发明，则用较少的零件就能防止转子的振动和偏心，因此能降低电动机的成本。而且，即使对其与负荷之间所产生的共振，也不用较大地进行设计变更就能容易地处理，因而能得到对各种制品都有优良适应性的电动机。
本发明为一种在产生回转磁场的定子内侧配置的电动机转子，其特征在于，具有：形成环状的永久磁铁，配置在上述永久磁铁中心的转轴，在上述永久磁铁和转轴之间加硫形成的规定硬度的橡胶材料所构成的缓冲构件；借助上述缓冲构件而将上述永久磁铁和转轴连接成一体。
本发明的电动机转子最好在上述永久磁铁的内周面上形成作为固定器的嵌入到上述缓冲构件内的凸部。
上述凸部既可以是沿着上述永久磁铁内周面的圆周方向、以规定的间隔设置多个，也可以是沿着上述永久磁铁内周面的圆周方向、形成一连串的凸边状(凸缘状)。
最好，上述永久磁铁与转轴和上述缓冲构件的接合是用粘接材料进一步增强的。而且，上述转轴和缓冲构件的接合状态可用例如由高频形成的烧结机构进一步增强的。
通过这种机构，能使永久磁铁与缓冲构件、缓冲构件与转轴之间分别确实地结合，能借助缓冲构件使永久磁铁与转轴成为一体，因而能将永久磁铁的回转力确实地传递给转轴，同时能得到可耐转矩的强度。
上述缓冲构件上设有用来吸收上述缓冲构件位移的位移吸收机构是本发明的一个特征。
上述位移吸收机构既可以是上述缓冲构件上与转轴平行地形成的多个通孔(贯通孔)，也可以是由形成在上述缓冲构件两面上的多个凹坑，无论形成哪一种，都能吸收上述缓冲构件的位移，能提高防振效果。
上述缓冲构件可以是各种橡胶材料，例如丁腈橡胶(NBR)、乙烯丙烯橡胶(EDPM)、异丁橡胶(IIR)、氯丁二烯橡胶(CR)等都是适用的，而其中，最好用容易便宜地得到、又有优良的耐候性能、耐药品性能、机械特性、粘接性和成形性能的氯丁二烯橡胶。
本发明的电动机转子的制造方法的特征在于，在把预先形成环状而构成的永久磁铁和转轴呈同心状地配置在金属模具内之后，将流动状态的橡胶材料注入上述永久磁铁和转轴之间的空间内，加硫成形为具有规定硬度的缓冲构件，用上述缓冲构件将上述永久磁铁和转轴连接成一体。
根据减轻重量的观点，最好，上述永久磁铁由塑性磁铁构成，在这种情况下，当在上述永久磁铁和转轴之间的空间内加硫成形上述缓冲构件时，将成形温度控制在不使上述塑性磁铁变形的温度以下。
本发明的制造方法还包含下述第1方式和第2方式，即在上述缓冲构件加硫成形之前，在上述永久磁铁的内周面和转轴的两方。或者在其任意一方上涂敷粘接剂，和在上述缓冲构件加硫成形之后，在上述转轴和缓冲构件的接合部上进一步加以烧结。
图1是模式地表示本发明的电动机转子实施例的断面图。
图2是图1所示转子的侧视图。
图3是用于本发明制造方法中的金属模具装置的模式断面图。
图4是模式地表示以前的电动机转子的断面图。
图5是图4所示转子的侧视图。
下面，先参照图1所示的断面图和图2所示的侧视图来说明本发明的实施例。由于在这个实施例中，产生回转磁场的定子一侧的结构与本发明的主题没有直接关系，因而省略了它的表示。
上述转子10具有永久磁铁11、转轴12和缓冲构件13；其中的永久磁铁11是作成环状的；转轴12是穿通在永久磁铁11的中心上；缓冲构件13是在永久磁铁11和转轴12之间加硫形成的具有一定硬度的橡胶材料构成的。永久磁铁11和转轴12借助缓冲构件13而连接成一体。
在这实施例中，永久磁铁11由塑性磁铁构成，在它的内周面上形成凸部11a，其作为固定器而嵌入在缓冲构件13内。凸部11a既可沿圆周方向、等间隔地配置多个，也可作成连续的凸边状(凸缘状)。本发明不排除金属制造的永久磁铁。永久磁铁11也可以是金属制造的。
转轴12可以是简单的圆柱状，不具有上述图4所说明的以前实施例那样的回转支持体(铁心)2。
在本实施例中，考虑到材料能容易廉价地得到，又具有优良的耐气候性能、耐药品性能、机械特性、粘接性能和成形性能等理由，缓冲构件13采用氯丁二烯橡胶(CR)。可将流动状态的氯丁二烯橡胶充填、加硫到永久磁铁11和转轴12之间的空间内而形成缓冲构件13。
在缓冲构件13上还设置位移吸收机构，用来吸收这缓冲构件13的位移。在这个实施例中，将位移吸收机构表示成与转轴12平行的贯通孔13a，其沿着以转轴12为中心的圆周方向、以一定的间隔设置多个。
也可替代贯通孔13a地、在缓冲构件13a的两侧面上分别形成多个凹坑(非贯通孔)。
下面，参照图3来说明转子10的制造方法。先将事先形成环状的永久磁铁11和圆柱状的转轴12同心状地装到金属模具15内。
这时，将粘接剂14涂敷在永久磁铁11的内周面和转轴12的表面上。粘接剂14的涂敷范围只要在与缓冲构件13相接触的部位就可以了。
然后，将金属模具15关闭，将作为缓冲构件13的材料的氯丁二烯橡胶从注入口15a注入到永久磁铁11和转轴12之间的空间内，并进行加硫而形成缓冲构件13。
在这橡胶的加硫成形时，最好不使金属模具15的温度和成形材料(氯丁二烯橡胶)的注射温度达到作为永久磁铁11的塑性磁铁材料的变形温度。
这样，可在金属模具15内制造借助缓冲构件13将永久磁铁11和转轴12一体化的转子10。
图3中没有表示作为位移吸收机构的贯通孔13a，但在金属模具15中将销放在上述贯通孔13a的形成位置上，就能用这销形成贯通孔13a。
也可采用与此不同的做法，在缓冲构件13成形并将其从金属模具15中取出之后，例如用钻头等形成贯通孔13a(或者形成凹坑)。
如果采用上述的转子10，由于将橡胶材料构成的缓冲构件13设置在永久磁铁11和转轴12之间，因而能用缓冲构件13防止由永久磁铁11的回转而引起的振动、偏心和倾斜。
因为由缓冲构件13的贯通孔13a(或者由凹坑)吸收缓冲构件13自身的位移，所以本发明还能提高上述的防振效果。
此外，由于本发明的转子可以只把环状的永久磁铁11、不具有空转防止机构(图4的回转支持体2)的简单圆柱状的转轴12和缓冲构件13作为主要的构件，不需要上述以前例子那样的多个构件，因而就能降低电动机的成本。
如果采用上述温度管理下的制造方法，则不必进行使永久磁铁11的外径(转子外形)一致用的切削等后加工。因此，用极少的制造工时就可加工完，能进一步降低制造成本。
缓冲构件13的硬度只要根据经验、选用能最好地吸收回转时产生的永久磁铁11振动的就可以。而且在使用由上述转子10的电动机驱动、例如风扇的场合下，由转子10及其风扇决定转轴12的扭转矩频率，但如果使用本发明，则只要适当改变橡胶材料的硬度、不必大幅度地变更设计就能避免共振现象。因此能制得对各种机器都具有优良适应性的电动机。
为了进一步提高永久磁铁11和缓冲构件13的接合强度，在上述实施例中，可在永久磁铁11的内侧设置凸部11a，并使用粘接剂14，但省略其任何一方都可以。
作为使用粘接剂14的替代，特别是就转轴12侧而言，可把转轴12装到金属模具15内，使橡胶材料在它们之间成型之后，将高频焊接方法(即感应加热方法)用于金属模具15和转轴12之间，将缓冲构件13的橡胶材料烧结在转轴12上。
虽然上面用具体的实施例说明了本发明，但根据这些说明，普通技术人员能容易考虑到的变形例和相等技术当然都是在本发明权利要求范围内。

Claims (14)

1．一种电动机的转子，配置在产生回转磁场的定子内侧，其特征在于，具有：形成环状的永久磁铁，配置在上述永久磁铁中心的转轴，在上述永久磁铁和转轴之间加硫成形的规定硬度的橡胶材料所构成的缓冲构件；借助上述缓冲构件而将上述永久磁铁和转轴连接成一体。
2．如权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，在上述永久磁铁的内周面上形成作为固定器的嵌入到上述缓冲构件内的凸部。
3．如权利要求2所述的电动机转子，其特征在于，上述凸部是沿着上述永久磁铁内周面的圆周方向、以规定的间隔设置多个。
4．如权利要求2所述的电动机转子，其特征在于，上述凸部是沿着上述永久磁铁内周面的圆周方向、形成一连串的凸缘状的。
5．如权利要求1～4中任意一项所述的电动机转子，其特征在于，上述永久磁铁与转轴和上述缓冲构件的接合是用粘接材料进一步增强的。
6．如权利要求1～4中任意一项所述的电动机转子，其特征在于，上述转轴和缓冲构件的接合是用烧接机构进一步增强的。
7．如权利要求1～6中任意一项所述的电动机转子，其特征在于，上述缓冲构件上设有用来吸收上述缓冲构件位移的位移吸收机构。
8．如权利要求7所述的电动机转子，其特征在于，上述位移吸收机构是由上述缓冲构件上与转轴平行地形成的多个通孔构成的。
9．如权利要求7所述的电动机转子，其特征在于，上述位移吸收机构是由形成在上述缓冲构件两面上的多个凹坑构成的。
10．如权利要求1～9中任意一项所述的电动机转子，其特征在于，上述缓冲构件是氯丁二烯橡胶。
11．一种电动机转子的制造方法，用于制造在产生回转磁场的定子内侧配置的电动机转子，其特征在于，把预先形成环状而构成的永久磁铁和转轴呈同心状地配置在金属模具内之后，将流动状态的橡胶材料注入上述永久磁铁和转轴之间的空间内，加硫成形为具有规定硬度的缓冲构件，用上述缓冲构件将上述永久磁铁和转轴连接成一体。
12．如权利要求11所述的电动机转子的制造方法，其特征在于，上述永久磁铁由塑性磁铁构成，在上述永久磁铁和转轴之间的空间内加硫成形上述缓冲构件时，将成形温度控制在不使上述塑性磁铁变形的温度以下。
13。如权利要求11或12所述的电动机转子的制造方法，其特征在于，在上述缓冲构件加硫成形之前，在上述永久磁铁的内周面和转轴的两方、或者在其任意一方上涂敷粘接剂。
14．如权利要求11、12或13中任意一项所述的电动机转子的制造方法，其特征在于，在上述缓冲构件加硫成形之后，在上述转轴和缓冲构件的接合部上进一步加以烧结。
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