CN1065678C - 永磁转子 - Google Patents

Abstract

一种用于电动机的永久磁铁转子(20)，具有轴(30)，安装在轴(30)上的连接器(40)，与连接器(40)配合并位于环形磁铁(60)内部的磁通环(50)。磁通环(50)是一个有裂缝的环，它具有大于磁铁内径的标称外径并且被锁合于连接器(40)。

Description

永磁转子

本发明涉及一种电动机，具体涉及一种用于电动机的永磁转子。

永磁转子是熟知的并用于例如无刷直流电动机或同步电动机中。当尝试过用不同的方法来将磁铁固定到转子上。一种常用的结构是采用环状磁体而不采用分开的棒状磁体以便克服离心力。这些磁体通常是烧结的磁体，成形成简单的环，内外表面经过磨削以提供精确的直径。

在转子中，磁场的回路由用铁管制成的磁通环、冲制的钢薄片叠或实心环来提供。磁通环需要有一个高度精确的外径来跟磁体的内径匹配，因为磁体是通过压装套在磁通环上的。如果过盈太大，磁体就可能破裂。如果过盈太小，磁体就可能在磁通环上套不紧，导致在负荷下出现滑转。

采用一个塑料连接器来将磁通环连接到电动机转轴上的方法是公知的。这种连接器通常是实心套筒的形式。此外，这种连接器的外径需要精确以保证良好的配合以及保证在磁体与转轴之间可靠地传递转矩。当电动机设计成或要求在一个宽的温度范围内工作时，由于各组成部份的不同的热膨胀，这就成一个突出的问题。

在本发明中，这个问题通过提供一个其标称外径大于磁体内径的带裂缝磁通环和设在磁通环与连接器之间的卡持装置来解决。用这种方式，磁通环被压缩来装入磁体内部，由于它的弹性而提供了一种能够承受磁体内径的合理的变化而同时能够提供足够的摩擦来在磁体与转轴之间可靠地传递转矩的回弹式过盈配合(sprunginterference fit)。卡持装置将磁通环定位在连接器上并同时使连接器能够承受由于制造容差和磁体直径的变化所引起的磁通环直径的变化而同时在磁体与转轴之间能够可靠地传递转矩。

因此，本发明提供一种用于电动机的永磁转子，它包含有：一根转轴；一个装到该转轴上的连接器；一个装到该连接器上的磁通环；和一个以其内径装到该磁通环上的环状磁体；其特征在于该磁通环具有一条裂缝，并且具有大于该环状磁体的内径的标称外径；以及在连接器与磁通环之间设有用于将该磁通环相对于连接器定位的卡持装置。

磁通环最好是一个带裂缝的卷制钢环，这是因为这样的磁通环给磁场提供一个良好的磁通回路并且具有良好的弹性来适应磁体内径的变化，而同时又容易制造。

连接器最好是由塑料材料制成，这是因为容易制造，最好是模制成型，尽管冲制钢片叠可以使用。

连接器最好具有一个到转轴上的中心毂和一个通过径向伸展的辐条同轴地连接到中心毂上的外环形套筒。这样的结构不但轻一些和使用少一些材料，而且赋予连接器一定程度的可压缩性，这可压缩性通过将辐条后掠设置使之不垂直于转子的轴线伸展而得到增强。

此外，可以沿着套筒的外表面形成多条筋来支撑磁通环。这些筋设置在相邻的辐条之间的中间的圆周位置上。这就可以通过利用套筒的在辐条之间的弯曲给连接器提供更大的弹性。

卡持装置最好含有一个在连接器上的、跟磁通环上的一个缺口部份协同工作的凸起。如果连接器是模制的，这个凸起的成形就特别简单，特别是当该缺口部份沿着磁通环的裂缝成形时，装配就很容易。该凸起跟该缺口部份接合来将磁通环定位在连接器上，并在单靠磁通环与连接器之间的摩擦是不足够的情况下有助于磁通环与连接器之间的转矩的传递。当磁通环相对于连接器开始运动时，该凸起贴靠着缺口部份的边缘，阻止了相对运动。

凸起的高度通常应等于或小于磁通环的厚度。在磁体的内表面具有合适的凹陷来容纳该凸起的情况下，该凸起可以高一些。

尽管在磁体与磁通环之间的摩擦一般足以将磁体保持在磁通环上，但仍可在磁通环的轴向端头上设置突舌来将磁体轴向定位在磁通环上。在高转矩要求的情况下，突舌可放置在形成在磁体内的凹陷内以有助于防止滑转。

本发明还涉及装有如上所述的永磁转子的电动机。

本发明的优选实施例将作为示例结合附图进行描述。在附图中，

图1示出本发明的电动机；

图2是本发明的转子的纵向剖视图；

图3是图2的转子的端视图；

图4是图2的转子的连接器的端视图；

图5示出图2的转子的磁通环。

图1示出一个诸如无刷直流电动机的电动机10，它包含一个如图中以截面呈现的永磁转子20。转子20含有一根转轴30、一个磁体支持器或连接器40、一个磁通环50和一个环状磁体60。

转轴30上设滚花31以增强转轴与连接器40之间的结合力。

连接器40的功能在于支撑着磁体与/或磁通环使之跟转子和转轴的旋转轴线同轴地转动并将转矩从磁体(或磁通环)传递给转轴。这个连接器是一个具有一个安装在转轴30上的中心毂41的、单件的模制塑料材料物件。围绕着该中心毂的是一个外环形套筒42。径向伸展的辐条43将该套筒连接到中心毂41上。这些辐条43后掠或成形成使之不垂直于转子的轴线来伸展。这就使辐条43在套筒由于诸如在磁体与磁通环装配到连接器40上时产生的径向压缩力而出现变形时可以发生弹性弯曲。辐条43的弯曲变形有助于吸收压缩力。

在套筒42的外表面上形成有一个凸起44，该凸起形成将磁通环50相对于连接器定位的卡持装置的一个组成部份，其功能将在下面详细描述。在该优选实施例中，该凸起的高度跟磁通环的厚度相同或略小。

虽然磁通环50可以直接贴靠在套筒42的外表面上，但最好是磁通环贴靠在沿着套筒的外表面成形的筋45上。如图4所示，这些筋围绕着套筒42沿圆周分隔开设置在相对于相邻辐条43之间的中间位置上。

在图5中更清楚地示出了磁通环50，它用一片钢片冲出并卷成一个具有一条纵向裂缝51的环。在裂缝的中部有一个缺口部份52，在环上形成一个通孔。这个缺口部份形成将磁通环相对于连接器定位的卡持装置的一个组成部份。该缺口部份52跟套筒42上的凸起44协同作用以防止磁通环50与连接器40之间发生相对运动。该凸起44放置在由缺口部份52形成的通孔内，并且在磁通环试图相对于连接器运动时撞上缺口部份的边缘，从而阻止了相对运动。

磁通环通过磁性吸引到磁体60上，这有助于使磁体相对于磁通环保持不动。而且，磁通环是通过将一片平板片卷成一个带有一条纵向裂缝的环来制成的，制成的环的自然外径或标称外径大于磁体的内径，因而装在一起时环被磁体压缩，环的恢复其原来外径的自然弹性或倾向在磁体与磁通环之间产生进一步的摩擦。

对于一些应用场合，设置用于将磁体60相对于磁通环/连接器轴向定位的装置可能是有利的。为此，在磁通环的轴向端头上设置突舌53。这些突舌贴靠着磁体的端头将磁体轴向定位。在磁体上可设置凹陷(未示出)来容纳这些突舌。通过突舌与凹陷之间的协同作用可对磁体与磁通环之间的相对运动提供附加的阻力，这种附加的阻力在转矩高于正常的情况下可能是需要的。

突舌53通过使在磁通环的轴向端头内的缺口部份的端角变形来形成。图5示出在环的每一端有两个缺口部份。一个缺口部份54在裂缝51的位置上成形，并且比较小。另一个缺口部份55在与该裂缝径向相对的位置上成形，并且大于第一部份54以补偿裂缝51与缺口部份52来使环保持平衡。

Claims (8)

1.一种用于电动机的永磁转子(20)，它包含有：

一根转轴(30)；

一个装到该转轴上的连接器(40)；

一个装到该连接器上的磁通环(50)；和

一个以其内径装到该磁通环上的环状磁体(60)；

其特征在于

该磁通环具有一条裂缝(51)，并且具有大于该环状磁体的内径的标称外径；以及

在连接器(40)与磁通环(50)之间设有用于将该磁通环相对于连接器定位的卡持装置(44、52)。

2.按权利要求1所述的转子(20)，其特征在于该磁通环(50)是一个带有裂缝的卷制钢环。

3.按权利要求1所述的转子(20)，其特征在于该卡持装置包含有一个成形在连接器上的跟一个在磁通环(50)上的缺口部份协同工作的凸起(44)。

4.按权利要求1所述的转子(20)，其特征在于该连接器(40)由塑料材料制成并具有一个用于安装到转轴(30)上的中心毂(41)和一个通过径向伸展的辐条(43)连接到该中心毂(41)上的外环形套筒(42)。

5.按权利要求4所述的转子(20)，其特征在于所述径向伸展的辐条(43)不垂直于转轴(30)伸展。

6.按权利要求4所述的转子(20)，其特征在于筋(45)成形在套筒(42)的外表面上并沿圆周分隔开设置在相对于相邻辐条(43)之间的中间位置上。

7.按上述权利要求中之任一项所述的转子(20)，其特征在于在磁通环(50)的每一轴向端头上成形有将环状磁体(60)相对于磁通环(50)轴向定位的突舌(53)。

8.一种具有如权利要求1至7中任一项所限定的永磁转子的电动机。

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