CN1038170C - 永久磁铁转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不会损害永久磁铁片的磁力特性、能将永久磁铁片可靠地固定在磁铁插孔内的永久磁铁转子。用冲有多个冲孔2的冲压钢板3多块叠合构成转子铁心4，将截面为圆弧状的永久磁铁片6插入由冲孔2重合而成的磁铁插孔5中，至少在构成转子铁心4的一部分冲压钢板3的冲孔2中设置将永久磁铁片6压紧固定住的细长结合凸起13。

Description

永久磁铁转子及其制造方法

本发明涉及永久磁铁转子及其制造方法，尤其涉及在磁铁插入孔内设置压住并固定永久磁铁片的结合凸起的永久磁铁转子及其制造方法。

通常，将多块圆形冲制钢板叠合成转子铁心，在钢板上两个同心圆之间每隔规定角度冲制出冲孔，在由冲孔重合而成的磁铁插入孔中插入断面呈圆弧形的永久磁铁片，这样形成永久磁铁转子。

图29分解示出上述已有的永久磁铁转子。已有的永久磁铁转子51由转子铁心54、块数为复数的永久磁铁片56、配置在转子铁心54两端的一对端板57和连接两块端板57的铆钉58构成，铁心54由多块加工有圆弧状冲孔52的圆形冲制钢板53叠合而成，永久磁铁片56插入由冲孔52重合而成的磁铁插入孔55中。

图30示出永久磁铁转子51的横截面。冲制钢板53具有圆形外周，在冲制钢板53两个同心圆之间每隔90度冲制出冲孔52。将冲制钢板53叠合，冲孔52即形成磁铁插入孔55。转子铁心54的磁铁插入孔55的外侧部分构成外环部59，内侧部分构成轭铁部60，外环部59与轭铁部60通过连接部61相连。磁铁插入孔55中插入永久磁铁片56，永久磁铁片56的截面形状与磁铁插入孔55的开口形状大致相合。

永久磁铁片56在转子的旋转过程中受到离心力及振动，因此，必须固定在磁铁插入孔55中，使之不发生摇动。另一方面，外环部59为了防止磁通漏出，宽度要尽可能小。为此，若用大的压力将永久磁铁片56压入并固定在磁铁插入孔55内部，会给外环部59在机械强度方面造成极大困难。此外，通常难以高精度地制造永久磁铁片56，永久磁铁片56的截面形状与磁铁插入孔55的开口形状不能高精度地一致。

因此，在永久磁铁片56与磁铁插入孔55之间注入树脂，或者利用模压等手段固定永久磁铁片56。因而，制造工序增多，永久磁铁转子成本增大。

对此，有人提出了一种永久磁铁转子，在磁铁插入孔内侧设置凸起，依靠该凸起将永久磁铁片压向一方，从而固定住永久磁铁片(参照特开昭63-80744号公报)。

图31放大示出记载在上述特开昭63-80744号公报中的永久磁铁转子的一部分。该永久磁铁转子71具有转子铁心72及永久磁铁片73，转子铁心72由大致呈圆柱状的轭铁部74与宽度小的圆环状外环部75构成，永久磁铁片73具有圆弧状截面，插在轭铁部74与外环部75之间。

在永久磁铁片73内侧的轭铁部74外周设置个数为复数的用于固定永久磁铁片的凸起76。在凸起76的基部设置开口77，以提供凸起76的径向弹力。

根据这种永久磁铁转子71，凸起76的前端部接触永久磁铁片73的内侧面，在压力与开口77的作用下变形。其反作用是，永久磁铁片73由于凸起76的弹性复原力压向外环部75，而被固定住。

但是另一方面，具有上述凸起的已有永久磁铁转子在凸起的基部设置开口，从而使凸起具有弹性，在该方法中，凸起的径向弹性系数大，略微压缩变形即产生大的反弹力。因此，在凸起的压力下永久磁铁片会损坏。

另外，上述凸起基部所设的开口处在永久磁铁片磁通所经过的通路上的转子铁心轭铁部中，因而妨碍了磁通的通过，永久磁铁片的磁力特性恶化。

因此，本发明的目的在于解决上述已有的永久磁铁转子的问题，提供一种不会损害永久磁铁片的磁力特性并且能可靠地将永久磁铁片固定在磁铁插入孔中的永久磁铁转子。

另外，上述永久磁铁转子在磁铁插入孔内具有细长的结合凸起，因此，与已往的永久磁铁转子相比，冲孔的开口形状等变得复杂。以往永久磁铁转子的制造装置及方法难以制造本发明的永久磁铁转子。

因此，本发明的另一目的在于提供能简单并且准确地制造本发明的永久磁铁转子的制造方法。

为了实现上述目的，本发明的永久磁铁转子沿着圆形钢板的圆周冲出多个具有圆弧状开口部的冲孔的冲压钢板多块叠合，构成转子铁心，将截面呈圆弧状的永久磁铁片插入由上述冲孔重合而成的磁铁插孔中，其特征在于，上述冲压钢板的上述冲孔的外侧部分构成上述转子铁心的外环部，内侧部分构成上述转子铁心的轭铁部，在连接上述外环部和轭铁部的连接部附近的上述冲孔角部设有斜向突出于上述磁铁插孔内侧的细长结合凸起，上述永久磁铁片角部削去一部分，具有切角面，上述结合凸起在上述切角面处与上述永久磁铁片接合，该结合凸起与上述永久磁铁片接合时产生变形，借助于其弹性回复力，将上述永久磁铁片压紧固定住。

本发明的永久磁铁转子制造方法，沿着圆形钢板的圆周冲出多个具有圆弧状开口部的冲孔，该冲压钢板的所述冲孔的外侧部分构成转子铁心外环部，内侧部分构成转子铁心轭铁部，所述冲压钢板多块叠合构成转子铁心，将截面呈圆弧状的永久磁铁片插入由上述冲孔构成的磁铁插孔中；其特征在于该方法还包括：在连接所述外环部和轭铁部的连接部附近的所述冲孔的角部具有斜向突出于所述磁铁插孔内侧的细长结合突起，该角部由两个其冲裁部分部分重叠的冲裁金属模重复冲裁而成；所述永久磁铁角部削去部分，具有切角面，所述永久磁铁片插入所述磁铁插孔时，所述结合凸起因在所述切角面上与永久磁铁片结合而变形，由该弹性回复力，将所述永久磁铁片压紧固定；利用所述两个冲裁金属模冲裁部分的重叠形成的冲孔内面的凸起包容在所述永久磁铁片的圆周方向上的端部与所述磁铁插孔内侧面之间的空间中。

本发明的永久磁铁转子制造方法，沿着圆形钢板的圆周冲出多个具有圆弧状开口部的冲孔，该冲压钢板的所述冲孔的外侧部分构成转子铁心外环部，内侧部分构成转子铁心轭铁部，所述冲压钢板多块叠合构成转子铁心，将截面呈圆弧状的永久磁铁片插入由上述冲孔构成的磁铁插孔中；其特征在于，所述方法还包括：在连接所述外环部和轭铁部的连接部附近的所述冲孔的角部冲压成具有斜向突出于所述磁铁插孔内侧的细长的结合凸起；所述永久磁铁角部削去部分，具有切角面，所述永久磁铁片插入所述磁铁插孔时，用第一压紧装置压紧上述转子铁心；在通过压紧压缩所述铁心的状态下，用第二压紧装置将所述永久磁铁片压入所述磁铁插孔中；所述外环部在因所述永久磁铁片而产生塑性膨胀前，所述结合凸起因在上述切角面上与所述永久磁铁片结合而屈服变形；通过其弹性回复力而把所述永久磁铁片压紧固定。

本发明的永久磁铁转子在磁铁插孔内侧设有细长的舌状结合凸起，利用该结合凸起将永久磁铁片压向另一方并固定住。该结合凸起藉助其细长形状，在比较大的变形时，利用弹性复原力能可靠地固定住永久磁铁片。另外，该结合凸起由变形产生的弹性复原力处在较小的范围内，因此，其压力不易使永久磁铁片损坏。

另外，本发明的结合凸起设置在磁铁插孔的角部，因此，不必在处于磁通通路中的转子铁心的轭铁部上穿设通孔，从而不会妨碍永久磁铁片中磁通的通过，永久磁铁片的磁力特性不会恶化。

本发明的永久磁铁转子的制造方法在将永久磁铁片压入之前，依靠第一压紧装置将转子铁心沿转子的轴向压紧，在该状态下，由第二压紧装置将永久磁铁片压入，在永久磁铁片压入时，转子铁心处于在转子轴向被压紧的状态，因此，防止了转子铁心的外环部在永久磁铁片压入方向产生变形的情况。

在上述永久磁铁转子制造装置中，在必要时，可在第一压紧装置中设置压入时引导永久磁铁片的导块，藉此，能更容易地压入永久磁铁片。

另外，在第一压紧装置中设置限制转子铁心径向膨胀变形的外周保持环，藉此能防止由永久磁铁片压入所带来的转子铁心径向的变形。

再者，在第一压紧装置和承载转子铁心的底座两者之一上设置压紧外环部的凸起，藉此能使外环部轴向的变形为预先规定的尺寸，安装上与变形后的转子铁心端面紧密接合的端板，即能得到导磁效率良好的永久磁铁转子。

本发明的永久磁铁转子用具有冲孔的多块冲压钢板叠合成转子铁心，在冲孔重合成的磁铁插孔中插入永久磁铁片，在冲孔的一个部位设置易产生弹性变形的结合凸起，使该结合凸起与插入磁铁插孔中的永久磁铁片互相接合，依靠结合凸起的弹性复原力将永久磁铁片挤压向另一方，将其固定住。下面参照附图说明本发明的设有结合凸起的永久磁铁转子实施例。

图1是分解示出本发明的永久磁铁转子一个实施例的斜视图。

图2是剖视图，放大示出本发明的永久磁铁转子一个实施例的一部分。

图3是纵向剖视图，示出本发明的结合凸起与永久磁铁片的接合状态。

图4是纵向剖视图，示出在冲压钢板叠合方向上间断地设置结合凸起的实施例中结合凸起与永久磁铁片的接合状态。

图5是平面图，放大示出本发明另一实施例的转子铁心的一部分。

图6是剖视图，示出本发明另一实施例的转子铁心与永久磁铁片的接合状态。

图7说明冲出冲孔一部分(包含结合凸起的一个侧边)的第一工序。

图8说明冲出冲孔其余部分(包括结合凸起另一侧边)的第2工序。

图9是平面图，放大示出本发明再一实施例的转子铁心的一部分。

图10是剖视图，示出两个冲裁区域内外环部端部宽度变窄的永久磁铁转子的一部分。

图11示出两个冲裁区域设置成外环部宽度不变情况下的冲孔形状。

图12是永久磁铁转子的局部剖视图，两个冲裁区域设定成使外环部等宽，藉此使冲裁区域重复处的凸起处于干扰永久磁铁片的位置上。

图13说明在连接部附近设置的凸起的两个冲裁区域的形状与重复状态。

图14是永久磁铁转子的局部剖视图，在连接部附近的冲孔角部设置两个冲裁区域形成的凸起。

图15说明在连接部设置凸起的两个冲裁区域的形状与重复状态。

图16是连接部分上设置有凸起的永久磁铁转子的剖视图。

图17是斜视图，分解示出在与一个铆接部一致的位置上设有平衡孔的永久磁铁转子。

图18示出在与一个铆接部一致的位置上设置平衡孔的永久磁铁转子的端面。

图19是剖视图，放大示出设有平衡孔的铆接部。

图20说明铆接部周围磁通的状态。

图21说明包围铆接部的平衡孔周围的磁通状态。

图22是剖视图，示出冲孔内侧与外侧圆弧的轴心位置不同的永久磁铁转子。

图23是剖视图，放大示出冲孔内侧与外侧圆弧轴心位置不同的永久磁铁转子的一部分。

图24示出具有第一压紧装置和第二压紧装置的永久磁铁转子制造装置的结构。

图25是斜视图，示出第一压紧装置内设有导块的永久磁铁转子制造装置的一部分。

图26示出具有铁心外保持环的永久磁铁转子制造装置的结构的一部分。

图27是斜视图，示出在导块之下和底座之上设置挤压转子铁心部分外环部的凸起的永久磁铁转子制造装置的部分结构。

图28是斜视图，分解示出由具有压紧部分外环部的凸起的永久磁铁转子制造装置所制造出的永久磁铁转子。

图29是分解示出已有的永久磁铁转子的斜视图。

图30是已有的永久磁铁转子的横剖面图。

图31是另一种已有的永久磁铁转子的局部放大剖面图。

图32的图线示出，在外环部因永久磁铁片而产生塑性变形之前结合凸起即发生塑性变形的永久磁铁转子中，外环部及结合凸起变形与应力的关系。

图1分解示出本发明一个实施例的永久磁铁转子。构成永久磁铁转子1的有：多块带有冲孔2的圆形冲压钢板3叠合成的转子铁心4、插入由冲孔2重合成的磁铁插孔5中的永久磁铁片6、配置在转子铁心4两端面的一对端板7和连接两块端板7的铆钉8。

图2放大示出上述永久磁铁转子的局部剖面。如图2所示，冲孔2是在与冲压钢板3同心的两个同心圆C1、C2之间每隔大致90度冲压而成的。转子铁心4的冲孔2的外侧构成外环部9，冲孔2的内侧构成轭铁部10，外环部9与轭铁部10由连接部11连接。在轭铁部10的边缘部位设置插入铆钉8的铆钉孔12。

在由冲孔2重合而成的磁铁插孔5内侧的角部5a处，形成向磁铁插孔5的开口中心部凸出的细长舌状结合凸起13。永久磁铁片6具有与磁铁插孔5的开口部形状大致相吻合的圆弧状截面。永久磁铁片6内侧的角部6a削去棱角，具有切角面6b。结合凸起13的前端部在弯曲状态下与永久磁铁片6的切角面6b接触。

图3放大示出磁铁插孔5内的永久磁铁片6与结合凸起13的接合状态。在组装时，永久磁铁片6沿P1方向压入转子铁心4的磁铁插孔5中。设置在磁铁插孔5角部5a的结合凸起13端部与永久磁铁片6的切角面6b相接合，在永久磁铁片6压入力量的作用下朝M向弯曲。插入后，永久磁铁片6依靠结合凸起13的弹性复原力沿方向P2被偏置。

本实施例的永久磁铁转子1藉助上述结构，在磁铁插孔5的内部由结合凸起13将永久磁铁片6挤压在径向外侧的外环部9上，并固定住。结合凸起13从磁铁插孔5的角部5a至永久磁铁片6的切角面6b之间，形成细长状，利用适当的弹性复原力将永久磁铁片6可靠地固定住，而且，不会因为挤压力过大而使永久磁铁片6损坏。另外，因为永久磁铁片6在角部6a固定，所以，位于磁通通路中的转子铁心4上没有开孔，并且，转子铁心4与永久磁铁片6之间不存在大的间隙，因而不会损害永久磁铁片6的导磁特性。

在上述实施例中，结合凸起13设置在磁铁插孔5内侧的角部5a处，将永久磁铁片6挤向外环部9的方向，但也可以将结合凸起13设置在磁铁插孔5外侧的角部，将永久磁铁片6挤压在轭铁部10上。

通过在冲压钢板3叠合方向上间断地设置结合凸起13的办法，能够调节上述结合凸起13的弹性复原力。

图4示出在冲压钢板叠合方向上间断地设置结合凸起的情况下永久磁铁与结合凸起的接合状态。与图3中相同的部分标以相同的符号，其说明省略。从图4清楚地看出，在冲压钢板3的叠合方向上间断地设置结合凸起13，从而使与永久磁铁6单位长度相接触的结合凸起13的数量减少，藉此可调节对永久磁铁片6的挤压力。

图5放大示出另一实施例的具有结合凸起的转子铁心的一部分。

该实施例的结合凸起13设置成从转子铁心4的轭铁部10伸向连接部11，与轭铁10的外周形成规定角度，横穿磁铁插孔5的角部5a。图6示出具有这种结合凸起13的磁铁插孔5内插入永久磁铁片6的状态。插入该实施例的转子铁心4的磁铁插孔5中的永久磁铁片6削去内侧的角部6a，形成切角面6b，如图6所示，该切角面6b有一与结合凸起13相交叉的角度。这样，在插入永久磁铁片6时，其切角面6b与结合凸起13的前端部相互接触，结果，结合凸起13朝图示M方向弯曲，受结合凸起13的弹性复原力的作用，永久磁铁片6沿P2方向被挤压向外环部9，并被固定。

上述实施例的结合凸起13具有细长形状，从轭铁部10朝着连接部11横穿磁铁插孔5的角部5a，因此钢板的冲裁作业费时。以下对本实施例的冲压钢板的冲裁工序进行说明。

图7与图8分别示出冲出上述实施例的冲孔2的两个工序。图7示出仅冲裁出结合凸起13的一个侧边13a与冲孔2的端部的第1冲裁工序。图中的斜线区域A示出由第1冲裁工序冲出的开口部A1。该开口部A1的边缘的一部分与结合凸起13靠向角部侧的侧边13a一致。在第1冲裁工序后，利用图8所示的第2冲裁工序冲出结合凸起13的另一侧边13b和冲孔2的其余部分。图8的斜线区域B示出第2冲裁工序冲出的开口部B1。开口部B1边缘的一部分与结合凸起13的另一侧边13b一致。这样，由于将两个开口部A1和B1接合而冲出冲压钢板3的冲孔2。结合凸起13不会弯曲，并且，结合凸起可以在横穿冲孔2角部的方向上形成。

在上述实施例中，结合凸起13是从轭铁部10延伸向连接部11；反之，如图9所示，结合凸起13横穿磁铁插孔5a，也可以从连接部11延伸向轭铁部10。

在利用上述连续的两个冲裁工序形成冲孔2的情况下，如图8所示，细致时可以看出由第1冲裁工序冲出的区域A的径向宽度设定得比第二冲裁工序冲出的区域B的径向宽度略大，因此，如图10所示，连接部11附近外环部9的一部分9a的宽度变窄。外环部9的机械强度因该外环部宽度小的部分9a而降低。外环部宽度窄的部分9a的尺寸是根据高速旋转时必需保持住永久磁铁片6的要求而决定的，除该部分9a之外，外环部9的宽度增大，存在磁力效率低的问题。

为此设计了如图11所示的方法，区域A和B配置成使外环部9等宽。这种情况下，在区域A与B的开口边缘的交点处形成有凸起14。而为了避免这种凸起14，则考虑了图12所示的方法，在永久磁铁片6的外周面上设置槽6c。但是，槽6c妨碍了磁通的通过，永久磁铁转子1的磁力特性会降低。

为了解决上述问题，本发明另一实施例的永久磁铁转子在永久磁铁片与磁铁插孔之间形成空隙，将上述凸起配置成凸出在上述空隙中，从而不妨碍磁通的通过。

图13和14示出在冲孔的转子的径向外侧角部设置凸起的实施例。图13中，区域A和B设定成其开口边缘在连接部11的附近交叉的形状。

另一方面，永久磁铁片6转子径向外侧的角部被削去，如图14所示。这样，在永久磁铁片6切削后的角部与冲孔角部2a之间形成空隙26，凸起14置于该空隙2b中。

根据该实施例，凸起14不会妨碍永久磁铁片6的插入，也不会阻碍插入后永久磁铁片6的磁通的通过。此外，外环部9的宽度变得一致，能同时获得外环部9的机械强度和磁力效率。

图15和16示出另一实施例。在该实施例中，如图15所示，区域A和B设定成使凸起14凸出于连接部11的两侧。

另一方面，如图16所示，永久磁铁片6在转子圆周方向的长度较短。在永久磁铁片6的端部与连接部11之间形成图16所示那样的空隙2C，凸起14被置于该空隙2C之内。

本实施例的作用和效果与上述在冲孔角部2a设置凸起14的实施例完全相同，不再进行说明。

为了固定本发明的永久磁铁转子的永久磁铁片，由结合凸起将其压向转子的径向外侧。但是，为提高磁力效率，外环部形成必要的最小限度的宽度。另一方面，提高永久磁铁片尺寸精度在技术上是困难的。因而，在压入比磁铁插孔大的永久磁铁片时，由于结合凸起的压力，外环部会向转子径向外侧膨胀。

为此，本发明的永久磁铁转子求出在一定压力下外环部与结合凸起的变形，如图32所示，将外环部与结合凸起各自的尺寸和形状确定为：在外环部的应力到达屈服点B之前，结合凸起的应力先到达屈服点A。

由于根据外环部的宽度来调节结合凸起的长度及角度，在插入比规定尺寸大的永久磁铁片时，在外环部的应力达到屈服点而凸出之前，结合凸起的应力已经先达到屈服点，产生弯曲。这时，发生塑性变形的结合凸起仍有复原力，可依靠该复原力挤压固定住永久磁铁片。另外，结合凸起利用了在达到屈服点后产生塑性变形的空间，因此，可以弥补永久磁铁尺寸的偏差。

另外，在结合凸起的长度方向设置缺口，或者改变结合凸起的形状，调节结合凸起的凸出角度，以使结合凸起变形时容易到达屈服点，这些本技术领域的技术人员容易作出的变形都包含在本发明的范围内。

上述冲压钢板叠合构成转子铁心的永久磁铁转子，在进行冲裁工序时，各冲压钢板的某一部位产生凹陷，凹陷的爪部与其它冲压钢板结合，从而叠合成一体(下文中该凹陷部称为“铆接部”。并把这样地将冲压钢板束缚成一体称之为“铆接’”)。

以往，叠合的转子铁心在压入永久磁铁片之后，在两端安装端板，再在端面上安装配重，以消除重量上的不平衡，减小转动时的振动。作为配重的替代，或者在设置配重的同时，也可在转子铁心的端部设穿孔(以下将该穿孔称为平衡孔)。

但是，上述配重使永久磁铁转子的构造复杂化，而穿过转子铁心的平衡孔与铆接部会阻碍磁通的通过，使永久磁铁转子的磁力效率降低。

下文对解决上述问题的永久磁铁转子进行说明。

图17分解示出本发明的永久磁铁转子。永久磁铁转子1由下列部件构成：多块具有冲孔2的圆形冲压钢板3叠合而成的转子铁心4、插入由冲孔2重合成的磁铁插孔5中的永久磁铁片6、配置在转子铁心4两个端面口的一对端板7、平衡块14和铆钉8。冲压钢板3由铆接部16相互约束。在转子铁心4的轭铁部10上，在圆周上隔开规定角度配置穿过铆钉8的通孔12和铆接部16。在转子铁心与铆接部16之一的位置相贴合的部位上设置有规定直径和规定深度的平衡孔17。

图18示出转子铁心4的端面。本实施例的转子铁心4中，铆钉通孔12与铆接部16构成45°角，在与中心等距的位置上交叉。在与一个铆接部16相同的位置上设置平衡孔17。该平衡孔17具有包含铆接部16的内径。

图19示出从图18所示箭头C-C方向所见的平衡孔17与铆接部16的剖面。铆接部16具有在半个圆周上凹陷的一对爪部16a，各个爪部16a与相邻的冲压钢板3接合。各块冲压钢板3依靠这一爪部16a的接合而相互压住。平衡孔17的内径比上述两爪16a形成的小圆大，包含了整个铆接部16。平衡孔17的内径与深度根据各永久磁铁转子重量的不平衡度而决定。

以下参照附图20和21说明本发明上述结构的作用。

如图20所示，由于爪部16a造成钢板有不连续部分，铆接部16阻碍了磁通W的通过。而平衡孔17也由于钢板上的通孔而妨碍了磁通W的通过，如图21所示。平衡孔17设置在铆接部16的同一位置上，使之包含铆接部16，这与将它们分开设置的情况相比，妨碍磁通通过的部分减少了，可提高磁通效率。

利用平衡孔17消除永久磁铁转子1的重量不平衡的方法，可以省略配重14。

另外，预先将磁铁片在径向制成重量均衡，再进行组装，则很容易取得平衡。

设置平衡孔17的部分减少了铆接部16产生的约束力，但永久磁铁转子1最终是由铆钉8约束的，因而约束力不受影响。

根据前面第一个实施例，冲孔2是靠冲下两个直径不同的同心圆C1、C2之间的一部分而形成的，永久磁铁片6的截面形状具有与该冲孔2相吻合的形状。

但是，这种情况下，在冲孔2的内部，永久磁铁片6在转子圆周方向上产生形状偏差的情况是可能的，因此，为了使永久磁铁片6压入后各冲孔2与永久磁铁片6的中心正确一致，有必要高度注意作业管理。

为此，考虑了一种永久磁铁转子，使冲孔与永久磁铁片内、外面圆弧的轴心位置不同，从而使冲孔与永久磁铁片的中心在该形状下自动对合。

图22示出冲孔与永久磁铁片在转子径向上的内、外面圆弧轴心位置错开的永久磁铁转子的端面。在该永久磁铁转子1中，如图22所示，各冲孔2外侧圆弧面的轴心O2相对永久磁铁转子1的轴心O1，位于更靠近冲孔2的转子径向外侧。另外，各冲孔2内侧的圆弧面轴心如图22所示，与永久磁铁转子1的轴心O1重合。

另一方面，永久磁铁片6的截面形状与冲孔2的形状吻合。这种情况下，永久磁铁片6的磁极中心处于中心O1、O2之连线上。

冲孔2与永久磁铁片6的内、外面的半径分别用r1和r2表示，外面的半径r2可根据轴心O1与轴心O2之间的长度设计成使外环部位于冲孔2中心部位的宽度h1为一定值，同时，磁铁片的体积不是最小为宜。

图23放大示出冲孔2之一。从图22可以明白，将冲孔2外面的轴心O₂相对于内面的轴心O₁配置在更靠近冲孔2的径向外侧，可以使外环部9的中心宽度h1窄于端部的宽度h₂(a₁＜h₂)。

与此相对，永久磁铁片6中心部的宽度H1大于端部的宽度H2(H1＞H2)。这样，冲孔2与永久磁铁片6的中心分别由其形状来决定位置，使永久磁铁片6与冲孔2吻合后压入，可以使外环部9的中心与永久磁铁片6的中心正确对准。

上述各永久磁铁转子1在磁铁插孔5中具有结合凸起13，依靠该结合凸起13将永久磁铁片6挤压固定住。因而，在压入永久磁铁片6时，永久磁铁片6始终受到转子的朝向径向外侧的压力。

另一方面，为了提高磁力效率，外环部9的宽度取为所必需的最小限定。因此，由于永久磁铁片6与外环部9的摩擦，外环部9在永久磁铁片6的压入方向上会产生变形。

下面说明永久磁铁转子的制造装置，它在压入永久磁铁片6时，能防止外环部9变形。

图24示出永久磁铁转子的制造装置的结构，它具有在永久磁铁片压入之前压紧转子铁心的第一压紧装置，和压入永久磁铁片的第二压紧装置。

图中，永久磁铁转子制造装置21具有框架22。在框架22的基底上设置承载转子铁心4的底座23，在该底座23上面竖置用于确定转子铁心4的位置的螺栓24。

在框架22上端的梁上安装第一压紧装置25和个数为复数的第二压紧装置26。第一压紧装置25由第一压紧端25a和液压装置25b构成。第二压紧装置26由第二压紧端26a和液压装置26b构成。第一压紧端25a具有所压紧的转子铁心轭铁部的形状，由液压装置25b驱动。另一方面，第二压紧端26a的成形为只压缩永久磁铁片6，由液压装置26b驱动。第一压紧装置25和第二压紧装置26分别独立驱动，第二压紧装置26的各个液压装置26b的驱动最好同步。

在用该永久磁铁转子制造装置21加工永久磁铁转子时，将转子铁心4定位在底座23上，先用第一压紧装置25将转子铁心4沿轴向压缩，在压缩状态下，再用第二压紧装置26压入永久磁铁片6。

在用上述压入方法压入永久磁铁片6时，转子铁心4被压在底座上后，依靠永久磁铁片6的压入力来防止外环部9变形。

另外，第一压紧装置25在轴向压缩转子铁心4，因此，冲压钢板的铆接部被压紧，约束力增强。这种作业通常称为“同步铆接”，在冲压钢板叠合后进行。因而，利用本发明的永久磁铁制造装置，可以省略最后的铆接工序，更容易制造永久磁铁转子。

上述永久磁铁转子制造装置21的第一压紧端25a的端部设置有导引永久磁铁片6的导块，藉此能更容易地压入永久磁铁片6。

图25示出在第一压紧端的端部设有导块的永久磁铁转子制造装置局部。图中，第一压紧端25a的端部具有导引永久磁铁片6的导块27。导块27的下半面制成能压缩转子铁心4的全部端面的形状。另外，导块27具有形状及位置与转子铁心4的磁铁插孔5相吻合的导孔27a。

根据该永久磁铁转子制造装置，在永久磁铁片6压入之前，利用导块27在轴向压缩转子铁心4。接着，在导孔27a中插入永久磁铁片6的下端，使之在压入方向相对合。在第一压紧装置25压缩转子铁心4的状态下，由第二压紧装置压入永久磁铁片6。压入方向预先对合，永久磁铁片6经由导孔27a导引压入，因而可靠而且方便。

在上述永久磁铁转子制造装置中，由于永久磁铁片6的压入，转子铁心4会在转子径向膨胀凸出，这种情况导致电机旋转时出现障碍。

图26示出设置有能防止转子铁心在径向上膨胀凸出的铁心外保持环的永久磁铁转子制造装置的局部。

图26中，永久磁铁转子制造装置21具有与转子铁心4的端部和外周面都嵌合的一对铁心外保持环28、29。铁心外保持环29可与底座23成为一体。

在永久磁铁片6压入之时，使铁心外保持环28、29嵌合在转子铁心4的端部，由第一压紧装置25压缩转子铁心4，在该状态下，由第二压紧装置26将永久磁铁片6压入。

这样，在永久磁铁片6压入时，利用铁心外保持环28、29防止了转子铁心外周面的膨胀凸出。

该铁心外保持环也可以做成至少保持住转子铁心4端部处的外周面，或者覆盖全部的外周面。

下文说明的永久磁铁转子制造装置为预先使转子铁心的外环部产生规定尺寸的预变形，从而得到磁力效率高的永久磁铁转子。

图27示出使外环部产生规定尺寸预变形的永久磁铁转子制造装置的局部。

图27中，永久磁铁转子制造装置21在第一压紧端25a的下端具有导块27。导块27与转子铁心4外环部9接触的部位设置个数为复数的凸起30。各凸起30制成将外环部9在与永久磁铁片6的中心一致的部分压低一规定尺寸。

另外，本实施例中，在底座23上也设置了与设在导块27上的凸起30相同的凸起30。

根据该实施例，在用第一压紧装置25压缩转子铁心4时，转子铁心4外环部9的这一规定部分被凸起30压下规定尺寸。该外环部9的压下尺寸依据转子铁心4整体的压缩和凸起30的高度而始终大致保持一定。

永久磁铁片6压入之后，转子铁心4如图28所示那样变形。在转子铁心4上安装端板7，它与图28所示的外环部9无缝隙地紧密贴合。

这样就能得到端板7与外环部9紧密接合的永久磁铁转子1。该永久磁铁转子1因为没有磁通从端板7与转子铁心4的端面的间隙中漏出，所以磁力效率高。上述凸起30也可以只设置在导块27与底座23两者之一上。

从上述说明可以清楚地看到，本发明的永久磁铁转子利用磁铁插孔角部所设的细长舌状永久磁铁片，将永久磁铁片挤压向一方，固定在磁铁插孔中，因而能可靠地固定住永久磁铁片，并且，由于结合凸起的弹性适当，很少使永久磁铁片损坏。

此外，本发明永久磁铁转子制造装置具有在压入永久磁铁片之前在轴向上压缩转子铁心的第一压紧装置、在第一压紧装置压缩转子铁心的状态下将永久磁铁片压入的第二压紧装置，因而永久磁铁片的压入很少引起转子铁心的外环部变形。

Claims (6)

1.一种永久磁铁转子，沿着圆形钢板的圆周冲出多个具有圆弧状开口部的冲孔的冲压钢板多块叠合，构成转子铁心，将截面呈圆弧状的永久磁铁片插入由上述冲孔重合而成的磁铁插孔中，其特征在于，上述冲压钢板的上述冲孔的外侧部分构成上述转子铁心的外环部，内侧部分构成上述转子铁心的轭铁部，在连接上述外环部和轭铁部的连接部附近的上述冲孔角部设有斜向突出于上述磁铁插孔内侧的细长结合凸起，上述永久磁铁片角部削去一部分，具有切角面，上述结合凸起在上述切角面处与上述永久磁铁片接合，该结合凸起与上述永久磁铁片接合时产生变形，借助于其弹性回复力，将上述永久磁铁片压紧固定住。

2.如权利要求1所述的永久磁铁转子，其特征在于，上述结合凸起在上述冲压钢板的叠合方向上间断地设置。

3.如权利要求1所述的永久磁铁转子，其特征在于，上述冲压钢板藉助铆接部而叠合成一体，在与该铆接部位置贴合的转子铁心部位设置规定深度的平衡孔。

4.如权利要求1所述的永久磁铁转子，其特征在于，上述各冲孔在转子径向外侧的圆弧的轴心点相对于转子径向内侧的圆弧的轴心点更靠近冲孔的转子径向外侧，上述永久磁铁片的截面形状做得与上述冲孔大致吻合。

5.一种永久磁铁转子的制造方法，沿着圆形钢板的圆周冲出多个具有圆弧状开口部的冲孔，该冲压钢板的所述冲孔的外侧部分构成转子铁心外环部，内侧部分构成转子铁心轭铁部，所述冲压钢板多块叠合构成转子铁心，将截面呈圆弧状的永久磁铁片插入由上述冲孔构成的磁铁插孔中；其特征在于该方法还包括：在连接所述外环部和轭铁部的连接部附近的所述冲孔的角部具有斜向突出于所述磁铁插孔内侧的细长结合突起，该角部由两个其冲裁部分部分重叠的冲裁金属模重复冲裁而成；所述永久磁铁角部削去部分，具有切角面，所述永久磁铁片插入所述磁铁插孔时，所述结合凸起因在所述切角面上与永久磁铁片结合而变形，由该弹性回复力，将所述永久磁铁片压紧固定；利用所述两个冲裁金属模冲裁部分的重叠形成的冲孔内面的凸起包容在所述永久磁铁片的圆周方向上的端部与所述磁铁插孔内侧面之间的空间中。

6.一种永久磁铁转子的制造方法，沿着圆形钢板的圆周冲出多个具有圆弧状开口部的冲孔，该冲压钢板的所述冲孔的外侧部分构成转子铁心外环部，内侧部分构成转子铁心轭铁部，所述冲压钢板多块叠合构成转子铁心，将截面呈圆弧状的永久磁铁片插入由上述冲孔构成的磁铁插孔中；其特征在于，所述方法还包括：在连接所述外环部和轭铁部的连接部附近的所述冲孔的角部冲压成具有斜向突出于所述磁铁插孔内侧的细长的结合凸起；所述永久磁铁角部削去部分，具有切角面，所述永久磁铁片插入所述磁铁插孔时，用第一压紧装置压紧上述转子铁心；在通过压紧压缩所述铁心的状态下，用第二压紧装置将所述永久磁铁片压入所述磁铁插孔中；所述外环部在因所述永久磁铁片而产生塑性膨胀前，所述结合凸起因在上述切角面上与所述永久磁铁片结合而屈服变形；通过其弹性回复力而把所述永久磁铁片压紧固定。

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