无刷电机的永磁转子制造技术

一种永磁转子及其制造法，该转子的多叠层钢片座架有偶数个外突磁极部，各磁极部或隔一磁极部的槽口插有永久磁铁。通过设置槽口突出部、结合爪、退爪槽、旋转偏移端口钢片和宽度合适的桥接部等，具有压入磁铁用力小、离心力对机械强度影响小、定位正确、结构牢靠等优点。其制造法采用金属模按冲入深度冲裁并层叠不同形状的钢片，工序简单。适合作需精确旋转和耐久性的音响设备、办公自动设备等所用电机的转子。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无刷电机的永磁转子，特别是关于具有多叠层钢片座架，并且该座架具有偶数个向外突出的磁极部，各磁极部或者每隔一个磁极部，又分别插有的永久磁铁的无刷电机的永磁转子。众所周知，无刷电机由永磁转子定子组合而成，以往永磁转子将几块激磁永久磁铁插入叠层钢片构成的座架内部，而定子具有与该永磁转子的磁极外周面隔开稍许间隙、且面对面设置的磁极部。图35是采用以往永磁转子的无刷电机的旋转轴正交截面图。图中，以往无刷电机51由定子52和永磁转子53构成。即定子52包含支撑在其内侧且旋转自如的永磁转子53，并具有多个向内突出的定子磁极部54。定子磁极部54上可卷绕图中未示出的线圈。通过该线圈上流过电流，激励定子磁极部54所定的磁级。定子磁极部54端头的磁极面55位于与电机旋转轴56的中心距离相等的圆筒面上。再说永磁转子53则由多叠层钢片座架57和一对激磁永久磁铁58构成。座架57的外周有4个向外突出的磁极部59，该磁极部59每隔一个就在底部插入激磁永久磁铁58，并使其N极相互面对而置。各磁极部59端头的磁极面60做成与旋转轴56的中心距离相等的曲面，而且旋转磁极面60上的所有点，与上述磁极面55等距离地对置。上述永磁转子53，因为激磁永久磁铁58的N极同性相斥，所以磁力线如图中所示，从没有装激磁永久磁铁的磁极面60出发，经定子内部，再由装激磁永久磁铁的磁极面60进入座架57的内部。于是，具有永久磁铁的永磁转子53的磁极部成为S极，与此相反，没有永久磁铁的永磁转子53的磁极部就成为N极。如图所示，为了驱动永磁转子53旋转，使沿旋转方向位置稍偏永磁转子53的磁极部59中心的磁极部54激磁为N极。永磁转子由于受已激磁的定子磁极部54所吸引，所以旋转。接着，再使相对于已旋转永磁转子53的位置又有偏移的定子磁极部54激磁成N极。永磁转子53又被这新激磁的定子磁极部54吸引，进一步旋转。如此重复操作，永磁转子53就会连续旋转驱动。众所周知，以往的无刷电机利用永磁转子53旋转产生的反电动势来决定上述永磁转子的位置。也就是说，由于永磁转子53的旋转，激磁永久磁铁58的磁力线横穿图中未示出的卷绕在定子52的磁极面55上的线圈，从而在定子52的线圈上产生反电动势。再利用检测该反电动势所在位置的办法，来检测永磁转子53各激磁永久磁铁的位置，决定应激磁定子端的磁极位置，并对其激磁。图36分解并画出以往的永磁转子。以往的永磁转子53具有座架57和激磁永久磁铁58。座架57由许多钢片层叠而成。座架57的外周设有磁极部59，在该磁极部59的底部，设置插入激磁永久磁铁58的槽口62。各钢片61又通过模压加工出具有凹陷成长方形的填塞部63。上述各钢片61通过互相压入填塞部，层叠为一体。激磁永久磁铁58做成槽口62可容纳的大小。安装永磁转子53时，在上述激磁永久磁铁58的表面涂上粘接剂，再如图所示，让表现为同一极性的磁极面对面插入槽口62。图中的箭头记号表示激磁永久磁铁的插入方向。反之，对于因使用条件而不能用粘接剂的永磁转子53，激磁永久磁铁58要做成与槽口62无间隙配合。安装永磁转子53时，用气压装置等向图中所示Q方向加压，由于这样强制插入槽口62内，所以在槽口62的两端会有离心方向R的力加在连结磁极头部和磁极底部的桥接部64上。图37分解并画出本专利技术申请人曾开发的永磁转子。如图所示，在用于插入激磁永久磁铁的槽口62的内周面上，鼓出与激磁永久磁铁58相结合的结合爪62a。激磁永久磁铁58能插入槽口62内，且具有与结合爪62a相配合的截面形状。采用这种永磁转子结构，激磁永久磁铁58只与结合爪62a结合，其摩擦阻力小，因此能以小的压力将激磁永久磁铁58压入座架57内。而且激磁永久磁铁58压入座架57内后，结合爪62a对激磁永久磁铁58限位，可防止其脱落。以往的技术中，如图35及图36所示，在上述激磁永久磁铁的外周面涂粘接剂后再插入座架的槽口的永磁转子，当在致冷剂或加压流体中工作时，因粘接剂会被致冷剂或加压流体溶解，存在激磁永久磁铁脱落的问题。至于以往另一种不通过粘接剂而将激磁永久磁铁直接压入座架槽口的永磁转子，压入激磁永久磁铁需用很大的力，往往会因压入力而损坏激磁永久磁铁，或者会因离心方向的插入力加在桥接部而破损。上述永磁转子还会因激磁永久磁铁与座架槽口的尺寸公差配合，要求很高的加工精度，使永磁转子不易制造。又因为处于槽口两端的桥接部与激磁永久磁铁紧靠，激磁永久磁铁的磁力线会在桥接部泄漏而不通往磁极部的外部空间，使磁力线不与电机定子相交，从而使磁力线不会产生驱动永磁转子旋转的力。这样还存在桥接部磁力线泄漏引起的铁损发热。因此，本专利技术的目的是要提供一种防止激磁永久磁铁因致冷剂或加压流体而脱落，并进行该激磁永久磁铁定位，且易于制造的高性能永磁转子。上述申请人曾专利技术的永磁转子(参见图37)，具有大幅度减少小激磁永久磁铁压入力的优点。然而，将激磁永久磁铁压入时，各钢片的结合爪一点一点地向压入方向倾斜，这些结合爪倾斜的积累，往往使座架叠层方向端部的结合爪明显倾斜，而最终因超过钢片填塞部的结合力，钢片会部分剥离。以往的永磁转子，还会因激磁永久磁铁与座架轴向长度的公差不同，在激磁永久磁铁短于座架的情况下，往往激磁永久磁铁头部与座架端部钢片的结合爪不完全配合，成为不稳定压入状态，钢片往往会因振动等而剥离。因此，本专利技术的另一目的是要解决上述申请人曾专利技术过的永磁转子未解决的课题，提供一种以小压力插装激磁永久磁铁并能防止其脱落，而且在激磁永久磁铁压入时和使用时座架端部钢片不剥离的。再者，上述申请人曾专利技术的永磁转子(参见图37)，其激磁永久磁铁的部分磁力线从N极出发后，通过座架的桥接部，到达激磁永久磁铁的S极。这些通过桥接部的磁力线不会与电机定子相交，所以无助于永磁转子的旋转驱动。因此，激磁永久磁铁的磁效率与通过桥接部的激磁永久磁铁的磁通量成反比地降低。对此若减小座架桥接部的截面积，就能减少通过该桥接部的磁力线数。这是因为通过桥接部的磁力线数取决于座架材料所决定的磁通密度与桥接部截面积之积。然而，在叠层钢片的座架中，构成座架的钢片一般通过起模加工制成，而要模压具有极小截面积桥接部的座架钢片是极其困难的。对于具有极小截面积桥接部的座架来说，座架高速旋转时，又会因离心力作用而发生激磁永久磁铁和磁极部的离心式破坏，因此必须提高座架桥接部的机械强度，而一旦提高桥接部的机械强度，则会出现激磁永久磁铁磁力线利用率降低的问题。因此，本专利技术的又一个目的是提供一种永磁转子，它是在具有激磁永久磁铁的无刷电机的永磁转子中，以多叠层钢片构成座架，并根据可冲裁的宽度、磁力线通过数方面可容许的宽度以及起因于离心力的机械性强度所容许的宽度，使上述座架桥接部具有最佳宽度。再者，以往的永磁转子，按照上述桥接部宽度与磁极部辐射向宽度的关系以及永磁转子与定子的相对位置关系，激磁永久磁铁的磁力线集中在沿旋转方向偏离磁极部周向中心的位置上，因而磁力线产生的反电动势比实际的激磁永久磁铁位置更早检测到。结果是定子的磁极部比所定时间提早激磁，引起永磁转子旋转不良。因此，本专利技术的再一目的是提供一种使激磁磁铁的磁力线始终集中在磁极部所设定的位置上，从而能正确检测磁极部位置的永磁转子。本专利技术永磁转子是在具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁转子，该永磁转子在具有定子和支撑于上述定子内侧且旋转自如的转子（上述转子具有多叠层钢片座架，上述座架又有偶数个向外突出的磁极部，各磁极部或者每隔一个磁极部，分别插有激磁永久磁铁）的无刷电机中，其特征在于：上述激磁永久磁铁插入上述磁极部所形成的槽口，并且在上述槽口的左右端部设置与上述激磁永久磁铁侧面搭接的突出部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长手隆，石黑明克，山越一成，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]