CN1494201A - 旋转电机的定子 - Google Patents

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Abstract

一种旋转电机的定子，向磁铁施加压入力的第1支承表面具有分散压入力的形状，即具有与磁铁的端面的大致整个面抵接的平面或数个分散的凸出部表面，第2支承表面具有为减少磁铁和磁铁保持架之间的摩擦力而只与磁铁的端面的局部进行接触的凸出部。第1支承表面的凸出部也可以是环形凸出部和径向凸出部。本发明旋转电机的定子不损伤磁铁，而且磁铁向磁铁保持架及轭铁的压入操作容易、迅速。

Description

旋转电机的定子
技术领域
本发明涉及旋转电机的定子，尤其涉及具有压入轭铁内的磁铁组件的旋转电机的定子。
背景技术
传统的永磁式旋转电机比如图7那样构成，旋转电机的定子具有：具有内周面且由磁性软钢制成的大致中空圆筒形的轭铁1、沿轭铁1的内周面2压入而固定于轭铁1内的磁铁组件3。磁铁组件3具有：数个在圆周方向保持所定的间隔设置而形成磁极的大致矩形的扇形磁铁4；将所述磁铁4为形成磁极而保持在所述轭铁内的圆筒形框架、即磁铁保持架5。在定子的一端即轭铁1的开口部设置具有轴承6的后盖7，与轭铁1的闭端的轴承8一起可旋转地支承转子9。
图8是以立体分解图表示旋转电机的定子。旋转电机的定子具有轭铁1和压入其中的磁铁组件3，磁铁组件具有：磁铁4、由内周侧覆盖磁铁4的盖10；将盖10和磁铁4保持在所定关系的磁铁保持架5。磁铁4是分别具有第1、第2端面11、12及2个侧面13的大致矩形的扇形(断面扇形)磁铁。盖10是板构件，覆盖磁铁4的内周面和两侧面13，并折弯成沿磁铁4的外周面向外延伸的凸缘。
磁铁保持架5具有：具有与磁铁4的第1端面11抵接而对其支承的第1支承表面14的第1环形部15；具有与磁铁4的第2端面12抵接而对其支承的第2支承表面16的第2环形部17；将两个环形部15及17相互连接的连接部18，是整体上将磁铁4保持成在轭铁1内构成磁极的状态的电绝缘性合成树脂等圆筒形框架。第2环形部17在图中的上部外周部为了便于压入轭铁，且为了与轭铁的闭端部的弯曲部一致而进行过倒角处理。
当将带有盖10的磁铁4与磁铁保持架5组合时，为了减少摩擦以便于操作，且为了吸收相互间的一些尺寸误差，在磁铁保持架5的第1环形部15及连接部18上设有与磁铁4局部抵接的凸出部19及20。所以，与磁铁4的第1端面11抵接而对其支承的第1支承表面14是设在第1环形部15的凸出部19的表面，第2支承表面16是第2环形部17本身的表面。在图示例中，如图9及图10所示，提供第1支承表面14的凸出部19设在磁铁4的宽度(即端面长度)中央的局部区域，仅以该部分抵接，在凸出部19的端部21的两侧区域，在第1环形部15与磁铁4之间形成小间隙G，该区域的宽度为L1。
将这样的磁铁4和盖10压入磁铁保持架5后，组装成如图7所示的磁铁组件3，再按图10所示的箭头P由下向上挤压第1环形部15，以将磁铁组件3压入轭铁1内，由此完成图7所示的旋转电机的定子。
在传统的旋转电机的定子向轭铁1压入的作业中施加的压入力P如图10所示，是施加在磁铁保持架5的第1环形部15上。所以在将磁铁组件5压入轭铁1内时，压入力P只从第1环形部15的凸出部19的第1支承表面14向磁铁4的第1端面11传递。另一方面，与轭铁1之间的摩擦力F1及F2向与压入力P相反的方向作用于磁铁4上。因此，在第1支承表面14外侧的无支承的间隙G1部分，作为合力，只有与摩擦力F2相对应的力在起作用，并且有很大的剪切力作用于第1支承表面14的端部21。该剪切力成为与间隙G1的长度成比例的力矩，且随着压入的进行而增大，另外，压入力P的偏移也在扩大，终于在磁铁4上发生裂纹或脱落片。这样，无支承的区域(间隙G1)L1越宽，作用于端部21的力就越大。
为了消除这种无支承区域(间隙G1)，可以将第1环形部15的第1支承表面14做成平面，以整个面与磁铁4的第1端面11抵接，以消除该问题，但磁铁4与磁铁保持架5之间的摩擦力过大，磁铁4***磁铁保持架5的作业困难，故不实用。又如图11所示，也有人提出将第1环形部15的面对磁铁4的表面做成平面并离开磁铁4，在其间形成与第1端面11大致相同长度的间隙G2，由此只用环形部的一侧将磁铁4支承于磁铁保持架5。但磁铁4容易从磁铁保持架5脱落，故必须在压入之前采取某些方法保持磁铁4，另外即使是在压入后，磁铁4的保持也不一定牢固，所以有可能成为旋转电机的噪音、振动恶化的原因而不能令人满意。
发明内容
为了解决上述传统的旋转电机的定子的问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、磁铁容易***磁铁保持架、同时磁铁组件压入磁铁时可以防止损伤磁铁的旋转电机的定子。
根据本发明，为解决上述问题采用的技术方案如下。
(1)一种旋转电机的定子，具有：具有内周面的中空圆筒性的轭铁；沿所述轭铁的内周面压入而设在所述轭铁内的磁铁组件，所述磁铁组件具有：在圆周方向隔开一定间隔设置、分别具有第1、第2端面及侧面、构成磁极的数个大致矩形扇形的磁铁；将所述磁铁保持成在所述轭铁内构成磁极的状态的圆筒形框架、即磁铁保持架，所述磁铁保持架具有：具有第1支承表面的第1环形部，所述第1支承表面支承所述磁铁的第1端面，压入所述轭铁时克服所述轭铁和所述磁铁之间的摩擦力，以使将所述磁铁组件压入所述轭铁内的压入力作用于所述磁铁上；具有第2支承表面的第2环形部，所述第2支承表面支承所述磁铁的第2端面；将所述两个环形部相互连接的连接部，其特征在于，所述第1支承表面为防止所述压入力和所述摩擦力的作用造成磁铁破损，具有将所述压入力分散后作用于所述磁铁的形状，所述第1支承表面及所述第2支承表面中至少一方只与所述磁铁的所述端面的局部接触，使所述磁铁和所述磁铁保持架之间的摩擦力降低到不妨碍所述磁铁***所述磁铁保持架的程度。
(2)所述第1支承表面是与所述磁铁的所述端面的大致整个面抵接的平面，所述第2支承表面可以是从所述第2环形部局部地凸出的凸出部表面。
(3)所述第1支承表面也可以是与所述磁铁的所述端面相互离开的数个区域抵接的数个凸出部的表面。
(4)所述第1支承表面也可以具有：只与所述磁铁的所述端面的径向内侧区域抵接的环形凸出部的表面、及从环形凸出部向大致径向外侧延伸而与所述磁铁的所述端面的径向外侧的区域局部抵接的凸出部的表面。
(5)所述径向凸出部也可以有数个。
附图说明
图1是表示使用本发明旋转电机的定子的永磁式旋转电机的局部剖视图。
图2是表示本发明旋转电机的定子的一实施形态的立体分解图
图3是表示图2的旋转电机的定子的磁铁与磁铁保持架间关系的局部展开图。
图4是表示本发明旋转电机的定子的另一实施形态的磁铁与磁铁保持架之关系的局部展开图。
图5是表示本发明旋转电机的定子的又一实施形态的立体分解图。
图6是表示本发明旋转电机的定子的再一实施形态的局部立体图。
图7是表示使用传统的旋转电机的定子的永磁式旋转电机的局部剖视图。
图8是表示图7的旋转电机的定子的立体分解图。
图9是表示图7的旋转电机的定子的磁铁与磁铁保持架之关系的局部展开图。
图10是表示作用于图9的旋转电机的定子的力的关系的局部展开图。
图11是表示传统的旋转电机的定子的另一提案的磁铁与磁铁保持架之关系的局部展开图。
具体实施方式
图1表示使用本发明旋转电机的定子的永磁式旋转电机，图2至图5表示本发明旋转电机的定子的实施形态，整体来说，与图6至图10所示具有同样的结构，所以对于相同或对应部分在图中用同一符号表示，不重复详细说明，只说明不同点。
实施形态1
图2及图3所示的本发明旋转电机的定子是用在永磁式旋转电机上，其详细结构如图2所示的立体分解图所示。在图2中，本发明旋转电机的定子与图6至图10所示的不同点是磁铁保持架5的第1环形部25不具有凸出部，表面是平坦的，在磁铁保持架5的第2环形部26上，为了降低摩擦便于操作，还为了吸收相互间的一些尺寸误差而设有凸出部27，处于与磁铁4的第2端面12局部抵接的状态。
因而，第1环形部25本身的平坦表面是第1支承表面28，第1支承表面28与磁铁4的第1端面11相抵接并支承其，当压入轭铁1时，克服轭铁1和磁铁4之间的摩擦力，使将磁铁组件5压入轭铁1内的压入力作用于磁铁4上。该第1支承表面28是以平坦宽阔的面与磁铁4抵接，故可分散压入力P，而且几乎没有不支承磁铁4的区域(空隙)的宽度，所以可防止前述的因压入力P和摩擦力F的作用造成的磁铁4的破损，可将压入力P分散后作用于磁铁4上。
设在第2环形部26的凸出部27的表面是支承磁铁4的第2端面12的第2支承表面29。该第2支承表面29只与磁铁4的端面局部接触，使磁铁4和磁铁保持架5之间的摩擦力降低到不妨碍磁铁4***磁铁保持架5的程度。在图示例中，提供第2支承表面29的凸出部27设在磁铁4的宽度(即端面的长度)中央的局部区域，仅以该部分与磁铁4抵接，在凸出部27两侧的区域，在第2环形部26与磁铁4之间形成小间隙G。也可以隔开间隔设置数个这样的凸出部27。
在旋转电机的定子向轭铁压入的作业中施加的压入力P如图3所示，是由第1环形部25本身的平坦面、即整个第1支承表面28向磁铁4的第1端面11传递。所以压入力P分散且基本均匀地作用于宽阔的面上，而且磁铁4和轭铁1之间的摩擦力F3及摩擦力F4也由第1支承表面28支承。因此，不会有过大的力矩作用于磁铁4上而对磁铁4造成损伤。由于结构简单，所以磁铁4向磁铁保持架5的压入操作容易，可以迅速进行磁铁组件3向轭铁1的压入操作，而不必特别注意磁铁4的损伤。
实施形态2
在如图4所示的旋转电机的定子中，与图7至图10所示的旋转电机的定子同样，第1环形部31具有与磁铁4抵接的凸出部32。但该第1环形部31的凸出部32有数个，与磁铁4的第1端面11的相互离开的多个区域抵接，因此凸出部32的表面、即第1支承表面33也有数个。数个凸出部32在图示例中有3个，大致均匀地在磁铁4的第1端面11的长度方向分布，小间隙G2形成于各凸出部32之间。间隙G2的宽度(圆周方向长度)L2与如图10所示的宽度L1比较极小，所以磁铁4的、作用于与间隙G2相对应且未由第1环形部31支承的部分的力矩F很小，磁铁4上不会发生裂纹和脱落。第2环形部34与图9所示的同样，具有无凸出部且平坦的第2支承表面35，但也可以设置与图3所示的凸出部27同样的或适当变形的凸出部。在该实施形态中，第1支承表面33及第2支承表面35两者都可在大范围中分布，因此能更稳定地支承。
实施形态3
在如图4所示的旋转电机的定子中，第1环形部41设有只在第1环形部41内侧的局部区域连续的环形凸出部42以及在剩余的外侧区域内从环形凸出部42起连续而大致朝径向外侧延伸的径向凸出部43，在环形凸出部42和径向凸出部43的顶面形成第1支承表面44。换言之，第1支承表面44由只与磁铁4的第1端面11的径向内侧区域抵接的环形凸出部42的表面、以及从环形凸出部42大致朝径向外侧延伸并在磁铁的第1端面11的径向外侧区域局部地抵接的径向凸出部43的表面形成。该旋转电机的定子由于环形凸出部42连续地支承磁铁4的第1端面11的径向内侧部分，所以在第1环形部41和第1支承表面44之间无间隙，万一磁铁4有脱落片等异物，也不会进入转子侧。径向凸出部43起到稳定支承磁铁4的作用。
实施形态4
在如图6所示的旋转电机的定子中，以大致均等的间隔设有数个相当于图5所示的径向凸出部43的径向凸出部45。在图示例中，相对于1个磁铁4有3个径向凸出部45。用该结构支承磁铁4更稳定。
上述的本发明旋转电机的定子的效果如下。
(1)一种旋转电机的定子，具有：具有内周面的中空圆筒性的轭铁；沿所述轭铁的内周面压入而设在所述轭铁内的磁铁组件，所述磁铁组件具有：在圆周方向隔开一定间隔设置、分别具有第1、第2端面及侧面、构成磁极的数个大致矩形扇形的磁铁；将所述磁铁保持成在所述轭铁内构成磁极的状态的圆筒形框架、即磁铁保持架，所述磁铁保持架具有：具有第1支承表面的第1环形部，所述第1支承表面支承所述磁铁的第1端面，压入所述轭铁时克服所述轭铁和所述磁铁之间的摩擦力，以使将所述磁铁组件压入所述轭铁内的压入力作用于所述磁铁上；具有第2支承表面的第2环形部，所述第2支承表面支承所述磁铁的第2端面；将所述两个环形部相互连接的连接部，其特征在于，所述第1支承表面为防止所述压入力和所述摩擦力的作用造成磁铁破损，具有将所述压入力分散后作用于所述磁铁的形状，所述第1支承表面及所述第2支承表面中至少一方只与所述磁铁的所述端面的局部接触，使所述磁铁和所述磁铁保持架之间的摩擦力降低到不妨碍所述磁铁***所述磁铁保持架的程度。
由于过大的摩擦力不会作用于磁铁，所以磁铁向磁铁保持架的压入操作容易。
(2)所述第1支承表面是与所述磁铁的所述端面的大致整个面抵接的平面，所述第2支承表面可以是从所述第2环形部局部地凸出的凸出部表面。所以过大的力矩不会作用于磁铁并使之损伤，而且磁铁向磁铁保持架的压入操作容易、迅速。
(3)所述第1支承表面也可以是与所述磁铁的所述端面相互离开的数个位置抵接的数个凸出部的表面。所以过大的力矩不会作用于磁铁并使之损伤，而且磁铁向磁铁保持架的压入操作容易、迅速，并能得到更稳定的支承。
(4)所述第1支承表面也可以具有：只与所述磁铁的所述端面的径向内侧区域抵接的环形凸出部的表面、及从环形凸出部向大致径向外侧延伸而与所述磁铁的所述端面的径向外侧的区域局部抵接的凸出部的表面。所以在第1环形部和磁铁之间不会产生间隙，磁铁的脱落片等异物不会进入转子侧，可以稳定地支承磁铁。
(5)所述径向凸出部也可以有数个。因而磁铁的支承更稳定。

Claims (5)

1.一种旋转电机的定子，具有：具有内周面的中空圆筒性的轭铁；沿所述轭铁的内周面压入而设在所述轭铁内的磁铁组件，
所述磁铁组件具有：
在圆周方向隔开一定间隔设置、分别具有第1、第2端面及侧面、构成磁极的数个大致矩形扇形的磁铁；
将所述磁铁保持成在所述轭铁内构成磁极的状态的圆筒形框架、即磁铁保持架，
所述磁铁保持架具有：具有第1支承表面的第1环形部，所述第1支承表面支承所述磁铁的第1端面，压入所述轭铁时克服所述轭铁和所述磁铁之间的摩擦力，以使将所述磁铁组件压入所述轭铁内的压入力作用于所述磁铁上；具有第2支承表面的第2环形部，所述第2支承表面支承所述磁铁的第2端面；将所述两个环形部相互连接的连接部，
其特征在于，所述第1支承表面为防止所述压入力和所述摩擦力的作用造成磁铁破损，具有将所述压入力分散后作用于所述磁铁的形状，
所述第1支承表面及所述第2支承表面中至少一方只与所述磁铁的所述端面的局部接触，以使所述磁铁和所述磁铁保持架之间的摩擦力减少到不妨碍所述磁铁***所述磁铁保持架的程度。
2.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述第1支承表面是与所述磁铁的所述端面的大致整个面抵接的平面，所述第2支承表面是从所述第2环形部局部地凸出的凸出部表面。
3.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述第1支承表面是与所述磁铁的所述端面相互离开的数个区域抵接的数个凸出部的表面。
4.根据权利要求1所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述第1支承表面具有：只与所述磁铁的所述端面的径向内侧区域抵接的环形凸出部的表面、及从所述环形凸出部大致向径向外侧延伸而与所述磁铁的所述端面的径向外侧的区域局部地抵接的凸出部的表面。
5.根据权利要求4所述的旋转电机的定子，其特征在于，所述径向凸出部有数个。
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