專利名稱：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于空調(diào)機(jī)等家用電器和產(chǎn)業(yè)機(jī)器等的電動(dòng)機(jī)，更具體地說，它是和那種能減少回轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)，而且在制造方面有許多優(yōu)點(diǎn)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有關(guān)的。
雖然電動(dòng)機(jī)被應(yīng)用在各種電氣制品中，但就空調(diào)機(jī)而言，在大多數(shù)情況下，在其風(fēng)扇馬達(dá)上采用將轉(zhuǎn)子配置在產(chǎn)生回轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子內(nèi)側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子型。
為了將空調(diào)機(jī)設(shè)置在室內(nèi)，要求電動(dòng)機(jī)能安靜地運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)這個(gè)要求，曾對(duì)內(nèi)轉(zhuǎn)子型電動(dòng)機(jī)作過種種改進(jìn)，其中的一個(gè)例子已在特開平7-32841號(hào)中公開。
下面，參照?qǐng)D4所示的斷面圖和圖5所示的側(cè)視圖，圖中所示的這種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)軸1和永久磁鐵3，永久磁鐵3是做成相對(duì)于轉(zhuǎn)軸1同軸地配置的圓環(huán)狀。在轉(zhuǎn)軸1上固定著回轉(zhuǎn)支持體(鐵心)2，它的外徑小于永久磁鐵3的內(nèi)徑。
當(dāng)連接轉(zhuǎn)軸1和永久磁鐵3時(shí)，左右一對(duì)橡膠制的緩沖構(gòu)件4、5從兩側(cè)將回轉(zhuǎn)支持體2夾緊，而且進(jìn)入到回轉(zhuǎn)支持體2和永久磁鐵3之間地、分別沿轉(zhuǎn)軸1的軸向、從相對(duì)側(cè)鑲?cè)搿?br>
然后，在端板6、7邊將規(guī)定的壓力加到各個(gè)緩沖構(gòu)件4、5的外側(cè)邊貼靠在其上后，從一方的端板6將多根銷(在本例中用2根)8穿通在另一方的端板7上，并用盤簧狀的制動(dòng)件9將這銷端部緊固。
由此，緩沖構(gòu)件4、5由端板6、7得到的壓力而膨脹，使回轉(zhuǎn)支持體2和永久磁鐵3緊密接觸，將轉(zhuǎn)軸1和永久磁鐵3組裝成一體。
若采用這種結(jié)構(gòu)，即使回轉(zhuǎn)時(shí)在永久磁鐵3上產(chǎn)生振動(dòng)，由于這振動(dòng)能由緩沖構(gòu)件4、5吸收，不會(huì)傳到轉(zhuǎn)軸1，因而能產(chǎn)生防振效果。而且，由于把緩沖構(gòu)件4、5作成左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，因而能防止永久磁鐵3的傾斜和偏心。但是，在制造方面有下述的問題。
即，為了增大轉(zhuǎn)軸1和緩沖構(gòu)件4、5的接觸面積，使它們堅(jiān)固地連接，就必需把回轉(zhuǎn)支持體2固定在轉(zhuǎn)軸1上。而且，為了防止永久磁鐵3的傾斜和偏心，除了需要左右對(duì)稱形狀的2個(gè)緩沖構(gòu)件4、5之外，還需要利用將它們固定的端板6、7，銷8和制動(dòng)器9，這就使整體的零件數(shù)增多，使制造成本增加。
然后，在采用這種轉(zhuǎn)子組裝成電動(dòng)機(jī)后，作為回轉(zhuǎn)軸1上的實(shí)際負(fù)荷而安裝上風(fēng)扇進(jìn)行試運(yùn)行，其結(jié)果，在該負(fù)荷的固有振動(dòng)頻率和回轉(zhuǎn)軸1的扭曲固有頻率一致而產(chǎn)生共振時(shí)，由于零件數(shù)量多而無(wú)變更設(shè)計(jì)的余地，在最不利的情況下則要重新設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)。
如果采用本發(fā)明，則用較少的零件就能防止轉(zhuǎn)子的振動(dòng)和偏心，因此能降低電動(dòng)機(jī)的成本。而且，即使對(duì)其與負(fù)荷之間所產(chǎn)生的共振，也不用較大地進(jìn)行設(shè)計(jì)變更就能容易地處理，因而能得到對(duì)各種制品都有優(yōu)良適應(yīng)性的電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明為一種在產(chǎn)生回轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子內(nèi)側(cè)配置的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，具有形成環(huán)狀的永久磁鐵，配置在上述永久磁鐵中心的轉(zhuǎn)軸，在上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間加硫形成的規(guī)定硬度的橡膠材料所構(gòu)成的緩沖構(gòu)件；借助上述緩沖構(gòu)件而將上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸連接成一體。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子最好在上述永久磁鐵的內(nèi)周面上形成作為固定器的嵌入到上述緩沖構(gòu)件內(nèi)的凸部。
上述凸部既可以是沿著上述永久磁鐵內(nèi)周面的圓周方向、以規(guī)定的間隔設(shè)置多個(gè)，也可以是沿著上述永久磁鐵內(nèi)周面的圓周方向、形成一連串的凸邊狀(凸緣狀)。
最好，上述永久磁鐵與轉(zhuǎn)軸和上述緩沖構(gòu)件的接合是用粘接材料進(jìn)一步增強(qiáng)的。而且，上述轉(zhuǎn)軸和緩沖構(gòu)件的接合狀態(tài)可用例如由高頻形成的燒結(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)的。
通過這種機(jī)構(gòu)，能使永久磁鐵與緩沖構(gòu)件、緩沖構(gòu)件與轉(zhuǎn)軸之間分別確實(shí)地結(jié)合，能借助緩沖構(gòu)件使永久磁鐵與轉(zhuǎn)軸成為一體，因而能將永久磁鐵的回轉(zhuǎn)力確實(shí)地傳遞給轉(zhuǎn)軸，同時(shí)能得到可耐轉(zhuǎn)矩的強(qiáng)度。
上述緩沖構(gòu)件上設(shè)有用來吸收上述緩沖構(gòu)件位移的位移吸收機(jī)構(gòu)是本發(fā)明的一個(gè)特征。
上述位移吸收機(jī)構(gòu)既可以是上述緩沖構(gòu)件上與轉(zhuǎn)軸平行地形成的多個(gè)通孔(貫通孔)，也可以是由形成在上述緩沖構(gòu)件兩面上的多個(gè)凹坑，無(wú)論形成哪一種，都能吸收上述緩沖構(gòu)件的位移，能提高防振效果。
上述緩沖構(gòu)件可以是各種橡膠材料，例如丁腈橡膠(NBR)、乙烯丙烯橡膠(EDPM)、異丁橡膠(IIR)、氯丁二烯橡膠(CR)等都是適用的，而其中，最好用容易便宜地得到、又有優(yōu)良的耐候性能、耐藥品性能、機(jī)械特性、粘接性和成形性能的氯丁二烯橡膠。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法的特征在于，在把預(yù)先形成環(huán)狀而構(gòu)成的永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸呈同心狀地配置在金屬模具內(nèi)之后，將流動(dòng)狀態(tài)的橡膠材料注入上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間的空間內(nèi)，加硫成形為具有規(guī)定硬度的緩沖構(gòu)件，用上述緩沖構(gòu)件將上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸連接成一體。
根據(jù)減輕重量的觀點(diǎn)，最好，上述永久磁鐵由塑性磁鐵構(gòu)成，在這種情況下，當(dāng)在上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間的空間內(nèi)加硫成形上述緩沖構(gòu)件時(shí)，將成形溫度控制在不使上述塑性磁鐵變形的溫度以下。
本發(fā)明的制造方法還包含下述第1方式和第2方式，即在上述緩沖構(gòu)件加硫成形之前，在上述永久磁鐵的內(nèi)周面和轉(zhuǎn)軸的兩方?；蛘咴谄淙我庖环缴贤糠笳辰觿?，和在上述緩沖構(gòu)件加硫成形之后，在上述轉(zhuǎn)軸和緩沖構(gòu)件的接合部上進(jìn)一步加以燒結(jié)。
圖1是模式地表示本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)施例的斷面圖。
圖2是圖1所示轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
圖3是用于本發(fā)明制造方法中的金屬模具裝置的模式斷面圖。
圖4是模式地表示以前的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的斷面圖。
圖5是圖4所示轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖。
下面，先參照?qǐng)D1所示的斷面圖和圖2所示的側(cè)視圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。由于在這個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)生回轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子一側(cè)的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的主題沒有直接關(guān)系，因而省略了它的表示。
上述轉(zhuǎn)子10具有永久磁鐵11、轉(zhuǎn)軸12和緩沖構(gòu)件13；其中的永久磁鐵11是作成環(huán)狀的；轉(zhuǎn)軸12是穿通在永久磁鐵11的中心上；緩沖構(gòu)件13是在永久磁鐵11和轉(zhuǎn)軸12之間加硫形成的具有一定硬度的橡膠材料構(gòu)成的。永久磁鐵11和轉(zhuǎn)軸12借助緩沖構(gòu)件13而連接成一體。
在這實(shí)施例中，永久磁鐵11由塑性磁鐵構(gòu)成，在它的內(nèi)周面上形成凸部11a，其作為固定器而嵌入在緩沖構(gòu)件13內(nèi)。凸部11a既可沿圓周方向、等間隔地配置多個(gè)，也可作成連續(xù)的凸邊狀(凸緣狀)。本發(fā)明不排除金屬制造的永久磁鐵。永久磁鐵11也可以是金屬制造的。
轉(zhuǎn)軸12可以是簡(jiǎn)單的圓柱狀，不具有上述圖4所說明的以前實(shí)施例那樣的回轉(zhuǎn)支持體(鐵心)2。
在本實(shí)施例中，考慮到材料能容易廉價(jià)地得到，又具有優(yōu)良的耐氣候性能、耐藥品性能、機(jī)械特性、粘接性能和成形性能等理由，緩沖構(gòu)件13采用氯丁二烯橡膠(CR)。可將流動(dòng)狀態(tài)的氯丁二烯橡膠充填、加硫到永久磁鐵11和轉(zhuǎn)軸12之間的空間內(nèi)而形成緩沖構(gòu)件13。
在緩沖構(gòu)件13上還設(shè)置位移吸收機(jī)構(gòu)，用來吸收這緩沖構(gòu)件13的位移。在這個(gè)實(shí)施例中，將位移吸收機(jī)構(gòu)表示成與轉(zhuǎn)軸12平行的貫通孔13a，其沿著以轉(zhuǎn)軸12為中心的圓周方向、以一定的間隔設(shè)置多個(gè)。
也可替代貫通孔13a地、在緩沖構(gòu)件13a的兩側(cè)面上分別形成多個(gè)凹坑(非貫通孔)。
下面，參照?qǐng)D3來說明轉(zhuǎn)子10的制造方法。先將事先形成環(huán)狀的永久磁鐵11和圓柱狀的轉(zhuǎn)軸12同心狀地裝到金屬模具15內(nèi)。
這時(shí)，將粘接劑14涂敷在永久磁鐵11的內(nèi)周面和轉(zhuǎn)軸12的表面上。粘接劑14的涂敷范圍只要在與緩沖構(gòu)件13相接觸的部位就可以了。
然后，將金屬模具15關(guān)閉，將作為緩沖構(gòu)件13的材料的氯丁二烯橡膠從注入口15a注入到永久磁鐵11和轉(zhuǎn)軸12之間的空間內(nèi)，并進(jìn)行加硫而形成緩沖構(gòu)件13。
在這橡膠的加硫成形時(shí)，最好不使金屬模具15的溫度和成形材料(氯丁二烯橡膠)的注射溫度達(dá)到作為永久磁鐵11的塑性磁鐵材料的變形溫度。
這樣，可在金屬模具15內(nèi)制造借助緩沖構(gòu)件13將永久磁鐵11和轉(zhuǎn)軸12一體化的轉(zhuǎn)子10。
圖3中沒有表示作為位移吸收機(jī)構(gòu)的貫通孔13a，但在金屬模具15中將銷放在上述貫通孔13a的形成位置上，就能用這銷形成貫通孔13a。
也可采用與此不同的做法，在緩沖構(gòu)件13成形并將其從金屬模具15中取出之后，例如用鉆頭等形成貫通孔13a(或者形成凹坑)。
如果采用上述的轉(zhuǎn)子10，由于將橡膠材料構(gòu)成的緩沖構(gòu)件13設(shè)置在永久磁鐵11和轉(zhuǎn)軸12之間，因而能用緩沖構(gòu)件13防止由永久磁鐵11的回轉(zhuǎn)而引起的振動(dòng)、偏心和傾斜。
因?yàn)橛删彌_構(gòu)件13的貫通孔13a(或者由凹坑)吸收緩沖構(gòu)件13自身的位移，所以本發(fā)明還能提高上述的防振效果。
此外，由于本發(fā)明的轉(zhuǎn)子可以只把環(huán)狀的永久磁鐵11、不具有空轉(zhuǎn)防止機(jī)構(gòu)(圖4的回轉(zhuǎn)支持體2)的簡(jiǎn)單圓柱狀的轉(zhuǎn)軸12和緩沖構(gòu)件13作為主要的構(gòu)件，不需要上述以前例子那樣的多個(gè)構(gòu)件，因而就能降低電動(dòng)機(jī)的成本。
如果采用上述溫度管理下的制造方法，則不必進(jìn)行使永久磁鐵11的外徑(轉(zhuǎn)子外形)一致用的切削等后加工。因此，用極少的制造工時(shí)就可加工完，能進(jìn)一步降低制造成本。
緩沖構(gòu)件13的硬度只要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、選用能最好地吸收回轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的永久磁鐵11振動(dòng)的就可以。而且在使用由上述轉(zhuǎn)子10的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、例如風(fēng)扇的場(chǎng)合下，由轉(zhuǎn)子10及其風(fēng)扇決定轉(zhuǎn)軸12的扭轉(zhuǎn)矩頻率，但如果使用本發(fā)明，則只要適當(dāng)改變橡膠材料的硬度、不必大幅度地變更設(shè)計(jì)就能避免共振現(xiàn)象。因此能制得對(duì)各種機(jī)器都具有優(yōu)良適應(yīng)性的電動(dòng)機(jī)。
為了進(jìn)一步提高永久磁鐵11和緩沖構(gòu)件13的接合強(qiáng)度，在上述實(shí)施例中，可在永久磁鐵11的內(nèi)側(cè)設(shè)置凸部11a，并使用粘接劑14，但省略其任何一方都可以。
作為使用粘接劑14的替代，特別是就轉(zhuǎn)軸12側(cè)而言，可把轉(zhuǎn)軸12裝到金屬模具15內(nèi)，使橡膠材料在它們之間成型之后，將高頻焊接方法(即感應(yīng)加熱方法)用于金屬模具15和轉(zhuǎn)軸12之間，將緩沖構(gòu)件13的橡膠材料燒結(jié)在轉(zhuǎn)軸12上。
雖然上面用具體的實(shí)施例說明了本發(fā)明，但根據(jù)這些說明，普通技術(shù)人員能容易考慮到的變形例和相等技術(shù)當(dāng)然都是在本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，配置在產(chǎn)生回轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子內(nèi)側(cè)，其特征在于，具有形成環(huán)狀的永久磁鐵，配置在上述永久磁鐵中心的轉(zhuǎn)軸，在上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間加硫成形的規(guī)定硬度的橡膠材料所構(gòu)成的緩沖構(gòu)件；借助上述緩沖構(gòu)件而將上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸連接成一體。
2．如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，在上述永久磁鐵的內(nèi)周面上形成作為固定器的嵌入到上述緩沖構(gòu)件內(nèi)的凸部。
3．如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述凸部是沿著上述永久磁鐵內(nèi)周面的圓周方向、以規(guī)定的間隔設(shè)置多個(gè)。
4．如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述凸部是沿著上述永久磁鐵內(nèi)周面的圓周方向、形成一連串的凸緣狀的。
5．如權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述永久磁鐵與轉(zhuǎn)軸和上述緩沖構(gòu)件的接合是用粘接材料進(jìn)一步增強(qiáng)的。
6．如權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述轉(zhuǎn)軸和緩沖構(gòu)件的接合是用燒接機(jī)構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)的。
7．如權(quán)利要求1～6中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述緩沖構(gòu)件上設(shè)有用來吸收上述緩沖構(gòu)件位移的位移吸收機(jī)構(gòu)。
8．如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述位移吸收機(jī)構(gòu)是由上述緩沖構(gòu)件上與轉(zhuǎn)軸平行地形成的多個(gè)通孔構(gòu)成的。
9．如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述位移吸收機(jī)構(gòu)是由形成在上述緩沖構(gòu)件兩面上的多個(gè)凹坑構(gòu)成的。
10．如權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述緩沖構(gòu)件是氯丁二烯橡膠。
11．一種電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，用于制造在產(chǎn)生回轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的定子內(nèi)側(cè)配置的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，把預(yù)先形成環(huán)狀而構(gòu)成的永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸呈同心狀地配置在金屬模具內(nèi)之后，將流動(dòng)狀態(tài)的橡膠材料注入上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間的空間內(nèi)，加硫成形為具有規(guī)定硬度的緩沖構(gòu)件，用上述緩沖構(gòu)件將上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸連接成一體。
12．如權(quán)利要求11所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，上述永久磁鐵由塑性磁鐵構(gòu)成，在上述永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸之間的空間內(nèi)加硫成形上述緩沖構(gòu)件時(shí)，將成形溫度控制在不使上述塑性磁鐵變形的溫度以下。
13.如權(quán)利要求11或12所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，在上述緩沖構(gòu)件加硫成形之前，在上述永久磁鐵的內(nèi)周面和轉(zhuǎn)軸的兩方、或者在其任意一方上涂敷粘接劑。
14．如權(quán)利要求11、12或13中任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，在上述緩沖構(gòu)件加硫成形之后，在上述轉(zhuǎn)軸和緩沖構(gòu)件的接合部上進(jìn)一步加以燒結(jié)。
全文摘要
一種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子及其制造方法,通過在形成環(huán)狀的永久磁鐵和配置在這永久磁鐵中心的轉(zhuǎn)軸之間加硫成形由橡膠材料構(gòu)成的緩沖構(gòu)件,借助緩沖構(gòu)件將永久磁鐵和轉(zhuǎn)軸連接成一體,因而能用較少的零件防止轉(zhuǎn)子的振動(dòng)和偏心等,能使電動(dòng)機(jī)成本降低。
文檔編號(hào)H02K5/24GK1324134SQ0111952
公開日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2001年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者小嶋智則, 丹野俊昭, 前山研, 奧津廣 申請(qǐng)人:富士通將軍股份有限公司