專利名稱：設(shè)有焊接的磁體保持元件的永磁體轉(zhuǎn)子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁體電機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及包括焊接到轉(zhuǎn)子的磁體保持元件的永磁體轉(zhuǎn)子組件。
背景技術(shù)：
永磁體電機(jī)在本領(lǐng)域是眾所周知的。它們通常設(shè)有定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子共軸安裝到定子以繞定子旋轉(zhuǎn)。一些永磁體電機(jī)設(shè)有內(nèi)部定子和外部轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子大致封閉定子。當(dāng)在本情況時，轉(zhuǎn)子具有大致筒狀的主體，并且永磁體定位在轉(zhuǎn)子的內(nèi)部表面上。為適當(dāng)?shù)貙⒂来朋w安裝到筒狀轉(zhuǎn)子主體的內(nèi)部表面，常規(guī)地使用粘結(jié)劑以阻止相鄰永磁體的相對運(yùn)動。在永磁體和筒狀轉(zhuǎn)子主體之間使用粘結(jié)劑具有許多缺陷。首先，必須選取充分的粘性，因?yàn)殡姍C(jī)的操作溫度可以相當(dāng)?shù)母摺Ｆ浯?，?dāng)增加了粘結(jié)劑的價格、人工成本、刀具加工成本和部件清洗成本時，與使用粘結(jié)劑相關(guān)的成本相當(dāng)高。實(shí)際中，為使粘結(jié)劑適當(dāng)工作，永磁體與筒狀主體的配合表面在被施加粘結(jié)劑之前通常被適當(dāng)?shù)刂苽浜颓逑矗@既耗時又增大了轉(zhuǎn)子的制造成本。

發(fā)明內(nèi)容


在附圖中圖1是根據(jù)第一圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖2是設(shè)有如圖1圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖3是沿圖2的線3-3截取的截面圖；圖4是根據(jù)第二圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖5是設(shè)有如圖4圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖6是沿圖5的線6-6截取的截面圖；圖7是根據(jù)第三圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖8是設(shè)有如圖7圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖9是沿圖8的線9-9截取的截面圖；圖10是根據(jù)第四圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖11是設(shè)有如圖10圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖12是沿圖11的線12-12截取的截面圖13是根據(jù)第五圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖14是設(shè)有如圖13圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖15是沿圖14的線15-15截取的截面圖；圖16是根據(jù)第六圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖17是設(shè)有如圖16圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖18是沿圖17的線18-18截取的截面圖；圖19是根據(jù)第七圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖20是設(shè)有如圖19圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖21是沿圖20的線21-21截取的截面圖；圖22是根據(jù)第八圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖23是設(shè)有如圖22圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖M是沿圖沈的線M-M截取的截面圖；圖25是根據(jù)第九圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖沈是設(shè)有如圖25圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖27是沿圖四的線27-27截取的截面圖；圖觀是沿圖四的線觀-觀截取的截面圖；圖四是根據(jù)第十圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖30是設(shè)有如圖四圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖31是沿圖30的線31-31截取的截面圖；圖32是根據(jù)第十一圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖33是設(shè)有如圖32圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖34是沿圖36的線34-34截取的截面圖；圖35是根據(jù)第十二圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖36是設(shè)有如圖35圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖37是圖36的定子的一部分的前視力；圖38是根據(jù)第十三圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖39是設(shè)有如圖38圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖40是沿圖39的線40-40截取的截面圖；圖41是根據(jù)第十四圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖42是設(shè)有如圖41圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖43是沿圖42的線43_43截取的截面圖；圖44是根據(jù)第十五圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖45是設(shè)有如圖44圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖46是沿圖45的線46-46截取的截面圖；圖47是根據(jù)第十六圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖48是設(shè)有如圖47圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖49是根據(jù)第十七圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖50是設(shè)有如圖49圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖51是根據(jù)第十八圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；圖52是設(shè)有如圖51圖示的并且定位在相鄰磁體之間的磁體保持元件的轉(zhuǎn)子的一部分的透視圖；圖53是根據(jù)第十九圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視圖；以及圖M是根據(jù)第二十圖示實(shí)施方式的磁體保持元件的透視具體實(shí)施例方式根據(jù)圖示的實(shí)施方式，提供了一種用于外部轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括大致筒狀的轉(zhuǎn)子主體，所述轉(zhuǎn)子主體設(shè)有內(nèi)部表面；所述大致筒狀的轉(zhuǎn)子主體限定縱向旋轉(zhuǎn)軸線；至少兩個永磁體，所述永磁體縱向安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的內(nèi)部表面，每至少兩個永磁體包括縱向上反向的第一端和第二端以及反向的第一面和第二面，所述第一面構(gòu)造為并且大小形成為接觸所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面；至少兩個間隔元件，所述至少兩個間隔元件經(jīng)由至少一個分別的焊點(diǎn)被縱向安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面并位于相鄰永磁體之間；所述至少兩個間隔元件被構(gòu)造為并且大小形成為阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的相對周向運(yùn)動和徑向運(yùn)動。當(dāng)在權(quán)利要求和/或說明書中結(jié)合術(shù)語“包括”使用不定冠詞“一(a或an)，，時， 可意味著“一個”，但也包括“一個或更多個”、“至少一個”和“一個或多于一個”的含義。類似地，詞語“另一個”可意味著至少第二個或更多個。如在本說明書和權(quán)利要求中使用的，詞語“包括(comprising) ”(以及“包括”的任意形式，比如復(fù)數(shù)或單數(shù)形式)、“具有”(以及“具有”的任意形式，比如復(fù)數(shù)或單數(shù)形式)、 “包括(including) ” (以及“包括(including) ”的任意形式，比如復(fù)數(shù)或單數(shù)形式)或者 “包含”(以及“包含”的任意形式，比如復(fù)數(shù)或單數(shù)形式)是內(nèi)含的或者開放的，而并不排斥另外未提及的元件或處理步驟。一般來說，這里所述的圖示實(shí)施方式涉及用于設(shè)有內(nèi)部定子和共軸的外部轉(zhuǎn)子的電機(jī)的永磁體轉(zhuǎn)子。為克服與使用粘結(jié)劑相關(guān)的上述缺陷，永磁體保持元件經(jīng)由焊接部被安裝在相鄰的永磁體之間?，F(xiàn)在更具體地參考附圖中的圖1至圖3，將說明設(shè)有根據(jù)第一圖示實(shí)施方式的磁體保持元件102的永磁體轉(zhuǎn)子100。轉(zhuǎn)子100具有構(gòu)造用以在其上接收永磁體106的內(nèi)部表面104。如從圖3能夠看到的，定子100磁體106和內(nèi)部表面104的接觸表面彼此對應(yīng)，以將磁體106充分安裝到定子 100。內(nèi)部表面104另外包括肩部108，肩部108定位成使得當(dāng)磁體106正確定位到表面 104上時，磁體106的縱向遠(yuǎn)端109可抵接在肩部108上。如從圖1更好地看到的，磁體保持元件102是縱向元件，其包括設(shè)有兩個點(diǎn)焊部位114(在圖1中以虛線示出)的中心部分112、近端T形狀的端部116和遠(yuǎn)端升高的并且更大的T形狀的端部118。近端T形狀的端部116構(gòu)造為接收相鄰磁體106的近端角部120、122，以防止它們縱向移動到轉(zhuǎn)子100的表面104上。為防止損傷到磁體106的角部，T形狀的端部116設(shè)置有圓化的切除部117和119。遠(yuǎn)端升高的并且更大的T形狀的端部118構(gòu)造為防止永磁體106由于向內(nèi)指定的徑向力而被從表面104移除。實(shí)際中，如能夠從圖3看到的，其寬的T部分IM與相鄰磁體 106的定位在磁體保持元件102的任一側(cè)上的一部分疊加。T形狀的端部118的升高使得磁體106被寬的T部分124的下側(cè)1 接觸。如從圖3能夠看到的，磁體保持元件102被點(diǎn)焊到轉(zhuǎn)子100的表面104，以將磁體保持元件102安裝到轉(zhuǎn)子100并安裝在相鄰的磁體106之間。磁體保持元件102的中央部分112的寬度大小形成為根據(jù)轉(zhuǎn)子的設(shè)置在周向上將相鄰磁體106隔開預(yù)定距離。應(yīng)注意到，轉(zhuǎn)子100的內(nèi)表面可以可選地包括記號，以在安裝磁體106之前適當(dāng)?shù)囟ㄎ淮朋w保持元件。磁體保持元件102阻止磁體106相對于轉(zhuǎn)子100的縱向、周向和徑向上的運(yùn)動。磁體保持元件102可由各種材料制成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，非磁性不銹鋼適用于該元件。當(dāng)然，能夠使用其它的可焊接材料，比如常規(guī)的鋼。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖4至圖6，將說明設(shè)有根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的磁體保持元件202的永久磁體轉(zhuǎn)子200。由于磁體保持元件202非常類似于上述的磁體保持元件 102，則下文中僅描述它們之間的差異?？傮w來講，磁體保持元件202與磁體保持元件102之間的主要差異在于添加了熱膨脹應(yīng)力釋放元件。轉(zhuǎn)子200具有構(gòu)造為在其上接收永磁體206的內(nèi)表面204。磁體保持元件202為縱向元件，其包括設(shè)有兩個點(diǎn)焊部位214 (在圖4中以虛線示出)的中央部分212、近端T形狀的端部216和遠(yuǎn)端升高的并且更大的T形狀的端部218。熱膨脹應(yīng)力釋放元件由設(shè)置在中央部分212處的峰部220構(gòu)成。峰部220構(gòu)造為使得如果磁體保持元件磁體保持元件202的熱膨脹和轉(zhuǎn)子永久磁體轉(zhuǎn)子200的熱膨脹不同，其允許焊接部位214朝向彼此和彼此背離的運(yùn)動。換句話說，峰部220允許磁體保持元件202的縱向熱膨脹，而不會對焊接部施加力。這防止焊接部由于不同的熱膨脹施加到它們的力對它們造成損傷。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖7至圖9，將說明設(shè)有根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的磁體保持元件302的永久磁體轉(zhuǎn)子300。由于磁體保持元件302非常類似于上述的磁體保持元件102 和202，則下文中僅描述它們之間的差異。總體來講，磁體保持元件302與磁體保持元件202之間的主要差異在于熱膨脹應(yīng)力釋放元件的特性。轉(zhuǎn)子300具有構(gòu)造為在其上接收永磁體306的內(nèi)表面304。磁體保持元件302由兩個縱向元件312A和312B構(gòu)成，每個縱向元件設(shè)有分別的點(diǎn)焊部位314 (在圖7中以虛線示出)。縱向元件312A包括近端T形狀的端部316，縱向元件312B包括遠(yuǎn)端升高的并且更大的T形狀的端部318。熱膨脹應(yīng)力釋放元件由在縱向元件312A和312B的相鄰端部之間設(shè)置的舌部320 和槽部322布置構(gòu)成。舌部和槽部布置構(gòu)造并大小形成為使得當(dāng)縱向元件312A和312B被焊接到內(nèi)表面304時，在舌部320和槽部322之間存在間隙。該間隙允許磁體保持元件302 的縱向熱膨脹，而不會對焊接部施加力。這防止焊接部314由于不同的熱膨脹施加到它們的力對它們造成損傷?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖10至圖12，將說明設(shè)有根據(jù)第四示例性實(shí)施方式的磁體保持元件402的永久磁體轉(zhuǎn)子400。轉(zhuǎn)子400具有構(gòu)造為在其上接收永磁體406的內(nèi)表面404。如從圖10能夠更好地看到的，磁體保持元件402為縱向元件，其包括設(shè)有兩個點(diǎn)焊部位(在圖10中以虛線示出)的中央部分412、近端升高的雙T形狀的端部416和相同的遠(yuǎn)端升高的并且更大的T形狀的端部418。為簡潔的目的，下文中將僅說明近端升高的雙 T形狀的端部416。近端T形狀的端部416包括與圖1中的T形狀部分IM類似的第一 T部分420， 該第一 τ部分420構(gòu)造并且大小形成為施加壓力到相鄰的磁體406上；和第二 T部分422， 該第二T部分具有向下彎曲端部424、426，所述向下彎曲端部構(gòu)造為接觸磁體406的與其相鄰的近端縱向端部428，以防止磁體406的縱向移動。因此，不需要轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面的肩部108，從而減少了所需要的對轉(zhuǎn)子的機(jī)加工。磁體保持元件402阻止磁體406相對于轉(zhuǎn)子400的縱向、周向和徑向的運(yùn)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，根據(jù)替代實(shí)施方式的磁體保持元件(未示出)的設(shè)計(jì)可通過將磁體保持元件406(圖10)的近端416與磁體保持元件102(圖1)的遠(yuǎn)端118組合實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖13至圖15，將描述設(shè)有根據(jù)第五示例性實(shí)施方式的磁體保持元件502的永磁體轉(zhuǎn)子500。轉(zhuǎn)子500具有構(gòu)造為在其上接收永磁體506的內(nèi)表面504。肩部508接收磁體506 的縱向遠(yuǎn)端509。如從圖13能夠更好地看到的，磁體保持元件52是縱向元件，其包括中央孤焊接收孔514。磁體保持元件502具有由底壁520和兩個成夾角的側(cè)壁522和524限定的大體U 形橫截面。如從圖15能夠看到的，成角度的側(cè)壁522和524的角度使得當(dāng)磁體保持元件502 被焊接到轉(zhuǎn)子500時，壓力被施加到與所述側(cè)壁鄰近的磁體506。
磁體保持元件502防止磁體506相對于轉(zhuǎn)子500的周向和徑向運(yùn)動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖16至圖18，將說明設(shè)有根據(jù)第六示例性實(shí)施方式的磁體保持元件602的永磁體轉(zhuǎn)子600。轉(zhuǎn)子600具有構(gòu)造為在其上接收永磁體606的內(nèi)表面604。肩部608接收磁體606 的縱向遠(yuǎn)端609。磁體保持元件602是縱向元件，其設(shè)有兩個接收孔614。如從圖18能夠更好地看到的，磁體保持元件602具有大體T形的橫截面。更具體地，磁體保持元件602的縱向磁體接觸側(cè)包括肩部616，肩部616與磁體606的輪廓大體一致，由此阻止磁體相對于轉(zhuǎn)子600的周向和徑向運(yùn)動。應(yīng)注意到，磁體保持元件602不阻止磁體606的縱向運(yùn)動。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖19至圖21，將說明設(shè)有根據(jù)第七示例性實(shí)施方式的磁體保持元件702的永磁體轉(zhuǎn)子700。磁體保持元件702是縱向元件，其具有由底壁722和均設(shè)有分別的凸緣7觀、730 的兩個側(cè)壁7M和726限定的大體U形橫截面，所述凸緣構(gòu)造為防止磁體706的徑向運(yùn)動。 凸緣7 和730的自由端被折疊以防止磁體706受到損傷。磁體保持元件702另外包括兩個點(diǎn)焊部位714(圖19中虛線所示)。如從圖21中能夠看到的，凸緣7 和730在磁體保持元件702被焊接到轉(zhuǎn)子時彈性變形，以充分提供作用在磁體706上的朝向轉(zhuǎn)子700的壓力。磁體保持元件702防止磁體706相對于轉(zhuǎn)子700的周向和徑向運(yùn)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，磁體保持元件702可由彈簧鋼制成?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖22至圖M，將說明設(shè)有根據(jù)第八示例性實(shí)施方式的磁體保持元件802的永磁體轉(zhuǎn)子800。轉(zhuǎn)子800具有構(gòu)造為在其上接收永磁體806的內(nèi)表面804。肩部808接收磁體806 的縱向遠(yuǎn)端809。磁體保持元件802是縱向元件，其設(shè)有中央部分812和每個均設(shè)有點(diǎn)焊部位 84 (圖22中以虛線示出)的兩個端部816、818。兩個端部816、818具有由底壁820和兩個側(cè)壁822和824限定的U形橫截面，側(cè)壁的自由端被折邊以防止磁體806受到損傷。側(cè)壁限定了 C形彈簧，所述C形彈簧被構(gòu)造和大小形成為施加壓力到磁體806上，以阻止它們的徑向運(yùn)動。應(yīng)注意到，磁體保持元件802不防止磁體806的縱向運(yùn)動。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖25至圖觀，將說明設(shè)有根據(jù)第九示例性實(shí)施方式的磁體保持元件902的永磁體轉(zhuǎn)子900。轉(zhuǎn)子900具有構(gòu)造為在其上接收永磁體906的內(nèi)表面904。肩部908接收磁體906 的縱向遠(yuǎn)端909。磁體保持元件902包括設(shè)有兩個點(diǎn)焊部位914(圖25中虛線所示)的中央部分 912。中央部分912是大體上的U形并且設(shè)有凸緣916、918，所述凸緣構(gòu)造為施加壓力到磁體906上，以防止磁體906的徑向運(yùn)動。另外，每個均包括兩個偏壓臂擬4、擬6的兩個偏壓組件920、922從中央部分912延伸。如在圖28中能夠看到的，偏壓臂924、擬6施加壓力到磁體906，以確保磁體906在周向上的正確定位。實(shí)際中，用以制造磁體和磁體保持元件的公差使得存在小的所要求的游隙以允許轉(zhuǎn)子的組裝。彈簧臂補(bǔ)償該小的游隙并且阻止磁體 906的周向運(yùn)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解偏壓組件920、922中的一個可省略。磁體保持元件902由彈簧鋼或其它類似材料制成。應(yīng)注意到，磁體保持元件902不阻止磁體906的縱向運(yùn)動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖四至圖31，將說明設(shè)有根據(jù)第十示例性實(shí)施方式的磁體保持元件1002的永磁體轉(zhuǎn)子1000。轉(zhuǎn)子1000具有構(gòu)造為在其上接收永磁體1006的內(nèi)表面1004。肩部1008接收磁體1006的縱向遠(yuǎn)端1009。磁體保持元件1002包括設(shè)有兩個電弧焊部位1014的中央部分1012。中央部分 1012是大體上的U形并且設(shè)有凸緣1016、1018，所述凸緣構(gòu)造為施加壓力到磁體1006上， 以防止磁體1006的徑向運(yùn)動。另外，每個均包括兩個偏壓臂10M、1026的兩個偏壓組件 1020、1022從中央部分1012延伸，所述兩個偏壓臂在磁體保持元件1002安裝在磁體之間時能夠被向內(nèi)壓縮。如在圖31中能夠看到的，偏壓臂1024、10 確保磁體1006在周向上的正確定位。如上文中提到的，用以制造磁體和磁體保持元件的公差使得存在小的所要求的游隙以允許轉(zhuǎn)子的組裝。彈簧臂補(bǔ)償該小的游隙并且阻止磁體1006的周向運(yùn)動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解偏壓組件1020、1022中的一個可省略。磁體保持元件1002由鋁合金制成。當(dāng)然，可使用其它類似材料，比如鋅和塑料。應(yīng)注意到，磁體保持元件1002不阻止磁體1006的縱向運(yùn)動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖32至圖34，將說明設(shè)有根據(jù)第十一示例性實(shí)施方式的磁體保持元件1102的永磁體轉(zhuǎn)子1100。轉(zhuǎn)子1100具有構(gòu)造為在其上接收永磁體1106的內(nèi)表面1104。肩部1108接收磁體1106的縱向遠(yuǎn)端1109。磁體保持元件1102包括設(shè)有中央部分1112的間隔元件1120和每個均設(shè)有點(diǎn)焊部位1114(圖32中虛線所示)的兩個縱向端部1116和1118，所述點(diǎn)焊部位用以將間隔元件1120安裝到轉(zhuǎn)子1100的內(nèi)表面1104。中央部分1112包括帶接收變形部1122，所述帶接收變形部1122構(gòu)造并且大小形成為接收帶11 的端部IlM，使得當(dāng)帶11 安裝到所述帶接收變形部時阻止磁體1106的徑向運(yùn)動。應(yīng)注意到，間隔元件1120阻止磁體1106的周向運(yùn)動。應(yīng)注意到，磁體保持元件1102不阻止磁體1106的縱向運(yùn)動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖35至圖37，將說明設(shè)有根據(jù)第十二示例性實(shí)施方式的磁體保持元件1202的永磁體轉(zhuǎn)子1200。轉(zhuǎn)子1200具有構(gòu)造為在其上接收永磁體1206的內(nèi)表面1204。內(nèi)表面1204包括肩部1208，肩部1208定位成使得當(dāng)磁體正確地定位在表面1204上時磁體1206的縱向遠(yuǎn)端 1209抵接在肩部1208上。磁體保持元件1202是縱向元件，該縱向元件包括設(shè)有兩個點(diǎn)焊部位1214(圖35 中以虛線示出)的中央部分1212、設(shè)有止擋部1217的近端的升高的端部1216和與圖1中的升高的T形狀的端部118類似的遠(yuǎn)端升高的T形狀的端部1218。止擋部1217經(jīng)由鉚釘1219安裝到近端的升高的端部1216。
遠(yuǎn)端升高的T形狀的端部1218構(gòu)造為防止永磁體1206由于向內(nèi)的徑向力而從表面1204移除。如從圖36能夠更好地看到的，止擋部1217定位成接觸相鄰磁體1216的近端，由此防止磁體相對于轉(zhuǎn)子1200的縱向運(yùn)動。因此，磁體保持元件1202阻止徑向、縱向和周向上的運(yùn)動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖38至圖40，將說明設(shè)有根據(jù)第十三示例性實(shí)施方式的磁體保持元件1202的永磁體轉(zhuǎn)子1300。磁體保持元件1202如上文中參考圖35-37所述。但是，轉(zhuǎn)子1300不設(shè)有肩部，比如肩部1208(圖36)。替代于此肩部，磁體保持元件1202中的一些替代地安裝成使得它們的止擋部1217朝向磁體1306的遠(yuǎn)端1309。這些倒置的磁體保持元件1202可首先安裝到轉(zhuǎn)子1300，然后可安裝永磁體1306， 并且最后可安裝其它的磁體保持元件1202，從而阻止磁體1306的縱向運(yùn)動。因此，與定子1200相比較，定子1300要求更少的機(jī)加工，同時防止在徑向、縱向和周向上的運(yùn)動?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖41至圖43，將說明設(shè)有根據(jù)第十四示例性實(shí)施方式的兩個相同的磁體保持元件1403、1405的永磁體轉(zhuǎn)子1400。內(nèi)表面1404包括構(gòu)造為分別接收磁體保持元件1403和1405的兩個外周通道 1407、1409。由于磁體保持元件1403和1405是相同的，下文中將僅說明磁體保持元件1403。磁體保持元件1403包括由設(shè)有電弧焊接收孔1422的材料制成的薄幅板1420，所述電弧焊接收孔用以允許幅板1420被焊接到通道1407。幅板1420設(shè)有向內(nèi)突出的一體的鉤1424，并且永磁體1406的縱向端部設(shè)有相應(yīng)的鉤接收缺口 1似6。因此，鉤和缺口布置阻止磁體相對于轉(zhuǎn)子在縱向、徑向和周向上的運(yùn)動。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖44至圖46，將說明書設(shè)有根據(jù)第十五示例性實(shí)施方式的兩個相同磁體保持元件1503、1505的永磁體轉(zhuǎn)子1500。磁體保持元件1503和1505非常類似于上文中參考圖41_43所述的磁體保持元件 1403和1405。因此，下文中將僅說明存在的差異?？傮w來講，主要差異涉及鉤15M和缺口 15 布置的位置。替代于布置在磁體1506 的中央，這些元件被布置到磁體1506的一側(cè)，使得鉤15 不超過磁體1506的高度。這樣， 如果需要，在定子(未示出)和轉(zhuǎn)子1500之間的氣隙可最小化。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖47和圖48，將說明設(shè)有如上文中參考圖1至圖3所述的磁體保持元件102的永磁體轉(zhuǎn)子1600。轉(zhuǎn)子1600在縱向上比前述的轉(zhuǎn)子長，因此包括兩行磁體1606A和1606B。如上所述，磁體保持元件102設(shè)置在每一行的每個磁體之間。另外，磁體保持元件102的近端T形狀的端部116用作在兩行磁體1606A和1606B之間的間隔件。實(shí)際中，磁體1606B的遠(yuǎn)端抵接磁體保持元件102的T形狀的端部116?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖49和圖50，將說明設(shè)有根據(jù)第十七示例性實(shí)施方式的磁體保持元件1702的永磁體轉(zhuǎn)子1700。
轉(zhuǎn)子1700非常類似于上文中參考圖47-48所述的轉(zhuǎn)子1600。磁體保持元件1702非常類似于上文中參考圖1至圖3所述的磁體保持元件102。 這些磁體保持元件之間的差異在于磁體保持元件1706的近端1716比磁體保持元件102的近端116薄。因此，兩行永磁體1706A和1706B在縱向上彼此更為接近?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖51和圖52，將說明設(shè)有根據(jù)第十八示例性實(shí)施方式的磁體保持元件1802的永磁體轉(zhuǎn)子1800。轉(zhuǎn)子1800非常類似于上文中參考圖47-48所述的轉(zhuǎn)子1600。磁體保持元件1702非常類似于上文中參考圖1至圖3所述的磁體保持元件磁體保持元件102，不同之處在于具有通過與磁體保持元件1802 —體的兩個三角形部1820和 1822形成的雙箭頭形狀的近端1816。由于總體上矩形的形狀的磁體移除了其角部，兩行磁體1806A和1806B中的磁體為八角形。因此，磁體1806不如矩形磁體易損。應(yīng)注意到，磁體1806的八角形形狀和磁體保持元件1802的近端1816的雙箭頭形狀大體上是互補(bǔ)的。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖中的圖53，將說明設(shè)有根據(jù)第十八示例性實(shí)施方式的磁體保持元件 1802的永磁體轉(zhuǎn)子1900。永磁體轉(zhuǎn)子1900包括轉(zhuǎn)子體1902、安裝到轉(zhuǎn)子1902的內(nèi)表面的多個永磁體1904 和包括有多個通過一體的頂部環(huán)1910和底部環(huán)1912互連的磁體保持元件1908的磁體保持架。頂部環(huán)1910為大體上的環(huán)形，而底部環(huán)構(gòu)造并且大小形成為使得磁體保持架1906在永磁體1904已安裝到轉(zhuǎn)子體1902的內(nèi)表面后，磁體保持架1906可安裝到轉(zhuǎn)子體1902的
內(nèi)表面。轉(zhuǎn)子體1902包括鍵槽1914，而保持架1906包括相應(yīng)的鍵1916以允許保持架安裝在轉(zhuǎn)子體中的已知位置處。保持架1906由已被適當(dāng)?shù)厍懈詈蛷澱鄣膯渭慕饘倨瞥?。兩端之間的結(jié)合處限定鍵1916。必須注意到，雖然磁體保持架1906的磁體保持元件1908總體上在圖19中的磁體保持元件702之后模制，本領(lǐng)域技術(shù)將明白，這里所述和圖示的許多其它磁體保持元件能夠利用頂部環(huán)和底部環(huán)如上文中所述地互連以限定磁體保持元架。類似地，可使用其它適當(dāng)形狀的磁體保持元件。現(xiàn)在簡要地轉(zhuǎn)向附圖中的圖54，將說明與圖53中圖示的磁體保持架1906非常類似的替代磁體保持架1906’。由于保持架1906和1906’非常類似，下文中將僅說明差異。總體來講，保持架1906和1906’之間的主要差異涉及保持架1906’中存在的底壁 1918。該底壁1918包括中央孔1920以允許軸(未示出)從中穿過并且設(shè)有與轉(zhuǎn)子體的鍵 (未示出)對應(yīng)的鍵1922。應(yīng)注意到，雖然某些示例性實(shí)施方式描述磁體保持元件被點(diǎn)焊，而一些示例性實(shí)施方式描述了磁體保持元件被電弧焊，這兩種焊接技術(shù)大體上是可互換的。另外，也可使用其它類型的焊接技術(shù)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，雖然在上文中的示例性實(shí)施方式中圖示了一個或兩個點(diǎn)焊部位或電弧焊接收孔，可使用多于兩個的部位或孔。類似地，雖然電弧焊接收孔圖示為圓形，能夠使用其它的形狀，比如允許更大的焊接表面的長方形形狀。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，上述示例性實(shí)施方式中的元件和特征可以組合。例如，磁體保持元件202、302和402(圖4至圖12)的熱膨脹應(yīng)力釋放特征可應(yīng)用于包括有兩個隔離的焊接部的任意磁體保持元件。應(yīng)理解，本發(fā)明的應(yīng)用并不局限于附圖中圖示的以及上文中描述的構(gòu)造和部件的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠采用其它的實(shí)施方式并且能夠以各種方式實(shí)踐。另外還應(yīng)理解，這里使用的短語或術(shù)語是用于說明的目的，而非限制。因此，盡管本發(fā)明在上文中已經(jīng)通過其示例性實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但在不偏離如所附權(quán)利要求限定的本主題發(fā)明的精神、范圍和特征的前提下，可對其修改。
權(quán)利要求
1.一種用于外轉(zhuǎn)子電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括大致筒狀的轉(zhuǎn)子主體，所述轉(zhuǎn)子主體設(shè)有內(nèi)部表面；所述大致筒狀的轉(zhuǎn)子主體限定縱向旋轉(zhuǎn)軸線；至少兩個永磁體，所述永磁體縱向安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的內(nèi)部表面，每至少兩個永磁體包括縱向上反向的第一端和第二端以及反向的第一面和第二面，所述第一面構(gòu)造為并且大小形成為接觸所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面；至少兩個間隔元件，所述至少兩個間隔元件經(jīng)由至少一個分別的焊點(diǎn)被縱向安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面并位于相鄰永磁體之間；所述至少兩個間隔元件被構(gòu)造為并且大小形成為阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的相對周向運(yùn)動和徑向運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每至少兩個間隔元件包括中心部分以及縱向上反向的第一端和第二端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件的所述第一端為大致T形狀并且構(gòu)造為接觸兩個相鄰永磁體的所述第一端，由此阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的縱向運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件的所述第二端為大致T形狀并且升高以疊加相鄰永磁體的所述第二面，由此阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的徑向運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述中心部分包括熱膨脹應(yīng)力釋放元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述熱膨脹應(yīng)力釋放元件包括在所述中心部分向內(nèi)突起的波紋，從而允許所述間隔元件相對于所述轉(zhuǎn)子主體的熱膨脹。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述中心部分被周向切割為第一縱向元件和第二縱向元件，并且其中所述熱膨脹應(yīng)力釋放元件包括設(shè)置在所述中心部分的所述第一縱向元件和所述第二縱向元件之間的凸舌和凹槽布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件的反向的所述第一端和所述第二端是包括升高的T部分和向下彎曲的T部分的大致的雙T形狀；所述升高的T部分構(gòu)造為與相鄰永磁體的所述第二面疊加，由此阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的徑向運(yùn)動， 而所述向下彎曲的T部分構(gòu)造為與兩個相鄰永磁體的所述第一端接觸，由此阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的縱向運(yùn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件的縱向所述第一端包括止擋件，所述止擋件被構(gòu)造為與相鄰永磁體的近端接觸，由此阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的縱向運(yùn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件的所述中心部分包括帶片接收變形部分，所述帶片接收變形部分將所述中心部分的一部分從所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面分開；所述轉(zhuǎn)子組件包括至少兩個帶片，所述至少兩個帶片被構(gòu)造為和大小形成為安裝到所述間隔元件的所述帶片接收部分并且重疊各自的永磁體的第二面，由此阻止所述永磁體相對于所述轉(zhuǎn)子主體的徑向運(yùn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每至少兩個間隔元件具有限定了縱向肩部的大致T形狀的橫截面，所述縱向肩部構(gòu)造為與相鄰永磁體的所述第二面的一部分疊加。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件包括設(shè)有橫向側(cè)壁的縱向主體，所述橫向側(cè)壁構(gòu)造為并且大小形成為與相鄰永磁體的所述第二面的一部分疊加。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個間隔元件的設(shè)有橫向側(cè)壁的所述縱向主體限定大致U形狀的橫截面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子組件，其中每個橫向側(cè)壁包括凸緣，所述凸緣構(gòu)造為與相鄰永磁體的所述第二面的一部分疊加；所述凸緣在與所述相鄰的永磁體接觸時塑性變形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述凸緣限定C形狀的彈簧。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述至少兩個間隔元件中的每一個包括設(shè)有凸緣的大致U形狀的中心部分，所述凸緣構(gòu)造為與相鄰永磁體的一部分疊加，由此阻止所述永磁體的徑向運(yùn)動；所述至少兩個間隔元件中的每一個還包括從所述中心部分延伸的第一偏壓組件和第二偏壓組件；每個偏壓組件包括被構(gòu)造為對相鄰永磁體施加周向壓力的兩個偏壓臂。
17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中還包括頂部環(huán)和底部環(huán)；每至少兩個間隔元件的所述第一端與所述頂部環(huán)形成一體，并且每至少兩個間隔元件的所述第二端與所述底部環(huán)形成一體；所述至少兩個間隔元件和所述頂部環(huán)以及所述底部環(huán)限定磁體保持架。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述底部環(huán)被構(gòu)造為和大小形成為允許所述底部環(huán)在所述至少兩個永磁體安裝到所述轉(zhuǎn)子的所述內(nèi)部表面的情況下被安裝到所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)部表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述轉(zhuǎn)子主體和所述保持架還包括鍵和鍵槽布置。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述保持架還包括底部表面。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中所述至少兩個永磁體包括由間隔元件分離的周向上的第一行的多個永磁體，所述間隔元件經(jīng)由至少一個分別的焊點(diǎn)安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面；和由間隔元件分離的周向上的第二行的多個永磁體，所述間隔元件經(jīng)由至少一個分別的焊點(diǎn)安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面；第一行永磁體和第二行永磁體通過每個間隔元件的一部分在縱向上分開。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中將所述至少兩個間隔元件縱向安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面的所述至少一個焊接部是焊點(diǎn)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子組件，其中將所述至少兩個間隔元件縱向安裝到所述轉(zhuǎn)子主體的所述內(nèi)部表面的所述至少一個焊接部是電弧焊焊接部。
全文摘要
本公開涉及一種用于設(shè)有內(nèi)部定子和共軸外部轉(zhuǎn)子的電機(jī)的永磁體轉(zhuǎn)子。為克服與使用粘結(jié)劑將永磁體安裝到轉(zhuǎn)子主體相關(guān)的缺陷，永磁體保持元件被安裝到轉(zhuǎn)子的內(nèi)部表面并位于相鄰的磁體之間。
文檔編號H02K1/28GK102577032SQ201080047745
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者B.卡朋特, D.拉夫拉美, E.拉圖利普, G.伯蘇克, G.加格農(nóng), G.馬丁, J.朗德爾, M.胡勒, S.弗萊明, S.杜博伊斯, S.比格拉斯, S.羅蒂爾 申請人:Tm4股份有限公司