專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括步進(jìn)電動機(jī)在內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，更具體地說，涉及使用由鐵磁材料粉和粘結(jié)樹脂作為主要成份的混合物制成的所謂粘結(jié)磁體作為一種構(gòu)成元件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
使用粘結(jié)磁體作為一種構(gòu)成元件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的常規(guī)轉(zhuǎn)子通常為

圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)。圖1是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的常規(guī)型式的轉(zhuǎn)子的透視圖，圖2是其縱向剖視圖。在圖1和圖2中，標(biāo)號1指的是一個由鐵氧體粉和粘結(jié)樹脂的混合物制成的帶底空心圓筒形永磁構(gòu)件。標(biāo)號2指的是一個軸3同心地固定在其中的中心柱。在永磁構(gòu)件1的外周表面上設(shè)置多個軸向伸展的磁極(未示出)。通過將轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動地支承在繞有導(dǎo)線的定子內(nèi)，便形成一個電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。
形成上述結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子的一個有效方法是利用注射成型方法將永磁構(gòu)件1和軸3整體模制出來。即，將軸3放置在金屬成型模具中的預(yù)定位置上，并將鐵氧體粉和粘結(jié)樹脂的混合物注射入模具內(nèi)以將軸3與中心柱2整體模制出來。在此方法中，通常的做法是事先在軸3要跟中心柱2模制成一體的外周上制出交義形的或軸向平行的滾花圖案，或進(jìn)行所謂D形切削(將軸的橫截面加工成D字形)，即在軸3的部分外圓周表面上設(shè)置一個平面部分4，以保證成型后牢固的嚙合，或防止由于粘結(jié)樹脂與軸3的熱膨脹系數(shù)的不同使軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)差、軸向位移或松脫。
用上述方法制造轉(zhuǎn)子可防止軸3出現(xiàn)不希望有的轉(zhuǎn)差、軸向位移或松脫，但旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的常規(guī)結(jié)構(gòu)具有下列的問題軸3跟永磁構(gòu)件1應(yīng)當(dāng)最好完全同軸，軸向不對準(zhǔn)度，如果有的話，應(yīng)當(dāng)降低到最小。軸3和永磁構(gòu)件1之間的軸向不對準(zhǔn)度太大會使轉(zhuǎn)子和定子之間的間隙不均勻，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機(jī)的性能變壞。然而在實際上，要完全消除上述的軸向不對準(zhǔn)度、亦即獲得完全的同軸性是極為困難的。
為了用注射成型方法將永磁構(gòu)件1與軸3整體模制成型成圖1和圖2所示結(jié)構(gòu)，軸3必須事先放入成型金屬模具中。在這樣做時，在金屬模具內(nèi)的軸的插入孔和軸3之間需要有一定的間隙，并且這個間隙是不能消除的。
因此，當(dāng)將軸3放入成型金屬模內(nèi)時，軸3可在軸插入孔的內(nèi)表面上向任何一個方向偏移，或相對于預(yù)定的軸線保持在一個傾斜的狀態(tài)。即使軸3完全與軸線對準(zhǔn)，但當(dāng)形成永磁構(gòu)件1的混合物注射或澆注到成型金屬模內(nèi)時，軸3會由于受到混合物的壓力而偏離預(yù)定的軸線或與預(yù)定的軸線成傾斜狀態(tài)。
如將在成型金屬模中的軸的插入孔和軸3之間的間隙做成極小以防止軸3的偏移或傾斜，這就會使軸3在成型金屬模內(nèi)的放置以及從成型金屬模中拔出型體都變得很麻煩。這就大大降低了模制成型的效率。
而且，如果軸3的規(guī)格改變了，即使永磁構(gòu)件1的形狀和尺寸仍然相同，也必須換新的成型金屬模具。這就導(dǎo)致模具制造成本的增加并需要進(jìn)行額外的模具更換工作。這就降低了轉(zhuǎn)子的模制成型工序在包括工裝制造在內(nèi)的整個模制成型工作的比例，導(dǎo)致成本的增加。為防止軸3發(fā)行轉(zhuǎn)差、位移和松脫而需要的上述的諸如滾花之類的機(jī)械加工，增加了機(jī)加工成本，此外，需晨要使用軟材料來使機(jī)加工容易進(jìn)行則不避免地降低了機(jī)械強(qiáng)度。
本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)所固有的問題。本發(fā)明的目的在于為旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供一種可在永磁構(gòu)件1和軸3之間實現(xiàn)高度同軸性、具有良好的加工性和紙制造成本的轉(zhuǎn)子。
圖1和圖2是說明旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一種常規(guī)轉(zhuǎn)子的主要部分的透視圖和縱向剖視圖。
圖3是說明本發(fā)明的一個實施例的主要部分的透視圖。
圖4是說明圖3所示的本發(fā)明的一個實施例的組成件的分解透視圖。
圖5至圖7是本發(fā)明的另一個實施例的縱向剖視圖、左端側(cè)視圖和右端側(cè)視圖。
圖3是說明本發(fā)明的一個實施例的主要部分的透視圖。圖4是說明圖3所示的本發(fā)明的一個實施例的組成件的分解透視圖。相似的部分用跟圖1和圖2所示的相同標(biāo)號標(biāo)示。在圖3和圖4中，標(biāo)號5指的是同軸地設(shè)置在永磁構(gòu)件1的兩端面上的凹座。這些凹座5在與永磁構(gòu)件1的軸線垂直相交的平面上的投影外形輪廓呈方形。標(biāo)號6指示是一個與永磁構(gòu)件1同軸地形成的通孔，其內(nèi)徑比軸3的外徑稍大，或跟軸3成壓配合。這種永磁構(gòu)件1例如可用注射成型方法制出。
標(biāo)號7指的是一個例如由金屬薄板制成的金屬襯套，這襯套通過沖壓成形成外形輪廓呈方形的構(gòu)形，其尺寸大小與凹座5相應(yīng)，在其中心同軸地設(shè)有孔8?？?的內(nèi)徑制成比軸3的外徑稍小，使軸3在壓配合的情況下能夠保持例如超過20公斤的抗松脫阻力，這將在下面進(jìn)行描述。軸3在其整個長度上加工成基本上相等的外徑。
采用上述的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子是通過將金屬襯套7壓裝進(jìn)入在永磁構(gòu)件1的兩端面上的凹座5內(nèi)、然后將軸3壓裝進(jìn)入孔8來進(jìn)行裝配的。由于金屬襯套7的外輪廓在形成與凹座5的輪廓相當(dāng)，因此，永磁構(gòu)件1和孔8之間的同軸性可通過將軸3壓裝到金屬襯套7內(nèi)來保持住。由于軸3和孔8通過壓配合彼此固定地裝配在一起的，因此可以防止軸3發(fā)生軸差、轉(zhuǎn)向不對準(zhǔn)或松脫。
圖5是說明本發(fā)明的另一個實施例的主要部分的縱向剖視圖，圖6是它的左端側(cè)視圖，圖7是其右端側(cè)視圖。相似的部分用跟圖1、圖2、圖3和圖4中所示的相同的標(biāo)號標(biāo)示。在圖5到圖7中，永磁構(gòu)件1成形成一個帶底空心圓筒并在其內(nèi)帶有筋9。這實施例的結(jié)構(gòu)，除了凹座5設(shè)置在永磁構(gòu)件1的底端面上和中心柱2的端面上以外，其余與圖3和圖4所示的實施例相同。因此，裝配的方法，保持永磁構(gòu)件1與軸3之間的同軸性以及防止軸3發(fā)生轉(zhuǎn)差、轉(zhuǎn)向不對準(zhǔn)或松脫的方式也與圖3和圖4所示的實施例相同。
在這實施例中，已對采用鐵氧體粉作為永久磁體材料最普遍采用的材料作了敘述。不用說，除鐵氧體以外的其它公知鐵磁材料，例如Sm-Co或Nd-Fe-B和其它具有優(yōu)良磁性的稀土磁性材料也可用來作鐵磁材料粉。此外，諸如尼龍的公知樹脂材料可用作粘結(jié)樹脂。在這實施例中，注射成型作為模制成型所謂粘結(jié)磁體的一種方法來進(jìn)行敘述，但也可以用其它的模制成型方法。本發(fā)明可用于在磁場中制造的各向異性粘結(jié)磁體。金屬襯套和凹座可至少設(shè)置在永磁構(gòu)件的一個端面上，其形狀可不限於方形，而是可以是長方形、三角形、多邊形、橢圓形和其它只要能防止軸發(fā)生轉(zhuǎn)差的非圓形的幾何形狀。
具有上述結(jié)構(gòu)和作用的本發(fā)明可達(dá)到如下效果(1)由于永磁構(gòu)件可分開模制成型，因此可提高成型的效率，并且永磁構(gòu)件相對于軸的同軸性可大大提高。
(2)即使軸的長度不同，也無須變換成型的金屬模具。這就大大提高了多品種小批量生產(chǎn)的生產(chǎn)率。
(3)軸可做成具有單一直徑，現(xiàn)有技術(shù)的對軸進(jìn)行滾花或D形切削的工序均可免除。這就降低了機(jī)加工成本。
(4)由于無須對軸進(jìn)行額外機(jī)加工，軸的材料可自由選擇，甚至可采用高強(qiáng)度的材料。
(5)軸可以通過將其壓裝進(jìn)入非圓形的金屬襯套而牢靠地裝配到永久磁體材料內(nèi)?？煞乐馆S的轉(zhuǎn)差、軸向不對準(zhǔn)或松脫。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它包含一個由具有鐵磁材料粉和粘結(jié)樹脂作為主要成份的混合物制成的永磁構(gòu)件，和一根軸，其特征在于，在所述永磁構(gòu)件的至少一個端面上設(shè)置一個其在與該永磁構(gòu)件的軸線垂直相交的平面上的投影外形輪廓是非圓形的凹座，所述軸壓裝進(jìn)入一個壓裝在該凹座內(nèi)的金屬襯套。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁構(gòu)件是成形成一個基本上是圓柱狀的形體。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁構(gòu)件被成形成帶底空心圓筒，和設(shè)有一個通過多個徑向設(shè)置的筋跟該永磁構(gòu)件形成一體的中心柱。
4.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述凹座和金屬襯套在與該凹座和金屬襯套垂直相交的平面上的投影外形輪廓是基本上四邊形的。
全文摘要
一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，它包含一個由具有鐵磁材料粉和粘結(jié)樹脂作為主要成分的混合物制成的永磁構(gòu)件，和一根軸。在永磁構(gòu)件的至少一個端面上設(shè)置一個其在與該永磁構(gòu)件的軸線垂直相交的平面上的投影外形輪廓是非圓形的凹座。軸通過壓裝進(jìn)入壓裝在凹座內(nèi)的金屬襯套內(nèi)，從而保證了永磁構(gòu)件和軸之間的高度同軸性和容易裝配。
文檔編號H02K1/28GK1072540SQ92113460
公開日1993年5月26日 申請日期1992年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月21日
發(fā)明者李宇信, 松下郁男, 武正雄, 三船正浩 申請人:馬淵馬達(dá)株式會社