旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及包括具有磁通集中的轉(zhuǎn)子或定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并且更特別地但非排他地涉及包括由磁性質(zhì)量件和呈不同幾何形狀的永磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中，磁性質(zhì)量件本身是切薄的磁板(優(yōu)選地具有在0.65mm至0.25mm范圍內(nèi)的厚度)的組合件。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁體可以布置在正對(duì)氣隙的表面上，或作為變型可以布置在磁性質(zhì)量件內(nèi)側(cè)的永磁體的容置部中，因而被稱作“埋設(shè)”。
[0003]在這種情況下，有必要確保磁體在其容置部中的徑向和/或軸向機(jī)械固定，該固定必須足以避免對(duì)磁體造成損壞并且允許電機(jī)正確地操作。實(shí)際上，在楔固不足的情況下，磁體可能有微運(yùn)動(dòng)傾向，該微運(yùn)動(dòng)可能導(dǎo)致磁體的破壞、導(dǎo)致電機(jī)的電性能水平和磁性能水平的退化、并且導(dǎo)致平衡缺陷。
[0004]為了將磁體緊固在其容置部中，目前應(yīng)用了許多技術(shù)，比如使用膠合物，或使用特定形式的磁體，以及使用對(duì)應(yīng)的容置部，例如使用具有梯形截面的磁體，或甚至在裝配好磁體之后將磁體在其容置部中浸漬。
[0005]然而，這些技術(shù)存在某些缺陷。這些技術(shù)可能難以實(shí)現(xiàn)并且實(shí)現(xiàn)起來(lái)成本很高。例如，將磁體膠合在其容置部中的過(guò)程可能受到工作條件方面的限制，可能造成用于某些應(yīng)用的組件隨著時(shí)間推移的耐用性問(wèn)題，并且致使磁體在沒(méi)有損壞的情況下幾乎不可能回收。
[0006]就浸漬而言，考慮到其需要使用漆罐和烤箱，因此是漫長(zhǎng)的過(guò)程、非常昂貴的并且在實(shí)施方面是繁瑣的。此外，這會(huì)帶來(lái)與磁體的退磁相關(guān)聯(lián)的熱約束并且還使未損壞的磁體不可能回收。
[0007]最后，不可能一直使用具有特定形式的磁體，因?yàn)檫@種形式會(huì)使磁板的生產(chǎn)復(fù)雜化并且增加切削工具的成本并且因此增加總的電機(jī)制造成本。
[0008]在專利申請(qǐng)US 2006/0091752中使用了墊片，所述墊片會(huì)在高速操作中在離心力的作用下變形。
[0009]在JP 2011-125115中，轉(zhuǎn)子包括彈性支承舌片，所述舌片構(gòu)造成周向地形成在永磁體兩側(cè)的空間。
[0010]申請(qǐng)JP 2010-098853涉及雙定子電機(jī)，在該雙定子電機(jī)中，轉(zhuǎn)子包括插入至位于磁性質(zhì)量件的緊固在一起的部分之間的容置部中的永磁體。
[0011]申請(qǐng)JP 2007-037202涉及具有下述端板的轉(zhuǎn)子，所述端板包括能夠塑性變形以將永磁體保持就位的突出部。
[0012]此外，為了提高電機(jī)的成本和性能，需要增加磁體的數(shù)量，特別地是當(dāng)不能夠通過(guò)較低質(zhì)量的且較便宜的磁體來(lái)提高電機(jī)的質(zhì)量或保持相同的性能水平時(shí)更是如此。
[0013]當(dāng)埋設(shè)的磁體的兩個(gè)極面中的每個(gè)極面均與磁體所插入的磁性質(zhì)量件發(fā)生良好接觸時(shí)獲得最優(yōu)的電磁性能水平，從而使從磁體至磁性質(zhì)量件的磁通量的傳遞最大化。磁體的“極面”應(yīng)當(dāng)理解為是指磁體的被磁化成具有同一極性的面，因而形成磁體的北極或南極。
[0014]然而，在磁體所插入的磁性質(zhì)量件中在磁體與其容置部之間通常存在空間，從而構(gòu)成氣隙，從磁性的角度來(lái)看，氣隙必然引起電機(jī)的電磁性能水平方面的損耗。這種空間與制造工藝約束相關(guān)，即為了合理的成本，在切割磁性質(zhì)量件時(shí)或在設(shè)計(jì)磁體時(shí)不可能維持非常精確的尺寸?？臻g也可以因?yàn)橄率鍪聦?shí)而存在:因?yàn)榇朋w易于腐蝕，因此可能需要用保護(hù)涂層覆蓋這些磁體，這也導(dǎo)致了磁體尺寸的不確定性。
[0015]此外，安裝限制使得在磁體與磁性質(zhì)量件的容置部之間必須保留有特定的空間，以便于將磁體插入質(zhì)量件中，特別是當(dāng)磁性質(zhì)量件由一疊薄的磁板形成時(shí)更是如此。實(shí)際上，在這種情況下，考慮到磁性質(zhì)量件的壁是由一疊薄板構(gòu)成的事實(shí)，磁性質(zhì)量件的壁可能不是完全成直線，因此會(huì)需要甚至更大的安裝空間。常規(guī)地，在磁體的尺寸方面可以具有0.2_的公差區(qū)間，使得除了由于磁性質(zhì)量件的設(shè)計(jì)而產(chǎn)生的公差之外，需要在磁體的兩側(cè)設(shè)置0.15mm的最小空間以便于安裝。在最終分析中，常規(guī)地，能夠獲得每一磁體的大小為0.25_至0.35mm的空間，這對(duì)于通常在低功率至中等功率的電機(jī)中遇到的轉(zhuǎn)子與定子之間的常見(jiàn)氣隙而言是遠(yuǎn)不可忽略的，該常見(jiàn)氣隙是大小為0.5mm至1mm。
[0016]在電機(jī)于磁性質(zhì)量件中包括每一極成多排布置的多個(gè)磁體的情況下，不同排中的磁體的空間疊加在一起并且相應(yīng)地削弱了電機(jī)的磁性能水平。
[0017]因此需要提高磁性能水平并且減少旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制造成本和安裝成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因而，本發(fā)明的根據(jù)本發(fā)明的方面中的一個(gè)方面的主題是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，包括:
[0019]-磁性質(zhì)量件，特別是轉(zhuǎn)子磁性質(zhì)量件，其包括第一容置部，
[0020]-多個(gè)永磁體，所述多個(gè)永磁體插入到第一容置部中，以及
[0021]-墊片，優(yōu)選地可變形墊片，該墊片插入至形成于磁性質(zhì)量件中的第一容置部和/或第二容置部中，
[0022]墊片構(gòu)造成通過(guò)塑性變形和/或彈性變形使磁體楔固在第一容置部中。
[0023]“第一容置部”應(yīng)當(dāng)理解為是指其中插入有至少一個(gè)永磁體的容置部。如稍后將會(huì)看到的，第一容置部可以沒(méi)有任何墊片或可以包括例如一個(gè)或兩個(gè)墊片。
[0024]“第二容置部”應(yīng)當(dāng)理解為是指不具有永磁體的容置部。如稍后將會(huì)看到的，第二容置部可以不具有任何墊片或可以包括例如一個(gè)或兩個(gè)墊片。
[0025]墊片在磁性質(zhì)量件的容置部中一一無(wú)論是在第一容置部中還是第二容置部中一一的存在使得能夠通過(guò)下述方式將永磁體固定在其第一容置部中:通過(guò)墊片在第一容置部中的變形、通過(guò)墊片在第二容置部中的變形一一這導(dǎo)致接納磁體的第一容置部的變形、和/或通過(guò)磁性質(zhì)量件的材料的因插入墊片時(shí)的楔固效應(yīng)而引起的變形。
[0026]磁性質(zhì)量件優(yōu)選地用相對(duì)可變形材料制造，該相對(duì)可變形材料通常為軟鐵，其能夠通過(guò)塑性變形而容易地適于密切遵循接納在對(duì)應(yīng)的容置部中的磁體的形式和/或墊片的形式。當(dāng)磁性質(zhì)量件包括一束磁性板時(shí)，該變形可能發(fā)生在每個(gè)磁板的平面內(nèi)。
[0027]墊片的使用使得能夠容易、安全和廉價(jià)地保證該磁體在插入墊片以及墊片的可能的膨脹之后令人滿意地保持在其容置部中，例如保持在磁體與所述容置部的壁之間的這個(gè)谷置部中。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)，使得能夠在磁體和磁性質(zhì)量件的制造中省去安裝空間并且容許有效空間。還使得能夠避免在將磁體插入其容置部中時(shí)產(chǎn)生的摩擦問(wèn)題并且還消除轉(zhuǎn)子的浸漬操作或磁體的膠合操作。
[0029]將墊片插入至電機(jī)中可以是非常快速的，這允許節(jié)約生產(chǎn)力。此外，用于配裝這些墊片的工具是簡(jiǎn)單和廉價(jià)的。因而，墊片的使用證明是廉價(jià)的并且非常易于實(shí)施的。此外，由于在其他地方已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)出不同種類的墊片，因此使得能夠減小開(kāi)發(fā)質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)。
[0030]最后，這種使用還使得能夠隨后拆除磁體，在使用膠合物或浸漬的情況下拆除磁體是不可能的。通過(guò)移除墊片來(lái)拆除的可能性允許節(jié)約盡可能多的磁體的顯著經(jīng)濟(jì)性，磁體是昂貴的部件并且在必要時(shí)可以被回收。這還能夠有助于電機(jī)的循環(huán)利用。
[0031]優(yōu)選地，墊片是可變形的。
[0032]“可變形的”應(yīng)當(dāng)理解為是指墊片構(gòu)造成能夠在其插入容置部中之后經(jīng)歷形狀的改變。該變形能夠通過(guò)尺寸中的一個(gè)尺寸一一例如其直徑、其長(zhǎng)度、其寬度、或其高度一一的變化和/或其形式的變化一一例如將其展平或使其伸長(zhǎng)或者甚至改變曲率一一來(lái)獲得。墊片的尺寸可以經(jīng)歷至少10%、甚至20%的變化，以實(shí)現(xiàn)磁體的期望的固定。
[0033]墊片可以呈鉚釘?shù)男问剑绯史侄毋T釘或不分段鉚釘、半圓頭鉚釘或錘形鉚釘、或插入型鉚釘?shù)男问?，或呈銷的形式，例如為彈性銷的形式，或呈塞子的形式，例如呈膨脹塞的形式，或者甚至呈板簧或發(fā)卡的形式。該墊片甚至可以由帶凹口的旋轉(zhuǎn)剛性芯和在芯的旋轉(zhuǎn)作用下膨脹的夾套構(gòu)成，該墊片布置成避免了:芯在其旋轉(zhuǎn)結(jié)束時(shí)沿相反方向返回從而引起夾套的膨脹。該墊片優(yōu)選地為鉚釘。
[0034]鉚釘?shù)念^部或塞子的頭部可以是圓形的、埋頭的、圓圓柱形的、平的或半球形的。在變型中，該墊片不具有頭部。
[0035]墊片可以是實(shí)心的或空心的。墊片可以是分段的或不分段的。墊片可以使用半圓頭系統(tǒng)、壓入配合、螺紋連接、或卡塞。墊片在其容置部中的變形可以是不可逆的，也可以是可逆的。不可逆變形的示例對(duì)應(yīng)于半圓頭鉚釘?shù)氖褂?，并且可逆變形的示例是彈性銷的使用，該彈性銷--借助于通過(guò)彈性恢復(fù)至其最初形式的意向--傾向于施加壓力從而引起磁體的固定。
[0