专利名称：永久磁铁转子的制造方法
本案是申请号为95190377.2(PCT/JP95/00633)、名称为“永久磁铁转子及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
一般永久磁铁转子具有形成磁路的磁轭和激磁用永久磁铁，并通过把所述激磁用永久磁铁插入磁轭上的切槽而形成。
图25是传统永久磁铁转子的分解示意图。传统的永久磁铁转子221具有磁轭222和激磁用永久磁铁223。磁轭222由多块硅钢板224层压形成。磁轭222的外周设有磁极225。磁极225的底部设有供激磁用永久磁铁223插入的切槽226，各切槽226与旋转轴230间的距离相等。另外，各片硅钢片224上具有模压形成的凹陷状等间隔铆接部227。所述各硅钢片224通过铆接部227的互相压入而层压为一体。
激磁用永久磁铁223形成可容纳于切槽226中的尺寸。在组装激磁用永久磁铁223时，把磁轭222热装插入旋转轴230，当磁轭222的温度下降时，在所述激磁用永久磁铁223的表面涂上粘接剂，并如图所示，使互为同一极性的磁极相互面对，然后把磁铁223插入切槽226的内部。图中的箭头Q表示激磁用永久磁铁223的插入方向。
而在受使用条件所限而不能使用粘接剂的永久磁铁转子221上，激磁用永久磁铁223与切槽226间形成无间隙配合。而且，当磁轭222的温度下降时，通过气压装置等按图中箭头Q的方向对激磁用永久磁铁223加压，将其强制性地压入切槽226的内部。进而再在磁轭222的一个端部把与磁轭222的最大外径相等的非磁性平衡配重231压入旋转轴，直至与磁轭222的端部接触并固定。
然而，所述那种在激磁用永久磁铁外周面涂粘接剂后插入磁轭切槽的传统式永久磁铁转子，在插入磁化的激磁用永久磁铁切槽过程中，或是会被作为磁性体的旋转轴吸引而难以插入，或是会将磁化的激磁用永久磁铁的N极和S极的插入方向搞错。
另外，当永久磁铁转子在制冷剂中或加压流体中工作时，制冷剂或加压流体会使粘接剂溶解，造成激磁用永久磁铁从切槽中脱落。
还有，当在磁轭端部固定平衡配重时，一般是固定在旋转轴上的，但因平衡配重是扇形的，故平衡配重与旋转轴间需要有极精细的压入尺寸。而且，一旦把平衡配重固定于旋转轴上，因该平衡配重的形状达到磁轭的最大外径，会把形成制冷通路的磁极间遮断，就需要在别处，例如定子外径另做制冷剂通路。还有，只有在将旋转轴固定于磁轭后才能固定平衡配重。
另一方面，那种不用粘接剂而是把激磁用永久磁铁直接压入磁轭切槽的传统式永久磁铁转子，在压入激磁用永久磁铁时需要很大的压力，有时这种压力会损坏激磁用永久磁铁。
又，为了做到激磁用永久磁铁和磁轭切槽间的尺寸相符，对这种永久磁铁转子的加工精度要求很高，故永久磁铁转子的制造较困难。
还有，在将经过表面处理(电镀)的激磁用永久磁铁压入磁轭时，会发生电镀层剥离，结果不仅使固定强度下降，还会出现生锈问题。
本发明的第1目的在于提供一种永久磁铁转子，它不仅可防止制冷剂或加压流体引起的激磁用永久磁铁脱落，而且容易制造。
众所周知，一般在压缩机中，是在有制冷剂和油流通的密封容器内部，把驱动马达和压缩装置串联配置，并在所述驱动马达的转子中插着激磁用永久磁铁。
图26是传统冷冻循环用压缩机的纵截面图。用符号500表示其整体的冷冻循环用压缩机具有供制冷剂流通的密封容器510。该容器510内部上下串联配置着压缩装置(省略图示)和驱动马达520。
驱动马达520由转子700、固定件600及旋转轴710组成。所述固定件600由固定件铁心610和激磁用线圈620组成。所述转子700具有转子磁轭720、激磁用永久磁铁730、衬垫740及平衡配重750。转子磁轭720由多块硅钢板760层压形成。在转子磁轭720的外周设有磁极770，在该磁极770的底部设有供激磁用永久磁铁730插入的切槽780。
激磁用永久磁铁730形成可容纳于切槽780内的尺寸，激磁用永久磁铁的表面一般不作表面处理。
在组装冷冻循环用压缩机时，预先将转子磁轭720热装插入设于密封容器510内的旋转轴710。即，把转子磁轭720加热到约450℃后，使中心的旋转轴孔膨胀，口径放大，并在此热状态下插入旋转轴710。然后，一旦转子磁轭720冷却，原先膨胀的旋转轴收缩，该贯通孔即紧紧地套在旋转轴710上。还有，在压缩机使用时，尽管压缩机自身的温度上升到约130℃，但因此时旋转轴710也同时膨胀，故转子磁轭720对于旋转轴710的保持能力不会减弱。
而且，把激磁用永久磁铁730插入转子磁轭720。即，在转子磁轭710冷却后，把用防锈纸包着的未磁化未经表面处理的激磁用永久磁铁730插入切槽780的内部。在激磁用永久磁铁730插入后，把非磁性的衬垫740压入至转子磁轭720的端部附近，以将激磁用永久磁铁在轴方向固定，接着，把取得压缩装置动平衡的磁性平衡配重750压入到衬垫740的端部附近。图中箭头Q表示激磁用永久磁铁730的插入方向。
在将所述的各个部件插入后，将密封容器510的盖(省略图示)盖上，并给激磁用线圈620通高压电，将旋转轴710固定，并将激磁用永久磁铁730磁化，然后，向密封容器510内部吹暖风，使其干燥，使内部的水分蒸发。
采用上述的传统技术时，由于是要把未经表面处理的激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽，故需特别注意防止激磁用永久磁铁在组装前生锈，而且即使在插入切槽后，由于马达是在有加压的制冷剂和油流通的容器中工作，故制冷剂和油会浸透激磁用永久磁铁的坯料内部，有时会发生磁铁被熔化的问题。
为此，众所周知，近来开始对压缩机中所用的激磁用永久磁铁进行表面处理。这种场合的表面处理是用针状的固定电极将单个磁铁相对的2面夹住，并给其通电，然后浸在电镀槽内镀镍，但因磁铁表面与固定电极接触的部分无法电镀，故这部分的磁铁坯料仍暴露在外。
在把经过上述电气镀镍的激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽时，为了防止留有电极痕迹的部分生锈，必须在电极痕迹上涂修补材料(以下把在电极痕迹上涂修补材料称为电极痕迹镀镍)，而即使进行这样的修补，仍有修补材料在制冷剂或油中熔化的问题存在。加上对于热装插入及暖风干燥时产生的高温，修补材料和电镀层的膨胀系数不同，容易产生修补材料的剥离，又，由于材料性质不同，既会造成耐热强度降低，又很难控制包括修补材料在内的磁铁尺寸。
还有，在进行电极痕迹镀镍时，因是固定电极，电镀电流集中于激磁用永久磁铁的端部，一般有端部厚于中央部的倾向(增加20μm～50μm)，因而不但增加了尺寸控制的难度，而且一旦电镀膜过厚，膜中的残余应力便增大，故有时会降低密合性。
还有一种方法是不用经过上述电镀的激磁用永久磁铁，而是把经过非电解电镀的激磁用永久磁铁插入转子磁轭。在这种场合，要另外对经过非电解电镀的激磁用永久磁铁进行热处理，并在把转子磁轭热装插入旋转轴后，再把热处理后的激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽。在采用这种经过非电解电镀的激磁用永久磁铁时，需要进行3道工序，即，对经非电解电镀的激磁用永久磁铁进行热处理、把转子磁轭热装插入旋转轴、然后把激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽，故不仅工序时间长，且难以固定磁铁。
本发明的第2目的在于对把经过电镀的激磁用永久磁铁或经过非电解电镀的激磁用永久磁铁插入转子磁轭切槽而成的永久磁铁转子及其制造方法进行改良，在采用经过电镀的激磁用永久磁铁时，可使激磁用永久磁铁中央部和端部的电镀层均匀、且无电极痕迹，而在采用经过非电解电镀的激磁用永久磁铁时，可简化工序，缩短制造时间。
权利要求1所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入激磁用永久磁铁，其特点是，在把转子磁轭插入旋转轴时，对转子磁轭进行加热，并把该加热的转子磁轭插入所述旋转轴后，在所述切槽因该加热而扩张时把所述激磁用永久磁铁插入该切槽内，并在所述转子磁轭冷却后用口径缩小的所述切槽将所述激磁用永久磁铁加以固定。
权利要求2所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，是在权利要求1的发明中，所述切槽的两端存在着连结磁极前端与磁极底部的桥，且激磁用永久磁铁至少固定于所述桥的一部。
权利要求3所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入激磁用永久磁铁，并且具有阻止激磁用永久磁铁脱落的部件，其特点是，所述切槽和所述激磁用永久磁铁不是在所有接触部位固定，且在把转子磁轭插入旋转轴时，是先把转子磁轭加热，再把经加热的转子磁轭插入所述旋转轴。
权利要求4所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，是在权利要求3的发明中，所述激磁用永久磁铁是从磁铁块加工成规定厚度，磁铁的其他面是磁铁成型模的起模尺寸。
权利要求5所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特点是，所述激磁用永久磁铁在进行所述电镀时，与永久磁铁导通的电极与该永久磁铁间作相对移动。
权利要求6所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特点是，所述激磁用永久磁铁在进行所述电镀时，有多个与永久磁铁导通的电极存在，同时使所述多个电极择一地与该永久磁铁接触。
权利要求7所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特点是，在把转子磁轭插入旋转轴时，是在转子磁轭的切槽内插入稀土类的激磁用永久磁铁后，在激磁用永久磁铁的所述居里点温度以上，用未满激磁用永久磁铁坯料性能维持温度的温度把转子磁轭加热后，把该转子磁轭插入旋转轴，然后进行磁化。
权利要求8所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特点是，在对激磁用永久磁铁施加了使激磁用永久磁铁中央部与端部的电镀层厚度基本均匀、且没有电极痕迹的所述电镀后，把插有所述激磁用永久磁铁的转子磁轭加热到比所述激磁用永久磁铁的居里点高的温度。
权利要求9所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，是在权利要求5、6、或8的发明中，所述电镀的材质是镍镀层。
权利要求10所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是正整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入经过非电解镀镍的激磁用永久磁铁，其特点是，所述激磁用永久磁铁是稀土类磁铁，在把经过非电解镀镍的激磁用永久磁铁插入转子磁轭的所述切槽后进行所述镍镀层的热处理。
权利要求11所述的发明是一种永久磁铁转子的制造方法，是在权利要求10的发明中，所述热处理温度为350-400℃。
附图的简单说明图1是本发明的永久磁铁转子的分解立体图。
图2是本发明的永久磁铁转子的剖视图。
图3是本发明所用的硅钢板向90度旋转方向错开时的剖视图。
图4是本发明所用的硅钢板向90度旋转方向错开时的剖视图。
图5是本发明的永久磁铁转子的剖视图。
图6是本发明的永久磁铁转子的剖视图。
图7是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图8是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图9是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图10是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图11是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图12是使用本发明永久磁铁转子的压缩机分解立体图。
图13是激磁用永久磁铁的制造工序中所用模具的立体图。
图14是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图15是激磁用永久磁铁的制造工序中所用模具的立体图。
图16是本发明又一实施例的永久磁铁转子的剖视图。
图17是本发明又一实施例的永久磁铁转子的分解立体图。
图18是本发明所用的激磁用永久磁铁，(a)是其立体图，(b)是其中央部的剖视图，(c)是其端部的剖视图。
图19是表示本发明所用电镀装置的概念构成图。
图20表示在磁铁上施加的镀层厚度。
图21是表示本发明所用其他电镀装置的概念构成图。
图22是表示本发明所用其他电镀装置的概念构成图。
图23是表示非电解镀镍的热处理温度与威氏硬度间的关系。
图24是本发明永久磁铁转子的转子磁轭插入压缩机时的剖视图。
图25是传统永久磁铁转子的分解立体图。
图26是传统冷冻循环用压缩机的纵剖视图。
以下结合
本发明的实施例。
图1是本实施例的永久磁铁转子的分解图。永久磁铁转子1具有转子磁轭2和二对板状激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d。所述转子磁轭2是用金属模把多块硅钢板4加以冲裁，同时把它们层压为一体而形成的。
转子磁轭2的一个端部由与硅钢板4同一形状的硅钢板24构成。即，转子磁轭2的一个端部是由硅钢板24构成，该硅钢板24是使硅钢板4以旋转轴孔7为中心，且将该硅钢板4顺时针错开90度而成。转子磁轭2的外周面有向放射方向凸出的4个磁极5a、5b、5c、5d。这些磁极5a、5b、5c、5d的底部设有供激磁用永久磁铁贯通的2对切槽6a、6b、6c、6d。
另外，转子磁轭2的中心部设有供旋转轴贯穿的旋转轴孔7，从旋转轴7到切槽6a、6b、6c、6d的距离相等。硅钢板4上有使钢板局部凹陷的等间隔铆接部8，通过将该铆接部8互相压入而将各硅钢板4、4层压为一体。又，在切槽6a、6b、6c、6d与旋转轴孔7之间设有空隙9、9。
激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d是截面为矩形的6面体，在2处棱角部，有2处比其他棱角部大的侧面形状的倾斜部10，它们的斜度相同，大小相同。关于该倾斜部，激磁用永久磁铁中3a、3c的倾斜部10朝向旋转轴孔7一侧，而激磁用永久磁铁3b、3d的倾斜部10则朝向放射方向。同样，为了与激磁用永久磁铁相配合，切槽6a、6b、6c、6d在切槽侧面部也分别设有2处斜度、大小相同的倾斜部15。
在把激磁用永久磁铁分别插入切槽6a、6b、6c、6d的内部(图中所示的R方向)后，使硅钢板4以旋转轴孔7为中心，将顺时针方向错开90度的硅钢板14与硅钢板4重叠后将铆接部8铆接，把各硅钢板压为一体。最后，把平衡配重11的空隙12与转子磁轭2端部的空隙对准，使比转子磁轭长的非磁性铆钉13一直穿过硅钢板24，然后把从硅钢板24伸出的铆钉前端压碎2-5mm，将该铆钉固定。由此而将整个转子固定。
在本实施例中，转子磁轭2端部的钢板中至少有1块(硅钢板14)相对其他层压的钢板(硅钢板4)，其切槽位置的相位不同(本例是顺时针方向错开90度)，通过该具有不同相位切槽的钢板可阻止激磁用永久磁铁从切槽脱落。
以下说明为了阻止激磁用永久磁铁从切槽脱落，使转子磁轭端部的钢板相对其他层压的钢板采用不同切槽位置的相位进行配置的各种形态。
首先，当钢板在全磁极具有切槽的场合，(1)当N极之间或S极之间磁极的切槽距旋转轴孔的距离相等，而N极和S极双方磁极的切槽距旋转轴孔的距离不同时，所述磁轭端部的钢板中至少有1块相对其他层压的钢板旋转(360°/2n)后配置。
(2)当N极之间或S极之间磁极的切槽距旋转轴孔的距离不同，而N极和S极磁极的切槽为1组，距旋转轴孔的距离相等时，所述磁轭端部的钢板中至少有1块相对其他层压的钢板旋转(720°/2n)后配置。
(3)当全磁极的切槽距旋转轴孔的距离不同时，所述磁轭端部的钢板中至少有1块相对其他层压的的钢板旋转(360°×m/2n)后配置(m是1-n的整数)。
其次，在钢板于一一相隔的磁极有切槽的场合，(1)当N极之间或S极之间磁极的切槽距旋转轴孔的距离相等时，所述磁轭端部的钢板中至少有1块相对其他层压的的钢板旋转(360°/2n)后配置。
(2)当某一磁极和与其相对隔开(n-2)的磁极双方的切槽距旋转轴孔的距离相等时，所述磁轭端部的钢板中至少有1块相对其他层压的钢板旋转(360°/2n)后配置。
(3)当全磁极的切槽距旋转轴孔的距离不同时，所述磁轭端部的钢板中至少有1块相对其他层压的的钢板旋转(360°×m/2n)后配置(m是1-n的整数)。
图2是激磁用永久磁铁插入后硅钢板4的横截面图。切槽6a、6b、6c、6d设于距转子磁轭旋转轴孔7的距离大致相等的硅钢板4的磁极5a、5b、5c、5d底部。在这些切槽6a、6b、6c、6d内插入激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d。激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d的磁场在放射方向磁化。
另外，激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d在与磁场方向垂直的同一面设有2处大倾斜部10。由于在同一面设有倾斜部10，通过改变任一方激磁用永久磁铁倾斜部的倾斜角度，则由于切槽侧面部的倾斜部与激磁用永久磁铁侧面部的倾斜角度不同，使切槽中激磁用永久磁铁的左右固定成为点接触固定，而不是面接触固定，因此可以容易地固定激磁用永久磁铁。
又，切槽6a、6c侧面部的2处倾斜部15是向着放射方向形成同样斜度、同样大小。激磁用永久磁铁3b、3d的倾斜部10和切槽6a、6c的倾斜部15的倾斜位置是朝向放射方向并处于同一位置。而且，一旦把激磁用永久磁铁3b、3d的倾斜部10向着放射方向，并把该激磁用永久磁铁3b、3d插入切槽6a、6c，则二者相配合。这时，磁极成为N极。
另一方面，切槽6b、6d的侧面部同样有2处朝向旋转轴孔7方向的倾斜部15。并且，使具有倾斜部10的激磁用永久磁铁3a、3c的磁极成为S极，并插入切槽6b、6d，则二者相配合。
所述两个倾斜部10、15的大小在激磁用永久磁铁厚度的一半以下。又，在本实施例中，虽然其他棱角部16也带有一定倾斜，但倾斜部15明显大于其他倾斜部，很容易看出它们的区别。
另外，为了使激磁用永久磁铁能顺利地插入切槽，磁铁的倾斜部10与切槽倾斜部15的关系如下侧面部的倾斜部10≥侧面部的倾斜部15还有，激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d以使转子磁轭2外周的N极、S极磁性互不相同的方式配置。而激磁用永久磁铁6a、6b、6c、6d因以N极、S极为基准的倾斜部10的位置均相同，故激磁用永久磁铁的种类只需一种。故制作容易。又，在把激磁用永久磁铁插入转子磁轭2时，即使不考虑N极、S极，也会自然而然地把N极、S极配置在转子磁轭外周，故十分便利。
由于各块硅钢板均有铆接部8，通过把各铆接部8互相压入，即可将硅钢板固定。还有，激磁用永久磁铁6a、6b、6c、6d与旋转轴孔7之间有空隙9。各空隙9距旋转轴孔7的距离相等，且铆接部8位于连接各空隙9间切点19、17的切线上。还有，最好是把铆接部8设于较所述切线更靠近旋转轴孔7的位置，这样可在不妨碍各激磁用永久磁铁磁通的条件下缩短磁路路径，在不提高磁通密度的条件下降低硅钢板的铁损。
又，空隙9与激磁用永久磁铁间的间隔越小越好。即，空隙9与激磁用永久磁铁的间隔通常为0.3-5.0mm，但最好是在0.3-0.5mm，这样不仅可提高平衡配重固定所带来的转子平衡精度，且容易制作。
还有，如果使空隙9位于激磁用永久磁铁的中心，则不仅空隙9不会妨碍转子内部的磁通，还可降低钢板的铁损。
图3表示硅钢板14。硅钢板14是以旋转轴孔7为中心，将所述硅钢板4错开90度而成，该硅钢板14的铆接部8与所述硅钢板4的铆接部8相互铆接。另外，所述硅钢板4的上下方向的切槽6a、6c在硅钢板14上是位于旋转轴孔7的左右方向，而所述硅钢板4的左右方向的切槽6b、6d在硅钢板14上则是位于上下方向。
图4表示硅钢板24。硅钢板24是以旋转轴孔7为中心，把所述硅钢板4错开90度而成，并设有空隙18。该空隙18是把所述硅钢板4的铆接部8都冲切成空隙而成。在用金属模对硅钢板进行冲压时，若金属模下降幅度深，则铆接部分完全成为空隙，反之，若金属模下降幅度浅，则成为铆接部。
图5表示从上部将所述硅钢板14铆接于硅钢板4上。
即使当硅钢板重叠时，硅钢板14的空隙9也能供铆钉穿过。激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d的轴向固定是通过把切槽6a、6b、6c、6d侧面部的倾斜部15与激磁用永久磁铁侧面部的倾斜部16在轴向对接来实现的。
因而，只要切槽不受到额外的力，即使固定磁铁的粘接剂溶解于制冷剂或加压流体，激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d也不会从硅钢板14脱落。还有，无论激磁用永久磁铁的加工精度如何，都可固定激磁用永久磁铁，而且因为是把激磁用永久磁铁的棱角部加以固定，故与激磁用永久磁铁端部端面接触的钢板面积很小，故磁通的泄漏很少，而且不需另外的固定部件。
还有由于磁通的泄漏少，可减轻马达性能的降低。又，当在硅钢板4上重叠硅钢板14时，由于转子磁轭2的外径形状不发生变化，故不会对通过转子磁轭外径的制冷剂通路20形成障碍，故不必如传统方式那样在定子外径上另外制作制冷剂通路。
图6表示从上方用铆钉将平衡配重11铆接于硅钢板14上。
把硅钢板14的空隙9与平衡配重11的空隙12重叠，用2根非磁性的铆钉13把平衡配重11加以固定。在这种场合，如果平衡配重11为非磁性材料，是将平衡配重11与硅钢板14对接固定，而如果平衡配重11为磁性材料，则由于激磁用永久磁铁的端部被覆盖，故在激磁用永久磁铁3a、3b间会产生磁通的泄漏，且马达发生如下所示的效率降低。
即，从硅钢板14端部到磁性平衡配重11的距离与马达效率间的关系如下距离(mm)马达效率(％)0 86.61 87.62 88.2
388.25 88.2从上述关系可以看出，当距离超过1mm时效率的下降便减少。最好是距离2mm以上。又，如把平衡配重做成阶梯形状，即，在点划线所示的圆周80(同极切槽间)的内周部位，平衡配重与转子磁轭2的端部相接，而在所述圆周80的外周部位则与转子磁轭2的端部相距所述尺寸，则也能得到所述的马达效率。
还有，空隙9与空隙12的尺寸关系如下空隙9＜空隙12又，铆钉13也与所述空隙9、空隙12配合，形成阶梯形状。特别是，通过把铆钉13压入空隙12，可改善转子磁轭2的振动平衡。
另一方面，在使用非磁性平衡配重时，可以使空隙9和空隙12的尺寸相等，使平衡配重11与硅钢板14密接，且可将平衡配重的外径与磁极5a、5d重叠安装，从而可增强磁极5a、5d承受轴方向冲击的能力。
在本实施例中，平衡配重11的外径位于转子磁轭2外径凹部20的内侧，故在使用制冷剂的马达中，不会隔断凹部20的制冷剂通路。而且由于平衡配重不是固定在旋转轴上的，故可先对单项转子进行磁铁插入、磁铁固定及平衡配重的固定，而其后的工序只需对旋转轴进行热装，故可分开生产，可提高生产上的灵活性。而且，由于平衡配重不是固定在旋转轴上的，故平衡配重自身可实现小型轻量，且无需尺寸精度，可降低制作成本。
图7表示本发明永久磁铁转子的又一实施例，是激磁用永久磁铁插入后的剖视图。
切槽6d、6b、6a、6c设于距转子磁轭旋转轴孔7基本等距离的硅钢板34的磁极35a、35b、35c、35d的底部。在这些切槽6d、6b、6a、6c内插入激磁用永久磁铁33a、33b、33c、33d。相邻的切槽6a、6c朝着放射方向形成2处大倾斜部15。该倾斜部15的斜度相同，大小相同，从而，切槽的形状也相同。
又，相邻的切槽6b、6d朝着旋转轴孔7形成2处大倾斜部15。同样，切槽形状相同。
所述切槽6d和切槽6a隔着旋转轴孔7相对，切槽侧面部的倾斜位置不同。同样，切槽6b和6c也隔着旋转轴孔7相对，从旋转轴孔7看，切槽侧面部的倾斜位置不同。在各个切槽内插入激磁用永久磁铁33a、33b、33c、33d，并使转子磁轭32外周的N极、S极磁性互不相同。
还有，在激磁用永久磁铁的内侧有4处铆接部8(8a、8b、8c、8d)。通过把铆接部8a、8b、8c、8d压入，而把各硅钢板固定。而且，由于激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d在轴方向固定，故在要将硅钢板34旋转后重叠于转子磁轭32端部的场合，考虑到使硅钢板34相对所述硅钢板14旋转90度及180度，故如下所述，使其只有旋转180度后才能进行铆接固定。即，铆接部8a、8c间的角度为A度，铆接部8c、8d间的角度为B度，由于这些角度不同，只有旋转180度后才能进行铆接固定以及规定的激磁用永久磁铁以外的固定。而且，铆接数与磁极的极数相同，且A度、B度的关系如下所示。
A+B=180度(A≠B)本实施例中铆接角度A、B是取不同数值，当然也可在4极转子上，在均等的位置设置4处铆接部，相邻铆接部的形状大小不同，而隔着旋转轴孔7相对的铆接部的形状大小相同，由此而使固定于转子磁轭端部的钢板只有在旋转180度后才能固定。不言而喻，如果相邻铆接部距旋转轴孔7的位置不同，而隔着旋转轴孔7相对的铆接部的位置相同，也能得到相同的结果。
又，以上说明的是切槽的2处倾斜部10为相等倾斜部，而如果只使一方的倾斜角度与转子磁轭外径的倾斜角度相等，还可进一步加强连结磁极部前端与底部的桥的强度。
图8是本发明永久磁铁转子的又一实施例，是激磁用永久磁铁插入后的剖视图。
转子磁轭47由多块硅钢板44组成，切槽46a、46b是硅钢板44的一一隔开的磁极45a、45c的底部，设于距转子磁轭的旋转轴孔7大致等距离的位置。在这些切槽46a、46b内，将激磁用永久磁铁43a、43b互相以S极朝着旋转轴孔7插入。所述切槽46a、46b的侧面部至少形成2个倾斜部40、41，同时所述倾斜部的大小不同，并在对角线上相对，且将较大的倾斜部40设于旋转轴一侧。其他的棱角42则不设倾斜部。
插入所述切槽46a、46b的激磁用永久磁铁43a、43b也形成大小倾斜部。又，将硅钢板44相对另外的硅钢板14旋转180度后将铆接部48铆接固定于转子磁轭47的端部。这时，由于钢板重叠于棱角部42，而将激磁用永久磁铁43a、43b固定。
在转子磁轭47上，当激磁用永久磁铁的厚度厚时，由于切槽和磁铁两方侧面部的倾斜部都较大，故可牢固地固定。又，由于切槽46a、46b的侧面部的倾斜部大小不同，故连结磁极45a前端部和底部的桥可以做成大倾斜部40附近的桥部44a细，而小倾斜部41附近的桥部44b则粗。
而且，在用金属模从钢板冲压桥部时，可先冲压桥部44a。然后冲压桥部44b，这样可使磁极45a、45c在轴方向的弯曲极小。最好是把大倾斜部40对着旋转轴孔7，与把倾斜部40对着放射方向的场合相比，这种方式的磁极45a和磁极45c的重心位置向放射方向转移，从而提高了桥的强度。
还有，只要使激磁用永久磁铁43a和激磁用永久磁铁43b中的一方旋转，即与另一方成同一形状，就是说NS极、倾斜部40及倾斜部41的位置一致，故只需制作一种激磁用永久磁铁，在要把激磁用永久磁铁插入转子磁轭47内时，只需沿着切槽的形状插入，就不会将N极和S极搞错。因而，转子的制造简便易行。
另外，在上述各实施例中，是在激磁用永久磁铁上设2处大倾斜部，当然也可设1处或3处倾斜部，而且，既可使倾斜部的倾斜角度不同，也可使所有磁极的切槽形状不同。当所有磁极的切槽形状均不同时，在用4极磁极的场合，将设于端部的钢板的旋转角度设定为90度、180度、270度，可阻止激磁用永久磁铁在轴方向的移动，同时由于磁极部离心力造成的应力作用不同，使转子磁轭的强度提高。
又，在所述实施例中，是在转子磁轭的外周形成4个磁极，并在这些磁极内全部插入激磁用永久磁铁，当然也并不限于这种构造。就是说，也可形成任意的偶数磁极，并在各磁极内插入激磁用永久磁铁。还有，铆接部的形状也不限于方形，也可是圆形。再有，在图示的实例中，倾斜部为45度倾斜，但并不限于这一角度，也可采用R倒角。上述实施例中转子磁轭的切槽和激磁用永久磁铁的形状为矩形的6面体，当然也可以在瓦状切槽和瓦状激磁用永久磁铁的侧面部形成倾斜部，并使端部的钢板旋转，利用切槽形状的不同而将激磁用永久磁铁在轴方向固定。
图9是本发明永久磁铁转子的又一实施例，是激磁用永久磁铁插入后的剖视图。
转子磁轭58是用金属模冲切出多块硅钢板54，并将它们层压为一体后形成。在硅钢板54的内部，切槽56a、56b、56c、56d设于磁极55a、55b、55c、55d的底部。其中，切槽56a、56c分别位于距旋转轴孔7的距离为F的位置，而切槽56b、56d则分别位于距旋转轴孔7的距离为E的位置。距离F和距离E不同。而且，切槽56a和切槽56c、切槽56b和切槽56d分别隔着旋转轴孔7相对。
另外，切槽56a、56b、56c、56d的厚度尺寸均相等。而且插入所述切槽的激磁用永久磁铁49a、49b、49c、49d的厚度尺寸也相等。又，为了便于激磁用永久磁铁49a、49b、49c、49d顺利插入，在激磁用永久磁铁的厚度(含镀层厚度)与切槽厚度之间设有间隙H。
间隙H通常设定为0.01-0.3mm。其理由是，激磁用永久磁铁，特别是稀土类永久磁铁，为了防止生锈及制冷剂的渗透造成的磁通降低，要进行电镀。为了防止该镀层的剥离，并防止镀层的强度降低，就要设置所述数值的间隙。特别是，激磁用永久磁铁的镀层表面不匀一般是棱部比激磁用永久磁铁的中心厚0.02mm左右。然而，如果把镀层削薄，则制冷剂容易从削薄处渗入。因此，在激磁用永久磁铁的棱部厚度(含镀层厚度)与切槽棱部厚度处要设0.01-0.3mm的间隙。
又，关于切槽56a、56b、56c、56d，在从钢板冲切成转子形状后，将铆接部重叠并加压时，由于切槽中心部的厚度容易比切槽棱部薄，故即使如所述那样设置切槽和激磁用永久磁铁的间隙，在中心部也可保证0.01-0.3mm的间隙，从而不必担心镀层剥离。另外，根据制作激磁用永久磁铁的厚度公差和切槽的厚度公差的成本以及切槽的金属模制作成本，最大可得到0.3mm的数值。
另外，关于切槽56a、56c与旋转轴孔中心的距离F及切槽56b、56d与旋转轴孔中心的距离E，由于必须减少磁极的表面磁通密度之差，及防止因硅钢板54与激磁用永久磁铁重叠而引起磁通泄漏造成有效磁通减少，切槽位置之差，即|F-E|通常限于0.3-G/2(G是激磁用永久磁铁的厚度)，最好设定为0.3-G/4。而设定为0.3-G/4的理由是，如大于这一数值，泄漏磁通即增多，有效磁通减少，从而降低效率。即，在激磁用永久磁铁的端部部位，一旦有钢板重叠，则磁通在重叠的钢板部分从磁铁泄漏，使本来应从转子磁轭流入的路径上的有效磁通大幅度减少，引起马达效率降低。
另外，在将硅钢板重叠时，由于所述距离E、F的尺寸差别小，而很难以距离E、F的尺寸差为准来决定切槽的位置。因此，在所述的供铆钉穿过的空隙中，只在位于切槽56a、56c内侧的空隙51a中形成槽50，用此作为硅钢板重叠时的定位标记。这样一来，可提高组装作业的效率。如上所述，本实施例是在距旋转轴孔远的切槽或近的切槽中的一方附近设置辨别切槽用的标记。
又，槽50可以位于空隙之间外侧切线上的切点52、切点53的内部。这样，就不会妨碍激磁用永久磁铁的磁通流动。还有，还可根据槽50的方向判断硅钢板的正反。槽50可以是任何形状，而且也可形成于切槽的内部。在切槽内部形成辨别切槽用标记的场合，最好是在不妨碍激磁用永久磁铁的磁通的位置，即，在激磁用永久磁铁的中心部，且在旋转轴孔7一侧的点59处形成。这样，就可在距旋转轴孔的距离远或近的切槽中任选一方设置辨别切槽用的标记。
图10是从图9所示状态把转子磁轭58端部的硅钢板54旋转90度后插入激磁用永久磁铁后的剖视图。
硅钢板54用铆接方法固定，并在空隙51a、51b中插入铆钉。至于激磁用永久磁铁49a在轴方向的固定，是用相对转子磁轭58的切槽56a而旋转90度并产生与旋转轴孔7间的距离差|F-E|的切槽56d来固定。
又，所述切槽位置之差|F-E|和切槽厚度与激磁用永久磁铁厚度之差H的关系为|F-E|≥H。所述位置差|F-E|与厚度差H间的背离越大，激磁用永久磁铁在轴方向的固定越牢固。
在所述实施例中，4个切槽与旋转轴孔间的距离是同极相等而异极相异，当然也可以使4个切槽距旋转轴孔的距离均不相同。已知在这种场合，如把旋转轴孔与切槽间最大距离与最小距离之差控制在1mm以内，则在插入等能量乘积的激磁用永久磁铁时，转子外径的间隙磁通密度大致相等。又，由于各切槽位置不同，故不论使装于转子磁轭端部的钢板转动90度、180度或270度，都能将激磁用永久磁铁在轴方向固定。
还有，在所述实施例中，激磁用永久磁铁的性能是相等的，不过也可以在距旋转轴孔远的切槽内插入顽磁力低的激磁用永久磁铁，而在距旋转轴孔近的切槽内插入顽磁力高于该激磁用永久磁铁的激磁用永久磁铁，由此而提高对于激磁用永久磁铁的退磁(相对电流流入线圈所产生磁场)的抵抗力。而且即使是对于从转子外部传递的热量的影响，通过采用这种配置，连耐热性弱的磁铁也可装于内部使用。
图11是本发明永久磁铁转子的又一实施例，是激磁用永久磁铁插入后的剖视图。
转子磁轭68是用金属模冲切出多块硅钢板64，并将它们层压为一体后形成。在硅钢板64的内部，切槽66a、66b、66c、66d设于磁极65a、65b、65c、65d的底部。其中，切槽66a、66b分别位于距旋转轴孔7的距离为F的位置，而切槽66c、66d则分别位于距旋转轴孔7的距离为E的位置。切槽66a、66b的距离F与切槽66c、66d的距离E不同。而且，在切槽66a、66b、66c、66d中分别插入激磁用永久磁铁70a、70b、70c、70d，切槽66a隔着旋转轴孔7而与切槽66c相对，同样，切槽66b隔着旋转轴孔7与切槽66d相对。
另外，激磁用永久磁铁在轴方向的固定是通过在转子磁轭68的端部将硅钢板64相对其他硅钢板旋转180度后用铆接部71(71a、71b、71c、71d)固定的。而且，在将硅钢板重叠时，由于所述距离E、F的尺寸差别小，故很难以距离E、F的尺寸差为基准来决定切槽的位置。因此，与所述图9和图10的场合相同，只在位于切槽66a、66b内侧的供铆钉穿过的空隙61a、61a中形成槽72，用此作为硅钢板重叠时的定位标记。
另外，在硅钢板内部，用于相互固定钢板的铆接部数量与磁极数同为4处，其中，设定铆接部71a和铆接部71d、以及铆接部71b和铆接部71c的间隔为A度，铆接部71a和铆接部71b、以及铆接部71c和铆接部71d的间隔为B度(A≠B,A+B=180(度))。
因而，当在转子磁轭端部固定激磁用永久磁铁固定用的硅钢板时，如果是旋转90度后安装，则不仅不能固定铆接部，也不能固定激磁用永久磁铁。而如果是旋转180度后安装，则不仅可通过切槽位置的错开而固定激磁用永久磁铁，还可固定铆接部。这样一来，通过上述的铆接部间角度设定就可防止硅钢板在转子磁轭58的端部安装不当。
另外，在所述实施例中，是在转子磁轭的外周形成4个磁极，并且在全部磁极中插入激磁用永久磁铁，但本发明并不限于所述构造，它也适用于形成任意的偶数磁极并在各磁极内插入激磁用永久磁铁的场合。
图12是使用本发明永久磁铁转子的压缩机的分解立体图。在有制冷剂和油流动的密封容器21内部，在压缩装置(省略图示)之上串联配置着驱动马达22。驱动马达22由本发明的永久磁铁转子和固定件30组成，所述固定件30则由固定件铁心31和激磁用线圈35组成。
本发明的永久磁铁转子具有转子磁轭2、二对板状激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d。所述转子磁轭2的两端部分别层压一组硅钢板4、4，中央部则层压另一组硅钢板44，后面将详述的各钢板是用1个顺序动作冲裁模分别起模形成。转子磁轭2的钢板在外周面具有向放射方向凸出的4个磁极5a、5b、5c、5d。在这些磁极的底部设有供激磁用永久磁铁插入的切槽6a、6b、6c、6d。
在组装冷冻循环用压缩机时，转子磁轭2在插入旋转轴23之前，先加热几分钟。在设于密封容器21内的旋转轴23上按箭头Q的方向插入经加热的转子磁轭2，并在转子磁轭2保持热温期间将激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d插入并固定。而且，把平衡配重11压入至转子磁轭2的端部附近。
在插入固定所述各构成部件后，把密封容器21的盖子(省略图示)盖上，并把旋转轴23加以机械性固定。另外，通过使高电流流入激磁线圈35，将激磁用永久磁铁磁化，然后，向密封容器21内部吹暖风，使其干燥，并使内部水分蒸发。
如上所述，在把转子磁轭插入固定于旋转轴时，要把转子磁轭加热，而这一加热会使中心的旋转轴孔膨胀，使孔径增大，且是在余热未消时插入旋转轴的，故该转子磁轭很容易插入旋转轴。而且，由于转子磁轭冷却后旋转轴孔的孔径会缩小，故而可将转子磁轭固定于旋转轴。同样，是在转子磁轭维持热温期间将激磁用永久磁铁插入并加以固定的，即，在把转子磁轭加热且使切槽扩张后，在扩张了的切槽内插入激磁用永久磁铁，故该激磁用永久磁铁的插入也很容易进行。另外，当转子磁轭冷却后切槽即缩小，由此即将激磁用永久磁铁固定于切槽内。因而，采用本实施例时，可利用余热把激磁用永久磁铁固定于转子磁轭，因此可缩短工序时间，而且不需另设激磁用永久磁铁的轴向固定件。
图13是激磁用永久磁铁制造工序中所用模具的立体图。
模具28的四面具有适当厚度。在模具28的中央部插入成为激磁用永久磁铁3的磁粉29，并在图中的S方向产生磁场，同时从图中的R方向施加压力，在这种状态下在烧结炉(省略图示)内进行1-2小时1000℃左右的热处理，再进行3小时600℃左右的热处理。然后，在冷却了的磁铁块厚度方向L3切断成多块，使其厚度为L4，即形成激磁用永久磁铁3。激磁用永久磁铁的尺寸L1取决于模具28的尺寸L2的精度，故即使不另外加工，也可简单地获得精度良好的尺寸L1。又，激磁用永久磁铁的厚度L4取决于切断精度，激磁用永久磁铁的长度L5则取决于来自R方向的压力负荷大小。
图14是本发明又一实施例的永久磁铁转子剖视图。表示如上所述那样利用转子磁轭2的余热将激磁用永久磁铁3插入后的状态。
图14(1)表示激磁用永久磁铁已插入转子磁轭、但还未固定于硅钢板4上的状态。图14(2)表示激磁用永久磁铁固定于转子磁轭的硅钢板44上的状态。在图14(1)中，硅钢板4在外周面具有向放射方向凸出的4个磁极5a、5b、5c、5d。在这些磁极的底部，设有使激磁用永久磁铁贯穿的切槽6a、6b、6c、6d，在连接磁极前端和磁极底部的部位存在桥4a。在所述硅钢板4上，切槽6a、6b、6c、6d在长度方向略长，因而桥4a较细。故在切槽6a、6b、6c、6d的侧部与激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d的侧部3e之间存在极小的间隙。
与此相对照，如图14(2)所示，硅钢板44的连接磁极前端与磁极底部部位的桥44a则较宽，故与所述硅钢板4不同，在切槽侧部和磁铁侧部之间不存在间隙。而且，如前所述，为了使转子磁轭插入旋转轴而对其加热，并在其余热未消期间将激磁用永久磁铁插入切槽，然后，当转子磁轭冷却、切槽口径缩小时，激磁用永久磁铁的侧部3e与切槽6a、6b、6c、6d的侧部接触，激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d即固定于硅钢板44上。
另外，关于激磁用永久磁铁的制造，有以下方法。
即，切槽6a、6b、6c、6d和激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d不是在所有接触部位固定，而且，在将转子磁轭插入旋转轴时，先把转子磁轭加热，再把该经过加热的转子磁轭插入所述旋转轴。
在这种场合，所述激磁用永久磁铁是从磁铁块加工成规定厚度(厚度L4)，且磁铁的其他面可以是磁铁成型模具的起模尺寸。磁铁的厚度(厚度L4)与有无热影响或马达性能关系很大，故加工精度要求高。另一方面，尺寸L1或长度L5即使公差较大，与马达性能等的关系也不大。因而，既可以使磁铁与防磁铁脱落部件(磁轭端部的硅钢板14、24或其他部件)之差大于切槽厚度与磁铁厚度之差，也可使切槽宽度与磁铁宽度之差大于所述切槽厚度与磁铁厚度之差。
又，也有一种方式是所述切槽与所述激磁用永久磁铁在所有相接部位均不固定。在这种场合，激磁用永久磁铁也是从磁铁块加工成规定厚度，且磁铁的其他面可以是磁铁成型模具的起模尺寸。而且，在激磁用永久磁铁被磁化时，利用其吸引力而固定于切槽内。
如上所述，在本实施例中，通过用硅钢板4和硅钢板44组成转子磁轭的硅钢板，并且通过改变所述钢板的块数比率，可以改变对于激磁用永久磁铁的固定强度，从而可根据有振动产生的使用环境之严酷程度而选择最佳强度。又，通过选择适宜的金属模即可容易地得到所需的激磁用永久磁铁的尺寸，故可降低制造成本。
另外，本实施例把供激磁用永久磁铁插入但不进行固定的硅钢板4设置在转子磁轭的轴向两端部，而把固定激磁用永久磁铁的硅钢板44设置于大致中央部，这种方法具有以下优点。即，在把转子磁轭设定在热装温度，并将该转子磁轭插入旋转轴后，由于中央部的硅钢板44的表面温度下降速度慢于两端部的硅钢板4，故激磁用永久磁铁很容易插入，而且中央部硅钢板44的桥宽大于硅钢板4，故桥44a的降温速度也慢，而且变形也少。故不会使磁极部的前端变形，可以增强激磁用永久磁铁的固定强度。另外，通过延缓所述余热的降温速度，还可延长激磁用永久磁铁的可插入时间。
又，所述硅钢板4和所述硅钢板44仅在切槽的大小上不同，故只需1种顺序冲裁模即可先冲切硅钢板44的切槽，然后冲切硅钢板4的切槽。
图15是的制造工序中所用模具的立体图。
在该实施例中，模具280与所述模具28(见图13)一样，其四面形成一定的厚度。在模具280的中央部，插入成为激磁用永久磁铁103的磁粉290，并在图的S方向产生磁场，同时从图中的R方向施加压力，在这种状态下在烧结炉(省略图示)内进行1-2小时1000℃左右的热处理，再进行3小时600℃左右的热处理。然后，在冷却了的磁铁块厚度方向L30切断成厚度为L40的多块，并进行内外周及侧面加工，即形成扇形的激磁用永久磁铁103。激磁用永久磁铁的尺寸L10取决于模具280的尺寸L20的精度，故即使不另外加工，也可简单地获得精度良好的尺寸L10。又，激磁用永久磁铁的厚度L40取决于切断精度，激磁用永久磁铁的长度L50则取决于来自R方向的压力负荷大小。
图16是本发明又一实施例的永久磁铁转子剖视图。
本实施例使用所述的扇形激磁用永久磁铁103。
图16(1)表示激磁用永久磁铁插入转子磁轭、但未固定于硅钢板104上的状态。图16(2)表示激磁用永久磁铁固定于转子磁轭的硅钢板114上的状态。在图16(1)中，硅钢板104在外周面具有向放射方向凸出的4个磁极105a、105b、105c、105d。在这些磁极的底部，设有使激磁用永久磁铁贯穿的切槽106a、106b、106c、106d，在连接磁极前端和磁极底部的部位存在桥115。在所述硅钢板104上，桥115较长。另外，在激磁用永久磁铁103的角部进行斜向切除，故在切槽106a、106b、106c、106d的侧部与激磁用永久磁铁103的切除侧部116之间存在间隙。
与此相对照，如图16(2)所示，硅钢板114的桥前端118则较宽，故与所述硅钢板104不同，在切槽侧部和磁铁侧部之间不存在间隙。而且，如前所述，为了使转子磁轭插入旋转轴而对其加热，并在其余热未消期间将激磁用永久磁铁插入切槽，然后，当转子磁轭冷却、切槽口径缩小时，激磁用永久磁铁的切除侧部116与切槽106a、106b、106c、106d的侧部接触，激磁用永久磁铁103即固定于硅钢板114上。
如上所述，在本实施例中，与所述图14所示实施例相同，通过用硅钢板104和硅钢板114组成转子磁轭的硅钢板，并且通过改变所述钢板的块数比率，可以改变对于激磁用永久磁铁的固定强度，从而可根据有振动产生的使用环境之严酷程度而选择最佳强度。又，通过选择适宜的金属模即可容易地得到所需的激磁用永久磁铁的尺寸，故可降低制造成本。
另外，本实施例通过把供激磁用永久磁铁插入但不进行固定的硅钢板104设置在转子磁轭的轴向两端部、并把固定激磁用永久磁铁的硅钢板114设置于大致中央部，而具有与图14方式同样的优点。即，在把转子磁轭设定在热装温度并将该转子磁轭插入旋转轴后，由于中央部的硅钢板114的表面温度下降速度慢于两端部的硅钢板104，故激磁用永久磁铁很容易插入，而且中央部硅钢板114具有宽幅的桥前端118，桥宽大于硅钢板104，故桥的降温速度也慢，而且变形也少。故不会使磁极部的前端变形，可以增强激磁用永久磁铁的固定强度。另外，通过延缓所述余热的降温速度，还可延长激磁用永久磁铁的可插入时间。
又，所述硅钢板104和所述硅钢板114仅在切槽的大小上不同，故只需1种顺序冲裁模即可先冲切硅钢板114的切槽，然后冲切硅钢板104的切槽。
图17是本发明又一实施例的永久磁铁转子分解立体图。本实施例的永久磁铁转子1具有层压成柱状的转子磁轭2和二对板状激磁用永久磁铁3(3a、3b、3c、3d)。所述转子磁轭2是用金属模将多块硅钢板4进行冲切且层压为一体而形成。转子磁轭2在外周面具有向放射方向凸出的4个磁极5(5a、5b、5c、5d)。在这些磁极的底部设有使激磁用永久磁铁插入的切槽6(6a、6b、6c、6d)。另外，在转子磁轭2的中心部设有供旋转轴穿过的旋转轴孔7。而且在切槽到旋转轴孔7的最短距离之间设有激磁用永久磁铁在轴方向固定用的铆钉贯穿孔13a。
如图18(a)所示，激磁用永久磁铁3a、3b、3c、3d是截面为矩形的6面体，在激磁用永久磁铁的表面施加了电镀的镍镀层M1。该镍镀层M1是用后述的电镀装置进行电镀的。
把激磁用永久磁铁3插入切槽6，并为了将该激磁用永久磁铁在轴向固定，在转子磁轭2的两端设置非磁性的衬垫s，并覆盖上可取得压缩装置动态平衡的平衡配重11，最后用铆钉13将转子磁轭2连同衬垫a及平衡配重11一起铆接固定。至此，本实施例的永久磁铁转子1即组装完毕。
在本发明中，所述电镀镍镀层的膜厚在图18(b)所示的激磁用永久磁铁3的中央部3A和图18(c)所示的端部3b大致相同，且无电极痕迹。
该电镀镍镀层M1可如图19那样进行电镀。即，在充满了溶液802的容器801内，设置上面为倾斜面804的夹具803，在该夹具803附近设置一对球状电极805、805，构成电镀装置800。磁铁3一旦被置于所述倾斜面804并向斜下方输送。即在溶液802内被电极805、805夹持，同时该电极旋转，将磁铁3进一步向下方输送。电极805、805虽旋转，位置却不变，给电极805、805接通电镀电源，即对磁铁3进行电镀。这时，因磁铁3上的电极位置是变化的，故可对磁铁3的整个表面进行无一处遗漏的电镀。另外，由于电极是球状的，故与磁铁间形成点接触，镀层厚度不易发生不匀现象。
根据发明者等的实验，通过如所述那样使电极移动后进行电镀，确可实现激磁用永久磁铁3的中央部3A和端部3B的镀层基本均匀、且无电极痕迹。尤其是，对于保持锐角角部的激磁用永久磁铁，可沿着磁铁坯料的形状进行电镀而不会使角部变圆。另外，本实施例中之所以镀镍，是为了得到硬度更高的镀层，并使表面耐磨且光滑。不言而喻，本发明并不限于镀镍。
在本实施例中，如图20所示，理想的镀层是5-20μm。而最好是5-10μm。在图20中，横轴是磁铁长度方向的间隔，t是端部，t/2是中央部，纵轴则表示镀层厚度。
激磁用永久磁铁上的镀层越薄越好。这是因为，一旦镀层过厚，激磁用永久磁铁和硅钢板之间的间隙就增大，不但会降低磁通效率，还会因热膨胀或热应力使镀层开裂或剥离。在这一点上，镀层薄，受到的热应力就小，可减轻变形，故越薄越好。然而，如果不到5μm，则耐振动的强度不足，例如在用于压缩机中的马达时，在压缩机的运转范围(-20-130℃)会发生镀层剥离。另一方面，如超过20μm，则如前所述，热膨胀或热应力会使镀层开裂或剥离。因而，如前所述，镀层最好在5-20μm。尤其是当镀层为5-10μm时，即使在把磁铁装入压缩机后进行强制冷却，镀层也不会开裂。在不需进行强制冷却的场合，镀层可以是5-20μm。
图21是本发明所用的又一电镀装置，在这一场合，是在充满了溶液802的容器801内设置滚柱状的夹具803、803，并设置一对可沿该夹具803在横向移动的滚柱状电极805、805，构成电镀装置800。电极805、805经支撑杆807设于滑块806上，且可在横向移动。磁铁3浸于溶液802内，且载放于所述夹具803、803上，并被电极805、805夹持。在本例中，电极805、805旋转着作横向移动，磁铁3即被施行电镀。本例中也由于磁铁3的电极位置是变化的，故也可对磁铁3的整个表面进行无一处遗漏的电镀。而且，如果滚柱状的夹具803、803在载放磁铁3时始终以同一位置与其接触，则会产生漏电镀之处，故要使滚柱状夹具803、803作一定的正反转动。这样，磁铁3向左右方向摆动，所述电极805、805相对于磁铁的位置即发生变化，由此而使磁铁3表面的镍镀层大致均匀，且没有电极痕迹。
图22是本发明所用又一电镀装置，在本例的场合，在充满了溶液802的容器801内，设置夹具803，该夹具803上设有可上下移动的多个电极805、805，另外，在可作横向移动的支撑杆807下部伸出设置了电极805，构成电镀装置800。磁铁3浸没于溶液802内且载放于所述夹具803、803上，在本例中，设于夹具803上的电极805与磁铁3的具有大表面积的面3E接触，而设于支撑杆807的电极805则与具有小表面积的面3D接触，这样，无论各电极805、805中的哪一个与磁铁导通，都对磁铁3施行电镀。即，在本例中，是通过择一地选择电极与磁铁接触并导通来变化磁铁3的电极位置，故可对磁铁3的整个表面施行无一处遗漏的电镀。
如上所述，由于本发明是使磁铁与电极相对移动，故在施行电镀时，针对磁铁的电流就不会集中，就可进行无电极痕迹的表面处理，并可使中央部及端部的镀层均匀。另外，由于电极是移动的，即使对于具有锐角角部的激磁用永久磁铁，也能沿磁铁坯料的形状形成均匀的镀层，而不会造成该锐角角部变圆。
综上所述，采用传统电镀方法时，在电极修补部位于前后端面的场合，不能将转子磁轭2和磁铁轴向的长度设定为相等，而在电极修补部位于磁铁的具有大表面积的面3E上的场合，激磁用永久磁铁与硅钢板之间的间隙就必须很大，从而会降低磁通的效率，而本发明的激磁用永久磁铁3上没有传统方式那样的电极修补部的凸出部，故可避免这样的缺点，结果使尺寸控制变得简便易行。
然后，对组装后的本实施例的永久磁铁转子1从激磁用永久磁铁3的居里点起，在镀层的性能维持温度或激磁用永久磁铁坯料的性能维持温度中较低的温度间加热几分钟。众所周知，磁铁等强磁性体自身有自发磁性，该自发磁性由于外部磁场的外加而被校正，并在外部显露出磁性，而消除该自发磁性的温度即称为居里点。
在本实施例中，在激磁用永久磁铁的所述居里点温度以上，在未达激磁用永久磁铁坯料性能维持温度的温度间将永久磁铁转子1加热几分钟后，再如后述的那样把该转子1插入冷冻循环用压缩机的旋转轴。
采用以上说明的本实施例时，在施行电镀时，不会发生对于磁铁的电流集中，可进行无电极痕迹的表面处理，可在中央部和端部进行均匀的电镀。另外，由于电极是移动的，故即使对于有锐角角部的激磁用永久磁铁，也可沿磁铁坯料的形状形成均匀的镀层，而不会造成该角部变圆。尤其是棱角部3C可利用镀层自身的强度保持，故减少了激磁用永久磁铁自身坯料强度的必要性。另外，电镀的镍镀层M1的厚度在激磁用永久磁铁的大致中央部3A为5μm以上，20μm以下，在把激磁用永久磁铁3插入转子磁轭2后，通过用高于激磁用永久磁铁居里点的温度进行热装，即使混入少量磁化的磁铁，也可在高温下消磁，另外本发明者还发现，高温加热还可提高镀层与激磁用永久磁铁之间边界面的结合力。而且在把转子插入旋转轴时，5μm以上20μm以下的厚度是避免因激磁用永久磁铁与电镀层间膨胀系数不同而产生变形或开裂所需的最薄电镀层厚度，同时，在插入转子磁轭2的切槽后，还可防止振动引起的镀层剥离。而尤其理想的是5-10μm的厚度，如前所述，在强制冷却时不会发生镀层开裂。另外，由于电镀层的材料是镍镀层，硬度高于磁铁坯料，且具有软磁性的性质，故在插入转子磁轭前后不易被碰伤，耐久性能也有提高。又，在组装后，即使镀层有剥离，由于镀层为磁性体，故被吸在磁铁坯料的表面而不会脱落。另外，在本实施例那样的把激磁用永久磁铁插入转子磁轭切槽的转子上，由于是磁性体的电镀，故切槽和磁铁间的磁性间隙可以设定得很小，这是一个很大的优点。
而且，在用稀土类磁铁作激磁用永久磁铁时，可用以下的实施例。即，在把稀土类激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽后，在激磁用永久磁铁的所述居里温度以上，在未满激磁用永久磁铁坯料性能维持温度的温度间把永久磁铁转子1加热几分钟后，把该转子1插入旋转轴，然后磁化，并进入预干燥温度(170℃左右)。关于这一点，已知传统方式的激磁用永久磁铁在马达使用时温度要上升，且要经过初期减磁。然而，在使用稀土类磁铁时，在所述转子磁轭热装插入旋转轴时，即进行自发磁性的消磁(减磁)，然后进行磁化并经过预备干燥处理，这样一来，即使将来马达使用并置身于预备干燥温度内，也可避免所述的初期减磁这类事件发生。
关于镍镀层，已知除了所述的电镀方式外，还有非电解电镀。而且传统方式中也有把经过非电解镀镍的激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽的。在这种场合，在把经过镀镍的激磁用永久磁铁插入转子磁轭前，要进行镍镀层的热处理。
即，经过镀镍后形成的镀膜为非晶质非磁性，要经过热处理而使其从250℃附近起渐渐结晶，并除了Ni外还产生Ni3-P的共晶体，同时也产生磁性。又，如图23所示，在400℃时硬度达到峰值。不过，当温度高于400℃时，已细微化的结晶粒又会变大，硬度也会降低。
因而，过去在使用经过非电解电镀的激磁用永久磁铁时，要经过3道工序，即对经过非电解电镀的激磁用永久磁铁进行热处理、转子磁轭热装插入旋转轴、然后是激磁用永久磁铁插入转子磁轭的切槽，故工序时间长，且磁铁的固定困难。
本发明者发现所述图23中是在350-400℃、特别是在400℃时可得到硬度峰值，而转子磁轭热装插入旋转轴时的温度也是350-400℃，由此而受到启发，提出在将所述转子磁轭热装插入旋转轴时，同时进行镍镀层的热处理。在把经过非电解镀镍的激磁用永久磁铁插入转子磁轭后，对所述转子磁轭施加与镍镀层的热处理温度大致相同的温度(约400℃)，这样即可把过去要分别进行的镍镀层的热处理工序和热装插入工序合并为一道工序。通过该镍镀层的热处理工序与热装插入工序的合并，可简化工序、缩短时间。而且，采用本实施例后，镀层的开裂减少。
图24是转子磁轭插入压缩机后的剖视图。
用符号200表示其整体的冷冻循环用压缩机具有供制冷剂流通的密封容器210。在该容器210内部上下串联配置着压缩装置(省略图示)和驱动马达220。
驱动马达220由转子400、固定件300和旋转轴230组成，所述固定件300又由固定件铁心310和激磁用线圈320组成。所述转子400是把转子磁轭、激磁用永久磁铁、衬垫s及平衡配重11装配成一体。再用铆钉13铆接而成。
在装入冷冻循环用压缩机时，对于设于密封容器210内的旋转轴230，如前所述，在激磁用永久磁铁的居里温度以上，以激磁用永久磁铁坯料性能维持温度(电气镀镍的场合)或镀层性能维持温度(非电解镀镍的场合)中较低的温度对转子加热几分钟，尔后将转子400按箭头Q方向插入旋转轴230，然后加以冷却。
然后将密封容器210的盖体(省略图示)盖上，将旋转轴230加以机械性固定，给激磁线圈320通高电流，由此而将激磁用永久磁铁磁化，然后向密封容器210内吹暖风，使其干燥，并使内部水分蒸发。
通过上述构造，转子的组装(激磁用永久磁铁装入转子磁轭)和转子在压缩机旋转轴的组装可分别进行。结果可简化工序。缩短时间。
如上所述，本发明涉及在转子磁轭磁极的全磁极或一一隔开的底部插入激磁用永久磁铁的永久磁铁转子及其制造方法，尤其涉及可防止激磁用永久磁铁脱落、或对激磁用永久磁铁进行表面处理、可提高永久磁铁转子安全性和可靠性、可用于高速旋转马达或有加压油或制冷剂流通的压力容器内使用的马达的永久磁铁转子。
特别是涉及在转子的至少一端用与转子磁轭基本相同的钢板防止激磁用永久磁铁脱落的永久磁铁转子。可简化工序及缩短制造时间。
权利要求
1．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入激磁用永久磁铁，其特征在于，在把转子磁轭插入旋转轴时，对转子磁轭进行加热，并把该加热的转子磁轭插入所述旋转轴后，在所述切槽因该加热而扩张时把所述激磁用永久磁铁插入该切槽内，并在所述转子磁轭冷却后用口径缩小的所述切槽将所述激磁用永久磁铁加以固定。
2．根据权利要求1所述的永久磁铁转子的制造方法，其特征在于，所述切槽的两端存在着连结磁极前端与磁极底部的桥，且激磁用永久磁铁至少固定于所述桥的一部。
3．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入激磁用永久磁铁，并且具有防止激磁用永久磁铁脱落的部件，其特征在于，所述切槽和所述激磁用永久磁铁不是在所有接触部位固定，且在把转子磁轭插入旋转轴时，是先把转子磁轭加热，再把经加热的转子磁轭插入所述旋转轴。
4．根据权利要求3所述的永久磁铁转子的制造方法，其特征在于，所述激磁用永久磁铁是从磁铁块加工成规定厚度，磁铁的其他面是磁铁成型模的起模尺寸。
5．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特征在于，所述激磁用永久磁铁在进行所述电镀时，与永久磁铁导通的电极与该永久磁铁间作相对移动。
6．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特征在于，所述激磁用永久磁铁在进行所述电镀时，有多个与永久磁铁导通的电极存在，同时使所述多个电极择一地与该永久磁铁接触。
7．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特征在于，在把转子磁轭插入旋转轴时，是在转子磁轭的切槽内插入稀土类的激磁用永久磁铁后，在激磁用永久磁铁的所述居里点温度以上，用未满激磁用永久磁铁坯料性能维持温度的温度把转子磁轭加热后，把该转子磁轭插入旋转轴，然后进行磁化。
8．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入预先经过电镀的激磁用永久磁铁，其特征在于，在对激磁用永久磁铁施加了使激磁用永久磁铁中央部与端部的电镀层厚度基本均匀、且没有电极痕迹的所述电镀后，把插有所述激磁用永久磁铁的转子磁轭加热到比所述激磁用永久磁铁的居里点高的温度。
9．根据权利要求5、6或8所述的永久磁铁转子的制造方法，其特征在于，所述电镀的材质是镍镀层。
10．一种永久磁铁转子的制造方法，转子的磁轭是由多块钢板层压形成，在外周上有2n倍(n是整数)的磁极，在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽，在该切槽内插入经过非电解镀镍的激磁用永久磁铁，其特征在于，所述激磁用永久磁铁是稀土类铁，在把经过非电解镀镍的激磁用永久磁铁插入转子磁轭的所述切槽后进行所述镍镀层的热处理。
11．根据权利要求10所述的永久磁铁转子的制造方法，其特征在于，所述热处理温度为350-400℃。
全文摘要
一种永久磁铁转子的制造方法,转子的磁轭由多块钢板层压形成,在外周上有2n倍(n是整数)的磁极,在距旋转轴孔大致等距离的全磁极或一一隔开的底部有切槽,在该切槽内插入激磁用永久磁铁,在把转子磁轭插入旋转轴时对转子磁轭进行加热,把加热的转子磁轭插入旋转轴后,在切槽因加热而扩张时把激磁用永久磁铁插入该切槽内,并在转子磁轭冷却后用口径缩小的切槽将激磁用永久磁铁固定。本发明可简化工序及缩短制造时间。
文档编号H02K7/00GK1312606SQ0110121
公开日2001年9月12日 申请日期1995年3月31日 优先权日1994年6月1日
发明者长手隆, 植竹昭仁, 山岸善彦 申请人:精工爱普生株式会社