专利名称：用于混和转子的磁体支撑和保持系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及电机。更加具体地，本发明涉及电机中转子磁 体的支撑和保持。
背景技术：
典型地，电机转子包括插在转子极片之间的永久磁体。主要是矩形 横截面的磁体被放置进铝包中并且插入极片之间的矩形槽中。因为磁体 和槽的矩形横截面，在磁体和槽之间存在气隙，由此降低了转子的磁性 效力。在电机得操作过程中，转子磁体遭受离心力，该离心力迫使磁体 径向向外并且迫使磁体撞击极片的外缘，引起磁体材料的损坏。
发明内容
一种用于电机的转子组件包括转子芯。所述转子芯具有至少一个磁 体槽以及至少一个槽凸缘，其中，磁体槽具有随着离转子轴的径向距离 增加而增加的槽宽度，槽凸缘延伸至少部分地越过所述槽宽度。所述转 子组件还包括位于至少一个磁体槽中的至少一个永久磁体，该磁体具有 随着离转子轴的径向距离增加而增加的磁体宽度。转子组件进一步包括 保持器，该保持器设置在磁体槽中并径向地位于所述磁体与所述至少一 个槽凸缘之间。将至少一个永久磁体紧固在电机的转子组件中的方法包括将至少一 个永久磁体插入至少一个磁体槽中已经将保持器插入磁体槽中并使其径 向地位于所述磁体与至少一个槽凸缘之间。
根据下面结合附图的详细描述，本发明的上述以及其他优点对于本
领域的技术人员来说将是显而易见的，其中 图1是交流发电机实施例的横截面视图； 图2是图1中交流发电机的转子槽和磁体的立体视图； 图3是用于图1中交流发电机的磁体保持器的一个示例的立体视图； 图4是用于图1中交流发电机的磁体保持器的另一个示例的立体视
图；以及
图5是用于图1中交流发电机的磁体保持器的又一个示例的立体视图。
具体实施例方式
图1中所示的是用于交通工具的电机，例如交流发电机IO。交流发 电机10包括转子12，该转子可操作地连接到轴14。转子12和轴14被 构造和设置成绕着轴线16旋转。定子18径向地设置在转子12的外侧并 且沿着转子12的长度轴向地延伸并周向地环绕转子12。定子18和转子 12设置在外壳20中。
转子12包括转子芯22。转子芯22由例如铁的磁性材料制成。如图 2所示，转子芯22包括位于转子极26和28之间的一个或者多个磁体槽 24，转子极26和28分别被极化为"N"和"S"。槽24具有锥形的横截 面，以使槽宽度30随着槽从轴14径向地延伸而增加。在转子极26和28的径向最外端部， 一个槽凸缘32从转子极26和28中的至少一个朝向相 对的转子极26、 28周向地延伸。
转子12包括安置在每个磁体槽24中的一个或者多个永久磁体34。 每个磁体34具有锥形的横截面，该锥形的横截面被构造成磁体34的磁 体锥角36基本等于磁体槽24的槽锥角38。这种构造使得磁体34位于磁 体槽24中变化的径向位置(varying radial positions)并且最小化报！ 体34与磁体槽24之间的气隙。磁体34被极化并被轴向地插入磁体槽24 内以使磁体34的"N"极化区域邻近"N"极化转子极26，并且同样地， 磁体34的"S"极化部分邻近"S"极化转子极28。
利用保持器40在径向上将磁体34定位在磁体槽24中。保持器40 径向设置在磁体34与槽凸缘32之间的磁体槽24中。在一些实施例中， 保持器40由具有低磁性性能的材料形成，例如不锈钢、塑料以及玻璃填 充的尼龙。利用这些材料来防止具有相反极性的转子极26和28之间的 磁弧，并且由此降低转子12的磁性性能。在那些最大性能可以不是必须 的实施例中，保持器40可以由例如低级碳钢材料形成。保持器40具有 在磁体34和槽凸缘32之间提供弹性运动(spring action)的形状。合 适的保持器形状的例子示出在图3-5中。图3中的保持器40例子具有凹 入的横截面形状。在图3中，保持器被构造成峰42接触磁体34并且端 部44接触一个或者多个槽凸缘32。然而，应该意识到，这种构造能够颠 倒设置，这意味着设置成峰42接触一个或者多个槽凸缘32并且端部44 接触磁体34。保持器40的另一个例子示出在图4中。图4中的保持器例 子40在轴向上基本是S形或者正弦曲线形。保持器40被构造成一个或 者多个峰42接触一个或者多个槽凸缘32并且一个或者多个谷46接触磁 体34。保持器40的第三个例子示出在图5中。该保持器40在轴向上是 单弧形。图5中的保持器40被构造成峰42接触一个或者多个槽凸缘32并且至少一个端部44接触磁体34。类似于图3中的保持器40，图5中 的保持器40构造在某些实施例中可以颠倒。在颠倒的构造中，峰42接 触磁体34并且至少一个端部44接触一个或者多个槽凸缘32。应该意识 到，在图3-5中所示例的保持器40形状仅仅是例子并且其他的保持器40 构造也在本发明的预期范围内。
再次参考图2，在一些实施例中，通过在轴向方向上在磁体34和槽 凸缘32之间滑动保持器40，保持器40被插入磁体槽24中。保持器40 的弹性运动给磁体34施加径向向下的力并且靠着磁体槽24紧固磁体34 从而最小化它们之间的气隙。保持器40的弹性运动使得磁体34在交流 发电机10操作期间能够稍微变换径向位置，由于离心力促使槽空隙24 縮小。因此，在操作期间，损坏磁体的可能性较小。
在一些实施例中，保持器40的端部可以形成或者弯曲形成插入翼片 48。当将保持器40插入磁体槽24中时，插入翼片48被用作推动的表面。 进一步地，非铁环或者扇状物50可以固定到转子12的一个或者多个轴 向端部。扇状物50用来限制磁体槽24中的磁体34和保持器40，并且还 提供了被钻或者加工掉的材料，用于平衡转子12。
尽管上面己经描述了本发明的实施例，应该理解，现在和将来的本 领域的技术人员可以进行各种改进和提高，这些都落在所附权利要求的 范围内。这些权利要求应该被解释为维持首次描述的发明的合适保护。
权利要求
1.用于电机的转子组件，包括转子芯，该转子芯包括至少一个磁体槽，该磁体槽具有随着离转子轴的径向距离增加而增加的槽宽度；以及至少一个槽凸缘，该至少一个槽凸缘延伸至少部分地越过槽宽度；至少一个永久磁体，其设置在所述至少一个磁体槽中，所述磁体具有随着离转子轴的径向距离增加而增加的磁体宽度；以及保持器，其设置在所述至少一个磁体槽中并径向地位于所述磁体与所述至少一个槽凸缘之间。
2. 根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述保持器基本上横 跨所述磁体的表面与至少一个槽凸缘的与磁体的所述表面相对的表面 之间的距离。
3. 根据权利要求2所述的转子组件，其中，所述保持器在径向向 内的方向上对磁体施加力。
4. 根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述保持器是由非铁材 料形成。
5. 根据权利要求4所述的转子组件，其中，所述保持器是由塑料形成。
6. 根据权利要求4所述的转子组件，其中，所述保持器是由玻璃填 充的尼龙形成。
7. 根据权利要求l所述的转子组件，其中，所述槽宽度是随着离转子轴的径向距离增加而连续地增加。
8. 根据权利要求7所述的转子组件，其中，所述磁体宽度是随着离 转子轴的径向距离增加而连续地增加。
9. 根据权利要求l所述的转子组件，其中，所述保持器具有凹入横 截面形状。
10. 根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述保持器在沿着转 子轴的轴线方向上基本是S形。
11. 根据权利要求l所述的转子组件，其中，所述保持器在沿着转 子轴的轴线方向上形成为单一弧形。
12. 根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述保持器包括在其 一端形成的插入辅助物。
13. 根据权利要求1所述的转子组件，其进一步包括一个或者多个 设置在转子芯的一个或者多个轴向端部的扇状物。
14. 根据权利要求13所述的转子组件，其中，所述一个或者多个扇状物由非铁材料形成。
15.将至少一个永久磁体紧固在电机的转子组件中的方法，所述方 法包括将至少一个永久磁体插入到转子组件中的至少一个磁体槽中，所 述磁体具有随着离转子轴的径向距离增加而增加的磁体宽度，所述磁 体槽具有随着离转子轴的径向距离增加而增加的槽宽度；以及将保持器插入所述磁体槽中并且径向地位于所述磁体与至少一个 槽凸缘之间。
16. 根据权利要求15所述的方法，其进一步包括通过保持器在径向向内的方向上对所述磁体施加力。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述保持器在轴向方向上 插入磁体槽中。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，将保持器插入磁体槽中包括 推保持器的插入辅助物，借此将保持器推入磁体槽中。
19. 根据权利要求15所述的方法，其进一步包括将一个或者多个扇状 物固定到转子芯的一个或者多个轴向端部，所述一个或者多个扇状物被设 置和构造成基本维持磁体槽中的至少一个永久磁体的轴向位置。
全文摘要
本发明公开一种用于电机的转子组件，包括转子芯。所述转子芯具有至少一个磁体槽以及至少一个槽凸缘，其中，磁体槽具有随着离转子轴的径向距离增加而增加的槽宽度，槽凸缘延伸至少部分地越过槽宽度。转子组件还包括至少一个位于至少一个磁体槽中的永久磁体，所述磁体具有随着离转子轴的径向距离增加而增加的磁体宽度。转子组件进一步包括设置在磁体槽中并径向地位于所述磁体与所述至少一个槽凸缘之间的保持器。本发明还公开了将至少一个永久磁体紧固在电机的转子组件中的方法。
文档编号H02K15/03GK101409473SQ20081013125
公开日2009年4月15日 申请日期2008年8月1日 优先权日2007年8月2日
发明者迈克尔·D·布拉德菲德 申请人:雷米科技有限公司