专利名称：永久磁铁转子及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于永久磁铁电动机的永久磁铁转子及其制造方法，尤其涉及在永久磁铁外周上具有非磁性金属套的永久磁铁转子及其制造方法。
近年来，考虑节能通过变换器进行运转的永久磁铁电动机系统明显增多。在永久磁铁电动机的永及磁铁转子中，用来将永久磁铁保持和覆盖的外套通常有非金属制和金属制的两种。
作为非金属外套，例如考虑使用玻璃带，它尽管在强度方面大致可与金属外套相提并论，但其另一方面，因使用的粘接剂为温度所限，例如存在进行永久磁铁转子组装时不能使用热套，以及在玻璃带的粘接工序上很费工夫等问题。
对于金属外套，虽然具有能耐高温，且和非金属外套相比，虽具有容易加工、工艺性好的优点，但其另一面存在因材料具有导电性而产生涡流损失，使电动机效率降低的问题。
为了减少涡流损失，可考虑使用导电率低的金属材料，例如钛、铬等，然而因这些材料价格昂贵而不实用，也可考虑使用金属薄板材料，却又带来使保持永久磁铁的保持强度下降等问题。
作为解决这些问题的措施有如日本专利特开昭58-46856号公报上所揭示的，就是在使用的非磁性金属外套上，按每隔开规定间隔设置圆周方向缝隙，从而可使金属外套上产生的涡流损失减少的结构。
按下来，参照后述
图11、12对由特开昭58-46856号公报上所述的传统技术进行说明。
图11中，作为传统一例的永久磁铁转子是由转子轴2，配置在转子轴2的外周上的轭铁3，配置在轭铁3的外周上的多个弓形永久磁铁4，以及配置在所述多个永久磁铁4的外周上，将多个永久磁铁4保持住的非磁性金属圆筒盖1e组成。而且在上述非磁性金属圆筒盖1e上，每隔开规定间隔沿非磁性金属圆筒盖1e的圆周方向设置缝隙9。这样，通过设置缝隙9，把在非磁性金属圆筒盖1e上发生的涡流通路细分，其结果，从总体上看，通过使形成涡流通路的长度变长，使电阻增大，能使涡流损失减小。
但是，在上述特开昭58-46856号公报上所述传统结构中，由于在非磁性金属圆筒盖1e上设置缝隙9，使在进行永久磁铁转子组装时，产生的永久磁铁4的微细缺损碎片从上述缝隙9飞散的可能性增高。由于针对上述永久磁铁4产生缺损，为改善组装工艺性，将永久磁铁4在磁化前进行组装，在完成组装后，利用定子电极进行磁化，从而使组装时的永久磁铁4处于比磁化前较脆的状态。尤其在将永久磁铁电动机用于封闭型压缩机场合，由于构成压端结构部分的间隙十分微小，从而存在在进行压缩机组装时，若永久磁铁4产生缺损的微细碎片进入压缩机的压缩结构部，发生使上述压缩结构部分因上述微细碎片两被锁住的严重不良的问题。
此外，在上述特开昭58-46856号公报所述传统结构中，还存在在用热套或压入使非磁性金属圆筒盖1e向多个永久磁铁4的外周上嵌合之际，由于在非磁性金属圆筒盖1e上设置缝隙9，如图12所示，发生非磁性金属圆筒盖1e的缝隙9被永久磁铁4的尖角部4a钩住而不能恰当压入的组装不适合的问题。
因此，本发明正是为解决上述这些问题，目的在于提供涡流损失小，组装容易、故障少的永久磁铁转子及其制造方法。
根据为解决上述课题的本发明第一种方案的永久磁铁转子，包括转子轴，配置在所述转子轴的外周上，形成转子磁路的轭铁，配置在所述轭铁外周上的永久磁铁，以及配置在所述永久磁铁外周上、且在其外面上具有沿轴向每隔开规定间隔设置的多道圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖。
根据为解决上述课题的本发明第二种方案的永久磁铁转子，包括转子轴，配置在所述转子轴外周上、形成转子磁路的轭铁，配置在所述轭铁外周上的永久磁铁，以及配置在永久磁铁外周上、且在其外面上具有螺旋形凹部的非磁性金属圆筒盖。
根据为解决上述课题的本发明第三种方案的永久磁铁转子，包括转子轴，配置在所述转子轴外周上、形成转子磁路的轭铁，配置在所述轭铁外周上的永久磁铁，以及将非磁性金属板成螺旋状叠绕在上述永久磁铁外周上形成的非磁性金属圆筒盖。
根据为解决上述课题的本发明第四种方案的永久磁铁，包括转子轴，配置在转子轴外周上、形成转子磁路的轭铁，配置在上述轭铁外周上的永久磁铁，以及设置在所述永久磁铁外周上、与所述永久磁铁的轴向长度相同或稍长的薄壁非磁性金属圆筒盖和按隔开规定间隔设置在所述长的非磁性金属圆筒盖的外周上的多个短的非磁性金属圆筒盖。
此外，在上述本发明第四种方案的永久磁铁转子中，最好使位于内侧的长的非磁性金属圆筒盖的壁厚比位于外侧的短的非磁性金属圆筒盖的壁厚更薄。
根据为解决上述课题的本发明第五种方案的永久磁铁转子制造方法，将形成转子磁路的轭铁配置在转子轴的外周上，将永久磁铁配置在上述轭铁的外周上，把在非磁性金属圆筒外周上沿轴向隔开规定间隔、用机械加工形成多道圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖热套或压入在上述永久磁铁的外周上。
根据为解决上述课题的本发明第六种方案的永久磁铁转子制造方法，把形成转子磁路的轭铁配置在转子轴外周上，将永久磁铁配置在上述轭铁外周上，按照把沿着垂直于非磁性金属条全长方向、隔开规定间隔形成的凹槽作成圆周方向凹部那样，将所述非磁性金属条形成圆筒形，将形成圆筒形的端部间进行焊接后切断成规定长度而成的非磁性金属圆筒盖热套或压入在所述永久磁铁外周上。
在为解决上述课题的本发明第六种方案的永久磁铁转子的制造方法中，最好在进行上述非磁性金属条的轧制时，沿着与轧制方向垂直方向设置所述凹槽。
为解决上述课题的本发明第七种方案永久磁铁转子制造方法，将形成转子磁路的轭铁配置在转子轴外周上，将永久磁铁配置在上述轭铁外周上，把在非磁性金属圆筒外周上用机械加工形成螺旋状凹部的非磁性金属圆筒盖热套或压入在上述永久磁铁外周上。
上述本发明第一方案的永久磁铁转子以及本发明第五、第六方案的永久磁铁转子的制造方法，由于具备配置在永久磁铁外周上、且在其外面上具有隔开规定间隔设置多道圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖，使得在进行转子组装时不出现因永久磁铁的一部分缺损而发生微细碎片向外部飞出现象。
由于非磁性金属圆筒盖的内面光滑，从而使向永久磁铁外周上热套或压入的操作容易，不发生组装不适当的情况。
此外，由于把在非磁性金属圆筒盖上产生的涡流通路细分，其结果，从总体上看能使涡流通路长度变长，电阻增大，涡流损失变小。
而且，在本发明第六方案的永久磁铁转子的制造方法中，由于沿非磁性金属条的全长、并垂直于其长度方向隔开规定间隔形成凹槽，将所述凹槽形成圆周方向凹部那样将所述非磁性金属条形成圆筒形，将形成的圆筒形端部间进行焊接后切断成规定长度而得到非磁性金属圆筒盖，因而使非磁性金属圆筒盖的工艺性优良，尤其，通过在进行所述非磁性金属条轧制时，沿着与轧制方向垂直的方向设置所述凹槽，可进一步降低成本。
本发明第二方案的永久磁铁转子以及本发明第七方案的永久磁铁转子制造方法相对使用带圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖的发明第一、第五、第六方案只是在使用带螺旋形凹部的非磁性金属圆筒盖上不相同，而在本质上，它们具有相同作用。
本发明第三方案永久磁铁转子，由于具备将非磁性金属板按叠绕卷成螺旋状而形成螺旋形非磁性金属圆筒盖，因而在进行转子组装时不发生因永久磁铁一部分缺损而产生微细碎片向外飞出的现外象。
此外，由于按螺旋状卷绕构成上述非磁性金属圆筒盖，使热套或压入操作比较容易，不发生组装不适当的情况。
此外，由于能将在上述非磁性金属圆筒盖上发生的涡流通路细分，其结果，从整体上看，能使涡流通路长度变长，电阻增大，涡流损失变小。
本发明第四方案的永久磁铁转子，由于具备设置在永久磁铁外周上、与所述永久磁铁轴向长度相等或稍长的薄壁非磁性金属圆筒盖，以及在所述非磁性金属圆筒盖的外周上，按隔开规定间隔设置的多个短的非磁性金属圆筒盖，用长的非磁性金属圆筒盖使不发生在转子组装时因永久磁铁一部分缺损而产生的微细碎片向外部飞出。
此外，由于长的非磁性金属圆筒盖内面光滑，从而使向永久磁铁的外周上热套或压入操作容易，不出现组装不适当的情况。
又因设置多个短的非磁性金属圆筒盖，能充分维持作为非磁性金属圆筒盖所需的强度。
特别是当使位于内侧的长的非磁性金属圆筒盖的厚度比位于外铡的短的非磁性金属圆筒盖的厚度还薄，薄的非磁性金属圆筒盖的电阻变大，从而使涡流损失减少，通过使多个较厚的非磁性金属圆筒盖相互间具有间隙，把涡流通路细分，使电阻增大，涡流损失变小，从而能减少涡流损失。
对附图的简单说明。
图1为表示本发明第1实施例永久磁铁转子的立体图，图2为表示上述永久磁铁转子主要部分的剖面图，图3为表示将该非磁性金属圆筒盖向永久磁铁上嵌合动作的图，图4为表示该非磁性金属圆筒盖的形成方法的图，图5为表示该非磁性金属圆筒盖的形成方法的图，图6为表示本发明第2实施例的非磁性金属圆筒盖的形成方法的图，图7为表示本发明第3实施例永久磁铁转子的立体图，图8为表示该永久磁铁转子主要部分的图，图9为表示本发明第4实施例永久磁铁转子的立体图，图10为表示该永久磁铁转子主要部分的图，图11为表示传统一例的永久磁铁转子的立体图，图12为表示将传统一例的永久磁铁转子的非磁性金属圆筒盖向永久磁铁上嵌合动作的图。
现参照图1-5对使用本发明永久磁铁转子制造方法的永久磁铁转子的第1实施例进行说明。
图1中，本实施例的永久磁铁转子由转子轴2，配置在转子轴2的外周、形成转子磁路的轭铁3，配置在上述轭铁3的外周上的多个弓状永久磁铁4，配置在上述多个永久磁铁4的外周上，将上述多个永久磁铁4保持住、带有圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖1组成。而且，如图2所示，在上述非磁性金属圆筒盖1上沿其外周上圆周方向，且沿轴向每隔一定间隔设置圆周方向凹部5。
根据上述组成，用在非磁性金属圆筒盖1上设置的圆周方向凹部5，能把在非磁性金属圆筒盖1上发生的涡流通路细分，其结果，成为从总体上看，能使涡流通路变长，电阻增大，从而使涡流损失变小。此外，由于在非磁性金属圆筒盖1上不形成传统例那样的狭缝，因而没有因在转子组装时使永久磁铁4的一部分缺损而发生的微细碎片飞出外部。此外，如图3所示，由于在非磁性金属圆筒盖1上不形成如传统例那样的狭缝。当把设有圆周方向凹部5的非磁性金属圆筒盖1向组装在轭铁3外周上的弓形永久磁铁4的外周上沿图示方向进行热套或压入时因内面光滑而压入操作容易，从而不发生组装不适当情况。
在上述场合，为了使减低涡流的效果大，可以使图2所示的圆周方向凹部5的底的厚度T2无限变薄，然而，若考虑加工性和组装性，当把非磁性金属圆筒盖1的板厚作为T1时，使T2/T1＝0.1-0.5的范围较适当。不用说，此范围因永久磁铁转子的大小和非磁性金属圆筒盖1的厚度而变化，即不限于此。此外，设置圆周方向凹部5的间隔也对减低涡流效果有较大作用，因此，间隔越小，效果越大，然而，这需要兼顾加工性和生产性来决定。
进行本实施例非磁性金属圆筒盖1的圆周方向凹部5的加工可以有多种方法。当使用非磁性金属管时，可将金属制的芯构件插入其内侧，将所述芯构件固定在车床上使进行回转，可将工具向其上压靠进行塑性加工等。此外，如图4所示，沿箭头所指，非磁性金属条7的轧制方向，按规定节距形成多条凹槽5a，可利用将一般的热轧带钢形成圆筒状，其搭接部分进行焊接而制成管子的技术，如图5所示，形成圆筒状，将其端部6间进行焊接。在此场合，可连续进行非磁性金属圆筒盖1的制造。
现参照图6对本发明第2实施例进行说明。
为了得到带有如图6所示螺旋状凹部的非磁性金属圆筒盖1a，可使用非磁性金属管，将金属制芯构件插入其内侧，将所述芯构件固定在车床上使进行回转，将工具向其上压靠，进行塑料加工形成螺旋状凹部5b。
对于本实施例，除了相对第1实施例的凹部为圆周方向凹部5来说，本实施例为螺旋状凹部5b以外，均和第1实施例一样，且省略对其进行说明。
现用图7、图8对本发明第3实施例进行说明。
图7、图8中表示本实施例永久磁铁转子具有转子轴2，配置在转子轴2的外周上，形成转子磁路的轭铁3，配置在轭铁3的外周上的多个弓状永久磁铁4以及由呈螺旋状叠绕在上述多个永久磁铁4的外周上而成的非磁性金属板8组成的螺旋卷绕非磁性金属圆筒盖1b。
上述组成的本实施例，由于是呈螺旋状叠绕而成的非磁性金属圆筒盖1b，因而在进行转子组装时，不会出现因永久磁性4的一部分缺损而发生微细碎片向外部飞出现象，且因将涡流通路细分使电阻增大而使涡流损失减少。
现参照图9、图10对本发明第4实施例进行说明。
图9、图10中，本实施例永久磁铁转子具有转子轴2，配置在转子轴2的外周上、形成转子磁路的轭铁3，配置在轭铁3的外周上的多个弓形永久磁铁4，此外。为了防止在组装转子时因永久磁铁4的一部分缺损而发生微细碎片向外部飞出，而在所述多个永久磁铁4的外周上设置和上述永久磁铁轴向长度相等或稍长、且厚度较薄的非磁性金属圆筒盖1c，进而，为使所述长的非磁性金属圆筒盖1c的机械强度增强，而在其外周上设置多个短的非磁性金属圆筒盖1d。此外，使相互间隔开间隙5c安装短的非磁性金属圆筒盖1d。使两盖1c、1d的合起来的厚度和第1实施例的非磁性金属圆筒盖1的厚度大致相同。
上述组成的本实施例用长的非磁性金属圆筒盖1c防止在组装转子时因永久磁铁4的一部分缺损而发生微细碎片向外部飞出。而且，通过使位于内侧的长的非磁性金属圆筒盖1c的厚度比位于外侧的短的非磁性金属圆筒盖1d的厚度还薄时，因使长的非磁性金属圆筒盖1c的电阻变大而使涡流损失变小，以及因多个短的非磁性金属圆筒盖1d相互间具有间隙5c，将涡流通路细分，使电阻增大而使涡流损失变小，从而能使整个涡流损失变小，此外，因长的非磁性金属圆筒盖1c的内面光滑，从而能使向永久磁铁4上的压入操作容易和不发生组装不适当的情况。
综上所述，当采用本发明永久磁铁转子的非磁性金属圆筒盖，使本发明能总的满足用传统技术无法达到的要求，即具有非磁性金属圆筒盖的涡流损失小，因非磁性金属圆筒盖内面光滑而使组装作业性变好，以及可防止在进行永久磁铁转子组装时因永久磁铁缺损而发生微细碎片向外飞出等效果，从而提供涡流损失小，组装容易，故障少的永久磁铁转子及其制造方法。
权利要求
1.一种永久磁铁转子，包括转子轴，配置在该转子轴的外周上、形成转子磁路的轭铁，配置在上述轭铁外周上的永久磁铁，其特征在于，还包括配置在上述永久磁铁外周上，且具有在其外面上沿轴向隔开规定间隔设置多道圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖。
2.一种永久磁铁转子，包括转子轴，配置在该转子轴外周上、形成转子磁路的轭铁，配置在所述轭铁外周上的永久磁铁，其特征在于，还包括配置在上述永久磁铁外周上，在其外周面上具有螺旋状凹部的非磁性金属圆筒盖。
3.一种永久磁铁转子，包括转子轴，配置在该转子轴外周上，形成转子磁路的轭铁，配置在上述轭铁外周上的永久磁铁，其特征在于，还包括配置在上述永久磁铁外周上，由非磁性金属板叠绕成螺旋状而形成的非磁性金属圆筒盖。
4.一种永久磁铁转子，包括转子轴，配置在该转子轴外周上，形成转子磁路的轭铁，配置在所述轭铁外周上的永久磁铁，其特征在于，还包括设置在所述永久磁铁外周上、和所述永久磁铁轴向长度相等或稍长的薄壁非磁性金属圆筒盖，以及沿轴向隔开规定间隔设置在所述长的薄壁非磁性金属圆筒盖的外周上的多个短的非磁性金属圆筒盖。
5.根据权利要求4所述的永久磁铁转子，其特征在于，使位于内侧的长的非磁性金属圆筒盖的厚度比位于外侧的短的非磁性金属圆筒套的厚度薄。
6.一种永久磁铁转子制造方法，将形成转子磁路的轭铁配置在转子轴的外周上，将永久磁铁配置在所述轭铁外周上，其特征在于，把在非磁性金属圆筒外周上、沿轴向隔开规定间隔，通过机械加工形成多道圆周方向凹部而成的非磁性金属圆筒盖热套或压入在所述永久磁铁的外周上。
7.一种永久磁铁制造方法，将形成转子磁路的轭铁配置在转子轴的外周上，将永久磁铁配置在所述轭铁外周上，其特征在于，将非磁性金属条形成圆筒状，在形成此圆筒状时形成圆周方向凹部，此所述圆周方向凹部就是沿所述非磁性金属条的全长方向的垂直方向隔开规定间隔形成的凹槽，将形成的圆筒形端部间进行焊接，后切断成规定长度而成的非磁性金属圆筒盖热套或压入在所述永久磁铁外周上。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，沿垂直于所述非磁性金属条轧制时的轧制方向设置所述凹槽。
9.一种永久磁铁转子制造方法，将形成转子磁路的轭铁配置在转子轴外周上，将永及磁铁配置在所述轭铁外周上，其特征在于，把用机械加工在非磁性金属圆筒外周上形成螺旋状凹部的非磁性金属圆筒盖热套或压入在所述永久磁铁外周上。
全文摘要
一种永久磁铁转子，具有转子轴，配置在转子轴外周上的轭铁，配置在轭铁外周上的永久磁铁，配置在永久磁铁外周上，在其外面上形成多道圆周方向凹部的非磁性金属圆筒盖；上述永久磁铁转子制造方法，其特征在于把在非磁性金属圆筒外周上沿轴向隔开规定间隔形成多道圆周方向凹部的圆筒盖热套或压入在永久磁铁外周上，具有涡流损失小，组装容易，且故隙少等优点。
文档编号H02K1/27GK1142701SQ9610254
公开日1997年2月12日 申请日期1996年1月26日 优先权日1995年4月14日
发明者伊藤浩 申请人:松下电器产业株式会社