CN106233581A - 电动机中永磁体的联接 - Google Patents

Abstract

永磁体电动机的永磁体结合至转子。永磁体中形成有具有倒角外缘的孔。转子的主体中形成有对应的安装孔。螺栓以螺纹穿过永磁体中的孔并且以螺纹联接至转子的安装孔中。螺栓的头部与永磁体之间放置有O形环。O形环可由弹性材料制成，该弹性材料可在电动机的部件随着温度波动而膨胀和收缩时防止永磁体破裂。磁体可通过楔形榫固持至转子，或者磁体可包括凸缘以通过固持环固持至转子。

Description

电动机中永磁体的联接

相关申请的交叉引用

本申请是要求于2014年2月3日提交的第61/935,185号美国临时申请的优先权的正式申请。

本公开的技术领域/领域

本公开大体涉及永磁体电动机，具体地，涉及将永磁体结合至永磁体电动机的转子或定子。

本公开的背景技术

通常，电动机通过改变由一个或多个线圈感生的磁场的定向从而使转子相对于固定定子旋转来进行操作。在一些电动机中，转子和定子均包括线圈。在这样的感应电动机中，由定子线圈感生的磁场在转子线圈内感生出电流，由于楞次定律，该电流在转子上导致合成转矩从而引起旋转。

另一方面，在永磁体电机中，转子包括一个或多个永磁体。永磁体试图与由定子中的线圈感生的磁场对准，从而在转子上造成合成转矩。因此，可通过改变磁场的定向来使转子旋转。在高转矩永磁体电机中，多个永磁体可定位在转子的外部上(针对内转子永磁体电机)。

当操作时，永磁体电机的部件可响应于例如定子线圈中的电阻、定子铁心的缺失、转子中由谐波引起的感应电流、机械摩擦等而变热。由于这种热量增加，永磁体必然结合至转子，这样使得转子或永磁体的任何热膨胀将不会致使永磁体破裂或者致使永磁体与转子分离。另外，在通过例如烧结来形成永磁体的情况中，永磁体本身可能较脆。此外，在由热膨胀系数与转子不同的材料来构成永磁体的情况下，如通常的情况那样，转子的热膨胀可能致使永磁体破裂。

发明内容

本公开提供用于将永磁体联接至转子的方法。该方法可包括：提供转子主体，其中转子主体大体为圆柱形状并且具有外表面；在转子主体中形成安装孔，其中安装孔定位成联接至螺纹连接件；提供永磁体，其中，永磁体大体呈环形截面的形式，永磁体的凹表面的直径与转子主体的外直径大体相等，永磁体具有孔，该孔形成于永磁体中并且定位成接纳螺纹连接件，孔具有在永磁体的凸表面处形成于该孔中的沉孔；将永磁体定位在转子主体的外表面上，使得永磁体的孔与安装孔对准；将弹性体定位在沉孔内；将螺纹连接件定位成穿过弹性体和永磁体的孔；将螺纹连接件联接至转子主体。

本公开还提供用于永磁体电动机的转子。该转子可包括转子主体，转子主体大体为圆柱形状且具有外表面。转子主体可包括定位成联接至螺纹连接件的安装孔。转子还可包括永磁体。永磁体可大体呈环形截面的形式。永磁体的凹表面的直径可与转子主体的外直径大体相等。永磁体可具有孔，该孔形成在永磁体中并且定位成接纳螺纹连接件。孔可具有在永磁体的凸表面处形成在孔中的沉孔。转子还可包括弹性体，弹性体定位在沉孔内并位于螺纹连接件与永磁体之间。

本公开还提供一种方法。该方法可包括提供转子主体。转子主体可大体为圆柱形状。转子主体可具有外表面。转子主体的外表面可具有至少一个楔形榫通道。本方法还可包括提供永磁体。永磁体可大体呈环形截面的形式。永磁体的凹表面的直径可与转子主体的外直径大体相等。永磁体可包括适于安装到楔形榫通道中的至少一个楔形榫。该方法还可包括使永磁体在转子主体的外表面上滑动，从而使得楔形榫联接至楔形榫通道。

本公开还提供一种方法。该方法可包括提供转子主体。转子主体可大体为圆柱形状。转子主体可具有外表面。该方法还可包括提供固持环。该方法还可包括提供永磁体。永磁体可大体呈环形截面的形式。永磁体的凹表面的直径可与转子主体的外直径大体相等。永磁体可具有从永磁体的一端延伸出的至少一个凸缘。凸缘可适于允许固持环通过将凸缘压紧至转子主体来将永磁体固持至转子主体。该方法还可包括将永磁体定位在转子主体的外表面上。该方法还可包括将固持环定位成围绕转子主体和永磁体，使得固持环与凸缘大体对准。

附图的简要说明

当与附图一起阅读时，通过以下具体说明最好地理解本公开。强调的是，根据工业中的标准惯例，各特征未按比例绘制。实际上，为了论述简明，可能任意地增大或减小各特征的尺寸。

图1示出根据本公开实施方式附接有永磁体的转子。

图2示出图1的转子的局部剖视图。

图3示出根据本公开实施方式附接有永磁体的转子的局部剖视图。

图4a、图4b示出根据本公开实施方式附接有永磁体的转子。

具体说明

应理解，以下公开提供诸多不同的实施方式，或者用于实现各实施方式的不同特征的示例。下面对部件和布置的具体示例进行描述以简化本公开。当然，这些仅是示例而不意在进行限制。另外，本公开可在各示例中重复参考标记和/或字母。这种重复是出于简单和清楚的目的，而其本身不指定所论述的各实施方式和/或配置之间的关系。

如图1所示，在永磁体电机中使用的转子101可包括转子主体103。转子主体103可大体为圆柱形状。在一些实施方式中，转子主体103可联接至输出轴105。当转子101在永磁体电机内旋转时，输出轴105用于将由转子101产生的旋转能量传递至其它设备(未示出)。

在一些实施方式中，转子101可包括定位成围绕转子主体103的外表面的一个或多个永磁体107。在一些实施方式中，如图1所示，永磁体107可以是环形形状。由每个永磁体107构成的凹表面的直径可与转子主体103的外表面大体相同。永磁体107可配置成使得每个永磁体的磁轴大体对准成与转子主体103的表面垂直。在一些实施方式中，相邻的永磁体107的磁场相反，使得永磁体107的磁极在北与南之间交替。在一些实施方式中，永磁体107可通过烧结永磁材料来形成，永磁材料诸如例如但不限于稀土磁体，诸如钕。在其它实施方式中，如本领域中所理解的那样，永磁体107可通过快速固化过程来形成。

如图2所示，永磁体107可联接至转子主体103。在一些实施方式中，永磁体107可具有形成于其中的一个或多个孔109。孔109对准成使得：当永磁体107置于转子主体103的外表面上时，孔109在与转子主体103的表面垂直的方向上延伸。在一些实施方式中，孔109可包括沉孔111。转子主体103可包括定位成与永磁体107的孔109对准的一个或多个安装孔113。在一些实施方式中，安装孔113可以是螺纹孔以接纳螺纹紧固件115的螺纹。在一些实施方式中，螺纹紧固件115可以是，例如但不限于螺钉、螺栓或其它螺纹紧固件。当安装时，沉孔111可允许螺纹紧固件115固持在永磁体107的外表面之下，从而可例如避免螺纹紧固件115与永磁体电机的其它部之间发生干扰。

在一些实施方式中，可对螺纹紧固件115应用防松螺纹油，以例如防止螺纹紧固件115无意地与转子主体103松脱。在一些实施方式中，可例如在转子主体103与永磁体107之间应用封装材料或胶粘剂。

在图2所示的实施方式中，螺纹紧固件115是具有与沉孔111的轮廓匹配的锥形轮廓的平头螺钉。受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，螺纹紧固件115可由具有不同轮廓的螺纹连接件替代。同样，在不脱离本公开的范围的情况下，沉孔111可具有不同的轮廓，例如但不限于埋头孔。为了本公开的目的起见，除非明确地进行区分，否则术语“沉孔”旨在包括沉孔(countersink)和埋头孔(counterbore)两者。

在一些实施方式中，当永磁体107安装至转子主体103时，可在螺纹紧固件115的头部与永磁体107之间放置弹性体117。弹性体117可由弹性材料形成，从而允许弹性体117在弹性压缩之下安装至螺纹紧固件115与永磁体107之间。因为螺纹紧固件115的热膨胀系数和/或热传导性可与永磁体107的热膨胀系数和/或热传导性不同，所以在正常使用期间，随着永磁体107、螺纹紧固件115和转子主体103温度升高，螺纹紧固件115可以比永磁体107更迅速地进行热膨胀和长度增加。在这种情况下，螺纹紧固件115与永磁体107之间的弹性体117上的压缩应力可减小。随着弹性体117上的应力减小，发生弹性变形的弹性体117尺寸增大，从而可保持螺纹紧固件115与永磁体107之间的压缩力。因此，弹性体117可例如防止永磁体107与转子主体103之间的附接发生任何松动。

虽然描述成单个O形环，但是在一些实施方式中，弹性体117可以是：例如但不限于，单个O形环、多个O形环、弹性垫圈或其组合。

同样，在永磁体电机的正常操作期间，例如当永磁体电机关闭时，随着螺纹紧固件115和永磁体107温度降低，螺纹紧固件115可以比永磁体107更快地热收缩。在这种情况中，螺纹紧固件115与永磁体107之间的弹性体117上的压缩应力可增大。弹性体117可弹性变形，以例如防止螺纹紧固件115将过多的力施加至永磁体107上。因此，弹性体117可例如防止螺纹紧固件115压坏永磁体107。

为了组装转子101，可提供转子主体103。可在转子主体103的外表面中形成一个或多个安装孔113。在一些实施方式中，安装孔113可以是螺纹孔以接纳螺纹紧固件。然后，将一个或多个永磁体107置于转子主体103的外表面上，其中，一个或多个永磁体107中形成有至少一个孔109，每个孔109定位成与对应的安装孔113对准，每个孔109具有沉孔111。然后，将弹性体117放置在沉孔111内。然后，将螺纹紧固件(诸如螺纹紧固件115)用螺纹安装至孔109和安装孔113中，使得螺纹紧固件115的头部将永磁体107机械地联接至转子主体103。

虽然图1示出永磁体107通过仅一个螺纹紧固件115联接至转子主体103，但是受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，每个永磁体107可利用多个螺钉115。另外，虽然将永磁体107描述成用于内转子永磁体电机，但是受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，永磁体107可安装至外转子永磁体电机的管状转子的内表面。同样，虽然描述永磁体107联接至永磁体电机的转子，但是在不脱离本公开的范围的情况下，永磁体107可联接至永磁体电机的定子，其中线圈定位在转子上。

在一些实施方式中，转子201可包括如图3所示的转子主体203。转子主体203可包括适于与永磁体207接合的一个或多个楔形榫通道205。在该实施方式中，永磁体207可包括适于安装到楔形榫205中的磁体楔形榫209，因而可将永磁体207固持至转子主体203。在该实施方式中，在组装期间，永磁体207可滑动到楔形榫通道205中。在一些实施方式中，楔形榫通道205可通过从转子主体203移除材料来形成。在一些实施方式中，楔形榫通道205可形成为与转子主体203分离的件，并且通过例如但不限于螺纹联接件而固定至转子主体203。在一些实施方式中，楔形榫通道205可通过如上所述的螺纹联接件联接至转子主体203。

在一些实施方式中，转子301可包括如图4a、图4b所示的转子主体303。永磁体305可包括如图4a所示的一个或多个凸缘307。如图4b所示，当安装时，凸缘307可例如但不限于适于接纳固持环309。固持环309可适于环绕转子主体303以及永磁体305的凸缘307，以将永磁体305固持至转子主体303。在一些实施方式中，固持环309可以是开口环，固持环309的端部联接至一个或多个转子主体303或固持环309的另一端。

上文概述了若干实施方式的特征，使得本领域普通技术人员能更好地理解本公开的各方面。这些特征可由多个等同替代方案中的任一个替代，本文仅公开这多个等同替代方案中的一些。本领域普通技术人员应理解，可容易使用本公开作为设计或修改用于实现与本文所述实施方式的目的和/或有益效果相同的目的和/或有益效果的其它过程和结构的基础。本领域普通技术人员还应认识到，这些等同结构没有脱离本公开的精神和范围，而且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本领域技术人员可在这些等同的结构中作出各种变型、替换和修改。

Claims (14)

1.一种方法，包括：

提供转子主体，所述转子主体大体为圆柱形状并且具有外表面；

在所述转子主体中形成安装孔，所述安装孔定位成联接至螺纹连接件；

提供永磁体，所述永磁体大体呈环形截面的形式，所述永磁体的凹表面的直径与所述转子主体的外直径大体相等，所述永磁体具有孔，所述孔形成于所述永磁体中并且定位成接纳所述螺纹连接件，所述孔具有形成于所述孔中并且位于所述永磁体的凸表面处的沉孔；

将所述永磁体置于所述转子主体的外表面上，使得所述永磁体的孔与所述安装孔对准；

将弹性体置于所述沉孔内；

将所述螺纹连接件定位成穿过所述弹性体以及穿过所述永磁体的孔；

将所述螺纹连接件联接至所述转子主体。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述转子主体中的安装孔至少部分带有螺纹。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述永磁体通过烧结永磁材料来形成。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述永磁体的所述孔和所述沉孔形成于所述烧结过程期间。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述螺纹连接件是具有螺钉头的平头螺钉，所述螺钉头具有锥形外表面，所述沉孔为锥形以接纳所述平头螺钉。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述螺纹连接件包括具有螺钉头的螺钉，所述螺钉头具有平坦底部，所述沉孔是具有平坦表面的沉孔。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述弹性体包括O形环。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述弹性体包括弹性垫圈。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述弹性体包括两个或更多个O形环。

10.如权利要求1所述的方法，还包括：对所述螺纹连接件应用防松螺纹油。

11.如权利要求1所述的方法，其中，所述永磁体还包括第二孔，所述第二孔定位成与形成于所述转子主体中的第二安装孔对准。

12.用于永磁体电动机的转子，包括：

转子主体，所述转子主体大体为圆柱形状并且具有外表面，所述转子主体包括安装孔，所述安装孔定位成与螺纹连接件联接；

永磁体，所述永磁体大体呈环形截面的形式，所述永磁体的凹表面的直径与所述转子主体的外直径大体相等，所述永磁体具有孔，所述孔形成于所述永磁体中并且定位成接纳所述螺纹连接件，所述孔具有形成于所述孔中并且位于所述永磁体的凸表面处的沉孔；以及

弹性体，定位在所述沉孔内并且位于所述螺纹连接件与所述永磁体之间。

13.一种方法，包括：

提供转子主体，所述转子主体大体为圆柱形状并且具有外表面，所述转子主体的外表面具有至少一个楔形榫通道；

提供永磁体，所述永磁体大体呈环状截面的形式，所述永磁体的凹表面的直径与所述转子主体的外直径大体相等，所述永磁体包括适于安装到所述楔形榫通道中的至少一个楔形榫；以及

使所述永磁体在所述转子主体的外表面上滑动，从而使所述楔形榫联接至所述楔形榫通道。

14.一种方法，包括：

提供转子主体，所述转子主体大体为圆柱形状并且具有外表面；

提供固持环；

提供永磁体，所述永磁体大体呈环状截面的形式，所述永磁体的凹表面的直径与所述转子主体的外直径大体相等，所述永磁体具有从所述永磁体的一端延伸出的至少一个凸缘，所述凸缘适于允许所述固持环通过将所述凸缘压紧至所述转子主体来将所述永磁体固持至所述转子主体；

将所述永磁体定位在所述转子主体的外表面上；以及

将所述固持环定位成围绕所述转子主体和所述永磁体，使得所述固持环与所述凸缘大体对准。