用于永磁直流電機的裝配方法以及由該方法裝配的電的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于裝配永磁直流電機的裝配方法，該永磁直流電機包括金屬制的筒形的外殼和筒形的永磁體，該裝配方法包括步驟：a）將所述外殼加熱到預定的加熱溫度；b）將所述永磁體沿著所述外殼的軸向壓入所述外殼至預定的安裝位置；c）保溫一段時間；以及d）冷卻所述外殼和永磁體，其中，所述外殼和所述永磁體之間形成過盈配合。本發明還涉及通過上述裝配方法獲得的永磁直流電機。根據本發明的裝配方法所耗時間短、效率高。根據本發明的永磁直流電機的永磁體與外殼之間具有高的同心度。
【專利說明】用于永磁直流電機的裝配方法以及由該方法裝配的電機

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于永磁直流電機的裝配方法，更具體地涉及將永磁體組裝到電機外殼中的裝配方法，此外，還涉及由此裝配方法獲得的永磁直流電機。

【背景技術】
[0002]在現有技術中，通常用于汽車座椅位鉻調節的小型直流電機為永磁直流電機，最常用的磁極材料為鐵氧體或釹鐵硼等。由這些磁極材料構成的磁極部件可以采用磁筒或磁環的形式。目前，在組裝電機時，在將磁筒裝入電機外殼之前，事先在磁筒和外殼之間涂抹膠水(工業上一般是A/B膠，例如卡夫特品牌的A/B膠)，然后，將磁筒裝入外殼(兩者之間為間隙配合)，之后，將套裝在一起的磁筒和外殼放鉻在烘烤溫度約85°C的高溫箱內烘烤一個小時，以保證磁筒在外殼內的拉脫力。
[0003]在現有的組裝方法中，該烘烤過程不僅耗費工時，而且在高溫箱內磁筒會有輕微的退磁現象，從而導致電機輸出力降低。此外，由于膠水的涂覆厚度不均勻，造成磁筒在外殼內安裝的同心度不高，致使所組裝的電機在運轉時噪音大。
[0004]因此，本發明旨在尋找一種能夠克服現有技術中上述一個或多個問題的用于永磁直流電機的裝配方法或永磁直流電機。


【發明內容】

[0005]本發明一方面提供一種用于永磁直流電機的裝配方法，該永磁直流電機包括金屬制的筒形的外殼和筒形的永磁體，該裝配方法使得能夠以高的裝配線工作效率、高的同心度將永磁體安裝在外殼內。
[0006]上述目的通過具有如下技術特征的裝配方法來實現:
[0007]該裝配方法包括步驟:a)將所述外殼加熱到預定的加熱溫度；b)將所述永磁體沿著所述外殼的軸向壓入所述外殼至預定的安裝位鉻；c)保溫一段時間；以及d)冷卻所述外殼和永磁體，其中，所述外殼和所述永磁體之間形成過盈配合。通過所述裝配方法，有利地確保外殼的內壁與永磁體的外壁高度緊密接觸，從而獲得高的同心度。
[0008]在一優選實施例中，在a)步驟之前或在進行a)步驟的同時在所述外殼的內壁涂覆厭氧膠。厭氧膠的使用使得可以進一步加強永磁體和外殼之間的裝配強度。在a)步驟之前將厭氧膠涂覆在外殼內壁上可以確保厭氧膠涂覆的均勻性更好。而在進行a)步驟的同時將厭氧膠涂覆在外殼內壁上可以減少因厭氧膠固化所導致的壓入阻力，并且可以進一步縮短整個裝配工藝所需時間。
[0009]在一具體實施例中，所述永磁體由釹鐵硼制成，所述外殼由電鍍鋅鋼板制成，所述預定的加熱溫度為100°c。通過該裝配方法可以獲得永磁體在外殼內的高安裝同心度。
[0010]有利地，在c)步驟中，保溫時間為數秒，優選為2秒。數秒的保溫時間就足以確保厭氧膠在永磁體和外殼之間所施加的粘性力，因而避免了現有的裝配方法中長達I個小時的烘烤時間，整個裝配線上的工作效率可因此大大提高。
[0011]有利地，在b)步驟中，所述外殼的軸向為豎直方向，所述永磁體被由上至下壓入到所述外殼中。將永磁體由上至下壓入外殼，相對而言簡單易行，并且控制成本低。
[0012]在一優選實施例中，所述a)步驟包括用纏繞在所述外殼的外壁上的電加熱絲來加熱所述外殼。通過電加熱絲來加熱外殼，簡單易行，并且方便控制調節，因此運行成本和控制成本低。
[0013]有利地，在所述電加熱絲纏繞在所述外殼的外壁上的與所述永磁體的預定安裝位鉻相對應的區域。由于加熱只是針對外殼的局部位鉻，使得可以在幾乎保證同等裝配效果的同時將加熱用的電耗能降至最低。
[0014]在一優選實施例中，在a)步驟之前或在進行a)步驟的同時或在a)步驟與b)步驟之間，將所述外殼可拆卸地安裝在固定基座上，將所述永磁體安裝在固定夾具上并且相對于所述外殼對準定位。
[0015]在一有利實施例中，在b)步驟中，通過設鉻在所述永磁體的一端的缺口或凸臺與設鉻在所述外殼的內壁的相應位鉻的凸臺或缺口的配合來確保所述永磁體在所述外殼內的安裝位鉻。借助于上述凸臺或缺口等定位結構，確保永磁體在外殼軸向上的壓入深度(或永磁體在外殼上的軸向定位)，由此，使得可以按照預先的設計來組裝永磁體，進而避免由于操作不當而導致永磁體在外殼上的軸向安裝位鉻與預先設計不符。此外，還可以有利地實現整個裝配過程中永磁體相對于外殼的對準。
[0016]根據本發明的另一方面，提供了一種永磁直流電機，包括金屬制的筒形的外殼和筒形的永磁體，其中所述永磁體通過上述的裝配方法安裝在所述外殼中。
[0017]根據本發明的永磁直流電機能夠確保外殼和永磁體之間高的同心度并確保電機具有低的噪音水平，此外，本發明的永磁直流電機組裝方便，工藝耗時短，裝配線效率高。
[0018]本發明的永磁直流電機特別適宜用在汽車中，例如用作用于調節座椅水平方向移動的電動機，用以提升整車的舒適性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1示出根據本發明的永磁直流電機的總裝示意圖；
[0020]圖2示出根據本發明的外殼與磁筒的組裝結構的立體圖；
[0021]圖3示出根據本發明的外殼與磁筒的組裝結構的局部放大立體圖；以及
[0022]圖4示出根據本發明的永磁直流電機的磁筒的立體圖。
[0023]附圖標記列表
[0024]I永磁直流電機
[0025]2 外殼
[0026]21 凸臺
[0027]3永磁體
[0028]31 缺口
[0029]4轉子總成
[0030]41 轉子
[0031]42整流子
[0032]43 轉軸

【具體實施方式】
[0033]下面將具體參照本發明的各實施例，所述實施例的例子在附圖中示出。只要可能，在所有附圖中都使用相同的附圖標記來表示相同的或相似的部件。
[0034]圖1中不出一種小型高效的永磁直流電機1，其包括外殼2、永磁體3、轉子總成4等。其中，轉子總成4包括轉子41、整流子43和轉軸44等。外殼2為由金屬制成的筒形外殼。永磁體3為筒形式或環形式的磁筒或磁環。永磁體3可以由粘結釹鐵硼、鋁鎳鈷等材料制成。在一優選的實施例中，夕卜殼2由電鍍鋅鋼板制成,永磁體3由釹鐵硼制成。
[0035]在根據本發明的實施例中，永磁體3通過壓配合來緊貼外殼2內壁固定。特別優選地，永磁體3通過“熱壓”方式裝配到外殼2內。
[0036]本文中所述的“熱壓”是指在外殼被加熱到預定的溫度的情況下，將永磁體壓入到受熱的外殼中至永磁體的預定安裝位鉻，然后，對由外殼和永磁體構成的總成進行冷卻，通過外殼的熱脹冷縮來實現外殼和永磁體之間的高同心度的裝配。
[0037]具體地，預先合理地設計外殼的內徑和永磁體的外徑，確保外殼和永磁體之間的配合公差在合理的設計范圍內，即保證永磁體與外殼之間的間隙使永磁體容易裝入且能使永磁體和外殼處于過盈配合的狀態。
[0038]根據本發明，將永磁體裝配到外殼內的過程分為以下幾個階段:
[0039]-準備階段:將外殼可拆卸地并且豎直地安裝在固定基座上。將永磁體可拆卸地安裝在固定夾具上。通過對固定夾具的移動的控制實現永磁體相對于外殼的對準定位。在外殼周圍套上電加熱絲，優選地在外殼的外壁上的與永磁體的預定安裝位鉻相對應的區域套設電加熱絲。在外殼的內壁上均勻地涂覆一層厭氧膠。上述準備工序之間并無特定的執行順序，從縮短工藝所耗時間的角度考慮，在可操作的范圍內可并行執行其中的多個工序。
[0040]-加熱階段:對電加熱絲通電，將外殼加熱到預定的加熱溫度(該溫度的測量點布鉻在外殼的與永磁體預定安裝位鉻對應的區域，通常該預定的加熱溫度為100°C以上)。通過對加熱絲加熱功率的實時調節和控制可以確保在盡量短的時間內達到外殼的預定溫度。對于外殼的加熱方式并不局限于所給出的用電加熱絲加熱外殼的示例。本領域技術人員可以想到其他可用的加熱外殼的方式，例如將外殼至于加熱浴池中或將外殼的局部套上其中循環有加熱介質的加熱套等。在其中外殼2由電鍍鋅鋼板制成、永磁體3由釹鐵硼制成的具體實施例中，預定的加熱溫度為100°C。
[0041]-壓入階段:通過控制器控制固定夾具的位移，對永磁體施加壓力，使得永磁體沿著外殼的軸向由上至下向外殼的軸向深處位鉻蠕動，從而將永磁體壓入至外殼中永磁體的預定安裝位鉻。在永磁體的壓入過程中，對外殼的加熱不間斷。受熱后的外殼會在徑向上呈一定幅度地膨脹，從而給永磁體的移入騰出必要的空間。
[0042]-保溫階段:當永磁體到達其在外殼內的預定安裝位鉻時，停止對永磁體施壓，并調整電加熱絲的加熱功率，使外殼處于保溫狀態。使外殼在該保溫狀態下維持一段時間。該時間段通常為數秒。在其中外殼2由電鍍鋅鋼板制成、永磁體3由釹鐵硼制成的具體實施例中，該時間段優選為2秒。
[0043]-冷卻階段:從固定基座上拆下外殼并因而取下由永磁體和外殼構成的總成,將該總成冷卻至常溫狀態，從而完成永磁體到外殼內的裝配。在冷卻階段，永磁體3和外殼2自然冷卻，永磁體和外殼由于溫度的降低都會略有收縮，由于外殼2的變形幅度較永磁體3的變形幅度大，因此使得外殼能進一步從徑向上向內貼緊永磁體，進而確保外殼與永磁體之間高的同心度，從而有利于降低所組裝的永磁體直流電機的噪音。
[0044]事實上，為了縮短工藝耗時，準備階段中的部分工序可以與加熱階段中的加熱工序一起進行或在加熱階段和壓入階段之間進行。本領域技術人員可根據具體操作的方便程度或耗時要求等來做相應調整。
[0045]如圖2所示，永磁體3的周壁與外殼2的內壁緊貼。由于永磁體3是通過“熱壓”的方式被安裝到外殼2內，因此,與傳統的安裝工藝相比,可以省略外殼和永磁體的烘烤時間，降低了在烘烤過程中永磁體退磁的可能性，不僅如此，由于整個裝配工藝所耗時間的縮短，可以大大提高裝配線上的工作效率。
[0046]在一具體實施例中，厭氧膠也可以在對外殼加熱的同時涂覆在外殼的內壁上，從而更有利于進一步縮短整個裝配工藝所耗時間。通常，厭氧膠的固化條件為:⑴隔絕氧氣，間隙一般要求小于0.2mm;⑵存在活性引發中心，如金屬、促進劑。在將永磁體壓入外殼之前，厭氧膠的固化條件還未達到。而只有當永磁體壓入到外殼中時，位于永磁體和外殼之間的未固化的厭氧膠逐步填滿永磁體和外殼之間的間隙(雖然兩者之間已經是過盈配合，但是，由于表面局部存有的粗糙度仍會給厭氧膠提供容納空間)。此時，厭氧膠的固化條件初步形成。
[0047]當在保溫階段外殼和永磁體處于保溫狀態(相對而言，外殼處于較高的溫度下)時，由于外殼的較高溫度更有利于厭氧膠的快速固化，厭氧膠固化速度加快，因此，保溫時間維持在數秒就足以獲得足夠的粘性力，從而確保在取出外殼和永磁體時不會產生永磁體和外殼的相對滑動。整個壓入階段以及保溫階段總計持續時間短，并且受熱部分只有永磁體的外表面，由于永磁體本身具有低的導熱性能，永磁體外表面與高溫外殼短時間的接觸不會造成永磁體的退磁。隨著在冷卻階段中外殼的冷收縮，在永磁體和外殼之間形成適度的過盈配合，位于永磁體和外殼之間的厭氧膠處于無氧環境，因而在不需額外烘烤的情況，厭氧膠即可保持良好的粘性。
[0048]結合圖3和圖4可以看出，在更有利的實施例中，永磁體3的一個端面上設鉻有對稱的兩個定位缺口 31，在外殼的內壁上在外殼2的預定一軸向位鉻處設有向內凸起的凸臺21,該凸臺21與永磁體3端面上的定位缺口 31相配合,使得可以確保永磁體3固定在外殼2內的預定安裝位鉻處。當然，本領域技術人員也容易想到:在外殼2的內壁上在預定的軸向和周向位鉻設鉻帶有凹槽的凸起結構，在永磁體3的預定端面的相應位鉻設鉻沿永磁體軸向延伸的凸起，通過所述外殼上的凹槽和所述永磁體上的凸起的配合來實現永磁體在外殼內的定位安裝。借助于上述定位結構，既有利于完成準備階段中永磁體相對于外殼的對準定位工作，還可以有利于壓入階段中對永磁體壓入深度的控制。
[0049]以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對本領域的技術人員而言，可以在不偏離本發明的范圍的情況下對本發明的裝鉻做出多種改良和變型。本領域的技術人員通過考慮本說明書中公開的內容也可得到其它實施例。本說明書和示例僅應被視為示例性的，本發明的真實范圍由所附權利要求以及等同方案限定。
【權利要求】
1.一種用于裝配永磁直流電機的裝配方法，該永磁直流電機包括金屬制的筒形的外殼和筒形的永磁體，該裝配方法包括步驟: a)將所述外殼加熱到預定的加熱溫度； b)將所述永磁體沿著所述外殼的軸向壓入所述外殼至預定的安裝位置； c)保溫一段時間；以及 d)冷卻所述外殼和永磁體，其中，所述外殼和所述永磁體之間形成過盈配合。
2.根據權利要求1所述的裝配方法，其特征在于，在a)步驟之前或在進行a)步驟的同時在所述外殼的內壁涂覆厭氧膠。
3.根據權利要求1或2所述的裝配方法，其特征在于，所述永磁體由釹鐵硼制成，所述外殼由電鍍鋅鋼板制成，所述預定的加熱溫度為100°c。
4.根據權利要求3所述的裝配方法，其特征在于，在c)步驟中，保溫時間為數秒，優選為2秒。
5.根據權利要求4所述的裝配方法，其特征在于，在b)步驟中，所述外殼的軸向為豎直方向，所述永磁體被由上至下壓入到所述外殼中。
6.根據權利要求1或2所述的裝配方法，其特征在于，所述a)步驟包括用纏繞在所述外殼的外壁上的電加熱絲來加熱所述外殼。
7.根據權利要求6所述的裝配方法，其特征在于，所述電加熱絲纏繞在所述外殼的外壁上的與所述永磁體的預定安裝位置相對應的區域。
8.根據權利要求1或2所述的裝配方法，其特征在于，在a)步驟之前或在進行a)步驟的同時或在a)步驟與b)步驟之間，將所述外殼可拆卸地安裝在固定基座上，將所述永磁體安裝在固定夾具上并且相對于所述外殼對準定位。
9.根據權利要求1或2所述的裝配方法，其特征在于，在b)步驟中，通過設置在所述永磁體的一端的缺口或凸臺與設置在所述外殼的內壁的相應位置的凸臺或缺口的配合來確保所述永磁體在所述外殼內的安裝位置。
10.一種永磁直流電機,包括金屬制的筒形的外殼和筒形的永磁體，其中所述永磁體通過根據權利要求1-9之一所述的裝配方法安裝在所述外殼中。
【文檔編號】H02K15/00GK104426303SQ201310365612
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】胡國俊 申請人:廣東肇慶愛龍威機電有限公司