CN102598478B - 用于电机的转子 - Google Patents

Abstract

一种用于电机的转子（2），具有叠片体（5）和多个磁体（9,10）。叠片体（5）包括多个磁体容纳部（6,7）。磁体设置在叠片体（5）的磁体容纳部（6,7）中。此外在叠片体（5）与磁体（9,10）之间形成空腔（30），它以高强度塑料为基础的填充物质（31）填充。由此得到公差补偿、防腐蚀并且加固转子（2）。

Description

用于电机的转子

技术领域

本发明涉及一种用于电机的转子，具有叠片体和多个磁体，叠片体具有多个磁体容纳部，磁体设置在叠片体的磁体容纳部中。

背景技术

由EP1309066A2已知一种用于同步电机的转子。在此设有用于转子的冲压板，它们简单地构造，同时具有通过轴减小的漏磁。在此在冲压板中设有多个在圆周方向上设置的空隙，在其中可分别导入两个永久磁体并且在其中在永久磁体之间分别设置一中间板段。在此这样成形空隙，使得在径向向外在相应空隙中贴靠地插装的永久磁体中存在中间板段的径向指向中心的表面与径向从中心向外指向的空隙棱边之间的气隙。在此气隙保证所需的漏磁阻尼。

在EP1309066A2中描述了用于构成转子板的不同变化方案。在EP1309066A2的图1中示出一转子板，它只部分地消除用于永久磁体磁流的漏磁路径。在此由于连接仍保留磁流的主要漏磁路径。此外转子的稳定性较低，因为磁体和极板的全部离心力必须通过薄的接板固定。接板还通过离心力承受弯曲，这已经在低负荷时导致极板发生屈曲。这在气隙方向上发生并且会碰到定子。

在EP1309066A2的图2中示出的扩展结构也存在缺陷。在该扩展结构中，松动的极板通过形状锁合的卡子连接在转子上。这些卡子必需承受磁体和极板的全部离心力。这导致复杂的、不稳定的结构，它需要高的加工费用，因为必需连接多个部件。

在由EP1309066A2的图3中已知的扩展结构中也存在缺陷。在这个扩展结构中磁体本身支承极板组的离心力，这是有利的。极板的离心力通过凸起传递到磁体上。磁体本身又支承在转子板的凸起上。由此使磁体本身用于转子的机械强度并且无需其它固定元件。陶瓷或烧结的磁体只具有机械上低微的抗拉强度，但是在这里磁体主要承受压力。在这个结构中的缺陷是，必需以非常小的公差加工板组和磁体。磁体与板组之间的公差导致松懈的连接并且可能导致转子中极板组的不均匀的压配合。因此对于这种结构必需非常精确地磨削磁体，这显著提高了用于磁体并因此用于加工转子的成本。

发明内容

而按照本发明的具有权利要求1特征的转子和按照本发明的具有权利要求11特征的电机是有利的，转子的结构是最佳的。尤其能够成本有利地加工转子。

通过在从属权利要求中描述的特征能够实现在权利要求1中给出的转子和在权利要求11中给出的电机的有利的扩展结构。

有利的是，将用于填充空腔的填充物质注射到空腔中。在此所述填充物质以有利的方式以至少一种塑料为基础。在此通过塑料可以保证一种或多种功能。尤其可以实现公差补偿、防腐蚀和/或加固转子。在此可以有利地使叠片体的单个叠片组合和稳定。

也有利的是，所述填充物质以至少一种高强度的塑料为基础。此外也有利的是，所述填充物质具有至少一种玻璃添加物或其它的、提高塑料强度的添加物。由此在大的力时、尤其在高转速时也可以实现高度稳定性。

此外有利的是，所述叠片体具有处于内部的固定板，在其上所述叠片体至少间接地与轴连接，并且在处于内部的固定板与至少一个磁体之间形成处于内部的空腔，它至少基本以所述填充物质填充。在此也有利的是，在处于内部的空腔上邻接两个磁体容纳部，在其中分别设置一个磁体，并且所述磁体容纳部通过叠片体的自由的极元件相互间隔。由此以有利地方式减少漏磁。

在此也有利的是，所述自由的极元件具有处于内部的台阶，它们在内部承托磁体。由此使自由的极元件基于在转子旋转时产生的离心力支撑在磁体上。由此使转子形状锁合地组合，其中所述磁体至少基本承受压力。

在此附加或可选择地有利的是，所述自由的极元件具有邻接所述处于内部的空腔的空隙，并且所述自由的极元件的空隙至少基本以所述填充物质填充。例如通过注射加入的填充物质不仅位于空腔中而且位于极元件的空隙中。由此使自由的极元件通过填充物质固定并且在径向上固定。由此至少部分地通过填充物质承受产生的离心力。由此保证高度稳定性。

在此也有利的是，所述处于内部的固定板具有邻接所述处于内部的空腔的空隙，并且所述处于内部的固定板的空隙至少基本以所述填充物质填充。由此可以改善填充物质与固定板之间的连接，其中尤其可以形成形状锁合的连接。由此以有利的方式通过固定部位的填充物质承受产生的离心力，它们作用于填充物质上并且必要时作用于自由的极元件上。由此改善稳定性。

此外有利的是，在叠片体与磁体之间保留的间隙至少部分地以所述填充物质填充，和/或所述磁体在处于外部的部位中至少部分地由填充物质包围。由此以有利的方式填充现有的间隙，用于以有利的方式使磁体和必要时自由的极元件与其余的叠片组合。由此补偿公差并且防止在转子内部的松动连接。由此也能够较不严格地确定在简单加工方面的公差，由此例如简化磁体加工。由此可以降低加工成本。

附图说明

在下面的描述中借助于附图详细解释本发明的优选实施例，在附图中相应地部件以一致的标记符号表示。附图示出：

图1具有转子的电机示意图，对应于本发明的第一实施例；

图2在图1中所示电机的转子，对应于本发明的第二实施例，并且

图3在图1中以III表示的电机转子的局部，对应于本发明的第三实施例。

具体实施方式

图1以扼要示意图对应于第一实施例示出电机1。该电机1尤其适用于在汽车中使用，例如用于转向助力。该电机1尤其可以由PM同步电机1构成。电机1具有转子2和定子3。在此转子2设置在定子3内部。此外转子2以适合的方式与电机1的轴4连接。

转子2具有叠片体5，它由多个板叠片构成。在此板叠片为了形成叠片体5组装在一个或多个叠片组中。叠片体5具有多个磁体容纳部6、7。在此在图1中为了简化视图只标出磁体容纳部6、7。磁体容纳部6、7在圆周方向8上在叠片体5上分布地设置。在此分布最好均匀地在圆周方向8的圆周上，用于在装配状态形成对称的磁场。

在磁体容纳部6、7中嵌入磁体9、10。在此在这个实施例中对于每个单个的磁体容纳部6、7设有一个磁体9、10。但是根据转子2的扩展结构，也可以保持空出单个磁体容纳部6、7。

叠片体5在这个实施例中具有基体15，具有处于内部的固定部位16和单个支撑17、18，它们在径向上延伸。在此为了简化视图只标出支撑17、18。此外叠片体5具有自由的极元件19、20。自由的极元件19、20分别设置在两个相邻的支撑17、18之间。例如自由的极元件19设置在支撑17、18之间。由此在支撑17与自由的极元件19之间形成磁体容纳部6。在支撑18与自由的极元件19之间形成磁体容纳部7。由此使磁体容纳部6、7通过自由的极元件19相互间隔。以相应的方式也使其它磁体通过自由的极元件、例如自由的极元件20相互间隔。在此给出结构组件，其中例如通过自由的极元件19和磁体9、10形成结构组件。

支撑17、18在转子2的外侧面21上T形地构成。在此支撑17的凸起22与圆周方向8相反地在外侧面21上大约朝自由的极元件19方向上延伸。通过凸起22使磁体9向外固定。相应地在支撑18上构成凸起23，它在圆周方向8上大约朝自由的极元件19方向上延伸。由此使磁体10向外固定。

此外自由的极元件19具有处于内部的台阶24、25，它们在圆周方向8上或相反的方向上延伸。通过台阶24、25保证自由的极元件19径向支撑在磁体9、10上。

在电机1运行中轴4连同叠片体5和磁体9、10旋转，叠片体5包括基体15和自由的极元件19、20。在此产生离心力。例如作用于自由的极元件19上的离心力通过磁体9、10承受。此外磁体9、10支承在支撑17、18的凸起22、23上。由此使自由的极元件19和磁体9、10的力通过支撑17、18支撑。磁体9、10在此主要承受压力。因此自由的极元件19可以通过处于内部的台阶24、25径向支撑在支撑17、18上，台阶在内部承托磁体9、10。

在叠片体5与磁体9、10之间形成空腔30，它以填充物质31填充。相应地也对于另一磁体形成空腔。填充物质31例如可以以塑料为基础。尤其可以使用高强度的塑料。在此填充物质31也可以具有添加物，尤其可以存在玻璃添加物。填充物质31注射到空腔30中，其中使空腔30和必要时在磁体9、10与磁体容纳部6、7之间的间隙以所述填充物质31至少部分地填充。由此使磁体9、10可靠地固定在磁体容纳部6、7中。此外也可靠地固定自由的极元件19。由此也能够使单个元件、尤其是自由的极元件19和磁体9、10为了易于加工以一定的公差制成，因为可以通过填充物质31实现可靠的固定。

此外通过填充物质31注射空腔30也实现防腐蚀和加固转子2的目的。

在加工转子2时可以将叠片体与磁体9、10插入到管状的塑料注射模具中并且定心地定位在这个模具中。然后，将填充物质31注射到空腔30中。在此填充物质31也可以挤入到凸起22、23直到叠片体5的外侧面21的部位中。也能够使填充物质31包围外侧面21上的叠片体5。

因此通过填充空腔30达到高强度，同时实现成本有利的加工，在这个实施例中在基体15的处于内部的固定部位16、磁体9、10与自由的极元件19之间形成空腔30。在此磁体9、10附加地在处于外部的部位中至少部分地由填充物质31包围。此外在叠片体5与磁体9、10之间保留的间隙至少部分地以所述填充物质31填充。

图2示出在图1中所示的电机1的转子2，对应于第二实施例。在这个实施例中通过气隙向着极棱边扩展，有利地影响电机1的定位转矩（Rastmoment）、在负荷下的转矩波动以及感应的电压曲线。在此在确定转子表面的外侧面21上叠片体5的单个极的表面为了实现气隙扩展配有适合的极半径。在此选择单个极半径小于气隙半径，气隙半径通过定子3的内径给出。在此也可以使用其它的极扩展结构。

其它的形状如正弦极或1/cos函数也是适合的。同样能够实现在极棱边上的简单倒棱边。1/cos函数的造型可以应用于转子2的单个转子极的外侧面21上的表面轮廓。

在这个实施例中磁体9、10在径向上定向。但是磁体9、10也可以相互平行地、相互V形地或者以其它方式设置。

通过在空腔30中的填充物质31，保证转子2的高度稳定性。在此保证自由的极元件19基于相邻支撑17、18的准确定位。由此保证在电机1的使用寿命上，在外侧面21上保持相同的转子表面。由此也给出有利的场线变化，因为防止例如自由的极元件19在径向或者在圆周方向8上的滑移。此外也防止磁体9、10滑移。

图3示出在图1中以III表示的电机1的转子2的局部，对应于第三实施例的示意图。在这个实施例中空腔30完全以所述填充物质31填充。此外磁体容纳部6与磁体9之间的间隙35、36以所述填充物质31填充。此外在凸起22部位设有填充物质31的部分37。由此使磁体9在处于外部的部位被填充物质31包围。相应地也使在磁体容纳部7与磁体10之间保留的自由空间在装配磁体10以后以所述填充物质31填充，其中磁体10也在外侧面21上的外部部位中由填充物质31覆盖。

在这个实施例中自由的极元件19具有邻接处于内部的空腔30的空隙38。在注射填充物质31到空腔30中时，空隙38也以所述填充物质31填充，由此使填充物质31的部分39位于空隙38中。

此外叠片体5的处于内部的固定部位16具有邻接处于内部的空腔30的空隙40，它在填充物质31充入到空腔30中时，以填充物质31的部分41填充。由此使填充物质31的部分41位于空隙40中。以所述填充物质31填充的空隙38、40能够进一步改善转子2的稳定性。尤其在硬化的填充物质31与叠片体5之间基于自由的极元件19、20保证一定的形状锁合。由此进一步改善转子2的稳定性。在此填充物质31承担固定卡子的功能，它尤其保证自由的极元件19基于与轴4连接的处于内部的固定部位16。

本发明不局限于所述的实施例。

Claims (11)

1.一种用于电机的转子（2），具有叠片体（5）和多个磁体（9,10），所述叠片体具有多个磁体容纳部（6,7），所述磁体设置在叠片体（5）的磁体容纳部（6,7）中并且在径向上定向，其中

-所述叠片体（5）具有基体（15），该基体具有处于内部的固定部位（16）和支撑（17,18），其中所述支撑（17,18）在径向上延伸，

-所述叠片体（5）在两个相邻的支撑（17,18）之间具有自由的极元件（19,20），并且

-所述磁体容纳部（6,7）布置在支撑（17,18）与自由的极元件（19,20）之间，

其特征在于，在叠片体（5）与磁体（9、10）之间形成的空腔（30）至少部分地以至少一种填充物质（31）填充，其中所述自由的极元件（19）具有邻接所述处于内部的空腔（30）的空隙（38），并且所述自由的极元件（19）的空隙（38）至少基本以所述填充物质（31）填充，其中填充物质（31）也能挤入到凸起（22、23）直到叠片体（5）的外侧面（21）的部位中，其中在所述凸起的部位设有填充物质（31）的部分（37），由此使磁体（9,10）在处于外部的部位被填充物质包围，并且也在外侧面（21）上的外部部位中由填充物质（31）覆盖。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述填充物质（31）为了填充空腔（30）注射到所述空腔（30）中。

3.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述填充物质（31）以至少一种塑料为基础。

4.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述填充物质（31）以至少一种高强度的塑料为基础和/或所述填充物质（31）具有至少一种玻璃添加物。

5.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，所述叠片体（5）在处于内部的固定板（16）上能至少间接地与轴（4）连接；并且在处于内部的固定板（16）与至少一个磁体（9,10）之间形成处于内部的空腔（30），该空腔至少基本以所述填充物质（31）填充。

6.如权利要求5所述的转子，其特征在于，在处于内部的空腔（30）上邻接两个磁体容纳部（6,7），在其中分别设置一个磁体（9,10），并且所述磁体容纳部（6,7）通过叠片体（5）的自由的极元件（19）相互间隔。

7.如权利要求6所述的转子，其特征在于，所述自由的极元件（19）具有处于内部的台阶（24,25），其在内部承托磁体（9,10）。

8.如权利要求6或7所述的转子，其特征在于，所述处于内部的固定板（16）具有邻接所述处于内部的空腔（30）的空隙（40），并且所述处于内部的固定板（16）的空隙（40）至少基本以所述填充物质（31）填充。

9.如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，在叠片体（5）与磁体（9,10）之间保留的间隙（35,36）至少部分地以所述填充物质（31）填充，和/或所述磁体（9,10）在处于外部的部位中至少部分地由填充物质（31）包围。

10.一种电机（1），具有定子（3）和设置在定子（3）内部的如权利要求1至9中任一项所述的转子（2）。

11.如权利要求10所述的电机（1），其特征在于，所述电机（1）是电动机。