CN103166342A

CN103166342A - 电机

Info

Publication number: CN103166342A
Application number: CN2012105506970A
Authority: CN
Inventors: M.韦伯; G.肖尔普; F.布劳内格; P.施托伊尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-06-19
Also published as: DE102011088941A1

Abstract

电机包含转子，该转子具有用来引导磁通的电枢。在此，该电枢包含轮毂部段和多个径向地从轮毂部段延伸出的轮辐部段，从而每个轮辐部段都具有一自由端部和与一轮毂部段相连接的端部。电枢在轮辐部段的连接端部的区域内具有凹口，以用于减少材料。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种具有独立权利要求的特征的电机。本发明尤其涉及一种电机，其具有改进的、用来引导磁通的电枢。

背景技术

电机包含定子和转子，其中借助电流在定子和转子之间形成磁场，以便使这两个部件置于相对的旋转运动中。为了将定子和转子之间的磁场或磁通束集起来，设置有电枢，该电枢通常由轴向叠放的板材制成。除了引导磁场以外，电枢通常还承担机械任务，即机械地固定电机的其它构件，尤其是机械地固定用来产生磁场的绕组。

DE 10 2009 047 485 A1示出了具有薄片的电机，该薄片设置在轴上，其中该薄片在固定区域内具有多个卸载凹口，它们能够实现薄片的变形。由此，该薄片可更好地居中地固定在轴上。

DE 10 2008 004 876 A1同样涉及一种电机，其中薄片居中地固定在轴上。该薄片在固定区域内具有多个径向向内的舌状部，它们在径向方向上可弹性地变形。通过该舌状部，可更容易地将该薄片居中地安放在轴上。

发明内容

本发明的目的是，减少电机的质量，而尽可能不影响其效率。

本发明借助具有独立权利要求的特征的电机来实现所述目的。从属权利要求给出了优选的实施方式。

按本发明的电机包含转子，该转子具有用来引导磁通的电枢。在此，该电枢包含轮毂部段和多个径向地从轮毂部段延伸出的轮辐部段，从而每个轮辐部段都具有一自由端部和一与轮毂部段相连接的端部。电枢在轮辐部段的连接端部的区域中具有凹口，以用于减少材料。

已知的是，通过电枢进行的磁通引导的效率在电枢的不同区域内大小不同。在电机的转子和定子之间的区域中磁通引导的效率特别高，从而从电枢中去除材料对电机的有效功率具有较大的负面影响。但在轮辐部段的连接端部的区域中引导电磁通的效率明显较小，从而在这个区域内安装到电枢中的凹口不会或只会轻微地影响电枢的磁性。因此，可减少电机的质量，而不会过度限制电机的有效功率。通过节省材料，还可实现成本优点。

优选的是，电机还具有与转子同轴的定子，其中电枢的轮辐部段承载着用来产生磁场的绕组，并且轮辐部段的自由端部朝向定子。该电机尤其是电动机，例如在机动车的底板上用于不同的任务。通过使用所述的电动机，可减少机动车的车辆自重。由此，可使机动车具有改进的有效功率和降低的有害物质排放。

优选的是，轮辐部段从轮毂部段径向地向外延伸。该构造形式对于较小的电动机来说是尤其常见的，如同在许多情况下已知的那样。因此，按本发明的电机可用来减轻多种已知电动机的重量。

在另一种实施方式中，轮辐部段从轮毂部段径向地向内延伸，其中轮辐部段的自由端部总是朝向定子。因此，该电机也可设计成外部转子，从而提高本发明的广泛应用性。

在一种实施方式中，该凹口位于轮毂部段中。因此可确保，在电枢的区域内提供电枢的实心材料，该电枢设计成承载绕组。

在另一种优选实施方式中，该凹口轴向地延伸通过电枢。由此简化了电枢的可制造性。如果电枢例如由多个轴向堆叠的板材制成，则可在板材的每个中冲制该凹口。替代地，该凹口还能以其它方式安装到电枢中，例如通过钻孔或拉削。

此外优选的是，每个轮辐部段都分别分配有一凹口。由此，该电枢可改进地如此设计，使得避免电枢的结构弱点，从而该电枢可更好地适合于用来传递力或转矩，尤其传递到电机的轴上。

优选的是，轮辐部段和配属于其的凹口分别径向地彼此对齐。由此，可避免电枢沿着相邻的轮辐部段的过渡部位的不同横截面。因此，尽管存在凹口，电枢的结构负荷能力仍足够高。

在一种实施方式中，这些凹口过渡到用来容纳转子的轴的中心凹口中。特别是如果电枢是由单个板材或薄片构成，则由此能简化电枢的可制造性。

优选的是，所述凹口分别具有圆形的横截面。圆形的凹口可容易地装入电枢中。同时，可通过凹口边界的狭小半径来避免凹痕效应，因此提高电枢的稳定性。

附图说明

现在参照附图更详细地描述了本发明，其中：

图1以示意图示出了电机的横截面；

图2示出了图1的电机的电枢；以及

图3还示出了图1的电机的电枢。

具体实施方式

图1以示意图示出了电机100的横截面。该电机100优选是电动机，尤其是具有换向器的直流电动机。

电动机100包含定子105和转子110，它们彼此相对地围绕着旋转轴线115可旋转地设置。定子105包含多个磁体120，仅示出了其中一个磁体。该磁体120优选是永久磁体，但也可设计成电磁体。

转子110包含电枢125，该电枢具有轮毂部段130，该轮毂部段旋转对称地围绕旋转轴线115设置，并且多个轮辐部段135从该轮毂部段沿径向方向向外延伸。在另一种实施方式中，例如在具有外部转子的电机中，轮辐部段135也可径向向内延伸。在每个轮辐部段135上设置绕组140。该绕组140由导电的金属线构成，其围绕轮辐部段135进行多次缠绕。绕组140的端部145直接或者在中间连有另一绕组140的情况下与换向器150相连接。如果电流流经该金属丝，则在绕组140的区域内产生磁场。

换向器150包含多个设置在旋转轴线115周围的薄片和两个碳刷155，所述薄片与绕组140的端部145电连接，所述碳刷机械地固定在定子105上。如果碳刷155与电源相连接，则绕组140根据转子110关于定子105的旋转角度如此通电流，使得在绕组140上产生磁场，该磁场引起在转子110和定子105之间的转矩。

为了在定子105的磁体120的方向上形成磁场，该磁场在绕组140的区域内在电流流经绕组140时产生，电枢125设置成引导和形成磁通。为了限制电枢125内部的涡流，电枢125通常由多个彼此绝缘的板材制成，这些板材在轴向方向上堆叠。轮辐部段135的背离轮毂部段130的端部呈T形扩展。

在电机100的功率改善方面，电枢125的不同区域对磁通的引导起不同的作用。特别是在轮辐部段135的T形端部周围的区域是尤其起作用的。轮毂部段130的作用要小得多，甚至不起作用。

为了在转子110上节省材料或减轻重量，在电枢125的轮毂区域130中设置多个凹口160。这些凹口160优选在电枢125的轴向伸展的整个长度上延伸。该电枢125在轴向方向上延伸得越长，且凹口160的横截面越大，则在电机100的转子110的电枢125上减轻的重量就越多。

在所示实施方式中，设置了与轮辐部段135一样多的凹口160。在轮毂部段130上的凹口160分别位于两个相邻的轮辐部段135之间。

图2以另一种实施方式示出了图1的电机100的电枢125。与图1的视图不同之处在于，凹口160配对地配属于轮辐部段135，从而轮辐部段135和凹口160关于旋转轴线115彼此径向对齐。在此，凹口160优选具有圆形的横截面。其它的横截面也是可能的。在此应注意，凹口160的边界或者说轮廓（Begrenzung）的最小曲率半径不低于一种预定的数值，以避免电枢125在该区域内的裂纹或断裂。凹口160足够大，以使得在电枢125上显著地节省材料；并且同时足够小，以便确保在相邻的轮辐部段135之间传递力和电流。

在图1和2中所示的实施方式中，在平面中的凹口160处处被电枢125的材料限定。

在图3所示的实施方式中与之不同，凹口160过渡到中心凹口305中，该中心凹口圆形地围绕旋转轴线115设置在电枢125中，以便例如容纳电机100的轴。

此外在所示的实施方式中，设置比轮辐部段135少的凹口160。在此，凹口160分别与电枢125的每第二个轮辐部段135对准。

在另一种实施方式中，还可使用比示出的凹口160更多或更少的凹口160。特别是，轮辐部段135和凹口160的比例不必是整数。也可设置比轮辐部段135多的凹口160。优选在各种情况下，凹口160均匀地分布在围绕旋转轴线115的外周上，以较低地保持电枢125的不平衡性。

Claims

1. 电机（100），包含：

－转子（100），所述转子具有用来引导磁通的电枢（125），

－其中所述电枢（125）包括轮毂部段（130）和多个径向地从所述轮毂部段（130）延伸出的轮辐部段（135），

－从而每个轮辐部段（135）都具有一自由端部和一与所述轮毂部段（130）相连接的端部，

其特征在于，

－所述电枢（125）在所述轮辐部段（135）的连接端部的区域中具有凹口（160），以用于减少材料。

2. 按权利要求1所述的电机（100），其还包含与所述转子（110）同轴的定子（105），其中，所述电枢（125）的轮辐部段（135）承载着用于产生磁场的绕组（140），并且所述轮辐部段（135）的自由端部朝向所述定子（105）。

3. 按权利要求1或2所述的电机（100），其中，所述轮辐部段（135）从所述轮毂部段（130）径向地向外延伸。

4. 按上述权利要求中任一项所述的电机（100），其中，所述凹口（160）位于所述轮毂部段（130）中。

5. 按上述权利要求中任一项所述的电机（100），其中，所述凹口（160）轴向地延伸通过所述电枢（125）。

6. 按上述权利要求中任一项所述的电机（100），其中，每个轮辐部段（135）都分别分配有一凹口（160）。

7. 按权利要求6所述的电机（100），其中，所述轮辐部段（135）和配属于其的凹口（160）分别径向地彼此对齐。

8. 按上述权利要求中任一项所述的电机（100），其中，所述凹口（160）过渡到用于容纳所述转子（110）的轴的中心凹口（305）中。

9. 按上述权利要求中任一项所述的电机（100），其中，所述凹口（160）具有圆形的横截面。