CN103973002B - 电机转子总成及电机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电机技术领域，公开了一种电机转子总成及电机，电机转子总成包括转轴、转子本体、前轴承、后轴承和磁环，转子本体设于转轴的中间轴段上，前轴承与后轴承分别设于转子本体的两侧，磁环与后轴承设于转子本体的同一侧，磁环上贯穿设有轴孔，磁环设于转轴的一端部，后轴承设于转子本体与磁环之间，轴孔包括套设于转轴上的套装孔部和呈悬空设置的悬空孔部。本发明提供的电机转子总成，在磁环充磁时，是将电机转子总成组装完成后再进行充磁的，保证了电机转子总成的高生产效率；且在充磁过程中，给磁环充磁的线圈不会包围后轴承，消除了在充磁过程中后轴承存在着磁的风险，保证了电机的低噪音效果和使用寿命。

Description

电机转子总成及电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其涉及一种电机转子总成及具有该电机转子总成的电机。

背景技术

如图3所示，带有跟踪转子旋转状态及实时位置的磁环5′的电机转子总成，一般包括转轴1′和固定套设于转轴1′上的转子本体2′、前轴承3′、后轴承4′及用于供霍尔元件磁感应的磁环5′，其中，磁环5′一般设于转子本体2′与后轴承4′之间。给转子本体2′上的主磁体和磁环5′充磁是电机转子总成的一个生产工序。传统技术中，一般都是转子本体2′、前轴承3′、后轴承4′及磁环5′全部安装于转轴1′上后，再同时对磁环5′与转子本体2′的主磁体进行充磁。充磁工装6′有两套线圈，一套线圈给磁环5′充磁，另一套线圈给转子本体2′的主磁体充磁。为了保证转子位置跟踪的准确性，磁环磁场与转子本体主磁场在圆周方向需保持一定的相位关系。由于两套线圈的位置是固定不变的，故，其靠充磁工装6′实现磁环磁场与转子本体主磁场相位关系的确定。该传统技术方案在给磁环5′充磁时，为了实现充磁工装6′与转轴1′的同心定位，充磁工装6′需与转轴1′的端部卡插定位，这样，磁环5′的充磁工装6′需从转轴1′之靠近后轴承4′的端部延伸至磁环5′处，从而使得后轴承4′被用于给磁环5′充磁的线圈所包围，进而使得后轴承4′也处于磁环5′的充磁磁场中，最终导致后轴承4′也带上一定的磁性，影响了电机的噪音与使用寿命。

如图4所示，为了解决上述问题，现有技术提出了一种解决方案：在充磁前（磁环5〞还是设于转子本体2〞与后轴承之间），后轴承先不安装于转轴1〞上，待充完磁后，再将后轴承安装于转轴1〞上。该技术方案中转子本体2〞、前轴承3〞、后轴承及磁环5〞在转轴1〞上的相对安装位置与传统技术相比，不同的只是充磁时后轴承是否组装于转轴1〞上。由于该技术方案在磁环5〞充磁时，后轴承没有安装于转轴1〞上，故，磁环充磁工装6〞没有将后轴承包围，这样，虽然可有效防止后轴承带上磁性，但是由于其充磁完后需要再组装后轴承，故其会导致电机转子总成的生产效率大大降低，不符合产品的高效生产要求。

此外，由于上述传统技术与现有技术的电机转子总成，其磁环均是设于转子本体与后轴承之间的，而由于霍尔元件是设于靠近后轴承的电机后端盖上的，故，后轴承是位于磁环与霍尔元件之间的，这样，为了保证霍尔元件能感应到磁环上的磁场，就必须将磁环的外径设计得比后轴承的外径要大，从而导致磁环体积大、材料成本高的问题出现。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种电机转子总成及具有该电机转子总成的电机，其旨在解决现有电机转子总成由于结构设置不合理导致不能同时兼顾电机低噪音效果、长使用寿命与电机转子高生产效率的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电机转子总成，包括转轴、转子本体、前轴承、后轴承和磁环，所述转子本体、所述前轴承、所述后轴承和所述磁环均套设于所述转轴上，所述转子本体设于所述转轴的中间轴段上，所述前轴承与所述后轴承分别设于所述转子本体的两侧，所述磁环与所述后轴承设于所述转子本体的同一侧，所述磁环上贯穿设有轴孔；所述磁环设于所述转轴的一端部，所述后轴承设于所述转子本体与所述磁环之间，所述轴孔包括套设于所述转轴上的套装孔部和呈悬空设置以供磁环充磁工装之定位柱插入定位的悬空孔部。

优选地，所述磁环的径向尺寸小于所述后轴承的径向尺寸。

优选地，所述磁环呈阶梯筒状设置，其包括第一阶梯筒体和径向尺寸大于所述第一阶梯筒体之径向尺寸的第二阶梯筒体，所述第一阶梯筒体靠近所述后轴承。

优选地，所述磁环的所述套装孔部通过过盈配合方式固定于所述转轴上。

优选地，所述套装孔部的轴向长度大于所述悬空孔部的轴向长度。

优选地，所述套装孔部的孔径与所述悬空孔部的孔径相等。

优选地，所述后轴承通过过盈配合方式固定于所述转轴上。

具体地，所述转子本体包括套设于所述转轴上的转子铁芯、嵌设于所述转子铁芯上的主磁体和两个分别设于所述转子铁芯两侧以用于夹紧所述主磁体的平衡环和用于紧固连接两所述平衡环的紧固件。

优选地，所述紧固件为铆钉或者螺钉。

本发明还提供了一种电机，其包括定子，所述定子上转动安装有上述的电机转子总成。

本发明提供的电机转子总成及具有该转子总成的电机，通过将磁环设于转轴的端部，并使后轴承设于转子本体与磁环之间；同时，其通过将磁环的轴孔设为套装孔部和悬空孔部两部分，这样，通过套装孔部与转轴的配合可实现磁环在转轴上的安装定位，通过悬空孔部与充磁工装上定位柱的卡插配合可实现充磁工装与磁环的同心定位，从而保证了充磁完成后磁环磁场分布的均匀性。本发明提供的电机转子总成，在磁环充磁时，是将电机转子总成组装完成后再进行充磁的，这样，利于保证电机转子总成的高生产效率；且由于磁环是位于转轴的端部、后轴承是位于转子本体与磁环之间的，故，在充磁过程中，给磁环充磁的线圈不会包围后轴承，从而有效消除了在充磁过程中后轴承存在着磁的风险，即充磁完成后后轴承不会带有磁性，进而有效保证了电机的低噪音效果和使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电机转子总成充磁前的状态示意图；

图2是本发明实施例提供的电机转子总成的结构示意图；

图3是传统技术提供的电机转子总成充磁前的状态示意图；

图4是现有技术提供的电机转子总成充磁前的状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的电机转子总成，包括转轴1、转子本体2、前轴承3、后轴承4和磁环5，转子本体2、前轴承3、后轴承4和磁环5均套设于转轴1上，转子本体2设于转轴1的中间轴段上，前轴承3与后轴承4分别设于转子本体2的两侧，磁环5与后轴承4设于转子本体2的同一侧，磁环5上贯穿设有轴孔50，磁环5设于转轴1的一端部，后轴承4设于转子本体2与磁环5之间，轴孔50包括套设于转轴1上的套装孔部501和呈悬空设置以供磁环5充磁工装6之定位柱61插入定位的悬空孔部502。磁环5用于供安装于电机后端盖（图未示）上的霍尔元件（图未示）进行磁感应，从而有效实现电机转子总成转速的实时检测。磁环5上套装孔部501的设置，可实现磁环5在转轴1上的安装定位，悬空孔部502的设置，可供磁环充磁工装6上的定位柱61插入定位，从而可通过悬空孔部502与定位柱61的卡插配合实现磁环充磁工装6与磁环5的同心定位，进而保证了磁环5磁场分布的均匀性。本发明提供的电机转子总成，在磁环5充磁时，是将电机转子总成组装完成后再进行充磁的，这样，利于保证电机转子的高生产效率；且由于磁环5是位于转轴1的端部、后轴承4是位于转子本体2与磁环5之间的，故，在充磁过程中，给磁环5充磁的线圈不会包围后轴承4，这样，有效消除了在充磁过程中后轴承4存在着磁的风险，即充磁完成后后轴承4不会带有磁性，进而有效保证了电机的低噪音效果和使用寿命。

优选地，磁环5的径向尺寸小于后轴承4的径向尺寸。由于磁环5是位于转轴1的端部、后轴承4是位于转子本体2与磁环5之间、霍尔元件（图未示）是设于电机的后端盖（图未示）上的，故磁环5与霍尔元件之间没有后轴承4的隔挡，从而使得磁环5的径向尺寸可设计得比较小，且即使磁环5的径向尺寸小于后轴承4的径向尺寸，霍尔元件仍可感应到磁环5上的磁场。本实施例，将磁环5的径向尺寸设计得小于后轴承4的径向尺寸，在保证磁环5与霍尔元件磁感应功能的前提下，可减小磁环5的体积，从而减小了磁环5制造的材料用量，降低了磁环5的制造材料成本。

优选地，如图1和图2所示，磁环5呈阶梯筒状设置，其包括第一阶梯筒体51和径向尺寸大于第一阶梯筒体51之径向尺寸的第二阶梯筒体52，第一阶梯筒体51靠近后轴承4，第二阶梯筒体52靠近霍尔元件，第一阶梯筒体51与第二阶梯筒体52的径向尺寸均小于后轴承4的径向尺寸。套装孔部501沿第一阶梯筒体51之靠近后轴承4的端部朝向第二阶梯筒体52延伸设置，悬空孔部502沿第二阶梯筒体52之靠近霍尔元件的端部朝向第一阶梯筒体51延伸设置。由于靠近霍尔元件设置的第二阶梯筒体52主要用于供霍尔元件进行磁感应，故，将第二阶梯筒体52的径向尺寸设置得比较大，可降低霍尔元件感应磁环5的难度，从而提高了霍尔元件的磁感应灵敏性和提高了霍尔元件的磁感应精度。而将靠近后轴承4的第一阶梯筒体51的径向尺寸设计得比较小，可减小磁环5的体积，从而减小了磁环5的制造材料用量，进而降低了磁环5的制造材料成本。

优选地，磁环5的套装孔部501通过过盈配合方式固定于转轴1上，这样，既可保证磁环5在转轴1上安装的稳固可靠性，又不需增设额外的部件进行紧固磁环5。具体应用中，磁环5可通过专用工装安装于转轴1上。

优选地，套装孔部501的轴向长度大于悬空孔部502的轴向长度。由于套装孔部501主要用于与转轴1进行配合，故，将套装孔部501的长度设计得比较长，可保证磁环5与转轴1具有一定的配合长度，从而可保证磁环5安装于转轴1上的稳定可靠性。由于悬空孔部502主要用于供磁环5充磁工装6的定位柱61插入定位以保证磁环5充磁工装6与磁环5同心，故，悬空孔部502与定位柱61的配合长度不需太长，本实施例中，将悬空孔部502的轴向长度设计得比较小（小于套装孔部501的轴向长度），可减小磁环5的总长度，从而利于减小磁环5的制造材料用量，进而降低了磁环5的制造材料成本。

优选地，套装孔部501的孔径与悬空孔部502的孔径相等，即轴孔50为一直通孔，这样，轴孔50的结构比较简单，利于简化磁环5的加工过程，从而提高了磁环5的加工效率，降低了磁环5的加工成本。当然了，套装孔部501的孔径与悬空孔部502的孔径也可设置为不相等，即轴孔50可设计为一阶梯孔，但这样会使得轴孔50的结构比较复杂。

优选地，后轴承4通过过盈配合方式固定于转轴1上，这样，既可保证后轴承4在转轴1上安装的稳固可靠性，又不需增设额外的部件（如卡簧、轴肩等）进行紧固后轴承4。具体应用中，后轴承4可通过专用工装安装于转轴1上。

优选地，前轴承3通过过盈配合方式固定于转轴1上，这样，既可保证前轴承3在转轴1上安装的稳固可靠性，又不需增设额外的部件（如卡簧、轴肩等）进行紧固前轴承3。具体应用中，前轴承3可通过专用工装安装于转轴1上。

具体地，如图1和图2所示，转子本体2包括套设于转轴1上的转子铁芯21、嵌设于转子铁芯21上的主磁体22和两个分别设于转子铁芯21两侧以用于夹紧主磁体22的平衡环23和用于紧固连接两平衡环23的紧固件24。两平衡环23的设置，可用于压紧主磁体22，从而可有效限制主磁体22沿转轴1轴向移动的位移，这样，一方面有效保证了主磁体22安装的稳固可靠性，另一方面可保证电机转子总成转动过程中转子本体2上主磁场的动态平衡。

优选地，紧固件24为铆钉或者螺钉，即紧固件24通过铆接或者螺纹连接方式紧固连接两平衡环23。铆钉和螺钉均具有紧固可靠、安装方便的特点；且铆钉与螺钉均可采用标准件，加工制造过程简便、易于大批量生产。

进一步地，如图1和图2所示，紧固件24上还套设有垫圈25，垫圈25具体可为平面垫圈或弹簧垫圈或者平面垫圈与弹簧垫圈的组合等，垫圈25的设置，一方面可提高紧固件24与平衡环23连接的紧固可靠性，另一方面可缓冲减小平衡环23上的压力大小。

本发明实施例还提供了一种电机，其包括机体（图未示），设于机体内的定子（图未示）、分别设于机体两侧的前端盖（图未示）与后端盖（图未示）及设于后端盖上的霍尔元件（图未示），定子上转动安装有上述的电机转子总成，前端盖上设有用于收容前轴承3的前轴承室，后端盖上设有用于收容后轴承4的后轴承室，转轴1上靠近前轴承3的端部还设有皮带轮7。本发明提供的电机，由于采用了上述的电机转子总成，故，在保证电机低噪音和使用寿命的前提下，可有效保证电机转子总成的生产效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电机转子总成，包括转轴、转子本体、前轴承、后轴承和磁环，所述转子本体、所述前轴承、所述后轴承和所述磁环均套设于所述转轴上，所述转子本体设于所述转轴的中间轴段上，所述前轴承与所述后轴承分别设于所述转子本体的两侧，所述磁环与所述后轴承设于所述转子本体的同一侧，所述磁环上贯穿设有轴孔，其特征在于：所述磁环设于所述转轴的一端部，所述后轴承设于所述转子本体与所述磁环之间，所述轴孔包括套设于所述转轴上的套装孔部和呈悬空设置以供磁环充磁工装之定位柱插入定位的悬空孔部，所述轴孔为一直通孔，所述套装孔部通过过盈配合方式固定于所述转轴上，所述磁环呈阶梯筒状设置，其包括第一阶梯筒体和径向尺寸大于所述第一阶梯筒体之径向尺寸的第二阶梯筒体，所述第一阶梯筒体靠近所述后轴承，所述套装孔部位于所述第一阶梯筒体上，所述悬空孔部位于所述第二阶梯筒体上，且所述电机转轴、所述套装孔部位和所述悬空孔部位的轴线重合，所述第一阶梯筒体与所述第二阶梯筒体的径向尺寸均小于所述后轴承的径向尺寸；所述磁环与所述后轴承间隔设置，所述套装孔部的轴向长度大于所述悬空孔部的轴向长度，且所述第一阶梯筒体的轴向长度尺寸大于所述第二阶梯筒体的轴向长度尺寸。

2.如权利要求1所述的电机转子总成，其特征在于：所述磁环的径向尺寸小于所述后轴承的径向尺寸。

3.如权利要求1或2所述的电机转子总成，其特征在于：所述套装孔部的孔径与所述悬空孔部的孔径相等。

4.如权利要求1或2所述的电机转子总成，其特征在于：所述后轴承通过过盈配合方式固定于所述转轴上。

5.如权利要求1或2所述的电机转子总成，其特征在于：所述转子本体包括套设于所述转轴上的转子铁芯、嵌设于所述转子铁芯上的主磁体和两个分别设于所述转子铁芯两侧以用于夹紧所述主磁体的平衡环和用于紧固连接两所述平衡环的紧固件。

6.如权利要求5所述的电机转子总成，其特征在于：所述紧固件为铆钉或者螺钉。

7.一种电机，包括定子，其特征在于：所述定子上转动安装有如权利要求1至6任一项所述的电机转子。