CN104702009A - 转子及包括该转子的马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子，其包括：非磁性构件，该非磁性构件包括通孔，旋转轴插入该通孔中；多个芯构件，所述多个芯构件容纳在非磁性构件中并且关于通孔径向地布置而形成腔穴；以及多个磁体，所述多个磁体插入腔穴中，其中，磁体的外周向表面由非磁性构件覆盖。另外，本发明公开了一种包括上述转子的马达。

Description

转子及包括该转子的马达

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年12月9日提交的韩国专利申请No.2013-0152228的优先权和权益，该申请的全部公开内容通过参引的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种安装至马达的转子。

背景技术

在通常的马达中，转子通过转子与定子之间的电磁交互作用而旋转。此时，插入转子中的旋转轴也旋转以产生旋转驱动力。

转子包括转子芯和磁体。根据设置在转子芯上的磁体的联接结构，转子分类为磁体安置在转子表面上的SPM型转子以及永磁体内置(IPM)型转子。

在上述种类的转子中，IPM型转子包括：其中插入有旋转轴的圆筒形毂部、径向地联接至毂部的芯构件、以及插入芯构件之间的磁体。

然而，在组装过程中，当将芯构件强制地压配合在毂部中时，可能损坏芯构件。另外，由于手动地组装毂部、芯构件、以及磁体，因此不能保持同心性，并且由于要组装多个元件因此增加了制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种可通过简单的组装过程生产的转子，以及包括该转子的马达。

另外，本发明提供了一种防止磁体分离的转子，以及包括该转子的马达。

根据本发明的一种实施方式的转子包括：圆筒形的非磁性构件，该非磁性构件包括通孔，旋转轴插入在该通孔中；多个芯构件，这些芯构件容纳在非磁性构件中并且关于所述通孔径向地布置以形成腔穴；以及多个磁体，这些磁体插入在腔穴中。其中，磁体的外周向表面由非磁性构件覆盖。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，芯构件的外周向表面可以暴露至非磁性构件的外部。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，所述芯构件包括沿彼此相反的方向突出的接合突出部，并且，所述磁体的暴露于两个相邻的芯构件的接合突出部之间的外周向表面由所述非磁性构件覆盖。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，芯构件的外周向表面可以具有与圆筒形的非磁性构件的外周向表面的曲率相同的曲率。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，非磁性构件包括中央部、侧向部以及连接部，中央部具有通孔，旋转轴插入该通孔中，侧向部覆盖磁体的外周向表面，并且连接部将中央部和侧向部彼此连接。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，连接部形成在转子的上表面和下表面中的至少一者上，用于连接中央部和侧向部。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，中央部包括形成在其外周向表面上的多个插槽，并且每个插槽与芯构件的端部相联接。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，插槽沿轴向方向延伸，并且沿着中央部的外周向表面形成多个插槽。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，插槽可以具有朝向中央部的内侧增大的宽度。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，磁体可以具有从对应于一假想线的点朝向通孔减小的宽度，该假想线具有比通孔的直径更大的直径。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，非磁性构件可以与芯构件和磁体一体地注射模制成型。

在根据本发明的优选的实施方式的转子中，通孔包括形成在其内壁上的均夷表面。

根据本发明的优选的实施方式的马达包括：壳体；设置在壳体中的定子；可旋转地设置在定子中的转子；以及与转子一体地旋转的旋转轴。其中，转子包括：非磁性构件，该非磁性构件具有通孔，旋转轴插入在通孔中；多个芯构件，所述多个芯构件容纳在非磁性构件中并且关于通孔径向地布置以形成腔穴；以及插入在腔穴中的多个磁体。另外，磁体的外周向表面由非磁性构件覆盖。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方式，本发明的上述以及其他目的、特征和优点对本领域的普通技术人员而言将变得更加清楚，在这些附图中：

图1是根据本发明的一种实施方式的马达的概念图；

图2是根据本发明的一种实施方式的转子的立体图；

图3是根据本发明的一种实施方式的转子的局部的平面图；

图4是示出了根据本发明的一种实施方式的转子联接至旋转轴的状态的立体图；

图5是从另一方向观察的、示出根据本发明的一种实施方式的转子联接至旋转轴的状态的立体图；以及

图6是示出了根据本发明的一种实施方式的非磁性构件的注射模制成型状态的概念图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。尽管与本发明的示例性实施方式相关地示出并描述了本发明，但是对于本领域的普通技术工作人员而言明显的是，可在不偏离本发明的精神和范围的情况下做出多种变型。

由于本发明可以以多种方式进行改型并且可以具有多种不同的实施方式，因此在附图中示出并在本说明书中详细描述了特定的实施方式。

然而，应当理解的是，本发明并不限于这些具体地公开的实施方式，而是包括包含在本发明的精神和技术范围内的所有变型、等同物和替代物。

应当理解的是，在本说明书中诸如“包括”或“具有”之类的术语意在指明本说明书中所指示的特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或者其组合，而不排除一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部件或者它们的组合或者附加的可能性。

另外，应当理解的是，在附图中，元件以放大或缩小的形式示出。

在下文中，将参照附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。在此，相同或相应的结构元件由相同的附图标记表示，因此重复说明将被省略。

图1是根据本发明的一种实施方式的马达的概念图。

参照图1，根据本发明的一种实施方式的马达包括壳体100、设置在壳体100中的定子300、可旋转地设置在定子300中的转子200、以及旋转轴400，该旋转轴400穿过转子200并且插入转子200中以允许转子和旋转轴一体地旋转。

壳体100具有圆筒形的形状并且设置有形成在其中的空间，使得可将定子300和转子200安装在该空间中。此处，可以以多种方式改变用于壳体100的形状或材料。然而，可以为壳体100选择可承受高温的金属材料。

壳体100联接至盖110以将定子300和转子200与外部屏蔽。另外，壳体100还可以包括用于容易地排放内部热量的冷却结构(未示出)。可以选择并采用气冷型冷却结构或水冷型冷却结构作为这样的冷却结构，并且可以根据冷却结构适当地调整壳体100的形状。

定子300插入至壳体100的内部空间中。定子300包括定子芯320和绕定子芯320缠绕的线圈310。可以采用形成为环形形状的一体式芯或者通过使多个分离的芯彼此联接而形成的芯作为定子芯320。

根据马达的类型，可以适当地调整定子。例如，在DC马达中，线圈可以绕一体式定子芯缠绕。另外，三相AC马达可以制造为使得将U相、V相和W相分别应用至多个线圈。

转子200设置在定子300中。磁体安装至转子200使得转子由于转子200与定子300之间的电磁交互作用而发生旋转。

旋转轴400联接至转子200的中央部。在转子200因此发生旋转的情况下，旋转轴400与转子一起旋转。此时，旋转轴400由设置在其一侧的第一轴承500和设置在其另一侧的第二轴承600支承。

在电路板700上安装有多个电子部件。作为一种示例，可以将转换器或者检测转子200旋转的孔集成电路(hole integrated circuit，未示出)安装至电路板700。

图2是根据本发明的一种实施方式的转子的立体图，并且图3是根据本发明的一种实施方式的转子的局部平面图。

参照图2和图3，转子200包括圆筒形的非磁性构件210、径向地设置以形成腔穴P的多个芯构件220、以及分别插入在腔穴P中的多个磁体230。

如果非磁性构件210具有可通过该非磁性构件210固定芯构件220和磁体230的构型，则对非磁性构件没有特别的限制。例如，可在芯构件220径向地设置在模具内的状态中进行注射模制成型过程来制造非磁性构件210。之后，将磁体230插入腔穴P中。

作为另一示例，可以通过一体地注射模制成型非磁性构件210、芯构件220、以及磁体230来形成非磁性构件210。作为又一示例，可以在预先制造其上形成有多个插入孔的圆筒形的非磁性构件210之后，分别地将芯构件220和磁体230插入非磁性构件中。

如果材料可屏蔽磁力，则可采用任何材料用于形成非磁性构件210而没有任何限制。在该实施方式中，示出了树脂形成的非磁性构件。

更具体地，非磁性构件210包括中央部211、侧向部212以及连接部213，中央部211包括通孔211a，旋转轴400插入通孔211a中，侧向部212覆盖磁体230的外周向表面，连接部213将中央部211和侧向部212彼此连接。

在中央部211中形成有旋转轴400插入其中的通孔211a。在通孔211a的内壁上可以形成有均夷表面(planation surface)211c或者通孔可以具有长形孔的形状。根据该构型，由于可防止旋转轴400滑移因此本发明的转子是有利的。

中央部211的外周向表面与磁体230的内端部接触，以固定磁体230并且防止磁力穿过通孔211a泄露至外部。另外，中央部211的外周向表面上形成有多个插槽211b，并且芯构件220的端部联接至插槽。插槽211b沿轴向方向延伸。

由此，由于芯构件220稳固地固定至非磁性构件210，因此甚至在以高速驱动马达时也可防止磁体230与芯构件220分离的问题。插槽211b可以形成为使得宽度朝向通孔211a增大(锥形形状)，用于增加芯构件220与中央部211之间的联接力。

侧向部212形成为使得芯构件220的外周向表面222暴露于外部，并且磁体构件230的外周向表面231由侧向部覆盖。因此，防止了磁体230从腔穴P中分离的问题。根据制造方法，侧向部212可以附着于磁体230的外周向表面231。

芯构件220设置在非磁性构件210中并且关于通孔211a径向地布置。腔穴P可以限定为由非磁性构件的中央部211和侧向部212以及相邻的芯构件220所形成的空间。

芯构件220由金属材料形成并且在磁体230之间形成磁通路。芯构件220的内端部固定至中央部211的插槽211b，并且外周向表面222暴露于非磁性构件210的外部。此时，露出的外周向表面222具有与非磁性构件210的外周向表面的曲率大体相同的曲率。

芯构件220可以具有接合突出部221，这些接合突出部221形成在芯构件220的外周向表面222上并且分别沿彼此相反的方向延伸。在此，磁体230与这些接合突出部相接合。接合突出部221限制磁体230以防止磁体在马达运行时分离。

磁体230可以设置到通量集中型的轮辐式结构中。更具体地，磁体230沿周向方向被磁化并且设置成使得一个磁体的磁极面对相邻磁体的相同磁极。磁体230可以形成为使得磁体的宽度W从对应于假想线C1的点朝向通孔211a减小，该假想线C1具有比通孔211a的直径更大的直径。

图4是示出了根据本发明的一种实施方式的转子联接至旋转轴的状态的立体图，图5是从另一方向观察的、示出根据本发明的一种实施方式的转子联接至旋转轴的状态的立体图，并且图6是示出了根据本发明的一种实施方式的非磁性构件的注射模制成型状态的概念图。

参照图5和图6，在转子200的整个下表面上形成非磁性构件210的连接部213，用于将中央部211和侧向部212连接至彼此。连接部213形成在其上的下表面可以为如下的表面：该表面在执行注射模制成型过程时面向注射树脂的方向。由此，该下表面可以具有与注射模制成型过程中所采用的树脂喷嘴相对应的形状(例如，槽)。

磁体230和芯构件220由非磁性构件210的中央部211、连接部213、以及侧向部212封住。根据需要，连接部213也可以形成在转子200的上表面上。

根据上述构型，由于圆筒形的非磁性构件210和芯构件220通过注射模制成型过程彼此成一体地形成，因此可容易地执行组装过程并且能够减小滑移扭矩。

根据本发明，由于构成转子的元件彼此成一体地组装，因此，提高了尺寸精确度并且能够防止产生滑移扭矩。

另外，由于构成转子的元件彼此成一体地组装，因此，提高了插入磁体时的尺寸精确度。

此外，由于磁体由非磁性构件所覆盖，因此，能够在以高速驱动马达时防止磁体分离。

由于一体式的组装过程，因此能够减小制造成本。

对本领域的技术人员而言将明显的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明的上述示例性实施方式进行各种改型。因此，意图是倘若这些改型处于所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明涵盖所有这样的改型。

Claims (20)

1.一种转子，包括：

非磁性构件，所述非磁性构件包括通孔，旋转轴插入在所述通孔中；

多个芯构件，所述多个芯构件设置在所述非磁性构件中并且关于所述通孔径向地布置而形成腔穴；以及

多个磁体，所述多个磁体插入在所述腔穴中。

2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述磁体的外周向表面由所述非磁性构件覆盖。

3.根据权利要求1所述的转子，其中，所述芯构件的外周向表面暴露于所述非磁性构件的外部。

4.根据权利要求1所述的转子，其中，所述芯构件包括沿彼此相反的方向突出的接合突出部，并且，所述磁体的暴露于两个相邻的芯构件的接合突出部之间的外周向表面由所述非磁性构件覆盖。

5.根据权利要求3所述的转子，其中，所述芯构件的所述外周向表面具有与所述非磁性构件的外周向表面的曲率相同的曲率。

6.根据权利要求1所述的转子，其中，所述非磁性构件包括中央部、侧向部以及连接部，所述中央部包括通孔，所述旋转轴插入在所述通孔中，所述侧向部覆盖所述磁体的外周向表面，所述连接部将所述中央部和所述侧向部彼此连接。

7.根据权利要求6所述的转子，其中，所述连接部形成在所述转子的上表面和下表面中的至少一者上以连接所述中央部和所述侧向部。

8.根据权利要求6所述的转子，其中，所述中央部包括形成在所述中央部的外周向表面上的多个插槽，并且，每个所述插槽与所述芯构件的端部联接。

9.根据权利要求8所述的转子，其中，所述插槽沿轴向方向延伸，并且，所述多个插槽沿着所述中央部的外周向表面形成。

10.根据权利要求8所述的转子，其中，所述插槽具有朝向所述中央部的内侧增加的宽度。

11.根据权利要求1所述的转子，其中，所述磁体的宽度从对应于具有比所述通孔的直径大的直径的假想线的点朝向所述通孔减小。

12.根据权利要求1所述的转子，其中，所述非磁性构件与所述芯构件和所述磁体一体地注射模制成型。

13.根据权利要求1所述的转子，其中，所述通孔包括形成在所述通孔的内壁上的均夷表面。

14.一种马达，包括：

壳体；

设置在所述壳体中的定子；

设置在所述定子中的转子；以及

与所述转子一体地旋转的旋转轴，

其中，所述转子包括：非磁性构件，所述非磁性构件包括通孔，所述旋转轴插入在所述通孔中；多个芯构件，所述多个芯构件容纳在所述非磁性构件中并且关于所述通孔径向地布置而形成腔穴；以及多个磁体，所述多个磁体插入在所述腔穴中。

15.根据权利要求14所述的马达，其中，所述磁体的外周向表面由所述非磁性构件覆盖。

16.根据权利要求15所述的马达，其中，所述芯构件包括沿彼此相反的方向突出的接合突出部，并且，所述磁体的暴露于两个相邻的芯构件的接合突出部之间的外周向表面由所述非磁性构件覆盖。

17.根据权利要求15所述的马达，其中，所述非磁性构件包括中央部、侧向部以及连接部，所述中央部包括通孔，所述旋转轴插入在所述通孔中，所述侧向部覆盖所述磁体的所述外周向表面，所述连接部将所述中央部和所述侧向部彼此连接。

18.根据权利要求17所述的马达，其中，所述连接部形成在所述转子的上表面和下表面中的至少一者上以连接所述中央部和所述侧向部。

19.根据权利要求17所述的马达，其中，所述中央部包括形成在所述中央部的外周向表面上的多个插槽，并且，每个所述插槽与所述芯构件的端部联接。

20.根据权利要求19所述的马达，其中，所述插槽沿轴向方向延伸，并且，所述多个插槽沿着所述中央部的外周向表面形成。