CN105172028A - 用于马达的转子的成型设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于马达的转子的成型设备，用于将磁体固定在永磁同步马达的转子芯中。本公开提供了一种用于马达的转子的成型方法，通过在用于使转子成型的嵌入式注射成型过程期间应用可在模具中可变地移动的升降芯，所述成型方法可以通过减小所引入产品的容差并且降低最终注射成型产品的误差率来降低制造成本，并且相应地，本公开还提供了一种用于永磁同步马达的新型转子成型方法，即使在所引入产品的尺寸和容差与模具相比更大时，所述方法防止在注射成型过程中产生溢边。

Description

用于马达的转子的成型设备

技术领域

本公开涉及一种用于马达的转子的成型(molding)设备，并且更具体而言，涉及一种用于将磁体固定在永磁同步马达的转子芯中的成型设备。

背景技术

通常，作为电源的驱动马达用于环境车辆中，诸如，混合动力车辆或电动车辆。与一般的马达一样，驱动马达包括：定子，其中线圈缠绕在定子芯上；以及转子，设置在定子内，并且其中永磁体插入到转子芯中。

通常，为了将永磁体固定到转子芯中，主要使用这样一种方法，该方法将粘合剂(bond)施加于转子芯的永磁体插入孔中，将永磁体插入到所述永磁体插入孔中，并且固化粘合剂，或者主要使用这样一种嵌入式插入方法，该方法将树脂注入到插入有永磁体的转子芯的永久插入孔中并且固化树脂。

例如，主要使用这样一种方法，该方法将插入有永磁体的转子芯设置在上部模具与下部模具中，将树脂注入到永磁体所在的永久插入孔中的空间中，并且固定永磁体。然而，插入注射成形需要以下前提。即，在产品的尺寸和形状容差小于模具的尺寸和形状容差时，产品应该能够在模具中移动。相反，在需要精确的嵌入式注射成型过程时，产品应被固定，并且产品的尺寸和形状容差应该是模具的尺寸和形状容差或更大。另外，在注射成型过程中基本上会产生溢边(flash，溢料)。

当在用于环境车辆的驱动马达的转子中需要高速/高转矩/高耐用性条件时，对于精确的成型性能来说，应满足后一个条件。然而，由于由用于芯的薄板的厚度偏差的模压加工(embossing)以及薄板的堆叠造成薄板不完全附接，因此通过堆叠薄板制成的转子芯的平整度(flatness)和平行度低于精确产品的平整度和平行度。因此，理论上可能经常会产生溢边。

在转子芯中，通过在渐进的(progressive，前进的)模具中模压加工来组装板，然后提取出产品。通过压力机(press)在模具中进行耦接，并且在按压的同时，测量转子芯的厚度。然而，在提取出产品之后，由于模压加工(回弹)，芯由于薄板的不完整粘接而再次膨胀。在模具关闭时，具有特性的芯的堆叠厚度比上部板与下部板之间的距离大。在模具关闭时，芯的厚度减小，并且在该过程中，最上面的板和最下面的薄板由于精确且牢固的模具而具有改进的精确度。此外，中间芯板变形成如在柔软材料中的自然状态。

未满足一般的嵌入式注射成型过程的前提的堆叠芯可通过机构来成型。然而，近年来，存在一种堆叠芯的方法，其采用这样一种耦接方法，该耦接方法不使用模压加工，而是使用结合法(bond，粘合法)。因此，与模压加工的芯相比，由于回弹现象减少，因此存在经常产生溢边现象的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于马达的转子的成型设备，该成型设备适于通过嵌入式注射成型来执行使转子芯成型的过程，并且所述成型设备包括上部芯和下部芯，设置在上侧和下侧上；转子芯，介于上部芯与下部芯之间；以及滑动芯，设置在转子芯的侧表面上，所述成型设备进一步包括：升降芯，设置在转子芯的底部处并包围下部芯，以用于在竖直移动的同时按压转子芯；以及液压滑动机构，用于通过向前/向后线性运动使升降芯竖直移动。

所述升降芯可以是上部升降芯、下部升降芯以及中间升降芯的组合，上部升降芯与转子芯接触，下部升降芯与液压滑动机构接触，中间升降芯组装在上部芯与下部芯之间，并且所述上部升降芯和所述中间升降芯可以通过球表面彼此接触，并且所述上部升降芯可以旋转以及向前、向后、向左及向右滑动。

在所述上部升降芯和所述中间升降芯的球表面上形成有彼此配合的止动件凹槽和止动件突出部，以便控制上部升降芯的旋转和滑动。

四个所述止动件凹槽和止动件突出部的组合部可以在升降芯的周向方向上以90度的间距设置。

所述液压滑动机构可以包括液压缸以及滑动件，所述滑动件连接至液压缸的杆，以向前和向后线性移动并且与升降芯接触，并且所述滑动件和升降芯可以通过斜锥部分彼此接触，以便在所述滑动件线性移动时，所述升降芯竖直移动。

根据本公开的用于马达的转子的成型设备具有以下效果。

首先，通过应用球接头类型可以实现结合芯成型过程。

即，与模压加工的芯相比，结合芯可以增加堆叠薄板的数量，减少在堆叠薄板之间的间隙，并且在应用相同的堆叠厚度时增大耦接力，并且可以减少铁损耗并且增加机械强度。

此外，与现有模压加工的芯相比，结合芯的内径和外径的尺寸以及形状容差都是优异的。

其次，通过提高单个产品芯的性能，在成型过程之后，可以改善芯的变形。

即，由于与模压加工的芯相比，芯的内径和外径的变形以及形状容差较小，因此通过剩余应力的减小可以提高芯的耐久性性能，通过改进外部形状的容差使容差均匀，可以提高NVH(例如，转矩波动)，通过电磁分析设计以及减少实际产品的性能差异，可以使设计稳定，并且通过管理按压程度和容差，可以确保组装质量。

附图说明

现在将参照在附图中所说明的本公开的某些示例性实施方式来详细描述本公开的以上和其他特征，在下文中仅仅通过说明的方式提供附图，因此，附图并不限制本公开，并且在附图中：

图1为示出了根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备的透视图；

图2为示出了根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备的前视图；

图3为示出了根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备的剖视图；

图4为示出了在根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备中的升降芯(liftcore)的耦接状态的透视图；

图5为示出了在根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备中的升降芯的放大透视图；以及

图7为示出了根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备的操作状态的前视图。

应理解的是，附图不必按比例绘制，附图呈现出说明本公开的基本原理的各种优选特征的略微简化的表示。在本文中公开的本公开的特定设计特征(例如，包括特定的尺寸、定向、位置以及形状)将由特定的预期应用和使用环境来部分地确定。

在图中，贯穿附图的多个图，参考数字表示本公开的相同或等同部件。

具体实施方式

本公开致力于解决上述问题。为此，本公开提供了一种用于马达的转子的成型方法，通过在用于使转子成型的嵌入式注射成型过程期间应用可以在模具中可变地移动的升降芯，所述成型方法可以通过减小所引入产品的容差并且降低最终注射成型产品的误差率来降低制造成本，相应地，本公开还提供了一种用于永磁同步马达的新型转子成型方法，即使在所引入产品的尺寸和容差的水平与模具相比劣化(deteriorate)或减小时，所述方法也可防止在注射成型过程中产生溢边。

为了实现上述目的，根据本公开的用于马达的转子的成型设备具有以下特征。在下文中，将参照附图来详细描述本公开。

图1至图3为示出了根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备的透视图、前视图以及剖视图。

如图1至图3中所示，用于马达的转子的成型设备是一种将磁体固定在永磁同步马达的转子芯中的嵌入式注射成型设备，并且特别地，该成型设备通过应用用于使模具可变地移动的结构而防止在注射成型过程中产生溢边(溢出)。

为此，用于马达的转子的成型设备包括：上部芯10和下部芯11，该上部芯和下部芯设置在上侧和下侧上，而转子芯100插入到介于上部芯与下部芯中间的模具中；以及滑动芯12，设置在转子芯100的侧表面上。

在此处，由于上部芯10、下部芯11与滑动芯12之间的设置和操作关系与一般的成型设备的设置和操作关系相同，因此将省略对其的详细描述。

此外，用于马达的转子的成型设备包括升降芯13，该升降芯作为用于附接(按压)具有堆叠结构的转子芯100的单元，以便防止产生溢边。升降芯13设置在转子芯100的底部处，以朝上和朝下移动。为此，在升降芯13上升时，转子芯100附接在位于上侧上的上部芯10与位于下侧上的升降芯13之间。

下部芯11穿过升降芯13的中心轴线。上部芯10附接至转子芯100的上表面。升降芯13附接至转子芯100的底表面。下部芯11附接至转子芯100的内部周边表面。滑动芯12附接至转子芯100的外部周边表面。通过这种方式，转子芯100的整个周界由上部芯10、升降芯13、下部芯11以及滑动芯12所包围，以便在这种状态中可以注入树脂。

如图4至图6中所示，升降芯13是依次竖直堆叠的上部升降芯15、中间升降芯17以及下部升降芯16的组合。上部升降芯15是具有环形形状同时还具有阶梯结构的圆形块，并且该上部升降芯通过中央孔包围下部芯11的周界，并通过其上表面与转子芯100的底表面接触。上部升降芯15的底表面与凹形球表面18a对应，球体的中心位于上部升降芯15的中央轴线上。上部升降芯15可通过球表面18a附接至中间升降芯17中的凸形球表面18b。因此，上部升降芯15可使用在球表面18a与18b之间的滑动接触结构而在中间升降芯17上旋转以及向前、向后、向左和向右滑动。

在上部升降芯15的底表面上的球表面18a上形成有多个止动件凹槽19，并且中间升降芯17中的止动件突出部(boss)20插入到止动件凹槽19中。因此，当上部升降芯15在中间升降芯17上旋转和滑动时，该上部升降芯通过在止动件凹槽19与止动件突出部20之间的调节操作来限制旋转和滑动的程度。

在此处，在处于插入结构中的止动件凹槽19与止动件突出部20之间存在间隔，在这种情况下，上部升降芯15可以设置成在大约0.2mm的范围内竖直旋转和滑动。优选地，止动件突出部20与止动件凹槽19之间的间隔根据移动范围来适当地设置。

四个止动件凹槽19与止动件突出部20的组合部可沿着升降芯13的周向方向以90度的间距设置。因此，上部升降芯15可以旋转以及向前、向后、向左和向右滑动，而该上部升降芯在周向方向上的旋转是受限的(即使具有对应于止动件突出部与止动件凹槽之间的间隔的轻微运动)，并且该上部升降芯的运动通过止动件凹槽19和止动件突出部20调节。

中间升降芯17是具有在中央处穿透下部芯11的孔的四边块，该中间升降芯介于上部升降芯15与下部升降芯16之间，并且该中间升降芯整体地耦接至下部升降芯16而通过螺栓连接结构竖直堆叠，同时该中间升降芯通过球表面与上部升降芯15接触。

向上凸起的球表面18b形成在中间升降芯17的上表面的中央孔周围。球表面18b与上部升降芯15中的球表面18a具有相同的曲率，以便其可以与球表面18a相结合。

由于止动件突出部20形成在中间升降芯17的与止动件凹槽19(形成在上部升降芯15的球表面18a上)的位置对应的位置处，因此止动件突出部可以插入到上部升降芯15中的止动件凹槽19中。

下部升降芯16也是具有用于穿透下部芯11的中央孔的四边块，并且该下部升降芯与液压滑动机构接触。为此，在下部升降芯16的底表面上形成有线性槽以在一个方向穿过，并且槽的底表面可具有斜锥(tapered)部分23b。斜锥部分23b沿着槽的纵向方向具有大约1度的倾斜度。

当用于附接具有堆叠结构的转子芯100的升降芯13竖直移动时，设置液压滑动机构14作为用于为运动提供动力的装置。液压滑动机构14用于使用向前/向后的线性操作来使整个升降芯13竖直移动，并且该液压滑动机构包括作为驱动源的液压缸21并包括用于大幅移动升降芯13的滑动件22。

液压缸21由位于模具本体的侧表面上的气缸托架24支撑，并且滑动件22向前水平延伸，同时耦接至液压缸21的杆，并且该滑动件设置在升降芯13的底部处，即，下部升降芯16的底部处。

滑动件22通过其上表面与下部升降芯16的底表面接触，并且在液压缸21的操作期间，该滑动件可以竖直地移动包括下部升降芯16的整个升降芯13，同时使该升降芯向前和向后移动。为此，滑动件22的上表面具有斜锥部分23a，该斜锥部分沿着滑动件的纵向方向具有大约1度的倾斜度，并且斜锥部分23a与处于相同的倾斜方向并位于下部升降芯16的底表面上的斜锥部分23b接触。

因此，如果滑动件22通过液压缸21的向前运动而向前移动，那么由于斜锥部分23a与23b之间的接触，依次堆叠的下部升降芯16、中间升降芯17以及上部升降芯15将上升。相反，如果滑动件22通过液压缸21的向后运动而向后移动，那么由于斜锥部分23a与23b之间的接触，依次堆叠的下部升降芯16、中间升降芯17以及上部升降芯15将下降。

下面将描述用于马达的转子的成型设备的使用时的状态。

图7为示出了根据本公开的实施方式的用于马达的转子的成型设备的操作状态的前视图。如图7中所示，由于在转子芯的薄板的耦接方法从模压加工方法变成结合方法时，回弹现象减少，所以难以在成型过程中重新调整转子芯的大小。因此，本公开应用一种另外的可变芯附接方法。

由于在插入到模具中的转子芯100的平行度超过0.02mm时，会在成型过程中产生溢边，因此如果转子芯100的左侧和右侧不粘接，那么上部升降芯15则会在球表面上旋转和滑动，以便例如其右表面相对于第一粘接部分(例如，图的左侧)精确地粘接。

然后，由于滑动表面是球表面，因此不限制转子芯100的方向性。

在上部升降芯15旋转和滑动时，通过止动件突出部和止动件凹槽的调节功能来限制上部升降芯15的运动值，从而可以确保模具的安全性(防止模具与滑动芯碰撞)。

通过上部升降芯15的运动，可以校正转子芯的平行度误差(诸如，下端、上端以及转子芯的上端和下端的差距(discrepancy)或平整度误差或垂直度(squareness)误差。

因此，在通过模具的操作使上部芯10的底表面和转子芯100的上表面接触(close)(1)之后或者在接触步骤完成时，液压滑动机构14的滑动件22向前移动(2)0至50mm，并且在升降芯13竖直移动(3)0至1.0mm时，转子芯100的底表面和上部升降芯15的上表面彼此粘接。

转子芯100的整个厚度的根据薄板厚度的偏差的容差(-0.2mm至+0.6mm)通过旋转和滑动的上部升降芯15而改变，即，通过上部升降芯15使用球表面的旋转和滑动，转子芯100的底表面和上部升降芯15的上表面彼此粘接，从而可以防止在成型过程中产生溢边(当在成型过程中产生0.02mm或更大的开孔时，溢边产生)。

如上所述，根据本公开，通过使用液压滑动机构和升降芯的相关操作来应用升降芯的竖直运动结构，并且使用上部升降芯与中间升降芯之间的球接头类型(球面接触类型)来应用上部升降芯的旋转和滑动结构，即使在转子芯的平整度/平行度程度低的情况下，也可竖直地传递液压滑动件的力，而不会使产品变形，从而可以在成型过程期间防止产生溢边。

Claims (5)

1.一种用于马达的转子的成型设备，所述成型设备适于通过嵌入式注射成型来执行使转子芯成型的过程，所述成型设备包括：

上部芯和下部芯，分别设置在所述成型设备的上侧和下侧上；

转子芯，介于所述上部芯与所述下部芯之间；

滑动芯，相对于所述上部芯和所述下部芯设置在所述转子芯的侧表面上；

升降芯，设置在所述转子芯的底部处并围绕所述下部芯，以用于在竖直移动的同时按压所述转子芯；以及

液压滑动机构，用于通过向前或向后线性运动使所述升降芯竖直移动。

2.根据权利要求1所述的成型设备，其中：

所述升降芯是上部升降芯、下部升降芯以及中间升降芯的组合，所述上部升降芯与所述转子芯接触，所述下部升降芯与所述液压滑动机构接触，所述中间升降芯组装在所述上部升降芯与所述下部升降芯之间，并且

所述上部升降芯和所述中间升降芯通过球表面彼此接触，并且所述上部升降芯旋转以及向前、向后、向左及向右滑动。

3.根据权利要求2所述的成型设备，其中，在所述上部升降芯和所述中间升降芯的所述球表面上形成有彼此配合的止动件凹槽和止动件突出部。

4.根据权利要求3所述的成型设备，其中，四个所述止动件凹槽和所述止动件突出部的组合部在所述升降芯的周向方向上以90度的间距设置。

5.根据权利要求1所述的成型设备，其中，所述液压滑动机构包括液压缸以及滑动件，所述滑动件连接至所述液压缸的杆，以向前和向后线性移动并且与所述升降芯接触，并且其中，所述滑动件和所述升降芯通过斜锥部分彼此接触，以便在所述滑动件线性移动时，所述升降芯竖直移动。