CN107431392A - 转子组件和包括该转子组件的马达 - Google Patents

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Abstract

在实施方式中公开了一种转子组件和包括该转子组件的马达，该转子组件包括：转子部分；以及第一盖，其包括用于覆盖转子部分的一个侧部的第一固定板和从第一固定板突出的多个第一叶片部分；其中，由从第一叶片部分的外端部延伸的假想线与第一假想圆的切线形成的第一角度大于由从第一叶片部分的内端部延伸的假想线与第二假想圆的切线形成的第二角度；第一假想圆的中心和第二假想圆的中心与第一固定板的中心相同，第一假想圆的切线是在第一假想圆与外端部相会合的位置处的切线，而第二假想圆的切线是在第二假想圆与内端部相会合的位置处的切线。

Description

转子组件和包括该转子组件的马达
技术领域
本发明涉及一种具有优良的散热性能和降噪性能的转子组件。
背景技术
通常，车辆包括驱动发动机的起动机马达和使用发动机的旋转力产生电力的交流发电机。
在被供以电池电源时，起动机马达使发动机旋转。
在形成有磁场的情况下通过发动机的驱动力使转子旋转时，交流发电机产生交流电力，并且使用整流器等利用交流电力对电池进行充电。
起动机马达和交流发电机两者由于均具有定子和转子结构而具有非常相似的结构，并且其可以根据施加的是力或电力而作为发电机或马达工作。
最近，已经积极研究了皮带驱动的起动机和发电机(BSG)马达，该皮带驱动的起动机和发电机(BSG)马达具有单一的结构并且可以用作起动机马达和交流发电机。
马达在旋转过程中产生热量，因此重要的是将产生的热量快速排放到外部以防止马达性能的下降。特别地，在马达比如同时执行起动机马达和交流发电机功能的BSG马达具有高速旋转结构的情况下，这将更为重要。
此外，马达的噪声也是确定马达性能的重要因素，因此重要的是使噪声最小化。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种散热性优良的转子组件。
此外，本发明旨在提供一种使噪声最小化的转子组件。
技术方案
本发明的一个方面提供了一种转子组件，该转子组件包括：转子部分以及第一盖，该第一盖包括用于覆盖转子部分的一个侧部的第一固定板和从第一固定板突出的多个第一叶片部分；其中，从第一叶片部分的每一者的外端部延伸的假想线与第一假想圆的切线之间的第一角度大于从第一叶片部分的每一者的内端部延伸的假想线与第二假想圆的切线之间的第二角度；第一假想圆的中心和第二假想圆的中心与第一固定板的中心相对应，第一假想圆的切线是在第一假想圆与外端部相会合的点处的切线，并且第二假想圆的切线是在第二假想圆与内端部相会合的点处的切线。
第一假想圆可以是连接多个第一叶片部分的外端部的圆，并且第二假想圆可以是连接多个第一叶片部分的内端部的圆。
第一角度可以大于50°且小于60°，并且第二角度可以大于25°且小于35°
多个第一叶片部分可以沿马达的旋转方向倾斜。
多个第一叶片部分可以沿与马达的旋转方向相反的方向倾斜。
第一盖可以包括形成在第一固定板中的通孔。
转子部分可以包括沿纵向方向形成的多个狭缝，并且第一盖可以包括插入到多个狭缝中并且固定至转子部分的支承部分。
转子部分可以包括转子芯和绕连接部分缠绕的第一线圈，该转子芯包括中央部分、从中央部分径向形成的多个连接部分以及从连接部分的两个端部沿周向方向突出的多个突出部分。
转子组件还包括贯穿转子芯的中央部分的旋转轴和支承在旋转轴上并且向第一线圈施加电力的端子。
第一固定板包括环形边缘部分，该环形边缘部分具有形成在该环形边缘部分上的第一叶片部分和从边缘部分凹陷的中央部分。
转子组件还可以包括覆盖转子部分的另一侧部的第二盖，其中，第二盖可以包括覆盖转子部分的另一侧部的第二固定板和从第二固定板突出的第二叶片部分，并且第二盖可以形成为与第一盖对称。
本发明的另一方面提供了一种马达，该马达包括具有形成在壳体外周表面上的多个通孔的壳体、由壳体支承的定子部分和上述转子组件。
壳体可以包括设置在定子部分的一个侧部上的第一壳体和设置在定子部分的另一侧部上的第二壳体。
转子组件的一部分可以暴露于第一壳体和第二壳体之间。
壳体可以包括沿壳体的外周表面形成的多个散热部分。
有利效果
根据本发明的示例性实施方式，转子具有优良的散热性。
此外，旋转轴的长度可以更短，并且马达可以小型化。
此外，即使在高速旋转期间，也使噪声降低。
本发明的各种有利的优点和效果不限于上述描述，并且在描述本发明的具体实施方式的过程中可以更容易地理解。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的马达的立体图。
图2是沿图1的A-A截取的截面图。
图3是用于描述从根据本发明的一个实施方式的马达排出热量的过程的参考图。
图4是根据本发明的一个实施方式的转子组件的立体图。
图5是用于描述根据本发明的一个实施方式的转子组件的叶片部分的最佳角度的概念图。
图6是从另一方向观察根据本发明的一个实施方式的转子组件的立体图。
图7是根据本发明的一个实施方式的转子组件的分解立体图。
图8是沿图4的B-B截取的截面图。
具体实施方式
尽管可以以各种方式修改本发明并且本发明可以采取各种替代形式，但是在附图中示出并且在下文中作为示例详细描述了本发明的具体实施方式。
然而，并不意在将本发明限于公开的特定形式。相反，本发明意在涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。
还将理解，在本说明书中使用的术语“包括”或“具有”规定了所述特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、部件、部分或其组合。
还应当理解，为了便于描述，本发明的附图被示出为放大或缩小的视图。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。不论示图号是多少，均将使用相同的附图标记来描述相同或相似的部件，并且将省略对相同附图标记的重复描述。
图1是根据本发明的一个实施方式的马达的立体图，图2是沿图1的A-A截取的截面图，而图3是用于描述从根据本发明的一个实施方式的马达排出热量的过程的参考图。
参考图1和图2，根据本发明的马达包括壳体100、定子部分300以及转子组件200，该壳体100具有形成在壳体100的外周表面上的多个通孔111和121，定子部分300由壳体100支承，转子组件200设置在定子部分300中。
当马达作为交流发电机工作时，通过发动机的驱动使滑轮600旋转，并且使转子组件200旋转，从而产生交流电。产生的交流电被转换为直流电，并且可以将直流电供给至外部部件(电池等)。与此相反，当马达作为起动机工作时，通过从外部施加的电流使转子组件200旋转，并且使滑轮600旋转，从而可以驱动外部部件(发动机等)。
壳体100包括设置在定子部分300的一个侧部上的第一壳体110和设置在定子部分300的另一侧部上的第二壳体120。第一壳体110和第二壳体120包括沿圆周方向形成的多个通孔111和121。通孔111和121用作将马达中产生的热量排放到外部的散热部分。
第一壳体110和第二壳体120的内周表面上可以分别形成有突起(未示出)，突起联接至定子部分300的外表面。
定子部分300包括定子芯310和绕定子芯310缠绕的第二线圈320。定子芯310的一部分可以暴露于第一壳体110和第二壳体120之间。因此，可以容易地将定子部分300中产生的热量排出到外部。然而，并不必局限于此，定子部分300可以设置在壳体100内。
转子组件200包括转子部分210、第一盖220以及第二盖230，其中，第一盖220覆盖转子部分210。转子部分210在定子部分300中旋转并且包括转子芯211和第一线圈212。转子部分210的构造不必局限于此，并且转子芯211的内部或外周表面可以附接有磁体。
第一盖220和第二盖230联接至转子部分210并与转子部分210一体地旋转。第一盖220和第二盖230可以形成为呈相同的形状，并且可以分别设置在转子部分210的一个侧部上和另一侧部上。
第一盖220和第二盖230包括突出的叶片部分225和235。叶片部分225和235用作在转子组件200旋转时产生气流的冷却风扇。叶片部分225和235可以具有预定的曲率以便容易地产生气流。
参考图3，当转子组件200旋转时，通过第一叶片部分225在马达中产生气流。因此，在转子部分210中产生的热量通过形成在第一盖220的固定板上的通孔227和形成在第一壳体110上的通孔111迅速地排出到外部。该构造对于由高速旋转产生大量热量的马达而言是有利的。
再次参考图2，旋转轴400与转子组件200一体地旋转。旋转轴400的一个端部和另一端部由第一轴承510和第二轴承520支承。皮带滑轮600可以联接至旋转轴400的端部以便将电力传递到外部。
在旋转轴400中设置有端子部分410，该端子部分410对绕转子芯211缠绕的第一线圈212施加电力。端子部分410包括与第一线圈212电连接的第一端子411和与第一端子411连接并且暴露在外部的第二端子412。
图4是根据本发明的一个实施方式的转子组件的立体图，而图5是用于描述根据本发明的一个实施方式的转子组件的叶片部分的最佳角度的概念图。
参考图4，第一盖220包括第一固定板221、第一叶片部分225和第一支承部分226，第一固定板221覆盖转子部分210的一个侧部，第一叶片部分225从第一固定板221沿轴向方向突出，第一支承部分226与第一固定板221连接。
第一盖220可以由树脂形成。因此，第一固定板221、第一叶片部分225和第一支承部分226一体地形成。与制造并组装每个部件的结构相比，该结构可以促进生产、降低制造成本并且在设计上具有较高的自由度。
第一盖220的第一固定板221可以包括环形边缘部分222和从边缘部分222凹陷的中央部分223。
边缘部分222呈环形形状并且可以具有沿周向方向设置的多个通孔227和第一叶片部分225。通孔227和第一叶片部分225可以规则地或不规则地设置。
中央部分223是旋转轴400所插入穿过的部分并且中央部分223可以从边缘部分222凹入。在需要的情况下，通孔227甚至可以形成在中央部分223中。第一固定板221的中央部分223的高度减小，并且图2的皮带滑轮600的高度也减小，从而可以使马达小型化。
参考图5，第一叶片部分225具有大于第二角度θ2的第一角度θ1，第一角度θ1位于从外端部225a延伸的假想线L1与第一假想圆C1的切线PL1之间，第二角度θ2位于从第一叶片部分225的内端部225b延伸的假想线L2与第二假想圆C2的切线PL2之间。第一角度θ1是热量排出所通过的出口的角度，而第二角度θ2是热量输入所通过的入口的角度。
在下文中，第一假想圆C1是连接多个第一叶片部分225的外端部225a的假想圆，而第二假想圆C2是连接多个第一叶片部分225的内端部225b的假想圆。第一假想圆C1的中心和第二假想圆C2的中心与第一固定板221的中心P相对应。
第一假想圆的切线PL1是第一假想圆C1与第一叶片部分225的外端部225a相会合处的切线，而第二假想圆的切线PL2可以是第二假想圆C2与内端部225b相会合处的切线。切线定义为在与假想圆相会合的点处垂直于假想圆的半径的线。
第一叶片部分225从第一固定板221的中心径向地形成，并且第一叶片部分225可以形成为沿马达的旋转方向R倾斜。也就是说，基于示图，当第一叶片部分225从第一叶片部分225的内端部225b延伸到第一叶片部分225的外端部225a时，第一叶片部分225可以形成为沿马达的旋转方向倾斜。然而，第一叶片部分225并不必局限于此，并且第一叶片部分225可以形成为沿与马达的旋转方向相反的方向倾斜。
多个第一叶片部分225之间的距离可以全部相等或仅在特定部段中相等。如果第一角度θ1大于第二角度θ2，则第一叶片部分225可以实际上是直的，或者可以具有预定的曲率。
表1示出了在第一角度为θ1而第二角度为θ2时以10000rpm的转速旋转的马达中产生的气体的流量(单位：ccm)，并且表2示出了在第一角度为θ1而第二角度为θ2时以6000rpm的转速旋转的马达中的噪声(单位：dB)。
【表1】
θ2\θ1 50 55 60
25 2.4 2.5 2.65
30 2.3 2.78 2.7
35 2.7 2.34 2.79
【表2】
如表1和表2所示，当第一角度θ1大于50°且小于60°，并且第二角度θ2大于25°且小于35°时，气体流量增加到约2.78ccm，从而提高散热效率并且将噪声降低到72dB。
因此，在与具有150mm的相同外径的一组马达中的具有不同叶片形状的马达对比时，噪声可以在转速为6000rpm的情况下降低到72dB或以下，转子线圈的温度可以在转速为2000rpm的情况下控制到小于或等于107.8℃，并且定子线圈的温度可以控制到小于或等于88.7℃。此外，具有在转速为10000rpm的情况下将旋转负载转矩控制到0.11N.M的优点。在这种情况下，当叶片部分沿马达的旋转方向倾斜时，叶片部分可以更加有效。
参考图6，第二盖230包括覆盖转子部分210的另一侧部的第二固定板231、从第二固定板231突出的第二叶片部分235和与第二固定板231连接的第二支承部分236。
此外，第二固定板231包括环形边缘部分232和从边缘部分232凹陷的中央部分233。
第二盖230具有与转子部分210联接的不同位置，但具有与第一盖220相同的形状。也就是说，第一盖220和第二盖230绕与轴向方向(旋转轴的纵向方向)垂直的方向旋转地对称。第一盖220和第二盖230可以用相同的模具制造，因此可以降低制造成本。
图7是根据本发明的一个实施方式的转子组件的分解立体图，并且图8是沿图4的B-B截取的截面图。
参考图7和图8，第一支承部分226和第二支承部分236插入沿纵向方向形成在转子芯211中的狭缝S中。也就是说，第一支承部分226和第二支承部分236分别插入至一个狭缝S中。示图示出了第一线圈212绕转子芯211缠绕。在需要的情况下，转子芯具有圆筒形状并且可以具有狭缝S形成在转子芯的外周表面上的结构。
第一支承部分226和第二支承部分236可以固定至狭缝S。因此，第一盖220通过第一支承部分226固定至转子部分210，并且第二盖230通过第二支承部分236固定至转子部分210。当马达组件旋转时，在第一线圈212中产生的热量可以通过第一盖220的通孔227和第二盖230的通孔237快速排出。
参考图8，转子芯211包括中央部分211a、径向地形成在中央部分211a中的多个连接部分211b以及从连接部分211b的两个端部沿周向方向突出的多个突出部分211c。
第一线圈212绕连接部分211b缠绕，并且在连接部分211b和第一线圈212之间设置有绝缘部件213。在这种情况下，狭缝S可以被定义为转子芯211的突出部分211c之间的间隔。
第一支承部分226包括联接至狭缝S的联接部分226a和从联接部分226a朝向中心变窄的渐缩部分226b。
渐缩部分226b支承和/或按压绕转子部分210缠绕的第一线圈212。因此，即使在马达快速旋转时，也可以利用渐缩部分226b防止第一线圈212脱落，以提高马达的可靠性。如上所述，第一支承部分226和第二支承部分236由非导电材料制成以防止短路。
对于本领域技术人员明显的是可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明的上述示例性实施方式进行各种修改。因此，本发明意在涵盖所有在所附的权利要求及其等同物的范围内的这样的修改。

Claims (20)

1.一种转子组件，包括：
转子部分；以及
第一盖，所述第一盖包括第一固定板和多个第一叶片部分，所述第一固定板覆盖所述转子部分的一个侧部，多个所述第一叶片部分从所述第一固定板突出，
其中，从所述第一叶片部分中的每一者的外端部延伸的假想线与第一假想圆的切线之间的第一角度大于从所述第一叶片部分中的每一者的内端部延伸的假想线与第二假想圆的切线之间的第二角度，
所述第一假想圆的中心和所述第二假想圆的中心与所述第一固定板的中心相对应，
所述第一假想圆的所述切线为在所述第一假想圆和所述外端部相会合的点处的切线，并且
所述第二假想圆的所述切线为在所述第二假想圆和所述内端部相会合的点处的切线。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述第一假想圆为连接多个所述第一叶片部分的所述外端部的圆，并且
所述第二假想圆为连接多个所述第一叶片部分的所述内端部的圆。
3.根据权利要求1所述的转子组件，其中所述第一角度大于50°且小于60°，并且
所述第二角度大于25°且小于35°。
4.根据权利要求1所述的转子组件，其中，多个所述第一叶片部分沿马达的旋转方向倾斜。
5.根据权利要求1所述的转子组件，其中，多个所述第一叶片部分沿与马达的旋转方向相反的方向倾斜。
6.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述第一盖包括形成在所述第一固定板中的通孔。
7.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述转子部分包括沿纵向方向形成的多个狭缝，并且
所述第一盖包括支承部分，所述支承部分插入到多个所述狭缝中并且所述支承部分固定至所述转子部分。
8.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述转子部分包括：
转子芯，所述转子芯包括中央部分、多个连接部分以及多个突出部分，多个所述连接部分从所述中央部分径向地形成，多个所述突出部分从所述连接部分的两个端部沿周向方向突出；以及
第一线圈，所述第一线圈绕所述连接部分缠绕。
9.根据权利要求8所述的转子组件，还包括：
旋转轴，所述旋转轴贯穿所述转子芯的所述中央部分；以及
端子，所述端子支承在所述旋转轴上并且向所述第一线圈施加电力。
10.根据权利要求1所述的转子组件，其中，所述第一固定板包括：
环形边缘部分，所述环形边缘部分具有形成在所述环形边缘部分上的所述第一叶片部分；以及
中央部分，所述中央部分从所述边缘部分凹陷。
11.根据权利要求1所述的转子组件，还包括覆盖所述转子部分的另一侧部的第二盖，
其中，所述第二盖包括覆盖所述转子部分的另一侧部的第二固定板和从所述第二固定板突出的第二叶片部分，并且
所述第二盖形成为与所述第一盖对称。
12.一种马达，包括：
壳体，所述壳体具有形成在所述壳体的外周表面上的多个通孔；
定子部分，所述定子部分由所述壳体支承；以及
转子组件，所述转子组件设置成能够围绕所述定子部分旋转，
其中所述转子组件包括：
转子部分；以及
第一盖，所述第一盖包括第一固定板和多个第一叶片部分，所述第一固定板覆盖所述转子部分的一个侧部，多个所述第一叶片部分从所述第一固定板突出，
其中，从所述第一叶片部分中的每一者的外端部延伸的假想线与第一假想圆的切线之间的第一角度大于从所述第一叶片部分中的每一者的内端部延伸的假想线与第二假想圆的切线之间的第二角度，
所述第一假想圆的中心和所述第二假想圆的中心与所述第一固定板的中心相对应，
所述第一假想圆的所述切线为在所述第一假想圆和所述外端部相会合的点处的切线，以及
所述第二假想圆的所述切线为在所述第二假想圆和所述内端部相会合的点处的切线。
13.根据权利要求12所述的马达，其中，所述壳体包括：
第一壳体，所述第一壳体设置在所述定子部分的一个侧部上；以及
第二壳体，所述第二壳体设置在所述定子部分的另一侧部上。
14.根据权利要求13所述的马达，其中，所述转子组件的一部分暴露于所述第一壳体与所述第二壳体之间。
15.根据权利要求12所述的马达，其中，所述壳体包括沿着所述壳体的外周表面形成的多个散热部分。
16.根据权利要求12所述的马达，其中，所述第一假想圆为连接多个所述第一叶片部分的所述外端部的圆，并且
所述第二假想圆为连接多个所述第一叶片部分的所述内端部的圆。
17.根据权利要求12所述的马达，其中所述第一角度大于50°且小于60°，并且
所述第二角度大于25°且小于35°。
18.根据权利要求12所述的马达，其中，所述转子部分包括：
转子芯，所述转子芯包括中央部分、从所述中央部分径向形成的多个连接部分以及从所述连接部分的两个端部沿周向方向突出的多个突出部分；以及
第一线圈，所述第一线圈绕所述连接部分缠绕。
19.根据权利要求18所述的马达，还包括：
旋转轴，所述旋转轴贯穿所述转子芯的所述中央部分；以及
端子，所述端子支承在所述旋转轴上并且向所述第一线圈施加电力。
20.根据权利要求12所述的马达，其中，所述第一固定板包括：
环形边缘部分，所述环形边缘部分具有形成在所述环形边缘部分上的所述第一叶片部分；以及
中央部分，所述中央部分从所述边缘部分凹陷。
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