CN107887994A - 电机及其转子 - Google Patents

Abstract

一种转子，所述转子包括转子铁芯及多个磁铁，所述多个磁铁固定于所述转子铁芯的外周面，所述转子还包括圆筒状的保护管，所述保护管包括覆盖部分，所述覆盖部分的内周周长大于所述磁铁的外周面和相邻的磁铁的外周面的切线构成的包络线的长度，且小于所述磁铁的外接圆的周长，所述覆盖部分在周向上覆盖所述多个磁铁，从而既能保证对磁铁的固定强度又不会导致磁铁碎裂。

Description

电机及其转子

技术领域

本发明涉及转子以及使用该转子的电机，尤其涉及一种适用于电动助力转向系统中的电机及其转子。

背景技术

目前转子铁芯的外周会设置有多个磁铁，为了防止转子旋转时，所述多个磁铁飞离所述转子铁芯，会设置有覆盖所述多个磁铁的非磁性保护管。因此，如何有效地设置保护管使得既能保证对磁铁的固定强度以防止磁铁移动又不至于因压力太大而导致磁铁碎裂是业界凼待解决的问题。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种新型转子及电机。

本发明的实施例提供一种转子，所述转子包括转子铁芯及多个磁铁，所述多个磁铁固定于所述转子铁芯的外周面，所述转子还包括圆筒状的保护管，所述保护管包括覆盖部分，所述覆盖部分的内周周长大于所述磁铁的外周面和相邻的磁铁的外周面的切线构成的包络线的长度，且小于所述磁铁的外接圆的周长，所述覆盖部分在周向上覆盖所述多个磁铁。

较佳的，所述保护管还包括锥部，所述锥部从所述覆盖部分的一端沿径向向外扩张形成锥形，所述锥部的开口处的内周周长大于或等于所述磁铁的外接圆的周长。

较佳的，所述保护管的数量为两个，所述两个保护管的两个锥部相对，且相互固定连接。

较佳的，所述两个保护管的轴向总长度大于或等于所述转子铁芯的轴向总长度。

较佳的，所述覆盖部分的一端形成有开口，所述保护管还包括凸缘，所述凸缘从所述覆盖部分周缘沿径向向内延伸，从而使得所述凸缘覆盖部分所述开口。

较佳的，所述凸缘与所述转子铁芯固定连接。

较佳的，所述覆盖部分与所述磁铁的大致顶点接触的部分的厚度小于覆盖部分其他位置的厚度。

较佳的，所述转子铁芯的外表面形成有多个突起，所述多个突起从所述转子铁芯的外表面沿径向向外延伸，所述多个突起相互间隔，每两个突起之间形成一收容空间来收容一磁铁。

较佳的，每个磁铁的顶部径向突出于对应相邻的两个突起。

较佳的，所述转子铁芯的外表面形成有多个收容槽，所述收容槽从所述转子铁芯的外表面凹陷形成，每个收容槽用于收容一磁铁。

较佳的，所述保护管由不锈钢或铝材料制成。

本发明的实施例提供一种电机，所述电机包括定子以及如上任意一项所述的转子，所述转子可旋转地收容于所述定子内。

本发明的实施例提供一种电机，所述电机包括如上任意一项所述的转子以及定子，所述定子置于所述转子的径向外侧。

上述覆盖部分的内周周长大于所述磁铁的外周面和相邻的磁铁的外周面的切线构成的包络线的长度，且小于所述磁铁的外接圆的周长，从而既能保证对磁铁的固定强度又不会导致磁铁碎裂。

主要元件符号说明

转子	1
		转轴	10
转子铁芯	20
		磁铁	30
保护管	40
		轴孔	21
定位结构	22
		接触点	31
覆盖部分	41
		锥部	42
凸缘	43
		第一端	411
第二端	412
		开口	413
电机	100
		壳体	2
定子	3
		定子芯	301
线圈	302

附图说明

附图中：

图1是本发明一实施例的转子组装后的立体示意图。

图2是本发明一实施例的转子组装前的立体示意图。

图3是图2所示的转子的转子铁芯的硅钢板的立体示意图。

图4是图1所示的转子的IV-IV剖视图。

图5是图2所示的转子的保护管的立体示意图。

图6是图5所示的保护管的纵剖视图。

图7是图4所示的转子的局部放大示意图。

图8是本发明一实施例的电机的立体示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。

当元件或层被称为“连接于”另一元件或层时，它可以直接位于其他元件或层上，连接到其他元件或层，或者可以存在中间元件和/或层。与此对照，当元件被称为“直接连接于”另一元件或层时，不存在中间元件或层。

请参考图1及图2，为本发明一实施例的转子的示意图。所述转子1包括转轴10、转子铁芯20、多个磁铁30及保护管40。所述转子铁芯20固定于所述转轴10上。所述多个磁铁30间隔设置于所述转子铁芯20的外周面。所述保护管40覆盖所述多个磁铁30。所述保护管40用于保护所述磁铁30，且防止所述磁铁30飞离所述转子铁芯20的外周面。在本实施例中，所述保护管40在组装前为圆筒状(如图2所示)，在组装后变形为多边形形状(如图1所示)。下面将对本实施例的转子进行详述。

请参考图3，为本发明的转子铁芯20的硅钢板的示意图。所述转子铁芯20由多个硅钢板彼此叠加而形成。在本实施例中，所述多个硅钢板的数量为三个。在其他实施例中，所述多个硅钢板的数量为两个或其他数量。所述转子铁芯20的横截面大致呈多边形。所述转子铁芯20的大致中央处形成有轴孔21。所述轴孔21用于收容所述转轴10。所述转子铁芯20的外表面形成有多个定位结构22。所述定位结构22用于防止所述多个磁铁30在转子铁芯20的圆周方向上移动，从而定位所述多个磁铁30，防止所述多个磁铁30移动。其中，每个定位结构22为突起，每个突起从所述转子铁芯20的外表面沿径向向外延伸。所述多个突起相互间隔。在本实施例中，所述多个突起相互间隔一预定距离。每两个突起之间形成一收容空间来收容一磁铁30。在本实施例中，所述多个突起的数量为8个。在其他实施例中，所述突起的数量为2个、4个、6个、10个、12个或其他合适的数量。或者每个定位结构22为收容槽。所述收容槽从所述转子铁芯20的外表面凹陷形成。每两个相邻的收容槽之间形成一突起。在本实施例中，所述收容槽的数量为8个，从而形成突起的数量为8个。在其他实施例中，所述收容槽的数量为2个、4个、6个、8个、12个或其他合适的数量，从而所述突起的数量为2个、4个、6个、8个、12个或其他相应的数量。每个收容槽用于收容一磁铁30。

请参考图4，图4为转子1的剖视图。在本实施例中，所述磁铁30为钕磁铁或铁素体磁铁等永久磁铁。所述多个磁铁30形成所述转子1的磁极。每个磁铁30具有大致呈圆弧状的外表面。每个磁铁30设置于相邻的两个突起之间或收容于收容槽中，且所述磁铁30的顶部突出于所述相邻的两个突起。每个磁铁30的宽度与相邻的两突起之间的预定距离基本相同。在本实施例中，所述磁铁30粘贴于所述转子铁芯20的外表面。具体的，所述磁铁30通过粘接剂粘贴于所述转子铁芯20的外表面，从而所述磁铁30被固定于所述转子铁芯20的外表面。由于每两个相邻的突起之间间隔预定距离，则所述磁铁30在转子铁芯20的圆周方向上等间隔地设置，转子1在圆周上均等地产生磁通，从而产生的旋转力不会产生波动。在本实施例中，所述磁铁30的数量为8个，所述电机为8极电机。在其他实施例中，所述磁铁30的数量为2个、4个、6个、10个、12个或其他合适的数量，所述电机对应为2极电机、4极电机、6极电机、10极电机、12极电机或其他合适极数的电机。在本实施例中，所述磁铁30的外接圆的直径为D，所述磁铁30的外接圆的周长为π*D。

其中，所述磁铁30的外周面和相邻的磁铁30的外周面的切线构成的包络线的长度为L。所述磁铁30在被所述保护管40覆盖时，与所述保护管40接触，形成接触点31(如图7所示)。所述磁铁30的外周的接触点31间轮廓长度为W，相邻的磁铁30间的接触点31间距离为R。所述包络线的长度L可用如下公式来计算：

L＝P*(W+R)

其中，L为所述包络线的长度，P为所述电机的磁极数，W为所述磁铁30的外周的接触点31间轮廓长度，R为相邻的磁铁30间的接触点31间距离。

请参考图5及图6，在本实施例中，所述保护管40的数量为两个，所述两个保护管40的轴向总长度大于或等于所述转子铁芯20的轴向总长度。显然，在其他实施例中，所述保护管40的数量还可为一个，所述一个保护管40的长度大于或等于所述转子铁芯20的总长度。在组装前，所述保护管40大致呈圆筒状，所述保护管40的厚度为T。在本实施例中，所述保护管40由不锈钢或铝等材料制成。所述两个保护管40以对扣的方式覆盖所述磁铁30。如图2中所示，所述两个保护管40相向运动，直至相互抵持，来覆盖所述磁铁30。如此，用两个保护管40将会比仅用一个保护管40方便嵌套在所述磁铁30的外周面，从而方便组装。所述保护管40由非磁性材料制成，以防止漏磁。

所述保护管40包括覆盖部分41、锥部42及凸缘43。所述覆盖部分41呈圆筒状。所述覆盖部分41包括第一端411及与所述第一端411相对的第二端412。所述覆盖部分41在所述第二端412形成有开口413。所述覆盖部分41用于在周向上覆盖所述磁铁30。其中，所述覆盖部分41的内周直径为D1，所述覆盖部分41的内周周长为π*D1。所述锥部42从对应覆盖部分41的第一端411沿径向向外扩张形成锥形。所述锥部42提供入口供所述保护管40嵌套在所述磁铁30的外周。其中，所述锥部42的开口处的内周直径为D2，所述锥部42的开口处的内周周长为π*D2。

所述锥部42的开口处的内周周长π*D2、所述磁铁30的外接圆的周长π*D、所述覆盖部分41的内周周长π*D1及所述包络线的长度L之间的关系为：π*D2≥π*D>π*D1>L。由于所述锥部42的开口处的内周周长π*D2大于或等于所述磁铁30的外接圆的周长π*D，则在组装时，通过以所述两个锥部42为入口，能容易的使得所述两个保护管40相向运动而嵌套在所述磁铁30的外周。在本实施例中，所述保护管40的内周面或所述磁铁30的外周面涂有布油、石蜡或蜡等润滑剂(图未示)，从而能降低保护管40的内周面与磁铁30的外周面之间的摩擦力，从而能更加容易的将所述两个保护管40嵌套在所述磁铁30的外周。在组装后，所述两个保护管40的锥部42相对，且相互固定连接。在本实施例中，在组装后，所述两个保护管40的锥部42通过焊接的方式相互固定连接。

同时，由于所述覆盖部分41的内周周长π*D1小于所述磁铁30的外接圆的周长π*D，则在组装时，所述覆盖部分41与所述磁铁30的大致顶点接触的位置在所述磁铁30的大致顶点部分的作用下变形而外扩，使得所述覆盖部分41与所述磁铁30的大致顶点接触的部分的厚度变薄为T1，所述覆盖部分41不与所述磁铁30的大致顶点接触的部分，即所述覆盖部分其他位置的厚度变厚为T2(如图7所示)，所述覆盖部分41由圆筒状变形为多边形形状。从而，在所述覆盖部分41的复原力的作用下，所述覆盖部分41能对所述磁铁30施加径向的作用力，使得所述磁铁30被限位于所述转子铁芯20上。并且由于所述覆盖部分41其他位置的厚度变厚，则所述保护管40能对所述磁铁30的周向位置进行限制。同时，由于所述覆盖部分41的内周周长π*D1小于磁铁30的外接圆的周长π*D，则所述覆盖部分41在变形时，最大的内径为所述磁铁30的外接圆的直径。所述定子与转子1的间隙不变，不会对转子1的旋转带来障碍。

同时，由于所述覆盖部分41的内周周长π*D1大于所述包络线的长度L，则防止了所述覆盖部分41对所述磁铁30施加太大的压力而导致所述磁铁30碎裂。

本发明所称磁铁30的顶点，是指在转子铁芯20径向上位于最外端的部分，即磁铁30的外表面距离转子铁芯20轴线最远的点。

所述凸缘43从所述覆盖部分41周缘沿径向向内延伸，从而所述凸缘43覆盖部分所述开口413。在本实施例中，所述凸缘43呈环形。在其他实施方式中，所述凸缘呈圆环状、弧状或其他形状。由于所述两个保护管40的轴向总长度大于或等于所述转子铁芯20的轴向总长度，则在所述保护管40覆盖所述磁铁30的外周时，所述凸缘43覆盖部分转子铁芯20(如图1所示)。在本实施例中，所述凸缘43被焊接在所述转子铁芯20上，从而所述凸缘43在轴向上固定所述磁铁30。在本实施例中，所述锥部42、覆盖部分41及凸缘43一体成型。在其他实施例中，所述锥部42、覆盖部分41及凸缘43部分一体成型或为不同元件。

请参考图8，为所述电机100的剖视图。所述电机100适用于电动助力转向系统。所述电机100包括壳体2、转子1及定子3。所述转子1可转动的设置于所述壳体2内。所述转子1包括所述转轴10、所述转子铁芯20、所述磁铁30及所述保护管40。所述转子铁芯20固定于所述转轴10上。所述磁铁30固定于所述转子铁芯20的外周面上。所述保护管40覆盖所述磁铁30，用于保护所述磁铁30且防止所述磁铁30在旋转时飞离所述转子铁芯20的外周面。所述定子3固定于所述壳体2内，且设置在所述转子1的径向外侧，从而所述转子1可旋转地收容于所述定子3内。所述定子3包括定子芯301及多个线圈302。所述多个线圈302缠绕在所述定子芯301上。所述多个线圈302在电力的作用下产生磁场，所述磁铁30与所述线圈302产生的磁场相互作用，使得所述转子1响应于所述磁场而旋转。

从而，本发明通过定位结构22来防止所述多个磁铁30在转子铁芯20的圆周方向上移动，从而定位所述多个磁铁30。通过使用两个保护管40以对扣的方式来组装覆盖所述磁铁30，会比仅用一个保护管40方便嵌套在所述磁铁30的外周面，从而方便组装。由于所述锥部42的开口处的内周周长π*D2大于或等于所述磁铁30的外接圆的周长π*D，则在组装时，通过以所述两个锥部42为入口，能容易的使得所述两个保护管40相向运动而嵌套在所述磁铁30的外周。由于所述覆盖部分41的内周周长π*D1小于所述磁铁30的外接圆的周长π*D，所述覆盖部分41由圆筒状变形为多边形形状，从而，所述覆盖部分41对所述磁铁30施加径向的作用力，并且由于所述覆盖部分41不与所述磁铁30的大致顶点接触的部分的厚度变厚，能对所述磁铁30的周向位置进行限制。同时，由于所述覆盖部分41的内周周长π*D1小于磁铁30的外接圆的周长为π*D，则所述定子3与转子1的间隙不变，不会对转子1的旋转带来障碍。同时，由于所述覆盖部分41的内周周长π*D1大于所述包络线的长度L，则防止了所述覆盖部分41对所述磁铁30施加太大的压力而导致所述磁铁30碎裂。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种转子，所述转子包括转子铁芯及多个磁铁，所述多个磁铁固定于所述转子铁芯的外周面，其特征在于，所述转子还包括圆筒状的保护管，所述保护管包括覆盖部分，所述覆盖部分的内周周长大于所述磁铁的外周面和相邻的磁铁的外周面的切线构成的包络线的长度，且小于所述磁铁的外接圆的周长，所述覆盖部分在周向上覆盖所述多个磁铁。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述保护管还包括锥部，所述锥部从所述覆盖部分的一端沿径向向外扩张形成锥形，所述锥部的开口处的内周周长大于或等于所述磁铁的外接圆的周长。

3.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述保护管的数量为两个，所述两个保护管的两个锥部相对，且相互固定连接。

4.如权利要求3所述的转子，其特征在于：所述两个保护管的轴向总长度大于或等于所述转子铁芯的轴向总长度。

5.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述覆盖部分的一端形成有开口，所述保护管还包括凸缘，所述凸缘从所述覆盖部分周缘沿径向向内延伸，从而使得所述凸缘覆盖部分所述开口。

6.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述凸缘与所述转子铁芯固定连接。

7.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述覆盖部分与所述磁铁的大致顶点接触的部分的厚度小于覆盖部分其他位置的厚度。

8.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述转子铁芯的外表面形成有多个突起，所述多个突起从所述转子铁芯的外表面沿径向向外延伸，所述多个突起相互间隔，每两个突起之间形成一收容空间来收容一磁铁。

9.如权利要求8所述的转子，其特征在于：每个磁铁的顶部径向突出于对应相邻的两个突起。

10.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述转子铁芯的外表面形成有多个收容槽，所述收容槽从所述转子铁芯的外表面凹陷形成，每个收容槽用于收容一磁铁。

11.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述保护管由不锈钢或铝材料制成。

12.一种电机，其特征在于：所述电机包括定子以及如权利要求1～11所述的转子，所述转子可旋转地收容于所述定子内。