CN109756044B - 电机装置的转子 - Google Patents

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Abstract

一种电机装置的转子,可以包括:轴;第一核心部,包括所述轴压配合进的第一压配合环以及多个沿所述第一压配合环的周向设置以支持磁体的第一核心;第二核心部,包括多个沿所述轴的周向设置以面向所述第一核心的第二核心;和第三核心部,设置在所述第二核心内并被安装以支持所述第一压配合环。根据本发明,能够防止所述第一核心部在所述轴压配合进所述第一压配合环时发生变形。

Description

电机装置的转子
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年11月07日提交的申请号为10-2017-0147161的韩国申请的优先权,其全部内容通过引用并入。
技术领域
本发明涉及一种电机装置的转子,尤其涉及能够防止第一核心部通过轴的压配合力发生变形并且提高扭矩密度的用于电机装置的转子。
背景技术
通常,电机具有安装在定子中的转子,并且轴插入转子的旋转中心。当为定子提供电力时,转子转动以产生驱动力。
轮辐式电机包括转子,所述转子具有核心以及磁铁沿轴的周向设置的结构。由于磁性材料制成的轴压配合进所述核心,磁通量通过核心和轴之间的连接泄露。由于多个磁通量泄露路径沿轮辐式电机中的轴形成,磁通量泄露以及扭矩密度的损耗不可避免地增加。
为了减少磁通量泄露,在核心以及轴之间安装延长的磁桥。然而,由于磁桥在转子的径向上占据大量区域,所以难以利用铁氧体永磁体以及具有中空转子的电机将磁桥应用于轮辐式电机。
因此,需要一种能够解决这种问题的设备。
本发明的相关技术在2012年10月10日公布的公开号为2012-0110275、名称为“轮辐式永磁电机”的韩国专利中进行了公开。
发明内容
本发明实施例指向一种电机装置的转子,其能够防止第一核心部通过轴的压配合力发生变形,并且提高扭矩密度。
在一个实施例中,电机装置的转子可以包括:轴;第一核心部,包括所述轴压配合进的第一压配合环以及多个沿所述第一压配合环的周向设置的以支持磁体的第一核心;第二核心部,包括多个沿所述轴的周向设置以面向所述第一核心的第二核心;和第三核心部,设置在所述第二核心内并被安装以支持所述第一压配合环。
所述第三核心部的外圆周表面可以与所述第二核心的内端分离。
所述第三核心部可以形成为圆环形,以支持整个所述第一压配合环。
所述第三核心部的内圆周表面可以被按压在所述轴的外圆周表面上。
每个所述第一核心可以包括:第一连接肋,在径向上从所述第一压配合环的外圆周表面突出;和第一核心体,连接至所述第一连接肋并且形成为扇状。
所述第一连接肋可以形成磁通量泄露路径,由所述转子产生的磁通量通过所述磁通量泄露路径传递至所述轴。
所述第一核心体的外侧可以形成有第一约束突起,以约束所述磁体的外角。
第一插入限制部可以形成在所述第一连接肋与所述第一核心体之间的连接处,以约束所述磁体的内角。
彼此相邻的所述第一连接肋之间的距离可以小于彼此相邻的所述第一核心体之间的距离。
所述第二核心可以形成为扇状并且设置成面向所述第一核心;并且所述第二核心的外侧可以形成有第二引导突起,所述第二引导突起用以在装配所述磁体时引导所述磁体。
所述第二核心的内端可以形成有第二防推动突起,所述第二防推动突起用以在装配所述磁体时防止所述磁体的所述内端被推向所述第一压配合环。
附图说明
图1是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子的透视图。
图2是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子的分解透视图。
图3是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中第一至第三核心部的分解透视图。
图4A以及图4B是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中第一核心部的平面图。
图5A以及图5B是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中第二核心部的平面图。
图6是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中多个第二核心部安装在各第一核心部之间的分解透视图。
图7是显示了取决于根据本发明实施例的电机部的转子中第一核心部的数量,每个第一核心部的扭矩以及压配合部的最大应力的表。
图8是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中每个第一核心部的压配合部的最大应力的曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例的电机装置的转子进行详细地描述。应该注意,附图并未按照精确比例绘制,仅仅为了方便和清晰描述,对线条粗细或部件的尺寸可能进行了放大。此外,考虑到本发明的功能,对本文所使用的术语进行定义,所述术语可根据用户或操作者的习惯或意图而改变。因此,应根据本文的整篇公开内容对术语进行定义。
图1是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子的透视图,图2是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子的分解透视图,图3是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中第一至第三核心部的分解透视图,图4A以及图4B是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中第一核心部的平面图,图5A以及图5B是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中第二核心部的平面图,以及图6是示出了根据本发明实施例的电机装置的转子中多个第二核心部安装在各的第一核心部之间的分解透视图。
参照图1至6,本发明实施例的电机装置的转子可以包括轴10、第一核心部20、第二核心部30以及第三核心部40。
轴10可以设置在转子的旋转中心处。轴10可以由磁性材料制成。由于轴10的外表面经过滚花处理,轴10可以具有较高的表面粗糙度。因此,能够防止轴10在第一核心部20上滑动。
第一核心部20可以包括轴10压配合进的压配合环21以及多个沿第一压配合环21的周向设置以支持磁体50的第一核心23。
第一压配合环21可以形成为圆环形,以按压在轴10的外圆周表面上。第一压配合环21的内圆周表面可以按压在轴10的外圆周表面上,并且用来将通过电磁力形成的转子的驱动扭矩传递至轴10。
多个第一核心23可以等间隔地设置在轴10的圆周。第一核心23可以形成为扇状,并且磁体50可以插在各第一核心23之间。磁体50可以形成为矩形板状。
第二核心部30可以包括多个沿轴10的周向设置同时面向各第一核心23的第二核心31。第二核心31可以根据电机装置中电极的数量划分数量。第二核心31可以具有比第一核心23更大的厚度。第二核心31可以等间隔地设置在轴10的圆周,并且与第一核心23一一对应。第二核心31可以形成为扇状,并且磁体50可以插在第二核心31之间。
第三核心部40可以安装在第二核心31内,以支持第一压配合环21。第三核心部40可以形成为圆环形,以支持整个第一压配合环21。由于第三核心部40具有与第一压配合环21相同的内直径,第三核心部40的内直径以及第一压配合环21的内直径可以相继形成轴10的压配合表面。由于安装第三核心部40用以支持第一压配合环21,能够防止第一核心部20在轴10压配合进第一压配合环21时发生变形。
第三核心部40的外圆周表面可以与第二核心31的内端分离。由于第三核心部40与第二核心31分离,能够防止从第二核心部30产生的磁通量泄露至第三核心部40。因此,可以抑制转子的磁通量密度的减少。此外,由于磁通量难以泄露通过第三核心部40,第三核心部40可能对电机装置的整个尺寸不具影响。即,第三核心部40可以促进轴10的压配合同时几乎对电机装置的磁路不具影响。
由于磁通量难以泄露通过第二核心部30以及第三核心部40,利用铁氧体永磁体以及具有中空转子的电机装置制造轮辐式电机成为可能。
由于为了防止磁通量泄露,第三核心部40的外圆周表面与第二核心31的内端彼此分离,所以第三核心部40能够由与第一核心部20以及第二核心部30相同的磁性材料制成。此外,第三核心部40可以由诸如合成树脂、不锈钢或铝等非磁性材料制成。
第三核心部40的内圆周表面可以按压在轴10的外圆周表面上。由于第三核心部40的内圆周表面按压在轴10的外圆周表面上,所以能够防止第三核心部40在转子转动时在轴10的外圆周表面上滑动。
转子的两端可以在轴向上安装有端板60。端板60可以形成为圆环形。端板60可以由诸如铝等非磁性材料制成。端板60可以防止第一核心部20至第三核心部40以及磁体50在轴10上轴向地滑动或移动。端板60可以压配合在轴10上。
第一核心部20至第三核心部40可以通过粘合剂或印花结构连接。磁体50还可以通过粘合剂连接至第一核心部20以及第二核心部30。
第一核心23可以包括第一连接肋24以及第一核心体25。第一连接肋24可以在径向上从第一压配合环21的外圆周表面突出。第一核心体25可以连接至第一连接肋24,并且形成为扇状。
第一连接肋24可以形成磁通量泄露路径,由转子产生的磁通量通过所述磁通量泄露路径传递至轴10。第一核心部20可以在转子产生离心力时防止第二核心部30以及磁体50在离心力的方向上滑动或移动。当转子旋转时,第二核心部30以及磁体50的离心力可以传递至第一核心部20。因此,由于由离心力引发的应力大部分集中在第一连接肋24,第一连接肋24的尺寸可以通过对集中的应力进行运动分析来决定。
第一核心体25的外侧可以形成有第一约束突起27,以约束磁体50的外角。第一约束突起27可以朝向磁体50的外角突出。由于第一约束突起27约束磁体50的外角,能够防止磁体50在转子的离心力方向上滑动或移动。
在第一连接肋24与第一核心体25之间的连接处,可以形成第一插入限制部28,以约束磁体50的内角。此时,彼此相邻的第一连接肋24之间的距离可以小于彼此相邻的第一核心体25之间的距离。由于磁体50的内角被第一插入限制部28锁死并且限制,磁体50的插入深度可以限制成使得当磁体50插在第一核心23之间时磁体50被锁死至第一插入限制部28并且防止进入内部。因此,磁体50可以装配在距轴10预定的半径。
第一插入限制部28可以以第一压配合环21的宽度与第一连接肋24的长度之和所对应的距离与轴10分离。因此,磁体50的内端可以通过第一插入限制部28与轴10分离。
第二核心31可以形成为扇状,以面向第一核心23,并且其外侧形成有第二引导突起33,第二引导突起33用以在装配磁体50时引导磁体50。第二引导突起33可以朝向磁体50的外角突出。因此,在磁体50置于第二核心31之间的情况下第二核心31以及磁体50被推向轴10时,磁体50的外角被锁死至第二引导突起33并且被装配至第二核心31。此外,第二引导突起33可以在转子转动时防止磁体50在离心力方向上滑动或移动。
第二核心31的内端可以形成有第二防推动突起35,第二防推动突起35用以在装配磁体50时防止磁体50的内端被推向第一压配合环21。因此,磁体50可以装配在距轴10预定的半径。
第二核心部30以及第一核心部20可以交替层压(参见图2)。在这种情况下,由于压配合在轴10上的第一核心部20的数量增加,电机装置的最大应力可以在转子转动时增加。
此外,多个第二核心部30可以层压在各第一核心部20之间(参见图6)。由于彼此相邻的第一核心部20之间的第二核心部30的厚度相对增加,电机的扭矩可以在转子转动时相对增加。由于第二核心部30在整个转子中的比例增加,扭矩密度以及磁通量密度可以相对地增加。
可以通过以下的扭矩以及应力分析决定层压在转子中的第一核心部20的数量。
图7是显示了取决于根据本发明实施例的电机装置的转子中第一核心部的数量,每个第一核心部的扭矩以及压配合部的最大应力的表,以及图8是示出了根据本发明实施例的对于电机装置的转子中每个第一核心部的压配合部的最大应力的曲线图。
参见图7至8,当电机装置的最大扭矩是1.7Nm并且电机装置包括14个安装在其中的第一核心部20时,每个第一核心部20的扭矩是0.121Nm(1.7/14),并且第一压配合环21的最大应力是5.182MPa。
此外,当电机装置的最大扭矩是1.7Nm并且电机装置包括10个安装在其中的第一核心部20时,每个第一核心部20的扭矩是0.170Nm(1.7/10),并且第一压配合环21的最大应力是7.271MPa。
此外,当电机装置的最大扭矩是1.7Nm并且电机装置包括6个安装在其中的第一核心部20时,每个第一核心部20的扭矩是0.283Nm(1.7/6),并且第一压配合环21的最大应力是12.07MPa。
由于扭矩以及最大应力随着第一核心部20的安装数量的增加而增加,第一核心部20的安转数量可以考虑电机装置的尺寸或者特性适当地设计。
根据本发明实施例,由于第三核心部安装以支持第一压配合环,能够在轴压配合进第一压配合环时防止第一核心部发生变形。
此外,由于第三核心部与第二核心部分离,能够防止由第二核心部产生的磁通量泄露至第三核心部。因此,可以抑制转子的磁通量密度的减少。
虽然出于说明性目的,公开了本发明的优选实施例,但本领域的技术人员应该理解,在不脱离本发明技术方案的精神和范围的情况下,可做出各种改变、添加和替换。

Claims (7)

1.一种电机装置的转子,其中,包括:
轴;
第一核心部,包括所述轴压配合进的第一压配合环以及多个沿所述第一压配合环的周向设置以支持磁体的第一核心;
第二核心部,包括多个沿所述轴的周向设置以面向所述第一核心的第二核心;和
第三核心部,设置在所述第二核心内并被安装以支持所述第一压配合环,
其中,所述第三核心部的外圆周表面与所述第二核心的内端分离,
第三核心部形成为圆环型,以支持整个所述第一压配合环,
所述第三核心部的内圆周表面被按压在所述轴的外圆周表面上,
所述第三核心部的内直径与所述第一压配合环的内直径相同,使得第三核心部的内直径以及第一压配合环的内直径相继形成轴的压配合表面,
所述第二核心具有比所述第一核心更大的厚度,
所述第一压配合环形成为圆环形,且第一压配合环的内圆周表面至第一压配合环的外圆周表面的宽度相同,
每个所述第一核心包括:
第一连接肋,在径向上从所述第一压配合环的外圆周表面等间距突出;及
第一核心体,连接至所述第一连接肋并且形成为扇形,
其中,所述第一连接肋的数量与所述第一核心体的数量相同。
2.根据权利要求1所述的电机装置的转子,其中,所述第一连接肋形成磁通量泄露路径,由所述转子产生的磁通量通过所述磁通量泄露路径传递至所述轴。
3.根据权利要求1所述的电机装置的转子,其中,所述第一核心体的外侧形成有第一约束突起,以约束所述磁体的外角。
4.根据权利要求1所述的电机装置的转子,其中,第一插入限制部形成在所述第一连接肋与所述第一核心体之间的连接处,以约束所述磁体的内角。
5.根据权利要求4所述的电机装置的转子,其中,彼此相邻的所述第一连接肋之间的距离小于彼此相邻的所述第一核心体之间的距离。
6.根据权利要求1所述的电机装置的转子,其中,所述第二核心形成为扇状并且设置成面向所述第一核心;并且
所述第二核心的外侧形成有第二引导突起,所述第二引导突起用以在装配所述磁体时引导所述磁体。
7.根据权利要求6所述的电机装置的转子,其中,所述第二核心的内端形成有第二防推动突起,所述第二防推动突起用以在装配所述磁体时防止所述磁体的所述内端被推向所述第一压配合环。
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