CN110247495B - 转子冲片、转子铁心、电动汽车用驱动电机及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子冲片，包括冲片本体和位于冲片本体中心处的转子中心块，冲片本体是由多个圆弧形的拼接块拼接而成的圆环状结构，拼接块与转子中心块为插接连接。本发明的转子冲片，可以提高材料利用率，降低成本，而且转子冲片在结构设计上更加合理、在性能上更加可靠，更适用于高速旋转电机。本发明还公开了一种转子铁心和电动汽车用驱动电机。

Description

转子冲片、转子铁心、电动汽车用驱动电机及制作方法

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体地说，本发明涉及一种转子冲片、转子铁心、电动汽车用驱动电机及制作方法。

背景技术

现有电动机的转子铁心大多数都是使用整体式的圆形转子冲片叠压铆接而成，转子冲片主要利用定子冲片内圈剩余的材料进行冲裁，大多数情况下与定子冲片进行配套冲裁。

为了降低产品的成本，节省材料，拼接式定子铁心开始大量应用，拼接式定子铁心多进行单独冲裁，不产生剩余的内圈材料供转子冲片使用，单独进行整体式转子冲片的冲裁会导致材料利用率偏低，浪费原材料。

特别是在电动汽车永磁驱动电机领域，由于永磁转子本身的结构特点在生产制造过程中较容易受到生产破坏，合格率明显比定子低，为了配套，需要单独进行转子铁心的生产，转子冲片需单独进行冲裁，转子冲片为整体式结构，生产过程中存在材料利用率较低的问题，浪费原材料。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种转子冲片，目的是提高材料利用率。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：转子冲片，包括冲片本体和位于冲片本体中心处的转子中心块，冲片本体是由多个圆弧形的拼接块拼接而成的圆环状结构，拼接块与转子中心块为插接连接。

所述拼接块具有燕尾凹槽，所述转子中心块包括插入拼接块的燕尾凹槽中的燕尾凸块，燕尾凸块设置多个。

所述转子中心块还包括轴套以及与轴套和所述燕尾凸块连接的连接块，轴套具有让电机轴插入的轴孔，连接块位于轴套和燕尾凸块之间，所有燕尾凸块分布在轴套的外侧四周。

所述拼接块的燕尾凹槽处的内表面包括第一内壁面、第二内壁面、与第二内壁面相对布置的第三内壁面、第四内壁面和与第四内壁面相对布置的第五内壁面，所述燕尾凸块的外表面包括与第一内壁面贴合的第一外壁面、与第二内壁面贴合的第二外壁面、与第三内壁面贴合的第三外壁面、与第四内壁面贴合的第四外壁面和与第五内壁面贴合的第五外壁面。

所述第二内壁面与所述第三内壁面为对称布置，所述第四内壁面与所述第五内壁面为对称布置，第二内壁面的一端与所述第一内壁面的一端连接，第二内壁面的另一端与第四内壁面的一端连接，第三内壁面的一端与第一内壁面的另一端连接，第三内壁面的另一端与第五内壁面的一端连接。

所述拼接块的数量与电机极数相同。

本发明还提供了一种转子铁心，包括上述的转子冲片。

本发明还提供了一种电动汽车用驱动电机，包括上述的转子铁心。

本发明还提供了一种转子冲片的制作方法，包括如下的步骤：

S1、转子中心块的制作；

S2、拼接块的制作；

S3、将拼接块与转子中心块进行拼接；

S4、对每相邻的两个拼接块以及拼接块与转子中心块进行焊接，形成转子冲片。

本发明的转子冲片，可以提高材料利用率，降低成本，而且转子冲片在结构设计上更加合理、在性能上更加可靠，更适用于高速旋转电机。

附图说明

图1是本发明转子冲片的结构示意图；

图2是转子中心块的结构示意图；

图3是拼接块的结构示意图；

上述图中的标记均为：1、轴套；2、连接块；3、燕尾凸块；301、第一外壁面；302、第二外壁面；303、第三外壁面；304、第四外壁面；305、第五外壁面；4、拼接块；401、第一内壁面；402、第二内壁面；403、第三内壁面；404、第四内壁面；405、第五内壁面；406、磁钢槽；407、内焊接槽；408、外焊接槽；5、拼接缝；6、外圆面；7、内圆面；8、磁桥；9、隔磁桥；10、减重槽。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图3所示，本发明提供了一种转子冲片，包括冲片本体和位于冲片本体中心处的转子中心块，冲片本体是由多个圆弧形的拼接块4拼接而成的圆环状结构，拼接块4与转子中心块为插接连接。

具体地说，如图1至图3所示，冲片本体与转子中心块为同轴设置，拼接块4的轴线也即冲片本体的轴线，所有拼接块4是以冲片本体的轴线为中心线沿周向均匀分布，周向上每相邻的两个拼接块4之间为固定连接，形成完整圆环状结构的冲片本体。各个拼接块4均具有两个拼接面，拼接块4的两个拼接面为拼接块4的弧长方向上的两端端面，拼接面为与拼接块4的轴线相平行的平面，拼接块4的两个拼接面之间的夹角不大于180度，各个拼接块4的每个拼接面分别与相邻的拼接块4的一个拼接面完全贴合，相邻的两个拼接块4的两个拼接面拼合后为同一个面。拼接块4具有两个用于安装永磁体的磁钢槽406，拼接块4上的两个磁钢槽406分别位于隔磁桥两侧，两个磁钢槽406呈V形布置。

如图1和图3所示，拼接块4的外壁面的两端设有外焊接槽408，拼接块4的内壁面的两端设有内焊接槽407。拼接块4的外壁面为圆弧面，拼接块4的外壁面与内壁面为同轴设置，拼接块4的外壁面和内壁面的轴线为拼接块4整体的轴线，也即转子冲片的轴线，拼接块4的外壁面的直径大于内壁面的直径。外焊接槽408为在拼接块4的外壁面上设置的圆弧形凹槽且外焊接槽408的弧度为90度，外焊接槽408并为沿拼接块4的整个厚度方向（拼接块4的厚度方向为其轴向）延伸，两个外焊接槽408分别位于拼接块4的弧度方向上的一端。内焊接槽407为在拼接块4的内壁面上设置的圆弧形凹槽且内焊接槽407的弧度为90度，内焊接槽407并为沿拼接块4的整个厚度方向延伸，两个内焊接槽407分别位于拼接块4的弧度方向上的一端，也即拼接块4的两端均分别设置一个内焊接槽407和一个外焊接槽408，内焊接槽407与拼接块4的轴心之间的距离小于外焊接槽408与拼接块4的轴心之间的距离，拼接面位于内焊接槽407和外焊接槽408之间。相邻的两个拼接块4之间为焊接连接，如图1和图3所示，各个拼接块4上的外焊接槽408与相邻的拼接块4上的一个外焊接槽408相拼合，形成位于转子冲片的外圆面6上的半圆弧形凹槽，该半圆弧形凹槽的弧度为180度，方便两个拼接块4之间的焊接连接。

如图1至图3所示，拼接块4具有燕尾凹槽，转子中心块包括插入拼接块4的燕尾凹槽中的燕尾凸块3，燕尾凸块3设置多个，燕尾凸块3与拼接块4为焊接连接。燕尾凸块3的数量与拼接块4的数量相同，各个燕尾凸块3分别插入一个拼接块4的燕尾凹槽中。冲片本体的拼接块4与拼接块4之间通过焊接点进行连接，同时各拼接块4与转子中心块通过燕尾型结构联结，为保证旋转强度，拼接块4为燕尾凹槽结构，转子中心块为燕尾凸槽结构，两者先进行燕尾型拼接再进行焊接，形成的转子冲片在结构设计上更加合理、在性能上更加可靠，更适用于高速旋转电机，而且材料利用率也更高、成本更低。

如图1至图3所示，转子中心块还包括轴套1以及与轴套1和燕尾凸块3连接的连接块2，轴套1具有让电机轴插入的轴孔，轴孔为位于轴套1中心处的圆孔，连接块2位于轴套1和燕尾凸块3之间，所有燕尾凸块3分布在轴套1的外侧四周且所有燕尾凸块3为沿周向均匀分布，各个燕尾凸块3分别通过一个连接块2与轴套1连接，连接块2为沿轴套1的径向朝向轴套1的外侧伸出，所有连接块2是以轴套1的轴线（也即冲片本体的轴线）为中心线沿周向均匀分布。周向上相邻的两个连接块2之间具有一定的间隙，该间隙形成减重槽。

如图1至图3所示，拼接块4的燕尾凹槽处的内表面包括第一内壁面401、第二内壁面402、与第二内壁面402相对布置的第三内壁面403、第四内壁面404和与第四内壁面404相对布置的第五内壁面405，燕尾凸块3的外表面包括与第一内壁面401贴合的第一外壁面301、与第二内壁面402贴合的第二外壁面302、与第三内壁面403贴合的第三外壁面303、与第四内壁面404贴合的第四外壁面304和与第五内壁面405贴合的第五外壁面305。第一内壁面401、第二内壁面402、第三内壁面403、第四内壁面404和第五内壁面405均为平面且均具有一定的长度，第二内壁面402与第三内壁面403为对称布置，第四内壁面404与第五内壁面405为对称布置，第一内壁面401、第二内壁面402、第三内壁面403、第四内壁面404和第五内壁面405的长度方向均与拼接块4的轴线在空间上相垂直且第一内壁面401的长度方向与拼接块4的径向线相垂直，第二内壁面402和第三内壁面403呈V形布置，第二内壁面402和第三内壁面403的长度方向之间的夹角为锐角，第四内壁面404和第五内壁面405呈V形布置，第四内壁面404和第五内壁面405的长度方向之间的夹角为锐角，第二内壁面402的一端与第一内壁面401的一端连接，第二内壁面402的另一端与第四内壁面404的一端连接，第三内壁面403的一端与第一内壁面401的另一端连接，第三内壁面403的另一端与第五内壁面405的一端连接，第二内壁面402位于第一内壁面401和第四内壁面404之间，第三内壁面403位于第一内壁面401和第五内壁面405之间。第一内壁面401的长度方向上的中点与拼接块4的轴心之间的连线位于第二内壁面402和第三内壁面403的中间位置处，第一内壁面401的长度方向上的中点与拼接块4的轴心之间的连线也位于第四内壁面404和第五内壁面405的中间位置处。

如图1至图3所示，第一外壁面301、第二外壁面302、第三外壁面303、第四外壁面304和第五外壁面305均为平面且均具有一定的长度，第一外壁面301的长度与第一内壁面401的长度大小相同，第二外壁面302的长度与第二内壁面402的长度大小相同，第三外壁面303的长度与第三内壁面403的长度大小相同，第四外壁面304的长度与第四内壁面404的长度大小相同，第五外壁面305的长度与第五内壁面405的长度大小相同。第二外壁面302与第三外壁面303为对称布置，第四外壁面304与第五外壁面305为对称布置，第一外壁面301、第二外壁面302、第三外壁面303、第四外壁面304和第五外壁面305的长度方向均与转子中心块的轴线在空间上相垂直且第一外壁面301的长度方向与转子中心块的径向线相垂直，第二外壁面302和第三外壁面303呈V形布置，第二外壁面302和第三外壁面303的长度方向之间的夹角为锐角，第四外壁面304和第五外壁面305呈V形布置，第四外壁面304和第五外壁面305的长度方向之间的夹角为锐角，第二外壁面302的一端与第一外壁面301的一端连接，第二外壁面302的另一端与第四外壁面304的一端连接，第三外壁面303的一端与第一外壁面301的另一端连接，第三外壁面303的另一端与第五外壁面305的一端连接，第二外壁面302位于第一外壁面301和第四外壁面304之间，第三外壁面303位于第一外壁面301和第五外壁面305之间。第一外壁面301的长度方向上的中点与转子中心块的轴心之间的连线位于第二外壁面302和第三外壁面303的中间位置处，第一外壁面301的长度方向上的中点与转子中心块的轴心之间的连线也位于第四外壁面304和第五外壁面305的中间位置处。

如图1所示，拼接块4的数量与电机极数相同。电机的极数可分为P=2，4，6，8等，对应的拼接块4的数量为2个、4个、6个或8个等。

本发明还提供了一种转子铁心，包括上述的转子冲片。转子铁心是由多个转子冲片叠压而成，此转子冲片的具体结构可参照图1至图3，在此不再赘述。由于本发明的转子铁心电机包括上述实施例中的转子冲片，所以其具有上述转子冲片的所有优点。

本发明还提供了一种电动汽车用驱动电机，包括上述结构的转子铁心，转子铁心是由多个转子冲片叠压而成，此转子冲片的具体结构可参照图1至图3。由于本发明的电动汽车用驱动电机包括上述实施例中的转子冲片，所以其具有上述转子冲片的所有优点。

本发明还提供了一种转子冲片的制作方法，包括如下的步骤：

S1、转子中心块的制作；

S2、拼接块4的制作；

S3、将拼接块4与转子中心块进行拼接；

S4、对每相邻的两个拼接块4以及拼接块4与转子中心块进行焊接，形成转子冲片。

在上述步骤S1中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出转子中心块的，原材料为硅钢条料，转子中心块的结构如图1和图2所示。转子中心块为含有相同电机极数的燕尾凸块3，每个燕尾凸块3为沿径向对称。

在上述步骤S2中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出多个圆弧形的拼接块4，制作的各个拼接块4相互独立，原材料为硅钢条料，拼接块4的结构如图1和图3所示。每极磁钢形成一个拼接块4，每个拼接块4也是沿径向对称，并含有径向对称的2组4个焊接槽。

在上述步骤S3中，将转子中心块与拼接块4按电机所需厚度进行叠压，形成一定后的转子中心块与拼接块4。拼接时，将转子中心块固定，拼接块4以顺时针或逆时针方向与转子中心块拼接，转子中心块中的燕尾凸块3与拼接块4中的燕尾凹槽插接，初步形成拼接式转子冲片。

在上述步骤S4中，在上述拼接完成之后，各拼接块4通过燕尾凹槽两边侧的内焊接槽407、减重槽的位置实现燕尾凸块3和燕尾凹槽之间的焊接连接，各拼接块4之间通过其外圆处的外焊接槽408进行焊接，最终形成转子冲片。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.电动汽车用驱动电机的转子冲片的制作方法，其特征在于，电动汽车用驱动电机的转子冲片包括冲片本体和位于冲片本体中心处的转子中心块，冲片本体是由多个圆弧形的拼接块拼接而成的圆环状结构，拼接块与转子中心块为插接连接；

所述拼接块具有燕尾凹槽，所述转子中心块包括插入拼接块的燕尾凹槽中的燕尾凸块，燕尾凸块设置8个，燕尾凸块与拼接块先进行燕尾型拼接再进行焊接；

转子中心块还包括轴套以及与轴套和所述燕尾凸块连接的连接块，轴套具有让电机轴插入的轴孔，连接块位于轴套和燕尾凸块之间，所有燕尾凸块分布在轴套的外侧四周且所有燕尾凸块为沿周向均匀分布；

周向上相邻的两个连接块之间具有一定的间隙，该间隙形成减重槽；

所述拼接块的燕尾凹槽处的内表面包括第一内壁面、第二内壁面、与第二内壁面相对布置的第三内壁面、第四内壁面和与第四内壁面相对布置的第五内壁面，所述燕尾凸块的外表面包括与第一内壁面贴合的第一外壁面、与第二内壁面贴合的第二外壁面、与第三内壁面贴合的第三外壁面、与第四内壁面贴合的第四外壁面和与第五内壁面贴合的第五外壁面；

第二内壁面与第三内壁面为对称布置，第四内壁面与第五内壁面为对称布置，第一内壁面、第二内壁面、第三内壁面、第四内壁面和第五内壁面的长度方向均与拼接块的轴线在空间上相垂直且第一内壁面的长度方向与拼接块的径向线相垂直，第二内壁面和第三内壁面呈V形布置，第二内壁面和第三内壁面的长度方向之间的夹角为锐角，第四内壁面和第五内壁面呈V形布置，第四内壁面和第五内壁面的长度方向之间的夹角为锐角，第二内壁面的一端与第一内壁面的一端连接，第二内壁面的另一端与第四内壁面的一端连接，第三内壁面的一端与第一内壁面的另一端连接，第三内壁面的另一端与第五内壁面的一端连接，第二内壁面位于第一内壁面和第四内壁面之间，第三内壁面位于第一内壁面和第五内壁面之间；第一内壁面的长度方向上的中点与拼接块的轴心之间的连线位于第二内壁面和第三内壁面的中间位置处，第一内壁面的长度方向上的中点与拼接块的轴心之间的连线也位于第四内壁面和第五内壁面的中间位置处；

第一外壁面的长度与第一内壁面的长度大小相同，第二外壁面的长度与第二内壁面的长度大小相同，第三外壁面的长度与第三内壁面的长度大小相同，第四外壁面的长度与第四内壁面的长度大小相同，第五外壁面的长度与第五内壁面的长度大小相同；第二外壁面与第三外壁面为对称布置，第四外壁面与第五外壁面为对称布置，第一外壁面、第二外壁面、第三外壁面、第四外壁面和第五外壁面的长度方向均与转子中心块的轴线在空间上相垂直且第一外壁面的长度方向与转子中心块的径向线相垂直，第二外壁面和第三外壁面呈V形布置，第二外壁面和第三外壁面的长度方向之间的夹角为锐角，第四外壁面和第五外壁面呈V形布置，第四外壁面和第五外壁面的长度方向之间的夹角为锐角，第二外壁面的一端与第一外壁面的一端连接，第二外壁面的另一端与第四外壁面的一端连接，第三外壁面的一端与第一外壁面的另一端连接，第三外壁面的另一端与第五外壁面的一端连接，第二外壁面位于第一外壁面和第四外壁面之间，第三外壁面位于第一外壁面和第五外壁面之间；第一外壁面的长度方向上的中点与转子中心块的轴心之间的连线位于第二外壁面和第三外壁面的中间位置处，第一外壁面的长度方向上的中点与转子中心块的轴心之间的连线也位于第四外壁面和第五外壁面的中间位置处；

所述拼接块的外壁面的两端设有外焊接槽，拼接块的内壁面的两端设有内焊接槽；拼接块的外壁面为圆弧面，拼接块的外壁面与内壁面为同轴设置，外焊接槽为在拼接块的外壁面上设置的圆弧形凹槽，两个外焊接槽分别位于拼接块的弧度方向上的一端；

所述电动汽车用驱动电机的转子冲片的制作方法包括步骤：

S1、转子中心块的制作；

S2、拼接块的制作；

S3、将拼接块与转子中心块进行拼接；

S4、对每相邻的两个拼接块以及拼接块与转子中心块进行焊接，形成转子冲片；

在步骤S1中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出转子中心块，原材料为硅钢条料，转子中心块为含有相同电机极数的燕尾凸块，每个燕尾凸块为沿径向对称；

在步骤S2中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出多个圆弧形的拼接块，制作的各个拼接块相互独立，原材料为硅钢条料；

在步骤S3中，将转子中心块与拼接块按电机所需厚度进行叠压，形成一定厚度的转子中心块与拼接块；拼接时，将转子中心块固定，拼接块以顺时针或逆时针方向与转子中心块拼接，转子中心块中的燕尾凸块与拼接块中的燕尾凹槽插接，初步形成拼接式转子冲片；

在步骤S4中，在上述拼接完成之后，各拼接块通过燕尾凹槽两边侧的内焊接槽、减重槽的位置实现燕尾凸块和燕尾凹槽之间的焊接连接，各拼接块之间通过其外圆处的外焊接槽进行焊接，最终形成转子冲片；

内焊接槽为在拼接块的内壁面上设置的圆弧形凹槽，两个内焊接槽分别位于拼接块的弧度方向上的一端，也即拼接块的两端均分别设置一个内焊接槽和一个外焊接槽，内焊接槽与拼接块的轴心之间的距离小于外焊接槽与拼接块的轴心之间的距离，拼接面位于内焊接槽和外焊接槽之间；相邻的两个拼接块之间为焊接连接，各个拼接块上的外焊接槽与相邻的拼接块上的一个外焊接槽相拼合，形成位于转子冲片的外圆面上的半圆弧形凹槽，该半圆弧形凹槽的弧度为180度。

2.根据权利要求1所述的转子冲片的制作方法，其特征在于：所述拼接块的数量与电机极数相同。

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