CN111699617A - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明可以提供一种电机，该电机包括：壳体；定子，定子设置在壳体内；转子，转子设置在定子内，其中，转子包括：转子芯；磁体，磁体包括与转子芯的外周面耦接的多个单元磁体，转子还包括设置在转子芯的内周面和上表面之间的边界处的凹槽；以及轴，轴与转子接合，其中，轴包括第一主体、从第一主体的上表面向外延伸的多个叶片以及从第一主体的下表面向下延伸的突起，其中，当突起设置在凹槽中时，叶片的侧边缘在宽度方向上位于单元磁体的中心处。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机。

背景技术

电机用作车辆的制动系统的驱动源。电机包括转子和定子。转子耦接到轴。当转子旋转时，轴与转子一起旋转。轴连接到车辆的制动系统以提供制动所需的动力。

转子可以具有中空形状。另外，轴也可以具有中空形状。另外，轴可以插入到转子的内周面中。存在的问题是，在轴和转子被组装之后，在轴与转子之间会发生滑动。

另外，可以在轴上设置用于检测转子的旋转的装置。因此，在组装转子和轴的过程期间，使轴与转子在旋转方向上对准很重要。然而，当转子耦接到轴时，存在很难使转子与轴在旋转方向上对准的问题。

同时，磁体可以直接附接到轴的外周面。另外，可以将与轴一起旋转的旋转检测器设置在轴上，以便检测轴的旋转。在组装轴和旋转检测器的过程期间，使轴与旋转检测器在旋转方向上对准很重要。但是，存在很难使轴与旋转检测器在旋转方向上对准的问题。

另外，存在的问题是，由于旋转检测器，使用装置将磁体附接到轴上非常困难。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种电机，在该电机中，防止了轴和转子在旋转方向上的滑动，并且该电机使得在组装轴和转子的过程期间轴和转子在旋转方向上容易地彼此对准。

本发明旨在提供一种电机，该电机使得在组装轴和旋转检测器的过程期间轴和旋转检测器在旋转方向上容易地彼此对准。

本发明旨在提供一种电机，该电机使得将磁体附接到轴的工作变得容易。

根据实施例应解决的目的不限于上述目的，并且根据以下说明书，本领域技术人员将清楚地理解以上未描述的其他目的。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种电机，该电机包括：壳体；设置在壳体内的定子；设置在定子内的转子；以及耦接到转子的轴，其中，转子包括转子芯和设置在转子芯的外周面上的多个磁体，转子芯包括凹入地设置在转子芯的内周面与上表面之间的边界处的凹槽，轴包括第一主体、从第一主体的上表面沿径向延伸的多个叶片以及从第一主体的下表面向下突出的多个突起，并且轴的多个突起设置在转子芯的多个凹槽中。

多个叶片中的至少一个可以与多个磁体中的两个相邻磁体重叠。

该至少一个叶片可以设置在该两个相邻磁体的中心之间。

多个叶片可以设置为在第一主体的周向上彼此隔开预定间隔，并且沿多个叶片的侧表面延伸的延长线可以穿过轴的中心。

沿多个叶片的侧表面延伸的延长线可以穿过磁体的周向上的纵向中心。

多个叶片或多个突起或多个凹槽中的至少一者可以设置为相对于轴的中心旋转对称。

从轴的中心到叶片的外侧表面的半径可以大于从转子芯的中心到磁体的最大半径。

转子还可以包括设置在磁体外部的罐(can)，罐可以包括第二主体和弯曲成从第二主体的上表面延伸的上表面，并且上表面的内半径可以对应于轴的第一主体的外直径。

本发明的另一方面提供了一种电机，该电机包括：壳体；设置在壳体内的定子；设置在定子内的轴；以及设置在轴的外周面上的多个磁体，其中，轴包括第一部分、从第一部分延伸并具有与第一部分的外直径不同的外直径的第二部分以及从第二部分沿径向延伸的叶片部分，第一部分包括外周面，在该外周面上沿周向以预定间隔形成有多个引导突起，多个磁体设置在第一部分的多个引导突起之间，并且叶片部分的多个叶片在周向上以预定间隔设置。

第二部分的主体和叶片部分可以形成为彼此分开，主体可以包括凹槽，叶片部分可以包括具有圆形形状的环形部分和从环形部分的内周面弯曲的多个突起，多个叶片可以形成为从环形部分的外周面突出，并且叶片部分的突起可以设置在主体的凹槽中。

有益效果

根据实施例，提供的有益效果在于，防止了在旋转方向上产生滑动。

提供的有益效果在于，在组装轴和转子的过程期间，轴容易在旋转方向上与转子对准。

提供的有益效果在于，轴容易在旋转方向上与旋转检测器对准。

提供的有益效果在于，无论设置在轴上并且被配置为检测轴的旋转的装置如何，磁体都容易附接到轴。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的电机的视图，

图2是示出图1所示的轴和转子的透视图，

图3是示出图2所示的轴和转子的分解图，

图4是示出轴的平面图，

图5是示出轴的底部视图，

图6是示出轴耦接到转子的状态的平面图，

图7是示出转子芯和磁体的平面图，

图8是示出转子的平面图，

图9是示出根据第二实施例的电机的视图，

图10是示出根据第二实施例的电机的轴、叶片部分和磁体的视图，

图11是示出在组装图10所示的轴和叶片部分之前的状态的视图，

图12是示出叶片部分的平面图，

图13是示出轴的平面图，

图14是示出根据第三实施例的电机的轴和磁体的视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。通过示例性实施例和以下结合附图的详细描述，本发明的目的、特定优点和新颖特征将变得清楚。本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应解释为限于常用的含义或词典中的含义，而应基于发明人已经适当地定义了术语的概念以便以最佳方式描述本发明的原理解释为具有与本发明的技术范围相一致的含义和概念。另外，在本发明的描述中，当确定相关的公知功能的详细描述不必要地模糊了本发明的要旨时，将省略其详细描述。

尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且第二元件可以被类似地称为第一元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括多个相关联的所列项的组合或多个相关联的所列项中的任何一个。

图1是示出根据第一实施例的电机的视图。

参照图1，根据实施例的电机可以包括轴100、转子200和定子300。

轴100可以耦接到转子200。当供应电流并且在转子200与定子300之间发生电相互作用时，转子200旋转，并且轴100与转子一起旋转。轴100可以连接到车辆的转向轴并且可以将动力传递到转向轴。轴100可以具有空心管形状。

转子200由于与定子300的电相互作用而旋转。

转子200可以包括转子芯210、磁体220和罐230。转子芯210可以具有中空管形状。磁体220附接到转子芯210的外周面。罐230围绕磁体220。罐230是用于保护磁体220的构件。

定子300设置在转子200的外部。线圈可以缠绕在定子300的周围。线圈感应与转子200的磁体220的电相互作用。定子300可以包括具有多个齿的定子芯。可以在定子芯中设置环形的轭部和齿，线圈从轭朝向其中心缠绕在齿的周围。齿可以以预定间隔沿着轭部的外周面设置。同时，定子芯可以设置为层叠的多个薄钢板。另外，定子芯可以设置为耦接或连接的多个分开的芯。

图2是示出图1所示的轴和转子的透视图，图3是示出图2所示的轴和转子的分解图。

参照图2和图3，轴100包括第一主体110、叶片120和突起130。第一主体110、叶片120和突起130仅可以根据其形状和功能特性来区分，并且垂直连接为一个单元。

第一主体110是柱形构件。叶片120从第一主体110的上端沿径向水平延伸。叶片120检测转子200的位置。多个叶片120可以沿第一主体110的周缘(circumference)以预定间隔设置。叶片120设置在转子200的磁体220上方。在叶片120之间设置有空间。

外部装置的霍尔传感器可以设置在叶片120上方。霍尔传感器设置为面对转子200的磁体220的上端。当转子200旋转并且叶片120在轴向上位于霍尔传感器与磁体220之间时，叶片120将霍尔传感器与磁体220阻挡(block)开。另外，当转子200旋转并且叶片120之间的空间位于霍尔传感器与磁体220之间时，在霍尔传感器与磁体220之间没有阻挡。因此，当转子200旋转时，产生霍尔传感器的感测信号，并且外部装置可以基于所产生的感测信号来检测电机的一次旋转。

在将轴100组装到电机的过程期间，重要的是将轴100和转子200组装为使得它们的起点在旋转方向上彼此匹配。在根据实施例的电机中，通过突起130防止了在轴100与转子200之间产生的滑动，并且在将轴100组装到电机的过程期间，利用突起130，转子200也容易在旋转方向上与轴100对准。

突起130从第一主体110的下端向下突出。突起130插入到转子芯210的凹槽211中。突起130插入到凹槽211中，使得轴100和转子200在旋转方向上彼此限制。轴100可以包括多个突起130。

转子芯210包括多个凹槽211。凹槽211设置在转子芯210的上表面与内周面之间的边界处。因此，凹槽211从上表面向下凹入地形成并且还从转子芯210的内侧表面向外凹入地形成。

图4是示出轴的平面图，图5是示出轴的底部视图。

参照图4，叶片120的外侧表面是弯曲表面。叶片120的外侧表面可以是具有半径的弧形表面。另外，叶片120的侧边缘121可以被设计成使得从叶片120的侧边缘121延伸的虚拟基准线L1和L2在轴100的径向上穿过轴100的中心C1。

参照图5，突起130从第一主体110的下端向下突出。多个突起130可以在第一主体110的周向上以预定间隔设置。多个突起130设置为相对于轴100的中心C1旋转对称。

图6是示出轴耦接到转子的状态的平面图，图7是示出转子芯和磁体的平面图，图8是示出转子的平面图。

参照图6和图7，多个叶片120设置为相对于轴100的中心C1旋转对称。另外，在磁体220中，沿转子芯210的周缘设置有多个单元磁体220a。多个凹槽211设置为相对于转子芯210的中心C2旋转对称。多个叶片120中的至少一个可以设置为在轴向上与多个磁体220中的两个相邻磁体220重叠。

当突起130插入到凹槽211中时，叶片120的侧边缘121位于单元磁体220a的横向中心P1处。因此，当将轴100组装到转子芯210时，叶片120设置在图7的区域S中。在这种情况下，单元磁体220a的磁极可以是N极。当叶片120的侧边缘121位于单元磁体220a的横向中心时，轴100和转子200在检测到转子200的一次旋转的旋转起始点处彼此对准。

另外，当突起130插入到凹槽211中时，轴100和突起130在旋转方向上彼此限制。因此，可以防止轴100与转子200之间的滑动。

从轴100的中心C1到叶片120的外侧表面的半径R1(见图4)至少大于从转子芯210的中心C2到磁体220的外侧表面的最大半径R3。这是为了在轴向上将磁体220与霍尔传感器充分阻挡开。另外，轴100的第一主体110的内半径R2可以等于转子芯210的内半径R5。另外，在轴100的径向上，从轴100的中心C1到突起130的内周面的距离可以对应于转子芯210的内半径R5。

同时，罐230包括第二主体232和上表面231。第二主体232是柱形构件并且围绕磁体220。上表面231从第二主体232的上端朝向罐230的中心水平弯曲。上表面231与转子芯210的上表面接触。在上表面231的中央部分形成有孔。在这种情况下，上表面231的内半径R6(见图8)至少大于在转子芯210的径向上从转子芯210的中心C2到凹槽211的外侧表面的距离R4。这使得上表面231不覆盖凹槽211。上表面231的内半径R6对应于轴100的第一主体110的外直径R7(见图6)。

图9是示出根据第二实施例的电机的视图。

参照图9，根据实施例的电机可以包括轴1100、定子1200、壳体1300、磁体1400和罐1600。

轴1100可以具有中空形状。磁体1400直接设置在轴1100的周缘上。当在磁体1400与定子1200的线圈之间产生电相互作用时，轴1100旋转。轴1100可以连接到车辆的制动系统并向其传递动力。

定子1200设置在轴1100的外部。线圈可以缠绕在定子1200周围。线圈感应与轴1100的磁体1400的电相互作用。定子1200可以包括具有多个齿的定子芯。可以在定子1200的芯中设置有环形的轭部和齿，线圈从轭朝向其中心缠绕在齿的周围。齿可以沿轭部的外周面以预定间隔设置。同时，定子1200的芯可以设置为层叠的多个薄钢板。另外，定子1200的芯可以设置为耦接或连接的多个分开的芯。

轴1100和定子1200设置在壳体1300内部。

磁体1400附接到轴1100的外周面。多个分开的磁体1400可以附接到轴1100的外周面。

罐1600围绕磁体1400。罐1600是用于保护磁体1400的构件。罐1600可以由铝材料形成。另外，罐1600可以是柱形构件。

图10是示出根据第二实施例的电机的轴1100、叶片部分1500和磁体1400的视图。

参照图10，根据第二实施例的电机可以包括作为旋转检测器的叶片部分1500。

叶片部分1500可以包括主体1510和多个叶片1520。主体1510和叶片1520仅根据其形状和功能特性来区分，并且垂直连接为一个构件。

主体1510是具有环形形状的构件。叶片1520可以从主体1510水平地向外延伸。叶片1520检测轴1100的位置。多个叶片1520可以沿主体1510的周缘以预定间隔设置。在叶片1520之间形成有空间。叶片1520设置在附接到轴1100的磁体1400上方。

外部装置的霍尔传感器可以设置在叶片1520上方。霍尔传感器设置为面对磁体1400的上端。当轴1100旋转并且叶片1520在轴向上位于霍尔传感器与磁体1400之间时，叶片1520将霍尔传感器与磁体1400阻挡开。另外，当轴1100旋转并且叶片1520之间的空间位于霍尔传感器与磁体1400之间时，霍尔传感器与磁体1400之间没有阻挡。因此，当轴1100旋转时，使用由霍尔传感器检测到的磁通量的变化来产生感测信号，并且外部装置可以基于所产生的感测信号来检测电机的一次旋转。

轴1100可以包括第一部分1110和第二部分1120。可以在轴1100的轴向上区分第一部分1110和第二部分1120。第一部分1110的外直径可以大于第二部分1120的外直径。因此，轴1100在轴向上可以具有台阶形状。磁体1400附接到第一部分1110的外周面。另外，叶片部分1500可以耦接到第二部分1120的上端。

图11是示出在组装图10所示的轴1100和叶片部分1500之前的状态的图。

参照图11，在轴1100耦接到叶片部分1500之前，磁体1400可以首先附接到轴1100的第一部分1110的外周面。因此，由于将磁体1400附接到轴1100的装置不受叶片部分1500的阻碍，所以具有容易将磁体1400附接到其上的优点。

在将叶片部分1500组装到轴1100的过程期间，重要的是将轴1100和叶片部分1500组装成使得起点在旋转方向上彼此匹配。这是因为根据设计基准，磁体1400和叶片部分1500附接到轴1100的位置应彼此对准。

在根据实施例的电机中，通过凹槽1121和突起1511防止在轴1100与叶片部分1500之间产生的滑动，并且在使用凹槽1121和突起1511将叶片部分1500组装到轴1100的过程期间，轴1100也容易与叶片部分1500对准。

凹槽1121可以是凹入地设置在第二部分1120的上端中的凹槽。另外，突起1511可以是从主体1510的下端向下突出的突起。突起1511可以插入装配到凹槽1121中。另外，凹槽1121和突起1511的耦接部分可以被焊接。突起1511插入到凹槽1121中，使得轴1100和叶片部分1500在旋转方向上彼此限制。

可以将凹槽1121设置为多个凹槽1121。可以将多个凹槽1121设置为相对于轴1100的旋转中心旋转对称。另外，可以将突起1511设置为多个突起1511。多个突起1511可以设置为相对于叶片部分1500的旋转中心旋转对称。凹槽1121的数量可以对应于突起1511的数量。

在附图中，尽管凹槽1121被示出为凹槽，并且突起1511被示出为突起，但是凹槽1121可以被突起代替，并且突起1511可以被凹槽或孔代替。

引导突起1111可以设置在轴1100的第一部分1110的外周面上。引导突起1111可以设置为在轴1100的轴向上延伸。另外，多个引导突起1111可以在轴1100的周向上以预定间隔设置。磁体1400插在引导突起1111之间。第一部分1110、第二部分1120和引导突起1111可以使用三维(3D)打印机一体地形成。

图12是示出叶片部分1500的平面图。

参照图12，叶片1520的外侧表面是弯曲表面。叶片1520的外侧表面是具有半径的弧形表面。叶片1520的外侧表面的曲率中心可以与叶片部分1500的中心C1匹配。另外，叶片1520的侧边缘1521可以被设计成使得在叶片部分1500的径向上从叶片1520的侧边缘521延伸的虚拟基准线L3和L4穿过叶片部分1500的中心C3。叶片1520可以设置为多个叶片1520。多个叶片1520可以设置为相对于叶片部分1500的中心C1旋转对称。

图13是示出轴1100的平面图。

参照图13，多个磁体1400沿轴1100的周缘设置。当将突起1511插入到凹槽1121中时，叶片1520的侧边缘521位于磁体1400的横向中心P2处。因此，当将叶片部分1500组装到轴1100时，叶片1520设置在图13的由基准线L5和L6限定的区域S中，该基准线L5和L6从转子芯的中心C4穿过磁体1400的横向中心P2。在这种情况下，磁体1400的磁极可以是N极。当叶片1520的侧边缘521位于磁体1400的横向中心P2处时，叶片部分1500和轴1100在检测轴1100的一次旋转的旋转起始点处彼此对准。

另外，当将突起1511插入到凹槽1121中时，叶片部分1500和轴1100在旋转方向上彼此限制。因此，可以防止叶片部分1500与轴1100之间的滑动。

从叶片部分1500的中心C3到叶片1520的外侧表面的半径R8(见图12)应至少大于从转子芯的中心C4到磁体1400的外侧表面的最大半径R9。这是为了在径向上将磁体1400与霍尔传感器充分阻挡开。

图14是示出根据第三实施例的电机的轴1700和磁体1400的视图。

参照图14，根据第三实施例的电机的轴1700可以包括第一部分1710、第二部分1720和叶片1730。叶片730可以一体地设置在第二部分1720上。叶片1730的功能和形状与根据第二实施例的电机的叶片1520的功能和形状相同。第一部分1710、第二部分1720和叶片1730一体地形成为一个构件。在这种情况下，考虑到引导突起1711的作为用于附接磁体1400的基准的位置，根据设计基准形成叶片1730。由于叶片1730作为单独的部件没有组装到轴1700，因此在制造轴1700时考虑到附接到第二部分1720的磁体1400的位置，叶片1730可以设置为从轴1700的上端延伸。

可以使用3D打印机形成包括叶片1730的轴1700。

在这种电机中，由于省略了叶片部分1500和轴1700的组装过程，因此提供的优点在于，从根本上消除了轴1700与叶片部分1500之间的对准误差，并且简化了制造工艺。

如上所述，已经参照附图描述了根据本发明的一个示例性实施例的电机。

以上描述仅仅是描述本发明的技术精神的示例。本领域技术人员可以在不脱离本发明的基本特征的范围内进行各种改变、修改和替换。因此，以上公开的实施例和附图仅在描述性意义上被考虑并且不限制技术范围，并且本发明的技术范围不受实施例和附图的限制。本发明的范围应由所附权利要求书解释，并且包括落入所附权利要求书的范围内的所有等同物。

Claims (10)

1.一种电机，包括：

壳体；

定子，所述定子设置在所述壳体内；

转子，所述转子设置在所述定子内；以及

轴，所述轴耦接到所述转子，

其中，所述转子包括转子芯和设置在所述转子芯的外周面上的多个磁体，

所述转子芯包括凹入地设置在所述转子芯的内周面与上表面之间的边界处的凹槽，

所述轴包括第一主体、从所述第一主体的上表面沿径向延伸的多个叶片以及从所述第一主体的下表面向下突出的多个突起，并且

所述轴的所述多个突起设置在所述转子芯的多个所述凹槽中。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述多个叶片中的至少一个叶片与所述多个磁体中的两个相邻磁体重叠。

3.根据权利要求2所述的电机，其中，所述至少一个叶片设置在所述两个相邻磁体的中心之间。

4.根据权利要求1所述的电机，其中，

所述多个叶片设置为在所述第一主体的周向上彼此隔开预定间隔，并且

沿所述多个叶片的侧表面延伸的延长线穿过所述轴的中心。

5.根据权利要求4所述的电机，其中，沿所述多个叶片的所述侧表面延伸的所述延长线穿过所述磁体的周向上的纵向中心。

6.根据权利要求1所述的电机，其中，所述多个叶片或所述多个突起或所述多个凹槽中的至少一者设置为相对于所述轴的中心旋转对称。

7.根据权利要求1所述的电机，其中，从所述轴的中心到所述叶片的外侧表面的半径大于从所述转子芯的中心到所述磁体的最大半径。

8.根据权利要求1所述的电机，其中，

所述转子还包括设置在所述磁体外部的罐，

所述罐包括第二主体和弯曲成从所述第二主体的上表面延伸的上表面，并且

所述上表面的内半径对应于所述轴的所述第一主体的外直径。

9.一种电机，包括：

壳体；

定子，所述定子设置在所述壳体内；

轴，所述轴设置在所述定子内；以及

多个磁体，所述多个磁体设置在所述轴的外周面上，

其中，所述轴包括第一部分、从所述第一部分延伸并具有与所述第一部分的外直径不同的外直径的第二部分以及从所述第二部分沿径向延伸的叶片部分，

所述第一部分包括外周面，在所述外周面上沿周向以预定间隔形成有多个引导突起，

所述多个磁体设置在所述第一部分的所述多个引导突起之间，并且

所述叶片部分的多个叶片在所述周向上以预定间隔设置。

10.根据权利要求9所述的电机，其中，

所述第二部分的主体和所述叶片部分形成为彼此分开，

所述主体包括凹槽，

所述叶片部分包括具有圆形形状的环形部分和从所述环形部分的内周面弯曲的多个突起，

所述多个叶片形成为从所述环形部分的外周面突出，并且

所述叶片部分的所述突起设置在所述主体的所述凹槽中。

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