CN112640264A - 马达 - Google Patents

Abstract

本实施方式涉及一种马达，该马达包括：壳体；定子，该定子设置在壳体内；转子，该转子设置在定子内侧；以及轴，该轴联接至转子。壳体包括本体和多个突出部，多个突出部从本体的内周表面向内突出，并且定子包括定子芯和绕定子芯卷绕的线圈。作为突出部的内侧表面的内表面与定子芯的外周表面接触，并且突出部沿着周向方向以预定间隔间隔开地设置，使得在径向方向上在定子芯的外周表面与本体的内周表面之间形成间隙(G)。因此，形成在马达的壳体上的突出部减少了壳体与定子芯之间的接触量，并且因此可以提高摩擦扭矩性能。

Description

马达

技术领域

本发明涉及马达。

背景技术

马达是构造成将电能转化为机械能以获得旋转力的设备，并且广泛用于车辆、家用电器、工业机器等等。

特别地，随着车辆中使用更多的电子设备，对应用于转向系统、制动系统、机械系统等的马达的需求显著增加。

马达可以包括壳体、轴、设置在壳体的内周表面上的定子、设置在轴的外周表面上的转子等。在这种情况下，定子与转子之间会引起电相互作用，使得转子旋转。

在定子设置在马达的壳体中的过程中，定子可以通过加热壳体并将定子压配合到壳体中的热压配合方法联接至壳体。

在这种情况下，当壳体由金属材料形成时，存在从定子的定子芯至壳体发生漏磁的问题。因此，马达的摩擦扭矩增加。

为了减小摩擦扭矩，可以在定子芯的外周表面的一侧处形成凹口。然而，当在模制过程中冲压定子芯时，由于定子芯的凹口部分与模具连续接触，因此出现模具寿命降低的问题。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种马达，在该马达中，在壳体的内周表面上形成与定子芯接触的突出部，以减小壳体与定子芯之间的接触面积，并且因此提高摩擦扭矩的性能。

另外，本发明旨在提供一种马达，在该马达中，凹槽设置在定子芯的齿的半径线上，以进一步提高摩擦扭矩的性能。

实施方式要解决的目的不限于上述目的，并且本领域技术人员将根据以下说明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下述马达，该马达包括壳体、设置在壳体中的定子、设置在定子内侧的转子、联接至转子的轴，其中，壳体包括本体和从本体的内周表面向内突出的多个突出部，壳体包括本体和从本体的内表面向内突出并且在周向方向上彼此间隔开地设置的多个突出部，定子包括定子芯和绕定子芯卷绕的线圈，本体的内表面与定子芯的外周表面间隔开，并且突出部的内表面与定子芯的外周表面接触。

在这种情况下，定子芯可以包括轭和齿，齿沿径向方向从轭突出，轭可以包括设置在与齿的半径相同的半径上的第一区域和从第一区域的两端沿周向方向延伸的第二区域，并且突出部的内表面与轭的设置在第二区域中的外表面接触。

本发明的另一方面提供了一种下述马达，该马达包括壳体和设置在壳体中的定子，其中，壳体包括本体和从本体的内表面向内突出并在周向方向上彼此间隔开地设置的多个突出部，定子包括定子芯和绕定子芯卷绕的线圈，定子芯包括轭和齿，齿沿径向方向从轭突出，轭包括设置在与齿的半径相同的半径上的第一区域和从第一区域的两端沿周向方向延伸的第二区域，并且突出部的内表面与轭的设置在第二区域中的外表面接触。

多个突出部的在周向方向上的中心C2可以设置在虚拟线L上，该虚拟线L在径向方向上连接定子芯的中心C和齿的中心C1。例如，在突出部之间在周向方向上形成有凹槽，并且多个突出部在周向方向上的中心C2可以设置虚拟线L上，该虚拟线L在径向方向上连接定子芯的中心C和齿的中心C1。

另外，第一区域在周向方向上的宽度可以小于突出部之间的在周向方向上的距离W1。例如，当沿着径向方向观察时，第一区域设置成与凹槽重叠，并且第一区域的宽度可以小于凹槽在周向方向上的宽度W1。

多个突出部之间的在周向方向上的距离W1可以是多个突出部中的每个突出部在周向方向上的宽度W2的2.9倍至3.1倍。例如，凹槽在周向方向上的宽度W1可以是突出部在周向方向上的宽度W2的2.9倍至3.1倍。

定子芯可以包括轭和多个齿，多个齿从轭沿径向方向突出并且在周向方向上彼此间隔开，并且齿可以基于虚拟线L2对称地设置，该虚拟线L2在径向方向上连接定子芯的中心C和突出部的中心C3。

突出部可以不设置在两条虚拟线L1之间，每条虚拟线L1都沿着定子芯的多个齿中一个齿的对应的一个侧表面延伸。

多个突出部的数目可以与定子芯的齿的数目相同。

壳体可以由金属材料形成。

突出部在轴向方向上的长度可以大于定子芯在轴向方向上的长度。在这种情况下，突出部的下部部分可以设置成与本体的下表面间隔开预定高度H。

有利效果

在根据实施方式的马达中，由于在壳体的内周表面上形成有与定子芯接触的突出部，因此可以减小壳体与定子芯之间的接触面积以提高摩擦扭矩的性能。另外，由于壳体与定子芯之间的接触面积减小，因此可以减少通过壳体的磁通泄漏。

在这种情况下，由于去除了形成在定子芯的外周表面上的凹口，因此可以提高用于生产定子芯的模具的寿命。因此，由于防止了在冲压常规定子芯时发生的模具尺寸改变，因此可以提高马达的质量，并且由于模具的寿命增加，因此可以降低生产成本。

实施方式的有用优点和效果不限于上述内容，并且从特定实施方式的说明中将更容易理解。

附图说明

图1是示出了根据实施方式的马达的视图。

图2是示出根据实施方式的马达的壳体与定子芯之间的布置关系的图。

图3是示出图2的区域A的放大图。

图4是示出根据实施方式的马达的壳体的立体图。

图5是示出根据实施方式的马达的壳体的平面图。

图6是示出根据实施方式的马达的壳体的横截面图。

图7是示出根据实施方式的马达的定子芯的立体图。

图8a是示出当根据实施方式的马达的壳体的突出部与定子芯的第一区域接触时的磁通密度的图。

图8b是示出当根据实施方式的马达的壳体的突出部与定子芯的第二区域接触时的磁通密度的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。

然而，本发明的技术精神不限于将要描述的一些实施方式，而是可以使用各种其他实施方式来实现，并且实施方式的至少一个部件可以被选择性地联接、替换和使用以实现在所述技术精神范围内的技术精神。

另外，除非通过上下文另外清楚并具体地定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)可以被解释为具有对本领域技术人员而言惯常的含义，并且通常使用的术语比如在常用字典中定义的那些术语的含义将通过考虑相关技术的上下文含义进行解释。

另外，本发明的实施方式中使用的术语是在描述性意义上考虑的，而不是用于限制本发明。

在本说明书中，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式包括其复数形式，并且在描述“A、B和C中的至少一者(或一者或更多者)”的情况下，这可以包括A、B和C的所有可能组合中的至少一种组合。

另外，在本发明的部件的描述中，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语。

术语仅是为了区别一个元件与另一元件，并且元件的本质、顺序等不受术语的限制。

另外，应当理解的是，当一个元件被称为“连接或联接”至另一元件时，这种描述既可以包括该元件直接连接或联接至另一元件的情况又可以包括该元件通过设置在该元件与另一元件之间的又一元件而连接或联接至该另一元件的情况。

另外，在任一元件被描述为形成或设置在另一元件“上或下”的情况下，这样的描述既包括这两个元件被形成为或被设置成彼此直接接触的情况又包括一个或更多个其他元件置于这两个元件之间的情况。另外，当一个元件被描述为设置在另一元件“上或下”时，这种描述可以包括一个元件相对于另一元件设置在上侧或下侧处的情况。

在下文中，将参照附图来详细描述本发明的示例实施方式。不管附图编号如何，相同或彼此对应的部件将由相同的附图标记表示，并且将省略冗余的描述。

图1是示出了根据实施方式的马达的视图，图2是示出根据实施方式的马达的壳体与定子芯之间的布置关系的图，并且图3是示出图2的区域A的放大图。在图1中，x方向可以被称为轴向方向，并且y方向可以被称为径向方向。另外，轴向方向可以垂直于径向方向。

参照图1至图3，根据实施方式的马达1可以包括：壳体100，在壳体100的一侧处形成有开口；设置在壳体100上的覆盖件200；设置在壳体100中的定子300；设置在定子300内侧的转子400；联接至转子400以与转子400一起旋转的轴500；设置在定子300上方的汇流条600；以及配置为检测转子400的旋转的传感器部分700。在这种情况下，定子300可以包括定子芯310、设置在定子芯310上的绝缘体320、以及绕绝缘体320卷绕的线圈330。在这种情况下，术语“内侧”可以被称为朝向中心C的方向，而术语“外侧”可以被称为与术语“内侧”相反的方向。

马达1可以是在电动助力转向(EPS)系统中使用的马达。EPS系统可以使用马达的驱动力来辅助转向力，以确保转弯稳定性并且提供车辆的快速恢复力。因此，车辆的驾驶员可以安全地行驶。

壳体100和覆盖件200可以形成马达1的外部。另外，壳体100可以联接至覆盖件200以形成容纳空间。因此，如图1所示，定子300、转子400、轴500、汇流条600、传感器部分700等可以设置在容纳空间中。在这种情况下，轴500以可旋转的方式设置在容纳空间中。因此，马达1还可以包括设置在轴500的上部部分和下部部分上的轴承10。

壳体100可以形成为具有筒形形状。另外，转子400、定子300等可以容纳在壳体100中。在这种情况下，壳体100可以由即使在高温下也能紧固承受的金属材料形成。然而，在壳体100由金属材料形成的情况下，由于壳体100与定子芯310接触，因此磁通可能从定子芯310泄漏至壳体100。

图4是示出根据实施方式的马达的壳体的立体图，图5是示出根据实施方式的马达的壳体的平面图，并且图6是示出根据实施方式的马达的壳体的横截面图。在这种情况下，图6是沿着图5的线A-A截取的视图。

参照图4至图6，壳体100可以包括本体110和设置在本体110的内表面上的突出部120。在这种情况下，突出部120可以形成为呈沿着轴向方向设置的条形形状。在这种情况下，本体110和突出部120可以一体地形成。另外，本体110可以被称为壳本体。

本体110可以形成为筒形形状。另外，定子300、转子400等可以设置在本体110中。

突出部120可以形成为从内表面111突出，内表面111是本体110在径向方向上的内周表面。在这种情况下，由于形成在壳体100中的突出部120与定子的定子芯310的外周表面接触，因此可以减小壳体100与定子芯310之间的接触面积。

参照图4，突出部120可以设置成在周向方向上彼此间隔开。因此，在周向方向上在突出部120之间可以形成有凹槽130。因此，如图3所示，在定子芯310的外表面313与本体110的内表面111之间由于凹槽130可以形成有间隙G。此外，壳体100与定子芯310之间的接触面积由于凹槽130而减小。

另外，在周向方向上，凹槽130的宽度W1可以是突出部的宽度W2的2.9倍至3.1倍。在凹槽130的宽度W1小于突出部的宽度W2的2.9倍的情况下，由于壳体100与定子芯310之间的接触面积不足，可能出现定子300未固定在壳体100中的情况。另外，在凹槽130的宽度W1大于突出部的宽度W2的3.1倍的情况下，由于从定子芯310至壳体100的磁通泄漏增加，因此泄漏影响马达1的性能。

同时，凹槽130的中心C2可以设置在虚拟线L上，虚拟线L在径向方向上连接定子芯310的中心C和齿312中的一个齿的中心C1。

参照图6，突出部120可以形成为在轴向方向上具有预定长度D1。在这种情况下，突出部120的下部部分可以设置成与本体110的下表面112间隔开预定高度H。另外，突出部120的上表面可以与覆盖件200的下部部分接触以支承覆盖件200。

如图4所示，在本体110上沿周向方向以相同的间隔设置有至少九个突出部120。在这种情况下，尽管描述了设置有九个突出部120的示例，但是本发明不一定限于此。例如，突出部120的数目可以对应于定子芯310的齿312的数目。也就是说，突出部120的数目与定子芯310的齿312的数目相同。

参照图2和图3，突出部120没有设置在两条虚拟线L1之间，每条虚拟线L1沿着定子芯310的多个齿312中一个齿的对应的一个侧表面312a延伸。例如，当沿着径向方向观察时，突出部120设置成与齿312在周向方向上间隔开。

同时，突出部120也可以通过压印(embo)工艺突出。也就是说，可以将力施加至本体110的外侧部，使得突出部120可以从本体110向内突出。

覆盖件200可以设置在壳体100的开口表面、即上表面上，以覆盖壳体100的开口。

定子300可以设置在壳体100的内侧。在这种情况下，定子300可以通过热压配合方法联接至壳体100。因此，定子300可以由壳体100的突出部120支承。另外，定子300设置在转子400的外侧。也就是说，转子400可以以可旋转的方式设置在定子300的内侧。

图7是图示根据实施方式的马达的定子芯的立体图。

参照图1、图2和图7，定子300可以包括定子芯310、设置在定子芯310上的绝缘体320、以及绕绝缘体320卷绕的线圈330。在这种情况下，绝缘体320可以设置在定子芯310与线圈330之间，以使线圈330与定子芯310绝缘。

配置成产生旋转磁场的线圈330可以绕定子芯310卷绕。

定子芯310可以形成为呈多个薄钢板彼此堆叠的形式，但不限于此。例如，定子芯310可以形成为一个单个产品。另外，多个单元定子芯可以沿着周向方向设置以形成定子芯310。

如图7所示，定子芯310可以形成为在轴向方向上具有预定长度D2。因此，突出部120在轴向方向上的长度D1可以大于定子芯310在轴向方向上的长度D2。在这种情况下，突出部120在轴向方向上的长度D1可以被称为突出部120在轴向方向上的宽度，并且定子芯310在轴向方向上的长度D2可以被称为定子芯310在轴向方向上的宽度。

因此，作为定子芯310的外周表面的外表面313可以由突出部120的内表面支承。当定子芯310在轴向方向上的长度D2与突出部120在轴向方向上的长度D1相同时，在驱动马达1时可能由于定子300与壳体100组装时的不完全组装而发生倾斜现象，并且因此倾斜现象会影响马达1的性能和质量。另外，在定子芯310在轴向方向上的长度D2小于突出部120在轴向方向上的长度D1的情况下，在驱动马达1时可能发生倾斜现象，并且因此倾斜现象会影响马达1的性能和质量。

参照图2和图7，定子芯310可以包括具有筒形形状的轭311和多个齿312。另外，齿312可以形成为从轭311的内周表面沿径向方向突出，以使线圈330绕齿312卷绕。在这种情况下，描述了轭311和齿312一体地形成的示例，但不一定限于此。

当从上方观察时，形成为环形形状的轭311中的每个轭可以包括设置在与齿312的半径相同的半径上的第一区域311a和从第一区域311a沿着周向方向延伸的第二区域311b。因此，如图3所示，轭311的外表面313可以分为第一区域311a的外周表面313a和第二区域311b的外周表面313b。

当沿着径向方向观察时，第一区域311a是与齿312重叠的区域。另外，第一区域311a的外周表面313a可以设置成面向凹槽130。

在这种情况下，在周向方向上，第一区域311a的宽度小于凹槽130的宽度W1。另外，在周向方向上，第一区域311a的宽度与齿312的宽度相同。因此，轭311的第一区域311a可以设置在虚拟线L1之间，每条虚拟线L1沿着多个齿312中的一个齿312的对应的一个侧表面312a延伸。

第二区域311b是从第一区域311a沿周向方向延伸的区域，并且突出部120的内表面可以与第二区域311b的外周表面313b接触。

图8是示出根据实施方式的马达的壳体的突出部的位置的磁通密度的一组图，图8a是示出在壳体100的突出部120与第一区域311a接触的情况下的磁通密度的图，并且图8b是示出在壳体100的突出部120与第二区域311b接触的情况下的磁通密度的图。

如图8a所示，在壳体100的突出部120与第一区域311a接触的情况下，可以看到壳体100的内部磁通密度B为0.1899T。此外，如图8b所示，在壳体100的突出部120与第二区域311b接触的情况下，可以看到壳体100的内部磁通密度B为0.1080T。

因此，可以看出，磁通密度可以根据壳体100的突出部120在马达1中的位置而改变。另外，可以看出，当壳体100的突出部120设置成与第二区域311b接触时，壳体100的内部磁通密度B小于壳体100的在壳体100的突出部120与马达1中的第一区域311a接触时的磁通密度A。因此，可以看出马达1的摩擦性能得到了提高。在这种情况下，术语“摩擦性能”可以表示泄漏至壳体100的磁通量小的状态。

也就是说，由于壳体100的突出部120与第二区域311b接触，因此可以提高马达1的摩擦性能。

多个齿312可以设置成从轭311的内周表面沿径向方向突出。在这种情况下，齿312可以设置为在周向方向上彼此间隔开。因此，可以在齿312之间形成槽以用于卷绕线圈330。

参照图2和图3，齿312可以设置为基于虚拟线L2对称，虚拟线L2在径向方向上连接定子芯310的中心C和突出部120的中心C3。

另外，线圈330可以绕齿312卷绕。在这种情况下，设置在齿312与线圈330之间的绝缘体320可以使线圈330与齿312绝缘。

同时，在周向方向上，齿312的宽度可以大于突出部120的宽度W2并且小于凹槽130的宽度W1。

此外，齿312可以设置成面向转子400的磁体。

绝缘体320可以由合成树脂材料形成，以使定子芯310与线圈330绝缘。

另外，线圈330可以绕在其上设置有绝缘体320的定子芯310卷绕。另外，线圈330可以接收电力以产生旋转磁场。

绝缘体320可以联接至定子芯310的上侧部和下侧部。在这种情况下，绝缘体320还可以形成为用于联接至定子芯310的一个单个产品。替代性地，多个单元绝缘体还可以形成为绝缘体320，使得绝缘体320沿周向方向设置在定子芯310上。

参照图1，转子400可以设置在定子300内侧，并且轴500可以通过压配合方法联接至转子400的中央部分。

另外，转子400可以以可旋转的方式设置在定子300内侧。

转子400可以包括转子芯(未示出)和沿周向方向设置在转子芯的外周表面上的多个磁体(未示出)。在这种情况下，转子400的磁体可以被称为转子磁体或驱动磁体。在这种情况下，描述了在转子400中的转子芯的外周表面上设置多个磁体的示例，但是本发明不一定限于此。例如，转子400可以形成为内部永磁体(IPM)型转子，在该内部永磁体(IPM)型转子中磁体形成在转子芯中。

转子芯可以形成为呈多个薄圆形钢板彼此堆叠的形式或一个筒形形式。另外，可以在转子芯的中心C处形成与轴500联接的孔。

磁体相对于绕定子300的定子芯310卷绕的线圈330产生旋转磁场。磁体可以设置成使得N极和S极在周向方向上绕轴500的中心交替地定位。

因此，由于线圈330与磁体之间的电相互作用，转子400旋转，并且轴500随着转子400的旋转一起旋转，使得产生马达1的驱动力。

同时，转子400还可以包括设置成对附接有磁体的转子芯进行覆盖的罐体(未示出)。

罐体保护转子芯和磁体免受外部冲击以及物理和化学刺激，同时防止异物被引入至转子芯和磁体。

另外，罐体防止磁体与转子芯分离。

如图1所示，轴500可以由壳体100中的轴承10以可旋转的方式支承。另外，轴500可以随着转子400的旋转一起旋转。

汇流条600可以设置在定子300上。

另外，汇流条600可以电连接至定子300的线圈330。

汇流条600可以包括汇流条本体和设置在汇流条本体中的多个端子。在这种情况下，汇流条本体可以是通过注射模制工艺形成的模制产品。另外，端子中的每个端子可以连接至定子300的线圈330。

传感器部分700可以检测安装成与转子400一起旋转的感测磁体的磁力，以检查转子400的当前位置，从而检测轴500的旋转。

传感器部分700可以包括感测磁体组件710和印刷电路板(PCB)720。

感测磁体组件710联接至轴500以与转子400一起旋转以检测转子400的位置。在这种情况下，感测磁体组件710可以包括感测磁体和感测板。感测磁体和感测板可以同轴地联接。

感测磁体可以包括主磁体和副磁体，主磁体设置成在周向方向上靠近形成感测磁体的内周表面的孔。

主磁体可以与插入到马达的转子400中的驱动磁体类似地布置。

副磁体可以比主磁体划分地更多，使得副磁体可以形成为具有数目大于主磁体的磁极数目的磁极。因此，可以更精确地划分和测量旋转角度，并且从而可以更平稳地驱动马达。

感测板可以由具有盘形形状的金属材料形成。感测磁体可以联接至感测板的上表面。另外，感测板可以联接至轴500。在这种情况下，在感测板中可以形成有由轴500穿过的孔。

配置成检测感测磁体的磁力的传感器可以设置在PCB 720上。在这种情况下，可以提供霍尔集成电路(IC)作为传感器。另外，传感器可以检测感测磁体的N极和S极的变化以产生感测信号。

尽管已经参考本发明的示例性实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中作出形式和细节上的各种变型。

附图标记

1：马达； 100：壳体；

120：突出部； 130：凹槽；

200：覆盖件； 300：定子；

310：定子芯； 330：线圈；

400：转子； 500：轴；

600：汇流条； 700：传感器部分

Claims (9)

1.一种马达，包括：

壳体；以及

定子，所述定子设置在所述壳体中，

其中，所述壳体包括本体和多个突出部，所述突出部从所述本体的内表面向内突出并且设置成在周向方向上彼此间隔开，

所述定子包括定子芯和绕所述定子芯卷绕的线圈，

所述本体的所述内表面与所述定子芯的外周表面间隔开，并且

所述突出部的内表面与所述定子芯的所述外周表面接触。

2.根据权利要求1所述的马达，其中：

所述定子芯包括轭和齿，所述齿沿径向方向从所述轭突出，其中，所述轭包括设置在与所述齿的半径相同的半径上的第一区域和从所述第一区域的两端沿所述周向方向延伸的第二区域；并且

所述突出部的所述内表面与所述轭的设置在所述第二区域中的外表面接触。

3.一种马达，包括：

壳体；以及

定子，所述定子设置在所述壳体中，

其中，所述壳体包括本体和多个突出部，所述突出部从所述本体的内表面向内突出并且设置成在周向方向上彼此间隔开，

所述定子包括定子芯和绕所述定子芯卷绕的线圈，

所述定子芯包括轭和齿，所述齿沿径向方向从所述轭突出，

所述轭包括设置在与所述齿的半径相同的半径上的第一区域和从所述第一区域的两端沿周向方向延伸的第二区域，并且

所述突出部的内表面与所述轭的设置在所述第二区域中的外表面接触。

4.根据权利要求2或3所述的马达，其中，多个所述突出部在所述周向方向上的中心(C2)设置在虚拟线(L)上，所述虚拟线(L)在所述径向方向上连接所述定子芯的中心(C)和所述齿的中心(C1)。

5.根据权利要求4所述的马达，其中，所述第一区域在所述周向方向上的宽度小于多个所述突出部之间的在所述周向方向上的距离(W1)。

6.根据权利要求5所述的马达，其中，多个所述突出部之间的在所述周向方向上的所述距离(W1)是多个所述突出部中的每个突出部在所述周向方向上的宽度(W2)的2.9倍至3.1倍。

7.根据权利要求2或3所述的马达，其中，多个所述突出部的数目与所述定子芯的齿的数目相同。

8.根据权利要求1或3所述的马达，其中，所述突出部在轴向方向上的长度大于所述定子芯在所述轴向方向上的长度。

9.根据权利要求8所述的马达，其中，所述突出部的下部部分设置成与所述本体的下表面间隔开预定高度(H)。

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