CN112671198A - 定子芯、定子和马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定子芯，该定子芯包括：头部，该头部沿周向方向延伸；齿，该齿从头部向内延伸；第一突出部分，第一突出部分相对于头部的外周表面向外突出；第二突出部分，第二突出部分相对于第一突出部分的外周表面向外突出。本发明还提供了包括该定子芯的定子以及马达。

Description

定子芯、定子和马达

本申请是申请日为2016年4月5日、申请号为201610206272.6、发明名称为“定子芯、定子和马达”的申请的分案申请。

技术领域

本公开的示例性实施方式涉及一种定子芯、定子和马达。

背景技术

通常，使用EPS(电动助力转向)系统来确保车辆的转向稳定性。在EPS系统中，ECU(电子控制单元)根据由速度传感器、扭矩角传感器、扭矩传感器等检测到的驾驶条件驱动马达。因此，EPS系统能够确保转弯稳定性和快速稳定的恢复力，使得驾驶员能够安全地驾驶车辆。

在EPS系统中，马达辅助通过驾驶员进行的方向盘操作的扭矩，使得驾驶员能够通过较小的体力操作方向盘。在此，马达可以是BLDC(无刷直流)马达。BLDC马达的主要部件由定子和转子形成，其中，定子上缠绕有线圈并且转子联接有磁体，使得马达能够通过彼此之间的电磁相互作用而旋转。

特别地，EPS马达的重要特性在于马达的性能取决于如何能够减小摩擦力矩。摩擦力矩指的是在马达的旋转期间产生的机械分量(component)或摩擦分量。

发明内容

技术挑战

因此，本公开的目的在于全部或部分地解决以上问题和/或缺陷中的至少一者或更多者，以提供至少下文中描述的优势。

为了减小如上文中描述的马达的摩擦力矩，在此提供了至少两个阶梯区域，其中，阶梯区域在它们的高度方面是彼此不同的。因此，当定子安装在壳体中时，能够通过减小摩擦指数来减小摩擦力矩。

技术方案

为了全部或部分地实现至少以上目的，根据本公开的目的，如所实施并概括地描述的，在总体方面中，提供了多个定子芯，该定子芯包括从头部突出的齿，其中，所述多个定子芯可以彼此相邻并且联接成使得头部的外周表面可以形成圆形形状，其中，在头部上可以设置至少两个阶梯区域。

在一些示例性实施方式中，各个阶梯区域的从齿的一个端部至头部的外周表面的直线方向可以是彼此不同的。

此外，在另一总体方面中，提供了一种马达，该马达包括：马达壳体；定子，该定子包括所述多个定子芯，每个定子芯均包括从头部突出的齿；以及转子，该转子以可旋转的方式安装在定子的中央处，并且该转子包括磁体模块以及形成在中央处的通孔，其中，在定子芯的头部处可以设置有至少两个阶梯区域，其中，各个阶梯区域的从齿的一个端部至头部的外周表面的直线距离可以是彼此不同的，并且其中，所述至少两个阶梯区域中的任一阶梯区域都可以接触马达壳体的内周表面。

在一些实例性的实施方式中，定子芯可以包括：头部，该头部沿周向方向延伸；齿，该齿从头部向内延伸；第一突出部分，第一突出部分相对于头部的外周表面向外突出；以及第二突出部分，第二突出部分相对于第一突出部分的外周表面向外突出。

在一些实例性的实施方式中，第一突出部分可以包括：第一突出部，第一突出部相对于头部的外周表面沿周向方向的第一方向设置；以及第二突出部，第二突出部相对于头部的外周表面沿与第一方向相反的第二方向设置。

在一些示例性的实施方式中，第一突出部和第二突出部可以形成为以头部的中央为中心对称。

在一些实例性的实施方式中，第一突出部在周向方向上的长度可以比头部的外周表面在周向方向上的长度长。

在一些实例性的实施方式中，第一突出部分可以包括倾斜部分，该倾斜部分倾斜地连接头部的外周表面与第一突出部分的外周表面。

在一些示例性的实施方式中，第二突出部分可以包括：第三突出部，第三突出部相对于第一突出部沿第一方向设置；以及第四突出部，第四突出部相对于第二突出部沿第二方向设置。

在一些示例性的实施方式中，第三突出部和第四突出部可以形成为以头部的中央为中心对称。

在一些示例性的实施方式中，第三突出部在周向方向上的长度可以比第一突出部在周向方向上的长度长、并且比头部的外周表面在周向方向上的长度短。

在一些示例性的实施方式中，第一突出部分相对于头部的外周表面向外突出的长度可以比第二突出部分相对于第一突出部分的外周表面向外突出的长度长。

在一些示例性的实施方式中，在头部的外周表面以及第一突出部分的外周表面中的至少一者处可以形成有包括多个向内凹陷的凹槽的减摩图案部。

在一些示例性的实施方式中，定子可以包括：第一定子芯；以及第二定子芯，第二定子芯沿周向方向联接至第一定子芯，其中，第一定子芯包括：头部，该头部沿周向方向延伸；齿，该齿从头部向内延伸；第一突出部分，第一突出部分相对于头部的外周表面向外突出；以及第二突出部分，第二突出部分相对于第一突出部分的外周表面向外突出。

在一些示例性的实施方式中，第一定子芯和第二定子芯可以一体地形成。

在一些示例性的实施方式中，马达可以包括：定子芯，该定子芯包括沿周向方向延伸的头部、从头部向内地延伸的齿、相对于头部的外周表面向外突出的第一突出部分、相对于第一突出部分的外周表面向外突出的第二突出部分；以及壳体，该壳体将定子芯容置在内部，其中，第二突出部分的外周表面与壳体的内周表面形成内部接触。

有利效果

根据本公开的示例性实施方式，在此可以设置至少两个阶梯区域，其中，所述阶梯区域在它们高度方面是彼此不同的。因此，当定子安装在壳体中时，能够通过减小摩擦指数来减小摩擦力矩。

附图说明

图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的定子芯的平面图。

图2是用于描绘图1的结构的概念图。

图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的定子的平面图。

图4是示出了根据本公开的示例性实施方式的马达的局部结构的平面图。

图5是通过将根据本公开的示例性实施方式的马达的一部分放大而示出的放大立体图。

图6是示出了根据本公开的示例性实施方式的用于减小摩擦的试验结果的曲线图。

图7是示出了根据本公开的示例性实施方式的马达的剖视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本公开的一些示例性实施方式进行详细地描述。在附图的解释中，相同的附图标记将指定相同或类似的元件。因此，可以省略对相同构型的冗余解释和描述。

可以使用包括比如“第一”、“第二”等序数的术语来描述各个元件。然而，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个特定元件与另一元件区分开。

图1是示出了根据本公开的示例性实施方式的定子芯的平面图；图2是用于描绘图1的结构的概念图；并且图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的定子的平面图。

根据本公开的示例性实施方式的定子100可以通过多个定子芯110的连续联接而形成。

参照图1至图3，定子100可以包括多个具有从头部111突出的齿112的定子芯110。所述多个定子芯110可以彼此相邻，并且所述多个定子芯110可以联接成使得头部111的外周表面形成圆形形状。特别地，在这种情况下，在定子芯110的头部111处可以设置至少两个阶梯区域a2、a3，其中，各个阶梯区域a2、a3的从齿112的内端部至头部111的外周表面的直线距离是彼此不同的。

如图1中所示，阶梯区域a2、a3可以限定为各自具有从内端部A至头部111的外周表面测得的不同直线距离的区域，其中，头部111的外周表面实现具有预定曲率的弯曲表面。

特别地，阶梯区域a2、a3中的每一阶梯区域均可以实现为具有预定曲率表面的结构的区域。在此，在所述至少两个阶梯区域中，接触马达壳体的表面的区域可以定位成高于另一区域，并且较低的阶梯区域可以实现为与马达壳体间隔开的分离区域，以减小摩擦区域。

在本公开的示例性实施方式中，在定子芯的头部处形成阶梯区域中的两个阶梯区域。然而，本公开不局限于此。因此，在定子芯处可以形成更大数目的阶梯区域。

如图1中所示，阶梯区域a2、a3可以包括第一阶梯区域a2和第二阶梯区域a3，其中，第一阶梯区域a2在中心线X处具有双向第一曲率表面，第二阶梯区域a3从第一阶梯区域a2的远端部延伸并且具有第二曲率表面，第二阶梯区域a3的直线距离大于第一阶梯区域a2的直线距离。尽管在本示例性实施方式中，第二阶梯区域a3的高度比第一阶梯区域a2的高度高，但相反地，第一阶梯区域a2的高度(直线距离)也可以高于第二阶梯区域a3的高度。

此外，在中心线X与头部111的外周表面交会的位置处还可以设置有沿齿112的设置方向形成的阶梯凹槽a1。阶梯凹槽a1的深度可以比第一阶梯区域a2的深度深。

尽管未在附图中示出，但在第一阶梯区域a2的外周表面和第二阶梯表面a3的外周表面中的至少一者处可以形成有减摩图案部，该减摩图案部包括多个具有与阶梯凹槽a1的结构类似的结构的向内凹陷的凹槽。因此，能够进一步地减小表面的摩擦指数。

如图2中所示，具有如图1中所示的结构的定子芯110可以实现为虚拟圆的半径R2与虚拟圆的半径R1不同的结构。在此，半径R2指的是第一阶梯区域a2的曲率表面所延伸达到的虚拟圆的半径，并且半径R1指的是第二阶梯区域a3的曲率表面所延伸达到的虚拟圆的半径。

特别地，在多个定子芯110被组合以形成如图3中示出的定子100的情况下，定子100的外周表面可以对应于如图2中示出的具有半径R1的虚拟圆。也就是说，相邻地设置的定子芯110的第二阶梯区域a3可以都具有相等的高度和曲率，从而能够消除由多个定子芯110形成的组合结构中的高度偏差。因此，能够减小与外壳体的摩擦。

图4是示出了根据本公开的示例性实施方式的马达的局部结构的平面图；并且图5是通过将根据本公开的示例性实施方式的马达的一部分放大而示出的放大立体图。

如图4和图5中所示，当将阶梯区域a2、a3与马达的壳体500的内表面之间的接触区域Y放大时，能够确定的是，在定子芯110的头部111处形成有位于第一阶梯区域a2与马达的壳体500的内表面之间的分离部分。这种分离部分的存在可以减小定子110与马达的壳体500之间的接触区域，使得能够总体地减小摩擦。

下面表1示出了在提供了具有相同标准的定子芯110的条件下形成有本公开的阶梯区域a2、a3的示例性实施方式与对比性实施方式之间的摩擦力矩对比的结果。在该案例中，第一阶梯区域a2在基于中心线X的左右方向上形成5mm部段。在该试验中等同地施加30rpm的驱动力。

{表1}

如从表1的结果确定，当具有相同标准的定子芯110采用根据本公开的示例性实施方式的阶梯区域a2、a3时，摩擦力矩能够减小最多25％。

该结果还能够在图6中示出的曲线图中确定，其中，与常规的产品相比，在根据本公开的阶梯区域(间隙)的实施方式中，摩擦力矩被显著地减小。

在下文中，将参照图7对采用根据本公开的示例性实施方式的用于马达的定子芯的EPS(电动助力转向)马达的示例进行描述。然而，将显而易见的是，根据示例性实施方式的定子芯110可以应用于各种类型的马达。在本示例性实施方式中，将EPS马达作为示例进行描述。

参照图7，可以提供马达壳体500以及联接至壳体500的支架30。壳体500的上表面可以是敞开的，并且可以有支承管11从壳体500的下表面的中央部突出出来。在支承管11处可以安装有第一轴承31，并且在支架30处可以安装有第二轴承32。轴400可以接触并支承第一轴承31和第二轴承32。轴400的上部可以由第二轴承32支承，并且轴400的下部可以由第一轴承31支承。

轴400的上端部可以通过穿过支架30而向上地突出，并且轴400的上端部可以与连接至转向轴(未示出)的装置60组合。定子100和转子300可以安装在壳体500的内部。转子300可以包括转子芯320和磁体310，其中，该转子芯320联接至轴400，该磁体310联接至转子芯320的外周表面。尽管在本示例性实施方式中提出了磁体310被联接至转子芯320的外周表面的结构，但替代性地，也可以应用磁体310被插入在转子芯320中的另一结构。另外，定子100可以包括定子芯110和线圈120，其中，该定子芯110设置在磁体310与壳体110之间，该线圈120缠绕在定子芯110上。

在这种情况下，如先前在图1至图5中描述的阶梯区域a2、a3可以被应用于组成定子100的定子芯110。在如前面所描述的结构中，轴400可以通过由定子100产生的磁场与由转子300产生的磁场之间的相互作用而旋转。

同时，感测板40可以联接至轴400以与轴400一起旋转，并且在感测板40处可以安装有感测磁体50。另外，在支架30处可以安装有电路板10，并且在电路板10处可以安装有面向感测磁体50的感测元件20。感测元件20可以感测感测磁体50的旋转程度，从而感测与感测磁体50和轴400联接的感测板40的旋转程度。

根据本公开的一些示例性实施方式，定子芯110可以包括头部111、齿112、第一突出部分114和第二突出部分115。

根据本公开的一些示例性实施方式，定子芯110可以包括沿周向方向延伸的头部111。

根据本公开的一些示例性实施方式，定子芯110可以包括从头部111向内延伸的齿112。

根据本公开的一些示例性实施方式，定子芯110可以包括从头部111的外周表面113向外突出的第一突出部分114。

根据本公开的一些示例性实施方式，定子芯110可以包括从第一突出部分114的外周表面向外突出的第二突出部分115。

第一突出部分114可以包括第一突出部114a和第二突出部114b。第一突出部分114可以包括：第一突出部114a，第一突出部114a相对于头部111的外周表面113沿周向方向的第一方向设置；以及第二突出部114b，第二突出部114b相对于头部111的外周表面113沿与第一方向相反的第二方向设置。

在此，第一突出部114a和第二突出部114b可以形成为以头部111的中央为中心对称。另外，第一突出部114a的在周向方向上的长度可以比头部111的外周表面的在周向方向上的长度长。

第一突出部114可以包括倾斜部分116，该倾斜部分116倾斜地连接头部111的外周表面113与第一突出部分114的外周表面。

第二突出部分115可以包括第三突出部115a和第四突出部115b。第二突出部分115可以包括：相对于第一突出部114a沿第一方向设置的第三突出部115a；以及相对于第二突出部114b沿第二方向设置的第四突出部115b。在此，第三突出部115a和第四突出部114b可以形成为以头部111的中央为中心对称。第三突出部115a的在周向方向上的长度可以比第一突出部114a的周向方向上的长度长并且比头部111的外周表面的周向方向上的长度短。

根据本公开的一些示例性实施方式，第一突出部分114相对于头部111的外周表面113向外突出的长度可以比第二突出部115相对于第一突出部分114的外周表面向外突出的长度长。

根据本公开的一些示例性实施方式，包括多个向内凹陷的凹槽的减摩图案部(未示出)可以在头部111的外周表面113和第一突出部分114的外周表面中的至少一者处形成。

根据本公开的一些示例性实施方式，定子100可以由如下结构形成：该结构中，多个定子芯110沿周向方向设置。在此，所述多个定子芯110可以一体地形成。

根据本公开的一些示例性实施方式的马达可以包括定子100、以及将定子100容置在内部的壳体500。在此，第二突出部分115的外周表面可以与壳体500的内周表面形成内部接触。

在文中的本示例性实施方式中，在两侧处的5mm部段的外径被减小而使得与壳体500接触的区域能够被减小以形成气隙。特别地，在本示例性实施方式中，多个定子芯110聚集起来并且以设有凹部的形式与壳体500组装在一起，使得仅十八个部段接触壳体500并且剩余部段形成气隙从而减小摩擦力矩。也就是说，在本示例性实施方式中，获得壳体500与定子100之间的气隙以减小摩擦力矩。

以上提到的示例性实施方式意在是说明性的而无意于限制权利要求的范围。许多替代形式、改型、变型、等同物对于本领域的技术人员而言将是明显的。文中描述的示例性实施方式的特征、结构、方法和其他特性可以以各种方式组合以得到处于等同范围内的额外和/或替代性的示例性实施方式。因此，用于本公开的权利的技术范围将由所附权利要求及其等同方案来决定。

Claims (20)

1.一种马达，所述马达包括：

壳体；

定子，所述定子设置在所述壳体中；以及

转子，所述转子设置在所述定子中并且包括中心轴线，

其中，所述定子包括多个分体的定子芯，所述多个分体的定子芯中的至少一个定子芯包括头部和从所述头部延伸的齿，

其中，所述头部包括与所述中心轴线距离第一最短距离的第一外周表面和与所述中心轴线距离第二最短距离的第二外周表面，

其中，所述第一最短距离小于所述第二最短距离，

其中，所述第一外周表面包括第一凹槽，并且

其中，所述第二外周表面包括在径向方向上不与所述第一凹槽重叠的第二凹槽。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第二外周表面与所述壳体接触，并且所述第一外周表面与所述壳体间隔开。

3.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽从所述定子的上端部轴向地延伸至所述定子的下端部。

4.根据权利要求2所述的马达，其中，所述第一外周表面和所述第二外周表面包括设置在以所述中心轴线为中心的同心圆上的弯曲表面形状。

5.根据权利要求4所述的马达，其中，所述第二外周表面与所述壳体的内周表面的曲率相同。

6.根据权利要求3所述的马达，其中，所述第一外周表面布置在所述头部的在周向方向上的中央处。

7.根据权利要求6所述的马达，其中，所述第一凹槽布置在所述头部的在周向方向上的中央处。

8.根据权利要求1所述的马达，其中，所述第二外周表面设置为多个，并且所述第二外周表面分别布置在所述第一外周表面的两侧。

9.根据权利要求8所述的马达，其中，所述第二凹槽形成在多个第二外周表面中的一个第二外周表面中。

10.根据权利要求1所述的马达，其中，通过连接所述第一外周表面形成的虚拟圆的直径不同于通过连接所述第二外周表面形成的虚拟圆的直径。

11.根据权利要求10所述的马达，其中，所述第一外周表面的圆周长度比所述第二外周表面的圆周长度长。

12.根据权利要求1所述的马达，其中，所述多个分体的定子芯彼此一体地连接。

13.根据权利要求1所述的马达，其中，在所述定子与所述壳体之间通过所述第一凹槽形成第一间隙，在所述定子与所述壳体之间通过所述第二凹槽形成第二间隙，其中，所述第一间隙与所述第二间隙彼此间隔开。

14.根据权利要求1所述的马达，其中，所述定子与所述壳体之间的摩擦区域通过所述第一凹槽和所述第二凹槽减小，由此减小摩擦力矩。

15.一种马达，所述马达包括：

壳体；

定子，所述定子设置在所述壳体中；以及

转子，所述转子设置在所述定子中并且包括中心轴线，

其中，所述定子包括多个分体的定子芯，所述多个分体的定子芯中的至少一个定子芯包括头部和从所述头部延伸的齿，

其中，所述头部包括与所述中心轴线距离第一最短距离的第一外周表面和与所述中心轴线距离第二最短距离的第二外周表面，

其中，所述第一最短距离小于所述第二最短距离，

其中，所述第一外周表面包括第一凹槽，并且

其中，所述第二外周表面包括与所述第一凹槽间隔开的第二凹槽。

16.根据权利要求15所述的马达，其中，所述第一凹槽和所述第二凹槽从所述定子的上端部轴向地延伸至所述定子的下端部，其中，所述第一外周表面和所述第二外周表面包括设置在以所述中心轴线为中心的同心圆上的弯曲表面形状。

17.根据权利要求15所述的马达，其中，所述定子与所述壳体之间的摩擦区域通过所述第一凹槽和所述第二凹槽减小，由此减小摩擦力矩。

18.根据权利要求15所述的马达，其中，所述第一凹槽布置在所述头部的在周向方向上的中央处。

19.根据权利要求15所述的马达，其中，所述第二外周表面设置为多个，并且所述第二外周表面分别布置在所述第一外周表面的两侧。

20.一种马达，所述马达包括：

壳体；

定子，所述定子设置在所述壳体中；以及

转子，所述转子设置在所述定子中并且包括中心轴线，

其中，所述定子包括多个分体的定子芯，所述多个分体的定子芯中的至少一个定子芯包括头部和连接至所述头部的齿，

其中，所述头部包括与所述壳体间隔开的第一外周表面和固定至所述壳体的第二外周表面，

其中，所述第一外周表面包括第一凹槽，并且

其中，所述第二外周表面包括与所述第一凹槽间隔开的第二凹槽。

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