CN113243074A - 包括用于转子旋转参数的磁性检测器的转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转电机的转子，其包括转子轴(1)，该转子轴(1)包括旋转轴线(X)和固定部分(13)，固定部分(13)包括径向端面(11)。转子还包括固定到转子轴(1)上的磁性编码器装置(3)。编码器装置(3)包括支架(32)，支架(32)包括由非磁性材料制成的分隔壁(321)，分隔壁(321)包括围绕外周固定表面的凹槽和固定到支架(32)上的磁性编码器(33)。

Description

包括用于转子旋转参数的磁性检测器的转子

技术领域

本发明涉及一种机动车辆的电机，并且涉及其转子，该转子包括用于转子旋转参数的磁性检测器的磁性编码器，转子旋转参数例如为角位置、旋转方向、速度和加速度。特别地，本发明涉及一种包括位于转子轴端部的磁性编码器的转子，以及一种包括此类型转子的电机。

背景技术

为了控制机动车辆的电机，有必要知道转子的旋转参数，比如角位置，从而确定例如转子相对于电机支架的角速度。例如，在具有交流发电机功能的电机的情况下，电机包括控制单元，该控制单元从车辆的发动机控制单元接收交流发电机命令，并根据转子的角速度控制转子线圈的电力供应。

用于转子旋转参数(例如转子的角位置)的磁性检测器通常包括与转子一起旋转运动的磁性编码器，以及位于并固定在电机支架上的至少一个磁场传感器。磁性编码器产生由至少一个磁场传感器检测的磁场。用于转子旋转参数的磁性检测器将该磁场检测转换成对应于旋转参数(比如转子的角位置)的信号。

由此，磁性编码器使得能够通过磁场传输关于转子旋转的信息。磁性编码器可以是永磁体或电磁体，包括具有至少一个南磁极和一个北磁极的、面朝磁场传感器的表面，磁场传感器根据南磁极或北磁极检测磁场的方向，并将该方向信息转换成旋转位置参数。磁性编码器还可以包括多个磁体或多个电磁体，在磁场传感器前方的每个通道处，这些磁体或电磁体使得能够检测磁场，以便确定转子的旋转参数。

机动车辆的电机，比如交流发电机或交流发电机起动器，其转子包括转子轴。转子轴由磁钢制成。转子还包括安装在转子轴上的电线圈。当线圈通电时，其在转子的轴上产生磁场。

特别地，由于尺寸原因，已知的是将用于转子旋转参数的磁性检测器的磁性编码器固定在轴的端部，即，固定在转子轴的一端。通常，磁性编码器位于转子轴靠近电机的电子控制单元的一端。

然而，转子线圈的磁场的一部分不是由转子的磁路引导的，而是由转子轴轴向引导的，并且其干扰由转子轴支撑的磁性编码器的磁场。

转子线圈中的电流越大，来自转子的寄生磁场对磁性编码器的干扰就越大。这种类型的磁场穿过编码器会降低其效率。事实上，在这种情况下，检测传感器既检测由磁性编码器产生的磁场，也检测由转子线圈产生的磁场。转子线圈的磁场可以与编码器的磁场相结合，并修改其特性，比如感应水平和/或磁场因素的空间取向。因此，转子旋转参数的精度受到使用整体磁场测量的影响，而不是受到仅由编码器产生的磁场的影响。

一种解决方案包括将磁性编码器移离由磁性材料制成的转子轴的端部，使得转子线圈的磁场对磁性编码器的干扰较小。例如，从文献DE102013217428中已知，使用由非磁性材料制成的螺柱，以便将编码器(在此情况下是冠或环形式的磁体)固定在转子轴的端部，并且同时使得转子轴和编码器之间具有空隙。由此，非磁性螺柱穿过编码器的中心，并且磁性传感器面向非磁性螺柱而设置。

根据该文献的第二实施例，已知在与磁体和转子轴相接触的非磁性螺柱周围增加磁性圆盘，以引导磁场远离非磁性螺柱。

然而，这种类型的磁盘将转子的磁场直接引导到环形式的编码器中，从而改变其磁场。此外，根据磁体的磁化强度，或多或少地，磁盘捕获其大部分有用通量，这可使传感器处的感应读取水平下降。

此外，这种类型的非磁性螺柱的成本更高，并且很难与磁体和轴端一起安装到位。实际上，增加固定在转子轴孔中的非磁性螺柱的这一事实首先涉及非磁性螺柱的硬度(该硬度足够大以使其不会因离心力而变形)，其次具有复杂的组装过程，以防止在将杆压配到转子轴孔中的过程中出现磁体偏移的风险。

发明内容

已发现，需要设计一种包括磁性编码器的简单且经济的转子，同时优化轴向尺寸并减少来自转子线圈的磁场对传感器的干扰。

根据本发明，通过提供一种以简单且经济的方式组装在轴端的编码器，这种需求得到满足。

因此，本发明涉及一种旋转电机的转子，其包括：转子轴，该转子轴包括旋转轴线和固定部分，该固定部分具有径向端面和从径向端面延伸的外周固定表面；用于转子旋转参数的磁性检测器的磁性编码器装置，该磁性编码器装置固定在该固定部分上，并且包括支架，该支架包括由非磁性材料制成的分隔壁；以及固定在支架上的磁性编码器，该支架的分隔壁将磁性编码器与转子轴分开。根据本发明，支架的分隔壁具有外径向表面和中空部，该中空部具有基部和内周表面，该内周表面围绕该转子轴的外周固定表面。

“非磁性材料”指的是顺磁性或反磁性材料，特别是相对磁导率□r基本等于1的材料。

“将编码器与转子轴分开”是指支架可以防止编码器与直接接触转子轴的磁性部件直接接触，或者防止编码器与转子轴直接接触。

由此，具有将编码器与转子轴磁性分离的非磁性支架的这一事实使得：有可能具有用于固定该编码器的简单装置并且同时避免具有能够将转子轴的磁场直接引导到编码器中的磁性部分，或者有可能降低由磁性材料制成的颗粒在编码器和转子轴之间形成磁路的风险。此外，这种类型的固定部分的优点在于，它是将磁性编码器装置固定在转子轴上的简单装置。

此外，为了形成磁性编码器装置的固定部分而围绕转子轴安装支架的这一事实允许磁性编码器装置的支架具有比杆的情况下更大的体积，从而在不平衡的情况下更好地抵抗离心力造成的变形。事实上，转子轴具有钢类型的金属材料，其硬度足以使得可制造固定部分，同时使得该固定部分因离心力变形或者在磁性编码器装置的装配期间变形的风险非常小。最后，由非磁性材料制成的支架包括围绕固定部分的中空部的这一事实使得有可能增加磁性编码器装置的强度，并因此更好地抵抗离心力造成的变形。

因此，根据本发明的转子使得可能简单且经济地提高编码器的效率。

根据本发明的转子也可以具有一个或多个以下特征，单独考虑或根据技术上可能的所有组合来考虑。

根据一个实施例，转子轴包括具有径向表面的肩部，并且外周固定表面从肩部的径向表面延伸到径向端面。

“肩部”是指外周固定表面的直径小于肩部之前的轴的外直径这一事实。肩部使得可以减小转子的径向尺寸。

根据一个实施例，磁性编码器装置还包括磁场屏蔽件，其由磁性材料制成并且被放置在支架的一部分和转子轴之间。

屏蔽件使得可以将转子轴中来自转子线圈的外轴向磁力线向外转移，以防止这些磁场穿过编码器。“向外转移”是指通过使磁场远离旋转轴线来转移至少一部分磁场。

根据一个实施例，屏蔽件包括：径向壁，位于支架的分隔壁和肩部的径向表面之间；以及开口，具有与转子轴的外周固定表面接触的内周表面。

因此，带有屏蔽件的非磁性支架使得穿过转子轴的轴向磁场可以径向向外转移，以防止该磁场干扰磁性检测器的磁场。事实上，屏蔽件与轴的固定部分相接触的这一事实使得可将穿过该部分的磁力线向外转移。

根据一个实施例，磁性编码器的最大外部编码器半径小于屏蔽件的最大外部屏蔽件半径。

最大屏蔽件半径大于最大编码器半径的这一事实意味着：屏蔽件径向延伸超过编码器。这使得有可能减少或消除来自转子线圈的轴向磁场通过编码器，从而提高编码器的效率。

根据一个实施例，磁性编码器装置被压到固定部分上。

与使用螺纹连接相比，这可以提高紧固性。事实上，在螺钉的情况下，开口或中空部包括对应于螺钉螺纹的攻丝。这存在拧松的风险，例如由周期不规则性引起的拧松，或者当转子轴沿拧紧方向转动时、由热力发动机的曲轴的停工阶段的反向转动引起的拧松。即使当曲轴沿工作旋转方向转动时螺钉被重新拧紧，拧紧-拧松的交替施加了扭矩的变化，这种扭矩的变化可能通过系统的拧松而结束。

根据一个实施例，磁性编码器装置包括攻丝，并且固定部分被拧入磁性编码器装置的攻丝中。攻丝可位于支架的中空部或屏蔽件的开口中。这使得能够容易地进行组装，并且能够在磁性编码器装置有故障的情况下拆卸。

根据一个实施例，屏蔽件包括从径向壁轴向延伸的外周壳，并且外周壳被放置在分隔壁的中空部的外周表面和该外周固定表面之间。

这使得屏蔽件和固定部分之间可具有长的接触表面，以便改善来自转子线圈并穿过固定部分的磁力线的偏转效果，同时使用该部分来固定磁性编码器装置的支架。

根据一个示例，中空部的内周表面和开口的外周壳可以例如是管状的，并且固定部分可以具有圆柱形形式。

根据作为前述实施例的变型的一个实施例，分隔壁的中空部的内周表面与外周固定表面相接触。这使得屏蔽件可具有更简单的形式。

根据一个实施例，磁性屏蔽件由铁磁钢制成。

根据一个实施例，支架的非磁性材料是抗磁性的，例如塑料，或者顺磁性的，例如铝。

根据一个实施例，屏蔽件包括保护基部，所述基部位于中空部的基部和轴的径向端面之间。这使得可以转移未被外壳或与外周固定表面相接触的内周表面转移的磁力线，并且该磁力线从轴的径向端面向外引出。

根据该实施例的示例，屏蔽件中的开口的保护基部被夹置在中空部的基部和轴的径向端面之间。这使得可以确保屏蔽件开口的基部和径向部分之间的直接接触。

根据一个实施例，分隔壁的中空部的基部面向固定部分的径向端面。这使得屏蔽件可具有更简单的形式。

根据一个例子，分隔壁的中空部的基部邻接固定部分的径向端面。

根据一个实施例，屏蔽件夹置在非磁性支架的径向外表面和肩部的径向表面之间。这使得有可能与肩部的径向表面接触，以便引导磁力线。

根据该实施例的示例，转子包括肩部的径向端面和中空部的基部之间的间隙。因此，这增加了磁性编码器和肩部的径向表面之间的距离，从而可以减少进入编码器的磁力线。

根据一个实施例，支架包括从分隔壁延伸并围绕编码器的保持壁，并且分隔壁和保持壁形成容器，编码器位于该容器中。保持壁使得可抵抗离心力保持磁体。

根据该实施例的示例，编码器被胶合或包覆成型在抵靠支架的容器中。这使得可简化编码器的固定而没有损坏它的风险。

根据该实施例的示例，屏蔽件包括围绕保持壁延伸的保护壁。这使得可以通过将磁力线从容器中轴向导出而保护该编码器。

根据该示例的实施方式，保护壁和径向屏蔽壁由两个分离的部分形成。这使得可简单地生产屏蔽件。

根据该示例的实施方式的变型，屏蔽件是单个件。这使得可简化组装。

根据一个实施例，屏蔽件的最大半径大于肩部的径向表面的最大外半径。这使得有可能获得在径向上比转子轴的端部更大的磁性屏蔽件，从而有可能径向转移转子的磁力线。因此，屏蔽件产生了伞状效应，使得有可能改善对轴向穿过转子轴的磁场编码器的保护。

根据一个实施例，转子包括收集器，该收集器包括由电绝缘材料制成的固定体，该固定体固定在转子轴上。

根据该实施例的一个示例，屏蔽件还包括与收集器的固定体相接触的表面。这使得有可能使用收集器来保护屏蔽件免受病原体的侵害，例如免受可能引起屏蔽件腐蚀的含碘的水的侵害。

根据一个实施例，轴的固定部分包括通向径向端面的轴向孔。该孔使得可以将轴线上的磁力线导向该径向端面的外部和外周固定表面。

例如，孔包括从外周内表面向径向端面变宽的表面。这种加宽的形式使得可以改善磁场朝向径向端面的离旋转轴线最远的部分的引导。

根据一个实施例，屏蔽件与支架包覆成型。

根据一个实施例，编码器是包括具有南磁极化状态和北磁极化状态的自由面的磁体，并且该自由面是编码装置的自由端。

根据该实施例的变型，编码器包括相对于旋转轴线成角度分布的多个磁体。

根据另一种变型，编码器是由磁性材料制成的轨道，这使得有可能将来自磁性检测器的磁场导向传感器。

根据另一种变型，编码器是电磁体。

本发明还涉及一种旋转电机，其包括根据本发明的转子或包括所描述的不同实施例的一个或多个组合特征，具有支撑转子的电机支架，用于转子旋转参数的、包括编码器装置的磁性检测器，并且还具有至少一个面向编码器的磁场传感器以便捕获编码器的磁场。

根据一个实施例，磁场传感器固定在电机支架上。

根据一个示例，磁场传感器是霍尔效应传感器或磁阻传感器。

根据一个示例，用于转子旋转参数的磁性检测器包括三个磁场传感器。

根据一个实施例，电机包括用于机动车辆的交流发电机模式，该机动车辆包括如前所述的电机。

在一个实施例中，磁场屏蔽件与轴一体成形。

本发明还涉及一种用于机动车辆的交流发电机起动器，其包括如前所述的电机，还包括电动机模式以便起动热力发动机或减轻热力发动机的扭矩。本发明还涉及一种用于机动车辆的可逆电机或电动机，其包括如前所述的电机，该电机还可以向热力发动机提供扭矩。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从以下参考附图以非限制性指示的方式提供的描述中变得显而易见。

图1a表示包括根据第一实施例的第一示例的转子的电机的一半的轴向横截面的概略图；

图1b表示根据第一实施例的第一示例的转子的转子轴的后部的一部分；

图1c表示根据图1a的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图；

图2表示根据第一实施例的第二示例的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图；

图3a和图3b分别表示根据第一实施例的不同示例的转子的屏蔽件的前视图；

图4表示根据第二实施例的第一示例的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图；

图5表示根据第二实施例的第二示例的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图；

图6表示根据第三实施例的第一示例的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图；

图7表示根据第四实施例的第一示例的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图；以及

图8表示根据第五实施例的转子的后部的一部分的轴向横截面的概略图。

为了更清楚起见，在所有附图中，相同或相似的元件具有相同的附图标记。

具体实施方式

图1a表示包括根据第一实施例的第一示例的转子A的电机M的一半的轴向横截面的概略图。

电机M，特别是旋转电机，可以是交流发电机或交流发电机起动器或可逆电机或用于机动车辆的电动机。

电机M包括支撑定子的电机支架S，定子包括金属板组T和缠绕在该金属板组T中的绕组B。电机M还包括前轴承Pa和后轴承Pr，其在这种情况下是滚珠轴承，每个轴承都安装在电机支架S中。

转子A包括转子轴1，转子轴1包括旋转轴线X。转子轴1包括外周缘，在此示例中该外周缘为圆柱形。转子轴1包括两个支架部分，支架部分包括外周缘的一部分。每个支架部分位于前轴承Pa和后轴承Pr中，从而使转子A相对于电机支架S自由旋转。换句话说，前轴承Pa和后轴承Pr允许电机支架S支撑转子A。在这种情况下，支架的这两个部分各自安装在相应轴承的内环中。

转子轴1还包括：前径向端面11’和后径向端面11，前轴承Pa的支架部分和后轴承Pr的支架部分之间的中心部分，其前径向端面和前轴承之间的前部，以及其后端面11和后轴承Pr之间的后部。径向端面是沿径向延伸的表面，并且位于转子轴的轴向端。

在这种情况下，转子A是带有爪的转子，但也可以是其他类型的转子。因此，转子A包括由磁性材料(在此示例中是铁磁合金)制成的两个爪体AG，两个爪体AG被装配并夹紧在转子轴1的中心部分的外周缘上。转子A还包括线圈AB，线圈AB通过爪AG缠绕在两个主体之间。

转子A包括围绕转子轴1的后部的一部分的收集器2。特别地，收集器2包括由绝缘材料制成的固定体20。固定体20固定在转子轴1的外周缘上，在此示例中是转子轴1的后部的外周缘。收集器2还包括安装在固定体20上的电气轨道，在此示例中是两个铜环。这些轨道电连接到线圈AB上，从而为其供电。

电机还包括电刷架S2，电刷架S2包括电刷，在此示例中为两个电刷，每个电刷与一个轨道接触，从而向线圈AB供电。

图1b表示转子A的转子轴1的后部的一部分和收集器2的固定体20的一部分。转子轴1在其后部还包括肩部12，肩部12包括径向表面120。后部包括固定部分13，固定部分13从肩部延伸直至径向端面11。固定部分13包括从肩部的径向表面120延伸到径向端面11的外周固定表面130。

电机M还包括用于转子D的旋转参数的磁性检测器，该磁性检测器在图1a中由虚线矩形包围，包括安装在转子轴1上的磁性编码器装置3和安装在电机支架S上的磁性位置传感器5。电机M还包括固定在电机支架S上的电子控制单元U。电子控制单元U连接到磁性位置传感器5，以便根据磁性编码器装置3的旋转接收信号。由此，电子控制单元U包括用于计算旋转参数的装置，因此使得可以计算旋转参数，比如转子A相对于电机支架S的位置、速度和旋转方向。

因此，在其后部的一部分中，转子A包括固定在转子轴1的后部的固定部分13上的磁性编码器装置3。

图1c表示包括磁性编码器装置3的转子的后部的一部分。编码器装置3包括支架32，支架32包括由比如塑料的非磁性材料制成的分隔壁321。在该实施例中，支架32是一体件，并且由塑料制成。分隔壁321包括外径向表面3210和中空部，该中空部具有基部3211和围绕外周固定表面130的内周表面3213。

磁性编码器装置3还包括由非磁性材料(例如铁磁钢)制成的磁场屏蔽件31。屏蔽件31包括径向壁310，径向壁310位于支架的分隔壁321和肩部12的径向表面120之间。屏蔽件31包括开口，该开口包括与转子轴1的外周固定表面130相接触的内周表面313。

根据概略图，图1还表示来自线圈AB并经过转子轴1和电机支架S的磁力线H1、H2、H3。为了更清楚起见，仅示出了其中一些磁力线，但是本领域技术人员将理解，线圈产生无限数量的、穿过转子轴的磁力线。类似地，线圈AB产生其他类型的磁力线，例如在爪AG的主体和定子的金属板组T之间产生，其未在图中示出。

一些磁力线由磁性材料制成的转子轴1轴向引导，并在转子轴1的两侧上经由这两个径向端面11和11’引出。

可以看出，与径向端面侧11’上的磁力线相比，屏蔽件侧31上的磁力线彼此更靠近。

因此，屏蔽件31使得可以将从后径向端面11引出的磁力线导向外部，即，径向地导向电机支架S。因此，屏蔽件31使得可以限制穿过编码器33的磁场。因此，磁场传感器5可以更精确地测量由编码器33产生的磁场。由此提高了编码器33的可靠性。

图3a表示从前面看到的屏蔽件31。在该示例中，屏蔽件31例如通过被压到固定部分13上而被装配夹紧。

根据图3b中所示的屏蔽件31的另一个例子，在屏蔽件31’的磁性材料弹性变形之前，从前面看，示出了与固定部分13成一体的屏蔽件31’。在这种情况下，屏蔽件31’通过在其开口处的材料变形而被装配夹紧在固定部分13上，从而被固定在转子轴1上。在开口中，屏蔽件31包括三角形形式的齿部。每个齿部的顶部半径小于固定部分13的半径，两个齿部之间的基部的直径大于固定部分13的直径。由此，在将固定部分13插入屏蔽件31的开口的过程中，齿部弹性变形，从而允许夹紧式组装，并且因此特别允许屏蔽件31’和固定部分13之间的良好接触。

磁性编码器装置3还包括固定在支架32上的磁性编码器，以下称为编码器33。分隔壁321位于编码器33和转子轴1之间。支架32可以包括围绕编码器33的保持壁322。分隔壁321和保持壁322形成容器，编码器位于该容器中。

在这种情况下，编码器33为磁体，在图1a中只表示了其北磁极部分，因为图1a只表示转子A的一半。由此，编码器33包括径向面，该径向面包括北磁极和南磁极，如图1c所示。在此示例中，只有北磁极面向磁性传感器5，但是如果转子A转动半圈，则南磁极将面向磁性传感器5。电机M可以包括面向编码器33的径向面的多个磁性传感器5，以使得转子A的角位置具有更佳精度。

编码器33也可以是包括成角度分布的多个磁体的轨道，或者其可包括线圈和由铁磁材料制成的磁芯。因此，编码器33是编码器装置3的磁性有源部分。

编码器33具有相对于旋转轴线X的最大半径，称为最大编码器半径R33。因此，最大编码器半径R33是编码器33的最大半径。

屏蔽件31包括最大半径，以下称为最大屏蔽件半径R31，其大于该最大编码器半径R33。在这种情况下，在此实施例的此示例中，最大屏蔽件半径R31也大于轴1的后部的半径。

在该实施例中，屏蔽件31中的开口向外敞开，并且中空部的基部3211面向固定部分13的径向端面11。换句话说，在该实施例中，固定部分13穿过屏蔽件31中的开口和支架32中的中空部。更具体地，在该实施例的该示例中，首先，转子包括固定部分13的径向端面11与基部3211之间的间隙，其次，径向壁310夹置在肩部12的径向表面120与支架32的外径向表面3210之间。这使得可以在单个步骤中完成磁性编码器装置3在转子轴1上的组装，并且同时由于该间隙的存在而使编码器33移离该转子轴。

根据该实施例的另一示例，在图2中仅示出了转子的后部的一部分，除了支架32中的中空部的基部3211与轴1的径向端面11相接触之外，该转子与第一示例相同。另外，在该实施例中，磁性编码器装置3与前述示例的不同之处在于，在屏蔽件31与支架32的分隔壁321之间形成间隙。这使得肩部的径向表面和屏蔽件之间可以接触。

根据该示例的实施方式，支架32由非磁性钢制成，例如由铝制成，并且通过弯折板并对其穿孔以形成中空部而获得。

根据该示例的另一实施方式(未示出)，分隔壁321的外径向表面3210与屏蔽件的径向壁310接触，并且在肩部12的径向表面120与屏蔽件31的径向壁310之间形成间隙。这使得能够在单个步骤中完成磁性编码器装置3在转子轴1上的组装。

在这两个示例中，屏蔽件31是垫圈的形式，在此情况下是平垫圈的形式。“平垫圈的形式”是指垫圈包括开口，该开口是轴向敞开的，并且是由径向壁310在其对应于该开口的内半径与其外半径之间形成的。因此，在这种情况下，最大屏蔽件半径R31对应于外半径。

现在将描述第二实施例。除了以下元素之外，该第二实施例与第一实施例的第二示例相同。特别地，在该第二实施例中，屏蔽件31B包括围绕保持壁322的保护壁312。

在图4中示出该第二实施例中转子的转子轴的后部的第一示例。在这种情况下，保持壁322和保护壁312是管状的。屏蔽件31B由两部分形成，第一部分是垫圈形式的径向壁310，其与第一实施例相同，第二部分是保护壁312。在这种情况下，在该示例中，径向壁310和保护壁312是两个分离的部分，并且转子包括这两个壁之间的间隙。在该示例中，径向壁310与转子轴1的肩部12的径向表面120相接触。根据该示例的另一实施例(未示出)，径向壁310与保护壁312相接触，或者与分隔壁321相接触。

在支架由塑料制成的情况下，保护壁312可以被压到支架32上，特别是压到保持壁322上，或者保护壁312可以被支架32包覆成型。在这个示例中，保护壁312也围绕分隔壁321，但是可以仅围绕保持壁322。在这种情况下，保护壁312延伸超过分隔壁321。

在图5中示出该第二实施例的第二示例。在此第二示例中，屏蔽件31B’是一体件，因此两个壁是一体的。在此示例中，屏蔽件31B’由此具有径向壁310和保护壁312，保护壁312从径向壁310延伸，在这种情况下是从径向壁310的外端延伸。在该实施方式中，在分隔壁321中的中空部的基部3211与转子轴的径向端面11之间存在间隙。在这种情况下，屏蔽件31B’的侧向壁310与肩部的径向表面120相接触。

根据未示出的另一实施方式，在屏蔽件31B’的侧向壁310与肩部的径向表面120之间存在间隙，并且中空部的基部3211可以与径向端面11相接触。

现在将描述转子的第三实施例，除了屏蔽件31C之外，该第三实施例与第一实施例相同。特别地，在该第三实施例中，屏蔽件31C还包括从径向壁310延伸的外周壳311。外周壳311使得可以围绕固定部分13固定屏蔽件31。

在图6中示出该第三实施例中转子的转子轴的后部的示例。在该示例中，外周壳311和径向壁310是一体件。因此，屏蔽件31中开口的外周表面313延伸到径向壁310上并进入外周壳311。在这种情况下，根据该示例的实施方式，屏蔽件31C由铁磁板获得，该铁磁板被穿孔和弯折以形成开口和外周壳311。外周壳311夹置在分隔壁321的中空部的内周表面3213与固定部分13的外周固定表面130之间。在这种情况下，外周固定表面130、分隔壁321的中空部的内周表面3213和外周壳311是圆柱形的。

在该实施例中，支架32的中空部的外周表面不再与轴1接触。在该第三实施例的该实施方式中，中空部的基部3211与径向端面11接触，并且在屏蔽件31C与肩部12的径向表面120之间存在间隙。根据另一实施方式，该间隙在中空部的基部3211与径向端面11之间。

根据该示例的实施方式，屏蔽件31C可以由支架32包覆成型。

现在将描述转子的第四实施例。除了屏蔽件31D之外，该第四实施例与第三实施例相同。特别地，在该第四实施例中，屏蔽件31D具有保护壁312，如第二实施例的第二示例中那样。

在图7中示出该第四实施例的转子的后部的一部分的示例。因此，如在第三实施例中那样，屏蔽件31D包括围绕固定部分13固定的外周壳311。在该实施方式中，中空部的基部3211与径向端面11相接触，但是根据另一实施方式，在径向端面11与中空部的基部3211之间可能存在间隙。

根据该示例的实施方式，屏蔽件由磁性金属(比如，包含铁的钢)制成的板获得，其被穿孔并弯折以形成保护壁312、侧向壁310和外周壳311。

现在将描述转子的第五实施例。除了屏蔽件31E之外，第五实施例与第四实施例相同。特别地，在该第五实施例中，屏蔽件31E中的开口包括保护基部3111，与开口向外敞开的实施例相反。

在图7中示出该第五实施例的转子的后部的一部分的示例。在该示例中，屏蔽件31E因此包括：围绕支架32的保持壁322和分隔壁321的保护壁312；分隔壁与肩部12的径向表面120之间的径向壁310；固定在外周固定表面130上的外周壳311；以及从外周壳311延伸的保护基部3111。根据该实施例的其他示例，屏蔽件31E与第三示例中的相同，区别在于其包括保护基部3111，并且不包括保护部分312。

此外，根据第五实施例的此示例的实施方式，固定部分13包括轴向孔134，该轴向孔134通向径向端面11。

孔134包括：基部，在这种情况下为圆锥形式；沿着轴线X延伸的圆柱形表面；以及从圆柱形表面朝向径向端面11变宽的表面，在这种情况下为圆锥形表面，其最大半径通向径向端面11。在该实施例的该示例的该实施方式中，屏蔽件11的保护基部3111因此封闭了孔134。

孔134使得有可能将波朝着屏蔽件31E的壳311引导。

根据该第五实施例的另一示例，固定部分13不具有孔134。

根据第一或第二或第三或第四实施例的示例的实施方式，固定部分13包括孔134，孔134轴向地通向径向端面11。在这种情况下，孔134可以包括从轴线朝着径向端面11变宽的表面。

因此，在所有这些不同的实施例中，从转子A的线圈AB进入转子轴1的固定部分13的磁场通过穿过屏蔽件31的侧向壁310而被导向转子的外部。

固定部分13与支架32的组装可以根据多种替代方案进行，与前述实施例无关。

在第一实施例中，分隔壁321的中空部的内周表面3213具有轴向延伸的齿部。支架32例如由塑料模制而成。这些齿部允许将支架32固定在固定部分的光滑外周表面130上。

齿部等距分布在中空部3213的内周表面上，以确保支架32与转子轴1之间的最佳对中。

这些齿部可以是凹入的，以便控制装配力和材料的变形，并保证恒定的模制厚度。齿部的这种形态允许它们在装配过程中变形，这将产生弹簧效应，弹簧效应将有助于提高夹紧力。

还可在中空部的内周表面3213设置非磁性插件。这种类型的非磁性金属插件例如由塑料制成的支架32中的铝或不锈钢304或316构成。这种类型的解决方案使得能够改善装配阻力、解决热膨胀和机械强度问题以及提高磁体/传感器的对中。

固定部分13在支架32上的组装可以通过捆绑来实现，使得可以确保固定部分13和支架32之间的夹紧水平，该夹紧水平足以提供相对于装置的振动和旋转的强机械强度。这种类型的解决方案使得可以降低零件成本，并且使得可以确保组装而没有损坏支架32的风险，以及简化轴1的结构。固定部分的外周表面130和中空部的内周表面3213是光滑的。支架32的温度的升高使得可以暂时增加中空部的内直径以用于与固定部分13的组装，然后支架32恢复环境温度。在这种类型的实施例中，控制温度是为了不造成编码器退磁。

作为一种变型，支架32是由塑料制成的模制部件，其包含由两个圆柱形夹具组成的固定系统，这两个圆柱形夹具相对于彼此成180°定位并且例如通过铣削而被卡合到固定部分13的外周表面中机加工而成的凹槽中。支架32还包括：防旋转装置，该防旋转装置由两个舌部构成，这两个舌部相对于夹具成90°角偏移并插入固定部分13的通道中；以及包括4毫米球的定心机构，该定心机构通过圆柱形压缩弹簧而置于固定部分13端部形成的截头圆锥形容器中。同时，组装过程产生预应力，该预应力被设计成在夹具的头部上对着中空部的内周表面3213施加牵引力。

作为一种变型，在编码器的组装过程中，可以用一个整体呈圆柱形的、带圆锥端的定心螺柱代替球，该螺柱位于轴端处挖出的中心孔中。弹性垫圈也可以代替压缩弹簧。

编码器可以通过胶合或通过包覆成型闭合壁而保持在支架32中，该闭合壁覆盖其面向霍尔效应传感器的上表面。

也可以设想用销固定。在垂直于轴的轴线的轴线上，在轴中设置有径向开口的孔。

在将编码器定位到轴上后，将销安装到上述孔中，以确保停止平移和旋转。销可以是带螺纹孔或不带螺纹孔的圆柱销以便于拔出，或者也可以是带肋的销。

可以用圆柱形楔或圆形横向(切向)楔来代替销。销的外直径大约比驱动轴的外直径小三倍。

在磁体形式的编码器的情况下，磁体上的扁平部分使得可以确保形成支架32的塑料中的磁体的更好的机械强度，并且允许磁化步骤的分度，这确保了更好的测量精度。

这样获得的磁体形式使得可以参考磁体的易磁化方向，以确保磁体的最佳磁化。

另一个实施例包括用通道代替该扁平部分以改善抗旋转方面，并限制磁体体积的减小。

应当理解的是，本发明不限于参照附图描述的实施例，并且在不脱离本发明的上下文的情况下，可以设想出变型。例如，轴不需要包括肩部，并且屏蔽件和支架可以直接组装在轴的外直径上。

Claims (10)

1.一种旋转电机(M)的转子(A)，包括：

a.转子轴(1)，包括旋转轴线(X)和固定部分(13)，所述固定部分(13)具有径向端面(11)和从所述径向端面(11)延伸的外周固定表面(130)；

b.用于所述转子的旋转参数的磁性检测器的磁性编码器装置(3)，所述磁性编码器装置(3)固定在所述固定部分(13)上，并且包括:

i.支架(32)，包括由非磁性材料制成的分隔壁(321)；和

ii.磁性编码器(33)，固定在所述支架(32)上，所述支架(32)的所述分隔壁将所述磁性编码器(33)与所述转子轴(1)分开，

所述转子的特征在于，所述支架(32)的分隔壁(321)具有外径向表面(3210)和中空部，所述中空部具有基部(3211)和围绕所述转子轴(1)的外周固定表面(130)的内周表面(3213)。

2.根据权利要求1所述的转子(A)，其中，所述转子轴(1)包括具有径向表面(120)的肩部(12)，并且所述外周固定表面(130)从所述肩部(12)的径向表面(120)延伸到所述径向端面(11)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的转子(A)，其中，所述磁性编码器装置(3)还包括磁场屏蔽件(31、31’、31B、31B’、31C、31D、31E)，所述磁场屏蔽件由磁性材料制成并且被放置在所述支架(32)的一部分和所述转子轴(1)之间。

4.根据前述权利要求所述的转子(A)，其中，所述屏蔽件(31、31’、31B、31B’、31C、31D、31E)包括：

径向壁(310)，位于所述支架(32)的分隔壁(321)和所述肩部(12)的径向表面(120)之间，以及

开口，具有与所述转子轴(1)的外周固定表面(130)接触的内周表面(313)。

5.根据权利要求4所述的转子(A)，其中，所述屏蔽件(31C、31D、31E)包括从所述径向壁(310)轴向延伸的外周壳(311)，并且所述外周壳被放置在所述分隔壁(321)的中空部的内周表面(3213)和所述外周固定表面(130)之间。

6.根据权利要求3至5中一项所述的转子(A)，其中，所述屏蔽件(31E)包括保护基部(3111)，所述基部(3111)位于所述中空部的基部(3211)和所述轴的径向端面(11)之间。

7.根据前述权利要求中一项所述的转子(A)，其中，所述支架(32)包括保持壁(322)，所述保持壁从所述分隔壁(321)延伸并围绕所述编码器(33)，并且所述分隔壁(321)和所述保持壁(322)形成容器，所述编码器(33)固定在所述容器中。

8.根据权利要求7所述的转子(A)，其中，所述屏蔽件(31B、31B’、31C、31D、31E)包括围绕所述保持壁(322)延伸的保护壁(312)。

9.根据权利要求3至8所述的转子(A)，其中，所述磁性编码器(33)的最大外部编码器半径(R33)小于所述屏蔽件(31、31’、31B、31B’、31C、31D、31E)的最大外部屏蔽件半径(R31)。

10.一种电机，包括根据前述权利要求中任一项所述的转子(A)、支撑所述转子(A)的电机支架(S)以及面向所述编码器(33)以便捕获所述编码器(33)的磁场的磁性传感器(5)。

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