CN113555983A - 马达转子 - Google Patents

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Abstract

一种用于电马达的转子，所述转子包括组装成转子芯的多个叠片，所述转子芯限定用于接收转子磁体的多个孔，所述孔围绕所述转子芯在基本周向方向上延伸，其中每个叠片包括多个突起部和多个对应的凹陷部，所述多个对应的凹陷部构造成接收相邻叠片的突起部，所述突起部和所述凹陷部构造成以过盈配合来接合，其中与所述孔距所述转子芯的中心的径向距离相比，突起部和对应的凹陷部定位在距所述转子芯的中心更大的径向距离处，并且其中每个突起部在所述转子芯的基本周向方向上是细长的。

Description

马达转子
技术领域
本发明涉及马达转子，更具体但非排他地涉及用于电动助力转向系统中的电马达的马达转子。本发明还涉及一种包括这种马达转子的电马达。
背景技术
电马达的转子通常由组装成转子芯(puck)的多个叠片形成，这些片材被成形为在转子内形成用于多个磁体的容纳部。已经发现的是，在转子的组装期间，当转子轴插入转子芯中时，叠片可能变形，从而在片材之间形成微小的间隙。当在高负载下运行时，这些间隙会使叠片移动，从而导致转子发出能被听到的咔哒声。期望的是防止或限制这种情况。
发明内容
根据第一方面，提供一种用于电马达的转子，所述转子包括：
组装成转子芯的多个叠片，该转子芯限定用于接收转子磁体的多个孔，这些孔围绕转子芯在大致周向方向上延伸。
其中，每个叠片包括多个突起部和多个对应的凹陷部，所述凹陷部构造成接收相邻叠片的突起部，所述突起部和所述凹陷部构造成以过盈配合来接合；
其中，与所述孔距所述转子芯的中心的径向距离相比，突起部和对应的凹陷部定位在距所述转子芯的中心更大的径向距离处，并且其中每个突起部在转子芯的大致周向方向上是细长的。
突起部和凹陷部形成多个相互接合的特征部，当将叠片组装成转子芯时，所述相互接合的特征部有效地将叠片锁定在一起。通过将叠片保持在一起，突起部和凹陷部防止或限制在将转子芯与转子轴配合时可能发生的叠层分离。在使用过程中承受负载时，突起部和凹陷部还有助于将叠片固定在一起。
本申请人已经注意到，设置细长的突起部提供了对叠片的期望固定，而同时又不会对转子的材料性能造成较大干扰。已知的这种干扰是伴随在转子叠片的周边上设置的互锁特征而发生的。然而，所描述的形状减小了对每个叠片的磁性能的任何影响，从而限制了任何这种负面影响。
“每个突起部在转子芯的大致周向方向上是细长的”是指细长部分围绕转子芯的周边。显而易见的是，该术语将包括：细长部分以转子芯的圆周的曲率弯曲，以及细长部分本身是笔直的但其中每个细长部分与该细长部分的位置处的转子芯的外周基本对准。
每个孔均可以在转子芯的基本周向方向上是细长的，每个突起部基本上与对应的孔平行。
突起部和孔因此可以各自是直的且是平行的，或者可以是弯曲的且是平行的，例如使得突起部和孔与转子芯的外周对准。
每个孔可以相对于对应的孔居中。
每个突起部可以是药片形的。
已经示出的是，药片形的突起部在叠片之间提供了良好的互锁水平，同时使叠片和转子芯总体的材料和/或磁性的影响最小化。
“药片形”是指突起部是细长的，其具有线性或曲线形的侧部分以及半圆形或基本半圆形的端部。
每个突起部可以具有与其对应的凹陷部相同的形状或基本相同的形状。
突起部和对应的凹陷部的数量以及孔的数量可以相等。
每个突起部的长度可以是该突起部的宽度的至少两倍，或者可以是该突起部的宽度的至少三倍，或者可以是该突起部的宽度的至少四倍。
叠片还可以包括多个相互接合的特征部，与所述孔距转子芯的中心的径向距离相比，所述多个相互接合的特征部位于距转子芯的中心更小的径向距离处。
在转子的磁体的径向位置以内的相互接合特征部可以提供对叠片的叠层分离的附加阻力。此外，已经发现的是，这种相互接合特征部对转子的磁性能影响较小。然而，由于相互接合特征部所处的位置，当单独提供时，它们在防止叠层分离方面比在周边处设置的突起部和凹陷部的效果差。
相互接合特征部可以各自包括附加的突起部和对应的附加的凹陷部，所述附加的凹陷部构造成接收相邻叠片的附加的突起部。每个附加的突起部和附加的凹陷部可以以过盈配合来接合。
每个叠片可以是基本圆形的。
每个叠片可以包括与每个孔相邻的径向凸出部。
每个径向凸出部可以容纳突起部和凹陷部。
每个叠片可以包括用于接收转子轴的中心孔。
根据第二方面，提供一种电马达，所述电马达包括定子和根据第一方面的转子。
附图说明
现在将参考附图详细描述本发明的实施例，其中：
图1示出了根据第一方面的转子的透视图；
图2是构成图1的转子的叠片的平面图；
图3是构成图2的叠片的突起部和孔的透视图；
图4是图3所示的突起部的侧剖视图，其包括对应的凹陷部；和
图5示出了根据本发明第二方面的马达，其包括根据第一方面的转子。
具体实施方式
首先参考图1，示出了用于电马达的转子100。转子100包括多个叠片102，所述多个叠片一起形成转子芯104。转子芯104通过叠片102的形状提供用于接收转子轴(未示出)的中心孔106以及朝向转子芯104的外周布置的多个周边孔108。设置周边孔108以形成用于磁体(未示出)的容纳部，当转子100形成图5所示的马达1000的一部分时，所述磁体被用于向转子100提供推进力。
图2示出了单个叠片102的平面图，从而突出了每个叠片102上存在的不同结构和形状。形成有总共八个周边孔108，所述八个周边孔围绕叠片102(并且因此围绕转子芯104)的周边等距地间隔。叠片102是基本圆形的，但是包括与每个周边孔108对准的径向延伸的凸出部110。径向凸出部用于引导马达的磁通量，以便使其按需求运行。在图3中示出了这些径向延伸的凸出部110中的一个凸出部以及对应的周边孔108的透视图。
在每个周边孔108和对应的径向凸出部110的外部范围之间形成有突起部112，与周边孔108距叠片的中心的径向距离相比，所述突起部位于距叠片的中心更大的径向距离处。每个突起部112的形状和尺寸设置成与在相邻叠片102中形成的对应的凹陷部114形成过盈配合。因此，每个叠片102均形成有对准的突起部112和凹陷部114，并且在图4的剖视图中示出了一个示例。
每个突起部112在转子芯的大致圆周方向上是细长的。在所示的实施例中，细长部分还平行于形成为容纳转子磁体的周边孔108的细长部分。细长部分形成为使得突起部112的长度大约是该突起部112的宽度的三倍，尽管也可以设置突起部112的长度和宽度的不同比率而同时又不会减损细长突起部112的技术效果。期望的是突起部尽可能小，但同时仍提供足够的接触面积以便将叠片102保持在适当位置。
更具体地，每个突起部112是药片状的并且包括两个半圆形端部118和与突起部112的细长部分的方向平行的两个平行侧116。与每个突起部112相关联的对应的凹陷部114具有与突起部112类似的形状，从而产生了上述过盈配合。
通过使突起部112具有细长范围，并且可选地使所述突起部具有前述段落中指定的形状，将已组装好的转子100的磁性能的效果限制到一定程度，由此突起部112和凹陷部114的存在基本上不会对转子100的性能产生负面影响。
凹陷部和突起部成形为使得在组装转子时最大化凹陷部和突起部之间的接触面积。而且，这应该在可能的最小尺寸的情况下实现，以便限制对转子其他特性的影响。已经发现的是，具有细长的主体和半圆形的端部的药片形状以及具有平坦底部和垂直侧面的凹陷部在有效性和尺寸之间为最佳折衷方案。然而，在本公开的上下文中，其他形状也是可行的并且对于技术人员将是显而易见。
如图4所示，突起部112和凹陷部114形成为使得它们被对准。这提供的益处在于，相同的叠片102可以堆叠在彼此的顶部上，而且还因为可以在单个冲压步骤中形成突起部112和凹陷部114从而为制造商提供了制造优势。
突起部112和凹陷部114围绕叠片102(因此围绕转子芯104)的周边相互接合的效果是：在组装期间(例如在将转子芯104安装在转子轴上时)或者在向转子100施加高负载时，限制或防止转子芯104叠层分离。如上所述，突起部112的形状允许限制叠层分离，而同时又不会对转子100的操作性能(更具体地说是转子芯104的磁性能)产生较大的负面影响。
为了对由转子芯104的周边处的突起部112和凹陷部114的相互接合所提供的防止叠层分离效果进行补充，在距每个叠片的中心的较小径向距离处，设置另外的四个相互接合特征部。这些相互接合特征部各自由在图3中可见的附加的突起部120以及在图1中可见的接收该突起部120的相应的附加的凹陷部122形成。
与首先描述的突起部112和凹陷部114一样，附加的突起部120和凹陷部122以过盈配合来接合，使得它们可以通过转子芯104的简单组装而牢固地接合。由于与突起部112和凹陷部114相比，附加的突起部和凹陷部的位置更靠近转子芯104的中心，因此附加的突起部120和凹陷部122对转子芯104的磁性能的影响程度不同。因此，附加的突起部120和凹陷部122的大小和形状对转子100的运行不太重要。但是，在当前情况下，附加的突起部120和凹陷部122的尺寸略大于外部的突起部112和凹陷部114，但形状与外部的突起部112和凹陷部114相似。
如前所述，图5示出了包括图1所示形式的转子100的马达1000。转子100被定子1002包围。马达1000由控制电路1004操作，所述控制电路与定子连通并且向所述定子提供电流，从而使得转子由于其磁性而旋转。

Claims (10)

1.一种用于电马达的转子，所述转子包括：
组装成转子芯的多个叠片，所述转子芯限定用于接收转子磁体的多个孔，所述孔围绕所述转子芯在基本周向方向上延伸；
其中，每个叠片包括多个突起部和多个对应的凹陷部，所述多个对应的凹陷部构造成接收相邻叠片的突起部，所述突起部和所述凹陷部构造成以过盈配合来接合；
其中，与所述孔距所述转子芯的中心的径向距离相比，突起部和对应的凹陷部定位在距所述转子芯的中心更大的径向距离处，并且其中每个突起部在所述转子芯的基本周向方向上是细长的。
2.根据权利要求1所述的转子，其中，每个孔在所述转子芯的基本周向方向上是细长的，每个突起部基本上与相应的孔平行。
3.根据权利要求1所述的转子，其中，每个孔相对于对应的孔居中。
4.根据权利要求1所述的转子，其中，每个突起部是药片形的，或者其中每个突起部具有与其对应的凹陷部相同的形状或基本相同的形状。
5.根据权利要求1所述的转子，其中，突起部和对应的凹陷部的数量与所述孔的数量相等。
6.根据权利要求1所述的转子，其中，每个突起部的长度是突起部的宽度的至少两倍，或者是突起部的宽度的至少三倍，或者是突起部的宽度的至少四倍。
7.根据权利要求1所述的转子，其中，所述叠片还包括多个相互接合的特征部，与所述孔距所述转子芯的中心的径向距离相比，所述多个相互接合的特征部位于距所述转子芯的中心更小的径向距离处。
8.根据权利要求7所述的转子，其中，所述相互接合的特征部各自包括附加的突起部和对应的附加的凹陷部，所述附加的凹陷部构造成接收相邻的叠片的附加的突起部，可选地，其中每个附加的突起部和附加的凹陷部以过盈配合来接合。
9.根据权利要求1所述的转子，其中，每个叠片都是基本圆形的，或者其中每个叠片包括与每个孔相邻的径向凸出部，其中所述径向凸出部容纳所述突起部和所述凹陷部，或者所述每个叠片包括用于接收转子轴的中心孔。
10.一种电马达，所述电马达包括定子和根据权利要求1所述的转子。
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