CN114270662B - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明可以提供一种电机，该电机包括转子和定子，定子被设置为对应于转子，其中，转子包括在轴向上彼此堆叠的第一转子芯和第二转子芯，第一转子芯包括第一表面和第一孔，第一表面上设置有磁体，第一孔在轴向上穿过第一转子芯，第二转子芯包括第二表面和第二孔，第二表面上设置有磁体，第二孔在轴向上穿过第二转子芯，第一表面和第二表面被设置为在轴向上围绕中心彼此错开，并且第一孔和第二孔被设置为彼此对准。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机。

背景技术

电动助力转向(EPS)系统是一种确保车辆的转向稳定性并迅速提供恢复力以使驾驶员能够安全驾驶车辆的装置。EPS系统根据由车速传感器、扭矩角传感器、扭矩传感器等检测到的行驶状况，通过使用电子控制单元(ECU)驱动电机来控制待驱动的车辆的转向轴。

电机包括定子和转子。转子可以包括转子芯和设置在转子芯上的磁体。由于当转子旋转时由金属材料形成的定子与开槽(空的空间)之间的磁导率的差异，可能会产生齿槽转矩(cogging torque)。为了减小齿槽转矩，转子芯和磁体形成为多个压轮(puck，圆盘)，并且压轮被组装以形成偏斜。

然而，由于应组装多个压轮，因此存在工艺数量和工艺时间增加的问题。此外，由于应调整多个压轮的偏斜角，因此存在难以管理偏斜角的问题。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种电机，以使其制造工艺的数量和制造时间减少、易于管理转子的偏斜角、并可降低齿槽转矩。

根据本实施例不得不解决的目的不限于上述目的，本领域技术人员将从以下说明书中清楚地理解上述未描述的其他目的。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种电机，该电机包括：转子；以及定子，被设置为对应于转子，其中转子包括在轴向上彼此堆叠的第一转子芯和第二转子芯，第一转子芯包括第一表面和第一孔，在第一表面上设置有磁体，第一孔在轴向上穿过第一转子芯，第二转子芯包括第二表面和第二孔，在第二表面上设置有磁体，第二孔在轴向上穿过第二转子芯，第一表面和第二表面被设置为在周向上围绕转子的中心彼此错开，并且第一孔和第二孔被设置为彼此对准。

本发明的另一个方面提供了一种电机，该电机包括：转子；以及定子，被设置为对应于转子，其中转子包括第一转子芯和第二转子芯，第一转子芯和第二转子芯被设置为在轴向上彼此堆叠，其中第一转子芯包括基于转子的中心在径向上突出的第一突起、以及在轴向上穿过第一转子芯的第一孔，第二转子芯包括基于转子的中心在径向上突出的第二突起、以及在轴向上穿过第二转子芯的第二孔，第一突起和第二突起被设置为基于转子的中心在周向上彼此错开，并且第一孔和第二孔被设置为彼此对准。

本发明的另一个方面提供了一种电机，该电机包括：转子；以及定子，被设置为对应于转子，其中，转子包括第一转子芯和第二转子芯，第一转子芯和第二转子芯被设置为在轴向上堆叠，第一转子芯包括基于转子的中心在径向上突出的第一突起、以及在轴向上穿过第一转子芯的多个第一孔，第二转子芯包括基于所述转子的中心在径向上突出的第二突起、以及在轴向上穿过第二转子芯的多个第二孔，多个相邻的第一孔相对于第一基准线被对称地设置，第一基准线从转子的中心穿过第一突起在周向上的宽度中心，并且多个相邻的第二孔相对于第二基准线被非对称地设置，第二基准线从转子的中心穿过第二突起在周向上的宽度中心。

第一表面和第二表面可以为平坦表面。

第一转子芯可以包括以凸出的方式设置在第一转子芯的下表面上的第三突起，第二转子芯可以包括以凹入的方式设置在第二转子芯的上表面中的第一凹槽，并且第三突起设置在第一凹槽中，以及由将转子的中心和第一孔的中心连接的虚拟线与将转子的中心和第三突起的中心连接的虚拟线形成的角度可以与由将转子的中心和第二孔的中心连接的虚拟线与将转子的中心和第一凹槽的中心连接的虚拟线形成的角度相同。

第一孔的尺寸和形状可以与第二孔的尺寸和形状相同。

第二孔的尺寸可以大于第一孔的尺寸，并且第一孔的形状和第二孔的形状可以不同。

第一孔的整个区域可以被设置为在轴向上与第二孔重叠。

第一孔可以被设置为在轴向上与第二转子芯的除第二孔以外的任何区域不重叠。

第一转子芯和第二转子芯中的任何一个均可以包括供轴穿过的第三孔和第四孔，第三孔可以与轴接触，第四孔可以被设置为大于第三孔并且与轴不接触，并且第四孔可以被设置为在轴向上与第一孔和第二孔重叠。

第四孔可以设置成在轴向上比第三孔更向外。

有益效果

根据一实施例，提供了显著降低齿槽转矩的有益效果。

提供了减少制造工艺的数量和制造时间的有益效果。

提供了易于管理转子的偏斜角的有益效果。

附图说明

图1是示出根据一实施例的电机的视图。

图2是示出转子芯的视图。

图3是示出第一转子芯的视图。

图4是示出第二转子芯的视图。

图5是示出包括第三突起的第一转子芯和包括第一凹槽的第二转子芯的视图。

图6是示出第一转子芯的下表面的视图，其中第三突起和第一孔位于该下表面处。

图7是示出第二转子芯的上表面的视图，其中第一凹槽和第二孔位于该上表面处。

图8是示出具有不同尺寸的第一孔和第二孔的视图。

图9和图10是示出具有不同形状的第一孔和第二孔的视图。

图11是示出包括第三孔和第四孔的第二转子芯的视图。

图12是示出转子的制造工艺的一组视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

然而，本发明的技术精神不限于将要描述的几个实施例，这些实施例可以以各种不同的形式实施，并且实施例的至少一个或多个组件可以在技术精神的范围内被选择性地组合、替换和使用。

此外，除非上下文另有明确定义，否则本文使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都可以被解释为具有本领域技术人员通常理解的含义并且通常使用的术语的含义(例如在常用字典中定义的术语)将根据相关技术的上下文含义被解释。

此外，在本发明的实施例中使用的术语仅被认为是描述性的，而非限制本发明。

在本说明书中，除非上下文另有明确说明，否则单数形式包括其复数形式，并且在描述“A、B和C中的至少一个(或一个或多个)”的情况下，这可能包括A、B和C的所有可能组合中的至少一种组合。

此外，在本发明的组件的描述中，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”的术语。

术语仅用于对一个元件与另一个元件进行区分，元件的实质、顺序等不受术语的限制。

此外，应当理解，当一个元件被称为“连接”或“联接”到另一个元件时，这种描述可以包括一个元件直接连接或联接到另一个元件的情况、以及使用设置在两者之间的又一元件使一个元件连接或联接到另一元件的情况。

此外，当任何一个元件被描述为形成或设置在另一个元件“之上或之下”时，这种描述包括两个元件直接接触形成或设置的情况以及一个或多个其他元件插入两个元件之间的情况。此外，当一个元件被描述为形成在另一个元件“之上或之下”时，这种描述可以包括一个元件相对于另一元件形成在上侧或下侧的情况。

图1是示出根据一实施例的电机的视图。

参考图1，根据本实施例的电机可以包括轴100、转子200、定子300、绝缘体400、壳体500、汇流排(busbar)600、感测单元700和基板800。在下文中，术语“向内”是指从壳体500朝向作为电机的中心的轴100的方向，术语“向外”是指与“向内”相反的方向，即从轴100朝向壳体500的方向。此外，在下文中，基于轴向中心定义周向或径向。

轴100可以与转子200联接。当由于电流的供应而在转子200与定子300之间发生电磁相互作用时，转子200旋转，轴100连同转子200一起旋转。轴100由轴承10可旋转地支撑。轴100可以连接到车辆的转向系统，并且可以通过轴100将动力传递到车辆的转向系统。

转子200通过与定子300的电相互作用旋转。转子200可以设置在定子300的内部。转子200可以包括转子芯210和设置在转子芯210上的磁体220。在这种情况下，转子200可以是表面永磁体(SPM)型转子，其中磁体220设置在转子芯210的外周表面上。

定子300设置在转子200的外部。定子300可以包括定子铁芯300A、线圈300B和安装在定子铁芯300A上的绝缘体400。线圈300B可以缠绕在绝缘体400上。绝缘体400设置在线圈300B与定子铁芯300A之间，以将定子铁芯300A与线圈300B电绝缘。线圈300B引起与磁体220的电相互作用。

汇流排600设置在定子300的上侧。汇流排600包括由绝缘材料形成的汇流排支架(未示出)和联接到汇流排支架的多个端子(未示出)。在这种情况下，汇流排支架由绝缘材料形成，以防止多个端子彼此连接。此外，多个端子用于连接缠绕在定子铁芯300A上的线圈300B，以允许向线圈施加电流。

感测单元700可以与轴100联接。感测单元700包括感测板700A和设置在感测板上的感测磁体700B。检测感测磁体(未示出)的磁力的传感器可以设置在基板800上。在这种情况下，传感器可以是霍尔集成电路(IC)并且用于检测联接到轴100的感测单元700的感测磁体的磁通量。感测单元700和基板800用于通过检测根据旋转而改变的磁通量来检测转子200的位置。

图2是示出转子芯的视图。

参考图1和图2，转子200可以包括转子芯210和磁体220。

转子芯210可以包括第一转子芯210A和第二转子芯210B。磁体220可以设置在第一转子芯210A和第二转子芯210B的外周表面上。第一转子芯210A和第二转子芯210B可以被设置为在轴向上彼此堆叠。在下文中，设置得相对较高的转子芯可以是第一转子芯210A，设置得相对较低的转子芯可以是第二转子芯210B。第一转子芯210A和第二转子芯210B可被设置为以偏斜角彼此错开。第一转子芯210A和第二转子芯210B可以是使用一个模具生产的具有偏斜角的单个部件。

图3是示出第一转子芯210A的视图。

参考图2和图3，第一转子芯210A可以包括第一表面211A和第一孔212A。

第一表面211A可以被定义为第一转子芯210A的外表面的一部分(磁体220设置在其上)。第一表面211A可以是平坦表面。在附图中，第一表面211A被示出为平坦表面，但本发明不限于此，第一表面211A也可以是弯曲表面。第一表面211A可以被设置为在第一转子芯210A的纵向上延伸。第一表面211A的数量对应于设置在第一转子芯210A上的磁体220的数量。

第一孔212A可以形成为在轴向上穿过第一转子芯210A。可以设置多个第一孔212A。多个第一孔212A可以在第一转子芯210A的周向上以预定间隔被设置。用于制造转子芯210的模具元件的一部分可插入第一孔212A中。

第一转子芯210A可以包括多个第一突起213A。第一突起213A在径向上从第一转子芯210A的外表面突出。第一突起213A可以是用于引导设置在第一表面211A上的磁体220的突起。第一突起213A可以在周向上设置在多个第一表面211A之间。

将第一突起213A中的一个在周向上的宽度中心P1与轴向中心C连接的虚拟线被称为第一基准线L1。

在多个第一孔212A中，相邻的第一孔212A可以相对于第一基准线L1对称地设置。例如，由相邻的第一孔212A中的任一个的中心C1和第一突起213A中的一个在周向上的宽度中心P1形成的角度可以与由相邻的第一孔212A中的另一个的中心C1和第一突起213A在周向上的宽度中心P1形成的角度相同，作为第一角度R1。在这种情况下，第一孔212A的中心C1可以是第一孔212A在周向上的中心。

图4是示出第二转子芯210B的视图。

参考图2和图4，第二转子芯210B可以包括第二表面211B和第二孔212B。第二表面211B和第一表面211A可以被设置为在周向上以设定的偏斜角彼此错开。相反地，第二孔212B可以被设置为在周向上和径向上与第一孔212A对准。

第二表面211B可以被定义为第二转子芯210B的外表面的一部分(磁体220设置在其上)。第二表面211B可以是平坦表面。在附图中，第二表面211B被示为平坦表面，但本发明不限于此，第二表面211B也可以是弯曲表面。第二表面211B可以被设置为在第二转子芯210B的纵向上延伸。第二表面211B的数量对应于设置在第二转子芯210B上的磁体220的数量。

第二孔212B可以形成为在轴向上穿过第二转子芯210B。可以设置多个第二孔212B。多个第二孔212B可以在第二转子芯210B的周向上以预定间隔被设置。用于制造转子芯210的模具元件的一部分可以插入第二孔212B中。

第二转子芯210B可以包括多个第二突起213B。第二突起213B在径向上从第二转子芯210B的外表面突出。第二突起213B可以是用于引导设置在第二表面211B上的磁体220的突起。第二突起213B可以在周向上被设置在多个第二表面211B之间。

第二突起213B中的一个在周向上的宽度中心P2与轴向中心C连接的虚拟线被称为第二基准线L2。

在多个第二孔212B中，相邻的第二孔212B可以相对于第二基准线L2非对称地设置。例如，由相邻的第二孔212B中的任一个的中心C2和第二突起213B中的一个在周向上的宽度中心P2形成的第二角度R2可以与由相邻的第二孔212B中的另一个的中心C2和第二突起213B在周向上的宽度中心P2形成的第三角度R3不同。第一角度R1和第二角度R2也可以不同。此外，第一角度R1和第三角度R3也可以不同。第一角度R1可以大于第二角度R2，并且小于第三角度R3。

这是为了在第一转子芯210A和第二转子芯210B在周向上以偏斜角错开的状态下使第一孔212A和第二孔212B对准。第一转子芯210A和第二转子芯210B被制造为转子芯210，该转子芯是使用一个模具制造的一个部件。在这种情况下，为了将模具元件的一部分一起插入第一孔212A和第二孔212B中，第一孔212A和第二孔212B应该被对准。

参考图2、图3和图4，由于第一孔212A和第二孔212B被对准，多个板可以通过冲压工艺被一体地堆叠、固定并彼此联接。在这种情况下，通过冲压工艺，通过冲压形成的突起或凹槽结构215A、214A和214B可以形成在构成第一转子芯210A和第二转子芯210B的多个板中。在这种情况下，在多个板中，凹槽215A以凹入的方式形成在最上板的最上表面中，并且突起(未示出)形成为从最下板的最下表面以凸出的方式突出。

图5是示出包括第三突起214A的第一转子芯210A和包括第一凹槽214B的第二转子芯210B的视图。与堆叠多个板并冲压该多个板的工艺不同，第一转子芯210A可以通过堆叠并冲压多个板来制造，第二转子芯210B可以通过堆叠并冲压多个板来制造，然后如上所述制造的第一转子芯210A和第二转子芯210B可以通过将在冲压工艺中形成的突起和凹槽结构装配来联接。在这种情况下，由于第一孔212A和第二孔212B自然地对准，因此第一转子芯210A和第二转子芯210B可以在无需用于对准的单独引导件而被容易地联接。

参考图5，第一转子芯210A可以包括第三突起214A。第三突起214A以凸出的方式设置在第一转子芯210A的下表面上。第一转子芯210A可以由堆叠的多个板形成，第三突起214A可以是在使堆叠后的板联接的工艺中突出的结构。

第二转子芯210B可以包括第一凹槽214B。第一凹槽214B以凹入的方式设置在第二转子芯210B的上表面中。第二转子芯210B可以由堆叠的多个板形成，第一凹槽214B可以是在使堆叠后的板联接的工艺中以凹入的方式形成的结构。

因此，第三突起214A和第一凹槽214B彼此对准并压配合，从而可以使第一转子芯210A和第二转子芯210B固定地联接。

图6是示出第一转子芯210A的下表面的视图，第三突起214A和第一孔212A位于该下表面处，图7是示出第二转子芯210B的上表面的视图，第一凹槽214B和第二孔212B位于该上表面处。

参考图6和图7，当由第一孔212A中的一个的中心C1和第三突起214A中的一个在周向上的中心C3形成的角度被称为第四角度R4，并且由第二孔212B中的一个的中心C2和第一凹槽214B中的一个在周向上的中心C4形成的角度被称为第五角度R5时，第四角度R4可以等于第五角度R5。在这种情况下，第四角度R4和第五角度R5都可以等于第一角度R1。

这是为了在将第一孔212A与第二孔212B对准的同时保持第一转子芯210A和第二转子芯210B的联接。

同时，第一孔212A被设置为在轴向上与第二转子芯210B的除第二孔212B之外的任何区域不重叠。这是为了允许用于制造转子芯210的模具元件的一部分穿过第一孔212A而到达第二孔212B。因此，即使在堆叠多个板以形成转子芯210的工艺中，允许模具元件的一部分穿过第一孔212A和第二孔212B，使得第一转子芯210A和第二转子芯210B可以同时对准，并且可以整体地执行冲压工艺。即使在堆叠多个板之后，第一转子芯210A和第二转子芯210B也可以在不使第一转子芯210A和第二转子芯210B分离和移动的情况下以转子芯210的整体形式移动。

图8是示出具有不同尺寸的第一孔212A和第二孔212B的视图。

参考图8，第一孔212A的尺寸可以小于第二孔212B的尺寸。例如，第一孔212A和第二孔212B可以具有圆形，并且第一孔212A的整个区域可以被设置为在轴向上与第二孔212B重叠。

图9和图10是示出具有不同形状的第一孔212A和第二孔212B的视图。

参考图9，第一孔212A的尺寸可以小于第二孔212B的尺寸。此外，第一孔212A可以具有圆形，第二孔212B可以具有椭圆形。

参考图10，第一孔212A的尺寸可以小于第二孔212B的尺寸。此外，第二孔212B可以具有内周表面213Ba和外周表面212Bb的细长孔形状。可以确定第二孔212B的形状，使得第二孔212B在径向上的中心沿着圆形轨道O形成，圆形轨道O绕转子芯210的中心C穿过第一孔212A的中心C1。由于第一孔212A的形状和第二孔212B的形状对应于不同的偏斜角，第一孔212A的整个区域可以被设置为在轴向上与第二孔212B重叠，因此存在非常容易管理偏斜角的优点。

图11是示出包括第三孔216B和第四孔217B的第二转子芯210B的视图。

轴100的压配合从第一转子芯210A和第二转子芯210B中的任一个开始。因此，用于使轴100压配合的识别结构可以设置在第一转子芯210A或第二转子芯210B上。例如，第四孔217B可以作为识别结构设置在第二转子芯210B中。第三孔216B是供轴100压配合的孔，第三孔216B的内壁与轴100接触。如图11中的箭头H的方向所示，第四孔217B形成为具有比第三孔216B更大的尺寸，因此第四孔217B与轴100不接触。第四孔217B设置成在轴向上比第三孔216B更向外，使得操作员可以容易地可视地检查第四孔217B。第四孔217B可以被设置为在轴向上与第一孔212A和第二孔212B重叠。

同时，在第一转子芯210A上可以设置涂覆区域G，第一突起213A和第二突起213B在轴向上从该涂覆区域被移除。这样的多个涂覆区域G在周向上被布置。

涂覆区域G是易于涂抹粘合剂以使磁体220易于附接到转子芯210上的区域。在涂抹粘合剂的涂覆工具被设置在涂覆区域G上的状态下，当转子芯210旋转时，在涂覆工具沿着图11的箭头S移动的同时粘合剂可以快速且容易地涂覆在转子芯210上。

图12是示出转子200的制造工艺的一组视图。

如图12A所示，提供了第一转子芯210A和第二转子芯210B被堆叠并且一体地形成以具有偏斜角的转子芯210。

然后，如图12B所示，轴100被压配合到转子芯210。然后，如图12C所示，磁体220附接到转子芯210。在将磁体220附接到转子芯210之前，可以通过如参考图11所述的涂覆区域G在转子芯210上涂抹粘合剂。

在转子200的制造工艺中，不需要使第一转子芯210A和第二转子芯210B组装的制造工艺。此外，由于没有调整偏斜角的工艺，因此存在可以减少偏斜角的误差，并且易于管理偏斜角的优点。

参考附图描述了根据本发明一个示例性实施例的电机。

以上说明只是描述本发明技术范围的示例。本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种改变、修改和替换。因此，以上公开的实施例和附图中的实施例应仅被认为是描述性的，而不是限制技术范围。本发明的技术范围不受实施例和附图的限制。本发明的范围应参考所附权利要求书进行解释，并且属于落入所附权利要求范围内的所有等同物。

Claims (10)

1.一种电机，包括：

转子；以及

定子，被设置为对应于所述转子，

其中，所述转子包括第一转子芯和第二转子芯，所述第一转子芯和所述第二转子芯被设置为在轴向上彼此堆叠，

所述第一转子芯包括基于所述转子的中心在径向上突出的第一突起、以及在轴向上穿过所述第一转子芯的多个第一孔，

所述第二转子芯包括基于所述转子的中心在径向上突出的第二突起、以及在轴向上穿过所述第二转子芯的多个第二孔，

由相邻的所述第一孔中的任一个的中心和所述第一突起中的一个在周向上的宽度中心形成的角度与由相邻的所述第一孔中的另一个的中心和所述第一突起在周向上的宽度中心形成的角度相同，

由所述相邻的第二孔中的任一个的中心和所述第二突起中的一个在周向上的宽度中心形成的第二角度与由所述相邻的第二孔中的另一个的中心和所述第二突起在周向上的宽度中心形成的第三角度不同。

2.根据权利要求1所述的电机，其中：

所述第一突起和所述第二突起被设置为基于所述转子的中心在周向上彼此错开，并且

所述第一孔和所述第二孔被设置为彼此对准。

3.根据权利要求1所述的电机，其中：

所述第一转子芯包括第一表面，在所述第一表面上设置有磁体，

所述第二转子芯包括第二表面，在所述第二表面上设置有磁体，

所述第一表面和所述第二表面被设置为在周向上围绕所述转子的中心彼此错开，以及

所述第一孔和所述第二孔被设置为彼此对准。

4.根据权利要求3所述的电机，其中，所述第一表面和所述第二表面为平坦表面。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中：

所述第一转子芯包括以凸出的方式设置在所述第一转子芯的下表面上的第三突起；

所述第二转子芯包括以凹入的方式设置在所述第二转子芯的上表面中的第一凹槽，并且所述第三突起设置在所述第一凹槽中；并且

由将所述转子的中心和所述第一孔的中心连接的虚拟线与将所述转子的中心和所述第三突起的中心连接的虚拟线形成的角度与由将所述转子的中心和所述第二孔的中心连接的虚拟线与将所述转子的中心和所述第一凹槽的中心连接的虚拟线形成的角度相同。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中，所述第一孔的尺寸和形状与所述第二孔的尺寸和形状相同。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中：

所述第二孔的尺寸大于所述第一孔的尺寸；并且

所述第一孔的形状与所述第二孔的形状不同。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中：

所述第一孔的整个区域被设置为在轴向上与所述第二孔重叠。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中，所述第一孔被设置为在轴向上与所述第二转子芯的除所述第二孔以外的任何区域不重叠。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其中：

所述第一转子芯和所述第二转子芯中的任何一个均包括供轴穿过的第三孔和第四孔；

所述第三孔与所述轴接触；

所述第四孔被设置为大于所述第三孔并且与所述轴不接触；并且

所述第四孔被设置为在轴向上与所述第一孔和所述第二孔重叠。

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