CN115882647A - 电机转子、电机、车辆以及电机转子的组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机转子，包括：主体，沿电机的旋转轴线延伸，该主体由一组堆叠的片形成且设置有紧固件通孔；端板，沿所述旋转轴线的方向设置在所述主体的两端以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间，所述端板设置有与所述紧固件通孔相对应的紧固件安装孔；紧固件，延伸穿过所述端板的紧固件安装孔和所述主体中的紧固件通孔，以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间；至少一个端板设置有贯穿该端板的厚度的胶水进入孔，所述胶水进入孔与所述紧固件通孔之间设置有流体连通通道以允许胶水从该端板外侧经由所述胶水进入孔流入所述紧固件通孔中。本发明还涉及包括所述电机转子的电机和包括电机的车辆。本发明进一步涉及一种电机转子的组装方法。

Description

电机转子、电机、车辆以及电机转子的组装方法

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地涉及一种电机转子、包括该电机转子的电机、以及包括所述电机的机动车辆。本发明还涉及一种电机转子的组装方法。

背景技术

目前，在电机领域中，电机的噪音、振动、声噪粗糙度是影响电机性能的重要问题，也是目前电机产品中普遍存在的问题。

目前的电机转子通常由叠片组形成，叠片组中的叠片紧密堆叠，以确保电机部件的刚度及强度。通常，叠片堆叠之后形成本体，然后磁体安装在本体的磁体槽中且在本体的磁体槽中填充胶水。在胶水固化之后，在本体的两端组装端板，然后使用紧固螺栓将端板和本体固定在一起。但是，发现这样的结构和组装方法会产生一些问题，使得前述噪音、振动、声噪粗糙度的问题变得更加明显，影响了电机的性能。比较显著的一个问题由螺栓造成的。螺栓一般具有细长形状且延伸穿过转子的整个长度，在电机高速旋转时，紧固件会承受巨大的离心力，尤其是其中段部分。这会导致螺栓弯曲变形并引起螺钉头部的高应力，由此在电机高速转动时造成了更加明显的振动和噪音。针对该技术问题，已知的实践包括减小螺栓与其穿过的通孔的内壁之间的距离，或在一些特定的轴向位置扩大螺栓的直径。但是这些方法可能造成安装上的不便利，或者需要对部件进行额外的加工，由此增加了制造成本。

因此，需要一种电机转子及其组装方法，使得能够减弱甚至消除在电机高速旋转期间由于离心力导致的螺栓的弯曲变形，由此消除螺栓承受的可能带来破坏风险的高应力，同时易于组装且节省制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电机转子来解决上述技术问题，其能够在高速旋转期间在高转子温度下仍能保持高刚度及高强度，由此改善电机的与噪音、振动、声噪粗糙度问题，从而提高电机的性能。

根据本发明的电机转子，包括：主体，沿电机的旋转轴线延伸，该主体由一组堆叠的片形成且设置有紧固件通孔；端板，沿所述旋转轴线的方向设置在所述主体的两端以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间，所述端板设置有与所述紧固件通孔相对应的紧固件安装孔；紧固件，延伸穿过所述端板的紧固件安装孔和所述主体中的紧固件通孔，以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间；其中，至少一个端板设置有贯穿该端板的厚度的胶水进入孔，所述胶水进入孔与所述紧固件通孔之间设置有流体连通通道以允许胶水从该端板外侧经由所述胶水进入孔流入所述紧固件通孔中。

在本发明中，在电机转子的主体、其两侧端板、以及紧固件装配在一起之后再通过设置在端板上的胶水进入孔将胶水填充到紧固件与转子主体的紧固件通孔的内壁之间的空间中具有显著的优点。首先，胶水固化后能够在电机高速旋转时为紧固件提供全方位的支撑，因为固化的胶水将螺栓包裹在其中，尤其是有效避免了在电机高速旋转期间由于离心力导致的细长紧固件的弯曲变形，由此消除其承受的可能带来破坏风险的高应力。第二，与现有技术中改变紧固件和/与之配合的元件本身的结构和尺寸的技术方案相比，根据本发明的技术方案不需要这些结构上的改变，仍可以使用通用元件，由此节约了制造成本。第三，胶水在主体、端板和紧固件紧固装配在一起之后在注入，避免了在电机高速旋转期间由于高转子温度造成的胶水软化对形成转子主体的堆叠片之间的挤压力的不利影响。

在一个实施例中，所述流体连通通道由设置在所述至少一个端板上的第一连通槽和所述主体的面向该端板的面界定。

在一个实施例中，所述流体连通通道由设置在所述主体上的第二连通槽与所述至少一个端板的面向所述主体的面界定。

在本发明中，经由端板或转子主体上的连通槽建立起了电机转子外部与内部的紧固件通孔之间的流体路径，制造成本低且组装简单，不需要像现有技术中那样需要对螺栓进行额外的对准工作或花费额外的人力。

在一个实施例中，所述主体设置有从所述主体的一端延伸至另一端的磁体安装槽，所述至少一个端板上设置有与所述磁体安装槽相对应的磁体进入开口。由此，在电机转子的主体、其两侧端板、以及紧固件装配在一起之后，仍能够将磁体安装在转子主体中以及注入固定磁体的胶水，从而避免了在电机高速旋转期间由于高转子温度造成的胶水软化对形成转子主体的堆叠片之间的挤压力的不利影响。

在一个实施例中，所述胶水进入孔是所述磁体进入开口。也就是说，其兼起允许胶水经由其填充到紧固件通孔中以及允许永磁体经由其安装到主体的永磁体安装槽中的作用。在电机转子的主体、两侧端板、以及紧固件装配在一起之后再通过该兼用孔口插入永磁体和填充胶水，一方面使得可以避免胶水的固化和胶水在电机高速旋转期间的高转子温度下的软化对堆叠片的挤压力造成不利影响(例如，对堆叠片的挤压力减小，因此堆叠片间隙会增大，且端板的夹持作用减小以及紧固件会松掉，从而削弱电机转子的结构强度及刚度)，另一方面可以通过一次填充胶水的操作就能够将永磁体安装槽和紧固件通孔中灌入胶水，简化了操作，也使得端板的加工更加简单。

在一个实施例中，所述胶水进入孔是不同于所述磁体进入开口的注胶口。

在一个实施例中，所述紧固件是螺栓。

本发明的另一方面还涉及一种包括上述电机转子的电机。

本发明的另一方面还涉及包括上述电机的车辆。所述车辆可以为电动车辆或混合动力车辆。

本发明还涉及一种电机转子的组装方法，包括：提供主体，所述主体沿电机的旋转轴线延伸且由一组堆叠的片形成，所述主体设置有紧固件通孔；

提供端板，所述端板沿所述旋转轴线的方向设置在所述主体的两端以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间，所述端板设置有与所述紧固件通孔相对应的紧固件安装孔，其中，至少一个端板设置有贯穿该端板的厚度的胶水进入孔，所述胶水进入孔与所述紧固件通孔之间设置有流体连通通道；提供紧固件，所述紧固件延伸穿过所述紧固件安装孔和所述紧固件通孔，以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间；提供胶水，使得所述胶水从该端板外侧经由所述胶水进入孔流入所述紧固件通孔中。

在一个实施例中，所述流体连通通道由设置在所述至少一个端板上的第一连通槽和所述主体的面向所述端板的面界定。

在一个实施例中，所述流体连通通道由设置在所述主体上的第二连通槽与所述端板的面向所述主体的面界定。

在一个实施例中，所述主体设置有从所述主体的一端延伸至另一端的磁体安装槽，所述至少一个端板上设置有与所述磁体安装槽相对应的磁体进入开口。

在一个实施例中，所述胶水进入孔是所述磁体进入开口。

在一个实施例中，所述胶水进入孔是不同于所述磁体进入开口的注胶口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在没有做出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本发明的主旨。

图1是根据本发明第一实施例的电机转子的示意性立体图；

图2是根据本发明第一实施例的电机转子的端板的朝向主体那一侧的示意性平面图；

图3是根据本发明第一实施例的电机转子的主体的朝向端板那一侧的示意性平面图；

图4和图5是分别是根据本发明第一实施例的端板外侧和朝向端板那一侧的示意性立体图；

图6是图1中的框A区域的局部放大图；

图7是根据本发明第一实施例的电机转子的局部截面图，沿紧固件的延伸轴线所在的平面截取；

图8是根据本发明第二实施例的电机转子的端板的朝向主体那一侧的示意性平面图；

图9是根据本发明第二实施例的电机转子的主体的朝向端板那一侧的示意性平面图；

图10是根据本发明第二实施例的主体的示意性立体图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，也属于本发明的保护范围。

在本发明中，轴向是指沿电机转子的旋转轴线X的方向，径向是指垂直于旋转轴线X的方向。

图1示出了根据本发明的电机转子1的示意性立体组装图，显示出了电机转子1的驱动侧的端板20。电机转子1可被安装在车辆电机(图中未示出) 的电机壳体中，所述电机例如是永磁体电机。所述车辆可以是电动车辆或混合动力车辆。

在工作状态下，电机转子1绕电机的旋转轴线X高速旋转，其转子温度可非常高。为了更好地阐述根据本发明的技术方案，在本发明的附图中，没有示出电机轴，该电机轴沿旋转轴线X延伸穿过电机转子1的中心。

如图1所示，电机转子1可包括主体10。主体10具有圆柱形的总体外部形状，其沿电机的旋转轴线X延伸且在工作时绕旋转轴线X旋转。主体 10由一组堆叠的片形成。这些堆叠片以足够的挤压力被紧密地堆叠在一起以确保电机转子的刚度及强度。为了确保堆叠片在电机高速旋转过程中在高温下能够被紧密地保持，沿旋转轴线X的方向在主体10的两端设置端板20 和30，用来将该组堆叠片夹持在两个端板20和30之间。

如图2所示，端板20和30可具有圆盘形状，与主体10在径向平面中的圆形形状(图3)相对应。

为了将堆叠片夹持在两个端板20和30之间，电机转子1还包括紧固件 40。电机转子1可包括多个紧固件40，它们可具有细长的形状。在本发明的例子中，紧固件40可以是螺栓。

相应地，主体10可包括紧固件通孔140，如图3所示。主体10的紧固件通孔140可以是从主体10的一端沿旋转轴线X的方向延伸穿过主体10 到达其另一端的通孔。端板20包括紧固件安装孔240，如图2和4中所示。端板30也包括紧固件安装孔(图中未示出)。端板20和30的紧固件安装孔是贯穿端板厚度的通孔。在本发明中，端板厚度是指端板沿旋转轴线X的方向的尺寸。端板20的紧固件安装孔240、端板30的紧固件安装孔和主体10 的紧固件通孔140一一对应，它们彼此连通以形成供紧固件40穿过的中空空间。

在组装过程中，紧固件40从端板20的一侧首先穿过端板20的紧固件安装孔240，然后穿过主体10的相应紧固件通孔140，最后从端板30的紧固件安装孔伸出，并在端板30的外侧进行固定，例如，在紧固件为螺栓的情况下，可以将螺母固定在螺栓的另一端来将其固定。由此，将主体10及其两端的端板20和30牢固地组装在一起，且端板20和30以足够的挤压力将堆叠片夹持在它们之间。

为了解决现有技术中电机高速旋转时紧固件弯曲变形的问题，本发明提出在紧固件40安装之后在电机转子的主体10的紧固件通孔140中填充胶水，即，将将胶水注入紧固件40与紧固件通孔140的内壁之间的空间中。胶水固化后能够在电机高速旋转时为紧固件提供有力的支撑，防止其由于离心力二造成的变形。为此，在本发明的技术方案中，至少一个端板(在图中所示的例子中为驱动侧端板20)可设置有贯穿该端板20的厚度的胶水进入孔210，如图1和2所示的。胶水进入孔210与紧固件通孔140(图3)之间设置有流体连通通道，以允许胶水从该端板20外侧经由胶水进入孔210进入，然后流经流体连通通道，最后流入紧固件通孔140中。

下面通过例子来具体描述胶水进入孔210与紧固件通孔140之间的流体连通通道的设置方式。

图1至7示出了根据本发明的电机转子的第一实施例。首先，请参考图 2和5，图2和图5分别以正视图和立体图示出了端板20朝向电机转子1的主体10的一侧，也称为背侧21。

在端板20的背侧21上可设置有第一连通槽260。为了清楚简要，仅标出了其中一个第一连通槽260。该第一连通槽260为设置在端板20背侧上的凹槽，其与胶水进入孔210连通，由此流入胶水进入孔210的胶水能够流通到第一连通槽260中。胶水进入孔210还与电机转子1的主体10中的紧固件通孔140(图3)连通，由此，第一连通槽260中的胶水能够流入相应的紧固件通孔140中。则胶水进入孔210与紧固件通孔140之间的流体连通通道由第一连通槽260和主体10的面向端板20的面11(图3)界定，如图1 所示的。

在一个优选的实施方式中，第一连通槽260可还与端板20上的紧固件安装孔240流体连通，以经由紧固件安装孔240与主体10的紧固件通孔140 连通，如图2和图5所示的。在一个可能的实施例中，在垂直于旋转轴线X 的径向平面中，胶水进入孔210与紧固件通孔140具有重叠区域。

下面参考图6的局部放大图以及图7的截面图来描述根据本发明第一实施例的一个优选的例子。

在图6中，电机转子的主体10、端板20以及紧固件40均已组装在位，且永磁体111也已安装在主体10中。为了安装永磁体，主体10设置有从其一端延伸至另一端的磁体安装槽110和120，它们可以为沿旋转轴线X延伸穿过主体10的通孔。在垂直于旋转轴线X的径向平面中，磁体安装槽110 和120具有大致细长的梯形形状(图3)，但它们可具有不同的长度和宽度，这可根据需要进行设置。磁体安装槽110和120可成组地设置，在图3所示的例子中，两个磁体安装槽110和两个磁体安装槽120为一组，共设置有8 组，每组磁体安装槽之间设置有一个紧固件通孔140。多组磁体安装槽和多个紧固件可绕旋转轴线X均匀地分布在主体10中。

端板20上设置有与磁体安装槽110相对应的磁体进入开口220，例如磁体进入开口220沿旋转轴线X的方向与磁体安装槽110连通，由此，在端板安装之后可以使永磁体111经由磁体进入开口220插入到主体10的磁体安装槽110中。

在所示的优选例子中，胶水进入孔210即是磁体进入开口220，也就是说，其兼起允许胶水经由其填充到紧固件通孔140中以及允许永磁体经由其安装到主体10的永磁体安装槽110中的作用。

在电机转子1的主体10、其两侧端板20和30、以及紧固件40装配在一起之后再通过该兼用孔口插入永磁体和填充胶水，一方面使得可以避免胶水的固化和胶水在电机高速旋转期间的高转子温度下的软化对堆叠片的挤压力造成不利影响(例如，对堆叠片的挤压力减小，因此堆叠片间隙会增大，且端板的夹持作用减小以及紧固件会松掉，从而削弱电机转子的结构强度及刚度)，另一方面可以通过一次填充胶水的操作就能够将永磁体安装槽110和紧固件通孔140中灌入胶水，简化了操作，也使得端板的加工更加简单。

图7示意性地示出了根据第一实施例的电机转子的局部截面图。图7沿紧固件40的延伸轴线所在的平面截取，其仅是示意性的，用来解释根据本发明的技术方案。如图7所示，且结合图2、3和6，第一连通槽260和主体 10的面向端板20的面11界定了胶水进入孔210与紧固件通孔140之间的流体连通通道。在组装过程中，胶水先进入胶水进入孔210，然后进入第一连通槽260，之后进入紧固件通孔140；在胶水进入孔同时还是磁体进入开口的情况下，胶水也同时流入磁体安装槽110中，如图7中箭头所示的。

在另一未示出的实施例中，胶水进入孔210可以是不同于磁体进入开口 220的注胶口，即它们是端板上的不同开孔口。

在图1-7所示的例子中，端板20的紧固件安装孔240的两侧均设置有胶水进入孔210，因理解，也可以仅在紧固件安装孔240的一侧或其周围多个位置设置有胶水进入孔210。

图8-10示出了根据本发明第二实施例的电机转子，其与第一实施例的不同之处在于主体10上设置有第二连通槽160，而胶水进入孔210主体10 上的紧固件通孔140之间的流体连通通道由设置第二连通槽160与端板20 的面向主体10的面21界定。第二连通槽160是主体10上的凹槽，其与紧固件通孔140连通。胶水从胶水进入孔210进入，然后进入第二连通槽160，之后流入紧固件通孔140。

下面介绍根据本发明的电机转子1的组装方法，所述组装方法包括以下步骤：

提供主体10，如上所述，主体10沿电机的旋转轴线X延伸且由一组堆叠的片形成，主体10设置有紧固件通孔140；

提供端板20、30，端板20、30沿旋转轴线X的方向设置在主体10的两端以将该组堆叠片夹持在端板20和30之间，端板20、30设置有与紧固件通孔相对应的紧固件安装孔240，其中，至少一个端板(例如驱动侧端板 20)设置有贯穿该端板的厚度的胶水进入孔210，胶水进入孔210与紧固件通孔140之间设置有流体连通通道；

提供紧固件40，紧固件40延伸穿过端板20的紧固件安装孔240、紧固件通孔140以及端板30的紧固件安装孔，以将该组堆叠的片夹持在端板20 和30之间；

然后提供胶水，使得所述胶水从该端板外侧经由所述胶水进入孔流入所述紧固件通孔中。

如前所述，流体连通通道可由设置在端板20上的第一连通槽260和主体10的面向端板20的面界定；或者，流体连通通道由设置在主体10上的第二连通槽160与端板20的面向主体10的面界定。

在胶水进入孔是磁体进入开口的情况下，经由该孔口将永磁体插入到主体10的磁体安装槽中。胶水可在磁体安装之前或安装之后被注入。

根据本发明的另一方面，提出了一种电机，该电机包括如前所述的电机转子。其可以实现如前所述的电机转子的功能，并具有如前所述的优点。

根据本发明的另一方面，提出了一种机动车辆，其包括如前所述的电机。

所述机动车辆可以为插电式混合动力电动汽车(Plug-in Hybrid Electricvehicle)，或者其也可以为电池电动汽车(Battery Electric vehicle)或其他类型的机动车辆。基于上述，所述机动车辆可以实现如前所述的电机部件及电机的功能，并具有如前所述的优点。

本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

上面是对本发明的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本发明的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本发明的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本发明范围内。应当理解，上面是对本发明的说明，而本发明不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种电机转子(1)，包括：

主体(10)，沿电机的旋转轴线延伸，该主体由一组堆叠的片形成且设置有紧固件通孔(140)；

端板(20、30)，沿所述旋转轴线的方向设置在所述主体(10)的两端以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间，所述端板设置有与所述紧固件通孔(140)相对应的紧固件安装孔(240)；

紧固件(40)，延伸穿过所述端板的紧固件安装孔(240)和所述主体中的紧固件通孔(140)，以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间；

其中，至少一个端板(20)设置有贯穿该端板的厚度的胶水进入孔(210)，所述胶水进入孔与所述紧固件通孔(140)之间设置有流体连通通道以允许胶水从该端板(20)外侧经由所述胶水进入孔(210)流入所述紧固件通孔中。

2.如权利要求1所述的电机转子，其中，所述流体连通通道由设置在所述至少一个端板(20)上的第一连通槽(260)和所述主体的面向该端板的面界定。

3.如权利要求1所述的电机转子，其中，所述流体连通通道由设置在所述主体上的第二连通槽(160)与所述至少一个端板的面向所述主体的面界定。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电机转子，其中，所述主体设置有从所述主体的一端延伸至另一端的磁体安装槽，所述至少一个端板上设置有与所述磁体安装槽相对应的磁体进入开口(220)。

5.如权利要求4所述的电机转子，其中，所述胶水进入孔是所述磁体进入开口。

6.如权利要求4所述的电机转子，其中，所述胶水进入孔是不同于所述磁体进入开口的注胶口。

7.如权利要求1至3中任一项所述的电机转子，其中，所述紧固件是螺栓。

8.一种电机，包括如权利要求1至7中任一项所述的电机转子。

9.一种车辆，包括如权利要求8所述的电机。

10.一种电机转子的组装方法，包括：

提供主体，所述主体沿电机的旋转轴线延伸且由一组堆叠的片形成，所述主体设置有紧固件通孔；

提供端板，所述端板沿所述旋转轴线的方向设置在所述主体的两端以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间，所述端板设置有与所述紧固件通孔相对应的紧固件安装孔，其中，至少一个端板设置有贯穿该端板的厚度的胶水进入孔，所述胶水进入孔与所述紧固件通孔之间设置有流体连通通道；

提供紧固件，所述紧固件延伸穿过所述紧固件安装孔和所述紧固件通孔，以将所述一组堆叠的片夹持在所述端板之间；

提供胶水，使得所述胶水从该端板外侧经由所述胶水进入孔流入所述紧固件通孔中。

11.如权利要求10所述的组装方法，其中，所述流体连通通道由设置在所述至少一个端板上的第一连通槽和所述主体的面向所述端板的面界定。

12.如权利要求10所述的组装方法，其中，所述流体连通通道由设置在所述主体上的第二连通槽与所述端板的面向所述主体的面界定。

13.如权利要求10至12中任一项所述的组装方法，其中，所述主体设置有从所述主体的一端延伸至另一端的磁体安装槽，所述至少一个端板上设置有与所述磁体安装槽相对应的磁体进入开口。

14.如权利要求13所述的组装方法，其中，所述胶水进入孔是所述磁体进入开口。

15.如权利要求13所述的组装方法，其中，所述胶水进入孔是不同于所述磁体进入开口的注胶口。

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