CN116707188A - 轴向磁场电机转子 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轴向磁场电机转子，其包括一转子本体和至少一膜片，所述转子本体包括一转子盘、多个磁钢和一限位环，所述转子盘包括一基板和多个支撑板，所述支撑板被向外延伸于所述基板的周缘，多个所述磁钢分别被固定向外延伸于所述基板，并与所述支撑板间隔设置，所述限位环被套接于所述磁钢外周缘，以使所述磁钢固定于所述基板和所述限位环之间；所述转子本体轴向的至少一侧设置有至少一所述膜片，所述膜片被保持于所述磁钢和所述限位环上，并提升转子轴向侧的平整度，防止限位环因转子高速旋转而失效，进而避免磁钢晃动，甚至脱离，有效延长转子的使用寿命和工作效率。
Description
本申请是2021年7月1日提出，申请号为2021107457643，名称为“转子及其制造设备和制造方法”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明涉及转子技术领域，尤其涉及一种轴向磁场电机转子。
背景技术
径向磁场电机和轴向磁场电机(也叫盘式电机)是电机领域的两大分支，盘式电机以其轴向尺寸小、效率高等特点，越来越被广泛应用。
现有技术中，盘式电机的转子主要包括转子盘和磁钢，转子盘具有固定磁钢的卡槽，磁钢被固定于卡槽内，并利用胶水或限位环等进行固定。而转子在长期且高速旋转过程中，其离心力会对限位环产生很大应力，影响了限位环对磁钢的固定效果，进而降低了转子的使用效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种提升对所述磁钢在径向、轴向和轴向的固定，并且防止磁钢晃动甚至脱离的轴向磁场电机转子。
本发明提供了一种轴向磁场电机转子，包括一转子本体和至少一膜片，所述转子本体包括一转子盘、多个磁钢和一限位环，所述转子盘包括一基板和多个支撑板，所述支撑板被向外延伸于所述基板的周缘，多个所述磁钢分别被固定向外延伸于所述基板，并与所述支撑板间隔设置，所述限位环被套接于所述磁钢外周缘，以使所述磁钢固定于所述基板和所述限位环之间；
所述转子本体轴向的至少一侧设置有至少一所述膜片，所述膜片被保持于所述磁钢和所述限位环上，并提升所述转子轴向侧的平整度。
作为优选的实施例，所述膜片被保持在所述转子本体的磁钢、限位环和转子盘上。
作为优选的实施例，所述膜片具有内边缘以及相对于所述内边缘的外边缘，所述膜片的内边缘被设置于所述基板上，所述膜片的外边缘被设置于所述限位环上，以使所述磁钢被所述膜片完全覆盖。
作为优选的实施例，所述膜片具有多个散热孔，所述散热孔相对于所述磁钢被保持，并且所述散热孔的横截面小于所述磁钢的横截面。
作为优选的实施例，所述膜片具有内边缘以及相对于所述内边缘的外边缘，所述膜片的内边缘被设置于所述支撑板和所述磁钢上，所述膜片的外边缘被设置于所述限位环上，以使所述磁钢被所述膜片部分覆盖。
作为优选的实施例，所述膜片和所述磁钢的数量相等且一一对应，所述膜片与所述磁钢外轮廓的形状相适配，并且所述磁钢与所述基板、所述支撑板和所述限位环之间的连接位置均被所述膜片覆盖。
作为优选的实施例，所述转子本体轴向的两侧分别设置有所述膜片，所述磁钢轴向的一侧被所述膜片覆盖，所述磁钢轴向的另一侧被所述膜片部分暴露。
作为优选的实施例，所述膜片和/或所述转子盘表面均具有结合部。
作为优选的实施例，所述膜片上的结合部呈网格状，所述转子盘上的结合部呈直线形；
或者所述膜片上的结合部呈直线形，所述转子盘上的结合部呈网格状。
作为优选的实施例，所述膜片利用热熔或胶水固定于所述磁钢和所述限位环上。
作为优选的实施例，所述膜片为聚丙烯膜。
与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
通过在所述转子本体轴向的至少一侧覆膜，并使膜片被保持于所述磁钢和所述限位环上，让所述磁钢和所述限位环之间的连接更加稳固，以对所述磁钢的轴向运动进行阻挡，同时提高所述转子本体表面的平整度，防止所述限位环因所述转子高速旋转而失效，进而避免所述磁钢晃动，甚至脱离，有效延长所述转子的使用寿命和工作效率。所述膜片的形状多样，可连接于所述磁钢、所述限位环和转子盘上，以使所述磁钢被部分暴露或未暴露，在部分暴露的结构，所述磁钢通过其暴露的部分进行散热。所述膜片的外边缘位于所述限位环的内外端面之间，防止所述膜片的外边缘超出所述限位环外，而影响所述膜片在所述转子本体上的粘结性。另外，所述转子盘由多层基材叠合而成，并且所述膜片和/或所述转子盘表面均具有结合部，提升了所述膜片和所述转子盘的结合效果。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1为本发明所述转子的第一实施例的结构示意图；
图2为本发明所述转子的第二实施例的结构示意图；
图3为本发明所述转子的第三实施例的结构示意图；
图4为本发明所述转子的第四实施例的结构示意图；
图5为本发明所述转子的左视图；
图6为本发明所述转子本体的结构示意图；
图7为本发明所述转子本体的局部剖视图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
如图1至图7所示，所述轴向磁场电机转子，包括：
一转子本体100，所述转子本体包括一转子盘110、多个磁钢120和一限位环130，所述转子盘110包括一基板111和多个支撑板112，所述支撑板112被向外延伸于所述基板111的周缘，多个所述磁钢120分别被固定向外延伸于所述基板111，并与所述支撑板112间隔设置，所述限位环130被套接于所述磁钢120外周缘，以使所述磁钢120固定于所述基板111和所述限位环130之间；
至少一膜片200，所述膜片200被保持于所述磁钢120和所述限位环130上。
所述磁钢120被插接于相邻的两个所述支撑板112之间，并固定于所述基板111和所述限位环130之间，以使所述磁钢120的径向受所述基板111和所述限位环130进行限位固定，所述磁钢120的周向和轴向受所述支撑板112进行限位固定。另外本发明通过在所述转子本体100轴向的至少一侧覆膜，并使膜片200被保持于所述磁钢120和所述限位环130上，让所述磁钢120和所述限位环130之间的连接更加稳固，以对所述磁钢120的轴向运动进行阻挡，同时提高所述转子本体100表面的平整度，防止所述限位环130因所述转子本体100高速旋转而失效，进而避免所述磁钢120脱离，有效延长所述转子本体100的使用寿命和工作效率。
如图1所示，所述基板111呈圆形，所述支撑板112呈细长形，所述支撑板112沿着所述基板111的周缘等距间隔设置，以使相邻的两个所述支撑板112之间界定了用于容纳所述磁钢120的空间，并且该空间与所述磁钢120的形状相适配，均呈扇形，进而使所述磁钢120紧密配合在相邻的两个所述支撑板112之间，以实现所述转子盘110对所述磁钢120的周向和轴向上的固定。
具体地，所述支撑板112被一体连接于所述基板111上，两者在所述基板111轴向上的尺寸一致，且均较小，进而适用于轴向尺寸较小的盘式电机。
如图7所示，所述磁钢120具有两卡槽121，两所述卡槽121被保持于所述磁钢120周向的两侧；所述支撑板112具有两卡条1121，两所述卡条1121被保持于所述基板111周向的两侧，以使所述磁钢120插接于相邻的两个所述支撑板112之后，所述卡条1121被限位于所述卡槽121内，以对所述磁钢120的轴向进行固定。
详细地说明，所述卡槽121能沿着所述磁钢120径向延伸至所述磁钢120的内外周缘上，所述卡条1121沿着所述支撑板112的长度方向延伸至所述支撑板112的内外端面上，其中所述支撑板112的内端面与所述基板111一体连接，而所述支撑板112的外端面朝外设置。这样，用户可先将所述卡条1121塞入所述卡槽121内，并使所述磁钢120沿着所述支撑板112的长度方向且插入于相邻的两个所述支撑板112之间。需要说明的是，所述支撑板112的长度方向、所述磁钢120的径向分别与所述基板111的径向一致。
如图6所示，所述限位环130呈环形，且套接于所述磁钢120的外周缘以使所述磁钢120固定于所述基板111和所述限位环130之间，进而对所述磁钢120的径向固定。其中所述支撑板112的长度与所述磁钢120的径向长度可一致，这样所述限位环130能够同时套接于所述磁钢120的外周缘，以及所述支撑板112的外端面上，防止所述支撑板112与所述限位环130之间存在间隙而影响固定效果。
所述转子盘110、所述磁钢120和所述限位环130在所述转子盘110轴向上的尺寸一致，均较小，以适用于轴向尺寸较小的盘式电机。
所述转子盘110、所述磁钢120和所述限位环130之间可采用胶水、紧固件或限位结构等进行进一步连接。以紧固件为例，所述紧固件穿过所述限位环130，且与所述支撑板112锁紧，以使所述限位环130能够连接在所述支撑板112上。以限位结构为例，所述限位环130和所述支撑板112均具有相互限位的结构，以连接所述限位环130和所述支撑板112。以胶水为例，可先将所述转子盘110、所述磁钢120和所述限位环130进行组装，然后在接缝处注胶，当然也可现在零件上涂胶，然后进行组装。
所述膜片200可利用热熔固定于所述磁钢和所述限位环上，即所述膜片200自身具有粘性，并在受热后释放粘性，利用该粘性并冷却固化于所述磁钢和所述限位环上。所述膜片200可为聚丙烯膜(又称PP膜)等。当然所述膜片200可利用胶水进行固定。
所述膜片200被保持于所述磁钢120和所述限位环130上，连接所述磁钢120和所述限位环130，以对所述磁钢120轴向上进行固定，并同时提升转子本体100表面的平整度。当然所述膜片可被保持在所述转子本体100的磁钢120、限位环130和转子盘110上，以进一步提升所述磁钢120的连接效果，进而防止所述磁钢120在所述转子盘110上晃动，甚至出现脱离现象。
所述膜片200的形状可各异，只要所述膜片200能够全部或部分覆盖到所述磁钢120分别所述转子盘110和所述限位环130的连接位置，以下通过四个实施例来介绍：
第一实施例
如图1所示，所述膜片200具有内边缘210以及相对于所述内边缘210的外边缘220，所述膜片200的内边缘210被设置于所述基板111上，所述膜片200的外边缘220被设置于所述限位环130上，以使所述磁钢120被所述膜片200覆盖。
所述膜片200呈环形，所述膜片200的内边缘210和外边缘220分别位于所述磁钢120径向的两侧，并且所述膜片200的内边缘210位于所述基板111上，所述膜片200的外边缘220位于所述限位环130上，可见，所述膜片200分别与所述磁钢120、所述基板111和所述限位环130均有相应连接，提升了所述膜片200对的磁钢120的连接效果。
由上述可知，所述膜片200径向上的尺寸，大于所述磁钢120径向上的尺寸，所述膜片200除了能够覆盖整个所述磁钢120外，还同时覆盖整个所述支撑板112。
作为优选地，所述膜片200的外边缘220位于所述限位环130的内外端面之间，防止所述膜片200的外边缘220超出所述限位环130外，而影响所述膜片200在所述转子本体100上的粘结性，例如所述膜片200的外边缘220随着时间而发生翘起，进而造成所述膜片200的脱落。其中所述限位环130的内端面抵接于所述磁钢120的外周缘上，所述限位环130的外端面朝外设置。
进一步说明，所述限位环130外端面的直径，其大于所述膜片200的外边缘220的直径，进而使所述膜片200的外边缘220位于所述限位环130的内外端面之间。
所述限位环130的内边缘210至所述磁钢120内周缘之间的距离，其小于或等于所述限位环130的外边缘220至所述磁钢120外周缘之间距离的2倍，优选为1.5倍。
另外所述限位环130内外端面之间的距离(即所述限位环130径向上尺寸)，其小于或等于所述限位环130的外边缘220至所述磁钢120外周缘之间距离的2倍，优选为1.5倍。
第二实施例
如图2所示，与第一实施例不同在于，所述膜片200的内边缘210被设置于所述支撑板112和所述磁钢120上。
所述膜片200的外边缘220位于所述限位环130的内外端面之间，并且所述膜片200径向上的尺寸与所述磁钢120径向上尺寸之比，其小于等于1/2。此时所述磁钢120靠近所述限位环130的一侧被覆盖，而所述磁钢120靠近所述基板111一侧被暴露，这样在保证对所述磁钢120连接效果的同时，还能使所述磁钢120进行散热。可见所述膜片200部分覆盖所述磁钢120，能够使露在所述膜片200外的磁钢进行散热。
进一步地，所述膜片200的内边缘210至所述磁钢120外周缘之间的距离，与所述磁钢120径向上尺寸之比大于等于1/2。
另外所述限位环130内外端面之间的距离(即所述限位环130径向上尺寸)，其小于或等于所述限位环130的外边缘220至所述磁钢120外周缘之间距离的2倍，优选为1.5倍。
第三实施例
如图3所示，所述膜片200与所述磁钢120外轮廓的形状相适配，并且所述磁钢120与所述基板111、所述支撑板112和所述限位环130之间的连接位置均被所述膜片200覆盖。
所述膜片200的中间镂空，以使所述磁钢120的中间位置露出以进行散热，仅只有所述磁钢120与所述基板111、所述支撑板112和所述限位环130之间的连接位置被所述膜片200覆盖。
其中，所述膜片200与所述磁钢120的数量一致，并逐一将所述膜片200放置到所述磁钢120的相应位置，利用制造设备进行一次热压成型。
另外所述膜片200没有超出至所述限位环130外，以防止所述膜片200失效。
第四实施例
如图4所示，与第一实施例不同在于，所述膜片200具有多个散热孔230，所述散热孔230相对于所述磁钢120地被保持，并且所述散热孔230的横截面小于所述磁钢120的横截面。这样在保证对所述磁钢120连接效果的同时，还能使所述磁钢120进行散热。
所述散热孔230与所述磁钢120的数量可一致，并且所述散热孔230也呈扇形，当然也可呈其它形状，例如方形、圆形或三角形等。
综上，所述膜片200的形状多样，可连接于所述磁钢120、所述限位环130和转子盘110上，以使所述磁钢120被部分暴露或未暴露，在部分暴露的结构，所述磁钢120通过其暴露的部分进行散热。另外，所述膜片200的外边缘220位于所述限位环130的内外端面之间，防止所述膜片200的外边缘220超出所述限位环130外，而影响所述膜片200在所述转子本体100上的粘结性。
如图5所示，所述膜片200的数量为至少两个，两个所述膜片200被保持在所述转子本体100轴向的两侧。通过在所述转子本体100轴向两侧分别设置所述膜片200，有效提升对所述磁钢120轴向的固定效果。
更优选地，所述转子本体100轴向的每一侧均设置有两层所述膜片200。
需要说明的是，所述转子本体100轴向两侧的膜片200形状不同，例如所述转子本体100轴向的一侧采用第一实施例的所述膜片200，另一侧采用第二至第四实施例中任一所述膜片200，这样能使所述磁钢120一侧被所述膜片200覆盖，另一侧被所述膜片200部分暴露，不仅提升了所述膜片200对所述磁钢的连接效果，还提升散热性能。
所述膜片200和/或所述转子盘110表面均具有结合部，所述结合部被微微突出于所述膜片200和所述转子盘110表面，以增加两者的摩擦，防止出现两者无法对中的情况，进而影响后续热压作业，同时还能提升两者结合性能。
在一个实施例中，所述膜片200上的结合部呈网格状，所述转子盘110上的结合部呈直线形，并且多个直线间隔设置。
在另一个实施例中，所述膜片200上的结合部呈直线形，所述转子盘110上的结合部呈网格状。
所述转子盘110包括多层基材，多层基材被叠合热压以形成所述转子盘。所述基材可采用复合材料，并在热压下热熔固定。其中所述转子盘110为实体结构，其不为空心结构，不仅提升转子盘110的结构强度，还能够使所述膜片200和所述转子盘110在热压下进行有效粘合，进而提升两者的结合效果。
综上所述，通过在所述转子本体100轴向的至少一侧覆膜，并使膜片200被保持于所述磁钢120和所述限位环130上，让所述磁钢120和所述限位环130之间的连接更加稳固，以对所述磁钢120的轴向运动进行阻挡，同时提高所述转子本体100表面的平整度，防止所述限位环130因所述转子本体100高速旋转而失效，进而避免所述磁钢120晃动，甚至脱离，有效延长所述转子本体100的使用寿命和工作效率。所述膜片200的形状多样，可连接于所述磁钢120、所述限位环130和转子盘110上，以使所述磁钢120被部分暴露或未暴露，在部分暴露的结构，所述磁钢120通过其暴露的部分进行散热。所述膜片200的外边缘220位于所述限位环130的内外端面之间，防止所述膜片200的外边缘220超出所述限位环130外，而影响所述膜片200在所述转子本体100上的粘结性。另外，所述转子盘110由多层基材叠合而成，并且所述膜片200和/或所述转子盘110表面均具有结合部，提升了所述膜片200和所述转子盘110的结合效果。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利采用范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。
Claims (10)
1.一种轴向磁场电机转子，其特征在于，包括一转子本体(100)和至少一膜片(200)，所述转子本体(100)包括一转子盘(110)、多个磁钢(120)和一限位环(130)，所述转子盘(110)包括一基板(111)和多个支撑板(112)，所述支撑板(112)被向外延伸于所述基板(111)的周缘，多个所述磁钢(120)分别被固定向外延伸于所述基板(111)，并与所述支撑板(112)间隔设置，所述限位环(130)被套接于所述磁钢(120)外周缘，以使所述磁钢(120)固定于所述基板(111)和所述限位环(112)之间；
所述转子本体(100)轴向的至少一侧设置有至少一所述膜片(200)，所述膜片(200)被保持于所述磁钢(120)和所述限位环(130)上，并提升所述转子轴向侧的平整度。
2.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)被保持在所述转子本体(100)的磁钢(120)、限位环(130)和转子盘(110)上。
3.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)具有内边缘(210)以及相对于所述内边缘(210)的外边缘(220)，所述膜片(200)的内边缘(210)被设置于所述基板(111)上，所述膜片(200)的外边缘(220)被设置于所述限位环(130)上，以使所述磁钢(120)被所述膜片(200)完全覆盖。
4.如权利要求3所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)具有多个散热孔(230)，所述散热孔(230)相对于所述磁钢(120)被保持，并且所述散热孔(230)的横截面小于所述磁钢(120)的横截面。
5.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)具有内边缘(210)以及相对于所述内边缘(210)的外边缘(220)，所述膜片(200)的内边缘(210)被设置于所述支撑板(112)和所述磁钢(120)上，所述膜片(200)的外边缘(220)被设置于所述限位环(130)上，以使所述磁钢(120)被所述膜片(200)部分覆盖。
6.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)和所述磁钢(120)的数量相等且一一对应，所述膜片(200)与所述磁钢(120)外轮廓的形状相适配，并且所述磁钢(120)与所述基板(111)、所述支撑板(112)和所述限位环(130)之间的连接位置均被所述膜片(200)覆盖。
7.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述转子本体(100)轴向的两侧分别设置有所述膜片(200)，所述磁钢(120)轴向的一侧被所述膜片(200)覆盖，所述磁钢(120)轴向的另一侧被所述膜片(200)部分暴露。
8.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)和/或所述转子盘(110)表面均具有结合部。
9.如权利要求1所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)利用热熔或胶水固定于所述磁钢(120)和所述限位环(130)上。
10.如权利要求1至9任一项所述的轴向磁场电机转子，其特征在于，所述膜片(200)为聚丙烯膜。
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