CN210167871U

CN210167871U - 转子、转子铁芯以及无刷电机

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Publication number: CN210167871U
Application number: CN201921373964.5U
Authority: CN
Inventors: 王奇; 谢春生; 孙涛
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Automotive Wuhu Co Ltd
Priority date: 2019-08-22
Filing date: 2019-08-22
Publication date: 2020-03-20
Anticipated expiration: 2029-08-22

Abstract

本实用新型涉及一种转子，所述转子用于无刷电机，所述转子包括转子铁芯、多个磁体和转子轴，所述转子轴安装在转子铁芯内部。转子铁芯包括至少一个第一冲片和至少一个第二冲片，其中，至少一个第一冲片与至少一个第二冲片叠置而形成所述转子铁芯。第一冲片各自包括沿着转子铁芯的周向间隔分布的多个固定部件，所述固定部件用于将所述多个磁体沿着转子铁芯的周向固定地布置在该转子铁芯的外围，转子还包括至少一个弹性部件，所述弹性部件在转子铁芯的周向上设置在周向相邻的固定部件之间并且抵靠着磁体。本实用新型还涉及一种转子铁芯以及包括前述转子的无刷电机。

Description

转子、转子铁芯以及无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体地说，涉及一种无刷电机的转子及包含该无刷电子转子的无刷电机。

背景技术

在无刷电机领域有一种转子设计，称为表贴式转子，其一般采用包塑方式将磁体与转子铁心包塑在一起。

现有的表贴式转子设计具有如下问题：1)包塑工艺复杂，生产时间长；2)难以避免注塑件本身的缺陷如熔接痕、飞边等问题；3)塑料在高温和低温环境下容易开裂，导致产品质量不稳定；4)塑料的原材料价格较贵，导致制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无刷电机的转子设计以及包含该转子设计的无刷电机，以解决表贴式转子的前述问题中的至少一者。

为此，本实用新型的基本构思是，提供一种如下的转子设计，通过转子铁芯上的固定部件与弹性部件来固定磁体，从而免去了包塑工艺。

根据本实用新型第一方面，提供一种转子，所述转子用于无刷电机，所述转子包括：转子铁芯；多个磁体；和转子轴，所述转子轴安装在转子铁芯内部；所述转子铁芯包括至少一个第一冲片和至少一个第二冲片，其中，至少一个第一冲片与至少一个第二冲片叠置而形成所述转子铁芯，第一冲片各自包括沿着转子铁芯的周向间隔分布的多个固定部件，所述固定部件用于将所述多个磁体沿着转子铁芯的周向固定地布置在该转子铁芯的外围，所述转子还包括至少一个弹性部件，所述弹性部件在转子铁芯的周向上设置在周向相邻的固定部件之间并且抵靠着磁体。

有利的是，第一冲片的固定部件构造成Y形结构，所述Y形结构沿着转子铁芯的径向向外突出。

有利的是，所述Y形结构包括位于该Y形结构两侧的侧凹部，并且每一个磁体包括沿着平行于转子铁芯的轴向的方向延伸的两个侧边缘，所述两个侧边缘分别与周向相邻的固定部件的彼此相对的侧凹部配合，使得磁体被卡在所述周向相邻的固定部件之间。

有利的是，所述弹性部件是V形弹簧，所述弹簧包括两个细长的分支部分。

有利的是，第一冲片和第二冲片的周边设有朝向磁体开口的多个槽口，所述槽口构造成：当第一冲片和第二冲片被叠置而形成所述转子铁芯后，所述槽口沿着平行于转子铁芯的轴向的方向对齐，从而在转子铁芯的周边形成沿平行于所述轴向的方向延伸的多个凹槽，使得所述弹簧能够分别装配在所述凹槽中并且能够抵靠着磁体以对该磁体施加向外的弹性力。

有利的是，弹性部件包括沿着转子铁芯的周向间隔分布在第一冲片或第二冲片的周边上的多个径向突起。

有利的是，磁体被装配成使得所述径向突起至少部分地朝向转子铁芯弯折，从而所述径向突起的弯折部分能够抵靠着磁体并对该磁体施加向外的弹性力。

有利的是，第二冲片或第一冲片的周边在对应于径向突起的位置处设有凹口，所述凹口用于容纳径向突起的弯折部分。

有利的是，第一冲片、第二冲片和/或弹性部件由硅钢制成。

有利的是，第一冲片和/或第二冲片与弹性部件一体成型。

根据本实用新型第二方面，提供一种转子铁芯，所述转子铁芯用于无刷电机的转子，所述转子铁芯包括至少一个第一冲片和至少一个第二冲片，其中，至少一个第一冲片与至少一个第二冲片叠置而形成所述转子铁芯，所述第一冲片各自包括沿着该第一冲片的周向间隔分布的多个固定部件，所述固定部件用于将所述多个磁体沿着转子铁芯的周向固定地布置在该转子铁芯的外围。

根据本实用新型第三方面，提供一种无刷电机，所述无刷电机包括定子、端盖、支撑轴承和电气连接头，所述无刷电机还包括前述的转子。

与现有技术相比，本实用新型提供的无刷电机的转子及包含该转子的电机至少具有以下优点：产品的耐温性能更好，工艺更简单，制造效率更高，并且成本更低。

附图说明

下面参照附图详细说明本实用新型的优选实施例，其中：

图1根据本实用新型一个实施例的无刷电机转子的示意性立体图，其中，未示出转子轴；

图1A是图1所示的无刷电机转子的横截面的局部放大视图；

图2是根据本实用新型一个实施例的转子铁芯的示意性立体图；

图3A、3B和3C分别是图2所示的转子铁芯的第一冲片和第二冲片的平面图以及第一冲片的局部放大视图；

图4是根据本实用新型一个实施例的无刷电机转子的弹性部件的示意性立体图；

图5是根据本实用新型另一个实施例的转子铁芯的示意性立体图，其中，转子铁芯尚未与磁体组装在一起；

图6A和6B分别是图5所示的转子铁芯的第一冲片和第二冲片的平面图；

图6C是图6A所示的第一冲片的局部放大视图；以及

图7是图5所示的转子铁芯在与磁体组装之后的局部放大立体图，其中，未示出磁体。

具体实施方式

下面将参照附图并通过优选实施例来描述本实用新型所述的无刷电机的转子及包含该转子的无刷电机。

典型的无刷电机的转子可包括圆柱体形的转子铁芯和转子轴(未示出)，且转子轴安装在转子铁芯内部、具体地说安装在转子铁芯的中心轴孔中，以使得转子铁芯可以带动转子轴一起转动。转子铁芯的材料优选为硅钢。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的无刷电机转子R，该转子R可以包括转子铁芯100或100’(参见图2和图5)、多个磁体200以及转子轴(未示出)。转子轴可以安装在转子铁芯内部，这一点本身是所属技术领域已知的，在此不再赘述。

图1A以放大视图示出了无刷电机转子R的横截面的一个细部。如图1A所示，转子R还包括弹性部件4，该弹性部件4在转子铁芯100的周向上设置在周向相邻的固定部件11之间并且抵靠着磁体200，以对磁体200施加向外(即朝向转子铁芯100的径向外部)的弹性力。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的转子铁芯100。该转子铁芯100可以包括至少一个第一冲片1和至少一个第二冲片2。由至少一个第一冲片1组成的第一冲片单元与由至少一个第二冲片2组成第二冲片单元沿转子铁芯100的轴向交替且叠加地布置，从而进一步增强转子的机械结构稳定性。本领域技术人员可以理解，各个冲片单元的冲片数量可以根据单个冲片的厚度并且考虑到转子的电磁性能与机械性能的平衡而定，例如可以是一个、两个、三个或者更多个。

如图2所示，每一个第一冲片1可以包括沿着转子铁芯100的周向间隔分布的多个固定部件11。当将转子铁芯100和磁体200(参见图1)组装在一起时，固定部件11可以将多个磁体200沿着转子铁芯100的周向固定地布置在该转子铁芯100的外围。

图3A和3B分别示出了图2所示的转子铁芯的第一冲片1和第二冲片2。如图3A所示，第一冲片1的固定部件11可以构造成Y形结构，该Y形结构沿着转子铁芯100的径向向外突出。如图3C进一步所示，Y形结构可以包括位于该Y形结构两侧的侧凹部110和位于Y形结构中间的中凹部111。每一个磁体200可以包括沿着平行于转子铁芯100的轴向的方向延伸的两个侧边缘(参见图1)。这两个侧边缘分别与周向相邻的固定部件11的彼此相对的侧凹部110配合，以使得磁体被卡在所述周向相邻的固定部件11之间(参见图1A)。

在本实施例中，弹性部件4是V形弹簧，如图4所示。在安装状态下，该V形弹簧被转子铁芯100和磁体200夹持，使其两个细长的分支部分被压缩成大致沿着平行于转子铁芯100的轴向的方向延伸，从而能够对磁体200施加向外的弹性力、即向外的推力。

如图3A和3B所示，第一冲片1和第二冲片2的周边可以设有多个分别朝向相应的磁体200开口的槽口13。槽口13可以以下述方式构造，即，当第一冲片1和第二冲片2被叠置而形成转子铁芯100后，所述槽口13沿着平行于转子铁芯100的轴向的方向对齐，从而在转子铁芯100的周边形成沿平行于所述轴向的方向延伸的多个凹槽，使得V形弹簧可以分别装配在所述凹槽中并且能够抵靠着磁体200以对该磁体200施加弹性力。

由此，从转子铁芯100的径向上观察，弹簧布置在转子铁芯100与磁体200之间，并且转子铁芯100的Y形结构11与弹性部件4(在此实施例中是V形弹簧)相协作以限制磁体200的在多个自由度上的运动，包括沿转子铁芯100的切向方向的移动、沿着平行于转子铁芯100的轴向的方向的移动以及径向向外的移动。此外，当转子铁芯100包括多个前述的第一冲片1时，周向相邻的固定部件11可以包括两组沿平行于转子铁芯100的轴向的方向分布的Y形结构，因此，可以限制磁体200的枢转运动。

有利的是，Y形结构11还可以具有位于该结构中部的中凹部111。该中凹部111有助于减少漏磁。

图5示出了根据本实用新型另一个实施例的转子铁芯100’，该转子铁芯100’尚未与磁体组装在一起。该实施例中的转子铁芯100’与图2所示的转子铁芯100的结构基本相同，不同之处主要在于弹性部件的设计和装配。为了简要起见，不再详述转子铁心100’的、与转子铁芯100结构相同的部分，而仅具体说明不同之处。

图6A和6B分别示出了本实施例的转子铁芯100’的第一冲片1’和第二冲片2’，图6C以放大视图示出了图6A所示的第一冲片1’的横截面的一个细部。如图6A-6C所示，第一冲片1’的周边除了设有多个Y形结构11以外，还可以设有多个径向突起12，具体而言，多个Y形结构11与多个径向突起12可以沿着转子铁心100’的周向(亦即第一冲片1’的周向)交替设置，从而可以在每两个相邻的Y形结构11之间设有一个径向突起12，该径向突起12可以朝向将要容纳和装配磁体200的空间延伸。

在本实施例中，弹性部件4可以包括沿着转子铁芯100的周向间隔分布在第一冲片1’或第二冲片2’的周边上的多个径向突起12。当磁体200被装配至转子铁芯100’中时，这些径向突起12可以至少部分地朝向转子铁芯100’弯折(参见图7)，从而径向突起12的弯折部分可以抵靠着磁体200并对该磁体200施加向外的弹性力。

图7示出了图5所示的转子铁芯100’在与磁体200组装之后的一个细部，其中，为了清楚地示出径向突起的弯折部分，去除了磁体200。

如图7所示，第二冲片2’的周边在对应于径向突起12的位置处可以设有凹口13’。凹口13’可以用于容纳径向突起12的弯折部分。

可以设想，径向突起12也可以仅设置在第二冲片2’上，而第一冲片1’上设有用于容纳径向突起12的弯折部分的凹口13’。

有利的是，本实施例中的第一冲片1’和/或第二冲片2’可以与径向突起12一体成型。

此外，对于本实用新型的所有实施例，第一冲片、第二冲片和/或弹性部件可以由硅钢制成。

由此可见，本实用新型提供了一种用于无刷电机转子的转子铁芯100、100’，该转子铁芯100或100’包括至少一个第一冲片1或1’和至少一个第二冲片2或2’，其中，至少一个第一冲片1或1’与至少一个第二冲片2或2’叠置而形成所述转子铁芯100或100’。第一冲片1或1’各自包括沿着该第一冲片1或1’的周向间隔分布的多个固定部件11。这些固定部件用于将多个磁体200沿着转子铁芯100或100’的周向固定地布置在该转子铁芯100或100’的外围。

根据本实用新型的一个实施例，无刷电机(未示出)可以包括定子、端盖、支撑轴承和电气连接头，这些本身是无刷电机技术领域已知的，在此不再赘述。此外，在该实施例中，无刷电机还包括前述的转子R。

工业实用性

本实用新型的无刷电机转子在组装好磁体之后，弹性部件对磁体施加径向向外的推力，使得磁体被紧紧地固定在布置在转子铁芯周边的Y形结构之间，Y形结构本身的构造以及在由弹性部件施加的推力作用下在磁体与Y形结构之间产生的摩擦力保证了磁体被紧固在转子铁芯周围，并且在电机运转时也不会受到外力影响而移动。

与现有技术相比，本实用新型提供的无刷电机的转子及包含该转子的电机不需要利用塑料来固定磁体，因此产品的耐温性能好，同时节省了注塑成本和模具成本。此外，由于免除了注塑工序，因此工艺更加简单，装配效率更高。最后，由于省略了塑料这一部分材料，因此减轻了转子重量，有利于实现产品轻量化。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种组合、更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims

1.一种转子，所述转子用于无刷电机，所述转子包括：

转子铁芯(100；100’)；

多个磁体(200)；和

转子轴，所述转子轴安装在转子铁芯(100；100’)内部；

其特征在于，

所述转子铁芯(100；100’)包括至少一个第一冲片(1；1’)和至少一个第二冲片(2；2’)，其中，至少一个第一冲片(1；1’)与至少一个第二冲片(2；2’)叠置而形成所述转子铁芯(100；100’)，

第一冲片(1；1’)各自包括沿着转子铁芯(100；100’)的周向间隔分布的多个固定部件(11)，所述固定部件用于将所述多个磁体(200)沿着转子铁芯(100；100’)的周向固定地布置在该转子铁芯(100；100’)的外围，

所述转子还包括至少一个弹性部件(4)，所述弹性部件(4)在转子铁芯(100；100’)的周向上设置在周向相邻的固定部件(11)之间并且抵靠着磁体(200)。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，第一冲片(1；1’)的固定部件(11)构造成Y形结构，所述Y形结构沿着转子铁芯(100；100’)的径向向外突出。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述Y形结构包括位于该Y形结构两侧的侧凹部(110)，并且每一个磁体(200)包括沿着平行于转子铁芯(100；100’)的轴向的方向延伸的两个侧边缘，所述两个侧边缘分别与周向相邻的固定部件(11)的彼此相对的侧凹部(110)配合，使得磁体被卡在所述周向相邻的固定部件(11)之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述弹性部件(4)是V形弹簧，所述V形弹簧包括两个细长的分支部分。

5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，第一冲片(1；1’)和第二冲片(2；2’)的周边设有朝向磁体(200)开口的多个槽口(13)，所述槽口构造成：当第一冲片(1；1’)和第二冲片(2；2’)被叠置而形成所述转子铁芯后，所述槽口沿着平行于转子铁芯(100；100’)的轴向的方向对齐，从而在转子铁芯(100；100’)的周边形成沿平行于所述轴向的方向延伸的多个凹槽，使得所述弹簧能够分别装配在所述凹槽中并且能够抵靠着磁体(200)以对该磁体(200)施加向外的弹性力。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，所述弹性部件(4)包括沿着转子铁芯(100；100’)的周向间隔分布在第一冲片(1；1’)或第二冲片(2；2’)的周边上的多个径向突起(12)。

7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，磁体(200)被装配成使得所述径向突起(12)至少部分地朝向转子铁芯(100；100’)弯折，从而所述径向突起的弯折部分能够抵靠着磁体(200)并对该磁体(200)施加向外的弹性力。

8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，第二冲片(2；2’)或第一冲片(1；1’)的周边在对应于径向突起(12)的位置处设有凹口(13’)，所述凹口(13’)用于容纳径向突起(12)的弯折部分。

9.根据权利要求1至3中任一所述的转子，其特征在于，第一冲片(1；1’)、第二冲片(2；2’)和/或弹性部件(4)由硅钢制成。

10.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，第一冲片(1；1’)和/或第二冲片(2；2’)与弹性部件(4)一体成型。

11.一种转子铁芯(100；100’)，所述转子铁芯(100；100’)用于无刷电机的转子，其特征在于，所述转子铁芯(100；100’)包括至少一个第一冲片(1；1’)和至少一个第二冲片(2；2’)，其中，至少一个第一冲片(1；1’)与至少一个第二冲片(2；2’)叠置而形成所述转子铁芯(100；100’)，所述第一冲片(1；1’)各自包括沿着该第一冲片(1；1’)的周向间隔分布的多个固定部件(11)，所述固定部件用于将所述多个磁体(200)沿着转子铁芯(100；100’)的周向固定地布置在该转子铁芯(100；100’)的外围。

12.一种无刷电机，所述无刷电机包括定子、端盖、支撑轴承和电气连接头，其特征在于，所述无刷电机还包括根据权利要求1至10中任一项所述的转子。