CN220711196U - 用于轴向磁通电机的转子、轴向磁通电机及高电压风扇 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于轴向磁通电机(1)的转子(10)。转子(10)包括转子轮(100)、多个永磁体(50)以及保持结构(60)。转子轮(100)包括盘形主体(110)和多个臂(120)。盘形主体(110)限定内圆周(111)和外圆周(114)。多个臂(120)从外圆周(114)径向向外突出到相应的臂末端(123)。多个臂(120)周向地分布在外圆周(114)上。多个永磁体(50)在周向上绕外圆周(114)分布并且在周向上布置在多个臂(120)之间。保持结构(60)附接到转子轮(100)并且附接到多个永磁体(50)，以将多个永磁体(50)保持就位。本实用新型还涉及一种用于高电压风扇(3)的轴向磁通电机(1)和一种用于车辆的高电压风扇(3)。

Description

用于轴向磁通电机的转子、轴向磁通电机及高电压风扇

技术领域

本实用新型涉及一种用于轴向磁通电机的转子、用于高电压风扇的轴向磁通电机及用于车辆的高电压风扇。

背景技术

几十年来，电动机已经在各种技术领域中用于产生动能。电动机(也称为电机或e-马达)是被配置成将电能转化成机械能的电气设备。机械能进而可以用于产生可以用于驱动其他设备的动能。电机通常可以包括容纳在电机外壳中的定子和转子。定子可以被固定就位，转子可以相对于定子运动。常见地，转子可旋转地固定在与转子一起旋转的轴上。轴可以用于将旋转能传递到其他设备。大多数电机利用磁场和绕组电流产生能量。

通常，电动机可以区分为径向磁通电机和轴向磁通电机。

径向磁通电机通常包括转子，转子由绕其圆周承载磁体的圆柱形主体形成。定子被规则地配置成圆柱形的中空体并且在径向上间隔开地围绕转子。定子通常在其内圆周上承载若干个在周向上分布的绕组元件。每个绕组元件包括从定子轭朝向转子在径向上延伸的定子齿。金属的、导电良好的材料(诸如铜)的线缠绕定子齿以形成绕组。当电流施加到绕组时，附接到电机的轴的转子受到由磁场产生的转矩。在径向磁通机中，所产生的磁通是径向磁通。

在轴向磁通机中，转子通常包括盘形转子主体，该盘形转子主体具有通过厚度连接的两个圆形表面。两个圆形表面通常朝向相反的轴向方向。盘形转子主体可以由外边缘和内圆周界定，该内圆周限定用于轴的空间。典型地，至少两个永磁体附接到转子主体的两个圆形表面中的至少一个圆形表面，称为附接表面。定子规则地呈盘形并且布置在与转子在轴向上间隔开的固定位置。定子在其面向转子的一侧承载多个在周向上分布的绕组元件。每个绕组元件包括从定子轭朝向转子在轴向方向上延伸的相应的定子齿。金属的、导电良好的材料(诸如铜)的线缠绕定子齿以形成绕组。当电流供应到绕组时，附接到电机的轴的转子受到由磁场产生的转矩。在轴向磁通机中，所产生的磁通是轴向磁通。轴向磁通机的转子可以由在转子的一侧的定子或由在转子的两侧的两个定子驱动。在设计成由单个定子驱动、具有单个气隙的转子中，转子主体的单个圆形面通常承载永磁体。在旨在与两个定子一起操作的两个气隙式转子中，两个圆形表面通常承载磁体。磁体通过保持装置被保持在相应的圆形表面上，在同一表面上的至少两个磁体之间留下空间。在两种变型中，相同的磁体也可以保持在转子主体中，使得它们与两个圆形表面齐平接触，例如通过在转子主体中形成腔格或窗口，更具体地在圆形表面中或穿过圆形表面形成腔格或窗口。

电机的持续进一步发展以及使用电流作为能量载体和能源的趋势引起电机的应用框架的持续扩展。电机不仅用于小型电子设备，比如笔记本电脑或家用电器，其通常在低电压范围内操作。越来越多地，更大尺寸的电机也在操作电压高达800伏或850伏及更高的高电压范围内使用。

电机(尤其是在高电压应用中)典型地在操作期间产生大量的热。在轴向磁通电机的操作中，除了提供转矩之外，磁力还可以在轴向上推动永磁体。这导致转子倾向于朝向定子在轴向上弯曲的风险，这在最坏的结果下可能导致转子接触定子。最终，这可能导致轴向磁通电机的故障或损坏。进一步的挑战包括减少转子涡流损耗。转子涡流损耗可能导致转子温度的升高，可能影响电机性能的效率，并且甚至可能导致永磁体退磁。

本实用新型的目的是提供一种用于轴向磁通电机的更可靠的转子，该转子在转子涡流方面得到改善。

实用新型内容

本实用新型涉及一种用于轴向磁通电机的转子。本实用新型进一步涉及一种具有这种转子的轴向磁通电机以及一种具有这种轴向磁通电机的高电压风扇。此外，本实用新型提供一种用于制造用于轴向磁通电机的转子的方法。本实用新型还描绘了有利实施例。

根据本实用新型的第一方面，提供一种用于轴向磁通电机的转子。转子包括转子轮、多个永磁体以及保持结构。转子轮包括盘形主体，盘形主体限定内圆周和外圆周。转子轮进一步包括多个臂，多个臂从外圆周在径向上向外突出到相应的臂末端。多个臂在周向上分布在外圆周上。多个永磁体在周向上绕外圆周分布并且在周向上布置在多个臂之间。保持结构附接到转子轮并且附接到多个永磁体，以将多个永磁体保持就位。设置具有在径向上向外延伸的臂的转子轮可以改善整个转子的机械强度，尤其是弯曲刚度。由此，可以防止或至少降低轴向磁通电机的转子接触定子的风险以及轴向磁通电机的故障或损坏。改善弯曲刚度对于对抗热变形、组装公差和振动对转子的影响是重要的。此外，在轴向磁通电机的操作期间由永磁体中的磁场引起的轴向力可以作用在转子上，具体是可以将转子或转子的一部分推到轴向侧。通过设置保持结构，可以在永磁体与转子轮之间传递机械力。具体地，通过设置臂与保持结构组合，机械力可以传递到盘形主体，并且进一步传递到轴向磁通电机的轴，转子在组装状态下固定在该轴上。

在实施例中，多个永磁体中的至少一个永磁体可以沿着径向长度从永磁体的径向内端延伸到径向外端。多个臂中的至少一个臂可以在径向上向外突出到相应的永磁体的径向内端与径向外端之间的径向位置。在实施例中，多个臂中的至少一个臂可以从外圆周沿着突出臂长度在径向上向外延伸到臂末端。臂末端可以布置在永磁体的径向长度的0.1至0.9之间的径向位置处。具体地，臂末端可以布置在永磁体的径向长度的0.2至0.8之间的径向位置处。更具体地，臂末端可以布置在永磁体的径向长度的0.25至0.75之间的径向位置处。这些实施例、具体是臂末端在0.25至0.75之间的径向位置可以在改善弯曲刚度与减小涡流损耗之间提供优化的权衡。

在实施例中，多个臂中的至少一个臂的臂末端可以是锥形的。具体地，多个臂中的若干臂或每个臂的臂末端可以是锥形的。由此，可以防止或至少减小转子轮(具体是至少一个臂)与保持结构之间的刚度间隙。

在实施例中，多个臂中的每个臂可以具有在径向方向上的臂长度、在轴向方向上的臂高度以及与臂长度和臂高度正交的臂宽度。在实施例中，臂高度可以至少在臂长度的一部分中朝向臂末端锥形化。具体地，臂高度可以至少在臂长度的在臂末端之前的0.1的部分中朝向臂末端锥形化。更具体地，臂高度可以至少在臂长度的在臂末端之前的0.2的部分中朝向臂末端锥形化。在实施例中，臂宽度可以至少在臂长度的一部分中朝向臂末端锥形化。具体地，臂宽度可以至少在臂长度的在臂末端之前的0.1的部分中朝向臂末端锥形化。更具体地，臂宽度可以至少在臂长度的在臂末端之前的0.2的部分中朝向臂末端锥形化。在实施例中，臂在由臂高度和臂宽度限定的截面中的形状可以是基本上矩形的或椭圆形的。在实施例中，至少在盘形主体的周向外部区域中，臂高度可以大于盘形主体的轴向厚度，使得臂从外圆周在径向上向内延伸，同时在轴向上从盘形主体突出。由此，可以改善保持结构的附接。在实施例中，盘形主体的周向外部区域可以从外圆周延伸到沿着在径向上位于内圆周与外圆周之间的径向位置布置的中间圆周。在实施例中，中间圆周可以沿着内圆周与外圆周之间的径向长度的0.4至0.9之间的径向位置布置。具体地，中间圆周可以沿着内圆周与外圆周之间的径向长度的0.5至0.8之间的径向位置布置。更具体地，中间圆周可以沿着内圆周与外圆周之间的径向长度的0.6至0.7之间的径向位置布置。

在实施例中，盘形主体和多个臂可以一体地形成。具体地，盘形主体和多个臂可以一体地形成为一体件。

在实施例中，转子轮可以包括陶瓷材料或金属材料。在示例中，转子轮可以包括铝材料。具体地，转子轮可以由陶瓷材料或金属材料制成，更具体地，转子轮可以由铝材料制成。在示例中，转子轮可以包括铝合金。与例如聚合物或树脂材料相比，包括陶瓷或金属材料的转子轮时机械强度改善。由此，能够改善转子的弯曲刚度。与诸如钢的其他金属材料相比，铝材料具有良好的导热特性和较小的重量。在轴向磁通电机的操作期间，固定转子的轴变热。转子轮的金属材料(具体是铝材料)可以改善在径向上向外远离轴的散热。具有包括陶瓷材料的转子轮可以不产生任何涡流损耗，或者可以至少减少在轴向磁通电机的操作期间转子中的涡流损耗。

在实施例中，保持结构可以包括非导电材料。在示例中，保持结构可以包括聚合物材料。具体地，保持结构可以由非导电材料制成，更具体地，保持结构可以由聚合物材料制成。由此，与例如其中保持结构部分地或完全地由金属或陶瓷材料形成的转子相比，可以减小转子的重量。此外，与例如其中保持结构部分地或完全地由金属或陶瓷材料形成的转子相比，可以减少涡流损耗。

在实施例中，保持结构可以布置成并且构造成将多个永磁体与转子轮热隔离和/或电隔离。

在实施例中，保持结构的热导率和/或电导率可以比转子轮低。换句话说，转子轮可以包括第一材料或者可以由第一材料制成，并且保持结构可以包括第二材料或者可以由第二材料制成。第二材料的热导率和/或电导率可以比第一材料低比。这是特别有利的，因为这能够将永磁体与转子轮热隔离和/或电隔离。

在实施例中，保持结构的热膨胀系数可以比多个永磁体和/或转子轮高。换句话说，转子轮可以包括第一材料或者可以由第一材料制成，并且保持结构可以包括第二材料或者可以由第二材料制成，并且永磁体可以包括第三材料或者可以由第三材料制成。第二材料的热膨胀系数可以比第一材料和/或第三材料高。这些特征是特别有利的，因为这改善了保持结构相对于永磁体的保持力和/或保持结构相对于转子轮的附接力。在实施例中，保持结构的热膨胀系数可以在转子轮的热膨胀系数的>1至10倍之间。具体地，保持结构的热膨胀系数可以在转子轮的热膨胀系数的2至8倍之间。更具体地，保持结构的热膨胀系数可以在转子轮的热膨胀系数的2至4倍之间。换句话说，保持结构的热膨胀系数可以大于转子轮的热膨胀系数的100％并且最大为转子轮的热膨胀系数的1000％。在实施例中，保持结构的热膨胀系数可以在多个永磁体的热膨胀系数的2至50倍之间。具体地，保持结构的热膨胀系数可以在多个永磁体的热膨胀系数的5至25倍之间。更具体地，保持结构的热膨胀系数可以在多个永磁体的热膨胀系数的10至20倍之间。在示例中，转子轮的热膨胀系数可以在5×e^-6K^-1至25×e^-6K^-1之间。具体地，转子轮的热膨胀系数可以为约20×e^-6K^-1。在示例中，保持结构的热膨胀系数可以在20×e^-6K^-1至150×e^-6K^-1之间。具体地，保持结构的热膨胀系数可以在40×e^-6K^-1至100×e^-6K^-1之间。在示例中，永磁体的热膨胀系数可以在-2×e^-6K^-1至14×e^-6K^-1之间。具体地，永磁体的热膨胀系数可以在2×e^-6K^-1至7×e^-6K^-1之间。

在实施例中，保持结构可以形成转子的外边缘，该外边缘从径向外侧限制多个永磁体。换句话说，外边缘可以在径向上布置在永磁体的外侧。在实施例中，保持结构可以附接到多个臂。保持结构可以形成从相应的臂末端在径向上向外延伸的多个臂延伸部。在实施例中，多个臂延伸部可以连接到外边缘。具体地，多个臂延伸部可以连接到外边缘的径向内面。在实施例中，保持结构可以形成至少部分地封装相应的臂的多个臂封装部。在实施例中，多个臂封装部可以从相应的臂延伸部在径向上向内延伸。在实施例中，保持结构可以形成内边缘。内边缘可以至少部分地围绕转子轮的外圆周。在实施例中，内边缘可以不形成连接环，而是可以包括在两个相邻的臂之间的多个内边缘段。在实施例中，多个臂封装部可以从内边缘在径向上向外延伸。在实施例中，内边缘可以至少部分地围绕盘形主体的周向外部区域。在实施例中，内边缘可以至少部分地封装盘形主体的周向外部区域。

在实施例中，保持结构可以至少部分地封装盘形主体的周向外部区域以及多个臂。

在实施例中，保持结构可以布置在多个永磁体与转子轮之间，使得多个永磁体不与转子轮直接接触。由此，永磁体可以与转子轮电隔离和/或热隔离，这在转子轮由金属材料制成时并且在保持结构由非导电材料制成时是特别有利的。

在实施例中，保持结构可以在径向向内和径向向外的两个周向方向上围绕多个永磁体中的每个永磁体。

在实施例中，保持结构可以在相应的永磁体的轴向侧部分地围绕相应的永磁体。具体地，相应的永磁体的一个或两个径向内角和/或径向外角可以在轴向上被保持结构覆盖。这为永磁体提供进一步的轴向保持力。

在实施例中，保持结构可以形成供相应的永磁体固定地布置在其中的多个开口。具体地，相应的永磁体可以通过形锁合和/或摩擦配合与保持结构固定地布置。

在实施例中，保持结构可以通过成型形成，特别地，保持结构可以通过注塑成型形成。具体地，保持结构可以通过热塑性材料的注塑成型或通过热固性材料的注塑成型形成。在实施例中，保持结构可以通过聚合物的注塑成型形成。保持结构可以通过树脂注塑成型工艺形成。

在实施例中，保持结构可以包括在外边缘中在轴向上凹入的周向槽。具体地，当保持结构通过成型、例如注塑成型制成时，周向槽可以使制造过程改善和/或产品质量提高，因为可以降低缺陷(例如收缩孔和/或空腔)的风险。在实施例中，保持结构可以包括在多个臂延伸部中的至少一个臂延伸部中在轴向上凹入的径向槽。具体地，当保持结构通过成型(例如注塑成型)制成时，径向槽可以使制造过程改善和/或产品质量提高，因为可以降低缺陷(例如收缩孔和/或空腔)的风险。

在实施例中，保持结构的轴向厚度可以限定在保持结构的第一轴向表面与第二轴向表面之间。

在实施例中，永磁体的轴向厚度可以限定在永磁体的第一轴向表面与第二轴向表面之间。

在实施例中，保持结构的轴向厚度可以大于多个永磁体的从永磁体的径向长度的0.4至0.6处的径向位置在径向上向内的轴向厚度。

在实施例中，保持结构的轴向厚度可以等于或小于多个永磁体的从永磁体的径向长度的0.4至0.6处的径向位置在径向上向外的轴向厚度。

在实施例中，保持结构可以包括从外边缘在径向上向外突出的至少一个突起。在示例中，至少一个突起可以布置在两个相邻的臂之间的周向位置处。由此，来自臂延伸部的区域的成型材料可以从两个周向侧在相应的突起中汇合。具体地，当保持结构通过成型(例如注塑成型)制成时，突起可以使制造过程改善和/或产品质量提高，因为可以降低缺陷(例如收缩孔和/或空腔)的风险。更具体地，由于成型材料在突起的体积中汇合，因此当从径向内侧在径向上向外成型时，可以防止或减少保持结构内的不利的汇合线。

在实施例中，保持结构可以由两个或更多个保持结构板形成。在实施例中，保持结构可以由两个保持结构半部形成。换句话说，保持结构可以在轴向上分成两个部分，即，通过由径向方向限定的径向平面分开。在实施例中，板可以包括聚合物材料和/或纤维增强聚合物材料。

在实施例中，转子轮可以包括三个或更多个固定结构，三个或更多个固定结构在周向上分布在盘形主体中。在实施例中，三个或更多个固定结构中的至少一个固定结构可以从盘形主体的第一轴向表面和/或第二轴向表面在轴向上凹入。在实施例中，三个或更多个固定结构中的至少一个固定结构可以从盘形主体的第一轴向表面和/或第二轴向表面在轴向上突出。在实施例中，保持结构可以与三个或更多个固定结构以形锁合的方式接合。在实施例中，三个或更多个固定结构中的至少一个固定结构可以形成为在轴向上延伸穿过盘形主体的通孔。特别地，当保持结构通过注塑成型形成时，通孔可以提供可靠的附接。在实施例中，三个或更多个固定结构中的至少一个固定结构可以在周向上布置在两个相邻的臂之间。

在实施例中，转子轮可以包括多个冷却凹部。多个冷却凹部可以布置在盘形主体的径向内部区域中。

在实施例中，转子轮可以包括多个轴固定孔。多个轴固定孔可以布置在盘形主体的径向内部区域中以固定到轴台阶。

在实施例中，多个永磁体可以在轴向方向上被磁化。在实施例中，多个永磁体中的至少一个永磁体可以由在径向方向上堆叠的层叠磁性板的堆叠体形成。

在实施例中，多个永磁体中的至少一个永磁体可以在由径向方向和周向方向限定的平面中具有梯形形状。

在实施例中，多个永磁体可以以相等的间隔在周向上分布。

在实施例中，多个永磁体中的至少一个永磁体可以包括在径向表面部分和/或周向表面部分中的至少一个凹口区段。凹口区段可以改善磁体与保持结构之间的附接。

在实施例中，多个永磁体中的每个永磁体形成磁极或者是磁极。

根据本实用新型的第二方面，本实用新型进一步涉及一种用于高电压风扇的轴向磁通电机。轴向磁通电机包括壳体、轴、至少一个定子以及根据第一方面的转子。轴被可旋转地支撑在壳体中。至少一个定子固定地布置在壳体。转子固定地布置在轴上并且邻近至少一个定子。

在实施例中，轴向磁通电机可以包括两个定子。转子可以在轴向上布置在两个定子之间。

根据本实用新型的第三方面，本实用新型进一步涉及一种用于车辆的高电压风扇。高电压风扇包括根据第二方面的轴向磁通电机以及在壳体的外部固定地布置在轴上的风扇轮。

根据本实用新型的第四方面，本实用新型进一步涉及一种用于制造第一方面的转子的方法。该方法包括通过围绕转子轮和多个永磁体注塑成型成型材料而形成保持结构。

在实施例中，可以围绕转子轮和多个永磁体对成型材料进行注塑成型，使得相应的永磁体的第一轴向表面的大部分和第二轴向表面的大部分不被保持结构覆盖。

在实施例中，该方法可以包括以下步骤中的一个或多个：将转子轮插入第一模具的空腔中。将多个永磁体插入第一模具的空腔中。将多个永磁体中的每个永磁体保持在在周向上位于两个相邻的臂之间的成型位置。通过第二模具闭合该空腔或第一模具。通过对经过布置在第一模具和/或第二模具中的一个或多个进料孔的成型材料进行注射成型来形成保持结构。在示例中，进料孔可以延伸到盘形主体的周向外部区域。由此，保持结构是从径向内侧朝向径向外侧注塑成型的。

在实施例中，可以通过在永磁体的径向内端处的相应的销和/或通过在永磁体的径向外端处的相应的板将多个永磁体中的至少一个永磁体保持在成型位置。

在实施例中，成型材料可以包括热塑性材料或热固性材料。在实施例中，成型材料可以包括纤维增强的成型材料并且包括相对于成型材料的总重量在10％至80％重量百分比之间的纤维分数。

附图说明

根据形成本实用新型的一部分的附图，其他特征将是易于理解的。附图旨在进一步解释本实用新型并且使本领域技术人员能够实践本实用新型。然而，附图旨在作为非限制性示例。不同附图上的共同的附图标记指示相同或相似的特征。

图1示出了根据本实用新型的第三方面的高电压风扇的立体图；

图2示出了沿着图3的线A-A截取的具有轴向磁通电机和转子的高电压风扇的示意性剖视图；

图3a示出了根据第一方面的转子沿着轴向方向的视图；

图3b示出了图3a的转子沿着图2的线B-B的剖视图；

图4a示出了根据第一方面的转子沿着图3的线A-A截取的立体剖视图；

图4b示出了根据第一方面的转子沿着图3的线C-C截取的立体剖视图；

图5 示出了转子轮沿着轴向方向的视图；

图6 示出了在沿着轴向方向的视图中沿着图3的线C-C截取的转子轮的立体剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图描述根据本实用新型的转子、轴向磁通电机、高电压风扇以及方法的实施例。

在本申请的上下文中，表述“轴向、轴向地或轴向方向”是指转子10(和/或轴70和/或轴向磁通电机1)的旋转轴线。关于附图(例如参见图2至图6)，转子10的轴向方向22由附图标记22表示。表述“径向、径向地或径向方向”应相对于转子10的轴线/轴向方向22来理解，并且用附图标记24表示。表述“周向、在周向上或周向方向”应相对于转子10的轴线/轴向方向22来理解，并且用附图标记26表示。应当理解，尽管在相应的图中示出了一个相应的示例性方向，但是相应的相反方向也落入相应的表述中。例如，图3a通过顺时针定向的箭头示出了周向方向26。然而，围绕轴线22成逆时针的方向也可以表示为周向方向26。

在本申请的上下文中，表述“多个元件中的至少一个”可以涵盖多个元件(例如，永磁体50和/或臂120)中的恰好一个、特别是若干个或每个。

图1和图2展示了根据本实用新型的示例性高电压风扇3。风扇3包括轴向磁通电机1和风扇轮2。风扇轮2可以由轴向磁通电机1驱动。为此目的，风扇轮2在电机壳体200的外部以旋转固定的方式布置在轴向流电机1的轴70上(参见图2)。在图1的立体图中，为了说明目的，仅可以看到电机壳体200和风扇轮2。此外，在高电压3包括冷却的实施例中，示出了用于供应和排出用于冷却轴向流电机1的冷却流体的冷却连接。此外，示出了轴向磁通电机1的电连接。

图2以示意性简化的图示更详细地示出了高电压风扇3。在示例性实施例中，根据本实用新型的第一方面，轴向磁通电机1包括壳体200、轴70、两个定子80以及转子10。轴70被可旋转地支撑在壳体200中。两个定子80固定地布置在壳体200中。转子10固定地布置在轴70上并且轴向地布置在两个定子80之间。因此，转子10在电机壳体200中与轴70一起旋转，其中，一个或两个定子80驱动转子10。为此目的，定子80中的每个定子可以包括环形的定子轭，多个定子齿从定子轭在轴向方向22上朝向转子10、在周向上分布地延伸。定子80或其定子齿缠绕有电引线以形成绕组。电引线可以具有圆形截面或其他截面，比如矩形截面。绕组可以包括多层绕组。如前所述，图2是轴向磁通电机1的非常简化的图示，因此，例如定子80的细节未单独示出。当向绕组施加驱动电流时，可以产生适于作用在转子10上以驱动该转子的磁场。在转子10与定子80之间提供气隙，其在图2中清晰可见。该气隙在轴向方向22上延伸并且也可以被称为轴向气隙。为了说明性目的，以放大的方式描绘了轴向气隙。

在一些实施例中，壳体200的邻近定子80中的一个定子或两个定子的壁可以包括冷却系统。例如，在图2中，壳体200的在右边定子80的右侧的壁(例如，壳体盖)可以包括冷却系统，例如，具有流体冷却的冷却通道。此外或替代性地，在图2中，壳体200的在左边定子80的左侧的壁可以包括冷却系统，例如，具有流体冷却的冷却通道。在一些实施例中，轴向磁通电机1可以在转子10的一个轴向侧仅包括一个定子。在其他实施例中，轴向磁通电机1可以包括多于一个转子10和/或多于两个定子80(未示出)。

在特定的实施例中，轴向磁通电机11可以被设计为高电压轴向磁通电机1。这意味着轴向磁通电机1的尺寸设置用于在高达800伏或850伏及更高的操作电压下的高电压范围内的应用。特别地，风扇3可以用于冷却电动车辆(例如，电池供电的电动车辆，特别是机动车辆，比如乘用车或商用车辆)的部件。替代性地，风扇3可以用于需要高(冷却)功率的其他(尤其是移动的)应用中。特别地，这些包括具有电机和/或内燃机的应用。例如，风扇3可以用于具有类似大小的驱动电机的应用中，比如电动车辆。这种应用还可以包括例如具有内燃机和/或电机的机器或车辆，比如建筑机械、发电机或起重机，仅举几个示例。

参照图2和图4a，可以看出，转子10包括转子轮100、多个永磁体50以及保持结构60。转子轮100包括盘形主体110和多个臂120(特别地，参见图5)。盘形主体110限定内圆周111和外圆周114。多个臂120从外圆周114径向向外突出到相应的臂末端123。多个臂120周向地分布在外圆周114上。多个永磁体50周向地绕外圆周114分布并且周向地布置在多个臂120之间(特别地，参见图3b)。具体地，多个永磁体50与外圆周114间隔开。多个永磁体50还与多个臂120间隔开。保持结构60附接到转子轮100并且附接到多个永磁体50，以将多个永磁体50保持就位(参见图3b)。具体地，保持结构60布置在多个永磁体50与转子轮100之间，特别是用于保持永磁体与转子轮100间隔开。提供具有径向向外延伸的臂120的转子轮100可以改善整个转子10的机械强度，尤其是弯曲刚度。由此，可以防止或至少降低轴向磁通电机1的转子10接触定子80的风险以及轴向磁通电机1的故障或损坏。改善弯曲刚度对于克服热变形、组装公差和振动对转子10的影响是重要的。此外，在轴向磁通电机1的操作期间由永磁体50中的磁场引起的轴向力可以作用在转子10上，尤其是可以将转子10或转子的一部分推(尤其是弯曲)到轴向侧。通过提供保持结构60，可以在永磁体50与转子轮100之间传递机械力。具体地，通过设置臂120与保持结构60组合，机械力可以传递到盘形主体110，并且进一步传递到轴向磁通电机1的轴70。

参照例如图2或图4a，可以看出，转子10总体上为盘形或环形。盘形或环形可以被理解为转子10的径向直径尺寸是转子10的轴向厚度尺寸的倍数。例如，直径尺寸可以是轴向厚度尺寸的至少4倍，具体地为至少8倍，更具体地为至少10倍。在实施例中，转子10的最大直径与转子的最大轴向厚度的比率可以为约12+/-1。

盘形主体110也可以被称为环形主体110。内圆周111可以限定用于接纳轴70的孔。转子轮100可以包括多个轴固定孔140(例如参见图5)。多个轴固定孔140可以布置在盘形主体110的径向内部区域中以固定到轴台阶。这在图2中示例性地示出，其中转子10通过径向延伸的固定装置(例如螺钉)固定到轴70的轴台阶。轴固定孔140在图2中由靠近内圆周111的虚线指示。附加地或替代性地，转子10可以利用盘形主体110的内圆周111压入装配到轴70的外圆周上。

如图5中最佳所示，臂120绕外圆周114以预定的相等间隔分布。这可以改善机械强度。在其他实施例中，臂120可以绕外圆周114以不相等的间隔分布。

在附图中示出的示例性实施例中，转子轮100可以包括二十个臂120。换句话说，多个臂120可以包括二十个臂120。然而，应当理解，在其他实施例中，可以设置多于或少于二十个臂120。例如，在一些实施例中，臂120的数量可以在2至50之间，具体地在6至40之间，更具体地在10至30之间，最具体地为20+/-2。在有利的实施例中，可以设置至少三个臂120。具体地，至少三个臂120可以绕外圆周114均等地分布。因此，力可以从永磁体50经由保持结构50均等地传递到分布的臂120和盘形主体110。

如在图3b中最佳所示，多个永磁体50可以以相等的间隔在周向上分布。在附图的示例性实施例中，永磁体50的数量与臂120的数量相同，例如二十个。由此，每个永磁体50可以在周向上布置在两个相邻的臂120之间(例如参见图3b)。在其他实施例中，臂120的数量可以大于或小于永磁体50的数量。例如，在一些实施例中，永磁体50的数量可以在2至50之间，具体地在6至40之间，更具体地在10至30之间，最具体地为20+/-2。当臂120的数量小于永磁体50的数量时，例如当永磁体50的数量是臂120的数量的两倍时，例如，两个相应的永磁体50可以布置在两个相邻的臂120之间。

多个永磁体50在轴向方向22上被磁化。永磁体50可以在周向方向26上分布。永磁体50可以被配置成各自在轴向方向22上形成至少一个磁极。在该背景下，永磁体50可以被配置成在各自情况下形成单侧磁极或双侧磁极。特别地，如果定子80布置在转子10的两侧，则永磁体50可以被配置成形成两侧磁极，或者可以为转子10的每一侧提供永磁体，这对于本领域技术人员而言是常见的。

在图中示出的示例性实施例中，永磁体50由在径向方向22上堆叠的层叠磁性板的堆叠体形成(特别地，参见图4b)。这意味着一个相应的磁性板堆叠体形成在轴向上被磁化、尤其是形成两侧磁极的一个永磁体。具体地，每个永磁体50可以包括指向第一轴向方向22的第一轴向表面55a(也称为第一轴向主表面55a)和指向与第一轴向方向22相反的第二轴向方向22的第二轴向主表面55b(也称为第二轴向主表面55b)(参见图4b)。具体地，多个永磁体50可以交替地磁化。这意味着，一个永磁体50可以例如从其第一轴向表面55a朝向其第二轴向表面55b磁化，并且相邻的永磁体50可以从其第二轴向表面55b朝向其第一轴向表面55a磁化。如在图3b中最佳所示，永磁体50可以在由径向方向24和周向方向26限定的平面中具有梯形形状。具体地，永磁体50可以具有等腰梯形形状。每个永磁体50可以沿着径向长度52从永磁体50的径向内端51延伸到径向外端53(参见图3b)。更具体地，永磁体50在径向内端51处的周向宽度可以小于在径向外端53处的周向宽度。在实施例中，永磁体50的径向内端51处设置有成型销相互作用特征。该成型销相互作用特征可以被配置成凹部或孔，例如圆形凹部或圆形孔(参见图3b和图4b)。当保持结构通过成型形成以将永磁体50保持就位、特别是在径向外侧界定永磁体50时，该特征是特别有利的。永磁体50的轴向厚度55可以限定在永磁体50的第一轴向表面55a与第二轴向表面之间55b之间。更具体地，永磁体50的轴向厚度55可以是恒定的(参见图4b)。

在实施例中，多个永磁体50中的至少一个永磁体可以包括在径向表面部分和/或周向表面部分中的至少一个凹口区段。径向表面部分可以被理解为在第一轴向主表面55a与第二轴向主表面55b之间、在径向方向24和轴向方向22上延伸的侧表面(例如参见图3b)。周向表面部分可以被理解为在第一轴向主表面55a与第二轴向主表面55b之间、在周向方向26或相对于周向方向26的切向方向上延伸的侧表面(例如参见图3b)。图3b中的附图标记51和53所指的侧表面可以被理解为周向表面部分。凹口部分可以改善磁体与保持结构之间的附接。在一些实施例中，永磁体50的在第一轴向主表面55a与第二轴向主表面55b之间的横向侧表面可以包括一个或多个凹口区段。例如，可以设置在周向上在相应的永磁体50的一个或两个径向表面部分中凹入的径向上延伸的槽。作为一个或多个槽和/或一个或多个凹口区段的替代或补充，可以设置一个或多个突起以改善保持结构60与永磁体50之间的附接。作为一个或多个凹口区段的替代或补充，永磁体50可以在径向边缘部分和/或周向边缘部分中包括斜面区段。径向边缘部分可以被理解为第一轴向主表面55a或第二轴向主表面55b上的在径向方向24上延伸的边缘。周向边缘部分可以被理解为第一轴向主表面55a或第二轴向主表面55b上的在周向方向26或相对于周向方向26的切向方向上延伸的边缘(例如参见图3b)。具体地，所有的径向边缘部分和所有的周向边缘部分可以是斜面的。具体地，当保持结构60通过成型形成时，凹口区段和斜面区段可以改善轴向磁通电机的操作中的附接和/或力传递。在特定的实施例中，保持结构60可以包括比永磁体50高的热膨胀系数，这进一步改善保持结构60的保持功能。永磁体50可以由包括钕、铁、硼、镝、钐和钴中的一种或多种的材料制成。在示例中，永磁体50可以由NeFeB或SmCo制成。在实施例中，可以涂覆层叠磁性板的堆叠体。在示例中，涂层可以包括镍和/或环氧树脂。

上面的说明可以适用于至少一个、若干个或所有永磁体50。

尽管永磁体50被配置成由层叠磁性板的堆叠体形成的单独结构，但是在其他实施例中，相应的永磁体50可以不具有堆叠板结构，而是可以由一个磁性元件形成。在其他实施例中，若干个或所有永磁体可以形成为连接的磁体环结构。例如，多个永磁体50可以设置为多个磁极、一个盘形或环形永磁体(未示出)。在这种实施例中，在周向上位于磁极之间的多个在径向上延伸的槽可以在盘形或环形永磁体中在轴向上凹入，多个臂和臂延伸部可以延伸到这些槽中。代替在径向上延伸的槽，可以在盘形或环形永磁体中、在两个相邻的磁极之间设置在径向上延伸的通孔，多个臂和臂延伸部可以延伸到这些通孔中。

再次参照图3b，多个臂120在径向上向外突出到相应的永磁体50的径向内端51与径向外端53之间的径向位置。换句话说，多个臂120中的至少一个臂在径向上延伸超过径向内端部51并且在径向上在径向外端部53之前终止。替代性地描述，臂末端123布置在径向内端51与径向外端53之间的径向位置处。相应的臂120的突出臂长度122a可以被限定用于从外圆周114在径向上向外延伸到臂末端123的臂部分。在图3b的示例实施例中，臂末端123布置在永磁体50的径向长度52的约0.4的径向位置处。“径向位置”可以被理解为绕转子10的轴线/轴向方向22的包络圆上的任何位置，包络圆由等于从转子10的轴线到该径向位置的线的半径限定。在这方面，在图5中，描绘了连接臂末端123(即，示出了相应的臂末端123的径向位置)的示例性包络圆。径向长度52的约0.4(即，40％)的径向位置是从永磁体50的径向内端51到径向外端53、尤其是通过永磁体50的中心(即，在周向上在永磁体50的径向侧表面部分之间)测量的。

在其他实施例中，臂末端123可以布置在永磁体50的径向长度52的0.1至0.9之间的径向位置处。具体地，臂末端123可以布置在永磁体50的径向长度52的0.2至0.8之间的径向位置处。更具体地，臂末端123可以布置在永磁体50的径向长度52的0.25至0.75之间的径向位置处。这些实施例、尤其是臂末端123在0.25至0.75之间的径向位置可以在改善弯曲刚度与减小涡流损耗之间提供优化的权衡。在示例中，径向长度52的0.25至0.75之间的径向位置是从永磁体50的径向内端1)到径向外端53测量的。替代性地描述，径向长度52的0.25至0.75的径向位置可以被描述为从径向内端51朝向径向外端53测量的径向长度52的25％至75％之间的区域(具体是环形区域)中的径向位置。在实施例中，多个臂的相应的臂末端123可以限定臂末端圆周(参见图5)，即，由臂末端限定的圆，其可以在如上所述的相应的径向位置处(例如，在径向磁体长度52的0.1至0.9之间的径向位置处)与永磁体50相交。术语“突出臂长度122a”可以被理解为臂的从外圆周114在径向上向外突出的长度部分。

如图6中描绘的，多个臂120中的每个臂可以在径向方向24上具有臂长度122。臂高度125可以在轴向方向22上限定。臂宽度126可以与臂长度122和臂高度125正交地限定。多个臂120中的每个臂的臂末端123可以是锥形的。具体地，臂高度125(参见图6)和臂宽度126(参见图5)至少在臂长度122的一部分中朝向臂末端123锥形化。在实施例中，臂高度125可以至少在臂长度122的在臂末端123之前的0.1的部分中朝向臂末端123锥形化。更具体地，臂高度125可以至少在臂长度122的在臂末端123之前的0.2的部分中朝向臂末端123锥形化。在实施例中，臂宽度126可以至少在臂长度122的一部分中朝向臂末端123锥形化。具体地，臂高度126可以至少在臂长度122的在臂末端123之前的0.1的部分中朝向臂末端123锥形化。更具体地，臂高度126可以至少在臂长度122的在臂末端123之前的0.2的部分中朝向臂末端123锥形化。锥形化可以被理解为使得臂高度125和/或臂宽度126可以朝向臂末端123减小。锥形化可以是增加的(例如弯曲的)和/或不断地(例如圆锥形的)。通过设置锥形的臂末端123，可以防止或至少减小转子轮(具体是至少一个臂)与保持结构之间的刚度间隙。

在实施例中，臂120在由臂高度125和臂宽度126限定的截面中的形状可以是基本上矩形的或椭圆形的。在实施例中，如果臂120的截面形状是基本上矩形的，则矩形的拐角可以是圆形的。在实施例中，至少在相应的臂120的一部分中，具体是在臂120的从外圆周114在径向上向外突出的部分中，臂高度125可以大于臂宽度126。

如图5和图6中最佳所示，在盘形主体110的周向外部区域113a中，臂高度125可以大于盘形主体110的轴向厚度。由此，臂120从外圆周114在径向上向内延伸，同时在轴向上从盘形主体110突出(特别地，参见图6)。盘形主体110具有指向第一轴向方向22的第一轴向表面115a和指向与第一轴向方向22相反的第二轴向方向22的第二轴向表面115b(参见图4b)。臂120在周向外部区域113a内在轴向上从盘形主体110的两个轴向侧115a、115b突出。在其他实施例中，相应的臂120可以在周向外部区域113a(未示出)在轴向上仅从盘形主体110的轴向侧115a、115b中的一个突出。由此，可以改善保持结构60的附接。此外，可以改善力从保持结构60到转子轮100的传递。

在实施例中，盘形主体110的周向外部区域113a可以从外圆周114延伸到中间圆周112a(也称为第一中间圆周112a)。臂120在其内延伸的周向外部区域113a也可以称为第一周向外部区域113a(第二周向外部区域113b和第二中间圆周112b将在下面进一步描述)。中间圆周112a可以沿着在径向上位于内圆周111与外圆周114之间的径向位置布置。具体地，中间圆周112a可以在周向上沿着该径向位置延伸。换句话说，臂长度122从中间圆周112a延伸到外圆周114。在实施例中，中间圆周112a可以沿着内圆周111与外圆周114之间的径向长度的0.4至0.9之间的径向位置布置。具体地，中间圆周112a可以沿着内圆周111与外圆周114之间的径向长度的0.5至0.8之间的径向位置布置。更具体地，中间圆周112a可以沿着内圆周111与外圆周114之间的径向长度的0.6至0.7之间的径向位置布置。换句话说，径向长度的0.4至0.9之间的径向位置可以被描述为从内圆周111朝向外圆周114测量的径向长度的40％至90％之间的区域中的径向位置。

盘形主体110和多个臂120一体地形成。具体地，盘形主体110和多个臂120一体地形成为一体件。“一体地形成”可以被理解为形成一个结构，即使多个部件最初可能是分离的，例如通过焊接或钎焊形成一个结构。“一体地形成为一体件”可以被理解为形成一个结构，其中该结构的部分或元件从未被分离，例如通过铸造、增材制造、烧结或成型形成一个结构。

上面的说明可以应用于至少一个、若干个或所有臂120。

再次参照图5，转子轮100包括在周向上分布的多个固定结构130。具体地，设置有固定结构130的两个同心圆阵列。在图的示例性实施例中，固定结构130可以形成为在轴向上延伸穿过盘形主体110的通孔。在其他实施例中，固定结构中的一些或全部可以在盘形主体110的第一轴向表面115a和/或第二轴向表面115b中在轴向上凹入。如图5所展示的，固定结构130布置在两个相邻的臂120之间的周向位置处。在其他实施例中，一个或多个固定结构130可以从臂120在径向上向内且延伸地布置。尽管示出了两个同心圆阵列各自包括二十个固定结构130，但是在其他实施例中，可以设置更多或更少的固定结构130。在一些实施例中，可以不设置如图5所示的固定结构130。然而，有利地，转子轮100可以包括三个或更多个固定结构130，三个或更多个固定结构在周向上分布在盘形主体110中。在实施例中，三个或更多个固定结构130中的至少一个固定结构可以从盘形主体110的第一轴向表面115a和/或第二轴向表面115在轴向上突出和/或凹入。在实施例中，保持结构60可以与三个或更多个固定结构130以形锁合的方式接合。在实施例中，三个或更多个固定结构130中的至少一个固定结构可以形成为在轴向上延伸穿过盘形主体110的通孔。特别地，当保持结构通过注塑成型形成时，通孔可以提供可靠的附接。在实施例中，三个或更多个固定结构130中的至少一个固定结构可以在周向上布置在两个相邻的臂120之间。

再次参照图5和图6，转子轮100可以包括多个冷却凹部132。多个冷却凹部132可以布置在盘形主体110的径向内部区域中。在一些实施例中，作为盘形主体110上的冷却凹部132的补充或替代，可以设置一个或多个冷却突起，例如冷却肋。具体地，一个或多个冷却突起可以布置在盘形主体110的径向内部区域中。这是特别有利的，因为在轴向磁通电机1的操作期间，臂120倾向于由于在臂120的材料中产生的涡流损耗而变热。冷却凹部132改善从臂120到转子10周围的径向散热。

在优选实施例中，转子轮100可以由铝材料制成。在实施例中，转子轮100可以包括陶瓷材料或金属材料。具体地，转子轮100可以由陶瓷材料或金属材料制成，更具体地，转子轮可以由铝材料制成。在示例中，转子轮可以包括铝合金。与例如聚合物或树脂材料相比，包括陶瓷或金属材料的转子轮100引起机械强度改善。由此，能够改善转子10的弯曲刚度。与诸如钢的其他金属材料相比，铝材料具有良好的导热特性和较小的重量。在轴向磁通电机1的操作期间，固定转子10的轴70变热。转子轮100的金属材料(尤其是铝材料)可以改善在径向上向外远离轴70的散热。具有包括陶瓷材料的转子轮100可以不产生任何涡流损耗，或者可以至少减少在轴向磁通电机1的操作期间转子10中的涡流损耗。

保持结构60可以优选地包括非导电材料。在示例中，保持结构60可以包括聚合物材料。具体地，保持结构60可以由非导电材料制成，更具体地，保持结构可以由聚合物材料制成。由此，与例如其中保持结构60部分地或完全地由金属或陶瓷材料形成的转子10相比，可以减小转子10的重量。此外，与例如其中保持结构60部分地或完全地由金属或陶瓷材料形成的转子10相比，可以减少涡流损耗。在一些实施例中，保持结构60可以包括纤维增强聚合物。在实施例中，保持结构60可以包括纤维增强聚酰胺或者可以由纤维增强聚酰胺形成，具体地，保持结构可以包括玻璃纤维增强聚酰胺或者可以由玻璃纤维增强聚酰胺形成。在其他实施例中，保持结构60可以包括碳纤维增强聚合物或者可以由碳纤维增强聚合物形成。在示例中，相对于保持结构60的总重量，纤维掺量可以在材料的10重量％至80重量％之间、具体地20重量％至70重量％、更具体地30重量％至60重量％。

如图3b中最佳所示，保持结构60被布置成并且配置成将多个永磁体50与转子轮100热隔离和/或电隔离。在实施例中，保持结构60可以布置在多个永磁体50与转子轮100之间，使得多个永磁体50不与转子轮100直接接触。由此，永磁体50可以与转子轮100电隔离和/或热隔离。当转子轮100由金属材料制成并且当保持结构60由非导电材料制成时，这是特别有利的。具体地，保持结构60可以在径向向内和径向向外的两个周向方向26上围绕多个永磁体50中的每个永磁体(参见图3b)。隔离可以不被理解为抑制任何热传导或电传导，而是与由与转子轮100相同的材料制成的保持结构60相比减少热传导和/或电传导。特别地，借助于保持结构60对永磁体50进行热隔离有利于防止或至少减少从臂120到永磁体50的散热。

在实施例中，保持结构60的热导率和/或电导率可以比转子轮100低。换句话说，转子轮100可以包括第一材料或者可以由第一材料制成，并且保持结构60可以包括第二材料或者可以由第二材料制成。第二材料的热导率和/或电导率可以比第一材料低比。这是特别有利的，因为这能够将永磁体50与转子轮100热隔离和/或电隔离。

在实施例中，保持结构60的热膨胀系数可以比多个永磁体50和/或转子轮100高。换句话说，转子轮100可以包括第一材料或者可以由第一材料制成，并且保持结构60可以包括第二材料或者可以由第二材料制成，并且永磁体50可以包括第三材料或者可以由第三材料制成。第二材料的热膨胀系数可以比第一材料和/或第三材料高。这些特征是特别有利的，因为这改善了保持结构60相对于永磁体50的保持力和/或保持结构60相对于转子轮100的附接力。在实施例中，保持结构60的热膨胀系数可以在转子轮100的热膨胀系数的>1至10倍之间。具体地，保持结构60的热膨胀系数可以在转子轮100的热膨胀系数的2至8倍之间。更具体地，保持结构60的热膨胀系数可以在转子轮100的热膨胀系数的2至4倍之间。换句话说，保持结构60的热膨胀系数可以大于转子轮100的热膨胀系数的100％并且最大为转子轮的热膨胀系数的1000％。在实施例中，保持结构60的热膨胀系数可以在多个永磁体50的热膨胀系数的2至50倍之间。具体地，保持结构60的热膨胀系数可以在多个永磁体50的热膨胀系数的5至25倍之间。更具体地，保持结构60的热膨胀系数可以在多个永磁体50的热膨胀系数的10至20倍之间。在示例中，转子轮100的热膨胀系数可以在5×e^-6K^-1至25×e^-6K^-1之间。具体地，转子轮的热膨胀系数可以为约20×e^-6K^-1。在示例中，保持结构60×e^-6K^-1的热膨胀系数可以在2×e^-6K^-10至150×e^-6K^-1之间。具体地，保持结构60的热膨胀系数可以在40×e^{- 6}K^-1至100×e^-6K^-1之间。在示例中，永磁体60的热膨胀系数可以在-2×e^-6K^-1至14×e^-6K^-1之间。具体地，永磁体60的热膨胀系数可以在2×e^-6K^-1至7×e^-6K^-1之间。

如在图3a和图3b中最佳所示，保持结构60可以形成转子10的外边缘68，该外边缘从径向外侧限制多个永磁体50。换句话说，外边缘68可以在径向上布置在永磁体50的外侧。在实施例中，保持结构60可以附接到多个臂120。保持结构60可以形成从相应的臂末端123在径向上向外延伸的多个臂延伸部66。在实施例中，多个臂延伸部66可以连接到外边缘68。具体地，多个臂延伸部66可以连接到外边缘68的径向内面。在实施例中，保持结构60可以形成至少部分地封装相应的臂120的多个臂封装部64。具体地并且如图2和图4a所示，臂封装部64可以完全封装臂120。在实施例中，多个臂封装部64可以从相应的臂延伸部66在径向上向内延伸。在实施例中，保持结构60可以形成内边缘62。内边缘62可以至少部分地围绕转子轮100的外圆周114。在实施例中，内边缘62可以不形成连接环，而是可以包括在两个相邻的臂120之间的多个内边缘段。在实施例中，多个臂封装部64可以从内边缘62在径向上向外延伸。

在实施例中，内边缘62可以至少部分地围绕盘形主体110的第二周向外部区域113b。在实施例中，内边缘62可以至少部分地封装盘形主体110的第二周向外部区域113b。更具体地，保持结构60可以至少部分地封装盘形主体110的第二周向外部区域113b以及多个臂120。第二周向外部区域113b可以在外圆周114与第二中间圆周112b之间延伸。第二中间圆周112b可以沿着在径向上位于内圆周111与外圆周114之间的径向位置布置。具体地，第二中间圆周112b可以在内圆周111与第一中间圆周112a之间的径向位置处在周向上延伸。在一些实施例中，第二中间圆周112b可以与第一中间圆周112a重合。

在实施例中，保持结构60可以在相应的永磁体50的一个或两个轴向侧55a、55b部分地围绕相应的永磁体50(例如，参见图3a、图4a、图4b)。具体地，相应的永磁体50的一个或两个径向内角和/或径向外角可以在轴向上被保持结构覆盖。这为永磁体提供进一步的轴向保持力。应当注意，优选地，第一轴向主表面55a的大部分和/或第二轴向主表面55b的大部分保持不被保持结构60覆盖。第一轴向主表面55a和第二轴向主表面55b的大部分可以包括永磁体50的相应的轴向主表面55a、55b的总表面积的至少70％，具体地至少80％，更具体地至少90％。

具体地，保持结构60包括内边缘62、臂封装部64、臂延伸部66和外边缘66。换句话说，保持结构60可以形成供相应的永磁体50固定地布置在其中的多个开口63(参见图3a和图3b)。具体地，相应的永磁体50可以通过形锁合和/或摩擦配合与保持结构60固定地布置。具体地，开口63可以向两个轴向方向22敞开。具体地，开口63可以被配置成具有包围框的窗口。换句话说，保持结构60可以形成限定用于接纳永磁体50的窗口或开口63的多个框。框可以由内边缘62、臂封装部64、臂延伸部66和外边缘66形成。

在优选实施例中，保持结构60可以通过成型形成，特别地，可以通过注塑成型形成。具体地，保持结构60可以通过热塑性材料的注塑成型或通过热固性材料的注塑成型形成。在实施例中，保持结构60可以通过聚合物的注塑成型形成。保持结构60可以通过树脂注塑成型工艺形成。

参照图3a和图4a，保持结构60可以包括在外边缘68中在轴向上凹入的周向槽67。周向槽67可以在保持结构60的一个或两个轴向表面61a、61b中在轴向上凹入。具体地，当保持结构60通过成型、例如注塑成型制成时，周向槽67可以使制造过程改善和/或产品质量提高，因为可以降低缺陷(例如收缩孔和/或空腔)的风险。周向槽67可以被理解为在周向方向26上延伸的槽。在实施例中，周向槽67可以绕整个圆周延伸，即360°，或者仅围绕圆周的一部分延伸，即小于360°。在实施例中，周向槽67可以布置在转子10的两个轴向侧。换句话说，可以设置两个周向槽67，在转子10的每个轴向侧设置一个周向槽。

再次参照图3a和图4a，保持结构60可以包括在多个臂延伸部66中的至少一个臂延伸部中在轴向上凹入的径向槽65。具体地，当保持结构60通过成型(例如注塑成型)制成时，径向槽65可以使制造过程改善和/或产品质量提高，因为可以降低缺陷(例如收缩孔和/或空腔)的风险。径向槽65可以被理解为在径向方向24上延伸的槽。在实施例中，径向槽65可以在径向上向外延伸到周向槽67，具体是可以与周向槽67连接。在实施例中，径向槽65可以在臂延伸部66的区域中布置在保持结构60的两个轴向侧61a、61b。换句话说，可以设置两个径向槽65，在臂延伸部66的每个轴向侧61a、61b设置一个径向槽。在实施例中，每个臂延伸部66可以包括一个或两个径向槽65。在实施例中，径向槽65可以在径向向内的方向上锥形化以减小应力峰值。换句话说，径向槽65的轴向深度可以不是恒定的。

保持结构60的轴向厚度61可以限定在保持结构60的第一轴向表面61a与第二轴向表面61b之间。保持结构60的轴向厚度61可以被理解为在特定径向位置处的最大轴向厚度。在实施例中，保持结构60的轴向厚度61可以大于多个永磁体50的从永磁体50的径向长度52的0.4至0.6处的径向位置在径向上向内的轴向厚度55(参见图4a)。在实施例中，保持结构60的轴向厚度61可以等于或小于多个永磁体50的从永磁体50的径向长度52的0.4至0.6处的径向位置在径向上向外的轴向厚度55。

参照图3a和图4a，保持结构60可以包括从外边缘68在径向上向外突出的多个突起69。在示例中，突起69可以布置在两个相邻的臂120之间的相应的周向位置处。由此，来自臂延伸部66的区域的成型材料可以从两个周向侧在相应的突起69中汇合。具体地，当保持结构60通过成型(例如注塑成型)制成时，突起69可以使制造过程改善和/或产品质量提高，因为可以降低缺陷(例如收缩孔和/或空腔)的风险。更具体地，由于成型材料可以在突起69的体积中汇合，因此当从径向内侧在径向上向外成型时，可以防止或减少保持结构60内的不利的汇合线。在实施例中，突起69可以是块状的。在实施例中，可以设置多于或少于二十个突起69。一些实施例可以不包括任何突起69。具体地，可以设置至少两个突起69以防止或减少不平衡。在实施例中，可以设置多个突起69，具体地，突起的数量等于臂的数量。有利地，突起可以进一步提供平衡转子10的选项。

在一些替代性实施例中，保持结构60可以由两个或更多个保持结构板形成。在实施例中，保持结构60可以由两个保持结构半部形成。换句话说，保持结构60可以在轴向上分成两个部分，即，通过由径向方向24限定的径向平面分开。在实施例中，板可以包括聚合物材料和/或纤维增强聚合物材料。

根据本实用新型的第四方面，本实用新型进一步涉及一种用于制造第一方面的转子10的方法。该方法包括通过围绕转子轮100和多个永磁体50注塑成型成型材料而形成保持结构60。在实施例中，可以围绕转子轮100和多个永磁体50对成型材料进行注塑成型，使得相应的永磁体50的第一轴向表面55a的大部分和第二轴向表面55b的大部分不被保持结构60覆盖。如上面所阐述的，第一轴向主表面55a和第二轴向主表面55b的大部分可以包括永磁体50的相应的轴向主表面55a、55b的总表面积的至少70％，具体地至少80％，更具体地至少90％。

在实施例中，该方法可以包括以下步骤中的一个或多个：将转子轮100插入第一模具的空腔中。将多个永磁体50插入第一模具的空腔中。将多个永磁体50中的每个永磁体保持在在周向上位于两个相邻的臂120之间的成型位置。通过第二模具闭合该空腔或第一模具。通过对经过布置在第一模具和/或第二模具中的一个或多个进料孔的成型材料进行注射成型来形成保持结构60。在示例中，进料孔可以延伸到盘形主体110的周向外部区域113a、113b。由此，保持结构60是从径向内侧朝向径向外侧注塑成型的。

在实施例中，可以通过在永磁体50的径向内端51处的相应的销和/或通过在永磁体50的径向外端53处的相应的板将多个永磁体50中的至少一个永磁体保持在成型位置。

在实施例中，成型材料可以包括热塑性材料或热固性材料。在实施例中，成型材料可以包括纤维增强成型材料并且包括相对于成型材料的总重量在10重量％至80重量％之间的纤维分数，具体地为20重量％至70重量％，更具体地为30重量％至60重量％。

尽管上面已经描述了本实用新型并且在所附权利要求中限定了本实用新型，但是应当理解，还可以根据以下实施例来替代性地限定本实用新型：

1.一种用于轴向磁通电机(1)的转子(10)，包括：

转子轮(100)，所述转子轮包括：

-盘形主体(110)，盘形主体限定内圆周(111)和外圆周(114)，以及

-多个臂(120)，多个臂从外圆周(114)在径向上向外突出到相应的臂末端(123)，其中，多个臂(120)在周向上分布在外圆周(114)上，

多个永磁体(50)，多个永磁体在周向上绕外圆周(114)分布并且在周向上布置在多个臂(120)之间，以及

保持结构(60)，保持结构附接到转子轮(100)并且附接到多个永磁体(50)，以将多个永磁体(50)保持就位。

2.如实施例1所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)中的至少一个永磁体沿着径向长度(52)从径向内端(51)延伸到径向外端(53)，并且其中，多个臂(120)中的至少一个臂在径向上向外突出到相应的永磁体(50)的径向内端(51)与径向外端(53)之间的径向位置。

3.如实施例2所述的转子(10)，其中，多个臂(120)中的至少一个臂从外圆周(114)沿着突出臂长度(122a)在径向上向外延伸到臂末端(123)，其中，臂末端(123)布置在永磁体(50)的径向长度(52)的0.1至0.9之间的径向位置处，具体地，臂末端布置在永磁体(50)的径向长度(52)的0.2至0.8之间的径向位置处，更具体地，臂末端布置在永磁体(50)的径向长度(52)的0.25至0.75之间的径向位置处。

4.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，臂末端(123)是锥形的。

5.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个臂(120)中的每个臂具有在径向方向(24)上的臂长度(122)、在轴向方向(22)上的臂高度(125)以及与臂长度(122)和臂高度(125)正交的臂宽度(126)。

6.如实施例5所述的转子(10)，其中，臂高度(125)和/或臂宽度(126)至少在臂长度(122)的一部分中朝向臂末端(123)锥形化，具体地，臂高度和/或臂宽度至少在臂长度(122)的在臂末端(123)之前的0.1的部分中朝向臂末端锥形化，更具体地，臂高度和/或臂宽度至少在臂长度(122)的在臂末端(123)之前的0.2的部分中朝向臂末端锥形化。

7.如实施例5或6中的任一项所述的转子(10)，其中，臂(120)在由臂高度(125)和臂宽度(126)限定的截面中的形状可以是基本上矩形的或椭圆形的。

8.如实施例5至7中的任一项所述的转子(10)，其中，至少在盘形主体(110)的周向外部区域(113a)中，臂高度(125)大于盘形主体(110)的轴向厚度，使得臂(120)从外圆周(114)在径向上向内延伸，同时在轴向上从盘形主体(110)突出。

9.如实施例8所述的转子(10)，其中，盘形主体(110)的周向外部区域(113a)从外圆周(114)延伸到沿着在径向上位于内圆周(111)与外圆周(114)之间的径向位置布置的中间圆周(112a)。

10.如实施例9所述的转子(10)，其中，中间圆周(112a)沿着内圆周(111)与外圆周(114)之间的径向长度的0.4至0.9之间的径向位置布置，具体地，中间圆周布置在内圆周(111)与外圆周(114)之间的径向长度的0.5至0.8之间的径向位置处，更具体地，中间圆周布置在内圆周(111)与外圆周(114)之间的径向长度的0.6至0.7之间的径向位置处。

11.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，盘形主体(110)和多个臂(120)一体地形成，具体地，盘形主体和多个臂一体地形成为一体件。

12.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，转子轮(100)包括陶瓷材料或金属材料，或者由陶瓷材料或金属材料制成，具体地，转子轮包括铝材料或者由铝材料制成。

13.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)包括非导电材料或者由非导电材料制成，具体地，保持结构包括聚合物或者由聚合物制成。

14.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)的热导率和/或电导率比转子轮(100)低。

15.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)被布置成将多个永磁体(50)与转子轮(100)热隔离和/或电隔离。

16.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)的热膨胀系数比多个永磁体(50)和/或转子轮(100)高。

17.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)的热膨胀系数在转子轮(100)的热膨胀系数的1至10倍之间，具体地，保持结构的热膨胀系数在转子轮的热膨胀系数的2至8倍之间，更具体地，保持结构的热膨胀系数在转子轮的热膨胀系数的2至4倍之间。

18.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)的热膨胀系数在多个永磁体(50)的热膨胀系数的2至50倍之间，具体地，保持结构的热膨胀系数在多个永磁体的热膨胀系数的5至25倍之间，更具体地，保持结构的热膨胀系数在多个永磁体的热膨胀系数的10至20倍之间。

19.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)形成转子(10)的外边缘(68)，该外边缘在径向上向外限制多个永磁体(50)。

20.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)附接到多个臂(120)，并且形成从相应的臂末端(123)在径向上向外延伸的多个臂延伸部(66)。

21.如实施例19和20所述的转子(10)，其中，多个臂延伸部(66)连接到外边缘(68)。

22.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)形成至少部分地封装相应的臂(120)的多个臂封装部(64)。

23.如实施例22在至少从属于实施例20或21中的任一项时所述的转子(10)，其中，多个臂封装部(64)从相应的臂延伸部(66)在径向上向内延伸。

24.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)形成内边缘(62)，该内边缘至少部分地围绕转子轮(100)的外圆周(114)。

25.如实施例24在至少从属于实施例22或23中的任一项时所述的转子(10)，其中，多个臂封装部(64)从内边缘(62)在径向上向外延伸。

26.如实施例24或25中的任一项所述的转子(10)，其中，内边缘(62)至少部分地围绕盘形主体(110)的周向外部区域(113a，113b)。

27.如实施例24至26中的任一项所述的转子(10)，其中，内边缘(62)至少部分地封装盘形主体(110)的周向外部区域(113a)。

28.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)至少部分地封装盘形主体(110)的周向外部区域(113a)以及多个臂(120)。

29.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)布置在多个永磁体(50)与转子轮(100)之间，使得多个永磁体(50)不与转子轮(100)直接接触。

30.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)在径向向内和径向向外的两个周向方向(26)上围绕多个永磁体(50)中的每个永磁体。

31.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)在相应的永磁体(50)的轴向侧部分地围绕相应的永磁体(50)。

32.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)形成供相应的永磁体固定地布置在其中的多个开口(63)。

33.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)通过注塑成型形成，具体地，保持结构通过热塑性材料的注塑成型或通过热固性材料的注塑成型形成。

34.如前述实施例中的任一项在至少从属于实施例19时所述的转子(10)，其中，保持结构(60)包括在外边缘(68)中在轴向上凹入的周向槽(67)。

35.如前述实施例中的任一项在至少从属于实施例20时所述的转子(10)，其中，保持结构(60)包括在多个臂延伸部(66)中的至少一个臂延伸部中在轴向上凹入的径向槽(65)。

36.如前述实施例中的任一项在至少从属于实施例2时所述的转子(10)，其中，保持结构(60)的轴向厚度(61)大于多个永磁体(50)的从永磁体(50)的径向长度(52)的0.4至0.6处的径向位置在径向上向内的轴向厚度(55)。

37.如前述实施例中的任一项在至少从属于实施例2时所述的转子(10)，其中，保持结构(60)的轴向厚度(61)等于或小于多个永磁体(50)的从永磁体(50)的径向长度(52)的0.4至0.6处的径向位置在径向上向外的轴向厚度(55)。

38.如前述实施例中的任一项在至少从属于实施例19时所述的转子(10)，其中，保持结构(60)包括从外边缘(68)在径向上向外突出的至少一个突起(69)。

39.如实施例38所述的转子(10)，其中，至少一个突起(69)布置在两个相邻的臂(120)之间的周向位置处。

40.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，保持结构(60)由两个或更多个保持结构板形成。

41.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，转子轮(100)包括三个或更多个固定结构(130)，三个或更多个固定结构在周向上分布，并且从盘形主体(110)的第一轴向表面(115a)和/或第二轴向表面(115b)在轴向上凹入和/或在轴向上突出。

42.如实施例41所述的转子(10)，其中，保持结构(60)与三个或更多个固定结构(130)以形锁合的方式接合。

43.如实施例41或42中的任一项所述的转子(10)，其中，三个或更多个固定结构(130)中的至少一个固定结构形成为在轴向上延伸穿过盘形主体(110)的通孔。

44.如实施例41至43中的任一项所述的转子(10)，其中，三个或更多个固定结构(130)中的至少一个固定结构在周向上布置在两个相邻的臂(120)之间。

45.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，转子轮(100)包括布置在盘形主体(110)的径向内部区域中的多个冷却凹部(132)。

46.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，转子轮(100)包括布置在盘形主体(110)的径向内部区域中以固定到轴台阶的多个轴固定孔(140)。

47.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)在轴向方向(22)上被磁化。

48.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)中的每个永磁体由在径向方向(22)上堆叠的层叠磁性板的堆叠体形成。

49.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)中的每个永磁体在由径向方向(24)和周向方向(26)限定的平面中具有梯形形状。

50.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)以相等的间隔在周向上分布。

51.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)中的每个永磁体包括在径向表面部分和/或周向表面部分中的至少一个凹口区段。

52.如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，多个永磁体(50)中的每个永磁体形成磁极或者是磁极。

53.一种用于高电压风扇(3)的轴向磁通电机(1)，包括：

壳体(200)，

轴(70)，轴被可旋转地支撑在壳体(200)中，

至少一个定子(80)，至少一个定子固定地布置在壳体(200)中，以及

如前述实施例中的任一项所述的转子(10)，其中，转子(10)固定地布置在轴(70)上并且邻近至少一个定子(80)。

54.如实施例53所述的轴向磁通电机(1)，包括两个定子(80)，其中，转子(10)在轴向上布置在两个定子(80)之间。

55.一种用于车辆的高电压风扇(3)，包括：

如实施例53或54中的任一项所述的轴向磁通电机(1)，以及

风扇轮(2)，风扇轮在壳体(200)的外部固定地布置在轴(70)上。

56.一种用于制造如实施例1至52中的任一项所述的转子(10)的方法，

其中，通过围绕转子轮(100)和多个永磁体(50)注塑成型成型材料而形成保持结构(60)。

57.如实施例56所述的方法，其中，围绕转子轮(100)和多个永磁体(50)对成型材料进行注塑成型，使得相应的永磁体(50)的第一轴向表面(55a)的大部分和第二轴向表面(55b)的大部分不被保持结构(60)覆盖。

58.如实施例56或57中的任一项所述的方法，其中，该方法包括：

将转子轮(100)插入第一模具的空腔中，

将多个永磁体(50)插入第一模具的空腔中，

将多个永磁体(50)中的每个永磁体保持在在周向上位于两个相邻的臂(120)之间的成型位置，

通过第二模具闭合该空腔或第一模具，

通过对经过布置在第一模具和/或第二模具中并且延伸到盘形主体(110)的周向外部区域(113a、113b)的一个或多个进料孔的成型材料进行注塑成型来形成保持结构(60)。

59.如实施例58所述的方法，其中，通过在永磁体(50)的径向内端(51)处的相应的销和/或通过在永磁体(50)的径向外端(53)处的相应的板将多个永磁体(50)中的每个永磁体保持在成型位置。

60.如实施例56至59中的任一项所述的方法，其中，成型材料包括热塑性材料或热固性材料。

61.如实施例56至60中的任一项所述的方法，其中，成型材料是纤维增强的并且包括相对于成型材料的总重量在10％至80％重量百分比之间的纤维分数。

Claims (19)

1.一种用于轴向磁通电机(1)的转子(10)，其特征在于，所述转子包括：

转子轮(100)，所述转子轮包括：

-盘形主体(110)，所述盘形主体限定内圆周(111)和外圆周(114)，以及

-多个臂(120)，所述多个臂从所述外圆周(114)在径向上向外突出到相应的臂末端(123)，其中，所述多个臂(120)在周向上分布在所述外圆周(114)上，

多个永磁体(50)，所述多个永磁体在周向上绕所述外圆周(114)分布并且在周向上布置在所述多个臂(120)之间，以及

保持结构(60)，所述保持结构附接到所述转子轮(100)并且附接到所述多个永磁体(50)，以将所述多个永磁体(50)保持就位。

2.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述多个永磁体(50)中的至少一个永磁体沿着径向长度(52)从径向内端(51)延伸到径向外端(53)，并且其中，所述多个臂(120)中的至少一个臂在径向上向外突出到位于相应的永磁体(50)的径向内端(51)与径向外端(53)之间的径向位置。

3.如权利要求1或2所述的转子(10)，其中，所述多个臂(120)中的至少一个臂从所述外圆周(114)沿着突出臂长度(122a)在径向上向外延伸到所述臂末端(123)，其中，所述臂末端(123)布置在永磁体(50)的径向长度(52)的0.1倍至0.9倍之间的径向位置处。

4.如权利要求1或2所述的转子(10)，其中，所述臂末端(123)是锥形的。

5.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述多个臂(120)中的每个臂具有在径向方向(24)上的臂长度(122)、在轴向方向(22)上的臂高度(125)以及与所述臂长度(122)和臂高度(125)正交的臂宽度(126)，并且其中，至少在所述盘形主体(110)的周向外部区域(113a)中，所述臂高度(125)大于所述盘形主体(110)的轴向厚度，使得所述臂(120)从所述外圆周(114)在径向上向内延伸，同时在轴向上从所述盘形主体(110)突出。

6.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述盘形主体(110)和所述多个臂(120)一体地形成为一体件。

7.如权利要求6所述的转子(10)，其中，所述转子轮(100)由陶瓷材料或金属材料制成。

8.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)由非导电材料制成。

9.如权利要求8所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)通过热塑性材料的注塑成型或通过热固性材料的注塑成型而形成。

10.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)被布置成将所述多个永磁体(50)与所述转子轮(100)热隔离和/或电隔离。

11.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)附接到所述多个臂(120)，并且形成从相应的臂末端(123)在径向上向外延伸的多个臂延伸部(66)。

12.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)至少部分地封装所述盘形主体(110)的周向外部区域(113a)以及所述多个臂(120)。

13.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)布置在所述多个永磁体(50)与所述转子轮(100)之间，使得所述多个永磁体(50)不与所述转子轮(100)直接接触。

14.如权利要求1所述的转子(10)，其中，所述转子轮(100)包括三个或更多个固定结构(130)，所述三个或更多个固定结构在周向上分布，并且从所述盘形主体(110)的第一轴向表面(115a)和/或第二轴向表面(115b)在轴向上凹入和/或在轴向上突出。

15.如权利要求14所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)与所述三个或更多个固定结构(130)以形锁合的方式接合。

16.如权利要求7所述的转子(10)，其中，所述转子轮(100)由铝材料制成。

17.如权利要求8所述的转子(10)，其中，所述保持结构(60)由聚合物制成。

18.一种轴向磁通电机(1)，所述轴向磁通电机用于高电压风扇(3)，其特征在于，所述轴向磁通电机包括：

壳体(200)，

轴(70)，所述轴被可旋转地支撑在所述壳体(200)中，

至少一个定子(80)，所述至少一个定子固定地布置在所述壳体(200)中，以及

如权利要求1至17中的任一项所述的转子(10)，其中，所述转子(10)固定地布置在所述轴(70)上并且邻近所述至少一个定子(80)。

19.一种高电压风扇(3)，所述高电压风扇用于车辆，其特征在于，所述高电压风扇包括：

如权利要求18所述的轴向磁通电机(1)，以及

风扇轮(2)，所述风扇轮在所述壳体(200)的外部固定地布置在所述轴(70)上。