CN103138434A - 电机的转子芯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机的层叠的转子芯，所述转子芯包括：薄盘形的转子芯件，包括朝向转轴方向延伸的轴孔、与所述轴孔连通的键槽以及磁体；轴，被压装到所述轴孔中并且在与所述键槽的位置相对应的外缘位置处凹陷地形成有键收纳槽；以及至少一个或多个键，形成在所述键槽和所述键收纳槽处以限制所述转子芯件和所述轴。

Description

电机的转子芯

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年12月1日提交的韩国专利申请No.10-2011-0127507的在先申请日和优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种BLDC电机的转子芯。

背景技术

此部分提供关于本公开的背景信息，所述背景信息不一定是现有技术。

一般而言，通过将轴压装到转子芯中，形成BLDC（brushless direct current，无刷直流）电机的转子，所述转子芯通过层叠薄转子芯件而形成。此时，利用机械方法（例如滚花或刮削）对轴的表面进行表面处理，以防止层叠的转子芯和轴空转。一旦利用滚花或刮削对轴进行表面处理，则由经表面处理的轴和转子芯的轴孔之间的干扰决定压装力、拉脱力和对转动力的阻力。

同时，如果通过层叠多个盘形转子芯件形成转子芯，则可以形成具有预定高度的单个转子芯，以将其压装入经刮削的轴中。当使用长于预定长度的转子芯时，则将转子芯模块化为容易进行压装过程的各个预定高度，随后进行压装。

然而，如果顺序地压装转子芯，则在第一转子芯模块的压装过程中会损坏轴的经刮削的表面，足够的干扰不能如设计中计算的那样作用在第二和第三转子芯模块上，并且不能充分地形成转子芯和轴之间的紧密结合，从而导致轴和所述芯在转子转动期间空转，因此不能实现准确的动力传输和控制。

此外，当狭窄地形成轴和转子芯模块之间的公差以防止空转时，会在轴和转子芯模块上产生过大的压力，从而产生诸如损坏轴、扭曲转子芯模块和/或轴弯曲变形的缺陷，并且当将磁体安装在转子芯模块内时，用于***磁体的磁体***孔会变形，导致在组装过程中出现困难。

另外，当通过时常用于一般压装过程的刮削进行表面处理时，由于热收缩/膨胀而难以保持恒定的组装性能，并且分别以预定角度扭转地布置多个定子芯件的偏斜型压装过程也存在需要利用夹具调节组装角度的麻烦。

因此，需要通过提供改进的电机转子芯来克服上述和其它问题。

发明内容

此部分提供本公开的一般性总结，并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

为了解决现有技术中的上述问题而提出本公开，因此本发明的一些实施例的目的是提供一种电机的转子芯，其被配置为通过改进转子芯的轴表面和转子芯的内径形状来保持轴与转子芯在压装过程中的预定程度的结合。

在本公开的一个总的方面，提供一种电机的层叠的转子芯，所述转子芯包括：薄盘形的转子芯件，包括朝向转轴方向延伸的轴孔、与所述轴孔连通的键槽以及磁体；轴，被压装到所述轴孔中并且在与所述键槽的位置相对应的外缘位置处凹陷地形成有键收纳槽；以及至少一个或多个键，形成在所述键槽和所述键收纳槽处以限制所述转子芯件和所述轴。

优选地但不是必须地，所述转子芯件包括：第一转子芯，沿转轴方向层叠有预定数量的转子芯件并且在第一位置处形成有键槽；第二转子芯，沿转轴方向层叠有数量与第一转子芯的转子芯件数量相同的转子芯件，并且在与所述第一位置具有预定角度差的第二位置处形成有键槽；以及第三转子芯，沿转轴方向层叠有数量与第一转子芯的转子芯件数量相同的转子芯件，并且在与所述第二位置具有预定角度差的第三位置处形成有键槽，其中，形成在所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯处的各个键槽被布置为相隔120°角。

优选地但不是必须地，所述键被压装到设置在所述轴处的键容纳槽中。

优选地但不是必须地，所述键槽被设置为与所述键的宽度相对应的形状。

优选地但不是必须地，所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯中的每个都形成有键槽，所述轴在与设置在所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯中的每个处的所述键槽相对应的位置处形成有键收纳槽，并且通过每个键限制所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯在所述轴和所述转子芯之间的相对运动。

优选地但不是必须地，所述键沿与所述转轴的轴向方向垂直的方向被压装到所述键收纳槽中，并且沿与所述转轴的轴向方向平行的方向被压装到所述键槽中。

优选地但不是必须地，所述键形成有相对于所述转子芯件的***和脱离方向的圆形部分。

优选地但不是必须地，所述转子芯件在每个远端横截面处形成有第一磁体防脱离件和第二磁体防脱离件。

优选地但不是必须地，所述第一磁体防脱离件包括：与所述轴的直径相对应的盘形的通孔；以及至少一个或多个钩挂凸耳，该钩挂凸耳突起地形成在所述通孔的内侧，以钩挂到容纳槽，该容纳槽形成在所述轴的与钩挂凸耳相对应的位置处，其中，所述钩挂凸耳在朝向所述轴的轴向方向被***所述容纳槽之后通过向与轴向方向垂直的方向转动而被钩住。

优选地但不是必须地，所述第二磁体防脱离件呈盘形形状，与所述轴的直径相对应并且在至少一个区域上形成有D形切口部分。

优选地但不是必须地，所述轴包括所述第二磁体防脱离件和用于支撑所述转子芯件的法兰单元。

优选地但不是必须地，所述转子芯进一步包括插置于所述法兰单元与所述第二磁体防脱离件之间的环形弹性件。

根据本公开的电机转子芯的有益效果在于通过键和键槽之间的耦接防止轴和转子芯件空转，从而可以在轴和转子芯件的轴孔之间形成足够的公差，由此可以容易地进行轴压装过程。

另一优点在于，由于利用键进行组装，因此可以保持不受热收缩和膨胀影响的可靠性。

另一优点在于，第一和第二磁体防脱离件可以防止磁体向轴的轴向方向脱离。

另一优点在于，弹性件插置在与轴一体形成的法兰单元和第二磁体防脱离件之间，以最小化转子芯件转动期间产生的噪声和振动，并且通过利用弹性件的实际压力可以减小转子芯件的积累公差。

在所附的独立权利要求和从属权利要求中描述了本公开的具体和优选方面。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征相结合，并且视情况可以与其它从属权利要求的特征相结合，而不是仅仅如权利要求中所明确描述的那样。

尽管不断改进、改变和发展本领域中的设备，但是本构思被认为表现了实质上新的且新颖的改进，包括与现有实践的偏离，因此提供更有效、稳定和可靠的此类设备。

从结合附图的以下详细描述中，本公开的以上和其它特点、特征和优点将变得显然，其通过举例方式示出了本发明的原理。此描述仅是为了举例而给出的，不会限制本发明的范围。下文引用的附图标记涉及附图。

附图说明

为了解释本公开的原理，为了说明、例证和描述目的，下面描述涉及本公开优选实施例的一些附图，尽管附图不意在穷举。附图根据本公开理念，仅以举例方式，而不是限制方式，描绘一个或多个示例性实施例。在附图中，相同的附图标记指示相同或相似的元件。

因此，参照示例性附图，通过某些示例性实施例的以下详细描述将更容易理解各种各样的潜在实践和有用实施例。在附图中：

图1是图示根据本公开示例性实施例的转子芯的组装状态的示意性透视图；

图2是图1的分解透视图；

图3是图示图1的转子芯的分解透视图；

图4是图示图1的键与轴的耦接状态的侧视图；

图5是图示图4与转子芯件的耦接状态的侧视图；以及

图6是图示根据本公开示例性实施例的从转子芯卸下的第一磁体防脱离件的分解透视图。

具体实施方式

通过参照附图的图1至6可以最佳地理解所公开的实施例及其优点，在不同附图中，相同的附图标记用于相同或相应的部件。通过查阅下图和详细的说明书，对于本领域普通技术人员来说，所公开的实施例的其它特征和优点将会或将变得明显。所有这些额外的特征和优点都意在被包括在所公开的实施例的范围内并且受附图保护。此外，所示的附图仅是示例性的，而不意在主张或暗示对实现不同实施例的环境、构造或过程的限制。因此，所描述的方面意在涵盖落在本发明范围和新颖构思范围内的所有这些替换、改进和变型。

同时，本文使用的术语目的仅仅是描述具体实施方式，而不意在限制本公开。这里，术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，第二构成元件可以被表示为第一构成元件，而不脱离本公开的范围和精神，同样，第一构成元件可以被表示为第二构成元件。

如在此使用的，本文的用语“a”和“an”不表示数量限制，而是表示至少一个所涉及的项目的存在。就是说，如在此使用的，单数形式“a”、“an”和“the”也意在包括复数形式，除非上下文明确表示不包括复数形式。

应该理解，当一个元件被表述为“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以直接连接或耦接到另一元件，或者可以存在中间元件。反之，当元件被表述为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，则不存在中间元件。

还应该理解，用语“包括”和/或“包含”当用于本说明书时，指明所描述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或加入。

此外，“示例性”仅意在表示例子，而不是最佳例子。还应该明白，为了简单和易于理解的目的，在本文中所描绘的特征、层和/或元件被例示为相对于另一元件而具有特定尺寸和/或方位，并且实际尺寸和/或方位可以与所示的明显不同。

就是说，在附图中，为了清楚，可以夸大或缩小层、区域和/或其它元件的尺寸和相对尺寸。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且将省略彼此重复的解释。如在此使用的，用语“基本上”和“大约”为其相应的术语和/或项目之间的相对性提供工业容许容差。

以下，将参照附图详细描述根据本公开的电机的转子芯。

以下，将以许多种电机中的BLDC电机为例描述本公开，然而，BLDC电机的配置与本公开的主题无关，因此将省略BLDC电机的详细描述，并且将集中描述作为本公开的特征配置的电机的层叠转子芯。

图1是图示根据本公开示例性实施例的转子芯的组装状态的示意性透视图，图2是图1的分解透视图，图3是图示图1的转子芯的分解透视图，图4是图示图1的键与轴的耦接状态的侧视图，图5是图示图4的转子芯件的耦接状态的侧视图，以及图6是图示根据本公开示例性实施例的从转子芯卸下的第一磁体防脱离件的分解透视图。

参照图1至3，根据本公开的电机的层叠的转子芯包括设置有多个转子芯板的转子芯件10和轴20。

通过层叠多个薄铁盘板形成转子芯件10，每个板具有约0.5mm的厚度。通过冲压薄铁板形成转子芯板，并且层叠多个转子芯板以形成转子芯件（10）。

再次参照图1和3，转子芯件10形成有第一、第二和第三转子芯10a、10b、10c，第一、第二和第三转子芯10a、10b、10c具有每个都以预定高度并且每个以预定偏转角度层叠的转子芯板，轴20压装穿过转子芯件10的中心，并且所述预定角度优选为120°。

在转子芯件的中心形成轴孔11，以使得轴20可以穿过轴孔11并且被压装到轴孔11内。轴孔11优选形成为近似圆形形状。

磁体***孔12穿入地形成在靠近转子芯件外缘的位置处。磁体12a***并耦接到磁体***孔12，所述磁体12a沿与轴孔11的中心轴平行的方向***。优选地，以预定间隔穿入地形成多个磁体***孔12，并且根据本公开的示例性实施例，优选沿转子芯件的外缘形成总计六（6）个正多边形磁体***孔12。

同时，除了总计六（6）个磁体***孔之外，可以根据转子芯的改变的尺寸增加或减少磁体***孔12的数量，从而使得磁体***孔的数量可以包括布置为正五边形的5个、布置为正八边形的8个、或布置为多于正六边形的6个磁体***孔。

键槽13以预定深度形成在轴孔11的内周表面处，优选地，如图3所示，在第一、第二和第三转子芯10a、10b、10c中的每个处形成一个键槽13。键槽13的深度优选与键21（稍后描述）的突起高度相对应。根据如此描述的配置，压装到轴20中的每个键21耦接到第一、第二和第三转子芯10a、10b、10c中的每个，由此可以防止第一、第二和第三转子芯10a、10b、10c和轴20之间打滑，以便一起转动。

同时，可以在转子芯件10的上侧末端和下侧末端形成环形的第一磁体防脱离件15和环形的第二磁体防脱离件17，以防止磁体12a向轴向方向脱离。

第一磁体防脱离件15包括与轴20的直径相对应的盘形通孔，优选地，至少一个或多个钩挂凸耳16突起地形成在该通孔的内周表面处。可以形成分别间隔120°的至少三个钩挂凸耳16。通过钩挂凸耳16防止第一磁体防脱离件15向轴向方向脱离。

就是说，钩挂凸耳16可以钩挂到容纳槽23中，容纳槽23形成在轴20的与钩挂凸耳16的位置相对应的位置处，其中，可以沿轴20的轴向方向将钩挂凸耳16***容纳槽23中，并且向与轴向方向垂直的方向转动钩挂凸耳16并钩挂到容纳槽23中。

此外，第二磁体防脱离件17可以呈盘形形状，与轴20的直径相对应并且在至少一个区域上形成有D形切口部分。

参照图2，可以在作为转子芯的转轴的轴20的外缘处凹陷地形成键收纳槽22，该键收纳槽22具有用于***键21的预定深度，并且在轴20的上侧形成方向可变的容纳槽23，如图4和6所示。

根据本公开的示例性实施例，键收纳槽22可以形成有朝向钩挂凸耳16的***方向的初级槽，并且形成有朝向与初级槽的形成方向近似垂直的方向延伸的次级槽，从而将钩挂凸耳16***容纳槽23中，向与所述***方向垂直的方向转动预定角度并且锁定到轴向方向。

同时，如图2所示，沿与轴20的轴向方向垂直的方向将键21压装到键收纳槽22中，并且优选地，键21形成为与键槽12的深度相对应的深度。当键收纳槽22过浅时，在轴20和转子芯件10的转动期间，键21会从键收纳槽22中不利地脱离。

键21在***和脱离方向上是圆形的，以最小化在压装转子芯件期间与键21之间的干扰，并且防止操作者在操作过程中被尖锐的边缘损伤。

法兰单元25可以一体形成在与第二磁体防脱离件17的位置相对应的位置处。法兰单元25可以支撑转子芯件10和第二磁体防脱离件17。

同时，如图6所示，弹性件30可以插置在法兰单元25和第二磁体防脱离件17之间。弹性件30可以设置为盘形件，如弹簧垫圈，以吸收转子芯件10的转动操作期间产生的噪声和振动。弹性件30可以向轴20的轴向方向施加弹性回复力，以使得每个转子芯件10可以在第一磁体防脱离件15和第二磁体防脱离件17之间紧密地接触。

如从以上显然可见的，根据本公开的电机的转子芯的工业应用性在于，通过在组装轴20和转子芯件10期间键21和键槽13之间的压装，防止轴20转动时转子芯件空转，以省略对轴20的后加工处理（诸如切削）并且容易进行转子芯件10的压装。具体地，可以缩窄转子芯件10和轴20之间的公差，以减小在压装转子芯件10期间由过大的压力导致的轴20变形。

另一工业应用性在于，布置弹性件30可以降低转子芯件转动期间的噪声和振动，并且可以最小化热收缩和膨胀对转子芯件10的影响，由此可以补偿组装多个转子芯件10期间产生的累积公差，以最小化各个转子芯件10之间的间隙。

尽管前文已经描述和例示了BLDC电机，但是本公开不限于此，本公开的新颖构思可以应用于使用转子的其它类型电机。

更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，可以对所讨论的结合布置的组成部件和/或布置方式进行各种变型和改进。除了对组成部件和/或布置方式进行各种变型和改进，对于本领域技术人员来说替换使用也是显然的。

Claims (12)

1.一种电机的层叠的转子芯，所述转子芯包括：

薄盘形的转子芯件，包括朝向转轴方向延伸的轴孔、与所述轴孔连通的键槽以及磁体；

轴，被压装到所述轴孔中并且在与所述键槽的位置相对应的外缘位置处凹陷地形成有键收纳槽；以及

至少一个或多个键，形成在所述键槽和所述键收纳槽处以限制所述转子芯件和所述轴。

2.根据权利要求1所述的层叠的转子芯件，其中，所述转子芯件包括：第一转子芯，沿转轴方向层叠有预定数量的转子芯件并且在第一位置处形成有键槽；第二转子芯，沿转轴方向层叠有数量与第一转子芯的转子芯件数量相同的转子芯件，并且在与所述第一位置具有预定角度差的第二位置处形成有键槽；以及第三转子芯，沿转轴方向层叠有数量与第一转子芯的转子芯件数量相同的转子芯件，并且在与所述第二位置具有预定角度差的第三位置处形成有键槽，其中，形成在所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯处的各个键槽被布置为相隔120°角。

3.根据权利要求1所述的层叠的转子芯件，其中，所述键被压装到设置在所述轴处的键容纳槽中。

4.根据权利要求1所述的层叠的转子芯件，其中，所述键槽被设置为与所述键的宽度相对应的形状。

5.根据权利要求2所述的层叠的转子芯件，其中，所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯中的每个都形成有键槽，所述轴在与设置在所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯中的每个处的所述键槽相对应的位置处形成有键收纳槽，并且通过每个键限制所述第一转子芯、所述第二转子芯和所述第三转子芯在所述轴和所述转子芯之间的相对运动。

6.根据权利要求2所述的层叠的转子芯件，其中，所述键沿与所述转轴的轴向方向垂直的方向被压装到所述键收纳槽中，并且沿与所述转轴的轴向方向平行的方向被压装到所述键槽中。

7.根据权利要求1所述的层叠的转子芯件，其中，所述键形成有相对于所述转子芯件的***和脱离方向的圆形部分。

8.根据权利要求1所述的层叠的转子芯件，其中，所述转子芯件在每个远端横截面处形成有第一磁体防脱离件和第二磁体防脱离件。

9.根据权利要求8所述的层叠的转子芯件，其中，所述第一磁体防脱离件包括：与所述轴的直径相对应的盘形的通孔；以及至少一个或多个钩挂凸耳，该钩挂凸耳突起地形成在所述通孔的内侧，以钩挂到容纳槽，该容纳槽形成在所述轴的与钩挂凸耳相对应的位置处，其中，所述钩挂凸耳在朝向所述轴的轴向方向被***所述容纳槽之后通过向与轴向方向垂直的方向转动而被钩住。

10.根据权利要求9所述的层叠的转子芯件，其中，所述第二磁体防脱离件呈盘形形状，与所述轴的直径相对应并且在至少一个区域上形成有D形切口部分。

11.根据权利要求9所述的层叠的转子芯件，其中，所述轴包括所述第二磁体防脱离件和用于支撑所述转子芯件的法兰单元。

12.根据权利要求11所述的层叠的转子芯件，其中，所述转子芯进一步包括插置于所述法兰单元与所述第二磁体防脱离件之间的环形弹性件。

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