CN103178632A - 用于电机转子的支撑环 - Google Patents

Abstract

一种用于具有芯部和多个绕组的转子的支撑环。该支撑环包括环状基部、多个指状物以及多个受力边。多个指状物从环状基部径向向外延伸，每一个大致对应绕组中的一个。多个受力边从指状物向外延伸，且径向地设置在绕组的外面。

Description

用于电机转子的支撑环

技术领域

本发明涉及用于电机的绕线转子

背景技术

定子是电机的固定部分。定子与转子相互作用，所述转子是电机的运动或转动部分。定子和转子允许电机将机械能转换为电能（发电机模式）以及将电能转换为机械能（发动机模式）。

发明内容

提供了一种用于转子（例如用于电机内的那些）的支撑环。所述转子具有芯部和多个绕组。支撑环包括环状基部、多个指状物（finger）以及多个受力边（loaded edge）。多个指状物从环状基部径向地向外延伸，指状物中的每一个通常对应绕组中的一个。多个受力边从指状物径向地延伸，并径向地放置在绕组的外面。

还提供了一种转子，其包括毂、芯部和多个绕组。芯部相对于转子的轴线径向地放置在毂的外面，且具有轴向地向外延伸的多个转子齿。多个绕组围绕转子齿缠绕。

转子还包括第一支撑环和第二支撑环。第一支撑环具有第一盘状件、径向向外延伸的多个第一指状物，以及从第一指状物轴向地延伸的多个第一受力边。第二支撑环具有第二盘状件、从第二盘状件径向向外延伸的多个第二指状物，以及从第二指状物轴向延伸的多个第二受力边。

从下文中对实现本发明的最佳模式的有附图的详细描述可知，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势是很明显的。

附图说明

图1是绕线转子的示意性等距视图；

图2是将图1中所示转子沿线2-2剖开的示意性剖视图；

图3是图1中所示转子示意性等距视图，从视图中隐藏了芯部以更好地展示第一支撑环和第二支撑环；

图4是图1中所示转子的芯部的示意性等距视图；

图5是图1中所示转子的第一支撑环的示意性等距视图；和

图6是图1中所示转子的第二支撑环的示意性等距视图；

具体实施方式

参考附图，其中无论何时相同的附图标记在若干幅视图中对应相同或相似的部件，图1和图2显示了可以用于电机（未示出）的转子10的两个示意图。图1和2中显示的转子10是内部绕线转子（internal wound rotor），其在电机内与外部定子（未示出）共同作用。

图1显示了基本组装后的转子10的等距视图。图2显示了将转子10沿图1中的线2-2剖开的截面。其他视图中显示的零件和部件可与显示在图1和图2中的那些混合使用或配合，且部件可在所示的任何配置之间混合和匹配。

尽管本发明是针对车载应用来详细描述的，本领域技术人员将理解本发明的广阔应用。本领域技术人员将理解，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“顶”、“底”等术语是对附图的描述性的使用，不代表对本发明保护范围的限制，所述保护范围由附加的权利要求来限定。

转子10包括毂12和具有多个转子齿16的芯部14。芯部14相对于转子10的轴线18径向地设置在毂12的外面。所示的芯部14形成为实心、一体的芯部，但可替换地形成为分段的芯部或叠置（轴向分层地）的芯部，且可由粉末金属形成、铸造而成或机械加工而成（machined）。

在电机的运行过程中，转子10绕轴线18旋转。电机的定子基本共用同一轴线18。对于柱坐标系，除轴线18以外，转子10还限定了从轴线18垂直地向外延伸的径向方向，以及限定了沿绕径向方向旋转的方向的角轴线或切向轴线。转子10还可以使用笛卡尔坐标系，其中轴线18是z-轴线，且还限定了x-轴线（未示出）和y-轴线（未示出），这两个轴线都垂直于轴线18。

转子10包括多个绕组20，所述绕组缠绕转子齿16，且轴向地延伸超出芯部。绕组20以单块材料显示，但其可由导线或条状导体（bar conductor）形成，所述导线或条状导体继而被环绕或缠绕在转子齿16上。

现在参考图3、图4、图5和图6，并继续参考图1-2，其示出了图1-2中所示转子10的各种部件的更多视图。图3显示了转子10的局部的另一个等距视图。然而，在图3中，从视图中隐藏了芯部14和绕组20，以更好地展示转子10的第一支撑环31和第二支撑环32，这里将对其详述。图4显示了仅芯部14的等距视图。图5显示了第一支撑环31的等距视图。图6显示了第二支撑环32的等距视图。

最佳如图3中所示，转子10还包括多个绕线管段（bobbin segment）或绕线管22，每一个所述绕线管段或绕线管22大致围绕转子齿16中的一个。绕线管22可在绕组20与转子齿16之间提供绝缘层。绕线管22还可为绕组提供结构上的支撑。

最佳如图4中所示，芯部14限定了转子齿16的第一轴向侧25和第二轴向侧26。指定为第一和第二是可以以任何顺序做出的，而不是对任何具体部件的限制。绕线管环22在芯部14的第一轴向侧25和第二轴向侧26上位于绕组20和转子齿16之间。在毂12的临近芯部14的第一轴向侧25的一侧上，环状支板（annular shelf）28从毂12径向地向外延伸。

转子10包括第一支撑环31和第二支撑环32。如图3所示，第一支撑环31和第二支撑环32轴向地设置在芯部14相反的侧面上。第一支撑环31和第二支撑环32至少与毂12相接触，并可以与芯部14和绕线管22相接触，如图2所示。

第一支撑环31包括环状基部或第一盘状件33，第二支撑环32包括第二盘状件34或环状基部。第一盘状件33和第二盘状件34与毂12相接触，且被配置为将负荷从第一支撑环31和第二支撑环32传递至毂12。

多个第一指状物35从第一盘状件33径向向外延伸，多个第二指状物36从第二盘状件34径向向外延伸。在图中所示的转子10的构造中，每个第一指状物35对应绕组20中的一个，并基本与转子齿16中的一个对齐。类似地，在芯部14的相反侧，每个第二指状物36对应绕组20中的一个。对于转子10，第一支撑环31和第二支撑环32不是同样的，但具有很多相似特征。

最佳如图3和图5所示，多个第一受力边37从第一支撑环31的第一指状物35轴向延伸。第一受力边37径向地设置在绕组20的外面，从而来自绕组20的径向负荷至少部分地被传递至第一支撑环31的受力边37。类似地，多个第二受力边38从第二指状物36轴向延伸，并径向地设置在绕组20的外面，从而来自绕组20的径向负荷至少部分地被传递至第二支撑环32的受力边38。

在所示转子10的构造中，第一受力边37和第二受力边38分别从第一指状物35和第二指状物36悬出。然而，也可使用允许将径向负荷从绕组20向第一支撑环31和第二支撑环32传递且由此传递到毂12的其他形状。例如，非限制性地，第一受力边37和第二受力边38还可形成为具有圆形或弯钩形状（即类似于牧羊人的弯钩（shepherd’s hook）或拐杖糖），其分别从第一指状物35和第二指状物36延伸。另外，第一受力边37和第二受力边38不必相同。

径向载荷从绕组20传递至绕线管22。若没有第一支撑环31和第二支撑环32，来自绕组20的全部径向载荷将被传递至转子齿16和芯部14——可能通过作为中间物的绕线管22传递。然而，第一支撑环31和第二支撑环32吸收或反作用一部分来自绕组20的径向载荷。这种构造降低和分散了传递至绕线管22和芯部14的转子齿16的载荷。

在所示转子10的构造中，第一指状物35设置在绕组20和转子齿16的第一轴向侧25之间，第二指状物36设置在绕组20和转子齿16的第二轴向侧26之间。另外，绕线管22设置在绕组20和第一和第二指状物35、36之间。因此，来自绕组20的径向负荷被首先传递至绕线管22，而随后传递至第一和第二指状物35、36。

第一支撑环31可形成为整体部件，从而第一盘状件33、第一指状物35和第一受力边37作为一件形成。另外，第一支撑环31可以是冲压而成的部件。类似地，第二支撑环32可作为整体部件冲压而成，从而第二盘状件34、第二指状物36和第二受力边38作为一件冲压件形成。

第一支撑环31和第二支撑环32可由基本无磁性的材料形成。如果第一支撑环31和第二支撑环32是基本无磁性的，则在电机内的转子10的运转过程中，第一支撑环31和第二支撑环32不会改变绕组20的磁响应。绕线管22也可由非磁性或绝缘材料形成。例如，非限制性地，绕线管22可由树脂形成，而第一支撑环31和第二支撑环32可由不锈钢形成。

对于所示的转子10，第二支撑环32可压配合在毂12上。因此，第一支撑环31固定（trapped）在环状支板28和芯部14的第一轴向侧25之间。之后第二支撑环32压配合在毂12上，从而第二支撑环32将芯部14和第一支撑环31抵靠毂12的环状支板28固定。

详细的描述和附图或图片是对本发明的支持和描述，但本发明的保护范围仅由权利要求来限定。尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于具有芯部和多个绕组的转子的支撑环，该支撑环包括：

环状基部；

从环状基部径向向外延伸的多个指状物，其中每个指状物对应绕组中的一个；和

多个受力边，从指状物轴向延伸，且径向地设置在绕组的外面。

2.如权利要求1所述的支撑环，其中指状物设置在绕组和芯部之间。

3.如权利要求2所述的支撑环，其中环状基部、指状物以及受力边作为一件冲压件形成。

4.如权利要求3所述的支撑环，其中支撑环由基本非磁性的材料形成。

5.一种转子，其包括：

毂；

芯部，其相对于转子的轴线径向地设置在毂的外面，并具有多个从芯部向外轴向延伸的转子齿；

多个绕组，缠绕在转子齿上；

第一支撑环，其具有：

第一盘状件，

多个第一指状物，从第一盘状件径向地向外延伸，其中每个第一指状物对应绕组中的一个，和

多个第一受力边，从第一指状物轴向延伸，且径向地设置在绕组的外面；和

第二支撑环，其具有：

第二盘状件，

多个第二指状物，从第二盘状件径向地向外延伸，其中每个第二指状物对应绕组中的一个，和

多个第二受力边，从第二指状物轴向延伸，且径向地设置在绕组的外面。

6.如权利要求5所述的转子，

其中第一指状物设置在绕组和转子齿的第一轴向侧之间，和

其中第二指状物设置在绕组和转子齿的第二轴向侧之间。

7.如权利要求6所述的转子，进一步包括多个绕线管环，其中每个绕线管环大致围绕转子齿中的一个。

8.如权利要求7所述的转子，其中绕线管环设置在绕组和第一及第二指状物之间。

9.如权利要求8所述的转子，其中第一支撑环和第二支撑环是基本无磁性的。

10.如权利要求9所述的转子，其进一步包括形成在毂上的环状支板，

其中第一支撑环固定在环状支板和芯部的第一轴向侧之间，和

其中第二支撑环压配合在毂上，从而第二支撑环将芯部和第一支撑环抵靠环状支板固定。

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