CN110535265B - 电机转子 - Google Patents

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Abstract

一种电机转子,包括转轴和套设于所述转轴上的至少一个旋转体,所述旋转体包括一转子铁芯和若干个永磁体,所述转子铁芯的外周沿其周向间隔设置有若干沿轴向延伸的槽口,所述旋转体进一步包括若干轴向保持臂,所述轴向保持臂分别部分注塑成型于对应的槽口内,相邻的轴向保持臂之间形成磁铁容置部,所述永磁体分别压装于对应的磁铁容置部内。本发明的电机转子具有较高的生产效率及可靠性。

Description

电机转子
技术领域
本发明涉及一种电机转子,尤其涉及一种具有永磁体的电机转子。
背景技术
现有的电机转子通常使用胶水将永磁体固定在转子铁芯的外周。之后,在转子铁芯的外周安装非磁性罩的情况也经常看到。如应用于EPS(电动动力转向装置)的电机等,为了防止磁铁脱落或者断裂,大多在转子铁芯及永磁体的外侧安装有非磁性罩。
然而,使用胶水将永磁体固定在转子铁芯上的方法,存在以下问题:
胶水容易不均匀地涂在转子铁芯及永磁体的接触表面,且胶水会老化,难以确保永磁体的粘接强度,容易导致永磁体径向位置失控;
胶水需要高温固化,制造工序多、工时长,导致生产效率低下。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题,提出了一种不用胶水就可以固定永磁体的电机转子。
一种电机转子,包括转轴和套设于所述转轴上的至少一个旋转体,所述旋转体包括一转子铁芯和若干个永磁体,所述转子铁芯的外周沿其周向间隔设置有若干沿轴向延伸的槽口,所述旋转体进一步包括若干轴向保持臂,所述轴向保持臂分别部分注塑成型于对应的槽口内,相邻的轴向保持臂之间形成磁铁容置部,所述永磁体分别压装于对应的磁铁容置部内。
优选的,所述轴向保持臂包括本体部、自所述本体部的径向内侧向内延伸的嵌合部以及自所述本体部的径向外侧向相反的圆周方向延伸的两个限制部,所述嵌合部注塑成型于所述转子铁芯的槽口内,相邻轴向保持臂的两个限制部之间形成磁铁容置部。
优选的,所述本体部贴合所述永磁体的侧面以限制所述永磁体周向移动,所述限制部贴合所述永磁体的外表面以限制所述永磁体径向移动。
优选的,所述转子铁芯包括多个沿轴向叠置的带所述槽口的芯片和至少一端部芯片,所述端部芯片具有多个分别与所述槽口对应的阻挡部。
优选的,所述带槽口的芯片和所述端部芯片为正多边形,所述槽口分别形成在正多边形的拐角处。
优选的,所述转子铁芯包括至少两个端部芯片,分别叠置于所述带槽口的芯片的轴向两端,所述轴向保持臂的轴向长度等于所述槽口的轴向长度。
优选的,所述电机转子包括至少两个沿轴向设置的旋转体,相邻的旋转体在圆周方向上具有相对偏移,所述永磁体的轴向长度等于或小于所述转子铁芯的轴向长度。
优选的,所述永磁体包括与所述转子铁芯的外周贴合的内表面、与所述内表面相对的外表面和连接所述内表面和所述外表面的两个侧面,所述侧面与所述内表面之间的夹角大于或等于45,且小于或等于90°。
优选的,所述电机转子包括至少两个沿轴向设置的旋转体,位于轴向两端的旋转体的轴向保持臂还包括自末端垂直延伸的两个端壁,所述两个端壁分别位于所述轴向保持臂的周向两侧,端壁部分位于转子铁芯的底部,部分位于转子铁芯的外侧,与永磁体对应。
优选的,所述端壁的位于所述转子铁芯外侧的部分具有一支撑壁,所述支撑壁自所述端壁倾斜延伸入所述磁铁容置部内,支撑所述永磁体。
通过本发明的技术方案,可以实现使用注塑成型于转子铁芯的轴向保持臂来固定永磁体,可以避免使用胶水粘接永磁体的各种弊端,提高了转子的生产效率及可靠性。
附图说明
图1是电机转子第一实施例的结构示意图;
图2是图1所示的电机转子的其中一个旋转体的俯视图;
图3是转子的转子铁芯和部分轴向保持臂的第一实施例的结构示意图;
图4是图3所示的转子的其中一个旋转体的转子铁芯和部分轴向保持臂的俯视图;
图5是图2的A处的局部放大图;
图6是永磁体的一较佳实施例的俯视图;
图7(a)是电机转子的第二实施例的结构示意图;图7(b)是图7(a)的B处的局部放大图;
图8是图7(a)所示的电机转子的其中一个旋转体的转子铁芯及部分轴向保持臂的结构示意图;
图9是图8所示旋转体的转子铁芯的结构示意图;
图10是图9的C处的局部放大图;
图11是电机转子的第三实施例的结构示意图;
图12是图11所示的轴向保持臂的结构示意图;
图13(a)是电机转子第四实施例的结构示意图;
图13(b)是图13(a)D-D处的剖视图。
具体实施方式
以下参照图1至图13(b),对本发明作详细说明。需要指出的是,本发明可以以许多不同的方式实现,并不限于本文所描述的实施例,相反地,提供这些实施例目的是为了使本领域的技术人员对本发明所公开的内容理解更加透彻全面。
另外,根据本发明的原理对说明性的实施例所进行的描述旨在要结合附图来进行阅读,其将被视作整个书面说明书的一部分。在公开的本发明的实施例的描述中,任何方向或方位的引用仅仅旨在便于说明,而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。相关术语如,“周向”或“圆周方向”应该被广义解释为转轴、旋转体、罩子、多边形体等的周长方向,“轴向”应该被广义解释为转轴、旋转体、罩子、多边形体等的旋转中心轴的方向,“径向”应该被广义解释为转轴、旋转体、罩子、多边形体等的径向平面内通过轴心线的方向。“中部”、“内部”、“外部”、“下部的”、“上部的”、“水平的”、“垂直的”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”)及其派生词(例如,“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为下文所述的或在讨论中的附图所示的方位。这些相关术语仅为方便说明之用,而不能要求设备按照特定方位进行构造或操作,除非有明确说明。除非另有明确规定,否则术语,如“附着”、“粘贴”、“连接”、“耦合”、“互连”和类似术语是指多个结构通过介入结构直接地或间接地相互固定或附着的关系,以及可移动或刚性的附着或关系。因此,本发明不应被确切地限制于对可单独存在或在其它特征组合中存在的特征的一些可能的非限制性组合进行说明的示例性实施例;本发明的保护范围由所附权利要求界定。
正如当前设想,本次公开描述了本发明的最优模式或实践模式。本发明并非旨在从限制层面上进行理解,而是通过结合附图提供仅供说明使用的发明示例,以告知本领域的普通技术人员本发明的优点和构造。在附图的各种视图中,相同的附图标记指代相同或相似的部件。
参照图1、图2、图3、图4,一种电机转子,包括转轴15、套设于转轴15上的至少一个旋转体10,每个旋转体10包括一转子铁芯11、若干个永磁体12和若干用于保持永磁体12的轴向保持臂20。在本实施例中,转子包括两个沿轴向设置的旋转体10。两个旋转体10在圆周方向上具有一定的偏移。
每一旋转体10的转子铁芯11的外周沿周向间隔设置有若干沿轴向延伸的槽口13,轴向保持臂20分别部分注塑成型(overmold)于槽口13内,相邻的两个轴向保持臂20之间形成一磁铁容置部14,若干个永磁体12分别压装于与其对应的磁铁容置部14内。在本实施例中,相邻的旋转体10的槽口13在圆周方向上具有一定的偏移。所述轴向保持臂20优选树脂材料。较佳的,所述轴向保持臂20的轴向长度小于所述槽口13的轴向长度。
由于本发明使用部分注塑成型于转子铁芯11的轴向保持臂20来固定永磁体12,可以避免使用胶水粘接永磁体12的各种弊端,因此,可以提高转子的生产效率及可靠性。
较佳地,转子铁芯11由多个沿轴向叠置的芯片114构成。芯片114可为正多边形,槽口13分别形成在正多边形的拐角处。在本实施例中,芯片114为正八变形,具有八处槽口13。可以理解,芯片114不限于正八边形,其边的数量和槽口13的数量可以根据永磁体12的个数调整。
参照图5,槽口13的横截面包括一燕尾部131,以使轴向保持臂20能稳固地注塑成型在槽口13内,防止轴向保持臂20脱落。本实施例中,槽口13的横截面包括两个燕尾部131,两个燕尾部131沿转子铁芯11的径向方向反向连接。当然,径向外侧的燕尾部131也可以为其他形状。
本实施例中,轴向保持臂20包括本体部21,自本体部21的径向内侧向内延伸的嵌合部213,以及自本体部21的径向外侧向相反的圆周方向延伸的两个限制部211。嵌合部213注塑成型于转子铁芯11的槽口13内,具有与槽口13相互匹配的形状。
较佳地,本体部21的径向外侧还具有位于两个限制部211之间的收缩部212,收缩部212用于为限制部211提供较大的形变空间,以便永磁体12的压装。收缩部212可为从本体部21的径向外侧向内延伸的凹口,此时轴向保持臂20的横截面大致呈Y字型。
在其他实施例中,轴向保持臂20同样可以设置为T字型,只要其一端注塑成型在转子铁芯11的槽口13里,另一端与转子铁芯11配合形成磁铁容置部14即可。收缩部212也可以为轴向贯通本体部21的圆孔或槽孔,以实现限制部211被挤压时,该圆孔或槽孔收缩。
参照图2、图6,永磁体12包括内表面121,外表面122及连接内表面121和外表面122的两个侧面123。本实施例中,内表面121为与转子铁芯11的外表面接触的平面。外表面122为向外突出的凸弧面。在本实施例中,本体部21贴合永磁体12的侧面123以限制永磁体12周向移动。限制部211贴合永磁体12的外表面122以限制永磁体12径向移动。侧面123与内表面121之间的夹角R小于或等于90°。较佳地,所述夹角R大于或等于45,且小于90°,以便轴向保持臂20与永磁体12的侧面123及部分外表面122充分贴合。
参照图7(a)、图7(b)、图8、图9、图10,第二实施例的转子的旋转体30与第一实施例的旋转体10大致相同,其区别之处在于:第二实施例的转子的旋转体30的转子铁芯31进一步包括至少一端部芯片311,其叠置于转子铁芯叠片的轴向一端。端部芯片311具有多个分别与转子铁芯31的槽口312对应的阻挡部313。端部芯片311的形状设置为与其他芯片314的形状大致相同,区别仅在于其拐角处未开设槽口312,如端部芯片311可以设置为和其他叠置的芯片314一样均为正多边形,端部芯片311包括多个拐角和多条边,多个拐角分别对应于其他叠置的芯片314的槽口312以形成阻挡部313,进一步地,多条边设置为分别与其他叠置的芯片314的多条边对齐。设置所述端部芯片311可限制轴向保持臂315注塑成型的过程中沿转子铁芯31的轴向延伸的区域,可简化模具结构,降低模具成本。
优选的,转子铁芯31的两端均叠置有至少一端部芯片311,以实现从转子铁芯31的轴向两端,分别限制轴向保持臂315注塑成型的过程中延伸的区域,从而进一步简化模具结构,降低模具成本。轴向保持臂20的轴向长度等于槽口13的轴向长度。本实施例中,转子铁芯31的两端分别叠置两个端部芯片311。
第二实施例的电机转子包括三个沿轴向设置的旋转体30,相邻的旋转体30在圆周方向上具有一定的偏移,因此相邻的旋转体30的拐角圆周方向上错开,分别属于不同旋转体30的相邻的两个端部芯片311不完全重叠,从而可以限制相邻的旋转体30的永磁体12的轴向移动,防止相邻的旋转体30之间的永磁体12在轴向上相互挤压。本实施例中,永磁体12的轴向长度等于或略小于具有端部芯片311的转子铁芯31的轴向长度。
参照图11、图12,第三实施例的电机转子的旋转体与第一实施例的旋转体大致相同,其主要区别之处在于:轴向两端的旋转体40的轴向保持臂42进一步包括自轴向保持臂42的末端垂直延伸的两个端壁421。所述两个端壁421分别位于所述轴向保持臂42的周向两侧。端壁421部分位于转子铁芯411的底部,部分位于转子铁芯411的外侧,与永磁体12对应。位于转子铁芯411外侧的部分端壁421具有一支撑壁422。支撑壁422优选为弹性支撑壁,自端壁421倾斜向磁铁容置部14内延伸。支撑壁422与转子铁芯411在轴向上有一定交叠,其顶端伸入磁铁容置部14内。永磁体12的轴向长度小于转子铁芯411的轴向长度,支撑壁422用于支撑永磁体12,使多个永磁体12位于同一轴向高度。
参照图13(a)、13(b),第四实施例的电机转子与第一实施例的电机转子的结构大致相同,主要区别在于:转子进一步包括套设于旋转体10外周的非磁性罩16。本实施例中,非磁性罩16为两个,分别从转轴15的轴向两端套设旋转体10上。非磁性罩16根据旋转体10的形状而设计,如旋转体10整体大致为圆筒状,因此,非磁性罩16也大致为圆筒状。非磁性罩16的材料可为非磁性钢,如低碳钢。非磁性罩16可以直接冲压成型,也可以冲压成薄片,然后卷成圆筒状。
非磁性罩16的一端还设置有用于支撑转子铁芯11的支撑部161,支撑部161设置为垂直于转轴15的轴向方向,且呈中空状以容许转轴15穿过。支撑部161可以在非磁性罩16套设于转子铁芯11之前与非磁性罩16一体冲压成型,或者在套设于转子铁芯11之后形成。
在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何方式进行组合,为了不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不另行说明。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而并非对其进行限制,凡未脱离本发明范围的任何修改或者等同替换,均应当涵括在本发明的技术方案内。

Claims (10)

1.一种电机转子,包括转轴和套设于所述转轴上的至少一个旋转体,所述旋转体包括一转子铁芯和若干个永磁体,其特征在于:所述转子铁芯的外周沿周向间隔设置有若干沿轴向延伸的槽口,所述旋转体进一步包括若干轴向保持臂,所述轴向保持臂分别部分注塑成型于对应的槽口内,相邻的轴向保持臂之间形成磁铁容置部,所述永磁体分别压装于对应的磁铁容置部内,所述转子铁芯包括沿轴向叠置的若干芯片,所述若干芯片包括若干第一芯片和至少一第一端部芯片,所述至少一第一端部芯片叠置于所述若干第一芯片的轴向一端,所述至少一第一端部芯片与所述若干第一芯片在圆周方向上的角度一致,所述若干第一芯片的外周具有若干所述槽口,所述至少一第一端部芯片具有若干分别与所述槽口对应的阻挡部,用于限制所述轴向保持臂在注塑成型的过程中沿轴向延伸的区域。
2.根据权利要求1所述的电机转子,其特征在于:所述轴向保持臂包括本体部、自所述本体部的径向内侧向内延伸的嵌合部以及自所述本体部的径向外侧向相反的圆周方向延伸的两个限制部,所述嵌合部注塑成型于所述转子铁芯的槽口内,相邻轴向保持臂的两个限制部之间形成磁铁容置部。
3.根据权利要求2所述的电机转子,其特征在于:所述本体部贴合所述永磁体的侧面以限制所述永磁体周向移动,所述限制部贴合所述永磁体的外表面以限制所述永磁体径向移动。
4.根据权利要求1所述的电机转子,其特征在于:所述若干第一芯片和所述至少一第一端部芯片为正多边形,所述槽口分别形成在正多边形的拐角处。
5.根据权利要求4所述的电机转子,其特征在于:所述至少一第一端部芯片的多条边分别与所述若干第一芯片的多条边对齐。
6.根据权利要求1所述的电机转子,其特征在于:所述转子铁芯进一步包括至少一第二端部芯片,所述至少一第二端部芯片叠置于所述若干第一芯片的轴向另一端,所述轴向保持臂的轴向长度等于所述槽口的轴向长度。
7.根据权利要求1所述的电机转子,其特征在于:所述电机转子包括至少两个沿轴向设置的旋转体,相邻的旋转体在圆周方向上具有相对偏移,所述永磁体的轴向长度等于或小于所述转子铁芯的轴向长度。
8.根据权利要求1所述的电机转子,其特征在于:所述永磁体包括与所述转子铁芯的外周贴合的内表面、与所述内表面相对的外表面和连接所述内表面和所述外表面的两个侧面,所述侧面与所述内表面之间的夹角大于或等于45,且小于或等于90°。
9.根据权利要求1所述的电机转子,其特征在于:所述电机转子包括至少两个沿轴向设置的旋转体,位于轴向两端的旋转体的轴向保持臂还包括自末端垂直延伸的两个端壁,所述两个端壁分别位于所述轴向保持臂的周向两侧,端壁部分位于转子铁芯的底部,部分位于转子铁芯的外侧,与永磁体对应。
10.根据权利要求9所述的电机转子,其特征在于:所述端壁的位于所述转子铁芯外侧的部分具有一支撑壁,所述支撑壁自所述端壁倾斜延伸入所述磁铁容置部内,支撑所述永磁体。
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