轉子、制造該轉子的方法以及包括該轉子的馬達的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于交通工具的馬達和應用于馬達的轉子。提供了轉子，該轉子包括疊置有多個轉子芯構件的轉子芯以及插入至轉子芯的磁體插入孔中的多個磁體，并且該轉子還包括固定圖案部，所述固定圖案部從分別設置在最上層處和最下層處的轉子芯構件的磁體插入孔的一側朝向該磁體插入孔的中央突出。
【專利說明】轉子、制造該轉子的方法以及包括該轉子的馬達
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2015年3月31日提交的韓國專利申請N0.2015-0045535的優(yōu)先權和權益，其公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文。
技術領域
[0003]本發(fā)明涉及用于交通工具的馬達以及應用于馬達的轉子。
【背景技術】
[0004]隨著用于交通工具的馬達已經(jīng)發(fā)展至高規(guī)格、比如高轉矩和高速度，應用于馬達的轉子組件結構必須要求有牢固的設計。通常，應用于內(nèi)置式永磁(IPM)馬達具有下述結構:磁體插入至由呈盤形形狀的多個轉子芯構件疊置形成的疊置式轉子芯中。
[0005]在此情況下，通過使用粘合劑等將插入至轉子芯的磁體固定地粘附至磁體插入孔。然而，僅使用粘合劑來固定的方法會導致以下問題:磁體相對于初始安裝位置移動、由于粘合劑的分層而產(chǎn)生異物、以及當馬達被長期使用或在高溫下長時間使用時由于固定磁體的粘合劑的粘附作用的劣化所引起的高溫下的玻璃化轉變(glass transit1n)而導致磁體不能被固定。
[0006]為了解決上述問題，需要一種能夠耐高溫的粘合劑，但是由于成本、在高速旋轉期間確保耐久性以及經(jīng)濟可行性方面的一些問題而使得粘合劑難以應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明涉及一種馬達，該馬達由于下述方面而是可靠的:將磁體在不使用粘合劑的情況下被固定地插入到轉子中，并且在轉子構件的上表面中的磁體插入孔的周緣部分處形成磁體固定圖案部從而消除不穩(wěn)定的操作以及消除由于由外部環(huán)境變化導致的粘合劑分層而引起異物的產(chǎn)生，并且特別地，該馬達可以防止由于磁體的固定缺陷導致的噪聲和振動的產(chǎn)生，并且還通過使用利用轉子的軸向壓力的固定方法來實現(xiàn)磁體的穩(wěn)定的固定結構來降低加工成本。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種轉子，該轉子包括轉子芯和多個磁體，該轉子芯中疊置有多個轉子芯構件，該多個磁體插入至轉子芯的磁體插入孔中，并且該轉子還包括固定圖案部，所述固定圖案部從分別設置在最上層處的和最下層處的轉子芯構件的磁體插入孔的一側朝向磁體插入孔的中央突出。
[0009]特別地，將具有上述結構的轉子應用于如下馬達:該馬達包括馬達殼體、設置在馬達殼體處的定子、設置在定子中的轉子以及穿過轉子中央的軸。
【附圖說明】
[0010]通過參照附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行詳細地描述，本發(fā)明的以上和其他目的、特征和優(yōu)點對本領域普通技術人員而言將變得更明顯，在附圖中:
[0011]圖1和圖2是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的結構的示意圖；
[0012]圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的結構的截面示意圖；
[0013]圖4是用于描述制造根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的過程的過程示意圖；以及
[0014]圖5示出了操作狀態(tài)視圖，其中，圖1至圖3中描述的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子聯(lián)接至軸并且被組裝。
【具體實施方式】
[0015]在下文中，將參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的構型和操作進行詳細地描述。在參照附圖的描述中，不論附圖號如何，相似元件都用相似的附圖標記指定，并且省略了其重復的描述。盡管術語“第一”、“第二”等可以用于描述各種元件，但是這些元件并不受這些術語的限制。這些術語僅用于使元件彼此區(qū)分開。
[0016]圖1是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的結構的示意圖，并且圖2是示出了圖1中轉子的放大的主要部分的示意圖。此外，圖3是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的結構的截面示意圖，并且圖4是用于描述制造根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的過程的過程示意圖。
[0017]參照圖1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子100可包括轉子芯110和多個磁體150，在該轉子芯110中疊置有多個轉子芯構件，所述多個磁體150插入至轉子芯110中。特別地，轉子100還可以包括固定圖案部(pattern) 112。固定圖案部112可以從以多層結構實現(xiàn)的轉子芯構件的最外部轉子芯構件的磁體插入孔的一側朝向磁體插入孔的中央突出。
[0018]固定圖案部112通過從磁體插入孔的邊緣部沿中心方向突出的結構來實現(xiàn)。固定圖案部112可以固定地支撐磁體150的上表面或下表面。在此情況下，固定圖案部可以以單獨的構件實現(xiàn)，但是優(yōu)選地，固定圖案部可以以與磁體插入孔一體地實現(xiàn)。
[0019]例如，固定圖案部112可以通過對邊界區(qū)域一一最上部的磁體構件的磁體插入孔形成于該邊界區(qū)域一一加壓來使邊界部分的上表面朝向磁體插入孔突出預定的量而實現(xiàn)(參見圖4)。
[0020]當固定圖案部112與磁體構件一體地形成時，可以確保結構更穩(wěn)定，通過使用固定圖案部112可將上述磁體穩(wěn)定地固定在轉子芯110中，可以解決由粘合劑導致的問題，并且通過在不使用單獨的粘合劑的情況下實現(xiàn)固定結構(在下文中稱作“無粘合劑聯(lián)接結構”)也可以確保一致的可靠性。
[0021 ]圖3是示出了固定圖案部112的結構的截面示意圖。
[0022]參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的固定圖案部112可以以如下突出結構來實現(xiàn)，該突出結構對插入到轉子芯110中的磁體150的上表面和下表面進行固定地支撐，其中，轉子芯110中疊置有多個轉子芯構件。特別地，固定圖案部112可以通過從磁體插入孔的邊界部分向內(nèi)突出的結構來實現(xiàn)，并且如圖3(A)和圖3(B)中所示，固定圖案部112可以通過覆蓋磁體150的上表面的一部分或下表面的一部分的結構來實現(xiàn)。在此情況下，固定圖案部112可以實現(xiàn)成從磁體插入孔的側表面突出0.3mm至1.0mm。當突出部的厚度小于0.3mm時，固定力減小，并且因此難以防止磁體分離。當突出部的厚度大于1.0mm時，固定力增大，但是影響了具有一致厚度的轉子芯構件的厚度偏差，并且因此難以形成可靠的磁力。
[0023]在本發(fā)明的另一實施方式中，如圖3(A)中所示，除了轉子芯構件的一致的厚度之夕卜，設置在轉子芯的最上層處的和最下層處的轉子芯構件的厚度Tl和T2可以大于轉子芯構件的厚度Τ3和Τ4。
[0024]因此，如圖4的過程中，通過加壓而延展成從磁體插入孔的邊界部分突出的磁體構件的變化減小，并且可以減少由于各個轉子芯構件的厚度偏差而導致的誤差。在一些實施方式中，設置在轉子芯的最上層處的和最下層處的轉子芯構件的厚度Tl和Τ2與其余轉子芯構件的厚度Τ3和Τ4的比可以滿足1.1:1至2.0:1的范圍。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的各種固定圖案部的結構可以在形狀方面進行多種變化，包括如圖3(B)中所示的其中固定圖案部與磁體的上表面或下表面的預定區(qū)域進行表面接觸的結構，或者如圖3(C)中所示的其中形成有多個突出部的組合的結構。
[0026]將參照圖4對實現(xiàn)固定圖案部的方法進行描述。
[0027]參照圖4，首先，(a)將多個轉子芯構件疊置以形成轉子芯110，(b)通過使用夾具J對最上表面的磁體插入孔的邊界部分加壓來實現(xiàn)固定圖案部，(C)通過旋轉轉子芯110將磁體插入到磁體插入孔中，(d)再次固定轉子芯，以及(e)通過使用夾具對磁體插入孔的最下表面的邊界部分加壓來實現(xiàn)固定圖案部，并且因此磁體可以被安裝并且穩(wěn)定地固定。
[0028]在此情況下，可以以顛倒的順序執(zhí)行操作(b)的過程和操作(C)的過程。即，首先插入磁體，并且然后可以在轉子芯的上部和下部上實現(xiàn)固定圖案部。
[0029]在下文中，參照圖1和圖2，將描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子的另一構型。
[0030]參照圖1，轉子110是通過將具有薄的平面盤形形狀的多個轉子芯構件疊置而形成的組合。在此情況下，轉子芯構件具有薄的平面盤形形狀并且由厚度大約為0.5mm的鋼片制成。轉子芯構件是通過在薄的鋼片上執(zhí)行沖壓工藝而形成的，并且轉子芯構件被疊置以形成轉子芯110。隨后，在由多層轉子芯構件形成的轉子芯110的中央設置與軸聯(lián)接的軸聯(lián)接孔140，軸被按壓到該軸聯(lián)接孔140中并且聯(lián)接至該軸聯(lián)接孔140，因此轉子芯在馬達中安裝成能夠圍繞軸旋轉。
[0031]轉子芯110中可設置有多個磁體插入孔111。磁體插入孔111可以具有沿轉子芯110的縱向方向延伸的孔的形狀，從而供多個磁體插入至其中。
[0032]以平行于軸聯(lián)接孔140的中心軸線的方式插入并且聯(lián)接的磁體150被插入到磁體插入孔111中并且聯(lián)接至磁體插入孔111。在此情況下，優(yōu)選地，多個磁體插入孔111以有規(guī)律的間隔穿透而形成，并且根據(jù)本發(fā)明的實施方式，優(yōu)選地，8個磁體插入孔111沿著轉子芯110的外周向表面以規(guī)則的八邊形形狀布置。特別地，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的固定圖案部112可從如上所述的磁體插入孔111的上邊界部分突出。
[0033]同時，磁體插入孔111的數(shù)量根據(jù)轉子芯的尺寸的變化等增加或減少而不一定是8個孔，因此磁體插入孔可以以規(guī)則的五邊形形狀(5個孔)或以規(guī)則的六邊形形狀(6個孔)布置，或者可以設置8個或更多磁體插入孔。特別地，在本發(fā)明的實施方式中，磁體和磁體插入孔以無粘合劑結構的方式彼此聯(lián)接，其中，在磁體插入孔111與待插入的磁體150之間不使用比如粘合劑等的粘合劑材料，并且磁體插入孔的內(nèi)表面的全部或一部分與磁體的外表面直接地表面接觸而沒有粘合劑。
[0034]此外，轉子芯110的上表面和下表面上布置有一對固定板120和固定板130，并且固定板120和130與待被壓入到該固定板中并且與該固定板聯(lián)接的轉子芯構件的多層結構的最上表面和最下表面進行表面接觸。在此情況下，如本發(fā)明的具體構型，設置在固定板的轉子芯110的下表面上的固定板120(在下文中稱為“第一固定板”)可以如上所述通過利用包括多個磁體固定壓制圖案部121來補償磁體的軸向支撐力的結構而實現(xiàn)，其中，所述多個磁體固定壓制圖案部121是通過表面加工而形成的預定突出圖案部。
[0035]第一固定板120和第二固定板130形成為直徑與轉子芯構件的直徑相對應的盤形形狀，并且形成為使得除了位于板的中央的通孔Hl和H2—一軸將插入到該通孔中一一之外的所有部分均是封堵的(blocked)，并且被加工成使得磁體固定壓制圖案部121實現(xiàn)無粘合劑聯(lián)接結構突出部。在此情況下，通孔Hl和H2形成為對應于待被與固定板聯(lián)接的軸的直徑。此外，第一固定板和第二固定板具有與轉子芯構件的厚度相對應的厚度，或第一固定板的厚度和第二固定板的厚度可以略大于轉子芯構件的厚度。此外，優(yōu)選的是，第一固定板和第二固定板形成為具有極小的厚度以使轉子芯110小型化。
[0036]此外，因為優(yōu)選的是固定板和轉子芯構件通過壓入(press-1n)工藝借助于相互干涉和塑性變形而被容易地固定，并且在執(zhí)行熱膨脹和收縮時兩者以相同的熱膨脹系數(shù)變化，優(yōu)選的是第一固定板120和第二固定板130由與轉子芯構件相同的材料形成。另外，優(yōu)選的是，第一固定板120和第二固定板130通過壓入工藝借助于按壓力而在不需要單獨的固定單元的情況下分別聯(lián)接至轉子芯110的暴露的最上表面和最下表面并且與轉子芯110的兩端的暴露表面進行表面接觸。
[0037]圖5示出了操作狀態(tài)視圖，其中，根據(jù)圖1至圖3中描述的本發(fā)明的實施方式的轉子聯(lián)接至軸并且被組裝。
[0038]如圖5中所示，穿過圖1中描述的根據(jù)本發(fā)明的實施方式的轉子100的中央的軸200與該轉子100相聯(lián)接，固定板120和130設置在轉子100的上表面和下表面上，并且特別地，固定圖案部在設置在最上轉子芯構件和最下轉子芯構件處的磁體插入孔的邊界部分處實現(xiàn)，以穩(wěn)定地固定磁體。因此，多個磁體150可以在不使用粘合劑的情況下被固定。轉子將被連接至諸如馬達殼體和定子的組合結構以實現(xiàn)各種馬達。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可靠的馬達可以通過下述方面來實現(xiàn):將磁體固定地插入至轉子中而不用粘合劑并且在轉子構件的上表面上的磁體插入孔的周緣部分實現(xiàn)磁體固定圖案部，以消除不穩(wěn)定的操作和由于由外部環(huán)境變化導致的粘合劑分層而引起異物的產(chǎn)生。
[0040]具有這種結構一一即使用從磁體的上下方向支撐磁體的固定圖案部來固定磁體的結構一一的馬達能夠防止產(chǎn)生由于磁體的固定缺陷導致的噪聲和振動，并且還通過使用利用轉子的軸向壓力的固定方法來實現(xiàn)磁體的穩(wěn)定的固定結構來降低加工成本。
[0041]已經(jīng)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式對本發(fā)明的詳細說明進行了如上所述的描述。然而，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對實施方式做出各種改型。本發(fā)明的發(fā)明構思不限于上述實施方式，而是應當由本發(fā)明的權利要求和等效范圍來限定。
[0042]附圖標記描述
[0043]100:轉子
[0044]110:轉子芯
[0045]111:磁體插入孔
[0046]112:固定圖案部
[0047]120:第一固定板
[0048]121:磁體固定壓制圖案部
[0049]130:第二固定板
[0050]140:軸聯(lián)接孔[0051 ] 150:磁體
[0052] 200:軸
【主權項】
1.一種轉子，包括: 轉子芯，所述轉子芯中疊置有多個轉子芯構件；以及 多個磁體，所述磁體插入至所述轉子芯的磁體插入孔中， 其中，所述轉子還包括固定圖案部，所述固定圖案部從分別設置在最上層處和最下層處的轉子芯構件的磁體插入孔的一側朝向所述磁體插入孔的中央突出。2.根據(jù)權利要求1所述的轉子，其中，所述固定圖案部與所述磁體插入孔一體地形成。3.根據(jù)權利要求2所述的轉子，其中，所述固定圖案部具有覆蓋所述磁體的上表面的一部分或下表面的一部分的結構。4.根據(jù)權利要求2所述的轉子，其中，所述固定圖案部從所述磁體插入孔的側表面突出0.3mm至1.0mm05.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的轉子，其中，設置在所述轉子芯的所述最上層處和所述最下層處的所述轉子芯構件的厚度大于其余轉子芯構件的厚度。6.—種馬達，包括: 馬達殼體； 定子，所述定子設置在所述馬達殼體處； 轉子，所述轉子設置在所述定子中；以及 軸，所述軸構造成穿過所述轉子的中央， 其中，所述轉子包括轉子芯和多個磁體，所述轉子芯中疊置有多個轉子芯構件，所述磁體插入至所述轉子芯的磁體插入孔中，并且所述轉子還包括固定圖案部，所述固定圖案部從分別設置在最上層處和最下層處的轉子芯構件的磁體插入孔的一側朝向所述磁體插入孔的中央突出。7.一種制造轉子的方法，包括: 將多個平面式的轉子芯構件疊置以形成轉子芯； 將磁體插入至設置在所述轉子芯處的多個磁體插入孔中；以及 對位于所述轉子芯構件的最上層或最下層中的磁體插入孔的周緣部分加壓以形成沿所述磁體插入孔的中心方向突出的固定圖案部。
【文檔編號】H02K1/27GK106026460SQ201610201248
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】吳志煥
【申請人】Lg伊諾特有限公司