转子、制造该转子的方法以及包括该转子的马达的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于交通工具的马达和应用于马达的转子。提供了转子，该转子包括叠置有多个转子芯构件的转子芯以及插入至转子芯的磁体插入孔中的多个磁体，并且该转子还包括固定图案部，所述固定图案部从分别设置在最上层处和最下层处的转子芯构件的磁体插入孔的一侧朝向该磁体插入孔的中央突出。
【专利说明】转子、制造该转子的方法以及包括该转子的马达
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2015年3月31日提交的韩国专利申请N0.2015-0045535的优先权和权益，其公开内容以全文引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于交通工具的马达以及应用于马达的转子。
【背景技术】
[0004]随着用于交通工具的马达已经发展至高规格、比如高转矩和高速度，应用于马达的转子组件结构必须要求有牢固的设计。通常，应用于内置式永磁(IPM)马达具有下述结构:磁体插入至由呈盘形形状的多个转子芯构件叠置形成的叠置式转子芯中。
[0005]在此情况下，通过使用粘合剂等将插入至转子芯的磁体固定地粘附至磁体插入孔。然而，仅使用粘合剂来固定的方法会导致以下问题:磁体相对于初始安装位置移动、由于粘合剂的分层而产生异物、以及当马达被长期使用或在高温下长时间使用时由于固定磁体的粘合剂的粘附作用的劣化所引起的高温下的玻璃化转变(glass transit1n)而导致磁体不能被固定。
[0006]为了解决上述问题，需要一种能够耐高温的粘合剂，但是由于成本、在高速旋转期间确保耐久性以及经济可行性方面的一些问题而使得粘合剂难以应用。
【发明内容】
[0007]本发明涉及一种马达，该马达由于下述方面而是可靠的:将磁体在不使用粘合剂的情况下被固定地插入到转子中，并且在转子构件的上表面中的磁体插入孔的周缘部分处形成磁体固定图案部从而消除不稳定的操作以及消除由于由外部环境变化导致的粘合剂分层而引起异物的产生，并且特别地，该马达可以防止由于磁体的固定缺陷导致的噪声和振动的产生，并且还通过使用利用转子的轴向压力的固定方法来实现磁体的稳定的固定结构来降低加工成本。
[0008]根据本发明的一方面，提供了一种转子，该转子包括转子芯和多个磁体，该转子芯中叠置有多个转子芯构件，该多个磁体插入至转子芯的磁体插入孔中，并且该转子还包括固定图案部，所述固定图案部从分别设置在最上层处的和最下层处的转子芯构件的磁体插入孔的一侧朝向磁体插入孔的中央突出。
[0009]特别地，将具有上述结构的转子应用于如下马达:该马达包括马达壳体、设置在马达壳体处的定子、设置在定子中的转子以及穿过转子中央的轴。
【附图说明】
[0010]通过参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细地描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点对本领域普通技术人员而言将变得更明显，在附图中:
[0011]图1和图2是用于描述根据本发明的实施方式的转子的结构的示意图；
[0012]图3是用于描述根据本发明的实施方式的转子的结构的截面示意图；
[0013]图4是用于描述制造根据本发明的实施方式的转子的过程的过程示意图；以及
[0014]图5示出了操作状态视图，其中，图1至图3中描述的根据本发明的实施方式的转子联接至轴并且被组装。
【具体实施方式】
[0015]在下文中，将参照附图对根据本发明的构型和操作进行详细地描述。在参照附图的描述中，不论附图号如何，相似元件都用相似的附图标记指定，并且省略了其重复的描述。尽管术语“第一”、“第二”等可以用于描述各种元件，但是这些元件并不受这些术语的限制。这些术语仅用于使元件彼此区分开。
[0016]图1是用于描述根据本发明的实施方式的转子的结构的示意图，并且图2是示出了图1中转子的放大的主要部分的示意图。此外，图3是用于描述根据本发明的实施方式的转子的结构的截面示意图，并且图4是用于描述制造根据本发明的实施方式的转子的过程的过程示意图。
[0017]参照图1和图2，根据本发明的实施方式的转子100可包括转子芯110和多个磁体150，在该转子芯110中叠置有多个转子芯构件，所述多个磁体150插入至转子芯110中。特别地，转子100还可以包括固定图案部(pattern) 112。固定图案部112可以从以多层结构实现的转子芯构件的最外部转子芯构件的磁体插入孔的一侧朝向磁体插入孔的中央突出。
[0018]固定图案部112通过从磁体插入孔的边缘部沿中心方向突出的结构来实现。固定图案部112可以固定地支撑磁体150的上表面或下表面。在此情况下，固定图案部可以以单独的构件实现，但是优选地，固定图案部可以以与磁体插入孔一体地实现。
[0019]例如，固定图案部112可以通过对边界区域一一最上部的磁体构件的磁体插入孔形成于该边界区域一一加压来使边界部分的上表面朝向磁体插入孔突出预定的量而实现(参见图4)。
[0020]当固定图案部112与磁体构件一体地形成时，可以确保结构更稳定，通过使用固定图案部112可将上述磁体稳定地固定在转子芯110中，可以解决由粘合剂导致的问题，并且通过在不使用单独的粘合剂的情况下实现固定结构(在下文中称作“无粘合剂联接结构”)也可以确保一致的可靠性。
[0021 ]图3是示出了固定图案部112的结构的截面示意图。
[0022]参照图3，根据本发明的实施方式的固定图案部112可以以如下突出结构来实现，该突出结构对插入到转子芯110中的磁体150的上表面和下表面进行固定地支撑，其中，转子芯110中叠置有多个转子芯构件。特别地，固定图案部112可以通过从磁体插入孔的边界部分向内突出的结构来实现，并且如图3(A)和图3(B)中所示，固定图案部112可以通过覆盖磁体150的上表面的一部分或下表面的一部分的结构来实现。在此情况下，固定图案部112可以实现成从磁体插入孔的侧表面突出0.3mm至1.0mm。当突出部的厚度小于0.3mm时，固定力减小，并且因此难以防止磁体分离。当突出部的厚度大于1.0mm时，固定力增大，但是影响了具有一致厚度的转子芯构件的厚度偏差，并且因此难以形成可靠的磁力。
[0023]在本发明的另一实施方式中，如图3(A)中所示，除了转子芯构件的一致的厚度之夕卜，设置在转子芯的最上层处的和最下层处的转子芯构件的厚度Tl和T2可以大于转子芯构件的厚度Τ3和Τ4。
[0024]因此，如图4的过程中，通过加压而延展成从磁体插入孔的边界部分突出的磁体构件的变化减小，并且可以减少由于各个转子芯构件的厚度偏差而导致的误差。在一些实施方式中，设置在转子芯的最上层处的和最下层处的转子芯构件的厚度Tl和Τ2与其余转子芯构件的厚度Τ3和Τ4的比可以满足1.1:1至2.0:1的范围。
[0025]另外，根据本发明的实施方式的各种固定图案部的结构可以在形状方面进行多种变化，包括如图3(B)中所示的其中固定图案部与磁体的上表面或下表面的预定区域进行表面接触的结构，或者如图3(C)中所示的其中形成有多个突出部的组合的结构。
[0026]将参照图4对实现固定图案部的方法进行描述。
[0027]参照图4，首先，(a)将多个转子芯构件叠置以形成转子芯110，(b)通过使用夹具J对最上表面的磁体插入孔的边界部分加压来实现固定图案部，(C)通过旋转转子芯110将磁体插入到磁体插入孔中，(d)再次固定转子芯，以及(e)通过使用夹具对磁体插入孔的最下表面的边界部分加压来实现固定图案部，并且因此磁体可以被安装并且稳定地固定。
[0028]在此情况下，可以以颠倒的顺序执行操作(b)的过程和操作(C)的过程。即，首先插入磁体，并且然后可以在转子芯的上部和下部上实现固定图案部。
[0029]在下文中，参照图1和图2，将描述根据本发明的实施方式的转子的另一构型。
[0030]参照图1，转子110是通过将具有薄的平面盘形形状的多个转子芯构件叠置而形成的组合。在此情况下，转子芯构件具有薄的平面盘形形状并且由厚度大约为0.5mm的钢片制成。转子芯构件是通过在薄的钢片上执行冲压工艺而形成的，并且转子芯构件被叠置以形成转子芯110。随后，在由多层转子芯构件形成的转子芯110的中央设置与轴联接的轴联接孔140，轴被按压到该轴联接孔140中并且联接至该轴联接孔140，因此转子芯在马达中安装成能够围绕轴旋转。
[0031]转子芯110中可设置有多个磁体插入孔111。磁体插入孔111可以具有沿转子芯110的纵向方向延伸的孔的形状，从而供多个磁体插入至其中。
[0032]以平行于轴联接孔140的中心轴线的方式插入并且联接的磁体150被插入到磁体插入孔111中并且联接至磁体插入孔111。在此情况下，优选地，多个磁体插入孔111以有规律的间隔穿透而形成，并且根据本发明的实施方式，优选地，8个磁体插入孔111沿着转子芯110的外周向表面以规则的八边形形状布置。特别地，根据本发明的实施方式的固定图案部112可从如上所述的磁体插入孔111的上边界部分突出。
[0033]同时，磁体插入孔111的数量根据转子芯的尺寸的变化等增加或减少而不一定是8个孔，因此磁体插入孔可以以规则的五边形形状(5个孔)或以规则的六边形形状(6个孔)布置，或者可以设置8个或更多磁体插入孔。特别地，在本发明的实施方式中，磁体和磁体插入孔以无粘合剂结构的方式彼此联接，其中，在磁体插入孔111与待插入的磁体150之间不使用比如粘合剂等的粘合剂材料，并且磁体插入孔的内表面的全部或一部分与磁体的外表面直接地表面接触而没有粘合剂。
[0034]此外，转子芯110的上表面和下表面上布置有一对固定板120和固定板130，并且固定板120和130与待被压入到该固定板中并且与该固定板联接的转子芯构件的多层结构的最上表面和最下表面进行表面接触。在此情况下，如本发明的具体构型，设置在固定板的转子芯110的下表面上的固定板120(在下文中称为“第一固定板”)可以如上所述通过利用包括多个磁体固定压制图案部121来补偿磁体的轴向支撑力的结构而实现，其中，所述多个磁体固定压制图案部121是通过表面加工而形成的预定突出图案部。
[0035]第一固定板120和第二固定板130形成为直径与转子芯构件的直径相对应的盘形形状，并且形成为使得除了位于板的中央的通孔Hl和H2—一轴将插入到该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体固定压制图案部121实现无粘合剂联接结构突出部。在此情况下，通孔Hl和H2形成为对应于待被与固定板联接的轴的直径。此外，第一固定板和第二固定板具有与转子芯构件的厚度相对应的厚度，或第一固定板的厚度和第二固定板的厚度可以略大于转子芯构件的厚度。此外，优选的是，第一固定板和第二固定板形成为具有极小的厚度以使转子芯110小型化。
[0036]此外，因为优选的是固定板和转子芯构件通过压入(press-1n)工艺借助于相互干涉和塑性变形而被容易地固定，并且在执行热膨胀和收缩时两者以相同的热膨胀系数变化，优选的是第一固定板120和第二固定板130由与转子芯构件相同的材料形成。另外，优选的是，第一固定板120和第二固定板130通过压入工艺借助于按压力而在不需要单独的固定单元的情况下分别联接至转子芯110的暴露的最上表面和最下表面并且与转子芯110的两端的暴露表面进行表面接触。
[0037]图5示出了操作状态视图，其中，根据图1至图3中描述的本发明的实施方式的转子联接至轴并且被组装。
[0038]如图5中所示，穿过图1中描述的根据本发明的实施方式的转子100的中央的轴200与该转子100相联接，固定板120和130设置在转子100的上表面和下表面上，并且特别地，固定图案部在设置在最上转子芯构件和最下转子芯构件处的磁体插入孔的边界部分处实现，以稳定地固定磁体。因此，多个磁体150可以在不使用粘合剂的情况下被固定。转子将被连接至诸如马达壳体和定子的组合结构以实现各种马达。
[0039]根据本发明的实施方式，可靠的马达可以通过下述方面来实现:将磁体固定地插入至转子中而不用粘合剂并且在转子构件的上表面上的磁体插入孔的周缘部分实现磁体固定图案部，以消除不稳定的操作和由于由外部环境变化导致的粘合剂分层而引起异物的产生。
[0040]具有这种结构一一即使用从磁体的上下方向支撑磁体的固定图案部来固定磁体的结构一一的马达能够防止产生由于磁体的固定缺陷导致的噪声和振动，并且还通过使用利用转子的轴向压力的固定方法来实现磁体的稳定的固定结构来降低加工成本。
[0041]已经参照本发明的某些优选实施方式对本发明的详细说明进行了如上所述的描述。然而，在不背离本发明的范围的情况下，可以对实施方式做出各种改型。本发明的发明构思不限于上述实施方式，而是应当由本发明的权利要求和等效范围来限定。
[0042]附图标记描述
[0043]100:转子
[0044]110:转子芯
[0045]111:磁体插入孔
[0046]112:固定图案部
[0047]120:第一固定板
[0048]121:磁体固定压制图案部
[0049]130:第二固定板
[0050]140:轴联接孔[0051 ] 150:磁体
[0052] 200:轴
【主权项】
1.一种转子，包括: 转子芯，所述转子芯中叠置有多个转子芯构件；以及 多个磁体，所述磁体插入至所述转子芯的磁体插入孔中， 其中，所述转子还包括固定图案部，所述固定图案部从分别设置在最上层处和最下层处的转子芯构件的磁体插入孔的一侧朝向所述磁体插入孔的中央突出。2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述固定图案部与所述磁体插入孔一体地形成。3.根据权利要求2所述的转子，其中，所述固定图案部具有覆盖所述磁体的上表面的一部分或下表面的一部分的结构。4.根据权利要求2所述的转子，其中，所述固定图案部从所述磁体插入孔的侧表面突出0.3mm至1.0mm05.根据权利要求1至4中的任一项所述的转子，其中，设置在所述转子芯的所述最上层处和所述最下层处的所述转子芯构件的厚度大于其余转子芯构件的厚度。6.—种马达，包括: 马达壳体； 定子，所述定子设置在所述马达壳体处； 转子，所述转子设置在所述定子中；以及 轴，所述轴构造成穿过所述转子的中央， 其中，所述转子包括转子芯和多个磁体，所述转子芯中叠置有多个转子芯构件，所述磁体插入至所述转子芯的磁体插入孔中，并且所述转子还包括固定图案部，所述固定图案部从分别设置在最上层处和最下层处的转子芯构件的磁体插入孔的一侧朝向所述磁体插入孔的中央突出。7.一种制造转子的方法，包括: 将多个平面式的转子芯构件叠置以形成转子芯； 将磁体插入至设置在所述转子芯处的多个磁体插入孔中；以及 对位于所述转子芯构件的最上层或最下层中的磁体插入孔的周缘部分加压以形成沿所述磁体插入孔的中心方向突出的固定图案部。
【文档编号】H02K1/27GK106026460SQ201610201248
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】吴志焕
【申请人】Lg伊诺特有限公司