专利名称：制造工艺简化的电机转子以及具有该转子的电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电机，以及更加具体地，涉及如下的电机转子以及具有上述转子的电机，所述转子具有简化结构以及被改进以精确地检测转子位置。
2.背景技术通常，电机具有壳体，配置在该壳体中的定子，该定子具有卷绕在其上的线圈，被该壳体支撑从而可旋转的旋转轴，以及具有旋转轴的转子，所述旋转轴被压力地插入且被固定到转子中心，转子通过与定子的电磁相互作用而移动。
此外，多个具有彼此相反的磁极的永磁体对按照转子的转动轴方向被插入在转子中。磁体的磁通通过定子线圈耦合，从而产生使转子旋转的旋转力矩。
这里，控制单元需要检测转子的位置以便连续地驱动转子并控制转子的转速。当检测到转子位置时，控制单元根据转子位置对施加到定子的电流进行控制，从而连续地驱动转子或者控制转子的转速。
通常，为了检测转子位置，传感器磁体被单独地配置在旋转轴处，以及霍耳传感器被配置为接近于该传感器磁体。
霍耳传感器对由于旋转轴的旋转而由传感器磁体导致的磁通变化进行检测，以及将该磁通变化转换为电信号。所转换的电信号被传送到控制单元。控制单元根据所传送的信号对施加到定子的电流进行控制。此时，传感器磁体需要被配置在与永磁体的磁极相对应的精确位置处，其中所述永磁体被插入在转子中。
然而，在组装传感器磁体的过程中，可能会出现组装误差。当组装误差超过最大容许限度时，与所检测到的转子位置相关的误差增加了，以及由此相应地出现了转子旋转控制中的误差。
此外，由于需要磁化所述传感器磁体的工艺以及需要组装传感器磁体的工艺以使其被配置在旋转轴处，因此对于安装过程的简化来说存在限制。
近年来，已经使用了具有被插入到磁通挡板中的永磁体的永磁型同步磁阻电机，但是这类电机具有相同的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供能够精确检测转子位置的电机转子，以及提供具有所述转子的电机。
本发明的另一目的在于，提供一种电机转子以及具有所述转子的电机，其可以减少部件数目且可以简化制造工艺。
为了实现本发明的这些及其他优点且根据本发明的目的，如在此处实现的且宽范围地描述的，提供了一种电机转子，其包括通过层叠多个单个铁芯而形成的层叠铁芯，以及至少一对磁部件，其通过与定子的电磁相互作用而产生转矩，所述至少一对磁部件配置在层叠铁芯处以使得磁性传感器可以检测磁通，以及所述至少一对磁部件具有彼此相反的磁极。这里，通过与定子的电磁相互作用而使转子旋转，以及通过磁传感器检测转子位置。
这里，磁部件中的至少其中之一具有突出部分，其在接近磁传感器的方向上从所述层叠铁芯突出。
此外，第一和第二端板可以分别与层叠铁芯的两端相连接，以及其中一个磁部件可以具有突出部分，该突出部分在接近磁传感器的方向上从第一以及第二端板的其中一个突出。
此外，可以在层叠铁芯上径向地形成多个磁通挡板部分以使其彼此相对，以及所述磁部件可以单独地配置在该磁通挡板中，以使得所述磁部件的磁极在圆周方向上相互交替。优选地，以预定的间隔在圆周方向上在其间配置六个磁通挡板，以及所述磁部件被分别插入在该磁通挡板部件中。
此外，由塑料形成的保护部件被配置在层叠铁芯的一端，以便保护该突出部分，以及优选地，该层叠铁芯具有与该保护部件相同的半径。第二端板可以插在该保护部件以及层叠铁芯之间。
优选地，磁传感器是霍耳传感器。
为了实现本发明的这些及其他优点以及根据本发明的目的，如在此处实现且宽范围描述的，提供了一种电机，其包括壳体；被固定到该壳体上的定子；通过与定子的电磁相互作用而旋转的转子，可旋转地配置在该壳体中且被固定到该转子上的旋转轴，以及检测转子位置的磁传感器。这里，转子包括通过层叠多个单个铁芯而形成的层叠铁芯，以及至少一对磁部件，其通过与定子的电磁相互作用而产生旋转力矩，该至少一对磁部件被配置在层叠铁芯处，以使得磁传感器可以检测磁通，以及具有彼此相反的磁极。
当参考附图时根据以下本发明的详细说明，本发明的上述及其他目的、特征、方面以及优点将变得更加明显。
附图被包含用于提供本发明的进一步的理解以及被并入和构成其说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例且与说明书一起用于说明本发明的原理。
附图中图1示意性地示出了根据本发明一个实施例的电机的剖视图；图2示出了用于对图1所示的电机转子的位置进行检测的控制框图；图3示意性地示出了图1所示的转子的分解透视图；图4示出了图2的组装透视图；图5示意性地示出了图3所示的转子的层叠铁芯的平面图；图6示出了根据本发明另一实施例的转子的透视图；以及图7示出了本发明的还一实施例的转子的透视图。
具体实施例方式
现在将对本发明的转子以及具有该转子的电机的优选实施例以及实例进行详细说明，在附图中示出了实例。在优选实施例中，出于说明性目的而描述了一种永磁型同步磁阻电动机，而并非意图对本发明进行限制。本发明可以应用于各种具有永磁体的电机。
参考图1以及图2，根据本发明一个实施例的电机包括壳体100；被固定到该壳体100上的定子120，配置在该壳体100中从而可以旋转的旋转轴130，通过与定子120的电磁相互作用而旋转的转子140，检测转子140位置的磁传感器160；向定子120提供电流的电源单元170；以及控制单元180，其根据磁传感器160输出的信号对施加到定子120的电流进行控制。
利用螺钉等通过彼此接合两个壳体而形成壳体100。诸如旋转轴130的电机的各部件由壳体100支持。
定子120被固定到壳体100中。定子120具有多个槽(未示出)；以及围绕该多个槽卷绕有线圈。
旋转轴130被插入在第一和第二轴承131以及132中，所述轴承被固定地配置到壳体100。根据该结构，旋转轴130被壳体100所支撑，从而可以旋转。旋转轴130的一端从壳体100延伸以及与负荷侧(未示出)相连接。
如图3到5所示，转子140包括通过层叠多个单个铁芯142而形成的层叠铁芯141，多个磁部件144被插入在层叠铁芯141中，第一和第二端板145以及146分别配置在层叠铁芯141上，以及联接部件148将第一和第二端板145和146与层叠铁芯141相接合。
通常，通过冲压(blanking)硅钢而形成每个铁芯142。在每个铁芯142的中心上形成轴孔142a，以使得旋转轴130被插入在轴孔142a中。在每个铁芯142上按圆周方向以其间60°的间隔形成六个磁通挡板部分143。
形成该磁通挡板部分143以产生磁阻差。磁通挡板部分143钻通每个铁芯142。利用磁阻差产生转矩的原理是公知技术，且由此省略其说明。
在旋转轴130的轴方向上，磁部件144被插入在磁通挡板部分143中。进一步，多个磁部件144被插入在层叠铁芯141中，以使得磁部件144的磁极在层叠铁芯141的圆周方向上彼此交替。同样地，由于磁部件144被插入在磁通挡板部分143中，磁阻差增加了且转子的转矩增加了。此外，由于磁部件144以及定子120之间的电磁相互作用而使得转矩增加了。通过将磁部件144插入到磁通挡板部分143中而增加转矩的上述技术是公知的，以及将省略其说明。
同时，磁部件144具有从第二端板146突出从而接近磁传感器160的突出部分144a。由于磁部件144朝着磁传感器160的方向突出，因此可以省略现有的单独组装传感器磁体的工艺，以及可以防止传感器磁体的组装误差。因此，可以更加精确地检测转子位置。
在本实施例中，所有磁部件144都从第二端板146突出。然而，可选地，任何其中一个的磁部件144都可以从第二端板146突出。此外，与本实施例不同，如果磁部件144以及磁传感器160之间的距离足够短，能够检测磁通变化，则任何部分都可以不必从第二端板146突出，而是磁部件144可以朝着磁传感器160的方向暴露。即，只要磁传感器160可以对被插入在层叠铁芯141中的磁部件144的磁通变化进行检测，则各种变化都是可行的。
第一和第二端板145和146分别形成在层叠铁芯141的两端，以及通过诸如铆钉条材的联接部件148与层叠铁芯141接合。更具体地说，联接部件148被插入在联接槽147中，该联接槽分别配置在第一和第二端板145和146上。由此，联接部件148与第一和第二端板145和146相接合，以使得层叠铁芯141以及第一和第二端板145和146相互接合。在第二端板146上形成多个通孔146a以使得磁部件144朝着磁传感器160的方向穿透多个通孔146a。
如图1以及2所示，磁传感器160对由磁部件144的突出部分144a形成的磁场进行检测，以及将磁场转换为电信号。作为磁传感器160，可以使用霍耳传感器，其是利用霍耳效应的电磁传感器。磁传感器160不局限于霍耳传感器，而是可以使用能够检测磁场变化的各种传感器作为磁传感器160，诸如磁阻元件。
电源单元170向围绕定子120卷绕的线圈提供电流。控制单元180根据从磁传感器160检测到的信号对何时将电流施加到定子120以及电流强度进行控制。更具体地说，控制单元180根据磁传感器160输出的信号对转子140的位置进行计算。控制单元180根据所计算的转子140的位置来控制电源单元170，以及确定施加到定子120的线圈的电流强度以及电流提供时间，即，电流ON/OFF时间。虽然以上已经示意性地描述了根据从磁传感器160检测到的信号对施加到定子120的电流强度以及电流提供时间进行控制的方法，但是已知且已经使用了各种控制方法。因此，其说明将被省略。
图6示意性地示出了根据本发明另一实施例的电机转子的透视图。根据本发明的另一实施例，为了支撑并保护突出部分244a，在从层叠铁芯241的一端突出的磁部件244的突出部分244a处配置保护部件290。优选地，保护部件290是重量减轻的注入模制塑料部件。由于保护部件290保护了磁部件244的突出部分244a，因此作为本发明的一个实施例而举例说明的，具有自由端形式的突出部分244a的强度得到了提高，以及保护该突出部分244a使其免于外部的冲击。保护部件290具有凹槽从而与磁部件244的突出部分244a相对应，以及突出部分244a被插入在该凹槽中。优选地，保护部件290具有与层叠铁芯241相同的半径，从而在转子240的旋转期间防止震动。
图7示出了根据本发明的还一实施例的电机转子的透视图。根据本发明的还一实施例，除去第二端板146(参考图3)以及注入模制塑料部分与保护部件390相联接。按照根据本发明的一个实施例的与第二端板146的联接结构相同的结构，保护部件390与层叠铁芯341相联接。然而，优选部分磁部件344被暴露在保护部件390之外，以使得磁传感器360可以检测磁通。由于保护部件390(其是注入模制塑料部件)被配置在突出部分344a处，因此磁传感器160可以检测转子340的位置(参考图1)以及可以减少转动惯量。进一步，可以提高电机的效率。
如以上描述的，根据本发明，由于改进了结构以使得磁传感器可以从磁部件检测转子位置，因此可以去除现有的传感器磁体，其中所述磁部件通过与定子的电磁相互作用而产生转矩。
由于去除了传感器磁体，因此可以减少电机的部件数目，以及可以省略传感器磁体的组装步骤，由此简化了电机的制造工艺。
此外，由于可以省略传感器磁体的组装步骤，因此可以防止传感器磁体的组装误差。因此，可以更加精确地检测转子位置。
同时，保护部件支撑并保护磁部件的突出部分，以使得可以提高突出部分的强度。
此外，由于保护部件由具有较小转动惯量的塑料形成，因此可以提高电机的效率。
由于在不背离其精神或实质特点的情况下可以以多种形式实现本发明，因此还应当理解，除非另有说明，否则上述实施例不被上述说明书的任何细节所限制，而应当按照所附的权利要求书定义的精神和保护范围进行宽范围地推定，因此所有落入权利要求书的范围内的变化和改型或上述范围的等价物都被所附的权利要求书所涵盖。
权利要求
1.一种电机转子，包括通过层叠多个单个铁芯而形成的层叠铁芯；以及至少一对磁部件，其通过与定子的电磁相互作用而产生转矩；该至少一对磁部件被配置在层叠铁芯处，以使得磁传感器可以检测磁通，以及该至少一对磁部件具有彼此相反的磁极，其中通过与定子的电磁相互作用而使转子旋转，以及通过磁传感器检测转子位置。
2.根据权利要求1的电机转子，其中磁部件中的至少其中之一具有在接近磁传感器的方向上从层叠铁芯突出的突出部分。
3.根据权利要求1的电机转子，其中第一和第二端板分别与层叠铁芯的两端相联接，以及其中一个磁部件具有突出部分，该突出部分在接近磁传感器的方向上从第一以及第二端板中的一个突出。
4.根据权利要求3的电机转子，其中所有磁部件都具有突出部分。
5.根据权利要求1的电机转子，其中在层叠铁芯上形成多个磁通挡板部分以使其被设置在层叠铁芯的圆周方向上，该多个磁通挡板部分彼此相对，磁部件分别配置在磁通挡板中以使得磁部件的磁极在圆周方向上相互交替，以及每个磁部件具有在接近磁传感器的方向上从层叠铁芯突出的突出部分。
6.根据权利要求5的电机转子，其中在圆周方向上以预定的间隔在其间配置六个磁通挡板，以及所述磁部件被分别插入在该磁通挡板部件中。
7.根据权利要求1的电机转子，其中磁部件具有突出部分，该突出部分从层叠铁芯的一端突出，由塑料形成的保护部件被配置在层叠铁芯的一端处以便保护该突出部分，以及第一端板与层叠铁芯的另一端相联接。
8.根据权利要求7的电机转子，其中层叠铁芯具有与保护部件相同的半径。
9.根据权利要求7的电机转子，其中第二端板设置在保护部件以及层叠铁芯之间。
10.根据权利要求1的电机转子，其中磁传感器是霍耳传感器。
11.一种电机，包括壳体；固定到壳体的定子；通过与定子的电磁相互作用而旋转的转子；可旋转地配置在壳体中以及被固定到该转子的旋转轴；以及磁传感器，其检测转子位置，其中该转子包括通过层叠多个单个铁芯而形成的层叠铁芯；以及至少一对磁部件，其通过与定子的电磁相互作用而产生转矩，该至少一对磁部件被配置在层叠铁芯处以使得磁传感器可以检测磁通，以及该至少一对磁部件具有彼此相反的磁极。
12.根据权利要求11的电机，包括控制单元，其根据从磁传感器检测到的信息对转子位置进行计算，以及根据所计算的转子位置对施加到定子的电流进行控制。
13.根据权利要求12的电机，其中磁部件中的至少其中之一具有在接近磁传感器的方向上从层叠铁芯突出的突出部分。
14.根据权利要求12的电机，其中第一和第二端板分别与层叠铁芯的两端相联接，以及其中一个磁部件具有突出部分，该突出部分在接近磁传感器的方向上从第一以及第二端板中的一个突出。
15.根据权利要求14的电机，其中在层叠铁芯上形成多个磁通挡板部分以使其被设置在层叠铁芯的圆周方向上，以及该多个磁通挡板部分彼此相对，该磁部件分别配置在磁通挡板中以使得磁部件的磁极在圆周方向上相互交替，以及每个磁部件具有在接近磁传感器的方向上突出的突出部分。
16.根据权利要求15的电机，其中在圆周方向上以预定的间隔在其间配置六个磁通挡板，以及所述磁部件被分别插入在该磁通挡板部件中。
17.根据权利要求12的电机，其中磁部件具有突出部分，该突出部分从层叠铁芯的一端突出，由塑料形成的保护部件被配置在层叠铁芯的一端处以便保护该突出部分，以及第一端板与层叠铁芯的另一端相联接。
18.根据权利要求17的电机，其中第二端板设置在保护部件以及层叠铁芯之间。
19.根据权利要求12的电机的转子，其中磁传感器是霍耳传感器。
20.一种电机，包括壳体；固定到壳体的定子；通过与定子的电磁相互作用而旋转的转子；可旋转地配置在壳体中以及被固定到该转子的旋转轴；以及磁传感器，其检测转子位置，其中该转子包括通过层叠多个单个铁芯而形成的层叠铁芯，其中在层叠铁芯上形成多个磁通挡板部分以使其被设置在层叠铁芯的圆周方向上，该多个磁通挡板部分彼此相对；第一和第二端板分别配置在层叠铁芯的两端处；以及多个磁部件，其分别配置在多个磁通挡板部分中以使得磁部件的磁极相互交替，以及该磁部件具有在接近磁传感器的方向上从第二端板突出的突出部分，以使得磁传感器可以检测磁通。
全文摘要
一种电机转子包括通过层叠多个单个铁芯而形成的层叠铁芯；以及至少一对磁部件，其通过与定子的电磁相互作用而产生转矩，该至少一对磁部件被配置在层叠铁芯处，以使得磁传感器可以检测磁通，以及其具有彼此相反的磁极，以使得可以精确地检测电机的转子位置，以及由此可以简化电机的制造工艺。
文档编号H02K29/08GK101064448SQ20071010191
公开日2007年10月31日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者申铉薰, 安埈澔, 吴在胤, 郑达浩 申请人:Lg电子株式会社