专利名称：电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动机，具有定子，在该定子上设计有至少一个用于产生换向旋 转磁场的线圈；和转子，在该转子上设计有至少一个永磁性元件，其中，转子能旋转地支承 在轴上，并且其中，在换向旋转磁场和永磁性元件的磁场之间有一个力起作用，该力使转子 围绕转子的轴旋转。
背景技术：
已知了多种开头所述类型的电动机，并且它们的应用场合多种多样。其中，存在不 同的用于将永磁性元件固定在转子上的方法。例如已知的是，利用一种塑料来完全注塑包 封永磁性元件并且由此固定在转子上。然而在此，在永磁性元件和定子上的线圈之间的间 距变大，由此减小了在线圈的磁场和永磁性元件的磁场之间产生的力。除了利用塑料进行 注塑包封之外，在定子的内直径和转子的外直径之间必须总是还留有一个空隙，该空隙能 补偿不可避免的生产公差和轴承公差。允许转子旋转的、位于转子的轴上的轴承不可能被 制造成完全无间隙，并且在电动机运行期间，这个轴承间隙还会变大。因此，在电动机中，在 定子的内直径和转子的外直径之间总是需要一个空隙。于是，利用塑料完全注塑包封转子 以用于固定永磁性元件的方法就降低了电动机的工作能力。永磁性元件也可以粘贴在转子上。然而这是非常困难并且因此昂贵的过程，此外 这个过程经常导致不尽人意的结果。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种电动机，其中，至少一个永磁性元件成本低地并且 长久稳定地固定在转子上，其中，由电动机产生的转矩应该尽可能大。该目的通过独立权利要求所述的特征得以实现。通过以下方式，即至少一个永磁性元件在其轴向延伸方向上越过定子向外伸出， 其中，只有永磁性元件的越过定子向外伸出的部分才被由塑料制成的镶嵌注塑成型部件 (Oberspritzung)所覆盖，其中，该镶嵌注塑成型部件将永磁性元件固定在其在转子上的 位置上，由此，可以使在定子上的线圈和转子上的永磁性元件之间的间距设计为特别小。于 是提高了电动机的工作能力，这是因为它通过场强更高的相互作用的磁场(在靠近线圈和 永磁性元件的地方，磁场强度比更远距离处的磁场强度更高)例如可以产生更大的转矩。在一种改进方案中，永磁性元件在其轴向延伸方向上在两侧都越过定子向外伸 出，其中，只有永磁性元件的越过定子向外伸出的部分才被由塑料制成的镶嵌注塑成型部 件所覆盖，并且其中，该镶嵌注塑成型部件将永磁性元件固定在其在转子上的位置上。由于 永磁性元件越过定子向外伸出的部分在两侧都被镶嵌注塑成型，所以它们被非常好地固定 住，这使得电动机能够有长的使用寿命。通过这样对称地构造转子，确保了电动机的特别良 好的运行。如果镶嵌注塑成型部件的外直径至少在转子的一侧上最大等于定子的内直径，则配有永磁性元件的转子可以顺利地被推入定子中。其中，全部的镶嵌注塑成型部件被推动 穿过定子，直到它由于定子另一侧上的永磁性元件的轴向伸展而再次从定子中离开。在镶 嵌注塑成型部件从转子中离开以后，转子中仅留有在转子和定子之间的必要的空隙，其中， 需要这个空隙来补偿例如轴承公差。在一种设计方案中，镶嵌注塑成型部件与接片设计为一体，其中，这些接片锚定在 转子中，并且因此额外地固定住至少一个永磁性元件。由此，从镶嵌注塑成型部件和接片中 形成一个一体式的笼式保持架，它出色地固定住永磁性元件，并且因此能够非常准确地控 制永磁性元件在转子上的位置。有利的是，即接片的锚定装置设计成侧凹。通过构造这个锚定装置，利用注塑法能 稳固地并且安全地固定住接片，并且因此稳固地并安全地固定住由接片和镶嵌注塑成型部 件一体式地组合而成的整个笼式保持架。在一种改进方案中，至少一个镶嵌注塑成型部件用作为将转子装入定子中的安装 辅助件。因为转子配有永磁性元件，所以它被定子的金属所吸引。如果永磁性元件撞击定 子，那么安装过程失败，并且该电动机通常变成无用的。在这里，镶嵌注塑成型部件可以用 作为安装辅助件，这是因为其能一直确保在永磁性元件和定子之间的间距，直到转子滑入 其轴承中，并且然后由此保持在其转轴上。如果永磁性元件设计成立方体形的，那么其就可以非常轻松并且成本低廉地进行 制造。相对于设计成圆柱体外壳形式的永磁性元件，这种设计成立方体形的永磁性元件在 质量上也更好，这是因为设计成立方体形的永磁性元件的磁场可以更均匀。
下面借助附图更详尽地阐述本发明。图中示出图1:电动机，图2 :转子的构造，图3:转子的侧剖面图，图4 :沿着线D-D穿过转子的剖面图，图5 :沿着线A-A穿过转子的剖面图，图6 :根据本发明的电动机的示意构造图，图7 :根据现有技术的电动机1。
具体实施例方式图1示出具有定子2和转子4的电动机1。在定子2上安放有线圈3，该线圈可以 用换向电流通电，从而可以产生交变磁场。转子4能旋转地支承在轴6上，并且转子具有永 磁性元件5。这些永磁性元件5通过镶嵌注塑成型部件8被保持在转子4上。因此，至少一 个永磁性元件5在其轴向延伸方向7上越过定子4向外伸出。这个镶嵌注塑成型部件8仅 仅包围住永磁性元件5的越过定子2向外延伸的部分。通过定子2的这种构造方式可以让 永磁性元件5和定子2之间的间距保持为特别小。这个间距在这里被限制在定子和转子4 之间必须存在的空隙之内，从而补偿转子4的轴承间隙和定子2及转子4的制造公差。在图2中更详尽地示出了转子4的构造。能看到多个永磁性元件5，这些永磁性元件布置在定子2的圆柱体形的外表面上。在这里，这些永磁性元件5设计成立方体形的。 这些永磁性元件5的在其轴向延伸方向7上越过定子2向外伸出的部分被由塑料制成的镶 嵌注塑成型部件8所覆盖。这个由塑料制成的镶嵌注塑成型部件8将永磁性元件5固定在 圆柱形的转子4的外周面上。在这些永磁性元件5之间可以看到多个接片11，接片将永磁 性材料5进一步固定在转子4上。此外，在图2中示出了转子4的外直径9。转子4的外 直径9由配有永磁性元件5的转子4和覆盖永磁性元件5的镶嵌注塑成型部件8构成。转 子4的这个外直径9最大可以等于定子2的内直径10，从而可以在进行装配时将转子推入 到定子2中。然而，为了将转子4导入定子2中，只需要让转子4的其中一侧的外直径9等 于定子的内直径10。可以有利的是，即转子4的另一侧的外直径9超过定子2的内直径10 的尺寸，因为这样就可以将转子4仅推入到转子2中的特定点。转子4的这一侧(它的外直 径9最大时等于定子2的内直径10)可以用作为电动机I的装配辅助件，这是因为转子4 由于存在镶嵌注塑成型部件8在推入到定子2中时不会在对着定子2的方向上被永磁性元 件5吸引。图3示出了穿过定子4的侧剖面图。定子4支承在具有在此未示出的轴承的轴6 上。在转子4上可以看到永磁性元件5，永磁性元件在这里设计成立方体形的。这些永磁性 元件5具有轴向的延伸长度7。该轴向的延伸长度7延伸超过定子2的延伸长度。永磁性 元件5的越过定子2的延伸长度向外延伸的部分配有镶嵌注塑成型部件8。这个镶嵌注塑 成型部件8通常由塑料制成。转子4与被安放在其上的永磁体5及永磁体5的镶嵌注塑成 型部件8的组合具有外直径9，该外直径至少在转子4的一侧上最大可以等于定子2的内直 径10。穿过图3中的图像，沿着线A-A和线D-D截取了两个剖面图，它们的示图在下面的图 4和图5中进行描述。图4示出了沿着图3中的线D-D穿过转子4截取的剖面图。又可以看到转子4，在 转子上布置了立方体形的永磁性元件5。这些永磁性元件被镶嵌注塑成型部件8围住。这 个镶嵌注塑成型部件8将这些永磁性元件5固定在转子4上。此外，这个镶嵌注塑成型部 件8与接片11设计为一体，这些接片在永磁性元件5之间啮合到转子4中。为了最优化地 将接片11固定在转子4中，在转子中设计了侧凹12，在构造接片11期间，塑料流入到侧凹 中，并且这些侧凹具有将接片额外地锚定在转子4中的效果。可以清楚看出的是，镶嵌注塑 成型部件8与接片11设计为一体，其中，该镶嵌注塑成型部件8连同接片11 一起形成笼式 保持架，在其中安全地并且持久地支承着永磁性元件5。在图5中示出了沿着图3中的线A-A截取的剖面图。在这里也可以看到转子4，永 磁性元件5通过镶嵌注塑成型部件8固定在转子上。此外又可以看到接片11，接片与镶嵌 注塑成型部件8设计为一体，并且接片啮合到侧凹12中，于是，由镶嵌注塑成型部件8和接 片11构成的笼式保持架又确保了对永磁性元件5的安全的保持效果。图6还再次以剖面示图示出了根据本发明的电动机I的示意性构造。可以看到定 子2和转子4。在转子4上支承着永磁性元件5。这些永磁性元件5在其轴向延伸方向上 越过定子2向外伸出。只有永磁性元件5的越过定子2向外伸出的部分才被由塑料制成的 镶嵌注塑成型部件8所覆盖。该镶嵌注塑成型部件8将永磁性元件5固定在其在转子4上 的位置上。由于在定子2的区域中没有利用塑料来注塑包封永磁性元件5，所以可以直接在 定子2和永磁性元件5之间构造空隙13。由此将定子2和永磁性元件5之间的间距保持为特别小，这导致电动机1的工作能力的改进。由于与永磁性元件5之间的距离短，相比根据现有技术的解决方案(在图7中举例 示出其中一个解决方案)，从定子2出发的磁场可以产生大得多的力，并且因此在电动机1 中产生大得多的转矩。在图7中示出了一种根据现有技术的电动机1。在这里也可以看到定子2和转子 4。在这个转子4上布置了多个永磁性元件5。这些永磁性元件5由利用塑料制成的注塑包 封部件14包围。要指出的是，在本专利申请的范畴内，在镶嵌注塑成型部件8和注塑包封 部件14之间存在区别。如图6中所示，镶嵌注塑成型部件8只覆盖至少一个永磁性元件5 的越过定子2向外伸出的部分。如图7中所示，注塑包封部件14完全覆盖住永磁性元件5。 通过利用注塑包封部件14完全覆盖永磁性元件5，使得永磁性元件5和定子2之间的间距 至少增加了该注塑包封部件14的厚度。于是定子2和永磁性元件5之间的间距由注塑包 封部件14的厚度和所述必要的空隙13组成。因为磁场的场强随着和其来源之间的间距而 减小，所以通过定子2和永磁性元件5之间的间距的增大使得由电动机1产生的力减小。
权利要求
1.一种电动机(1)，具有定子(2)，在所述定子上设计有至少一个用于产生换向旋转 磁场的线圈(3);和转子(4)，在所述转子上设计有至少一个永磁性元件(5)，其中，所述转 子(4)能旋转地支承在轴(6)上，并且其中，在所述换向旋转磁场和所述永磁性元件(5)的 磁场之间有一个力起作用，所述力使所述转子(4)围绕所述转子的所述轴(6)旋转，其特征 在于，所述至少一个永磁性元件(5 )在其轴向延伸方向(7 )上越过所述定子(2 )向外伸出， 其中，只有所述永磁性元件(5)的越过所述定子(2)向外伸出的部分才被由塑料制成的镶 嵌注塑成型部件(8)所覆盖，其中，所述镶嵌注塑成型部件(8)将所述永磁性元件(5)固定 在其在所述转子(4 )上的位置上。
2.根据权利要求1所述的电动机(1)，其特征在于，所述永磁性元件(5)在其轴向延伸 方向(7)上在两侧都越过所述定子(2)向外伸出，其中，只有所述永磁性元件(5)的越过所 述定子(2)向外伸出的所述部分才被由塑料制成的所述镶嵌注塑成型部件(8)所覆盖，其 中，所述镶嵌注塑成型部件(8)将所述永磁性元件(5)固定在其在所述转子(4)上的位置 上。
3.根据权利要求1或2所述的电动机(1)，其特征在于，具有所述镶嵌注塑成型部件 (8 )的所述转子(4 )的外直径(9 )至少在所述转子(4 )的一侧上最大等于所述定子(2 )的内 直径(10)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述镶嵌注塑成型部 件(8)与接片(11)设计为一体，其中，所述接片(11)锚定在所述转子(4)中，并且因此额外 地固定住所述至少一个永磁性元件(5 )。
5.根据权利要求4所述的电动机(1)，其特征在于，所述接片(11)的锚定装置设计成侧 凹(12)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述至少一个镶嵌注 塑成型部件(8 )用作为将所述转子(4 )装入所述定子(2 )中的安装辅助件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动机(1)，其特征在于，所述永磁性元件(5) 设计成立方体形的。
全文摘要
本发明涉及一种电动机，具有定子，在该定子上设计有至少一个用于产生换向旋转磁场的线圈；和转子，在该转子上设计有至少一个永磁性元件，其中，转子能旋转地支承在轴上，并且其中，在换向旋转磁场和永磁性元件的磁场之间有一个力起作用，该力使转子围绕转子的轴旋转。为了提供一种电动机，在该电动机中，至少一个永磁性元件成本低且持久稳定地固定在转子上，其中，由电动机产生的转矩应该尽可能地大，至少一个永磁性元件在其轴向延伸方向上越过定子向外伸出，其中，只有永磁性元件的越过定子向外伸出的部分才被由塑料制成的镶嵌注塑成型部件所覆盖，其中，该镶嵌注塑成型部件将永磁性元件固定在其在转子上的位置上。
文档编号H02K1/27GK102668330SQ201080057820
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月16日 优先权日2009年12月18日
发明者托马斯·曼, 沃尔弗拉姆·特里勒 申请人:大陆汽车有限责任公司