横向磁通永磁电的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种横向磁通永磁电机，包括定子及包围该定子的转子，该转子包括至少一个转子单元，各转子单元包括一个转子铁芯及多个第一磁体。该转子铁芯包括多个沿转子轴向层叠的转子叠片，各转子叠片包括一个圆环及多个间隔均匀地分布在自该圆环内壁并沿径向朝内延伸的凸起。各转子叠片沿轴向及周向对齐叠合，该圆环构成该转子铁芯的外壁，该凸起构成该转子的聚磁部。各聚磁部的周向两侧均设置有一个沿周向极化且极性相反的第一磁体。由于转子铁芯采用了叠片结构，转子的聚磁部与外壁一体成形，无需再进行组装，提高了组装效率。
【专利说明】横向磁通永磁电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁电机，尤其涉及应用在电动自行车中的横向磁通永磁电机。
【背景技术】
[0002]横向磁通永磁电机包括内置的定子及包围该定子的转子。该定子通常包括两个相对设置的定子芯片、一个绕该定子的轴向缠绕并且夹设在该两个定子芯片之间的线圈以及多个自定子芯片的外缘向另一定子芯片延伸的定子齿。两个定子芯片错位设置，以使延伸自不同定子芯片的定子齿错位设置。该转子通常包括一个外壳、多个自该外壳内部沿径向向内延伸的聚磁部以及多个设置在各聚磁部周向两侧的磁铁，以使磁力线聚合在该集磁部后才进入定子齿。现有的集磁部通常是一个条状的钢条，其通过扣合或者粘合的方式组装至外壳内壁，条状的磁铁也是通过相同的方式固定至该内壁。这导致该转子的生产效率较低，定位精度也较差。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种组装效率高而且定位精度高的横向磁通永磁电机。
[0004]一种横向磁通永磁电机，包括定子及包围该定子的转子，该转子包括至少一个转子单元，各转子单元包括一个转子铁芯及多个第一磁体。该转子铁芯包括多个沿转子轴向层叠的转子叠片，各转子叠片包括一个圆环及多个间隔均匀地分布在自该圆环内壁并沿径向向内延伸的凸起。各转子叠片沿轴向及周向对齐叠合，该圆环构成该转子铁芯的外壁，该凸起构成该转子的聚磁部。各聚磁部的周向两侧均设置有一个沿周向极化且极性相反的第一磁体。
[0005]本发明的横向磁通永磁电机的转子铁芯采用了叠片结构，转子的聚磁部与外壁一体成形，无需再进行组装。而且转子叠片叠合形成转子铁芯后形成了与第一磁体匹配的空间，可准确定位第一磁体，提高了定位精度。
[0006]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明较佳实施方式的横向磁通永磁电机的示意图。
[0008]图2是图1的电机的部分分解示意图。
[0009]图3是图1的电机的部分转子的示意图，其中部分磁体未示出。
[0010]图4是图1的电机的定子的示意图。
[0011]图5是图1的电机的定子的部分示意图。
[0012]图6是图1的电机的部分定子和部分转子的磁路示意图。
[0013]图7是本发明另一实施方式的横向磁通永磁电机的部分定子和部分转子的示意图。【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。
[0015]请参阅图1及图2，本发明的较佳实施方式的横向磁通永磁电机10可用于电动自行车中，其包括一个柱状外壳20、一个固定在外壳20内壁的转子30以及一个容置在转子30中的定子50。
[0016]外壳20包括一个大致呈桶状的主体22以及一个盖体24。主体22包括一个圆形底板26以及一个自底板26外侧垂直向外延伸的侧壁28。底壁26中间开设有一个第一轴孔27，底壁26的外缘与侧壁28之间还均匀开设有多个用于连接电动自行车轮胎的骨架的孔29。侧壁28远离底板26 —侧沿径向向外延伸出一个环形凸缘25,凸缘25上同样均勻开设有多个用于连接电动自行车轮胎的骨架的孔29，侧壁28的内壁沿轴向开设有至少一个定位槽23。盖体24可组装至凸缘25，其中间开设有一个与第一轴孔27对应的第二轴孔21。
[0017]请参阅图1至图3，转子30包括两个转子单元以及一个隔圈37。各转子单元包括一个转子铁芯32、多个容置在各转子铁芯32中的第一磁体34。各转子铁芯32包括多个转子叠片36，各转子叠片36包括一个圆环38及多个间隔均匀地分布在圆环38内壁并沿径向向内延伸的凸起40。圆环38外壁还向外延伸出至少一个凸块41。各转子叠片36沿轴向及周向对齐叠合，如此，多个圆环38构成转子铁芯32的外壁44 ;多个位于一个平行于轴向的直线上的凸起40构成转子30的聚磁部46，并且相邻的两个聚磁部46之间形成一个与第一磁体34的形状匹配的固定槽48 ;多个凸块41沿轴向叠合成至少一个与定位槽23对应的定位榜42。第一磁体34固定在固定槽48中，并且其周向两侧与聚磁部46贴合。第一磁体34沿转子30的周向极化，并且相邻第一磁体34的极性相反。如此，聚磁部46可聚集相邻两个第一磁体34的磁力线，并且相邻两个聚磁部46的极性相反。隔圈37由高磁阻并且较轻的材料，如塑胶或塑料等制成，其沿轴向夹设在两个转子单元之间，以降低磁干扰。两个转子铁芯32的聚磁部46在周向及轴向上对齐，并且轴向对齐的两个聚磁部46的极性相同。
[0018]请参阅图2、4及5，定子50包括两个定子单元、一个轴体54以及一个隔板60。各定子单元包括两个定子芯片52、一个轴套55、多个定子齿56以及一个线圈58。定子芯片52大致呈齿轮状并且由多个硅钢片沿轴向叠合制成，包括一个大致呈圆形的本体64以及多个均勻分布在本体64外缘并沿径向向外延伸的凸柱66,本体64中间开设有一个套孔(图未标)。套孔套设在由钢制成的轴套55上，轴套55套设固定至轴体54，从而使定子芯片52固定至轴体54。线圈58缠绕在轴套55上并夹设于两个定子芯片52之间。定子芯片52在周向上错位设置，其中一个定子芯片52的凸柱66在轴向上大致位于另一定子芯片52相邻的两个凸柱66的中间。定子齿56沿轴向的切面大致呈U形，其开口卡合至定子芯片52的凸柱66,从而使得定子齿56固定至定子芯片52。定子齿56均沿轴向方向朝彼此延伸,将线圈58包围在其中。隔板60由高磁阻并且较轻的材料，如塑胶或塑料等制成，其夹设在两个定子单元之间，以降低磁干扰。各定子单元的定子芯片52在周向上错位设置，从而使相邻定子单元，也即相邻相之间错开一定的电角度，以降低电机10的转矩脉动以及自定位力矩。比如在本实施方式中两个定子单元错开90度电角度。
[0019]组装时，将转子30固定至外壳20的内壁，并使定位楞42容置在定位槽23中，以进一步防止外壳20相对转子30转动。定子50的转轴54通过固定在第一轴孔27以及第二轴孔21中的轴承90安装至外壳20。如此，转子30可相对定子50转动。轴体54可固定至电动自行车的车架，外壳20上的孔29可固定至电动自行车轮胎的骨架。如此，转子30转动时，电动自行车的车轮便旋转。
[0020]请结合图6，工作过程中，聚集在聚磁部46的磁力线穿过转子与定子之间的气隙进入定子齿56，然后穿过定子芯片64、轴套55以及相邻的另一个定子芯片64，再通过与上述定子齿错位的定子齿56穿过转子与定子之间的气隙,最后进入与上述聚磁部46相邻的聚磁部46。由于两相邻聚磁部46极性相反，磁力线因此穿过夹设在该两相邻聚磁部46之间的第一磁体34而返回上述聚磁部46，从而形成一个闭合磁路。如此，转子30在定子50的吸引下转动。当聚磁部46转至大致与定子齿56对齐的位置时,线圈58改变电流方向，以排斥该对齐的聚磁部并吸引下一个聚磁部，从而维持电机的转动。
[0021]本发明的横向磁通永磁电机10中，转子铁芯32米用了叠片结构,聚磁部46与外壁44 一体成形，无需再进行组装，减少了组装步骤，提高了生产效率。而且转子叠片36叠合形成转子铁芯32后形成了与第一磁体34匹配的空间，可准确定位第一磁体，提高了定位精度。另一方面，隔圈36以及隔板60的设置分别降低了相邻的转子铁芯32以及定子芯片52之间的磁干扰，也降低了整个电机10的重量。再者，由于定子芯片52、轴套55以及定子齿56均由导磁率较高的钢制成，定子50各部位的导磁性能比较均匀。
[0022]可以理解，电机10所包括的定子单元及转子单元不限于本实施方式。可以理解，电机10也可仅包括一个转子铁芯32以及两个相对设置的定子芯片52。在其他实施方式中，定子芯片、其上的定子齿以及轴套也可由粉末冶金材料通过模具一体成型而制成，由于材料相同，定子各部位的导磁性能也比较均匀。同样可以理解，定子芯片的本体64也可以直接套设在轴体54上，并且将一个轴套57夹设于中间，如图7所示。
[0023]优选地，请结合图3，各凸起40靠近圆环38的一侧开设有一个通孔47，如此，位于同一聚磁部46上的多个通孔47沿轴向连通构成一个容置槽49。转子30还包括多个分别容置在容置槽49中的第二磁体45，第二磁体45沿径向极化，并且其背离圆环38的一侧的极性与相邻两个第一磁体34面向彼此的一侧的极性相同，如此，可增强聚磁部46的磁场强度。
[0024]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种横向磁通永磁电机，包括定子及包围该定子的转子，该转子包括至少一个转子单元，各转子单元包括一个转子铁芯及多个第一磁体，其特征在于:该转子铁芯包括多个沿转子轴向层叠的转子叠片，各转子叠片包括一个圆环及多个间隔均匀地分布在自该圆环内壁并沿径向向内延伸的凸起；各转子叠片沿轴向及周向对齐叠合，该圆环构成该转子铁芯的外壁，该凸起构成该转子的聚磁部；各聚磁部的周向两侧均设置有一个沿周向极化且极性相反的第一磁体。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，各凸起靠近圆环的一侧开设有一个通孔，位于同一聚磁部上的多个通孔沿轴向连通构成一个容置槽；该转子还包括多个分别容置在对应的容置槽中的第二磁体，该第二磁体背离该转子铁芯的外壁的一侧的极性与相邻两第一磁体面向彼此的一侧的极性相同。
3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，该电机还包括一个容置该转子的外壳，该外壳的内壁沿轴向开设有至少一个定位槽；该转子铁芯还包括自其外壁向外凸出并沿轴向延伸的至少一个定位榜，该定位榜容置在对应的定位槽中。
4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，该转子包括两个或以上的沿轴向排列的转子单元，该转子还包括夹设在相邻转子单元之间并且由高磁阻材料制成的隔圈。
5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，该定子包括一个轴体以及至少一个定子单元；各定子单元包括一个套设至该轴体的轴套、两个套设至该轴套或该轴体的定子芯片、多个间隔均匀地固定至该定子芯片外缘并沿轴向延伸的定子齿以及一个缠绕至该轴套并夹设于该定子芯片之间的线圈，位于线圈两侧的两个定子齿在周向上错位。
6.如权利要求5所述的电机，其特征在于，各定子芯片包括一个圆形本体以及多个自该本体外缘均匀向外延伸的凸柱，各定子齿沿轴向的切面呈U形并具有一个卡合至该凸柱的开口，定子齿卡合于相应的开口内。
7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，该定子芯片、轴套以及定子齿均由钢制成。
8.如权利要求5所述的电机，其特征在于，同一个定子单元中的定子芯片、定子齿以及轴套由粉末冶金材料一体成型而制成。
9.如权利要求5所述的电机，其特征在于，该定子包括两个或以上的定子单元，该定子还包括夹设在相邻定子单元之间且由高磁阻材料制成的隔板。
10.如权利要求5所述的电机，其特征在于，该定子包括两个或以上的定子单元，不同定子单元的定子芯片在周向上错位。
【文档编号】H02K1/14GK103683768SQ201210327583
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2012年9月6日
【发明者】李越, 干金云, 周垂有, 廖燕飞, 袁小梅 申请人:德昌电机(深圳)有限公司