具有采用间隔开的极片的辐条式外转子的电的制造方法
【专利摘要】提供了一种电机。该电机包括定子和转子，该转子在轴线周围可旋转并且在定子外侧至少部分地径向间隔。该转子包括多个弧形间隔开的极片；多个弧形间隔开的磁体，其交替地采用极片布置以使得极片中的每一个定位在相邻对的磁体之间；转子封装壳，其至少部分地支撑极片和磁体；以及多个栓钉。该极片中的每一个限定从其中通过的开口并且包括在开口外侧径向定位并且至少部分地限定开口的一般弧形延伸的壁结构。栓钉中的每一个延伸通过开口中的相应一个以固定与封装壳相对的极片中的相应一个。
【专利说明】具有采用间隔开的极片的辐条式外转子的电机
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2012年6月6日提交的美国临时申请N0.61/656，325和2012年8月20日提交的美国临时申请N0.61/691，155的优先权，它们两者的整体公开据此通过参考并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明一般涉及包括转子和定子的电机。更特别地，本发明涉及外转子电机，其中转子具有辐条式设计并且包括间隔开的极片。
【背景技术】
[0004]本领域的普通技术人员将理解，电机通常在诸如垂直或水平轴的洗衣机、电动自行车和电动踏板车的机器中使用。风扇、发电机和健身设备也可使用电机。在许多环境下，设计约束包括性能需求和空间需求两者。
【发明内容】
[0005]根据本发明的一个方面，提供了电机。该电机包括定子和转子，该转子围绕轴线可旋转并且在定子外侧至少部分地径向间隔。该转子包括多个弧形间隔开的极片；多个弧形间隔开的磁体，其交替地采用极片布置使得极片中的每一个定位在相邻对的磁体之间；转子封装壳(can)，其至少部分地支撑极片和磁体；以及多个栓钉(peg)。该极片中的每一个限定从其中通过的开口并且包括在开口外侧径向定位并且至少部分地限定开口的一般弧形延伸的壁结构。栓钉中的每一个延伸通过开口中的相应一个以固定与封装壳相对的极片中的相应一个。
[0006]提供的该
【发明内容】
介绍以简化形式的概念选择。这些概念在下面优选实施例的详细描述中进一步描述。本
【发明内容】
不旨在识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制要求保护的主题的范围。
[0007]本发明的各种其它方面和优点将从优选实施例和附图的下列详细描述中显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]关于所附的附图在下面详细描述了本发明的优选实施例，在附图中:
[0009]图1是根据本发明优选实施例原理构造的机器一部分的局部剖视底部透视图，示出了洗衣机的一部分和外转子电机，尤其是该外转子电机包括转子和定子；
[0010]图2是图1转子部分的底部透视图；
[0011]图3是图2转子部分的顶部透视图；
[0012]图4是图2和图3转子部分的局部剖视图，特别示出将极片和磁体间隔和固定的部件；
[0013]图5是图2和图3转子部分的一部分的局部剖视图，特别示出极片的间隔和布置；
[0014]图6是图2和图3转子部分的一部分的局部剖视图，特别示出磁体的间隔和布置；
[0015]图7是图2和图3转子部分的一部分的局部剖视顶视图，特别示出极片和磁体的相对尺寸和间隔；
[0016]图8是根据本发明第二优选实施例的转子部分的底部透视图；
[0017]图9是图8的转子部分的顶部透视图；
[0018]图10是图8和图9转子部分的局部剖视图，特别示出将极片和磁体间隔和固定的部件；
[0019]图11是图8和图9转子部分的一部分的局部剖视分解视图，特别示出极片和磁体的间隔和布置，和将极片和磁体固定的部件；以及
[0020]图12是根据本发明第三优选实施例的转子一部分的局部剖视顶视图，特别示出在极片中的锁孔开口。
[0021]附图并没有将本发明限于在此公开和描述的具体实施例。附图不必按比例，相反重点放在清楚地示出优选实施例的原理上。
【具体实施方式】
[0022]本发明容许许多不同形式的实施例。虽然附图示出并且说明书描述本发明的某些优选实施例，但是应当理解这种公开仅借助于示例。并非旨在将本发明原理限于特定的公开实施例。
[0023]首先参考图1，示出根据本发明第一优选实施例构造的电机10以便在机器12中使用。虽然如上所述的各种机器是合适的，但是在图1中示出的特定机器是具有固定桶14和可旋转洗涤器或搅拌器篮(未示出)的洗衣机。
[0024]按照惯例，电机10广泛地包括转子16和在转子16内侧部分地间隔的定子18 (示意性示出)，使得在圆周上延伸的间隙20在转子16和定子18之间限定。优选地，转子16通过轴承组件22旋转地支撑在桶14上。在图1中示出的优选实施例中，轴承组件22包括在内圈(race) 26和外圈28之间布置的多个滚珠轴承24，尽管不同的轴承类型或完全不同的旋转隔离机构可用于类似的效果，而不脱离本发明的精神。
[0025]虽然仅在图1中示意性示出，但是定子18优选包括芯体和在芯体周围缠绕的多个线圈。芯体优选包括多个弧形间隔开的径向延伸齿。芯体可弧形地或在圆周上连续或不连续。齿优选具有层叠设计，尽管给出用于整体形成的齿的本发明的范围。多种多样的齿形落入本发明的范围。
[0026]线圈优选包括导电配线。配线优选包括铝配线，尽管同样可使用铜或其它导电材料而不脱离本发明的范围。在优选实施例中，定子芯至少部分地采用电绝缘涂层(优选粉末涂层)涂覆。一种合适的粉末涂层材料可根据Scotchcast?电气树脂5555从3M?获得。然而，对于将采用其它电绝缘涂层或使用诸如非导电翼片或覆层的其它绝缘装置绝缘的定子芯，处于本发明的范围内。
[0027]优选地，提供安装结构(未示出)以将定子18固定到机器12并且支撑在其上的定子18。在第一示出的实施例中，定子18经由对安装轮毂30的桶的固定而安装到机器12上。定子可以以任何合适的方式安装，包括在美国专利申请系列号N0.13/312，723、13/358，319和13/451,786中公开的那些方式，这些专利中的每一个被记录在案分配给本申请的受让人并且通过引用整体并入本文。
[0028]转子16的部分32在图2-4中示出。转子部分32包括转子封装壳34，该转子封装壳34包括径向突出的辐条式基座36。基座36优选包括中央盘38和环形抬高底板40。转子封装壳34进一步包括在圆周上延伸的外支撑壁42和不连续的在圆周上延伸的内部支撑壁44，该内部支撑壁44包括优选在转子封装壳34模塑期间形成的多个基本上矩形的支柱46。支柱46的形成将在下面更详细地讨论。
[0029]优选地，支撑壁42、44两者都从底板40向外轴向突出，其中底板40和支撑壁42、44因此限定通道48，如在图4中最优示出的。环形顶壁50在内部和外支撑壁42、44之间延伸以包围通道48，除了多个窗口 52之外，多个窗口 52中的每一个由一对支柱46、底板40和顶壁50约束。
[0030]在示出的第一实施例中，转子封装壳34进一步包括从外支撑壁42向内径向延伸的多个弧形间隔开的隔板54，以及多个轴向延伸的弧形间隔开的内部定位栓钉56和多个轴向延伸的弧形间隔开的外部定位栓钉58。如同支柱46，栓钉56、58和隔板54优选在转子封装壳34的模塑期间形成，如下面将更详细讨论的。然而，同样如下面将更详细讨论的，根据本发明的某些方面，可允许栓钉作为与转子封装壳独立形成的分立紧固件。
[0031]在第一实施例中，转子封装壳34的中央盘38同样优选包括多个通气槽60和通风孔62。同样优选的是多个支撑肋64形成为中央盘38的一部分。除了用作结构支撑，肋64可同样以诸如通过扰乱附近的空气而为电机10提供冷却辅助的方式来配置。
[0032]第一优选实施例的转子封装壳34优选包括诸如聚丙烯的塑料材料，虽然可使用任何一种或多种各种其它材料，而不脱离本发明的范围。例如，如下面将更详细讨论的，根据本发明的一些实施例，优选的是封装壳可由铝形成。
[0033]同样可允许并且在一些情况下优选的是转子封装壳34的材料包括诸如玻璃纤维的增强纤维，虽然其它增强技术的使用或不具有附加增强的使用处于本发明的范围内。
[0034]如在图4和图5中最优示出的，转子16优选包括多个弧形间隔开的径向延伸极片66。此外，如在图4和图6中最优示出的，转子16优选包括多个弧形间隔开的径向延伸永久磁体68。如在此所使用的，关于极片的“间隔”或“间隔开”应当解释为相邻极片彼此不直接接触的含义。同样，关于磁体的“间隔”或“间隔开”应当解释为相邻磁体彼此不直接接触的含义。极片和磁体的间隔将在下面更详细地讨论。
[0035]极片66和磁体68优选在圆周方向上交替地布置。也就是说，极片66位于每个相邻对的磁体68之间，并且反之亦然。此外，优选布置磁体68使得相邻磁体呈现相反取向的极性，其中该极一般与径向方向垂直取向。如在图6中所示，例如，磁体68a的北极N取向为面对第一相邻磁体68b的北极N。磁体68a的南极S取向为面对第二相邻磁体68c的南极S。
[0036]优选地,第一优选实施例的转子封装壳34在极片66和磁体68上方和周围包覆模塑，以便将它们固定在它们合适的位置中。隔板54、定位栓钉56和58以及支柱46因此符合当模塑材料设定时的极片66和磁体68的几何形状。
[0037]优选地，如在图1中最优示出的，基座36被配置用于转子封装壳34到可旋转轴70的连接。在第一实施例中，轴70包括机器连接端72和转子连接端74。转子连接端74被配置用于与耦接件76的接合。在第一优选实施例中，这种接合通过在转子连接端74上的外部花键78和在耦接件76上的内部花键80的相互作用来实施。耦接件76同样接合转子封装壳34的基座36，以使得转子封装壳34、耦接件76和轴70全部在单个旋转轴周围一起旋转。虽然单个旋转轴是优选的，但是对于要限定的多个旋转轴也处于本发明的范围内。
[0038]如在图4中最优示出的，在基座36和耦接件76之间的接合优选借助于优选的包覆模塑的制造过程。虽然没有示出，但是耦接件76的外表面优选以花键方式增强连接。然而，基座36和耦接件76可替代地相互连接，诸如通过按压配合或粘合剂连接。此外，无论在耦接件76和轴70之间或在耦接件76和转子封装壳34之间实现，各种接合部件是可接受的。例如，挤压螺钉(interference screw)、按压配合或粘合剂都可单独或组合使用。
[0039]再次转向图4和图5,转子16的每一个极片66优选包括钢或各种导磁材料中的任何一种或多种。此外，每一个极片66优选包括径向最内部分82和径向最外部分84,其中部分82、84共同呈现分别轴向间隔开的上面86和下面88。径向最内部分82优选相对于径向最外部分84基本上弧形地延伸，并且呈现径向最内的面90、一对侧边缘92和94，以及不连续的中间面96。径向最外部分84从中间面96基本上径向向外延伸，并且优选呈现在相应转角104和106处与径向最外的面102相交的一对侧面98和100。因此，一对架子107由与侧面98和100相邻的径向最内部分82形成。
[0040]优选地，每一个径向最外的部分84—般在形状上是梯形，虽然各种形状中的任何一个或多个是允许的。根据本发明的一些方面，对于相同地配置或彼此改变的径向最外部分84同样是允许的。
[0041]在所示的第一实施例中，边缘92、94和转角104、106进行倒角或圆角。然而,对于要形成的尖锐或以其它方式配置的边缘和转角，也在本发明的范围内。此外，出于包括但不限于齿槽转矩减少的原因，对于适用于极片66的各种形状修改，同样在本发明的范围内。
[0042]如在图5中最优示出的，极片66优选沿着弧形路径彼此均匀地间隔开。间隔距离108限定在每一相邻对径向最外部分82的相邻侧面98、100之间；并且间隔尺寸110限定在每一相邻对径向最内部分82的相邻侧边缘92、94之间。间隔距离108优选大于间隔尺寸 110。
[0043]此外，根据本发明第一优选实施例优选的是，在所有径向位置处每一个极片66(在基本上弧形的方向中)的宽度大于间隔距离108和间隔尺寸110两者。然而，根据本发明的一些方面，对于极片66，具有比间隔距离108和间隔尺寸110中的一个或两者更小的宽度是允许的。
[0044]除了上述特征，同样优选的是每一个极片66包括内部定位孔或开口 112和外部定位孔或开口 114。如在图4中最优示出的，每一个定位孔112、114分别与内部或外部定位栓钉56、58对应，其中栓钉56、58通过在转子封装壳34的模塑过程期间转子封装壳材料的流入而形成在相应的定位孔112、114内。在相应定位孔112、114内的栓钉56、58的这种形成确保限制相关联极片66的径向和在圆周上运动两者。
[0045]优选地，每一个极片66包括径向定位在内部定位孔112外侧并且部分地限定内部定位孔112的第--般弧形延伸的壁结构112a。此外，每一个极片66优选包括径向定位在外部定位孔114外侧并且部分地限定外部定位孔114的第二一般弧形延伸的壁结构114a。如在图7中最优示出的，第二壁结构114a可同样部分地限定外部定位孔112。
[0046]优选地，壁结构112a、114a中的每一个连续延伸以使得定位孔112、114闭合并且两者彼此间隔并且与相应的径向最外的面102间隔。然而，如下面将更详细讨论的，根据本发明的一些方面可允许提供一个或多个不连续壁结构，以使得多个定位孔相互连接和/或一个或多个定位孔与径向最外的面和/或径向最内的面相交以便不包围。
[0047]虽然定位孔112、114并且进而定位栓钉56、58可适当地具有轴向恒定的圆形横截面形状和大小(横截面采取横向于相应栓钉的纵轴)，如图所示，但是对于具有任何合适横截面形状或呈现轴向变化的横截面形状或大小的孔112、114处于本发明的范围内。例如，定位孔可被配置为矩形棱柱或在横截面上为椭圆形；它们可以在上面86处在横截面上为三角形，并且在下面88处在横截面上为圆形；或它们在上面86处的圆形横截面直径上可以很大并且在下面88处很小，以使得限定倒锥形空间。此外，与径向最外部分84的形状一致，孔可能一般在形状上是梯形的。
[0048]对于定位孔112同样可接受的是具有与定位孔114不同的横截面形状和/或大小，和/或对于横截面形状和/或大小可接受的是在定位孔112之间和/或在定位孔114之间改变。例如所有的定位孔112在横截面上可以是圆形的，而所有的定位孔114在横截面上可以是方形的。可替代地，定位孔112和/或定位孔114可从一个极片到下一个极片在圆形和矩形横截面之间交替。
[0049]此外，虽然示出每一个极片66具有从其中通过所形成的一对定位孔112、114，但是对于一个或多个极片，包括单个定位孔或超过两个的定位孔处于本发明的范围内。更进一步，定位孔可从一些或全部极片完全排除。例如，第一和第二相邻极片可分别存在一个或两个定位孔。如下面将更详细讨论的，如果在给定极片中仅提供单个定位孔，则优选的是比径向最内的面更接近径向最外的面地定位孔。
[0050]如同样在图4和其它图中示出的，在模塑过程期间在内部支撑壁44中形成的窗口52允许每一个极片66的径向最内的面90在转子封装壳34模塑过程完成之后暴露，其中支柱46和径向最内的面90优选形成至少基本上连续内部的圆周表面116。间隙20 (参见图1)限定在定子18和内部圆周表面116之间。
[0051]虽然定位栓钉56、58限制以上述方式的极片66的运动，但是优选的是极片66通过外支撑壁42抵抗径向运动；通过相邻的隔板54抵抗圆周运动而附加限制，其中隔板54通过到磁体68和极片66的倒角转角104、106之间原始空间中的转子封装壳材料的流入；并且通过支柱46抵抗径向和圆周运动两者来形成。进一步关于后者，优选的是径向延伸的凹槽118在给出的支撑支柱46的每一个圆周侧中形成，以便接收并且在相邻的径向最内部分82的侧边缘92、94周围卷绕，以部分地覆盖相应径向最内部分82的中间面96和径向最内的面90。
[0052]转到图4和图6，每一个磁体68优选成形为矩形棱柱或块，以便分别呈现内部的面120 ;外部的面122 ;上面124 ;下面126 ;以及侧面128和130。然而，与示出形状的偏差可在不脱离本发明精神的情况下进行。
[0053]如在图4中示出，每一个磁体68分别定位在由相邻对的极片66 (并且更特别地侧面和中间面96、98和100);相应对的隔板54内；以及外部和内部支撑壁42和44配合限定的槽132内。
[0054]如在图6中最优示出的，磁体68优选沿着弧形路径彼此均匀地分隔。最大磁体间隔距离134限定在接近相邻磁体68的外部的面122的相邻侧面128、130之间。最小磁体间隔距离136限定在接近相邻磁体68的内部的面120的相邻侧面128、130之间。此外，优选的是每一个磁体68的宽度138 (在基本上圆周的方向中)比最大磁体间隔距离134和最小磁体间隔距离136两者更小。此外，如在图7中最清楚示出的，每一个磁体68的宽度138至少基本上等于最大间隔距离108，以使得每一个磁体68比间隔尺寸110更宽，或邻接或接近邻接径向上相邻的架子97 (和中间面96)。优选地，极片66和磁体68的大小使得最小化在其间的间隙。然而由于制造限制，这种间隙将可能存在。间隙可能空气填充或以塑料或另一种材料填充，而不脱离本发明的范围。可同样期望提供间隙，而不脱离本发明的范围，尽管这种布置没有如无间隙(或接近无间隙)布置那样期望。
[0055]虽然上述尺寸关系根据本发明的第一优选实施例是优选的，但是来自这种关系的变化而不脱离本发明的范围是允许的。磁体可能不均匀间隔，例如具有不同宽度，或以诸如限定相对于相邻极片的不同间隙的方式来设定大小。
[0056]磁体68中的每一个优选是级别六(6)的铁氧体、钕或陶瓷磁体。磁体优选是相同组分和级别中的每一种，虽然在磁体之间的变化而不脱离本发明的范围是允许的。同样可以的是，可能在同一磁体中包含上述命名材料中的多于一种或上述命名材料中的一个或多个的多个级别。其它磁性材料和/或级别的使用同样处于本发明的范围内。
[0057]虽然磁体68的充电可能在似乎便利的任何时间完成，但是在转子封装壳34的模塑完成之后或甚至进一步地在转子16完全组装之后，塑料或其它方式非导磁转子封装壳34的提供使磁体68的充电或再充电可行。
[0058]优选地，极片66的数量等于永久磁体68的数量，其中该数量进一步等于电机10的极数。在示出的第一实施例中，例如，提供了四十二(42)个极片66和四十二(42)个永久磁体68。
[0059]虽然对于转子封装壳34优选的是经由包覆模塑过程形成，通过该包覆模塑过程转子封装壳34包围极片66和磁体68,但是对于转子封装壳,形成在超过一个的部分中和/或在极片66和磁体68插入之前形成处于本发明的范围内。例如，除了顶壁之外的整个转子封装壳可能是一个整体模塑的片，其中极片66和磁体68放入到相对于预成形栓钉、隔板、支柱和窗口的位置中。顶壁然后可粘附或以其它方式固定到位置中。
[0060]在类似的变型中，可具有预成形的转子封装壳，其中栓钉没有与封装壳集成，而是分立的并且经由按压配合、粘合剂、挤压螺钉或在本领域中已知的任何各种连接部件连接到封装壳的底板。一种这样的变型将在下面更详细地讨论。
[0061]应该理解，在此描述的创新性辐条式转子设计在会聚或集中磁通上特别有效。更具体地，对于磁体68中的给定一个，磁通在至少基本上在圆周上的相反方向中行进到相邻极片66中的每一个中。极片66然后用于重定向在径向向内方向上的磁通。
[0062]虽然即使相邻的极片彼此接触，对于可操作电机是可行的，但是这种接触将导致磁路的“短路”。因此，磁通将不会聚。此外，虽然可行的是电机可采用在一定程度上从上述相反取向的相邻磁体变化的磁体极性来操作，但是不认为这种布置是期望的。
[0063]参考第一优选实施例在上文中描述的电机10提供众多优点。在传统的外转子电机中，例如高磁通密度通常使用更高级别的磁体(例如级别9的铁氧体磁体)和铜配线来实现。为实现类似性能，使用较便宜更低级别的磁体和/或较便宜的铝配线通常需要增加的堆叠高度。然而在一些情况下，可允许的堆叠增加将基于可用于特定机器的电机外壳来限制。磁通密度因此基于轴线空间约束来限制。然而在创新性电机中，外转子辐条设计采用较低级别的磁体(例如级别六(6)铁氧体磁体)和铝配线来实现较高的磁通密度而没有任何堆叠增加，而仍然实现与更昂贵传统设计的磁体可比的性能。此外，虽然创新性设计优选导致转子更大的外部直径，但是这种直径扩展通常比轴向扩展更容易容纳在机器设计中。
[0064]关于实现良好的低速性能和良好的高速性能提供了另一个优点。特别是虽然当使用铝配线通常实现可接受的低速性能时堆叠的使用增加以实现合适的磁通密度，但是高速性能可能退化。为了补偿，已经实施定子重新设计以减少极的数量，并且进而减少频率和高速损耗。然而，这种复杂方法不太理想。相反，本发明在低速和高速时实现良好的性能，而不需要定子重新设计。这在洗衣机应用中特别有利，其中低速和高转矩在启动时和在至少一部分的洗衣阶段期间需要，而高速在旋转时需要。
[0065]由于极片66的存在，由上述设计提供的另一个优点是增加的电感，而无需配线的增加匝数。这种增加的电感实现在高速时的更高超前角，并且进而实现改进的电机效率。这同样允许使用更高数量的极，产生改进的退磁能力和改进的更低速度性能。
[0066]更进一步地，改进的声音特性可由以上述方式配置的电机提供。
[0067]现转向图8-11，示出了第二优选实施例。首先应注意的是，除了下面详细讨论的某些例外，第二实施例的转子部分210的许多元件与相对于第一实施例的转子部分32的以上详细描述的那些元件相同或非常类似。因此，为了简洁和清楚起见，重复的描述和标记一般将在此省略。除非另有规定，否则关于第一实施例的上述呈现的元件的详细描述应当因此理解为也适用于第二实施例。此外，应当理解的是，第二示出实施例的转子部分210可适当地位于与在图1中示出的环境类似的环境中，或先前描述的其它替代环境(例如电动踏板车等)中。
[0068]如在图8和图9中所示，提供了包括转子封装壳212的转子部分210，该转子封装壳212包括径向突出的基座214。基座214优选包括中央盘216，和如在图10中最优示出的环形抬高底板218。转子封装壳212进一步包括从底板218向外轴向突出的在圆周上延伸的外支撑壁220。在示出的第二实施例中，中央盘216包括多个径向延伸的通风槽222。此外，底板218优选包括多个弧形间隔的内部紧固件接收孔224和多个弧形间隔的外部紧固件接收孔226，其中两组孔224、226都延伸通过底板218。优选地，内部和外部紧固件接收孔224、226带螺纹，虽然非螺纹式孔可允许处于本发明的范围内。
[0069]第二优选实施例的转子封装壳212优选包括铝，虽然可使用各种材料中的任何一种或多种。
[0070]如在图8-10中所示的，第二示出的实施例包括用于到转子轴(未示出)的转子封装壳212连接的耦接件228。第二示出实施例的耦接件228通过采用挤压螺钉230增强的按压配合来固定。
[0071]优选地，第二示出实施例的极片232以与第一示出实施例的极片66相同的方式配置，并且分别包括内部和外部定位孔234和236。类似地，第二示出实施例的磁体238优选以与第一示出实施例的磁体68相同的方式配置。然而，应当理解，相对于第一实施例的极片66或磁体68在上面描述或暗示的极片或磁体构造中的任何潜在变化同样适用于第二实施例的极片232和/或磁体238。
[0072]与包覆模塑和诸如相对于第一实施例描述的栓钉56、58和隔板54的定位结构的结果形成相反，第二示出实施例的极片232优选分别通过多个分立内部和外部紧固件240和242固定在转子封装壳212中，该内部和外部紧固件240和242与内部和外部定位孔234、236以及与内部和外部紧固接收孔224、226两者对应。优选地，紧固件240、242中的每一个带螺纹以便与紧固件接收孔224、226的螺纹(未示出)相互接合。此外，每一个紧固件240或242优选分别呈现当紧固件240或242就位时与转子封装壳212基本上平齐的端部244或246。然而，紧固件240或242可具有各种长度，并且可部分地带螺纹或不带螺纹。此外，在紧固件接收孔224、226中的紧固件240、242的固定可通过本领域中已知的各种部件，包括但不限于粘合剂、环氧树脂或螺母的使用。对于带螺纹的内部和外部定位孔234、235，同样处于本发明的范围内。
[0073]虽然紧固件240、242示出具有圆形横截面，但是对于紧固件240、242，具有任何合适的横截面形状和大小或呈现符合在定位孔234、236的横截面形状和/或大小上的任何变化的轴向变化的横截面形状或大小，处于本发明的范围内。关于第一实施例的定位孔112、114和定位栓钉56、58，上面已经讨论了若干潜在的变型。前面讨论的变型将理解为一般也可适用于第二实施例，其中紧固件240、242分别与定位栓钉56、58类似。
[0074]此外，如关于第一实施例先前讨论的，应该理解的是，一个或多个极片可包括单个定位孔或超过两个的定位孔。更进一步地，根据本发明的一些方面，定位孔可从一些极片整体排除。优选地，紧固件240、242的数量和位置将与定位孔的数量和位置对应。
[0075]对于紧固件接收孔224、226的形状、大小和位置从在示出的第二实施例中示出的那些来变化以便接收交替配置或布置的紧固件240、242同样处于本发明的范围内。
[0076]继续关于紧固件240、242，每一个紧固件240、242优选分别包括具有比相关联定位孔234、236的最大横截面尺寸更大的至少一个尺寸的头部248、250。这种大小设定将确保到定位孔234、236和紧固件接收孔224、226内的紧固件240、242的延伸的受控深度。
[0077]虽然极片232优选通过紧固件240、242固定到转子封装壳212，但是包括但不限于按压配合、粘合剂或替代的配置紧固件的其它固定部件落入本发明的范围内。例如，可提供分立紧固件，该分立紧固件经由夹片、粘合剂或其它部件直接连接到封装壳，而不是通过螺纹或其它方式插入到在封装壳中形成的紧固件接收孔。
[0078]此外，磁体238可通过合适的部件(包括但不限于按压配合(未示出)、粘合剂或紧固件)固定到转子封装壳212并且处于极片232之间。
[0079]由第二示出实施例赋予的优点与关于第一优选实施例在上面描述的那些优点至少基本上类似，并且因此将不在此单独讨论。
[0080]第三优选实施例在图12中示出。首先应注意的是，除了下面详细讨论的某些例夕卜，第三实施例的转子部分310的许多元件与相对于第一实施例的转子部分32的以上详细描述的那些元件相同或非常类似。因此，为了简洁和清楚起见，重复的描述和标记一般将在此省略。除非另有规定，否则关于第一实施例的上述呈现的元件的详细描述应当因此理解为也适用于第三实施例。此外，应当理解的是，第三示出实施例的转子部分310可适当地位于与在图1中示出的环境或先前描述的其它替代环境(例如电动踏板车等)类似的环境中。
[0081]如在图12中所示，提供了转子部分310，其包括支撑极片314和磁体316的转子封装壳312。极片314中的每一个优选包括径向最内部分318和径向最外部分320。
[0082]定位孔322优选形成在径向最外部分320中的每一个中。极片314每个优选包括径向定位在相应的定位孔322外侧并且至少部分地限定相应的定位孔322的一般弧形延伸的壁结构324。
[0083]优选地，壁结构324呈现一般径向的开口槽326，其中槽326和定位孔322中的相应槽326和孔322相互连接。
[0084]如在图12中所示，定位孔322中的每一个优选在一般弧形方向中呈现最大定位孔尺寸，而槽326中的每一个在相应的一般弧形方向中呈现恒定的槽尺寸。优选地，最大定位孔尺寸大于相应的槽尺寸，其中槽和定位孔的相应槽和定位孔配合形成在极片314中的锁孔328。这种相对尺寸优选辅助防止极片314径向向内的移位。
[0085]然而根据本发明的一些方面，对于槽和最大定位孔尺寸从如上所述来变化是允许的。例如，每一个槽可能呈现随径向位置变化的尺寸，并且这些槽尺寸中的一个或多个可能比相应的开口尺寸更大。例如，槽可能被配置为三角形的一部分。在这种结构中，基座可能从定位孔径向向外定位并且具有比最大定位孔尺寸更大的尺寸，而由三角形上部限定并且更接近定位孔定位或甚至与定位孔相邻的槽区域可能具有比最大定位孔尺寸更小的尺寸。径向向内移位因此受到限制。
[0086]最后，虽然可允许在槽和定位孔之间的任何各种尺寸关系处于本发明的一些方面的范围内，但是优选的是至少每一个槽的最小的一般弧形尺寸比相应的最大定位孔尺寸更小。
[0087]除了其它方面之外，除了定位孔322的槽326的提供实现每一个极片314的重量上的减少，并且进而实现在作为整体的转子部分310和电机的总体重量上的减少。
[0088]径向最内部分318中的每一个优选呈现径向最内的面330,而径向最外部分中的每一个优选呈现径向最外的面332。槽326中的每一个优选延伸到径向最外的面332。此夕卜，优选的是定位孔322中的每一个更接近径向最外的面而不是径向最内的面来定位。这种槽和定位孔定位优选实现对通过每一个极片314的磁通流的降低影响。
[0089]优选地，包覆模塑转子封装壳312，其中在包覆模塑过程期间转子封装壳材料流动进入锁孔328中以形成与封装壳312集成的定位栓钉334。然而应注意的是，在本发明一些方面的范围内可允许对于结合限定通过其中的锁孔的孔片所提供的非包覆模塑封装壳和分立紧固件。在这种情况下，关于第二实施例的某些方面在上面呈现的元件的详细描述应当理解为也适用于第三实施例。
[0090]上述本发明的优选形式仅用作图示并且不应当以解释本发明范围的限制意义使用。如在上文阐述的示例性实施例的明显修改可由通过本领域的技术人员轻易做出，而不脱离本发明的精神。
[0091]发明人在此阐述他的意图以依赖于等同原则来确定和评估本发明的合理公平范围。
【权利要求】
1.一种电机,包括: 定子；以及 转子，其围绕轴线可旋转并且在定子外侧至少部分地径向间隔， 所述转子包括- 多个弧形间隔开的极片， 所述极片中的每一个限定从其中通过的开口并且包括一般弧形延伸的壁结构，该壁结构径向定位在开口外侧并且至少部分地限定开口， 多个弧形间隔开的磁体，其交替地采用极片布置以使得极片中的每一个定位在相邻对的磁体之间， 转子封装壳，其至少部分地支撑极片和磁体，以及 多个栓钉，每一个栓钉延伸通过开口中的相应一个以固定与封装壳相对的极片中的相应一个。
2.根据权利要求1所述的电机， 所述壁结构中的每一个呈现一般径向的开口槽， 所述槽和所述开口中的相应槽和开口相互连接。
3.根据权利要求2所述的电机， 所述槽中的每一个在一般弧形方向上呈现最小的槽尺寸， 所述开口中的每一个具有在一般弧形方向上比最小槽尺寸更大的该开口的至少一部分， 所述槽和所述开口配合形成锁孔。
4.根据权利要求2所述的电机， 所述极片中的每一个呈现径向上最外的面， 所述槽中的每一个延伸到径向上最外的面的相应面。
5.根据权利要求4所述的电机， 所述栓钉中的每一个与封装壳整体形成。
6.根据权利要求5所述的电机， 所述转子封装壳和栓钉包括在极片和磁体上方和周围包覆模塑的塑料。
7.根据权利要求6所述的电机， 所述塑料包括聚丙烯。
8.根据权利要求1所述的电机， 所述极片中的每一个呈现径向上最外的面， 所述壁结构中的每一个连续延伸以使得开口闭合并且与径向上最外的面间隔。
9.根据权利要求1所述的电机， 所述栓钉中的每一个是固定到封装壳的分立紧固件。
10.根据权利要求1所述的电机， 所述转子封装壳包括铝。
11.根据权利要求1所述的电机， 所述开口中的每一个呈现具有在轴线方向上至少基本上恒定的形状和大小的横截面。
12.根据权利要求1所述的电机， 所述开口是均匀的。
13.根据权利要求1所述的电机， 所述极片中的每一个进一步限定从其中通过的第二开口， 所述第二开口与第一开口在径向上间隔。
14.根据权利要求1所述的电机， 所述磁体包括铁氧体和/或钕。
15.根据权利要求1所述的电机， 所述磁体的相邻磁体呈现相反取向的极性。
16.根据权利要求15所述的电机， 所述极性中的每一个与相关联的径向方向一般垂直取向。
17.根据权利要求1所述的电机， 所述极片中的每一个包括导磁材料。
18.根据权利要求17所述的电机， 所述极片中的每一个包括钢。
19.根据权利要求1所述的电机， 所述极片中的每一个呈现径向上最内的面和径向上最外的面， 所述开口中的每一个更接近相应最外的面来定位。
20.根据权利要求1所述的电机， 所述极片中的每一个包括- 主体，其包括径向上最外和最内的部分， 所述最外的部分呈现一对间隔开的侧面， 所述最内的部分相对于侧面中的每一个弧形地伸出以形成一对间隔开的架子。
21.根据权利要求20所述的电机， 所述主体中的每一个在形状上是梯形。
22.根据权利要求20所述的电机， 所述极片沿着弧形路径至少基本上均匀地间隔开， 所述极片限定在每一个相邻对主体侧面中的相邻侧面之间的间隔距离， 所述架子中的每一个呈现与侧面中的相应侧面间隔开的最外侧边缘， 所述极片限定在每一个相邻对架子的侧边缘的相邻边缘之间的间隔尺寸， 所述间隔尺寸小于所述间隔距离。
23.根据权利要求22所述的电机， 所述磁体中的每一个呈现在至少基本上弧形方向上的磁体宽度，所述磁体宽度至少基本上等于间隔距离。
24.根据权利要求23所述的电机， 所述磁体中的每一个径向上邻接极片中的每一个相邻极片的架子中的一个。
【文档编号】H02K1/22GK104285363SQ201380023853
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年6月6日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】K·I·霍曼 申请人:尼得科电机有限公司