用于电机的转子的制作方法

用于电机的转子
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年7月21日提交给韩国知识产权局的申请号为10-2020-0089946的韩国专利申请的优先权和权益，其在此出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
3.本实用新型涉及一种用于电机的转子，尤其涉及一种能够提高电机效率和增加电机的反电动势的转子。


背景技术：

4.通常，根据转子的结构，即永磁体在转子中的位置，永磁(permanent magnet,pm)电机可以分为表面安装式永磁(surface mounted permanent magnet,spm)电机和内置式永磁(interior permanent magnet,ipm)电机。
5.spm电机的永磁体设置在转子表面，而ipm电机的永磁体设置在转子内。
6.ipm电机，与spm电机相比，它的优点在于在转子高速旋转时，永磁体可以更容易地固定，磁转矩和磁阻矩可以结合使用，此外还可以通过如转子表面涡流损耗降低的特性来实现高转矩和高效率。
7.另外，ipm电机的优点在于可以减少永磁体的使用数量，可以简化永磁体的形状，因为无需提供一种防止永磁体脱落的防脱落粘合剂，因此可以简化电机的结构，并且部件数量可以得到减少。
8.同时，当pm电机中的永磁体在轴向(即电机的轴向)发生磁通泄漏时，会致使电机效率和反电动势劣化。因此需要最小化沿永磁体轴向的磁通量泄露。
9.然而，在相关技术中，磁通是从永磁体沿pm电机轴向的端部泄漏到空气中，这导致电机的效率和反电动势的劣化。
10.为此，近来开展了各类研究以最小化从永磁体端部向空气中的磁通量泄露、提高电机效率和增加电机反电动势，然而研究结果仍然不足。因此需要开发一种最小化从永磁体端部向空气中的磁通量泄露、提高电机效率和增加电机反电动势的技术。


技术实现要素：

11.本实用新型内容的提供是为了以简化方式引入概念的选择，这些概念在具体实施方式部分进一步详细描述。本实用新型内容无意确定要求保护的主题的关键特征或基本特征，也无意用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
12.在一个总体方面，一种用于电机的转子，包括：转子芯，其在轴向具有贯穿转子芯的容纳孔；永磁体，其分别容纳于容纳孔内；端板，其配置为覆盖转子芯的端部；以及软磁芯，其设置在端板上。
13.软磁芯可以设置在转子芯和端板之间。
14.软磁芯可以包括设置在转子芯和端板之间的单个芯板。
15.芯板可以具有对应于转子芯的环形形状。
16.芯板上可以包括使永磁体暴露的暴露孔。
17.芯板可以至少部分覆盖容纳孔。
18.软磁芯可包括设置在转子芯和端板之间的多个芯件。
19.多个芯件可以彼此间隔设置且可以协同限定对应于转子芯的环形形状。
20.永磁体可以通过多个芯件之间的间隙暴露。
21.多个芯件可以至少部分覆盖容纳孔。
22.转子还可以包括：联接突起，其设置在软磁芯上；以及联接凹槽，其设置在转子芯中并配置为容纳联接突起。
23.转子还可以包括：固定突起，其设置在软磁芯上；以及固定凹槽，其设置在端板中，且配置为容纳固定突起。
24.端板面向转子芯的内表面中可以设置容纳凹槽，并且软磁芯可以容纳在容纳凹槽中。
25.端板中可以设置有通孔，软磁芯可以容纳于通孔内，以与端板设置在同层。
26.端板可以由非磁性材料制成。
27.软磁芯可以包括多个芯件。多个芯件可以分别容纳于多个容纳凹槽，多个容纳凹槽设置在端板面向转子芯的内表面中。多个容纳凹槽的形状和尺寸可以分别对应于多个芯件的形状和尺寸。
28.其他特征和方面通过以下具体实施方式、附图和实用新型的技术方案将变得显而易见。
附图说明
29.图1是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子视图；
30.图2是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子的软磁芯的视图；
31.图3是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子的联接突起和联接凹槽的视图；
32.图4是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子的从永磁体端部的磁通泄露路径的视图；
33.图5是用于说明根据本实用新型的另一实施例的用于电机的转子的视图；
34.图6和图7是用于说明根据本实用新型的另一实施例的用于电机的转子的固定突起和固定凹槽的视图；
35.图8和图9是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子的端板的修改示例的视图；
36.图10是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子的软磁芯的修改示例的视图；
37.图11和图12是用于说明根据本实用新型的实施例的用于电机的转子的端板的另一修改示例的视图。
具体实施方式
38.下面将参照附图详细描述本实用新型的实施例。
39.然而，本实用新型的技术精神并不局限于此处描述的一些实施例，而是可以通过各种不同的形式实现。在本实用新型的技术精神范围内，可以选择性地组合替换实施例中的一个或多个组成元件来使用。
40.另外，除非有其他的具体明确定义和说明，本实用新型的实施例中使用的术语(包括技术和科学术语)均可认定为本领域普通技术人员通常可以理解的含义。可以根据相关技术上下文含义解读常用术语的含义，如字典中定义的术语。
41.另外，本实用新型的实施例中所使用的术语是用于解释实施例，并不用于限制本实用新型。
42.在说明书中，除非另有具体的说明，单数形式还可以包括复数形式。表述“a、b和c中至少一个(或一个或多个)”可以包括通过组合a、b和c所做出的所有组合中的一个或多个。
43.另外，可以使用诸如第一、第二、a、b、(a)和(b)等术语来描述本实用新型实施例的组成元件。
44.这些术语仅用于区别一个组成元件与另一组成元件，组成元件的性质、序列或次序并不受这些术语的限制。
45.另外，当描述一个组成元件与另一组成元件“连接”、“联接”或“附接”时，一个组成元件可以直接与另一组成元件连接、联接或附接，或可以通过两者之间插设的又一组成元件与另一组成元件连接、联接或附接。
46.另外，表述“一个组成元件设置或布置在另一组成元件之上或之下”不仅包括两个组成元件彼此直接接触的情况，还包括在两个组成元件之间设置或布置一个或多个其他组成元件的情况。表述“在
…
之上或之下”可指基于一个组成元件的向上的或向下的方向。
47.如图1至图4所示，根据本实用新型实施例的用于电机的转子10包括：转子芯100，该转子芯100具有沿轴向贯穿设置的容纳孔110；永磁体200，该永磁体200分别容纳于容纳孔110内；端板300，该端板300配置为覆盖转子芯100的端部；和软磁芯400，该软磁芯400设置在端板300上。
48.作为参考，根据所需条件和设计规范，本实用新型的实施例中的用于电机的转子10可以安装于各种类型的电机中，并且本实用新型并不局限或受限于电机的结构和类型。
49.例如，本实用新型的实施例中的转子10也可以用于内置式永磁(ipm)电机的转子10。
50.更具体地，ipm电机可以是内转子型同步电机，并且包括安装于电机壳体(未示出)内的定子(未示出)，转子10可旋转地安装在定子内，与定子具有预定的气隙。
51.定子可以容纳于电机壳体内，并且将配置为引起定子与转子10之间电相互作用的线圈(未示出)缠绕于定子周围。
52.作为示例，定子可以包括多个用于协同限定环形形状的分裂芯(未示出)和配置为围绕多个分裂芯外圆周表面的支撑环(未示出)。
53.根据所需条件和设计规范，分裂芯的数量和形状可以有多种改变，并且本实用新型的实施例不受分裂芯的数量和结构的约束或限制。
54.更具体地，分裂芯可以通过在转子10的轴向上堆叠多个电工钢片而制成。
55.绕线轴(未示出)(例如，材质为塑料)设置在各分裂芯周围，线圈缠绕在绕线轴上。根据本实用新型另一示例性实施例，定子可以包括单个芯。
56.转子10设置成通过转子与定子之间的电相互作用旋转，并且包括转子芯100、永磁体200、端板300和软磁芯400。
57.转子芯100可具有通过堆叠多个圆板而成的结构，每片圆板均以薄钢片的形式提供(例如硅钢片)。替代地，转子芯100可具有以单个仓形式提供的结构。然而，本实用新型并不受转子芯100的结构和材料的约束或限制。
58.轴孔(未示出)可以设置在转子芯100的中心处，且轴(未示出)可以联接到轴孔。
59.此外，容纳孔110在轴向方向上穿透转子芯100并分别容纳永磁体200。
60.具体地，在转子10的圆周方向上，多个容纳孔110彼此以相等的间隔间隔开来，依据所需条件和设计规范，容纳孔110的数量和容纳孔110之间的间隔可以有多种变化。
61.永磁体200分别容纳于设置在转子芯100中的多个容纳孔110内。
62.永磁体200可以具有各种形状和尺寸以容纳到(插入)容纳孔110中，且本实用新型不受永磁体200的形状和尺寸的约束或限制。例如，永磁体200的长度(或高度)可对应于转子芯100的轴向长度。
63.端板300设置用于覆盖转子芯100的端部，具体地，端板300分别覆盖转子芯100的上端和转子芯100的下端。
64.在这种情况下，端板300覆盖转子芯100的配置是指端板300覆盖容纳于转子芯100内的每个永磁体200相对的两个端部。
65.例如，端板300可以以厚度较小且直径相对应于转子芯100的中空环形板的形式提供。
66.具体地，端板300可以由非磁性材料制成，如不锈钢。本实用新型并不受构成端板300的非磁性材料的类型和性质的约束或限制。
67.由于端板300如上所述使用非磁性材料制成，所以可以获得使从沿转子芯100轴向方向上的永磁体200端部向外(空气中)的磁通量泄露最小化的有益效果。
68.软磁芯400由软磁材料制成，并设置在端板300上。
69.在本实用新型的实施例中，软磁芯400设置在端板300上的配置包括软磁芯400堆叠在端板300外表面上(例如内表面)的情况和软磁芯400容纳于端板300内的情况。
70.如上所述，在本实用新型的实施例中，由于软磁芯400设置在端板300上，从永磁铁200端部的磁通泄露路径(如垂直路径)的方向mf1可以切换到转矩磁通的方向mf2(产生转矩的圆周方向)，如图4所示。换句话说，可以提供穿过软磁芯400的磁通移动通道。由此可以获得进一步减少从永磁体200端部的磁通量泄漏，提高电机效率并增加电机的反电动势的有益效果。
71.作为参考，可以通过向压缩成型装置内填充含铁基颗粒的软磁粉，再使用诸如冲头的压缩元件压缩软磁粉制备软磁芯400。润滑剂和偶联剂可以与软磁粉混合。尤其是，可以涂覆软磁粉以具有电绝缘性。
72.根据所需条件和设计规范，软磁芯400可以在结构和布置结构上进行各种改变，并且本实用新型不受软磁芯400的结构和布置结构的约束或限制。
73.例如，参照图1至图4，软磁芯400可以包括设置在端板300和转子芯100之间的多个芯件410。
74.根据所需条件和设计规范，芯件410可以在形状和数量上有多种改变。例如，多个芯件410可包括近似梯形芯件410和近似五角星形芯件410。多个芯件410可以被布置成协同覆盖转子芯100的端部。
75.根据本实用新型的示例性实施例，多个芯件410以预定间隙410a彼此间隔设置，且多个芯件410布置成协同限定近似环形形状。
76.由于多个芯件410协同限定环形形状，如上所述，所以从永磁体200端部的磁通泄露路径(例如垂直路径)的方向mf1可以切换到转矩磁通的方向mf2(产生转矩的圆周方向)(见图4)。
77.特别地，永磁体200通过设置在芯件410之间的间隙410a部分地暴露。
78.如上所述，由于永磁体200通过设置在芯件410之间的间隙410a暴露，所以从永磁体200端部的磁通泄露路径可以通过间隙410a被引导至相邻永磁体200端部而设置的芯件410。由此，可以获得有效减少从永磁体200端部的磁通量泄漏，进一步提高电动机效率，并进一步增加电机的反电动势的有益效果。
79.另外，由于间隙410a设置在构成软磁芯400的多个芯件410之间，可以减少制造软磁芯400所需的软磁粉的量。因此可以获得减少制造电机所需的成本的有益效果。
80.更具体地，芯件410布置成覆盖容纳有永磁体200的容纳孔110的至少一部分。
81.如上所述，由于芯件410布置成覆盖容纳孔110的至少一部分，因此可以获得抑制容纳于容纳孔110的永磁体200脱落到外部的有益效果。
82.另外，由于芯件410执行对从永磁体200端部的磁通泄露路径进行切换的功能和抑制永磁体200脱落的功能，由此无需提供单独限制元件来防止永磁体200的脱落。因此，可以获得简化转子结构和减少构件数量的有益效果。
83.参照图3，根据本实用新型的实施例，用于电机的转子10可以包括设置在软磁芯400底表面(基于图3)上(如设置在芯件上)的联接突起412和设置在转子芯100的上表面(基于图3)且配置为容纳联接突起412的联接凹槽120。
84.由于设置在软磁芯400上的联接突起412容纳于设置在转子芯100中的联接凹槽120中，如上所述，可以获得稳定地维持软磁芯400的布置状态的有益效果。
85.根据所需条件和设计规范，联接突起412和联接凹槽120可以在形状和结构上有多种改变。特别是，每个芯件410均可单独具有联接突起412。
86.在上述说明和描述的本实用新型的实施例中，已经描述了通过联接突起412和联接凹槽120将软磁芯400与转子芯100端部联接的示例。然而，根据本实用新型的另一实施例，软磁芯400还可以联接到端板300。
87.另外，与上述配置中的部件等同且相同的部件将由等同和相同的附图标记指定，并省略其详细描述。
88.参照图5至图7，用于电机的转子10可以包括转子芯100、永磁体200、端板300和软磁芯400。固定突起414可设置在软磁芯400底表面(基于图5)，固定凹槽310可设置在端板300上表面(基于图5)内以容纳固定突起414。
89.如上所述，由于设置在软磁芯400上的固定突起414容纳于设置在端板300中的固
定凹槽310中，可以获得稳定地维持软磁芯400的布置状态的有益效果。
90.根据所需条件和设计规范，固定突起414和固定凹槽310可以在形状和结构上有多种改变。特别是，每个芯件410均可单独具有固定突起414。
91.作为参考，当端板300与转子芯100联接时，软磁芯400可以固定到转子芯100，并且本实用新型并不受端板300与转子芯100之间的联接结构的约束或限制。
92.在上述说明和描述的本实用新型的实施例中，已经描述了软磁芯400从端板300的一个表面突出的示例。然而，根据本实用新型的另一实施例中，软磁芯400可容纳于端板300内。
93.另外，与上述配置中的部件等同和相同的部件将由等同和相同的附图标记指定，并省略其详细描述。
94.参照图8至图9，根据本实用新型另一实施例的用于电机的转子10可包括转子芯100、永磁体200、端板300
′
和软磁芯400(多个芯件)。容纳凹槽320可以设置在端板300
′
面向转子芯100的内表面中，并且软磁芯400可安装于容纳凹槽320中。
95.特别地，在软磁芯400(多个芯件)容纳于容纳凹槽320的状态下，软磁芯400内表面(基于图8的上表面)可设置在与端板300
′
的内表面(基于图8的上表面)相同的平面上。
96.容纳凹槽320的形状和尺寸可以对应于软磁芯400(例如芯件)的形状和尺寸，并且本实用新型不受容纳凹槽320的形状和尺寸的约束或限制。替代地，软磁芯可以容纳于与芯件形状不同和尺寸不同(或大于芯件尺寸)的容纳凹槽中。
97.同时，在上述说明和描述的本实用新型的实施例中，已经描述了软磁芯400包括多个芯件410的示例。然而，根据本实用新型的另一实施例，软磁芯400可以设置为单个构件。
98.另外，与上述配置中的部件等同和相同的部件将由等同和相同的附图标记指定，并省略其详细描述。
99.参照图10，用于电机的转子10可包括转子芯100、永磁体200、端板300和软磁芯400。软磁芯400可包括设置在转子芯100和端板300之间的单个芯板410
′
。
100.例如，芯板410
′
可以按照厚度较小、直径与转子芯100直径相对应的中空环形板的形式提供。
101.因为单个芯板410
′
以如上所述的环的形式提供，所以从永磁体200端部的磁通泄露路径(如垂直路径)的方向mf1可以切换至转矩磁通的方向mf2(产生转矩的圆周方向)(见图4)。
102.特别地，芯板410
′
可以具有多个暴露孔410a
′
，磁体可通过这些暴露孔410a
′
暴露。
103.如上所述，由于永磁体200通过芯板410
′
中设置的暴露孔410a
′
暴露，从永磁体200端部的磁通泄露路径可以经由暴露孔410a
′
更有效的引导至芯板410
′
。因此，可以获得更有效地减少从永磁体200端部的磁通泄漏量，进一步提高电机的效率，并进一步增加电机的反电动势的有益效果。
104.另外，由于暴露孔410a
′
设置在芯板410
′
中，可以减少制备芯板410
′
所需的软磁粉量。因此，可以获得减少用于制造电机所需的成本的有益效果。
105.更具体地，芯板410
′
至少部分覆盖容纳孔110。如上所述，由于芯板410
′
被设置为至少部分覆盖容纳孔110，可以获得抑制容纳于容纳孔110中的永磁体200脱落到外部，同时对从永磁体200端部的磁通泄露路径进行切换的有益效果。
106.另外，在上述说明和描述的本实用新型的实施例中，已经描述了软磁芯400和端板300设置在不同层上的示例。然而，根据本实用新型的另一实施例，软磁芯400和端板300可设置在同一层上。
107.另外，与上述配置中的部件等同和相同的部件将由等同和相同的附图标记指定，并省略其详细描述。
108.参照图11和图12，用于电机的转子10可以包括转子芯100、永磁体200、端板300
″
和软磁芯400(多个芯件)。通孔320
″
可设置在端板300
″
中，软磁芯400可容纳于通孔320
″
中，以便与端板300
″
设置在同一层上。
109.例如，端板300
″
和软磁芯400(多个芯件)可通过嵌件注塑成型一体化。根据本实用新型的另一实施例，软磁芯可以穿过通孔与端板组装在一起。
110.特别地，软磁芯400的内表面(基于图11的底表面)可与端板300
″
的内表面(基于图8的底表面)设置在同一平面上。软磁芯400的外表面(基于图11的上表面)可与端板300
″
的外表面(基于图11的上表面)设置在同一平面上。
111.虽然上面描述了实施例，但这些实施例仅是用作说明，并不用于限制本实用新型。在不脱离本实施例固有特征的前提下，本领域技术人员可以理解并对本实施例进行以上未描述的各种修改和应用。例如，可以对实施例中具体描述的各个组成元件进行修改后再执行。此外，应理解，与修改和应用相关的差异包括在本实用新型的技术方案限定的范围内。