转子组件及其电机的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及转子组件及其电机。


背景技术：

2.滚筒洗衣机电机的转子组件，出于高速旋转时机械强度和动平衡的考虑，将转子铁芯和永磁体用树脂材料一体注塑成型，转子组件的轴孔在常温下过盈压入转轴时，转子组件的注塑体常出现裂纹，甚至开裂，对永磁体与转子铁芯的位置关系、注塑体的树脂材料成分有更高要求，进一步影响电机性能和成本，质量控制要求高。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决转子组件压入转轴时注塑体开裂问题。为此，本实用新型提出一种转子组件，能够减少注塑体的变形量，防止注塑体开裂，保证转子组件运转可靠。
4.本实用新型还提出一种具有上述转子组件的电机。
5.根据本实用新型的第一方面实施例的转子组件，包括转子铁芯、永磁体和注塑体，所述转子铁芯设有轴孔、避空孔和凹槽，所述避空孔设于所述轴孔的外侧，所述凹槽设于所述避空孔的外侧，并且沿所述轴孔的径向，至少部分所述避空孔与所述凹槽对应设置；所述永磁体嵌入到所述凹槽内；所述永磁体与所述凹槽之间的空隙由所述注塑体填充。
6.根据本实用新型实施例的转子组件，至少具有如下有益效果：当轴孔与转轴过盈连接时，避空孔能够减少压入转轴时凹槽及永磁体在轴孔径向上的变形量，进而减少注塑体的变形量，防止注塑体开裂，保证转子组件运转可靠。
7.根据本实用新型的一些实施例，所述避空孔沿所述轴孔的轴向贯穿所述转子铁芯。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述转子铁芯由多块冲片叠片制成，所述轴孔、所述避空孔和所述凹槽设于所述冲片，所述避空孔的内壁与所述凹槽的底壁的最小距离s1大于等于所述冲片的厚度t。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述转子铁芯由多块冲片叠片制成，所述轴孔、所述避空孔和所述凹槽设于所述冲片，所述避空孔的内壁与所述轴孔的内壁的最小距离s2大于等于所述冲片的厚度t。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述转子铁芯由多块冲片叠片制成，所述轴孔、所述避空孔和所述凹槽设于所述冲片，沿所述轴孔的径向，所述避空孔两侧的最大距离为b，所述冲片的厚度为t，满足：b≥t。
11.根据本实用新型的一些实施例，沿所述轴孔的周向，所述避空孔两端的最大距离为l，满足：l≥b。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述注塑体在所述转子铁芯和所述永磁体的轴向两侧形成端环，所述端环内侧面的内接圆直径d1大于等于所述轴孔的直径d2。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽的数量和所述避空孔的数量均为多个且相等，每个所述凹槽和每个所述避空孔一一对应设置。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述凹槽的底壁设有限位凸起，所述永磁体抵接于所述限位凸起。
15.根据本实用新型的第二方面实施例的电机，包括本实用新型的第一方面实施例的转子组件和转轴，所述转轴穿设于所述轴孔。
16.根据本实用新型实施例的电机，至少具有如下有益效果：通过采用本实用新型的第一方面实施例的转子组件，当轴孔与转轴过盈连接时，避空孔能够减少压入转轴时凹槽及永磁体在轴孔径向上的变形量，进而减少注塑体的变形量，防止注塑体开裂，保证转子组件运转可靠。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
19.图1为本实用新型实施例的转子组件的主视图；
20.图2为图1示出的a-a的示意图；
21.图3为图2示出的转子铁芯的示意图；
22.图4为图3示出的c处放大图；
23.图5为图1示出的b-b的示意图；
24.图6本实用新型实施例的转子组件的左视图；
25.图7为图6示出的d-d的示意图。
26.附图标记：
27.101、转子铁芯；102、注塑体；
28.201、永磁体；202、避空孔；
29.301、轴孔；302、凹槽；303、轴环部；304、扇形部；
30.401、限位凸起；
31.501、端环。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大
于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
35.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
36.相关技术中，将转子铁芯和永磁体用树脂材料一体注塑成型，转子组件的轴孔在常温下过盈压入转轴时，转轴挤压轴孔的内壁，然后挤压力传递给永磁体，永磁体具有向轴孔的径向外侧移动的趋势，永磁体会挤压注塑体，使得注塑体常出现裂纹。
37.现有方案为保证注塑体强度，解决转子组件压入转轴时注塑体开裂问题，采用增加转子铁芯轴向长度和降低永磁体支撑部高度的方式实现。
38.其中，增加转子铁芯轴向长度，可以增加树脂材料的厚度，进而增强注塑体强度，但同时也会增加成本和工艺难度。
39.而转子铁芯是由若干个冲片叠片层叠而成的。对于内置式永磁电机，为避免漏磁，冲片叠片上都设置有隔磁桥。冲片叠片设置有若干个用于安装永磁体的凹槽，相邻两个凹槽间距离最小的间隔处即为隔磁桥。在设置隔磁桥时，隔磁桥越宽，转子在运行时漏磁越大，影响电机性能，达不到隔磁目的。降低永磁体支撑部高度，即增加相邻两个凹槽间距离最小的间隔，会增加隔磁桥的宽度，进而增加永磁体漏磁，降低电机效率。
40.下面参照图1至图7，说明本实用新型实施例的转子组件如何解决上述问题。
41.参照图1和图2所示，可以理解的是，本实用新型的第一方面实施例的转子组件，包括转子铁芯101、多个永磁体201和注塑体102，其中多个永磁体201嵌于转子铁芯101上，注塑体102包覆于转子铁芯101上，使得转子铁芯101和多个永磁体201结合成转子组件，转轴(图中未示出)与转子铁芯101上相装配，以通过转轴输出动力。其中，永磁体201可以为磁铁、磁钢或者其他含永磁材料的工件。
42.参照图2和图3所示，可以理解的是，转子铁芯101设置有轴孔301和多个凹槽302，多个凹槽302位于轴孔301的外周，并沿轴孔301的周向间隔设置。凹槽302的开口朝向轴孔301的径向外侧，即凹槽302的开口位于转子铁芯101圆周面上。轴孔301用于与转轴相装配，凹槽302用于与永磁体201相装配。转子铁芯101具体包括轴环部303和围绕轴环部303间隔设置的多个扇形部304，两相邻扇形部304之间构成凹槽302，从而在转子铁芯101上沿轴环部303的周向形成间隔分布的多个凹槽302，每一凹槽302中设置有一永磁体201，即多个永磁体201与多个扇形部304沿轴环部303周向交替排列。轴孔301设置于轴环部303上，转轴与轴孔301相装配，例如间隙配合。
43.可以理解的是，注塑体102为树脂类材质，通过注塑的方式形成于转子铁芯101和永磁体201上，并形成一个整体，注塑体102还进一步填充于转子铁芯101和永磁体201之间的空隙内。永磁体201嵌入到凹槽302内，永磁体201与凹槽302之间的空隙由注塑体102填充，保证转子组件高速旋转时永磁体201与转子铁芯101紧密连接不松脱。
44.参照图2和图3所示，可以理解的是，转子铁芯101还设置有多个避空孔202，多个避空孔202绕轴孔301的周向间隔布置，并且避空孔202位于轴孔301和凹槽302之间。换而言之，避空孔202设于轴孔301的外侧，所述凹槽302设于所述避空孔202的外侧。并且，沿轴孔
301的径向，至少部分避空孔202与凹槽302对应设置。即所有经过轴孔301的圆心并且穿过凹槽302的直线中，至少有一部分直线也穿过了避空孔202。
45.可以理解的是，当轴孔301与转轴过盈连接时，转轴挤压轴孔301的内壁，然后挤压力传递至避空孔202的位置而没有继续传递至凹槽302的位置，或者是减弱了传递至凹槽302所在位置的挤压力，从而让避空孔202起到阻隔挤压力传递的作用。换而言之，避空孔202所在的空间吸收一部分轴环部303的变形量，并且减少了传递至永磁体201的作用力，进而减小永磁体201挤压注塑体102的作用力，保证转子组件转入转轴时，凹槽302及永磁体201径向变形更小，进而保证注塑体102变形更小，减少转子组件注塑体102开裂，同时保证转子组件高速旋转时转子铁芯101有足够的强度，难以断裂。避空孔202内无注塑体102填充，保证轴孔301过盈压入转轴时能减少轴孔301传递到凹槽302及永磁体201的变形。
46.可以理解的是，避空孔202与凹槽302数量相等，使得每个凹槽302和每个避空孔202一一对应设置，保证所有凹槽302及永磁体201对应的注塑体102不开裂。
47.参照图4所示，可以理解的是，凹槽302的底壁设有限位凸起401。相关技术中，凹槽302的底壁为完整的一个弧形面或者平面，永磁体201与凹槽302的底壁接触面积较大，难以保证加工精度，进而难以保证永磁体201在轴孔301的径向上的位置。并且，永磁体201直接与凹槽302的底壁接触，导致永磁体201与凹槽302的底壁之间的注塑体102较少，使得永磁体201与转子铁芯101连接不够紧密和牢靠。而本实用新型实施例的转子组件，设置限位凸起401，永磁体201抵接于限位凸起401，而不是凹槽302的底壁，限位凸起401与永磁体201的接触面积较小，容易保证加工精度，使得限制永磁体201在轴孔301的径向上的位置，减少漏磁，提高电机性能。而且，通过设置限位凸起401，增大了永磁体201直接与凹槽302的底壁之间的间隙，可以容纳更多的注塑体102，使得永磁体201与转子铁芯101连接更加紧密和牢靠。
48.可以理解的是，避空孔202沿轴孔301的轴向贯穿转子铁芯101，即避空孔202为通孔，并且避空孔202的第一端的孔口位于转子铁芯101的第一端的端面上，避空孔202的第二端的孔口位于转子铁芯101的第二端的端面上，转子铁芯101的第一端和第二端是沿轴孔301的轴向布置的。通过合理设置避空孔202的布置方向及长度，使得轴环部303与永磁体201之间的变形量传递更少。
49.需要说明的是，在其它一些实施例中，避空孔202也可以是盲孔，即避空孔202的孔底位于轴环部303内，没有贯穿转子铁芯101，避空孔202的孔口位于转子铁芯101的其中一端的端面上。并且由此还可扩展其他实施例，当避空孔202的数量为多个时，多个避空孔202的孔口可以均位于转子铁芯101的同一个端面上，也可以位于不同的端面上，即多个避空孔202的孔口可以同朝向设置，也可以朝相反方向设置。
50.转子铁芯101一般由多块冲片叠片制成，即每块冲片叠片上均设置有轴孔301、避空孔202和凹槽302。当然，在其他一些实施例中，也可以仅仅在其中的部分冲片叠片上设置有避空孔202，而另一部分则没有避空孔202。
51.参照图4所示，可以理解的是，单块冲片的厚度设为t，例如t＝0.3mm、t＝0.5mm或t＝0.8mm。其中，t选择为0.5mm，相比于t＝0.3mm，制造要求更低，因而成本也低，可以满足使用要求，也可以降低冲片成本；相比于t＝0.8mm，可以减少冲片自身产生的涡流，因而可以减少涡流损失。
52.参照图4所示，可以理解的是，沿轴孔301的径向，避空孔202内外两侧壁的最大距离为b，满足关系：b≥t。冲裁件断面包括：塌角带、光亮带、断裂带、毛刺区四部分，如果b小于t，会导致断裂带和毛刺区所占的比例过大，影响避空孔202的成型质量，同时也会降低模具寿命。而当b≥t时，例如b＝2t，即避空孔202的最大径向宽度b等于两倍的单块冲片的厚度t，可以保证模具寿命。
53.参照图4所示，可以理解的是，沿轴孔301的圆周方向，避空孔202两端的最大距离为避空孔202的最大周向长度l，满足关系：l≥b，即避空孔202的最大周向长度l大于等于避空孔202的最大径向宽度b，也即避空孔202的最大周向长度l大于等于单块冲片的厚度t。压入转轴时，传递到凹槽302及永磁体201的变形方向主要是沿着轴孔301的直径方向传递，避空孔202在圆周方向上所占的比例越大，越能够抵消更多的变形量，因此，当l≥b，例如，当b＝2t，l＝8t时，能够保证模具寿命及最大减少压入转轴时传递到凹槽302及永磁体201的变形量。
54.参照图4所示，可以理解的是，避空孔202的整体呈梯形，避空孔202靠近轴孔301的一侧为上底，避空孔202靠近凹槽302的一侧为下底，下底的长度大于上底的长度。压入转轴时，传递到凹槽302及永磁体201的变形方向主要是沿着轴孔301的直径方向发散，避空孔202的整体呈梯形，能够均匀抵消传递到凹槽302及永磁体201的变形量，并且梯形结构的两个斜边还能将直径方向的变形量分化为一个圆周方向的变形量和一个更小的直径方向的变形量，从而更好地减少传递到凹槽302及永磁体201的变形量。并且，上底和下底均为弧形，使得避空孔202与凹槽302之间的冲片实体的分布更加均匀，也使得避空孔202与轴孔301之间的冲片实体的分布更加均匀。
55.需要说明的是，避空孔202还可以呈圆形、矩形等形状，在此不作具体限定。
56.参照图4所示，可以理解的是，避空孔202的内壁与凹槽302的底壁的最小距离为s1，满足关系：s1≥t，即避空孔202的内壁与凹槽302的底壁的最小距离s1大于等于冲片的厚度t。当s1＜t，在冲压冲片时，容易带着避空孔202与凹槽302之间的这部分冲片翻转，导致冲片整体不平整，并且降低了避空孔202与凹槽302之间冲片强度。而当s1≥t，例如s1＝2t，可以保证冲片整体的平整度，以及加强避空孔202与凹槽302之间冲片强度，进而增强转子组件在高速旋转时的可靠性。
57.参照图4所示，可以理解的是，避空孔202的内壁与轴孔301的内壁的最小距离为s2，满足关系：s2≥t，即避空孔202的内壁与轴孔301的内壁的最小距离s2大于等于冲片的厚度t。当s2＜t，在冲压冲片时，容易带着避空孔202与轴孔301之间的这部分冲片翻转，导致冲片整体不平整，并且降低了避空孔202与轴孔301之间冲片强度。而当s2≥t，例如s2＝2t，可以保证冲片整体的平整度，以及加强避空孔202与轴孔301之间冲片强度，进而增强转子组件在高速旋转时的可靠性。
58.参照图5至图7所示，可以理解的是，注塑体102在转子铁芯101和永磁体201的轴向两侧形成端环501，端环501用于轴向固定永磁体201及用于实现动平衡矫正。
59.参照图7所示，可以理解的是，永磁体201凸出于转子铁芯101的端面，即永磁体201沿转子铁芯101的轴向长度大于转子铁芯101的轴向长度。永磁体201可以自转子铁芯101的一个端面凸出，或者永磁体201的两端分别自转子铁芯101的相对的两个端面凸出，以利于利用永磁体201凸出端部的聚磁效应，提升转子组件的磁通量。
60.参照图7所示，可以理解的是，部分端环501位于永磁体201与转子铁芯101的端面形成的台阶结构处，从而可以更好地固定永磁体201，并且该部分的端环501内侧面的内接圆直径为d1，轴孔301的直径为d2，满足关系式：d1＞d2，轴孔301内无注塑体102填充。从而，在转入转轴时，可以防止端环501阻挡轴孔301，使得转轴顺利与轴孔301装配。
61.本实用新型的第二方面实施例的电机，包括本实用新型的第一方面实施例的转子组件和转轴，转轴穿设于轴孔301。通过采用本实用新型的第一方面实施例的转子组件，当轴孔301与转轴过盈连接时，避空孔202能够减少压入转轴时凹槽302及永磁体201在轴孔301径向上的变形量，进而减少注塑体102的变形量，防止注塑体102开裂，保证转子组件运转可靠。
62.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。