專利名稱：轉(zhuǎn)子組件的制作方法
轉(zhuǎn)子組件
背景技術(shù)：
電感應(yīng)馬達(dá)包括定子和轉(zhuǎn)子，以便將電能轉(zhuǎn)變成磁相互作用力，該磁相互作用力
使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。產(chǎn)生該磁相互作用力的一個(gè)方面在于定子線圈。每個(gè)定子線圈包括導(dǎo)電電 線的繞組。當(dāng)電勢(shì)通過(guò)定子線圈施加時(shí)，可以產(chǎn)生電磁場(chǎng)。除了電磁場(chǎng)，還可能由于導(dǎo)電電 線的電阻而產(chǎn)生熱量。該熱量的發(fā)散越高效，馬達(dá)的運(yùn)行越高效。


這里的附圖表示了本發(fā)明的非限定實(shí)施例。附圖并不一定按比例。 圖1提供了本發(fā)明的轉(zhuǎn)子組件的一個(gè)實(shí)施例的視圖。 圖2提供了本發(fā)明的轉(zhuǎn)子組件的一個(gè)實(shí)施例的視圖。 圖3A-3C提供了本發(fā)明的定子的一個(gè)實(shí)施例的視圖。 圖4提供了本發(fā)明的電馬達(dá)的透視圖。 圖5表示了本發(fā)明的電馬達(dá)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的平面圖。 圖6表示了本發(fā)明的電馬達(dá)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的平面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例包括轉(zhuǎn)子組件、電馬達(dá)以及制造轉(zhuǎn)子組件和電馬達(dá)的方法。本領(lǐng)
域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，下面對(duì)本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明只是用于圖示說(shuō)明，而不是用于限 定本發(fā)明，本發(fā)明由所附權(quán)利要求和它們的等效物來(lái)限定。 如這里所述，電馬達(dá)包括定子組件和安裝在軸上的轉(zhuǎn)子組件。在本發(fā)明所述的實(shí) 施例中，定子組件可以包括第一定子和第二定子，該第一定子和第二定子定位成以鏡像結(jié) 構(gòu)至少局部包圍轉(zhuǎn)子組件。實(shí)施例還提供為轉(zhuǎn)子組件可以包括第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子，該第 一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子可以設(shè)置成在定子組件內(nèi)相互物理接觸。在一個(gè)實(shí)施例中，如本文中更 詳細(xì)所述，使得第一和第二轉(zhuǎn)子彼此物理接觸用于加強(qiáng)傳熱，這可以形成更高效的電馬達(dá)。
在本發(fā)明所述的實(shí)施例中，第一和第二定子以及第一和第二轉(zhuǎn)子可以過(guò)度模制 (over-molded)有熱固性材料。在這里，熱固性材料包括這樣的聚合物材料，它們一旦通 過(guò)熱和壓力成形以便形成交聯(lián)聚合物材料基體，就不能再通過(guò)施加熱量和壓力進(jìn)行重新處 理。 本發(fā)明的實(shí)施例包括但不局限于轉(zhuǎn)子組件，該轉(zhuǎn)子組件包括第一轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn) 子包括第一交界表面；以及第二轉(zhuǎn)子，該第二轉(zhuǎn)子包括與第一交界表面相對(duì)應(yīng)的第二交界 表面。此外，第一轉(zhuǎn)子定位成使得第一交界表面與第二轉(zhuǎn)子的第二交界表面直接物理接觸。
本發(fā)明的實(shí)施例還包括電馬達(dá)，該電馬達(dá)包括殼體，該殼體限定內(nèi)部空間；環(huán)形 定子組件，該環(huán)形定子組件在殼體的內(nèi)部空間中，其中，環(huán)形定子組件包括具有有著至少一 個(gè)端子的場(chǎng)繞組的定子部分；以及用于與每個(gè)端子電連接的引線框架。電馬達(dá)還包括轉(zhuǎn)子 組件，該轉(zhuǎn)子組件可旋轉(zhuǎn)地連接于殼體和環(huán)形定子組件的內(nèi)部空間內(nèi)。轉(zhuǎn)子組件包括第一 轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子包括第一交界表面；以及第二轉(zhuǎn)子，該第二轉(zhuǎn)子包括與第一交界表面相對(duì)
4應(yīng)的第二交界表面，該第一轉(zhuǎn)子定位成使得第一交界表面與第二轉(zhuǎn)子的第二交界表面直接 相對(duì)。 本文中的附圖遵循這樣的編號(hào)規(guī)則，其中，(一位或者多位)第一數(shù)字對(duì)應(yīng)于附圖 編號(hào)，剩下的數(shù)字表示附圖中的元件。在不同附圖中，類似元件可以用類似數(shù)字來(lái)表示。例 如，102可以表示圖1中的元件"102"，圖2中的類似元件可以表示為"202"。應(yīng)當(dāng)知道，在 這里的各個(gè)實(shí)施例中所示的元件可以增加、交換和/或省略，以便提供多個(gè)附加實(shí)施例。附 圖中所示的元件和/或?qū)嵤├⒉话幢壤?圖1提供了本發(fā)明的轉(zhuǎn)子組件100的一個(gè)實(shí)施例的視圖。圖1是轉(zhuǎn)子組件100的 透視圖。轉(zhuǎn)子組件100包括第一轉(zhuǎn)子102和第二轉(zhuǎn)子104。第一轉(zhuǎn)子102包括第一交界表 面106，第二轉(zhuǎn)子104包括與第一交界面106相對(duì)應(yīng)的第二交界表面108。第一轉(zhuǎn)子102可 以定位成使得第一交界表面106與第二轉(zhuǎn)子104的第二交界表面108直接物理接觸。
在一些實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)子102可以定位成使得第一交界表面106與第二轉(zhuǎn)子104 的第二交界表面108直接相對(duì)。在這些實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)子102和第二轉(zhuǎn)子104可以彼此 直接相對(duì)，不過(guò)，第一轉(zhuǎn)子102和第二轉(zhuǎn)子104可以例如通過(guò)連接板、空間或過(guò)度模制體的 一部分而分離，如這里所述。 如這里所述，第一轉(zhuǎn)子102可以定位成使得第一交界表面106與第二轉(zhuǎn)子104的 第二交界表面108直接物理接觸。在一些實(shí)施例中，第一交界表面106可以與第二交界表 面108完全接觸。這里的"完全接觸"的意思是說(shuō)當(dāng)?shù)谝唤唤绫砻?06與第二交界表面108 直接物理接觸時(shí)，第一和第二轉(zhuǎn)子102、 104的邊緣對(duì)齊，且在第一交界表面106和第二交界 表面108之間沒(méi)有預(yù)定空間。 在一些實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)子102和第二轉(zhuǎn)子104可以包括護(hù)鐵110。護(hù)鐵110可以 有環(huán)形U形，包括與第二壁114平行的第一壁112。護(hù)鐵110也可以有其它形狀。在各種實(shí) 施例中，護(hù)鐵IIO可以由鐵磁材料形成，例如鋼。這里的"護(hù)鐵"是指可以用于完成另外的 一個(gè)開(kāi)口的磁路的物理結(jié)構(gòu)(以及產(chǎn)生該物理結(jié)構(gòu)的材料)。護(hù)鐵110結(jié)構(gòu)可以用于從一 個(gè)磁路元件向另一個(gè)磁路元件傳遞磁通，例如從一個(gè)可磁透過(guò)的磁場(chǎng)磁極至另一磁極，或 者從永磁體的磁極至另一永磁體的磁極，或者兩種情況均有。 第一和第二轉(zhuǎn)子102、104還可以各自包括第一環(huán)形磁體116，該第一環(huán)形磁體 116與護(hù)鐵110的第一壁112的內(nèi)表面118連接；以及第二環(huán)形磁體120，該第二環(huán)形磁體 120與護(hù)鐵110的第二壁114的內(nèi)表面122連接。在一些實(shí)施例中，護(hù)鐵IIO可以形成為使 得第一和第二環(huán)形磁體116、 120間開(kāi)預(yù)定距離124。 在一些實(shí)施例中，除了其它材料外第一和第二環(huán)形磁體116、120可以由例如 釤_鈷或釹合金而形成。此外，第一環(huán)形磁體116和第二環(huán)形磁體120可以由具有連續(xù)相對(duì) 極性的一系列磁體而形成。例如，第一環(huán)形磁體116可以包括具有北極、南極、北極...等 極性的一系列磁體。而第二環(huán)形磁體120可以包括具有南極、北極、南極...等極性的一系 列磁體。在該實(shí)例中，第一和第二環(huán)形磁體116、 120可以布置成使得第一環(huán)形磁體116的 北極對(duì)應(yīng)于第二環(huán)形磁體120的南極。 圖2提供了包括過(guò)度模制體201的轉(zhuǎn)子組件200的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。如這里 所述，轉(zhuǎn)子組件200包括第一轉(zhuǎn)子202和第二轉(zhuǎn)子204。第一轉(zhuǎn)子202包括第一交界表面 206，第二轉(zhuǎn)子204包括與第一交界表面206相對(duì)應(yīng)的第二交界表面208。第一轉(zhuǎn)子202可
5以定位成使得第一交界表面206與第二轉(zhuǎn)子204的第二交界表面208直接物理接觸。
在一些實(shí)施例中，第一交界表面206和第二交界表面208可以包括對(duì)齊結(jié)構(gòu)209， 所述對(duì)齊結(jié)構(gòu)209在第一交界表面206和第二交界表面208直接物理接觸時(shí)對(duì)齊。在一 些實(shí)施例中，對(duì)齊結(jié)構(gòu)209可以是在一個(gè)交界表面上的銷以及在另一交界表面上的相應(yīng)插 孔。例如，在第一轉(zhuǎn)子202上的對(duì)齊結(jié)構(gòu)209可以是銷，在第二轉(zhuǎn)子204上的相對(duì)對(duì)齊結(jié)構(gòu) 209是用于與該銷配合的插孔。也可以有其它的對(duì)齊結(jié)構(gòu)209的構(gòu)造，例如，對(duì)齊結(jié)構(gòu)209 可以是在一個(gè)交界表面上的環(huán)形脊以及在另一交界表面上的相應(yīng)環(huán)形槽。
此外，如圖2中所述，轉(zhuǎn)子組件200的一部分可以包括過(guò)度模制體201。在一些實(shí) 施例中，第一轉(zhuǎn)子202和第二轉(zhuǎn)子204可以分別過(guò)度模制，然后再過(guò)度模制以便形成轉(zhuǎn)子組 件200。分別過(guò)度模制的第一轉(zhuǎn)子202和第二轉(zhuǎn)子204可以利用緊固件(例如螺釘、釘、大 頭釘?shù)?或者通過(guò)使用粘接劑而機(jī)械式連接在一起。也可選擇，第一和第二轉(zhuǎn)子202、204 可以過(guò)度模制在一起，以便形成所示轉(zhuǎn)子組件200。 另外，在一些實(shí)施例中，第一和第二轉(zhuǎn)子202、204可以過(guò)度模制，這樣，第一環(huán)形 磁體216和第二環(huán)形磁體220從過(guò)度模制體201伸出。也可選擇，在不同實(shí)施例中，第一和 第二環(huán)形磁體216、220可以局部由過(guò)度模制體201來(lái)覆蓋，而第一環(huán)形磁體216的內(nèi)表面 219和第二環(huán)形磁體220的內(nèi)表面221仍然暴露。 在一些實(shí)施例中，過(guò)度模制材料可以是熱固性材料。如這里所述，熱固性材料包括
這樣的聚合物材料，它們一旦通過(guò)加熱和壓力而成形以便形成交聯(lián)聚合物基體，就不能再
通過(guò)施加熱量和壓力而重新處理。如這里所述，熱固性材料可以由熱固性材料母體的聚合
和交聯(lián)而形成。這些熱固性材料母體可以包括一個(gè)或多個(gè)液體樹(shù)脂熱固性材料母體。 在這里所述的實(shí)施例中，液體樹(shù)脂熱固性材料母體可以從以下組中選擇不飽和
聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧乙烯基酯、酚類、硅酮、醇酸樹(shù)脂、烯丙基類、乙烯基酯、呋喃、
聚酰亞胺、氰酸酯、雙馬來(lái)酰亞胺、聚丁二烯和聚醚酰胺。應(yīng)當(dāng)知道，熱固性材料母體可以通
過(guò)由熱、壓力、催化劑和/或紫外線光起動(dòng)的聚合反壓而形成熱固性材料。 應(yīng)當(dāng)知道，在本發(fā)明實(shí)施例中使用的熱固性材料可以包括不導(dǎo)電增強(qiáng)材料和/或
添加劑，例如不導(dǎo)電的填料、纖維、固化齊U、抑制劑、催化劑和韌化劑(例如彈性體)，以便獲
得物理、機(jī)械和/或熱特性的合適組合。 不導(dǎo)電增強(qiáng)材料可以包括紡織和/或無(wú)紡纖維材料、顆粒材料和高強(qiáng)度電介質(zhì)材 料。不導(dǎo)電增強(qiáng)材料的實(shí)例可以包括但不局限于玻璃纖維(包括玻璃纖維變體)、合成纖 維、天然纖維和陶瓷纖維。 不導(dǎo)電填料包括添加至熱固性材料基體中以便改變它的物理、機(jī)械、熱或電特性 的材料。這些填料可以包括但不局限于不導(dǎo)電有機(jī)和無(wú)機(jī)材料、粘土、硅酸鹽、云母、滑石、 石棉、橡膠、粉礦(fines)和紙。 在另外的實(shí)施例中，液體樹(shù)脂熱固性材料母體可以包括由Kurz-Kasch Company of Dayton， Ohio出售的、商標(biāo)名為"Luxolene"的聚合材料。 圖3A-3C提供了本發(fā)明的定子326的一個(gè)實(shí)施例的視圖。圖3A表示了具有過(guò)度模 制定子殼體328的定子326的剖視圖，圖3B表示了具有過(guò)度模制定子殼體328的定子326 的透視圖，而圖3C表示了定子部分330，如這里所述。如圖3A中所示，定子326可以包括引 線框架332、與引線框架332連接的印刷電路(PC)板334和多個(gè)環(huán)形布置的定子部分330。
圖3C表示了兩個(gè)定子部分330的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，定子部分330可以形 成為具有芯部件336，該芯部件336例如由軟磁復(fù)合物(SMC)形成。在這里，SMC是絕緣涂 覆的鐵粉金屬材料，它可以使用高壓壓緊處理而模制成形。也可選擇，在一些實(shí)施例中，芯 部件336可以由堆疊金屬層狀材料而形成，該金屬層壓材料例如由可以提供磁場(chǎng)的鐵和/ 或其它金屬或金屬合金(例如鈷、鎳、它們的合金)而形成。 如圖所示，每個(gè)定子部分330可以有兩個(gè)部分繞組連接區(qū)域338和磁極件區(qū)域 346。在一些實(shí)施例中，定子繞組組件340和繞線管342布置在繞組連接區(qū)域338上方。在 一些實(shí)施例中，繞線管342可以由不導(dǎo)電材料形成，場(chǎng)繞組344設(shè)置在繞線管周圍。當(dāng)激勵(lì) 時(shí)，場(chǎng)繞組344可以相互作用，以便在芯部件336中產(chǎn)生電磁通量。 在每個(gè)繞組連接區(qū)域338上面，每個(gè)定子部分330還可以包括磁極件區(qū)域346。在 一些實(shí)施例中，磁極件區(qū)域346可以在繞組344上面延伸的量為它們連接的繞組連接區(qū)域 338的繞組的高度的一半或更少。在一些實(shí)施例中，在磁極件區(qū)域346之間的距離選擇為使 得電磁通路處于相鄰定子磁極之間。這可以通過(guò)使得磁極件區(qū)域346之間的距離具有這樣 的值來(lái)實(shí)現(xiàn)，即該值表示一個(gè)通路相對(duì)于其它可用的通路具有電磁通量流的最小阻抗。
如圖3A中所示，引線框架332可以通過(guò)在繞線管342的底表面上的端子348而與 定子部分330連接。在一些實(shí)施例中，引線框架300可以通過(guò)釬焊、焊接或插入連接而與端 子348連接。在這些實(shí)施例中，引線框架332可以有環(huán)形結(jié)構(gòu)，以便與布置成圓形圖形的每 個(gè)定子部分330連接。本發(fā)明的實(shí)施例并不局限于環(huán)形引線框架332。在一些實(shí)施例中，可 以使用多個(gè)引線框架332來(lái)分別與每個(gè)定子部分330連接。用于引線框架332也可以有其 它結(jié)構(gòu)，包括半圓形。 如圖3A和3B中所示，定子326可以過(guò)度模制以便形成定子殼體328。在這些實(shí)施 例中，過(guò)度模制定子殼體328可以形成為這樣，過(guò)度模制材料包封定子部分330的繞組連接 區(qū)域338、使定子部分330與引線框架332連接的端子348、引線框架332和PC板334，同時(shí) 使每個(gè)定子部分330的磁極件區(qū)域346保持暴露。在一些實(shí)施例中，過(guò)度模制的定子殼體 328可以由熱固性材料形成，如這里所述。 過(guò)度模制的定子殼體328能夠限制定子326的內(nèi)部部件，以便使得這些內(nèi)部部件 能夠承受更高的振動(dòng)和沖擊負(fù)載(與沒(méi)有過(guò)度模制定子殼體328時(shí)內(nèi)部部件能夠承受的情 況相比)。因此，通過(guò)提供過(guò)度模制定子殼體328，可以防止未受限制的內(nèi)部部件的移位，該 移位可能引起較高的點(diǎn)應(yīng)力和過(guò)早失效。 在一些實(shí)施例中，定子326可以由熱固性材料過(guò)度模制，如這里所述。應(yīng)當(dāng)知道， 定子326可以布置在模制工具中，熱固性材料可以供給模制工具，以便包封定子326的至少
一部分。 提供熱固性材料可以包括在低壓下將熱固性材料母體(例如低粘性熱固性材料 母體)和催化劑(可選的)注入模具中，以便充滿模腔容積，這樣，熱固性材料包封定子326 的至少一部分。因?yàn)闊峁绦圆牧夏阁w可以具有低粘性，因此熱固性材料母體能夠基本充滿 由定子部件(這些定子部件包括引線框架332、端子348和PC板334)的多個(gè)表面限定的空 間(特別包括在狹槽和槽內(nèi)部的空間以及在定子部分330和場(chǎng)繞組344之間的空間)。然 后，可以施加熱和壓力，以便使熱固性材料母體固化，從而形成過(guò)度模制的定子殼體328。還 可以使用后固化處理。在固化后，過(guò)度模制的定子殼體328可以從模制工具中取出。
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將定子326的至少一部分包封在熱固性材料中可以用于提高傳熱特征。例如，包 圍場(chǎng)繞組344的熱固性材料用于高效地從繞組344向外導(dǎo)熱，還用于充滿在繞組344之間 的間隙。此外，定子326的各個(gè)部分通過(guò)完全包封而牢固地固定在一起。例如，所述包封用 于將場(chǎng)繞組344固定到定子部分330，以便防止繞組344運(yùn)動(dòng)。熱固性材料還用于使定子部 分330相互固定，以便幫助防止定子部分330彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 這里所述的、用于形成定子326的各個(gè)部件的方法和處理是本發(fā)明的非限定實(shí) 例。應(yīng)當(dāng)知道，有多種模制處理可以用于形成定子部件。這些模制處理的實(shí)例可以包括樹(shù) 脂傳遞模制、壓縮模制、傳遞模制和注射模制。 定子326部件的實(shí)施例也可以由多種不同材料形成。例如，繞線管342可以由(舉 例說(shuō)明和非限定的)熱固性聚合物(如這里所述)和/或熱塑性聚合物而形成。
熱塑性聚合物的實(shí)例包括聚烯烴例如聚乙烯和聚丙烯；聚酯例如的確良、聚對(duì) 苯二甲酸乙二酯和聚對(duì)苯二甲酸丁二酯；鹵乙烯聚合物例如聚氯乙烯(PVC);聚醋酸乙烯 酯例如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA);聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、熱塑性聚氨酯；聚酰胺例如尼 龍4、尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍11、尼龍12和聚己內(nèi)酰胺；聚芳酰胺(例如KEVLAR)、 嵌段聚(碳酸酯_氨酯)、人造絲；含氟聚合物例如聚四氟乙烯(PTFE或TFE)或膨體聚四 氟乙烯(ePTFE)、乙烯-氯氟乙烯(ECTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚 氟乙烯(PVF)或聚偏二氟乙烯(PVDF)。 在一個(gè)實(shí)施例中，繞線管342可以通過(guò)注射模制處理而形成。例如，單個(gè)模具可以 設(shè)置成提供繞線管342的形狀。熱塑性材料或熱固性材料可以注入模具中以便形成繞線管 342。在可選實(shí)施例中，繞線管342可以在鑄造處理或沖壓中形成。在可選實(shí)施例中，繞線 管342的各分段可以分別形成，然后連接在一起以便形成繞線管342。使各分段連接的合適 技術(shù)的實(shí)例包括使用化學(xué)粘接劑和/或熱能來(lái)將各分段焊接在一起。 圖4提供了本發(fā)明的電馬達(dá)450的透視圖。電馬達(dá)450可以設(shè)置成具有圓柱形殼 體452。其它形狀也可以包括正方形、矩形、球形和/或橢圓形。此外，殼體452可以包括用 于定子組件和轉(zhuǎn)子組件的內(nèi)部空間，該定子組件包括第一和第二定子，該轉(zhuǎn)子組件包括第 一和第二轉(zhuǎn)子，如這里所述。第一和第二轉(zhuǎn)子可以驅(qū)動(dòng)繞馬達(dá)450的軸線454旋轉(zhuǎn)，并可以 用于驅(qū)動(dòng)布置成與軸線454共軸線的馬達(dá)軸456，該馬達(dá)軸456支承在安裝于殼體452內(nèi)的 軸承結(jié)構(gòu)處。在一些實(shí)施例中，殼體452可以包括附加定子組件和轉(zhuǎn)子組件，如這里所述。
在一些實(shí)施例中，馬達(dá)450可以包括一個(gè)或多個(gè)電纜458，該電纜458從殼體452 的側(cè)部伸出，以便向馬達(dá)450運(yùn)送電流。殼體452可以由熱固性材料形成，如這里所述，或 者由可以承受由馬達(dá)450產(chǎn)生的熱量的其它塑料材料而形成。 圖5表示了本發(fā)明的電馬達(dá)550的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)施例的平面圖。在一些實(shí)施例中，電 馬達(dá)550可以包括轉(zhuǎn)子組件500，如這里所述，該轉(zhuǎn)子組件500與馬達(dá)軸556可旋轉(zhuǎn)地連接。 轉(zhuǎn)子組件500可以在馬達(dá)軸556上繞馬達(dá)軸線554旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)軸556表示為沿軸線554對(duì) 齊，并通過(guò)軸承結(jié)構(gòu)555而支承在定子上。馬達(dá)軸556還可以連接于轉(zhuǎn)子組件500內(nèi)和支 承該轉(zhuǎn)子組件500。 如這里所述，轉(zhuǎn)子組件500可以包括具有第一交界表面506的第一轉(zhuǎn)子502以及 具有與該第一交界表面506相對(duì)應(yīng)的第二交界表面508的第二轉(zhuǎn)子504。第一轉(zhuǎn)子502可 以定位成使得第一交界表面506與第二轉(zhuǎn)子504的第二交界表面508直接物理接觸。
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如這里所述，電馬達(dá)550還可以包括定子。在一些實(shí)施例中，電馬達(dá)550可以包括 環(huán)形定子組件559，該環(huán)形定子組件559包括具有場(chǎng)繞組544的定子部分530，該場(chǎng)繞組544 具有至少一個(gè)端子548。環(huán)形定子組件559可以包括牢固布置在馬達(dá)殼體552內(nèi)的第一定 子560和第二定子562，如這里所述。此外，第一定子560和第二定子562可以包括引線框 架532、 PC板534、定子部分530和過(guò)度模制定子殼體528，如這里所述。
第一定子560可以定位在馬達(dá)殼體552中并相對(duì)于馬達(dá)殼體552的上部部分566 在馬達(dá)殼體552的下部部分564中。此外，第一定子560和第二定子562可以環(huán)繞轉(zhuǎn)子組 件500布置成使得第二定子562是第一定子560的鏡像。在這些實(shí)施例中，第一定子560 和第二定子562可以形成用于轉(zhuǎn)子組件500的殼體。 如這里所述，在一些實(shí)施例中，第一定子560和第二定子562的一部分可以進(jìn)行過(guò) 度模制，以便形成過(guò)度模制的定子殼體528。在第一定子560和第二定子562上的過(guò)度模制 定子殼體528可以形成為包括交界邊緣，每個(gè)定子的交界邊緣在該交界邊緣處直接物理接 觸。在這些實(shí)施例中，第一定子560和第二定子562可以過(guò)度模制在一起或進(jìn)行連接(例 如利用化學(xué)粘接劑)，以便形成完全包圍(即盛裝)轉(zhuǎn)子組件500的定子結(jié)構(gòu)。
在一些實(shí)施例中，第一定子560可以位于馬達(dá)殼體552內(nèi)，這樣，環(huán)形布置的定子 部分530可以在第一轉(zhuǎn)子502的第一環(huán)形磁體516和第二環(huán)形磁體520之間。類似的，第 二定子562可以位于馬達(dá)殼體552內(nèi)，這樣，環(huán)形布置的定子部分530可以在第二轉(zhuǎn)子504 的第一環(huán)形磁體516和第二環(huán)形磁體520之間。 如圖所示，在一些實(shí)施例中，PC板534可以通過(guò)端子548而與引線框架532連接。 PC板534可能需要關(guān)于第一轉(zhuǎn)子502和第二轉(zhuǎn)子504的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)位置的數(shù)據(jù)。信息可以 例如利用位于固定在第一轉(zhuǎn)子502下側(cè)的轉(zhuǎn)子位置環(huán)內(nèi)的選擇磁化磁性材料來(lái)提供。環(huán)磁 體可以在與第一轉(zhuǎn)子502和/或第二轉(zhuǎn)子504上的第一環(huán)形磁體516和第二環(huán)形磁體520 的磁化部件相對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)磁化。在一些實(shí)施例中，PC板534也可以包括一個(gè)或多個(gè)Hall 效應(yīng)裝置。 在一些實(shí)施例中，第一定子560的引線框架532可以構(gòu)造成從馬達(dá)殼體552的下 部部分564延伸至馬達(dá)殼體552的上部部分566，從而提供從PC板534至馬達(dá)殼體552外 表面的直接傳熱路徑。 應(yīng)當(dāng)知道，本發(fā)明的第一定子560和第二定子562和轉(zhuǎn)子組件500的實(shí)施例可以 用于各種馬達(dá)結(jié)構(gòu)。例如，合適的馬達(dá)結(jié)構(gòu)可以包括以交流電(AC)(即感應(yīng)或同步AC馬 達(dá)、轉(zhuǎn)換磁阻馬達(dá))和/或直流電(DC)(即通用馬達(dá)或DC馬達(dá))工作的馬達(dá)。應(yīng)當(dāng)知道， AC馬達(dá)可以設(shè)置為單相、分相、多相或三相馬達(dá)。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員由本發(fā)明可知，盡 管本發(fā)明的實(shí)施例可以用于電馬達(dá)，但是本發(fā)明的實(shí)施例也可以用于其它旋轉(zhuǎn)類型電動(dòng)機(jī) 器，例如發(fā)電機(jī)或馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。 除了圖5中所示的、使用包括第一定子560和第二定子562的定子組件559以及 包括第一轉(zhuǎn)子502和第二轉(zhuǎn)子504的轉(zhuǎn)子組件500的結(jié)構(gòu)，電馬達(dá)550還可以設(shè)置成包括 第一定子560和第一轉(zhuǎn)子502。在該實(shí)施例中，第一定子560和第一轉(zhuǎn)子502可以定位成 如圖5中所示，不過(guò)，電馬達(dá)550將終止于第一交界表面506。此外，在該實(shí)施例中，電馬達(dá) 550將產(chǎn)生比圖5中所示的電馬達(dá)550更小的功率(例如大約一半)。
圖6表示了本發(fā)明的電馬達(dá)650的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。如圖所示，環(huán)形定子組件
9659可以包括定位成環(huán)繞轉(zhuǎn)子組件600成鏡像關(guān)系的第一定子660和第二定子662。定子 組件659可以包括頂表面674和底表面676。 在一些實(shí)施例中，馬達(dá)殼體652可以包括第二定子組件669，該第二定子組件669 包括第三定子668。第三定子668可以包括定子部分630，該定子部分630具有有至少一個(gè) 端子648的場(chǎng)繞組644。第三定子668可以定位在與第二定子662相對(duì)應(yīng)的方向并對(duì)著環(huán) 形定子組件659的底表面676。這里的"相應(yīng)方向"是指一個(gè)物體相對(duì)于另一物體的類似 位置。例如，第二定子662位于具有定子部分630的環(huán)形定子組件659的頂部并在朝著轉(zhuǎn) 子組件600的向下方向。類似地，第三定子668位于具有定子部分630的第二環(huán)形定子組 件669的頂部，并在朝著第二轉(zhuǎn)子組件672的向下方向。馬達(dá)殼體652還可以包括第三轉(zhuǎn) 子678，該第三轉(zhuǎn)子678包括第三交界表面680，其中，第三轉(zhuǎn)子678定位成在環(huán)形定子組件 659內(nèi)與第二轉(zhuǎn)子604相對(duì)應(yīng)的方向。 電馬達(dá)650還可以包括第四定子670，該第四定子與第三定子668成鏡像關(guān)系； 以及第四轉(zhuǎn)子682，該第四轉(zhuǎn)子682具有與第三轉(zhuǎn)子678的第三交界表面680直接相對(duì)的 第四交界表面684。第三定子668和第四定子670可以環(huán)繞包括第三轉(zhuǎn)子678和第四轉(zhuǎn)子 682的第二轉(zhuǎn)子組件672牢固布置，如這里所述。通過(guò)包括第三定子668和第四定子670以 及第二轉(zhuǎn)子組件672，電馬達(dá)650的功率輸出可以近似為如圖4中所示的電馬達(dá)功率輸出的 兩倍。 此外，本發(fā)明實(shí)施例并不局限于通過(guò)添加第三定子668和第四定子670以及第二 轉(zhuǎn)子組件672來(lái)使功率輸出倍增。實(shí)際上，本發(fā)明的電馬達(dá)還可以包括第五和第六定子以 及第三轉(zhuǎn)子組件等。 當(dāng)電馬達(dá)的尺寸增加時(shí)，可能由于例如增加負(fù)載和電流需求而產(chǎn)生更多熱量，從 而使得伴隨的溫度升高。增加的溫度可能增大場(chǎng)繞組的阻抗，這又可能降低電馬達(dá)的功率 產(chǎn)生能力。 通過(guò)使轉(zhuǎn)子組件布置成使得第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子與在相對(duì)側(cè)的第一定子和第二 定子相互作用，由定子線圈產(chǎn)生的熱量可以通過(guò)每個(gè)定子引線框架而傳送至電馬達(dá)外部， 如這里所述。然后，當(dāng)添加另外的定子_轉(zhuǎn)子組件_定子時(shí)，如圖6中所示，產(chǎn)生的熱量在 每個(gè)定子處以相同方式傳送至電馬達(dá)外部。這樣，如這里所述，具有多個(gè)堆疊的定子_轉(zhuǎn)子 組件_定子實(shí)施例的本發(fā)明電馬達(dá)將不會(huì)出現(xiàn)當(dāng)電馬達(dá)尺寸增大時(shí)散熱較差的情況。
盡管上面已經(jīng)詳細(xì)表示和介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在不脫 離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行變化和改變。因此，在前述說(shuō)明和附圖中的所述 只是舉例說(shuō)明，而不是限定。本發(fā)明的實(shí)際范圍將由下面的權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求的 等效物來(lái)確定。 此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)閱讀和理解本發(fā)明可以知道，這里所述的說(shuō)明書(shū)的其 它變化形式可以包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種轉(zhuǎn)子組件，包括第一轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子包括第一交界表面；以及第二轉(zhuǎn)子，該第二轉(zhuǎn)子包括與第一交界表面相對(duì)應(yīng)的第二交界表面，第一轉(zhuǎn)子定位成使得第一交界表面與第二轉(zhuǎn)子的第二交界表面直接物理接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子各自包括環(huán)形U形護(hù) 鐵，該護(hù)鐵包括與第二壁平行的第一壁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子各自還包括與第一壁 的內(nèi)表面連接的第一環(huán)形磁體和與第二壁的內(nèi)表面連接的第二環(huán)形磁體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子組件，其中轉(zhuǎn)子組件的一部分具有過(guò)度模制體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一環(huán)形磁體和第二環(huán)形磁體的至少一部 分從過(guò)度模制體伸出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一個(gè)所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一交界表面和第二交界表 面包括對(duì)齊結(jié)構(gòu)，該對(duì)齊結(jié)構(gòu)在第一交界表面與第二交界表面直接物理接觸時(shí)對(duì)齊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一個(gè)所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一交界表面完全與第二交 界表面接觸。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一個(gè)所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的邊緣 對(duì)齊，第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子彼此直接相對(duì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一個(gè)所述的轉(zhuǎn)子組件，其中第一環(huán)形磁體和第二環(huán)形磁 體由具有連續(xù)相對(duì)磁極的一系列磁體形成。
10. —種電馬達(dá)，包括殼體，該殼體限定內(nèi)部空間；環(huán)形定子組件，該環(huán)形定子組件在殼體的內(nèi)部空間中，該環(huán)形定子組件包括具有有著 至少一個(gè)端子的場(chǎng)繞組的定子部分；引線框架，用于與每個(gè)端子電連接；轉(zhuǎn)子組件，該轉(zhuǎn)子組件可旋轉(zhuǎn)地連接于殼體和環(huán)形定子組件的內(nèi)部空間內(nèi)，該轉(zhuǎn)子組 件包括第一轉(zhuǎn)子，該第一轉(zhuǎn)子包括第一交界表面；以及第二轉(zhuǎn)子，該第二轉(zhuǎn)子包括與第一交界表面相對(duì)應(yīng)的第二交界表面，該第一轉(zhuǎn)子定位 成使得第一交界表面與第二轉(zhuǎn)子的第二交界表面直接相對(duì)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電馬達(dá)，其中，第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子各自包括 環(huán)形U形護(hù)鐵，該護(hù)鐵包括與第二壁平行的第一壁； 與第一壁的內(nèi)表面連接的第一環(huán)形磁體；以及 與第二壁的內(nèi)表面連接的第二環(huán)形磁體。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電馬達(dá)，其中定子部分位于第一環(huán)形磁體和第二環(huán)形磁 體之間。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11-12中任意一個(gè)所述的電馬達(dá)，其中第一環(huán)形磁體和第二環(huán)形磁 體包括一系列磁體。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任意一個(gè)所述的電馬達(dá)，其中第一定子和第二定子進(jìn)行過(guò) 度模制，這樣，過(guò)度模制材料包封場(chǎng)繞組、端子和引線框架。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任意一個(gè)所述的電馬達(dá)，其中引線框架包括PC板。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任意一個(gè)所述的電馬達(dá)，其中在第一定子中的引線框架從殼體的下部部分延伸至殼體的上部部分。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的電馬達(dá)，其中在第一定子中的引線框架包括PC板，并提 供從PC板至殼體外表面的直接傳熱路徑。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任意一個(gè)所述的電馬達(dá)，其中環(huán)形定子組件包括環(huán)繞轉(zhuǎn)子組件設(shè)置成鏡像關(guān)系的第一定子和第二定子，該環(huán)形定子組件包括頂表面和底表面。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的電馬達(dá)，其中，電馬達(dá)還包括在殼體的內(nèi)部空間中的定子，該定子與環(huán)形定子組件對(duì)齊，該環(huán)形定子組件包括定子 部分，該定子部分具有有至少一個(gè)端子的場(chǎng)繞組，其中，定子定位成沿與第二定子相對(duì)應(yīng)的 方向并與環(huán)形定子組件的底表面相對(duì)；以及第三轉(zhuǎn)子，該第三轉(zhuǎn)子包括第三交界表面，其中，第三轉(zhuǎn)子定位在環(huán)形定子組件內(nèi)部與 第二轉(zhuǎn)子相對(duì)應(yīng)的方向。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10-12中任意一個(gè)所述的電馬達(dá)，其中殼體的內(nèi)部空間包括另一環(huán) 形定子組件，該另一環(huán)形定子組件包括定子部分，該定子部分具有有至少一個(gè)端子的場(chǎng)繞 組，其中，在環(huán)形定子組件中的引線框架從包括環(huán)形定子組件的、殼體的下部部分伸出至包 括另一環(huán)形定子組件的、殼體的上部部分。
21. —種方法，包括將第一定子以與第二定子成鏡像關(guān)系定位；以及在第一定子和第二定子中將第一轉(zhuǎn)子布置成與第二轉(zhuǎn)子直接物理接觸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括過(guò)度模制第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子中的每個(gè)的 一部分，以便使得第一磁體和第二磁體的表面保持暴露。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括過(guò)度模制第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子的所述部分， 使得第一磁體和第二磁體從過(guò)度模制部分伸出。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任意一個(gè)所述的方法，還包括在第一轉(zhuǎn)子的第一交界表面 和第二轉(zhuǎn)子的第二交界表面中形成對(duì)齊結(jié)構(gòu)，其中，該對(duì)齊結(jié)構(gòu)配合在一起以便使得第一 轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子直接物理接觸。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21-23中任意一個(gè)所述的方法，還包括將第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子裝入 第一定子和第二定子內(nèi)。
全文摘要
這里提供了用于轉(zhuǎn)子組件(200)和電馬達(dá)的裝置和方法。用于轉(zhuǎn)子組件(200)的一個(gè)實(shí)施例包括第一轉(zhuǎn)子(202)，該第一轉(zhuǎn)子包括第一交界表面(206)；以及第二轉(zhuǎn)子(204)，該第二轉(zhuǎn)子包括與第一交界表面(206)相對(duì)應(yīng)的第二交界表面(208)。還有，第一轉(zhuǎn)子(202)定位成使得第一交界表面與第二轉(zhuǎn)子的第二交界表面直接物理接觸。
文檔編號(hào)H02K16/00GK101779365SQ200880021350
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者S·H·珀瓦因斯 申請(qǐng)人:庫(kù)爾茨-卡施公司