橫向磁通永磁電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種橫向磁通永磁電機，包括定子及包圍該定子的轉子，該轉子包括至少一個轉子單元，各轉子單元包括一個轉子鐵芯及多個第一磁體。該轉子鐵芯包括多個沿轉子軸向層疊的轉子疊片，各轉子疊片包括一個圓環(huán)及多個間隔均勻地分布在自該圓環(huán)內壁并沿徑向朝內延伸的凸起。各轉子疊片沿軸向及周向對齊疊合，該圓環(huán)構成該轉子鐵芯的外壁，該凸起構成該轉子的聚磁部。各聚磁部的周向兩側均設置有一個沿周向極化且極性相反的第一磁體。由于轉子鐵芯采用了疊片結構，轉子的聚磁部與外壁一體成形，無需再進行組裝，提高了組裝效率。
【專利說明】橫向磁通永磁電機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁電機，尤其涉及應用在電動自行車中的橫向磁通永磁電機。
【背景技術】
[0002]橫向磁通永磁電機包括內置的定子及包圍該定子的轉子。該定子通常包括兩個相對設置的定子芯片、一個繞該定子的軸向纏繞并且夾設在該兩個定子芯片之間的線圈以及多個自定子芯片的外緣向另一定子芯片延伸的定子齒。兩個定子芯片錯位設置，以使延伸自不同定子芯片的定子齒錯位設置。該轉子通常包括一個外殼、多個自該外殼內部沿徑向向內延伸的聚磁部以及多個設置在各聚磁部周向兩側的磁鐵，以使磁力線聚合在該集磁部后才進入定子齒?，F(xiàn)有的集磁部通常是一個條狀的鋼條，其通過扣合或者粘合的方式組裝至外殼內壁，條狀的磁鐵也是通過相同的方式固定至該內壁。這導致該轉子的生產(chǎn)效率較低，定位精度也較差。

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種組裝效率高而且定位精度高的橫向磁通永磁電機。
[0004]一種橫向磁通永磁電機，包括定子及包圍該定子的轉子，該轉子包括至少一個轉子單元，各轉子單元包括一個轉子鐵芯及多個第一磁體。該轉子鐵芯包括多個沿轉子軸向層疊的轉子疊片，各轉子疊片包括一個圓環(huán)及多個間隔均勻地分布在自該圓環(huán)內壁并沿徑向向內延伸的凸起。各轉子疊片沿軸向及周向對齊疊合，該圓環(huán)構成該轉子鐵芯的外壁，該凸起構成該轉子的聚磁部。各聚磁部的周向兩側均設置有一個沿周向極化且極性相反的第一磁體。
[0005]本發(fā)明的橫向磁通永磁電機的轉子鐵芯采用了疊片結構，轉子的聚磁部與外壁一體成形，無需再進行組裝。而且轉子疊片疊合形成轉子鐵芯后形成了與第一磁體匹配的空間，可準確定位第一磁體，提高了定位精度。
[0006]為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明較佳實施方式的橫向磁通永磁電機的示意圖。
[0008]圖2是圖1的電機的部分分解示意圖。
[0009]圖3是圖1的電機的部分轉子的示意圖，其中部分磁體未示出。
[0010]圖4是圖1的電機的定子的示意圖。
[0011]圖5是圖1的電機的定子的部分示意圖。
[0012]圖6是圖1的電機的部分定子和部分轉子的磁路示意圖。
[0013]圖7是本發(fā)明另一實施方式的橫向磁通永磁電機的部分定子和部分轉子的示意圖?！揪唧w實施方式】
[0014]下面結合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術方案及其他有益效果顯而易見。附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為了便于清晰描述，而并不限定比例關系。
[0015]請參閱圖1及圖2，本發(fā)明的較佳實施方式的橫向磁通永磁電機10可用于電動自行車中，其包括一個柱狀外殼20、一個固定在外殼20內壁的轉子30以及一個容置在轉子30中的定子50。
[0016]外殼20包括一個大致呈桶狀的主體22以及一個蓋體24。主體22包括一個圓形底板26以及一個自底板26外側垂直向外延伸的側壁28。底壁26中間開設有一個第一軸孔27，底壁26的外緣與側壁28之間還均勻開設有多個用于連接電動自行車輪胎的骨架的孔29。側壁28遠離底板26 —側沿徑向向外延伸出一個環(huán)形凸緣25,凸緣25上同樣均勻開設有多個用于連接電動自行車輪胎的骨架的孔29，側壁28的內壁沿軸向開設有至少一個定位槽23。蓋體24可組裝至凸緣25，其中間開設有一個與第一軸孔27對應的第二軸孔21。
[0017]請參閱圖1至圖3，轉子30包括兩個轉子單元以及一個隔圈37。各轉子單元包括一個轉子鐵芯32、多個容置在各轉子鐵芯32中的第一磁體34。各轉子鐵芯32包括多個轉子疊片36，各轉子疊片36包括一個圓環(huán)38及多個間隔均勻地分布在圓環(huán)38內壁并沿徑向向內延伸的凸起40。圓環(huán)38外壁還向外延伸出至少一個凸塊41。各轉子疊片36沿軸向及周向對齊疊合，如此，多個圓環(huán)38構成轉子鐵芯32的外壁44 ;多個位于一個平行于軸向的直線上的凸起40構成轉子30的聚磁部46，并且相鄰的兩個聚磁部46之間形成一個與第一磁體34的形狀匹配的固定槽48 ;多個凸塊41沿軸向疊合成至少一個與定位槽23對應的定位榜42。第一磁體34固定在固定槽48中，并且其周向兩側與聚磁部46貼合。第一磁體34沿轉子30的周向極化，并且相鄰第一磁體34的極性相反。如此，聚磁部46可聚集相鄰兩個第一磁體34的磁力線，并且相鄰兩個聚磁部46的極性相反。隔圈37由高磁阻并且較輕的材料，如塑膠或塑料等制成，其沿軸向夾設在兩個轉子單元之間，以降低磁干擾。兩個轉子鐵芯32的聚磁部46在周向及軸向上對齊，并且軸向對齊的兩個聚磁部46的極性相同。
[0018]請參閱圖2、4及5，定子50包括兩個定子單元、一個軸體54以及一個隔板60。各定子單元包括兩個定子芯片52、一個軸套55、多個定子齒56以及一個線圈58。定子芯片52大致呈齒輪狀并且由多個硅鋼片沿軸向疊合制成，包括一個大致呈圓形的本體64以及多個均勻分布在本體64外緣并沿徑向向外延伸的凸柱66,本體64中間開設有一個套孔(圖未標)。套孔套設在由鋼制成的軸套55上，軸套55套設固定至軸體54，從而使定子芯片52固定至軸體54。線圈58纏繞在軸套55上并夾設于兩個定子芯片52之間。定子芯片52在周向上錯位設置，其中一個定子芯片52的凸柱66在軸向上大致位于另一定子芯片52相鄰的兩個凸柱66的中間。定子齒56沿軸向的切面大致呈U形，其開口卡合至定子芯片52的凸柱66,從而使得定子齒56固定至定子芯片52。定子齒56均沿軸向方向朝彼此延伸,將線圈58包圍在其中。隔板60由高磁阻并且較輕的材料，如塑膠或塑料等制成，其夾設在兩個定子單元之間，以降低磁干擾。各定子單元的定子芯片52在周向上錯位設置，從而使相鄰定子單元，也即相鄰相之間錯開一定的電角度，以降低電機10的轉矩脈動以及自定位力矩。比如在本實施方式中兩個定子單元錯開90度電角度。
[0019]組裝時，將轉子30固定至外殼20的內壁，并使定位楞42容置在定位槽23中，以進一步防止外殼20相對轉子30轉動。定子50的轉軸54通過固定在第一軸孔27以及第二軸孔21中的軸承90安裝至外殼20。如此，轉子30可相對定子50轉動。軸體54可固定至電動自行車的車架，外殼20上的孔29可固定至電動自行車輪胎的骨架。如此，轉子30轉動時，電動自行車的車輪便旋轉。
[0020]請結合圖6，工作過程中，聚集在聚磁部46的磁力線穿過轉子與定子之間的氣隙進入定子齒56，然后穿過定子芯片64、軸套55以及相鄰的另一個定子芯片64，再通過與上述定子齒錯位的定子齒56穿過轉子與定子之間的氣隙,最后進入與上述聚磁部46相鄰的聚磁部46。由于兩相鄰聚磁部46極性相反，磁力線因此穿過夾設在該兩相鄰聚磁部46之間的第一磁體34而返回上述聚磁部46，從而形成一個閉合磁路。如此，轉子30在定子50的吸引下轉動。當聚磁部46轉至大致與定子齒56對齊的位置時,線圈58改變電流方向，以排斥該對齊的聚磁部并吸引下一個聚磁部，從而維持電機的轉動。
[0021]本發(fā)明的橫向磁通永磁電機10中，轉子鐵芯32米用了疊片結構,聚磁部46與外壁44 一體成形，無需再進行組裝，減少了組裝步驟，提高了生產(chǎn)效率。而且轉子疊片36疊合形成轉子鐵芯32后形成了與第一磁體34匹配的空間，可準確定位第一磁體，提高了定位精度。另一方面，隔圈36以及隔板60的設置分別降低了相鄰的轉子鐵芯32以及定子芯片52之間的磁干擾，也降低了整個電機10的重量。再者，由于定子芯片52、軸套55以及定子齒56均由導磁率較高的鋼制成，定子50各部位的導磁性能比較均勻。
[0022]可以理解，電機10所包括的定子單元及轉子單元不限于本實施方式?？梢岳斫?，電機10也可僅包括一個轉子鐵芯32以及兩個相對設置的定子芯片52。在其他實施方式中，定子芯片、其上的定子齒以及軸套也可由粉末冶金材料通過模具一體成型而制成，由于材料相同，定子各部位的導磁性能也比較均勻。同樣可以理解，定子芯片的本體64也可以直接套設在軸體54上，并且將一個軸套57夾設于中間，如圖7所示。
[0023]優(yōu)選地，請結合圖3，各凸起40靠近圓環(huán)38的一側開設有一個通孔47，如此，位于同一聚磁部46上的多個通孔47沿軸向連通構成一個容置槽49。轉子30還包括多個分別容置在容置槽49中的第二磁體45，第二磁體45沿徑向極化，并且其背離圓環(huán)38的一側的極性與相鄰兩個第一磁體34面向彼此的一側的極性相同，如此，可增強聚磁部46的磁場強度。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種橫向磁通永磁電機，包括定子及包圍該定子的轉子，該轉子包括至少一個轉子單元，各轉子單元包括一個轉子鐵芯及多個第一磁體，其特征在于:該轉子鐵芯包括多個沿轉子軸向層疊的轉子疊片，各轉子疊片包括一個圓環(huán)及多個間隔均勻地分布在自該圓環(huán)內壁并沿徑向向內延伸的凸起；各轉子疊片沿軸向及周向對齊疊合，該圓環(huán)構成該轉子鐵芯的外壁，該凸起構成該轉子的聚磁部；各聚磁部的周向兩側均設置有一個沿周向極化且極性相反的第一磁體。
2.如權利要求1所述的電機，其特征在于，各凸起靠近圓環(huán)的一側開設有一個通孔，位于同一聚磁部上的多個通孔沿軸向連通構成一個容置槽；該轉子還包括多個分別容置在對應的容置槽中的第二磁體，該第二磁體背離該轉子鐵芯的外壁的一側的極性與相鄰兩第一磁體面向彼此的一側的極性相同。
3.如權利要求1所述的電機，其特征在于，該電機還包括一個容置該轉子的外殼，該外殼的內壁沿軸向開設有至少一個定位槽；該轉子鐵芯還包括自其外壁向外凸出并沿軸向延伸的至少一個定位榜，該定位榜容置在對應的定位槽中。
4.如權利要求1所述的電機，其特征在于，該轉子包括兩個或以上的沿軸向排列的轉子單元，該轉子還包括夾設在相鄰轉子單元之間并且由高磁阻材料制成的隔圈。
5.如權利要求1所述的電機，其特征在于，該定子包括一個軸體以及至少一個定子單元；各定子單元包括一個套設至該軸體的軸套、兩個套設至該軸套或該軸體的定子芯片、多個間隔均勻地固定至該定子芯片外緣并沿軸向延伸的定子齒以及一個纏繞至該軸套并夾設于該定子芯片之間的線圈，位于線圈兩側的兩個定子齒在周向上錯位。
6.如權利要求5所述的電機，其特征在于，各定子芯片包括一個圓形本體以及多個自該本體外緣均勻向外延伸的凸柱，各定子齒沿軸向的切面呈U形并具有一個卡合至該凸柱的開口，定子齒卡合于相應的開口內。
7.如權利要求6所述的電機，其特征在于，該定子芯片、軸套以及定子齒均由鋼制成。
8.如權利要求5所述的電機，其特征在于，同一個定子單元中的定子芯片、定子齒以及軸套由粉末冶金材料一體成型而制成。
9.如權利要求5所述的電機，其特征在于，該定子包括兩個或以上的定子單元，該定子還包括夾設在相鄰定子單元之間且由高磁阻材料制成的隔板。
10.如權利要求5所述的電機，其特征在于，該定子包括兩個或以上的定子單元，不同定子單元的定子芯片在周向上錯位。
【文檔編號】H02K1/14GK103683768SQ201210327583
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權日:2012年9月6日
【發(fā)明者】李越, 干金云, 周垂有, 廖燕飛, 袁小梅 申請人:德昌電機(深圳)有限公司