电机转子、电机、车辆以及电机转子的组装方法与流程

1.本公开涉及电机领域，更具体地涉及一种电机转子、包括该电机转子的电机、以及包括所述电机的机动车辆。本公开还涉及一种电机转子的组装方法。


背景技术：

2.目前，在电机领域中，电机的噪音、振动、声噪粗糙度是影响电机性能的重要问题，也是目前电机产品中普遍存在的问题。
3.目前的电机转子通常由叠片组形成，叠片组中的叠片紧密堆叠，以确保电机部件的刚度及强度。通常，叠片堆叠之后形成本体，然后磁体安装在本体的槽中且在本体的槽中填充胶水。在胶水固化之后，会在本体的通孔中穿过紧固螺钉，以将所述叠片压实。然而，发现这样的结构和组装方法还存在一些问题，使得前述噪音、振动、声噪粗糙度的问题不能得到彻底解决，影响了电机的性能。在电机运行时，转子可达到非常高的转速，例如每分钟上万转，这会使紧固螺钉承受非常大的离心力。例如，一根几百克的紧固螺钉会承受数百千克的离心力。在离心力的作用下，紧固螺钉会支撑在本体的通孔的壁上。然而，通孔的直径通常大于紧固螺钉的直径，以便于插入紧固螺钉，但这种较大的直径会使得紧固螺钉与通孔的接触面积过小，不能可靠地支撑紧固螺钉。这样，在电机高速转动时，巨大的离心力会损害紧固螺钉，导致无法继续维持使叠片紧密固定在一起的挤压力，叠片间隙变大，由此造成了更加明显的振动和噪音。
4.因此，需要一种便于插入紧固螺钉且在高速旋转期间可靠地支撑紧固螺钉的电机转子及其组装方法。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于提出一种电机转子来解决上述技术问题，其能够方便地插入紧固螺钉且在高速旋转期间可靠地支撑紧固螺钉，由此改善电机的与噪音、振动、声噪粗糙度问题，从而提高电机的性能。
6.根据本公开的电机转子包括：主体，沿电机的旋转轴线延伸，该主体由一组堆叠的片形成且设置有紧固件通孔；紧固件，延伸穿过所述主体中的紧固件通孔，以夹持所述一组堆叠的片；其中，所述紧固件通孔在其内壁的径向靠外部分具有凹部，所述紧固件抵靠所述凹部并至少部分地容纳在所述凹部中。
7.在本公开中，在组装电机转子时，紧固件能够通过紧固件通孔方便地插入主体中，而在电机转子高速旋转期间，紧固件抵靠紧固件通孔的凹部，因此由所述凹部支撑。这样，根据本公开的电机转子既可以方便地插入紧固件，又能够在高速旋转期间可靠地支撑紧固件，从而避免高速旋转时的巨大离心力损害紧固件，主体的叠片可通过紧固件施加的挤压力保持在紧密的堆叠状态下，主体部分中的叠片间隙不会增大，从而有效地增强了电机转子的结构强度及刚度，且有效避免了现有技术中由于紧固件受损造成的挤压力减小的问题，从而进一步地提高了电机整体的性能特性。
8.根据本公开的电机转子还可以单独或组合地具有以下特征中的一个或多个。
9.根据本公开的一个实施例，所述紧固件是螺栓，所述紧固件通孔是与该螺栓对应的圆孔，所述凹部是圆弧段，该圆弧段的直径小于所述圆孔的直径。通过这种构造，所述紧固件通孔和凹部能够以较简单的方式形成。
10.根据本公开的一个实施例，所述圆弧段的弧长小于所述紧固件的周长的50％。优选地，所述圆弧段的弧长等于所述紧固件的周长的40％。圆弧段的这种弧长设置既便于紧固件进入抵靠该圆弧段，又使得圆弧段能够对紧固件提供足够的约束和支撑。
11.根据本公开的一个实施例，所述螺栓位于所述紧固件通孔内的部分不具有螺纹。也就是说，螺栓的螺纹位于主体的外部。因此，所述螺栓位于所述紧固件通孔内的部分具有光滑的表面和一致的直径，使得所述主体能够在其整个轴向长度上支撑紧固件。
12.根据本公开的一个实施例，所述紧固件还包括垫片，用于推动所述紧固件抵靠所述凹部。
13.根据本公开的一个实施例，所述电机转子还包括设置在所述主体的两端的端板，所述端板上设置有紧固件引导槽，用于将所述紧固件引导至所述凹部。
14.根据本公开的一个实施例，所述紧固件引导槽的延伸方向具有沿所述端板的径向方向和切向方向二者的分量。也就是说，该紧固件引导槽的延伸方向与端板的径向方向不平行也不垂直。
15.根据本公开的一个实施例，所述圆孔的圆心和所述圆弧段的圆心位于所述电机转子的同一直径上。也就是说，所述圆孔的圆心和所述圆弧段的圆心的连线沿所述电机转子的径向方向延伸。
16.本公开还涉及一种包括上述电机转子的电机。
17.进一步地，本公开还涉及一种包括上述电机的车辆。
18.本公开还涉及一种电机转子的组装方法，包括：提供主体，所述主体沿电机的旋转轴线延伸且由一组堆叠的片形成，所述主体设置有紧固件通孔，所述紧固件通孔在其内壁的径向靠外部分具有凹部；将紧固件插入穿过所述紧固件通孔；径向向外推动所述紧固件，使其进入并抵靠所述凹部。
19.根据本公开的一个实施例，所述紧固件包括垫片，所述组装方法的径向向外推动所述紧固件的步骤包括径向向外推动所述垫片。
20.根据本公开的一个实施例，所述组装方法还包括在将所述紧固件插入穿过所述紧固件通孔之前在所述主体的两端提供端板，所述端板包括紧固件引导槽，并且径向向外推动所述紧固件的步骤包括转动所述端板，使得所述紧固件引导槽将所述紧固件引导至所述凹部。
附图说明
21.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在没有做出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本公开的主旨。
22.图1示出了根据本公开的电机转子从一侧沿旋转轴线的方向看的示意图；
23.图2示出了根据本公开的电机转子的一部分的剖视图，其中示出了具有凹部的紧固件通孔；
24.图3a-3b示出了通过垫片推动紧固件进入凹部的示意图。
25.图4示出了根据本公开的电机转子的具有紧固件引导槽的端板的正视图。
26.在所有附图中，相同或相似的部件用相同的编号指示。
具体实施方式
27.为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
28.除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内普通技术人员所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同物，而不排除其他元件或者物件。轴向是指沿电机转子的旋转轴线x的方向，径向是指垂直于旋转轴线x的方向。
29.图1示出了根据本公开的电机转子1从一侧沿旋转轴线x的方向看的示意图。电机转子1可被安装在车辆电机(图中未示出)的电机壳体中，所述电机例如是永磁体电机。所述车辆可以是电动车辆或混合动力车辆。
30.在工作状态下，电机转子1绕电机的旋转轴线x高速旋转，其转速可高达每分钟上万转。为了更好地阐述根据本公开的技术方案，在本公开的附图中，没有示出电机轴，该电机轴沿旋转轴线x延伸穿过电机转子1的中心。
31.如图1所示，电机转子1可包括主体10。主体10具有圆柱形的总体外部形状，其沿电机的旋转轴线x延伸且在工作时绕旋转轴线x旋转。主体10由一组堆叠的片形成。这些堆叠片以足够的挤压力被紧密地堆叠在一起以确保电机转子的刚度及强度。为了确保堆叠片在电机高速旋转过程中能够被紧密地保持，电机转子1还包括紧固件40，所述主体被紧固件40挤压在一起。电机转子1可包括多个紧固件40，它们可具有细长的形状。在本公开的例子中，紧固件40可以是螺栓。
32.主体10包括紧固件通孔140，其可以是从主体10的一端沿旋转轴线x的方向延伸穿过主体10到达其另一端的通孔，形成供紧固件穿过的中空空间。主体10可包括多个紧固件通孔140，在附图1所示的示例中，共包括绕旋转轴线x均匀地分布在主体10中的8个紧固件通孔140，对应地具有8个紧固件。在组装过程中，紧固件40在一侧穿过主体10的相应紧固件通孔140，并从另一侧穿出，并进行固定，例如通过螺母进行固定。紧固件40还可包括接触主体10的垫片41。虽然图1仅示出了主体10的一侧，可以设想的是，主体10的另一侧也具有垫片41。垫片41从两侧夹持主体10的堆叠片。垫片41可将紧固件40施加的挤压力在其整个表面积上进行分散，并如将在下文结合图3a和图3b详细描述地那样用于推动所述紧固件。
33.参考图2，其示出了电机转子的一部分的剖视图，其中包括两个紧固件通孔140，一个具有从中穿过的紧固件40，而另一个则省去了紧固件40，以更清晰地示出紧固件通孔140的结构。在图2所示的例子中，紧固件通孔140是圆孔，可以设想的是，紧固件通孔140可以具有其他形状，例如方孔、矩形孔、长圆孔等等。紧固件通孔140的尺寸(在图2的例子中是直
径)大于紧固件40的尺寸，从而使得紧固件40可从紧固件通孔140方便地穿过。然而，这种尺寸上的不匹配会导致二者之间在径向方向上的接触面积过小，从而无法对抗在径向方向上的离心力而稳固地支撑紧固件40。
34.在这种情况下，为了更好地支撑紧固件40，紧固件通孔140在其内壁的径向靠外部分设置了凹部141。在图2所示的例子中，凹部141具有圆弧段的形式，其直径小于紧固件通孔140的直径，并与紧固件40的直径相匹配。紧固件40抵靠凹部141并部分地容纳在凹部141中。圆弧段的弧长小于紧固件40的周长的50％，并且优选地约为紧固件40的周长的40％。紧固件40的外周能够与圆弧段充分接触，从而增加了凹部141与紧固件40之间的接触面积，从而能够可靠地支撑紧固件40。此外，紧固件通孔140的圆孔的圆心和凹部141的圆弧段的圆心位于电机转子1的同一直径上，即二者的连线通过与旋转轴线x相交。这可以确保凹部141对紧固件40沿径向方向的稳固支撑，并便于将紧固件40从紧固件通孔140移动到凹部141内。
35.为了尽可能地确保较大的接触面积，紧固件40在紧固件通孔140内的部分不具有螺纹，即紧固件40的螺纹位于主体10的外部。紧固件40在所紧固件通孔140内的部分具有光滑的表面和一致的直径。对于图1和图2所示出的紧固件40是螺栓的情况，其在主体10的一端是螺栓头，而在主体的另一端具有螺纹，并通过螺母固定。可以设想的是，紧固件40也可以在主体10的两端都具有螺纹，并都通过螺母固定。
36.虽然未在图1的组装图中示出，电机转子1还可以包括设置在主体10的两端的端板20，将主体10的堆叠片夹持在两个端板20之间。参考图4，端板20具有圆盘形状，与主体10在径向平面中的圆形形状相对应。端板20上设置有紧固件引导槽21。在主体10一端的端板20的紧固件引导槽21、在主体10另一端的端板20的紧固件引导槽21与主体10的紧固件通孔140沿旋转轴线x的方向彼此连通，形成供紧固件穿过的中空空间。在组装过程中，紧固件40先穿过在主体10的一端的端板20上的紧固件引导槽21，然后进入主体10中的紧固件通孔140，并从在主体10的另一端的端板20上的紧固件引导槽21穿出，并进行固定。例如，在紧固件为螺栓的情况下，可以将螺母固定在螺栓的另一端来将其固定。由此，将主体10及其两端的端板20牢固地组装在一起，且两个端板20以足够的挤压力将堆叠片夹持在它们之间。在这种情况下，紧固件40可以不包括垫片。
37.紧固件引导槽21用于将紧固件40从紧固件通孔140引导至凹部141中。特别地，紧固件引导槽21的延伸方向具有沿端板20的径向方向和切向方向二者的分量，使得随着紧固件40在紧固件引导槽21中移动可沿径向方向从紧固件通孔140移动至凹部141。在图4的例子中，紧固件引导槽21具有长圆孔的形式，该长圆孔的长度方向与端板20的径向方向形成夹角，夹角处于0
°
至90
°
之间，不包括0
°
或90
°
。可以设想的是，所述紧固件引导槽21也可以具有能够引导紧固件40从紧固件通孔140移动至凹部141的其他形状。所述引导可通过转动端板20实现，随着端板20的转动一定角度，紧固件引导槽21从紧固件通孔140推动紧固件40至凹部141，并抵靠凹部141。
38.在本公开中，在组装电机转子时，紧固件能够通过紧固件通孔方便地插入主体中，然后被推动抵靠紧固件通孔的凹部。在电机转子高速旋转期间，所述紧固件由所述凹部支撑。因此，根据本公开的电机转子既可以方便地插入紧固件，又能够在高速旋转期间可靠地支撑紧固件，从而避免高速旋转时的巨大离心力损害紧固件，主体的叠片可通过紧固件施
加的挤压力保持在紧密的堆叠状态下，主体部分中的叠片间隙不会增大，从而有效地增强了电机转子的结构强度及刚度，且有效避免了现有技术中由于紧固件受损造成的挤压力减小的问题，从而进一步地提高了电机整体的性能特性。
39.主体10还设置有用于安装磁体111的磁体安装槽110。磁体安装槽110从主体10的一端延伸至另一端，可以为沿旋转轴线x延伸穿过主体10的通孔。磁体111安装在磁体安装槽110中。在图1和图2所示的例子中，主体10包括不同尺寸的两种磁体安装槽110，用于安装不同尺寸的两种磁体111。磁体安装槽110可成组地设置，每一组包括呈两个倒v形布置的4个磁体安装槽110。紧固件通孔140布置在两个相邻的组之间。多组磁体安装槽也可在主体10中绕旋转轴线x均匀地分布。
40.下面介绍根据本公开的电机转子1的组装方法，所述组装方法包括以下步骤：
41.步骤一：提供主体10，如上所述，主体10沿电机的旋转轴线x延伸且由一组堆叠的片形成，所述主体10设置有紧固件通孔140，所述紧固件通孔140在其内壁的径向靠外部分具有凹部141；
42.步骤二：将紧固件40插入穿过所述紧固件通孔140；
43.步骤三：径向向外推动所述紧固件40，使其进入并抵靠所述凹部141。
44.对于包括垫片41的紧固件40，径向向外推动所述紧固件40的步骤三包括径向向外推动所述垫片41。参考图3a和图3b，其中径向向外方向的箭头表示了对垫片41的推动，垫片41进而推动紧固件40进入并抵靠凹部141。如图3a所示，多个垫片41可以被同时向外推动，图3b具体示出了其中的一个垫片41推动紧固件40进入并抵靠凹部141后的示意图。可以设想的是也可以逐个地向外推动垫片41。这种推动可以以本领域技术人员已知的方式实施。
45.对于包括端板20的电机转子，所述组装方法还包括提供端板20，两个端板20沿旋转轴线x的方向分别设置在主体10的两端以将该组堆叠片夹持在端板20之间，端板20包括紧固件引导槽21。安装紧固件的步骤可在步骤一之后、步骤二之前进行。此时，径向向外推动所述紧固件40的步骤三包括转动端板20，使得紧固件引导槽21将紧固件40引导至凹部141。
46.根据本公开的另一方面，提出了一种电机，该电机包括如前所述的电机转子。其可以实现如前所述的电机转子的功能，并具有如前所述的优点。
47.根据本公开的另一方面，提出了一种机动车辆，其包括如前所述的电机。
48.所述机动车辆可以为插电式混合动力电动汽车(plug-in hybrid electric vehicle)，或者其也可以为电池电动汽车(battery electric vehicle)或其他类型的机动车辆。基于上述，所述机动车辆可以实现如前所述的电机部件及电机的功能，并具有如前所述的优点。
49.本公开的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
50.上面是对本公开的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本公开的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本公开的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本公开范围内。应当理解，上面是对本公开的说明，而本公开不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在本公开的范围内。

技术特征：
1.一种电机转子(1)，包括：主体(10)，沿电机的旋转轴线(x)延伸，该主体(10)由一组堆叠的片形成且设置有紧固件通孔(140)；紧固件(40)，延伸穿过所述主体中的紧固件通孔(140)，以夹持所述一组堆叠的片；其中，所述紧固件通孔(140)在其内壁的径向靠外部分具有凹部(141)，所述紧固件(40)抵靠所述凹部(141)并至少部分地容纳在所述凹部(141)中。2.根据权利要求1所述的电机转子(1)，其中，所述紧固件(40)是螺栓，所述紧固件通孔(140)是与该螺栓对应的圆孔，所述凹部(141)是圆弧段，该圆弧段的直径小于所述圆孔的直径。3.根据权利要求2所述的电机转子(1)，其中，所述圆弧段的弧长小于所述紧固件(40)的周长的50％。4.根据权利要求2或3所述的电机转子(1)，其中，所述圆弧段的弧长等于所述紧固件(40)的周长的40％。5.根据权利要求2或3所述的电机转子(1)，其中，所述螺栓位于所述紧固件通孔(140)内的部分不具有螺纹。6.根据权利要求1至3中的任一项所述的电机转子(1)，其中，所述紧固件(40)还包括垫片(41)，用于推动所述紧固件(40)抵靠所述凹部(141)。7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电机转子(1)，其中，所述电机转子(1)还包括设置在所述主体(10)的两端的端板(20)，所述端板(20)上设置有紧固件引导槽(21)，用于将所述紧固件(40)引导至所述凹部(141)。8.根据权利要求7所述的电机转子(1)，其中，所述紧固件引导槽(21)的延伸方向具有沿所述端板的径向方向和切向方向二者的分量。9.根据权利要求2或3所述的电机转子(1)，其中，所述圆孔的圆心和所述圆弧段的圆心位于所述电机转子(1)的同一直径上。10.一种电机，包括根据权利要求1至9中任一项所述的电机转子(1)。11.一种车辆，包括根据权利要求10所述的电机。12.一种用于组装电机转子(1)的组装方法，包括：提供主体(10)，所述主体(10)沿电机的旋转轴线(x)延伸且由一组堆叠的片形成，所述主体(10)设置有紧固件通孔(140)，所述紧固件通孔(140)在其内壁的径向靠外部分具有凹部(141)；将紧固件(40)插入穿过所述紧固件通孔(140)；径向向外推动所述紧固件(40)，使其进入并抵靠所述凹部(141)。13.根据权利要求12所述的组装方法，其中，所述紧固件(40)包括垫片(41)，径向向外推动所述紧固件(40)的步骤包括径向向外推动所述垫片(41)。14.如权利要求12所述的组装方法，包括在将所述紧固件(40)插入穿过所述紧固件通孔(140)之前在所述主体(10)的两端提供端板(20)，所述端板(20)包括紧固件引导槽(21)，其中径向向外推动所述紧固件(40)的步骤包括转动所述端板(20)，使得所述紧固件引导槽(21)将所述紧固件(40)引导至所述凹部(141)。

技术总结
本公开涉及一种电机转子，包括：主体，沿电机的旋转轴线X延伸，该主体由一组堆叠的片形成且设置有紧固件通孔；紧固件，延伸穿过所述主体中的紧固件通孔，以夹持所述一组堆叠的片。所述紧固件通孔在其内壁的径向靠外部分具有凹部，所述紧固件抵靠所述凹部并至少部分地容纳在所述凹部中。本公开还涉及包括所述电机转子的电机和包括电机的车辆。本公开进一步涉及一种组装电机转子的方法。及一种组装电机转子的方法。及一种组装电机转子的方法。


技术研发人员：应人龙 段鹏 夏冰冰 火星 谢西 朱巍 廖斌洪 刘津津
受保护的技术使用者：法雷奥汽车动力系统（上海）有限公司
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2023/10/7