本公開總體上涉及內置式永磁電機，且具體涉及用于內置式永磁電機的轉子。

背景技術：

電動機通過磁場和載流導體的相互作用使用電勢能產生機械能。使用機械能產生電能的逆向過程由發電機或直流發電機完成。其他電機(諸如電動機/發電機)結合了電動機和發電機的各種特征。

電機可包括可圍繞中心軸線旋轉的元件。可旋轉元件(其可被稱為轉子)可與靜止元件(其可被稱為定子)同軸。電機使用轉子與定子之間的相對旋轉產生機械能、電能或其組合。

技術實現要素：

本發明提供了一種可圍繞軸線旋轉且可用在電機中的轉子。轉子包括多個磁體和沿著軸線堆疊的多個疊片。

疊片具有本體，該本體具有遠離軸線的外表面和鄰近軸線的內表面。多個磁體狹槽限定在外表面與內表面之間，并可在靠近外表面的外部阻隔部與靠近內表面的內部阻隔部之間成角度。磁體設置在外部阻隔部與內部阻隔部之間的磁體狹槽內，使得磁體的第一端與外部阻隔部相鄰且磁體的第二端與內部阻隔部相鄰。

內保持止擋件在內部阻隔部處延伸到磁體狹槽中并鄰接磁體的第二端。內保持止擋件形成在磁體狹槽的更靠近內部阻隔部的外表面的一側上。

通過以下對用于實施所公開的結構、方法或這兩者的最佳方式和其他實施例中的一些進行的詳細描述，本主題的以上特征和優點以及其他特征和優點是顯而易見的。

附圖說明

圖1是示出了具有由多個疊片形成的轉子的電機的示意圖。

圖2是示出了諸如圖1所示和所描述的轉子的疊片中的一個的示意性端視圖。

圖3是示出了圖1的轉子疊片的一部分的示意性詳圖，其示出了內磁體止擋件。

圖4是示出了與圖1所示的轉子疊片相類似的另一轉子疊片的一部分的示意性詳圖，其具有帶有改進的幾何結構的內磁體止擋件。

具體實施方式

參照附圖，其中在若干視圖中，只要可能，相同的參考標號對應于相同或相似的部件，圖1是示出了電機10的示意圖。圖1示出了電機10的通用部件和方位，其中電機10包括為固定部件的定子12和可圍繞軸線16旋轉的轉子14。

如圖1所示，轉子14包括多個疊壓薄片或疊片20。疊片20中的每一個優選地由鋼(諸如但不限于無取向電工鋼)制成。疊片20沿著軸線16堆疊或彼此相鄰設置以限定轉子14的芯。在許多構造中，疊片20將通過粘合劑、焊接、緊固件、機械鉚合(互鎖)等彼此固定以形成芯。

多個磁體22位于轉子14內。磁體22為永久磁體，使得電機10可被稱為內置式永磁電機10。

雖然可參照特定應用或行業對本發明進行描述，但是本領域技術人員將認識到本發明的更廣闊的應用。本領域的普通技術人員將認識到，諸如“在……之上”、“在……之下”、“向上”和“向下”之類的術語描述性地用于附圖，且其不代表對由所附權利要求書限定的本發明范圍的限制。任何數字標記(例如，“第一”或“第二”)僅僅是示例性的，其并不意在以任何方式限制本發明的范圍。

在一個附圖中示出的特征可與在附圖中的任一個中示出的特征結合，或被其代替或修改。除非另外陳述，否則特征、元件或限制不與任何其他特征、元件或限制互斥。此外，特征、元件或限制對于操作不是絕對需要的。在附圖中示出的任何特定構造僅僅是示例性的，且所示的特定構造并不限制權利要求書或說明書。

另外參照圖2，示出了轉子14的端視圖，其示出了疊片20中的一個和磁體22。如圖2所示，疊片20中的每一個都限定孔或磁體狹槽24中的至少一個，并優選地限制孔或磁體狹槽24中的多個。

可使用穿孔器在疊片20中的每一個內形成磁體狹槽24，使得單個或連續沖模制造工藝可形成疊片20。當疊片20沿著軸線16并相對于彼此對準時，疊片20中的多個磁體狹槽24彼此對準以限定軸向狹槽，其中磁體22設置在該軸向狹槽內。說明性轉子14中的磁體狹槽24與軸線16基本上平行。

所示的疊片20由單片式本體32形成。然而，其他疊片20可由組裝或拼接在一起的部分形成。本體32具有遠離軸線16的外直徑或外表面34和鄰近軸線16的內表面36。外表面34和內表面36為限定在與軸線16大致相等的距離處的表面或邊緣。外表面34還可被稱為外邊緣、外直徑或O.D.，且內表面36還可被稱為內邊緣、內直徑或I.D.。

磁體狹槽24限定在疊片20的外表面34與內表面36之間。本文的描述主要涉及轉子14的較大磁體對22。然而，類似原理可應用至更靠近外表面34的較小磁體對。

另外參照圖3，示出了轉子14的一部分的詳圖。在圖2和圖3所示的構造中，磁體狹槽24在更靠近外表面34的磁體狹槽24的端部處的外部阻隔部42與更靠近內表面36的磁體狹槽24的端部處的內部阻隔部44之間成角度。外部阻隔部42和內部阻隔部44中的任一個可以可選地被稱為第一阻隔部和第二阻隔部。

磁體22設置在外部阻隔部42與內部阻隔部44之間的磁體狹槽24內。磁體22的第一端46與外部阻隔部42相鄰，且磁體22的第二端48與內部阻隔部44相鄰。值得注意的是，磁體22的端部標記“第一”或“第二”是可互換的。在其他實施例中，磁體狹槽24可基本上平行，使得磁體22的第一端46和第二端48以及磁體狹槽24的阻隔部基本上與軸線16等距離。

磁體22通過一個或多個保持部件保持或定位在磁體狹槽24內。因此，當轉子14旋轉時，以及當磁體22受到電磁力作用時，磁體22在磁體狹槽24內保持不動。

外保持止擋件50形成在本體32上，并在外部阻隔部42處延伸到磁體狹槽24中。外保持止擋件50鄰接磁體22的第一端46。內保持止擋件52形成在本體32上，并在內部阻隔部44處延伸到磁體狹槽24中。內保持止擋件52鄰接磁體22的第二端48。外保持止擋件50和內保持止擋件52中的任一個可以可選地被稱為第一保持止擋件或第二保持止擋件。

在所示的構造中，磁體22中的每一個都與外保持止擋件50和內保持止擋件52鄰接。然而，其他構造可替換保持部件或止擋件的類型和位置。

在圖2和圖3所示的構造中，外保持止擋件50形成在外部阻隔部42的更靠近內表面36的一側上。相反地，內保持止擋件52形成在內部阻隔部44的相比于內表面36更靠近外表面34的一側上。

在圖3中還用虛線示出了可選內止擋件54。可選內止擋件54更靠近內部阻隔部44內的內表面36，其被示出來與內保持止擋件52的位置形成對比，并說明它們之間的差別。

在電機10的運行期間，轉子14以較高的速度進行旋轉，且磁體22受到電磁力作用。圖3示出了由電機10的運行產生的應力區域56。

比較疊片20后，試驗和分析表明，在應力區域56處，在相對較高的運行速度下利用內保持止擋件52而非可選內止擋件54的最大應力減少了20-25％。因此，使止擋部件從可選內止擋件54的位置移動到內保持止擋件52可減少至少在疊片20的內部阻隔部44中受到的應力。

另外，通過使用內保持止擋件52代替可選內止擋件54來降低疊片20的應力水平，轉子14(也即電機10)的最大允許運行速度增加了10-15％。試驗和分析也表明，將止擋部件定位在內保持止擋件52而非可選內止擋件54處的其他益處包括扭矩波動減少了20-25％。

附圖示出了轉子14的由堆疊的疊片20組裝而成的芯。然而，相比于疊壓的轉子芯，類似的設計原理可應用于實心轉子芯，例如那些由坯機加工而成的或形成為鑄件的實心轉子芯。因此，實芯的磁體狹槽24還可通過包括內保持止擋件52而非可選內止擋件54而受益。

另外參照圖4，示出了具有可選幾何結構的轉子14的一部分的另一詳圖。圖4示出了具有與圖2和圖3所示的內保持止擋件52稍微不同的幾何結構的平滑內止擋件60。與圖2和圖3所示的內保持止擋件52相比，平滑內止擋件60通過縮小銳角來進一步減少應力集中。

具體實施方式和圖示或附圖支持并描述本文所討論的主題。盡管已經詳細描述了最佳方式和其他實施例中的一些，但是存在各種可選設計、構造和實施例。