电机转子、电机、电动助力转向系统的制作方法

本实用新型涉及电机技术领域，更具体而言，涉及一种电机转子、电机、电动助力转向系统。

背景技术：

永磁电机的转子结构主要有表贴式、内置一字式、内置切向式以及内置V形等，目前电动助力转向电机行业主要为内置式转子结构，内置一字式转子结构其优点在于一体充磁较为容易、制作较为简单；但内置一字式转子结构聚磁效果不如内置切向式转子结构其转矩密度依然偏低。

电机的转子大多采用先对磁钢进行充磁再将磁钢插入磁钢安装槽的制造工艺，制造过程中出错率高、制造难度大，且生产效率低。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型的第一个方面的目的在于提供一种电机转子。

本实用新型的第二个方面的目的在于提供一种包括上述电机转子的电机。

本实用新型第三个方面的目的在于提供一种包括上述电机的电动助力转向系统。

本实用新型第四个方面的目的在于提供一种用于制造上述电机转子的制造方法。

为实现上述目的，本实用新型的第一个方面的技术方案提供了一种电机转子，包括：转子铁芯、多个设置在所述转子铁芯上的磁钢；和定位件，盖设在所述转子铁芯轴向的端面上，且所述定位件至少部分遮盖所述磁钢，以实现所述磁钢在所述转子铁芯轴向的定位。

本实用新型上述技术方案提供的电机转子，定位件设置在转子铁芯轴向的端面上，在转子铁芯的轴向上定位件对磁钢进行限位，这样可以先将磁钢设置在转子铁芯上，再将电机转子放置于充磁夹具中进行整体充磁，跟相关技术中磁钢先充磁后插入转子铁芯相比，可以提高电机转子的制造效率、降低出错率和电机转子的制造难度。

另外，本实用新型上述技术方案提供的电机转子还具有如下附加技术特征：

上述技术方案中，优选地，所述定位件呈环形，且所述定位件的数量为两个，两个所述定位件分别盖设在所述转子铁芯轴向的两端面上，且所述定位件的内径不小于所述转子铁芯的内径，所述定位件的外径不大于所述转子铁芯的外径，使得定位件既能遮盖磁钢，且在径向上又不超出转子铁芯。

所述转子铁芯上设有2p个磁钢安装槽；磁钢设置在所述磁钢安装槽内，并形成N/S交替的磁极；所述转子铁芯呈环形，2p个磁钢安装槽沿转子铁芯的周向均匀分布在转子铁芯的外圈和转子铁芯的内圈之间，每一定位件均至少部分遮盖磁钢。这样两定位件限定出定位空间，磁钢及转子铁芯限位于定位空间内，避免磁钢沿转子铁芯轴向的运动，实现磁钢在转子铁芯轴向的限位。

优选地，定位件呈圆环形，且定位件所在的圆心与转子铁芯的圆心重合。

上述技术方案中，优选地，所述定位件与所述转子铁芯固定连接或可拆卸连接。

当定位件的尺寸较小不影响转子的尺寸或对转子的尺寸要求不严格时，充磁后定位件可以一直放置于转子铁芯上不用取下，在转子的应用过程中，定位件一直放置于转子铁芯上；当定位件对转子的性能影响不大时，充磁后定位件可以一直放置于转子铁芯上不用取下，在转子的应用过程中，定位件也可以一直放置于转子铁芯上。当定位件不用取下时，定位件与转子铁芯之间可以为固定连接或可拆卸连接，固定连接的方式可以为焊接、铆接、紧固件(例如螺钉)连接，可拆卸连接的方式可以为卡接、螺纹连接。

当定位件的尺寸较大或对转子的尺寸要求严格时，充磁后定位件可以拆卸下来；当定位件对转子的性能影响较大时，充磁后定位件也应该将定位件拆卸下来。当定位件需要拆卸时，定位件与转子铁芯之间为可拆卸连接，可拆卸连接的方式可以为卡接、螺纹连接。

上述技术方案中，优选地，所述转子铁芯包括轴向叠压的多个转子冲片，所述定位件为附加冲片，所述附加冲片与所述转子冲片相铆接，且所述附加冲片的铆接位置与所述转子冲片的铆接位置相同；或者，所述定位件与所述转子铁芯相粘结。

定位件的材质可以金属材质或塑料材质。优选地，定位件为未设置磁钢安装槽的附加冲片，且定位件的材质与转子铁芯的材质相同，当定位件为附加冲片时，为方便定位件与转子冲片之间的连接，转子冲片上设置铆接部，多个转子冲片通过铆接部相铆接，附加冲片在同样的位置设置铆接部，使得附加冲片能够和与其相邻的转子冲片相铆接。

上述技术方案中，优选地，所述转子铁芯上设有磁钢安装槽，所述磁钢安装槽贯穿所述转子铁芯的内圈，其中，靠近所述磁钢安装槽外圈的所述转子铁芯部分为外磁桥，相邻两个所述外磁桥相互连通，靠近所述磁钢安装槽内圈的间隙部分为内磁桥，相邻两个所述内磁桥相互断开。

从磁路结构来看，外磁桥联通，保证转子机械强度，内磁桥打开，减小转子内圈漏磁现象，进一步提高了电机的转矩密度。

上述技术方案中，优选地，所述内磁桥的宽度小于所述磁钢安装槽的宽度。

内磁桥及磁钢安装槽在转子铁芯周向、径向固定磁钢，定位件在转子铁芯轴向固定磁钢，从而实现在三维方向固定磁钢，不必利用胶水固定磁钢，节约成本操作简单。

上述技术方案中，优选地，所述电机转子还包括：第一注塑部，填充所述内磁桥、所述磁钢与所述磁钢安装槽之间的间隙。

将磁钢、定位件、转子铁芯形成的第一组件放置于模具型腔内，往模具型腔内注射树脂，形成第一注塑部，第一注塑部填充内磁桥、磁钢与磁钢安装槽之间的间隙，从而进一步更精确的在转子铁芯的周向、径向对磁钢进行限位。

上述技术方案中，优选地，所述转子铁芯的内圈呈圆形，所述第一注塑部的内圈呈圆弧形，且所述第一注塑部的内圈与所述转子铁芯的内圈在同一个圆上，即第一注塑部的内圈所在的圆与转子铁芯的内圈所在的圆重合；和/或，所述第一注塑部为热固性塑料。

上述技术方案中，优选地，所述电机转子还包括：转轴，设置在所述转子铁芯的中部，且所述转轴的外径小于所述转子铁芯的内圈的直径，所述转轴与所述转子铁芯的内圈之间设有第二注塑部，以实现所述转轴与所述转子铁芯之间的定位。

第一注塑部和第一组件组成第二组件，使转轴穿过转子铁芯的中部，将转轴、第二组件作为芯模，在模具型腔内注射树脂，该树脂固化形成第二注塑部，第二注塑部填充在转轴与转子铁芯的内圈之间，用于实现转轴与转子铁芯之间的定位。

由于转轴的外径小于转子铁芯的内圈的直径，转子铁芯内部空间充足，可容纳一套充磁线圈，保证了转子一体充磁的饱和充磁。本申请中对第二组件进行充磁时，充磁夹具包括第一套充磁线圈和第二套充磁线圈及导磁铁芯，其中第一套充磁线圈位于转子铁芯的外圈外侧，第一套充磁线圈的导磁铁芯内圈与转子铁芯的外圈相配合，第二套充磁线圈位于转子铁芯的内圈内侧，第二套充磁线圈的导磁铁芯外圈与转子铁芯的内圈相配合，第一套充磁线圈和第二套充磁线圈同时瞬间通电，使得放置在充磁夹具中的转子整体充磁。常规充磁方法一般只能设置本申请中的第一套充磁线圈，无法让磁钢充磁饱和。

上述技术方案中，优选地，所述第二注塑部为热固性塑料；和/或，所述第二注塑部为沿所述转轴的周向设置的环形，进一步地，第二注塑部呈圆环形。

上述技术方案中，优选地，所述磁钢为烧结钕铁硼磁钢。

本实用新型第二个方面的技术方案提供一种电机，包括：定子；如上述技术方案中任一项所述的电机转子，所述电机转子可转动地设在所述定子内。

本实用新型第二个方面的技术方案提供的电机，因包括第一个方面的技术方案所述的电机转子，因而具有上述任一技术方案所述的电机转子的全部有益效果，在此不再赘述。

本实用新型第三个方面的技术方案提供一种电动助力转向系统，包括如上述技术方案所述的电机。

优选地，本申请中的转子铁芯应用在电动助力转向电机场合，例如应用在车辆。

本实用新型第四个方面的技术方案提供一种电机转子的制造方法，用于制造如上述技术方案中任一项所述的电机转子，包括：将未充磁的磁钢放置于转子铁芯上的磁钢安装槽内；将第一组件作为芯模，在模具型腔内注射成型第一注塑部所用的树脂，形成第二组件，其中，所述第一组件包括放置有所述磁钢的转子铁芯，所述第一注塑部填充所述磁钢与所述磁钢安装槽之间的间隙及内磁桥；将所述第二组件放置于充磁夹具中，以对所述磁钢进行充磁；将转轴放置于所述转子铁芯的中部，并将所述转轴、所述第二组件作为芯模，在模具型腔内注射成型第二注塑部所用的树脂，其中所述第二注塑部设置在所述转轴与所述转子铁芯的内圈之间，以实现所述转轴与所述转子铁芯之间的定位。

本实用新型上述技术方案提供的电机转子的制造方法，先将未充磁的磁钢设置在转子铁芯上，再通过模内注塑成型的方式制成第二组件，该次模内注塑成型中形成的第一注塑部能够在转子铁芯的周向和轴向固定磁钢，对磁钢进行冲洗，再将放置有转轴的第二组件作为芯模，再次模内注塑成型，该次模内注塑成型中形成的第二注塑部起到固定转轴和转子铁芯的作用。

将第二组件放置于充磁夹具中进行整体充磁，跟相关技术中磁钢先充磁后插入转子铁芯相比，可以提高电机转子的制造效率、降低出错率和电机转子的制造难度。

上述技术方案中，优选地，所述将第一组件作为芯模，在模具型腔内注射成型第一注塑部所用的树脂，形成第二组件，其中，所述第一组件包括设置有所述磁钢的转子铁芯，所述第一注塑部填充所述磁钢与所述磁钢安装槽之间的间隙及内磁桥之前，还包括：将定位件设置在放置有所述磁钢的所述转子铁芯轴向的端面上，以在轴向上定位所述磁钢，其中，所述第一组件还包括所述定位件。

定位件设置在转子铁芯轴向的端面上，在转子铁芯的轴向上定位件对磁钢进行限位，这样可以先将磁钢设置在转子铁芯上，再将电机转子放置于充磁夹具中进行整体充磁。

将磁钢、定位件、转子铁芯形成的第一组件放置于模具型腔内，往模具型腔内注射树脂，形成第一注塑部，第一注塑部填充内磁桥并填充磁钢与磁钢安装槽之间的间隙，从而进一步更精确的在转子铁芯的周向、径向对磁钢进行限位。

第一注塑部和第一组件组成第二组件，使转轴穿过转子铁芯的中部，将转轴、第二组件作为芯模，在模具型腔内注射树脂，该树脂固化形成第二注塑部，第二注塑部填充在转轴与转子铁芯的内圈之间，用于实现转轴与转子铁芯之间的定位。

上述技术方案中，优选地，所述将所述第二组件放置于充磁夹具中，以对所述磁钢进行充磁，具体包括：将所述第二组件放置于所述充磁夹具的第一套充磁线圈和第二套充磁线圈之间，其中所述第一套充磁线圈的导磁铁芯内圈与所述转子的外圈相配合，所述第二套充磁线圈的导磁铁芯外圈与所述转子的内圈相配合；对所述第一套充磁线圈和所述第二套充磁线圈同时通电。

转子制造方法：将转子铁芯的磁钢安装槽装满相应尺寸的未充磁的磁钢；在转子铁芯轴向的两个端面分别铆接两片没有磁钢安装槽的附加冲片(定位件)，其中该附加冲片的外径不大于转子铁芯外圈、该附加冲片的内径不小于转子铁芯的内圈，该附加冲片的铆接位置与转子铁芯的转子冲片的铆接位置相同，固定磁钢在转子铁芯内的轴向位置；将插入磁钢的转子铁芯进行第一次注塑，固定每个磁钢在转子铁芯中的位置，注塑胶体(第一注塑部)填满磁钢安装槽的间隙以及内磁桥的间隙，注塑胶体为热固性材料，且注塑胶体内圈与转子铁芯的内圈重合；将第一次注塑的转子放置充磁夹具中整体充磁；将充磁完毕的转子铁芯和转轴固定相对位置，进行第二次注塑，注塑胶体(第二注塑部)固定连接转子铁芯和转轴；一体充磁完毕的转子制作完成。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型的一个实施例所述的转子铁芯的结构示意图；

图2是本实用新型的一个实施例所述的电机转子的结构示意图；

图3是本实用新型的一个实施例所述的磁钢、转子铁芯和定位件的结构示意图；

图4是图3中A-A向的剖视结构示意图；

图5是本实用新型的一个实施例所述的充磁夹具与转子充磁过程的结构示意图；

图6是本实用新型的一个实施例所述的制造方法的流程示意图；

图7是本实用新型的一个实施例所述的制造方法的流程示意图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100转子，1转子铁芯，11磁钢安装槽，12外磁桥，13内磁桥，14限位部，15外圈，16内圈，2磁钢，3定位件，4第一注塑部，5第二注塑部，6转轴，10充磁夹具，101第一套充磁线圈，102第二套充磁线圈。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照附图描述根据本实用新型一些实施例的电机转子、电机、电动助力转向系统和电机转子的制造方法。

本申请中的转子结构可以为表贴式、内置一字式、内置切向式以及内置V形等，下面具体以内置切向式转子结构为例进行说明。

根据本实用新型一些实施例提供的一种电动助力转向电机转子100，包括转子铁芯1，转子铁芯1由一定数量的转子冲片轴向叠压而成，转子冲片包括外圈15(即为转子铁芯的外圈，也为转子的外圈)、内圈16(即为转子铁芯的内圈，也为转子的内圈)，转子外圈和转子内圈之间周向均匀分布2p个磁钢安装槽11，形成电机p对电机转子100极对数，磁钢安装槽11为切向式结构，靠近磁钢安装槽11外圈的转子冲片部分为外磁桥12，相邻两个外磁桥12相互联通，靠近磁钢安装槽11内圈的间隙部分为内磁桥13，相邻两个内磁桥13相互断开，且内磁桥13的宽度小于磁钢安装槽11的宽度，磁钢安装槽与内磁桥的连接处形成限位部14，限位部14形成磁钢安装槽11的内部的磁钢2的安装限位结构。如图1所示为电机转子冲片示意图，包括外圈15、内圈16，外圈15和内圈16之间均布14个磁钢安装槽11，靠近磁钢安装槽11外圈的转子100冲片部分称为外磁桥12，相邻两个外磁桥12相互联通，靠近磁钢安装槽11内圈的间隙部分称为内磁桥13，相邻两个内磁桥13相互断开，且内磁桥13的宽度小于磁钢安装槽11的宽度，形成磁钢安装槽11的内部的磁钢2径向和周向位置安装限位结构。

如图2中，该转子100结构中，从磁路结构来看，外磁桥12联通，保证转子100机械强度，内磁桥13打开，减小转子100内圈漏磁现象，进一步提高了电机的转矩密度，且转子100铁芯周向、径向和轴向三维固定磁钢2，不必利用胶水固定磁钢2，节约成本操作简单。

充磁夹具10包括第一套充磁线圈101和第二套充磁线圈102及导磁铁芯，其中第一套充磁线圈101的导磁铁芯内圈与转子100的外圈相配合，第二套充磁线圈102的导磁铁芯外圈与转子100的内圈相配合，第一套充磁线圈101和第二套充磁线圈102同时瞬间通电，使得放置在充磁夹具10中的转子100整体充磁。常规充磁方法一般只能设置本申请中的第一套充磁线圈，无法让内置切向式转子100结构的磁钢2充磁饱和。而本申请的转子铁芯1内部空间充足，可容纳第二套充磁线圈102，保证了内置切向式转子100结构的一体充磁的饱和充磁。利用转子铁芯1的形状设计充磁夹具10，能够使得内置切向式转子100后充磁操作简单，同时保证磁钢2的饱和充磁，大大的提高了生产效率、节约了生产成本。如图5所示，电机转子100充磁示意图，包括第一套充磁线圈101和第二套充磁线圈102，其中第一套充磁线圈101位于转子100外圈，为转子100内的磁钢2提供励磁磁场，第二套充磁线圈102位于转子100内圈，为转子100内的磁钢2提供补充励磁磁场，内外两套(第一套充磁线圈和第二套充磁线圈)充磁线圈为图示转子100内的磁钢2充磁饱和。

如图6所示，本实用新型第四个方面的技术方案提供制造方法，用于制造如上述技术方案中任一项的电机转子100，包括：

步骤S102，将未充磁的磁钢2放置于转子铁芯1上的磁钢安装槽11内；

步骤S106，将第一组件作为芯模，在模具内注射成型第一注塑部4所用的树脂，形成第二组件，第一组件包括放置有磁钢2的转子铁芯，第一注塑部填充磁钢与磁钢安装槽之间的间隙及内磁桥。

步骤S108，将第二组件放置于充磁夹具中，以对磁钢进行充磁。

步骤S110，将转轴6放置于转子铁芯1的中部，并将转轴6、第二组件作为芯模，在模具内注射成型第二注塑部5所用的树脂。

优选地，如图7所示，步骤S102之后、步骤S106之前，制造方法还包括：步骤S104，将定位件3设置在转子铁芯1轴向的端面上，如图3和图4所示，以在轴向上定位磁钢2，磁钢2、定位件3、转子铁芯1形成第一组件。其中图3中标号3处所示的靠内的虚线示意定位件的内圈，靠外的虚线示意定位件的外圈。

定位件3设置在转子铁芯1轴向的端面上，在转子铁芯1的轴向上定位件3对磁钢2进行限位，第一注塑部及磁钢安装槽在转子铁芯的周向和轴向对磁钢进行限位，这样可以先将磁钢2设置在转子铁芯1上，再将电机转子100放置于充磁夹具10中进行整体充磁，跟相关技术中磁钢2先充磁后插入转子铁芯1相比，可以提高电机转子100的制造效率、降低出错率和电机转子100的制造难度。

优选地，步骤S108对磁钢2进行充磁，具体包括：步骤S1082，将第二组件放置于充磁夹具10的第一套充磁线圈101和第二套充磁线圈102之间，其中第一套充磁线圈101的导磁铁芯内圈与转子100的外圈相配合，第二套充磁线圈102的导磁铁芯外圈与转子100的内圈相配合；步骤S1084，对第一套充磁线圈101和第二套充磁线圈102同时通电。

在一个具体的实施例中，制造方法包括：

第一步：转子铁芯1及磁钢2表面清洁，磁钢2插入转子铁芯1中，使得磁钢安装槽11布满磁钢2；

第二步：在转子铁芯1轴向的两个端面分别铆接两片没有磁钢安装槽11的附加冲片，其中该附加冲片的外径不大于转子铁芯1外圈、该附加冲片的内径不小于转子铁芯1的内圈、该附加冲片的铆接位置与转子铁芯1的冲片的铆接位置相同的，对磁钢2轴向位置进行固定；

第三步：将插入磁钢2的转子铁芯1进行第一次注塑，固定每个磁钢2在转子铁芯1中的位置，注塑胶体(第一注塑部)为热固性材料，且注塑胶体内圈与转子铁芯1的内圈重合；

第四步：放置充磁夹具10中进行整体充磁；

第五步：将充磁完毕的转子铁芯1和转轴6固定相对位置，进行第二次注塑，注塑胶体(第二注塑部)固定连接转子铁芯1和转轴6，一体充磁完毕的转子100制作完成。

综上所述，本实用新型实施例提供的电机转子100，电机转子100有转子铁芯1由一定数量的转子100冲片轴向叠压而成，转子100冲片外磁桥12联通内磁桥13打开，转子100内圈与转轴6中间含有空隙；制造方法：将未充磁的磁钢2插入转子铁芯1安装槽中，固定磁钢2位置，进行第一次注塑，将第一次注塑的转子100放置具有两套充磁线圈的充磁夹具10中整体充磁；将充磁完毕的转子铁芯1和转轴6固定相对位置，进行第二次注塑；一体充磁完毕的转子100制作完成。本实用新型的电动助力转向电机转子100减小转子100内部漏磁提升转矩密度，同时整体后充磁制造工艺，制造简单，提高生产效率。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，术语“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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。