用于轴向通量型电机的改进的转子组件的制作方法

用于轴向通量型电机的改进的转子组件


背景技术：

1.永磁体轴向通量马达和发电机是已知的。在美国专利no.7,109,625、美国专利no.9,673,688、美国专利no.9,800,109、美国专利no.9,673,684、和美国专利no.10,170,953以及美国专利申请公开no.2018-0351441 a1(
“’
441公开”)中描述了这种马达或发电机(本文中统称为“电机”)的示例，其每一者的全部内容均通过参引并入本文。


技术实现要素：

2.在公开实施方式中的一些公开实施方式中，一种用于轴向通量型电机的转子组件包括至少一个磁体以及第一支承结构件和第二支承结构件。第一支承结构件构造成使至少一个磁体附接至第一支承结构件并且为至少一个磁体提供通量返回路径。第二支承结构件构造成附接至第一支承结构件以便允许扭矩经由第一支承结构件在至少一个磁体与第二支承结构件之间传递，其中，第二支承结构件还构造成(a)附接至轴向通量型电机的可旋转轴，或者(b)用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
3.在一些实施方式中，一种方法包括：将至少一个磁体附接至用于轴向通量型电机的转子组件的第一支承结构件，使得第一支承结构件为至少一个磁体提供通量返回路径；以及将第二支承结构件附接至第一支承结构件以便允许扭矩经由第一支承结构件在至少一个磁体与第二支承结构件之间传递，该第一支承结构件附接有至少一个磁体，其中，第二支承结构件还构造成(a)附接至轴向通量型电机的可旋转轴，或者(b)用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
4.在一些实施方式中，一种用于轴向通量型电机的转子组件包括：至少一个磁体；第一装置，该第一装置用于为至少一个磁体提供通量返回路径；以及第二装置，该第二装置构造成附接至第一装置，该第二装置用于将扭矩经由第一装置传递至至少一个磁体或者经由第一装置从所述至少一个磁体传递扭矩，其中，第二装置还构造成(a)附接至轴向通量型电机的可旋转轴，或者(b)用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
附图说明
5.图1示出了带有印刷电路板定子的示例轴向通量气隙电机的整体规划的横截面图；
6.图2示出了轴向通量马达中的气隙由于转子支承件的变形而塌陷的趋势，这可能导致对定子的干扰；
7.图3a示出了具有包括的渐缩部的示例转子支承件的横截面图；
8.图3b示出了图3a中所示的示例转子支承件的横截面图，其中，环形磁体附接至该示例转子支承件；
9.图4示出了两个如图3b中示出的转子组件如何能够安装在轴向通量型电机中，使得转子的平衡位置与间隙中心线等距；
10.图5示出了示例磁体区段，该示例磁体区段例如可以用于半径超过大约四厘米的
转子组件；
11.图6a示出了转子部分(例如，转子半部)的根据本公开的一些实施方式构造的第一支承结构件或“转子背铁(back iron)”的示例；
12.图6b示出了图6a中所示的第一支承结构件，其中，一组磁体区段502安装在该第一支承结构件上；
13.图7示出了根据本公开的一些实施方式构造的第二支承结构件或“转子支承板”的示例；
14.图8a示出了在向组件螺钉施加最终扭矩之前的示例转子组件，该示例转子组件包括比如图6b中所示的第一支承结构件和比如图7中所示的第二支承结构件，该第一支承结构件上安装有磁体区段；
15.图8b示出了在螺钉已经被拧紧以设计扭矩时的图8a的转子组件；
16.图9示出了与图8b中所示相同的转子组件，但是出于说明目的夸大了渐缩部的程度；
17.图10示出了一对预弯曲的转子组件、比如图9中所示的转子组件的侧视图，图示了转子组件如何能够在转子组件结合到轴向通量型电机中时弯曲成所需的构型；
18.图11a示出了两个如图8b中示出的转子组件如何能够在印刷电路板定子定位在磁体区段的面之间的大致均匀的间隙内的情况下安装在轴向通量型电机中；
19.图11b示出了图11a中所示的组件的横截面图；
20.图12a示出了两个如图8b中示出的转子组件如何能够在无轴构型的情况下安装在轴向通量型电机中；
21.图12b示出了图12a的组件的横截面图；
22.图13示出了处于外转(out-runner)构型的示例轴向通量型电机的横截面图，其中，第二支承结构件在定子的外部处相接，该定子构造成在该定子的内径处安装至壳体；以及
23.图14示出了具有单侧转子的示例轴向通量型电机的横截面图。
具体实施方式
24.出于所有目的，该申请通过参考将以下专利申请中的每一者的全部内容进行合并：于2020年11月2日提交的标题为“用于轴向通量型电机的改进的转子组件(improved rotor assemblies for axial flux machines)”、序列号为17/086,549的美国申请；于2019年11月12日提交的标题为“用于轴向通量型电机的改进的转子组件(improved rotor assemblies for axial flux machines)”的美国临时申请no.62/934,059；于2018年5月18日提交并作为美国专利申请公开no.2018/0351441公开的、标题为“用于轴向通量型电机中的磁体定子间隙的控制的预弯曲转子(pre-warped rotors for control of manget-stator gap in axial flux machines)”、序列号为15/983,985的美国专利申请；于2017年6月5日提交的标题为“用于轴向通量型电机中的磁体定子间隙的控制的预弯曲转子(pre-warped rotors for control of magnet-stator gap in axial flux machines)”、序列号为62/515,251的美国临时专利申请；以及于2017年6月5日提交的标题为“轴向通量型电机中的空气循环(air circulation in axial flux machines)”、序列号为62/515,256的
美国临时专利申请。出于所有目的，本技术还通过参考将以下公布的专利中的每一者的全部内容进行合并：美国专利no.7,109,625；美国专利no.9,673,688；美国专利no.9,800,109；美国专利no.9,673,684；和美国专利no.10,170,953。
25.永磁体轴向通量马达和发电机、比如上述专利文档中描述的永磁体轴向通量马达和发电机可能以平面印刷电路板(pcb)定子组件为特征，该定子组件定位在带有永磁体的两个转子部分之间，或者定位在具有一个或更多个永磁体的一个转子部分与移动或固定的通量返回轭之间，该通量返回轭有效地向pcb定子呈现交替的南北极。由定子支持的电流和由转子建立的磁通量密度的相互作用在马达操作中产生扭矩，或者对转子施加扭矩可以在发电机操作中在定子中感应电流。
26.在描述轴向通量型电机的几何形状时，术语“轴向地”、“径向地”和“成角度地”通常用于描述各个部件的方向和/或磁通线的方向。如本文中所使用的，术语“轴向的”和“轴向地”是指与电机的转子的旋转轴线平行的方向，术语“径向的”和“径向地”是指正交于电机的转子的旋转轴线并且与之相交的方向，并且术语“成角度的”和“成角度地”是指沿着在与电机的旋转轴线正交的平面内的圆的曲线的方向，其中，圆的中心与旋转轴线相交。
27.对于低于一定尺寸的转子，使用有时称为“环形磁体”的单件磁性材料是实际的，该“环形磁体”已经被交替的极磁化。这种环形磁体可以附接至有时称为“背铁”的转子支承件，“背铁”为磁体提供机械支承以及提供与电机的轴的连接。
28.在’441公开中，描述了使转子部件“预弯曲”的方法，其中，转子支承件可以被加工成使得转子的两个相应半部的永磁体的面向定子的表面在转子半部处于隔离时被“弯曲”而在两个转子半部结合到电机中时“扁平化”，使得磁力将转子半部吸引至彼此并且使结构件偏转，并且因此在永磁体的相对表面之间建立均匀的间隙。在该文档中所公开的所有示例中，一件式支承结构件也用于提供通量返回路径。
29.对于较大的电机，尤其是半径超过八厘米的较大电机，对于磁体结构使用环形磁体可能是不切实际的。用于每个极的各个或分段磁体相比一件式磁体可以更容易且更经济地生产和磁化。用于分段磁体的转子支承件也可以包括以交替的极的模式定位各个磁体的凹入特征部或“袋状部”。这些袋状部可以径向地和轴向地限制磁体。与用于具有多个极的一件式磁体的转子支承件相比，制造袋状部可能涉及额外的加工工作。附加地，由于转子支承件通常经由软磁性材料、例如钢提供通量返回路径，因此较大转子的重量和惯性可能是重要的。磁体可能难以精确地放置到袋状部中，并且一旦插入到袋状部中，磁体就难以移除。这可能在磁体破坏或损坏的情况下使重新配装转子变得困难，并且也可能在电机停用服务时潜在地限制磁性材料的恢复和重复使用。
30.提供了转子设计，在该转子设计中，用于转子的一部分(例如，转子半部)的转子支承件可以由多个部件制成，包括至少第一支承结构件和第二支承结构件。在一些实现方式中，分段磁体可以位于第一支承结构件上。例如，第一支承结构件可以由第一材料、例如钢制成，第一材料为转子部分提供通量返回路径。该第一支承结构件可以经由第二支承结构件支承并连接至轴向通量型电机的轴。在一些实现方式中，第二支承结构件由与第一材料不同的第二材料制成。第一材料可以由于其磁性特性被选择。另一方面，第二材料可以由于其刚度、抗拉强度、低重量和/或可制造性而被选择。
31.在一些实现方式中，第一支承结构件可以成角度地和轴向地定位磁体，而第二支
承结构件可以径向地定位磁体。此外，在一些实现方式中，第一支承结构件可以由第二支承结构件以使得第一支承结构件可以与第二支承结构件分开的方式来支承。在一些这样的实现方式中，当第一支承结构件与第二支承结构件分开时，各个磁体区段可以沿径向方向移除并更换。
32.本文中所述的设计对于使用分段磁体的(例如半径超过八厘米的)较大电机可能特别有利。然而，本文中所述的原理也可以适用于使用分段磁体或环形磁体的较小电机。该设计可以应用于任何类型的轴向通量型电机，包括采用常规定子结构件的轴向通量型电机以及基于pcb的定子结构件的轴向通量型电机，常规定子结构件例如具有形成磁极的铜线绕组，基于pcb的定子结构件比如上述专利文件中描述的那些基于pcb的定子结构件。
33.轴向通量型电机中的转子的功能通常包括将磁体定位、提供通量返回路径以及将间隙维持到指定的设计几何形状。
34.磁体位置可能涉及成角度地约束磁体，使得磁体形成与定子电流密度相互作用的交替系列的极，从而导致扭矩的净产量。此外，磁体通常机械地连接至轴，使得磁体可以将扭矩传递至轴以用于有用的机械输出。磁体也可能受到径向地约束，以维持极的几何形状。当采用一件式环形磁体时，径向和成角度的约束条件可以通过环的完整性来实现。然而，如果转子包分段磁体，则这些约束需要明确考虑。
35.转子的通量返回功能优选地完成了极之间的磁路，而不允许显著量的通量“泄漏”在到预期间隙的外部。预期间隙外部的转子通量并不有助于扭矩产量/电流生成，并且可以在增加阻力的导电材料中感应电流并与电流相互作用。通常使用软磁性材料、比如钢来实现通量返回功能。
36.磁体的轴向位置或磁体面之间的间隙的维持在许多应用中可能至关重要。当组装在轴上时，转子部分(例如，转子半部)之间的吸引力倾向于使放置有定子的转子部分之间的间隙塌陷。将该间隙维持在设计值处可能对马达/发电机性能是重要的，并且间隙大小的过量减小可能导致转子部分与定子之间的机械干扰。
37.有吸引力的解决方案是将转子部分构造为部件的组件，其中，材料被优化为所需功能。在一些实现方式中，一个或更多个磁体区段可以成角度地定向在由软磁性材料、例如钢制成的第一支承结构件上。第一支承结构件例如可以具有盘形形状。在一些实现方式中，第一支承结构件可以由单件原料加工。在其他实现方式中，第一支承结构件可以由多个单独形成的部件组装。第一支承结构件或“背铁”可以用作用于磁体区段的通量返回路径或通量返回轭。在一些实现方式中，该件可以例如由平坦板原料通过水喷射过程、激光过程或冲压过程非常快速且准确地制成。在某种程度上，这是可能的，因为需要相对少的特征并且极少材料需要移除。使软磁性材料的量最小化可以避免耗时和耗能的加工过程。使软磁性材料最小化可能在一些情况下是重要的，因为使软磁性材料最小化可以减少电机的惯性矩、降低电机的整体质量和/或减少电机的时间常数。
38.在一些实现方式中，可以通过第二支承结构件来实现将磁性区段径向地定位的功能、将磁性部件机械地联接至轴的功能以及维持间隙的功能。在一些实现方式中，这种第二支承结构件可以由具有良好的强度/刚度与重量比的材料(或多种材料)制成。由于没有磁性性能要求，因此许多相对坚固/刚性的材料、比如镁合金、碳纤维复合材料和铝是用于该第二部件的候选。与钢的常规加工相比，这些材料在很多情况下趋于更容易地形成和加工。
此外，在一些实现方式中，这种第二支承结构件可以构造成执行附加功能，比如直接结合将以其他方式被安装至外部轴的部件。如下面结合图12a、图12b、图13和图14更详细地解释的，这种构型可以便于“无轴”电机的设计，“无轴”电机可以与各种负载源或扭矩源更紧密地结合。
39.第一支承结构件和第二支承结构件可以以许多方式中的任何一种方式紧固在一起以形成集成式组件。在一些实现方式中，例如，第一支承结构件和第二支承结构件可以使用定位销、粘合剂和/或紧固件而紧固至彼此。在一些实现方式中，在没有夹具或其他机构将磁体区段对准并降低到磁体区段相应的袋状部中的情况下，这种两件式组件可以允许磁体区段被容易地操纵并且针对转子部分(例如，转子半部)适当地布置。因为第一支承结构件不需要径向地约束磁体区段，因此在第一支承结构件组装至第二支承结构件之前，与将磁体区段轴向地插入到袋状部中相比，可以用较小的力将磁体区段从径向方向插入到袋状部中。因此，在一些实现方式中，第一支承结构件可以用作其自身的夹具，以对准和保持与相邻磁体区段的游隙以及将极的顺序指引到轴，使得转子半部在最终组件上对准。一旦磁体区段组装至第一支承结构件，包括第一支承结构件和磁体区段的组件可以组装至第二支承结构件，这可以径向地保持磁体区段。
40.在一些实现方式中，作为如本文中所述的多件式转子组件的附加特征，可以在第二支承结构件中构建“预弯曲”，其中，它可以更容易地加工。因此，第一支承结构件可以在一些这样的实现方式中被加工得平坦。当第一支承结构件组装至第二支承结构件时，两个件可以扭曲。总的来说，第一支承结构件和第二支承结构件的组件可以近似截头椎体，该截头椎体随着半径增加而远离间隙成角度。当两个这样的转子部分被组装以在转子中形成间隙时，磁性吸引力可以进一步使组件扭曲，使得间隙大致均匀。
41.可以用以上方法和技术的一些实现方式实现的优点的一些示例包括以下内容：
42.1.基于产生正确几何形状所需的各种操作、材料和游隙，用于多件式设计的加工操作中的显著成本节约。
43.2.磁体与转子背铁的大大简化的无夹具的组装。
44.3.软磁性材料质量的最小化。
45.4.可适用于磁体区段和环形磁体转子类型。
46.5.磁性材料的更容易恢复；径向方向上的取出。
47.图1示出了示例性轴向通量气隙型电机100的整体规划的横截面图。如所示的，电机100可以包括印刷电路板(pcb)定子102和转子，该转子包括机械地连接至轴108的一对转子部分104a、104b。如所示的，转子部分104a、104b可以各自包括转子支承件112a、112b，其中，相应的环形磁体110a、110b附接至转子支承件112a、112b。在该情况下，转子部分104a、104b(除环形磁体110a、110b之外)中的每一者具有一件式常规结构，这要求针对转子支承件112所选择的材料提供良好的刚度、强度和磁性性能。
48.图2示出了在与图1中所示的轴向通量型电机100类似的轴向通量型电机200中的气隙106由于转子支承件112a、112b的变形而塌陷的趋势，这可能导致环形磁体110a、110b与定子102之间的干扰。尽管图示被夸大了，但是加工为预期平衡几何形状的任何转子支承件112都将遭受一些偏转。
49.图3a示出了具有包括的渐缩表面304的示例转子支承件302的横截面图。图3b示出
了转子部分300(例如，转子半部)，该转子部分300包括转子支承件302和附接至渐缩表面304的环形磁体110两者。在一些实现方式中，转子支承件302可以构造成使得在组装时转子支承件302的外边缘306相对于间隙中心线变形至预期的平衡转子位置，如图4中所示。
50.图4示出了两个转子部分(例如，半转子部)比如图3b中所示的转子部分300如何能够安装在轴向通量型电机400中，使得转子的平衡位置与转子部分之间的间隙106的中心线402等距。如所图示的，转子支承件302a、302b的背部404a、404b与图3b相比被扭曲，这是由于环形磁体110a、110b之间的吸引力。此外，还如所图示的，当转子部分安装在电机400中时，环形磁体110a、110b的外边缘306a、306b相对于间隙106的中心线402变形至预期的平衡转子位置。
51.图5示出了典型的磁体区段502，该磁体区段502可以例如用于半径超过大约四厘米的转子组件。磁体区段502可以具有可以加工袋状部的若干半径和尺寸公差参数，该袋状部将区段502约束在具有挑战性的平面内。如所示的，磁体502可以具有内边缘504和外边缘506，其中，内边缘504的宽度w1比外边缘506的宽度w2短。
52.图6a示出了转子部分(例如，转子半部)的根据本公开的一些实施方式构造的第一支承结构件602或“转子背铁”的示例。如所图示的，在一些实现方式中，第一支承结构件602可以具有带有中央开口608的环形形状，并且可以包括定位肋部604以接纳磁体区段、比如图5中所示的磁体区段502。此外，在一些实现方式中，第一支承结构件602可以包括一个或更多个销和/或螺钉紧固件孔606，一个或更多个销和/或螺钉紧固件孔606可以用于将第一支承结构件602紧固至第二支承结构件702、比如图7中所示的第二支承结构件702。在一些实现方式中，第一支承结构件602可以由钢制成。
53.图6b示出了在一组磁体区段502例如通过在定位肋部604之间滑动磁体区段502、但是在第一支承结构件602附接至第二支承结构件702之前已经附接至第一支承结构件602时，第一支承结构件602如何能够呈现，如下所述。如所示的，磁体区段502的内边缘504可以定位在距第一支承结构件602的开口608的中心点610第一径向距离r1处，并且磁体区段502的外边缘506可以定位在距第一支承结构件602的开口608的中心点610第二径向距离r2处。
54.图7示出了根据本公开的一些实施方式构造的第二支承结构件702或“转子支承板”的示例。如所示的，在一些实现方式中，第二支承结构件702可以构造成将第一支承结构件602定位至轴108(例如，如图11a和图11b中所示的)，以将磁体区段502(例如，经由圆形唇部704)径向地约束在第二径向距离r2处，以及/或者以渐缩表面区域706为特征，该渐缩表面区域706确定转子部分(例如，转子半部)如何在组件上变形。在一些实现方式中，第二支承结构件702可以使用车削类型操作和/或铣削类型操作而制成。在一些实现方式中，第二支承结构件702可以由镁合金、碳纤维复合材料或铝制成。
55.图8a示出了在向组件螺钉802施加最终扭矩之前的示例转子组件800，该示例转子组件800包括如图6b中所示的第一支承结构件602和如图7中所示的第二支承结构件702，该第一支承结构件602上安装有磁体区段。在一些实现方式中，图8a中所示的构型可以例如通过下述方式来实现：首先将磁体区段502定位在第一支承结构件602的定位肋部604之间，并且随后将第一支承件602定位在第二支承结构件702的圆形唇部704内。如图8a所图示的，在螺钉802被拧紧之前，第一支承结构件602与第二支承结构件702之间存在间隙804。
56.图8b示出了当螺钉802已经被拧紧以设计扭矩时图8a的转子组件800。如所示的，
拧紧螺钉802可以使第一支承结构件602符合第二支承结构件702，使得与渐缩表面706(图7中所示)对应的渐缩部808可以被传递至第一支承结构件602并且因此被传递至磁体区段502的面810。
57.图9示出了与如图8b中所示相同的转子组件800，但是出于说明目的夸大了渐缩部808的程度。如图9中所图示的，磁体区段502(或替代性地，环形磁体110)可以附接至第一支承结构件602的背离第二支承结构件702的表面，使得磁体区段502的面810(或环形磁体110的环面)呈现渐缩部808的形状。
58.如图9中所图示的，可以通过下述方式来测量第二支承结构件702的渐缩表面706的渐缩部808的程度：识别第二支承结构件702的与第一支承结构件602接触的表面上的两个点902、904，以及对垂直于转子组件800的旋转轴线930并且分别与第一点902和第二点904相交的两个平面906、908之间的距离d1进行确定。在一些实现方式中，可以找到两个接触点902、904(与磁体区段502的内半径r1和外半径r2对准，或者相反)，其中，距离d1大致上大于零。在该上下文中，术语“大致上”旨在排除在公差允许范围内由于加工和/或材料缺陷引起的轻微变化。在一些实现方式中，距离d1可以例如大于“0.003”英寸、或大于“0.01”英寸、或甚至大于“0.02”英寸。附加地或替代性地，在一些实施方式中，可以找到两个接触点902、904，使得距离d1与两个点之间的距离的比率和/或距离d1与对应磁体区段502的内半径r1和外半径r2之间的差的比率大致上大于零。在一些实现方式中，这种比率可以例如大于“0.002”、或大于“0.005”、或甚至大于“0.01”。
59.还如图9中所图示的，在一些实现方式中，可以在第二支承结构件702的与第一支承结构件602接触的表面上找到至少一个点910，其中，远离该表面延伸并且垂直于该表面的射线912(使得射线912与磁体的磁化方向对准)与垂直于旋转轴线930的平面形成大致上小于“90”度的角度α1。在一些实现方式中，角度α1可以例如小于“89.9”度、小于“89.7”度、或甚至小于“89.5”度。点910可以例如与磁体区段502的内半径r1、磁体区段502的外半径r2、或者这两个半径之间的某个点对准。
60.附加地或替代性地，并且还如图9中所示，当第一支承结构件602附接至第二支承结构件702时，可以通过下述方式来测量传递至磁体区段502的面810(或传递至环形磁体110的面)的渐缩部808的程度：识别磁体区段502(或环形磁体110)的与磁体区段502(或环形磁体110)的磁化方向正交的表面、例如图9中所示的磁体区段502的面810上的两个点914、916，以及对与旋转轴线930垂直并且分别与第一点914和第二点916相交的两个平面926、928之间的距离d2进行确定。在所示的示例中，磁体区段502的与第一支承结构件602接触的相反表面也与磁体区段502的磁化方向正交。在一些实施方式中，可以(在磁体区段502的内半径r1和外半径r2处，或者相反)找到两个磁体表面点914、916，其中，距离d2大致上大于零。在一些实现方式中，距离d2可以例如大于“0.002”英寸、或大于“0.005”英寸、或甚至大于“0.01”英寸。附加地或替代性地，在一些实施方式中，可以找到两个磁体表面点914、916，使得距离d2与两个点之间的距离的比率和/或距离d2与磁体区段502的内半径r1和外半径r2之间的差的比率大致上大于零。在一些实现方式中，这种比率可以例如大于“0.002”、或大于“0.005”、或甚至大于“0.01”。
61.还如图9中所图示的，在一些实现方式中，可以在磁体区段502的下述表面上找到至少一个点922：该表面与磁体区段502(或环形磁体11)的磁化方向正交并且背离第一支承
结构件602，例如图9中所示的磁体区段502的面810，其中，远离磁体的表面延伸并且垂直于磁体的表面的射线924(使得射线924与磁体区段502的磁化方向对准)与垂直于旋转轴线930的平面形成大致上小于“90”度的角度α2。在一些实现方式中，角度α2可以例如小于“89.9”度、小于“89.7”度、或甚至小于“89.5”度。点922可以例如位于磁体区段502的内半径r1处、磁体区段502的外半径r2处、或者这两个半径之间的某个点处。此外，如图9中所示，第一支承结构件602、第二支承结构件702和磁体区段502可以构造和布置成使得射线924(该射线924垂直于磁体区段502的背离第一支承结构件602的表面810并且远离该表面810延伸)与平面926相交。
62.如图10中所图示的，当两个转子组件800a、800b附接至轴108(图10中未示出)或以其他方式安装在轴向通量型电机中时，磁体区段502a、502b的磁通量可以在磁体区段502a，502b之间的间隙1002中产生吸引力，该吸引力使转子组件800a、800b弯曲，使得转子组件800a、800b的端部朝向彼此移动。图10中的虚线图示了转子组件800a、800b在它们组装到马达或发电机中之后可以如何定形状，例如以下结合图11a至图11b、图12a至图12b、图13以及图14所描述的那样。在一些实现方式中，转子组件800a、800b可以在组装之前预弯曲，使得两个磁体区段502a，502b的面向彼此的表面在组装的马达或发电机中大致上平行，因此使间隙1002的宽度在整个间隙1002上大致上均匀。在其他实现方式中，转子组件800a、800b可能轻微地“过度弯曲”，使得一旦被组装，就获得作为半径的函数增大的渐缩部。尽管这可能具有使较大半径处的间隙减小的不期望效果，但是其可以允许使用较小的平均间隙宽度g，因此增加平均磁场强度并且在保持磁体区段502a、502b的外半径r2处的游隙。
63.如图10中所图示的，可以例如通过下述方式来测量转子组件800b在组装时经历的弯曲的量：识别位于磁体区段502b的外半径r2处的点1004，以及对在组装使该点沿与旋转轴线930一致的方向移动的距离d3进行确定。距离d3可以例如通过下述方式来测量：对与点1004相交并与旋转轴线930垂直的平面进行识别，以及对这样的平面相对于另一平面移动的距离进行确定，该另一平面与转子元件组件800b的中心处或附近的点1006相交并且也与旋转轴线930垂直。在一些实现方式中，距离d3可以大于“0.001”英寸、或大于“0.005”英寸、或甚至大于“0.01”英寸。附加地或替代性地，在一些实现方式中，距离d3与间隙1002的平均宽度g的比率可以大于“0.01”、或大于“0.05”、或甚至大于“0.1”。附加地或替代性地，距离d3与磁体区段502b和定子102的表面(在图10中未示出)之间的平均游隙距离的比率可以大于“0.25”、大于“0.5”、或甚至大于“1”。因此，在一些实现方式中，转子组件800b可能偏转成与平均磁体/定子游隙距离一样或比平均磁体/定子游隙距离大。
64.结合图10参照图9，应该理解的是，在一些实施方式中，转子组件800a、800b可以构造和布置成使得当转子组件800a、800b如图10中所图示的安装在马达或发电机中并且引起偏转时，对于每个转子组件，下述值中的一个或更多个值可能会减小百分之五十或更多：(1)平面906与平面908之间的距离d1，(2)距离d1与点902和点904之间的距离的比率和/或距离d1与磁体区段502的内半径r1和外半径r2之间的差的比率，(3)平面926与平面928之间的距离d2，以及(4)距离d2与点914和916之间的距离的比率和/或距离d2与磁体区段502的内半径r1和外半径r2之间的差的比率。
65.图11a示出了两个转子组件、比如图8b中所示的转子组件800在定子102(例如，基于pcb的定子)定位在磁体区段502的面之间的大致均匀的间隙内的情况下如何能够安装在
轴向通量型电机1100中。图11b示出了图11a中所示的轴向通量型电机1100的横截面图。可能产生图11a和图11b中所示的“均匀间隙”构型，因为在安装时，两个转子组件800的相对磁体区段502之间的吸引力可能会使转子组件800偏转，使得第一支承结构件602呈现其初始的、名义上平坦的形状(例如，如图6a中所示的)。因此，磁体区段502的面之间的所得间隙可能作为半径的函数而大致均匀。
66.图12a示出了两个转子组件、比如图8b中所示的转子组件800如何能够安装在具有无轴构型的轴向通量型电机1200中。图12b示出了图12a中所示的轴向通量型电机1200的横截面图。如所图示的，在一些实现方式中，轴向通量型电机1200可以包括第二支承结构件1202，该第二支承结构件1202至少部分地暴露于壳体1206外部的环境，因此使第二支承结构件1202还能够用作电机1200的机械连接件。例如，外部部件可以直接安装至第二支承结构件1202的暴露部分1204或者以其他方式与第二支承结构件1202的暴露部分1204机械地接合。在一些实现方式中，轴向通量型电机1200中的第一支承结构件602的构型可以与以上结合图11a和图11b所描述的轴向通量型电机1100中的第一支承结构件602相同或类似。
67.图13示出了处于“外转”构型的“无轴”轴向通量型电机1300的示例。如所示的，在这种构型中，定子102可以在内径处固定地结合至壳体1306，并且两个第二支承结构件1302a、1302b可以在定子102的外部处(例如，经由一个或更多个连接器1304)固定地结合至彼此并且各自能够相对于壳体1306旋转。在一些实现方式中，轴向通量型电机1300中的第一支承结构件602的构型可以与以上结合图11a和图11b所描述的轴向通量型电机1100中的第一支承结构件602相同或类似。
68.图14示出了具有单侧转子的“无轴”轴向通量型电机1400的示例。在这种构型中，两个转子半部中的一者可以用磁性材料1402来替换，该磁性材料1402提供通量返回路径并固定至壳体1404。如所图示的，定子102可以放置在固定的磁性材料1402与单个转子组件的磁体区段502之间，该转子组件包括第一支承结构件602(磁体区段502可以安装至第一支承结构件602)和第二支承结构件1406(该第二支承结构件1406可以提供磁性元件与电机1400外部的一个或更多个部件之间的机械连接)。在一些实现方式中，轴向通量型电机1400中的第一支承结构件602的构型可以与以上结合图11a和图11b所描述的轴向通量型电机1100中的第一支承结构件602相同或类似。
69.发明构思/特征/技术的示例
70.以下段落描述了本文中公开的新颖概念、特征和/或技术的示例。
71.(a1)一种用于轴向通量马达或发电机的转子，该转子包括至少一个磁体，该至少一个磁体设置在由至少一种第一材料制成的第一支承结构件上，其中，第一支承结构件为至少一个磁体提供通量返回路径并且通过由至少一种第二材料制成的第二支承结构件而连接至轴。
72.(a2)一种如段落(a1)中所述的转子，其中，至少一个磁体包括磁体区段，并且第一支承结构件提供磁体区段的径向对准。
73.(a3)一种如段落(a1)或段落(a2)中所述的转子，其中，至少一个磁体包括磁体区段，并且第一支承结构件构造成能够与第二支承结构件断开附接以允许磁体区段通过沿径向方向滑动而移除。
74.(a4)一种如段落(a1)至(a3)中的任一段落中所述的转子，至少一个磁体包括磁体
区段，并且其中，第一支承结构件包括肋部，该肋部提供磁体区段的角度对准。
75.(a5)一种如段落(a1)至(a4)中的任一段落中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成使包括第一支承结构件和至少一个磁体的组件在该组件附接至第二支承结构件时变成预弯曲的。
76.(a6)一种如段落(a1)至(a5)中的任一段落中所述的转子，其中，预弯曲特征部结合到第一支承结构件中。
77.(a7)一种如段落(a1)至(a6)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件呈盘形形状。
78.(a8)一种如段落(a1)至(a7)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件包括组装以形成盘形形状的多个部分。
79.(a9)一种如段落(a1)至(a8)中的任一段落中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成用作马达或发电机的输出凸缘或输入凸缘。
80.(b1)一种用于轴向通量马达或发电机的转子，该转子包括环形磁体，该环形磁体设置在由至少一种第一材料制成的第一支承结构件上，其中，第一支承结构件为环形磁体提供通量返回路径并且通过由至少一种第二材料制成的第二支承结构件而连接至轴。
81.(b2)一种如段落(b1)中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成使包括第一支承结构件和环形磁体的组件在该组件附接至第二支承结构件时变成预弯曲的。
82.(b3)一种如段落(b1)或段落(b2)中所述的转子，其中，预弯曲部结合到第一支承结构件中。
83.(b4)一种如段落(b1)至(b3)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件呈盘形形状。
84.(b5)一种如段落(b1)至(b4)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件包括组装以形成盘形形状的多个部分。
85.(b6)一种如段落(b1)至(b5)中的任一段落中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成用作马达或发电机的输出凸缘或输入凸缘。
86.(c1)一种用于轴向通量马达或发电机的转子，该转子包括至少一个磁体，该至少一个磁体设置在由至少一种第一材料制成的第一支承结构件上，其中，第一支承结构件为至少一个磁体提供通量返回路径并且附接至由至少一种第二材料制成的第二支承结构件，第二支承结构件构造成向机械负载提供扭矩或从机械驱动器接收扭矩。
87.(c2)一种如段落(c1)中所述的转子，其中，至少一个磁体包括磁体区段，并且第一支承结构件提供磁体区段的径向对准。
88.(c3)一种如段落(c1)或段落(c2)中所述的转子，其中，至少一个磁体包括磁体区段，并且第一支承结构件构造成能够与第二支承结构件断开附接以允许磁体区段通过沿径向方向滑动而移除。
89.(c4)一种如段落(c1)至(c3)中的任一段落中所述的转子，至少一个磁体包括磁体区段，并且其中，第一支承结构件包括肋部，该肋部提供磁体区段的角度对准。
90.(c5)一种如段落(c1)至(c4)中的任一段落中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成使包括第一支承结构件和至少一个磁体的组件在该组件附接至第二支承结构件时变成预弯曲的。
91.(c6)一种如段落(c1)至(c5)中的任一段落中所述的转子，其中，预弯曲特征部结合到第一支承结构件中。
92.(c7)一种如段落(c1)至(c6)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件呈盘形形状。
93.(c8)一种如段落(c1)至(c7)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件包括组装以形成盘形形状的多个部分。
94.(c9)一种如段落(c1)至(c8)中的任一段落中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成用作马达或发电机的输出凸缘或输入凸缘。
95.(d1)一种用于轴向通量马达或发电机的转子，该转子包括环形磁体，该环形磁体设置在由至少一种第一材料制成的第一支承结构件上，其中，第一支承结构件为环形磁体提供通量返回路径并且附接至由至少一种第二材料制成的第二支承结构件，第二支承结构件构造成向机械负载提供扭矩或从机械驱动器接收扭矩。
96.(d2)一种如段落(d1)中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成使包括第一支承结构件和环形磁体的组件在该组件附接至第二支承结构件时变成预弯曲的。
97.(d3)一种如段落(d1)或段落(d2)中所述的转子，其中，预弯曲部结合到第一支承结构件中。
98.(d4)一种如段落(d1)至(d3)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件呈盘形形状。
99.(d5)一种如段落(d1)至(d4)中的任一段落中所述的转子，其中，第一支承结构件包括组装以形成盘形形状的多个部分。
100.(d6)一种如段落(d1)至(d5)中的任一段落中所述的转子，其中，第二支承结构件构造成用作马达或发电机的输出凸缘或输入凸缘。
101.(e1)一种用于轴向通量型电机的转子组件，该转子组件包括：至少一个磁体；第一支承结构件，该第一支承结构件构造成使至少一个磁体附接至第一支承结构件并且为至少一个磁体提供通量返回路径；以及第二支承结构件，该第二支承结构件构造成附接至第一支承结构件以便允许扭矩经由第一支承结构件在至少一个磁体与第二支承结构件之间传递，其中，第二支承结构件还构造成(a)附接至轴向通量型电机的可旋转轴，或者(b)用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
102.(e2)一种如段落(e1)中所述的转子组件，其中，第二支承结构件构造成附接至轴向通量型电机的可旋转轴。
103.(e3)一种如段落(e1)中所述的转子组件，其中，第二支承结构件构造成用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
104.(e4)一种如段落(e1)至(e3)中的任一段落中所述的转子组件，其中，第一支承结构件由至少一种第一材料制成；并且第二支承结构件由与至少一种第二材料不同的至少一种第二材料制成。
105.(e5)一种如段落(e1)至(e4)中的任一段落中所述的转子组件，其中，至少一个磁体包括磁体区段；以及第二支承结构件还构造成在磁体区段附接至第一支承结构件并且第二支承结构件附接至第一支承结构件时限制磁体区段的径向运动。
106.(e6)一种如段落(e5)所述的转子组件，其中，第二支承结构件还包括圆形唇部，该
圆形唇部构造成接合磁体区段的最外边缘以限制磁体区段的径向运动。
107.(e7)一种如段落(e5)或段落(e6)中所述的转子组件，其中，第一支承结构件还构造成允许磁体区段在第二支承结构件与第一支承结构件断开附接时径向地滑动。
108.(e8)一种如段落(e5)至(e7)中的任一段落中所述的转子组件，其中，第二支承结构件还构造成能够与第一支承结构件断开附接，从而允许磁体区段通过沿径向方向滑动而从第一支承结构件移除。
109.(e9)一种如段落(e1)至(e8)中的任一段落中所述的转子组件，其中，至少一个磁体包括磁体区段；以及第一支承结构件还包括肋部，该肋部构造成在磁体区段附接至第一支承结构件时限制磁体区段的角运动。
110.(e10)一种如段落(e1)至(e9)中的任一段落中所述的转子组件，其中，第二支承结构件还包括沿径向方向渐缩的至少一个表面，以便在第二支承结构件附接至第一支承结构件时使第一支承结构件弯曲从而符合该至少一个表面的形状。
111.(e11)一种如段落(e1)至(e4)、(e9)或(e10)中的任一段落中所述的转子组件，其中，所述至少一个磁体包括环形磁体，该环形磁体构造成附接至第一支承结构件。
112.(e12)一种如段落(e1)至(e11)中的任一段落中所述的转子组件，其中，第二支承结构件适于绕轴向通量型电机的旋转轴线旋转；至少一个磁体具有第一表面，该第一表面与至少一个磁体的磁化方向正交并且背离第一支承结构件；第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体构造和布置成使得：如果第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体相对于旋转轴线静止并且不受任何其他磁性部件的影响，则和第一表面上的第一点相交并且垂直于旋转轴线的第一平面与和第一表面上的第二点相交并且垂直于旋转轴线的第二平面之间的距离大致上大于零；第二点相比第一点在距旋转轴线较大的径向距离处；以及第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体还构造和布置成使得：如果第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体相对于旋转轴线静止并且不受任何其他磁性部件的影响，则在第二点处远离第一表面延伸并且垂直于第一表面的射线与第一平面相交。
113.(e13)一种如段落(e12)中所述的转子组件，其中，至少一个磁体具有设置在第一点处的内边缘；至少一个磁体具有与内边缘相反并且设置在第二点处的外边缘；以及第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体还构造和布置成使得：如果第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体相对于旋转轴线静止并且不受任何其他磁性部件影响，则第一平面和第二平面之间的距离与第一点和第二点之间的距离的比率大于0.002。
114.(e14)一种如段落(e1)至(e13)中的任一段落中所述的转子组件，其中，转子组件安装在轴向通量型电机中，并且第一平面与第二平面之间的距离大致上等于零。
115.(f1)一种方法，包括：将至少一个磁体附接至用于轴向通量型电机的转子组件的第一支承结构件，使得第一支承结构件为至少一个磁体提供通量返回路径；以及将第二支承结构件附接至第一支承结构件以便允许扭矩经由第一支承结构件在至少一个磁体与第二支承结构件之间传递，该第一支承结构件附接有至少一个磁体，其中，第二支承结构件还构造成(a)附接至轴向通量型电机的可旋转轴，或者(b)用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
116.(f2)一种如段落(f1)中所述的方法，其中，第二支承结构件构造成附接至轴向通
量型电机的可旋转轴。
117.(f3)一种如段落(f1)中所述的方法，其中，第二支承结构件构造成用作轴向通量型电机的输出凸缘或输入凸缘。
118.(f4)一种如段落(f1)至(f3)中的任一段落中所述的方法，其中，第一支承结构件由至少一种第一材料制成；并且第二支承结构件由与至少一种第二材料不同的至少一种第二材料制成。
119.(f5)一种如段落(f1)至(f4)中的任一段落中所述的方法，其中，至少一个磁体包括磁体区段，以及将第二支承结构件附接至第一支承结构件还包括将第二支承结构件附接至第一支承结构件使得第二支承结构件限制磁体区段的径向运动。
120.(f6)一种如段落(f5)中所述的方法，还包括将第二支承结构件与第一支承结构件断开附接，从而允许磁体区段通过沿径向方向滑动而从第一支承结构件移除。
121.(f7)一种如段落(f1)至(f6)中的任一段落中所述的方法，其中，第二支承结构件还包括沿径向方向渐缩的至少一个表面；以及将第二支承结构件附接至第一支承结构件还包括将第二支承结构件附接至第一支承结构件以便使第一支承结构件弯曲从而符合至少一个表面的形状。
122.(f8)一种如段落(f1)至(f7)中的任一段落中所述的方法，其中，第二支承结构件适于绕轴向通量型电机的旋转轴线旋转；至少一个磁体具有第一表面，该第一表面与至少一个磁体的磁化方向正交并且背离第一支承结构件；第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体构造和布置成使得：如果第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体相对于旋转轴线静止并且不受任何其他磁性部件的影响，则和第一表面上的第一点相交并且垂直于旋转轴线的第一平面与和第一表面上的第二点相交并且垂直于旋转轴线的第二平面之间的距离大致上大于零；第二点相比第一点在距旋转轴线较大的径向距离处；以及第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体还构造和布置成使得：如果第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体相对于旋转轴线静止并且不受任何其他磁性部件的影响，则在第二点处远离第一表面延伸并且垂直于第一表面的射线与第一平面相交。
123.(f9)一种如段落(f8)中所述的方法，其中，至少一个磁体具有设置在第一点处的内边缘；至少一个磁体具有与内边缘相反并且设置在第二点处的外边缘；以及第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体还构造和布置成使得：如果第一支承结构件、第二支承结构件和至少一个磁体相对于旋转轴线静止并且不受任何其他磁性部件的影响，则第一平面和第二平面之间的距离与第一点和第二点之间的距离的比率大于0.002。
124.(f10)一种如段落(f1)至(f9)中的任一段落中所述的方法，还包括将转子组件安装在轴向通量型电机中，使得第一平面与第二平面之间的距离大致上等于零。
125.因此已经描述了至少一个实施方式的若干方面，但是应当理解，本领域技术人员将容易想到各种改变、修改和改进。这些改变、修改和改进旨在作为本公开的一部分，并且旨在处于本公开的精神和范围内。因此，前述描述和附图仅作为示例。
126.本公开的各个方面可以单独使用、组合使用，或者在前述描述的实施方式中未具体讨论的各种布置中使用，并且因此在本技术中不限于在前述描述中阐述或在附图中示出的部件的细节和布置。例如，一个实施方式中描述的各方面可以以任何方式与其他实施方式中描述的各方面结合。
127.此外，所公开的方面可以实施为已经提供了示例的方法。作为该方法的一部分执行的动作可以以任何合适的方式排序。因此，可以构建以不同于所图示的顺序执行动作的实施方式，这可以包括同时执行一些动作，即使这些动作在说明性实施方式中示出为顺序动作。
128.在权利要求中使用比如“第一”、“第二”和“第三”等的顺序术语来修饰权利要求元件本身并不意味着一个权利要求元件相对于另一个权利要求元件的任何优先、居先或顺序，或者执行方法的动作的暂时顺序，而仅被用作标签以将具有特定名称的一个权利要求元件与具有相同名称(但使用了顺序术语)的另一元件区分开从而区分权利要求元件。
129.此外，本文中使用的措词和术语用于描述的目的，并且不应该被认为是限制性的。本文中使用“包括”、“包含”、或“具有”、“含有”，“涉及”及其变体意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项。
130.要求保护的是：