CN101588098A - 内转子式电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内转子式电机，包括：定子和转子；转子包括形成转子主体的铁芯；与铁芯结合，传达动力的驱动轴；粘贴在铁芯的外围面，产生磁束的多个磁体；与磁体一体模塑的模塑部。有益效果是：通过将注塑物模塑在磁体上，使磁体与转子铁芯一体化，从而可以加强转子的强度，防止粘贴在转子铁芯的磁体脱落；将模塑部一体地模塑在转子上，省去轴衬，结构更加精密，组装电机更加方便；形成在模塑部的肋，在电机工作时可以更好地冷却电机内部产生的热。

Description

内转子式电机

技术领域

本发明涉及一种电机；特别是涉及一种可加强转子强度的内转子式电机。

背景技术

通常，电机是指把电能转换成机械能，得到动力的装置。这种电机通常可分为转子位于内部的内转子式电机，以及转子在外部旋转的外转子式电机。现以适用于磁体粘贴在转子外周的内转子式电机中的BLDC电机为例进行说明。

通常，BLDC电机(brushless DC motor)由2相、3相或4相电机绕线的定子以及以永磁体组成的，以及无整流子的转子组成，BLDC电机作为可变速驱动的电机得到广泛应用。

所述BLDC电机包括由产生旋转磁场的定子线圈，以及通过形成磁束通路让所述磁束顺畅形成磁路的定子磁芯构成的定子，以及由转子铁芯和永磁体构成的转子。

所述BLDC电机的驱动原理如下：向3相线圈构成的定子线圈通电产生旋转磁场，在所述旋转磁场与永磁体的磁束相互作用，转子按一定的方向旋转，产生转矩。

图1是现有技术的内转子式BLDC电机转子外观示意图。

如图1所示，对现有的内转子式BLDC电机转子结构进行说明。

转子包括传达旋转力的旋转轴1，压入所述旋转轴1与旋转轴一体旋转的转子铁芯2，粘贴在所述转子铁芯2外围面的磁体3，铁芯上下部固定槽4；所述磁体3以N、S极交替出现的方式排列；在内转子式电机的转子外部磁体3通过粘接剂粘贴在铁芯2的外周面；电机在所述转子的上部以及下部，额外地插入组装式轴衬，支撑所述转子，使转子在组装式轴衬和轴承的作用下在一定位置上旋转。

上述内转子电机存在以下缺点：磁体3通过粘接剂粘贴在转子的外周面，由于转子旋转时的离心力的作用，长期使用会出现所述磁体3从铁芯2分离的现象。另外，组装式轴衬如果未能插入到准确位置时，电机会出现振动以及噪音。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服已有技术的缺点，提供一种可加强磁体和铁芯的结合强度，改进轴衬结构的内转子式电机。

本发明所采用的技术方案是：一种内转子式电机，包括：定子和转子；所述转子包括形成转子主体的铁芯；与所述铁芯结合，传达动力的驱动轴；粘贴在所述铁芯的外围面，产生磁束的多个磁体；与所述磁体一体模塑的模塑部。

所述模塑部模塑在驱动轴上，位于铁芯的上下部使支撑驱动轴的轴承之间保持一定间隔。

所述模塑部模塑在磁体上的同时还模塑在驱动轴上。

一种内转子式电机，包括：定子和转子；所述转子包括形成转子主体的铁芯；与所述铁芯结合，传达动力的驱动轴；粘贴在所述铁芯的外围面，产生磁束的多个磁体；模塑在所述驱动轴并模塑在所述各磁体上的模塑部。

在所述驱动轴的模塑部上，以放射形状形成有与驱动轴平行的肋。

在所述铁芯上，形成有用于装放磁体的固定槽。

所述模塑部避开所述铁芯上下部固定槽的部位，与铁芯一体模塑。

所述模塑部在磁体的分界面上，形成有长度方向上的凸起

本发明的有益效果是：通过将注塑物模塑在磁体上，使磁体与转子铁芯一体化，从而可以加强转子的强度，防止粘贴在转子铁芯的磁体脱落；将模塑部一体地模塑在转子上，省去轴衬，结构更加精密，组装电机更加方便；形成在模塑部的肋，在电机工作时可以更好地冷却电机内部产生的热。

附图说明

图1是现有技术的内转子式电机转子结构示意图；

图2是本发明第1实施例的内转子式电机转子上部结构的示意图；

图3是本发明第1实施例的内转子式电机转子下部结构示意图；

图4是本发明第1实施例的内转子式电机转子结构横剖面示意图；

图5是本发明第2实施例的内转子式电机转子结构示意图；

图6是本发明第2实施例的内转子式电机转子结构横剖面示意图；

图7是本发明第3实施例的内转子式电机转子结构示意图；

图8是本发明第3实施例的内转子式电机转子结构横剖面示意图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明中，首先利用粘接剂把磁体粘接在铁芯上，为了让磁体维持粘接在转子铁芯的状态，磁体与铁芯一起适宜用注塑物模塑。作为注塑物使用粘性高的材料时，在熔解后干燥的过程中可以粘贴在磁体以及铁芯。另外，可以向熔解状态下的注塑物中添加粘接剂，可以更好地粘贴在磁体以及铁芯上。另外，所述注塑物可同时填充磁体的缝隙防止其晃动。

本发明的电机通过转子的形状制造与之相应的模具，替代现有技术中在铁芯和轴承之间插入轴衬的方式，采用一体模塑形成所需形状的方式。如果通过模塑形成所述轴衬时，作为轴衬材料使用熔点要低于转子各结构件的注塑物，以防止转子结构件产生变化。

下面，对本发明第1实施例的BLDC电机的结构进行说明。

所述BLDC电机由转子，在所述转子中形成旋转磁场的定子，支撑所述转子使之旋转的轴承，用于容纳所述转子、定子、轴承和形成电机外观的外壳组成。

图2是本发明第1实施例的内转子式电机转子上部结构的示意图；图3是本发明第1实施例的内转子式电机转子下部结构示意图；图4是本发明第1实施例的内转子式电机转子结构横剖面示意图。

如图2至图4所示，所述转子由铁芯20，铁芯上下部固定槽21，压入在所述铁芯20的驱动轴10，粘贴在所述铁芯20外围面的磁体30，一体模塑在所述铁芯20、磁体30和驱动轴10的模塑部50。

所述模塑部50由位于转子的上部、下部，顺着磁体30的上、下端形成覆盖磁体30的第1模塑部51；连接铁芯20和驱动轴10的第2模塑部52构成。如果所述磁体30的高度与铁芯20的高度相似，则所述第1模塑部51可采用把所述磁体30和铁芯20同时覆盖的形式。

所述第1模塑部51可以最小限度地使用注塑物，只覆盖磁体30上部、下部的结构。即使只覆盖磁体30的上端、下端，各个磁体30之间相互连接，即可使位于两旁的磁体30支撑位于中央的磁体30、承受其离心力的作用。

另外，所述第2模塑部52为了让转子与轴承40维持一定水平距离，以环抱驱动轴10的形状模塑为宜。这里，与所述第2模塑部52轴承40相邻的面具有水平结构，以使转子再旋转时可以维持水平状态。

所述第2模塑部52在插入转子一部分后、夹具中一直维持同一形状，因此与插入轴衬进行组装的情况相比，可以形成更准确的构造。

图5是本发明第2实施例的内转子式电机转子结构示意图；图6是本发明第2实施例的内转子式电机转子结构横剖面示意图。

现对本发明第2实施例的BLDC电机的转子结构进行说明。

如图5和图6，第1模塑部151不仅形成在磁体130的上端、下端，而且还顺着磁体130的分界面到铁芯120外周面为止，填充在磁体130之间的空间，可以提高磁体130粘贴在铁芯120上强度。另外，第2模塑部152具有与第1实施例相同的结构。

另外，第3模塑部153将所述第1模塑部151和第2模塑部152进行连接，将所述模塑部150形成为一体，这种结构有助于增加模塑部150的寿命，强力地固定磁体130。所述第1模塑部151以可与第3模塑部153连接的结构，涂装到露在铁芯上下端的磁体130内侧面为止。另外，当第3模塑部153不与第1模塑部151连接时，可以只加强第2模塑部152的强度。

所述第3模塑部153以放射形状形成在所述铁芯120的水平面上；所述第3模塑部153会避开用于磁体130充磁工序铁芯120上的固定槽121。

另外，在所述第2模塑部152或第3模塑部153上，在与驱动轴110平行的方向，形成有肋154；所述肋154在转子旋转时，类似风扇的翼、形成气流、冷却电机内部产生的热量。所述肋154以驱动轴110为基准，以放射状设置有数个。如图5所示，所述肋154可以形成在第2模塑部152到第3模塑部153上。

另外，所述肋154在形成气流的过程中，由于与空气之间的摩擦、会受到相反于旋转方向的阻力。因此，所述肋154的下部面积宽于上部面积为宜。另外，所述肋154最好形成有与所述肋154垂直的辅助肋，以便抵抗前述由于空气摩擦引起的阻力。

另外，所述第1模塑部151顺着磁体130之间的分界面，涂装在磁体130的外周面。这时，磁体顶面和底面的第1模塑部151得到连接，可以提高第1模塑部151的强度以及磁体130的固定效果。为了更加稳固地固定所述磁体130，在磁体130之间的间隙中也填充注塑物，防止磁体130的晃动。

另外，涂装在所述磁体130分界面的所述第1模塑部151的部分，按长度方向形成有凸起155，可加强第1模塑部151的强度。

本实施例中，第3模塑部153将第1模塑部151和第2模塑部152结合一体地形成在铁芯上。与第1实施例相比，本实施例的模塑部150的强度得到增强，并通过形成肋154、可以冷却电机产生的热。

图7是本发明第3实施例的内转子式电机转子结构示意图；图8是本发明第3实施例的内转子式电机转子结构横剖面示意图。

下面对本发明的第3实施例内转子式电机的转子结构进行说明。

如图7和图8所示，在转子的铁芯220上，从外周面突出地形成有挂接凸起221；在所述挂接凸起221的内侧，设有插入磁体230的槽222；所述挂接凸起221在粘贴磁体230时引导其粘贴位置，并用于固定磁体230。

所述挂接凸起221的下部位于磁体230的两侧末端为宜；所述磁体230的两侧末端槽222之间的距离与磁体230外周面的长度一致时，所述挂接凸起221可以准确地决定所述磁体230的固定位置。但是，由于所述磁体230的长度以及槽222的宽度定会发生误差，因此确保可在充磁过程中忽略的公差为宜。

所述挂接凸起221为了抵抗电机旋转时，按圆周方向作用于磁体230的离心力，形成有与驱动轴210垂直的部分；并为了抵抗按半径方向作用于磁体230的使磁体230脱离的力，所述挂接凸起221外部轮廓最好具有圆弧形状。

所述槽222的宽度大于磁体230侧面厚度为宜。虽然所述槽222的宽度最好与磁体230的侧面厚度一致，但由于所述铁芯220是金属材料、磁体230是铁氧体等硬质材料，因此，所述槽222小于磁体230厚度时将很难进行组装。

所述槽222平行于驱动轴210长度方向为宜。如果所述槽222具有曲线形状时，只在特定点与磁体230对接，而转子旋转时产生的旋转力只由所述特定点支撑。因此，以所述特定点为准，会产生要让转子230旋转的力。所述磁体230虽然通过粘接剂粘贴在铁芯的外周面上，但如果长期受到所述要让磁体230旋转的力时磁体可能会与转子铁芯分离。

如果所述槽222以与驱动轴210平行的结构竖直地形成，则所述槽222在整个长度范围内与磁体230的厚度接触，可以分散转子旋转时产生的离心力，所述磁体230从铁芯220分离的可能性会降低。

所述磁体230虽然可以在一个主体上交替地形成磁极，但是由于相异的磁极靠在一起时转矩脉动过大，因此为了降低转矩脉动，分割所述磁体230、各磁体230之间相隔一定间距，最好将数个磁体230粘贴在转子上。这时，所述磁体230之间的间距，由挂接凸起221约束。在现有技术下，磁体安装时每次都要决定各磁体230的位置以及各磁体230之间的间隔，本发明有效解决了磁体230的位置以及磁体之间的距离，只需通过形成在所述铁芯220的挂接凸起221即可固定。

所述磁体230，其外侧面的曲率半径R1最好小于内侧面的曲率半径R2。如图8所示，所述磁体230具有中央厚、左右薄的形状；所述磁体230的形状是有益于加强强度，如果磁体230的厚度均匀当受到冲击力时很容易断裂。因而，磁体230的厚度应保证越到左右末端越薄。在现有技术中如果说粘接的圆形磁体后转子呈现的电机转矩是矩形波，则本发明的电机转矩呈现正弦曲线，可以降低转矩脉动。

所述磁体230的材料最好选用钕(Nd)材料，所述钕作为磁体材料比铁氧体的磁性更强，可以提高电机的转矩，但其缺点是价格高。而使用钕材料作为磁体230时，可以提高电机效率，为降低制造费用本发明通过改变磁体形状，使磁体230的厚度在中央部分与现有技术相同，越靠近磁体两侧时越薄，从而达到降低费用的目的。

在转子铁芯220的外周面涂覆粘接剂，再将磁体230镶嵌在所述槽222中，使磁体230紧密接触在转子铁芯220上，以此将磁体230粘接在转子铁芯220上。在现有技术中各磁体粘贴在转子外围面后，为了防止所述各磁体上下、左右或向前方倾斜，需要通过夹具固定各个磁体，直到粘接剂硬化为止；但是在本发明中，只要将所述磁体230镶嵌在槽222内，即可防止磁体向左右或前方倾斜，只需要在磁体30的下端支撑磁体230的重量即可；从而可以容易地进行磁体230的粘贴作业。

本实施例可以与前述第1和第2实施例重复实行。

值得指出的是，本发明的保护范围并不局限于所述具体实例方式，根据本发明的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种内转子式电机，包括：定子和转子；其特征在于：所述转子包括形成转子主体的铁芯；与所述铁芯结合，传达动力的驱动轴；粘贴在所述铁芯的外围面，产生磁束的多个磁体；与所述磁体一体模塑的模塑部。

2.根据权利要求1所述的内转子式电机，其特征在于：所述模塑部模塑在驱动轴上，位于铁芯的上下部使支撑驱动轴的轴承之间保持一定间隔。

3.根据权利要求1所述的内转子式电机，其特征在于：所述模塑部模塑在磁体上的同时还模塑在驱动轴上。

4.一种内转子式电机，包括：定子和转子；其特征在于：所述转子包括形成转子主体的铁芯；与所述铁芯结合，传达动力的驱动轴；粘贴在所述铁芯的外围面，产生磁束的多个磁体；模塑在所述驱动轴并模塑在所述各磁体上的模塑部。

5.根据权利要求4所述的内转子式电机，其特征在于：在所述驱动轴的模塑部上，以放射形状形成有与驱动轴平行的肋。

6.根据权利要求4所述的内转子式电机，其特征在于：在所述铁芯上，形成有用于装放磁体的固定槽。

7.根据权利要求6所述的内转子式电机，其特征在于：所述模塑部避开所述铁芯上下部固定槽的部位，与铁芯一体模塑。

8.根据权利要求7所述的内转子式电机，其特征在于：所述模塑部在磁体的分界面上，形成有长度方向上的凸起。

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