CN105099041A - 无刷电机、无刷电机的外转子及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无刷电机及其外转子、制造方法。该外转子包括端盖(67)，固定到端盖(67)转动中心的中心轴(61)，以及环状的转子铁芯(63)。转子铁芯(63)连接有若干连接杆件(64)，所述连接杆件(64)的一端沿转子铁芯的轴向伸出所述转子铁芯。端盖(67)以嵌件成型的方式与若干杆件(64)的伸出端固定在一起，端盖(67)的外径小于或等于转子铁芯(63)的外径。本发明通过连接杆件实现端盖与转子铁芯的固定连接，端盖可以不包覆转子铁芯的外周表面，从而减小了电机端盖的外径尺寸。

Description

无刷电机、无刷电机的外转子及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及电机领域，具体地，涉及一种无刷电机、可用于无刷电机的转子及其制造方法。

【背景技术】

现有的一种无刷电机采用外转子、内定子的配置。外转子包括环形的转子铁芯、扣装到转子铁芯外表面的端盖、固定到端盖中心的中心轴等。现有的该种无刷电机机械装配工序多，且具有电机体积大、功率密度小的缺点。

因此，亟需一种减小无刷电机的体积、提高功率密度的技术方案。

【发明内容】

本发明的一个目的是减小无刷电机的体积，尤其是端盖的外径尺寸。

为此，本发明第一方面，提供一种无刷电机的外转子，包括：端盖；固定到所述端盖转动中心的中心轴；环形的转子铁芯，所述转子铁芯的一端与所述端盖连接；还包括若干沿转子铁芯轴向延伸的连接杆件，所述杆件的第一端与所述转子铁芯连接，第二端凸出于所述转子铁芯。其中，所述端盖以嵌件成型的方式与所述若干连接杆件的第二端及所述中心轴固定连接。

作为一种优选方案，所述若干连接杆件的第二端设有卡位用于加强连接杆件与端盖之间的连接。

作为一种优选方案，所述外转子还包括若干块沿转子周向分布的永磁体，所述永磁体贴设于环形转子铁芯的内表面。

作为一种优选方案，所述端盖包括底壁、侧壁及连接底壁和侧壁并与底壁和侧壁一体成型的若干扇叶，所述若干扇叶环绕在所述中心轴周围；相邻扇叶之间形成若干通风口以便扇叶旋转产生的气流进入转子内部。

作为一种优选方案，所述转子铁芯由若干铁芯片沿着转子的轴向叠加而成，每个铁芯片预设有连接孔；所述连接杆件经由所述连接孔贯穿所述转子铁芯，所述连接杆件的第一端设有杆帽，第二端凸出于所述转子铁芯。

作为一种优选方案，所述端盖的外径小于或等于所述转子铁芯的外径。

本发明第二方面提供一种无刷电机，包括内定子以及本发明第一方面提供的外转子，所述内定子包括基座和固定到基座的定子铁芯，所述基座安装有轴承用于支撑所述外转子的中心轴，所述定子铁芯至少部分地被所述转子铁芯环绕。

本发明的第三方面提供一种制造无刷电机的外转子的方法，包括以下步骤：提供带有若干连接杆件的转子铁芯，所述若干连接杆件的第一端与转子铁芯连接，第二端沿转子铁芯的轴向凸出于所述铁芯；将一中心轴、所述带有连接杆件的转子铁芯安装到模具，并使所述中心轴位于所述转子铁芯的转动中心；注塑成型一端盖，并使所述端盖以嵌件成型的方式与所述若干连接杆件的第二端及所述中心轴固定在一起。

作为一种优选方案，在注塑成型端盖之后，将若干块永磁体安装到所述转子铁芯的内壁。

作为一种优选方案，注塑成型端盖时，还包括形成端盖的环状侧壁、与所述环状侧壁的一端一体成型的底板、与所述底板一体成型并绕着所述中心轴排列的若干扇叶、以及形成于所述环形侧壁的与所述扇叶配合的若干通风口。

本发明通过连接杆件实现端盖与转子铁芯的固定连接，端盖可以不包覆转子铁芯的外周表面，从而减小了电机端盖的外径尺寸。此外，通过注塑成型端盖，减少了机械装配的工序，提高了生产效率。

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

【附图说明】

图1是本发明一个实施例提供的无刷电机的示意图；

图2是图1所示无刷电机的内定子的示意图；

图3是图2所示内定子的基座的示意图；

图4是图1所示无刷电机的外转子的示意图；

图5是图4所示外转子的纵剖面示意图；

图6是图4所示外转子的端盖的示意图；以及

图7是本发明一个实施例制造电机外转子的流程图。

【具体实施方式】

下面将以一种无刷电机为例对本发明进行说明。该无刷电机包括外转子和内定子。

参考图1，本实施例提供的无刷电机20包括内定子40和外转子60，外转子60可转动地套装到内定子40外，外转子的中心轴61沿着内定子40的中心轴线穿过内定子40。

参考图2和图3，内定子40包括基座41、固定到基座的定子铁芯、绕制到定子铁芯的齿47的定子绕组48、安装到基座41或者定子铁芯线架上的电路板49等。其中，基座41包括中空的轴套42和位于轴套42一端的安装座43，安装座43具有三个安装臂向外伸出，每个安装臂的外端设有安装孔44，可通过螺钉或者螺杆等紧固件穿过安装孔44从而将基座41及内定子固定安装到需要的位置。轴套42内可安装轴承，以便于可转动地支撑外转子的中心轴61。

参考图4，外转子60包括环状的转子铁芯63、固定到转子铁芯63一端的端盖67、固定到端盖67转动中心的中心轴61、安装到转子铁芯63内壁的永磁体66等，所述永磁体66与定子铁芯的齿47相对并间隔一定距离以便转子可相对定子旋转。转子铁芯63由若干铁芯片沿着电机的轴向堆叠而成，若干沿轴向延伸的连接杆件64穿过预设于铁芯片的连接孔用于将该若干铁芯片固定在一起，连接杆件64的第一端(远端盖67的一端)具有杆帽，可用于防止铁芯片脱离连接杆件，第二端(近端盖67的一端)穿过转子铁芯用于与端盖67固定。转子铁芯63的径向壁厚大于连接杆件64的外径。本实施中，转子铁芯63远离端盖67的一端设加固环68与杆帽配合。可以理解地，所述加固环68可以省略。

优选地，转子铁芯63的外表面，具有若干凸起的凸肋632，可用于增加转子铁芯63的散热面积。另外，转子铁芯63的外表面还设有若干定位面634，在通过嵌件成型的方式成形端盖67时用于与模具上的导轨配合，从而起到定位的作用。

可以理解地，上述转子铁芯63也可以是非叠片式，如转子铁芯63为一由导磁材料制成的圆筒，圆筒的一端设固定孔。连接杆件64的第一端以紧配的方式固定于所述固定孔内，第二端沿转子的轴向伸出固定孔外用于与端盖固定。可以理解地，连接杆件64也可以一体成型于圆筒的一端。

参考图5，环形铁芯63包括沿转子轴向堆叠的若干铁芯片、沿转子轴向贯穿铁芯片的若干连接杆件64。该若干连接杆件64的第二端(近端盖67的一端)伸出转子铁芯63外，并嵌入到端盖67。本实施例中，端盖67以嵌件成型(over-molding)的方式与连接杆件64的第二端及环形铁芯63的端部固定在一起，端盖67的外径小于或等于转子铁芯63的外径(此处转子铁芯的外径是指转子铁芯的最大外径)。优选地，端盖67的外周表面与转子铁芯63的外表面(凸肋632延伸起始表面，也即定位面634所在的圆周面)基本平齐或稍微靠里。

传统的外转子电机中，外转子的端盖通过包裹转子铁芯的外表面的方式安装到转子铁芯，即，端盖的外径显著大于外转子铁芯的外径。本实施例中，因为端盖67的外径小于或等于转子铁芯63的外径，因此，在电机外径尺寸相同的情况下，转子铁芯的外径可以更大，从而提高了电机的功率。

优选地，连接杆件64的第二端设有卡位，例如凸位和/或凹位，用于加强连接杆件64与端盖67的连接。本实施例中，杆件64的第二端与端盖67相接的外表面设有凹位65，从而在第二端形成一外径缩小的颈部，颈部外表面相应地形成卡槽，可用于加强连接杆件64与端盖67之间的连接。在一种替换方案中，连接杆件64的第二端设有凹槽以及安装到凹槽里面的项圈，用于增强杆件64与端盖67之间的连接。

参考图6，端盖67包括圆形的底板672以及从底板672边缘伸出的环形侧壁674。底板672与侧壁674的交汇处附近形成若干开口676，每个开口内一体成型有若干扇叶678。优选地，所述若干开口676沿着底板672的周向均匀地分布，扇叶678环绕在中心轴61周围。端盖67的环状侧壁674的第一端(近转子铁芯的一端)与连接杆件64的第二端固定连接，连接杆件64的第二端埋入端盖67侧壁674内。侧壁674的第二端与底板672连接，底板672与中心轴61亦固定连接。底板672、环形侧壁674及所述扇叶678由同一材料通过嵌件成型的方式一体成形于定子铁芯63及中心轴61的端部。

内定子可通过安装到基座41的轴承来可转动地支撑外转子的中心轴61。端盖67的开口676与定子绕组轴向相对。电机运行时，扇叶678随着转子铁芯63及转轴61转动，从而形成气流帮助电机散热。优选地，该扇叶678为离心式扇叶，产生的气流从靠近电路板49的一端进入电机内部，并吹向定子绕组等，最后从端盖67的开口676排出，从而帮助电机内部散热。气流在流经电路板49时，亦可帮助电路板49上的电子元件散热。

参考图7，本发明的外转子的制造方法包括以下步骤：

步骤S101，提供带连接杆件的转子铁芯；具体地，连接杆件一端与转子铁芯固定连接，另一端沿转子铁芯的轴向伸出转子铁芯。本发明的一个实施例中，将若干带通孔的铁芯片堆叠成转子铁芯，将若干具有杆帽的连接杆件沿轴向贯穿铁芯片的相应通孔，且若干连接杆件的另一端凸出于铁芯片。本发明的另一个实施例中，转子铁芯为非叠片式，例如转子铁芯为一由导磁材料制成的圆筒，圆筒的一端设固定孔。连接杆件的一端固定于所述固定孔内，另一端沿转子铁芯的轴向伸出固定孔外。本发明的再一个实施例中，连接杆件也可以一体成型于圆筒的一端。

步骤S103中，将中心轴、带连接杆件的转子铁芯安装到模具，并使中心轴位于转子铁芯的转动中心。

步骤S105中，注塑成型端盖，使端盖与若干连接杆件的伸出端、中心轴固定在一起；优选地，端盖的外径小于或等于转子铁芯的外径。

在注塑成型端盖之后，再将若干块永磁体固定安装到转子铁芯的内壁。本发明实施例中，所述永磁体以粘胶的方式固定安装到转子铁芯的内壁，当然，也可以使用其他的固定方式。

进一步地，步骤S105种，注塑成型端盖时，还包括形成端盖的环状侧壁、与环状侧壁的一端固定连接的底板、与底板一体成型并绕着中心轴排列的若干扇叶、以及形成于环形侧壁与底板连接处并与扇叶配合的若干通风口。

应当意识到，外转子制作好之后，将其装配到如图2所述的内转子就完成了电机的制造过程。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无刷电机的外转子，包括：

端盖；

固定到所述端盖转动中心的中心轴；以及

环形的转子铁芯，所述转子铁芯的一端与所述端盖连接；

其特征在于：所述外转子还包括若干沿转子铁芯轴向延伸的连接杆件，所述连接杆件的第一端与所述转子铁芯固定连接，第二端凸出于所述转子铁芯；

所述端盖以嵌件成型的方式与所述若干连接杆件的第二端及所述中心轴固定连接。

2.如权利要求1所述的外转子，其特征在于，所述若干连接杆件的第二端设有卡位用于加强连接杆件与端盖之间的连接。

3.如权利要求1所述的外转子，其特征在于，所述外转子还包括若干块沿转子周向分布的永磁体，所述永磁体贴设于环形转子铁芯的内表面。

4.如权利要求1所述的外转子，其特征在于，所述端盖包括底壁、侧壁及连接底壁和侧壁并与底壁和侧壁一体成型的若干扇叶，所述若干扇叶环绕在所述中心轴周围；相邻扇叶之间形成若干通风口以便扇叶旋转产生的气流进入转子内部。

5.如权利要求1所述的外转子，其特征在于，所述转子铁芯由若干铁芯片沿着转子的轴向堆叠而成，每个铁芯片预设有连接孔；所述连接杆件经由所述连接孔贯穿所述转子铁芯，所述连接杆件的第一端设有杆帽，第二端凸出于所述转子铁芯。

6.如权利要求1所述的外转子，其特征在于，所述端盖的外径小于或等于所述转子铁芯的外径。

7.一种无刷电机，包括内定子以及如权利要求1至6中任意一项所述的外转子，所述内定子包括基座和固定到基座的定子铁芯，所述基座安装有轴承用于支撑所述外转子的中心轴，所述定子铁芯至少部分地被所述转子铁芯环绕。

8.一种制造无刷电机的外转子的方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供带有若干连接杆件的转子铁芯，所述若干连接杆件的第一端与转子铁芯连接，第二端沿转子铁芯的轴向凸出于所述铁芯；

将一中心轴、所述带有连接杆件的转子铁芯安装到模具，并使所述中心轴位于所述转子铁芯的转动中心；

注塑成型一端盖，并使所述端盖以嵌件成型的方式与所述若干连接杆件的第二端、所述中心轴固定在一起。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：在注塑成型端盖之后，将若干块永磁体安装到所述转子铁芯的内壁。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，注塑成型端盖时，还包括形成端盖的环状侧壁、与所述环状侧壁的一端一体成型的底板、与所述底板一体成型并绕着所述中心轴排列的若干扇叶、以及形成于所述环形侧壁的与所述扇叶配合的若干通风口。