CN105262265B - 一种无刷直流电机外转子机壳及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无刷直流电机外转子机壳及其制作工艺。本发明的技术方案是：该机壳由外壳、永磁铁块和螺旋桨轴杆组成；所述外壳包括筒形主体、轴承固定端和条幅，所述筒形主体为圆筒形结构，所述轴承固定端为内腔有凹槽的圆筒形结构，所述筒形主体上端与条幅一端作固定连接，所述条幅另一端与轴承固定端作固定连接，所述轴承固定端的中轴线与筒形主体的中轴线重合，条幅以轴承固定端的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅与筒形主体的连接处为直角；所述永磁铁块呈轴向分布设置在筒形主体的筒壁上；所述螺旋桨轴杆与轴承固定端作可转动连接。本发明制造成本低，机壳结构稳固，使用效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种无刷直流电机外转子机壳及其制作工艺。
背景技术
随着无人机市场的爆发式增长，越来越多企业加入到无人机行业，特别是多旋翼无人机的相关行业中。目前从无人机的生产上看，无人机行业已细分出多个分支领域，其中包括无人机方案设计、外形模具腔(设计、开模、注模)、飞控板、遥控器、图传系统、电调系统、无刷直流电机、摄像云台等。其中旋翼无人机的无刷直流电机由于需求量大，已成各个电机生产厂家新的利润增长源，从目前无刷直流电机的设计上看，其外壳均为金属结构，其外转子与定子绕组属于分离设计，外转子机壳在加工上一般采用数控加工中心制造或采用铸造一次成型工艺，不仅成本较高，且重量较重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制造成本低，机壳结构稳固，使用效果良好的无刷直流电机外转子机壳及其制作工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述机壳由外壳、若干永磁铁块和螺旋桨轴杆组成；所述外壳包括筒形主体、轴承固定端和若干条幅，所述筒形主体为圆筒形结构，所述轴承固定端为内腔有凹槽的圆筒形结构，所述筒形主体上端与条幅一端作固定连接，所述条幅另一端与轴承固定端作固定连接，所述轴承固定端的中轴线与筒形主体的中轴线重合，条幅以轴承固定端的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅与筒形主体的连接处为直角；所述永磁铁块呈轴向均匀分布设置在筒形主体的筒壁上；所述螺旋桨轴杆与轴承固定端作可转动连接。
采用该技术方案的机壳的筒形主体为圆筒形结构，可以保证其结构的稳固，而且能最大程度地包覆在转子上，可以达到最佳的效果，而轴承固定端通过条幅与筒形主体连接，轴承固定端与螺旋桨轴杆连接，可为螺旋桨轴杆提供支撑点，而条幅以轴承固定端的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅与筒形主体的连接处为直角，一方面逐渐扩大的条幅可以增强与筒形主体连接的稳固性，还能减少材料的使用，而且直角的设计更能达到稳固的目的。
作为本发明的改进技术方案：
所述螺旋桨轴杆包括转子轴和轴承，所述转子轴上端为螺纹杆，转子轴下端为轴杆，所述轴承装套在螺纹杆和轴杆连接处，轴承与轴承固定端的凹槽配合，所述轴杆伸进筒形主体内腔。
将螺旋桨轴杆进行细分，下端的轴杆用于装套转子，而上端的螺纹杆用于向外传输动力，轴承与轴承固定端的配合可以减少摩擦力，提高其使用效果。
作为本发明的改进技术方案：
设置的永磁铁块，可以在最大程度上保证该机壳的有效作用在转子上；设置的条幅，可以在最大程度上保证该机壳的稳固性，而且均匀分布更可以达到最佳均衡状态。
作为本发明的改进技术方案：
所述外壳和条幅采用聚苯硫醚进行一体成型注塑而成。
聚苯硫醚含有的填充物为30％玻璃纤维增强材料，不仅能阻燃额定火焰，还能耐冲击，使用在外壳和条幅上，一方面可以最大程度地减轻重量，而且能保证其使用的稳固性。
作为本发明的永磁铁块设置改进技术方案：
所述筒壁内壁设有与永磁铁块相适配的凹槽，所述永磁铁块贴合在凹槽上。
将永磁铁块的设置做进一步的改进，将永磁铁块贴在筒壁内腔上，而且此时一体成型的筒形主体的壁厚为1mm，保证使用效果的基础上还保证了其结构的稳固。
作为本发明的永磁铁块设置改进技术方案：
所述永磁铁块设置在筒形主体的筒壁内部，且永磁铁块与筒壁内腔距离为0.2-0.5mm。
将永磁铁块的设置做进一步的改进，将永磁铁块设置在筒壁内部，永磁铁块与筒壁内腔距离可以有两种厚度，分别为0.2mm或0.5mm，厚度的不同可以使得最终的使用效果有差异，厚度区间亦可以选择为0.2-0.5mm，适用于不同的使用情况。
作为本发明的永磁铁块设置改进技术方案：
所述外壳还包括圆环固定圈，所述永磁铁块通过圆环固定圈镶嵌在筒形主体的筒壁上。
将永磁铁块的设置做进一步的改进，永磁铁块与筒壁进行镶嵌，用圆环固定圈定位好永磁铁块，然后再进行一体成型注塑，永磁铁块不与圆环固定圈接触的一端外露在筒壁外部。
必要时，可将永磁铁块采用外露工艺。
本发明的制作工艺如下：
一种无刷直流电机外转子机壳制作工艺，其特征是按以下步骤进行：
a、制作与如上所述筒形主体、条幅相适配的模具腔；
b、将螺旋桨轴杆插入到模具腔中；
c、模具腔上条幅对应的位置上设置有模具腔注塑点，永永磁铁块均匀分布且与模具腔内壁相抵靠，通过15.7CM3/sec注射量，将塑胶注塑到模具腔中，经冷却后开启模具腔完成。
螺旋桨轴杆采用金属制造，不需进行注塑，模具腔与上述筒形主体和条幅形状相适配。
作为本发明的永磁铁块设置位置的改进技术方案：
所述永磁铁块与模具腔内壁0-0.5mm，注塑时间为0.5536-0.6318秒。
当永磁铁块与模具腔内腔内壁贴合时，是先通过注塑成型后再将永磁铁块贴合在模具腔内腔内壁上，此时的注塑时间为0.5536秒；当永磁铁块与模具腔内腔内壁嵌入时，永磁铁块与筒壁内腔距离为0.2mm或0.5mm，距离为0.2mm时，注塑时间为0.6049秒，距离为0.5mm时，注塑时间为0.6318秒。
作为本发明的永磁铁块设置位置的改进技术方案：
所述永磁铁块固定在圆环固定圈上，并将他们放置在模具腔内腔，沿着注塑方向为圆环固定环、永磁铁块，注塑时间为0.5762秒。
所述塑胶采用DURAFIDE牌的1130T6聚苯硫醚。
采用上述发明后，本发明有益效果为：
用塑胶材料替代金属材料，完成筒形主体的设计及铸造工艺流程，其产品的各项指标均能达到外转子无刷直流电机的各项动态特征要求，同时具有强度高、耐高温、重量轻，成本低，成型加工快等许多优点。
采用该技术方案的机壳的筒形主体为圆筒形结构，可以保证其结构的稳固，而且能最大程度地包覆在转子上，可以达到最佳的效果，而轴承固定端通过条幅与筒形主体连接，轴承固定端与螺旋桨轴杆连接，可为螺旋桨轴杆提供支撑点，而条幅以轴承固定端的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅与筒形主体的连接处为直角，一方面逐渐扩大的条幅可以增强与筒形主体连接的稳固性，还能减少材料的使用，而且直角的设计更能达到稳固的目的。
附图说明
图1是本发明无刷直流电机外转子机壳的结构示意图；
图2是本发明无刷直流电机外转子机壳的实施例二永磁铁块与筒壁内腔距离为0.2mm示意图；
图3是本发明无刷直流电机外转子机壳的实施例二永磁铁块与筒壁内腔距离为0.5mm示意图；
图4是本发明无刷直流电机外转子机壳的实施例三永磁铁块镶嵌在圆环固定圈上示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，一种无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述机壳由外壳1、永磁铁块2和螺旋桨轴杆3组成；所述外壳1包括筒形主体11、轴承固定端12和条幅13，所述筒形主体11为圆筒形结构，所述轴承固定端12为内腔有凹槽121的圆筒形结构，所述筒形主体11上端与条幅13一端作固定连接，所述条幅13另一端与轴承固定端12作固定连接，所述轴承固定端12的中轴线与筒形主体11的中轴线重合，条幅13以轴承固定端12的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅13与筒形主体11的连接处为直角；所述永磁铁块2呈轴向分布设置在筒形主体11的筒壁111上；所述螺旋桨轴杆3与轴承固定端12作可转动连接。
上述螺旋桨轴杆3包括转子轴31和轴承32，所述转子轴31上端为螺纹杆311，转子轴31下端为轴杆312，所述轴承32装套在螺纹杆311和轴杆312连接处，轴承32与轴承固定端12的凹槽121配合，所述轴杆312伸进筒形主体11内腔。
上述筒形主体11的筒壁111上均匀分布有若干永磁铁块2，所述永磁铁块成对设置。
上述轴承固定端12的中轴线为中心径向均匀分布有若干条幅13。
上述外壳1和条幅13采用聚苯硫醚进行一体成型注塑而成。
上述永磁铁块2设置在筒形主体11的筒壁111内腔上，且筒壁111壁厚为1mm。
上述永磁铁块2设置在筒形主体11的筒壁111内部，且永磁铁块2与筒壁111内腔距离为0.2-0.5mm。
上述外壳1还包括圆环固定圈4，所述永磁铁块2通过圆环固定圈4镶嵌在筒形主体11的筒壁111上。
采用该技术方案的机壳的筒形主体11为圆筒形结构，可以保证其结构的稳固，而且能最大程度地包覆在转子上，可以达到最佳的效果，而轴承固定端12通过条幅13与筒形主体11连接，轴承固定端12与螺旋桨轴杆3连接，可为螺旋桨轴杆3提供支撑点，而条幅13以轴承固定端12的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅13与筒形主体11的连接处为直角，一方面逐渐扩大的条幅13可以增强与筒形主体11连接的稳固性，还能减少材料的使用，而且直角的设计更能达到稳固的目的。
将螺旋桨轴杆3进行细分，下端的轴杆312用于装套转子，而上端的螺纹杆311用于向外传输动力，轴承32与轴承固定端12的配合可以减少摩擦力，提高其使用效果。
设置的永磁铁块2，可以在最大程度上保证该机壳的有效作用在转子上，而且均匀分布更可以达到最佳均衡状态。
设置的条幅13，可以在最大程度上保证该机壳的稳固性，而且均匀分布更可以达到最佳均衡状态。
聚苯硫醚含有的填充物为30％玻璃纤维增强材料，不仅能阻燃额定火焰，还能耐冲击，使用在外壳1和条幅13上，一方面可以最大程度地减轻重量，而且能保证其使用的稳固性。
实施例一：
如图1所示，其他结构如上所述，将永磁铁块2的设置做进一步的改进，将永磁铁块2贴在筒壁111内腔上，所述筒壁内壁设有与永磁铁块相适配的凹槽，所述永磁铁块贴合在凹槽上，此时一体成型的筒形主体11的壁厚为1mm，保证使用效果的基础上还保证了其结构的稳固。
实施例二：
其他结构如上所述，将永磁铁块2的设置做进一步的改进，将永磁铁块2设置在筒壁111内部，永磁铁块2与筒壁111内腔距离可以有两种厚度，如图2所示，厚度为0.2mm，如图3所示，厚度为0.5mm，厚度的不同可以使得最终的使用效果有差异，厚度区间亦可以选择为0.2-0.5mm，适用于不同的使用情况。
实施例三：
如图4所示，其他结构如上所述，将永磁铁块2的设置做进一步的改进，永磁铁块2与筒壁111进行镶嵌，用圆环固定圈4定位好永磁铁块2，然后再进行一体成型注塑，永磁铁块2不与圆环固定圈4接触的一端外露在筒壁111外部。
必要时，可将永磁铁块2采用外露工艺。
一种无刷直流电机外转子机壳制作工艺，其特征是按以下步骤进行：
a、制作与如权1所述筒形主体11、条幅13相适配的模具腔；
b、将螺旋桨轴杆3插入到模具腔中；
c、模具腔上条幅对应的位置上设置有模具腔注塑点，永磁铁块均匀分布且与模具腔内壁相抵靠，将塑胶注塑到模具腔中，经冷却后开启模具腔完成。
作为本发明的永磁铁块设置位置的改进技术方案：
所述永磁铁块2与模具腔内腔内壁贴合/嵌入，距离为0.2-0.5mm。
当永磁铁块2与模具腔内腔内壁贴合时，是先通过注塑成型后再将永磁铁块2贴合在模具腔内腔内壁上，此时的注塑时间为0.5536秒；当永磁铁块2与模具腔内腔内壁嵌入时，永磁铁块2与筒壁内腔距离为0.2mm或0.5mm。
作为本发明的永磁铁块设置位置的改进技术方案：
所述永磁铁块2固定在圆环固定圈4上，并将他们放置在模具腔内腔，沿着注塑方向为圆环固定环4、永磁铁块2，注塑时间为0.5762秒。
使用该发明注塑参数：
| DURAFIDE-1130T6 | |
| 模具腔温度 | 150℃ |
| 树脂温度 | 320 |
| 注射量 | 15.7CM3/sec |
| 保压压力 | 60MPa×10sec |
| 冷却时间 | 10sec |
使用该发明注塑三种实施例的参数：
以上具体实施方式的内容仅为本发明的优选实施例，上述优选实施例并非用来限定本发明的实施范围；凡是依照本发明其权利要求的保护范围所做出的各种等同变换，均被本发明其权利要求的保护范围所覆盖。
Claims (10)
1.一种无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述机壳由外壳、若干永磁铁块和螺旋桨轴杆组成；所述外壳包括筒形主体、轴承固定端和若干条幅，所述筒形主体为圆筒形结构，所述轴承固定端为内腔有凹槽的圆筒形结构，所述筒形主体上端与条幅一端作固定连接，所述条幅另一端与轴承固定端作固定连接，所述若干条幅以轴承固定端的中轴线为中心径向均匀分布；所述轴承固定端的中轴线与筒形主体的中轴线重合，条幅以轴承固定端的中轴线为中心沿径向由内向外扩大，条幅与筒形主体的连接处为直角；所述永磁铁块呈轴向均匀分布设置在筒形主体的筒壁上；所述螺旋桨轴杆与轴承固定端作可转动连接。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述螺旋桨轴杆包括转子轴和轴承，所述转子轴上端为螺纹杆，转子轴下端为轴杆，所述轴承装套在螺纹杆和轴杆连接处，轴承与轴承固定端的凹槽配合，所述轴杆伸进筒形主体内腔。
3.根据权利要求1所述的无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述外壳和条幅采用聚苯硫醚进行一体成型注塑而成。
4.根据权利要求1所述的无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述筒壁内壁设有与永磁铁块相适配的凹槽，所述永磁铁块贴合在凹槽上。
5.根据权利要求1所述的无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述永磁铁块设置在筒形主体的筒壁内部，且永磁铁块与筒壁内腔距离为0.2-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的无刷直流电机外转子机壳，其特征在于：所述外壳还包括圆环固定圈，所述永磁铁块通过圆环固定圈镶嵌在筒形主体的筒壁上。
7.一种无刷直流电机外转子机壳制作工艺，其特征是按以下步骤进行：
a、制作与如权利要求1所述筒形主体、条幅相适配的模具腔；
b、将螺旋桨轴杆插入到模具腔中；
c、模具腔上条幅对应的位置上设置有模具腔注塑点，永磁铁块均匀分布且与模具腔内壁相抵靠，将塑胶注塑到模具腔中，经冷却后开启模具腔完成。
8.根据权利要求7所述的无刷直流电机外转子机壳制作工艺，其特征在于：所述c步骤中永磁铁块与模具腔距离为0-0.5mm。
9.根据权利要求7所述的无刷直流电机外转子机壳制作工艺，其特征在于：所述c步骤中，永磁铁块先固定在圆环固定圈上，再进行注塑。
10.根据权利要求7所述工艺，其特征在于，所述塑胶采用聚苯硫醚。
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