CN105406623B - 一种电机动子结构、动子结构制造方法及直线电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电机动子结构，包括注塑体和磁钢，所述磁钢嵌入所述注塑体内，两者通过一体化注塑成型形成一个整体。本发明提供的电机动子结构，动子由永久磁铁和注塑材料组成，它利用注塑成型工艺将磁钢包覆在注塑体内成为动子整体结构，从而保证了动子运行中的可靠性和充磁的饱和程度。在动子磁钢周边开槽，注塑材料填充到槽里，减小动子壁厚，减小气隙。且注塑工艺，采用模具生产，提高生产效率，易加工，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机动子结构、动子结构制造方法及直线电机。
背景技术
现有动子结构，采用的是先注塑结构支撑架，再粘贴磁钢，用网罩粘贴磁钢表面，形成动子结构。
现有结构依靠胶粘剂进行粘贴，导致工艺复杂，不易保证表面尺寸及圆度。胶粘剂在电机长期中会老化强度变差，且电机高速运转，在离心力作用下，如粘贴不牢，易发生磁钢脱离故障。动子结构强度不足问题，制约了直线压缩机在制冷设备领域的应用。
现有结构用胶水将磁钢粘贴，操作烦琐，凝固时间长，由于磁钢磁力作用，发生碰撞易损坏磁钢。
现有结构动子与内外定子间有注塑包覆的材料，厚度不易保证，注塑困难，气隙较大，在一定励磁电流下，电磁损耗较大，电磁力减弱。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机动子结构、动子结构制造方法及直线电机，以解决现有技术中的技术问题。
根据本发明的第一方面，提供一种电机动子结构，包括注塑体和磁钢，所述磁钢嵌入所述注塑体内，两者通过一体化注塑成型形成一个整体，所述磁钢的表面上设置有凹槽，所述凹槽设置在所述磁钢的两个圆弧面及位于第一圆弧面和第二圆弧面之间的侧面上，所述注塑体设置有嵌入所述凹槽的骨架。
优选地，所述磁钢设置有多个，所述注塑体设置有形成在相邻两个磁钢之间的空隙内的加强筋。
优选地，所述加强筋的横截面为三角形。
优选地，所述磁钢的第一端及与其相对的第二端均被所述注塑体包覆。
优选地，所述注塑体沿径向方向的壁厚与所述磁钢在径向方向上的厚度相同。
优选地，在所述注塑体的侧壁及端面上设置有通风减重孔。
优选地，所述注塑体的端面上设置有安装定位孔与连接孔。
优选地，所述磁钢的第一端面上设置有定位孔。
根据本发明的第二方面，提供一种上述电机动子结构的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：把磁钢加工成内径与外径为同心圆的圆弧形；
步骤二：在所述磁钢的表面开设凹槽和定位孔；
步骤三：在模具中放置定位销，将磁钢放入模具中并使所述定位销位于所述磁钢上的定位孔内；
步骤四：调整注塑参数进行注塑；
步骤五：注塑成型后对所述磁钢进行充磁。
优选地，所述凹槽沿所述磁钢圆弧面轴向贯穿所述磁钢表面。
优选地，所述定位孔设置在所述磁钢圆弧面轴向上的端面上。
根据本发明的第三方面，提供一种直线电机，设置有上述电机动子结构。
本发明提供的电机动子结构，动子由永久磁铁和注塑材料组成，它利用注塑成型工艺将磁钢包覆在注塑体内成为动子整体结构，从而保证了动子运行中的可靠性和充磁的饱和程度。在动子磁钢周边开槽，注塑材料填充到槽里，减小动子壁厚，减小气隙。且注塑工艺，采用模具生产，提高生产效率约30％，易加工，降低生产成本。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为本发明电机动子结构示意图；
图2为本发明电机动子结构轴向剖视示意图；
图3为本发明电机动子结构第一端面示意图；
图4为磁钢结构示意图；
图5为本发明电机动子结构设置有磁钢部位的径向截面示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
如图1、2、3所示，本发明提供的电机动子结构包括注塑体1和磁钢2，所述磁钢2嵌入到所述注塑体1内，两者形成一个整体，且所述磁钢2位于所述注塑体1的一端。所述注塑体1的注塑材料可根据动子结构使用环境、传力大小、注塑工艺、粘接性能及装备选用聚酰胺、聚氨脂、聚脂、环氧树脂等塑料材料或增强塑料材料。
如图4所示，所述磁钢2主体为圆弧形，包括第一圆弧面21和第二圆弧面22，所述第一圆弧面21和第二圆弧面22所在圆为同心圆，以保证所述磁钢2在圆周方向上实现磁场圆周磁力的均匀分布，提高电机运行时动子的径向受力平衡。所述磁钢2上设置有凹槽23和定位孔24，所述凹槽23沿所述磁钢2的第一圆弧面21和第二圆弧面22的轴向方向设置在所述磁钢2表面，优选地，所述凹槽23设置在所述磁钢2的两个圆弧面及位于第一圆弧面21和第二圆弧面22之间的侧面上，且所述凹槽23沿所述磁钢2第一圆弧面21和第二圆弧面22轴向方向完全贯穿。所述定位孔24设置在沿所述磁钢2的第一圆弧面21和第二圆弧面22的轴向方向上的第一端面上，且所述定位孔24优选为盲孔，所述定位孔24优选设置有两个或多个。
本发明提供的电机动子结构的注塑模具(图中未示出)中安放定位销，所述定位销的数量根据所需所述磁钢2的数量及受力位置确定，与所述磁钢2上的定位孔24配合对所述磁钢2在轴向及径向上进行定位。注塑时使所述定位销的端部位于所述磁钢2上的定位孔24中，注塑成型后所述注塑体1可以将所述磁钢2的第一端及与其相对的第二端包覆。优选地，所述定位销的长度大于所述定位孔24的深度，使所述磁钢2放到所述注塑模具内后其第一端距所述注塑模具一定距离。
如图1、5所示，注塑成型后，所述注塑体1上有嵌入所述磁钢2上的凹槽23内的骨架16和位于相邻所述磁钢2之间的空隙内的加强筋17，且所述加强筋17的横截面为三角形，进一步加强了所述磁钢2与注塑体1结合的可靠度，避免所述磁钢2脱落。
如图1所示，所述磁钢2的第一圆弧面21和第二圆弧面22上未设置有所述凹槽23的部分分别与所述注塑体1的内外表面位于同一曲面上，即所述注塑体1的径向方向上的厚度与所述磁钢2在径向方向上的厚度相同，减小了动子结构的壁厚，能够减小动子结构与定子之间的气隙。
如图1、3所示，所述注塑体1在远离所述磁钢2的一端设置有轴孔11，所述轴孔11用于传动轴的安装。在设置有所述轴孔11的端面上还设置有安装定位孔12与连接孔13，所述安装定位孔12用于所述传动轴安装时的定位，确保所述动子结构与电机内外定子气隙均匀，避免出现偏心扫膛的现象。所述连接孔13用于所述动子结构与传动轴通过螺栓固定。优选地，为了增加散热量及减轻重量，在所述注塑体1的侧壁及端面上设置有通风减重孔14，所述注塑体1的侧壁上还设置有减重槽15。
本发明提供的电机动子结构，注塑成型后再对所述磁钢2进行充磁，降低了所述磁钢2的磁损失。且一体化注塑成型提高了动子结构整体强度和可靠性，使用模具注塑一体成型也有利于提高尺寸的精度，保证气隙均匀。
本发明电机动子结构的制造方法为：
把磁钢2加工成内径与外径为同心圆的圆弧形，然后在所述磁钢2的表面沿弧形的轴向方向开设凹槽23，优选地，所述凹槽23沿圆弧轴向完全贯穿所述磁钢2的表面；在所述磁钢2第一端面上设置定位孔24。在模具中根据所述定位孔24的位置及所述磁钢2的数量房子定位销，将所述磁钢2放入模具中并使所述定位销位于所述磁钢2上的定位孔24内，调整注塑参数进行注塑。待注塑成型后对所述磁钢2进行充磁，减少加工过程中磁性的损失。
一种设置有本发明提供的电机动子结构的直线电机，由于其动子结构的壁厚较薄，减小动子与定子之间的气隙，电磁损耗减少，使电磁力幅值增加，且动子结构尺寸均匀，安装之后能够保证其与内外定子之间的气隙均匀，使直线电机的效率得到提高。同时，由于动子结构采用一体化注塑成型，避免了所述磁钢2脱落的故障出现，也使直流电机的运行更加可靠。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (12)
1.一种电机动子结构，其特征在于，包括注塑体和磁钢，所述磁钢嵌入所述注塑体内，两者通过一体化注塑成型形成一个整体，所述磁钢的表面上设置有凹槽，所述凹槽设置在所述磁钢的两个圆弧面及位于第一圆弧面和第二圆弧面之间的侧面上，所述注塑体设置有嵌入所述凹槽的骨架。
2.根据权利要求1所述的电机动子结构，其特征在于，所述磁钢设置有多个，所述注塑体设置有形成在相邻两个磁钢之间的空隙内的加强筋。
3.根据权利要求2所述的电机动子结构，其特征在于，所述加强筋的横截面为三角形。
4.根据权利要求1所述的电机动子结构，其特征在于，所述磁钢的第一端及与其相对的第二端均被所述注塑体包覆。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电机动子结构，其特征在于，所述注塑体沿径向方向的壁厚与所述磁钢在径向方向上的厚度相同。
6.根据权利要求1-4任一项所述的电机动子结构，其特征在于，在所述注塑体的侧壁及端面上设置有通风减重孔。
7.根据权利要求1-4任一项所述的电机动子结构，其特征在于，所述注塑体的端面上设置有安装定位孔与连接孔。
8.根据权利要求1-4任一项所述的电机动子结构，其特征在于，所述磁钢的第一端面上设置有定位孔。
9.一种权利要求1-8任一项所述的电机动子结构的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：把磁钢加工成内径与外径为同心圆的圆弧形；
步骤二：在所述磁钢的表面开设凹槽和定位孔；
步骤三：在模具中放置定位销，将磁钢放入模具中并使所述定位销位于所述磁钢上的定位孔内；
步骤四：调整注塑参数进行注塑；
步骤五：注塑成型后对所述磁钢进行充磁。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述凹槽沿所述磁钢圆弧面轴向贯穿所述磁钢表面。
11.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述定位孔设置在所述磁钢圆弧面轴向上的端面上。
12.一种直线电机，其特征在于，设置有权利要求1-8任一项所述的电机动子结构。
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