CN105846559A - 电机及其定子结构 - Google Patents

Abstract

一种电机，包括支撑座、定子结构以及转子结构，所述支撑座形成有中空套筒支撑转子结构的转动，所述定子结构包括有磁芯、包覆于磁芯上的绕线架、以及绕设于磁芯上的线圈，所述磁芯包括环形的轭以及由所述轭沿径向向外延伸的若干齿，所述绕线架包括包覆所述磁芯的绝缘部以及位于绝缘部内的连接部，所述连接部包括由所述绝缘部一体沿径向向内延伸的环形基板、由所述基板的内边缘一体沿轴向延伸的圆筒、以及连接于所述圆筒的外壁面与绝缘部的内壁面之间的若干翼片，所述圆筒套设于所述支撑座的套筒上，本发明电机的定子结构的绕线架在磁芯的内部一体形成圆筒与支撑座连接，不仅节省材料，还能有效减轻定子结构以及电机的重量。

Description

电机及其定子结构

技术领域

本发明涉及电机，特别是涉及电机的定子结构。

背景技术

电机作为一种动力源，常用于日常生产生活中，如电风扇、洗衣机、水泵等。通常，电机由转子和定子两部分组成。其中，所述定子由磁芯及缠绕于磁芯上的线圈构成，所述转子上设置有永磁体，定子的线圈通电时产生变化的磁场，与转子的磁场作用，推动转子转动进而带动负载。

现有定子的磁芯通常是由大量矽钢片堆叠而成，每一矽钢片由薄片状原料直接冲孔而成，包括环形的轭部以及由轭部向外辐射的齿部，所述轭部中央设安装部用于将定子固定连接至其它元件器，所述齿部上绕设线圈。现有定子的磁芯虽然在制程上较为简单，但冲孔制造会形成大量的废料，造成原料的浪费。

发明内容

有鉴于此，提供一种材料利用率高的定子结构及采用该定子结构的电机。

一种定子结构，包括有磁芯、包覆于磁芯上的绕线架、以及绕设于磁芯上的线圈，所述磁芯包括环形的轭以及由所述轭沿径向向外延伸的若干齿，所述绕线架包括包覆所述磁芯的绝缘部以及位于绝缘部内的连接部，所述连接部包括由所述绝缘部一体沿径向向内延伸的环形基板、由所述基板的内边缘一体沿轴向延伸的圆筒、以及连接于所述圆筒的外壁面与绝缘部的内壁面之间的若干翼片。

一种电机，包括支撑座、定子结构以及转子结构，所述支撑座形成有中空套筒支撑转子结构的转动，所述定子结构包括有磁芯、包覆于磁芯上的绕线架、以及绕设于磁芯上的线圈，所述磁芯包括环形的轭以及由所述轭沿径向向外延伸的若干齿，所述绕线架包括包覆所述磁芯的绝缘部以及位于绝缘部内的连接部，所述连接部包括由所述绝缘部一体沿径向向内延伸的环形基板、由所述基板的内边缘一体沿轴向延伸的圆筒、以及连接于所述圆筒的外壁面与绝缘部的内壁面之间的若干翼片，所述圆筒套设于所述支撑座的套筒上。

相较于现有技术，本发明电机的定子结构的绕线架在磁芯的内部一体形成圆筒与支撑座连接，不仅节省材料，还能有效减轻定子结构以及电机的重量。

附图说明

以下将结合附图及具体实施方式对本发明进行详细说明。

图1为本发明电机的一实施例的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1所示电机的爆炸图。

图4为电机的绕线架的另一角度视图。

图5为图1的立体剖视图。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明电机包括支撑座10、套接于所述支撑座10上的定子结构20、以及与所述定子结构20作用的转子结构60(见图5)，所述转子结构60环绕于定子结构20的外围。

所述支撑座10的中央沿轴向向上凸出形成有中空的套筒12，用于承载轴承等，以支撑转子的转动。所述套筒12在其顶端的外壁面上向外凸出形成一凸起14，用于与所述定子结构20在周向上配合定位，所述凸起14优选为条状。所述支撑座10上还形成有固定柱16以及定位柱18。本实施例中，所述固定柱16以及定位柱18分别为两个，环绕所述套筒12设置，沿套筒12的周向所述定位柱18与固定柱16呈交替分布。所述每一固定柱16内形成一固定孔17，所述固定孔17可以是圆孔或螺孔等，用于与定子结构20固定连接。所述每一定位柱18的顶端形成一台阶19，用于对定子结构20在轴向上初步定位。较佳地，所述定位柱18略高于所述固定柱16，所述台阶19与固定柱16的顶面大致位于同一高度。

所述定子结构20包括由具有导磁性能的软磁性材料如铁等制成的定子磁芯22、包覆于磁芯22上的绝缘绕线架24、以及缠绕于磁芯22上的线圈25。

本实施例中，所述磁芯22为带料螺旋叠绕而成的一体结构(即由料带连续螺旋叠绕而成)，包括环形的轭26、及由轭26的外缘沿径向向外延伸的若干齿28。所述轭26为螺旋而成的中空筒状结构，所述齿28沿轭26的周向均匀间隔设置(在有些实施例中也可以非均匀间隔分布)。相较于传统的圆形冲片结构，螺旋叠绕形成的磁芯22基本没有废料，可有效提升原料的利用率。在一些实施例中，也可由带料弯曲形成环形叠片，然后若干叠片沿电机轴向堆叠形成磁芯22，同样地基本没有废料。本实施例中，所述磁芯22的轭26形成有若干通孔27，所述通孔27可以是带料上形成的小孔相叠而成，沿轭26的周向均匀间隔分布(在有些实施例中也可以非均匀间隔分布)，每一通孔27沿轴向贯穿所述轭26，铆钉30等固定件穿设于所述通孔27内使磁芯22定型。在一些实施例中，磁芯22也可通过其它方式定型，如通过焊接将相叠的齿28的翼部34固定连接等。

所述每一齿28包括与轭26连接的绕线部32以及形成于绕线部32的末端的沿电机周向延伸的翼部34。相邻的两绕线部32之间形成一绕线槽36，相邻的两翼部34之间形成一槽口38，所述线圈绕设于绕线部32上并位于绕线槽36内。较佳地，所述翼部34与绕线部32的连接处形成有切槽33。在成型前所述翼部34部分向外翘起，在带料螺旋成型后，相邻的翼部34之间形成较大的槽口38以方便绕线，绕线完成之后翘起的翼部34受压产生塑性变形向内弯曲，翼部34的根部与绕线部32紧密抵触，相邻的翼部34之间形成较小的槽口以降低电机的齿槽转矩。本实施例中，只在绕线部32的单侧与所述翼部34的连接处开切槽33，当然在其他实施方式中，也可以在绕线部32的两侧与翼部34连接处分别设切槽33。

如图3及图4所示，所述绕线架24为塑料等绝缘材料通过二次成型(over molding)直接成型于定子磁芯22上的一体式结构，包括一用于装配的连接部40以及环绕所述连接部40的绝缘部42。所述绝缘部42与磁芯22的外形相匹配，如图5所示，优选地，所述绝缘部42覆盖所述磁芯22的除翼部34的外圆周面35之外的所有外表面，如此保证后续在磁芯22上绕设线圈时线圈与磁芯22的绝缘，避免线圈短路。所述连接部40用于与支撑座10连接固定，包括由绝缘部42的底端的内缘一体向内延伸的基板44、形成于基板44上的圆筒46、以及连接于圆筒46与绝缘部42之间的若干翼片48。

所述基板44呈圆环形，对应支撑座10上的固定柱16以及定位柱18，所述基板44上分别形成有穿孔45及定位孔43，如图4所示。本实施例中，所述穿孔45及定位孔43均位于基板44的外边缘，即基板44与绝缘部42的连接处。所述穿孔45呈圆形，直径与固定柱16的固定孔17相当；所述定位孔43呈半圆形，直径与所述定位柱18相当。所述圆筒46由基板44的内边缘沿轴向向外延伸，其内径可以略大于所述支撑座10的套筒12的外径。如图3所示，对应于套筒12上的凸起14，所述圆筒46在其顶端的内壁面上形成有凹陷47与其配合定位。可以理解地，也可在圆筒46的内壁面上形成凸起14，对应地在套筒12的外壁面上形成凹陷47。所述翼片48一体连接于圆筒46的外壁面与绝缘部42的内壁面之间，沿周向均匀间隔设置，翼片48的底端与所述基板44一体连接。

如图5所示，当定子结构20组装于支撑座10上时，通过对齐绕线架24的凹陷47与支撑座10上的凸起14，使定子结构20与支撑座10在周向上定位，之后将定子结构20沿轴向套装于支撑座10的套筒12上，定位柱18的顶端插入定位孔43内，穿孔45与所述固定柱16相对齐，绕线架24的底面位于所述定位柱18的台阶19以及固定柱16的定位面上，如此在轴向上对定子结构20定位。最后，固定件50穿过基板44上的穿孔45后锁合于支撑座10的固定柱16的固定孔17内，将定子结构20固定连接于所述支撑座10上。

所述固定件50可以是螺钉、铆钉等，当固定件50为铆钉时，如本实施例所示，所述固定件50可以在成型所述绕线架24时一体固定在绕线架24上，对应地所述支撑座10上的固定柱16的固定孔17为贯穿固定座的圆孔，组装时固定件50的末端穿过固定柱16之后铆压，将定子结构20与支撑座10固定连接。当所述固定件50为螺钉时，在成型所述绕线架24时可以在穿孔45内设置一金属件，如金属套管等，避免装配过程中对绕线架24形成磨损。

请参阅图5，所述电机转子60包括转轴62、固定至转轴62的壳体64、安装于壳体64侧壁内表面的永久磁铁66，所述永久磁铁66与定子磁芯22的齿28的外表面相对且在两者之间形成气隙。所述转轴62通过轴承68安装至支撑座10的套筒12内。所述壳体64端壁设若干通风孔65以便外部气流进入电机内部从而对电机内部进行冷却。

本发明电机的定子结构20通过带料弯曲/卷绕形成磁芯22，可以提高原材料利用率并减小齿槽转矩，提高电机运转的稳定性。另外，通过二次成型形成一体的绕线架24，所述绕线架24在磁芯22的内部一体形成圆筒46与支撑座10连接，相对于传统的磁芯22中央设连接部用于与支撑座10连接，不仅节省材料，而且绕线架24由塑料制成，其圆筒46与绝缘部42之间通过翼片48连接，翼片48之间中空，有效减轻定子结构20以及电机的重量。

可以理解地，所述支撑座10可以由金属材料如铝制成，在定子结构安装至所述套筒12后，套筒12的自由端可向外延伸超出圆筒46的自由端，通过带弧形加工面的工具进行封口，以使得套筒12的自由端向外塑性变形从而实现与定子结构之间的铆接(即套筒12的自由端的外表面由外向内压靠在定子结构的圆筒46的边缘以防止圆筒46从套筒12的自由端退出)，如此则可以省略固定件50的使用。

需要说明的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本发明的创造精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种定子结构，包括磁芯、包覆于磁芯上的绕线架、以及绕设于磁芯上的线圈，其特征在于：所述磁芯包括环形的轭以及由所述轭沿径向向外延伸的若干齿，所述绕线架包括包覆所述磁芯的绝缘部以及位于绝缘部内的用于固定连接至支撑座的连接部。

2.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述连接部包括由所述绝缘部一体沿径向向内延伸的环形基板、由所述基板的内边缘一体沿轴向延伸的圆筒、以及连接于所述圆筒的外壁面与绝缘部的内壁面之间的若干翼片。

3.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述每一齿包括与轭连接的绕线部以及形成于绕线部末端的翼部，所述线圈缠绕于绕线部上，所述翼部与绕线部的连接处形成有切槽，所述翼部在绕线完成前部分向外翘起，绕线完成后受力向内弯曲变形与绕线部相接触。

4.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述磁芯由料带弯曲而成，磁芯的轭上形成有通孔，所述通孔内插设有固定件使磁芯定型。

5.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述磁芯由料带弯曲而成，磁芯的翼部通过焊接固定连接为一体。

6.如权利要求1所述的定子结构，其特征在于，所述绕线架的绝缘部覆盖除翼部的外圆周面之外的磁芯的其余所有外表面。

7.一种电机，包括支撑座、定子结构以及转子结构，所述支撑座形成有中空套筒以支撑转子结构的转动，其特征在于：所述定子结构为权利要求1-6任一项所述的定子结构，所述定子结构的连接部套设于所述支撑座的套筒上。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述绕线架的基板上形成有穿孔，所述支撑座上形成有对应穿孔的固定柱，固定件穿过所述穿孔后固定连接于所述固定柱内。

9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，所述绕线架为二次成型的一体结构，所述固定件在绕线架成型时一体固定在所述绕线架的穿孔处，固定件的末端穿过所述支撑座将所述定子结构与支撑座连接。

10.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述支撑座上形成有定位柱，所述定位柱的顶端形成有台阶，所述基板上对应定位柱形成有定位孔，所述定位柱的顶端插接于定位孔内，所述定子结构的基板位于定位柱的台阶上。

11.如权利要求7所述的电机，其特征在于，所述绕线架的圆筒的内壁面与所述支撑座的套筒的外壁面其中之一形成有凸起，其中之另一形成有与所述凸起配合的凹陷，用于对所述定子结构在周向上定位。