CN106899096B - 电机 - Google Patents

Abstract

一种电机，包括定子、可相对定子旋转的转子、支撑件、电路组件，所述电路组件包括若干电子元件，所述转子可旋转地安装至所述支撑件，所述定子收容于所述转子内，所述定子固定至所述支撑件且所述支撑件至少部分收容于所述定子内侧，所述支撑件的收容于所述定子内侧的部分设容置空间，所述电路组件的至少部分电子元件收容于所述支撑件的容置空间内。由于支撑件部分收容于定子内侧，所述电路组件的部分电子元件收容于支撑件内，因此使得电机的轴向尺寸相对较小。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种驱动装置，尤其涉及一种电机。

背景技术

电机尤其是无刷直流电机(BLDC)，一般包括定子铁芯、转子轴、壳体、支撑件以及电路组件。转子轴可转动地穿设于定子铁芯中，壳体固定于转子轴一端，并环绕包围定子铁芯的周缘。支撑件可转动地套设于转子轴上并与定子铁芯相邻设置，电路组件收容于支撑件上，并处于支撑件远离转子轴的一端。然而，这种电机的轴向尺寸较大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种结构紧凑的电机。

一种电机，包括定子、可相对定子旋转的转子、支撑件、电路组件所述电路组件包括若干电子元件，其特征在于：所述转子可旋转地安装至所述支撑件，所述定子收容于所述转子内，所述定子固定至所述支撑件且所述支撑件至少部分收容于所述定子内侧，所述支撑件的收容于所述定子内侧的部分设容置空间，所述电路组件的至少部分电子元件收容于所述支撑件的容置空间内。

由于支撑件部分收容于定子内侧，所述电路组件至少部分收容于支撑件内，因此使得电机的轴向尺寸相对较小。

附图说明

图1为一实施例中电机的立体示意图；

图2为图1所示电机的立体分解示意图；

图3为图1所示电机的移除电路板与支撑件后的立体示意图；

图4为图1所示电机沿轴向的剖面示意图；

图5为图1所示电机的定子铁芯的立体示意图；

图6为图1所示电机的支撑件的立体示意图；

图7为图1所示电机的插接组件的立体示意图；

图8为本发明另一实施方式的电机的剖视示意图；

图9为图8所示电机的支撑件的立体示意图。

图10为本发明又一实施方式中的电路组件装设于电机的立体示意图。

图11为图10移去电路组件的电路板、支撑架与导电板的示意图。

图12为图10中的电路组件于另一方向的立体示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，一实施例的电机100包括电机轴10、转子20、定子30、支撑件40、电路组件50以及密封件60。在本实施方式中，电机轴10为转轴，电机100为无刷直流电机，可用于汽车发动机的冷却模组上。

转子20包括转轴10、壳体23及多个永磁体25。转轴10包括相对设置的连接端12及输出端14。壳体23包括盖体部231以及环绕部233。盖体部231为圆形片状且固定套设于转轴10的输出端14。盖体部231上开设有多个通气槽2311(见图8)。环绕部233沿盖体部231的周缘向转轴10的连接端12延伸，并与盖体部231共同形成圆柱形收容腔235。收容腔235与多个通气槽2311相通。多个永磁体25沿壳体23周向均匀间隔固定于环绕部233的内壁面。

定子30收容于壳体23的收容腔235内并与转子20的永磁体25相对，定子30与壳体23的盖体部231相互间隔以便转子20可相对定子30旋转。定子30包括定子铁芯31、缠绕于定子铁芯31上的多个线圈绕组33(见图8)，以及设于定子铁芯31与线圈绕组33之间的绝缘线架35。请参阅图5，铁芯31包括环形轭部312及从轭部312向外延伸的若干齿部314，轭部312内为圆柱形空腔，线圈绕组33绕设于齿部314上。优选地，所述铁芯31由带状芯片卷绕而成，具体卷绕方法请参见本申请人的另一篇中国专利申请第201510280698.1号，中国专利申请第201510280698.1号揭示的内容通过引用的方式并入本申请中。绝缘线架35包括环形的主体部351以及沿主体部351向外延伸的延伸部353。主体部351用于覆盖铁芯31的环形轭部312，主体部351的内径远大于转轴10的外径，主体部351内侧围合形成容纳腔3511。转轴10穿过容纳腔3511。绝缘线架35的延伸部353用于覆盖铁芯31的齿部以314以绝缘铁芯31与线圈绕组33。

请参阅图3、图4和图6，支撑件40优选地由导热材料如铸铝材料制成，其部分收容于定子30的容纳腔3511中。支撑件40包括收容主体41以及由收容主体41周缘向外延伸的多个安装部43。收容主体41大致为环形壳状，且部分收容于容纳腔3511中。收容主体41包括环形的内壁411、底壁413以及外壁415。内壁411为圆筒状，转轴10的连接端12通过轴承16可转动地安装于内壁411内部。内壁411一轴向端的端面上开设有第一密封槽4111。底壁413由内壁411另一端的周缘沿径向向外延伸，且底壁413邻近壳体23的盖体部231。外壁415从底壁413的外周缘朝远离盖体部231的方向延伸，并与内壁411之间形成容置空间417。

外壁415包括支撑部4151以及延伸部4152。支撑部4151由底壁413周缘沿转轴10的轴线方向延伸，且其延伸方向朝向转轴10的连接端12。支撑部4151位于定子30的主体部351内侧，支撑部4151外侧周缘还凹设形成多个气流槽4153(图6)，多个气流槽4153沿支撑部4151的周缘均匀间隔设置，且每个气流槽4153的一端与壳体23上的通气槽2311相通。延伸部4152从支撑部4151的末端周缘沿径向向外延伸后，再朝背离壳体23的一侧延伸。延伸部4152于转轴10的轴向方向的投影大致为圆环形，且于一侧形成缺口4154。

在本实施方式中，延伸部4152位于壳体23的收容腔235的外侧，且与壳体23的环绕部233及定子30的轴向末端间隔设置，以使支撑部4151上的多个气流槽4153背离通气槽2311的一端可延伸至延伸部4152后与外界相通。延伸部4152的端面上开设有环形的第二密封槽4155，并于容置空间417内于背向所述壳体23的盖体部231的一端形成有环形的支撑面4156。支撑面4156所在的平面垂直于转轴10的轴向方向。所述安装部43沿外壁415的轴向向外延伸。优选地，延伸部4152的外表面设若干散热片4157。

电路组件50包括电路板511及与电路板511电性连接的电子元件，以及电插接模组58。电路板511为圆形，贴设于外壁415的支撑面4156上并收容于容置空间417内。电子元件分散设置于电路板511的单面或双面并与电路板电性连接，占用空间较大的电子元件如电容51及电感53等设置于电路板511的朝向容置空间417的一侧并部分或全部收容于容置空间417内，其他较扁平的电子元件可设置于电路板511的背向容置空间417的一侧。电插接模组58位于支撑件40的缺口4154处并支撑于定子30上。请参阅图7，电插接模组58包括支撑壳581以及穿设于支撑壳581上的电源插针583、信号插针585以及用于向电机的绕组供电的接线插针587。支撑壳581挡设于缺口4154处。电源插针583、信号插针585与接线插针587并列设置，其一端与电路板511电性连接，电源插针583、信号插针585的另一端用于与汽车控制总成电连接以接收电源和控制信号，接线插针587的另一端与电机的绕组电连接。在本实施方式中，电机的绕组连接成三相，电路板511为印刷电路板。

密封件60包括第一密封板62和第二密封板64。第一密封板62固定至支撑件40的内壁411的靠近电路板511的一端，第二密封板64装设于支撑件40远离壳体31的一侧并覆盖电路板511及电路板511上的电子元件，第二密封板64与电路板511具有一定间隔以方便设置电子元件于电路板511上。第一密封板62的周缘凸设有环形的密封凸筋66，密封凸筋66收容于支撑件40的内壁411的第一密封槽4111中。第二密封板64的周缘凸设有环形的密封凸筋68，密封凸筋68收容于支撑件40的延伸部4152的第二密封槽4155中。

组装时，将转子20固定套设于转轴10的输出端14；将定子30固定安装至支撑件40，具体地，定子30的绝缘线架设通孔，支撑件40的底壁413设安装孔，固定件如螺钉等可穿过通孔后固定至相应的安装孔内从而将定子30固定至支撑件40；然后再将转轴10的连接端12可转动地安装至支撑件40的内壁411，将第一密封板62装设于支撑件40的内壁411，然后再将电路组件50收容于支撑件40内，最后将第二密封板64装设于支撑件40的延伸部4152而将电路组件50挡设于支撑件40内。

运行时，外界电源通过电插接模组58向电路板511传输电源及控制信号，定子30的线圈绕组33通电后产生电磁场，并与转子20的永磁体25产生交互感应，进而驱动转子20及转轴10旋转，以向外输出动力。

由于支撑件40至少部分收容且支撑于定子30内侧，支撑件40的收容于定子30内侧的部分设容置空间417，电路组件50的部分占用较大空间的电子元件如电容、电感等收容于支撑件40的容置空间417内，从而可使得电机100的轴向尺寸相对较小。相对于现有的电机，其厚度可从70.8毫米减小到55毫米，减少20％以上。

由于壳体23上开设有通气槽2311，支撑件40的支撑部4151上的气流槽4153与通气槽2311相通，而支撑件40的延伸部4152与壳体23及定子30间隔设置，气流槽4153延伸至延伸部4152后与外界相通，因而使得气流可以依次通过通气槽2311及气流槽4153并流出电机100，提高了电机内部的散热效果。另外，由于支撑件40采用铸铝材料制成，因此相对于塑料而言具有更好的导热效果，进一步提高散热效果。

由于密封件60的第一密封凸筋66及第二密封凸筋68分别卡设收容于支撑件40的第一密封槽4111与第二密封槽4155中，电插接模组58的支撑壳581挡设于延伸部4152的缺口4154处，从而提高了电机100的防水效果。

图8与图9为本发明电机的另一实施方式。本实施方式的电机与前述实施例的电机的不同在于：本实施例中，电机轴10为固定至支撑件40的固定轴10，具体地，电机轴10的一端12固定至支撑件40的内壁411，电机轴10的另一端14通过轴承16活动安装至转子20的壳体23从而使得转子20可绕电机轴10的轴线旋转。具体地，转子20的壳体23的中央通过拉伸等工艺形成轴承安转座232，轴承16可固定收容于所述轴承座232内。在本实施例中，支撑件40的容置空间417未贯穿支撑件40的整个周向，也即沿电机周向支撑件40只部分占用定子的容纳腔3511，从而留出部分空间以便放置其他元件。

图10至图12为本发明电机的又一实施方式。在本实施方式中，电路组件包括设有若干穿孔的支撑架510、设置于该支撑架510上的导电板513及与导电板513电性连接的电路板511、设置于电路板511上的若干第一电子元件(图未示)以及电连接于所述导电板513的若干第二电子元件515。其中，所述第二电子元件515为占用空间较大的电容51、电感53、MOS管55等电子元件。在本实施方式中，所述电容51、电感53与所述电路板511分别固定于所述支撑架510的两侧，所述电容51、电感53穿过所述支撑架510的穿孔电连接于所述导电板513，所述MOS管55间隔地设置于所述支撑架510的若干侧缘并电连接于所述导电板513。所述电路组件的电子元件分散设置，利于散热及有效利用空间。将所述电路组件装设于所述支撑件40内，即设置于延伸部4152背向盖体部231的一侧时，电路组件50的部分占用较大空间的第二电子元件515如电容51、电感53等收容于支撑件40的容置空间417内，从而可使得电机的轴向尺寸相对较小。另一部分第二电子元件515，如设置于所述支撑架510的若干侧缘的MOS管55等，靠近所述支撑件40的散热片4157，其产生的热量可通过散热片4157尽快散发出去。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，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 (15)

1.一种电机，包括定子、可相对定子旋转的转子、支撑件、电路组件，所述电路组件包括若干电子元件，其特征在于：所述转子可旋转地安装至所述支撑件，所述定子收容于所述转子内，所述定子的内侧具有一容纳腔，所述定子固定至所述支撑件且所述支撑件至少部分收容于所述定子的容纳腔内，所述支撑件的收容于所述定子内侧的部分设容置空间，所述电路组件的至少部分电子元件收容于所述支撑件的容置空间内,所述转子包括壳体及多个永磁体，所述壳体包括盖体部以及环绕部，所述盖体部上开设有多个与所述定子的容纳腔相通的通气槽，

所述电机还包括电机轴，所述支撑件包括包围所述容置空间的外壁，所述外壁包括支撑部以及延伸部，所述支撑部至少部分位于所述定子内侧且朝伸出所述定子的方向延伸，所述延伸部从所述支撑部的末端周缘沿径向向外延伸并位于所述定子的外侧，

所述盖体部固定套设于所述电机轴的一端，所述支撑部外侧周缘还凹设形成多个气流槽，每个气流槽的一端与所述壳体的通气槽相通，每个气流槽的另一端延伸至所述延伸部并与外界相通。

2.如权利要求1所述的电机，其特征在于：所述电机轴的一端固定至转子与支撑件其中之一，电机轴的另一端可旋转地安装至转子与支撑件其中之另一。

3.如权利要求2所述的电机，其特征在于：所述电机轴为转轴，所述转轴包括连接端和输出端，所述壳体固定至所述转轴的输出端，所述多个永磁体环绕所述壳体的内侧周缘设置，所述定子收容于所述壳体内并包括铁芯、若干绕设于铁芯上的线圈绕组及设于铁芯与线圈绕组之间的绝缘线架，所述铁芯包括轭部及从轭部向外延伸的齿部，所述绝缘线架包括覆盖铁芯轭部的主体部以及从所述主体部向外延伸的若干个用于覆盖铁芯齿部的延伸部。

4.如权利要求2所述的电机，其特征在于：所述支撑件还包括内壁和底壁，所述电机轴安装至所述内壁，所述底壁由所述内壁伸入定子内的一端的周缘沿径向向外延伸，所述外壁从所述底壁的周缘朝伸出所述定子的方向延伸，并与所述内壁之间形成所述容置空间。

5.如权利要求4所述的电机，其特征在于：所述支撑部由所述底壁周缘朝伸出所述定子的方向延伸，所述延伸部与所述转子壳体及所述定子沿电机轴向间隔设置。

6.如权利要求1至5任意一项所述的电机，其特征在于：所述电机为无刷直流电机，所述支撑件由导热材料制成。

7.如权利要求5所述的电机，其特征在于：所述延伸部远离所述壳体的盖体部的一端形成有支撑面，所述电路组件还包括电路板，所述若干电子元件与所述电路板电性连接，所述电路板贴设于所述外壁的支撑面上。

8.如权利要求5所述的电机，其特征在于：所述延伸部的端面上开设有环形的密封槽，一密封件装设于所述支撑件远离所述壳体的一侧并覆盖所述电路组件，所述密封件的周缘凸设有环形的密封凸筋，所述密封凸筋收容于所述延伸部的密封槽中。

9.如权利要求5所述的电机，其特征在于：所述内壁的端面上开设形成有环形的密封槽，一密封件装设于所述内壁的端面上，所述密封件的周缘凸设有环形的密封凸筋，所述密封凸筋收容于所述内壁的密封槽中。

10.如权利要求2所述的电机，其特征在于：一导流通道形成于所述支撑件和所述定子的内侧之间，所述导流通道与所述转子的壳体的通气槽以及外界相通。

11.如权利要求2所述的电机，其特征在于：所述壳体的一部分内凹形成轴承座，所述电机轴为固定轴，所述固定轴的一端固定至支撑件，固定轴的另一端通过轴承与所述轴承座活动连接，所述多个永磁体环绕所述壳体的内侧周缘设置，所述定子收容于所述壳体内并包括铁芯、若干绕设于铁芯上的线圈绕组及设于铁芯与线圈绕组之间的绝缘线架，所述铁芯包括轭部及从轭部向外延伸的齿部，所述绝缘线架包括覆盖铁芯轭部的主体部以及从所述主体部向外延伸的若干个用于覆盖铁芯齿部的延伸部，所述主体部内侧形成有容纳腔，所述支撑件至少部分收容于所述容纳腔内。

12.一种电机，包括定子、可相对定子旋转的转子、支撑件、电路组件，所述电路组件包括若干电子元件，其特征在于：所述转子可旋转地安装至所述支撑件，所述定子收容于所述转子内，所述定子的内侧具有一容纳腔，所述定子固定至所述支撑件且所述支撑件至少部分收容于所述定子的容纳腔内，所述支撑件的收容于所述定子内侧的部分设容置空间，所述电路组件的至少部分电子元件收容于所述支撑件的容置空间内,所述转子包括壳体及多个永磁体，所述壳体包括盖体部以及环绕部，所述盖体部上开设有多个与所述定子的容纳腔相通的通气槽，

所述电机还包括电机轴，所述支撑件包括包围所述容置空间的外壁，所述外壁包括支撑部以及延伸部，所述支撑部至少部分位于所述定子内侧且朝伸出所述定子的方向延伸，所述延伸部从所述支撑部的末端周缘沿径向向外延伸并位于所述定子的外侧，

所述延伸部远离所述壳体的盖体部的一端形成有支撑面，所述电路组件还包括电路板，所述若干电子元件与所述电路板电性连接，所述电路板贴设于所述外壁的支撑面上，

所述延伸部于一侧形成缺口，所述电路组件还包括与所述电路板电性连接的电插接模组，所述电插接模组设置于所述延伸部的缺口处并支撑于所述定子上。

13.如权利要求12所述的电机，其特征在于：所述电插接模组包括支撑壳以及穿设于所述支撑壳上的电源插针、信号插针以及接线插针，所述支撑壳挡设于所述缺口处，所述电源插针、信号插针与接线插针并列设置并与所述电路板电性连接，所述接线插针并与电机绕组线圈电连接。

14.一种电机，包括定子、可相对定子旋转的转子、支撑件、电路组件，所述电路组件包括若干电子元件，其特征在于：所述转子可旋转地安装至所述支撑件，所述定子收容于所述转子内，所述定子的内侧具有一容纳腔，所述定子固定至所述支撑件且所述支撑件至少部分收容于所述定子的容纳腔内，所述支撑件的收容于所述定子内侧的部分设容置空间，所述电路组件的至少部分电子元件收容于所述支撑件的容置空间内,所述转子包括壳体及多个永磁体，所述壳体包括盖体部以及环绕部，所述盖体部上开设有多个与所述定子的容纳腔相通的通气槽，

所述电机还包括电机轴，所述支撑件包括包围所述容置空间的外壁，所述外壁包括支撑部以及延伸部，所述支撑部至少部分位于所述定子内侧且朝伸出所述定子的方向延伸，所述延伸部从所述支撑部的末端周缘沿径向向外延伸并位于所述定子的外侧，

所述延伸部于所述容置空间内形成有支撑面，所述电路组件还包括装设于所述支撑面的支撑架、设置于该支撑架上的导电板及与导电板电性连接的电路板，收容于所述支撑件的容置空间内的所述电子元件装设于所述支撑架并电性连接于所述导电板。

15.如权利要求14所述的电机，其特征在于：所述延伸部的外表面设若干散热片，所述电路组件还包括设置于所述支撑架的若干侧缘的靠近所述散热片的若干电性连接于所述导电板的电子元件。

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