CN107465284A - 转子及具有该转子的电机、电动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种转子，包括磁轭和若干永磁体，所述磁轭内开设有若干容纳槽，每一永磁体容置于一容纳槽内，所述磁轭上朝向每一容纳槽内凸设有弹性件，所述永磁体插入相应的容纳槽内，所述弹性件弯折并抵持所述永磁体。本发明还提供一种采用上述转子的电机及电动工具。本发明实施方式中的转子，永磁体插入相应的容纳槽中抵持容纳槽内的弹性件，通过弹性件的弹性力将永磁体固定于容纳槽中，不需再使用胶水将永磁体相对磁轭固定，使得转子制造更加简便，提高了制造电机及电动工具的工作效率。

Description

转子及具有该转子的电机、电动工具
技术领域
本发明属于电机领域，尤其涉及一种电机的转子、具有该转子的电机以及电动工具。
背景技术
电机如永磁电机，由定子和永磁转子组成。永磁转子包括永磁体和磁轭，磁轭通常由多片形状相同的叠片层叠而成，叠片通常是由硅钢片冲压形成大致呈圆形的片状体。永磁转子结构主要有两种，一种为嵌入式即永磁体贴附于磁轭内部，另一种为表贴式即永磁体贴附于磁轭的表面。对于嵌入式的永磁转子，永磁体与磁轭之间存在间隙，该间隙产生于制造公差，如不对永磁体加以固定，容易导致电机磨损甚至损坏，且不利于电机降低噪音。现有的技术中，通常通过胶水将永磁体和磁轭固定，然而这种方式使得转子制造更加复杂、繁琐。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可使永磁体和磁轭固定且制造简便的转子以及具有该转子的电机。
本发明提供一种转子，包括磁轭和若干永磁体，所述磁轭内开设有若干容纳槽，每一永磁体容置于一容纳槽内，所述磁轭上朝向每一容纳槽内凸设有弹性件，所述永磁体插入相应的容纳槽，所述弹性件弯折并抵持所述永磁体。
进一步地，所述永磁体的一侧抵持所述弹性件，所述永磁体的另一侧接触所述容纳槽的侧壁。
进一步地，所述弹性件与所述永磁体为线接触。
进一步地，至少二弹性件设置在所述每一容纳槽内，且所述至少二弹性件间隔设置在所述磁轭的中间部分进一步地，所述磁轭包括第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层，所述第二叠片层位于所述第一叠片层和所述第三叠片层之间，所述容纳槽贯穿所述第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层，所述第二叠片层和第三叠片层均于每一容纳槽的一侧开设有贯穿相应叠片层上下表面的凹槽，且所述第二叠片层和第三叠片层的凹槽位于相应容纳槽的同侧，所述第二叠片层的凹槽内朝所述容纳槽凸设有所述弹性件。
进一步地，所述弹性件的宽度为所述容纳槽长度的30％～80％。
进一步地，所述容纳槽的宽度大于所述永磁体的宽度，所述第三叠片层的凹槽到所述容纳槽远离该凹槽一侧的距离大于所述容纳槽的宽度。
进一步地，所述第三叠片层的厚度大于所述第二叠片层的厚度。
进一步地，所述磁轭还包括两个第四叠片层，所述两个第四叠片层位于所述磁轭的两端，以将所述永磁体密封于所述容纳槽内。
进一步地，所述转子还包括若干固定销，所述第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层通过所述若干固定销固定为一体。
进一步地，所述转子还包括端盖，所述端盖具有底壁和侧壁，所述端盖的侧壁与所述磁轭通过所述固定销连接。
进一步地，所述转子还包括转轴，所述转轴的一端与所述端盖连接。
进一步地，每两个相邻的容纳槽呈开口向所述磁轭中心开口的V型排列，且呈V型排列的两个相邻的容纳槽相连通。
本发明还提供一种采用上述任意一项所述转子的电机，所述电机还包括定子，所述定子包括定子铁芯和若干定子绕组，所述若干定子绕组绕制于所述定子铁芯上，所述定子铁芯容置于所述磁轭内。
本发明还提供一种电动工具，所述电动工具包括上述电机。
进一步地，所述电动工具为电锯，包括锯条，所述电机用于驱动所述锯条。
本发明实施方式中的转子，永磁体插入相应的容纳槽中抵持容纳槽内的弹性件，通过弹性件的弹性力将永磁体固定于容纳槽中，不需再使用胶水将永磁体相对磁轭固定，使得转子制造更加简便，提高了制造电机及电动工具的工作效率。
附图说明
图1为本发明一实施方式中的电机的立体示意图。
图2为图1所示的电机中定子和转子的立体示意图。
图3为图2所示的定子的分解示意图。
图4为图2所示的转子的分解示意图.
图5为图4所示的第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层的截面示意图。
图6为图5所示的VI部的放大示意图。
图7为图1所示的电机沿VI-VI线的剖面示意图。
图8为第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层堆叠时的局部截面示意图。
图9为图8所示的永磁体插入容纳槽时弹片弯折角度最小时的示意图。
图10为图8所示的永磁体插入容纳槽时弹片弯折角度最大时的示意图。
图11为本发明中的电锯的示意图。
主要元件符号说明
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1-2，本发明实施方式中的电机100，包括定子10和转子20，定子10收容于转子20内，且转子20可相对定子10转动。在本实施例中，所述电机100为外转子永磁电机。
请同时参阅图3，所述定子10包括定子铁芯11、绕线架12、定子绕组13和固定架14。
所述定子铁芯11包括定子轭111和若干定子齿112。所述定子轭111呈环形中空状，其内壁上设有定位柱1111，所述定位柱1111沿定子铁芯11的轴向延伸。所述若干定子齿112均匀间隔地设于定子轭111的外周壁上，每一定子齿112包括齿部1121和磁极1122。齿部1121大致为方形块，其一端连接于定子轭111的周壁。磁极1122大致为弧形状，其连接于齿部1121远离定子轭111的一端。相邻两个定子齿112之间形成有一收容槽113。本实施方式中，以定子铁芯11包括十二个定子齿112的结构为例进行说明。所述定子齿112的数量并不作为限定，在其它实施方式中，可根据设计需要调整定子齿112的数量。
所述绕线架12包括上绕线块121、下绕线块122以及若干绕线片123，所述上绕线块121、下绕线块122以及若干绕线片123均采用绝缘材料制成。
所述上绕线块121包括内环1211和若干绕线板1212。所述内环1211的一端开设有若干U形槽1213，所述若干U形槽1213均匀间隔分布。所述若干绕线板1212均匀间隔地设置于内环1211的外壁，且所述若干绕线板1212位于内环1211远离U形槽1213的一端。每一绕线板1212的形状与定子齿112的形状相同，且绕线板1212的数量与定子齿112的数量相同。本实施方式中，相邻的三个绕线板1212的边缘分别凸设有一凸台1214，每一凸台1214用于与一端子(图未示)连接。所述下绕线块122包括内环1221和若干绕线板1222。所述若干绕线板1222均匀间隔地设置于内环1221的外壁上，且每一绕线板1222的形状与定子齿112的数量、形状相同。所述绕线片123与收容槽113的形状大致相同，且每一绕线片123均为中空状。在将绕线架12装设于定子铁芯11上时，可先将下绕线块122装设于定子铁芯11的底端并使每一绕线板1222分别与相应的定子齿112对齐，再将每一绕线片123分别插入相应的收容槽113内，再将上绕线块121装设于定子铁芯11的上端使得每一绕线板1212分别与相应的定子齿112对齐。
所述定子绕组13的数量与定子齿112的数量相同，每一定子绕组13通过绕线架12绕制于相应的定子齿112上。
所述固定架14大致呈中空台阶状，其包括第一容置筒141、第二容置筒142以及第三容置筒143，所述第一容置筒141、第二容置筒142以及第三容置筒143依次相连接，一容纳孔144沿固定架14的轴向贯穿所述第一容置筒141、第二容置筒142及第三容置筒143。所述第一容置筒141的末端沿轴向开设有与所述容纳孔144相连通的容置槽1411，所述容置槽1411用于容纳一轴承15。所述第一容置筒141的外壁上沿固定架14的径向还突伸有若干突耳145，所述若干突耳145用于将固定架14与外部元件(图未示)连接，本实施方式中，所述突耳145的数量为三个。请同时参阅图7，所述第三容置筒143的末端沿轴向开设有与所述容纳孔144相连通的容置槽1431，所述容置槽1431用于容纳另一轴承16。所述第三容置筒143的末端沿径向向外凸出有若干凸起1432，所述若干凸起1432均匀间隔排列。所述第三容置筒143的外壁沿轴向还开设有与所述定位柱1111相对应的定位槽1433。在将所述固定架14装设于所述定子铁芯11和绕线架12上时，可将第三容置筒143的末端依次穿过所述上绕线块121和定子铁芯11并使第二容置筒142抵持定子铁芯11邻近上绕线块121的一端，所述若干凸起1432抵持定子铁芯11远离上绕线块121的一端，所述第二容置筒142的外壁抵持上绕线块121的内环1211。
本实施方式中，所述第二容置筒142上套置有一套环17，所述套环17位于所述第二容置筒142与上绕线块121的内环1211之间。所述套环17的外壁上还套设有连接环18，所述连接环18具有若干连接钩181，所述连接环18套置于所述套环17的外壁，每一连接钩181容置于所述内环1211的U形槽1213中。
本实施方式中，所述第一容置筒141内装设有一卡环19，用于固定容置于容置槽1411内的轴承15。
请同时参阅图2及图4，所述转子20包括磁轭21、若干永磁体22、端盖23、转轴24以及若干固定销25。
请一并参阅图5、图6及图8，所述磁轭21呈圆筒形，其包括若干呈环形状的第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213以及第四叠片层214，第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213以及第四叠片层214分别由不同数量的硅钢片或其他软磁材料芯片堆叠而成，每一硅钢片或其他软磁材料芯片的厚度相同。所述第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213以及第四叠片层214的表面均开设有若干连接孔210，通过若干固定销25分别插入对应第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213以及第四叠片层214的连接孔210以形成所述磁轭21。本实施方式中，所述第一叠片层211的数量为三个，所述第二叠片层212、第三叠片层213、第四叠片层214的数量均为两个。所述两个第四叠片层214之间依次层叠有第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213、第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213、第一叠片层211。本实施方式中，所述第三叠片层213的厚度大于所述第二叠片层212的厚度。
所述磁轭21沿其轴向开设有贯穿第一叠片层211、第二叠片层212及第三叠片层213的若干容纳槽215，所述容纳槽215大致呈长方形。本实施方式中，每两个相邻的容纳槽215呈开口向所述磁轭21中心开口的“V”型排列，且呈“V”型排列的两个相邻的容纳槽215相连通。所述第二叠片层212的表面对应每一容纳槽215开设有一凹槽2121，所述凹槽2121位于相应容纳槽215的外侧且与该容纳槽215相连通。所述凹槽2121远离所述容纳槽215的一侧朝向所述容纳槽215凸设有一弹片2122，所述弹片2122的末端位于所容纳槽215内。所述第三叠片层213的表面对应每一容纳槽215开设有一凹槽2131，所述凹槽2131位于相应容纳槽215的外侧且与所述容纳槽215相连通。本实施方式中，所述第三叠片层213的凹槽2131到所述容纳槽215远离该凹槽2131一侧的距离大于所述容纳槽215的宽度。
可以理解，所述磁轭21包括至少两个第二叠片层212，即每一容纳槽215内有至少二弹片2122，且所述至少二弹片2122间隔设置在所述容置槽215内的中间部分。
所述永磁体22大致呈长方形块状，本实施方式中，所述容纳槽215的宽度大于所述永磁体22的宽度。每一永磁体22插设于一相应的容纳槽215内，且该永磁体22抵持相应弹片2122的末端并使相应的弹片2122朝第三叠片层213的凹槽2131弯折。所述永磁体22通过所述弹片2122的弹性力固定于所述容纳槽215内，且所述永磁体22背离弹片2122的一侧抵持所述容纳槽215的侧壁。所述第四叠片层213位于磁轭21的两端，用于将永磁体22密封于所述容纳槽215内。本实施方式中，所述弹片2122与永磁体22为线接触，即沿所述转子20的径向剖面上，所述弹片2122与所述永磁体22为线接触。
本实施方式中，每个永磁体22沿着其厚度方向极化，每块永磁体22对应形成一个磁极，相邻永磁体22的极性相反。具体地，该若干永磁体22沿磁轭21的周向分布，且永磁体22内表面的极性沿着磁轭21的周向呈N极、S极交替排列，从而在磁轭21的内周表面形成若干交替排列的N极、S极。
请再参阅图8，所述容纳槽215的宽度大于所述永磁体22的宽度，所述第三叠片层213的凹槽2131到所述容纳槽215远离该凹槽2131一侧的距离大于所述容纳槽215的宽度。所述第三叠片层213的厚度大于所述第二叠片层212的厚度。本实施方式中，所述若干第一叠片层211、第二叠片层212、第三叠片层213堆叠的厚度为a，其值为25mm。所述两个第三叠片层213的厚度均为b，其值为1.4mm。所述两个第二叠片层212的厚度均为c，其值为0.35mm。所述第二叠片层212中的弹片2122到容纳槽215远离弹片2122一侧的距离为d，其值的范围在1.55～1.62mm之间。所述容纳槽215的宽度为e，其值的范围在2.02～2.07mm之间。所述第三叠片层213中的凹槽2131到容纳槽215远离凹槽2131一侧的距离为f，其值的范围在2.87～2.97mm之间。所述永磁体22的宽度为g，其值的范围在1.9～2.0mm之间。
请同时参阅图6，所述弹片2122的宽度h为所述容纳槽215长度i的30％～80％。
请再参阅图9，所述永磁体22的宽度g为1.9mm，所述第二叠片层212中的弹片2122到容纳槽215远离弹片2122一侧的距离d为1.62mm，所述第三叠片层213中的凹槽2131到容纳槽215远离凹槽2131一侧的距离f为2.97mm，此时将永磁体22嵌入所述容纳槽215内，所述弹片2122朝第三叠片层213的凹槽2131弯折的角度α为最小值，其值为55°。
请再参阅图10，所述永磁体22的宽度g为2.0mm，所述第二叠片层212中的弹片2122到容纳槽215远离弹片2122一侧的距离d为1.55mm，所述第三叠片层213中的凹槽2131到容纳槽215远离凹槽2131一侧的距离f为2.87mm，此时将永磁体22嵌入所述容纳槽215内，所述弹片2122朝第三叠片层213的凹槽2131弯折的角度β为最大值，其值为65°。
请再参阅图4，所述端盖23具有底壁231和侧壁232。所述底壁231与侧壁232的交界处沿径向开设有若干通风槽233。所述若干固定销25的一端依次穿过所述磁轭21和端盖23的侧壁232，以将所述端盖23与磁轭21固定。
请再参阅图7，所述转轴24的一端连接于所述端盖23的底壁231，另一端穿过固定架14的容纳孔144，以及轴承15、16。所述绕有定子绕组13的定子铁芯11收容于所述磁轭21内。
本发明实施方式中的转子20，永磁体22插入相应的容纳槽215，抵持第二叠片层212中的弹片2122，并使弹片2122朝第三叠片层213的凹槽2131弯折，通过弹片2122的弹性力将永磁体22固定于容纳槽215中，不需再使用胶水将永磁体22相对磁轭21固定，使得转子20制造更加简便，提高了电机100制造的工作效率。
可以理解，所述第一叠片层211、第二叠片层212及第三叠片层213的数量并不限制于本实施方式中的数量，相应叠片层的具体数量可根据不同要求设置。
可以理解，所述磁轭21的结构并不限制于本实施方式中的结构，如省略第三叠片层213，此时永磁体22仍能通过所述弹片2122的弹力固定于容纳槽215中。
请再参阅图11，本实施方式中的电机100可用于电锯200中。所述电锯200包括锯条201，所述电机100用于驱动所述锯条201。可以理解，电机100还可用于其它电动工具中。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围的内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围的内。

Claims (16)

1.一种转子，包括磁轭和若干永磁体，所述磁轭内开设有若干容纳槽，每一永磁体容置于一容纳槽内，其特征在于：所述磁轭上朝向每一容纳槽内凸设有弹性件，所述永磁体插入相应的容纳槽内，所述弹性件弯折并抵持所述永磁体。
2.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述永磁体的一侧抵持所述弹性件，所述永磁体的另一侧接触所述容纳槽的侧壁。
3.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述弹性件与所述永磁体为线接触。
4.如权利要求1所述的转子，其特征在于：至少二弹性件设置在所述每一容纳槽内，且所述至少二弹性件间隔设置在所述磁轭的中间部分。
5.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述磁轭包括第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层，所述第二叠片层位于所述第一叠片层和所述第三叠片层之间，所述容纳槽贯穿所述第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层，所述第二叠片层和第三叠片层均于每一容纳槽的一侧开设有贯穿相应叠片层上下表面的凹槽，且所述第二叠片层和第三叠片层的凹槽位于相应容纳槽的同侧，所述第二叠片层的凹槽内朝所述容纳槽凸设有所述弹性件。
6.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述弹性件的宽度为所述容纳槽长度的30％～80％。
7.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述容纳槽的宽度大于所述永磁体的宽度，所述第三叠片层的凹槽到所述容纳槽远离该凹槽一侧的距离大于所述容纳槽的宽度。
8.如权利要求7所述的转子，其特征在于：所述第三叠片层的厚度大于所述第二叠片层的厚度。
9.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述磁轭还包括两个第四叠片层，所述两个第四叠片层位于所述磁轭的两端，以将所述永磁体密封于所述容纳槽内。
10.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述转子还包括若干固定销，所述第一叠片层、第二叠片层及第三叠片层通过所述若干固定销固定为一体。
11.如权利要求10所述的转子，其特征在于：所述转子还包括端盖，所述端盖具有底壁和侧壁，所述端盖的侧壁与所述磁轭通过所述固定销连接。
12.如权利要求11所述的转子，其特征在于：所述转子还包括转轴，所述转轴的一端与所述端盖连接。
13.如权利要求12所述的转子，其特征在于：每两个相邻的容纳槽呈开口向所述磁轭中心开口的V型排列，且呈V型排列的两个相邻的容纳槽相连通。
14.一种采用权利要求1-13中任意一项所述转子的电机，所述电机还包括定子，所述定子包括定子铁芯和若干定子绕组，所述若干定子绕组绕制于所述定子铁芯上，所述定子铁芯容置于所述磁轭内。
15.一种电动工具，其特征在于，包括如权利要求14所述的永磁电机。
16.如权利要求15所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具为电锯，包括锯条，所述电机用于驱动所述锯条。
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