CN107508445A - 一种外转子无刷电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外转子无刷电机。该外转子无刷电机包括：定子，定子包括铁芯、轴承和分别固定连接铁芯、轴承的固定轴；以及通过轴承转动连接定子的转子，转子包括端盖和磁体；端盖包括顶部以及连接顶部的侧部；端盖系第一端盖和第二端盖，第一端盖与第二端盖的两个顶部分别套设于固定轴的轴向两端，第一端盖与第二端盖的两个侧部自轴向两端相向延伸共同形成固定磁体的卡槽以使磁体直接固定于端盖，第一端盖、第二端盖以及磁体共同围设成收容铁芯的收容腔，磁体与铁芯在垂直轴向的径向上内外相对设置。本发明提供要解决的一个技术问题是现有大转矩输出的电机中，磁体易脱落。

Description

一种外转子无刷电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地，本发明涉及一种外转子无刷电机。

背景技术

在大型航模中，要求电机具有大的输出转矩。目前，航模用外转子无刷电机中，转子一般包括定子、转轴和转子。定子通常包括端盖、磁体和固定套。固定套固定连接于端盖上，磁体与保护套之间主要通过结构胶固定连接在一起。

在大转矩输出的电机中，现有结构胶强度无法满足可靠连接的要求。电机工作过程中，磁体易从固定套上脱落，导致磁体与固定套分离。尤其是，结构胶的种类选用及比例搭配是行业内的机密，获得满足要求的结构胶的制作方法无法获得。

因此，有必要对现有外转子无刷电机进行改进。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种外转子无刷电机的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种外转子无刷电机。该外转子无刷电机包括：定子，所述定子包括铁芯、轴承和分别固定连接所述铁芯、轴承的固定轴；以及通过所述轴承转动连接所述定子的转子，所述转子包括端盖和磁体；所述端盖包括顶部以及连接所述顶部的侧部；所述端盖系第一端盖和第二端盖，所述第一端盖与第二端盖的两个顶部分别套设于所述固定轴的轴向两端，所述第一端盖与第二端盖的两个侧部自所述轴向两端相向延伸共同形成固定所述磁体的卡槽以使所述磁体直接固定于所述端盖，所述第一端盖、第二端盖以及所述磁体共同围设成收容所述铁芯的收容腔，所述磁体与所述铁芯在垂直所述轴向的径向上内外相对设置。

可选地，所述侧部分裂形成若干弹性臂，相邻两弹性臂之间形成所述卡槽，所述磁体嵌设于所述卡槽内；所述磁体夹持于所述相邻两弹性臂之间，在所述轴向上，所述磁体分别抵顶于所述第一端盖和第二端盖的侧部。

可选地，所述侧部自所述顶部垂直凸伸，所述第一端盖的弹性臂与所述第二端盖的弹性臂在轴向上相向延伸并且对齐设置。

可选地，所述第一端盖和第二端盖彼此分体设置且形状相同。

可选地，所述第一端盖和所述第二端盖均一体成型。

可选地，所述转子还包括固定套，所述固定套套设于所述侧部的外表面，所述固定套与所述侧部过盈配合；所述第一端盖与第二端盖的两个侧部在所述轴向上对接形成固定所述固定套的固定槽以使所述固定套直接固定于所述端盖；所述固定槽与所述卡槽相连通且位于所述卡槽的外侧，所述磁体粘结于所述固定套的内表面。

可选地，所述固定轴呈圆柱状，所述固定轴的轴向中部的直径大于其轴向两端的直径，所述轴向中部与所述轴向两端之间设有支撑所述轴承的轴肩，所述轴向中部用于固定所述铁芯，所述轴承套设于所述固定轴的轴向两端并且抵靠于所述轴肩，所述第一端盖和第二端盖的两个顶部分别通过所述轴承套设于所述固定轴。

可选地，在所述顶部上设有螺纹孔，所述固定轴的一端穿出所述转子，并且在所述固定轴的穿出所述转子部分设有外螺纹。

可选地，所述铁芯套设于所述固定轴，所述定子还包括绕置于所述铁芯的线圈，所述磁体环绕于所述铁芯的周侧并且与所述环形铁芯之间具有间隙。

可选地，在所述固定轴上设有沿轴向延伸的第二通孔，在所述固定轴的周壁上设有与所述第二通孔连通的第三通孔，在所述线圈上连接有相位引出线，所述相位引出线穿入所述第三通孔而且从所述第二通孔的一端穿出。

本发明提供的外转子无刷电机中，端盖设有卡槽，磁体嵌设于卡槽中。卡槽能够对磁体进行限位，避免磁体产生相对于环形端盖的位移、振动。磁体不易脱离，提高了磁体固定连接的可靠性。

此外，端盖的数量为两个，分别为第一端盖和第二端盖，两个端盖的侧部对接共同形成卡槽，便于电机的制造。两个端盖的顶部通过轴承转动连接于固定轴上，能够保证转子与定子的同心度，转子高速转动时不易出现偏摆现象。

因此，本发明所要实现的技术任务或者所要解决的技术问题是本领域技术人员从未想到的或者没有预期到的，故本发明是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明中一种实施例提供的外转子无刷电机的零件爆炸图；

图2是本发明中一种实施例提供的外转子无刷电机的安装图；

图3是本发明中一种实施例提供的固定轴的剖视图；

图4是本发明中一种实施例提供的环形端盖的结构示意图。

其中，1：固定轴；10：第二通孔；11：第三通孔；12：轴肩；13：外螺纹；2：环形铁芯；3：轴承；4：环形端盖；40：环形顶部；41：环形侧部；42：卡槽；43：固定槽；44：第一通孔；45：螺纹孔；5：固定套；6：磁体。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明提供了一种外转子无刷电机，该外转子无刷电机能够应用于航模、无人机或者机器人等设备中。该外转子无刷电机包括定子和转子。所述转子与所述定子转动连接在一起。所述定子能够驱动所述转子转动。

参考图2，所述定子包括铁芯2、轴承3和分别固定连接所述铁芯2、轴承3的固定轴1。所述转子通过所述轴承3转动连接所述定子。

所述转子包括环形端盖4和磁体6。所述端盖4包括环形顶部40和连接所述顶部40并且自所述顶部40垂直/轴向向外突出的环形侧部41。例如，所述侧部41可以自所述顶部40的外环边缘位置凸伸。

所述端盖4的侧部41上设有固定所述磁体6的卡槽42。所述卡槽42的具体结构可以有多种，例如：所述卡槽42可以是设置于所述侧部41上的多个凹槽或者通孔，多个所述凹槽或者通孔沿所述侧部41的周向间隔分布。

一个例子中，参考图1、图4，所述侧部41分裂形成若干弹性臂。所述多个弹性臂相互间隔设置并且围成环形。相邻两个所述弹性臂之间形成所述卡槽42。所述磁体6嵌设于卡槽42内从而使所述磁体6的位置能被限定，避免所述磁体6产生相对于所述端盖4的位移、振动，使所述磁体6不易脱离。

在该实施例中，所述端盖4设置成两个，分别为第一端盖和第二端盖，所述第一端盖与第二端盖的两个顶部40分别套设于所述固定轴1的轴向两端，所述第一端盖与第二端盖的两个侧部41自所述轴向两端相向延伸共同形成固定所述磁体6的卡槽42以使所述磁体6直接固定于所述端盖4。所述第一端盖、第二端盖以及所述磁体6共同围设成收容所述铁芯2的收容腔，所述磁体6与所述铁芯2在垂直所述轴向的径向上内外相对。所述卡槽42系由所述第一端盖和第二端盖的弹性臂共同配合形成，例如：所述第一端盖的弹性臂与所述第二端盖的弹性臂彼此间隔设置，且沿周向有序分布，即，每一所述卡槽42的两侧设有一个第一端盖的弹性臂和一个第二端盖的弹性臂；又例如：所述第一端盖的弹性臂与所述第二端盖的弹性臂在轴向上相向延伸并且对齐设置。所述磁体6夹持于所述相邻两弹性臂之间，在所述轴向上，所述磁体6分别抵顶于所述第一端盖和第二端盖的侧部41。需要注意的是，本发明的第一端盖和第二端盖可以分体设置，通过卡扣结构或者焊接或者粘结或者借助第三构件等方式组装固定在一起，也可以最初就成型为一体。优选地，所述第一端盖和第二端盖彼此分体设置且形状相同，便于电机的制造。进一步地，所述端盖4在电机中对称分布，有利于提高电机运转的平稳性。进一步地，所述第一端盖和所述第二端盖分别一体成型，简化制程，组装方便，例如，两个所述端盖4均可注塑成型，又例如，两个所述端盖4均可机加工成型。

所述转子还包括固定套5，所述固定套5套设于所述侧部41的外表面，所述固定套5与所述侧部41过盈配合；所述第一端盖与第二端盖的两个侧部41在所述轴向上对接形成固定所述固定套5的固定槽43以使所述固定套5直接固定于所述端盖4。

请参阅图2所示，所述固定套5收容在所述固定槽43内，即，同时套设于第一端盖和第二端盖的两个侧部41上。在所述径向上，固定套5借助对弹性臂的向内的挤压力而与所述端盖4过盈配合，进而，第一端盖和第二端盖通过弹性臂施加于所述固定套5的弹性回复力彼此更紧密地固定连接在一起。请进一步结合图4所示，在所述径向上，每一弹性臂的外表面设有若干凹槽和凸块，一方面增强了弹性臂的弹性，另一方面增加了弹性臂外表面的面积；进一步地，在所述固定套5与所述弹性臂之间填充胶黏剂，固定套5与弹性臂之间结合强度得到增强。

在本实施例中，所述固定套5与所述端盖4分别成型，组装过程中再固定连接。当然在其他实施例中，所述固定套5可与所述端盖4一体成型。

所述固定槽43与所述卡槽42相连通且位于所述卡槽42的外侧。在所述径向上，所述磁体6裸露于固定槽43/卡槽42的外表面粘结于所述固定套5的内表面从而使所述磁体6进一步被固定。具体地，所述磁体6可以通过结构胶粘结于所述固定套5的内表面上。

现有技术中的磁体6主要依靠与固定套5间的粘结作用而固定，本发明的磁体6通过卡槽42的限位作用能被可靠地固定于所述端盖4上，提升了磁体6定位的稳定性，且降低了对胶粘剂的强度要求、胶量要求。

参考图1至图4，所述固定轴1呈圆柱状，所述固定轴1的轴向中部的直径大于其轴向两端的直径，所述轴向中部与所述轴向两端之间设有支撑所述轴承3的轴肩12，所述轴向中部用于固定所述铁芯2，所述轴承3套设于所述固定轴1的轴向两端并且抵靠于所述轴肩12。具体地，所述轴承3的内圈可以与所述固定轴1的轴肩12紧配固定。轴肩12的设置使得固定轴1与端盖4间轴向的位置关系更加稳定，从而使所述端盖4能够平稳地转动。另外，所述固定轴1也可以通过卡簧等部件更好地与所述端盖4固定。

所述端盖4的顶部40设有用于安装所述轴承3的第一通孔44。所述第一端盖和第二端盖的两个顶部40分别套设于所述轴承3从而转动连接所述固定轴1，可选地，所述轴承3的外圈可以与所述端盖4紧配固定。

在该实施例中，所述固定轴1与所述轴承3之间过盈配合，所述端盖4与所述轴承3间过渡配合，例如所述端盖4与所述轴承3间设有结构胶予以固定，以使所述端盖4稳定旋转。当然在其他实施例中，所述端盖4可与所述轴承3过盈配合。

所述端盖4设有两个顶部40，该两个顶部40分别通过轴承3转动连接于所述固定轴1上，能够保证所述转子与定子的同心度，所述转子在高速转动时不会出现偏摆现象。

参考图1、图2，所述定子还包括绕置于所述铁芯2中的线圈。所述磁体6环绕于所述铁芯2的周侧。所述磁体6与所述铁芯2之间具有间隙。所述线圈通电时通过驱动所述磁体6转动来带动所述转子转动。所述线圈的接线方式可采用现有技术，在此不作赘述。

进一步地，参考图3，在所述固定轴1上可设有沿其轴向延伸的第二通孔10。所述第二通孔10与所述固定轴1同心设置。在所述固定轴1的周壁上设有第三通孔11。所述第三通孔11与所述第二通孔10连通。在所述线圈上连接有相位引出线，所述相位引出线穿入所述第三通孔11而且从所述第二通孔10的一端穿出。

进一步地，在所述顶部40上可以设有螺纹孔45。外部的零部件可以通过所述螺纹孔45与所述顶部40连接在一起。

所述磁体6的种类可以有多种。例如，所述磁体6可以为磁铁或者磁钢等永磁铁。

一个实施例中，所述磁体6可以是磁钢。所述磁钢的充磁方向、排布方式可采用现有技术。例如，所述磁钢可以有多组，每组所述磁钢的充磁方向可以为N极指向内侧、S极指向外侧。又例如，两组充磁方向不同的磁钢可以按照海尔贝克阵列组合依次交替排列组成磁环。

为便于安装电机，优选地，所述固定轴1的一端可以穿出所述转子。在所述固定轴1的穿出所述转子的部分设有外螺纹13。这样，电机能够通过所述固定轴1上的外螺纹13与外部安装件螺纹连接在一起。

需要说明的是，本发明对所述端盖4的材料并无具体限定。所述端盖4可以由金属材料或者非金属材料制成。例如，所述端盖4可由铝合金制成。

本发明对所述固定轴1的材料并无具体限定。可以理解，所述固定轴1应具有较好的强度和韧性。所述固定轴1还可具有较好的耐磨性。例如，所述固定轴1可以由45钢制成。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种外转子无刷电机，其特征在于，包括：

定子，所述定子包括铁芯(2)、轴承(3)和分别固定连接所述铁芯(2)、轴承(3)的固定轴(1)；以及

通过所述轴承(3)转动连接所述定子的转子，所述转子包括端盖(4)和磁体(6)；所述端盖(4)包括顶部(40)以及连接所述顶部(40)的侧部(41)；所述端盖(4)系第一端盖和第二端盖，所述第一端盖与第二端盖的两个顶部(40)分别套设于所述固定轴(1)的轴向两端，所述第一端盖与第二端盖的两个侧部(41)自所述轴向两端相向延伸共同形成固定所述磁体(6)的卡槽(42)以使所述磁体(6)直接固定于所述端盖(4)，所述第一端盖、第二端盖以及所述磁体(6)共同围设成收容所述铁芯(2)的收容腔，所述磁体(6)与所述铁芯(2)在垂直所述轴向的径向上内外相对设置。

2.根据权利要求1所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述侧部(41)分裂形成若干弹性臂，相邻两弹性臂之间形成所述卡槽(42)，所述磁体(6)嵌设于所述卡槽(42)内；所述磁体(6)夹持于所述相邻两弹性臂之间，在所述轴向上，所述磁体(6)分别抵顶于所述第一端盖和第二端盖的侧部(41)。

3.根据权利要求2所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述侧部(41)自所述顶部(40)垂直凸伸，所述第一端盖的弹性臂与所述第二端盖的弹性臂在轴向上相向延伸并且对齐设置。

4.根据权利要求3所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述第一端盖和第二端盖彼此分体设置且形状相同。

5.根据权利要求4所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述第一端盖和所述第二端盖均一体成型。

6.根据权利要求1-5所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述转子还包括固定套(5)，所述固定套(5)套设于所述侧部(41)的外表面，所述固定套(5)与所述侧部(41)过盈配合；所述第一端盖与第二端盖的两个侧部(41)在所述轴向上对接形成固定所述固定套(5)的固定槽(43)以使所述固定套(5)直接固定于所述端盖(4)；所述固定槽(43)与所述卡槽(42)相连通且位于所述卡槽(42)的外侧，所述磁体(6)粘结于所述固定套(5)的内表面。

7.根据权利要求1所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述固定轴(1)呈圆柱状，所述固定轴(1)的轴向中部的直径大于其轴向两端的直径，所述轴向中部与所述轴向两端之间设有支撑所述轴承(3)的轴肩(12)，所述轴向中部用于固定所述铁芯(2)，所述轴承(3)套设于所述固定轴(1)的轴向两端并且抵靠于所述轴肩(12)，所述第一端盖和第二端盖的两个顶部(40)分别通过所述轴承(3)套设于所述固定轴(1)。

8.根据权利要求7所述的外转子无刷电机，其特征在于，在所述顶部(40)上设有螺纹孔(45)，所述固定轴(1)的一端穿出所述转子，并且在所述固定轴(1)的穿出所述转子部分设有外螺纹(13)。

9.根据权利要求8所述的外转子无刷电机，其特征在于，所述铁芯(2)套设于所述固定轴(1)，所述定子还包括绕置于所述铁芯(2)的线圈，所述磁体(6)环绕于所述铁芯(2)的周侧并且与所述环形铁芯(2)之间具有间隙。

10.根据权利要求9所述的外转子无刷电机，其特征在于，在所述固定轴(1)上设有沿轴向延伸的第二通孔(10)，在所述固定轴(1)的周壁上设有与所述第二通孔(10)连通的第三通孔(11)，在所述线圈上连接有相位引出线，所述相位引出线穿入所述第三通孔(11)而且从所述第二通孔(10)的一端穿出。