CN107546885A - 转子、转子的制造方法、电机及电动工具 - Google Patents

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徐勇辉
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Abstract

本发明关于一种转子，包括转子主体及风扇，所述转子主体包括转子磁芯、贯穿于所述转子磁芯的转轴和安装于所述转子磁芯中的永磁体，所述风扇包括嵌设于所述转子主体内的若干用于固定所述转子磁芯的固定部。所述转子结构简单，组装方便，成本低。本发明还关于一种具备所述转子的电机和所述转子的制造方法以及应用所述电机的电动工具。

Description

转子、转子的制造方法、电机及电动工具
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及电机的转子及制造所述转子的方法、电机及使用所述电机的电动工具。
背景技术
电机的转子用于与定子配合，在电磁力作用下相对定子旋转，从而带动连接于转子上的负载旋转。电机的种类很多，其中直流电机的转子通常包括转轴、转子磁芯和嵌设于所述转子磁芯的永磁体。为了使电机更好的散热，一般还会在转子的一端加装风扇，利用转子带动风扇转动对电机进行散热。
然而，目前具有散热功能的永磁转子的组装零件多，并且组装过程和工艺复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提供组装简单的转子及制造所述转子的方法。
还有必要提供应用所述转子的电机。
还有必要提供应用所述电机的电动工具。
一种转子，包括转子主体及风扇，所述转子主体包括转子磁芯、贯穿于所述转子磁芯的转轴和安装于所述转子磁芯中的永磁体，所述风扇包括嵌设于所述转子主体内的若干用于固定所述转子磁芯的的固定部
作为一种优选方案，所述风扇还包括设置于所述若干固定部两端的顶盖与叶轮，所述转轴两端分别穿过所述叶轮和顶盖，所述转子磁芯设置于所述叶轮与顶盖之间，所述永磁体包裹于所述固定部中，所述固定部嵌设于所述转子磁芯中。
作为一种优选方案，所述转子磁芯的外周壁为不规则圆形，所述转子磁芯的外周壁包括若干间隔设置的圆弧面及过渡面。
作为一种优选方案，所述转轴与所述转子磁芯紧配。
作为一种优选方案，所述转子磁芯上开设若干安装槽，每一固定部容置于其中一安装槽中。
作为一种优选方案，每一安装槽的两端设置两个所述空气槽，每一空气槽与对应的安装槽贯通，每一固定部两侧延伸设置凸耳，所述凸耳卡持于其中一空气槽中。
作为一种优选方案，所述空气槽的横截面为三角形，且所述空气槽位于所述安装槽靠近所述过渡面一侧。
作为一种优选方案，所述风扇还包括连接部，所述连接部设置于所述叶轮与所述固定部之间，每一固定部穿过其中一安装槽一端连接于所述连接部，另一端连接于所述顶盖。
作为一种优选方案，所述转子磁芯上沿轴线开设若干定位孔，所述顶盖上设置若干定位柱，每一定位柱插入并穿过其中一定位孔连接于所述连接部。
作为一种优选方案，所述转子磁芯两端分别开设若干凹槽，所述连接部和顶盖上设置若干定位柱，每一定位柱插入其中一凹槽中。
作为一种优选方案，所述顶盖抵持于所述转子磁芯一端，所述顶盖一侧设置套筒，所述转轴一端依次穿过所述顶盖和套筒。
作为一种优选方案，所述叶轮、连接部、顶盖及定位柱为注塑一体成型。
一种转子的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
提供转子磁芯、转轴和若干永磁体，所述转子磁芯上设置若干安装槽，每一安装槽两侧分别设置与所述安装槽贯通的空气槽；将所述转轴沿所述转子磁芯轴线穿过并与所述转子磁芯固定，将每一永磁体容置于其中一安装槽中；
将组装的所述转子磁芯、转轴和若干永磁体放置于模具中，并使得每一永磁体位于所述安装槽的中间；
向模具内注入高压熔融状态下的塑料，注塑形成风扇；
通过脱模机构将由转子主体和风扇组成的转子从模具中脱落。
作为一种优选方案，所述熔融状态的塑料填充进所述安装槽和空气槽中，于所述永磁体外部形成一包裹所述永磁体的固定部，并于每一固定部的两侧形成匹配所述空气槽的凸耳，所述塑料填充进所述定位孔中形成定位柱。
一种电机，包括定子和端盖所述端盖设置于所述定子一端，所述电机还包括如上述任意一项所述的转子，所述转子通过所述端盖支撑，转动地容置于所述定子中。
一种电动工具，包括上述任意一项所述的电机。
本发明的转子包括互相嵌设的转子主体和风扇，所述风扇通过注塑的方式一体成型于所述转子主体上，解决了传统转子制造过程中零件多，组装过程麻烦的问题。并且，通过注塑的方式在所述永磁体的外侧成型固定部即密封了所述永磁体又确保了所述永磁体的位置不会发生变化。沿固定部两侧延伸的凸耳在空气槽的基础上进一步起到了隔磁效果，也使得所述风扇与转子主体的连接更加紧密。
附图说明
图1是本发明一实施方式的电机的立体图。
图2是图1所示的电机的分解图。
图3是图1所示的电机另一方向的分解图。
图4是图2所示的转子的分解图。
图5是图2所示的转子沿V-V方向的剖视图。
图6是图2所示的转子沿VI-VI方向的剖视图。
图7是本发明一实施方式电动工具示意图。
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
本发明的各种实施方式将参照附图进行说明。在说明书及附图中，具有类似结构或功能的元件将用相同的元件符号表示。可以理解，附图仅为提供参考与说明使用，并非用来对本发明加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系或对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。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。
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。
请参阅图1，本发明实施方式的转子50为永磁转子，其应用于电机100中。所述电机100可以是，但不限于单相电机、多相电机，在本实施方式中，所述电机100为单相永磁电机。所述电机100还包括壳体10、设置于所述壳体10一端的端盖20和定子30，所述定子30安装于所述壳体10中，所述转子50转动地容置于所述定子30中，并在电磁力作用下绕所述定子30转动。所述转子50两端通过设置于所述端盖20和壳体10上的轴承支撑。
本实施方式中，所述壳体10上开设若干镂空部12，所述镂空部12用于减轻所述电机100的重量，并且方便所述电机100的散热。所述壳体10一端设置轴承座13，所述端盖20上设置轴承座23，所述两轴承座13、23用于安装支撑所述转子50的轴承。
请参阅图2及图3，所述转子50包括转子主体52和风扇53，本实施方式中，所述转子主体52与所述风扇53互相嵌设合为一体。所述转子主体52包括转子磁芯521、转轴523和若干永磁体525。所述转轴523沿所述转子磁芯521轴线贯穿并固设于所述转子磁芯521并与所述转子磁芯521紧密配合。所述转轴523两端分别通过轴承526支撑于所述电机100的壳体10和端盖20上。请一并参阅图4，所述转子磁芯521沿轴线开设安装所述转轴523的轴孔5211。所述转子磁芯521上还开设若干安装槽5212和若干定位孔5214。每一安装槽5212和定位孔5214均沿所述转子磁芯521的轴线方向贯穿所述转子磁芯521，所述安装槽5212用于容置所述永磁体525和部分容置所述风扇53，所述若干安装槽5212以所述转子磁芯521的轴线为中心，均匀排列设置于所述转子磁芯521上。所述若干定位孔5214用于卡持所述风扇53，所述若干定位孔5214以所述转子磁芯521的轴线为中心，均匀排列设置于所述转子磁芯521上。所述转子磁芯521上还开设若干配合孔5215，所述若干配合孔5215设置于所述转子磁芯521的轴孔5211的周壁上，并与所述轴孔5211贯通。所述若干配合孔5215用于卡持所述风扇53。
可以理解，在本发明其他实施方式中，所述定位孔5214还可以为设置于所述转子磁芯521两端的凹槽5216，所述凹槽5216用于卡持所述风扇53。
本实施方式中，所述转子磁芯521还设置若干空气槽5213，每一安装槽5212的两端靠近所述过渡面5218一侧设置两个所述空气槽5213，每一空气槽5213与对应的安装槽5212贯通。本实施方式中，所述空气槽5213沿所述转子主体52的轴线方向的横截面为三角形，所述空气槽5213底边长度小于所述安装槽5212的长度，使所述过渡面5218与所述空气槽侧边的距离尽可能小以减少磁路损耗。所述空气槽5213还用于防止相邻两个永磁体525磁通短路。可以理解，所述转子磁芯521由若干导磁芯片依次叠放形成，所述导磁芯片由具导磁性能的软磁性材料制成，其可以为硅钢片、坡莫合金和铁氧体等。所述转子磁芯521的外周壁为不规则圆形，所述转子磁芯521的外周壁包括若干间隔设置的圆弧面5217及过渡面5218。所述圆弧面5217和过渡面5218的设计使得所述转子磁芯521与所述定子30之间形成不均匀气隙，使得所述电机100避开启动死点。
本实施方式中，所述永磁体525的数量为4个，每一永磁体525容置于其中一安装槽5212中，用于形成转子磁极。所述转子50还包括磁环524，所述磁环524套设于所述转轴523一端，所述磁环524抵持于所述风扇53靠近所述壳体10设置轴承座13的一端，并随所述转轴523转动。所述磁环524用于限定所述转子磁芯521和风扇53于所述转轴523轴向的位移。
所述风扇53与所述转子主体52相互嵌设，所述风扇53随所述转子主体52旋转，用于为所述电机100散热。本实施方式中，所述风扇53通过注塑成型的方式成型于所述转子主体52上。
请一并参阅图5及图6，所述风扇53包括叶轮531、连接部532、若干固定部534、顶盖535和套筒536。所述连接部532大体为圆柱体或圆台结构，所述叶轮531设置于所述连接部532一端，所述若干固定部534设置于所述连接部532另一端。本实施方式中，所述连接部532靠近所述固定部534的一端的端面上设置若干卡持部5323。每一卡持部5323插入其中一配合孔5215中，并抵持于容置于所述轴孔5211中的转轴523。
所述若干固定部534以所述连接部532的轴线为中心，均匀排列于所述连接部532的一端，所述若干固定部534 另一端连接于所述顶盖535。本实施方式中，每一固定部534为中空结构，其内部容置其中一永磁体525。优选地，所述固定部534两端分别连接于所述连接部532和顶盖535后，所述固定部534的中空部位为密闭的空间。每一固定部534的两侧均延伸设置与所述空气槽5213形状匹配的凸耳5343，每一凸耳5343容置于对应的空气槽5213中。本实施方式中，所述空气槽5213沿所述转子主体52的轴线横截面为三角形，且所述空气槽5213位于所述安装槽5212靠近所述转子主体52边缘一侧。制造所述转子50时，所述容置有永磁体525的固定部534穿过并卡持于对应的安装槽5212中。所述固定部534的数量与所述永磁体525的数量相同，本实施方式中，所述固定部534的数量为4个，其围成一容置空间5341，所述转子主体52的部分结构嵌设于所述容置空间5341中。
本实施方式中，所述顶盖535为一圆盘形，其抵持于所述转子磁芯521的一端，用于固定所述转子主体52。所述顶盖535朝向所述固定部534的一侧延伸出若干定位柱5351。具体地，在一实施方式中，所述转子磁芯521上开设若干沿轴线贯通所述转子磁芯521的定位孔5214时，每一定位柱5351插入并穿过其中一定位孔5214连接于所述连接部532。在另一实施方式中所述转子磁芯521两端分别开设若干凹槽5216时，所述连接部532靠近所述固定部534的一端的端面上还设置若干定位柱5321，每一定位柱5321插入靠近所述连接部532一端的其中一个凹槽5216中，每一定位柱5351插入靠近所述顶盖535的其中一个凹槽5216中。所述顶盖535背离所述固定部534的一侧设置套筒536，所述转轴523伸出所述转子磁芯521 的一端依次穿过所述连接部532和叶轮531，另一端依次穿过所述顶盖535和套筒536。所述套筒536用于使所述转轴523与所述风扇53之间的连接更加紧密。
请参阅图7，图7为所述电机100应用于电动工具200的示意图。本实施方式中，所述电动工具200为电钻，在其他实施方式中，所述电动工具200还可以为电锯、电锤等。所述电机100通过传动机构(图未示)驱动安装于所述电钻一端的钻头(未标号)旋转。
本发明提供一种电机转子的制造方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供转子磁芯521、转轴523和若干永磁体525。在所述转子磁芯521上设置若干安装槽5212，每一安装槽5212两侧分别设置与所述安装槽5212贯通的空气槽5213。将所述转轴523沿所述转子磁芯521轴线穿过并与所述转子磁芯521固定。将每一永磁体525容置于其中一安装槽5212中，形成一个形状初步固定的转子主体52。
步骤S2：将所述初步组装的转子磁芯521、转轴523和若干永磁体525放置于模具中，并使得每一永磁体525位于所述安装槽5212的中间。
可以理解，可以通过在永磁体525上设置若干由发泡剂苯乙烯模形成的定位部，使得所述永磁体525安装于安装槽5212的中间。
可以理解，还可以通过在所述安装槽5212的内壁上设置定位部的方式实现将所述永磁体525安装于所述安装槽5212的中间。
步骤S3：通过注塑机向模具内注入高压熔融状态下的塑料，熔融状态的塑料沿着流道在模具内流动，形成风扇53的结构。所述熔融状态的塑料填充进所述安装槽5212 和空气槽5213中，于所述永磁体525外部形成一包裹所述永磁体525的固定部534，并于每一固定部534的两侧形成匹配所述空气槽5213的凸耳5343。所述塑料填充进所述定位孔5214或凹槽5216中形成定位柱5321和5351。
所述固定部534将所述永磁体525包裹，防止所述永磁体525与外界环境接触，避免腐蚀，并且所述固定部534将所述永磁体525固定于所述安装槽5212中。所述若干凸耳5343和定位柱5321(5351)使所述转子主体52与所述风扇53的连接更加牢固，防止所述风扇53相对所述转子主体52打滑。
步骤S4：对所述模具持续施加压力，保证所述风扇53在高压状态下成型，以使所述风扇53的密度更大，结构更加稳定和结实。
步骤S5：保压预设时间后，对模具进行冷却，使所述熔融状态下的塑料冷却形成固态的风扇53结构。
步骤S6：通过脱模机构将由转子主体52和风扇53组成的转子50从模具中脱落，形成最终的产品。
本发明的转子50包括互相嵌设的转子主体52和风扇53，所述风扇53通过注塑的方式一体成型于所述转子主体52上，解决了传统转子制造过程中零件多，组装过程麻烦的问题。并且，通过注塑的方式在所述永磁体525的外侧成型固定部534即密封了所述永磁体525又确保了所述永磁体525的位置不会发生变化。通过注塑密封的方式可以防止永磁体生锈腐蚀且可省去在永磁体插入转子之前的搽胶过程以简化转子的组装制程。沿固定部534两侧延伸的凸耳5343在空气槽5213的基础上进一步起到了隔磁效果，也使得所述风扇53与转子主体52的连接更加紧密。
由此，本发明令人满意地对实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而没有穷尽性地例举所有可能的实施方式。本领域的技术人员可以对各个实施方式中的技术特征进行各种组合以满足实际需要。基于本发明中的实施方式，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它实施方式，都属于本发明保护的范围。

Claims (16)

1.一种转子，包括转子主体及风扇，所述转子主体包括转子磁芯、贯穿于所述转子磁芯的转轴和安装于所述转子磁芯中的永磁体，其特征在于：所述风扇包括嵌设于所述转子主体内的若干用于固定所述转子磁芯的的固定部。
2.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述风扇还包括设置于所述若干固定部两端的顶盖与叶轮，所述转轴两端分别穿过所述叶轮和顶盖，所述转子磁芯设置于所述叶轮与顶盖之间，所述永磁体包裹于所述固定部中，所述固定部嵌设于所述转子磁芯中。
3.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述转子磁芯的外周壁为不规则圆形，所述转子磁芯的外周壁包括若干间隔设置的圆弧面及过渡面。
4.如权利要求1所述的转子，其特征在于：所述转轴与所述转子磁芯紧配。
5.如权利要求3所述的转子，其特征在于：所述转子磁芯上开设若干安装槽，每一固定部容置于其中一安装槽中。
6.如权利要求5所述的转子，其特征在于：每一安装槽的两端设置两个所述空气槽，每一空气槽与对应的安装槽贯通，每一固定部两侧延伸设置凸耳，所述凸耳卡持于其中一空气槽中。
7.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述空气槽的横截面为三角形，且所述空气槽位于所述安装槽靠近所述过渡面一侧。
8.如权利要求5所述的转子，其特征在于：所述风扇还包括连接部，所述连接部设置于所述叶轮与所述固定部之间，每一固定部穿过其中一安装槽的一端连接于所述连接部，另一端连接于所述顶盖。
9.如权利要求8所述的转子，其特征在于：所述转子磁芯上沿轴线开设若干定位孔，所述顶盖上设置若干定位柱，每一定位柱插入并穿过其中一定位孔连接于所述连接部。
10.如权利要求8所述的转子，其特征在于：所述转子磁芯两端分别开设若干凹槽，所述连接部和顶盖上设置若干定位柱，每一定位柱插入其中一凹槽中。
11.如权利要求2所述的转子，其特征在于：所述顶盖抵持于所述转子磁芯一端，所述顶盖一侧设置套筒，所述转轴一端依次穿过所述顶盖和套筒。
12.如权利要求10所述的转子，其特征在于：所述叶轮、连接部、顶盖及定位柱经注塑一体成型。
13.一种转子的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
提供转子磁芯、转轴和若干永磁体，所述转子磁芯上设置若干安装槽，每一安装槽两侧分别设置与所述安装槽贯通的空气槽；将所述转轴沿所述转子磁芯轴线穿过并与所述转子磁芯固定，将每一永磁体容置于其中一安装槽中；
将组装的所述转子磁芯、转轴和若干永磁体放置于模具中，并使得每一永磁体位于所述安装槽的中间；
向模具内注入高压熔融状态下的塑料，注塑形成风扇；
通过脱模机构将由转子主体和风扇组成的转子从模具中脱落。
14.如权利要求13项所述的转子的制造方法，其特征在于：所述熔融状态的塑料填充进所述安装槽和空气槽中，于所述永磁体外部形成一包裹所述永磁体的固定部，并于每一固定部的两侧形成匹配所述空气槽的凸耳，所述塑料填充进所述定位孔中形成定位柱。
15.一种电机，包括定子和端盖所述端盖设置于所述定子一端，其特征在于：所述电机还包括如权利要求1-12任意一项所述的转子，所述转子通过所述端盖支撑，转动地容置于所述定子中。
16.一种电动工具，包括如权利要求15所述的电机。
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