CN110971052A - 车辆座椅及其永磁直流电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁直流电机，包括壳体，所述壳体包括具有正多边形截面的第一部段，该第一部段的外表面包括相对的第一平面和第二平面；并且所述第一部段的内腔中固定安装有磁筒，该磁筒的外表面贴紧所述壳体的内表面。根据本发明的电机尤其适用于安装空间极为有限的车辆座椅等使用环境，因为其相比圆筒形壳体，方形壳体占用更小的安装空间。本发明还提供了一种使用永磁直流电机的车辆座椅。

Description

车辆座椅及其永磁直流电机

技术领域

本发明涉及电机制造领域，尤其涉及一种用于调节座椅的永磁直流电机。

背景技术

直流电机主要由定子、转子和外壳组成。其中，定子包括机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等。定子在电机运行时静止不动，主要作用是产生磁场。转子通常由转轴、电枢铁芯、电枢绕组、换向器和风扇等组成。转子在电机运行时持续转动，以产生电磁转矩或感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，被称为电枢。外壳为电机的保护壳体，所述定子和转子布置于外壳的内腔中。

对于本发明所涉及的用于调节座椅的永磁直流电机，技术人员始终期望能够电机能够在低转速、大扭矩、稳定性、更小安装体积、更轻重量、更低噪音等方面获得更好的表现。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的永磁直流电机，以使其能更好地满足车辆座椅的调节系统的安装和动力要求。

本发明提供一种永磁直流电机，包括壳体，所述壳体包括具有正多边形截面的第一部段，该第一部段的外表面包括相对的第一平面和第二平面；并且所述第一部段的内腔中固定安装有磁筒，该磁筒的外表面贴紧所述壳体的内表面。

根据本发明的电机尤其适用于安装空间极为有限的车辆座椅等使用环境，因为其相比圆筒形壳体，方形壳体占用更小的安装空间。

优选的是，所述壳体还包括从所述第一部段的一端延伸出的第二部段，其包括间隔地依次相连的第一弧面、第三平面、第二弧面和第四平面，其中，所述第三平面和第四平面分别与所述第一平面和第二平面位于同一个平面上。

优选的是，还包括端盖，该端盖从所述壳体的第二部段伸入壳体的内腔中并固定连接至壳体。

优选的是，所述壳体还包括从所述第一部段的另一端延伸出的第三部段，该第三部段的截面为圆形，并且其直径小于所述第一平面和第二平面之间的距离。

优选的是，所述壳体的第三部段的自由端上设置有安装耳，该安装耳包括圆筒形的本体，从本体的一端径向向外延伸的安装部和在本体的长度方向上径向向外伸出的定位部。

优选的是，所述第一部段的截面为正六边形。

优选的是，所述磁筒通过注塑或压制工艺成形为一体件，所述磁筒通过充磁而形成依次连接的多个磁极，邻接的两个磁极具有相反的磁性，磁筒的截面包括圆形的内表面和正多边形的外表面，并且每个磁极在中间位置处具有最大的径向厚度，而在与邻接磁极的分界处具有最小的径向厚度。

上述结构的磁筒可以有效减小电机的静磁扭矩，进而电机自身的振动与噪音得到减弱。

本发明还涉及一种车辆座椅，其包括调节机构，该调节机构包括上述永磁直流电机。

附图说明

以下将参照附图对本发明的具体内容做更为详细的说明，其中：

图1示出了根据本发明的一种直流电机的示意图；

图2为图1所示直流电机的分解图；

图3A为图1所示电机在第一部段位置的横向截面图；

图3B为图1所示电机沿壳体部分的轴向截面图；

图4为图3中的磁筒的立体图示意图；

图5为图3中的电枢铁芯的立体示意图；

图6为根据本发明的另一种具体电机的示意图；

图7为图6所示电机的左侧端部的立体示意图，其中，为简明起见，右侧的端盖被卸除；

图8为图6所示电机的右侧端部的立体示意图。

上述附图所示出的内容仅为举例和示意，而并不严格按照比例予以绘制，也并未完整地绘制出具体使用环境下相关的全部部件或细节。本领域技术人员在明了本发明的原理和构思之后，将能想到在特定的使用环境下为具体实施本发明而需要加入的本领域公知的相关技术内容。

具体实施方式

在以下描述中可能使用的术语“第一”、“第二”等并不意欲限制任何序位，其目的仅仅在于区分各个独立的部件、零件、结构、元件等，并且这些独立的部件、零件、结构、元件可以相同、类似或者不同。同时，在以下描述中可能使用的关于方位的说明，比如“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”、“径向”、“轴向”等，除非具有明确说明，仅为了方便描述，而无欲对发明技术方案形成任何限定。

图1-3B整体示出了根据本发明的一种具体的直流电机，其包括长筒形的壳体10，壳体10内固定安装有磁筒20。壳体10与其内部的磁筒20共同组成电机的定子，并通过壳体20固定安装至比如车辆座椅上，以作为车辆座椅的一部分。电机的壳体10不仅仅用作整个电机的机械支撑，还用作磁筒磁极的磁轭，引导并传输磁场。

磁筒20的内腔中容纳有能够转动的转子。转子包括电枢铁芯30和布置在电枢铁芯30上的绕组。电枢铁芯30安装在转轴31上，转轴31的两端支撑在壳体10上。壳体10上还布置有端盖40，端盖40上集成有众多必需的元器件，比如电刷等等。为支撑所述转轴31，端盖40上设置有轴承，而壳体10的另一个端部相应地形成有用于安装轴承的凸部。在所述电机例如为电动机的情况下，电流通过端盖40接入电枢铁芯30上的绕组，并且在磁筒20的磁场作用下，产生转矩而驱动转子转动。

具体参见图2，电机壳体10的筒身在轴向上分为三部分：位于中间的第一部段11，靠近右端的第二部段14、靠近左端的第三部段19。其中，第一部段11的内腔用于容纳磁筒20和电枢铁芯30，第二部段14用于安装端盖40，第三部段主要用于磁筒20的安装定位和安装耳50，下文还将对此做更为具体的说明。

结合图3A和3B可见，第一部段11具有呈正六边形的截面，也即第一部段包括三组平行相对的壳体平面，每一组平行平面包括相对的第一平面12和第二平面13。磁筒20固定安装至第一部段11的内腔中，比如，磁筒20通过粘合剂被固定安装至第一部段的内腔中。磁筒具有与第一部段内表面贴合的正六边形截面外表。壳体的内表面可以很好地与磁筒的相应的正多边形外表配合，并且在两者的间隙之间注入粘合剂，以可靠地将磁筒固定安装至壳体内，使两者形成定子。这样的安装结构相比传统的圆筒形壳体，更加方便可靠。

所述壳体的第二部段14的外表面由相对的第一弧面17和第二弧面18、相对的第三平面15和第四平面16组成，该第三平面15和第四平面16分别与所述第一平面12和第二平面13共面延伸。相对的第三平面15和第四平面16可以有效减小电机的安装空间，因为相比传统的圆筒形壳体，第三平面和第四平面之间具有更小的尺寸。同时，第一弧面和第二弧面可以提供足够的空间用于安装端盖，容纳端盖上所集成的各种电气元件和机械构件。为此，第二部段的结构可以在不减少电机性能的条件下，有效减小电机径向尺寸。这对于车辆座椅等安装空间极为有限的使用情况尤其有效。

所述壳体的第三部段19具有圆形截面，并且其直径小于所述第一平面12和第二平面13之间的距离。第三部段由于其更小的尺寸，与第一部段形成阶梯构型，该阶梯形成为在安装磁筒20时其在壳体10内的轴向止挡。所述第三部段19的自由端部设置为壳体10的底部，该底部的中间位置设置有凸部，该凸部内安装有轴承，转子的转轴31安装于该轴承内，以得到可转动的支撑。

为方便安装电机，电机的两端均设置有安装耳50，也即电机壳体的第三部段11的自由端和端盖40的外端均固定安装有安装耳50。安装耳50包括大致为圆筒形的本体51、从本体51的一端径向向外延伸的安装部52和在本体51的长度方向上径向向外伸出的定位部53。使用螺栓将安装部21固定至壳体10，从而整个安装耳50固定至壳体10或端盖并且成为电机的组成部分。车辆座椅上设置有与所述安装部52适配的圆形安装孔，并且安装孔的壁部设置有与定位部53适配的定位孔。安装时，安装部52插入车辆座椅的安装孔内，并且定位部53插入安装孔，从而使电机整体通过安装部52得到支撑，并且电机的径向安装位置通过定位部53得到保证和保持，不会在工作过程中转动。

图6-8示出了根据本发明的另一种具体的直流电机。该电机与图1-3中的实例的区别在于壳体。具体而言，电机的壳体仅仅构造有第一部段和第二部段，而省去了第三部段。换句话说，电机壳体省去了用于安装磁筒的阶梯止挡部分。作为所述阶梯止挡部分的替代，壳体的第一部分的内腔表面上可以相应地设置凸部，或者其他的止挡结构。由于省去了第三部分，壳体加工更为简单，具有更小的轴向尺寸。这样的结构对于轴向安装空间有限的使用环境尤其有益。

继续参见图4，其中示出了图1所示永磁直流电机的磁筒20，所述磁筒20用于固定至电机壳体10内而构成电机的定子。如图所示，所述磁筒20为一体件，通常采用注塑或压制工艺成形。磁筒的材料可以是铁氧体磁粉或各向异性(或各向同性)粘结钕铁硼磁粉与环氧树脂胶压制成型，或者由铁氧体磁粉或各向异性(或各向同性)钕铁硼磁粉与PA或与PPS等热塑性胶料注塑成型。

磁筒20的外周形成为六边形，与壳体10的内表面相接，而其内腔为圆筒状，用于容纳电枢铁芯30。磁筒20通过充磁而形成顺次连接的六个磁极，或者说，磁筒20均分为六个磁极，邻接的两个磁极具有相反的磁性。具体而言，每个磁极在沿着圆弧角的中间位置处具有最大的径向厚度，而在与邻接磁极的分界处具有最小的径向厚度。磁筒20的截面的外周的每条外边由相邻的两个磁极的直面连接而成。

每个磁极的外表面包括位于中间的弧面21和位于两侧的直面22，并且所述弧面21和直面22以圆角23连接。磁筒20在安装至壳体10内时，弧面21部分与壳体10之间存在气隙，而直面22部分与壳体10保持贴紧。此外，所述磁筒20的至少一个端部设置有用于磁筒周向安装定位的缺口。

六边形截面的磁筒20相比现有技术中的圆形磁筒在与相邻磁极的交界处具有更小的厚度，这不仅减小了磁筒的尺寸和材料，而且可以有效减弱电机自身振动与噪音。

虽然在图中示出的磁筒20具有六边形截面和六个磁极，基于上述同样的思路，磁筒也可以被成形为四边形(四个磁极)或者八边形(八个磁极)。

参见图5，其中示出了图1中电机的电枢铁芯30。该电枢铁芯30包括轴部31，该轴部31的中央设置有用于安装转轴39的轴孔32，轴部31的外周具有沿径向延伸的多个齿杆33，每个齿杆33的端部设置有垂直径向延伸的齿顶34，齿顶34的外端面上对称地设置有两个或者四个辅助槽35，其中，每个齿杆33具有轴向对称面36，每个辅助槽35的中心点所在的轴向截面37与所述对称面36构成3-10度的夹角。

本发明的电枢铁芯由于设置了辅助槽，在同样的性能下重量更轻、体积更小、成本更显优势。而且，辅助槽的设置还使得电机的电磁噪音、自振动均变得更小。

优选的是，所述电枢铁芯的外径为10-30毫米，所述电枢铁芯的外径为15-30毫米，包括9个或10个齿杆，齿杆的齿宽为1.6-3毫米。

上文描述的仅仅是有关本发明的精神和原理的示例性实施方式。本领域技术人员可以明白，在不背离所述精神和原理的前提下，可以对所描述的示例做出各种变化，这些变化及其各种等同方式均被本发明人所预想到，并落入由本发明的权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种永磁直流电机，包括壳体(10)，其特征在于，

所述壳体(10)包括具有正多边形截面的第一部段(11)，该第一部段(11)的外表面包括相对的第一平面(12)和第二平面(13)；并且

所述第一部段(11)的内腔中固定安装有磁筒(20)，该磁筒(20)的外表面贴紧所述壳体(10)的内表面。

2.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述壳体(10)还包括从所述第一部段(11)的一端延伸出的第二部段(14)，其包括间隔地依次相连的第一弧面(17)、第三平面(15)、第二弧面(18)和第四平面(16)，其中，所述第三平面(15)和第四平面(16)分别与所述第一平面(12)和第二平面(13)位于同一个平面上。

3.根据权利要求2所述的永磁直流电机，其特征在于，

还包括端盖(40)，该端盖(40)从所述壳体(10)的第二部段(14)伸入壳体(10)的内腔中并固定连接至壳体(10)。

4.根据权利要求2所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述壳体(10)还包括从所述第一部段(11)的另一端延伸出的第三部段(19)，该第三部段(19)的截面为圆形，并且其直径小于所述第一平面(12)和第二平面(13)之间的距离。

5.根据权利要求4所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述壳体(10)的第三部段(19)的自由端上设置有安装耳(50)，该安装耳(50)包括圆筒形的本体(51)，从本体(51)的一端径向向外延伸的安装部(52)和在本体(51)的长度方向上径向向外伸出的定位部(53)。

6.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述第一部段(11)的截面为正六边形。

7.根据权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，

所述磁筒(20)通过注塑或压制工艺成形为一体件，

所述磁筒(20)通过充磁而形成依次连接的多个磁极，

邻接的两个磁极具有相反的磁性，

磁筒(20)的截面包括圆形的内表面和正多边形的外表面，并且

每个磁极在中间位置处具有最大的径向厚度，而在与邻接磁极的分界处具有最小的径向厚度。

8.一种车辆座椅，其包括调节机构，其特征在于，所述调节机构包括根据权利要求1-7之一所述的永磁直流电机。

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