CN111971875B - 电动机 - Google Patents

Abstract

本发明可提供一种电动机，其包括：轴；轭部，联接到轴；定子，设置在轴与轭部之间；第一磁体和第二磁体，设置在轭部上；以及电路板，在该电路板上设置了第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，第一霍尔传感器被设置为与第一磁体相对应，且第二霍尔传感器被设置为与第二磁体相对应，其中轭部包括本体和从本体延伸的凸缘，该凸缘包括第一凹槽和第二凹槽，第一磁体设置在本体的内周表面上，第二磁体设置在第一凹槽中，而第二凹槽设置在本体与凸缘之间，该第二凹槽在与第一凹槽相反的方向上具有开口区。

Description

电动机

技术领域

本发明涉及一种电动机(motor，马达)。

背景技术

电动机可包括转子、定子和轴。轴被联接到转子。转子可被设置在定子的外侧。转子由于转子与定子之间的电磁相互作用而旋转，并且当转子旋转时上述轴被旋转。

电动机可以被用作使传感器装置(例如，光探测和测距(LiDAR))旋转的驱动源。电动机的轴被连接到传感器装置。在这种情况下，电动机的恒速驱动可能是确保传感器装置的性能的重要因素。电动机的恒速驱动可以通过探测正在旋转的转子的位置来确定。为了探测转子的位置，电动机可以包括霍尔传感器，其被配置为探测设置在转子上的驱动磁体的磁通量的变化。但是，在使用传感器装置的电动机需要高恒速条件的情况下，仅通过探测由一般的驱动磁体所引起的磁通量的变化来满足电动机的恒速条件存在受限的问题。

发明内容

技术问题

本发明旨在提供一种满足高恒速驱动条件的电动机。

本发明所要解决的课题并不限于上述目的，并且本领域技术人员将通过下面的说明清楚地理解以上未提及的其它目的。

技术方案

本发明的一个方面提供一种电动机，其包括：轴；轭部，联接到轴；定子，设置在轴与轭部之间；第一磁体和第二磁体，设置在轭部上；以及电路板，在电路板上设置有第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，第一霍尔传感器设置成与第一磁体相对应，第二霍尔传感器设置成与第二磁体相对应，其中，轭部包括本体和从本体延伸的凸缘，该凸缘包括第一凹槽，第一磁体被设置在本体的内周表面(inner circumferential surface，内圆周表面)上，第二磁体被设置在第一凹槽内，而且在本体与凸缘之间设置第二凹槽，第二凹槽在与第一凹槽相反的方向上具有开口部。

凸缘可以包括：第一弯曲部，从本体垂直地延伸；第二弯曲部，从第一弯曲部沿着远离电路板的方向延伸；第三弯曲部，从第二弯曲部垂直地延伸；以及第四弯曲部，从第三弯曲部沿着靠近电路板的方向延伸，其中，在本体与第二弯曲部之间可以设置分隔空间。

电动机还可以包括：基部，联接到电路板；轴承套(bearing housing，轴承座)，联接到基部；以及轴承，设置在轴承套中，其中定子可以被联接到轴承套的外侧，而且轴可以被轴承旋转地支承。

本发明的另一方面提供一种电动机，其包括：轴；轭部，联接到轴；定子，设置在轴与轭部之间；第一磁体和第二磁体，设置在轭部上；以及电路板，在该电路板上设置有第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，第一霍尔传感器设置成与第一磁体相对应，并且第二霍尔传感器设置成与第二磁体相对应，其中轭部包括本体和从本体延伸的凸缘，该凸缘包括孔，且第二磁体包括设置在凸缘的上表面的上部、设置在凸缘的下表面上的下部、以及连接部，该连接部被设置在孔中，用以连接上部和下部。

孔可以被设置为多个孔，并且多个孔可以被设置为关于轭部的中心呈旋转对称。

上部的外径可以小于下部的外径。

本发明的再一方面提供一种电动机，其包括：轴；轭部，联接到轴；定子，设置在轴与轭部之间；第一磁体和第二磁体，设置在轭部上；以及电路板，在该电路板上设置有第一霍尔传感器和第二霍尔传感器，第一霍尔传感器设置成与第一磁体相对应，且第二霍尔传感器设置成与第二磁体相对应，其中轭部包括本体和从本体延伸的凸缘，且还包括联接到凸缘的连接构件，而且第二磁体被联接到连接构件。

凸缘可以包括孔，连接构件包括第一突起和第二突起，第二磁体包括第三凹槽，第一突起被设置在孔中，且第二突起被设置在第三凹槽中。

连接构件可以是呈环形形状的构件，第一突起可以被设置在连接构件的上表面上，第二突起可以被设置在连接构件的外周表面上，且第三凹槽可以被设置在第二磁体的内周表面中。

连接构件可被设置在凸缘的下方，而且第二磁体可被设置在凸缘的外侧。

第二磁体可以包括多个分开的磁体，其围绕轴的中心以第一角度分开，且该第一角度可以是2.5°或更小。

第二磁体的内径与外径之间的宽度可以是7mm或更小。

第一霍尔传感器可以被设置在第一磁体的下方，第二霍尔传感器可以被设置在第二磁体的下方，而且第二霍尔传感器可以相对于轭部的旋转中心被设置在第一霍尔传感器的外侧。

第二凹槽可以沿着本体的外周表面被设置。

本体的厚度可以等于凸缘的厚度。

第二凹槽的宽度可以大于本体的厚度。

有益效果

根据这些实施例，提供了满足高恒速驱动条件的有益效果。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的电动机的剖视图。

图2是示出图1中所示的电动机的分解立体图。

图3是示出图2中所示的轭部的视图。

图4是示出图1中所示的电动机的侧剖视图。

图5是示出包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的电路板的视图。

图6是示出控制器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的视图。

图7是示出轭部的外径和第二磁体的第一角度的视图。

图8是示出根据第二实施例的电动机的剖视图。

图9是示出图8中所示的轭部和第二磁体的立体图。

图10是示出图9中所示的轭部和第二磁体的分解图。

图11是示出图8中所示的轭部和第二磁体的侧剖视图。

图12是示出根据第三实施例的电动机的剖视图。

图13是示出图12中所示的轭部和第二磁体的立体图。

图14是示出图12中所示的轭部和第二磁体的分解图。

图15是示出图12中所示的轭部和第二磁体的侧剖视图。

具体实施方式

以下将参照附图详细地描述本发明的示例性实施例。从这些示例性实施例以及以下结合附图的详细描述，本发明的目的，特定优点和新颖特征将变得更加清楚。另外，在本发明的描述中，将省略不必要地模糊本发明要旨的相关的公知功能的详细描述。

尽管本文中可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，且第二元件可以类似地被称为第一元件，而并不脱离本发明的范围。如本文中所使用的，术语“和/或”包括多个相关列出的项目的组合或任一项。

图1是示出根据第一实施例的电动机的剖视图，图2是示出图1中所示的电动机的分解立体图，以及图3是示出图2中所示的轭部的视图。

参照图1到图3，根据第一实施例的电动机包括：轴100、定子200、轭部300、第一磁体400、第二磁体500、电路板600、基部700、轴承套800和轴承900。

轴100用作轭部300的旋转轴线。轴100不旋转且被固定到基部700。轴100的前端可以被连接到传感器装置，该传感器装置被配置用以获取距离信息。

定子200设置在轴100的外侧。定子200包括芯210。芯210包括多个齿。线圈缠绕这些齿。定子200可以包括绝缘体220。绝缘体220被联接到芯210。

轭部300设置在定子200的外侧。另外，轭部300被联接到轴100。轴100被定位在轭部300的中心。轴100由于轭部300的旋转而同样被旋转。

第一磁体400可以被设置在轭部300内。第一磁体400用于驱动轭部300。轭部300由于第一磁体400与被线圈缠绕的定子200之间的电磁相互作用而被旋转。第一磁体400可以是一个环形构件。备选地，第一磁体400可以是组合在一起的多个单独的磁体。

第二磁体500可以被设置在轭部300的周部上。第二磁体500用于探测轭部300的位置，以通过探测电动机的一圈旋转来实现电动机的恒速驱动。第二磁体500可以具有环形形状。第二磁体500可以由多个分开的磁体形成。

电路板600被设置在定子200的下方。电路板600可以包括第一霍尔传感器610和第二霍尔传感器620。第一霍尔传感器610探测第一磁体400的磁通量。第二霍尔传感器620探测第二磁体500的磁通量。第一霍尔传感器610可以被设置在第一磁体400的下方。另外，第二霍尔传感器620可以被设置在第二磁体500的下方。在电路板600中设置有供轴承套800穿过的孔630。

基部700被设置在电路板600的下方。电路板600可以被设置在基部700的上表面上。用于联接基部700和电路板600的粘接膜710可位于基部700与电路板600之间。在基部700中设置有供轴承套800穿过的孔。

轴承套800中包括多个轴承900。轴承900可旋转地支承轴100。轴承900可以被设置在轴承套800的上部和下部中。

轴承套800可以包括第一容纳部810和第二容纳部820。轴承900被设置在第一容纳部810内。轴承900还被设置在第二容纳部820内。在第一容纳部810与第二容纳部820之间可以设置一间隔壁830。间隔壁830突伸到轴承套800中，以将第一容纳部810与第二容纳部820分开，并且沿轴向支承轴承900的外轮部。

同时，轴承套800被固定到基部700，而且轴承套800被联接到定子200的芯210的中心。

图4是示出图1中所示的电动机的侧剖视图。

参照图3和图4，轭部300包括呈圆柱形形状的本体310以及凸缘320。本体310的上侧呈现被其上表面封闭的形状，而且本体310的下侧具有开口的形状。凸缘320具有从本体310的下端侧向(横向)延伸的形状。轴100被联接到本体310的上表面，而且轴100与轭部300一起旋转。在本体310的上表面的中心设置孔301。轴100的一端部可以被按压插入并且联接到孔301。

磁体400被联接到本体310的内周表面。另外，第二磁体500被联接到凸缘320的下表面。

同时，本体310的厚度t1可以等于凸缘320的厚度t2。

图5是示出包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的电路板的视图，以及图6是示出控制器、第一霍尔传感器和第二霍尔传感器的视图。

参照图4至图6，第一霍尔传感器610被定位在第一磁体400的下方。第一霍尔传感器610可以围绕轭部300的旋转中心C而沿着第一磁体400的旋转轨迹O1设置。可以设置三个第一霍尔传感器610。三个第一霍尔传感器610产生三个感应信号。电动机的控制器1000基于由第一霍尔传感器610产生的感应信号来确定轭部300的位置。例如，在第一磁体400具有八个极(pole)并且设置有三个第一霍尔传感器610的情况下，基于轭部300的一圈旋转(360°)，用于测量旋转的角度单位是15°。由三个第一霍尔传感器610产生的感应信号S1具有每15°旋转角度的脉冲波形。但是，在测量旋转的角度单位为15°的情况下，难以精确地测量电动机的转速是否为恒定。因此，使用第二磁体500和第二霍尔传感器620来更精确地确定电动机的速度是否恒定。

第二霍尔传感器620被设置在第二磁体500的下方。第二霍尔传感器620可以围绕第二磁体500的旋转中心沿着第二磁体500的旋转轨迹O2设置。第二霍尔传感器620可以围绕轭部300的旋转中心沿径向设置在第一霍尔传感器610的外侧。第二霍尔传感器620可以被设置成多个。由于第二磁体500被设置为多个分开的磁体，第二霍尔传感器620产生具有脉冲波形的感应信号S2，该脉冲波形的周期短于由第一霍尔传感器610产生的感应信号的周期。电动机的控制器1000可以基于由第二霍尔传感器620产生的感应信号探测电动机的旋转速度是否恒定。例如，在第二磁体500具有72个极并且设置有两个第二霍尔传感器620的情况下，基于轭部300的一圈旋转(360°)，测量旋转的角度单位是2.5°。因此，由于由两个第二霍尔传感器620产生的感应信号S2具有每2.5°旋转角度的脉冲波形，可以更精确地检测电动机的每分钟转数。

参照图4，轭部300包括具有环形形状的凸缘320。凸缘320可以包括第一凹槽H1和第二凹槽H2。第一凹槽H1在与第二凹槽H1的开口部相反的方向上具有开口部。第一凹槽H1的开口部面向电路板600。第一凹槽H1可以被设置在第二凹槽H2的外侧。第二磁体500被设置在第一凹槽H1内。设置在第一凹槽H1内的第二磁体500面向第二霍尔传感器620。第一凹槽H1可以具有与第二磁体500的环形形状对应的环形形状。第一凹槽H1可以沿着本体310的外周表面设置。

同时，第一凹槽H1的宽度W可以大于本体310的厚度t1。这用于有效地防止由第一磁体400产生的磁通量与由第二磁体500产生的磁通之间的相互干扰。

同时，轭部300的凸缘320可以包括第一弯曲部(bent portion，弯折部)321、第二弯曲部322、第三弯曲部323和第四弯曲部324。第一弯曲部321从本体310垂直地延伸。第二弯曲部322从第一弯曲部321沿远离电路板600的方向延伸。第三弯曲部323从第二弯曲部322垂直地延伸。第四弯曲部324从第三弯曲部323沿靠近电路板600的方向延伸。

第二弯曲部322、第三弯曲部323和第四弯曲部324形成第一凹槽H1。另外，第一弯曲部321第二弯曲部322和第三弯曲部323形成第二凹槽H2。

在本体310与第二弯曲部322之间形成分隔空间S。分隔空间S防止由第一磁体400产生的磁通量与由第二磁体500产生的磁通量之间的相互干涉，以便减少第一磁体400对第二霍尔传感器620的感应信号的影响，从而具有精确探测电动机速度是否恒定的优点。

图7是示出轭部的外径和第二磁体的第一角度的视图。

参照图7，第二磁体500可以包括围绕轴的中心以第一角度Θ分开的多个分开的磁体。在这种情况下，第一角度Θ可以是2.5°或更小。另外，第二磁体500的外径R1与内径R2之间的宽度L可以小于7mm。当第二磁体500被更精细地分开时，可以更正确地探测电动机的速度是否恒定。

同时，在根据第二实施例的电动机中，第二磁体500可以被直接地插入注射(insertion-injected，插件注塑)到并被设置在凸缘320内。

图8是示出根据第二实施例的电动机的剖视图，图9是示出图8中所示的轭部和第二磁体的立体图，图10是示出图9中所示的轭部和第二磁体的分解图，以及图11是示出图8中所示的轭部和第二磁体的侧剖视图。

参照图8至图11，例如，凸缘320可以包括孔330，且第二磁体500可以包括上部510、下部520和连接部530。设置有多个孔330。孔330可以被设置为关于轭部300的旋转中心呈旋转对称。这是为了保持轭部300的旋转平衡。

第二磁体500的上部510被设置在凸缘320的上表面上。第二磁体500的下部520被设置在凸缘320的下表面上。连接部530被设置在孔330中，且连接上部510和下部520。第二磁体500的下部520被设置成面向第二霍尔传感器620。在这种情况下，上部510的外径D1可以小于下部520的外径D2。在上部510与下部520之间设置凸缘320的结构防止第二磁体500在轴向上与轭部300分离。另外，在凸缘320的孔330中设置的连接部530防止第二磁体500在轭部300的旋转方向上与轭部300分离。

图12是示出根据第三实施例的电动机的剖视图，图13是示出图12中所示的轭部和第二磁体的立体图，图14是示出图12中所示的轭部和第二磁体的分解图，以及图15是示出图12中所示的轭部和第二磁体的侧剖视图。

参照图12至图15，在根据第三实施例的电动机中，可以使用连接构件10联接凸缘320和第二磁体500，这些连接构件被插入注射到凸缘320和第二磁体500中。凸缘320可以包括多个孔340。这些孔340可以被设置成关于轭部300的旋转中心呈旋转对称。第二磁体500具有环形形状，且第三凹槽540被设置在其内周表面中。连接构件10可以具有环形形状。连接构件10可以包括第一突起11和第二突起12。第一突起11从连接构件10的上表面向上突出。第一突起11被设置在孔340中。第一突起11具有圆柱形形状。第一突起11被设置成将被设置于每个孔340中的多个第一突起。第一突起11穿过孔340并且从凸缘320的上表面向上突出。

第二突起12从连接构件10的外周表面向外突出。第二突起12被设置在第二磁体500的第三凹槽540中。第二突起12被设置为多个第二突起，且第二突起12的数量可以对应于第二磁体500的第三凹槽540的数量。

第二磁体500可以被设置在连接构件10的外侧。第二磁体500的内径可以大于凸缘320的外径。

如上所述，已经参照附图具体描述了根据本发明的一个示例性实施例的电动机。

上述实施例应当仅在描述性意义上而非出于限制目的来考虑，并且本发明的范围不是由这种详细描述来限定，而是由随附的权利要求书来限定。另外，应说明的是，本发明的范围涵盖从随附权利要求的含义和范围及等同物得出的所有修改和变更。

Claims (9)

1.一种电动机，包括：

轴；

轭部，联接至所述轴；

定子，设置在所述轴与所述轭部之间；

第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体设置在所述轭部上；以及

电路板，第一霍尔传感器和第二霍尔传感器设置在所述电路板上，所述第一霍尔传感器设置成与所述第一磁体相对应，所述第二霍尔传感器设置成与所述第二磁体相对应，

其中所述轭部包括本体和从所述本体延伸的凸缘，

所述凸缘包括第一凹槽，

所述第一磁体被设置在所述本体的内周表面上，

所述第二磁体被设置在所述第一凹槽内，

在所述本体与所述凸缘之间设置有第二凹槽，所述第二凹槽在与所述第一凹槽相反的方向上具有开口部，

其中，所述本体和所述第一凹槽由所述第二凹槽间隔开，

其中，所述凸缘包括：

第一弯曲部，从所述本体垂直地延伸；

第二弯曲部，从所述第一弯曲部沿着远离所述电路板的方向延伸；

第三弯曲部，从所述第二弯曲部垂直地延伸；以及

第四弯曲部，从所述第三弯曲部沿着靠近所述电路板的方向延伸，

其中，在所述本体与所述第二弯曲部之间设置有分隔空间。

2.如权利要求1所述的电动机，还包括：

基部，联接到所述电路板；

轴承套，联接到所述基部；以及

轴承，设置在所述轴承套内，

其中，所述定子被联接到所述轴承套的外侧，以及

其中，所述轴被所述轴承以能旋转的方式支承。

3.一种电动机，包括：

轴；

轭部，联接到所述轴；

定子，设置在所述轴与所述轭部之间；

第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体设置在所述轭部上；以及

电路板，第一霍尔传感器和第二霍尔传感器设置在所述电路板上，所述第一霍尔传感器设置成与所述第一磁体相对应，所述第二霍尔传感器设置成与所述第二磁体相对应，

其中，所述轭部包括本体和从所述本体延伸的凸缘，

其中，所述凸缘包括孔，以及

其中，所述第二磁体包括：上部，设置在所述凸缘的上表面上；下部，设置在所述凸缘的下表面上；以及连接部，设置在所述孔内，以连接所述上部和所述下部，

其中，所述凸缘包括：

第一弯曲部，从所述本体垂直地延伸；

第二弯曲部，从所述第一弯曲部沿着远离所述电路板的方向延伸；

第三弯曲部，从所述第二弯曲部垂直地延伸；以及

第四弯曲部，从所述第三弯曲部沿着靠近所述电路板的方向延伸，

其中，在所述本体与所述第二弯曲部之间设置有分隔空间。

4.如权利要求3所述的电动机，其中：

所述孔被设置为多个孔；以及

所述多个孔被设置为关于所述轭部的中心呈旋转对称。

5.如权利要求3所述的电动机，其中所述上部的外径小于所述下部的外径。

6.一种电动机，包括：

轴；

轭部，联接到所述轴；

定子，设置在所述轴与所述轭部之间；

第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和第二磁体设置在所述轭部上；以及

电路板，第一霍尔传感器和第二霍尔传感器设置在所述电路板上，所述第一霍尔传感器设置成与所述第一磁体相对应，所述第二霍尔传感器设置成与所述第二磁体相对应，

其中，所述轭部包括本体和从所述本体延伸的凸缘，并且还包括联接到所述凸缘的连接构件，

其中，所述第二磁体被联接到所述连接构件，

其中，所述第二磁体的内径大于所述凸缘的外径，

其中，所述第二磁体被设置在所述连接构件的外侧，

其中，所述连接构件被联接到所述第二磁体，以连接所述凸缘与所述第二磁体，

其中，所述凸缘包括：

第一弯曲部，从所述本体垂直地延伸；

第二弯曲部，从所述第一弯曲部沿着远离所述电路板的方向延伸；

第三弯曲部，从所述第二弯曲部垂直地延伸；以及

第四弯曲部，从所述第三弯曲部沿着靠近所述电路板的方向延伸，

其中，在所述本体与所述第二弯曲部之间设置有分隔空间。

7.如权利要求6所述的电动机，其中：

所述凸缘包括孔；

所述连接构件包括第一突起和第二突起；

所述第二磁体包括第三凹槽；

所述第一突起被设置在所述孔内；以及

所述第二突起被设置在所述第三凹槽中。

8.如权利要求7所述的电动机，其中：

所述连接构件是呈环形的构件；

所述第一突起被设置在所述连接构件的上表面上；

所述第二突起被设置在所述连接构件的外周表面上；以及

所述第三凹槽被设置在所述第二磁体的内周表面中。

9.如权利要求7所述的电动机，其中：

所述连接构件被设置在所述凸缘的下方。