CN116388429B - 一种空心杯电机转子结构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及空心杯电机的技术领域，公开一种空心杯电机转子结构，其包括线杯、换向器、转轴和热固性支架，所述转轴上设置有插接孔，所述插接孔内固定连接有穿设所述转轴的销连接件，所述热固性支架对应所述销连接件的位置设置有供所述销连接件插接的插接槽，所述热固性支架一体热封固定所述线杯、换向器、转轴和销连接件。本申请具有优化转子结构的设计，减少设计工序繁多等安装问题的优点。

Description

一种空心杯电机转子结构

技术领域

本申请涉及空心杯电机的技术领域，尤其是涉及一种空心杯电机转子结构。

背景技术

空心杯电动机属于直流永磁的伺服、控制电动机，也可以将其归类为微特电机。空心杯电动机在结构上突破了传统电机的转子结构形式，采用的是无铁芯转子，也叫空心杯型转子。这种新颖的转子结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗。

空心杯电机主要由后盖、接线端子、电刷端盖、电刷、换向器、杯形绕组(转子)、转轴、垫圈、滑动轴承、外壳、磁铁(定子)、法兰、定位环组成。

定子由永磁体、壳体、法兰组成。外壳提供了恒定的磁场，使电机无铁损耗。没有软磁性牙齿。所产生的转矩是均匀的，即使在低速下也能使运行平稳。在较高的速度下，电机能减少振动，减少噪音。有绕组和换向器的转子。绕组通过所谓的换向板连接到轴上。线圈在磁铁和外壳之间的气隙中运动。换向系统使用一对贵金属刷减少了电刷火花。减少的电刷火花产生较少的电磁排放。

传统空心杯转子结构：图1是一种石墨电刷结构的空心杯电机结构，也是空心杯电机行业常用结构。

图2空心杯电机转子结构示意图，空心杯电机转子结构有线杯、转轴、换向器、过渡轴套塑封为一体；转轴、换向器、过渡轴套塑封为一体起到支撑线杯和传递扭矩作用，根据转矩公式T=F*r,一定转矩下，半径越小，力越大；直接用塑料塑封转轴，在大扭矩电机中，直接用塑料塑封转轴，会出现塑料支撑架10与转轴松脱电机失效现象，所以设计人员增加过渡轴套，把转轴和过渡轴套焊接为一体组成轴组件如图3，然后塑封一体；此种结构是好多厂家常用结构。此种结构过渡轴套通过车、铣加工成形，焊接到转轴规定位置，设计工序较多，安装不方便、需要工装辅助；加工制造成本高。

发明内容

为了优化转子结构的设计，减少设计工序繁多等安装问题，本申请提供一种空心杯电机转子结构。

本申请提供的一种空心杯电机转子结构，采用如下的技术方案：

一种空心杯电机转子结构，包括线杯、换向器、转轴和热固性支架，所述转轴上设置有插接孔，所述插接孔内固定连接有穿设所述转轴的销连接件，所述热固性支架对应所述销连接件的位置设置有供所述销连接件插接的插接槽，所述热固性支架一体热封固定所述线杯、换向器、转轴和销连接件。

通过采用上述技术方案，采用销连接件配合插接槽的连接方式，实现转轴和热固性支架的连接，且销连接件相比于过渡轴套，减少了复杂的设计工序，不需要复杂的车、铣加工步骤，且不需要按照规定位置焊接的工艺步骤；而只需要在转轴上开设有插接孔，且销连接件插接后，完成转子结构中转轴和热固定支架的定位；且在不同的适用场景下，可以适当增加销连接件的长度，更加不容易发生热固性支架和转轴松脱失效的现象，从而能够保证电机转动的稳定性；且本方案结构简单，加工的步骤也不复杂，容易加工实现，优化了转子结构。

可选的，所述销连接件的两端对称凸出于所述转轴的两侧。

通过采用上述技术方案，对称的销连接件有利于保证转子的转动平衡，使得转轴不容易发生抖动。

可选的，所述销连接件设置为非导磁合金材料制成。

通过采用上述技术方案，非导磁材料使得销连接件不干扰电机磁场的磁力线，合金材料具有较好的金属特征，保证销连接件的结构强度。

可选的，所述销连接件与所述插接孔的配合面之间设置有胶粘层。

通过采用上述技术方案，采用胶粘层，比如厌氧胶等，能够在热固性支架注塑热封前实现较好定位，以及能够的实现销连接件和插接孔的连接稳定性，可以保证动平衡均衡。

可选的，所述销连接件的表面粗糙设置。

通过采用上述技术方案，粗糙设置的销连接件还可以增加通气的通道，有利于销连接件插接入插接孔内，且粗糙设置的销连接件有利于保证销连接件和转轴之间胶粘固定的稳定性。

可选的，所述插接孔设置有至少设置有一个，所述销连接件对应设置有至少一个。

通过采用上述技术方案，多个销连接件有利于进一步增加转轴和热固性支架之间的连接稳定性，从而有利于进一步保证转子的转动平衡。

可选的，当所述销连接件设置有多个时，多个所述销连接件的夹角范围是[0°，90°]。

通过采用上述技术方案，多个销连接件平行或存在夹角设置，均可以进一步增加转轴和热固性支架的连接稳定性，且存在夹角的销连接件使得转轴和热固性支架更不容易发生松脱现象。

可选的，所述销连接件垂直于所述转轴的轴向设置。

通过采用上述技术方案，垂直设置的销连接件，有利于进一步保证转子的转动平衡。

可选的，所述插接孔对应所述热固性支架注塑形成时的注塑部位。

通过采用上述技术方案，将注塑部位和插接孔的部位对应，有利于实现动平衡的稳定性。

可选的，所述销连接件的两端部与对应的所述插接槽之间设有弹性片，两个所述弹性片对称于所述转轴设置。

通过采用上述技术方案，设置有弹性片，使得销连接件能够在弹性片的作用下，有始终保持或者恢复至转轴对称位置处的趋势，从而能够进一步保证动平衡均衡。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、采用销连接的方式较传统结构增大了承受轴向冲击能力；

2、采用销连接的方式较传统结构可以降低转子转动惯量；

3、采用销连接的方式较传统结构可以减少零件加工工艺、安装方便、降低了电机制造成本。

附图说明

图1是相关技术中石墨电刷结构的空心杯电机结构示意图；

图2是相关技术中空心杯电机转子结构示意图；

图3是相关技术中空心杯电机转子结构中，过渡轴套的轴组件结构示意图；

图4本申请实施例1中，转轴的结构示意图；

图5本申请实施例1中，转轴和销连接件的结构示意图；

图6本申请实施例1中，转子结构的剖视图。

图7本申请实施例2中，转轴和销连接件的结构示意图；

图8本申请实施例3中，第一种转轴和销连接件的结构示意图；

图9本申请实施例3中，第二种转轴和销连接件的结构示意图；

图10本申请实施例3中，第三种转轴和销连接件的结构示意图；

图11本申请实施例4中，转子结构示意图。

附图标记：1、线杯；2、换向器；3、转轴；4、销连接件；5、热固性支架；6、插接孔；7、插接槽；8、弹性片；9、过渡轴套；10、塑料支撑架。

具体实施方式

以下结合附图1-11，对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在以下描述中，为了解释的目的，阐述了很多具体细节，以便提供对发明构思的彻底理解。作为本说明书的一部分，本公开的附图中的一些附图以框图形式表示结构和设备，以避免使所公开的原理复杂难懂。为了清晰起见，实际具体实施的并非所有特征都有必要进行描述。此外，本公开中所使用的语言已主要被选择用于可读性和指导性目的，并且可能没有被选择为划定或限定本发明的主题，从而诉诸于所必需的权利要求以确定此类发明主题。在本公开中对“一个具体实施”或“具体实施”的提及意指结合该具体实施所述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个具体实施中，并且对“一个具体实施”或“具体实施”的多个提及不应被理解为必然地全部是指同一具体实施。

除非明确限定，否则术语“一个”、“一种”和“该”并非旨在指代单数实体，而是包括其特定示例可以被用于举例说明的一般性类别。因此，术语“一个”或“一种”的使用可以意指至少一个的任意数目，包括“一个”、“一个或多个”、“至少一个”和“一个或不止一个”。术语“或”意指可选项中的任意者以及可选项的任何组合，包括所有可选项，除非可选项被明确指示是相互排斥的。短语“中的至少一者”在与项目列表组合时是指列表中的单个项目或列表中项目的任何组合。所述短语并不要求所列项目的全部，除非明确如此限定。

实施例1；

本申请实施例公开一种空心杯电机转子结构。参照图4-6，

一种空心杯电机转子结构，设置在空心杯电机的主体内，包括线杯1、换向器2、转轴3、销连接件4和热固性支架5。线杯1、换向器2、转轴3和销连接件4一体热塑成型，热塑后的支撑塑件为热固性支架5。

转轴3位于空心杯电机的圆柱形主体的中心轴线上，转轴3对应热固性支架5的注塑位置开设有圆柱形的插接孔6，插接孔6垂直于转轴3的轴线设置。插接孔6内固定插接有销连接件4，本实施例中，销连接件4为圆柱形的非导磁合金材料制成的销钉，且销连接件4的两端对称突出于转轴3的两侧。由于销连接件4垂直转轴3设置，且两端突出于转轴3两侧的长度相等，因此能够保证转子的转动平衡，使得转轴3在转动的过程中不容易发生抖动。此外，销连接件4采用非导磁材料不干扰电机磁场的磁力线，且合金材料具有较好的金属特征，保证销连接件4的结构强度。

为了进一步提高销连接件4与插接孔6之间连接的稳定性，以保证动平衡均衡，销连接件4与插接孔6的配合面之间设有胶粘层；胶粘层采用厌氧胶进行固定粘接。采用胶粘层能够在热固性支架5注塑热封前实现较好定位，以及能够的实现销连接件4和插接孔6的连接稳定性。

其中，厌氧胶又叫螺丝胶、绝氧胶等等，是一种单组份密封胶，可用于粘接和密封。厌氧胶与氧气或空气接触时不会固化，一旦隔绝空气后就迅速聚合，变成交联状的固体聚合物。所谓“厌氧”是指这种胶使用时不需要氧。当厌氧胶注入金属等接缝与空气隔绝时，常温下即能自行固化，产生牢固的胶接，并具有良好的抗振性和密封性。固化后不会被油、盐水、有机溶剂等介质侵蚀。厌氧胶因其具有独特的厌氧固化特性，已成为机械行业不可短缺的液体工具，可应用于锁紧、密封、固持、粘接、堵漏等方面。

本申请实施例一种空心杯电机转子结构的实施原理是：采用对称于转轴3设置的销连接件4插接转轴3，且结合热固性支架5的连接方式，实现转轴3和热固性支架5的连接，具有较好的抗击轴向冲击的能力，且由于销连接件4只有突出于转轴3侧壁的两个端部，因此突出的部位具有较小的质量，从而能够降低转子的转动惯量。从工艺加工和安装的角度：销连接件4相比于过渡轴套9，减少了复杂的设计工序，不需要复杂的车、铣加工步骤，且不需要按照规定位置焊接的工艺步骤；而只需要在转轴3上开设有插接孔6，且销连接件4插接后，完成转子结构中转轴3和热固定支架的定位；且在不同的适用场景下，可以适当增加销连接件4的长度，更加不容易发生热固性支架5和转轴3松脱失效的现象，从而能够保证电机转动的稳定性；且本方案结构简单，加工的步骤也不复杂，容易加工实现，优化了转子结构。因此，比传统的转子结构降低了电机制造成本。

实施例2；

本申请实施例公开一种空心杯电机转子结构。参照图7，实施例2与实施例1的结构基本相同，区别在于销连接件4的结构略有不同：本实施例中，销连接件4的表面粗糙设置，粗糙的纹理由多样，可以是磨砂纹理，直线条纹或曲线条纹等。本实施例以磨砂纹理为例。

本申请实施例一种空心杯电机转子结构的实施原理是：为了方便销连接件4的插入，由于一般的销连接件4是过盈配合的关系，也可以是完全贴合适配的关系。销连接件4的表面粗糙设置，能够使得销连接件4在安装的过程中，增加与插接孔6之间的通气通道，有利于销连接件4顺利插接入插接孔6内。且采用粗糙设置的销连接件4增大了表面的摩擦力，更加有利于保证销连接件4和转轴3之间胶粘固定的稳定性。

实施例3；

本申请实施例公开一种空心杯电机转子结构。实施例3与实施例1的结构基本相同，区别在于销连接件4和转轴3的连接结构关系略有不同：

转轴3上的插接孔6开设有多个，对应的，销连接件4也设有多个，且一一对应插接至插接孔6内，且多个销连接件4的夹角范围是[0°，90°]。

有如下几种方案：

第一种：

参照图8，销连接件4设有2个，且互相平行设置。2个销连接件4均垂直转轴3设置，每个销连接件4的端部凸出转轴3侧壁的长度相等。但是2个销连接件4的自身轴向长度可以相等或不等。

第二种：

参照图9，销连接件4设有2个，且互相垂直设置。2个销连接件4均垂直转轴3设置，每个销连接件4的端部凸出转轴3侧壁的长度相等。但是2个销连接件4的自身轴向长度可以相等或不等。

第三种：

参照图10，销连接件4设有3个，且呈等角度设置，相邻销连接件4之间夹角的锐角为60°。3个销连接件4均垂直转轴3设置，每个销连接件4的端部凸出转轴3侧壁的长度相等。但是3个销连接件4的自身轴向长度可以相等或不等。

本申请实施例一种空心杯电机转子结构的实施原理是：多个销连接件4有利于进一步增加转轴3和热固性支架5之间的连接稳定性，从而有利于进一步保证转子的转动平衡。存在夹角的销连接件4使得转轴3和热固性支架5更不容易发生松脱现象。

实施例4；

本申请实施例公开一种空心杯电机转子结构。参照图11，实施例4与实施例1的结构基本相同，区别在于增设有弹性片8：

销连接件4的圆柱形两端部的端面处与对应的插接槽7之间均增设有弹性片8，且两个弹性片8相对于转轴3对称设置。弹性片8设置为与销连接件4同轴的碟簧，碟簧凸起的一侧面朝向销连接件4的端面，碟簧嵌设于插接槽7的槽底处。

本申请实施例一种空心杯电机转子结构的实施原理是：通过碟簧的作用，使得销连接件4能够在碟簧的作用下，有始终保持或者恢复至转轴3对称位置处的趋势，从而能够进一步保证动平衡均衡。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种空心杯电机转子结构，其特征在于，包括线杯（1）、换向器（2）、转轴（3）和热固性支架（5），所述转轴（3）上设置有插接孔（6），所述插接孔（6）内固定连接有穿设所述转轴（3）的销连接件（4），所述热固性支架（5）对应所述销连接件（4）的位置设置有供所述销连接件（4）插接的插接槽（7），所述热固性支架（5）一体热封固定所述线杯（1）、换向器（2）、转轴（3）和销连接件（4）；

所述转轴（3）上的插接孔（6）开设有多个，且所述销连接件（4）一一对应插接至插接孔（6）内，多个所述销连接件（4）的夹角范围是[0°，90°]；

所述销连接件（4）的两端部的端面与对应的插接槽（7）之间均增设有弹性片（8），且两个弹性片（8）相对于转轴（3）对称设置。

2.根据权利要求1所述的空心杯电机转子结构，其特征在于，所述销连接件（4）的两端对称凸出于所述转轴（3）的两侧。

3.根据权利要求1所述的空心杯电机转子结构，其特征在于，所述销连接件（4）设置为非导磁合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的空心杯电机转子结构，其特征在于，所述销连接件（4）与所述插接孔（6）的配合面之间设置有胶粘层。

5.根据权利要求4所述的空心杯电机转子结构，其特征在于，所述销连接件（4）的表面粗糙设置。

6.根据权利要求1或2所述的空心杯电机转子结构，其特征在于，所述销连接件（4）垂直于所述转轴（3）的轴向设置。

7.根据权利要求1所述的空心杯电机转子结构，其特征在于，所述插接孔（6）对应所述热固性支架（5）注塑形成时的注塑部位。