CN206820623U - 一种轻量化无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轻量化无刷电机。该轻量化无刷电机包括：转轴；转子，所述转子包括上壳、环形磁轭和环绕固定于所述环形磁轭内表面上的若干磁铁，所述上壳包括盖板以及自所述盖板边缘向远离所述盖板方向延伸的第一环形侧壁，所述第一环形侧壁套设于所述环形磁轭上，所述盖板套设于所述转轴上，所述环形磁轭被配置为在所述上壳注塑成型时作为嵌件固定于所述上壳，所述转轴被配置为在所述上壳注塑成型时作为嵌件固定于所述盖板，所述转子与所述转轴同心；定子，所述定子被配置为能驱动所述转子旋转。本实用新型提供的轻量化无刷电机能够解决现有无刷塑胶电机中结构复杂、易变形问题。

Description

一种轻量化无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体地，本实用新型涉及一种轻量化无刷电机，更具体地，本实用新型涉及一种应用于小型飞行器上的轻量化无刷电机。

背景技术

随着无人机等小型飞行器市场的发展，对小型飞行器的质量有了更为苛刻的要求。大量的轻质高强度的材料应用于小型飞行器部件上，例如铝镁合金、环氧碳纤维布复合材料、轻质塑料等。无刷电机凭借性能可靠、故障率低、体积小、效率高等优点，广泛应用于小型飞行器上。

目前应用于小型飞行器上的轻量化无刷电机主要为无刷塑胶电机，产品型号单一。该种无刷电机中塑胶件与其他部件之间通过紧固连接件装配在一起，因而导致其结构复杂、尺寸较大、质量较重、塑胶件强度有限容易变形等缺点。

因此，有必要对现有轻量化无刷电机进行改进。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种轻量化无刷电机的新技术方案。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种轻量化无刷电机。该轻量化无刷电机包括：转轴；转子，所述转子包括上壳、环形磁轭和环绕固定于所述环形磁轭内表面上的若干磁铁，所述上壳包括盖板以及自所述盖板边缘向远离所述盖板方向延伸的第一环形侧壁，所述第一环形侧壁套设于所述环形磁轭上，所述盖板套设于所述转轴上，所述环形磁轭被配置为在所述上壳注塑成型时作为嵌件固定于所述上壳，所述转轴被配置为在所述上壳注塑成型时作为嵌件固定于所述盖板，所述转子与所述转轴同心；定子，所述定子被配置为能驱动所述转子旋转。

可选地，所述上壳由PPA塑料注塑成型。

可选地，在所述转轴上固定连接所述盖板的位置设有两个凹槽，两个所述凹槽关于所述转轴的旋转轴线呈对称分布，在所述盖板上设有嵌入于所述凹槽内的凸起结构。

可选地，所述定子包括底座，所述底座包括底板和自所述底板的中部向远离所述底板方向延伸的环形支撑壁，所述环形支撑壁围有通孔，所述通孔延伸至贯通所述底板，所述转轴沿着所述环形支撑壁向所述底板的方向穿入所述通孔。

可选地，在所述通孔的内表面上设有自所述环形支撑壁远离所述底板一侧的上端向所述底板延伸的上安装槽，在所述上安装槽内设有上轴承，所述上轴承套设于所述转轴上。

可选地，所述上壳还包括自所述盖板中部向远离所述盖板方向延伸的第二环形侧壁，所述第二环形侧壁套设于所述转轴上，所述第二环形侧壁上位于远离所述盖板一侧的表面压紧所述上轴承的内圈。

可选地，所述转轴穿出所述通孔，在所述通孔的内表面上还设有自所述底板的下端向所述环形支撑壁方向延伸的下安装槽，所述下安装槽与所述上安装槽间隔设置，在所述下安装槽内设有下轴承，所述下轴承套设于所述转轴上，所述下轴承被配置为向所述上轴承的方向被压紧。

可选地，所述定子还包括环形铁芯和缠绕于所述环形铁芯上的线圈，所述环形铁芯套设于所述环形支撑壁上，所述磁铁环绕所述线圈并与所述线圈间隙配合，所述线圈被配置为在通电时驱动所述磁铁旋转。

可选地，所述定子还包括环形金属板，所述底板还包括自所述底板的边缘向远离所述底板方向延伸的环形外壁，所述环形支撑壁的外侧表面包括位于朝向所述底板一侧的下段侧表面以及位于远离所述底板一侧的上段侧表面，所述环形铁芯套设于所述上段侧表面上，所述环形金属板安装在所述环形外壁与所述下段侧表面之间，在所述环形金属板上垂直设置有若干螺纹孔，在所述底板上对应所述螺纹孔的位置设有避让通孔。

可选地，所述环形金属板被配置为在所述底座注塑成型时作为嵌件固定于所述底座上，所述底座由PPA塑料注塑成型。

在本实用新型提供的轻量化无刷电机中，在上壳注塑过程中，环形磁轭作为嵌件固定于所述上壳，转轴作为嵌件固定于盖板，转子结构精简，质量轻。转子与定子之间有留有足够间隙，转子转动时不会擦碰定子。转子强度高，不易变形。作为嵌件的环形磁轭与转轴能够保持高同心度，避免转轴偏摆磨损。

因此，本实用新型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，故本实用新型是一种新的技术方案。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型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实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型中一种实施例提供的轻量化无刷电机的零件爆炸图；

图2是本实用新型中一种实施例提供的轻量化无刷电机的剖视图；

图3是本实用新型中一种实施例提供的底座和环形金属板的结构示意图。

其中，10：转子；11：上壳；111：盖板；112：第一环形侧壁；113：第二环形侧壁；12：环形磁轭；13：磁铁；20：定子；21：底座；211：底板；2111：避让通孔；212：环形支撑壁；2121：下段侧表面；2122：上段侧表面；213：通孔；214：环形外壁；22：环形金属板；221：螺纹孔；23：环形铁芯；30：转轴组件；31：转轴；311：凹槽；32：上轴承；33：下轴承；34：轴套；35：挡圈。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型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实用新型的范围。

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，决不作为对本实用新型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。

本实用新型提供了一种轻量化无刷电机，参考图1、图2，该轻量化无刷电机包括转轴31、转子10以及驱动所述转子10旋转的定子20。所述转子10包括上壳11、环形磁轭12和若干磁铁13。所述磁铁13环绕固定于所述环形磁轭12内表面上。为了所述转子10转动的稳定性，所述磁铁13可以均匀分布在所述环形磁轭12的内表面上。例如，所述磁铁13可以通过环氧树脂胶水粘接在所述环形磁轭12的内表面上。所述上壳11包括盖板111以及自所述盖板111边缘向远离所述盖板111方向延伸的第一环形侧壁112。例如所述第一环形侧壁112可垂直于所述盖板111。所述第一环形侧壁112套设于所述环形磁轭12上。所述盖板111套设于所述转轴31上。

所述上壳11注塑成型。在所述上壳11的注塑过程中，所述环形磁轭12作为嵌件装入注塑模内。在所述上壳11成型后，所述环形磁轭12与所述上壳11固定在一起。在所述上壳11的注塑过程中，所述转轴31也作为嵌件装入注塑模内。在所述上壳11成型后，所述转轴31与所述盖板111固定在一起。

所述转子10与所述转轴31同心。具体地，在所述上壳11的注塑成型过程中，可保证作为嵌件的环形磁轭12与转轴31保持同心。如此，在所述外壳注塑成型后，所述转子10与所述转轴31同心。在所述转子10带动所述转轴31旋转时，能够避免所述转轴31出现偏摆现象。

所述定子20驱动所述转子10旋转。例如，所述定子20可以通过通电线圈驱动所述转子10旋转，所述转轴31可以通过轴承连接于所述定子20。

在所述上壳11的注塑成型过程中，所述环形磁轭12作为嵌件固定于所述上壳11，所述转轴31作为嵌件固定于所述盖板111。转子10结构精简，质量轻。所述转子10与所述定子20之间有留有足够间隙，所述转子10转动时不会擦碰所述定子20。作为嵌件的环形磁轭12与转轴31能够保持高同心度，避免转轴31在旋转时出现偏摆。

所述上壳11注塑成型。优选地，所述上壳11可以由PPA塑料或者其他碳纤维增强塑料等注塑成型。PPA塑料中，碳纤维含量在40％左右，材料整体的导热系数高。进一步地，如图1所示，在所述上壳11上还可以设有散热孔。如此，所述上壳11具有良好的散热性能。

为使所述转轴31更佳地嵌入固定于所述上壳11。参考图1、图2，在所述转轴31上连接所述盖板111的位置设有两个凹槽311。两个所述凹槽311关于所述转轴31的旋转轴呈对称分布。所述上壳11以所述转轴31作为嵌件注塑。在所述上壳11成型后，在所述盖板111上形成有嵌入于所述凹槽311内的凸起结构。所述转轴31呈对称结构，能够避免在其转动时出现偏摆现象。

当然，所述凹槽311的数量也可以为其他数量。同理，在所述环形磁轭12上也可设有凹槽。

本实用新型中的定子20可以有多种结构。在一个例子中，参考图1、图2，所述底座21可以包括底板211、自所述底板211的中部向远离所述底板211方向延伸的环形支撑壁212。所述环形支撑壁212围有通孔213。所述通孔213延伸向所述底板211延伸直至贯通所述底板211。所述转轴31沿着所述环形支撑壁212向所述底板211的方向穿入所述通孔213。

所述转子10需要支撑。例如所述转轴31可以通过轴承连接于所述定子20。定义所述环形支撑壁212上远离所述底板211的一端为所述环形支撑壁212的上端，所述底板211上远离所述环形支撑壁212的一端为所述底板211的下端。具体地，参考图1、图2、图3，在所述通孔213的内表面上设有自所述环形支撑壁212的上端向所述底板211方向延伸的上安装槽。所述转轴31自所述环形支撑壁212上端向所述底板211下端方向穿入所述通孔213。在所述上安装槽内设有上轴承32。所述上轴承32套设于所述转轴31上。

所述上轴承32需要轴向固定在所述上安装槽内。可选地，参考图2，所述上壳11还包括自所述盖板111中部向远离所述盖板111方向延伸的第二环形侧壁113。所述第二环形侧壁113套设于所述转轴31。所述第二环形侧壁113上位于远离所述盖板111一侧的表面压紧所述上轴承32的内圈。所述上轴承32上位于远离所述第二环形侧壁113方向一侧的外圈表面可以与所述上安装槽的表面相抵。

参考图1、图2、图3，所述转轴31可穿出所述通孔213。在所述通孔213的内表面上还可以设有自所述底板211下端向所述环形支撑壁212上端方向延伸的下安装槽。所述下安装槽与所述上安装槽间隔设置。在所述下安装槽内设有下轴承33。所述下轴承33套设于所述转轴31上。

所述下轴承33被配置为向所述上轴承32的方向被压紧。在一个例子中，在所述转轴31上可以套设有轴套34，所述轴套34位于所述下轴承33远离所述上轴承32的一侧。在所述轴套34远离所述下轴承33的一侧设有挡圈35。所述挡圈35可以设置在所述转轴31上的挡圈安装槽内。所述挡圈35将所述轴套34沿着由所述下轴承33朝向所述上轴承32的方向压紧。所述下轴承33位于远离所述轴套34方向一侧的外圈表面可以相抵于所述下安装槽的表面。如此，所述转轴31与所述定子20通过所述上轴承32和下轴承33可转动地连接在一起。所述转轴31轴向固定于所述通孔213内。

参考图1、图2，所述定子20还可以包括环形铁芯23和缠绕于所述环形铁芯23上的线圈。所述线圈通电以驱动所述磁铁13旋转。根据不同的需求，所述线圈可有不同的接线方式。所述线圈的接线方式为现有技术，在此不作赘述。例如所述线圈可以采用星型或者角型的接线方式接线。所述磁铁13的磁极分布可根据所述线圈的接线方式具体设定。所述环形铁芯23套设于所述环形支撑壁212上。所述磁铁13环绕所述线圈并与所述线圈间隙配合。如此，在所述线圈通电驱动所述磁铁13旋转。当然，所述环形铁芯23也可以采用其他材料的线圈骨架。

所述定子20需要安装固定在电机壳等固定部件上。优选地，参考图2、图3，所述定子20还可以包括环形金属板22。所述环形支撑壁212的外侧表面可以包括位于朝向所述底板211一侧的下段侧表面2121以及位于远离所述底板211一侧的上段侧表面2122。所述环形铁芯23环绕固定于所述上段侧表面2122上。所述底板211还可以包括自所述底板211的边缘向远离所述底板211方向延伸的环形外壁214。所述环形外壁214与所述环形支撑壁212位于所述底板211的同一侧。所述环形金属板22安装在所述环形外壁214与所述下段侧表面2121之间。在所述环形金属板22上垂直设有若干螺纹孔221，在所述底板211上对应所述螺纹孔221的位置设有避让通孔2111。例如，所述螺纹孔221可以均匀环绕所述环形金属板22分布。如此，所述定子20能够螺纹连接于电机壳等固定部件上。

所述上段侧表面2122的直径可以小于所述下段侧表面2121的直径。如此，所述环形铁芯23能够支撑在所述上段侧表面2122与所述下段侧表面2121之间的台阶面上。

所述环形金属板22应尽可能地轻，以减小整个电机的重量。可选地，所述环形金属板22可由铝合金制成。如此，能够保证所述环形金属板22上的螺纹孔221的强度。

所述环形金属板22固定安装在所述环形外壁214与所述下段侧表面2121之间。优选地，在所述底座21注塑成型时，所述环形金属板22可以作为嵌件固定于所述底座21上。如此，所述定子20的结构更为精简，重量轻。进一步地，所述底座21可由PPA塑料注塑成型。更进一步地，例如图3所示，在所述底座21上可以设有若干散热孔。如此，所述底座21的散热性能更佳。

本实用新型并未具体限定所述磁铁13的材料。为了减小所述无刷电机的整体重量，所述磁铁13可以钕铁硼烧结磁铁。例如可以采用牌号为N52H的钕铁硼烧结磁铁。

本实用新型并未具体限定所述环形铁芯23的材料，所述环形铁芯23可以采用SMC材料金属粉末一次注射成型。

虽然已经通过例子对本实用新型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，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种轻量化无刷电机，其特征在于，包括：

转轴(31)；

转子(10)，所述转子(10)包括上壳(11)、环形磁轭(12)和环绕固定于所述环形磁轭(12)内表面上的若干磁铁(13)，所述上壳(11)包括盖板(111)以及自所述盖板(111)边缘向远离所述盖板(111)方向延伸的第一环形侧壁(112)，所述第一环形侧壁(112)套设于所述环形磁轭(12)上，所述盖板(111)套设于所述转轴(31)上，所述环形磁轭(12)被配置为在所述上壳(11)注塑成型时作为嵌件固定于所述上壳(11)，所述转轴(31)被配置为在所述上壳(11)注塑成型时作为嵌件固定于所述盖板(111)，所述转子(10)与所述转轴(31)同心；

定子(20)，所述定子(20)被配置为能驱动所述转子(10)旋转。

2.根据权利要求1所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述上壳(11)由PPA塑料注塑成型。

3.根据权利要求1所述的轻量化无刷电机，其特征在于，在所述转轴(31)上固定连接所述盖板(111)的位置设有两个凹槽(311)，两个所述凹槽(311)关于所述转轴(31)的旋转轴线呈对称分布，在所述盖板(111)上设有嵌入于所述凹槽(311)内的凸起结构。

4.根据权利要求1所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述定子(20)包括底座(21)，所述底座(21)包括底板(211)和自所述底板(211)的中部向远离所述底板(211)方向延伸的环形支撑壁(212)，所述环形支撑壁(212)围有通孔(213)，所述通孔(213)延伸至贯通所述底板(211)，所述转轴(31)沿着所述环形支撑壁(212)向所述底板(211)的方向穿入所述通孔(213)。

5.根据权利要求4所述的轻量化无刷电机，其特征在于，在所述通孔(213)的内表面上设有自所述环形支撑壁(212)远离所述底板(211)一侧的上端向所述底板(211)延伸的上安装槽，在所述上安装槽内设有上轴承(32)，所述上轴承(32)套设于所述转轴(31)上。

6.根据权利要求5所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述上壳(11)还包括自所述盖板(111)中部向远离所述盖板(111)方向延伸的第二环形侧壁(113)，所述第二环形侧壁(113)套设于所述转轴(31)上，所述第二环形侧壁(113)上位于远离所述盖板(111)一侧的表面压紧所述上轴承(32)的内圈。

7.根据权利要求5所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述转轴(31)穿出所述通孔(213)，在所述通孔(213)的内表面上还设有自所述底板(211)的下端向所述环形支撑壁(212)方向延伸的下安装槽，所述下安装槽与所述上安装槽间隔设置，在所述下安装槽内设有下轴承(33)，所述下轴承(33)套设于所述转轴(31)上，所述下轴承(33)被配置为向所述上轴承(32)的方向被压紧。

8.根据权利要求4所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述定子(20)还包括环形铁芯(23)和缠绕于所述环形铁芯(23)上的线圈，所述环形铁芯(23)套设于所述环形支撑壁(212)上，所述磁铁(13)环绕所述线圈并与所述线圈间隙配合，所述线圈被配置为在通电时驱动所述磁铁(13)旋转。

9.根据权利要求8所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述定子(20)还包括环形金属板(22)，所述底板(211)还包括自所述底板(211)的边缘向远离所述底板(211)方向延伸的环形外壁(214)，所述环形支撑壁(212)的外侧表面包括位于朝向所述底板(211)一侧的下段侧表面(2121)以及位于远离所述底板(211)一侧的上段侧表面(2122)，所述环形铁芯(23)套设于所述上段侧表面(2122)上，所述环形金属板(22)安装在所述环形外壁(214)与所述下段侧表面(2121)之间，在所述环形金属板(22)上垂直设置有若干螺纹孔(221)，在所述底板(211)上对应所述螺纹孔(221)的位置设有避让通孔(2111)。

10.根据权利要求9所述的轻量化无刷电机，其特征在于，所述环形金属板(22)被配置为在所述底座(21)注塑成型时作为嵌件固定于所述底座(21)上，所述底座(21)由PPA塑料注塑成型。