CN209881507U - 无刷电机及其转子 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种无刷电机及其转子(100)。该转子包括：铁芯(20)，其包括内铁芯部分(21)和位于该内铁芯部分周围的多个外铁芯部分(22A‑22D)，每一个外铁芯部分都布置成与内铁芯部分之间存在一径向间隔(222)，并且相邻外铁芯部分之间存在周向间隔(224)，磁铁(30A‑30D)，其中一个或一些磁铁分别布置在相应的一个径向间隔中，并且一个径向间隔中的磁铁构成无刷电机的一个磁极，以及模塑件(40)，其将铁芯的各部分以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子，所述模塑件包括填充入各周向间隔中以便对各外铁芯部分进行径向和周向限位的限位部分(402A‑402D)。

Description

无刷电机及其转子

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种无刷电机及其转子。

背景技术

电机是依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其用作电器或各种机械的动力源，例如，电机作为电动工具的驱动部件，在通电后为电动工具提供动力。电机具有各种类型，其中无刷电机是一种常用类型的电机。具有电磁结构的无刷电机不可避免地存在漏磁问题，由此降低了永磁体的利用率，从而影响电机的效率。

在现有技术中，通常采用隔磁桥来解决上述问题。隔磁桥的原理是通过使得隔磁桥处的磁通达到饱和来起到限制漏磁的作用，所以从防止漏磁的角度来看隔磁桥的厚度越小隔磁效果就越好。但是，隔磁桥的厚度过小会影响电机的机械强度，尤其是在电机高速旋转的情况下，隔磁桥的厚度过小会使得电机结构无法承受由电机高速旋转产生的离心力，从而导致电机损坏。

因此，希望提供一种技术方案来解决上述技术问题。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述问题，本申请旨在提供一种一体式电机转子的技术方案，其能够消除或基本上消除电机中的漏磁并且具有足够的机械强度。

为此，本申请的一个方面，提供了一种用于无刷电机的转子，其包括：铁芯，其包括内铁芯部分和位于该内铁芯部分周围的多个外铁芯部分，每一个外铁芯部分都布置成与内铁芯部分之间存在一径向间隔，并且相邻外铁芯部分之间存在周向间隔；布置在每个径向间隔中的磁铁，其中每个径向间隔中的磁铁构成所述无刷电机的一个磁极，以及模塑件，其将铁芯的各部分以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子，所述模塑件包括填充入各周向间隔中以便对各外铁芯部分进行径向和周向限位的限位部分。

根据一种可行实施方式，每个限位部分被构造成与相邻的一对外铁芯部分的周向对置端部之间相配合。

根据一种可行实施方式，每个限位部分包括相对于所述一对外铁芯部分的周向对置端部位于径向外侧的部位；并且所述部位与所述周向对置端部的一部分在径向上有交叠。

根据一种可行实施方式，内铁芯部分包括配置成阻止各外铁芯部分和各磁铁在转子旋转过程中脱离转子的保持部，或者内铁芯部分包括具有在径向上与外铁芯部分有交叠的周向部分的保持部，该周向部分位于所述外铁芯部分的径向外侧。

根据一种可行实施方式，内铁芯部分包括多个保持部，每个保持部包括在相邻的一对外铁芯部分的周向对置端部之间由内铁芯部分径向向外延伸的主干部分和从主干部分的径向外端在相反的周向上延伸的两个第一凸缘，所述两个第一凸缘相对于所述一对外铁芯部分的周向对置端部位于径向外侧。

根据一种可行实施方式，每个外铁芯部分的周向相反端部都具有沿周向延伸的第二凸缘，所述两个第一凸缘与所述一对外铁芯部分的周向对置端部的第二凸缘在径向上有交叠。

根据一种可行实施方式，所述模塑件的材料为团状模塑料 (BMC)。

根据一种可行实施方式，在每个径向间隔中布置有一个或多个磁铁。

根据本申请的另一个方面，提供了一种用于无刷电机的转子，其包括：铁芯；贴附至铁芯外周面的多个位置处磁铁，其中每个位置处的磁铁构成无刷电机的一个磁极，相邻磁极的磁铁之间存在周向间隔；以及模塑件，其将铁芯以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子，所述模塑件包括填充入各周向间隔中以便对磁铁进行径向和周向限位的限位部分。

根据一种可行实施方式，所述模塑件的材料为团状模塑料 (BMC)。

根据本申请的又一个方面，提供了一种无刷电机，其包括如上所述的转子。

由以上描述可见，根据本申请的技术方案，通过模塑件将电机转子和磁铁连接成一个整体，以形成一体式电机转子，消除了漏磁。并且，通过转子铁芯和模塑件之间的配合结构，增强了电机转子的机械强度，以使得电机转子具有足够的机械强度来承受高速旋转，从而提高了电机的性能。

附图说明

本申请的特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得显而易见。

图1示出了根据本申请的一个实施例的无刷电机的转子的示意图。

图2A-2D示出了根据本申请实施例的图1中的转子的形成过程的示意图。

图3A示出了根据本申请一种实现方式的图1中的转子的截面图，图3B示出了图3A中圈出部分的局部放大图。

图4A示出了根据本申请另一种实现方式的图1中转子的截面图，图4B示出了图4A中的内铁芯部分的保持部的放大图。

图5示出了根据本申请的另一个实施例的无刷电机的转子的截面示意图。

具体实施方式

现在参照附图来描述本申请的一些实施例。

本申请总体上涉及无刷电机，其具有通过模塑工艺而一体成型的电机转子，所述无刷电机例如是直流无刷电机(BLDC)。

图1示意性显示了根据本申请的一个实施例的用于无刷电机的转子100，其主要包括轴10、铁芯20、磁铁30A-30D和模塑件40。

在本实施例中，铁芯20为分块式铁芯。铁芯20包括内铁芯部分 21和布置在该内铁芯部分21周围的多个外铁芯部分22A-22D。内铁芯部分21在中心部位具有孔212，用于接收轴10。每一个外铁芯部分22A-22D都布置成与内铁芯部分21之间存在一径向间隔222。相邻的外铁芯部分22之间存在周向间隔224。外铁芯部分22的数量与电机的极数相等。例如，四极电机具有四个磁极(即，两对磁极)，则铁芯20具有四个外铁芯部分22A-22D。

在本实施例中，铁磁30A-30D是内置式的磁铁，每个径向间隔 222中布置着该磁铁30A-30D中的一个或一些，每一个径向间隔222 中的磁铁构成无刷电机的一个磁极。换言之，虽然在图中例示了 30A-30D分别位于一个径向间隔222中，但是也可以设置成一个径向间隔中插入一个或多个磁铁，也就是说，可以在每一个径向间隔222 中插入一个或多个磁铁，以构成一个磁极。

在本实施例中，模塑件40将铁芯20的各部分以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子100。模塑件40包括限位部分402，其填充在相邻外铁芯部分22之间的周向间隔224中。模塑件40的限位部分 402起到了对各外铁芯部分22A-22D的径向限位和周向限位的作用。这样，防止了各外铁芯部分22A-22D在转子的旋转过程由离心力导致的飞出，还防止了各外铁芯部分22A-22D在转子的旋转过程中的周向搓动。模塑件40的材料例如是团状模塑料(BMC)。

根据本实施例的转子100可以经由模塑工艺而一体成型。图 2A-2D示意性地显示了根据本申请实施例的图1中的转子100的形成过程。

首先，参见图2A，将铁芯20的各部分(内铁芯部分21和多个外铁芯部分22A-22D)以及各磁铁30A-30D放置到模塑工艺的模具 (未示出)中，通过模具来确保铁芯20的各部分和各磁铁30A-30D 的位置固定。接着，参见图2B，将轴10放置到内铁芯部分21的孔 212中。然后，参见图2C，将模塑材料(例如，BMC)注入到转子 100的各部件之间的间隙中，该间隙例如包括轴10与内铁芯部分21 之间的间隙、相邻外铁芯部分之间的周向间隔、以及每一个外铁芯部分与内铁芯部分21之间的径向间隔，由此形成了模塑件40(参见图 2D)。

为了克服外铁芯部分22A-22D和磁铁30A-30D在转子旋转过程中产生的离心力，每个限位部分(例如，402A)被构造成与相邻的一对外铁芯部分(例如，22A、22B)的周向对置端部22A₁、22B₁之间相配合，用于在转子100旋转过程中分别向该相邻的外铁芯部分22A、22B的周向对置端部22A₁、22B₁施加径向拉力。

由此可见，根据本申请的实施例，通过将铁芯20设计为分块式并由模塑件将铁芯各部分和磁铁连接成一个整体，完全断开了隔磁桥，由此避免了漏磁，提高了电机的工作效率。并且，在转子高速旋转时，外铁芯部分被模塑件的限位部分拉住，由此增加了转子结构的机械强度。

根据本申请的实施例，模塑件40的限位部分与铁芯20各部分之间相互配合结构可以实现为多种样式，以下具体介绍其中的几种样式。

图3A示出了根据本实施例的一种实现方式的图1中的转子100 的截面图，图3B示出了图3A中虚线圈出部分O的局部放大图。根据该实现方式，模塑件40的每个限位部分(例如，402A)包括相对于相邻一对外铁芯部分22A、22B的周向对置端部22A₁、22B₁位于径向外侧的部位4021、4022，也就是说，该部位4021、4022相对于周向对置端部22A₁、22B₁位于径向上更外侧的地方。并且，该部位 4021、4022与该一对外铁芯部分22A、22B的周向对置端部22A₁、 22B₁的一部分在径向上有交叠。这样，模塑件的限位部分在转子100 的旋转过程中起到了对外铁芯部分的径向束缚作用。

根据该实施方式，在转子100的旋转过程中，通过模塑件的限位部分向外铁芯部分施加径向拉力，以克服外铁芯部分和磁铁在转子旋转过程中产生的离心力。由此，在转子旋转过程中，转子结构本身有足够的保持力使得自身不开裂。

根据本申请的另一种实现方式，图1中例示的转子100的内铁芯部分21包括用于阻止所述各外铁芯部分和各磁铁在转子旋转过程中脱离转子的保持部。该保持部可以配置成具有在径向上与外铁芯部分有交叠的周向部分，该周向部分位于所述外铁芯部分的径向外侧。图 4A示出了根据该实现方式的一个实例的转子100的截面图。图4B 示出了图4A中的内铁芯部分的保持部的放大图。

参见图4A和图4B，内铁芯部分21包括位于相邻外铁芯部分的周向间隔中的多个保持部212A-212D。每个保持部(例如，212A) 包括主干部分2121，其在相邻的一对外铁芯部分22A、22B的周向对置端部22A₁、22B₁之间由内铁芯部分径向向外延伸。每个保持部(例如，212A)还包括从该主干部分2121的径向外端在相反的周向上延伸的两个第一凸缘2122、2123。两个第一凸缘2122、2123相对于该一对外铁芯部分的周向对置端部22A₁、22B₁位于径向外侧。也就是说，两个第一凸缘2122、2123相对于周向对置端部22A₁、22B₁位于径向上更外侧的地方。每个外铁芯部分的周向相反端部22A₁、22A₂都具有沿周向延伸的第二凸缘22A₃、22A₄。两个第一凸缘2122、2123 与该一对外铁芯部分的周向对置端部22A₁、22B₁的第二凸缘22A₄、 22B₃在径向上有交叠。这样，内铁芯部分的保持部及其附属的模塑件在转子100旋转过程起到了对外铁芯部分的径向保持作用。

根据该实施方式，保持部一体形成于外铁芯部分径向外侧的模塑件40中，增加了保持强度，在转子100的旋转过程中，通过内铁芯部分的保持部和附属的模塑件向外铁芯部分施加径向拉力，以克服外铁芯部分和磁铁在转子旋转过程中产生的离心力。由此，增强了转子结构自身的保持力，以使得在转子旋转过程中转子结构不开裂。

图5示出了根据本申请的另一个实施例用于无刷电机的转子200，其主要包括轴210、铁芯220、磁铁230A-230D和模塑件240。

在本实施例中，铁芯220是整体式的铁芯，其具有孔，用于接收轴210。转子200的磁铁为表贴式磁铁。磁铁230A-230D中的一个或一些(例如，通过粘合剂)贴附至铁芯220外周面的同一位置处，并且这些同一位置处的磁铁构成无刷电机的一个磁极。相邻磁极的磁铁之间存在周向间隔。换言之，虽然在图中例示了磁铁230A-230D分别位于铁芯220外周面的一个相应位置，但是也可以设置成将一个或多个磁铁贴附至铁芯220外周面的一个相应位置以构成一个磁极。也就是说，电机的一个磁极可以由一个或多个磁铁构成。模塑件240将铁芯以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子200。模塑件240包括限位部分241，其填充入各周向间隔中以便对磁铁进行径向和周向限位。

根据本实施例的转子200也可以经由模塑工艺而一体成型。转子 200的模塑成型过程与上述转子100的成型过程类似，上述相关描述同样适用于此，这里不再重复描述。

由此可见，根据本申请实例的转子200，完全断开了隔磁桥，由此避免了漏磁，提高了电机的工作效率。并且，通过模塑件240将磁铁连接在一起，防止了磁铁在转子旋转过程中的周向位移或者由离心力导致的飞出。从而，增强了转子200本身的机械强度。

应当理解，虽然在附图中例示出了四个磁铁或者示出了四个外铁芯部分，但是外铁芯部分的数量或者磁铁的数量可以是根据电机磁极数而确定的其他数量，不限于此。

虽然前面描述了一些实施例，这些实施例子方式仅以示例的方式给出，而不意于限制本发明的范围。所附的权利要求及其等同替换意在涵盖本发明范围和主旨内做出的所有修改、替代和改变。

Claims (11)

1.一种用于无刷电机的转子(100)，其特征在于包括：

铁芯(20)，其包括内铁芯部分(21)和位于该内铁芯部分周围的多个外铁芯部分(22A-22D)，每一个外铁芯部分都布置成与内铁芯部分之间存在一径向间隔(222)，并且相邻外铁芯部分之间存在周向间隔(224)，

布置在每个径向间隔中的磁铁，其中每个径向间隔中的磁铁构成所述无刷电机的一个磁极，以及

模塑件(40)，其将铁芯的各部分以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子，所述模塑件包括填充入各周向间隔中以便对各外铁芯部分进行径向和周向限位的限位部分(402A-402D)。

2.根据权利要求1所述的转子(100)，其特征在于，每个限位部分被构造成与相邻的一对外铁芯部分的周向对置端部之间相配合。

3.根据权利要求2所述的转子(100)，其特征在于，

每个限位部分包括相对于所述一对外铁芯部分的周向对置端部位于径向外侧的部位；并且

所述部位与所述周向对置端部的一部分在径向上有交叠。

4.根据权利要求2所述的转子(100)，其特征在于，

内铁芯部分(21)包括配置成阻止各外铁芯部分和各磁铁在转子旋转过程中脱离转子的保持部，或者

内铁芯部分(21)包括具有在径向上与外铁芯部分有交叠的周向部分的保持部，该周向部分位于所述外铁芯部分的径向外侧。

5.根据权利要求4所述的转子(100)，其特征在于，内铁芯部分(21)包括多个保持部(212A-212D)，每个保持部包括在相邻的一对外铁芯部分的周向对置端部之间由内铁芯部分径向向外延伸的主干部分和从主干部分的径向外端在相反的周向上延伸的两个第一凸缘，所述两个第一凸缘相对于所述一对外铁芯部分的周向对置端部位于径向外侧。

6.根据权利要求5所述的转子(100)，其特征在于，

每个外铁芯部分的周向相反端部都具有沿周向延伸的第二凸缘，所述两个第一凸缘与所述一对外铁芯部分的周向对置端部的第二凸缘在径向上有交叠。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的转子(100)，其特征在于，所述模塑件的材料为团状模塑料(BMC)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的转子(100)，其特征在于，在每个径向间隔中布置有一个或多个磁铁。

9.一种用于无刷电机的转子(200)，其特征在于包括：

铁芯(220)；

贴附至铁芯外周面的多个位置处磁铁(230A-230D)，其中每个位置处的磁铁构成无刷电机的一个磁极，相邻磁极的磁铁之间存在周向间隔；以及

模塑件(240)，其将铁芯以及各磁铁连接在一起，以形成一体式转子，所述模塑件包括填充入各周向间隔中以便对磁铁进行径向和周向限位的限位部分(241)。

10.根据权利要求9所述的转子(200)，其特征在于，所述模塑件(240)的材料为团状模塑料(BMC)。

11.一种无刷电机，其特征在于包括如权利要求1-8或9-10中任一项所述的转子。