CN214380397U - 外转子组件和外转子电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种外转子组件，包括机壳、端盖和转轴，机壳呈中空状，包括机壳主体部以及设在其上的机壳连接部，机壳连接部的内侧设有端盖配合面；端盖设在机壳的一端，包括端盖主体部以及设在端盖主体部端面上的多个磁钢定位部，磁钢定位部沿周向围绕分布；端盖主体部的侧面设有机壳配合面，端盖的端盖主体部嵌入机壳连接部中并且端盖配合面与机壳配合面配合，以使端盖与机壳组合；转轴与端盖连接。还提供了一种外转子电机，包括定子组件以及上述的外转子组件。该外转子组件和外转子电机的端盖与机壳通过端盖主体部的机壳配合面与机壳连接部的端盖配合面配合，实现端盖与机壳的组合，可靠性、稳定性和同心度高。

Description

外转子组件和外转子电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及一种外转子组件和外转子电机。

背景技术

现有的很多外转子电机的端盖和机壳的安装是采用端盖的磁钢定位柱与机壳内壁过盈压装。由于端盖定位柱受到机壳内壁及铁芯外径的尺寸限制，在外径小，长径比大的电机中磁钢定位柱细长且壁厚薄，在安装过程中定位柱变形过大，易发生断裂。且压装过程中容易偏摆，机壳内壁孔与轴转轴配合孔发生偏移，从而导致外转子组件在转动过程中偏心严重，产生振动，严重时使得铁芯与磁钢发生干涉，导致电机运转失效。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对相关技术中的上述缺陷，提供一种改进的外转子组件和外转子电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种外转子组件，包括：

机壳，呈中空状，包括机壳主体部以及设在其上的机壳连接部，所述机壳连接部的内侧设有端盖配合面；

端盖，设在所述机壳的一端，包括端盖主体部以及设在所述端盖主体部端面上的多个磁钢定位部，所述磁钢定位部沿周向围绕分布；所述端盖主体部的侧面设有机壳配合面，所述端盖的所述端盖主体部嵌入所述机壳连接部中并且所述端盖配合面与所述机壳配合面配合，以使所述端盖与所述机壳组合；

以及，转轴，与所述端盖连接。

优选地，所述端盖配合面和所述机壳配合面是周向的。

优选地，所述机壳连接部内侧在所述端盖配合面处的径向尺寸大于所述机壳主体部内侧的径向尺寸，所述端盖在所述机壳配合面处的径向尺寸大于所述磁钢定位部围绕的径向尺寸。

优选地，所述机壳连接部的所述端盖配合面向所述机壳主体部内壁过渡的位置形成机壳定位台阶，所述端盖的所述机壳配合面向所述磁钢定位部过渡的位置形成与所述机壳定位台阶匹配的端盖定位台阶，以在所述端盖主体部嵌入所述机壳连接部中时，所述端盖定位台阶与所述机壳定位台阶相抵，实现所述端盖的轴向定位。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种外转子电机，包括定子组件以及上述的外转子组件，所述定子组件与所述外转子组件可转地配合；所述定子组件包括定子座、定子铁芯、设在所述定子铁芯上的用于缠绕线圈的第一绕线线架以及设在所述第一绕线线架上的PCB。

优选地，所述第一绕线线架包括相连的绕线部和PCB连接部，绕线部朝向机壳并且与机壳内侧匹配连接。

优选地，所述PCB连接部在背向所述绕线部的一侧设有凸起部，所述PCB 上设有连接孔，所述凸起部与所述连接孔凹凸配合连接，以使所述PCB固定在所述第一绕线线架上。

优选地，所述PCB的所述连接孔包括至少两个安装孔和至少一个定位孔，所述定位孔比所述安装孔的外径大。

优选地，所述PCB和/或所述第一绕线线架呈中空环状，以供外转子组件的转轴穿过中空部位。

优选地，所述PCB上设有磁场传感器。

实施本实用新型的技术方案，至少具有以下的有益效果：该外转子组件和外转子电机的端盖与机壳通过端盖主体部的机壳配合面与机壳连接部的端盖配合面配合，实现端盖与机壳的组合，可靠性、稳定性和同心度高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的一种实施方式的外转子组件的主视图。

图2是图1中A-A位置的剖视图。

图3是图1的外转子组件的端盖的主视图。

图4是图3的端盖的后视图。

图5是图3的端盖的左视图。

图6是图1的外转子组件的机壳的主视图。

图7是图6中B-B位置的剖视图。

图8是本实用新型的一种实施方式的外转子电机的立体图。

图9是图8的外转子电机的爆炸图。

图10是图8的外转子电机的主视图。

图11是图10中C-C位置的剖视图。

图12是图8中的外转子电机的PCB的后视图。

图13是图8中的PCB和第一绕线线架的后视图。

图14是图13中D-D位置的剖视图。

图15是图14中A部位的局部放大图。

图16是图13的PCB和第一绕线线架的主视图。

图中的标号表示：端盖1，端盖主体部11，磁钢定位部12，磁钢安装槽 13，转轴安装孔14，机壳配合面1a，端盖定位台阶1b，机壳2，机壳主体部 21，机壳连接部22，端盖配合面2a，机壳定位台阶2b，转轴3，PCB 4，连接孔41，安装孔411，定位孔412，磁场传感器42，过线槽43，铁芯绕线线架5，绕线部51，PCB连接部52，凸起部521，轴承6，磁钢7，电源信号线 8，卡圈91，定子座92，线圈93，定子铁芯94，支撑垫块95，第二绕线线架 96。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。需要理解的是，如果文中出现“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如果文中出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。如果文中出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

参见图1～7，本实用新型的一种实施方式中的外转子组件，包括：

机壳2，呈两端开放的中空状，包括呈筒状的机壳主体部21以及设在机壳主体部21一端上的环状的机壳连接部22，机壳连接部22的内侧设有用于与端盖1配合的端盖配合面2a；

端盖1，设在机壳2的一端，包括圆形的端盖主体部11以及设在端盖主体部11端面上的多个呈柱状的磁钢定位部12，磁钢定位部12沿周向围绕并间隔分布，相邻两个磁钢定位部12界定出一个与磁钢7匹配的磁钢安装槽13；端盖主体部11的侧面设有用于与机壳2配合的机壳配合面1a，端盖1的端盖主体部11嵌入机壳连接部22中并且端盖配合面2a与机壳配合面1a配合，以使端盖1与机壳2组合；

以及，转轴3，端盖1的中央上设有转轴配合孔14，转轴3与转轴配合孔14匹配连接，从而转轴3与端盖1连接。

该外转子组件的端盖1与机壳2通过端盖主体部11的机壳配合面1a与机壳连接部22的端盖配合面2a配合，实现端盖1与机壳2的组合，可靠性、稳定性和同心度高，尤其适用于大长径比的外转子电机。

现有无刷外转子电机长径比为(铁芯长度/电枢直径)一般为0.6-1.5，由于受运用需要空间小，高性能的输出要求，细长电机的运用由此而来。长径比＞2的大长径比电机受零件精度的影响，转子细长，转子重量重，运转时支撑不够引起转子跳动大，从而使得转子在转动过程中摆动，电机出现磁钢刮到铁芯的现象，严重影响产品的寿命及运转性能。同时目前大部分无刷电机控制器采用外置方案，需要额外的安装空间，不同的运用产品，需要匹配控制器的安装，不能实现通用的产品设计，使电机的应用受到限制。

现有的很多外转子电机的端盖和机壳的安装是采用端盖的磁钢定位柱与机壳内壁过盈压装。由于端盖定位柱受到机壳内壁及铁芯外径的尺寸限制，在外径小，长径比大的电机中磁钢定位柱细长且壁厚薄，在安装过程中定位柱变形过大，易发生断裂。且压装过程中容易偏摆，机壳内壁孔与端盖转轴配合孔14发生偏移，从而导致外转子组件在转动过程中偏心严重，产生振动，严重时使得铁芯与磁钢发生干涉，导致电机运转失效。

本实用新型中端盖1可金属机加工，压铸或注塑成型。转轴3与端盖1 的安装可直接压装，也可包塑或压铸与端盖1一体成型，保证转轴3与端盖1 中机壳配合面1a的同心度。端盖1的端盖主体部11嵌入机壳2中并且端盖配合面2a与机壳配合面1a配合，以使端盖1与机壳2连接。磁钢定位部12与机壳2采用间隙配合，避免在安装过程中竖向柱发生断裂的风险，从图1～7 上看端盖1的机壳配合面1a加大了端盖1和机壳2的配合长度和面积，且机壳配合面1a对应的壁厚加厚，增加配合面的强度，保证了机壳2内壁与端盖 1的转轴配合孔14的同心度。在压装时，机壳2和端盖1一体式压装，保证转轴3与机壳2内壁孔的同心度，压装完成后同心度达到最大φ0.07mm。最后磁钢7间隙安装在端盖1磁钢安装槽13内，磁钢安装槽13二侧有磁钢定位部12，以固定磁钢7防止其晃动。磁钢7用环氧树脂或厌氧胶粘结在机壳 2内壁上。

机壳2的端盖配合面2a和端盖1的机壳配合面1a是周向的。

机壳连接部22内侧在端盖配合面2a处的径向尺寸大于机壳主体部21内侧的径向尺寸，端盖1在机壳配合面1a处的径向尺寸大于磁钢定位部12围绕的径向尺寸。机壳连接部22的端盖配合面2a向机壳主体部21内壁过渡的位置形成机壳定位台阶2b，端盖1的机壳配合面1a向磁钢定位部12过渡的位置形成与机壳定位台阶2b匹配的端盖定位台阶1b，以在端盖主体部11嵌入机壳连接部22中时，端盖定位台阶1b与机壳定位台阶2b相抵，实现端盖1的轴向定位。端盖主体部11的端面与机壳2的端面齐平。

参见图8～16，本实用新型的一种实施方式的外转子电机，可以为无刷外转子电机，包括定子组件以及上述的外转子组件，定子组件与外转子组件可转地配合；定子组件包括定子座92、设在定子座92上的用于缠绕线圈的第一绕线线架5以及设在第一绕线线架5上的PCB 4。定子组件还包括第二绕线线架96，第一绕线线架5和第二绕线线架96沿轴向组合，线圈8缠绕在第一绕线线架5和第二绕线线架96上，第二绕线线架96相对于第一绕线线架5靠近端盖1。PCB 4为外转子电机的控制器电路板，第一绕线线架5包括相连的绕线部51和PCB连接部52。绕线部51与铁芯匹配，用于缠绕线圈93。

PCB连接部52在背向绕线部51的一侧设有沿周向分布的多个凸起部521，凸起部521呈定位柱状，PCB 4上设有沿周向分布的多个连接孔41，凸起部 521与连接孔41一一对应凹凸配合连接，以使PCB 4固定在第一绕线线架5 上。第一绕线线架5和端盖1分别设在机壳2的两端。PCB 4的连接孔41包括至少两个安装孔411和至少一个定位孔412，安装孔411沿周向分布，在上线架上有对应的定位的凸起部521。其中定位孔412比安装孔411的外径大，以便PCB 4安装定位，防止其安装错位。在PCB 4上开有相线过线槽，以便相线穿过穿过PCB4进行焊接，防止相线焊接在磁场传感器42安装面与磁钢 7剐蹭。PCB 4安装后通过热熔定位柱达到固定PCB 4的作用。

PCB 4和/或第一绕线线架5呈中空环状，以供外转子组件的转轴的一端与端盖1连接，另一端穿过中空部位。

PCB 4的朝向机壳2的一侧上设有沿周向分布的多个磁场传感器42，其中，磁场传感器42优选为霍尔传感器。

控制器组件及电源信号线8焊接在PCB 4上，PCB 4的中空位置边缘设有用于供电源信号线8和/或其它走线的过线槽43。

定子组件包括定子座92和定子铁芯94，定子铁芯94沿周向设在定子座 92上；此外，外转子电机还包括卡圈91、支撑轴承6、电源信号线8、线圈 93、支撑垫块95和磁钢7，卡圈91设在转轴3上的与端盖1相反的一端，线圈93缠绕在第一绕线线架5，支撑垫块95设在定子铁芯94的内侧，磁钢7 配合设在端盖1的磁钢安装槽13中。该外转子电机包含三个与转轴3配合的支撑轴承6，靠近端盖1端连续有二个轴承6，以增强转子尾端的支撑强度。二轴承6可以直接安装在一起，也可以在二轴承6间设支撑垫块95，以增加其二轴承6的支撑距离。

本实用新型的外转子组件、定子组件和外转子电机，实现了PCB 4和电机一体式，高度集成，控制器的PCB 4安装在第一绕线线架5上，预留控制器安装空间，可实现磁场传感器52安装位置的准确性及控制器的PCB 4与电机一体式解决方案。

本实用新型的外转子组件和外转子电机，实现了细长电机转子轴与机壳2 的同心度设计，保证机壳2及前端盖1的配合长度及同心度。端盖1、细长电机转轴3与机壳2的具有很高的同心度及装配一致性，从而避免磁钢7与定子铁芯94干涉，外转子组件低跳动，运转平稳。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种外转子组件，其特征在于，包括：

机壳(2)，呈中空状，包括机壳主体部(21)以及设在上的机壳连接部(22)，所述机壳连接部(22)的内侧设有端盖配合面(2a)；

端盖(1)，设在所述机壳(2)的一端，包括端盖主体部(11)以及设在所述端盖主体部(11)端面上的多个磁钢定位部(12)，所述磁钢定位部(12)沿周向围绕分布；所述端盖主体部(11)的侧面设有机壳配合面(1a)，所述端盖(1)的所述端盖主体部(11)嵌入所述机壳连接部(22)中并且所述端盖配合面(2a)与所述机壳配合面(1a)配合，以使所述端盖(1)与所述机壳(2)组合；

以及，转轴(3)，与所述端盖(1)连接。

2.根据权利要求1所述的外转子组件，其特征在于，所述端盖配合面(2a)和所述机壳配合面(1a)是周向的。

3.根据权利要求2所述的外转子组件，其特征在于，所述机壳连接部(22)内侧在所述端盖配合面(2a)处的径向尺寸大于所述机壳主体部(21)内侧的径向尺寸，所述端盖(1)在所述机壳配合面(1a)处的径向尺寸大于所述磁钢定位部(12)围绕的径向尺寸。

4.根据权利要求3所述的外转子组件，其特征在于，所述机壳连接部(22)的所述端盖配合面(2a)向所述机壳主体部(21)内壁过渡的位置形成机壳定位台阶(2b)，所述端盖(1)的所述机壳配合面(1a)向所述磁钢定位部(12)过渡的位置形成与所述机壳定位台阶(2b)匹配的端盖定位台阶(1b)，以在所述端盖主体部(11)嵌入所述机壳连接部(22)中时，所述端盖定位台阶(1b)与所述机壳定位台阶(2b)相抵，实现所述端盖(1)的轴向定位。

5.一种外转子电机，其特征在于，包括定子组件以及根据权利要求1-4任一项所述的外转子组件，所述定子组件与所述外转子组件可转地配合；所述定子组件包括定子座(92)、定子铁芯(94)、设在所述定子铁芯(94)上的用于缠绕线圈的第一绕线线架(5)以及设在所述第一绕线线架(5)上的PCB(4)。

6.根据权利要求5所述的外转子电机，其特征在于，所述第一绕线线架(5)包括相连的绕线部(51)和PCB连接部(52)，绕线部(51)朝向机壳(2)并且与机壳(2)内侧匹配连接。

7.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于，所述PCB连接部(52)在背向所述绕线部(51)的一侧设有凸起部(521)，所述PCB(4)上设有连接孔(41)，所述凸起部(521)与所述连接孔(41)凹凸配合连接，以使所述PCB(4)固定在所述第一绕线线架(5)上。

8.根据权利要求7所述的外转子电机，其特征在于，所述PCB(4)的所述连接孔(41)包括至少两个安装孔(411)和至少一个定位孔(412)，所述定位孔(412)比所述安装孔(411)的外径大。

9.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于，所述PCB(4)和/或所述第一绕线线架(5)呈中空环状，以供外转子组件的转轴穿过中空部位。

10.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于，所述PCB(4)上设有磁场传感器(42)。

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