CN217522720U - 一种空心杯式无刷有传感器电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空心杯式无刷有传感器电机，包括机壳，机壳内具有转子和定子，转子包括转轴、磁钢，机壳内具有转子校正结构和传感器安装结构，转子校正结构包括至少一个偏心块，偏心块安装在磁钢端部的转轴上，转轴的不平衡角度为α°，偏心块的重心偏离角度为‑α°；传感器安装结构包括支架，支架安装在定子和端盖之间，支架上开设有传感器槽，传感器槽内设置有霍尔元件，本实用新型电机内的转子校正结构与传统的同心配重相比其校正效果更好，无需反复增加或切削平衡泥，操作更简单快捷；传感器暗转结构可以使霍尔元件更靠近电机的转子，使其换向变化感应灵敏度更高，可以非常好的适应小尺寸的电机，本结构尤其适合16mm及以下的电机使用。

Description

一种空心杯式无刷有传感器电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种空心杯式无刷有传感器电机。

背景技术

空心杯式无刷有传感器微型电机相比较同尺寸空心杯有刷电机具有寿命长、转速高、输出功率大等明显优势。电机设计中要求转子不平衡量小，常用标准满足G6.3等级，因此转子在设计工艺中需要进行动平衡校正，通常对转子不平衡量的消除方法为：加重或减重来实现不平衡量的减小，传统的加重法是通过在磁钢两端分别增设一配重块，配重块的重心与转轴同心，配重块上围绕转轴开设环形的孔，孔内具有固定平衡泥的网格，通过在孔内添加平衡泥实现转子不平衡量的减小，这种方式由于配重块的重心与转轴同心其平衡效果较差，同时添加平衡泥的操作性也不好。

另外传统的通常无刷有传感器电机的hall感应元件往往不考虑长度空间，其结构采用：hall元件贴片至PCB板表面，再安装至后端盖组件内，hall组件端部的端盖组件内设有额外换向感应磁钢来分解电机转子作为感应磁钢换向的功能，这种结构形式要求电机尺寸较大，从而方便安装hall元件和换向感应磁钢，而对于一些尺寸较小的电机，其内部空间狭小，如果还采用这种形式会导致对电机的其他部件的精密度要求极高，生产成本急剧上升。因此目前，国内市场在电机直径较小领域还没有量产微小型无刷有传感器电机。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种新型的空心杯式无刷有传感器电机。其技术方案如下：一种空心杯式无刷有传感器电机，包括机壳，该机壳内具有转子和定子，所述机壳的一端具有端盖，所述转子包括转轴、磁钢，所述磁钢安装在转轴上，其关键在于：所述机壳内具有转子校正结构和传感器安装结构；

所述转子校正结构包括至少一个偏心块，所述偏心块上开设有转轴孔，所述偏心块位于所述磁钢的端部，并通过所述转轴孔安装在所述转轴上，所述偏心块的重心与所述转轴的中心线不在同一直线上，转子的不平衡角度为α°，所述偏心块的重心偏离角度为-α°；

所述传感器安装结构包括支架，该支架安装在所述定子和端盖之间的所述机壳内，所述支架上开设有传感器槽，所述传感器槽内设置有霍尔元件。

采用上述技术方案，电机转子的校正结构由于偏心块重心与转轴中心不同心，校正时只需要将偏心块的重心与转轴的不平衡角度α°对应设置即可实现快速校正，即二者形成互补，与传统的同心配重相比其校正效果更好，且无需反复增加或切削平衡泥，操作更简单快捷；

而传感器元件的安装是通过在支架上开槽来安装霍尔元件，可有效降低支架和霍尔元件所占据的空间，同时可以使霍尔元件更靠近电机的转子，使其换向变化感应灵敏度更高，该结构可以在不改变电机其他零部件精密度的前提下，可以非常好的适应小尺寸的电机。

进一步地：

上述偏心块共两块，两块所述偏心块分别位于所述磁钢的两端，并紧贴所述磁钢。采用此结构，可根据需要灵活采取一块或两块偏心块来配重。

上述偏心块与所述转轴过盈配合，所述偏心块远离转轴的端面成圆弧状，该圆弧状端面的圆心与所述磁钢的圆心重合，其半径小于等于所述磁钢外圆的半径。采用此结构，一般情况下偏心块的外圆半径不超过磁钢外圆半径，这样偏心块随转子转动时不易与机壳内其他部件之间产生干涉。

上述偏心块上开设有固定孔，该固定孔内涂刷有胶水从而使所述偏心块与磁钢固定在一起。采用此结构，校正后偏心块需与磁钢紧密连接，这样转动时偏心块不会移位。

还包括FPC板，所述支架靠近端盖安装端的侧面上开设有所述传感器槽，所述霍尔元件贴片指所述FPC板上后嵌入所述传感器槽内。采用此结构，FPC更轻、更不占空间，且具有柔性可充分满足电机要求。

上述端盖上设置有凸块，所述支架上对应开设有配合凹槽，所述凸块扣合在所述配合凹槽内。采用此结构，方便旋转调整支架的角度。

上述端盖的侧壁上沿其周向设置有N条凸筋，N为自然数，所述凸筋与机壳轴向平行，所述端盖组装在所述机壳内，所述凸筋与所述机壳的内壁接触。采用此结构，端盖与机壳的接触面减少，可降低旋转调节时的摩擦力。

上述支架靠近所述定子的侧面抵接在所述定子的端面上从而被限位。

上述机壳的端盖安装端呈台阶状，所述端盖也呈台阶状，其小端组装在所述机壳内后，其大端的端面抵接在所述机壳的台阶上从而被限位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：校正时只需要将偏心块的重心与转子最大不平衡量角度处对应即可实现快速校正，与传统的同心配重相比其校正效果更好，且无需反复增加或切削平衡泥，操作更简单快捷，整个结构紧凑、工艺便捷；其内安装传感器是通过在支架上开槽来安装霍尔元件实现，可有效降低支架和霍尔元件所占据的空间，同时可以使霍尔元件更靠近电机的转子，使其换向变化感应灵敏度更高，该结构可以在不改变电机其他零部件精密度的前提下，可以非常好的适应小尺寸的电机，本结构尤其适合16mm及以下的电机使用。

附图说明

图1为电机的立体结构示意图；

图2为电机的平面结构示意图；

图3为图2的A-A'剖视图；

图4为霍尔元件贴片在FPC板上的示意图；

图5为支架的立体结构示意图；

图6为端盖和支架的配合结构示意图；

图7端盖的另一种限位形式示意图；

图8为一种形状的偏心块的结构示意图；

图9为另一种形状的偏心块的结构示意图；

图10为偏心块与转轴的位置关系示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-9所示，一种空心杯式无刷有传感器电机，包括机壳1，该机壳1内具有转子和定子，所述机壳1的一端具有端盖6，所述转子包括转轴12、磁钢13，所述磁钢13安装在转轴12上，所述机壳1内具有转子校正结构和传感器安装结构；

所述转子校正结构包括至少一个偏心块14，所述偏心块14上开设有转轴孔16，所述偏心块14位于所述磁钢13的端部，并通过所述转轴孔16安装在所述转轴12上，所述偏心块14的重心与所述转轴12的中心线不在同一直线上，转子的不平衡角度为α°，所述偏心块14的重心偏离角度为-α°；

所述传感器安装结构包括支架2，该支架2安装在所述定子和端盖6之间的所述机壳1内，所述支架2上开设有传感器槽3，所述传感器槽3内设置有霍尔元件4。

进一步地，所述传感器安装结构还包括FPC板5，所述支架2靠近端盖6的侧面上开设有所述传感器槽3，所述霍尔元件4贴片指所述FPC板5上组成一体后，其上的霍尔元件2嵌入所述传感器槽3内。当然也可以将霍尔元件替换成其他的传感器元件，只要是传感器元件，其本质是一样的。

FPC板5靠近端盖，FPC板5靠近支架2的侧面上安装有三个霍尔元件4，三者呈圆周状均匀分布，为提升FPC板的硬度，可在其靠近端盖的侧面上设置一个增强板，所述霍尔元件4、FPC板5及所述支架2，三者采用环氧胶粘接固化。

所述端盖6上设置有凸块7，所述支架2上对应开设有配合凹槽8，所述凸块7扣合在所述配合凹槽8内。本实施例中，端盖6上对称设置有两个凸块7，两个凸块7分别与对应的配合凹槽扣合，这样组装后，方便通过转动端盖6来实现转动支架2，从而达到调整霍尔元件位置的目的。

为降低转动端盖6时的接触面，所述端盖6的侧壁上沿其周向设置有N条凸筋9，N为自然数，本实施例中N＝4，所述凸筋9与机壳1轴向平行，所述端盖6组装在所述机壳1内，所述凸筋9与所述机壳1的内壁接触，调整好支架2的位置后，再将端盖6和机壳1固定在一起，一般采用铆接。

所述支架2的材质为非金属，本实施例中支架2为塑料。端盖靠近外圆设有一贯穿长方形开孔，FPC板从开孔处引出至外部，支架2的侧壁上也设有凸筋，用于减少其与机壳内壁的接触面，降低旋转调节时的摩擦力。

如图3所示，机壳1一端封闭并具有一轴承21，端盖6内安装有另一个轴承，转轴12两端插装在两个轴承内，转子还包括套箍在转轴12上的同心钢套17，而磁钢13则安装在钢套17上，钢套、磁钢、转轴采用环氧胶固定在一起，定子包括与机壳1同心设置的磁轭20，该磁轭20内同心设置线圈19，磁轭20和线圈19采用环氧胶固定在一起。

组装时，对于端盖6的轴向限位可以采取两种方式，具体如下：

方式①：如图3所示，所述支架2靠近所述定子的侧面抵接在所述定子的端面上从而被限位。支架2靠近定子的侧面具有挖空槽，支架2的外圆端面抵在磁轭20的端面上，从而实现轴向限位。FPC板的边缘开设有抽头缺口10，支架2上具有抽头过孔11，线圈的抽头穿过抽头过孔11和抽头缺口10后焊接至FPC板的焊盘。

方式②：如图7，所述机壳1的端盖安装端呈台阶状，所述端盖6也呈台阶状，其小端组装在所述机壳1内后，所述端盖6大端的端面抵接在所述机壳1的台阶上从而被限位。

根据不同的电机转子校正需要，偏心块14可以是一块，也可以是两块，或者三块、四块等更多块，本实施例中，所述偏心块14共两块，两块所述偏心块14分别位于所述磁钢13的两端，并紧贴所述磁钢13，所述偏心块14与所述转轴12过盈配合。

如图8和9所示，所述偏心块14的重心靠近其远离转轴12的端面，所述偏心块14远离转轴12的端面成圆弧状，该圆弧状端面的半径小于等于所述磁钢13外圆的半径，所述偏心块14上开设有固定孔15，该固定孔15内涂刷有胶水从而使所述偏心块14与磁钢13固定在一起，所述固定孔15为弧形腰孔，所述固定孔15的圆心与所述转轴孔16的孔心重合。

偏心块14远离转轴12的端面和转轴12之间的偏心块14上开设有所述固定孔15，偏心块14靠近转轴12的端面也是圆弧状，偏心块14的远离转轴12的端面的圆弧半径大于偏心块14靠近转轴12的端面的圆弧半径，如图8所示，偏心块14的两侧壁从靠近转轴12的端面的方向往远离转轴12的端面方向呈喇叭状扩张，这样偏心块14看起来呈类似扇形状，偏心块类似扇形，制备时可以通过改变其外圆的大小使其重心尽量靠近其外圆，这样配重的效果更好；如图9所示，偏心块14的两侧壁从靠近转轴12的端面的方向往远离转轴12的端面方向呈平行状，这样偏心块14看起来类似腰状。

如图10所示，校正时，先将偏心块14过盈压入转轴12，根据电机的校正要求，一般转子校正满足G6.3等级(当然不同电机校正要求不同，也可能是其他等级)，偏心块14的重量根据需要配重的重量核算，如对于较小的配重，如1mg、5mg等，可直接制备相应重量的偏心块，而对于一些更大重量的配重，可以根据需要配备多个偏心块组合配重，对磁钢13和转轴12等组成的转子划分象限，转子的重心在G处，该重心G所处位置为α°即转子的最大不平衡角度，转动偏心块14，使偏心块14的重心位于-α°即落在G’处，转子的不平衡角度即被偏心块平衡，校正后在固定孔15内加胶使偏心块14和磁钢13紧密粘接。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种空心杯式无刷有传感器电机，包括机壳(1)，该机壳(1)内具有转子和定子，所述机壳(1)的一端具有端盖(6)，所述转子包括转轴(12)、磁钢(13)，所述磁钢(13)安装在转轴(12)上，其特征在于：所述机壳(1)内具有转子校正结构和传感器安装结构；

所述转子校正结构包括至少一个偏心块(14)，所述偏心块(14)上开设有转轴孔(16)，所述偏心块(14)位于所述磁钢(13)的端部，并通过所述转轴孔(16)安装在所述转轴(12)上，所述偏心块(14)的重心与所述转轴(12)的中心线不在同一直线上，转子的不平衡角度为α°，所述偏心块(14)的重心偏离角度为-α°；

所述传感器安装结构包括支架(2)，该支架(2)安装在所述定子和端盖(6)之间的所述机壳(1)内，所述支架(2)上开设有传感器槽(3)，所述传感器槽(3)内设置有霍尔元件(4)。

2.根据权利要求1所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述偏心块(14)共两块，两块所述偏心块(14)分别位于所述磁钢(13)的两端，并紧贴所述磁钢(13)。

3.根据权利要求1或2所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述偏心块(14)与所述转轴(12)过盈配合，所述偏心块(14)远离转轴(12)的端面成圆弧状，该圆弧状端面的圆心与所述磁钢(13)的圆心重合，其半径小于等于所述磁钢(13)外圆的半径。

4.根据权利要求3所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述偏心块(14)上开设有固定孔(15)，该固定孔(15)内涂刷有胶水从而使所述偏心块(14)与磁钢(13)固定在一起。

5.根据权利要求1或2所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述传感器安装结构还包括FPC板(5)，所述支架(2)靠近所端盖(6)的侧面上开设有所述传感器槽(3)，所述霍尔元件(4)贴片指所述FPC板(5)上后嵌入所述传感器槽(3)内。

6.根据权利要求5所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述端盖(6)上设置有凸块(7)，所述支架(2)上对应开设有配合凹槽(8)，所述凸块(7)扣合在所述配合凹槽(8)内。

7.根据权利要求6所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述端盖(6)的侧壁上沿其周向设置有N条凸筋(9)，N为自然数，所述凸筋(9)与机壳(1)轴向平行，所述端盖(6)组装在所述机壳(1)内，所述凸筋(9)与所述机壳(1)的内壁接触。

8.根据权利要求5所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述支架(2)靠近所述定子的侧面抵接在所述定子的端面上从而被限位。

9.根据权利要求5所述的一种空心杯式无刷有传感器电机，其特征在于：所述机壳(1)的端盖安装端呈台阶状，所述端盖(6)也呈台阶状，其小端组装在所述机壳(1)内后，其大端的端面抵接在所述机壳(1)的台阶上从而被限位。

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