CN220067011U - 转子、无刷电机及电动工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭露的转子、无刷电机及电动工具，转子包括沿轴向延伸的转轴、套设于所述转轴外周的铁芯、位于所述转轴与铁芯之间的中间环及位于所述铁芯内的磁体，所述铁芯通过所述中间环固定于所述转轴，所述铁芯内设有容置腔，所述磁体收容于所述容置腔内，所述容置腔具有开口，所述开口位于所述铁芯的轴向端面。本实用新型的转子，其磁体收容于铁芯内，容置腔的开口位于铁芯轴向端面而无需在铁芯表面额外开槽，使得最大限度地提高磁铁的利用率，相应无刷电机及电动工具性能得到提升。

Description

转子、无刷电机及电动工具

[技术领域]

本实用新型涉及无刷电机技术领域，尤其涉及一种转子、无刷电机及电动工具。

[背景技术]

电动工具采用的无刷电机常见的有直流无刷电机和高压无刷电机。直流无刷电机的驱动电压通常是12V～40V之间，对应电机的转子往往采用单绝缘结构。随着采用高压无刷电机的电动工具的兴起和普及，为了符合安全规范要求，对应无刷电机的转子往往采用双绝缘结构。

现有采用双绝缘结构形式的转子，转子表面采用消弧结构，实现双绝缘充磁，相对采用单绝缘形式的无刷电机及对应电动工具安全性较高，但也因其在铁芯表面开槽牺牲了一部分电机性能。

鉴于此，确有必要提供一种改进的转子、无刷电机及电动工具，以克服先前技术存在的缺陷。

[实用新型内容]

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种兼顾性能和安全性的转子、无刷电机及电动工具。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：

一种转子，包括沿轴向延伸的转轴、套设于所述转轴外周的铁芯、位于所述转轴与铁芯之间的中间环及位于所述铁芯内的磁体，所述铁芯通过所述中间环固定于所述转轴，所述铁芯内设有容置腔，所述磁体收容于所述容置腔内，所述容置腔具有开口，所述开口位于所述铁芯的轴向端面。

进一步改进方案为：

所述铁芯的轴向端部形成有定位槽，所述定位槽的槽底为所述磁体的轴向端面，所述定位槽的槽壁为部分所述容置腔的内壁。

进一步改进方案为：

所述定位槽的槽深为0.5mm～5mm。

进一步改进方案为：

所述铁芯的轴向长度比所述磁体的轴向长度长0.5mm～5mm。

进一步改进方案为：

所述中间环为树脂材料一体注塑于所述转轴与铁芯之间形成。

进一步改进方案为：

还包括与所述中间环一体注射成型的平衡块，所述平衡块位于所述铁芯的轴向端部。

进一步改进方案为：

所述平衡块由所述开口处延伸至所述容置腔内，所述磁体与所述平衡块抵接。

进一步改进方案为：

所述铁芯的外周面为连续不间断的光滑表面。

为解决现有技术中的问题，本实用新型还提供了一种无刷电机，包括转子及套设于所述转子外周的定子，所述转子为上述任一项所述的转子，所述定子环绕于所述铁芯的外周。

为解决现有技术中的问题，本实用新型还提供了一种电动工具，包括壳体、收容于所述壳体内的无刷电机、由所述无刷电机驱动的工作头，所述无刷电机为所述的无刷电机。

与现有技术相比本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的转子，包括磁体以及由内而外依次设置的转轴、中间环和铁芯，所述铁芯通过所述中间环固定于所述转轴，所述铁芯内设有容置腔，所述磁体收容于所述容置腔内，所述容置腔具有开口，所述开口位于所述铁芯的轴向端面。本实用新型的转子，其磁体收容于铁芯内，容置腔的开口位于铁芯轴向端面而无需在铁芯表面额外开槽，使得最大限度地提高磁铁的利用率，相应无刷电机及电动工具性能得到提升。

[附图说明]

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明:

图1是本实用新型转子的剖视图；

图2是图1所示的转子的爆炸图；

图3是图1所示的转子的立体图之一；

图4是图1所示的转子的立体图之二；

图5是本实用新型无刷电机的立体图。

图中附图标记的含义：

1、磁体2、转轴3、中间环4、铁芯5、容置腔6、开口7、定位槽8、平衡块9、风扇10、定子

[具体实施方式]

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

在本实用新型中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“第一”、“第二”、“第三”等词语仅为了便于区别描述本实用新型涉及的相关参数，无特殊含义，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参考图1至图4，针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种转子，转子具体包括磁体1、转轴2、中间环3和铁芯4。转子整体呈桶状结构，其中，转轴2、中间环3和铁芯4沿转子整体由内而外的方向依次设置。具体的，转子包括沿轴向延伸的转轴2、套设于转轴2外周的铁芯4、位于转轴2与铁芯4之间的中间环3及位于铁芯4内的磁体1。铁芯4呈空心圆柱状并套设于转轴2外侧，铁芯4沿转轴2的轴线方向延伸，铁芯4的轴线与转轴的2轴线重合或基本重合。中间环3作为填充材料并位于铁芯4和转轴2之间，填充材料采用非金属材料如模塑料，铁芯4通过中间环3固定于转轴2。

上述磁体1作为转子的磁极固定于铁芯4。磁体1的数量与相应电机的极数相同，如转子具有四个磁体1，则电机具有四个磁极。应当理解，虽然附图展示了四个磁体1的转子及电机，但是不应被理解磁体1的数量被局限于四个，磁体1可以根据电机磁极数的改变而采用其他数量。

本实施例中，铁芯4内设置用于容纳上述磁体1的空间，即容置腔5，容置腔5腔内空间形状与磁体1相适应以约束磁体1。容置腔5具有开口6，其开口6设置于铁芯4的轴向端面上而非设置在周向表面。开口6可用于在制造转子时供磁体1进入铁芯4，并在充磁定位时供定位装置夹固。铁芯4的周向表面不开槽，使得对转子充磁过程中不使用该外表面定位方式，而是利用轴向端面的开口6处进行定位。具体的，在采用模具加工铁芯4的各部件及加工连接件时，通过开口6容易将各部件对准和限位于模具中对应位置，以便加工。本实用新型的转子，其磁体1收容于铁芯4内，容置腔5的开口6位于铁芯4轴向端面而无需再在铁芯4周向表面额外开槽，从而避免牺牲磁铁性能，防止相应电机及电动工具的性能因此下降。

在其中一个实施方式中，将磁体1和容置腔5间形成并且凹陷于铁芯4轴向端面的部分作为用于定位的定位槽7。具体的，定位槽7形成于铁芯4的轴向端部。其中，定位槽7的槽底为磁体1的轴向端面，定位槽7的槽壁为部分容置腔5的内壁。该部分容置腔5的内壁邻近容置腔5的上述开口6，该开口6可作为定位槽7的槽口。优选的，上述定位槽7的槽深为0.5mm～5mm之间，包括定位槽7深度可以为0.5mm、1mm、3mm、5mm等。槽深过低会使定位不方便，而过高会使相应电机产品失去竞争力。定位槽7的槽深为0.5mm～5mm之间利于定位设备的装夹，进而便于给磁体1的正确方向充磁。

本实施例中，铁芯4的长度长于磁体1，磁体1可被完全收容于铁芯4内，使磁体1的两端不突出于铁芯4。在铁芯4的至少一端端部，磁体1距相邻近的铁芯4端面具有不小于0.5mm的距离。在其中一个实施方式中，铁芯4的轴向长度比磁体1的轴向长度长0.5mm～5mm，如铁芯4比磁体1长0.5mm、1mm、3mm、5mm等。优选的，磁体1一端与铁芯4的邻近一端平齐，磁体1的另一端与铁芯4对应的另一端距离为0.5mm～5mm，如磁体1与铁芯4彼此相邻的端面距离为0.5mm、1mm、3mm、5mm等。

中间环3采用树脂材质以作为铁芯4和转轴2间的填充材料，如BMC(团状模塑料)，其成本较低，热熔后呈流体以便注塑。具体的，中间环3为树脂材料一体注塑于转轴2与铁芯4之间形成。包括转轴2、铁芯4和磁极在内的转子结构高温成型后，BMC通过注塑工艺填充满转轴2、铁芯4以及磁体1彼此间的缝隙中，起到良好的绝缘作用。

转子还包平衡块8，平衡块8位于铁芯4的轴向端部，用于维持转子的动平衡。本实施方式中，平衡块8与中间环3一体注射成型，通过加工同样采用树脂材质的平衡块8实现转子的动平衡，成本较铜等材料更为低廉。加工树脂材质的生产成本也较低，即当转子存在动平衡误差时，通过对平衡块8切削去重即可调整平衡量。此外，平衡块8由前述容置腔5的开口6处延伸至容置腔5内部，使磁体1与平衡块8抵接，对磁体1起到固定和绝缘作用。在其中一个实施方式中，铁芯4内的容置腔5两端敞开同时具有与外界连通的开口6，平衡块8具有一对并分别位于中间环3两端，一对平衡块8于容置腔5两端的开口6分别与腔内的磁体1抵接，帮助固定磁体1并提供绝缘覆盖。在其中一个实施方式中，定位槽7与平衡块8共同围设形成开口6。

本实施例中的铁芯4外周面不开槽，磁体1充磁过程不使用铁芯4外表面的凹槽来定位，转而利用铁芯4端面的开口6或定位槽7来定位。铁芯4的外周面为连续的不间断的光滑表面，光滑且连续的铁芯4外周面不存在凹槽或凹凸不平部分，有利于减少漏磁等情况，使得最大限度地提高磁铁的利用率，相应电机及电动工具性能得到提升。

请参考图5，本实用新型还提供了一种无刷电机，包括定子10以及实施例一所述的转子，定子10套设于转子的外周，定子10环绕于前述铁芯4的外周。无刷电机还包括安装于转轴2上的风扇9，无刷电机启动时，风扇9在转轴2带动下同步转动，产生气流，气流流经无刷电机内部对无刷电机起到降温作用。采用上述转子的无刷电机，在不降低安全性的前提下性能得到提升。

本实用新型还提供了一种电动工具，包括壳体、收容于壳体内的无刷电机以及由无刷电机驱动的工作头。上述无刷电机为实施例二所述的无刷电机，电动工具通过工作头作用于作业工件或作业面。在不同实施方式中，电动工具可以为电钻、电锤和角磨机等。采用上述无刷电机的电动工具安全性强、工作效率高。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种转子，包括沿轴向延伸的转轴、套设于所述转轴外周的铁芯、位于所述转轴与铁芯之间的中间环及位于所述铁芯内的磁体，所述铁芯通过所述中间环固定于所述转轴，其特征在于：所述铁芯内设有容置腔，所述磁体收容于所述容置腔内，所述容置腔具有开口，所述开口位于所述铁芯的轴向端面。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于：所述铁芯的轴向端部形成有定位槽，所述定位槽的槽底为所述磁体的轴向端面，所述定位槽的槽壁为部分所述容置腔的内壁。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于：所述定位槽的槽深为0.5mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于：所述铁芯的轴向长度比所述磁体的轴向长度长0.5mm～5mm。

5.根据权利要求1所述的转子，其特征在于：所述中间环为树脂材料一体注塑于所述转轴与铁芯之间形成。

6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于：还包括与所述中间环一体注射成型的平衡块，所述平衡块位于所述铁芯的轴向端部。

7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于：所述平衡块由所述开口处延伸至所述容置腔内，所述磁体与所述平衡块抵接。

8.根据权利要求1所述的转子，其特征在于：所述铁芯的外周面为连续不间断的光滑表面。

9.一种无刷电机，包括转子及套设于所述转子外周的定子，其特征在于：所述转子为上述权利要求1至8中任一项所述的转子，所述定子环绕于所述铁芯的外周。

10.一种电动工具，包括壳体、收容于所述壳体内的无刷电机、由所述无刷电机驱动的工作头，其特征在于：所述无刷电机为权利要求9所述的无刷电机。