CN220492731U - 一种高填充率电机线圈及电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高填充率电机线圈及电动机，高填充率电机线圈包括圆框架、绝缘壳体和多个线圈，圆框架内壁沿圆周间隔设有多个磁芯，磁芯的一端与圆框架固定连接，另一端朝向圆框架的中心轴，绝缘壳体包括多个骨架，骨架分设于每个磁芯的上侧与下侧，骨架与磁芯同向延伸，骨架和磁芯的宽度沿圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小，线圈分别缠绕于磁芯上下侧的骨架上。本实用新型骨架的宽度沿圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小，使得缠绕于骨架上的线圈的宽度也沿圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小，此种设置可使沿圆周位于圆框架的内侧多个线圈的排布更为紧凑，线圈之间只存在微小空隙，空间利用率大大提升。

Description

一种高填充率电机线圈及电动机

技术领域

本实用新型涉及电机线圈技术领域，尤其涉及一种高填充率电机线圈及电动机。

背景技术

传统电磁电机经过很多年的发展，无论是在理论上、设计方法或制造技术都已经达到了十分完善的程度，由于它的工作原理和结构限制，难以满足当前微型智能机器人、精密仪器、精密机械等对小型电机所提出的体积小、温度低、力矩大、低噪音、防干扰等要求。为此，世界各国都在努力研究各种新型电机。

现有的电机线圈其空间利用率不够高，不适用于日益小型化的电机需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种高填充率电机线圈，旨在提高电机线圈的空间利用率。

为实现上述目的，本实用新型提出一种高填充率电机线圈，包括：

圆框架，其内壁沿圆周间隔设有多个磁芯，所述磁芯的一端与所述圆框架固定连接，另一端朝向所述圆框架的中心轴；

绝缘壳体，包括多个骨架，所述骨架分设于每个磁芯的上侧与下侧，所述骨架与所述磁芯同向延伸，所述骨架和所述磁芯的宽度沿所述圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小；以及，

多个线圈，所述线圈分别缠绕于所述磁芯上下侧的骨架上。

可选地，所述线圈通过铜材绝缘线绕制而成。

可选地，所述铜材绝缘线的横截面呈圆角梯形。

可选地，所述磁芯和所述骨架沿圆周方向的两个侧面均沿所述圆框架的径向延伸。

可选地，所述骨架的宽度大于所述磁芯的宽度以使所述线圈与所述磁芯沿圆周方向的两个侧面形成空隙。

可选地，所述骨架具有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面呈平面设置，所述第一侧面用于与所述骨架接触，所述第二侧面呈曲面设置，所述第二侧面用于与所述线圈接触。

可选地，所述第二侧面沿所述圆框架的径向两端凸设有挡板。

可选地，所述骨架的第一侧面设有凹陷或凸起结构；

所述磁芯上设置有与所述凹陷或凸起结构对应的限位结构。

此外，本实用新型还提出一种电动机，所述电动机包括由上文所述的高填充率电机线圈所制得的。

本实用新型的高填充率电机线圈的骨架的宽度沿所述圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小，使得缠绕于所述骨架上的线圈的宽度也沿所述圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小，此种设置可使沿圆周位于所述圆框架的内侧多个线圈的排布更为紧凑，线圈之间只存在微小空隙，空间利用率有较大提升；

本实用新型通过所述骨架组成的绝缘壳体对所述线圈和所述磁芯进行绝缘，所述线圈缠绕于所述磁芯上下两侧的骨架上，使得所述线圈不与所述磁芯发生接触，绝缘效果不会受到所述磁芯的尖角的影响，相比于传统的绝缘纸绝缘方式，其绝缘效果更好。

本实用新型的电动机由于线圈的空间利用率提高，与现有的电机相比，在相同的体积下，其力矩更大。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的高填充率电机线圈的立体视图；

图2为本实用新型的高填充率电机线圈的俯视图；

图3为本实用新型圆框架和磁芯的立体视图；

图4为本实用新型圆框架和磁芯的俯视图；

图5为本实用新型骨架的一侧立体视图；

图6为本实用新型骨架的另一侧立体视图；

图7为本实用新型线圈的立体视图。

附图标号说明：

1、圆框架；2、磁芯；3、骨架；4、线圈；301、第一侧面；302、第二侧面；303、挡板。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

目前，现有的电机线圈其空间利用率不够高，不适用于日益小型化的电机需求。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高填充率电机线圈及电动机，图1至图7为本实用新型提供的高填充率电机线圈及电动机的具体实施例。

参照图1至图5，所述高填充率电机线圈4包括圆框架1、绝缘壳体和多个线圈4，所述圆框架1内壁沿圆周间隔设有多个磁芯2，所述磁芯2的一端与所述圆框架1固定连接，另一端朝向所述圆框架1的中心轴，所述绝缘壳体包括多个骨架3，所述骨架3分设于每个磁芯2的上侧与下侧，所述骨架3与所述磁芯2同向延伸，所述骨架3和所述磁芯2的宽度沿所述圆框架1的径向向中心轴方向逐渐减小，所述线圈4分别缠绕于所述磁芯2上下侧的骨架3上。

其中，所述骨架3的数量为所述磁芯2的数量的两倍，所述线圈4的数量与所述磁芯2的数量相等，即每一个所述磁芯2的上下两侧均设置有骨架3，一个所述线圈4对应缠绕于一个磁芯2上下两侧的骨架3上，所述骨架3的作用在于隔开所述磁芯2和所述线圈4以绝缘所述磁芯2和所述线圈4。传统的线圈与磁芯的绝缘方式为通过绝缘纸绝缘，此种绝缘方式当所述磁芯2存在尖角时，易存在绝缘不良的问题，对磁芯2的制造要求较高，相比之下，本实用新型通过骨架3形成绝缘壳体的绝缘方式的绝缘效果不会受到磁芯2尖角的影响，对磁芯2的制造要求不高，可降低制造成本，所述磁芯2的设置可以增强所述线圈4的磁场效应，提高电动机的工作效率和性能。

本实用新型的所述骨架3的宽度沿所述圆框架1的径向向中心轴方向逐渐减小，使得缠绕于所述骨架3上的线圈4的宽度也沿所述圆框架1的径向向中心轴方向逐渐减小，此种设置可使沿圆周位于所述圆框架1的内侧多个线圈4的排布更为紧凑，线圈4之间只存在微小空隙，空间利用率有较大提升，由于线圈4多用铜线制成，因此电机线圈4的铜材占用率与线圈4的空间利用率正相关，传统的电机线圈4其整体铜材占用率为63％，而本实用新型中的高填充率电机线圈4其铜材占用率可达90％以上。

参阅图1、图2和图7，所述线圈4通过铜材绝缘线绕制而成，铜是一种优异的导电材料，具有较低的电阻和电导率高的特点，相比铝等材料，铜线能够提供更低的电阻损耗，减少能量损耗，铜具有良好的导热性能，可以有效地将热量传递和散发出去，防止线路过热，保护设备的正常运行，并延长其使用寿命，铜线具有较高的强度和韧性，能够承受较大的张力和变形，不易断裂或损坏，适用于所述线圈4的缠绕场景，铜线还具有良好的可塑性和可焊性，易于加工成各种形状，便于将所述铜材绝缘线设计为不同形状，在铜线的表面覆盖一层绝缘材料形成所述铜材绝缘线，所述铜材绝缘线具有良好的电绝缘性能，在其缠绕形成线圈4后，可以有效阻断相接触的铜材绝缘线的电传导。

由于在所述铜材绝缘线加工形成线圈4时，所述铜材绝缘线需要经过多次弯折，其内侧R角会变厚产生应力变形的问题，因此本实用新型中所述铜材绝缘线设置为其横截面呈圆角梯形，即所述铜材绝缘线沿厚度方向一侧较厚一侧较薄，在所述铜材绝缘线加工成型时使其较薄的一侧位于弯折内侧，在弯折时较薄的一侧会变厚，使得弯折后所述铜材绝缘线的厚度均匀以抵消应力形变的问题。

参阅图1至图4，所述磁芯2和所述骨架3沿圆周方向的两个侧面均沿所述圆框架1的径向延伸，即使得所述线圈4缠绕于所述骨架3上后，所述线圈4沿圆周的两侧沿所述圆框架1的径向延伸，此种设置可使线圈4之间的空隙最小，从而使空间利用率最大。

本实用新型通过骨架3组成绝缘壳体的方式进行绝缘，所述骨架3的存在使得所述线圈4不与所述磁芯2的上侧面和下侧面接触，进一步的，为了保证所述线圈4不与所述磁芯2沿圆周方向的两个侧面接触，所述骨架3的宽度设置为大于所述磁芯2的宽度，使得所述铜材线缠绕于所述骨架3上形成线圈4时，所述线圈4与所述磁芯2沿圆周的两个侧面不发生接触，从而对所述线圈4和所述磁芯2进行绝缘，此种绝缘方式使得所述线圈4不接触到所述磁芯2，因此绝缘效果不会受到所述磁芯2的尖角的影响，绝缘效果好，且对所述磁芯2的加工要求不高，可有效降低生产成本。

参阅图1至图6，所述骨架3具有相对的第一侧面301和第二侧面302，所述第一侧面301呈平面设置，所述第一侧面301用于与所述骨架3接触，所述第二侧面302呈曲面设置，所述第二侧面302用于与所述线圈4接触，为保证所述骨架3与所述磁芯2接触平整，所述骨架3用于与所述磁芯2接触的第一侧面301设置为平面，所述线圈4通过所述铜材绝缘线缠绕于所述磁芯2上下两侧的骨架3形成，所述线圈4直接与所述骨架3的第二侧面302接触，为保证所述铜材绝缘线围合呈圈状，所述第二侧面302设置为曲面。

参阅图5和图6，所述第二侧面302沿所述圆框架1的径向两端凸设有挡板303，通过所述挡板303，在电动机工作时产生震动使所述线圈4沿所述骨架3发生滑动，可避免所述线圈4自所述骨架3上滑落，可选地，可在所述骨架3的第二侧面302凹设供所述铜材绝缘线缠绕的线槽，一方面可使所述铜材绝缘线缠绕形成的线圈更加规整，另一方面通过线槽可对所述线圈4限位，避免所述线圈4发生滑动。

所述骨架3的第一侧面301设有凹陷或凸起结构，所述磁芯2上设置有与所述凹陷或凸起结构对应的限位结构，通过所述凹陷或凸起结构和所述限位结构的配合，一方面可帮助所述骨架3和所述磁芯2对位，使上侧或下侧的多个骨架3相对于所述磁芯2的位置保持一致，便于所述骨架3居中安装于所述磁芯2的上侧或下侧，使得在安装所述线圈4后，所述磁芯2沿圆周方向的两个侧面与所述线圈4的间隙相同，另一方面，可对所述骨架3进行限位，避免所述骨架3发生相对于所述磁芯2的位置而造成线圈4脱落的问题，需要说明的是，在此不限制所述凹陷或凸起结构以及所述限位结构的具体构成，优选的，所述凹陷或凸起结构可为设于所述骨架3上的凸起的磁性块，所述限位结构为形状与所述磁性块适配的凹槽，在凹槽对磁性块在结构的限位基础上，进一步通过磁吸对所述骨架3的限位，更加稳定，此种设置所述骨架3除所述磁性块的其他部分需由不具磁性的材质制成。

本实用新型还提出一种电动机，该电动机包括所述高填充率电机线圈，所述高填充率电机线圈的具体结构参照上述实施例，由于本实用新型提出的电动机包括上述高填充率电机线圈的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述高填充率电机线圈相同的技术效果，此处不一一阐述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高填充率电机线圈，其特征在于，包括：

圆框架，其内壁沿圆周间隔设有多个磁芯，所述磁芯的一端与所述圆框架固定连接，另一端朝向所述圆框架的中心轴；

绝缘壳体，包括多个骨架，所述骨架分设于每个磁芯的上侧与下侧，所述骨架与所述磁芯同向延伸，所述骨架和所述磁芯的宽度沿所述圆框架的径向向中心轴方向逐渐减小；以及，

多个线圈，所述线圈分别缠绕于所述磁芯上下侧的骨架上。

2.如权利要求1所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述线圈通过铜材绝缘线绕制而成。

3.如权利要求2所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述铜材绝缘线的横截面呈圆角梯形。

4.如权利要求1所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述磁芯和所述骨架沿圆周方向的两个侧面均沿所述圆框架的径向延伸。

5.如权利要求1所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述骨架的宽度大于所述磁芯的宽度以使所述线圈与所述磁芯沿圆周方向的两个侧面之间分别形成空隙。

6.如权利要求1所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述骨架具有相对的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面呈平面设置，所述第一侧面用于与所述骨架接触，所述第二侧面呈曲面设置，所述第二侧面用于与所述线圈接触。

7.如权利要求6所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述第二侧面沿所述圆框架的径向两端凸设有挡板。

8.如权利要求6所述的高填充率电机线圈，其特征在于，所述骨架的第一侧面设有凹陷或凸起结构；

所述磁芯上设置有与所述凹陷或凸起结构对应的限位结构。

9.一种电动机，其特征在于，所述电动机包括如权利要求1-8任一项所述的高填充率电机线圈。