专利名称：具有安装在电机壳体侧壁上的电容器的无刷电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子换向无刷电机，例如开关磁阻电机、高频感应电机、无刷交流电机和无刷直流电机。特别是本发明还涉及一种电子换向无刷电机设计和组装工艺，用以提供一种坚固的无刷电机，这种电机能够满足各种应用条件下的独特功能要求，比如便携式台锯、斜切锯、现场锯和组合锯。特别地，本发明涉及一种电子换向的无刷电机设计，该电机设计包括形成在电机壳体侧壁上的凸出部分，电容器组件容纳在其中，进而提供了一个具有相对较短轴长的电子换向无刷电机。
背景技术：
现有技术的电子换向无刷电机受到多种限制。一种限制是在气流通过电机方面的限制。在典型的常规电机壳体中，空气通过端盖上的通孔吸入，经过电刷齿轮组和绕组，通过风扇排到电机的另一端。
在一个电子换向无刷电机中，空气也是通过端盖吸入，但是在该空气能够经过电机其它部分之前，其必须首先经过固定在壳体轴向端部的电子控制模块的周围。因此，由于导致空气首先经过电子控制模块，所以该电子控制模块将阻碍气流，其中该电子控制模块包括一个容纳了封装的印刷电路板(PCB)的封装盘。经过电子控制模块之后，空气向下流经由铝制吸热设备的突出散热片所形成的通道，从而冷却放在吸热设备上的电子元件。随后空气继续流到定子绕组处，穿过定子的四周，通过风扇排到电机端部。因此，在电子换向无刷电机中，电子控制模块限制了气流通过电机。
在电子换向无刷电机中，壳体铸模工艺进一步增加了对气流的阻碍作用。为了有效地模铸并生产出该壳体，必须在其内部侧(铁芯)和外部侧(空腔)上都具有斜度。由于通过采用现有的产品安装接触面所需件使得壳体开口的几何尺寸是固定的，所以这种偏斜使壳体与电子控制模块之间的距离相靠近(例如变窄)，进而进一步阻碍了气流分布到电子控制模块周围并通过电机。
公知的电子换向无刷电机的第二种限制之处在于这种电机一般比传统电机要长。由于其过长，电子换向无刷电机很难利用于许多种电力工具中，在这些电力工具中需要电机或壳体的整个轴向长度尽可能的短。这对于锯来说尤其如此，例如斜切锯和其它锯，由于锯(以及与该锯连接的电机)以一定角度倾斜时，特别长的电机壳体会造成受到防护物或锯台的妨碍。例如，在一个TGS型组合锯中，电机壳体的轴向长度必须足够短，以使其不会突出超过锯的框架。如果超出了锯的框架，它将妨碍工作台翻转。
另一个例子，小型便携式台锯中的电机的轴向长度应该足够短，这样当其与锯齿轮相连时，电机壳体应该适于安装到构成工作台基底的外缘中。还有另外一个例子，在斜切锯中，斜角以及斜切功能将要求电机的端部朝着工作台倾斜，这样电机的轴向长度应该足够短，以使得当电机链接到一个斜角或斜切的倾斜位置时，电机不会接触到工作台上的防护物。
公知的电子换向无刷电机第三个受限之处在于在组装过程中，不能够保证转子轴上的配准装置与转子极精确对准，以及不能保证位置传感器与定子精确对准。该配准装置可以为任何合适的寄存装置，比如断续器或磁铁，位置传感器可以为任何合适的传感器，比如光传感器或霍尔效应传感器。在典型的电子换向无刷电机中，配准装置相对于传感器的位置可确定转子相对于定子的位置。在电子换向无刷电机中，在电子控制器发出用于转变电机绕组中磁通方向的电子转换信号时，了解转子的准确位置是极其重要的。如果配准装置与转子极没有对准，或者位置传感器与定子没有精确对准，那么由位置传感器检测的配准装置的位置将提供一个转子相对于定子的不准确的位置指示。如果转子位置没有得到精确的测定，那么电子开关电机将会立即失去功率和转矩。
公知的电子换向无刷电机的第四种受限之处在于要满足由保险商实验所(UL)以及其它下属代理商所描述的双绝缘结构的要求。这种无需在电源线中需要接地线的双绝缘电机设计已经在一般的电机中实现了。对于手持和工作台安装电力工具，由于这种交替的、接地的工具需要可以在工作地点获得固定的接地连接，而通常在工作地点又并非如此，所以双绝缘结构对于手持和工作台安装电力工具是优选结构。基本需求就是这种设计必须可以在诸如绕组的工作元件和诸如轴或螺钉的任何用户容易碰触到的金属元件之间提供至少两级绝缘。公知的电子换向无刷电机没有实施双绝缘结构设计。
因此，希望提供一种可提供加强的气流通过电机的电子换向无刷电机设计。进一步也希望提供一种电子换向无刷电机，其具有适于应用到需要更短电机中的整体轴向长度。更进一步，还希望提供一种电子换向无刷电机设计，该设计可以确保在电机组装期间，光编码器与转子极精确对准，确保光传感器与定子精确对准。另外，还希望提供一种电子换向无刷电机，该电机可以应用双绝缘设计而不会大幅增加成本或令制造和/或组装整个电机复杂。
发明内容
本发明涉及一种电子换向无刷电机设计，其克服了前述各种缺点。在优选方式中，本发明涉及一种无刷交流电机，但是，本发明也可应用于无刷直流电机。
本发明的一个方面在于电机的壳体具有偏斜角度，这可以加强通过电机的气流以使得更有效地冷却电机。
本发明的第二个方面在于，该电子换向无刷电机设计提供了一种电容器安装布置，其使得电机整个轴向长度变得更短。薄膜电容与电机的电子控制系统相连，安装在一个独立的电路板上。该电路板适合滑动插入壳体的突起或凸出部分中，该突起或凸出部分形成在壳体侧壁上而不是在壳体的轴端。因此，这使壳体的整个轴向长度可以变得更短，进而使电机有更广泛的应用，在这些应用中，该电机必须能够处于不同的位置而不会妨碍到与之关联的工具的其它元件。
本发明的第三个方面在于，电子换向无刷电机提供一种壳体，该壳体可以使定子与诸如光传感器的位置传感器相对彼此精确对准。这利用壳体模铸铁芯可以实现，这种模铸铁芯产生一个含有桥和定子定位凸缘的壳体，其中，位置传感器安装在所述的桥上。典型地，壳体的模铸铁芯在壳体的内表面上形成定位凸缘，定位凸缘用于在插入到壳体中时精确对准定子，但是模铸铁芯不包括位置传感器的安装桥。通过模铸壳体以含有一个位置传感器安装桥和定子定位凸缘，可以避免位置传感器的位置相对于定子变化。因此，位置传感器和定子可以在安装时可以精确对准，而无需在组装电机过程中在对准过程或检验上浪费时间。
本发明的第四个方面在于，电子换向无刷电机包括一个双绝缘(DI)特征，从而不再需要电源线中的直接接地电缆。该DI设计包括定子和定子绕组之间的绝缘带，和设置在转子轴和转子叠片之间的绝缘套筒。因此，在用户容易接触到的金属部分与电流流经电机的部分之间具有两个绝缘层。可选择地，该支撑定子的电机壳体也可以由不导电材料构成。
从详细说明和附图中可以更充分地理解本发明，其中图1是本发明优选实施例中的电子换向无刷电机的透视图；图2是图1中的电机的分解图，示出了电机组件是如何组装的。
图3是图2中的电机壳体顶端内部的分解图；图4是图2中的电机顶端的分解图，示出了电机顶端的组件是如何组装的；图5是图4中的壳体的分解图，示出了薄膜电容器是如何滑动插入到电机壳体凸出部分中的；图6是图5所示电容器组件的另一实施方式；
图7是图5所示的电机壳体凸出部分的截面图；图8是图2所示的定子叠片组的分解图；图9是图2所示的定子和转子组件的分解图；图10是图1所示的电机的截面图；图11是图1所示的电机壳体的示意图，示出了用于模铸壳体的铁芯和空腔的分隔线位置。
具体实施例方式
图1是本发明优选实施例中的电子换向无刷电机10的透视图。电机10是整装电机，其可以直接用螺栓固定到齿轮箱或其它产品，比如电力工具，的支持装置上。电机10包括一个塑料电机壳体14，该塑料电机壳体14具有一个从电机壳体的侧壁外表面突出的一体形成的凸出部分18，其中，多个电容器(未示出)嵌入其中。壳体14在顶端通过一个具有通风孔的端盖22闭合，并在相对的近端利用一个轴承端盖26闭合。
图2是电机10(图1中示出)的分解图，示出了电机10组件是如何组装的。定子叠片组30、转子34和隔板38环状地装配到壳体14中。定子叠片组30包括一个安装有定子绕组的钢叠片组(将在下文参考图8描述)。该定子绕组顺次通入电流，进而形成旋转磁场。利用多个形成在壳体14的侧壁内表面14a上的定位凸缘40，将定子叠片组30准确地定位在壳体14中。定位凸缘40安装在定子叠片组30内部所整体形成的定子通道42中。定子叠片组30随后压入壳体14中，具有一个过盈配合，并在适当位置采用两个螺丝(未示出)紧固。
转子34没有绕组，并且被支撑在第一轴承44和第二轴承46之间，其中，第一轴承44由轴承端盖26支撑，第二轴承46由一整个轴承座(未示出)支撑，装入电机壳体14。转子34包括一个轴50，一个绝缘管或套筒54，一个钢叠片组58和一个有助于引导空气通过电机10的冷却风扇62。利用互锁、焊接、楔入或者压焊将钢叠片组装在一起，形成叠片组58。绝缘套管54被压放在轴50上，转子叠片组58压放在绝缘管54上。轴50与一个产品齿轮箱(未示出)连接，齿轮箱接着与一个诸如链条的工具元件连接。定子绕组产生的旋转磁场对转子叠片组58施加一个力，使转子叠片组58绕轴50的中心线旋转，从而传递转矩给轴50，接着轴50将转矩传递给产品齿轮箱中的齿轮。转子叠片组58包括多个四转子极68，尽管并入更大或更小的多转子极68会更有利。
转子34还包括一个配准装置66，例如断续器。用在这里的配准装置66指的是断续器，但是，配准装置66可以为任何合适的配准装置，比如磁体。断续器66具有多个四个叶片66a，在图2中只能看到其中的三个。断续器66为塑料部分，安装在轴50的末梢或后面或端部，并与位置传感器(下文参考附图3描述)接触以给电子控制器提供与转子位置有关的数据和转子速度。利用安装在轴承46外径和轴承支撑臂之间的柔性材料(未示出)，例如橡胶塞或橡胶套，可以防止第二轴承46的外径(OD)滑动或转动。在定子30、隔板38和转子34环状装配到壳体14中之后，轴承端盖26装配到第一轴承44上面并装到壳体开口的定位点上，随后用四个螺钉(未示出)固定到塑料壳体14上。
图3是电机壳体14(见图2)顶端内部的分解图。在壳体14的一体轴承支撑(未示出)后面是一个桥70，该桥70支撑着位置传感器74。在优选实施方式中，位置传感器74包括一个光传感器，这里指的是光传感器74。然而，位置传感器74可以为任何其它适合的传感器，例如霍尔效应传感器。桥70与壳体14的端壁72一体形成并从端壁72上突出出来。光传感器74插到桥70的上部70a的下方，这样它能够大体装配到桥内部的中空区71中。光传感器74包括翼片74a和74b，翼片74a包括孔75，翼片74b包括孔77。光传感器74在翼片74b处利用紧固件(未示出)与桥70连接，这个紧固件延伸穿过形成在桥70上部70a的孔80并穿过孔77。端壁72包括一对向外突出的安装突起72a和72b，安装突起72a包括一个盲孔72c，安装突起72b包括一个通孔72d。光传感器74的翼片74a位于安装突起72b的上面，这样孔75与通孔72d可以对准。
一旦装配到桥70中，如前所述，光传感器74由一个中空塑料的传感器盖78覆盖。光传感器74向上受到盖78的限制而向下受到第二轴承46的限制，这为壳体光传感器74形成了一个密封的腔。这个密封腔保护光传感器74不会受到污垢、灰尘、油和潮气的污染，并能防止外部光源的意外触发。另外，电机壳体14的顶端包括突起81，用于将通风端盖22(图1中示出)放到电机壳体14的顶端上。
光传感器74与断续器66(图2中示出)接触以提供与转子34位置和速度有关的数据。在轴50和断续器66转动的时候，断续器66的叶片66a的经过由光传感器74来检测，从而向主控制PCB(下文参考图4描述)提供数据。主控制PCB利用该数据确定电机10正确运行的关键性信息，例如转子叠片组58相对于定子叠片组30(图2中示出)的相对位置和转子叠片组58的速度。因此，断续器叶片66a与转子极68(图2中示出)的对准，以及定子叠片组30与光传感器74的对准对于准确的电机操作是非常重要的。
通过从与定子定位凸缘40处在铸件同一铁芯侧来模铸出桥70，可实现定子叠片组30与光传感器74的精确对准。桥70包括传感器安装结构，比如孔80和安装突起72b，以精确地将光传感器74定位在桥70中。定子定位凸缘40键连接到定子叠片组沟槽42(图2中示出)中，这样定子叠片组30沿精确方向装配到壳体14中。因此，在桥70中限定出传感器安装特征的加工也限定出了定位凸缘40。桥70和定子定位凸缘40都并入模件的铁芯侧，这确保了这些重要的结构组件一体地形成在同一部分(即壳体14)上。这足以确保光传感器74相对于定子叠片组30位置的对准可以受到非常精确的控制，并进一步降低了在电机10组装期间定子叠片组30未对准的可能性。有利的是，由于不再需要花时间试着手动对准这些组件，所以可以显著地降低组装时间。
图4是电机10(图2示出)顶端的分解图，该图给出了电机10顶端组件是如何组装的。一个主控制PCB82装配在光传感器74的后面，同时，优选一对电容器86，例如大薄膜电容器，安装在电容器PCB94上并容纳在凸出部分18中，突出部分18与电机壳体14的侧面是一体的。
主控制PCB82在塑料封装盘98中装入环氧树脂，塑料封装盘装配到塑料突起81上，并装配到另一个从电机壳体14延伸出来的塑料突起(未示出)上。另外，主控制PCB82具有两个装配在主控制PCB82相对外围边缘上的翼形铝散热片102和106。四个开关装置，在一种优选结构中包括绝缘栅极双极性晶闸管(IGBTs)，它们被固定在散热片102和106之中的一个上，并且焊接到主控制PCB82上。另外，四个二极管被安装到散热片102和106之中的另外一个上。在全部组件74、78、82、94和98插入到壳体14中后，将通风端盖22置于这些组件的上面并固定在壳体14上。
有多个连接(未示出)连接到主控制PCB82上，包括输入交流电源、到电机引线的连接、到光传感器74的连接和从产品上各种开关引出的最终信号电平引线，例如触发开关，工作台位置锁存开关或速度控制电位器。这些连接可以直接焊接到主控制PCB82上并采用封装化合物连接，或者，也可利用端子连接。所有的外部引线，比如交流电源和信号电平开关输入引线，被扎成一个单独的、多导体线缆(未示出)，从相对凸出18的侧面离开电机壳体14。
图5是电机壳体14(图4中示出)的分解图，示出了如何将电容器86可滑动地插入到电机壳体凸出部分18中。为了实现无刷电机10应用到通常典型电机的使用条件下，电机的整个轴向长度必须与典型通用电机的轴向长度相似。
在优选实施方式中，电机壳体14包括一体形成的凸出部分18，它形成在壳体14的一个侧面。突出部分18容纳着电容器组件108，进而使电机10的整个轴向长度最小化。电容器组件108包括电容器86、电容器PCB94、紧固件110和加强杆114。电容器86焊接到电容器PCB94上，并随后利用紧固件110，例如尼龙电缆带，固定到电容器PCB94上。加强杆114最好包括含有纵向槽的塑料段，加强杆114装入电容器PCB94的两个相对纵向边缘上，进而为电容器PCB94增加结构刚性。在一种实施方式中，加强杆114可暂时连接到电容器PCB94上，例如利用夹子或揿钮装置。在另一种实施方式中，加强杆114永久地固定在电容器PCB94上，例如利用粘胶剂或铆接到电容器PCB94和加强杆114的固定夹。加强杆114沿电机壳体凸出部分18的内壁装配到相应的沟槽116中。在优选实施方式中，加强杆114要偏斜，所以具有锥形形状。
加强杆114滑动插入到相应的沟槽116中，沟槽也要偏斜，然而加强杆114和对应沟槽116的形状不会受到限制。在电机壳体凸出部分18基部上和通风端盖22中的端槽117(图7中示出)可获得电容器PCB94的端部。电容器PCB94利用柔性引线118与主控制PCB82电连接，柔性引线118是插入到壳体14侧壁中的孔120中的。引线118优选包括带状线缆，但也可以是任何合适的电连接元件。
图6是电容器组件108(图5中示出)的另一实施方式，其中电容器PCB94和加强杆114由托架代替。在这个实施方式中，电容器86的电路包含在主控制电路PCB82(图4中示出)上，电容器86与主控制电路PCB82经由柔性引线118连接。托架121由任何合适材料制成，如塑料，并成形为具有一个可贴附电容器86的平面，一对纵向侧条，其允许电容器组件108按照与加强杆114相同的方式滑动插入到沟槽116中，这种方式参考图5已经在前面描述过了。或者，托架120成形为具有一个带有纵向边的平面，该纵向边滑动插入到沟槽116中。电容器86可以按任何合适方式贴附到托架121上。例如，电容器86可以具有拧到托架121上凸台上的接线片，或者具有可使电容器86嵌入托架121或利用线缆带可使电容器86贴紧托架119的锁定特征。
在另一实施方式中，托架121为盘形，并具有一对纵向边或一对纵向侧条，允许电容器组件108滑动插入到沟槽116中。电容器86在盘形托架121内部装入环氧树脂，并与主控制PCB82上的电容器电路经由柔性引线118电连接。在另一实施方式中，电容器86的电路位于PCB上，其沿电容器86装到盘形托架121的内部，并与主控制PCB82经由柔性引线118电连接。
图7是凸起部分18(图5中示出)的截面图，示出了在电容器组件108(图5中示出)滑动插入到凸起部分18中时可捕获PCB94端的端槽117。如前所述，端槽117位于电机壳体凸起部分18的基部并在通风端盖22中。当电容器组件108经由沟槽116完全插入到凸起部分18中时，PCB94的引导边在位于凸起部分18基部的端槽117中露出。另外，当通风端盖22与连接到壳体14时，PCB94的延伸边缘在位于端盖22中的端槽117中露出。当组装电机10时，端槽117又增加了PCB94的刚性和电容器组件108的稳定性。
图8是定子叠片组30(图2中示出)的分解图。在优选实施方式中，定子叠片组30包括一个叠片组，称作“统一叠片组”，叠片组彼此互锁、焊接、用楔子加固和粘接。将多个第一绝缘带122制成定子槽124的形状，它们在绕组或线圈126插入到定子槽124中之前插入到定子槽124中的，并在定子叠片组30的每一端延伸。多个第二绝缘带128(图9中示出)，通常称作“顶条”或“线圈支柱”，在绕组126插入到定子槽124中之后，它们被楔入绕组126和定子槽124开口之间，并在定子叠片组30的每一端延伸。第一绝缘带122和第二绝缘带128在电机10的电流输送组件和电机10的金属部分之间提供了一个电绝缘层，其中电机的金属部分用户通常可以接触到，这里称为“易接触到的金属”。例如，如果电机10用于手持电锯中时，转子轴50则被认为是易接触到的金属，原因在于其通过与锯齿轮箱接触的金属对金属导电而连接，该锯齿轮箱通过与锯刀片的金属对金属导电而连接。
图9是定子叠片组30(图8中示出)、转子叠片组58和轴50(图2中示出)的分解图，示出了根据本发明电机10优选实施方式而实现的双绝缘特征。电子换向无刷电机10(图2中示出)在易接触到的金属和电流流经的电机10部分之间包括两个绝缘层。一个绝缘层包括一个处于轴50和转子叠片组58之间的绝缘套管54。绝缘套管54由不导电的、诸如玻璃纤维的电绝缘材料制成。绝缘套管54被压到轴50上，转子叠片组58随后被压到绝缘套管54上。
另一个绝缘层包括多个第一绝缘带122和多个第二绝缘带128。第一绝缘带122由电绝缘材料制成并在定子绕组126装到定子槽124之前装配到定子槽124中，这样第一绝缘带在定子绕组126和定子叠片30之间提供了的第一部分电绝缘。第二绝缘带128也由电绝缘材料制成，并在绕组126插入到定子槽124中之后装配到定子槽124中，这样第二绝缘带128在定子绕组126和定子叠片30之间提供了第二部分电绝缘。第一绝缘带122和第二绝缘带128的组合完全包围住了定子绕组126插入定子槽124中的那部分，进而在绕组126和定子叠片组30之间提供了彻底的电绝缘。用于构成第一绝缘带122和第二绝缘带128的材料可以是任何适合绝缘的材料，比如，聚酯薄膜或由聚酯薄膜与其它诸如碎布纸或高熔点芳香族聚酰胺的材料组成的薄片。
因此，绝缘管54设置在轴50和转子叠片58之间，第一绝缘带122和第二绝缘带128一起设置在定子叠片组30和绕组126之间，并提供了可抵抗可能发生的电冲击的双绝缘阻挡，这种可能的电冲击指的是如果电机发生故障用户可能会与易接触到的金属接触，因此将引起电流流到工具的易接触到的金属部分上。
在另一个实施方式中，壳体14由不导电材料构成，进而在电机10内部提供了一个除前述双绝缘阻挡之外的补充绝缘层。在另一个实施方式中，定子叠片组30利用诸如模铸塑料支架、壳体或套筒(未示出)的非导电中间装置而插入到电机壳体中，其中，在定子叠片组30安装到壳体14里之前定子叠片组30插入到这个中间装置中。在这个实施方式中，塑料支架将容纳定子叠片组30并随后装配到壳体14中，进而在电流流经的电机10的部分与易接触到的金属之间提供了一个可替换的补充绝缘层。
图10是电机10(图2中示出)的截面图。在电子换向无刷电机10中，空气从通风端盖22抽入，分散到封装盘98和主控制PCB82的周围，经过由铝散热片102和106的突出翼片所形成的通道，继续流到定子绕组126上，经过并分散到定子叠片组30的周围，经过冷却风扇62，再自轴承端盖26排出。
封装盘98和主PCB82通过阻碍更多的空气直通流量流入散热片102和106中而阻止了这种气流。对气流的阻碍进一步还包括壳体14的模铸工艺。为了有效的模铸和生产出壳体14，必须在模铸件的内部铁心和外部腔侧增加偏斜结构。这个偏斜结构闭合了壳体14内壁和封装盘98之间的空间，进而进一步限制了气流分散到电机中。
图11是壳体14(图2中示出)的示意图，示出了用于模铸壳体14的铁心和空腔的分隔线的位置。壳体14设计成在壳体14的顶端或后部具有比公知的电子换向无刷电机壳体更大的面积。所增加的面积在封装盘98(图4中示出)周围提供更大的空间，这将会允许增强的气流通过电机10(图1中示出)。
通常，当为诸如电机壳体14的电机壳体设计模制工具时，要在模制工具上设计成铁心上具有特定的偏斜角度θ，以及在空腔中具有特定偏斜角度α，以使壳体可以更轻易地从模铸件上卸下。并入铁心和空腔中的斜度在壳体的侧壁上形成锥度，壳体侧壁从铁心和空腔之间的分隔线处延伸出去。明确地说，空腔中的偏斜角度α在壳体的外表面上形成了锥度。
在模铸过程中，铁心和空腔结合和分开处的接触面被称为分隔线。偏斜角度θ和α是相对垂直于分隔线的平面测得的。由于偏斜角度α在外部表面上形成了锥度，因此，分隔线离壳体顶端越远，或者分隔线离基部端越近，则壳体的顶端外径也会越小。壳体顶端的内径直接与该外径有关。因此，分隔线离壳体的顶端越远，顶端的内部直径将越小，从而为空气在壳体顶端的流动提供更少的范围。
参考图11，壳体14的分隔线位于更靠近壳体14顶端“D”的位置，而不是像公知的电机壳体那样处于或邻近壳体14的基部端“P”。将分隔线更靠近壳体14顶端D将减少外表面130的锥度量，因此提供了增大的顶端外径，进而提供了增大的壳体14的顶端内径。增大的内径增加了顶端处的面积，从而为空气在封装盘98(图4中示出)周围的流动提供更大的空间。
因此，电子换向无刷电机10提供了一种标准电机，其可以装配到针对典型通用电机的现有安装配置中。电机10包括一个具有凸出部分的壳体，其中两个大电容设置在凸出部分中，从而提供了一种无刷电机，该无刷电机具有与典型通用电机可以相比的整体轴向长度。另外，位置传感器与定子的精确对准通过模铸安装特性得以实现，这种模铸安装特性是采用同一模制铁心针对位置传感器和定子的安装特性。另外，电机10实现了电子换向无刷电机中的双绝缘设计。再有，电机10的设计通过移动模制铁心和空腔的分隔线的位置而改善了气流通过电机，从而允许壳体采用更小的锥度进行模铸，进而为空气在电机的电子控制模块周围的流动提供更多的空间。
虽然本发明已经描述了几种实施方式，但是，对本领域技术人员来说，本发明可以在权利要求的范围和精神内进行调整改变。
权利要求
1.一种电子换向无刷电机，包括一个电机壳体，限定了一个腔，该腔成形为至少部分地接收转子，该电机壳体包括一个一体形成的侧壁，该侧壁上具有一个凸起部分，该凸起部分限定了一个中空区，这个中空区偏离该腔，以沿该腔的径向朝外方向的侧壁设定该中空区的界限；和一个电容组件，包括一个印刷电路板和至少一个电容器，所述电容器组件容纳在所述凸起部分中，并对电子换向无刷电机的换向进行电控制。
2.根据权利要求1的电机，其中所述电容器组件滑动插入到所述凸起部分中。
3.根据权利要求1的电机，其中所述凸起部分包括多个沿所述凸起部分侧壁内表面定位的沟槽。
4.根据权利要求3的电机，其中所述电容器组件包括一个包括多个纵向边的电容器印刷电路板(PCB)；和至少一个安装在所述电容器PCB上的电容器。
5.根据权利要求4的电机，其中所述电容器PCB的所述纵向边滑动插入到所述沟槽中。
6.根据权利要求4的电机，其中所述电容器组件进一步包括多个加强杆，所述加强杆中的一个连接到所述电容器PCB的每个所述纵向边，并且，所述加强杆滑动插入到所述沟槽中。
7.根据权利要求6的电机，其中所述加强杆具有锥形形状，所述沟槽具有相应的锥形形状。
8.一种构造电子换向无刷电机的方法，该方法包括提供一个电机壳体，该电机壳体具有形成在该电机壳体侧壁上的凸起部分；提供一个电容器组件；和将该电容器组件滑动插入到该凸起部分中。
9.根据权利要求8的方法，其中提供一个电容器组件包括提供一个电容器印刷电路板(PCB)，该电容器印刷电路板具有多个纵向边；和将至少一个电容器安装到该电容器PCB上。
10.权利要求9的方法，其中滑动插入包括沿该凸起部分侧壁的内表面提供多个沟槽；和将该电容器PCB的纵向边滑动插入沟槽中。
11.根据权利要求8的方法，其中提供一个电容器组件包括提供一个具有多个纵向边的电容器PCB；在该电容器PCB上安装至少一个电容器；和将加强杆连接到每个纵向边。
12.根据权利要求11的方法，其中滑动插入包括沿该凸出部分侧壁的内表面提供多个沟槽；和将该加强杆滑动插入到沟槽中。
13.根据权利要求11的方法，其中连接一个加强杆包括将一个具有锥形形状的偏斜加强杆连接到每个纵向边。
14.根据权利要求13的方法，其中滑动插入包括提供多个沿该凸出部分侧壁的内表面定位的沟槽，该沟槽具有对应于偏斜加强杆锥形形状的锥形形状；和将该偏斜加强杆滑动插入到偏斜沟槽中。
15.一个电子换向无刷电机，包括一个电机壳体，包括一个形成在所述电机壳体侧壁上的凸出部分；多个沿所述凸出部分侧壁的内表面定位的沟槽；利用所述沟槽滑动插入到所述凸出部分中的一个电容器组件。
16.根据权利要求15的电机，其中所述电容器组件包括一个电容器印刷电路板(PCB)，包括多个纵向边，所述纵向边滑动插入到所述沟槽中；和至少一个安装在所述电容器PCB上的电容器。
17.根据权利要求15的电机，其中所述电容器组件包括一个电容器PCB，包括多个纵向边，至少一个安装在所述电容器PCB上的电容器；一个与所述电容器PCB的每个纵向边连接的加强杆，所述加强杆滑动地插入到所述沟槽中。
18.根据权利要求15的电机，其中所述电容器组件包括一个包括多个纵向边的电容器PCB，至少一个安装在所述电容器PCB上的电容器，和具有锥形形状的偏斜加强杆，该偏斜加强杆连接到所述电容器PCB的每个所述纵向边。
19.根据权利要求18的电机，其中所述沟槽具有一个对应于所述偏斜加强杆锥形形状的锥形形状，其中所述偏斜加强杆滑动插入到所述偏斜沟槽中。
全文摘要
一种电子换向无刷电机(10)，包括一个电机壳体(14)、一个形成在电机壳体(14)侧壁上的凸出部分(18)，和一个容纳在该凸出部分(18)中电容器(86)组件。该电容器(86)组件包括一个电容器印刷电路板(PCB)(94)，该电容器印刷电路板(94)具有多个纵向边和至少一个安装在该PCB上的电容器(86)。该凸出部分(18)包括多个沿凸出部分侧壁内表面定位的沟槽(116)，电容器(86)的纵向边缘滑动插入到该沟槽中。
文档编号H02K29/08GK1606820SQ02825653
公开日2005年4月13日 申请日期2002年12月20日 优先权日2001年12月20日
发明者迈克尔·杰弗里·艾格尼斯, 加勒特·帕特里克·麦考密克, 理查德·托马斯·沃尔特, 克里斯多佛·赖安·雅恩科 申请人:布莱克和戴克公司