磁环及具有其的电机的制作方法

本发明涉及电机零部件领域，其具体涉及到用于电机上的磁环。

背景技术：

磁环为应用于电机中，且为控制器提供方波信号的一种通用元器件。图1及图2示出了现有磁环的一个示例。磁环整体呈柱状结构，且其一端呈截头圆锥形。由于其通常装配于轴上，因此磁环中央沿轴向设置贯穿两端的通孔110，且其中与轴实现紧配合的主要为位于通孔下半部分的阶梯孔120。从材料上而言，磁环包括磁体100及塑料基体200。其中塑料基体200大致形成磁环的下部，而磁体100形成磁环的上部。为提高两者连接的牢固程度，磁体100还包括两条对称设置的固定支脚130，其一端位于塑料基体上侧且另一端位于塑料基体下侧，以便将塑料基体与磁体拉紧。然而，在实际应用中，发现两条固定支脚130处存在较大应力，因而容易发生断裂等问题，这将进一步导致磁环发生功能失效等风险。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有较高结构稳定性的磁环。

本发明的目的还在于提供一种具有该磁环的电机。

为实现本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种磁环，其包括：塑料基体，其沿轴向设有通孔，且在其外侧的中间区段设有第一定位部分；以及磁体，其围绕所述塑料基体的中间区段设置，并经由所述第一定位部分限制其轴向运动；其中，所述塑料基体在轴向上具有大于所述磁体的长度。根据本发明的一个方面所设计的磁环，由于其磁体部分具有小于塑料基体的轴向长度，因此磁体可经由位于塑料基体上的中间区段的第一定位部分得以围绕该塑料基体定位在中间区段内，并被限制住其轴向运动，这既能够实现两者之间紧密且稳固的配合，又无需额外的固定支脚来予以支承，从而避免因某处应力集中而导致断裂的风险。

可选地，所述第一定位部分包括具有上限位壁及下限位壁的安装槽；所述安装槽沿所述塑料基体的周向设置在所述中间区段中；所述磁体围绕所述安装槽设置，并经由所述上限位壁及下限位壁限制其轴向运动。根据本发明的该方面的磁环，提供了一种实现第一定位部分的实施例，也即具有上限位壁及下限位壁的安装槽。通过将磁体围绕塑料基体的周向设置在安装槽内，并由上限位壁及下限位壁卡住其两端，将较好地实现了紧密连接两者的效果。

可选地，所述塑料基体还包括用于安装定位的锥体区段，其位于所述中间区段上方；所述锥体区段与所述中间区段的连接处形成所述安装槽的所述上限位壁。根据本发明的该方面的磁环，还提供了便于将磁环与刷架上的孔进行盲装的锥体区段。由于磁环与刷架上的孔的装配通常只能通过盲装来进行，因此，在此设置锥体区段能够十分准确且方便地将磁环这一端定位于刷架上的孔内。此外，该锥体区段还可与中间区段形成安装槽的上限位壁，由此为磁体提供沿轴向方向向上运动的限位部。

可选地，所述塑料基体还包括柱体区段，其位于所述中间区段下方；所述柱体区段与所述中间区段的连接处形成所述安装槽的所述下限位壁。根据本发明的该方面的磁环，该柱体区段还可与中间区段形成安装槽的下限位壁，由此为磁体提供沿轴向方向向下运动的限位部。

可选地，在所述通孔内侧设置阶梯孔；所述安装槽与所述阶梯孔沿所述磁环的轴向错开设置。这是因为磁环通常通过该阶梯孔与电机马达的输出轴紧配合，因此阶梯孔附近存在的应力相对较大，将安装槽与阶梯孔错开设置能够有效地避免此处过于应力集中而发生断裂等问题。

可选地，所述阶梯孔设置在柱体区段内。根据本发明的该方面的磁环，此种布置能够将用于安装定位的锥面、用于安装磁体的安装槽及用于设置阶梯孔的区段完全错开，更好地避免应力集中问题。

可选地，所述磁体包括呈锥面的安装区段和/或呈柱面的感应区段；其中，所述安装区段的外部轮廓与所述锥体区段的外部轮廓齐平；和/或所述感应区段的外部轮廓与所述柱体区段的外部轮廓齐平。在本发明的该方面中，磁体的一部分用作感应区段，另一部分用作安装区段，以满足在特定情况下需要磁体的一部分用作磁环与刷架的孔安装定位的需求。且整个磁环整体上具有更为平整的外部轮廓，便于生产。

可选地，所述安装槽内设置用于限制所述磁体相对其周向运动的定位凹槽和/或定位凸块，且所述磁体的内侧设置对应的定位凸块和/或定位凹槽。在本发明的该方面中，所述磁体沿安装槽的非期望的周向运动得到限制，使得磁体相对于塑料基体具有更好的固定效果。

可选地，所述磁体通过二次成型连接至所述塑料基体。在本发明的该方面中，提供了塑料基体与磁体连接的一种具体实施例，其具有连接效果稳固且成本相对较低的效果。

根据本发明的另一个方面，还提供一种电机，其包括如前所述的磁环以及马达；所述马达的输出轴插设在所述磁环的通孔中。由于该磁环具有更好的结构稳定性且为其外观相对于现有结构无需发生变化，因此其具有更好的通用性、且能为电机提供更为稳定的方波信号。

附图说明

图1是现有技术的磁环的立体视图；

图2是现有技术的磁环的剖视图；

图3是本发明的磁环的一个实施例的立体视图；以及

图4是本发明的磁环的一个实施例的剖视图。

具体实施方式

参见图3及图4，其示出了本发明的磁环的一个实施例。其中，该磁环整体呈柱状结构，且其一端呈截头圆锥形，具有与现有磁环大致相同的外形，因此具有较好的通用性及适配性。从材料及构造上来看，其包括：磁体300及塑料基体400，其中塑料基体400在轴向上具有大于磁体300的长度。具体而言，塑料基体400作为整个磁环的基础部分，从竖向截面看具有大体上“工”形的结构，且其内侧设有沿轴向贯穿塑料基体400的通孔410。其中，在“工”形结构中相对凹入的部分也即在塑料基体400上开设的安装槽450，该安装槽450沿塑料基体400的外侧沿周向环绕布置，以便在其中容纳磁体300。磁体300具有大致环状的结构，其可恰好围绕该安装槽450设置并与其紧配合。在此种布置下，本发明的磁体300及塑料基体400无需固定支脚等辅助特征亦能保持相当稳定且牢固的连接效果。此时，对于磁体的具体选型或设计需要基于确保其周向表面积与额定磁通量匹配的原则来进行，以便确保其能够提供足够的磁通量及方波信号，保证控制器的工作不受影响。

应当知道的是，此处虽然使用了安装槽450用作塑料基体400上限制磁体300发生轴向运动的第一定位部分的一个实施例，但本领域技术人员同样还可在在塑料基体中部设置其他备选的定位方案。例如，可在塑料基体400中部沿周向设置若干沟槽。此时，当磁体300被设置在塑料基体400上时，其同样会由于受到沟槽的限制而无法相对于塑料基体400发生轴向运动。再如，亦可通过在中间区段设置沉孔来实现以上效果。根据本发明若干实施方式的列举及发明构思的教示，本领域技术人员还应能够获取类似的备选实施方式。

此外，如图所示，该塑料基体400从上至下可分成锥体区段430、中间区段450以及柱体区段440。其中锥体区段430主要是为便于该磁环的加工装配而设计。例如，具体而言，该磁环通常需要安装于刷架上的孔内，且由于结构原因，该安装过程通常为盲装。因此，在磁环的塑料基体400上提供锥体区段430能够有效改善磁环相对于刷架上的孔的定位及安装效果。安装槽450设置在柱体区段440及锥体区段430之间的中间区段450中；柱体区段440及锥体区段430分别可作为安装槽450的上限位壁及限位壁而存在，以用于为安装在其中的磁体300提供轴向上的限位。

此外，位于安装槽450内的磁体300相应地可包括呈锥面的安装区段310呈柱面的感应区段320。其中，仅感应区段320的这一部分磁体能够产生磁通量及提供方波信号，而安装区段310的磁体仅为与锥体区段430形成配合，以提供外观上更为平滑的过渡。此时，安装区段310也用在在磁环与刷架上的孔进行安装时提供准确定位的一部分。

对于在图3及图4中未示出的另一种实施例，其也具有若干优点。具体而言，位于安装槽450内的磁体仅包括呈柱面的感应区段320。此时，安装槽450内的磁体300整个都可用作提供磁通量。如此设计时，可使用最少的磁性材料来提供同样强度的方波信号。

另外，在通孔410的内侧还可设有一段阶梯孔420，其用于与插设在通孔410中的电机马达的输出轴紧配合。设有阶梯孔420的此段通孔外侧的塑料基体400通常具有较高程度的应力集中。因此，优选地使安装槽450与阶梯孔420错开设置。如此，将避免设置在安装槽450中的磁体300因受到较高的应力而发生碎裂。具体而言，该阶梯孔420可设置在位于柱体区段440内侧的部分通孔410处，如此使得安装定位的锥面、用于安装磁体的安装槽及用于设置阶梯孔的区段完全错开，更好地避免应力集中问题。

从图中可见，安装区段310的外部轮廓与锥体区段430的外部轮廓齐平；和/或感应区段320的外部轮廓与柱体区段440的外部轮廓齐平。这提供了两者间较为平滑的过渡，便于生产。

如上所述的实施例中提供了磁体300与塑料基体400在轴向上的稳固定位。进一步地，虽然在图中未示出，但还可在安装槽450内设置定位凹槽和/或定位凸块，且在磁体300的内侧设置对应的定位凸块和/或定位凹槽，以便两者的周向运动同样被限制，进而愈加改善了两者的相对定位效果。

可选地，本发明还提供了将塑料基体与磁体连接为一体的制作工艺以供选择。例如，可通过二次成型的方式将磁体300连接至塑料基体400。以上处理方式具有较高的通用性，其工艺成本相对较低且固定效果突出，使得本发明的磁环能够被容易地制造出并具有很好的结构稳定性。

根据本发明的另一个方面，还提供了一个电机的实施例。其包括相应的马达的输出轴，并能够将马达的输出轴与本发明描述的以上任意实施例中的磁环紧配合，并相应具有其带来的信号稳定、结构可靠性强等优点。

如上根据附图对本发明的具体实施方式进行了详细的描述。所属领域的技术人员根据上述说明可以对实施方式中具体的特征进行等同的改型或变型，毫无疑问，这些改变的实施方式也将落入权利要求书所覆盖的保护范围内。