电机的制作方法

本发明涉及一种电机。

背景技术：

电机具有非常宽范围的应用，例如从车辆的电驱动到为诸如真空电机和风扇这样的空气移动设备、以及手持式动力工具和其它消费产品提供动力。随着电机被结合到越来越多的消费产品，重要的是发现电机成本可以被保持尽可能低的方式。此外，特别是当用于手持式器具时，重要的是发现电机的尺寸和重量可以被最小化的方式。需要对电机进行改进，其允许降低电机的尺寸、重量和成本，但是不会负面地影响它的性能。

技术实现要素：

本发明提供了一种电机，包括：框架；转子组件包括磁体、轴承组件、叶轮和轴；以及定子组件包括定子芯部和线轴。框架，具有内壁和外壁，外壁围绕内壁且限定在外壁和内壁之间的环形通道，且扩散叶片通过环形通道从内壁延伸到外壁。内壁限定孔眼，用于支撑转子组件，且外壁限定电机的基本圆柱形外壳。

结果需要更少部件的电机可以被实现。框架的内壁支撑转子组件，且内壁和外壁还限定扩散器通道，由叶轮产生的空气流穿过该通道。由此，不需要独立的支撑部分或扩散器。通过减少电机中的部件数量，电机的成本以及它的尺寸和质量可以被降低。

孔眼可在轴承组件处支撑转子组件。由此，转子可以被支撑为使得转子组件在电机内平衡。这可以减少电机的不平衡，且将最小化不期望的振动，其会影响电机的性能且降低其寿命。

轴承组件可包括固定到轴的一对轴承和定位在两个轴承之间的弹簧。弹簧可以用于施加预负载到每个轴承的外环。这改善轴承的性能且降低它们在高速下失效的风险。

轴承组件可固定在孔眼中，内壁用作围绕轴承组件的防护套筒。结果，轴承组件并不需要独立的防护套筒。由此，电机的尺寸和重量可以被降低。此外，需要更少的部件来制造电机，从而电机的成本也可以被最小化。

外壁可沿轴向方向在上游方向和下游方向的至少一个中延伸超过内壁。结果，通过具有短于外壁的内壁，在外壁的轴向长度上存在可用空间，其可以被用于包封电机的其他部件。这有助于让电机更紧凑。此外，较少的材料被需要用来形成内壁，且从而电机的重量可以被降低。

扩散叶片可具有尾部部分，其向外壁轴向延伸超过内壁。结果，扩散器的有效长度可以被最大化，而电机的总尺寸可以被减小。

内壁可包括从内壁的一个端部沿轴向方向延伸的至少一个凸片。结果，电机的其他部件可以使用凸片固定到框架。

定子组件可包括至少一个凹部，用于接收所述至少一个凸片。定子组件可由此使用凸片固定到框架。

内壁可包括环形突起部，其从内壁的一个端部轴向地延伸，环形突起部可被接收在叶轮的毂中的凹部内。这可以建立在叶轮的毂内的曲径密封。这可以防止异物进入轴承组件，其会损坏转子组件且显著降低电机的寿命。

叶轮可为由铝形成的轴向叶轮，且可包括毂和多个附接到毂的叶片。铝是非常轻且强的，且从而叶轮可以保持足够强以承受与高速应用相关的力，但是电机的重量还可以最小化。毂可包括用于接收内壁的轴向延伸的环形突起部的凹部。

内壁可具有基本与毂的外径相匹配的外径。这建立穿过电机的均匀比例的空气通道,其有助于最小化通过电机的湍流和压力损耗,其会负面地影响电机的性能。

框架可由锌形成。锌具有益处在于它是声学迟钝的，且从而框架在使用期间能够至少部分地吸收由电机产生的噪音。

框架可包括形成在外壁中的电连接部分。电连接部分可为铲形端子。电连接部分可为DC参考连接。结果不需要附加的连接部件，且由此部件数量可以被减少。进而，这可有助于最小化电机的成本且还可以有助于减小电机的尺寸。

附图说明

为了本发明可被更容易地理解,本发明的实施例现在将要参考下面的附图通过实例而被描述，其中：

图1是电机的分解透视图；

图2显示了穿过图1的电机的框架的横截面图；

图3显示了穿过图1的电机的转子组件的横截面图；以及

图4是穿过图2和图3的组装的框架和转子组件的横截面图；

图5显示了定子组件的透视图；以及

图6显示了穿过图1的组装的电机的横截面图。

具体实施方式

为了清晰起见，术语“轴向”意味着沿电机的旋转轴线延伸的轴线方向，如图1中所示的轴线A-A。此外，方向术语“上游”和“下游”在这里是指当在使用中流体流穿过电机的方向，且还由图1中的双箭头表示。

图1是电机1的分解透视图。该电机1包括框架10，转子组件20和定子组件40。穿过框架10的横截面被示出在图2中。框架10包括内壁11和外壁12。外壁12围绕内壁11，使得环形通道14限定在它们之间。一些扩散器叶片13在内壁11和外壁12之间延伸穿过环形通道14。内壁11在长度上比外壁12更短，且内壁11定位为使得外壁12在上游方向和下游方向两者都轴向地延伸超过内壁11。在替代实施方式中，内壁可以不同地定位为使得外壁仅沿上游方向或下游方向中的一个延伸超过内壁。

框架10由锌形成，且可以通过例如加工或压模法，或加工以及压模法两者的组合方法形成。锌为声学迟钝材料且从而锌框架10能够有效地吸收由电机1在使用期间产生的声学频率。锌框架10由此用于减少内部结合有电机1的产品所产生的噪音水平。

扩散叶片13在内壁11和外壁12之间延伸，且沿着内壁的基本整个长度延伸。此外，扩散叶片13具有尾部部分18，其轴向朝向下游超过内壁向外壁延伸。扩散叶片13由此在环形通道14的径向外部部分处比在环形通道14的径向内部部分处更长。这具有益处在于扩散叶片具有作用在空气流上的更长的有效长度，而同时仍通过减小内壁11的轴向长度而允许电机的尺寸和重量保持最小化。

内壁11为圆柱形且限定孔眼15。当电机1被组装时，内壁11可支撑转子组件20在孔眼15中。此外，内壁具有凸片16，其沿轴向方向从内壁11的一个端部延伸。特别地，凸片16沿下游方向轴向地延伸。凸片16提供安装点，定子组件40可以容易地安装到该点，以便定子组件40可被固定到框架10。图2显示了单个凸片16，然而，多个凸片16可以根据定子上所需的安装点的数量和电机的其它需求而被提供。定子组件40到框架10的凸片16的安装将在下文参考图5和6而被更详细地描述。

内壁11具有轴向延伸的环形突起部17，其从内壁11的与凸片16相反方向的端部延伸。该轴向延伸的环形突起部17可以被接收到叶轮24上的互补凹部中，以形成曲径密封。这将在下文中参考图4更详细地描述。

该转子组件20包括轴21，磁体22，轴承组件23和叶轮24。穿过转子组件20的横截面被示出在图3中。该磁体22，轴承组件23和叶轮24都通过过盈配合和粘合剂中的一个或组合被直接固定到轴21。该磁体22是通常用于永磁体无刷电机的类型的粘结永磁体。在所示实施例中，磁体22是四极永磁体。该轴承组件23包括一对轴承25a，25b和分离轴承25a，25b的弹簧26。该弹簧26用于预加载轴承25a，25b的外环的每个以减少在使用期间轴承的磨损。垫圈也可以被提供在弹簧26和每个轴承25a、25b之间。

如上所述，转子组件20通过内壁11被支撑在框架10中。轴承组件23被固定在内壁11的孔眼15内部，使得框架10的内壁11充当围绕轴承组件23的防护套筒。这消除了轴承组件23对独立的保护套通的需要，且有助于减小电机1的尺寸和重量。轴承25a、25b的外圈被固定到孔眼15中的内壁11的内周边，且可以例如通过粘接剂固定。

图中所示的叶轮24是轴向叶轮，其具有多个叶片27围绕中心毂28周向地间隔开且从中心毂28径向向外延伸。在使用期间，当每个叶片27旋转时，它产生在特殊频率处的声波。因此可能以这样的方式设计叶轮以减少它的声学冲击。图3和5中所示的叶轮24包括十一个叶片。然而，叶片27的数量可根据电机1和/或电机所要结合的产品的声学需求而不同。

该叶轮24通过加工铝形成。铝是非常轻的材料，且由此通过使用它形成叶轮24，这帮助抵消通过使用锌制造框架10而被包括在电机5中的一些额外重量。本文中描述的电机意图在约75到110krpm的旋转速度之下运行。在这些高速度下作用于叶轮24上的力的大小是巨大的。庆幸的是，尽管是轻的，铝还非常牢固，且因此叶轮24能够抵挡当它在高速度旋转时这些巨大的力。

图3显示了叶轮24的毂28，其在毂的下游侧部包括凹处29。通过具有凹处29，这进一步地减少叶轮24的重量，其更多地抵消使用锌形成框架10而附加的重量。此外，该凹处29是环形的，且提供腔，框架的内壁的轴向延伸部分延伸进入该腔。这在叶轮24的毂28的内侧形成曲径密封，其阻止异物(比如头发或灰尘(其可能损坏转子组件且显著地减少电机的寿命))进入轴承组件23。曲径密封在图4中可见，图6显示了穿过已组装的框架10和转子组件20的横截面。曲径密封在区域S标出。图4显示了框架10的内壁11如何充当围绕轴承组件23的防护套筒，如先前描述的。

图5显示了定子组件40。定子组件40包括两个c形定子芯部50和线轴组件44。每个c形芯部50(也被称为c形芯部)包括背部52和从背部52延伸的两个极臂54。在每个极臂54的端部为极面56。线轴组件44包括中心部分42和从中心部分42延伸的向外延伸臂部部分48。中心部分42限定孔眼，其在电机组装时围绕转子组件20的磁体22。用于在c形芯部50中感生磁场的绕组(未示出)可以绕线轴组件44的臂部部分48缠绕。臂部部分48设置有穿孔49，其允许c形芯部50的极臂54插入穿过线轴组件44的臂部部分48，使得绕组定位为围绕每个极臂54。在臂部部分中的穿孔49还延伸穿过线轴组件44的中心部分42，且开口设置在中心部分42，使得当电机组装时c形芯部50的极面56暴露到磁体22。

线轴组件44包括凹部46，其被配置为与框架10上的凸片16对齐，使得定子组件40可以被固定到框架10。凸片16可被接收到凹部46中，且可以使用粘接剂和/或过盈配合固定在位。图6显示了穿过组装的电机1的横截面图。该视图清楚地示出了定位在线轴组件44的凹部内部的凸片16。凹部46可以足够大，以便于能够容纳凸片16以及一定体积的粘接剂。在组装电机1期间，粘接剂可以被施加到凹部内，或到凸片外侧，或两者，然后将定子组件40和框架10安到一起。

该轴承组件23包括一对轴承72a，72b和分离轴承72a，72b的弹簧73。该弹簧73用于预加载轴承72a，72b的外环的每个以减少在使用期间轴承的磨损。垫圈也可以被提供在弹簧73和每个轴承72a、72b之间。

尽管特殊实施例已被描述，应理解各种修改可在不脱离由权利要求限定的本发明的范围的情况下被做出。