电机转子及应用其的无刷直流电机的制作方法_2

文档序号:9729565阅读:来源:国知局
内表面之间的厚度为0.1?0.3_。其中一端设置轴承10用于与电机定子(图未示出)配合。
[0044]图5是图3所示转子5的第一固定端板40的示意性结构。在该实施例中,第一固定端板40包括端板主体部42、第一较短固定柱44、第一较长固定柱46和端板轴套48。其中,端板主体部42大致呈圆盘状,第一较短固定柱44和第一较长固定柱46以均匀围绕轴心方式固定设置在端板主体部42的端面上,并以垂直端板主体部42的方向从端板主体部42的端面伸出。端板主体部42轴心部分设置端板轴套48。同时参阅图7,端板轴套48的横截面大致为棱柱形,在本实施例中端板轴套48的横截面近似正八边形,所述磁铁60以及铁芯叠片组70的数量均为八个,轴套48的每个侧壁面与一磁铁60接触,每个顶角处与一铁芯叠片组70接触,所述顶角处相对正八边形的结构沿径向向外突出并沿轴向形成一棱柱。本实施例中,所述轴套48的顶角处的棱柱的径向外端为平面。端板轴套48中间设置轴孔,其间穿过转轴20。
[0045]在一个较佳实施例中,端板主体部42、较短固定柱44、较长固定柱46和端板轴套48通过注塑方式一体成型,同时,转轴20和第一固定端板40以插入注塑(insert molding)的方式制为一体,转轴20固定在端板轴套48内与第一固定端板40—起转动。本领域的技术人员可以理解,端板主体部42、较短固定柱44、较长固定柱46和端板轴套48也可以分体制成再通过各种方式固定在一起。
[0046]在本实施例中,较短固定柱44和较长固定柱46的横截面形状均为椭圆形,椭圆的长边朝向轴心径向设置。较短固定柱44和较长固定柱46各为四个,彼此间隔设置。
[0047]图5是图3所示转子5的第二固定端板50的示意性结构。在该实施例中,第二固定端板50包括端板主体部52、第二较长固定柱54、第二较短固定柱56和端板轴套58。其中,端板主体部52同样大致呈圆盘状,第二较长固定柱54和第二较短固定柱56同样以均匀围绕轴心方式固定设置在端板主体部52的端面上,并以垂直端板主体部52的方向从端板主体部52的端面伸出。其中,较长固定柱54与第一固定端板40中的较短固定柱44位置对应,较短固定柱56与第一固定端板40中的较长固定柱46位置对应。端板轴套58的形状与第一固定端板40中的端板轴套48—致,区别在于轴套58长度显著较短,以便与第一固定端板40中的端板轴套48配合共同固定转轴20。较长固定柱54和较短固定柱56的横截面形状同样均为椭圆形,椭圆的长边朝向轴心径向设置。
[0048]第一固定端板40和第二固定端板50从转轴20两端对应装配,第一较短固定柱44和第二较长固定柱54同轴,第一较长固定柱46和第二较短固定柱56同轴,对准铁芯叠片组70中的通孔72。在一个较佳实施例中,通孔72的横截面形状与固定柱44、46、54、56的横截面形状一致。
[0049]同时参阅图7和图8,铁心叠片组70大致呈扇形柱状,通孔72贯穿于铁心叠片70的轴向方向。铁心叠片70的径向外壁为光滑圆柱曲面的一部分,与转子套30的内壁的形状匹配。铁心叠片70的两个侧壁为光滑平面,其中,内侧靠近转轴20的位置形成轴向凸棱74,夕卜侧靠近转子套30的位置形成轴向凸棱76。
[0050]磁铁60的数量为八个,每一磁铁60大致为对称的长方体状,与铁心叠片组70交替设置,并与铁心叠片70组成转子5的圆柱体。转子套30从转轴20两端压入,套住端板40、50、铁心叠片70和磁铁60组成的圆柱体。在一个较佳实施例中,磁铁60可以是铁氧体磁铁。所述磁铁60沿周向充磁,即磁铁60的周向侧壁面被极化而具有相应极性。相邻的两磁铁60的极化方向相反。也即是说,相邻的两磁铁60相向的表面的极性相同,如此,相邻的磁铁60之间的铁芯叠片组70被极化成相应磁极,相邻的两铁芯叠片组70被极化为不同极性。本实施例中,磁铁60的高度与铁芯叠片组70相当,磁铁60的宽度与相邻的铁芯叠片组70的周向距离大致相当,磁体60的长度则略大于铁芯叠片组70的凸棱74、76在转子径向上的距离。
[0051]铁芯叠片组70围绕转轴20均匀设置,相邻两个铁芯叠片组70之间形成空间,所述空间大致呈长方体状,以容纳磁铁60。组装时,每一磁铁60插入至一相应的空间内,铁芯叠片组70的凸棱76钩扣在磁铁60的外边缘、凸棱74则钩扣于磁铁的内边缘。本实施例中,由于所述磁铁60的长度较大,其外壁与铁芯叠片组70的外壁大致位于同一圆柱面上,与转子套30的内壁相贴,磁铁60的内壁则相对铁芯叠片组70内突,位于铁芯叠片组70的径向内侧,有效增加相邻两铁芯叠片组内端之间的距离,从而降低漏磁。本实施例中,所述磁铁60在其外边缘位置处形成有倒角,与铁芯叠片组70的凸棱76相配合。
[0052]第一固定端板40和第二固定端板50套在转轴20两端,并各自延伸出固定柱44、46、54、56插入铁芯叠片组70的轴向通孔72中。在本实施例中,第一固定端板40中的较短固定柱44与第二固定端板50中的较长固定柱54长度互补,插入至同一通孔7 2内;第一固定端板40中的较长固定柱46与第二固定端板50中的较短固定柱56长度互补,插入至同一通孔72内。每两个对应固定柱44、54(46、56)的端部之间的间隙为几毫米,以此最大程度上保持固定柱44、54、46、56对铁心叠片70的固定支撑。其中,第一固定端板40中的较长固定柱46的长度是较短固定柱44长度的两倍。可以理解地,在工艺水平较强的情况下,较长固定柱46/54和较短固定柱44/56之间可以不留间隙,恰好相抵,这样两个固定柱44、54(46、56)的总长度刚好等于通孔72长度。
[0053]轴承10固定设置在转轴20远离第一固定端板40的一端,轴承10固定于电机1的定子2上,从而支撑转子5相对定子2旋转。
[0054]由于第一固定端板40的固定柱44、46和第二固定端板50的固定柱54、56互有长短,因此电机在转动时,各个铁芯叠片组70在旋转时造成的施加在固定柱44、46、54、56各种应力较为分散,这样就避免了第一固定端板40和第二固定端板50的固定柱44、46、54、56应力集中的问题,极大程度上避免了固定柱断裂导致转子内部结构分裂的问题。
[0055]在本发明中,转子5采用分块式的铁芯叠片组70以及沿周向充磁的磁铁60,并将夹置于两块磁铁60之间的铁芯叠片组70极化为相应磁极。相邻的两铁芯叠片组70的极性相反。如此,电机1工作时,磁力线从一北极铁芯叠片组70发出,穿过定子2和转子5之间的气隙3,进入定子2,再穿过气隙3,回到相邻的一南极铁芯叠片组70。因此,本发明采用导磁材料制成的转子套30,减小了铁芯叠片组70与定子2之间的距离,从而降低磁阻,增加穿过气隙3的磁力线,从而提高电机1的功率。这改变了长时间以来设计者避免使用导磁材料转子套的思路。现有技术中认为,如果转子套使用导磁材料,将导致漏磁,从而降低电机功率。事实上,对于具有表贴式磁铁的转子的电机,使用导磁材料制成的转子套漏磁现象确实极为严重。因此,设计人员不得不使用非导磁材料,这使得转子套除了固定作用以外,对电机性能毫无帮助,并且还增加气隙宽度,从而增加磁阻,导致电机的功率降低。本发明的转子套30使用导磁材料(如导磁不锈钢材料),在将所述转子5安装于定子2内构成电机1时,较佳地,所述转子套30的外表面与定子2的内表面之间形成0.1?0.7mm的间隙,即电机的定转子间形成0.1?0.7mm的气隙。如此导磁的转子套30虽然造成微弱的漏磁,但是其使得定转子之间的气隙减小,增加了转子5的铁芯叠片组70到定子磁极的磁通(flux),所以电机性能整体仍然得到了显著提高。这样转子套30不但完成了固定作用,还能有效提高电机的性能。
[0056]图8-10所示为根据本发明另一实施例的电机转子5,其同样包括有转轴20、磁铁60、铁芯叠片组70、固定端板40、50以及转子套3
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