永磁直流电机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种永磁直流电机，包括壳体(1)、设于所述壳体(1)内部的定子磁铁(2)、设于所述定子磁铁(2)内部的转子铁芯(3)，所述转子铁芯(3)的外径与所述壳体(1)的外径之间的比值为0.6～0.67；本发明通过增大定子磁铁(2)的厚度，同时减小转子铁芯(3)的外径，减小了永磁直流电机的气隙，并减小了转子铁芯(3)的转动惯量，从而有效降低了永磁直流电机在工作过程中产生的噪音，提升了永磁直流电机的品质，满足了消费者对汽车通风系统低噪音的需求。
【专利说明】
永磁直流电机
技术领域
[0001]本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁直流电机。
【背景技术】
[0002]电机(Motors)是一种利用电磁感应原理将电能转换成机械能的设备，可以分为直流电机与交流电机。
[0003]永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中，如录音机、V⑶机、电唱机、电动按摩器及各种玩具，也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业。
[0004]随着电机技术的发展，永磁直流电机的应用领域更广，原来使用交流电机的许多场合将会被永磁直流电机所替代。
[0005]然而不同的应用领域对永磁直流电机的性能有着不同的要求，比如在汽车的通风系统(Heating、Ventilat1n and Air Condit1ning，HVAC)中，使用永磁直流电机将新鲜空气注入到车厢之中，需要永磁直流电机具有较低的噪音。图1所示为一种现有的应用于汽车的通风系统中的永磁直流电机，其包括壳体100、固定于壳体100内壁上的定子磁铁200、及设于所述定子磁铁200内部的转子铁芯300。在该永磁直流电机中，定子磁铁200的厚度相对较小，而转子铁芯300的外径相对较大，为17.9mm，因而转子铁芯300具有较大的转动惯量，容易产生噪音，不能满足消费者对于汽车通风系统低噪音的要求。
[0006]因此，有必要对现有永磁直流电机进行改进，以有效降低永磁直流电机工作时产生的噪音，提升永磁直流电机的品质。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种永磁直流电机，其在工作过程中产生的噪音较低，能够满足消费者对汽车通风系统低噪音的需求。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种永磁直流电机，包括壳体、设于所述壳体内部的定子磁铁、设于所述定子磁铁内部的转子铁芯、缠绕于所述转子铁芯上的转子绕组、设于所述转子铁芯内部的转轴、设于所述转轴上的换向器、设于所述换向器外表面的若干导电片、设置于所述壳体一端的胶盖、设于所述胶盖外侧的端盖、及固定于所述胶盖上的电刷；所述转子铁芯的外径与所述壳体的外径之间的比值为0.6?0.67。
[0009]所述转子铁芯的两端及槽内分别涂有绝缘胶，所述转轴位于转子铁芯的一端外侧设有定位圈。
[0010]所述转轴远离所述换向器一侧设有轴承，远离所述换向器一侧的定位圈与所述轴承之间设有垫圈。
[0011]所述端盖的内表面设有一轴承安装部，所述转轴靠近所述换向器的一端通过轴承安装至所述端盖的轴承安装部，沿转轴轴向所述转轴末端与所述端盖的轴承安装部之间设有垫片。
[0012]所述胶盖的端面设有数个凸柱与凸台，所述端盖上对应所述凸柱与凸台分别设有数个通孔与定位槽；所述胶盖的数个凸柱与凸台分别与所述端盖的数个通孔与定位槽配合，将胶盖固定在端盖上。
[0013]所述壳体底部设有轴承，所述转轴经由所述轴承延伸至所述壳体外部。
[0014]所述壳体底部的外表面设有第一散热孔，所述端盖的外表面设有第二散热孔。
[0015]所述转子铁芯的外径为15.9mm，所述定子磁铁为铁氧体磁铁，其径向厚度为
3.2mm，所述壳体外径为24.6mm。
[0016]所述电刷为弹片式电刷，所述电机还包括固定于胶盖和端盖至少其中之一的两导电端子，所述电刷包括两弹片式电刷，每一电刷的一端与一导电端子固定连接，另一端与换向器的导电片滑动接触。
[0017]所述弹片式电刷包括导电片及设于导电片上的减震片，所述导电片的厚度为
0.065mm。
[0018]所述两弹片式电刷与两导电端子的固定连接点分别位于胶盖的过圆心的直径上。
[0019]本发明的有益效果:本发明的永磁直流电机，通过增大定子磁铁的厚度，同时减小转子铁芯的外径从而减小转子铁芯的转动惯量，从而有效降低了永磁直流电机在工作过程中产生的噪音，提升了永磁直流电机的品质，满足了消费者对汽车通风系统低噪音的需求。
[0020]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【附图说明】
[0021]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
[0022]附图中，
[0023]图1为一种现有永磁直流电机中壳体、定子磁铁与转子铁芯的截面示意图；
[0024]图2为本发明的永磁直流电机中壳体、定子磁铁与转子铁芯的截面示意图；
[0025]图3为本发明的永磁直流电机的立体结构示意图；
[0026]图4为本发明的永磁直流电机的壳体的结构示意图；
[0027]图5为本发明的永磁直流电机的壳体、定子磁铁与转子铁芯的立体结构不意图；
[0028]图6为本发明的永磁直流电机的剖面示意图；
[0029]图7为本发明的永磁直流电机的转子铁芯的立体结构示意图；
[0030]图8为本发明的永磁直流电机的定子磁铁的立体结构示意图；
[0031]图9为本发明的永磁直流电机的胶盖的立体结构示意图；
[0032]图10为本发明的永磁直流电机的电刷及转轴的立体结构示意图；
[0033]图11为现有的永磁直流电机的噪音与振动测试数据图；
[0034]图12为本发明的永磁直流电机的噪音与振动测试数据图。
【具体实施方式】
[0035]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0036]请同时参阅图2至图7，本发明提供一种微型永磁直流电机，优选地，其可用于汽车的通风系统，输出功率小于2瓦。所述电机包括壳体1、设于所述壳体I内部的定子磁铁
2、设于所述定子磁铁2内部的转子铁芯3、缠绕于所述转子铁芯3上的转子绕组、设于所述转子铁芯3内部的转轴4、设于所述转轴4上的换向器5、设于所述换向器5外表面的若干导电片7、设置于所述壳体I 一端的胶盖9、设于所述胶盖9外侧的端盖10、及固定于所述胶盖9上的电刷11 ;所述转子铁芯3的外径与所述壳体I的外径之间的比值为0.6?0.67。优选地，所述壳体外径为25_左右，优选为24.6_。
[0037]请参阅图2、图5，在本发明的永磁直流电机中，所述定子磁铁2具有相对较大的厚度，所述转子铁芯3具有相对较小的外径，从而可减小转子铁芯3的转动惯量，从而有效降低了永磁直流电机在工作过程中的噪音。优选地，所述定子磁铁2由磁铁片卷绕成圆筒状后再通过粘胶的方式固定于壳体I内，所述定子磁铁包括2个磁极。
[0038]具体地，请同时参阅图8至图10，所述转子铁芯3的两端及槽内分别涂有绝缘胶41，所述转轴4位于转子铁芯3的一端外侧设有定位圈42，所述转轴4远离所述换向器5 —侧设有轴承44，远离所述换向器5 —侧的定位圈42与所述轴承44之间设有垫圈43。所述端盖10的内表面设有一向外突出的轴承安装部102，所述转轴4靠近所述换向器5的一端通过轴承45安装至所述端盖10的轴承安装部102。在本实施中，所述轴承安装部102封闭转轴4的轴向端，沿转轴4轴向所述转轴4末端与所述端盖10的轴承安装部102之间设有垫片46。
[0039]所述转轴4通过两轴承44、45可转动地安装至壳体I和端盖10，所述转轴4远离换向器5的一端穿过轴承44并延伸至壳体I外，用于驱动被驱动件。优选地，所述转子铁芯3包括3个转子齿，转子绕组绕设于转子齿上。所述换向器5包括3个导电片也称换向片7，绕组的末端分别电连接至相应的换向片，从而使得绕组通过换向器5、电刷11及导电端子111连接至外部电源。优选地，所述转子铁芯3与定子磁铁2之间的气隙相对于现有技术也有降低，从而使得本发明的电机结构更加紧凑。优选地，本发明中，所述转子铁芯3与定子磁铁2之间的气隙为0.25_。所述胶盖9的端面设有数个凸柱91与凸台90，所述端盖10上对应所述凸柱91与凸台90分别设有数个通孔101与定位槽103。所述胶盖9的数个凸柱91与凸台90分别与所述端盖10的数个通孔101与定位槽103配合，将胶盖9固定在端盖10上，所述端盖10对内部结构起到保护作用。
[0040]进一步地，所述胶盖9的凸台90上设有安装槽92。
[0041]如图10所示，所述电刷11为两弹片式电刷，包括设于所述安装槽92中的导电端子111、垂直连接于所述导电端子111上的电刷片112、及设于所述电刷片112上的减振片113，所述电刷片112与换向器5的导电片7滑动接触，所述导电片112的厚度优选为
0.065_。所述两弹片式电刷与两导电端子111的固定连接点分别位于胶盖9的过圆心的直径上。所述导电端子111经由所述安装槽92延伸至所述端盖10的外部，用于与外部电源连接。
[0042]如图4所示，所述壳体I底部的外表面设有第一散热孔122，如图7所示，所述端盖10的外表面设有第二散热孔104，通过所述第一散热孔122与第二散热孔104对电机进行散热、降温。
[0043]图1所示的现有永磁直流电机的定子磁体200的外径为22.8mm，内径为18.8mm，轴向长度为20mm，重量为9.82g ;转子铁芯300的外径为17.9mm，轴向长度为13.5mm，重量为15.39g ;转子绕组的重量为6.45go
[0044]而本发明的永磁直流电机的优选实施例中，定子磁体2的外径为22.8mm,内径为
16.4mm,轴向长度为17mm，重量为12.19g ;转子铁芯3的外径为15.9mm,轴向长度为14mm，重量为11.63g ;转子绕组的重量为4.72go相较于现有的永磁直流电机，本发明的电机在满足同样性能要求下，转子铁芯尺寸和重量减小了，转子绕组的重量也相应减小了，这样，转子的总重量减少了，从而转动惯量减少了，从而可有效地降低电机在工作过程中产生的噪音；而定子磁铁厚度增加，使得定子的刚度增加，更进一步降低电机在工作过程中产生的噪音。而且，电机的总重量和总成本都相应减少了。
[0045]对上述现有的永磁直流电机与本发明的永磁直流电机进行噪音测试与振动测试，所得到的测试数据分别如图11与图12所示。通过对比可以看出，
[0046]无论在正转还是反转的工作状态下，本发明的永磁直流电机中电机本身、转子铁芯、以及整个汽车通风系统的噪音与振动均小于现有的永磁直流电机的噪音与振动。
[0047]综上所述，本发明的永磁直流电机，通过增大定子磁铁的厚度，同时减小转子铁芯的外径从而减小转子铁芯的转动惯量，从而有效降低了永磁直流电机在工作过程中产生的噪音，提升了永磁直流电机的品质，满足了消费者对汽车通风系统低噪音的需求。
[0048]以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种永磁直流电机，其特征在于，包括壳体(I)、设于所述壳体(I)内部的定子磁铁(2)、设于所述定子磁铁(2)内部的转子铁芯(3)、缠绕于所述转子铁芯(3)上的转子绕组、设于所述转子铁芯(3)内部的转轴(4)、设于所述转轴(4)上的换向器(5)、设于所述换向器(5)外表面的若干导电片(7)、设置于所述壳体(I) 一端的胶盖(9)、设于所述胶盖(9)外侧的端盖(10)、及固定于所述胶盖(9)上的电刷(11);所述转子铁芯(3)的外径与所述壳体(I)的外径之间的比值为0.6?0.67。2.如权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，所述转子铁芯(3)的两端及槽内分别涂有绝缘胶(41)，所述转轴(4)位于转子铁芯(3)的一端外侧设有定位圈(42)。3.如权利要求2所述的永磁直流电机，其特征在于，所述转轴(4)远离所述换向器(5)一侧设有轴承(44)，远离所述换向器(5) —侧的定位圈(42)与所述轴承(44)之间设有垫圈(43)ο4.如权利要求3所述的永磁直流电机，其特征在于，所述端盖(10)的内表面设有一轴承安装部(102)，所述转轴(4)靠近所述换向器(5)的一端通过轴承(45)安装至所述端盖(10)的轴承安装部(102)，沿转轴(4)轴向所述转轴(4)末端与所述端盖(10)的轴承安装部(102)之间设有垫片(46) ο5.如权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，所述胶盖(9)的端面设有数个凸柱(91)与凸台(90)，所述端盖(10)上对应所述凸柱(91)与凸台(90)分别设有数个通孔(101)与定位槽(103);所述胶盖(9)的数个凸柱(91)与凸台(90)分别与所述端盖(10)的数个通孔(101)与定位槽(103)配合，将胶盖(9)固定在端盖(10)上。6.如权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，所述壳体(I)底部设有轴承(44)，所述转轴(4)经由所述轴承(44)延伸至所述壳体(I)外部。7.如权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，所述壳体(I)底部的外表面设有第一散热孔(122)，所述端盖(10)的外表面设有第二散热孔(104)。8.如权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，所述转子铁芯(3)的外径为15.9mm，所述定子磁铁⑵为铁氧体磁铁，其径向厚度为3.2mm，所述壳体(I)外径为24.6mmο9.如权利要求1所述的永磁直流电机，其特征在于，所述电刷(11)为弹片式电刷，所述电机还包括固定于胶盖(9)和端盖(10)至少其中之一的两导电端子(111)，所述电刷(11)包括两弹片式电刷，每一电刷的一端与一导电端子(111)固定连接，另一端与换向器(5)的导电片(7)滑动接触。10.如权利要求9所述的永磁直流电机，其特征在于，所述弹片式电刷包括导电片(112)及设于导电片(112)上的减震片(113)，所述导电片(112)的厚度为0.065mm。11.如权利要求9所述的永磁直流电机，其特征在于，所述两弹片式电刷与两导电端子(111)的固定连接点分别位于胶盖(9)的过圆心的直径上。
【文档编号】H02K1/24GK105990978SQ201510044978
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月28日
【发明人】李越, 周垂有, 李刚, 王勇, 李勇, 张红卫
【申请人】德昌电机(深圳)有限公司