一种轴向磁通直驱电机的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种轴向磁通直驱电机，其包括转子基板和定子基板，所述转子基板的底部设置有若干个扇形磁铁；所述扇形磁铁底部设置有线圈封装部件，所述线圈封装部件包括齿和绕在所述齿上的铜线绕组；所述齿固定在所述定子基板上；所述转子基板和定子基板之间形成有空腔，轴承安装在所述空腔内，所述轴承的底部安置在所述定子基板的凸台上，所述轴承由轴承外压筒和轴承内压筒固定；所述轴承外压筒固定在所述定子基板上，所述轴承内压筒固定在所述转子基板上；所述轴承内压筒的下方设置有圆光栅尺，所述定子基板上对应设置有编码器读头。本实用新型的线圈绕组装配简单，空间利用充分，提高了功率密度，减轻了转动惯量，降低了成本。
【专利说明】
一种轴向磁通直驱电机
技术领域
[0001]本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种轴向磁通直驱电机。【背景技术】
[0002]现有电机大部分都是径向磁通电机，也就是说定子和转子间气隙磁场方向为径向，例如常见的伺服电机，步进电机，力矩电机等，这类电机一般轴向尺寸较大，在外径不变的情况下如果需要增加扭矩，就必须增加轴向的尺寸，也就意味着整个电机部件都在变化， 磁铁需要的更多。剩下有一小部分是轴向磁通电机，一般称为盘式电机，这类电机通过转子带动中间的转轴，转轴连接负载，这种电机惯量大，旋转定位精度不高，结构不够紧凑，上下都有线圈，电机线出线方式不合理。因为其特性，不能承受较重的负载，没有中孔等问题也限制了这种电机的应用场合。【实用新型内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种轴向磁通直驱电机，其线圈绕组装配简单，空间利用充分，提高了功率密度，减轻了转动惯量，降低了成本。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案:
[0005]本实用新型一种轴向磁通直驱电机，其包括转子基板和定子基板，所述转子基板的底部设置有若干个扇形磁铁;所述扇形磁铁底部设置有线圈封装部件，所述线圈封装部件包括齿和绕在所述齿上的铜线绕组;所述齿固定在所述定子基板上;所述转子基板和定子基板之间形成有空腔，轴承安装在所述空腔内，所述轴承的底部安置在所述定子基板的凸台上，所述轴承由轴承外压筒和轴承内压筒固定;所述轴承外压筒固定在所述定子基板上，所述轴承内压筒固定在所述转子基板上;所述轴承内压筒的下方设置有圆光栅尺，所述定子基板上对应设置有编码器读头。
[0006]进一步地，所述转子基板的底部设置有背铁，所述扇形磁铁设置在所述背铁的底部。
[0007]进一步地，所述转子基板的底部设置有凹槽，所述背铁固定设置在所述凹槽里。
[0008]进一步地，所述齿和铜线绕组的数量相同。
[0009]进一步地，所述轴承外压筒和所述轴承之间设置有波形垫圈。
[0010]进一步地，所述轴承的外圈通过所述轴承外压筒和所述波形垫圈卡住，所述转子基板和所述轴承内压筒形成凹环，所述凹环卡住所述轴承的内圈。
[0011]进一步地，所述圆光栅尺和编码器读头的外侧设置有盖板。
[0012]进一步地，所述转子基板和所述轴承内压筒螺栓联接，所述轴承外压筒和所述定子基板螺栓联接。
[0013]进一步地，所述齿的底部设有螺纹孔，所述齿通过螺栓固定在所述定子基板上。
[0014]本实用新型所达到的有益效果是:
[0015]本实用新型提供的电机结构紧凑，充分利用了外部线圈，轴承设在内腔中，可以选用较大或较厚的轴承，其径向和轴向的承载力大，可适用于大负载的情况下，而其大中孔的设计，便于整个机器的走线和空间的利用，使得这个电机适用于广泛的应用。铜线直接绕在齿上，其绕线变的简单，而且充分利用了铜线和齿之间的空间，齿通过螺栓固定在定子基板上，这样的线圈绕组封装设计，简化了繁琐的步骤，充分利用了空间，使得电机的功率密度变大。磁铁的背部需要是导磁较好的材料，这类材料质量重，本电机的转子基板采用铝或铝合金或者类似的密度较小，强度高的材料，减少了整个电机转子本身的惯量，留出更多的扭矩用于应用，转子基板下方设有背铁，这样又保证了磁场的强度。本设计在其后衍生的电机中，为了得到更高的扭矩而增加轴向的尺寸，只需增高线圈绕组部件即可，使得这个设计更简单多元化。而不需增加总磁铁的体积就可以加大电机的扭矩，节省了磁铁的投入。磁铁的主要材料就是稀土，这样的设计更加贴近环保，节约能源，也进一步的节省了成本。【附图说明】
[0016]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0017]图1是本实用新型的剖视结构示意图；
[0018]图2是线圈封装部件的结构示意图。【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]如图1和图2所示，本实用新型一种轴向磁通直驱电机，其包括转子基板1和定子基板6,所述转子基板1的底部设置有若干个扇形磁铁3;所述扇形磁铁3底部设置有线圈封装部件4,所述线圈封装部件4包括齿13和绕在所述齿13上的铜线绕组14;所述齿13固定在所述定子基板6上;所述转子基板1和定子基板6之间形成有空腔，轴承5安装在所述空腔内，所述轴承5的底部安置在所述定子基板6的凸台上，所述轴承5由轴承外压筒11和轴承内压筒8 固定;所述轴承外压筒11固定在所述定子基板6上，所述轴承内压筒8固定在所述转子基板1 上;所述轴承内压筒8的下方设置有圆光栅尺10,所述定子基板6上对应设置有编码器读头 1。
[0021]本实施例中，所述转子基板1的底部设置有背铁2,所述扇形磁铁3设置在所述背铁 2的底部。[〇〇22]本实施例中，所述转子基板1的底部设置有凹槽，所述背铁2固定设置在所述凹槽里。
[0023]本实施例中，所述齿13和铜线绕组14的数量相同。[〇〇24]本实施例中，所述轴承外压筒11和所述轴承5之间设置有波形垫圈12。
[0025]本实施例中，所述轴承5的外圈通过所述轴承外压筒11和所述波形垫圈2卡住，所述转子基板1和所述轴承内压筒8形成凹环，所述凹环卡住所述轴承5的内圈。
[0026]本实施例中，所述圆光栅尺10和编码器读头7的外侧设置有盖板9。
[0027]本实施例中，所述转子基板1和所述轴承内压筒8螺栓联接，所述轴承外压筒11和所述定子基板6螺栓联接。
[0028]本实施例中，所述齿13的底部设有螺纹孔，所述齿13通过螺栓固定在所述定子基板6上。[〇〇29]本实施例中，所述轴承5设置有两个。
[0030]本实用新型的铜线直接绕在齿上，每个齿底部设有螺纹孔，通过螺栓把齿固定在定子基板上。绕好所有铜线在齿上并固定在定子基板上后，用环氧树脂材料填充成现有封装的形状。轴承设在电机的内腔，通过定子基板，轴承外压筒和波形垫片压住轴承的外圈， 通过转子基板和轴承内压筒固定住轴承的内圈。轴承内压筒底部设有圆光栅尺，通过设在定子基板上的编码器读头输出旋转的位置信号。盖板固定在定子基板的底部，盖住编码器读头和圆光栅尺，防止灰尘等杂物进入。
[0031]本实用新型提供的电机结构紧凑，充分利用了外部线圈，轴承设在内腔中，可以选用较大或较厚的轴承，其径向和轴向的承载力大，可适用于大负载的情况下，而其大中孔的设计，便于整个机器的走线和空间的利用，使得这个电机适用于广泛的应用。铜线直接绕在齿上，其绕线变的简单，而且充分利用了铜线和齿之间的空间，齿通过螺栓固定在定子基板上，这样的线圈绕组封装设计，简化了繁琐的步骤，充分利用了空间，使得电机的功率密度变大。磁铁的背部需要是导磁较好的材料，这类材料质量重，本电机的转子基板采用铝或铝合金或者类似的密度较小，强度高的材料，减少了整个电机转子本身的惯量，留出更多的扭矩用于应用，转子基板下方设有背铁，这样又保证了磁场的强度。本设计在其后衍生的电机中，为了得到更高的扭矩而增加轴向的尺寸，只需增高线圈绕组部件即可，使得这个设计更简单多元化。而不需增加总磁铁的体积就可以加大电机的扭矩，节省了磁铁的投入。磁铁的主要材料就是稀土，这样的设计更加贴近环保，节约能源，也进一步的节省了成本。本实用新型转子基板、背铁和磁铁的设计，减轻了转动惯量，合理的设计使得可以用更大或更厚的轴承，大大提高了电机轴向和径向承载力，拓宽了应用范围。
[0032]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种轴向磁通直驱电机，其特征在于，包括转子基板和定子基板，所述转子基板的底 部设置有若干个扇形磁铁;所述扇形磁铁底部设置有线圈封装部件，所述线圈封装部件包 括齿和绕在所述齿上的铜线绕组;所述齿固定在所述定子基板上;所述转子基板和定子基 板之间形成有空腔，轴承安装在所述空腔内，所述轴承的底部安置在所述定子基板的凸台 上，所述轴承由轴承外压筒和轴承内压筒固定;所述轴承外压筒固定在所述定子基板上，所 述轴承内压筒固定在所述转子基板上;所述轴承内压筒的下方设置有圆光栅尺，所述定子 基板上对应设置有编码器读头。2.根据权利要求1所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述转子基板的底部设置有 背铁，所述扇形磁铁设置在所述背铁的底部。3.根据权利要求2所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述转子基板的底部设置有 凹槽，所述背铁固定设置在所述凹槽里。4.根据权利要求1所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述齿和铜线绕组的数量相同。5.根据权利要求1所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述轴承外压筒和所述轴承 之间设置有波形垫圈。6.根据权利要求5所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述轴承的外圈通过所述轴 承外压筒和所述波形垫圈卡住，所述转子基板和所述轴承内压筒形成凹环，所述凹环卡住 所述轴承的内圈。7.根据权利要求1所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述圆光栅尺和编码器读头 的外侧设置有盖板。8.根据权利要求1所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述转子基板和所述轴承内 压筒螺栓联接，所述轴承外压筒和所述定子基板螺栓联接。9.根据权利要求1所述的轴向磁通直驱电机，其特征在于，所述齿的底部设有螺纹孔， 所述齿通过螺栓固定在所述定子基板上。
【文档编号】H02K11/20GK205647069SQ201620262339
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】林浩元, 吴彩鸣, 魏潇春
【申请人】雅科贝思精密机电(上海)有限公司