专利名称：小型永磁无刷直流电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及永磁无刷直流电机，特别涉及应用在电风扇等小家电产品上的小型永磁无刷直流电机的转轴的定位结构。
背景技术：
目前在电风扇等小家电产品上已经开始大量使用直流12V电压电源，不仅安全、节能而且也可以直接使用太阳能等新能源。为此100W左右的小型永磁无刷直流电机则应运而生，如ZL200820099438. X所披露的一种外转子无刷直流电机，包括外转子、定子、电机转轴及电机端盖，电机转轴的一端部伸出所述壳体外，用于连接风轮用；其中所述外转子定位在两个支撑轴承之外的所述电机转轴的延伸段上。由于该种用途的电机的结构部件都尽力采用比较轻薄或比较轻的材料(如薄铁板或塑料)制造从而降低成本，但如此导致其承力部位的刚度不能像传统大电机一样的好。例如该种电机内侧的轴承设置在所述延伸通道的内侧顶端部，所述延伸通道本身是一个悬臂，转轴、外转子及定子的重量主要加载在该延伸通道上就容易产生轻度的下沉变形，如果所述延伸通道用材稍微薄一点或采用塑料，不仅容易使前后轴承的中轴线错位，而且高速旋转的轴承产生的热量及电机内部绕组产生的热量将导致轴承与所述延伸通道之间的间隙加大从而使轴承在所述延伸通道内容易出现相对滑动的问题，如此不仅导致所述外转子转动时跳动大，而且其与定子之间的气隙不均匀从而噪音高，电机发热量大；如此进一步导致的问题是，风扇的转速和风量不能太高，否则风扇不能使用牙箱作为摇头机构，因为外转子跳动大而极易损坏牙箱，只能使用同步电机作为摇头机构的驱动机构，但外电源本身为直流电源时，同步直流电机的造价非常之高。为克服上述问题，必须采用相对厚重的材料制造所述延伸通道和外壳体，但如此将加大制造成本，甚至必须将所述延伸通道与其连接的电机端盖分开加工后焊接在一起，至少很难采用较经济的制造工艺如一体化注塑、冲压等工艺成型制造电机。从设计原理的角度将，上述ZL200820099438. X所披露的技术方案不失为一个较好的方案，但是在实际应用中，作为一种低值但非常实用的产品，由于其连续使用时间长，使用环境温度比较高，为此这种现有方案就存在巨大的缺陷。
发明内容针对现有技术的不足，本发明的目的主要在于改进电机转轴的支撑轴承的设置位置，使电机的外转子转动更加平稳，电机运行所产生的热量不会过多地影响轴承的运行进而加剧外转子的跳动，在能够有效地降低制造成本的情况下又不影响电机的质量相反使电机的整体震动小。为实现上述目的，本发明提出一种小型永磁无刷直流电机，包括前定位壁、后定位壁和设置在所述前定位壁和后定位壁之间的定子、外转子和转轴；其中所述外转子呈桶状并固连在所述转轴上，所述定子固连在所述前定位壁上并伸入所述外转子的桶腔内；其特征在于，所述前定位壁、后定位壁采用薄铁板材料冲压成型或采用耐温绝缘塑料注塑成型，在所述前定位壁、后定位壁上分别设置有位于同一轴线上的轴承及分别容纳所述、轴承的前轴承腔和后轴承腔，所述转轴可旋转地设置在所述前轴承腔和后轴承腔中设置的轴承上，所述转轴自由穿过所述定子的中心孔并延伸出所述前定位壁或后定位壁。由于所述轴承设置在所述前定位壁和后定位壁上设置的前轴承腔和后轴承腔中，所述外转子位于前后两个轴承之间的转轴上，其有益的效果在于I.定子的重量未直接或间接地加载在转轴上，仅仅只有所述外转子的重量使所述转轴产生的轻度下沉绕度小于现有技术中外转子设置在转轴延伸段上的技术方案，从而与现有技术对比，所述外转子高速旋转时的跳动量要小。2.其次轴承没有完全位于电机内部的热空气环境中，轴承能够借助于所述前定位壁和后定位壁甚至外面的空气散热，从而使前后轴承位置的温度得到有效控制，至少不易出现轴承在轴承腔内滑动或松动的问题。3.利用所述前定位壁和后定位壁的壁体本·身作为轴承的承力结构件，并且承力方向与所述前定位壁和后定位壁的壁体本身的延伸方向相同，为此所述前定位壁和后定位壁分别采用薄铁板材料一次性冲压成型或采用耐温绝缘塑料一体注塑成型，也能够具有比较好的承力刚度，同时所述前定位壁和后定位壁的制造成本也比较低。4.上述各种因素的组合，使得所述电机内部温度低，转轴的变形小，而且还可以缩短所述定子的铁芯长度，从而使电机的整体震动小。所述前定位壁、后定位壁的结构，至少可以包括以下两种结构(I)所述前定位壁和后定位壁通过过渡壁定位和连接起来从而整体呈U型支架状。即所述前定位壁和后定位壁所组成的支架呈开放状态，通过所述过渡壁不仅实现所述前定位壁和后定位壁之间的连接，而且实现对设置在它们之上的轴承腔或轴承予以定位，使前后轴承位于同一轴线上，这样不仅结构简单而且成本低，又能满足设计目的，其中所述前定位壁和后定位壁可以一体化冲压或注塑制造，也可以分别制造后组合定位和连接起来。所述前定位壁、后定位壁与所述过渡壁之间连接转角位置还可以设置连接用加强筋。(2)所述前定位壁或后定位壁呈桶状，所述前定位壁和后定位壁前后组合形成包容型的壳体，所述壳体上设置有空气对流孔。即可以是所述前定位壁呈桶状，也可以是所述后定位壁呈桶状，或它们同时呈桶状，它们组合具有容腔并容纳定子、外转子和转轴等部件。这样所述壳体不仅能够具有一定的防尘作用而且结构强度好；所述壳体上设置有空气对流孔，可以借助于所述空气对流孔散发电机内部的热量，进一步减少所述转轴的变形绕度量，也能保护所述定子上的电磁线圈。进一步的技术方案还可以是，在所述前定位壁上设置向内延伸的延伸通道，所述定子通过其中心孔套在所述延伸通道的外侧，所述延伸通道的中心孔的外端部形成所述前轴承腔，所述延伸通道的中心孔的内径大于所述转轴的外径。这样所述延伸通道仅仅其固定所述定子并辅助所述定子散热的作用，所述定子和所述延伸通道的重量不会直接或间接地承压在所述转轴上。进一步的技术方案还可以是，所述延伸通道与所述前定位壁一体化成型。进一步的技术方案还可以是，所述前定位壁和后定位壁的外周口处分别设置向外凸出的翻边，所述翻边上设置有定位孔，所述前定位壁和后定位壁通过定位螺丝和所述定位孔定位并连接。由于所述前定位壁和后定位壁采用一体成型工艺，其上分别设置的定位孔的相对对位精度可以得到有效地控制从而使所述前定位壁和后定位壁之间的定位精度良好，使前后轴承能够准确地位于同一轴线上。进一步的技术方案还可以是，在所述外转子的桶底壁外侧面上设置风叶片。所述风叶片可以强化所述壳体内的空气对流和与外部空气之间的对流，从而强化散热效果。进一步的技 术方案还可以是，在所述外转子包括呈桶状的铁质支撑架和设置在所述支撑架的桶侧壁内侧的永磁体，所述支撑架的壁厚为2. 5±0. I毫米。其中所述外转子的桶底壁也就是所述支撑架的桶底壁。这样由于所述支撑架的壁厚适中，不仅可以采用简单的冲压模具及小吨位的冲床制造所述支撑架从而降低成本，又不影响所述支撑架的导磁性倉泛。进一步的技术方案还可以是，所述轴承是含油滑动轴承；还包括连接到所述前定位壁上的前压盖，所述前压盖与所述前定位壁前后配合形成与所述轴承适配的所述前轴承腔；还包括连接到所述后定位壁上的后压盖，所述后压盖与所述后定位壁前后配合形成与所述轴承适配的所述后轴承腔；所述前压盖和所述后压盖采用薄铁板材料冲压成型或采用耐温绝缘塑料一体注塑成型并且其上设置有能够让所述转轴穿过的盖孔。由于本发明具有上述特点和优点，可以应用到小型永磁无刷直流电机中。
图I是应用本发明的小型永磁无刷直流电机的第一种实施结构示意图；图2是应用本发明的小型永磁无刷直流电机的第二种实施结构示意图；图3是图2中的A部放大图；图4是应用本发明的小型永磁无刷直流电机的外转子结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对应用本发明的小型永磁无刷直流电机的结构作出具体说明。实施例一如图I所示，小型永磁无刷直流电机，包括大致呈板状的前定位壁11和后定位壁12，所述前定位壁11和后定位壁12呈板状并通过过渡壁10定位并连接起来，从而所述前定位壁11、后定位壁12、过渡壁10组合形成U型开放式的支架状；其中所述前定位壁11、后定位壁12与所述过渡壁10之间连接转角位置还设置连接用加强筋101，从而增加它们之间的连接强度，防止所述前定位壁11、后定位壁12向外侧过份地倾倒或变形。所述前定位壁11、后定位壁12、过渡壁10采用薄铁板冲压成型，所述前定位壁11和后定位壁12之间设置有定子2、绕所述定子2的外围旋转的外转子3和在所述外转子3的拖动下能够转动的转轴4。所述定子2中心设置有让所述转轴4自由穿过的中心孔，即所述定子2中心设置的中心孔的内径大于所述转轴4的外径。所述前定位壁11的内侧设置有向内延伸的延伸通道17，所述延伸通道17与所述前定位壁11 一体冲压成型，所述定子2通过其中心孔套装在所述延伸通道17的外侧，所述延伸通道17与所述定子2中心的中心孔大致位于同一轴线上；所述延伸通道17的中心孔13的内径大于所述转轴4的外径，从而使所述转轴4自由穿过所述延伸通道17的中心孔13和所述定子2中心的中心孔。所述转轴4连接所述外转子3并穿过所述延伸通道17及所述定子2中心的中心孔后支承在位于同一轴线上的轴承15和轴承16上并延伸出所述前定位壁11或后定位壁12 ;所述轴承15和轴承16主要通过所述过渡壁10前后定位。这样所述外转子3的重量仅仅落在所述转轴4上，而所述外转子3及所述转轴4的重量仅仅落在所述前定位壁11和后定位壁12上，并且所述前定位壁11和后定位壁12上设置的所述轴承15和轴承16能够得到比较好的散热效果，为此使所述外转子3转动时跳动小，轴承不易磨损烧坏。所述轴承15和轴承16为大致呈椭圆形的含油轴承并且其中心轴线重合。在所述前定位壁11的外侧卡接前压盖181，所述前压盖181与所述前定位壁11配合在所述延伸通道17的中心孔13的外侧端部位置形成与所述轴承15适配的大致呈椭圆形的前轴承腔131 ;在所述后定位壁12的内侧卡接后压盖182，所述后压盖182与所述后定位壁12配合形成与所述轴承16适配的大致呈椭圆形的后轴承腔14。所述前压盖181和所述后压盖182分别采用薄铁板冲压成型为三爪状并通过其爪状凸起扣接在所述前定位壁11和后定 位壁12上对应设置的开口处(112、122)，其次所述前压盖181和所述后压盖182的中央分别设置能够让所述转轴4穿过的盖孔。由于设置了所述前压盖181和所述后压盖182，才使所述前轴承腔131和所述后轴承腔14具有与所述轴承(15、16)适配的大致呈椭圆形的形状，因为所述轴承(15、16)设置为含油轴承的情况下，含油轴承的外形一般为椭圆形，而单纯地依靠所述前定位壁11或所述后定位壁12本身冲压出椭圆形容腔的制造难度非常大而且制造成本非常高。而所述电机采用含油轴承，不仅其所述转轴4运转平稳而且故障少。所述过渡壁10上还设置有连接柱6，从而便于将所述电机连接到风扇等电器上。所述定子2固连在所述延伸通道17的外侧。所述定子2包含有绝缘骨架及设置在所述绝缘骨架上的多极绕组，所述多极绕组通过引线8与外部控制器连接。如图4所示，所述外转子3包括呈桶状的铁质支撑架32和永磁体34，其通过支撑架32的桶底壁321固连在所述转轴4上进而能够拖动所述转轴4旋转；所述支撑架32的桶侧壁322的内侧设置有永磁体34。所述支撑架32的厚度为2. 5±0. I毫米，例如2. 4毫米、2. 45毫米、2. 5毫米或2. 55毫米左右等，这样便于通过简单的冲压工艺制造所述支撑架32。所述定子2伸入到所述外转子3的桶腔内并与所述定子2之间具有气隙。注意，本实施例一的产品中的所述外转子3上并不包含所述桶底壁321的外侧面上设置的风叶片33。为了使所述外转子3旋转时安全可靠，最好是所述后定位壁12的外径尺寸大于所述外转子3的旋转范围。实施例二如图2、图3和图4所示，与实施例一不同的是，小型永磁无刷直流电机，其所述前定位壁11和后定位壁12分别呈桶状并前后组合形成包容型的壳体1，所述壳体I容纳所述定子2、绕所述定子2的外围旋转的外转子3和在所述外转子3的拖动下能够转动的转轴4，但所述转轴4延伸出所述前定位壁11或后定位壁12。所述前定位壁11和后定位壁12的外周口处分别设置向外凸出的翻边(111、121)，所述翻边(111、121)上设置有定位孔，所述前定位壁11和后定位壁12通过定位螺丝7和定位孔定位并连接。这样由于所述前定位壁11和后定位壁12分别采用定型模具一体成型，不仅可以使两者之间相对定位精度高，而且制造工艺简单从而大大降低了成本。所述前定位壁11和后定位壁12上都设置有空气对流孔5，从而可以借助于所述空气对流孔5散发电机内部的热量。[0036] 其次在所述外转子3的桶底壁321的外侧面上设置风叶片33，当所述外转子3旋 转时，所述风叶片33可以强化所述壳体I内的空气对流和通过空气对流孔5与外部空气之间的对流，从而强化散热效果。
权利要求1.小型永磁无刷直流电机，包括前定位壁、后定位壁和设置在所述前定位壁和后定位壁之间的定子、外转子和转轴；其中所述外转子呈桶状并固连在所述转轴上，所述定子固连在所述前定位壁上并伸入所述外转子的桶腔内；其特征在于，所述前定位壁、后定位壁采用薄铁板材料冲压成型或采用耐温绝缘塑料注塑成型，在所述前定位壁、后定位壁上分别设置有位于同一轴线上的轴承及分别容纳所述轴承的前轴承腔和后轴承腔，所述转轴可旋转地设置在所述前轴承腔和后轴承腔中设置的轴承上，所述转轴自由穿过所述定子的中心孔并延伸出所述前定位壁或后定位壁。
2.根据权利要求I所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述前定位壁和后定位壁通过过渡壁定位和连接从而整体呈U型支架状。
3.根据权利要求2所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述前定位壁、后定位壁与所述过渡壁之间连接转角位置还设置连接用加强筋。
4.根据权利要求I所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述前定位壁或后定位壁呈桶状，所述前定位壁和后定位壁前后组合形成包容型的壳体，所述壳体上设置有空气对流孔。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，在所述前定位壁上设置向内延伸的延伸通道，所述定子通过其中心孔套在所述延伸通道的外侧，所述延伸通道的中心孔的外端部形成所述前轴承腔，所述延伸通道的中心孔的内径大于所述转轴的外径。
6.根据权利要求5所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述延伸通道与所述前定位壁一体化成型。
7.根据权利要求4所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述前定位壁和后定位壁的外周口处分别设置向外凸出的翻边，所述翻边上设置有定位孔，所述前定位壁和后定位壁通过定位螺丝和所述定位孔定位并连接。
8.根据权利要求4所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，在所述外转子的桶底壁外侧面上设置风叶片。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述外转子包括呈桶状的铁质支撑架和设置在所述支撑架的桶侧壁内侧的永磁体，所述支撑架的壁厚为2.5±0. I 晕米。
10.根据权利要求1、2、3或4所述的小型永磁无刷直流电机，其特征在于，所述轴承是含油滑动轴承；还包括连接到所述前定位壁上的前压盖，所述前压盖与所述前定位壁前后配合形成与所述轴承适配的所述前轴承腔；还包括连接到所述后定位壁上的后压盖，所述后压盖与所述后定位壁前后配合形成与所述轴承适配的所述后轴承腔；所述前压盖和所述后压盖采用薄铁板材料冲压成型或采用耐温绝缘塑料一体注塑成型并且其上设置有能够让所述转轴穿过的盖孔。
专利摘要一种小型永磁无刷直流电机，包括前定位壁、后定位壁和设置在所述前定位壁和后定位壁之间的定子、外转子和转轴；其中外转子呈桶状并固连在转轴上，定子固连在前定位壁上并伸入外转子的桶腔内；其特征在于，前定位壁、后定位壁采用薄铁板材料冲压成型或采用耐温绝缘塑料注塑成型，在前定位壁、后定位壁上分别设置有位于同一轴线上的前轴承腔和后轴承腔，转轴可旋转地设置在前轴承腔和后轴承腔中设置的轴承上，转轴自由穿过定子的中心孔并延伸出前定位壁或后定位壁，因此在能够有效地降低制造成本的情况下，又不影响电机的质量相反使电机的整体震动小，可以应用在电风扇等小家电产品上的小型永磁无刷直流电机的转轴的定位结构。
文档编号H02K29/03GK202513801SQ20122014305
公开日2012年10月31日 申请日期2012年3月31日 优先权日2012年3月31日
发明者冯泽基 申请人:冯泽基