專利名稱：微型無刷電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明 涉及無刷電機，尤其涉及微型無刷直流電機，所謂微型電機，通常是指 體積較小、輸出功率在幾百瓦以內的電機。
背景技術：
圖11是現(xiàn)有的一種無刷電機的轉子的示意圖，該轉子包括轉軸1’、固定到轉 軸1’上的轉子鐵芯、安裝到轉子鐵芯外周表面的磁鐵3’。為了防止轉子轉動時磁鐵 3’被離心力甩出轉子鐵芯，通常在轉子鐵芯外周套設一個保護環(huán)6’。保護環(huán)6’通常 由不銹鋼制成，保護環(huán)6’要足夠薄以免嚴重降低磁場的使用率。這種保護環(huán)的制造較 為復雜，成本較高。此外，轉子鐵芯兩端還分別安裝有金屬蓋子4’和5’，蓋子4’和5’用來校 準轉子的平衡度。即，在安裝好蓋子4’和5’之后，根據(jù)需要在蓋子的合適位置挖孔 7’，使蓋子的質心位置發(fā)生改變，從而將整個轉子的質心調整到轉軸上，實現(xiàn)對轉子平 衡性的校準。本領域的技術人員應當意識到，金屬蓋子4’和5’應當具有較大的質量才 容易通過鉆孔7’來調整整個轉子的質心位置。因此，金屬蓋子4’和5’通常是銅制 的，成本較高。此外，質量大的金屬蓋子還增加了轉子的慣性，這是不想要的。還有， 在金屬蓋子上挖孔不方便，提高了加工難度，增大了電機的成本。因此，亟需一種結構簡單、成本低的無刷電機。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種結構簡單的微型無刷電機，該無刷電機包括定子和安裝到定子 內的轉子，所述轉子包括轉軸、固定到所述轉軸的轉子鐵芯、安裝到所述轉子鐵芯的若 干塊磁鐵，所述轉子還包括兩個保護蓋，所述兩個保護蓋分別從所述轉子鐵芯的兩端緊 配安裝到所述轉子鐵芯，其中一個保護蓋包覆所述轉子鐵芯的一個端面和至少一部分外 周表面，另一個保護蓋至少包覆所述轉子鐵芯的另一個端面。作為本發(fā)明的進一步改進，所述轉子鐵芯的外周表面具有若干沿軸向延伸的定 位凹槽和若干沿軸向延伸的凸棱，所述磁鐵通過粘合劑安裝到所述轉子鐵芯的外周表 面，每個凹槽位于相鄰的兩塊磁鐵之間，每個凸棱位于相鄰的兩塊磁鐵之間。作為本發(fā)明的進一步改進，所述兩個保護蓋與所述轉軸為過盈配合，所述兩個 保護蓋緊配安裝到所述轉子鐵芯后基本包覆了所述轉子鐵芯的所有外表面，所述兩個保 護蓋之間的接合面涂有粘合劑用于密封所述兩個保護蓋之間的縫隙。作為本發(fā)明的進一步改進，所述定子包括外殼以及固定到外殼內側的定子鐵 芯，所述外殼的兩個端蓋上都設置有若干氣孔；所述轉子的保護蓋的端面包括若干扇 葉，所述扇葉在所述轉子轉動時驅動空氣以產生氣流，所述氣流的流道包括一個端蓋上 的氣孔、轉子與所述定子之間的氣隙、以及另一個端蓋上的氣孔。作為本發(fā)明的進一步改進，一部分所述扇葉上還固定有平衡材料用于平衡所述轉子。作為本發(fā)明的進一步改進，所述定子鐵芯的外周表面還具有若干沿軸向延伸的 凹槽，所述氣流的流道還包括所述凹槽。作為本發(fā)明的進一步改進，所述保護蓋的端面還包括若干凹孔，所述若干凹孔 用于填充平衡材料以平衡所述轉子。本發(fā)明的實施例的有益效果是電機轉子包括兩個保護蓋，這兩個保護蓋分別 從轉子鐵芯的兩端緊配安裝到轉子鐵芯，保護蓋包覆轉子鐵芯的外周表面以防止磁鐵從 轉子鐵芯上脫落。這種電機轉子結構簡單，便于制造，成本低。此外，還可以向保護蓋 增加平衡材料以平衡轉子；進一步地，還可以在保護蓋上增設扇葉，以在轉子轉動時形 成氣流用于冷卻電機。為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳 細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。


附圖中圖1是本發(fā)明第一實施例的無刷電機的轉子的裝配示意圖；圖2是圖1所示轉子鐵芯的截面示意圖；圖3是圖1所示轉子裝配后的示意圖；圖4是本發(fā)明第一實施例的無刷電機的定子的示意圖；圖5是圖3所示轉子安裝到圖4所示的定子后的結構示意圖；圖6是本發(fā)明第二實施例的無刷電機的轉子的示意圖；圖7是本發(fā)明第三實施例的無刷電機的轉子的裝配示意圖；圖8是圖7所示轉子裝配后的示意圖；圖9是本發(fā)明第四實施例的無刷電機的轉子鐵芯的截面示意圖；圖10是本發(fā)明第五實施例的無刷電機的轉子鐵芯的示意圖；圖11是現(xiàn)有的無刷電機的轉子的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖，通過對本發(fā)明的具體實施方式
詳細描述，將使本發(fā)明的技術方 案及其他有益效果顯而易見。圖1是本發(fā)明第一實施例的無刷電機的轉子的裝配示意圖，圖2是轉子鐵芯的截 面示意圖，圖3是轉子裝配后的示意圖。參考圖1和圖2，該轉子包括轉軸1、固定到轉軸1的轉子鐵芯2、安裝到轉子 鐵芯2的若干塊磁鐵3、以及分別緊配安裝到轉子鐵芯兩端的兩個保護蓋4和5。所述若 干塊磁鐵3通過粘合劑安裝到轉子鐵芯2的外周表面，沿著轉子鐵芯2的圓周方向均勻分 布。轉子鐵芯2的外周表面設有若干沿軸向延伸的定位凹槽7，每個定位凹槽7位于相鄰 的兩塊磁鐵3之間。定位凹槽7既用于安裝磁鐵3時的定位，也用于安裝保護蓋4、5時 的定位。保護蓋4和5的內側表面具有定位凸塊6用于與定位凹槽7配合。在裝配保護蓋時，將保護蓋的定位凸塊6對齊到定位凹槽7，然后分別從轉子鐵芯2的兩端以緊配安裝 (press fit)的方式將保護蓋4和5套裝到轉子鐵芯2，使保護套4、5與轉子鐵芯2緊配。 裝配好之后，保護蓋4包覆轉子鐵芯2的一個端面和一部分外周表面，保護蓋5包覆轉子 鐵芯的另一個端面和一部分外周表面。為了使保護蓋4和5能夠更穩(wěn)固地固定到轉子鐵 芯2上，可以在裝配前在定位凹槽7中填充合適的粘合劑。參考圖3，本實施 例中，轉子裝配好之后，保護蓋4、5與轉子1過盈連接，與轉 子鐵芯2為緊配連接，保護蓋4和5—起包覆了轉子鐵芯2的所有外表面。保護蓋4和5 相接之處的縫隙中可以填充粘合劑，提高保護蓋4和5的密封性。保護蓋4和5最好由防 腐塑料制成，例如PPS (聚苯硫醚)材料或者POM (聚甲醛)材料，磁鐵3是稀土磁鐵。 保護蓋4和5包覆了磁鐵3和轉子鐵芯2，可以防止磁鐵3、轉子鐵芯生銹或者腐蝕。此 夕卜，保護蓋4和保護蓋5的結構可以是完全相同的，以便使用相同的模具去制造，以降低 成本。再參考圖3，保護蓋4和5的端面包括若干扇葉10，該若干扇葉10位于保護蓋的 端面上并環(huán)繞在轉軸1的周圍。同一個保護蓋上的各個扇葉10朝著同一個方向(順時針 或者逆時針)偏離保護蓋的徑向，各片扇葉10相對于轉軸1傾斜一定的角度。這樣，在 轉子轉動時，這兩個保護蓋的扇葉10將共同驅動空氣形成氣流，該氣流從轉子的一端流 向另一端，用于冷卻無刷電機，下面會結合圖4和圖5對氣流的流道進行詳細描述。此 夕卜，可以根據(jù)需要在一部分扇葉安裝平衡材料12，平衡材料12用于平衡轉子，使轉子的 質心位于轉軸。平衡材料12最好是密度大的材料，例如金屬夾片。本發(fā)明的這種平衡 轉子的方法比現(xiàn)有的方法更簡單，更容易實施。另外，保護蓋的端部還包括一個加強環(huán) 11用于與該保護蓋的各片扇葉連接，以增強扇葉的強度。加強環(huán)11的直徑大于轉軸1的 直徑。在兩個保護蓋4和5都設置了加強環(huán)的情況下，最好確保至少一個加強環(huán)11的直 徑不大于轉子鐵芯處的外徑，以便于安裝轉子。在本實施例中，加強環(huán)11與各片扇葉的 外端連接，能防止平衡材料12在離心力作用下脫離所述扇葉。在制造保護蓋時，可以直 接在保護蓋上形成上述的扇葉10和加強環(huán)11。圖4是本發(fā)明第一實施例的無刷電機的定子的示意圖，圖5是轉子安裝到該定子 后的結構示意圖。在圖5中，為了清楚地顯示轉子與定子的位置關系以及顯示電機的內 部結構，把外殼剖去了四分之一。參考圖4和圖5，定子包括外殼30以及固定到外殼內側的定子鐵芯20，外殼的 兩個端蓋上都設置有若干氣孔31、32，在轉子轉動時，保護蓋4上的扇葉10吸氣，氣孔 31作為進風口；而保護蓋5上的扇葉10向外排氣，氣孔32作為出風口。定子鐵芯20包括若干沿徑向內凸的齒23，每個齒上纏繞有一個線圈元件22，相 鄰的兩個線圈元件22之間存在軸向的縫隙?？諝鈴倪M氣口 31進入電機后，一部分空氣 可流過該軸向的縫隙，從而快速散發(fā)線圈元件22產生的熱量，冷卻定子的線圈元件22、 定子鐵芯20等。此外，定子鐵芯20的外周表面還具有若干沿軸向延伸的凹槽21，使得 定子鐵芯20與定子外殼30之間具有若干軸向的通道?？諝鈴倪M氣口 31進入電機后，一 部分空氣可流過該軸向的通道，從而冷卻定子鐵芯20和外殼30。也就是說，轉子轉動時 產生的氣流在電機內的流道包括轉子與定子之間的氣隙、定子鐵芯23的齒之間的縫隙、 定子鐵芯20與外殼之間的軸向通道等。
綜上所述，與圖10所示的現(xiàn)有無刷電機相比，上述實施例的無刷電機的轉子不 需要使用不銹鋼保護環(huán)6’，不需要安裝金屬蓋4’和5’。本發(fā)明的無刷電機結構簡 單，便于制造和裝配，并具有自冷卻的功能，有效地提高了無刷電機的功率密度。圖6是本發(fā)明 第二實施例的無刷電機的轉子的示意圖，本實施例的轉子與上一 實施例的不同之處在于加強環(huán)11的位置。在上一實施例中，如圖3所示，加強環(huán)11的 直徑基本上等于轉子鐵芯處的直徑，加強環(huán)11位于保護蓋遠離轉子鐵芯的端面，并連接 各片扇葉10朝外的端部。而在本實施例中，加強環(huán)11的直徑小于轉子鐵芯處的直徑， 加強環(huán)11與保護蓋的端面連接，并與各片扇葉10的朝內的端部連接。這種結構的保護 蓋便于制造，容易脫模。本實施例中，保護蓋4和保護蓋5的結構可以是完全相同的， 以便于使用相同的模具去制造，節(jié)省成本。圖7是本發(fā)明第三實施例的無刷電機的轉子的裝配示意圖，圖8是轉子裝配后的 示意圖，本實施例的轉子尤其適用于油泵和燃料泵中。參考圖7和圖8，保護蓋4和5的端面沒有設置扇葉和加強環(huán)，而是預設了若干 凹孔13，凹孔31在制造保護蓋時一次成型，以簡化制造工藝。安裝好保護蓋之后可以 向凹孔13內填充平衡材料以平衡轉子。此外，保護蓋4和5還設置有卡扣裝置9，用于 在裝配保護蓋4和5后使保護蓋4、5互相卡合，防止保護蓋4、5脫離轉子鐵芯。本實 施例采用的一種卡扣方案是在一個保護蓋中設置凸塊作為卡位，在另一個保護蓋上設置 對應的卡扣，當裝配好這兩個保護蓋時，卡位、卡扣剛好扣合在一起?？垩b置9可以 在制造保護蓋時一次成型，從而簡化了制造過程。兩個保護蓋之間的接合面8還涂有粘 合劑用于密封兩個保護蓋之間的縫隙。接合面8最好是斜面，以增大密封面積從而提高 密封性。作為一種替換方案，可以采用包覆成型的方式在轉子鐵芯上構造所述兩個保護 蓋，使該轉子能適用于需要將電機浸泡在液體中的應用領域。圖9是本發(fā)明第四實施例的無刷電機的轉子鐵芯的截面示意圖。與圖2所示的 轉子鐵芯相比，本實施例的轉子鐵芯的外周表面上不僅具有軸向的定位凹槽7，還具有若 干沿軸向延伸的凸棱14。凸棱14和定位凹槽7沿著轉子鐵芯的圓周方向交替分布。凸 棱14可用于安裝磁鐵3過程中的定位。在安裝磁鐵3時，在轉子鐵芯的外周表面上涂敷 粘合劑，然后將磁鐵3安裝到轉子鐵芯表面上貼靠凸棱14的位置。安裝好所有的磁鐵之 后，每個凸棱14將位于相鄰的兩塊磁鐵之間，而該相鄰的兩塊磁鐵則分別貼靠到該凸棱 的兩側。圖10是本發(fā)明第五實施例的無刷電機的轉子的裝配示意圖。本實施例的轉子與 圖3所示的轉子類似，區(qū)別在于，本實施例中保護蓋4和5的高度不相同。如圖10所 示，保護蓋4可緊配到轉子鐵芯，并包覆轉子鐵芯的一個端面和所有外周表面，而另一 個保護5裝配到轉子鐵芯的另一端。保護蓋4和保護蓋5 —起包覆了轉子鐵芯的所有外 表面。此外，保護蓋4、5上各具有兩個加強環(huán)11，這兩個加強環(huán)11分別連接各片扇葉 的兩端。類似地，圖8所示的轉子中，保護蓋4和5的高度也可以不相同。以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術方案和技 術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明的權利 要求的保護范圍。
權利要求
1.一種微型無刷電機，包括定子和安裝到定子內的轉子，所述轉子包括轉軸(1)、固 定到所述轉軸(1)的轉子鐵芯(2)、安裝到所述轉子鐵芯(2)的若干塊磁鐵(3)，其特征 在于所述轉子還包括兩個保護蓋(4，5)，所述兩個保護蓋分別從所述轉子鐵芯的兩端緊 配安裝到所述轉子鐵芯，其中一個保護蓋包覆所述轉子鐵芯的一個端面和至少一部分外 周表面，另一個保護蓋至少包覆所述轉子鐵芯的另一個端面。
2.如權利要求1所述的微型無刷電機，其特征在于，所述轉子鐵芯的外周表面具有若 干沿軸向延伸的定位凹槽(7)，所述保護蓋的內側表面具有定位凸塊(6)用于與所述定位 凹槽(7)配合，所述保護蓋緊配安裝到所述轉子鐵芯后其定位凸塊位于對應的定位凹槽 內。
3.如權利要求2所述的微型無刷電機，其特征在于，所述磁鐵通過粘合劑安裝到所述 轉子鐵芯的外周表面，每個定位凹槽(7)位于相鄰的兩塊磁鐵之間，所述定位凹槽(7)填 充有粘合劑。
4.如權利要求3所述的微型無刷電機，其特征在于，所述轉子的外周表面還具有若干 沿軸向延伸的凸棱(14)，每個凸棱位于相鄰的兩塊磁鐵之間，所述相鄰的兩塊磁鐵分別 貼靠到對應的凸棱的兩側。
5.如權利要求2所述的微型無刷電機，其特征在于，所述兩個保護蓋與所述轉軸為過 盈配合，所述兩個保護蓋緊配安裝到所述轉子鐵芯后基本包覆了所述轉子鐵芯的所有外 表面，所述兩個保護蓋之間的接合面(8)涂有粘合劑用于密封所述兩個保護蓋之間的縫 隙。
6.如權利要求5所述的微型無刷電機，其特征在于，所述兩個保護蓋在緊配安裝后通 過內側的卡扣裝置(9)互相扣合在一起，所述兩個保護蓋之間的接合面為斜面。
7.如權利要求1至6中任意一項所述的微型無刷電機，其特征在于所述定子包括外殼(30)以及固定到外殼內側的定子鐵芯(20)，所述外殼的兩個端蓋 上都設置有若干氣孔(31，32)；所述轉子的保護蓋的端面具有若干扇葉(10)，所述扇葉在所述轉子轉動時驅動空 氣以產生氣流，所述氣流的流道包括一個端蓋上的氣孔(31)、轉子與所述定子之間的氣 隙、以及另一個端蓋上的氣孔(32)。
8.如權利要求7所述的微型無刷電機，其特征在于，一部分所述扇葉上還固定有平衡 材料(12)用于平衡所述轉子。
9.如權利要求7所述的微型無刷電機，其特征在于，保護蓋的遠離轉子鐵芯的端部 還包括一個加強環(huán)(11)與所述扇葉連接，所述加強環(huán)(11)的直徑大于所述轉軸(1)的直 徑。
10.如權利要求7所述的微型無刷電機，其特征在于，所述定子鐵芯包括若干沿徑向 內凸的齒(23)，每個齒上纏繞有一個線圈元件(22)，相鄰的兩個線圈元件之間存在軸向 的縫隙；所述氣流的流道還包括所述軸向的縫隙。
11.如權利要求7所述的微型無刷電機，其特征在于，所述定子鐵芯的外周表面還具 有若干沿軸向延伸的凹槽(21)，所述凹槽(21)形成定子鐵芯與定子外殼之間的軸向通 道，所述氣流的流道還包括所述軸向通道。
12.如權利要求1至6中任意一項所述的微型無刷電機，其特征在于，所述保護蓋的 端面具有若干凹孔(13)，所述若干凹孔用于填充平衡材料以平衡所述轉子。
全文摘要
本發(fā)明涉及微型無刷電機，包括定子和安裝到定子內的轉子，所述轉子包括轉軸(1)、固定到所述轉軸(1)的轉子鐵芯(2)、安裝到所述轉子鐵芯(2)的若干塊磁鐵(3)，所述轉子還包括兩個保護蓋(4，5)，所述兩個保護蓋分別從所述轉子鐵芯的兩端緊配安裝到所述轉子鐵芯，其中一個保護蓋包覆所述轉子鐵芯的一個端面和至少一部分外周表面，另一個保護蓋至少包覆所述轉子鐵芯的另一個端面。這兩個保護蓋最好是防腐的，用于包覆住轉子鐵芯的所有外表面。這種電機轉子結構簡單，便于制造，成本低。此外，還可以向保護蓋增設平衡孔，根據(jù)需要向平衡孔填充平衡材料以平衡轉子；還可以在保護蓋上增設扇葉，以在轉子轉動時形成氣流用于冷卻電機。
文檔編號H02K1/12GK102013780SQ200910190108
公開日2011年4月13日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權日2009年9月7日
發(fā)明者李永斌, 王新平 申請人:德昌電機(深圳)有限公司