外转子电机及其转子的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种外转子电机及其转子。


背景技术：

2.根据定子与转子之间的相对位置不同，电机可分为内转子和外转子两类。内转子电机的转子被定子包围，即转子在内。外转子电机的转子包围住定子，即转子在外。
3.外转子电机具有功率密度大，相同功率情况下有更好的散热条件和更小的体积等一系列优势，但常规的外转子电机产品，由于转子尺寸较大，磁体的固定方式可靠性明显低于内转子电机，尤其是在极端的工况环境下，容易出现磁体脱落的情况。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对相关技术中的上述缺陷，提供一种磁体不易脱落的电机外转子。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种电机外转子，包括端盖、导磁芯、转轴和多个磁体，所述转轴与所述端盖固定连接，所述导磁芯与所述端盖固定连接；所述导磁芯包括环绕所述转轴的环形部以及周向间隔设在所述环形部内侧的多个卡扣，所述卡扣包括一侧连接于所述环形部内壁的基部以及连接于所述基部另一侧的钩子，相邻两个所述卡扣的所述钩子方向相反，所述环形部内壁以及所述钩子方向相向的相邻两个所述卡扣界定出磁体固定卡位，所述磁体固定卡位的数量为多个并且周向均匀分布，所述磁体固定卡位的远离所述端盖的轴向一侧开放以供所述磁体轴向插入，所述磁体与所述磁体固定卡位一一对应配合地设在所述磁体固定卡位中，所述钩子钩住所述磁体的朝向所述转轴的一侧。
6.优选地，所述基部径向凸出，所述钩子的凸出方向垂直于所述转轴；各个所述卡扣的径向尺寸相等。
7.优选地，所述磁体固定卡位轴向贯通。
8.优选地，所述环形部内壁以及所述钩子方向相背的相邻两个卡扣界定出朝向转轴开放并且轴向贯通的内缺口，所述内缺口数量等于所述磁体固定卡位的数量。
9.优选地，在所述磁体固定卡位中，所述导磁芯的所述环形部内壁为平面并且垂直于经过其周向中心位置的径向线，所述环形部内壁的周向中心位置的径向尺寸为b，所述环形部内壁与所述卡扣内壁相交位置的径向尺寸为a；
10.在所述内缺口中，所述环形部内壁的径向尺寸大于等于b而小于等于a。
11.优选地，所述端盖包括与所述转轴连接的连接部以及所述环绕转轴的环形的侧面部，所述侧面部的轴向一侧与所述连接部连接，另一侧开放，所述导磁芯配合设在所述侧面部中，所述侧面部内壁设有定位凸起，所述导磁芯外侧面上设有外缺口，所述定位凸起与所述外缺口配合，以使所述导磁芯相对于所述端盖周向定位。
12.优选地，所述定位凸起与所述外缺口轴向滑动配合，以供所述导磁芯从所述端盖
开放的一侧沿轴向安装入所述端盖。
13.优选地，所述外缺口的数量为至少一个并且不超过所述磁体固定卡位的数量。
14.优选地，所述外缺口径向开放并且轴向贯通。
15.优选地，所述外缺口的位置所对应的所述导磁芯内壁设有所述磁体固定卡位，所述外缺口的周向中心对准所述磁体固定卡位的周向中心。
16.优选地，所述导磁芯是导磁材料的，所述端盖是不导磁材料的。
17.本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：提供一种外转子电机，包括定子以及与所述定子转动配合的上述的电机外转子。
18.实施本发明的技术方案，至少具有以下的有益效果：该外转子电机及其转子通过磁体固定卡位对磁体进行定位，可以避免因电机冲击和急刹所带来的磁体容易松脱的问题，适用范围广，所有的外转子直流无刷电机都可以参照此结构设计。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明的一种实施方式的电机外转子的正投影视图(旋转轴线垂直于纸面)。
21.图2是图1中p部位的局部放大图。
22.图3是图1的电机外转子的端盖和转轴的立体图。
23.图4是图1的电机外转子的导磁芯的正投影视图。
24.图5是图4中q部位的局部放大图。
25.图6是图1的电机外转子的导磁芯的正投影视图。
26.图7是图6中r部位的局部放大图。
27.图中的标号表示：
28.端盖1，连接部11，侧面部12，定位台阶13，定位凸起14，导磁芯2，环形部21，卡扣22，基部221，钩子222，磁体固定卡位23，内缺口24，外缺口25，磁体3，转轴5；
29.在磁体固定卡位23中，环形部21内壁的周向中心位置231，环形部21内壁与所述卡扣22相交位置232。
具体实施方式
30.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。需要理解的是，如果文中出现“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如果文中出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；
可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。如果文中出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
32.参见图1-5，本发明的一种实施方式中的电机外转子，包括端盖1、导磁芯2、转轴5和周向分布的多个磁体3，转轴5与端盖1固定连接，导磁芯2与端盖1固定连接；导磁芯2包括环绕转轴5的环形部21以及周向间隔设在环形部21内侧的多个卡扣22，卡扣22包括一侧连接于环形部21内壁的基部221以及连接于基部221另一侧的钩子222，相邻两个卡扣22的钩子222方向相反，环形部21内壁以及钩子222方向相向的相邻两个卡扣22界定出磁体固定卡位23，磁体固定卡位23的数量为多个并且周向均匀分布，磁体固定卡位23的远离端盖1的轴向一侧开放以供磁体3轴向插入，磁体3与磁体固定卡位23一一对应配合地设在磁体固定卡位23中，钩子222钩住磁体3的朝向转轴5的一侧；转轴5带动端盖1、导磁芯2和磁体3旋转。其中磁体3通常为永磁体3。磁体固定卡位23用于限制磁体3的机械位置，其固定磁体3的结构强度比以往的通过胶水粘接磁体3的方式更强，原则上磁体固定卡位23的宽度在满足结构强度的前提下越小越好。
33.本文中的轴向、周向和径向分别指电机外转子的旋转运动的轴向、周向和径向。
34.该电机外转子通过磁体固定卡位23对磁体3进行定位，可以彻底避免因电机冲击和急刹所带来的磁体3容易松脱的问题，适用范围广，所有的外转子直流无刷电机都可以参照此结构设计。
35.优选地，卡扣22的基部221径向凸出，钩子222的凸出方向垂直于转轴5；各个卡扣22的径向尺寸相等。磁体固定卡位23轴向贯通。
36.优选地，环形部21内壁以及钩子222方向相背的相邻两个卡扣22界定出朝向转轴5开放并且轴向贯通的内缺口24，内缺口24数量等于磁体固定卡位23的数量，内缺口24与磁体固定卡位23周向相间分布。内缺口24主要用于避空磁路，其目的在于避免此内缺口24位置出现漏磁，影响电机效率。
37.优选地，参见图6-7，在磁体固定卡位23中，导磁芯2的环形部21内壁为平面并且垂直于经过其周向中心位置的径向线(换言之，环形部21内壁包括一个周向中心位置，环形部21内壁垂直于经过该中心位置的径向线)，环形部21内壁的周向中心位置232的径向尺寸为b，环形部21内壁与卡扣22内壁相交位置231(也即磁体固定卡位23的角落位置)的径向尺寸为a；
38.在内缺口24中，环形部21内壁的径向尺寸介于a和b之间，大于等于b而小于等于a，在此尺寸之间可以最大限度的提高导磁芯2的利用率，电机可以获得更高的效率。换言之，
在一个磁体固定卡位23中，以电机外转子的轴线为中心，画第一个圆，该圆经过环形部21内壁的周向中心位置并且直径为φa，再画第二个圆；该圆经过环形部21内壁与卡扣22相交位置并且直径为φb；在内缺口24中，环形部21的内壁的直径介于φa和φb之间，大于等于φb而小于等于φa。
39.优选地，端盖1包括与转轴5连接的连接部11以及环绕转轴5的环形的侧面部12，侧面部12的轴向一侧与连接部11连接，另一侧开放，导磁芯2配合设在侧面部12中，侧面部12内壁设有定位凸起14，导磁芯2外侧面上设有外缺口25，定位凸起14与外缺口25配合，以使导磁芯2相对于端盖1周向定位，保证导磁芯2和端盖1的连接强度。
40.优选地，定位凸起14与外缺口25轴向滑动配合，以供导磁芯2从端盖1开放的一侧沿轴向安装入端盖1。磁体固定卡位23轴向贯通，端盖1的侧面部12内壁上设有与导磁芯2以及磁体3位置对应的定位台阶13，导磁芯2和磁体3的轴向一侧抵住定位台阶13，以使导磁芯2和磁体3轴向定位。
41.优选地，外缺口25满足：
42.外缺口25的数量为至少一个并且不超过磁体固定卡位23的数量；
43.外缺口25径向开放并且轴向贯通；
44.外缺口25的位置所对应的导磁芯2内壁设有磁体固定卡位23，外缺口25的周向中心对准磁体固定卡位23的周向中心；
45.外缺口25越是满足上述设计，越能够减少漏磁，提高电机效率。
46.优选地，导磁芯2是导磁材料的，例如由硅钢片轴向相叠而成，端盖1是不导磁材料的，例如是工程塑料的。
47.本发明的一种实施方式的外转子电机，包括定子以及与定子转动配合的上述的电机外转子。
48.本发明的外转子电机及其转子的优越性在于，通过导磁芯2的结构可以获得更高的电机效率，同时通过磁体固定卡位23对磁体3进行定位，可以彻底避免因电机冲击和急刹所带来的磁体3容易松脱的问题，适用范围广，所有的外转子直流无刷电机都可以参照此结构设计。
49.对于以往的外转子无刷电机，由于外转子无刷电机的转子部分大都采用钢套状的导磁芯2导磁的方案，这就造成了其涡流损耗严重，电机效率较内转子电机偏低，本发明的电机外转子包括相组合的导磁材料的导磁芯2以及不导磁材料的端盖1，既可以增加电机效率又能增强结构强度的方案。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。