一種用于電動工具的高速整體式永磁無刷直流電機

專利號：ZL201410727166.3

授權(quán)公告日：2017.01.11

專利權(quán)人：上海電動工具研究所（集團）有限公司

發(fā)明人：王典、羅選強、王永生

無刷直流電機由于其具有效率高，噪聲低，壽命長，安全性高，綠色環(huán)保等優(yōu)點，在工業(yè)和民用領(lǐng)域有著很廣泛的應(yīng)用。然而，在現(xiàn)有的技術(shù)中，永磁無刷直流電機的轉(zhuǎn)速普遍較低，而電動工具用的無刷直流電機轉(zhuǎn)速要求高。而且電動工具用的無刷直流電機都采用分體式結(jié)構(gòu)，定子與轉(zhuǎn)子的定位均置于機殼內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)裝配麻煩，要求工藝高，價格昂貴。此外電機在高速運轉(zhuǎn)中，會發(fā)生定子與轉(zhuǎn)子的擦碰，極容易影響電動工具的整體感和穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容：

該發(fā)明目的是提供一種整體式結(jié)構(gòu)的永磁無刷直流電機。為了解決上述技術(shù)問題，該發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種用于電動工具的高速整體式永磁無刷直流電機，包括轉(zhuǎn)子及套設(shè)在轉(zhuǎn)子外的定子，其特征在于，在轉(zhuǎn)子及定子的前后兩端分別設(shè)有前端蓋及后端蓋，螺桿穿過前端蓋及后端蓋后配合螺母將轉(zhuǎn)子、定子、前端蓋及后端蓋裝配成整體，風葉位于后端蓋或前端蓋的外側(cè)，風葉連接到轉(zhuǎn)子以隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子包括旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸，在轉(zhuǎn)子軸的中部裝有轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)設(shè)有多根磁體，每根磁體的前端露于轉(zhuǎn)子鐵芯的前端面外，每根磁體的后端與轉(zhuǎn)子鐵芯的后端面平齊，在轉(zhuǎn)子鐵芯的前后兩端分別設(shè)有磁體固定件和磁體保持件，磁體固定件和磁體保持件套設(shè)在轉(zhuǎn)子軸外，每根磁體露于轉(zhuǎn)子鐵芯外的前端均設(shè)于磁體固定件內(nèi)，磁體保持件緊貼轉(zhuǎn)子鐵芯的后端面及所有磁體的后端。

所述轉(zhuǎn)子軸的中部具有擠壓肋。所述定子包括套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子外的定子鐵芯，在定子鐵芯上繞有多個電磁線圈，在定子鐵芯的兩端分別設(shè)有絕緣端板固定件一及絕緣端板固定件二，在絕緣端板固定件一上設(shè)有霍爾板，絕緣端板固定件一及絕緣端板固定件二面向定子鐵芯的端面上分別形成有延伸部一及延伸部二，延伸部一及延伸部二伸入定子鐵芯內(nèi)，在絕緣端板固定件一及絕緣端板固定件二的外圓周面上分別形成與所述螺桿數(shù)量相同且一一對應(yīng)的護套一及護套二，每根所述螺桿分別從與其對應(yīng)的護套一及護套二中穿過。

所述護套一及護套二的高度H為3mm至5mm ；所述護套一及護套二的邊口一及邊口二分別相對所述絕緣端板固定件一及所述絕緣端板固定件二具有傾斜角。

所述前端蓋及所述后端蓋設(shè)有供所述螺桿定位的凸臺一及凸臺二，在所述前端蓋及所述后端蓋的內(nèi)壁靠近所述凸臺一及凸臺二位置處設(shè)有與所述凸臺一及所述凸臺二一一對應(yīng)的導向槽一及導向槽二。

所述護套一的寬度等于所述導向槽一的寬度；所述護套二的寬度等于所述導向槽二的寬度。

在所述前端蓋或所述后端蓋上設(shè)分別有數(shù)個通風孔一及通風孔二。

后端蓋設(shè)有數(shù)個螺母凸臺，螺母凸臺上設(shè)有螺母位，所述螺母位的寬度等于所述螺母的寬度。

所述風葉采用軸流式風葉，所述風葉的直徑大于所述后端蓋的直徑。

所述定子直徑D或為42mm，或為47mm，或為52mm。

目前應(yīng)用在電動工具的高速永磁無刷直流電機都采用分體式，這對塑料機殼同軸度要求以及電機工藝要求較高，不適應(yīng)國內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境。將高速電機做成整體式可以將塑料機殼工藝難度轉(zhuǎn)移到鋁件前后端蓋上，易于達成。同時在前后端蓋和定子絕緣端板固定件上建立滑槽配合，便于電機裝配；使用磁體固定件可以節(jié)省轉(zhuǎn)子鐵芯長度，并且保證霍爾元件能檢測到信號；將風葉外置于電機外，能擴大風葉直徑；另外由于永磁無刷直流電機發(fā)熱的只有定子，外置式風葉能同時冷卻定子內(nèi)側(cè)和外側(cè)。

該發(fā)明的優(yōu)點是：工藝簡單，裝配方便，電磁線圈不會因破損短路，冷卻好，運行穩(wěn)定，壽命長。

實施方式

為使該發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

該發(fā)明提供的一種用于電動工具的高速整體式永磁無刷直流電機的安裝尺寸和標準化的整體式永磁有刷直流電機完全相同，兩種電機具有互換性，在不改變原電動工具產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，能適用于不同客戶的需求，包括轉(zhuǎn)子1及套設(shè)在轉(zhuǎn)子1外的定子2，其特征在于，在轉(zhuǎn)子1及定子2的前后兩端分別設(shè)有前端蓋4及后端蓋5，螺桿6 穿過前端蓋4及后端蓋5后配合螺母7將轉(zhuǎn)子1、定子2、前端蓋4及后端蓋5裝配成整體，風葉3位于后端蓋5或前端蓋4的外側(cè)，風葉3連接到轉(zhuǎn)子1以隨轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)子1包括旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸11，轉(zhuǎn)子1的中部具有擠壓肋111，在轉(zhuǎn)子軸11的中部裝有轉(zhuǎn)子鐵芯12，轉(zhuǎn)子鐵芯12內(nèi)設(shè)有多根磁體13，每根磁體13的前端露于轉(zhuǎn)子鐵芯12的前端面外，每根磁體13的后端與轉(zhuǎn)子鐵芯12的后端面平齊，在轉(zhuǎn)子鐵芯12的前后兩端分別設(shè)有磁體固定件14和磁體保持件15，磁體固定件14和磁體保持件15套設(shè)在轉(zhuǎn)子軸11外，每根磁體13露于轉(zhuǎn)子鐵芯12外的前端均設(shè)于磁體固定件14內(nèi)，磁體保持件15緊貼轉(zhuǎn)子鐵芯12的后端面及所有磁體13的后端，節(jié)省矽鋼片用料，便于霍爾板25上的霍爾元件檢測信號。

定子2包括套設(shè)在轉(zhuǎn)子1外的定子鐵芯21，在定子鐵芯21上繞有多個電磁線圈24，在定子鐵芯21的兩端分別設(shè)有絕緣端板固定件一22及絕緣端板固定件二23，在絕緣端板固定件一22上設(shè)有霍爾板25，絕緣端板固定件一22及絕緣端板固定件二23面向定子鐵芯21的端面上分別形成有延伸部一221及延伸部二231，延伸部一221及延伸部二231伸入定子鐵芯21內(nèi)，在絕緣端板固定件一22及絕緣端板固定件二23的外圓周面上分別形成與螺桿6數(shù)量相同且一一對應(yīng)的護套一222及護套二232，每根螺桿6分別從與其對應(yīng)的護套一222及護套二232中穿過，護套一222及護套二232能防止電磁線圈與螺桿6接觸，避免短路和擊穿。

護套一222及護套二232的高度H為3mm至5mm，可作為霍爾板25的定位；護套一222及護套二232的邊口一223及邊口二233分別相對絕緣端板固定件一22及絕緣端板固定件二23具有傾斜角，確保定子2能便利插入前端蓋4或后端蓋5；護套一222的寬度等于導向槽一42的寬度；護套二232的寬度等于導向槽二52的寬度，裝配電機時能確保定子2與前端蓋4或后端蓋5不發(fā)生徑向旋轉(zhuǎn)。

前端蓋4及后端蓋5設(shè)有供螺桿6定位的凸臺一41及凸臺二51，在前端蓋4及后端蓋5的內(nèi)壁靠近凸臺一41及凸臺二51位置處設(shè)有與凸臺一41及凸臺二51一一對應(yīng)的導向槽一42及導向槽二52。

在前端蓋4或后端蓋5上設(shè)分別有數(shù)個通風孔一43及通風孔二53。

后端蓋5設(shè)有數(shù)個螺母凸臺54，螺母凸臺上設(shè)有螺母位55，所述螺母位的寬度等于所述螺母7的寬度。

風葉3采用軸流式風葉，風葉3的直徑大于后端蓋5的直徑。

定子2直徑D或為42mm，與700號標準永磁直流有刷電機外徑相同；或為47mm，與800號標準永磁直流有刷電機外徑相同；或為52mm，與900號標準永磁直流有刷電機外徑相同。

圖1 立體圖

圖2 剖面圖

圖3 分解圖

圖4 定子立體圖

圖5 前端蓋立體圖

圖6 后端蓋正面立體圖

圖7 后端蓋背面立體圖