CN215009795U - 外转子电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种外转子电机，包括：转子部、定子部和定位组件。转子部，其包括具有中空状的收容腔的转子机壳、设置在转子机壳的中心的轴，以及在收容腔的内腔壁上沿圆周方向设置的主磁环；定子部，其以与主磁环对置的方式设置在收容腔中，包括支架以及固设在支架上的定子组件；以及定位组件，包括在收容腔的内腔壁上沿圆周方向设置的第一磁性元件结构，以及以与第一磁性元件结构对置的方式设置在收容腔中的第二磁性元件结构。本实用新型可有效增大外转子电机的保持转矩。

Description

外转子电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种外转子电机。

背景技术

对于控制电机在断电停止运行后能够停至正确的止动位置的技术问题的研究一直是机电行业的焦点之一。

现有技术中，如专利JP2007143289A中为了增大电机的保持转矩在定子磁轭设置极齿，准备三种通过其高度、宽度来改变面积的极齿，将它们组合而以规定的角度偏移配置，由此增大保持转矩。但是定子磁轭是直接影响电机的旋转驱动的部件，对电机的其他特性有较大影响。因此，由于在定子磁轭设置用于增大保持转矩的极齿，而使电机的旋转转矩大幅度下降，即使保持转矩变大，也导致电机本来的特性下降。

此外还有方案为了增大电机的保持扭矩在定子上固定相应极数的凸极片，如专利CN102742126B中，该专利中依靠止动力矩板的极靴与转子部件上的相应磁石作用产生定位力矩，但止动力矩板上的极靴受限于尺寸大小其极靴设计数量有限，产生的定位力矩较小，定位精度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外转子电机，以解决增大外转子电机的保持转矩的技术问题。

本实用新型的一种外转子电机是这样实现的：

一种外转子电机，包括：

转子部，其包括具有中空状的收容腔的转子机壳、设置在转子机壳的中心的轴，以及在收容腔的内腔壁上沿圆周方向设置的主磁环；

定子部，其以与所述主磁环对置的方式设置在收容腔中，包括支架以及固设在支架上的定子组件；以及

定位组件，包括在收容腔的内腔壁上沿圆周方向设置的第一磁性元件结构，以及以与所述第一磁性元件结构对置的方式设置在收容腔中的第二磁性元件结构。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一磁性元件结构与主磁环的轴向相对端面接触或分离。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一磁性元件结构与主磁环的极数相同或不同。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一磁性元件结构具有所述第二磁性元件结构的整数倍的极数。

在本实用新型可选的实施例中，所述支架的内腔与轴的外壁之间设有适于支撑轴自由旋转的轴承结构。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二磁性元件结构装载在一支撑件上；该支撑件固定装配在支架上。

在本实用新型可选的实施例中，所述支撑件采用导磁材料或者非导磁材料制成。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二磁性元件结构内嵌在支撑件内部。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二磁性元件结构外镶在支撑件的周向外侧壁上。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二磁性元件结构和/或第一磁性元件结构为一体成型的磁环结构。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二磁性元件结构和/或第一磁性元件结构为呈环形分布的多个磁性体。

相对于现有技术，本实用新型实施例具有以下有益效果：本实用新型的外转子电机，定位组件采用第一磁性元件结构与第二磁性元件结构之间的磁耦合来产生定位力矩。

进一步的，支撑件采用非导磁材料制成，使得定子组件中的定子绕组与定位组件之间无磁性干扰，电机通电工作的旋转力矩不会因为定子绕组漏磁而减小，从而使得定位组件中第一磁性元件结构与第二磁性元件结构之间的定位力矩不会因漏磁而变小。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1示出了本实用新型的外转子电机的整体结构示意图；

图2示出了本实用新型实施例1所提供的外转子电机的剖视结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例1所提供的外转子电机的爆炸结构示意图；

图4示出了本实用新型实施例1所提供的外转子电机的第二磁性元件结构与支撑件的配合示意图；

图5示出了本实用新型实施例2所提供的外转子电机的第二磁性元件结构与支撑件的配合示意图；

图6示出了本实用新型实施例3所提供的外转子电机的第二磁性元件结构与支撑件的配合示意图；

图7示出了本实用新型的外转子电机的第一磁性元件结构为一体成型的磁环结构，而第二磁性元件结构为呈环形分布的多个磁性体的示意图；

图8示出了本实用新型的外转子电机的第二磁性元件结构为一体成型的磁环结构，而第一磁性元件结构为呈环形分布的多个磁性体的示意图；

图9示出了本实用新型的外转子电机的第二磁性元件结构和第一磁性元件结构均为呈环形分布的多个磁性体的示意图。

图中：转子机壳1、收容腔11、轴12、转子毂13、支架21、定子组件22、主磁环3、轴承结构4、第一磁性元件结构5、第二磁性元件结构6、支撑件7、圆形底板71、环形侧板72、柱状本体73、环形底托75、磁环结构8、磁性体9、PCB板101、安装板102。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

实施例1：

参照图1至图4以及图7至图9所示，本实施例提供了一种外转子电机，包括：定子部、设于定子部外侧的转子部，以及设于转子部中的定位组件。

具体来说，转子部，其包括具有中空状的收容腔11的转子机壳1、设置在转子机壳1的中心的轴12，以及在收容腔11的内腔壁上沿圆周方向设置的主磁环3；此处的主磁环3和轴12均可随着转子机壳1同步旋转。

需要说明的是，转子机壳1轴向的一端为与收容腔11连通的敞开端，且该转子机壳1轴向的另一端则是封闭端。轴12则是与转子机壳1的封闭端的中心处装配固定，此处的轴12可以是与转子机壳1的封闭端呈一体成型的结构，也可以是通过其它部件配接形成的装配体结构，对此本实施例不做绝对限定。本实施例附图以在转子机壳1的封闭端设有用于连接轴12的转子毂13的情况为例。

定子部，其以与主磁环3对置的方式设置在收容腔11中，具体的定子部包括支架21以及固设在支架21上的定子组件22；此处的定子组件22可选采用常规成熟技术中的定子组件22的结构，一般来说包括定子铁芯、线圈骨架和线圈绕组。本实施例通过将定子组件22与主磁环3对置的方式设于收容腔11中，使得主磁环3与定子组件22的线圈绕组产生的磁场耦合形成旋转力矩。此种结构基础上，支架21的内腔与轴12的外壁之间设有适于支撑轴12自由旋转的轴承结构4，该轴承结构4可以是一对即两个，以使得轴12可以相对于支架21顺畅旋转。

此处需要说明的是，本实施例的转子机壳1内部的收容腔11的轴向深度大于定子组件22和主磁环3的轴向长度，以便于在收容腔11内预留部分的轴向安装空间以便于安装定位组件。

详细来说，本实施例采用的定位组件，包括在收容腔11的内腔壁上沿圆周方向设置的第一磁性元件结构5，以及以与第一磁性元件结构5对置的方式设置在收容腔11中的第二磁性元件结构6。此处通过第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6之间的磁耦合来产生定位力矩。

对于本实施例的第一磁性元件结构5来说，第一磁性元件结构5与收容腔11之间的固定方式可选采用主磁环3与收容腔11之间的固定方式，例如但不限于粘接的手段。

在上述结构的基础上，第一磁性元件结构5与主磁环3的极数可以相同，也可以不同，且两者的具体尺寸可以相同，也可以不同，即第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6之间通过磁耦合来产生定位力矩不依赖主磁环3来实现，因此，第一磁性元件结构5与主磁环3可以绝对相互独立的结构存在与转子机壳1的收容腔11中。

基于上述情况，有必要加以说明的是，本实施例的第一磁性元件结构5与主磁环3的轴向相对端面可以是接触的，还可以是分离的。此处对于第一磁性元件结构5与主磁环3的轴向相对端面接触的情况来说，可以使得第一磁性元件结构5与主磁环3采用一体化的整体结构，以简化对于第一磁性元件结构5和主磁环3与转子机壳1之间的装配程序。

此外，关于本实施例的第二磁性元件结构6和第一磁性元件结构5具体的形状来说，以下四种情况均满足本实施例的使用需求，具体来说：

第一种情况，第二磁性元件结构6和第一磁性元件结构5均为一体成型的磁环结构8，采用一体成型的磁环结构8，便于装配。

第二种情况，第二磁性元件结构6和第一磁性元件结构5均为呈环形分布的多个磁性体9，采用呈环形分布的多个磁性体9，相比一体成型的磁环结构8来说，磁性材料使用量低，材料成本低，但是装配相对来说繁琐。

第三种情况，第二磁性元件结构6为一体成型的磁环结构8，而第一磁性元件结构5为呈环形分布的多个磁性体9。

第四种情况，第一磁性元件结构5为一体成型的磁环结构8，而第二磁性元件结构6为呈环形分布的多个磁性体9。

在上述结构的基础上，第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6之间产生的定位力矩的大小由第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6之间的气隙和高度自由设计，通用的范围更广。同尺寸条件下产生的定位力矩更大，同尺寸条件下设计的极数更多，定位分辨率更高，精度更高。且第一磁性元件结构5具有第二磁性元件结构6的整数倍的极数，优选的情况下，第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6的极数相同，根据定位精度的大小设计相应的极数。举例来说，可以是第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6均为10极、12极、14极、16极；以及两者之间的气隙为0.3～2.5mm，高度为1.5～5mm。

关于本实施例的第二磁性元件结构6在转子机壳1的收容腔11内的定位本实施例是通过如下结构来实现的：

第二磁性元件结构6装载在一支撑件7上；该支撑件7固定装配在支架21上，此处的支撑件7可选采用导磁材料如冷轧板或铁制成，还可选采用非导磁材料如铝或铜或塑料制成。此处优选的情况下，支撑件7采用非导磁材料制成，使得电机通电工作的旋转力矩不会因为定子绕组漏磁而减小，从而使得定位组件中第一磁性元件结构5与第二磁性元件结构6之间的定位力矩不会因漏磁而变小。

基于上述情况，本实施例的第二磁性元件结构6可以通过内嵌的方式固定在支撑件7内部。关于内嵌的具体方式本实施例以如下情况举例来说：

支撑件7采用杯状结构体，即包括圆形底板71和与圆形底板71的周向边沿垂直相连的环形侧板72，在环形侧板72与圆形底板71之间形成用于嵌入式装配第二磁性元件结构6的装配区。此处可以将一体成型的磁环结构8或者呈环形分布的多个磁性体9形成的第二磁性元件结构6直接采用例如但不限于粘接的方式装配在环形侧板72的内壁面上。此处采用的粘接固定的方式便于操作，操作难度低。

最后，关于本实施例的外转子电机，还包括如下结构：

在转子机壳1的敞开端一侧设有套设在支架21上的PCB板101和安装板102，此处的PCB板101位于安装板102与定子组件22之间。此处通过设有的安装板102便于本实施例的外转子电机在具体使用过程中与其它结构进行装配固定。

实施例2：

请参阅图5所示，在实施例1的外转子电机的基础上，本实施例提供的外转子电机与实施例1的大致结构相同，区别在于本实施例的第二磁性元件结构6虽然还是通过内嵌的方式固定在支撑件7内部，但是内嵌的具体方式与实施例1不同。

本实施例采用的内嵌的具体方式以如下情况举例来说：

本实施例的支撑件7与一体成型的磁环结构8或者呈环形分布的多个磁性体9形成的第二磁性元件结构6一体注塑成型。第二磁性元件结构6作为镶件与支撑件7注塑体为一体注塑成型，可提高第二磁性元件结构6的安装精度，使得第二磁性元件结构6与第一磁性元件结构5之间的气隙更加均匀，定位力矩大小更加稳定，定位精度更好；且第二磁性元件结构6被支撑件7注塑体包覆后装配更可靠，一体注塑还可优化产品成本。

实施例3：

请参阅图6所示，在实施例1或实施例2的外转子电机的基础上，本实施例提供的外转子电机与实施例1和实施例2的大致结构相同，区别在于本实施例的第二磁性元件结构6通过外镶的方式固定在支撑件7上。

本实施例采用的外镶的具体方式以如下情况举例来说：

支撑件7包括柱状本体73和在柱状本体73的轴向一端设有的环形底托75，且由环形底托75与柱状本体73之间形成截面为L形的台部，一体成型的磁环结构8或者呈环形分布的多个磁性体9形成的第二磁性元件结构6外镶在柱状本体73的侧壁上，而环形底托75则是形成对于第二磁性元件结构6轴向一端的承托。对于此种情况下的支撑件7来说，当其装配在支架21上时，环形底托75背离第二磁性元件结构6的端面朝向定子组件22分布，即可通过环形底托75形成第二磁性元件结构6与定子组件22之间的隔挡，使得定子组件22中的定子绕组与第二磁性元件结构6之间无磁性干扰。

本实施例采用的支撑件7与第二磁性元件结构6之间的装配结构，使得第二磁性元件结构6的外壁与第一磁性元件结构5的间隙缩小，也就使得第二磁性元件结构6可以直接与第一磁性元件结构5作用产生定位力矩，定位力矩范围更大。此处的支撑件7可选采用金属材质加工，强度更高。

在上述结构的基础上，还需要加以说明的是，关于本实施例的第二磁性元件结构6可以采用例如但不限于粘接的方式固定在柱状本体73的侧壁上；还可以是第二磁性元件结构6与支撑件7之间通过一体注塑的方式形成整体式的结构。

综上，关于本实用新型的外转子电机，无论是第二磁性元件结构6是通过内嵌还是外镶的方式固定在支撑件7上，只要满足能通过支撑件7将第二磁性元件结构6牢固地固定，且可使得支撑件7形成第二磁性元件结构6与定子组件22之间的隔挡，进而使得定子组件22中的定子绕组与第二磁性元件结构6之间无磁性干扰的结构均满足本实施例的使用需求。

以上的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (11)

1.一种外转子电机，其特征在于，包括：

转子部，其包括具有中空状的收容腔的转子机壳、设置在转子机壳的中心的轴，以及在收容腔的内腔壁上沿圆周方向设置的主磁环；

定子部，其以与所述主磁环对置的方式设置在收容腔中，包括支架以及固设在支架上的定子组件；以及

定位组件，包括在收容腔的内腔壁上沿圆周方向设置的第一磁性元件结构，以及以与所述第一磁性元件结构对置的方式设置在收容腔中的第二磁性元件结构。

2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述第一磁性元件结构与主磁环的轴向相对端面接触或分离。

3.根据权利要求1或2任一项所述的外转子电机，其特征在于，所述第一磁性元件结构与主磁环的极数相同或不同。

4.根据权利要求3所述的外转子电机，其特征在于，所述第一磁性元件结构具有所述第二磁性元件结构的整数倍的极数。

5.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述支架的内腔与轴的外壁之间设有适于支撑轴自由旋转的轴承结构。

6.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述第二磁性元件结构装载在一支撑件上；该支撑件固定装配在支架上。

7.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑件采用导磁材料或者非导磁材料制成。

8.根据权利要求6或7任一项所述的外转子电机，其特征在于，所述第二磁性元件结构内嵌在支撑件内部。

9.根据权利要求6或7任一项所述的外转子电机，其特征在于，所述第二磁性元件结构外镶在支撑件的周向外侧壁上。

10.根据权利要求6或7任一项所述的外转子电机，其特征在于，所述第二磁性元件结构和/或第一磁性元件结构为一体成型的磁环结构。

11.根据权利要求6或7任一项所述的外转子电机，其特征在于，所述第二磁性元件结构和/或第一磁性元件结构为呈环形分布的多个磁性体。

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