小功率電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子疊片構(gòu)造的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明提供一種用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片，包括中心件和齒莖，該中心件具有孔并且用于容置轉(zhuǎn)子軸，該齒莖從中心件向外延伸且分別轉(zhuǎn)變成一齒頂，該齒頂具有設(shè)置于兩側(cè)的齒端，其中以該齒莖的中軸線(xiàn)為參照，該齒莖的齒端不對(duì)稱(chēng)。本發(fā)明還提供一種包括該轉(zhuǎn)子疊片的小功率電動(dòng)機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】小功率電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)子疊片構(gòu)造【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于小功率電動(dòng)機(jī)且齒頂采用特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)子疊片以及用該轉(zhuǎn)子疊片制成的小功率電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁直流小功率電動(dòng)機(jī)目前用途廣泛。其中包括用在家用電器和手動(dòng)工具中的驅(qū)動(dòng)裝置以及用在汽車(chē)上的作動(dòng)器等等。
[0003]這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常包括一組堆疊設(shè)置且具有凸極的電樞疊片。轉(zhuǎn)子的外表面不是封閉表面，而是被若干縫隙隔斷，設(shè)置這些縫隙是為了將繞組裝入位于極之間的槽內(nèi)。如果采用這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子在安裝在電動(dòng)機(jī)殼體中的磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，疊片縫隙相對(duì)于磁體的位置就會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而引起磁阻變化，轉(zhuǎn)子就會(huì)受到磁力作用，這部分磁力起止動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用。這類(lèi)電動(dòng)機(jī)上常會(huì)出現(xiàn)的止動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)各種驅(qū)動(dòng)裝置而言都是不受歡迎的。這種止動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運(yùn)行不穩(wěn)定，尤其是在轉(zhuǎn)速較低的情況下，此外還會(huì)使得轉(zhuǎn)子在某些狀態(tài)下無(wú)法定位。另外，止動(dòng)轉(zhuǎn)矩還是一個(gè)噪聲源。
[0004]此外，安裝在殼體內(nèi)的磁體所產(chǎn)生的磁通是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩所必需的，而極之間必須設(shè)置的縫隙會(huì)讓這部分磁通遇到較大阻力。
[0005]已知有多種用來(lái)減小這一止動(dòng)轉(zhuǎn)矩的措施，例如將轉(zhuǎn)子疊片組斜扭，在轉(zhuǎn)子疊片的電樞中增設(shè)槽(DE102006060891A1)，或者在安裝完轉(zhuǎn)子繞組后通過(guò)電樞疊片的變形來(lái)減小縫隙寬度(EP1047177B1和該案中引用的文獻(xiàn))。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，如果轉(zhuǎn)子疊片在槽區(qū)域內(nèi)實(shí)施為不對(duì)稱(chēng)，就能獲得更多優(yōu)點(diǎn)。·
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片，該轉(zhuǎn)子疊片的齒頂被構(gòu)造成不對(duì)稱(chēng)。至少一個(gè)齒端突出在轉(zhuǎn)子的最終外徑之外，并且在裝入繞組后才被調(diào)整成轉(zhuǎn)子直徑的大小。本發(fā)明還提供一種用該轉(zhuǎn)子疊片制成的小功率電動(dòng)機(jī)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的具有常規(guī)組件的小功率電動(dòng)機(jī)的縱向剖視圖；
[0009]圖2為圖1所示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的前視圖，該轉(zhuǎn)子具有換向器和繞組；
[0010]圖3與圖2相似，只是兩側(cè)齒端對(duì)調(diào)設(shè)置；
[0011]圖4為本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)子疊片；
[0012]圖5為本發(fā)明所提供的另一轉(zhuǎn)子疊片；
[0013]圖6為本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)子疊片，其中，齒莖的中軸線(xiàn)相對(duì)于以轉(zhuǎn)子軸為圓心的圓的半徑有一定偏移D ;
[0014]圖7為本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)子疊片，其中，齒莖的中軸線(xiàn)與以轉(zhuǎn)子軸為圓心的圓的半徑之間成一定角度α ;[0015]圖8為本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)子疊片，其中，槽內(nèi)側(cè)設(shè)有凹口 ；
[0016]圖9為齒頂末端造型后的轉(zhuǎn)子疊片組；
[0017]圖10為轉(zhuǎn)子疊片組的俯視圖，其中，電樞槽形成直縫隙；
[0018]圖11為轉(zhuǎn)子疊片組的俯視圖，其中，電樞槽形成斜縫隙。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明所提供的小功率電動(dòng)機(jī)主要由轉(zhuǎn)子組件1、殼體組件2和輸電組件3構(gòu)成。這些組件中的單個(gè)部件在傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)上都有，屬于眾所周知的技術(shù)，因而此處僅在方便理解本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)這些部件進(jìn)行說(shuō)明。
[0020]在轉(zhuǎn)子組件I中，軸體1.1上安裝著一個(gè)由若干轉(zhuǎn)子疊片1.4堆疊而成的疊片組，繞組1.3安裝在該疊片組中并且與換向器1.2連接。
[0021]殼體組件2由殼體2.1和磁體2.2構(gòu)成并且為轉(zhuǎn)子I提供支撐點(diǎn)2.3，所述磁體固定在內(nèi)壁上并產(chǎn)生激勵(lì)磁通。
[0022]輸電組件3通過(guò)電刷系統(tǒng)3.1和接頭3.3為換向器1.2供電，所述接頭芽過(guò)絕緣材料3.2從電動(dòng)機(jī)中伸出。所述輸電組件此外還為轉(zhuǎn)子I提供另一支撐點(diǎn)3.4。
[0023]轉(zhuǎn)子疊片1.4具有中心件1.9，其中央設(shè)有用于將轉(zhuǎn)子疊片固定到軸體1.1上的孔1.10。多個(gè)莖部1.7從該中心件向外突出，這些莖部向外延伸形成一個(gè)具有末端1.5和1.6的頂部。莖部1.7連同該頂部一起構(gòu)成轉(zhuǎn)子齒。用于容置繞組的槽1.8位于轉(zhuǎn)子齒之間，繞組經(jīng)由槽口 1.11進(jìn)入槽內(nèi)。所述槽口具有寬度G，這個(gè)寬度須大于繞組線(xiàn)徑才能將繞組裝入。
[0024]轉(zhuǎn)子疊片的外輪廓通常是一個(gè)與孔1.10同心的外接圓C。在此前提下，裝有繞組的轉(zhuǎn)子上的槽口 1.11的寬度G是確定的。在電動(dòng)機(jī)的磁路中，這個(gè)槽口相對(duì)于齒頂?shù)耐獗砻鏁?huì)形成較大磁阻，這個(gè)磁阻會(huì)引發(fā)止動(dòng)轉(zhuǎn)矩并且使功率輸出受到限制。為了緩解這些不良后果，有必要將槽口寬度G減至最小。這一點(diǎn)可以通過(guò)下述方案而實(shí)現(xiàn):齒頂?shù)哪┒?.5和1.6突出在外接圓C之外，裝入繞組后再對(duì)其進(jìn)行造型處理，使其位于外接圓C之內(nèi)，借此可將槽口寬度G調(diào)整成寬度G’，這個(gè)寬度小于安裝繞組所需要的寬度，在有益的設(shè)計(jì)方案中還小于繞組線(xiàn)徑(圖9)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，齒頂?shù)哪┒?.5和1.6實(shí)施為不對(duì)稱(chēng)。這些末端具有不同尺寸或不同形狀，例如不同的長(zhǎng)度或?qū)挾?，或者不同的曲率，以齒莖1.7的中軸線(xiàn)為參照它們不對(duì)稱(chēng)。在一種實(shí)施方式中，齒頂?shù)哪┒?.5和1.6從齒莖1.7的中軸線(xiàn)測(cè)量得到的長(zhǎng)度比為1.01至100，例如1.1至10或者1.2至3。在另一實(shí)施方式中，齒頂?shù)哪┒?.5和1.6從齒莖
1.7的中軸線(xiàn)測(cè)量得到的長(zhǎng)度比為0.99至0.01，例如0.9至0.1或者0.83至0.33。
[0026]在一種實(shí)施方式中，齒莖1.7的中軸線(xiàn)為徑向走向，并且轉(zhuǎn)子齒具有長(zhǎng)度不同的齒端1.5和1.6 (圖4、圖5)。
[0027]在另一實(shí)施方式中，齒端1.5和1.6中僅其中一個(gè)突出在外接圓C之外，而另一齒端在造型處理之前就具有一曲率，這個(gè)曲率與外接圓C的曲率大體相符(圖5)。因此，裝入繞組后只需對(duì)突出在外接圓C之外的齒端進(jìn)行變形處理。
[0028]在另一實(shí)施方式中，齒莖1.7的中軸線(xiàn)相對(duì)于外接圓C的半徑平行偏移一定距離D (圖6)，并且轉(zhuǎn)子齒具有長(zhǎng)度不同的齒端1.5和1.6。在一種實(shí)施方式中，距離D達(dá)到齒莖1.7的寬度的50%，例如達(dá)到齒莖1.7的寬度的25%或10%。
[0029]在本發(fā)明所提供的另一技術(shù)方案中，齒莖1.7的中軸線(xiàn)相對(duì)于外接圓C的半徑傾斜一定角度α (圖7)，并且轉(zhuǎn)子齒同樣具有長(zhǎng)度不同的齒端1.5和1.6。在一種實(shí)施方式中，角度α小于30°，例如<20°或者<15°或者< 10°或者甚至< 5°。在一種實(shí)施方式中，角度α大于1°，例如≥2?；蛘呱踔痢?°。
[0030]所述長(zhǎng)度不同的齒端形成磁性不對(duì)稱(chēng)，這可以在槽口變窄的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地減小止動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0031]這種磁性不對(duì)稱(chēng)還能使轉(zhuǎn)子針對(duì)某個(gè)旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行優(yōu)選定向，并且在這個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上使電動(dòng)機(jī)的工作性能得到優(yōu)化，例如提高功率。
[0032]若想針對(duì)另一旋轉(zhuǎn)方向達(dá)到上述效果，只需以鏡像反轉(zhuǎn)的方式安裝疊片組，在將疊片組安裝到軸體1.1上時(shí)將較短末端1.5和較長(zhǎng)末端1.6位置對(duì)調(diào)(圖3)。
[0033]在本發(fā)明所提供的另一技術(shù)方案(圖8)中，在槽1.8的位于齒頂區(qū)域的內(nèi)壁上設(shè)有凹口 1.12，這些凹口有助于齒端1.5和1.6通過(guò)造型來(lái)達(dá)到外接圓C的曲率。在本發(fā)明所提供的一種實(shí)施方式中，齒端1.5和1.6僅在齒端頂部與凹口 1.12之間的區(qū)域內(nèi)發(fā)生變形。
[0034]本發(fā)明還涉及一種包含本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)子疊片的轉(zhuǎn)子疊片組。在本發(fā)明所提供的一種實(shí)施方式中，該轉(zhuǎn)子疊片組中的單個(gè)疊片堆疊設(shè)置，且其設(shè)置方式使得這些疊片的槽口 1.11相互疊合，并且由此形成的縫隙在轉(zhuǎn)子疊片組的側(cè)面平行于所述軸體的軸線(xiàn)延伸(圖10)。在本發(fā)明所提供的另一實(shí)施方式中，該轉(zhuǎn)子疊片組中的單個(gè)疊片堆疊設(shè)置，且其設(shè)置方式使得這些疊片的槽口 1.11相對(duì)偏移，從而使得由此形成的縫隙在轉(zhuǎn)子疊片組的側(cè)面相對(duì)于所述軸體的軸線(xiàn)傾斜延伸，參見(jiàn)圖11。傾斜程度通常不超過(guò)一半的槽距。穿過(guò)轉(zhuǎn)子槽中心的軸線(xiàn)與軸體1.1的中軸線(xiàn)之間成一定角度β。這種實(shí)施方案可以進(jìn)一步減小止動(dòng)轉(zhuǎn)矩。
[0035]本發(fā)明還涉及一種制造用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的方法，其中，將多個(gè)本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)子疊片設(shè)置在軸體1.1上，裝上繞組，而后對(duì)所述轉(zhuǎn)子疊片進(jìn)行變形處理，使得所述轉(zhuǎn)子疊片的槽口 1.11的寬度G’小于造型前槽口 1.11的寬度G，并且所述轉(zhuǎn)子疊片的齒端1.5和1.6位于外接圓C之內(nèi)。外接圓C的半徑等于造型前齒莖1.7的末端到孔1.10的中心的最小距離。
[0036]兀件符號(hào)表
[0037]I 轉(zhuǎn)子組件(轉(zhuǎn)子)
[0038]1.1 軸體
[0039]1.2 換向器
[0040]1.3 繞組
[0041]1.4 轉(zhuǎn)子疊片
[0042]1.5 轉(zhuǎn)子疊片的齒端
[0043]1.6 轉(zhuǎn)子疊片的齒端
[0044]1.7 轉(zhuǎn)子疊片的齒莖
[0045]1.8 轉(zhuǎn)子疊片的槽
[0046]1.9 轉(zhuǎn)子疊片的中心件[0047]1.10孔
[0048]1.11槽口
[0049]1.12凹口
[0050]2殼體組件
[0051]2.1殼體
[0052]2.2磁體
[0053]2.3軸承
[0054]3輸電組件
[0055]3.1電刷系統(tǒng)
[0056]3.2絕緣材料
[0057]3.3接頭·
[0058]3.4軸承
[0059]G轉(zhuǎn)子疊片造型前的槽口寬度
[0060]G’轉(zhuǎn)子疊片造型后的槽口寬度
[0061]C轉(zhuǎn)子的外接圓
[0062]D齒莖的中軸線(xiàn)與外接圓C的半徑之間的距離
[0063]α齒莖的中軸線(xiàn)與外接圓C的半徑之間的角度
[0064]β穿過(guò)轉(zhuǎn)子疊片的槽的中心的軸線(xiàn)與軸體中軸線(xiàn)之間的角度
【權(quán)利要求】
1.一種用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片(1.4)，包括中心件(1.9)和齒莖(1.7)，所述中心件具有孔(1.10)并且用于容置轉(zhuǎn)子軸(1.1)，所述齒莖從所述中心件(1.9)向外延伸且分別轉(zhuǎn)變成一齒頂，所述齒頂具有設(shè)置于兩側(cè)的齒端(1.5，1.6)，其特征在于，以所述齒莖(1.7)的中軸線(xiàn)為參照，所述齒莖(1.7)的齒端(1.5，1.6)不對(duì)稱(chēng)。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子疊片(1.4)，其特征在于，所述齒莖(1.7)的中軸線(xiàn)相對(duì)于以所述孔(1.10)的中心為圓心的外接圓C的半徑平行偏移。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子疊片(1.4)，其特征在于，所述齒莖(1.7)的中軸線(xiàn)相對(duì)于以所述孔(1.10)的中心為圓心的外接圓C的半徑傾斜。
4.一種用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片組，包括多個(gè)如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子疊片(1.4)，所述轉(zhuǎn)子疊片設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸(1.1)上。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)子疊片組，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子疊片(1.4)堆疊設(shè)置，且其設(shè)置方式使得所述轉(zhuǎn)子疊片的槽口(1.11)相對(duì)偏移，并且由此形成的縫隙在所述轉(zhuǎn)子疊片組的側(cè)面相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子軸(1.1)的軸線(xiàn)傾斜延伸。
6.一種用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(1)，包括如權(quán)利要求4或5所述的轉(zhuǎn)子疊片組以及安裝在所述轉(zhuǎn)子疊片組上的繞組(1.3)。
7.—種小功率電動(dòng)機(jī)，包括如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子組件。
8.—種制造用于小功率電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(I)的方法，其特征在于， i)將如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子疊片(1.4)安裝到轉(zhuǎn)子軸(1.1)上； ?)隨后將繞組(1.3)安裝到由所述轉(zhuǎn)子疊片(1.4)構(gòu)成的轉(zhuǎn)子疊片組上；以及 iii)隨后對(duì)所述轉(zhuǎn)子疊片(1.4)的齒端(1.5，1.6)進(jìn)行變形處理，使得所述齒端位于以所述轉(zhuǎn)子組件⑴的中軸線(xiàn)為圓心的外接圓C之內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02K1/24GK103427518SQ201310104758
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月18日
【發(fā)明者】達(dá)里奧·博卡達(dá)莫, 喬希姆·弗里貝 申請(qǐng)人:捷和電機(jī)（深圳）有限公司, 邁特電機(jī)有限公司