一種空心杯有刷直流電動機的內定子組件的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種空心杯有刷直流電動機的內定子組件，其由內定子支架和兩塊被對稱地放置在內定子支架的外表面上的永磁體組成。兩塊永磁體為幾何尺寸相同的瓦片形永磁體，瓦片形永磁體的內外圓弧表面的半徑不在同一個圓心上。在電動機的組裝過程中，兩塊永磁體被同時充磁，一塊在工作氣隙內呈N極，另一塊在工作氣隙內呈S極。內定子支架由低炭鋼模壓成形，兩塊永磁體被對稱地貼裝在內定子支架的表面，內定子支架表面開設若干條凹槽，以便增加永磁體與內定子支架之間的粘結強度。本實用新型可以顯著地提高電動機的性能、增加運行壽命和可靠性：同時，可以顯著地降低產品成本，提高市場意競爭力。
【專利說明】—種空心杯有刷直流電動機的內定子組件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及空心杯有刷直流電動機，更具體地說，涉及一種空心杯有刷直流電動機的內定子組件，該內定子組件包括內定子支架和永磁體。
【背景技術】
[0002]目前，空心杯有刷直流電動機的結構中，其內定子組件包括內定子支架和永磁體。它的永磁體一般都被制作成圓環(huán)形，內定子支架的外表面都制作成圓柱形狀，采用粘結劑把圓環(huán)形永磁體固定在內定子支架上。如申請?zhí)枮?7223506.X的實用新型專利，公開了一種雙環(huán)磁極并聯(lián)繞組稀土永磁直流電機，它的內定子支架具有圓柱狀外圓表面，它的永磁體是圓環(huán)形狀的；再如申請?zhí)枮?00510135265.3的發(fā)明專利，公開了一種空心杯永磁直流電動機的內定子組件，它的永磁體也是圓環(huán)形狀的。
[0003]上述類似的結構具有如下缺陷:
[0004]1、采用圓環(huán)形永磁體時，工作氣隙內的磁通密度比較低，電動機的功率密度比較低；
[0005]2、采用圓環(huán)形永磁體時，換向區(qū)域的寬度不容易控制，換向條件比較差，電動機運行時有火花和電磁干擾，并且將直接影響到電動機的工作壽命和可靠性；
[0006]3、內定子支架采用圓柱體結構，由于內定子支架的圓柱體表面光滑,不利于內定子支架與永磁體之間的粘結，電動機負載運行時，它們之間可能出現(xiàn)打滑，出現(xiàn)機械故障；
[0007]4、采用圓環(huán)形永磁體，造成永磁材料的無為浪費,增加了產品的成本。
實用新型內容
[0008]因此，針對上述的問題，本實用新型提出一種空心杯有刷直流電動機的內定子組件。對現(xiàn)有技術中的永磁體的結構進行改進，提高其磁通密度進而提升整個內定子組件的性能，并對內定子支架的結構進行改進，防止內定子支架和永磁體打滑而造成結構不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生。
[0009]為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，一種空心杯有刷直流電動機的內定子組件，包括第一永磁體、第二永磁體和內定子支架；第一永磁體和第二永磁體的幾何尺寸和形狀相同，均為瓦片形狀:即第一永磁體和第二永磁體正面為一矩形，第一永磁體和第二永磁體的側面的截面包括曲度不同的內圓弧線和外圓弧線、平行且長度相等的第一直線和第二直線，內圓弧線和外圓弧線的兩端分別通過第一直線和第二直線連接。
[0010]其中，內圓弧線和外圓弧線具有相同或不同的半徑，并位于同一對稱軸線上，且內圓弧線和外圓弧線的圓心不重疊(內圓弧線和外圓弧線不是同心圓)。也即瓦片形狀的永磁體的內外圓弧曲面具有不一樣的曲面半徑。
[0011]進一步的，所述內定子支架由低炭鋼模壓成形，其外表面具有兩個對稱圓弧側面(兩個對稱的外圓弧表面)，該對稱圓弧側面與第一永磁體的內圓弧線的半徑的相同，分別與第一永磁體和第二永磁體的內圓弧表面相配合。[0012]作為一種優(yōu)選的方案，所述內定子支架的兩個對稱圓弧側面上設有若干凹槽，形成凹凸紋路，可容納一定的粘結劑。在制作時，把一定牌號的粘結劑涂敷在內定子支架兩側的對稱圓弧表面上和凹槽內，然后把兩塊永磁體貼裝在內定子支架兩側對稱的圓弧表面上。
[0013]本實用新型中，該內定子組件由內定子支架和兩塊被對稱地放置在內定子支架的外表面上的永磁體組成。兩塊永磁體為幾何尺寸相同的瓦片形永磁體,瓦片形永磁體的內外圓弧表面的半徑不在同一個圓心上。與現(xiàn)有技術相比，該結構具有下列優(yōu)點:
[0014](I)瓦片形狀的永磁體，可以合理控制換向區(qū)域寬度的大小，確保換向區(qū)城內的氣隙磁通密度接近于零，從而改善了換向條件，減小了換向火花，減小無線電干擾，提高了 EMC性能，增加了電動機的工作壽命；
[0015](2)瓦片形狀的永磁體，可以采用磁場熱處理來提高永磁體的磁性能，從而可以提高工作氣隙內的磁通密度，提高電動機的功率密度，縮小電動機的體積，減輕電動機的重量;
[0016](3)瓦片形狀的永磁體有利于永磁體的充磁，確保永磁體達到飽和狀態(tài)；
[0017](4)內定子支架的兩個對稱圓弧側面上設有若干凹槽，形成凹凸紋路，增加了永磁體與內定子支架之間的粘結牢固度，提高了結構的穩(wěn)定性和可靠性。
[0018](5)瓦片形狀的永磁體顯著地節(jié)省了永磁材料，可以降低電動機的成本約50%，從而提高了產品的市場競爭力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的實施例的空心杯有刷直流電動機的主視圖；
[0020]圖2為本實用新型的實施例的空心杯有刷直流電動機的俯視圖；
[0021]圖3為本實用新型的永磁體的主視圖；
[0022]圖4為本實用新型的永磁體的側視圖；
[0023]圖5為本實用新型的永磁體的立體示意圖一；
[0024]圖6為本實用新型的永磁體的立體示意圖二 ；
[0025]圖7為本實用新型的永磁體的加工參考圖；
[0026]圖8為本實用新型的永磁體的充磁裝配示意圖；
[0027]圖9為本實用新型的內定子支架的主視圖；
[0028]圖10為本實用新型的內定子支架的俯視圖；
[0029]圖11為本實用新型的內定子支架的仰視圖；
[0030]圖12為本實用新型的內定子支架的主視圖二 ；
[0031]圖13為本實用新型的內定子支架的立體示意圖；
[0032]圖14為本實用新型的內定子支架和永磁體形成的內定子組件的主視圖；
[0033]圖15為本實用新型的內定子支架和永磁體形成的內定子組件的立體示意圖；
[0034]圖16為本實用新型的內定子支架和永磁體形成的內定子組件的俯視圖；
[0035]圖17為本實用新型的內定子支架和永磁體形成的內定子組件的仰視圖；
[0036]圖18為本實用新型的永磁體的展開示意圖。【具體實施方式】
[0037]現(xiàn)結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0038]本實用新型主要是解決現(xiàn)有的永磁體采用的是環(huán)形永磁體不易加工、加工成本高、浪費材料等問題，以及電機的換向火花大、噪音大和壽命短等問題。
[0039]參見圖1和圖2，本實用新型的一種空心杯有刷直流電動機，包括轉軸1、軸承2(兩個)、內定子支架3、機殼4、第一永磁體51和第二永磁體52、線杯6、換向器7、后端蓋8和電刷9 (兩個)。它們之間的裝配關系描述如下:轉軸1、換向器7和線杯6組合成轉子部件，線杯6的內外徑、換向器7的外徑和轉軸I的外徑必須保持同心；采用一定牌號的粘結劑，把第一永磁體51和第二永磁體52對稱地貼裝在內定子支架3的兩側表面上組裝成內定子組件。第一永磁體51和第二永磁體52的外圓弧表面、內定子支架內的兩個軸承室的內孔和內定子支架與機殼4相配合的止口的外圓必須保持同心；然后，把兩個軸承2壓入內定子支架內的兩個軸承室內；把兩個電刷9與后端蓋8組裝成后端蓋-電刷部件；最后，把轉子部件、內定子部件、后端蓋-電刷部件和機殼4總裝成一臺空心杯有刷直流電動機。總裝配時，應使兩個電刷9的中心線與內定子組件上的兩塊瓦片形永磁體的中心線保持一致?？傃b完畢后，對電動機進行充磁。本實用新型采用兩塊幾何形尺寸和形狀一樣的瓦片形永磁體代替圓環(huán)形永磁體。在電動機的組裝過程中，兩塊永磁體被同時充磁，一塊在工作氣隙內呈N極，另一塊在工作氣隙內呈S極。內定子支架由低炭鋼模壓成形，兩塊永磁體被對稱地貼裝在內定子支架的表面，內定子支架表面開設若干條凹槽，以便增加永磁體與內定子支架之間的粘結強度。
[0040]其中，由內定子支架3、永磁體5(包括形狀相同的第一永磁體51和第二永磁體52)組成內定子組件。
[0041]該內定子組件中，參見圖3-圖8，永磁體5為瓦片形狀:其正面為一矩形(如圖3所示)，其側面的截面(如圖4所示)包括曲度不同的內圓弧線501和外圓弧線502、平行且長度相等的第一直線503和第二直線504，內圓弧線501和外圓弧線502的兩端分別通過第一直線503和第二直線504連接。參見圖5和圖6，該永磁體形似瓦片。同時，內圓弧線501和外圓弧線502具有相同或不同的半徑，并位于同一對稱軸線上，且內圓弧線501和外圓弧線502的圓心不重疊。圖7為永磁體的加工參考圖，圖8為永磁體的充磁裝配示意圖。永磁體的制備材料一般包括鐵氧體、燒結釹鐵硼、燒結鋁鎳鈷和釤鈷。
[0042]參見圖9-圖13，內定子支架3形狀與第一永磁體51、第二永磁體52相配合，以使第一永磁體51、第二永磁體52貼附于內定子支架3上。具體的,其外表面具有兩個對稱圓弧側面，該對稱圓弧側面與第一永磁體的內圓弧線的半徑的相同。為了解決內定子組件的穩(wěn)定性，內定子支架3制作為橢圓形狀,且與第一永磁體51、第二永磁體52相匹配,即該內定子支架的截面的外弧度與永磁體的內弧度相同，參見圖11，內定子支架3具有與瓦片狀的永磁體的內弧線(本實施例中內圓弧線501為內弧線)相同的弧度301，從而將永磁體粘附于內定子支架3上。同時,該內定子支架3的與第一永磁體51和第二永磁體52的接觸面上設有若干凹槽，該凹槽形成凹凸紋路，從而加大內定子支架3與第一永磁體51、第二永磁體52的摩擦力，同時，該凹槽還可作為加膠槽，以使膠灌入該凹槽內，從而將內定子支架3和第一永磁體51、第二永磁體52路固定結合。
[0043]圖14-圖17為內定子支架3和永磁體5結合為內定子組件的示意圖，內定子支架3的外表具有與永磁體的內弧線相同的弧度，外表看過去為橢圓狀，第一永磁體51、第二永磁體52恰貼附于內定子支架3上。
[0044]本實用新型中，由一對永磁體和一內定子支架構成內定子組件，該一對永磁體加膠粘接在內定子支架上，由于內定子支架加工、注塑或鑄鋁成橢圓結構，再加上在內定子支架上加工了紋路或加膠槽用于加膠固定，其結構更加的穩(wěn)定，從而避免以往環(huán)形永磁體加膠不到位導致打滑。再加上在內定子支架的大盤以及周邊加上加膠槽或紋路用于加膠、以及機殼固定其結構，避免了機殼與內定子支架粘接不牢固而脫落的可能。
[0045]通過將永磁體做成瓦片形狀，相對于以前的環(huán)形永磁體的加工而言，不僅降低了永磁體的加工難度，降低了成本，同時還提高了永磁體充磁的飽和程度，使充磁工藝更加更加容易。同時，永磁體做成瓦片形狀后，可以在不增加永磁體材料成本的基礎上提高磁通密度，從而提高電機的整體性能。另外，其永磁體做成瓦片形狀后，圖18為永磁體展開示意圖，根據(jù)表面磁通密度分布分析，比以往的環(huán)形永磁體具有更加可靠的性能，且其大大減少了換向火花大、噪音大的問題，同時增加了其使用壽命。
[0046]盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種空心杯有刷直流電動機的內定子組件，其特征在于:包括第一永磁體、第二永磁體和內定子支架；第一永磁體和第二永磁體對稱的貼設于內定子支架的兩側表面上，進而組裝成內定子組件； 第一永磁體和第二永磁體的幾何尺寸和形狀相同，均為瓦片形狀:即第一永磁體和第二永磁體正面為一矩形，第一永磁體和第二永磁體的側面的截面包括曲度不同的內圓弧線和外圓弧線、平行且長度相等的第一直線和第二直線，內圓弧線和外圓弧線的兩端分別通過第一直線和第二直線連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的內定子組件，其特征在于:內圓弧線和外圓弧線具有相同或不同的半徑，并位于同一對稱軸線上，且內圓弧線和外圓弧線的圓心不重疊。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的內定子組件，其特征在于:所述內定子支架由低炭鋼模壓成形，其外表面具有兩個對稱圓弧側面，該對稱圓弧側面與第一永磁體的內圓弧線的半徑的相同。
4.根據(jù)權利要求3所述的內定子組件，其特征在于:所述內定子支架的兩個對稱圓弧側面上設有若干凹槽，形成凹凸紋路。
【文檔編號】H02K1/17GK203734392SQ201420012777
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權日:2014年1月9日
【發(fā)明者】張用萬 申請人:深圳市萬至達電機制造有限公司