永磁直流電機的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種永磁直流電機，包括殼體(1)、設于所述殼體(1)內部的定子磁鐵(2)、設于所述定子磁鐵(2)內部的轉子鐵芯(3)，所述轉子鐵芯(3)的外徑與所述殼體(1)的外徑之間的比值為0.6～0.67；本發明通過增大定子磁鐵(2)的厚度，同時減小轉子鐵芯(3)的外徑，減小了永磁直流電機的氣隙，并減小了轉子鐵芯(3)的轉動慣量，從而有效降低了永磁直流電機在工作過程中產生的噪音，提升了永磁直流電機的品質，滿足了消費者對汽車通風系統低噪音的需求。
【專利說明】
永磁直流電機
技術領域
[0001]本發明涉及電機技術領域，尤其涉及一種永磁直流電機。
【背景技術】
[0002]電機(Motors)是一種利用電磁感應原理將電能轉換成機械能的設備，可以分為直流電機與交流電機。
[0003]永磁直流電機是用永磁體建立磁場的一種直流電機。永磁直流電機廣泛應用于各種便攜式的電子設備或器具中，如錄音機、V⑶機、電唱機、電動按摩器及各種玩具，也廣泛應用于汽車、摩托車、電動自行車、蓄電池車、船舶、航空、機械等行業。
[0004]隨著電機技術的發展，永磁直流電機的應用領域更廣，原來使用交流電機的許多場合將會被永磁直流電機所替代。
[0005]然而不同的應用領域對永磁直流電機的性能有著不同的要求，比如在汽車的通風系統(Heating、Ventilat1n and Air Condit1ning，HVAC)中，使用永磁直流電機將新鮮空氣注入到車廂之中，需要永磁直流電機具有較低的噪音。圖1所示為一種現有的應用于汽車的通風系統中的永磁直流電機，其包括殼體100、固定于殼體100內壁上的定子磁鐵200、及設于所述定子磁鐵200內部的轉子鐵芯300。在該永磁直流電機中，定子磁鐵200的厚度相對較小，而轉子鐵芯300的外徑相對較大，為17.9mm，因而轉子鐵芯300具有較大的轉動慣量，容易產生噪音，不能滿足消費者對于汽車通風系統低噪音的要求。
[0006]因此，有必要對現有永磁直流電機進行改進，以有效降低永磁直流電機工作時產生的噪音，提升永磁直流電機的品質。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在于提供一種永磁直流電機，其在工作過程中產生的噪音較低，能夠滿足消費者對汽車通風系統低噪音的需求。
[0008]為實現上述目的，本發明提供一種永磁直流電機，包括殼體、設于所述殼體內部的定子磁鐵、設于所述定子磁鐵內部的轉子鐵芯、纏繞于所述轉子鐵芯上的轉子繞組、設于所述轉子鐵芯內部的轉軸、設于所述轉軸上的換向器、設于所述換向器外表面的若干導電片、設置于所述殼體一端的膠蓋、設于所述膠蓋外側的端蓋、及固定于所述膠蓋上的電刷；所述轉子鐵芯的外徑與所述殼體的外徑之間的比值為0.6?0.67。
[0009]所述轉子鐵芯的兩端及槽內分別涂有絕緣膠，所述轉軸位于轉子鐵芯的一端外側設有定位圈。
[0010]所述轉軸遠離所述換向器一側設有軸承，遠離所述換向器一側的定位圈與所述軸承之間設有墊圈。
[0011]所述端蓋的內表面設有一軸承安裝部，所述轉軸靠近所述換向器的一端通過軸承安裝至所述端蓋的軸承安裝部，沿轉軸軸向所述轉軸末端與所述端蓋的軸承安裝部之間設有墊片。
[0012]所述膠蓋的端面設有數個凸柱與凸臺，所述端蓋上對應所述凸柱與凸臺分別設有數個通孔與定位槽；所述膠蓋的數個凸柱與凸臺分別與所述端蓋的數個通孔與定位槽配合，將膠蓋固定在端蓋上。
[0013]所述殼體底部設有軸承，所述轉軸經由所述軸承延伸至所述殼體外部。
[0014]所述殼體底部的外表面設有第一散熱孔，所述端蓋的外表面設有第二散熱孔。
[0015]所述轉子鐵芯的外徑為15.9mm，所述定子磁鐵為鐵氧體磁鐵，其徑向厚度為
3.2mm，所述殼體外徑為24.6mm。
[0016]所述電刷為彈片式電刷，所述電機還包括固定于膠蓋和端蓋至少其中之一的兩導電端子，所述電刷包括兩彈片式電刷，每一電刷的一端與一導電端子固定連接，另一端與換向器的導電片滑動接觸。
[0017]所述彈片式電刷包括導電片及設于導電片上的減震片，所述導電片的厚度為
0.065mm。
[0018]所述兩彈片式電刷與兩導電端子的固定連接點分別位于膠蓋的過圓心的直徑上。
[0019]本發明的有益效果:本發明的永磁直流電機，通過增大定子磁鐵的厚度，同時減小轉子鐵芯的外徑從而減小轉子鐵芯的轉動慣量，從而有效降低了永磁直流電機在工作過程中產生的噪音，提升了永磁直流電機的品質，滿足了消費者對汽車通風系統低噪音的需求。
[0020]為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖，通過對本發明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。
[0022]附圖中，
[0023]圖1為一種現有永磁直流電機中殼體、定子磁鐵與轉子鐵芯的截面示意圖；
[0024]圖2為本發明的永磁直流電機中殼體、定子磁鐵與轉子鐵芯的截面示意圖；
[0025]圖3為本發明的永磁直流電機的立體結構示意圖；
[0026]圖4為本發明的永磁直流電機的殼體的結構示意圖；
[0027]圖5為本發明的永磁直流電機的殼體、定子磁鐵與轉子鐵芯的立體結構不意圖；
[0028]圖6為本發明的永磁直流電機的剖面示意圖；
[0029]圖7為本發明的永磁直流電機的轉子鐵芯的立體結構示意圖；
[0030]圖8為本發明的永磁直流電機的定子磁鐵的立體結構示意圖；
[0031]圖9為本發明的永磁直流電機的膠蓋的立體結構示意圖；
[0032]圖10為本發明的永磁直流電機的電刷及轉軸的立體結構示意圖；
[0033]圖11為現有的永磁直流電機的噪音與振動測試數據圖；
[0034]圖12為本發明的永磁直流電機的噪音與振動測試數據圖。
【具體實施方式】
[0035]為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。
[0036]請同時參閱圖2至圖7，本發明提供一種微型永磁直流電機，優選地，其可用于汽車的通風系統，輸出功率小于2瓦。所述電機包括殼體1、設于所述殼體I內部的定子磁鐵
2、設于所述定子磁鐵2內部的轉子鐵芯3、纏繞于所述轉子鐵芯3上的轉子繞組、設于所述轉子鐵芯3內部的轉軸4、設于所述轉軸4上的換向器5、設于所述換向器5外表面的若干導電片7、設置于所述殼體I 一端的膠蓋9、設于所述膠蓋9外側的端蓋10、及固定于所述膠蓋9上的電刷11 ;所述轉子鐵芯3的外徑與所述殼體I的外徑之間的比值為0.6?0.67。優選地，所述殼體外徑為25_左右，優選為24.6_。
[0037]請參閱圖2、圖5，在本發明的永磁直流電機中，所述定子磁鐵2具有相對較大的厚度，所述轉子鐵芯3具有相對較小的外徑，從而可減小轉子鐵芯3的轉動慣量，從而有效降低了永磁直流電機在工作過程中的噪音。優選地，所述定子磁鐵2由磁鐵片卷繞成圓筒狀后再通過粘膠的方式固定于殼體I內，所述定子磁鐵包括2個磁極。
[0038]具體地，請同時參閱圖8至圖10，所述轉子鐵芯3的兩端及槽內分別涂有絕緣膠41，所述轉軸4位于轉子鐵芯3的一端外側設有定位圈42，所述轉軸4遠離所述換向器5 —側設有軸承44，遠離所述換向器5 —側的定位圈42與所述軸承44之間設有墊圈43。所述端蓋10的內表面設有一向外突出的軸承安裝部102，所述轉軸4靠近所述換向器5的一端通過軸承45安裝至所述端蓋10的軸承安裝部102。在本實施中，所述軸承安裝部102封閉轉軸4的軸向端，沿轉軸4軸向所述轉軸4末端與所述端蓋10的軸承安裝部102之間設有墊片46。
[0039]所述轉軸4通過兩軸承44、45可轉動地安裝至殼體I和端蓋10，所述轉軸4遠離換向器5的一端穿過軸承44并延伸至殼體I外，用于驅動被驅動件。優選地，所述轉子鐵芯3包括3個轉子齒，轉子繞組繞設于轉子齒上。所述換向器5包括3個導電片也稱換向片7，繞組的末端分別電連接至相應的換向片，從而使得繞組通過換向器5、電刷11及導電端子111連接至外部電源。優選地，所述轉子鐵芯3與定子磁鐵2之間的氣隙相對于現有技術也有降低，從而使得本發明的電機結構更加緊湊。優選地，本發明中，所述轉子鐵芯3與定子磁鐵2之間的氣隙為0.25_。所述膠蓋9的端面設有數個凸柱91與凸臺90，所述端蓋10上對應所述凸柱91與凸臺90分別設有數個通孔101與定位槽103。所述膠蓋9的數個凸柱91與凸臺90分別與所述端蓋10的數個通孔101與定位槽103配合，將膠蓋9固定在端蓋10上，所述端蓋10對內部結構起到保護作用。
[0040]進一步地，所述膠蓋9的凸臺90上設有安裝槽92。
[0041]如圖10所示，所述電刷11為兩彈片式電刷，包括設于所述安裝槽92中的導電端子111、垂直連接于所述導電端子111上的電刷片112、及設于所述電刷片112上的減振片113，所述電刷片112與換向器5的導電片7滑動接觸，所述導電片112的厚度優選為
0.065_。所述兩彈片式電刷與兩導電端子111的固定連接點分別位于膠蓋9的過圓心的直徑上。所述導電端子111經由所述安裝槽92延伸至所述端蓋10的外部，用于與外部電源連接。
[0042]如圖4所示，所述殼體I底部的外表面設有第一散熱孔122，如圖7所示，所述端蓋10的外表面設有第二散熱孔104，通過所述第一散熱孔122與第二散熱孔104對電機進行散熱、降溫。
[0043]圖1所示的現有永磁直流電機的定子磁體200的外徑為22.8mm，內徑為18.8mm，軸向長度為20mm，重量為9.82g ;轉子鐵芯300的外徑為17.9mm，軸向長度為13.5mm，重量為15.39g ;轉子繞組的重量為6.45go
[0044]而本發明的永磁直流電機的優選實施例中，定子磁體2的外徑為22.8mm,內徑為
16.4mm,軸向長度為17mm，重量為12.19g ;轉子鐵芯3的外徑為15.9mm,軸向長度為14mm，重量為11.63g ;轉子繞組的重量為4.72go相較于現有的永磁直流電機，本發明的電機在滿足同樣性能要求下，轉子鐵芯尺寸和重量減小了，轉子繞組的重量也相應減小了，這樣，轉子的總重量減少了，從而轉動慣量減少了，從而可有效地降低電機在工作過程中產生的噪音；而定子磁鐵厚度增加，使得定子的剛度增加，更進一步降低電機在工作過程中產生的噪音。而且，電機的總重量和總成本都相應減少了。
[0045]對上述現有的永磁直流電機與本發明的永磁直流電機進行噪音測試與振動測試，所得到的測試數據分別如圖11與圖12所示。通過對比可以看出，
[0046]無論在正轉還是反轉的工作狀態下，本發明的永磁直流電機中電機本身、轉子鐵芯、以及整個汽車通風系統的噪音與振動均小于現有的永磁直流電機的噪音與振動。
[0047]綜上所述，本發明的永磁直流電機，通過增大定子磁鐵的厚度，同時減小轉子鐵芯的外徑從而減小轉子鐵芯的轉動慣量，從而有效降低了永磁直流電機在工作過程中產生的噪音，提升了永磁直流電機的品質，滿足了消費者對汽車通風系統低噪音的需求。
[0048]以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明后附的權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種永磁直流電機，其特征在于，包括殼體(I)、設于所述殼體(I)內部的定子磁鐵(2)、設于所述定子磁鐵(2)內部的轉子鐵芯(3)、纏繞于所述轉子鐵芯(3)上的轉子繞組、設于所述轉子鐵芯(3)內部的轉軸(4)、設于所述轉軸(4)上的換向器(5)、設于所述換向器(5)外表面的若干導電片(7)、設置于所述殼體(I) 一端的膠蓋(9)、設于所述膠蓋(9)外側的端蓋(10)、及固定于所述膠蓋(9)上的電刷(11);所述轉子鐵芯(3)的外徑與所述殼體(I)的外徑之間的比值為0.6?0.67。2.如權利要求1所述的永磁直流電機，其特征在于，所述轉子鐵芯(3)的兩端及槽內分別涂有絕緣膠(41)，所述轉軸(4)位于轉子鐵芯(3)的一端外側設有定位圈(42)。3.如權利要求2所述的永磁直流電機，其特征在于，所述轉軸(4)遠離所述換向器(5)一側設有軸承(44)，遠離所述換向器(5) —側的定位圈(42)與所述軸承(44)之間設有墊圈(43)ο4.如權利要求3所述的永磁直流電機，其特征在于，所述端蓋(10)的內表面設有一軸承安裝部(102)，所述轉軸(4)靠近所述換向器(5)的一端通過軸承(45)安裝至所述端蓋(10)的軸承安裝部(102)，沿轉軸(4)軸向所述轉軸(4)末端與所述端蓋(10)的軸承安裝部(102)之間設有墊片(46) ο5.如權利要求1所述的永磁直流電機，其特征在于，所述膠蓋(9)的端面設有數個凸柱(91)與凸臺(90)，所述端蓋(10)上對應所述凸柱(91)與凸臺(90)分別設有數個通孔(101)與定位槽(103);所述膠蓋(9)的數個凸柱(91)與凸臺(90)分別與所述端蓋(10)的數個通孔(101)與定位槽(103)配合，將膠蓋(9)固定在端蓋(10)上。6.如權利要求1所述的永磁直流電機，其特征在于，所述殼體(I)底部設有軸承(44)，所述轉軸(4)經由所述軸承(44)延伸至所述殼體(I)外部。7.如權利要求1所述的永磁直流電機，其特征在于，所述殼體(I)底部的外表面設有第一散熱孔(122)，所述端蓋(10)的外表面設有第二散熱孔(104)。8.如權利要求1所述的永磁直流電機，其特征在于，所述轉子鐵芯(3)的外徑為15.9mm，所述定子磁鐵⑵為鐵氧體磁鐵，其徑向厚度為3.2mm，所述殼體(I)外徑為24.6mmο9.如權利要求1所述的永磁直流電機，其特征在于，所述電刷(11)為彈片式電刷，所述電機還包括固定于膠蓋(9)和端蓋(10)至少其中之一的兩導電端子(111)，所述電刷(11)包括兩彈片式電刷，每一電刷的一端與一導電端子(111)固定連接，另一端與換向器(5)的導電片(7)滑動接觸。10.如權利要求9所述的永磁直流電機，其特征在于，所述彈片式電刷包括導電片(112)及設于導電片(112)上的減震片(113)，所述導電片(112)的厚度為0.065mm。11.如權利要求9所述的永磁直流電機，其特征在于，所述兩彈片式電刷與兩導電端子(111)的固定連接點分別位于膠蓋(9)的過圓心的直徑上。
【文檔編號】H02K1/24GK105990978SQ201510044978
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月28日
【發明人】李越, 周垂有, 李剛, 王勇, 李勇, 張紅衛
【申請人】德昌電機(深圳)有限公司