一种用于电动工具的高速整体式永磁无刷直流电机

一种用于电动工具的高速整体式永磁无刷直流电机

专利号：ZL201410727166.3

授权公告日：2017.01.11

专利权人：上海电动工具研究所（集团）有限公司

发明人：王典、罗选强、王永生

无刷直流电机由于其具有效率高，噪声低，寿命长，安全性高，绿色环保等优点，在工业和民用领域有着很广泛的应用。然而，在现有的技术中，永磁无刷直流电机的转速普遍较低，而电动工具用的无刷直流电机转速要求高。而且电动工具用的无刷直流电机都采用分体式结构，定子与转子的定位均置于机壳内，这种结构装配麻烦，要求工艺高，价格昂贵。此外电机在高速运转中，会发生定子与转子的擦碰，极容易影响电动工具的整体感和稳定性。

发明内容：

该发明目的是提供一种整体式结构的永磁无刷直流电机。为了解决上述技术问题，该发明的技术方案是提供了一种用于电动工具的高速整体式永磁无刷直流电机，包括转子及套设在转子外的定子，其特征在于，在转子及定子的前后两端分别设有前端盖及后端盖，螺杆穿过前端盖及后端盖后配合螺母将转子、定子、前端盖及后端盖装配成整体，风叶位于后端盖或前端盖的外侧，风叶连接到转子以随转子旋转。优选地，所述转子包括旋转的转子轴，在转子轴的中部装有转子铁芯，转子铁芯内设有多根磁体，每根磁体的前端露于转子铁芯的前端面外，每根磁体的后端与转子铁芯的后端面平齐，在转子铁芯的前后两端分别设有磁体固定件和磁体保持件，磁体固定件和磁体保持件套设在转子轴外，每根磁体露于转子铁芯外的前端均设于磁体固定件内，磁体保持件紧贴转子铁芯的后端面及所有磁体的后端。

所述转子轴的中部具有挤压肋。所述定子包括套设在所述转子外的定子铁芯，在定子铁芯上绕有多个电磁线圈，在定子铁芯的两端分别设有绝缘端板固定件一及绝缘端板固定件二，在绝缘端板固定件一上设有霍尔板，绝缘端板固定件一及绝缘端板固定件二面向定子铁芯的端面上分别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铁芯内，在绝缘端板固定件一及绝缘端板固定件二的外圆周面上分别形成与所述螺杆数量相同且一一对应的护套一及护套二，每根所述螺杆分别从与其对应的护套一及护套二中穿过。

所述护套一及护套二的高度H为3mm至5mm ；所述护套一及护套二的边口一及边口二分别相对所述绝缘端板固定件一及所述绝缘端板固定件二具有倾斜角。

所述前端盖及所述后端盖设有供所述螺杆定位的凸台一及凸台二，在所述前端盖及所述后端盖的内壁靠近所述凸台一及凸台二位置处设有与所述凸台一及所述凸台二一一对应的导向槽一及导向槽二。

所述护套一的宽度等于所述导向槽一的宽度；所述护套二的宽度等于所述导向槽二的宽度。

在所述前端盖或所述后端盖上设分别有数个通风孔一及通风孔二。

后端盖设有数个螺母凸台，螺母凸台上设有螺母位，所述螺母位的宽度等于所述螺母的宽度。

所述风叶采用轴流式风叶，所述风叶的直径大于所述后端盖的直径。

所述定子直径D或为42mm，或为47mm，或为52mm。

目前应用在电动工具的高速永磁无刷直流电机都采用分体式，这对塑料机壳同轴度要求以及电机工艺要求较高，不适应国内的生产环境。将高速电机做成整体式可以将塑料机壳工艺难度转移到铝件前后端盖上，易于达成。同时在前后端盖和定子绝缘端板固定件上建立滑槽配合，便于电机装配；使用磁体固定件可以节省转子铁芯长度，并且保证霍尔元件能检测到信号；将风叶外置于电机外，能扩大风叶直径；另外由于永磁无刷直流电机发热的只有定子，外置式风叶能同时冷却定子内侧和外侧。

该发明的优点是：工艺简单，装配方便，电磁线圈不会因破损短路，冷却好，运行稳定，寿命长。

实施方式

为使该发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

该发明提供的一种用于电动工具的高速整体式永磁无刷直流电机的安装尺寸和标准化的整体式永磁有刷直流电机完全相同，两种电机具有互换性，在不改变原电动工具产品的基础上，能适用于不同客户的需求，包括转子1及套设在转子1外的定子2，其特征在于，在转子1及定子2的前后两端分别设有前端盖4及后端盖5，螺杆6 穿过前端盖4及后端盖5后配合螺母7将转子1、定子2、前端盖4及后端盖5装配成整体，风叶3位于后端盖5或前端盖4的外侧，风叶3连接到转子1以随转子1旋转。

转子1包括旋转的转子轴11，转子1的中部具有挤压肋111，在转子轴11的中部装有转子铁芯12，转子铁芯12内设有多根磁体13，每根磁体13的前端露于转子铁芯12的前端面外，每根磁体13的后端与转子铁芯12的后端面平齐，在转子铁芯12的前后两端分别设有磁体固定件14和磁体保持件15，磁体固定件14和磁体保持件15套设在转子轴11外，每根磁体13露于转子铁芯12外的前端均设于磁体固定件14内，磁体保持件15紧贴转子铁芯12的后端面及所有磁体13的后端，节省矽钢片用料，便于霍尔板25上的霍尔元件检测信号。

定子2包括套设在转子1外的定子铁芯21，在定子铁芯21上绕有多个电磁线圈24，在定子铁芯21的两端分别设有绝缘端板固定件一22及绝缘端板固定件二23，在绝缘端板固定件一22上设有霍尔板25，绝缘端板固定件一22及绝缘端板固定件二23面向定子铁芯21的端面上分别形成有延伸部一221及延伸部二231，延伸部一221及延伸部二231伸入定子铁芯21内，在绝缘端板固定件一22及绝缘端板固定件二23的外圆周面上分别形成与螺杆6数量相同且一一对应的护套一222及护套二232，每根螺杆6分别从与其对应的护套一222及护套二232中穿过，护套一222及护套二232能防止电磁线圈与螺杆6接触，避免短路和击穿。

护套一222及护套二232的高度H为3mm至5mm，可作为霍尔板25的定位；护套一222及护套二232的边口一223及边口二233分别相对绝缘端板固定件一22及绝缘端板固定件二23具有倾斜角，确保定子2能便利插入前端盖4或后端盖5；护套一222的宽度等于导向槽一42的宽度；护套二232的宽度等于导向槽二52的宽度，装配电机时能确保定子2与前端盖4或后端盖5不发生径向旋转。

前端盖4及后端盖5设有供螺杆6定位的凸台一41及凸台二51，在前端盖4及后端盖5的内壁靠近凸台一41及凸台二51位置处设有与凸台一41及凸台二51一一对应的导向槽一42及导向槽二52。

在前端盖4或后端盖5上设分别有数个通风孔一43及通风孔二53。

后端盖5设有数个螺母凸台54，螺母凸台上设有螺母位55，所述螺母位的宽度等于所述螺母7的宽度。

风叶3采用轴流式风叶，风叶3的直径大于后端盖5的直径。

定子2直径D或为42mm，与700号标准永磁直流有刷电机外径相同；或为47mm，与800号标准永磁直流有刷电机外径相同；或为52mm，与900号标准永磁直流有刷电机外径相同。

图1 立体图

图2 剖面图

图3 分解图

图4 定子立体图

图5 前端盖立体图

图6 后端盖正面立体图

图7 后端盖背面立体图