電機(jī)及其定子結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，包括磁芯、包覆于磁芯上的繞線架、以及繞設(shè)于磁芯上的線圈，所述磁芯包括環(huán)形的軛以及由所述軛沿徑向向外延伸的若干齒，所述線圈繞設(shè)于磁芯的齒上，所述繞線架為二次成型的一體結(jié)構(gòu)，包括包覆所述磁芯的絕緣部、位于磁芯內(nèi)的支撐部、以及一體連接于絕緣部與支撐部之間的若干翼片，所述翼片沿周向間隔設(shè)置，所述絕緣部內(nèi)一體嵌設(shè)有加強(qiáng)環(huán)，所述加強(qiáng)環(huán)的強(qiáng)度高于所述絕緣部，如此不僅有效提升材料利用率，還能在保證強(qiáng)度的情況下有效減輕定子結(jié)構(gòu)的重量。
【專利說明】
電機(jī)及其定子結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)，特別是涉及電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]電機(jī)作為一種動(dòng)力源，常用于日常生產(chǎn)生活中，如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、水栗等。通常，電機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子兩部分組成。其中，所述定子由磁芯及纏繞于磁芯上的線圈構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有永磁體，定子的線圈通電時(shí)產(chǎn)生變化的磁場，與轉(zhuǎn)子的磁場作用，推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)負(fù)載。
[0003]現(xiàn)有定子的磁芯通常是由大量矽鋼片堆疊而成，每一矽鋼片由薄片狀原料直接沖孔而成，包括環(huán)形的軛部、由軛部向外輻射的齒部、以及形成于軛部內(nèi)的支撐部，所述支撐部用于將定子固定連接至其它元件器，所述齒部上繞設(shè)線圈并加強(qiáng)線圈的磁場?，F(xiàn)有定子的磁芯雖然在制程上較為簡單，但沖孔制造會(huì)形成大量的廢料，造成原料的浪費(fèi)。另外，矽鋼片本身形成支撐部，雖然能保證支撐部的強(qiáng)度，但在一定程度上增加了磁芯以及由此構(gòu)成的定子結(jié)構(gòu)的重量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，提供一種材料利用率高、且重量輕的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)。
[0005]—種電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，包括有磁芯、包覆于磁芯上的繞線架、以及繞設(shè)于磁芯上的線圈，所述磁芯包括環(huán)形的軛以及由所述軛沿徑向向外延伸的若干齒，所述線圈繞設(shè)于磁芯的齒上，所述繞線架為二次成型的一體結(jié)構(gòu)，包括包覆所述磁芯的絕緣部、位于磁芯內(nèi)的支撐部、以及一體連接于絕緣部與支撐部之間的若干翼片，所述翼片沿周向間隔設(shè)置，所述絕緣部內(nèi)一體嵌設(shè)有加強(qiáng)環(huán)，所述加強(qiáng)環(huán)的強(qiáng)度高于所述絕緣部。
[0006]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的繞線架在磁芯的內(nèi)部一體形成支撐部并在支撐部內(nèi)嵌設(shè)加強(qiáng)環(huán)，不僅有效提升材料利用率，還能在保證強(qiáng)度的情況下有效減輕定子結(jié)構(gòu)的重量。
【附圖說明】
[0007]以下將結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0008]圖1為本發(fā)明電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例的示意圖。
[0009]圖2為圖1所示定子結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0010]圖3為圖1所示定子結(jié)構(gòu)的爆炸圖。
[0011]圖4所示為本發(fā)明一實(shí)施例的電機(jī)的截面示意圖。
[0012]圖5所示為本發(fā)明電機(jī)的支撐座的立體示意圖。
[0013]圖6為本發(fā)明電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的示意圖。
[0014]圖7為圖6所示定子結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0015]圖8為圖4所示定子結(jié)構(gòu)的爆炸圖。
[0016]圖9所示為本發(fā)明另一實(shí)施例的電機(jī)的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1-3所示為本發(fā)明電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)的一實(shí)施例，其包括具有導(dǎo)磁性能的軟磁性材料制成的磁芯10、設(shè)置于磁芯10內(nèi)的加強(qiáng)件如加強(qiáng)環(huán)20、一體連接所述磁芯10與加強(qiáng)環(huán)20的繞線架30、以及纏繞于繞線架30上的線圈31 (見圖4)。
[0018]本實(shí)施例中，所述磁芯10為帶料螺旋疊繞而成的一體結(jié)構(gòu)，包括環(huán)形的軛12、及由軛12的外緣沿徑向向外延伸的若干齒14。所述軛12為螺旋而成的中空筒狀結(jié)構(gòu)，所述齒14沿軛12的周向均勻或非均勻間隔設(shè)置。相較于傳統(tǒng)的圓形沖片結(jié)構(gòu)，螺旋疊繞形成的磁芯10基本沒有廢料，有效提升原料的利用率。在一些實(shí)施例中，也可由帶料彎曲形成圓片，然后圓片相疊形成磁芯10，同樣地基本沒有廢料。本實(shí)施例中，所述磁芯10的軛12形成有若干通孔，所述通孔沿軸向貫穿軛12，固定件如銷釘40等穿設(shè)于所述通孔內(nèi)使磁芯10定型。在一些實(shí)施例中，磁芯10也可通過其它方式定型，如將相疊的齒14焊接連接為一體等。
[0019]所述每一齒14包括與軛12連接的繞線部16以及形成于繞線部16的末端的翼部18。相鄰的兩繞線部16之間形成一繞線槽，相鄰翼部18之間形成槽口，所述線圈繞設(shè)于繞線部16上并位于繞線槽內(nèi)。較佳地，所述翼部18與繞線部16的連接處形成有切槽17。在成型前所述翼部18部分向外翹起，相鄰的翼部18在帶料的長度方向上可以部分重疊，翼部18的寬度得以有效增加。在帶料螺旋成型后，翼部18散開，相鄰的翼部18之間形成較大的齒槽，以方便繞線。繞線完成之后翹起的翼部18受壓產(chǎn)生塑性變形向內(nèi)彎曲，與繞線部16緊密抵觸，使原有的切槽17變窄呈直線狀，相鄰翼部18之間形成較小的槽口。本實(shí)施例中，只在繞線部的單側(cè)與所述翼部的連接處開切槽17，當(dāng)然在其他實(shí)施方式中，也可以在繞線部的兩側(cè)與翼部18連接處分別設(shè)切槽17。
[0020]所述加強(qiáng)環(huán)20與磁芯10同軸設(shè)置且位于磁芯10的軛12之內(nèi)，其包括環(huán)形的本體22、以及由本體22延伸的若干支腳24。所述本體22的外徑遠(yuǎn)小于軛12的內(nèi)徑，所述支腳24由本體22的外邊緣沿軸向向下延伸。本實(shí)施例中，所述支腳24為多個(gè)，沿本體22的周向均勻間隔設(shè)置(在其他實(shí)施例中也可以非均勻間隔設(shè)置)，每一支腳24的末端形成一倒鉤。所述本體22的內(nèi)邊緣沿徑向內(nèi)凸形成一凸起26，用于定子結(jié)構(gòu)的組裝定位。
[0021]所述繞線架30為塑料等絕緣材料通過二次成型(over molding)的一體結(jié)構(gòu)，在成型時(shí)磁芯10以及加強(qiáng)環(huán)20放置于模具內(nèi)，塑料冷卻形成繞線架30時(shí)覆蓋所述磁芯10以及加強(qiáng)環(huán)20，并將兩者一體連接。所述繞線架30包括對(duì)應(yīng)磁芯10的絕緣部32、對(duì)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)20的支撐部34、以及連接于絕緣部32與支撐部34之間的若干翼片36。
[0022]所述絕緣部32與磁芯10的外形相匹配，如圖1及圖2所示，所述絕緣部32覆蓋所述磁芯10的除翼部18的外圓周面19之外的所有外表面，如此保證后續(xù)在磁芯10上繞設(shè)線圈時(shí)線圈與磁芯10的絕緣，避免線圈短路。所述支撐部34呈筒狀，覆蓋于所述加強(qiáng)環(huán)20上，與加強(qiáng)環(huán)20共同形成支撐機(jī)構(gòu)，用于定子結(jié)構(gòu)與電機(jī)的其它元件的連接固定。本實(shí)施例中，所述支撐部34的內(nèi)徑小于加強(qiáng)環(huán)20的外徑，支撐部34的內(nèi)壁面沿徑向向內(nèi)凸出形成有環(huán)緣38，所述加強(qiáng)環(huán)20的本體22疊置在環(huán)緣38上，兩者的的內(nèi)徑相當(dāng)。所述加強(qiáng)環(huán)20的本體22的外緣以及支腳24嵌設(shè)于所述絕緣部32內(nèi)。所述翼片36呈周向間隔分布，每一翼片36為薄片狀，連接于支撐部34的外壁與絕緣部32的內(nèi)壁之間，保證絕緣部32與支撐部34之間的連接強(qiáng)度并減輕繞線架30的整體重量。
[0023]圖4所示為將本發(fā)明定子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)組裝成電機(jī)的截面示意圖。圖5所示為本發(fā)明電機(jī)的支撐座的立體示意圖。
[0024]請(qǐng)參閱圖4和圖5，所述電機(jī)還包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)60和支撐座80，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)60包括轉(zhuǎn)軸62、固定至轉(zhuǎn)軸62的殼體64、安裝于殼體64側(cè)壁內(nèi)表面的永久磁鐵66，所述永久磁鐵66與定子磁芯10的齒14的外表面相對(duì)且在兩者之間形成氣隙。所述支撐座80的中央沿軸向向上凸出形成有中空的套筒82，用于承載軸承等，以支撐轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述套筒82在其頂端的外壁面上向內(nèi)凹從而形成一凹陷84，用于與所述定子結(jié)構(gòu)在周向上配合定位。所述轉(zhuǎn)軸62通過軸承68安裝至支撐座80的套筒82內(nèi)。通過對(duì)齊定子結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)環(huán)20上的凸起26與支撐座80上的凹陷84，使定子結(jié)構(gòu)在周向上相對(duì)支撐座80定位，可以理解地，定位凸起與凹陷的位置可以互換。本實(shí)施例中，所述支撐座80由金屬材料如鋁制成，在定子結(jié)構(gòu)安裝至所述套筒82后，套筒82的自由端86可通過帶弧形加工面的工具進(jìn)行封口，以使得套筒的自由端向外塑性變形從而實(shí)現(xiàn)與定子結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)環(huán)20之間的鉚接(套筒82的自由端86的外表面由外向內(nèi)壓靠在加強(qiáng)環(huán)20上以防止加強(qiáng)環(huán)20從套筒82的自由端86退出)。
[0025]由于定子結(jié)構(gòu)通過帶料彎曲/卷繞形成磁芯10，可以有效提高原材料利用率并減小齒槽轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。另外，通過二次成型形成一體的繞線架30，所述繞線架30在磁芯10的內(nèi)部一體形成支撐部34，相較于磁芯10向內(nèi)延伸形成支撐部，不僅可以有效節(jié)省材料，還可有效降低定子結(jié)構(gòu)的整體重量，使產(chǎn)品輕量化。另外，在所述支撐部34內(nèi)設(shè)置有加強(qiáng)環(huán)20，使得支撐機(jī)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度，在受力時(shí)不會(huì)輕易變形或損壞。
[0026]圖6-9所示為本發(fā)明定子結(jié)構(gòu)另一實(shí)施例，其不同之處主要在于繞線架30和加強(qiáng)環(huán)20。本實(shí)施例中，所述繞線架30包括上、下兩個(gè)繞線架30a、30b，所述上繞線架30a與下繞線架30b分別通過注塑等方式一體成型，然后組裝形成繞線架30。所述加強(qiáng)環(huán)20嵌設(shè)于上繞線架30a與下繞線架30b其中之一的支撐部34a/34b中，以增強(qiáng)繞線架30的支撐部34的強(qiáng)度。本實(shí)施例中，加強(qiáng)環(huán)20嵌設(shè)于上繞線架30a內(nèi)，其外邊緣呈波紋狀。可以理解地，本發(fā)明通過加強(qiáng)環(huán)20配合塑料繞線架30形成支撐機(jī)構(gòu)，利用金屬強(qiáng)度高與塑料重量輕的特點(diǎn)，在保證支撐機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度的同時(shí)減輕整體重量，加強(qiáng)環(huán)20的外形可以根據(jù)需要做任意改變，不受本發(fā)明具體實(shí)施例以及附圖的限制。
[0027]所述上繞線架30a的支撐部34a的內(nèi)壁向內(nèi)凸出形成環(huán)緣38a，所述加強(qiáng)環(huán)20疊置于環(huán)緣38a上并部分外露，其外緣伸入支撐部34a內(nèi)并被上繞線架30a覆蓋。較佳地，所述上繞線架30a的環(huán)緣38a形成有若干穿孔39a，所述穿孔39a沿周向均勻間隔分布，并沿軸向貫穿所述環(huán)緣38a。所述下繞線架30b的支撐部34b的內(nèi)壁向內(nèi)凸出形成環(huán)緣38b，所述環(huán)緣38b上形成有若干凸柱39b，所述凸柱39b分別插接于一穿孔39a內(nèi)，將所述下繞線架30b與上繞線架30a連接為一體。在其它實(shí)施例中，所述凸柱39b也可形成于上繞線架30a上，而將穿孔39a形成于下繞線架30b上，同樣通過凸柱39b與穿孔39a的配合將上、下繞線架30a、30b連接構(gòu)成繞線架30，支撐部34a、34b共同在磁芯10內(nèi)形成塑料支撐部34，并與加強(qiáng)環(huán)20配合，保證定子結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度并使其輕量化。
[0028]需要說明的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)造精神，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以做出其他變化，這些依據(jù)本發(fā)明的創(chuàng)造精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，包括磁芯、包覆于磁芯上的繞線架、以及繞設(shè)于磁芯上的線圈，所述磁芯包括環(huán)形的軛以及由所述軛沿徑向向外延伸的若干齒，所述線圈繞設(shè)于磁芯的齒上，其特征在于:所述繞線架為二次成型的一體結(jié)構(gòu)，包括包覆所述磁芯的絕緣部、位于磁芯內(nèi)的支撐部、以及一體連接于絕緣部與支撐部之間的若干翼片，所述翼片沿周向間隔設(shè)置，所述絕緣部內(nèi)一體嵌設(shè)有加強(qiáng)件，所述加強(qiáng)件的強(qiáng)度高于所述絕緣部。2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)件為金屬環(huán)或金屬板。3.如權(quán)利要求2所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)環(huán)的內(nèi)邊緣形成有定位凸起和/或凹陷。4.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)件包括環(huán)形的本體以及由本體的外邊緣沿軸向向外延伸的若干支腳，所述支腳的末端形成倒鉤。5.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)件的外邊緣呈波紋狀。6.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述繞線架包括有上、下兩個(gè)繞線架，上繞線架與下繞線架其中之一形成有穿孔，其中之另一形成有凸柱，所述凸柱插設(shè)于穿孔內(nèi)將上繞線架與下繞線架連接。7.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支撐部呈筒狀，支撐部的內(nèi)壁向內(nèi)凸出形成有環(huán)緣，所述加強(qiáng)環(huán)疊設(shè)于環(huán)緣上，加強(qiáng)環(huán)的外緣嵌設(shè)于支撐部內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述每一齒包括與軛連接的繞線部以及形成于繞線部的末端的翼部，所述線圈纏繞于繞線部上，所述翼部與繞線部的連接處形成有切槽，所述翼部成型前部分向外翹起，繞線完成后受力向內(nèi)彎曲變形與繞線部相接觸，使所述切槽變窄呈線形狀。9.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁芯由料帶彎曲而成，磁芯的軛上形成有通孔，所述通孔內(nèi)插設(shè)有銷釘使磁芯定型。10.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)定子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述磁芯由料帶彎曲而成，磁芯的齒通過焊接連接為一體。11.一種電機(jī)，包括支撐座、定子結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述支撐座形成有中空套筒以支撐轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于:所述定子結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述的定子結(jié)構(gòu)，所述定子結(jié)構(gòu)的連接部套設(shè)于所述支撐座的套筒上。12.如權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其特征在于，所述繞線架的圓筒的內(nèi)壁面與所述支撐座的套筒的外壁面其中之一形成有凸起，其中之另一形成有與所述凸起配合的凹陷，用于對(duì)所述定子結(jié)構(gòu)在周向上定位。13.如權(quán)利要求11所述的電機(jī)，其特征在于，所述套筒的自由端與所述加強(qiáng)件之間實(shí)現(xiàn)鉚接固定。
【文檔編號(hào)】H02K3/34GK105846564SQ201510738046
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日
【發(fā)明人】李越, 姜茂雄, 趙健, 王勇, 李勇, 廖燕飛
【申請(qǐng)人】德昌電機(jī)(深圳)有限公司