电动工具、无刷电机和转子制造技术

本公开提供了电动工具、无刷电机及其转子。所述转子包括转子铁芯和磁体，所述磁体设置于转子铁芯的外周面并构成所述转子的1对或多对N极和S极交替排列的磁极。所述转子还包括外罩，罩设于所述磁体外部，所述外罩的周壁包括导磁部和隔磁部，所述导磁部包括分别覆盖各磁极的磁体的至少部分的多个部分，所述隔磁部对应于周向上相邻的两个磁极的磁体之间的周向间隔。所述外罩的周壁还包括用于将导磁部的各部分连接在一起的连接部。各部分连接在一起的连接部。各部分连接在一起的连接部。

【技术实现步骤摘要】
电动工具、无刷电机和转子


[0001]本公开涉及用于无刷电机的转子、包含该转子的无刷电机以及包含该无刷电机的电动工具。

技术介绍

[0002]无刷电机取消了碳刷换向机构，在工程应用上具有成本低、寿命长、可靠性高的优势。因此，无刷电机在电动工具领域被广泛应用。无刷电机的一种常见样式是采用表贴式转子，即，磁体在转子铁芯的表面。这样转子具有制造工艺简单、成本低和易于矢量控制的优点。但是，表贴式转子存在高速运行时，磁体无法承受非常大的自身离心力而破碎飞出，导致电机失效的问题。
[0003]针对上述问题，一种现有的方案是采用不导磁的不锈钢环套在磁体表面或是使用不导磁的纤维细绳绑在磁体表面来起到保护磁体的作用，但这些不导磁的材料会大大的增加磁阻，导致电机的性能变差。
[0004]因此，希望提供一种技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中的上述问题，本公开旨在提供一种改进的无刷电机用转子、包含该转子的无刷电机、以及包含该无刷电机的电动工具，其能够提升转子的机械强度并且减少转子漏磁。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于无刷电机的转子，其特征在于，所述转子包括转子铁芯和磁体，所述磁体设置于转子铁芯的外周面并构成所述转子的1对或多对N极和S极交替排列的磁极，其中，所述转子还包括外罩，罩设于所述磁体外部，所述外罩的周壁包括导磁部和隔磁部，所述导磁部包括分别覆盖各磁极的磁体的至少部分的多个部分，所述隔磁部对应于周向上相邻的两个磁极的磁体之间的周向间隔，并且其中，所述外罩的周壁还包括设置于隔磁部中的连接部，用于将导磁部的各部分连接在一起。
[0007]根据本专利技术的另一个方面，提供了一种无刷电机，其包括：定子；以及如上所述的转子，所述转子可转动地设置于所述定子的中心。
[0008]根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电动工具，其包括如上所述的无刷电机。
[0009]由以上描述可见，根据本公开的转子具有足够的机械强度。并且，根据本公开的转子能够充分利用磁体所能提供的磁通量，还能够降低转子的漏磁。
附图说明
[0010]图1是根据本公开的一个可行实施方式的无刷电机的立体示意图。
[0011]图2是图1中的无刷电机的转子的立体示意图。
[0012]图3A和图3B是图2中的转子的分解图。
[0013]图4A-4C示出了图2的转子的外罩周壁的部分的延展图，其示出了周壁上开口部的
样式的一些实施例。
[0014]图5A和图5B示意性示出了图2中的转子的端壁的一些实施例。
具体实施方式
[0015]本公开在一个方面提供了一种改进的用于无刷电机的转子。本公开在另一个方面提供了一种包括该转子的无刷电机。本公开在又一个方面提供了一种包括该无刷电机的电动工具。
[0016]在本公开中，“电动工具”可以包括各种类型的电动工具，例如，诸如除草机或树篱修剪机之类的园艺器具；诸如角磨机、起子机、电钻或锤钻之类的手持式工具机；诸如激光测距仪之类的测量工具。
[0017]在本公开中，“无刷电机”是指无电刷的电机，其可以为电动工具提供动力。本公开中的无刷电机可以是无刷直流电机(BLDC)。
[0018]以下，结合附图具体描述本公开的实施例。
[0019]图1示意性示出了根据本公开的一个可行实施方式的无刷电机100。图2示意性示出了图1中的无刷电机的转子20。
[0020]参见图1和图2，无刷电机100主要包括定子10和转子20。在根据本公开的无刷电机100中，定子10实现为外定子，并且转子20实现为内转子，即，定子10套设于转子20外且与转子20同轴。可以通过功率电子器件(未示出)给定子10的线圈通电，以使得转子20旋转。由于本公开主要涉及对转子20的改进，因此省略对定子10的具体描述。
[0021]转子20主要包括转子轴21、转子铁芯23、磁体25A-25D和外罩27。转子铁芯23呈柱状，例如，圆柱或棱柱。在转子铁芯23的中心处形成有中心孔29。转子轴21穿过该中心孔29。磁体25A-25D贴附于转子铁芯23的外周面，并构成转子20的1对或多对N极和S极交替排列的磁极。
[0022]在一个实施例中，磁体25A-25D包括在周向上间隔设置于(例如，以相等的周向间隔设置于)铁芯23外表面的多个磁体，其中每个磁体构成转子的一个磁极，并且多个磁体形成1对或多对N极和S极交替排列的磁极。应当理解，多个磁体中每一个都可以由一片或多片磁体构成，即，在多个磁体25A-25D中的每一个的位置处，可以设置一片磁体，也可以设置两片或更多片的磁体。
[0023]外罩27包围在磁体25A-25D外周，能够起到防止磁体断裂或者飞出的作用。外罩27的形状和尺寸设计成适于罩在磁体25A-25D外面。例如，外罩27在轴向上的长度与磁体25A-25D在轴向上的长度大致相等，例如，外罩27的轴向长度等于、或者略大于、或者略小于磁体25A-25D的轴向长度。外罩27的内径与磁体25A-25D围成的圆周的外径相等，由此外罩27可以刚好包围磁体25A-25D。外罩27的周壁包括导磁部271、隔磁部272和连接部273。
[0024]导磁部271包围构成各磁极的磁体25A-25D。导磁部由导磁性良好的材料构成，例如，软铁、硅钢、低碳钢、合金等。导磁部271可以包括多个部分，每个部分包围一个磁极的磁体，并与该磁体一起构成磁路的一部分。例如，参见图2，导磁部的多个部分中的一个部分271B包覆磁体25B。
[0025]导磁部271的多个部分中的每个部分可以构造成刚好覆盖住一磁极的磁体，也可以覆盖住该磁极的磁体的表面的部分，也可以略微超出该磁极的磁体。换言之，导磁部271
的多个部分中的每个都可以构造成与一个磁极的磁体完全重合地包围在该磁体外周面。导磁部271的多个部分的每个也可以构造其表面积小于所覆盖的磁极的磁体的表面积。导磁部271的多个部分的每个还可以构造其表面积大于所覆盖的磁极的磁体的表面积。
[0026]为了使得磁体的磁通量被充分地利用，且外罩能够较好地起到保护磁体的作用，导磁部的多个部分中的每个对其所覆盖磁极的磁体的表面覆盖率在80％-120％的范围内。应当理解，在表面覆盖率不是100％的情况下，导磁部的多个部分中的每个可以在轴向上比其所覆盖的磁体短或者长，也可以在周向上比其所覆盖的磁体窄或者宽。
[0027]隔磁部272在位置上对应于在周向上相邻的两个磁极的磁体之间的周向间隔，用于阻隔这两个磁极的磁体之间不期望的磁路，例如，该相邻两个磁体的周向对置端之间的磁路。隔磁部可以实现为多个开口部，分别暴露出多个周向间隔中的一个的至少部分。每个开口部可以实现为一个或多个开口，其中，每个开口可以构造成从正面看呈矩形的样式，并且每个开口的宽度与电机气隙相关联，例如，每个开口的宽度大于电机气隙的2倍。
[0028]应当理解，每个开口的“宽度”是指该矩形状的开口沿轴向的两个侧边之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无刷电机的转子(20)，其特征在于，所述转子包括转子铁芯和磁体，所述磁体设置于转子铁芯的外周面并构成所述转子的1对或多对N极和S极交替排列的磁极，其中，所述转子还包括外罩(27)，罩设于所述磁体外部，所述外罩的周壁包括导磁部(271)和隔磁部(272)，所述导磁部包括分别覆盖各磁极的磁体的多个部分，所述隔磁部对应于周向上相邻的两个磁极的磁体之间的周向间隔，并且其中，所述外罩的周壁还包括设置于隔磁部中的连接部(273)，用于将导磁部的各部分连接在一起。2.根据权利要求1所述的用于无刷电机的转子(20)，其特征在于，所述导磁部由导磁材料构成，导磁部的各部分与其覆盖的磁体一起构成磁路的一部分；并且导磁部的多个部分中的每个部分对其所覆盖的磁体的表面覆盖率在80％-120％之间。3.根据权利要求1或2所述的用于无刷电机的转子(20)，其特征在于，所述隔磁部包括多个开口部，每个开口部对应于多个周向间隔中的一个周向间隔，用于暴露出该周向间隔的至少部分，以便阻隔周向上相邻的两个磁极的磁体的周向对置端之间的磁路。4.根据权利要求1所述的用于无刷电机的转子(20)，其特征在于，每个开口部都构造成从正面看呈矩形的样式，并且每个开口部的宽度大于所述无刷电机的气隙的两倍，开口部的宽度指该开口部的沿轴向的两个相对侧边之间的直线距离。5.根据权利要求3所述的用于无刷电机的转子(20)，其特征在于，每个开口部具有以下特征之一：包括直线段、曲线段、折线段或其组合；包括连续延伸的开口或离散分布的开口；包括沿轴向延伸的一个或多个开口；以及包括在轴向上离散分布的一排或多排开口。6.根据权利要求1所述的用于无刷电机的转子(20)，其特征在于，所述连接部由与所述导磁部相同的导磁材料构成；...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锦斌，方承志，
申请(专利权)人：博世电动工具中国有限公司，
类型：发明
国别省市：