CN102075050A - 外转子直流无刷电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外转子直流无刷电动机，它包括外转子总成，定子线圈总成，定子轴承支架，定子保护端盖和直流电控线路板，在定子保护端盖边缘固装机壳，在机壳另一端置有外转子侧保护端盖，外转子实心轴穿出外转子侧保护端盖外并制有动力输出传递固装结构，从而解决了现有技术以外转子壳体或以定子保护端盖一侧外凸外转子轴为动力输出构件，所产生与常规内转子电动机动力输出不能完全兼容的问题；而在外转子实心轴装上风扇叶的内置式送风散热方式，以及在机壳外侧设置直流电控线路板盒体和风冷室的外置式送风散热方式，有效解决了现有技术中关键电子元件的散热问题；在机壳设出线口，克服了现有技术从定子保护端盖侧端出线的使用局限性弊端。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流无刷电动机，尤其是一种外转子直流无刷电动机。
背景技术
目前现有技术的外转子直流无刷电动机的动力输出传递方式，主要是以外转子壳体或以定子保护端盖一侧外凸外转子轴为动力输出传递构件，通过在外转子壳体上同心套装风扇叶轮圆筒体、电动车轮轱，或通过在定子保护端盖一侧外凸外转子轴身上装上联接构件，从而将动力输出传递至实际使用功能部件，这种以外转子壳体和以定子保护端盖一侧外凸外转子轴为动力输出传递构件的外转子直流无刷电动机，具有机电效能高、省电、磁感信号分辨率清晰、力矩大、运转平稳、噪声低的显著优点，特别适合在通风设备、电动车等专业领域中的其中某些特定产品中使用。然而，目前绝大多数工业机器设备和家用电器产品中使用的常规电动机基本上都是采用内转子电机轴的任意一端或两端为动力输出传递构件，两者相比，这种现有技术以外转子壳体和以定子保护端一侧外凸外转子轴为动力输出传递构件的外转子直流无刷电动机，在动力输出传递构件的直径大小和输出传递部位方面与常规电动机的内转子轴存在着不能完兼容使用的推广应用障碍问题，是难以在大多数家用电器产品和工业设备中作兼容式推广应用的，这是需要改进的。此外，现有技术的外转子直流无刷电动机只能在定子保护端盖设置固装位置的安装方式，与常规的内转子电动机可以在电机壳体和两端保护端盖任意设置固装位置的多方向多位置安装方式相比，存在极大差异，在安装使用上难以适应现有机器的各种不同使用场合安装需求，尤其是落地式安装使用场合；另外，装置在现有技术外转子直流无刷电动机定子保护端盖内部的直流电控线路板中的关键电子元件，受定子保护端盖内部位置条件局限，存在积热现象，也对产品使用寿命和工作可靠性形成不利的影响，以上这些存在问题，是需要改进的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种不仅在动力输出传递构件与常规内转子电动机兼容，而且在安装使用上和产品可靠性整体性方面也与常规内转子电动机兼容的外转子直流无刷电动机。
为解决上述技术问题，本发明的外转子直流无刷电动机包括定子线圈总成，定子轴承支架，装在定子轴承支架内的轴承，定子保护端盖，由外转子壳体、永磁体、外转子实心轴组成的外转子总成，直流电控线路板，外转子实心轴一端固装在定子轴承支架的轴承内，在定子保护端盖边缘固装机壳，在机壳另一端置有外转子侧保护端盖，外转子实心轴穿出保护端盖外，在穿出保护端盖外露出的可与其它构件联接形成动力输出的外转子实心轴身制有动力输出传递固装结构，该动力输出传递固装结构是凹槽。
作为实现本发明基本构思中外转子实心轴穿出保护端盖外的第一种技术方案，是以定子轴承支架内置两个轴承为外转子实心轴支点，在外转子侧保护端盖中央制有通孔，外转子实心轴固装在外转子壳体一端穿过外转子壳体和外转子侧保护端盖中央通孔，并穿出外转子侧保护端盖外。
作为实现本发明基本构思中外转子实心轴穿出保护端盖外的第二种技术方案，以定子轴承支架内置两个轴承为外转子实心轴支点，在定子保护端盖中央制有通孔，外转子实心轴靠近定子保护端盖一端穿过定子保护端盖中央通孔，并穿出定子保护端盖外。
作为实现本发明基本构思中外转子实心轴穿出保护端盖外的第三种技术方案，是在外转子侧保护端盖中央制有通孔轴承室，通孔轴承室内置有轴承，外转子实心轴固装在外转子壳体一端穿过外转子壳体，与通孔轴承室内置轴承套装，并穿过通孔轴承室和内置轴承，穿出外转子侧保护端盖外，外转子实心轴另一端装在定子轴承支架靠近定子保护端盖一侧的轴承内，这种在外转子侧保护端盖设置轴承支点的技术方案可理解定义为轴承外置方案。采用轴承外置方案的外转子直流无刷电动机尤其适合于重负荷电动机中应用。
作为实现本发明基本构思中外转子实心轴穿出保护端盖外的第四种技术方案，是在定子保护端盖中央制有通孔，在外转子侧保护端盖中央制有轴承室，轴承室内置有轴承，外转子实心轴固装在外转子壳体一端穿过外转子壳体，插装在外转子侧保护端盖轴承室的轴承内，外转子实心轴另一端装在定子轴承支架靠近定子保护端盖一侧的轴承内，并延伸穿过靠近定子保护端盖一侧轴承和定子保护端盖的中央通孔穿出定子保护端盖外。这种技术方案属于轴承外置方案中，外转子实心轴穿出定子保护端盖一端的一种动力输出位置转换，同样特别适于重负荷的电动机中应用。
作为实现本发明基本构思中，可解决现有技术外转子直流无刷电动机内部定子线圈出线与电源引线，都是从电动机侧部方位出线的安装使用不兼容问题的一种有效技术方案，是在机壳制有出线口，定子线圈出线与直流电控线路板出线，穿过机壳出线口，与外部供电电源连接，这种从机壳出线的技术方案，兼容了目前大部分常规内转子电动机的出线方式和安装使用方式。
作为实现本发明基本构思中可提高原有技术外转子直流无刷电动机直流电控线路板关键电子元件散热效果，并提高外转子直流无刷电动机有效功率和工作寿命的一种强制送风散热技术方案，是外转子实心轴在穿过外转子保护端盖外侧的轴身或在穿过定子保护端盖的轴身装有风扇叶，在风扇叶外侧装有保护罩，保护罩制有通风口，运转时，风扇叶可以从通风口吸入凉风，强制性地把凉风吹送到直流电控线路板的关键电子元件散热板面上。
作为实现本发明基本构思中可提高直流电控线路板关键电子元件散热效果的另一种强制送风散热技术方案，是在机壳外侧设有直流电控线路板盒体，机壳与直流电控线路板盒体之间制有出线口，直流电控线路板盒体制有出线口，直流电控线路板放在直流电控线路板盒体内，直流电控线路板盒体在对应直流电控线路板关键电子元件散热板一侧制有风冷室，风冷室制有通风口，风冷室内装有电风扇，运转时，电风扇可以从通风口吸入凉风，强制性地把凉风吹送到关键电子元件散热板面上。作为在机壳外侧设直流电控线路板和风冷室散热技术方案的又一种改进，是风冷室内不装电风扇，改为在外转子实心轴身装风扇叶，在风冷室与装风扇叶的保护端盖外侧鼓风室之间设有鼓风口，风冷室侧壁制有通风口，运转时，风扇叶可以通过鼓风口把凉风吹到风冷室的关键电子元件散热板面上。
作为实现本发明基本构思中，可解决现有技术必须在定子保护端盖一侧接装固定基架的固装局限性问题的技术方案，是在机壳置有类似带机脚、挂耳的固装构件，或者在外转子侧保护端盖置有类似带通孔挂耳、基架的固装构件，从而兼容了目前所有内转子电动机的全部安装使用方位与固装模式。
作为上述实现外转子实心轴穿出保护端盖外的第一种技术方案的一种改进，在上述第一种技术方案中的外转子侧保护端盖中央通孔内侧置有防护垫圈，可以起到防尘防潮作用，更好地保护机壳内部转子、定子、线路板的运行寿命；作为上述第一种技术方案的又一种改进，在上述第一种技术方案中的外转子侧保护端盖中央通孔圆周同心制有轴承室，轴承室内置有轴承，轴承室与轴承之间置有弹性轴承套，也可以起防护作用。
由于上述外转子直流无刷电动机相对现有技术增设了机壳，外转子侧保护端盖，将外转子实心轴延伸出任意一端或两端的保护端盖外，在外转子实心轴外露轴身制有动力输出传递固装结构，因而与常规内转子电动机一样，都是以转子轴身任意一端或两端作为动力输出传递构件，从而克服了现有技术中外转子直流无刷电动机在动力输出传递构件尺寸、方位与常规内转子电动机不能完全兼容的推广应用障碍，而采用了以外转子侧保护端盖设置一个轴承为外置支点的轴承外置技术方案，大大提高了外转子直流无刷电动机的负荷能力和运转平稳性，克服了现有技术中采用轴承内置技术方案所形成的电动机整机负荷偏低的弱点，可以在重负荷的电动机中也能推广应用。此外，由于在本发明技术中增设了机壳和外转子侧保护端盖，一方面提高了外转子直流无刷电动机作为一个独立动力输出单元的整体产品完整性和使用安全可靠性；另一方面，使外转子直流无刷电动机在电源引线出线方位以及机座安装方向和具体固装结构方式上，可以有了更多个安装使用方向和更多种固装结构方式的灵活选择，克服了原有技术外转子直流无刷电动机只能在定子保护端盖一侧出线接装的使用局限性，可全方位在现有的工业机器设备、汽车、轮船、家电产品......各行各业中推广应用；而在保护罩和保护端盖之间的外转子实心轴身设置风扇叶的内置式强制送风散热技术方案，或者在机壳设置附有电风扇风冷室的直流电控线路板盒体的外置式强制送风散热技术方案，一体化有效地解决了外转子直流无刷电动机直流电控线路板中关键电子元件的散热问题，显著地提高了外转子直流无刷电动机的有效功率和使用寿命，进一步完善了作为一个独立电动机产品的完整性和使用可靠性，因而也进一步扩大了外转子直流无刷电动机在各种功率内转子电动机中的兼容式替代应用范围。
附图说明
图1是本发明中采用以定子轴承支架内置两个轴承为内置式支点，外转子实心轴两端穿出保护端盖外的实施例剖面示图；
图2是图1实施例的整体外观示图；
图3是本发明中采用以定子轴承支架内置两个轴承为内置式支点，外转子实心轴一端穿出外转子侧保护端盖外的实施例剖面示图；
图4是图3实施例的整体外观示图；
图5是本发明中采用以装置在外转子侧保护端盖的轴承为一个外置式支点，外转子实心轴一端穿出外转子侧保护盖外的实施例剖面示图；
图6是图5实施例的整体外观示图；
图7是本发明中采用以装置在外转子侧保护端盖的轴承为一个外置式支点，外转子实心轴一端穿出定子保护端盖外的实施例剖面示图；
图8是图7实施例的整体外观示图；
图9是本发明中采用机壳上设置附带电风扇风冷室的强排送风散热方案的实施例剖面示图；
图10是图9实施例的整体外观示图；
图11是本发明中采用在外转子实心轴身套装风扇叶的一种强排送风散热方案的实施例剖面示图；
图12是图11实施例的整体外观示图。
具体实施方式
下面以实施例和附图对本发明作进一步说明：
在图1和图2实施例示图中，外转子直流无刷电动机包括定子线圈总成5，定子轴承支架11，装在定子轴承支架11内的轴承10、16，定子保护端盖6，由外转子壳体3、永磁体4、外转子实心轴8组成的外转子总成，直流电控线路板12，外转子实心轴8一端固装在定子轴承支架内的两个轴承10、16内，在定子保护端盖6边缘固装机壳2，在机壳2另一端置有外转子侧保护端盖1，外转子侧保护端盖1中央制有通孔15，外转子实心轴8固装在外转子壳体3一端穿过外转子壳体3和外转子侧保护端盖1中央通孔15，并穿出外转子侧保护端盖1外，在穿出外转子保护端盖1外露出的可与其它构件连接形成动力输出的外转子实心轴8轴身制有凹槽14；在定子保护端盖6中央制有通孔9，外转子实心轴8靠近定子保护端盖6一端穿过定子保护端盖6中央通孔9，并穿出定子保护端盖6外，在穿出定子保护端盖6外露出可与其它构件连接形成动力输出的外转子实心轴8轴身制有凹槽7，在外转子侧保护端盖1内侧置有垫圈13，在机壳2面上制有固装构件17，在定子保护端盖6制有出线孔18，本实施例可适合于在需要同轴双端动力输出的通风设备(如风幕机、鼓风机)中采用。
在图3和图4实施例示图中，外转子直流无刷电动机包括定子线圈总成28，定子轴承支架27，装在定子轴承支架内的轴承24、29，定子保护端盖38，由外转子壳体20，永磁体21、外转子实心轴30组成的外转子总成，直流电控线路板23，外转子实心轴30一端固装在定子轴承支架内的两个轴承24、29内，在定子保护端盖38边缘固装机壳37，在机壳37另一端置有外转子侧保护端盖36，外转子侧保护端盖36中央制有通孔33，在通孔33圆周同心制有轴承室35，轴承室35内置有轴承32，轴承室35与轴承32之间置有橡胶轴承套31，外转子实心轴30固装在外转子壳体20一端穿过外转子壳体20，穿过轴承32和通孔33，并穿出外转子侧保护端盖36外，在外露出的外转子实心轴30轴身制有凹槽34，定子保护端盖38紧贴直流电控线路板关键元件部位涂有导热硅胶，兼作直流电控线路板关键元件散热板22，外转子实心轴30在穿过定子保护端盖38外侧的轴身装有风扇叶26，在风扇叶26外侧装有保护罩19，保护罩19制有通风口25，在外转子侧保护端盖36制有带固装通孔40的固装构件39，在机壳37制有出线口41。本实施例尤其适合于汽车、飞机、化工业中需要在转子轴动力输出端同侧安装而电源出线在另一端的电动机中推广应用。
在图5和图6实施例示图中，外转子直流无刷电动机包括定子线圈总成51，定子轴承支架45，装在定子轴承支架内的轴承46，定子保护端盖50，由外转子壳体58，永磁体42，外转子实心轴56组成的外转子总成，直流电控线路板44固装在定子保护端盖50内侧，在定子保护端盖50边缘固装机壳59，机壳59制有出线口60，直流电控线路板44出线(未画出)穿过出线口60，与外部供电电源连接。在机壳59另一端置有外转子侧保护端盖57，外转子侧保护端盖57中央制有通孔轴承室53，通孔轴承室53内置有轴承54，外转子实心轴56固装在外转子壳体58一端穿过外转子壳体58与通孔轴承室53内置轴承54套装，并穿过通孔轴承室53内置轴承54，穿出外转子侧保护端盖57外，在外露出的外转子实心轴56轴身制有凹槽55，定子保护端盖50紧贴直流电控线路板关键元件部位涂有导热硅胶，兼作直流电控线路板关键元件散热板43，外转子实心轴56另一端装在定子轴承支架45靠近定子保护端盖50一侧的轴承46内，外转子实心轴56在穿过定子保护端盖50外侧的轴身装有风扇叶48，在风扇叶48外侧装有保护罩49，保护罩49制有通风口47，在机壳59底部置有固装机脚52，本实施例适合于需要落地式安装的通用机器中推广应用。
在图7和图8实施例示图中，外转子直流无刷电动机包括定子线圈总成71，定子轴承支架67，装在定轴承支架内的轴承66，定子保护端盖63，由外转子壳体69，永磁体68，外转子实心轴72组成的外转子总成，在定子保护端盖63边缘固装机壳62，在机壳62另一端置有外转子侧保护端盖78，外转子侧保护端盖78中央制有通孔轴承室76，通孔轴承室76内置有轴承74，外转子实心轴72固装在外转子壳体69一端穿过外转子壳体69，插装在外转子侧保护端盖78通孔轴承室76的轴承74内，并延伸穿过外转子侧保护端盖78外侧，在穿过外转子侧保护端盖78外侧的轴身套装有风扇叶73，在风扇叶73外侧装有保护罩77，保护罩77制有通风口75，机壳62外侧设有直流电控线路板盒体84，直流电控线路板83放置在直流电控线路板盒体84内，机壳62与直流电控线路板盒体84之间制有出线口61，定子线圈总成71出线(未画出)穿过出线口61与直流电控线路板83连接，直流电控线路板盒体84制有出线口85，直流电控线路板83电源引线(未画出)穿过出线口85与外部供电电源连接，直流电控线路板盒体84对应直流电控线路板83关键电子元件散热板82下侧制有风冷室81，风冷室81与装有风扇叶73的外转子保护端盖78外侧鼓风室79之间设有鼓风口80，风冷室81侧壁制有通风口86，外转子实心轴72另一端装在定子轴承支架67靠近定子保护端盖63一侧的轴承66内，并延伸穿过轴承66和定子保护端盖63的中央通孔65，穿出定子保护端盖63外，在外露出的外转子实心轴72轴身制有凹槽64，在机壳62底部置有固装机脚70，本实施例尤其适合于重负荷的电动机中推广应用。
本发明也可按另一个实施方式设计出另一种外置式独立强制送风技术方案结构的外转子直流无刷电动机，参见图9和图10，在机壳93外侧设有直流电控线路板盒体88，直流电控线路板89放置在直流电控线路板盒体88内，机壳93与直流电控线路板盒体88之间制有出线口92，定子线圈总成94出线(未画出)穿过出线口92与直流电控线路板89连接，直流电控线路板盒体88制有出线口96，直流电控线路板89电源引线(未画出)穿过出线口96与外部供电电源连接，机壳93与直流电控线路板盒体88对应直流电控线路板89关键电子元件散热板90下侧制有风冷室95，风冷室95制有通风口97，风冷室95内装有电风扇91，运转时，电风扇91可以从通风口97吸入凉风，强制性吹送到关键电子元件散热板90面上，将关键电子元件散热板90面上的积热带走，从冷风室95另一端的通风口(未画出)带出，本实施例尤其适合于调速比大重负荷的调速电动机中推广应用。
图11和图12示出了散热风扇叶和动力输出传递固装结构装置在定子保护端盖同侧轴身的另一个内置式散热方案的实施例，外转子实心轴104在穿过定子保护端盖99轴身装有风扇叶105，在风扇叶105外侧装有带通风口101的保护罩100，保护罩100中央制有通孔102，外转子实心轴104延伸穿过保护罩100通孔102，在外露出通孔102外可与其它构件连接形成动力输出的外转子实心轴104轴身，制有凹槽103，机壳98制有出线口106。
当然，本发明中外转子实心轴身上制有的动力输出传递固装结构不局限于上述实施例的凹槽型式，还可采用销键、反牙螺纹、穿轴销钉、定位孔、扁块等电动机轴身动力输出传递固装型式，这样的变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种外转子直流无刷电动机，它包括定子线圈总成，定子轴承支架，装在定子轴承支架内的轴承，定子保护端盖，由外转子壳体、永磁体、外转子实心轴组成的外转子总成和直流电控线路板，外转子实心轴一端固装在定子轴承支架的轴承内，其特征在于：在定子保护端盖边缘固装机壳，在机壳另一端置有外转子侧保护端盖。
2.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的在外转子侧保护端盖中央制有通孔，外转子实心轴固装在外转子壳体一端穿过外转子壳体和外转子侧保护端盖中央通孔，并穿出外转子侧保护端盖外。
3.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的外转子侧保护端盖中央制有通孔轴承室，通孔轴承室内置有轴承，外转子实心轴固装在外转子壳体一端穿过外转子壳体，与通孔轴承室内置轴承套装，并穿过通孔轴承室和内置轴承，穿出外转子侧保护端盖外。
4.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的外转子侧保护端盖中央制有轴承室，轴承室内置有轴承，外转子实心轴固装在外转子壳体一端穿过外转子壳体，插装在外转子侧保护端盖轴承室的轴承内，外转子实心轴另一端装在定子轴承支架靠近定子保护端盖一侧的轴承内，并延伸穿过靠近定子保护端盖一侧轴承和定子保护端盖的中央通孔穿出定子保护端盖外。
5.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的机壳制有出线口。
6.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的外转子实心轴，在穿过外转子侧保护端盖外侧的轴身装有风扇叶，在风扇叶外侧装有保护罩，保护罩制有通风口。
7.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的外转子实心轴，在穿过定子保护端盖外侧的轴身装有风扇叶，在风扇叶外侧装有保护罩，保护罩制有通风口。
8.根据权利要求1、5所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的机壳外侧设有直流电控线路板盒体，机壳与直流电控线路板盒体之间制有出线口，直流电控线路板盒体制有出线口，直流电控线路板盒体在对应直流电控线路板关键电子元件散热板一侧制有风冷室，风冷室制有通风口，风冷室内装有电风扇。
9.根据权利要求1、5、6、7所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的机壳外侧设有直流电控线路板盒体，机壳与直流电控线路板盒体之间制有出线口，直流电控线路板盒体制有出线口，直流电控线路板盒体对应直流电控线路板关键电子元件散热板一侧制有风冷室，风冷室与装有风扇叶的保护端盖外侧鼓风室之间设有鼓风口，风冷室侧壁制有通风口。
10.根据权利要求6、7、9所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的外转子实心轴延伸出保护罩。
11.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于所述的机壳置有固装构件。
12.根据权利要求1所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：所述的外转子侧保护端盖置有固装构件。
13.根据权利要求2所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：在所述的外转子侧保护端盖中央通孔内侧置有垫圈。
14.根据权利要求2所述的外转子直流无刷电动机，其特征在于：在所述的外转子侧保护端盖中央通孔圆周同心制有轴承室，轴承室内置有轴承，轴承室与轴承之间置有弹性轴承套。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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