CN110571013A - 制动器的电磁组件、制动器及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制动器的电磁组件、制动器及电机,涉及制动技术领域。其中电磁组件包括骨架和线圈，所述骨架具有第一挡边及第二挡边，第一挡边与第二挡边之间形成绕线槽；线圈绕制于绕线槽上形成绕组，绕组具有两个出线端；每个出线端连接有一个引出线，且出线端与引出线的连接处突出于骨架在径向上的外轮廓；磁轭包括同轴设置的内环及外环，内环与外环之间形成用于放置绕组的安装槽；外环上设置有引线槽，出线端与引出线的连接处位于引线槽内，且引出线通过引线槽引出。本申请进行绕组时，引出线可以置于引线槽内，因此引出线不会过多占用绕组组件上骨架的空间，提升槽满率，提高制动器的功率密度。

Description

制动器的电磁组件、制动器及电机

技术领域

本发明涉及制动技术领域，具体而言，涉及一种制动器的电磁组件、制动器及电机。

背景技术

制动器是用于旋转机构(如电机装置等)机械制动不可缺少的零件，制动器包括磁轭、骨架及绕组，线圈绕制在骨架上形成绕组，绕组安装于磁轭中，磁轭外环内径约等于骨架外径。传统绕组骨架制作示意图如图1-2所示，线圈绕制在骨架上后伸出两根绕组端部，每个绕组端部分别和一根引出线端部焊接，引出线在绕组外圈环绕至磁轭上的引出线出口处，往往占据绕组外圈与骨架外圈的空间；而且引出线一般较粗，会占用很大的骨架内部绕线空间，导致槽满率低，最终导致电磁吸力小。

发明内容

为解决现有技术中制动器骨架槽满率低的技术问题，本发明的主要目的在于，提供一种提升槽满率的制动器的电磁组件、制动器及电机。

第一方面，本发明实施例提供了一种制动器的电磁组件，包括骨架和线圈，所述骨架具有第一挡边及第二挡边，所述第一挡边与所述第二挡边之间形成绕线槽；所述线圈绕制于所述绕线槽上形成绕组，所述绕组具有两个出线端；还包括：

引出线，每个所述出线端连接有一个所述引出线，且所述出线端与所述引出线的连接处突出于所述骨架在径向上的外轮廓；

磁轭，包括同轴设置的内环及外环，所述内环与所述外环之间形成用于放置绕组的安装槽；所述外环上设置有引线槽，所述出线端与所述引出线的连接处安装于所述引线槽内，且所述引出线通过所述引线槽引出；

所述外环的周长为L，所述引线槽在所述外环周向上的长度为W，其中，W/L≤0.4，且W≥0.2mm。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述引出线与所述出线端的连接处设置有加固层，且所述加固层位于所述安装槽内。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述加固层设置为固化胶。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，在所述骨架的径向上，所述绕组的外轮廓与所述第一挡边的边缘或第二挡边的边缘的距离H小于或等于1mm。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述引出线与所述出线端的连接处设置绝缘层。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述绕组与所述磁轭之间的缝隙设置有绝缘层。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述引线槽沿所述外环的内壁侧向所述外环的外壁侧延伸，所述外环的外壁设置有与所述引线槽连通的出线孔。

进一步地，在本发明一个较佳的实施例中，所述引线槽由所述外环的内壁侧向所述外环的外壁侧贯通。

第二方面，本发明实施例提供了一种制动器，包括任一项所述的制动器的电磁组件。

第三方面，本发明实施例提供了一种电机，包括所述的制动器。

本发明实施例提供的制动器的电磁组件、制动器及电机，在磁轭上设置引线槽，因此当电磁组件进行绕组时，出线端与引出线的连接处能够凸出于骨架径向上外轮廓设置，并且出线端与引出线的连接处及引出线均可以置于引线槽内，因此引出线不会过多占用绕组组件上骨架的空间，因此可以充分利用骨架的空间进行线圈绕制，提升槽满率，提高制动器的功率密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是现有技术中绕组组件的结构示意图；

图2是现有技术中磁轭的结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的磁轭的结构示意图；

图4是本发明一实施例提供的制动器的结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的绕组组件示意图；

图6是本发明一实施例提供的加固层示意图；

图7是本发明一实施例提供的加固层侧面示意图；

图8本发明一实施例提供的电磁组件的结构示意图；

图9是本发明另一实施例提供的电磁组件的结构示意图；

图10是本发明一实施例提供的引线槽参数对制动器输出转矩的影响。

附图标记：

1、磁轭，11、内环，12、外环，121、引线槽，122、出线孔，13、安装槽，2、绕组，21、出线端，22、焊接点，3、引出线，4、固化胶，5、骨架，51、第一挡边，52、第二挡边，6、弹簧，7、衔铁，8、摩擦片，9、挡板,10、轮毂。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

如图4所示，本发明实施例提供的一种制动器，包括电磁组件、弹簧6、衔铁7、挡板9、摩擦片8及轮毂10；其中，电磁组件包括磁轭1及绕组组件，绕组组件包括：骨架5、线圈绕制在骨架5上形成的绕组2以及引出线3。挡板9固定设置在与磁轭1具有固定距离的位置，磁轭1及挡板9之间依次设置有弹簧6、衔铁7和摩擦片8；衔铁7和摩擦片8在轴向上不固定，铁芯与衔铁7间设置有间隙。

当制动器的电磁组件不通电时，弹簧6的弹力将衔铁7和摩擦片8紧紧压向挡板9，此时摩擦片8不能径向转动，与摩擦片8间隙配合的轮毂10也处于制动状态；当制动器的电磁组件通电时，定子磁轭1的电磁力克服弹簧6的弹力将衔铁7吸引下来，此时轮毂10可以自由转动，解除制动状态。

如图1-2所示，现有技术中的制动器，其引出线3需要在绕组2上绕制到磁轭1的出线孔122处，占用骨架5上的部分绕组2空间，而且现有制动器中磁轭1外环12内径约等于骨架5外径，一般要求引出线3环绕绕组2后不能凸出于骨架5外径，绕组2组件才能与磁轭1正常装配。引出线3较粗占用了很大的骨架5上的绕线空间，导致骨架5槽满率低，最终导致电磁组件的电磁吸力小，制动器想要达到要求的制动力矩需要做得更大更长，不利于制动器的小型化。

现有专利为解决这一技术问题时，提出的解决方式是在骨架5上进行开槽，绕组2的出线端21与引出线3焊接部或焊接点22处直接卡在骨架5上的槽处；该方法虽然能够使引出线3不在绕组2外圈与骨架5外圈的空隙环绕占用骨架5空间，但是要求骨架5开槽的端面厚度很厚才能保证对线圈的卡紧力。传统骨架5厚度为0.5-1mm，增大厚度会导致制动器长度大大增加，且仅仅依靠过盈配合的卡紧力不能保证引出线3拉拔过程中的可靠性。

本发明实施例提供的一种制动器的电磁组件，如图5、8-9所示，包括骨架5和线圈，骨架5具有第一挡边51及第二挡边52，第一挡边51与第二挡边52之间形成绕线槽；线圈绕制于绕线槽上形成绕组2，绕组2具有两个出线端21(绕组2端部)；还包括：引出线3及磁轭1，每个出线端21连接有一个引出线3，且出线端21与引出线3的连接处凸出于骨架5在径向上的外轮廓。本实施例中，引出线3与出线端21焊接。引出线3与出线端21可采用电烙铁、浸焊或其他焊接工艺进行焊接，保证二者之间焊接牢靠。

与现有技术不同，如图3所示，本实施例磁轭1包括同轴设置的内环11及外环12，内环11与外环12之间形成用于放置绕组2的安装槽13；外环12上设置有引线槽121，出线端21与引出线3的连接处安装于所述引线槽121内，且引出线3通过所述引线槽121引出。在磁轭1上设置引线槽121，因此当电磁组件进行绕组2时，出线端21与引出线3的连接处能够凸出于骨架5径向上外轮廓设置，并且出线端21与引出线3的连接处及引出线3均可以置于引线槽121内，因此引出线3不会过多占用绕组2组件上骨架5的空间，因此可以充分利用骨架5的空间进行线圈绕制，提升槽满率，提高制动器的功率密度。而且采用此方法在避免引出线3占用骨架5空间的同时，不会增大骨架5的厚度，也就不会增大制动器的体积。在提升绕组2槽满率的同时，输出相同转矩的情况下制动器体积可以大大减小，长度可以大大缩短，大大提高了功率密度。

本实施例中，对骨架5的形状不做限定，本实施例中的骨架5是圆环开绕线槽的形式，其他实施例中的四方开槽形也应在本申请的保护范围内。

由于绕组2完成后的骨架5要与磁轭1装配，因此引出线3与出线端21焊接后，裸露的焊点须进行绝缘处理以保证电气安全，本实施例中在引出线3与出线端21的连接处设置绝缘层，即可在焊点处缠绕绝缘纸或加装绝缘套管等工艺对焊点进行绝缘处理，保证电气安全。

如图5-9所示，本实施例中，两个出线端21、两个引出线3的位置靠近设置，出线端21与引出线3的两个焊接位置也靠近在一处，引出线3以及其焊接位置均位于引线槽121内，将引出线3从引线槽121的出线孔122穿出后，再将绕组2与磁轭1进行装配。同时，本实施例中满足，引线槽121在外环12周向上的长度与引出线3在绕组2组件周向上的分布距离相适配，其中，引出线3在绕组2组件周向上的分布距离即为本实施例中两个引出线3之间的距离，使得引出线3能够都安装进引线槽121内。

为了保证两根引出线3的电气间隙，两个引出线3之间的距离最好应满足0.2mm，本发明一较佳的实施例中，磁轭1外环12的周长为L，引线槽121在外环12周向上的长度为W，图8中所示的W此时表示的为引线槽121在外环上的弧线长度，其中，W/L≤0.4，且W≥0.2mm。一般而言，两个引出线3间距越大占用空间越大，对应的磁轭1上的引线槽121开槽的面积越大，而磁轭1开槽越大对制动器吸引力的影响越大，因此引线槽121的尺寸在满足引出线3安装所需外，其最大尺寸的设置也是需要解决的技术问题。本发明实施例中，以引线槽121开槽的最大宽度W相比磁轭1外环12周长L的倍数作为变量，试验了不同W/L对制动器性能(本实施例中检测的为转矩倍数)的影响，试验结果如图10所示，其结果表明，W/L≤0.4时开槽对制动器输出转矩几乎没有影响，W/L＞0.4时制动器输出转矩下降。因此，W/L要求小于等于0.4；同时为了保证两根引出线3的电气间隙，两根引出线3间距要求大于等于0.2cm，最终引线槽121的尺寸应满足：W/L≤0.4且W≥0.2cm。

本发明对磁轭1上的引线槽121的具体形状不做限定，方形槽、圆形槽、通槽等形式均可，使其满足安装引出线3即可，其他实施例中的能够容纳固化胶4固定后的引出线3的焊接位置的其他形状槽均应在本申请的保护范围。如图8所示，本实施例中的引线槽121设置为方形槽，引线槽121沿外环12的内壁侧向外环12的外壁侧延伸，且引线槽121在外环12上非贯通，并在外环12的外壁设置有与引线槽121连通的出线孔122，本实施例中，设置出线孔122的外环12的外壁同时为引线槽121的侧壁，凸出于骨架5外轮廓的引出线3位置安装至引线槽121内，且引出线3由出线孔122处引出，出线孔122对引出线3可以有一个限位固定作用，再配合固化胶4等加固层，使得引出线3安装更稳固。装配过程中，将绕组2组件的引出线3焊接位置对准磁轭1上的引线槽121，将引出线3出线孔122穿过后，慢慢将绕组2组件推入磁轭1的安装腔腔体，将磁轭1与骨架5绕组2完成装配，如图8所示。

在本发明另一个实施例中，如图9所示，引线槽121由外环12的内壁侧向外环12的外壁侧贯通。本实施例中引线槽121在外环12上是一个通槽，此时绕组2组件在安装时更方便快捷，凸出于骨架5外轮廓的引出线3引出线3位置对准引线槽121即可，对引出线3的加固效果弱于上一实施例，但由于引出线3的焊接位置会设置固化胶4等加固层，因此依然可以对引出线3实现有效固定。

现有技术中由于引出线3与出线端21的焊接位置未被固定，引出线3处于自由状态，因此绕组2组件在于磁轭1装配过程中或者用户使用过程中，容易对引出线3产生拉拔，使引出线3损坏或脱落。本发明实施例中，在引出线3与出线端21的焊接位置处设置加固层，例如加固化胶4进行固定焊接位置，如图6-7所示；加固层固化后的焊接位置的强度满足引出线3抗拉强度要求；加固层位于安装槽13内。焊接位置采用固化胶4与绕组2固定，固化胶4固定后的焊接位置凸出骨架5外轮廓，引线槽121的大小能够容纳胶固定的焊接位置以及加固用的固化胶4，保证了绕组2组件能够与磁轭1装配。当然，除了固化胶4外的为他加固层，例如环氧树脂注胶等加固焊接处的方式均应在本申请的保护范围。

采用本发明实施例中改进的电磁组件结构，再进行在骨架5上线圈绕组2时，如图7所示，在骨架5的径向上，绕组2的外轮廓与第一挡边51的边缘或第二挡边52的边缘的距离H小于或等于1mm；本实施例中，绕线后的绕组2边缘距离骨架5边缘小于1mm，骨架5绕组2的槽满率接近100％，充分利用了骨架5的空间进行绕线。同时也由于绕组2槽满率非常高，绕线边缘基本与骨架5外轮廓平齐，引出线3与出线端21焊接的位置凸出骨架5外轮廓，在焊接位置加固定胶固定后自然也会凸出于骨架5外轮廓，引线槽121的设置会使得加固化胶4的引出线3焊接位置均位于引线槽121内。

另外，由于绕线后的绕组2的边缘距离骨架5的边缘非常近(小于1mm)，且骨架5的外径略小于磁轭1外环12的内径，所以导电的绕组2与磁轭1的间距非常小，容易引起电气安全的问题。为了解决这一问题，本发明一实施例中，绕组2组件与磁轭1之间的缝隙设置有绝缘层。绝缘层可以在绕组2组件与磁轭1之间涂步绝缘胶、布置绝缘薄膜或灌封环氧树脂，来增大绕组2的爬电距离，保证电气安全。

本发明另一实施例提供的一种电机，包括上述的制动器。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种制动器的电磁组件，包括骨架(5)和线圈，所述骨架(5)具有第一挡边(51)及第二挡边(52)，所述第一挡边(51)与所述第二挡边(52)之间形成绕线槽；所述线圈绕制于所述绕线槽上形成绕组(2)，所述绕组(2)具有两个出线端(21)；其特征在于，还包括：

引出线(3)，每个所述出线端(21)连接有一个所述引出线(3)，且所述出线端(21)与所述引出线(3)的连接处凸出于所述骨架(5)在径向上的外轮廓；

磁轭(1)，包括同轴设置的内环(11)及外环(12)，所述内环(11)与所述外环(12)之间形成用于放置绕组(2)的安装槽(13)；所述外环(12)上设置有引线槽(121)，所述出线端(21)与所述引出线(3)的连接处安装于所述引线槽(121)内，且所述引出线(3)通过所述引线槽(121)引出；

所述外环(12)的周长为L，所述引线槽(121)在所述外环(12)周向上的长度为W，其中，W/L≤0.4，且W≥0.2mm。

2.根据权利要求1所述的制动器的电磁组件，其特征在于，所述引出线(3)与所述出线端(21)的连接处设置有加固层，且所述加固层位于所述安装槽(13)内。

3.根据权利要求2所述的制动器的电磁组件，其特征在于，所述加固层设置为固化胶(4)。

4.根据权利要求1所述的制动器的电磁组件，其特征在于，在所述骨架(5)的径向上，所述绕组(2)的外轮廓与所述第一挡边(51)的边缘或第二挡边(52)的边缘的距离H小于或等于1mm。

5.根据权利要求1所述的制动器的电磁组件，其特征在于，所述引出线(3)与所述出线端(21)的连接处设置绝缘层。

6.根据权利要求1所述的制动器的电磁组件，其特征在于，所述绕组(2)与所述磁轭(1)之间的缝隙设置有绝缘层。

7.根据权利要求1所述的制动器的电磁组件，其特征在于，所述引线槽(121)沿所述外环(12)的内壁侧向所述外环(12)的外壁侧延伸，所述外环(12)的外壁设置有与所述引线槽(121)连通的出线孔(122)。

8.根据权利要求1所述的制动器的电磁组件，其特征在于，所述引线槽(121)由所述外环(12)的内壁侧向所述外环(12)的外壁侧贯通。

9.一种制动器，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的制动器的电磁组件。

10.一种电机，其特征在于，包括权利要求9所述的制动器。