一种具有PCB板定子的电机[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111835153 A(43)申请公布日 2020.10.27

(21)申请号 201910330633.1(22)申请日 2019.04.23

(71)申请人 擎声自动化科技（上海）有限公司

地址 200438 上海市杨浦区民京路853号1

幢1004室(72)发明人 蒋万全　易旭　

(74)专利代理机构 上海光华专利事务所(普通

合伙) 31219

代理人 韩双宏(51)Int.Cl.

H02K 11/30(2016.01)H02K 1/20(2006.01)H02K 5/20(2006.01)H02K 9/19(2006.01)

权利要求书1页 说明书6页 附图4页

(54)发明名称

一种具有PCB板定子的电机(57)摘要

本发明涉及一种具有PCB板定子的电机，在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，由于PCB板定子上穿设有导热通孔，导热通孔用于和冷却通道连接，在电机工作时，向冷却通道中通入冷却介质，从而使得PCB板定子产生的热量能够及时地散发掉，避免PCB板定子升温过高，防止电机因温度过高而发生故障。由此可见，本发明的一种具有PCB板定子的电机散热性能良好，能够保证电机正常工作。

CN 111835153 ACN 111835153 A

权　利　要　求　书

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1.一种具有PCB板定子的电机，包括PCB板定子、转轴和转子，所述PCB板定子固定设置，所述转子可相对PCB板定子转动；其特征在于：所述电机上设有冷却通道，所述PCB板定子上设有与所述冷却通道连通的导热通孔。

2.根据权利要求1所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：还包括壳体，所述PCB板定子的外边缘与壳体固定连接，所述转子与转轴连接，所述导热通孔靠近PCB板定子的外边缘。

3.根据权利要求2所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述壳体包括第一端盖、中间法兰环和第二端盖，所述中间法兰环围在PCB板定子周围并与PCB板定子固定连接；所述第一端盖和第二端盖分别连接在中间法兰环两侧，所述第一端盖上设有第一冷却介质流道，第二端盖上设有第二冷却介质流道，所述导热通孔的两端分别连通第一冷却介质流道和第二冷却介质流道。

4.根据权利要求3所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述PCB板定子的两侧夹设有第一法兰环和第二法兰环，第一法兰环和第二法兰环上设有与导热通孔对应的连接孔，连接孔和导热通孔中穿设有压铆管，压铆管的两端分别连通第一冷却介质流道和第二冷却介质流道。

5.根据权利要求3所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述第一端盖和第二端盖均通过轴承连接在转轴上，所述转子与转轴固定连接。

6.根据权利要求1所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述PCB板定子与转轴固定连接，所述转子与转轴可转动连接，所述PCB板定子具有内孔，PCB板定子的内孔套在转轴的外侧，所述导热通孔靠近PCB板定子的内孔边缘。

7.根据权利要求6所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述PCB板定子的两侧分别设有第一密封盖和第二密封盖，第一密封盖与PCB板定子之间具有第一密封容腔，第二密封盖与PCB板定子之间具有第二密封容腔，所述导热通孔的两端分别连通第一密封容腔和第二密封容腔，所述转轴中具有第一冷却孔和第二冷却孔，所述第一冷却孔与第一密封容腔连通，第二冷却孔与第二密封容腔连通。

8.根据权利要求7所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述转轴上固定有环形连接板，PCB板定子的内孔套在环形连接板的外缘上，PCB板定子的两侧分别设有第一环形夹板和第二环形夹板，第一环形夹板和第二环形夹板上设有与PCB板定子上的导热通孔对应的连接孔，连接孔和导热通孔中穿设有压铆管，压铆管的两端分别连通第一密封容腔和第二密封容腔。

9.根据权利要求8所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述第一环形夹板和第二环形夹板朝向PCB板定子的一面设有与PCB板定子同轴设置的环形的涂胶槽，环形的涂胶槽中填充有密封胶。

10.根据权利要求1-9任一所述的具有PCB板定子的电机，其特征在于：所述PCB板定子上设有多个导热通孔，各导热通孔与转轴之间的距离相等。

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一种具有PCB板定子的电机

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技术领域

[0001]本发明涉及一种具有PCB板定子的电机，特别是涉及一种能够通入冷却介质的具有PCB板定子的电机。

背景技术

[0002]在航空航海等领域的一些应用场合需要使得电机的重量很小，以PCB板定子作为电机的定子，将传统电机的定子功能集成设置在PCB板中，从而使得电机的体积及重量得以大幅度减小。但是，电机运行时会使得PCB板定子产生较多的热量，使得PCB板的温度升高，影响PCB板定子的工作性能，甚至使得PCB板定子受热变形。现有技术中的具有PCB板定子的电机中，PCB板定子的散热性能较差，影响电机的工作性能。发明内容

[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有PCB板定子的电机，散热性能良好。

[0004]为实现上述目的，本发明提供一种具有PCB板定子的电机，包括PCB板定子、转轴和转子，所述PCB板定子固定设置，所述转子可相对PCB板定子转动；所述电机上设有冷却通道，所述PCB板定子上设有与所述冷却通道连通的导热通孔。[0005]优选地，还包括壳体，所述PCB板定子的外边缘与壳体固定连接，所述转子与转轴连接，所述导热通孔靠近PCB板定子的外边缘。[0006]更为优选地，所述壳体包括第一端盖、中间法兰环和第二端盖，所述中间法兰环围在PCB板定子周围并与PCB板定子固定连接；所述第一端盖和第二端盖分别连接在中间法兰环两侧，所述第一端盖上设有第一冷却介质流道，第二端盖上设有第二冷却介质流道，所述导热通孔的两端分别连通第一冷却介质流道和第二冷却介质流道。[0007]进一步地，所述PCB板定子的两侧夹设有第一法兰环和第二法兰环，第一法兰环和第二法兰环上设有与导热通孔对应的连接孔，连接孔和导热通孔中穿设有压铆管，压铆管的两端分别连通第一冷却介质流道和第二冷却介质流道。[0008]进一步地，所述第一端盖和第二端盖均通过轴承连接在转轴上，所述转子与转轴固定连接。

[0009]优选地，所述PCB板定子与转轴固定连接，所述转子与转轴可转动连接，所述PCB板定子具有内孔，PCB板定子的内孔套在转轴的外侧，所述导热通孔靠近PCB板定子的内孔边缘。

[0010]更为优选地，所述PCB板定子的两侧分别设有第一密封盖和第二密封盖，第一密封盖与PCB板定子之间具有第一密封容腔，第二密封盖与PCB板定子之间具有第二密封容腔，所述导热通孔的两端分别连通第一密封容腔和第二密封容腔，所述转轴中具有第一冷却孔和第二冷却孔，所述第一冷却孔与第一密封容腔连通，第二冷却孔与第二密封容腔连通。[0011]进一步地，所述转轴上固定有环形连接板，PCB板定子的内孔套在环形连接板的外

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缘上，PCB板定子的两侧分别设有第一环形夹板和第二环形夹板，第一环形夹板和第二环形夹板上设有与PCB板定子上的导热通孔对应的连接孔，连接孔和导热通孔中穿设有压铆管，压铆管的两端分别连通第一密封容腔和第二密封容腔。[0012]更进一步地，所述第一环形夹板和第二环形夹板朝向PCB板定子的一面设有与PCB板定子同轴设置的环形槽，环形槽中填充有密封胶。[0013]优选地，所述PCB板定子上设有多个导热通孔，各导热通孔与转轴之间的距离相等。

[0014]如上所述，本发明涉及的一种具有PCB板定子的电机，具有以下有益效果：在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，由于PCB板定子上穿设有导热通孔，导热通孔用于和冷却通道连接，在电机工作时，向冷却通道中通入冷却介质，从而使得PCB板定子产生的热量能够及时地散发掉，避免PCB板定子升温过高，防止电机因温度过高而发生故障。由此可见，本发明的一种具有PCB板定子的电机散热性能良好，保证电机正常工作。附图说明

[0015]图1显示为本发明的第一实施例的具有PCB板定子的电机的结构示意图。[0016]图2显示为图1中的具有PCB板定子的电机中第一法兰环、第二法兰环和PCB板定子的俯视图。

[0017]图3显示为图2中A-A处的剖视图。

[0018]图4显示为具有两级PCB板定子的电机中的PCB板定子以及第一法兰环、中间法兰环、第二法兰环和压铆管连接的示意图。

[0019]图5显示为本发明的第二实施例的具有PCB板定子的电机的结构示意图。[0020]图6显示为图5中的具有PCB板定子的电机的PCB板定子、第一环形夹板、压铆管等零部件的爆炸视图，第二环形夹板及环形连接板未显示。[0021]图7显示为PCB板定子的结构示意图。[0022]元件标号说明[0023]1a   PCB板定子[0024]1b   PCB板定子[0025]2a   转轴[0026]2b   转轴[0027]3a   转子[0028]3b   转子[0029]4a   压铆管[0030]4b   压铆管[0031]5a   第一转子板[0032]5b   第一转子板[0033]6a   第二转子板[0034]6b   第二转子板[0035]7    第一密封盖[0036]8    第二密封盖

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CN 111835153 A[0037][0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048][0049][0050][0051][0052][0053][0054][0055][0056][0057][0058][0059][0060]

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9    第一密封容腔10   第二密封容腔11   第一冷却孔12   第二冷却孔13   第一端盖14   中间法兰环15   第二端盖16   第一冷却介质流道17   第二冷却介质流道18   过孔19   第一法兰环20   第一弧形槽21   第二法兰环22   第二弧形槽23a  导热通孔23b  导热通孔24   内孔25   环形连接板26   第一环形夹板27   第二环形夹板28a  连接孔28b  连接孔29   涂胶槽30   分隔法兰环

具体实施方式

[0061]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。[0062]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。[0063]请参考1至图7，本发明提供一种具有PCB板定子的电机，包括PCB板定子1a/1b、转轴2a/2b和转子3a/3b，所述PCB板定子1a/1b固定设置，所述转子3a/3b可相对PCB板定子1a/1b转动；所述电机上设有冷却通道，所述PCB板定子1a/1b上设有与所述冷却通道连通的导热通孔23a/23b。

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在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，由于PCB板定子1a/1b上穿设有导热通

孔23a/23b，导热通孔23a/23b用于和冷却通道连接，在电机工作时，向冷却通道中通入冷却介质，从而使得PCB板定子1a/1b产生的热量能够及时地散发掉，避免PCB板定子1a/1b升温过高，防止电机因温度过高而发生故障。[0065]请参考图1和图5，在电机工作时，向导热通孔23a/23b中通入冷却介质，所述冷却介质可以是水或者空气。

[0066]在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，传统电机的定子功能模块由PCB板定子1a/1b来实现，转子3a/3b与PCB板定子1a/1b相适应，转子3a/3b和PCB板定子1a/1b都呈圆形的板状结构。为了使得转子3a/3b能够平衡地运动，作为一种优选的实施方式，所述转子3a/3b包括第一转子板5a/5b和第二转子板6a/6b，第一转子板5a/5b和第二转子板6a/6b分别设置在PCB板定子1a/1b的两侧，第一转子板5a/5b和第二转子板6a/6b关于PCB板定子1a/1b对称设置，这样，转子3a/3b与PCB板定子1a/1b之间受力平衡，运转平稳。[0067]本发明的一种具有PCB板定子电机可以设置成单级形式，也可以设置成多级形式，图1和图5所示为单级形式的PCB板定子电机，具有一个PCB板定子1a/1b，多级形式的PCB板定子电机具有多个PCB板定子1a/1b，请参考图4，可以在转轴上连接两个甚至更多个PCB板定子1b，相邻的PCB板定子1b之间用分隔法兰环30隔开，每个PCB板定子的两侧均设有转子板(图4中未显示转子板，转子板的结构可以参考图1)，多级形式的PCB板定子电机能够增加电机的负载能力。虽然图4显示的是以图1所示实施方式为基础的多级形式，但本领域技术人员能够理解，也可采用以图5所示实施方式为基础的多级形式。[0068]在本发明的一种具有PCB板定子电机中，为了能够更好地对PCB板定子1a/1b进行冷却，作为一种优选的实施方式，请参考图4至图5，所述PCB板定子1a/1b上设有多个导热通孔23a/23b，各导热通孔23a/23b与转轴2a/2b之间的距离相等。为了防止冷却介质渗入PCB板定子1a/1b，所述导热通孔23a/23b中连接有压铆管4a/4b，压铆管4a/4b与冷却通道连通。所述导热通孔23a/23b的数量根据实际需要而设置，尽量使得导热通孔23a/23b绕PCB板定子1a/1b的轴线均匀设置，以能够均匀地对PCB板定子1a/1b进行散热，为了使得散热性能更好，所述压铆管4a/4b可以采用压铆铜套制成。压铆管不仅可以起到增大散热面积以帮助散热的作用，还能通过压铆变形，起到固定PCB板定子及其他连接零件的作用。为了防止冷却介质从压铆管4a/4b两端与PCB板定子1a/1b之间的连接缝隙进入到PCB板定子1a/1b中，在PCB板定子1a/1b与压铆管4a/4b两端的压铆处涂抹一圈密封胶而将二者之间的缝隙密封。为了使得PCB板定子1a/1b产生的热量高效地传导给压铆管4a/4b，可以在压铆管4a/4b与PCB板定子1a/1b上的导热通孔23a/23b之间的缝隙中涂上导热脂，从而使得二者之间导热良好。

[0069]在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，作为一种优选的实施方式，如图1所示，PCB板定子电机还包括壳体，所述PCB板定子1b的外边缘与壳体固定连接，所述转子3b与转轴2b连接，导热通孔23b靠近PCB板定子1b的外边缘。转子3b与转轴2b固定连接，带动转轴2b旋转，所述壳体包括第一端盖13、中间法兰环14和第二端盖15，所述中间法兰环14围在PCB板定子1b周围并与PCB板定子2b固定连接；所述第一端盖13和第二端盖15分别连接在中间法兰环14两侧，所述第一端盖13上设有第一冷却介质流道16，第二端盖15上设有第二冷却介质流道17，所述导热通孔23b的两端分别连通第一冷却介质流道16和第二冷却介质流道

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17。冷却介质从第一冷却介质流道16流经导热通孔23b而从第二冷却介质流道17流出，或者冷却介质从第二冷却介质流道17流经导热通孔23b而从第一冷却介质流道16流出，冷却介质带走PCB板定子1b产生的热量，从而使得PCB板定子1b的温度降低，避免PCB板定子1b温度过高而发生故障。以第一端盖13上的第一冷却介质流道16为例，对第一冷却介质流道16和第二冷却介质流道17的结构作以说明，如图1所示，壳体包括夹设在PCB板定子1b两侧的第一法兰环19和第二法兰环21，第一法兰环19和第二法兰环21上设有与导热通孔23b对应的连接孔28b，连接孔28b和导热通孔23b中穿设有压铆管4b，压铆管4b的两端分别连通第一冷却介质流道16和第二冷却介质流道17，第一法兰环19上设有第一弧形槽20，第一弧形槽20与第一冷却介质流道16拼接在一起并且轮廓相对应，第二法兰环21上设有第二弧形槽22，第二弧形槽22与第二冷却介质流道17拼接在一起并且轮廓相对应，压铆管4b穿过第一法兰环19、PCB板定子和第二法兰环21，压铆管4b的两端分别露出于第一弧形槽20和第二弧形槽22，请参考图2和图3，PCB板定子1b上穿设有多个压铆管4b，各压铆管4b的两端分别从第一冷却介质流道16和第二冷却介质流道17露出，各压铆管4b与第一法兰环19的轴线之间的距离相等，第一冷却介质流道16呈弧形，第一冷却介质流道16围绕在第一法兰环19的轴线的周围。第一法兰环19和第二法兰环21关于PCB板定子对称地设置，第二法兰环21的结构与第一法兰环19的结构相同，此处不再赘述。请参考图1，所述第一端盖13和第二端盖15均通过轴承连接在转轴2b上，所述转子3b与转轴2b固定连接，电机的壳体为转子3b和转轴2b提供支承。为了使得散热性能更好，所述第一端盖13、第一法兰环19、第二端盖15和第二法兰环21可以采用铝制材料制成。

[0070]在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，作为另一种优选的实施方式，如图5所示，PCB板定子1a与转轴2a固定连接，所述转子3a与转轴2a可转动连接，所述PCB板定子1a具有内孔24，PCB板定子1a/1b的内孔24套在转轴2a的外侧，所述导热通孔23a靠近PCB板定子1a的内孔24边缘。转子3a包括第一转子板5a和第二转子板6a，第一转子板5a和第二转子板6a均通过轴承连接在转轴2a上。如图5所示，PCB板定子1a的两侧分别设有第一密封盖7和第二密封盖8，第一密封盖7与PCB板定子1a之间具有第一密封容腔9，第二密封盖8与PCB板定子1a之间具有第二密封容腔10，所述导热通孔23a的两端分别连通第一密封容腔9和第二密封容腔10，转轴2a中具有第一冷却孔11和第二冷却孔12，第一冷却孔11与第一密封容腔9连通，第二冷却孔12与第二密封容腔10连通。冷却介质从第一冷却孔11进入并依次通过第一密封容腔9、导热通孔23a、第二密封容腔10之后而从第二冷却孔12流出，或者冷却介质从第二冷却孔12进入并依次通过第二密封容腔10、导热通孔23a、第一密封容腔9之后而从第一冷却孔11流出，冷却介质带走PCB板定子1a产生的热量，从而使得PCB板定子1a的温度降低，避免PCB板定子1a温度过高而发生故障。为了使得散热性能更好，所述第一密封盖7和第二密封盖8可以采用铝制材料制成。[0071]请参考图5至图7，所述转轴2a上固定有环形连接板25，PCB板定子1a的内孔24套在环形连接板25的外缘上，PCB板定子1a的两侧分别设有第一环形夹板26和第二环形夹板27，第一环形夹板26和第二环形夹板27上设有与PCB板定子1a上的导热通孔23a对应的连接孔28a，连接孔28a和导热通孔23a中穿设有压铆管4a，压铆管4a的两端分别连通第一密封容腔9和第二密封容腔10。这样，压铆管4a将第一环形夹板26、第二环形夹板27夹紧在环形连接板25两侧，且第一环形夹板26、第二环形夹板27与PCB板定子1a铆接固定在一起，这样就使

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得第一环形夹板26、第二环形夹板27、PCB板定子1a、环形连接25板和转轴2a固定连接在一起。为了使得第一环形夹板26、第二环形夹板27、PCB板定子1a、环形连接板25固定更为牢固，作为一种优选的实施方式，所述第一环形夹板26和第二环形夹板27朝向PCB板定子1a的一面设有与PCB板定子1a同轴设置的环形的涂胶槽29(请参考图5)，环形的涂胶槽29中填充有密封胶，这样，环形的涂胶槽29中的密封胶将第一环形夹板26、第二环形夹板27、PCB板定子1a、环形连接板25牢固地粘接在一起。

[0072]在本发明的一种具有PCB板定子的电机中，电机的定子集成设置在PCB板中，PCB板中需要引出导线，如图2所示，PCB板定子上设有用于穿设导线的过孔18。[0073]基于上述实施例的技术方案，本发明的一种具有PCB板定子的电机能够使得PCB板定子产生的热量及时散掉，避免PCB板定子升温过高而影响PCB板定子的工作性能。[0074]综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。[0075]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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