CN1085434C - 高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机 - Google Patents

Abstract

一种高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，包括电动机基座、轴承、内定子、外转子及转轴，轴承设于内定子外部，内定子钻设薄壁状套筒紧迫穿过的中心孔，使内定子轭铁牢固定位于套筒外缘，而可加深轭铁线槽深度，使线槽总横断面加大，将线圈加粗使安匝电流提高，可大幅提高电动机输出扭力及效率；又将轭铁紧邻中心孔处贯穿螺孔以螺丝固定在电动机基座，使定子部于电动机基座间牢固性及同心度大大提高；另将轴承设于电动机两端基座罩盖内，使外转子两端支撑牢固，使电动机整体结构坚固。

Description

高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机

本发明涉及一种电学领域的电机，特别是涉及一种对申请号98124958.2发明专利申请进一步改进，可提高内定子固定支撑强度及内定子与电动机基座之间的同心圆精准度的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机。

无刷电动机若以转子的构造分类，可以分为内转子型电动机、外转子型电动机及扁平型电动机等三种类型，其中内转子型电动机是将设有激磁线圈的外定子部制成圆筒状，并固定于电动机机壳的内壁，而设有磁铁的内转子则转设于定子内部。至于外转子型电动机则与内转子型电动机相反，其是将设有磁铁的外转子部制成圆筒状并转设于电动机机壳内，另外把设有激磁线圈的内定子部制成圆筒状并穿设于外转子的内部，且固定于电动机的基座，至于电动机转轴则一端与外转子固定，其余部分则贯穿圆筒状的中心孔。

为了充分清楚说明起见，以下先针对同体积内转子电动机的优缺点分别说明如下。在台湾出版的《精准小型电动机技术》(详见附件5)一书中，公开了现有的内转子电动机结构，该现有的内转子电动机具有以下的优点：

1、其机壳两端都各设有轴承，可对转轴作强固的支撑。

2、两端的轴承在安装时，因无空间上的阻碍，因此可视电动机输出扭力的大小而不受限制地选用大尺寸的高承载轴承，使电动机的转轴能够在足够支撑的条件下毫不受限地输出预期的扭力。

3、内定子的固定结构方式可利用内定子的外壁直接压塞于电动机外壳的内壁，具有足够的横断面积可供利用，因此内定子的线槽就可以根据实际需要以决定其最恰当的截面积，因此当设计选用激磁线圈时，就可以毫不受限地选用最恰当线径的激磁线圈，从而产生适当的激磁安匝电流。

上述的内转子电动机，其具有以下的缺点：

1、由于内转子的永久磁铁直径比同体积外转子的永久磁铁直径小，所以在同体积的限制下，无法用提高外定子的激磁线圈安匝电流而有效提高内转子电动机更高的输出扭力。

2、由于内转子的永久磁铁的直径较小，磁极的解析度不高，因此如欲提高磁极的解析度以供电动机运转控制电路作高精密的控制时，因为内转子的永久磁铁的直径较小而致使充磁不容易达成。

3、因为内转子型电动机内定子线槽的槽口向内开口，绕线时必须从定子的内孔往线槽的方向缠绕，加上如果磁极多，线槽的槽数多，则必须要一齿一齿地集中缠绕，这对于绕线机而言，使得绕线工作困难度很高，绕线速度缓慢，故存在生产效率低、制造成本高的缺陷。

对于同体积外转子无刷电动机而言，其则具有下列不同的优缺点，兹分别说明如下。在上述台湾出版的《精准小型电动机技术》(详见附件5)一书中亦公开了现有的同体积外转子电动机结构，该现有的同体积外转子无刷电动机具有下列优点：

1、由于外转子无刷电动机的外转子的永久磁铁的直径恒比内转子电动机的内转子的永久磁铁的直径大很多，所以在理论上，如果以相同体积的内转子型电动机和外转子型电动机相比较，外转子型电动机的最大输出扭力应该可以比内转子型电动机大。

2、由于外转子无刷电动机外转子的永久磁铁的直径加大，所以既能够以多磁极而提高解析度，且易于着磁。

3、由于外转子无刷电动机的内定子的线槽的开口朝外，所以激磁线圈是由外往内缠绕，对于绕线机而言，远比内转子电动机的外定子的绕线容易，因此生产效率高，生产成本低。

上述的同体积外转子无刷电动机具有下列缺点：

1、由于外转子型电动机的轴承(如附件5所示)，因为在结构位置上所遭遇的瓶颈制约，以致于支撑力不足，远比内转子型电动机差，导致外转子无刷电动机因无高支撑力，所以不能适用于高扭力的场合，此缺陷为外转子型电动机无法突破的瓶颈难题。更因为这一项无法突破的瓶颈难题，而导致具有大直径永久磁铁结构的外转子型电动机却只能受限在低扭力的使用场合，例如其只能使用在散热风扇、电唱机的唱片驱动电动机、软碟机的碟片驱动电动机、硬碟机的碟片驱动电动机、影碟机的电动机……等，十分可惜。

2、因为其结构设计上的问题，所以外转子无刷电动机不易设置外壳，因而无法防潮、防尘。

3、从附件5的附图中可知，在小体积的外转子无刷电动机中，因为其轴是贯穿法兰托架，而法兰托架再穿入于定子(电枢心)中，所以该定子(电枢心)所剩下的横断面积大大地缩小。如欲用较粗线径提高安匝电流以期输出较大的扭力，则其期望都会严重受限。

理论上，如以相同横断面积的内转子型电动机和外转子型电动机比较，外转子型电动机的最大输出扭力应可远比内转子型电动机大。因此在理论上，需要电动机小而扭力大，外转子型电动机应比内转子型电动机更具实施性。因为外转子型电动机的外转子直径比内转子型电动机的内转子直径大，所以外转子磁铁的横截面积远大于内转子磁铁的横截面积。因而在理论上相同横断面积的外转子型电动机的输出扭力，应比相同横断面积的内转子型电动机的输出扭力大。除此之外外转子的磁铁直径较大，充磁时可以多磁极着磁，利用霍耳元件对外转子的磁铁作位置控制时，可以提高解析度。

由以上所述可知，在理论上当需要以小体积产生高扭力输出的电动机时，或是以小体积却能够以高解析度控制时，外转子无刷电动机是最佳的选择。

但是，请参阅图9所示，是现有的外转子无刷电动机的结构，该外转子无刷电动机，因为其转轴(50)必须贯穿内定子(51)，并受该内定子(51)的支撑而旋转，所以内定子(51)的中央必须穿设一套筒(52)，并在该套筒(52)的内孔(57)装设一只轴承(54)，以便供转轴(50)贯穿支撑。如此一来，产生下列重大缺点：

1、因为套筒(52)必须贯穿内定子(51)的中央，而且该套筒(52)还必须能够装设轴承(54)，所以使得内定子(51)的内孔(53)的孔径必须足够大，因而导致了内定子(51)的轭铁的线槽的面积大大减小，以致于通过该线槽的线匝的总横断面积仍然很小，所以内定子(51)的磁感应强度仍然无法有效提高。这一点是需要小体积高扭力的外转子无刷电动机一直存在的最大问题，迄今仍无法解决。

2、因为外转子无刷电动机的内定子(51)仅靠它的其中一端与电动机基座(55)固结相连，内定子(51)的另外一端却是悬空的，而且外转子(56)又是固设在转轴(50)上，并靠内定子(51)悬空的一端支持下旋转，故其外转子(56)与转轴(50)在运转过程中必然产生晃动效应的严重问题，因此外转子无刷电动机根本不适用于驱动偏向的负荷，所以迄今仍无法应用于工业上，而只能应用于没有偏向负荷的场合，例如只能应用于软碟机的碟片驱动电动机、硬碟机的碟片驱动电动机等，这又是外转子无刷电动机存在的另外一项严重问题。

有鉴于外转子无刷电动机具有理论上的优点，却因为其结构设计上一直存在无法克服的严重缺陷，而导致外转子无刷电动机仍无法充分发挥其理论上的优点，并被广泛应用于工业上，特别是无法满足小体积高扭力电动机的需求的问题，本发明人则于1998年11月23日提交了申请号为98124958.2，发明名称为“高效率、高扭力、高支撑的外转子无刷电动机”的发明专利申请，该在先申请能够彻底解决外转子无刷电动机所存在的结构设计上的严重缺陷，并可达到下列功效：

1、在小体积高输出扭力的条件下，内定子轭铁的线槽的面积可以有效加大，使通过线槽的线匝的总横断面积也能够大幅提高，使内定子的激磁线圈线径加粗，安匝电流有效提高，进而使整个外转子无刷电动机的输出扭力大大提高，同时线径加粗后，线阻亦可减少，电动机的工作温度可降低。

2、在小体积高输出扭力的条件下，内定子轭铁(矽钢片)供转轴穿过的内径的横断面积可以有效缩小，当激磁线圈通电后所产生的磁感应强度也能够有效提高，进而使整个外转子电动机的运转效率大大提高。

3、内定子轭铁(矽钢片)能够用螺丝固定在电动机基座，其牢固性大大提高。

4、本发明外转子电动机因永久磁铁直径较大，因此可多磁性的充磁而能提高电动机转子的解析度，因此能更进一步使电动机运转控制电路的精准度有效提高。

5、因本发明结构设计上的突破，电动机的外转子的两端都可以获得稳定的支撑，如同内转子电动机结构，外转子亦受到电动机基座罩盖的保护，使电动机整体结构坚固，转轴运转平稳。

因为该在先申请的内定子轭铁较适用于小型的外转子无刷电动机，因此当需要输出更高的扭力时，就有必要针对内定子轭铁的支撑及固定提供对应强度的构造，并进一步提高内定子轭铁和电动机基座之间的牢固性以及同心圆精准度。

由此可见，上述现有的外转子电动机，虽可提供使用者一适于实用的功效而确实具有进步性，但是在实际应用上仍未能达到最佳的使用效果，而丞待加以进一步改进。

有鉴于上述现有的外转子电动机存在的缺陷，本发明人基于丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出本发明。

本发明的主要目的在于，克服现有的外转子电动机存在的缺陷，专为1998年11月23日提交的申请号98124958.2发明申请再进一步改进，而提供一种新型高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，当需要输出更高的扭力而增大电动机的体积，并因体积加大，定子部重量相对增加，或是当需要提高定子和电动机基座的牢固性以及同心圆精准度，并同时仍需保有原来高效率的前提下，而可提供一种高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，使其针对内定子轭铁和电动机基座间的构造而提供一更高强度及更高同心圆精准度的构造，使外转子电动机更能够不受电动机组合结构的限制而提供其扭力输出，并可提高同心圆精准度和支撑强度。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。依据本发明提出的一种高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，包括有电动机基座、轴承、内定子、外转子及转轴等主要构件，其特征在于：

a、上述的电动机基座，设有两个基座，其中一个基座形成为筒状，并与另一基座同心相接，其内部设有中空腔室，其中一基座轴向同心延伸设有薄壁状套筒，该薄壁状套筒的中心设有与电动机基座同心的中心穿孔，该中心穿孔的孔径略大于转轴的外径，该转轴从中心穿孔中穿过；

b、上述的轴承，分别装设于电动机基座的两端；

c、上述的内定子，包括设有内定子轭铁，该内定子轭铁固设于电动机基座内部的中空腔室内，并套装于其中一电动机基座薄壁状套筒的外缘，该内定子轭铁包括内定子中心孔、线槽、激磁线圈、轴向固定孔及螺丝，其中：该内定子中心孔，其孔径为同心穿套紧迫于上述薄壁状套筒的外缘而定位，该内定子轭铁的横断面积为加大状，其线槽深度亦为加深状，该线槽内设置的激磁线圈其线径为加粗的线径，因此使内定子轭铁的横断面积可以有效加大，内定子轭铁的线槽深度可加深，使线槽内激磁线圈的线径加粗，通电后所产生的电磁通也能够有效提高，进而使整个外转子无刷电动机的运转效率提高；该线槽，呈辐射状地布署设置于内定子的中心孔周围；该激磁线圈，绕设于内定子轭铁的线槽上，而该内定子的其中一端固连于电动机基座的其中一端；该轴向固定孔，设置于紧邻该内定子轭铁的内定子中心孔的周缘，并呈贯穿该内定子轭铁；该螺丝，贯穿内定子轭铁的内定子中心孔周缘所设贯穿内定子轭铁的轴向固定孔而固定；前述的内定子轭铁的中心孔同心紧迫套装于电动机基座的薄壁状套筒外缘，以该螺丝贯穿内定子轭铁的固定孔，将层叠在一起的内定子轭铁同心固定于电动机基座，该内定子轭铁轴向定位于薄壁状套筒的周围，转轴与内定子轭铁之间形成精准同心圆的结构，使内定子轭铁精确地轴向定位于薄壁状套筒的周围而不会偏斜，使转轴与内定子轭铁之间能够维持精准的同心圆度，且可增加内定子轭铁和电动机基座的支撑强度；

d、上述的外转子，设置于电动机基座的中空腔室内，该外转子包括外转子基座及外转子磁铁，其中，该外转子基座固设于转轴上，并包罩于内定子的外缘；该外转子磁铁设置于外转子基座的内缘；

e、上述的转轴，其外径为略小于电动机基座薄壁状套筒的中心穿孔的孔径，该转轴贯穿于薄壁状套筒的中心穿孔，该转轴的两端或其中一端分别贯穿电动机基座的两端或其中的一端，该转轴设置于上述装设于电动机基座两端的轴承内而支撑设置。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其中所述的薄壁状套筒的未端加设有一圆凹坑，并设有一自润轴承装设在该圆凹坑与转轴之间，该转轴与薄壁状套筒之间形成为精准同心圆的结构，使转轴与薄壁状套筒之间维持精准的同心圆度，进而使转轴更能高速旋转。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其中所述的薄壁状套筒的末端呈缩短状，并加装设入一自润轴承，且该自润轴承紧迫装设在内定子轭铁与转轴之间，该转轴与内定子轭铁之间形成为精准同心圆的结构，使转轴与内定子轭铁之间维持精准的同心圆度，进而使转轴更能高速旋转。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其进一步包括有一轴承座，该轴承座设有螺丝穿过内定子的另外一端，并进一步锁固于其中一基座上，该轴承座内设有另外一只轴承装设于其中。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本发明高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机与同体积的内转子电动机相比，本发明外转子电动机的外转子的多磁极性的充磁，可以大幅度地提高控制电路的解析度，因为本发明具有这些成效，可以预期本发明在需要高效率、高扭力、高解析的电动机产业领域中，必然比现有传统同体积的内转子电动机及外转子电动机更为优异更为突出，更进一步证明本发明符合发明专利的创造性水准，以下将本发明的结构特点及优点具体说明如下：

1、本发明在小体积高输出扭力的条件下，内定子轭铁的线槽的面积可以有效加大，使通过线槽的线匝的总横断面积也能够大幅提高，使内定子轭铁的激磁线圈的线径加粗，安匝电流有效提高，进而使整个外转子电动机的输出扭力大大提高，同时线径加粗后，线阻亦可减少，电动机的工作温度可降低。

2、本发明在小体积高输出扭力的条件下，内定子轭铁(矽钢片)的横断面积可以有效加大，当激磁线圈通电后所产生的磁感应强度也能够大幅提高而不致于饱和，进而使整个外转子电动机的运转效率大大提高。

3、本发明在内定子增设了从第一基座沿轴向延伸的薄壁状套筒，可供内定子轭铁的内定子中心孔穿套在薄壁状套筒的外缘定位，使内定子轭铁可以很精确地轴向定位于薄壁状套筒所周围而不会偏斜，使转轴与内定子轭铁之间能够维持精准的同心圆度。

4、本发明还进一步在薄壁状套筒的末端加设有一圆凹坑，并设有自润轴承装设在该圆凹坑与转轴之间，使该转轴与薄壁状套筒之间能够维持精准的同心圆度，使转轴更能高速旋转。

5、本发明更进一步把薄壁状套筒的末端缩短，并装设入自润轴承，且该自润轴承装设在内定子轭铁与转轴之间，使该转轴与内定子轭铁之间能够维持精准的同心圆度，使转轴更能高速旋转。

6、本发明的内定子轭铁(矽钢片)可以套装于电动机基座薄壁状套筒外缘以作为支撑，再以螺丝固定在电动机基座，使其牢固性大大提高。

7、本发明外转子电动机因永久磁铁直径较大，因此可多磁性的充磁，而可提高电动机转子的解析度，因此能更进一步使电动机运转控制电路的精准度有效提高。

8、因本发明结构设计上的突破，电动机的外转子的两端都可以获得稳定的支撑，如同内转子电动机结构，外转子亦受到电动机基座罩盖的保护，使电动机整体结构坚固，转轴运转平稳。

因此，本发明在当需要输出更高的扭力而增大电动机的体积，并因体积加大，定子部重量相对增加，或是当需要提高定子和电动机基座的牢固性以及同心圆精准度，并同时仍需保有原来高效率的前提下，可提供一种高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其针对内定子轭铁和电动机基座间的构造而提供了一种更高强度及更高同心圆精准度的构造，使外转子电动机更能够不受电动机组合结构的限制而提供其扭力输出，并可提高同心圆精准度和支撑强度。

综上所述，本发明是进一步针对电动机体积比申请号98124958.2发明专利申请的电动机体积增大，或是需要提高内定子固定支撑强度以及内定子与电动机之间的同心圆精准度时，将原装设于内定子中心孔内的轴承移除，并装设于内定子外部，且将内定子只需钻设足供电动机基座的薄壁状套筒紧迫穿过的中心穿孔即可，使内定子轭铁更精准及牢固地定位于套筒外缘，并使其可以加深内定子轭铁的线槽的深度，使缠绕激磁线圈的线槽总横断面加大，再经由激磁线圈加粗，使安匝电流提高，而可大幅提高外转子电动机的输出扭力及运转效率；又将内定子轭铁(矽钢片)紧邻中心孔处贯穿螺丝孔，再利用螺丝固定在具有薄壁状套筒的电动机基座上，使定子部和电动机基座之间的牢固性以及同心圆精准度大大提高；另外将该轴承改设于电动机两端基座罩盖内，使得外转子两端的支撑结构如同内转子电动机的支撑结构般的坚固，且外转子同时受到电动机基座罩盖的保护，因而使电动机整体结构坚固。其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

本发明的具体结构由以下实施例及其附图详细给出。

图1是本发明第一实施例尚未绕激磁线圈时的结构分解立体图。

图2是本发明第一实施例的组合结构立体图。

图3是图2中3-3剖面的剖面图。

图4是图2中4-4剖面的剖面图。

图5是图3的结构放大图。

图6是本发明第二实施例的剖面图。

图7是本发明第三实施例的剖面图。

图8是本发明第四实施例的剖面图。

图9是现有的外转子无刷电动机的结构剖面示意图。

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1至图5所示，是本发明的第一实施例，本发明高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机(10)，其主要包括有电动机基座(11)、内定子(12)、转轴(13)、轴承(14)及外转子(15)等主要构件，其中：

上述的电动机基座(11)，由第一基座(17)与第二基座(18)所相接而构成，第一基座(17)与第二基座(18)为同心圆相接，其内部建立设有中空腔室(16)；其中，第一基座(17)与第二基座(18)等两个基座之中，其中一个基座设计形成筒状，罩盖于内定子轭铁及外转子的外缘，在图中所示的本发明第一实施例中，该第二基座(18)设计形成筒状，而第一基座(17)则设计形成端盖，并罩塞设置于筒状的第二基座(18)的开口端部；第一基座(17)与内定子(12)是呈同心圆定位结构；

上述的内定子(12)，其包括从第一基座(17)沿轴向延伸设置的薄壁状套筒(30)、内定子轭铁(19)、激磁线圈(20)、螺丝固定孔(25)及螺丝(26)等主要构件；

本发明的结构特点在于，上述的内定子(12)增设了从第一基座(17)沿轴向延伸设置的薄壁状套筒(30)，该薄壁状套筒(30)，其中心设有中心穿孔(31)，该中心穿孔(31)的孔径为略大于转轴(13)的外径，可供转轴(13)刚好从穿孔中穿过；该内定子轭铁(19)，其设有内定子中心孔(21)，并以其穿套在薄壁状套筒(30)的外缘而定位，再配合设有螺丝(26)，该螺丝(26)贯穿内定子轭铁(19)的内定子中心孔(21)周缘所设贯穿内定子轭铁(19)的轴向固定孔(25)而固定，使内定子轭铁(19)可以很精确地轴向定位于薄壁状套筒(30)的周围而不会产生偏斜，使转轴(13)与内定子轭铁(19)之间能够维持精准的同心圆度；

上述的激磁线圈(20)，绕设于内定子轭铁(19)的线槽(22)，而内定子(12)的其中一端固连于电动机基座(11)的其中一端；

上述的薄壁状套筒(30)，其中心穿孔(31)略大于转轴(13)的外径，且薄壁状套筒(30)的筒壁厚度不需很厚，使内定子轭铁(19)的横断面积仍然可以有效地保持如同申请号98124958.2申请案的最大状态，可使激磁线圈(20)通电后所产生的磁感应强度也能够大幅提高而不会饱和，进而使整个外转子无刷电动机的运转效率大大提高，转轴(13)的两端或其中一端分别贯穿电动机基座(11)的两端或其中的一端；

上述的轴承(14)，分别装设于电动机基座(11)的两端；

以上所述为本发明的主要结构特点。

上述的外转子(15)，设置于电动机基座(11)内，其包括有外转子基座(23)及外转子磁铁(24)，其中，该外转子基座(23)，其固设于转轴(13)上，并包罩于内定子(12)的外缘；该外转子磁铁(24)，其设置于外转子基座(23)的内缘。

本发明的内定子(12)因结构上的改进，不但使内定子轭铁(19)的线槽(22)的面积可以有效地加深而加大，而且该内定子轭铁(19)可以很精确地轴向定位于薄壁状套筒(30)的周围而不会产生偏斜，使得该内定子(12)的结构更为坚固，能够承受更大的扭力输出。所以同样可使得绕设于内定子轭铁(19)的线槽(22)的激磁线圈(20)的总横断面积能够有效地增大，同时可使内定子轭铁(19)的横断面积可以有效加大，进而使通过线槽(22)的激磁线圈(20)总横断面积也能够大幅提高，再经由将线径加粗，安匝电流可有效提高，进而使整个外转子电动机的输出扭力大大提高，亦即使通电后所产生的磁感应强度能够大幅提高，进而使整个外转子电动机的电动机效率提高，同时因线径加粗，使线阻下降，而可降低电动机的工作温度。同时由于本发明的内定子轭铁(19)(矽钢片)能够用螺丝(26)固定在电动机基座(11)，故其牢固性亦大大提高。

请再参阅图6所示，是本发明的第二实施例，其是进一步在薄壁状套筒(30)的末端加设有一圆凹坑(32)，并设有一自润轴承(33)装设在该圆凹坑(32)与转轴(13)之间，使转轴(13)与薄壁状套筒(30)之间能够维持精准的同心圆度，使转轴(13)更能高速旋转。

请再参阅图7所示，是本发明的第三实施例，其是进一步设计为将薄壁状套筒(30)的末端呈缩短状，并装设入自润轴承(33’)，且该自润轴承(33’)紧迫装设在内定子轭铁(19)与转轴(13)之间，使该转轴(13)与内定子轭铁(19)之间能够维持精准的同心圆度，使转轴(13)更能高速旋转。

又请参阅图8所示，是本发明的第四实施例，其是进一步包括设有一轴承座(28)，该轴承座(28)设有螺丝(26)穿过内定子(12)的另外一端，并进一步锁固于第一基座(17)上，该轴承座(28)内设有另外一只轴承(14)装设于其中，其中图8所示的第四实施例增加薄壁状套筒(30)，借以使转轴(13)与内定子轭铁(19)之间能够维持精准的同心圆度，使转轴(13)更能高速旋转。

为了进一步地清楚说明内定子轭铁(19)的中心所挖除的内定子中心孔(21)的大小对于电动机扭力大小影响甚大，本发明特以一比一(1∶1)的比例，并经过有限元素法分析磁力线的分布图而作比较，并具体详细说明如下。请结合参阅附件1所示，图中所示为轭铁中心未挖孔时的电磁通的分布图，橙色区域所示为直径38mm的定子(图例1∶1)。如果本发明的转轴的直径为6mm，设定子孔径为10mm，电动机基座薄壁状套筒外径为10mm，中心穿孔为7mm，如附件2所示，黄色为10mm的孔径，由于10mm的孔径不大，对磁通的分布影响甚小，并因为轴承未装设于内定子轭铁部，因此可以根据电动机的扭力大小自由选配合适的轴承，例如选用编号为636ZZ的轴承，请结合参阅附件4所示的轴承规格表所示，其内径d＝6mm，外径D＝22mm，动态负荷Cr＝335Kgf。

请结合参阅附件3所示，如果现有的外转子电动机构造也要选用编号636ZZ的轴承时，由于636ZZ轴承的外径D＝22mm，因为线槽底缘的直径只有18mm而已，根本无法装得下外径D＝22mm的636ZZ轴承，因此必须选用直径小于18mm的轴承。若选用外径为15mm的编号为696ZZ的轴承，则其内径d＝6mm，外径D＝15mm，动态负载Cr＝177Kgf。由此可知，由于选用轴承外径的减小，其能负荷的动态负载Cr值也跟着降低，在高扭力工作中，其使用寿命将减短。除此之外，使用外径D＝15mm的696ZZ轴承时，就必须在内定子轭铁中央钻设15mm的孔径(如蓝色区域所示)，如此大的内孔必然导致电磁通分布的面积大幅减低，致使磁感应强度饱和而大大影响电动机的输出扭力。如果为了避免磁感应强度饱和而把孔缘肉厚向外加厚时，又必然会使线槽的深度大大的变浅而导致线匝横断面积减小，致使激磁线圈的线径变细，当然电动机的安匝电流也跟着减少了，也就是使得电动机效率降低，这一点是现有的外转子无刷电动机所存在而一直无法解决的问题，而本发明却将此问题彻底地解决了，足以证实本发明确实具有实用效果。

本发明所提供的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其完全保留了内转子型电动机与外转子型电动机的全部优点，并去除了内转子型电动机与外转子型电动机的所有缺点，进一步突破了外转子型电动机的瓶颈制约，从而提供了一种高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其能够将外转子无刷电动机从例如散热风扇、电唱机的唱片驱动电动机、软碟机的碟片驱动电动机、硬碟机的碟片驱动电动机、影碟机的电动机……等低扭力的使用场合，扩展到全面的产业应用领域。从此不再受限于例如散热风扇、电唱机的唱片驱动电动机、软碟机的碟片驱动电动机、硬碟机的碟片驱动电动机、影碟机的电动机……等低扭力的使用场合，更因为其输出扭力远高于同体积的内转子电动机，故充分证实本发明确可大幅度提高了电动机的运转效率。此外，内定子(12)增设了从第一基座(17)沿轴向延伸的薄壁状套筒(30)，其可供内定子轭铁(19)的内定子中心孔(21)穿套在薄壁状套筒(30)的外缘而定位，再配合以螺丝(26)贯穿内定子轭铁(19)的内定子中心孔(21)的周缘所设贯穿内定子轭铁(19)轴向的固定孔(25)而固定，使内定子轭铁(19)可以很精确地轴向定位于薄壁状套筒(30)的周围而不会偏斜，使转轴(13)与内定子轭铁(19)之间能够维持精准的同心圆度。再者，本发明还进一步在薄壁状套筒(30)的末端加设一圆凹坑(32)，并将自润轴承(33)装在该圆凹坑(32)与转轴(13)之间，使转轴(13)与薄壁状套筒(30)之间能够维持精准的同心圆度，使转轴(13)更能高速旋转，或是进一步地将薄壁状套筒(30)的末端缩短，并装设入自润轴承(33’)，且将该自润轴承(33’)装设在内定子轭铁(19)与转轴(13)之间，使转轴(13)与内定子轭铁(19)之间能够维持精准的同心圆度，而使转轴(13)更能高速旋转。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1、一种高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其包括有电动机基座、轴承、内定子、外转子及转轴，其特征在于：

a、上述的电动机基座，设有两个基座，其中一个基座形成为筒状，并与另一基座同心相接，其内部设有中空腔室，其中一基座轴向同心延伸设有薄壁状套筒，该薄壁状套筒的中心设有与电动机基座同心的中心穿孔，该中心穿孔的孔径略大于转轴的外径，该转轴从中心穿孔中穿过；

b、上述的轴承，分别装设于电动机基座的两端；

c、上述的内定子，包括设有内定子轭铁，该内定子轭铁固设于电动机基座内部的中空腔室内，并套装于其中一电动机基座薄壁状套筒的外缘，该内定子轭铁包括内定子中心孔、线槽、激磁线圈、轴向固定孔及螺丝，其中：

该内定子中心孔，其孔径为同心穿套紧迫于上述薄壁状套筒的外缘而定位，该内定子轭铁的横断面积为加大状，其线槽深度亦为加深状，该线槽内设置的激磁线圈其线径为加粗的线径；

该线槽，呈辐射状地布署设置于内定子的中心孔周围；

该激磁线圈，绕设于内定子轭铁的线槽上，而内定子的其中一端固连于电动机基座的其中一端；

该轴向固定孔，设置于紧邻内定子轭铁的内定子中心孔的周缘，并呈贯穿该内定子轭铁；

该螺丝，贯穿内定子轭铁的内定子中心孔周缘所设贯穿内定子轭铁的轴向固定孔而固定；

前述的内定子轭铁的中心孔同心紧迫套装于电动机基座的薄壁状套筒外缘，以该螺丝贯穿内定子轭铁的固定孔，将层叠在一起的内定子轭铁同心固定于电动机基座，该内定子轭铁轴向定位于薄壁状套筒的周围，转轴与内定子轭铁之间形成精准同心圆的结构；

d、上述的外转子，设置于电动机基座的中空腔室内，该外转子包括外转子基座及外转子磁铁，其中，该外转子基座固设于转轴上，并包罩于内定子的外缘；该外转子磁铁设置于外转子基座的内缘；

e、上述的转轴，其外径为略小于电动机基座薄壁状套筒的中心穿孔的孔径，该转轴贯穿于薄壁状套筒的中心穿孔，该转轴的两端或其中一端分别贯穿电动机基座的两端或其中的一端，该转轴设置于上述装设于电动机基座两端的轴承内而支撑设置。

2、根据权利要求1所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其特征在于其中所述的薄壁状套筒的末端加设有一圆凹坑，并设有一自润轴承装设在该圆凹坑与转轴之间，该转轴与薄壁状套筒之间形成为精准同心圆的结构。

3、根据权利要求1所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其特征在于其中所述的薄壁状套筒的末端呈缩短状，并加装设入一自润轴承，且该自润轴承紧迫装设在内定子轭铁与转轴之间，该转轴与内定子轭铁之间形成为精准同心圆的结构。

4、根据权利要求1所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子电动机，其特征在于其进一步包括一轴承座，该轴承座设有螺丝穿过内定子的另外一端，并进一步锁固于其中一基座上，该轴承座内设有另外一只轴承装设于其中。

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