TWI763066B

TWI763066B - 馬達總成及轉子

Info

Publication number: TWI763066B
Application number: TW109134127A
Authority: TW
Inventors: 陳善南
Original assignee: 綠達光電股份有限公司
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-05-01
Also published as: TW202215754A

Abstract

本發明公開一種馬達總成及轉子。轉子具有一芯軸、一載座、多個鐵芯、多個永磁件、及兩個擋止片。載座具有彼此間隔且呈輻射配置的多個凸塊。每個凸塊的斷面呈鳩尾狀，使相鄰的任兩個凸塊之間共同形成一鳩尾槽。多個鐵芯分別設置於多個鳩尾槽上，相鄰的任兩個鐵芯共同成有一配置空間。每個鐵芯具有一鳩尾塊，鳩尾塊設置於對應的鳩尾槽內。多個永磁件分別設置於多個配置空間內。兩個擋止片設置於載座的兩側。據此，轉子能有效降低的製作成本。

Description

馬達總成及轉子

本發明涉及一種馬達總成及轉子，尤其涉及一種模組化的馬達總成及轉子。

隨著科技的發展，現有永磁馬達已經廣泛應用於諸多領域，例如：增氧機、智慧機械手臂、電動機車、水泵、電動自行車、風扇、電動汽車、空調設備、工業風機等。現有永磁馬達的轉子設置有由多片矽鋼片製成的一轉子鐵芯，所述轉子鐵芯於製作中，需要考慮馬達尺寸、欲配置的永久磁鐵的尺寸及外型等條件，將多片所述矽鋼片彎曲並一層層堆壘而製成環狀結構，但使種方式導致現有永磁馬達的轉子鐵芯製作不易且成本高昂。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種馬達總成及轉子，能有效地改善現有永磁馬達所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種馬達總成，包括：一轉子，包含：一芯軸，定義有一軸向方向；一載座，由非導磁材料所構成，所述載座包含一穿孔部及連接所述穿孔部的一環狀部，所述穿孔部套設於所述芯軸上，所述環狀部具有彼此間隔的多個凸塊，每個所述凸塊沿著所述軸向方向的垂直斷面呈鳩尾狀，使相鄰的任兩個所述凸塊之間共同形成一鳩尾槽，且多個所述鳩尾槽於所述環狀部上呈輻射狀配置；多個鐵芯，分別設置於多個所述鳩尾槽上，且相鄰的任兩個所述鐵芯彼此不接觸並共同成有一配置空間；其中，每個所述鐵芯具有相反的一設置端及一限位端，每個所述設置端具有一鳩尾塊，所述鳩尾塊設置於對應的所述鳩尾槽內，每個所述限位端於朝向相鄰的兩個所述限位端的兩側面分別具有一擋止塊；多個永磁件，分別設置於多個所述配置空間內；於任一個所述配置空間中，所述永磁件被相鄰的兩個所述鐵芯的所述擋止塊及所述凸塊擋止而保持於所述配置空間內；及兩個擋止片，設置於所述載座的兩側，兩個所述擋止片能限制多個所述鐵芯及多個所述永磁件沿著所述軸向方向移動；以及一定子，設置於所述轉子的外圍。

本發明實施例另外公開一種轉子，包括：一芯軸，定義有一軸向方向；一載座，由非導磁材料所構成，所述載座包含一穿孔部及連接所述穿孔部的一環狀部，所述穿孔部套設於所述芯軸上，所述環狀部具有彼此間隔且呈輻射配置的多個凸塊，每個所述凸塊沿著所述軸向方向的垂直斷面呈鳩尾狀，使相鄰的任兩個所述凸塊之間共同形成一鳩尾槽；多個鐵芯，分別設置於多個所述鳩尾槽上，且相鄰的任兩個所述鐵芯彼此不接觸並共同成有一配置空間；其中，每個所述鐵芯具有相反的一設置端及一限位端，每個所述設置端具有一鳩尾塊，所述鳩尾塊設置於對應的所述鳩尾槽內，每個所述限位端於朝向相鄰的兩個所述限位端的兩側面分別具有一擋止塊；多個永磁件，分別設置於多個所述配置空間內；於任一個所述配置空間中，所述永磁件被相鄰的兩個所述鐵芯的所述擋止塊及所述凸塊擋止而保持於所述配置空間內；以及兩個擋止片，設置於所述載座的兩側，兩個所述擋止片能限制多個所述鐵芯及多個所述永磁件沿著所述軸向方向移動。

綜上所述，本發明實施例所公開的馬達總成及轉子，能通過「多個所述鐵芯的所述鳩尾塊設置於呈輻射狀配置的多個所述鳩尾槽」及「每個所述永磁件設置於相鄰的任兩個所述鐵芯共同的所述配置空間」的設計，從而使本發明的載座、多個所述鐵芯、及多個所述永磁件能以模組化方式製作，且多個所述鐵芯、及多個所述永磁件於組裝過程中能以軸向方向設置於所述載座上，達到大幅簡化製作難度及且能有效降低製作成本。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“馬達總成及轉子”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

參閱圖1至圖8所示，本實施例提供一種馬達總成100。如圖1至圖3所示，所述馬達總成100包含有一轉子1及一定子2。所述定子2設置於所述轉子1外圍，所述轉子1能相對於所述定子2轉動。

需先說明的是，上述轉子1及所述定子2於本實施例中雖共同被定義為所述馬達總成100。但本發明不受限於此。舉例來說，所述轉子1也可以是單獨地被運用（如：販賣）或搭配其他構件使用。以下將分別介紹所述馬達總成100的各個元件構造，並適時說明所述馬達總成100的各個元件彼此之間的連接關係。

配合圖3及圖5所示，所述轉子1包含有一芯軸11、設置於所述芯軸11上的一載座12、設置於所述芯軸11及所述載座12之間的一限位塊13、設置於所述載座12的多個鐵芯14、設置於多個所述鐵芯14之間的多個永磁件15、設置於所述載座12的兩個擋止片16、及設置於所述芯軸11上的兩個卡扣件17。

所述芯軸11為長桿結構，且是由不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成，所述芯軸11沿著其長度延伸方向定義有一軸向方向AD。所述芯軸11於本實施例中具有一限位槽111及兩個卡扣槽112，所述限位槽111為沿著所述軸向方向AD延伸的長槽結構，所述限位槽111大致配置於所述芯軸11的中心間且具有一預定長度PL。兩個所述卡扣槽112設置於所述限位槽111的兩側，且兩個所述卡扣槽112為環繞所述芯軸11外緣的環槽結構。

所述載座12可以是不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成，所述載座12於本實施例中沿著所述軸向方向AD的長度略大於所述預定長度PL，但本發明不受限於本實施例所載。配合圖4至圖6所示，所述載座12包含一穿孔部121、三個連接部122、及一環狀部123，所述穿孔部121套設於所述芯軸11上，所述穿孔部121具有沿著所述軸向方向AD配置的一卡槽1211，所述卡槽1211的位置與長度與所述限位槽111對應，使所述卡槽1211與所述限位槽111之間共同形成用來設置所述限位塊13的一抵靠空間RS，當所述限位塊13設置於所述抵靠空間RS內時，所述限位塊13能抵頂所述限位槽111與所述卡槽1211的內緣，使所述載座12與所述芯軸11同步轉動。

當然，所述載座12與所述芯軸11同步轉動的方式，並不受限於本實施例所載。舉例來說，所述載座12具有一配合凸部，而所述芯軸11具有一配合凹槽，所述配合凸部與所述配合凹槽能以緊配合方式固定。

參閱圖6及圖7所示，三個所述連接部122連接所述穿孔部121及所述環狀部123。具體來說，三個所述連接部122的一端連接於所述穿孔部121的外緣，而另一端連接所述環狀部123的內緣，但本發明不受限於本實施例所載。舉例來說，本發明於未繪示的其他實施例中，所述載座12的所述連接部122的數量可以是根據結構強度需求進行調整，又或者省略所述連接部122，使所述環狀部123直接連接所述穿孔部121。

所述環狀部123具有彼此間隔的多個凸塊1231，每個所述凸塊1231沿著所述軸向方向AD的垂直斷面呈鳩尾狀，使相鄰的任兩個所述凸塊1231之間共同形成一鳩尾槽1232，且多個所述鳩尾槽1232於所述環狀部123上呈輻射狀配置。

配合圖6至圖8所示，多個所述鐵芯14分別設置於多個所述鳩尾槽1232上，且相鄰的任兩個所述鐵芯14彼此不接觸並共同成有一配置空間AS，每個所述鐵芯14沿著所述軸向方向AD的長度於本實施例中大致與所述載座12沿著所述軸向方向AD的長度相同，但本發明不受限於本實施例所載。

詳細地說，每個所述鐵芯14具有相反的一設置端141及一限位端142，每個所述設置端141具有一鳩尾塊1411，所述鳩尾塊1411設置於對應的所述鳩尾槽1232內，也就是說，多個所述鐵芯14也是以輻射狀方式配置於所述載座12的外緣上。

每個所述限位端142的端面呈弧狀，使多個所述限位端142的一假想連接線CL呈圓形（如圖6及圖7所示），且所述假想連接線CL與所述芯軸11具有共同的圓心。每個所述限位端142於朝向相鄰的兩個所述限位端142的兩側面分別具有一擋止塊1421，每個所述擋止塊1421於本實施例中沿著所述假想連接線CL配置，且相鄰的任兩個所述擋止塊1421彼此間隔而不接觸。

此外，每個所述鐵芯14於本實施例中更進一步地具有兩個凹槽143，兩個所述凹槽143配置於所述鳩尾塊1411的兩側，且每個所述凹槽143的一底緣1431不接觸對應的所述凸塊1231的外緣，每個所述凹槽143的所述底緣1431呈半圓狀，且其圓心C位於所述凹槽143內。當然，每個所述鐵芯14的兩個所述凹槽143於其他未繪示的實施例中，也可以根據需求而省略。

復參圖3、圖6及圖7所示，多個所述永磁件15是永久磁鐵，並分別設置於多個所述配置空間AS內。具體來說，每個所述永磁件15於本實施例中為矩形柱體，且每個所述永磁件15沿著所述軸向方向AD的長度大致與所述載座12沿著所述軸向方向AD的長度相同，也就是說，於每個所述配置空間AS中，僅設置有一個所述永磁件15，且所述永磁件15被相鄰的兩個所述鐵芯14的所述擋止塊1421及所述凸塊1231擋止而保持於所述配置空間AS內，但本發明不受限於本實施例所載。舉例來說，於每個所述配置空間AS中，也可以是設置有兩個所述永磁件15，也就是任兩個所述永磁件15沿著所述軸向方向AD的長度總和大致等於所述配置空間AS（所述載座12）的長度。

復參圖2及圖3所示，兩個所述擋止片16是由不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成並設置於所述載座12的兩側上，兩個所述擋止片16於本實施例中覆蓋所述載座12、部份的每個所述永磁件15、及部份的每個所述鐵芯14，兩個所述擋止片16能限制多個所述鐵芯14及多個所述永磁件15沿著所述軸向方向AD移動。

兩個所述卡扣件17於本實施例中為C型環狀結構，並分別設置於兩個所述擋止片16遠離所述載座12的一側，且兩個所述卡扣件17設置於所述芯軸11的兩個所述卡扣槽112上，從而擋止兩個所述擋止片16沿著所述軸向方向AD移動。當然，兩個所述擋止片16也可以以其他方式而限制其沿著軸向方向AD移動，例如：兩個所述擋止片16以緊配合方式固定於所述芯軸11上。

為了更明確地說明本發明的所述馬達總成100的發明精神，以下將以所述馬達總成100的組裝方式進行說明，但說明中的組裝順序可以依據設計者自行調整，並不受限於本實施例中所載。

復參圖3、圖4及圖6所示，於所述芯軸11的所述限位槽111內設置所述限位塊13，將所述載座12沿著所述軸向方向AD套設於所述芯軸11上，使所述載座12的所述卡槽1211位於對應所述限位槽111的位置。多個所述鐵芯14的所述鳩尾塊1411沿著所述軸向方向AD設置於所述載座12的多個所述鳩尾槽1232內，使多個所述鳩尾塊1411的外緣與所述鳩尾槽1232的內緣彼此形狀配合地固定。多個所述永磁件15沿著所述軸向方向AD配置於由相鄰的任兩個所述鐵芯14所組成的多個所述配置空間AS內。兩個所述擋止片16沿著所述軸向方向AD配置於所述載座12的兩側，從而覆蓋所述載座12、部份的每個所述永磁件15、及部份的每個所述鐵芯14。兩個所述卡扣件17沿著所述軸向方向AD設置於所述芯軸11的兩個所述卡扣槽112上，使兩個所述卡扣件17限制兩個所述擋止片16沿著所述軸向方向AD移動，以完成所述轉子1的組裝，接著將所述定子2套設於所述轉子1的外緣就可以完成所述馬達總成100的組裝。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的馬達總成100及轉子1，能通過「多個所述鐵芯14的所述鳩尾塊1411設置於呈輻射狀配置的多個所述鳩尾槽1232」及「每個所述永磁件15設置於相鄰的任兩個所述鐵芯14共同的所述配置空間AS」的設計，從而使本發明的載座12、多個所述鐵芯14、及多個所述永磁件15能以模組化方式製作，且多個所述鐵芯14、及多個所述永磁件15於組裝過程中能以軸向方向AD設置於所述載座12上，達到大幅簡化製作難度及且能有效降低製作成本。

另外，所述馬達總成100及所述轉子1，皆是通過由任兩個相鄰的所述鐵芯14所形成的配置空間AS以軸向方向AD固定多個所述永磁件15，因此，如欲製作長條狀的所述轉子1時，裝設其內的多個所述永磁件15可以軸向分段配置，也就是每個所述配置空間內不只一個所述永磁件15，從而避免多個所述永磁件15的沿著所述軸向方向AD的長度過長而增加製作難度。

再者，所述馬達總成100及所述轉子1，皆能通過多個所述永磁件15以軸向方向設置於多個所述配置空間AS的設計，使維修人員能直接通過將兩個所述擋止片16拆除就可以檢修任一個所述永磁件15，使所述馬達總成100及所述轉子1的後續維修更佳方便。

更值得一提的是，本發明的所述馬達總成100及所述轉子1是採用輻射配置方式，因此於所述軸向方向AD的垂直斷面時，多個所述永磁件15的長度及厚度（寬度）能根據所述馬達總成100的尺寸及需求進行調整，從而使本發明的所述馬達總成100及所述轉子1相較於現有的馬達具有更大的磁通量。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

100：馬達總成 1：轉子 11：芯軸 111：限位槽 112：卡扣槽 12：載座 121：穿孔部 1211：卡槽 122：連接部 123：環狀部 1231：凸塊 1232：鳩尾槽 13：限位塊 14：鐵芯 141：設置端 1411：鳩尾塊 142：限位端 1421：擋止塊 143：凹槽 1431：底緣 15：永磁件 16：擋止片 17：卡扣件 2：定子 AD：軸向方向 PL：預定長度 RS：抵靠空間 AS：配置空間 CL：假想連接線 C：圓心

圖1為本發明的馬達總成的立體示意圖。

圖2為本發明的馬達總成的轉子分離定子時的立體示意圖。

圖3為本發明的馬達總成的轉子的分解示意圖。

圖4為圖2的IV-IV剖線的平面示意圖。

圖5為圖4的V區域的放大示意圖。

圖6為圖2的VI-VI剖線的平面示意圖。

圖7為圖6的VII區域的放大示意圖。

圖8為本發明的馬達總成的鐵芯的立體示意圖。

1：轉子 11：芯軸 111：限位槽 112：卡扣槽 12：載座 121：穿孔部 1211：卡槽 122：連接部 123：環狀部 13：限位塊 14：鐵芯 15：永磁件 16：擋止片 17：卡扣件 AD：軸向方向

Claims

一種馬達總成，包括：一轉子，包含：一芯軸，定義有一軸向方向；一載座，由非導磁材料所構成，所述載座包含一穿孔部及連接所述穿孔部的一環狀部，所述穿孔部套設於所述芯軸上，所述環狀部具有彼此間隔的多個凸塊，每個所述凸塊沿著所述軸向方向的垂直斷面呈鳩尾狀，使相鄰的任兩個所述凸塊之間共同形成一鳩尾槽，且多個所述鳩尾槽於所述環狀部上呈輻射狀配置；多個鐵芯，分別設置於多個所述鳩尾槽上，且相鄰的任兩個所述鐵芯彼此不接觸並共同成有一配置空間；其中，每個所述鐵芯具有相反的一設置端及一限位端，每個所述設置端具有一鳩尾塊，所述鳩尾塊設置於對應的所述鳩尾槽內，每個所述限位端於朝向相鄰的兩個所述限位端的兩側面分別具有一擋止塊；其中，每個所述鐵芯於所述設置端更具有兩個凹槽，兩個所述凹槽配置於所述鳩尾塊的兩側，且每個所述凹槽的一底緣不接觸對應的所述凸塊的外緣；多個永磁件，分別設置於多個所述配置空間內；於任一個所述配置空間中，所述永磁件被相鄰的兩個所述鐵芯的所述擋止塊及所述凸塊擋止而保持於所述配置空間內；及兩個擋止片，設置於所述載座的兩側，兩個所述擋止片能限制多個所述鐵芯及多個所述永磁件沿著所述軸向方向移動；以及一定子，設置於所述轉子的外圍。
如請求項1所述的馬達總成，其中，每個所述配置空間內設置有一個以上的所述永磁件。
如請求項1所述的馬達總成，其中，每個所述永磁件為矩形柱體。
如請求項1所述的馬達總成，其中，所述轉子更包含有一限位塊；所述載座的所述穿孔部具有沿著所述軸向方向配置的一卡槽；所述芯軸具有對應所述卡槽位置的一限位槽，所述限位塊設置於所述卡槽及所述限位槽之間，所述限位塊能抵頂所述限位槽與所述抵頂槽的內緣，使所述載座與所述芯軸同步轉動。
如請求項1所述的馬達總成，其中，於每個所述凹槽中，所述底緣呈半圓狀，且所述底緣的圓心位於所述凹槽內。
一種轉子，包括：一芯軸，定義有一軸向方向；一載座，由非導磁材料所構成，所述載座包含一穿孔部及連接所述穿孔部的一環狀部，所述穿孔部套設於所述芯軸上，所述環狀部具有彼此間隔且呈輻射配置的多個凸塊，每個所述凸塊沿著所述軸向方向的垂直斷面呈鳩尾狀，使相鄰的任兩個所述凸塊之間共同形成一鳩尾槽；多個鐵芯，分別設置於多個所述鳩尾槽上，且相鄰的任兩個所述鐵芯彼此不接觸並共同成有一配置空間；其中，每個所述鐵芯具有相反的一設置端及一限位端，每個所述設置端具有一鳩尾塊，所述鳩尾塊設置於對應的所述鳩尾槽內，每個所述限位端於朝向相鄰的兩個所述限位端的兩側面分別具有一擋止塊；其中，每個所述鐵芯於所述設置端更具有兩個凹槽，兩個所述凹槽配置於所述鳩尾塊的兩側，且每個所述凹槽的一底緣不接觸對應的所述凸塊的外緣；多個永磁件，分別設置於多個所述配置空間內；於任一個所述配置空間中，所述永磁件被相鄰的兩個所述鐵芯的所述擋止塊及所述凸塊擋止而保持於所述配置空間內；以及兩個擋止片，設置於所述載座的兩側，兩個所述擋止片能限制多個所述鐵芯及多個所述永磁件沿著所述軸向方向移動。
如請求項6所述的轉子，其中，於每個所述凹槽中，所述底緣呈半圓狀，且所述底緣的圓心位於所述凹槽內。
如請求項6所述的轉子，其中，每個所述永磁件為矩形柱體。