具有轉子轉動平衡結構的電動機的製作方法
2023-09-23 04:19:10 2
專利名稱：具有轉子轉動平衡結構的電動機的製作方法
技術領域：
本發明屬於電動機，特別是一種具有轉子轉動平衡結構的電動機。
背景技術：
如圖1所示，公告號為第383818號名稱為『具磁性定位之散熱器風扇組結構』包含定子10』、軸管20』、轉子30』及感磁金屬片301』。
定子10』藉由軸管20』固定在基座100』上，且定子10』設有數個磁極片11』。
軸管20』容設至少一軸承21』。
轉子30』設有軸杆31』及環形磁鐵32』。
軸杆31』插設在軸承21』內，轉子30』的環形磁鐵32』環繞對應定子10』磁極片11』的極面。
感磁金屬片301』位於轉子30』內表面，並對應於磁極片11』的頂面。
當電動機運轉時，感磁金屬片301』同時受磁極片11』的交變激磁吸引，因而可輔助維持轉子30』的轉動平衡，避免轉子30』脫離定子10』，相對降低軸承21』的轉動摩損，進而延長電動機使用壽命。
雖然如此，但是上述轉動平衡結構仍存在下述問題由於直接利用磁極片11』的交變激磁吸引感磁金屬片301』，因此可能導致磁極片11』產生漏磁，而相對降低磁極片11』的激磁效率。
感磁金屬片301』尺寸過大，其大幅增加轉子30』的負重，因而相對降低轉子30』的轉速。
電動機啟動前，磁極片11』並未能吸引感磁金屬片301』，因此在啟動電動機的瞬間，轉子30』傾向產生短暫的轉動失衡，進而在長期使用後仍會造成軸承21』的轉動磨損。
另一種習用的電動機轉子的轉動平衡構造，如公告號為第423760號名稱為『無刷直流馬達構造』、第422365號名稱為『具磁性定位風扇組之散熱器結構』及第428838號名稱為『馬達轉子之定位構造』等新型專利所示，其為將感磁金屬片設於定子的底部，並對應於轉子的環形磁鐵底緣，藉此增進轉子的轉動平衡。但是，由於感磁金屬片緊密鄰接定子的磁極片，因而，仍造成極片的漏磁。再者由於感磁金屬片另緊密鄰接定子的電路板，因此，亦容易造成電路板的電子元件發生短路。
另一種習用的電動機轉子的轉動平衡構造，如公告第501823號名稱為『馬達之平衡環構造』所示，其為將感磁金屬環設置在定子的底部，感磁金屬環具有至少一豎立環壁，豎立環壁可選擇對應於轉子的環形磁鐵的底段，以增進轉子的轉動平衡。但是，當豎立環壁對應於環形磁鐵底段的外周面時，豎立環壁相對限制轉子外殼可供設置葉片的面積。當豎立環壁對應於環形磁鐵底段的內周面時，豎立環壁則造成定子磁極片發生漏磁，且相對增加環形磁鐵及磁極片的氣隙及電動機的徑向尺寸。
另一種習用的電動機轉子的轉動平衡構造，如公告第562330號名稱為『主軸馬達預力磁鐵之定位構造』所示，其為利用定位元件將預力磁鐵適當設於定子的磁極片上，且預力磁鐵對應於磁吸轉子的金屬殼，因而，可增進轉子的轉動平衡。但是，預力磁鐵過於靠近定子的磁極片，以至於預力磁鐵幹擾磁極片的交變激磁，進而影響轉子的轉動效率。
另一習用的電動機轉子的轉動平衡構造，如公告第513012號名稱為『交流馬達之旋轉平衡構造』所示，其為屬內轉子型交流電動機，電動機將平衡片及永久磁鐵環選擇分別設在外定子組的底端及內轉子的底端，且永久磁鐵環對應磁吸平衡片，因而增進內轉子的轉動平衡。但是，不論內轉子底端設置永久磁鐵環或是平衡片，由於永久磁鐵環或平衡片皆位於外定子組的中心孔內，因此，仍會干擾外定子組的交變激磁效率，從而影響內轉子的轉動效率。
基於上述各種技術缺點，因此仍有必要進一步改良上述各種電動機轉子的平衡構造。
發明內容
本發明的目的是提供一種能維持轉子旋轉平衡、提高轉動穩定性、延長使用壽命的具有轉子轉動平衡結構的電動機。
本發明包括定子、感磁部、轉子及平衡磁鐵；定子設有至少一磁極片、至少一線圈及設於定子中央且具有頂部的軸管；轉子包括凸設在轉子下表面中央位置的軸座、由軸座向下延伸設置並穿設結合於軸管的軸杆及環繞對應於定子磁極片極面的環形磁鐵；感磁部形成於定子軸管頂部其至少具有一上表面；平衡磁鐵固定於轉子軸座上，其具有至少一對應磁吸感磁部上表面的下表面。
其中軸座形成藉以固定平衡磁鐵的肩部。
感磁部為形成於軸管頂部且上表面對應磁吸平衡磁鐵下表面的徑向凸緣。
為軸管徑向凸緣的感磁部的外緣向上延伸形成內表面對應磁吸平衡磁鐵外周面的軸向凸緣。
平衡磁鐵由內緣向下延伸形成外周面對應磁吸定子軸管內周面的內凸緣。
感磁部為套設並卡掣在軸管頂部外周面的外套環；平衡磁鐵下表面對應磁吸感磁部及軸管的上表面。
感磁部為蓋設並卡掣在軸管頂部外周面呈冂形的上蓋；感磁部的上表面與平衡磁鐵的下表面對應磁吸。
感磁部為蓋設並卡掣在軸管頂部內周面呈ㄩ形的防塵蓋；感磁部設有藉以卡扣固定定子的頂凸緣；感磁部頂凸緣的上表面與平衡磁鐵的下表面對應磁吸。
由於本發明包括定子、感磁部、轉子及平衡磁鐵；定子設有至少一磁極片、至少一線圈及設於定子中央且具有頂部的軸管；轉子包括凸設在轉子下表面中央位置的軸座、由軸座向下延伸設置並穿設結合於軸管的軸杆及環繞對應於定子磁極片極面的環形磁鐵；感磁部形成於定子軸管頂部其至少具有一上表面；平衡磁鐵固定於轉子軸座上，其具有至少一對應磁吸感磁部上表面的下表面。本發明不論運轉、靜止或啟動時，平衡磁鐵至少可由下表面對應磁吸感磁部的上表面，以供適當維持轉子旋轉平衡及轉動穩定性；且由於可選擇平衡磁鐵的適當規格，因此，平衡磁鐵可避免不當增加轉子的負重，亦可避免影響定子的激磁效率；再者由於平衡磁鐵本身具有永久磁性，因此，在電動機靜止時仍可持續磁吸感磁部，進而有效避免電動機在啟動瞬間產生短暫失衡現象，如此增益轉子的啟動平衡；另外，由於平衡磁鐵與感磁部的間距可適當調整，使其明顯小於轉子內表面及定子頂面之間的間距，因此本發明平衡磁鐵及感磁部亦可用於防止灰塵進入軸管及接觸軸承，以供有效避免軸承產生油汙或卡死；不僅能維持轉子旋轉平衡、提高轉動穩定性，而且延長使用壽命，從而達到本發明的目的。
圖1、為習用的具有轉子轉動平衡結構的電動機結構示意剖視圖。
圖2、為本發明分解結構示意立體圖。
圖3、為本發明結構示意剖視圖。
圖4、為圖3中A部局部放大圖。
圖5、為圖3中A部局部放大圖(感磁部的外緣向上延伸形成軸向凸緣)。
圖6、為圖3中A部局部放大圖(平衡磁鐵由內緣向下延伸形成內凸緣)。
圖7、為圖3中A部局部放大圖(感磁部為套設在軸管頂部外周面的外套環)。
圖8、為圖3中A部局部放大圖(感磁部為蓋設在軸管頂部外周面的上蓋)。
圖9、為圖3中A部局部放大圖(感磁部為蓋設在軸管頂部內周面的防塵蓋)。
具體實施例方式
如圖2、圖3、圖4所示，本發明包括定子10、感磁部201、轉子30及平衡磁鐵40。
定子10設有至少一磁極片11、至少一交變通電時使磁極片11感應產生交變激磁的線圈12及穿設於定子10中央軸孔位的軸管20。
軸管20為由感磁材料製成，且軸管20的頂部設置徑向凸緣以形成感磁部201。
軸管20藉由徑向凸緣卡扣固定定子10，以方便將定子10固定在適當位置，如散熱扇的殼座內。
轉子30設有軸杆31、環形磁鐵32及軸座33。
軸座33凸設在轉子30的下表面中央位置，且軸座33可形成藉以卡掣或膠黏固定平衡磁鐵40的肩部34。
軸杆31為由軸座33向下延伸，並可轉動地穿設於軸管20內的至少一個軸承21上。
環形磁鐵32環繞對應磁極片11的極面，如此，可藉由磁極片11的交變激磁驅動轉子30轉動。
如圖4所示，組裝後，平衡磁鐵40固定於轉子30軸座33的肩部34上，而為徑向凸緣的感磁部201設於對應平衡磁鐵40的定子10頂面。藉此，不論電動機運轉、靜止或啟動時，平衡磁鐵40至少可由下表面對應磁吸感磁部201的上表面，以供適當維持轉子30旋轉平衡及轉動穩定性。由於本發明可選擇平衡磁鐵40的適當規格，因此，平衡磁鐵40可避免不當增加轉子30的負重，亦可避免影響定子10的激磁效率。再者由於平衡磁鐵40本身具有永久磁性，因此，在電動機靜止時仍可持續磁吸感磁部201，進而有效避免電動機在啟動瞬間產生短暫失衡現象，如此增益轉子30的啟動平衡。另外，由於平衡磁鐵40與感磁部201的間距可適當調整，使其明顯小於轉子30內表面及定子10頂面之間的間距，因此本發明平衡磁鐵40及感磁部201亦可用於防止灰塵進入軸管20及接觸軸承21，以供有效避免軸承21產生油汙或卡死。
如圖5所示，在軸管20為徑向凸緣感磁部201a的外緣向上延伸形成軸向凸緣202。如此，平衡磁鐵40的下對應磁吸為徑向凸緣的感磁部201a的上表面，同時平衡磁鐵40的外周面亦可對應磁吸軸向凸緣202的內表面。藉由上述軸向及徑向的對應磁吸，本發明將可大幅增加平衡磁鐵40與感磁部201a的總磁吸面積，並進一步增益轉子30的轉動穩定性。再者，軸向凸緣202亦可進一步增進軸管20及軸承21的防塵效果。
如圖6所示，平衡磁鐵40b進一步由內緣向下延伸形成內凸緣41，如此，平衡磁鐵40b的下表面對應於軸管20為徑向凸緣磁感部201的上表面，同時平衡磁鐵40b內凸緣41的外周面亦可對應磁吸軸管20的內周面。藉由上述軸向及徑向的對應磁吸，本發明亦可大幅增加平衡磁鐵40b與感磁部201的總磁吸面積，並進一步增益轉子30的轉動穩定性。再者，平衡磁鐵40b的內凸緣41亦可增進軸管20及軸承21的防塵效果。
如圖7所示，感磁部201c為套設並卡掣在軸管20頂部外周面的外套環，藉以固定定子10，為外套環的感磁部201c由感磁金屬材料製成。
本發明完成組裝時，為外套環的感磁部201c及軸管20的上表面可對應於平衡磁鐵40的下表面。藉此，本發明同樣可利用平衡磁鐵40與為外套環的感磁部201c及軸管20頂面的對應磁吸，以維持轉子30的轉動平衡。再者藉由適當調整平衡磁鐵40與為外套環的感磁部201c及軸管20頂面之間的間距，本發明亦可防止灰塵進入軸管20及接觸軸承21。
如圖8所示，感磁部201d為蓋設並卡掣在軸管20頂部外周面的上蓋，藉以固定定子10。為上蓋的感磁部201d由感磁金屬材料製成的冂形體，其設有供轉子30軸杆31穿設通過的軸孔203。
本發明完成組裝時，為上蓋的感磁部201d的上表面可對應於平衡磁鐵40的下表面。藉此，本發明同樣可利用平衡磁鐵40與為上蓋的感磁部201d的對應磁吸，以維持轉子30的轉動平衡。再者，藉由適當調整平衡磁鐵40及為上蓋的感磁部201d之間的間距，本發明亦可防止灰塵進入軸管20及接觸軸承21。
如圖9所示，感磁部201e為蓋設並卡掣在軸管20頂部內周面以防止灰塵接觸軸承21的防塵蓋。為防塵蓋的感磁部201e由感磁金屬材料製成的ㄩ形體，其設有供轉子30軸杆31穿設通過的軸孔203及藉以卡扣固定定子10的頂凸緣204。
本發明完成組裝時，為防塵蓋的感磁部201e頂凸緣204的上表面可對應於平衡磁鐵40的下表面。藉此，本發明同樣可利用平衡磁鐵40與為防塵蓋的感磁部201e的對應磁吸，以維持轉子30的轉動平衡，並防止灰塵進入軸管20及接觸軸承21。
如上所述，與習知的存在容易造成漏磁而影響電動機轉動效率缺點的電動機轉子的轉動平衡構造相比，本發明藉由在轉子30的軸座33設置平衡磁鐵40(40b)，以對應磁吸轉子30的感磁部201(201a、201c、210d、210e)，確實可維持轉子30的旋轉平衡及轉動穩定性，並防止灰塵接觸軸承21，且對應延長本發明的使用壽命。
權利要求
1.一種具有轉子轉動平衡結構的電動機，它包括定子、轉子及平衡磁鐵；定子設有至少一磁極片、至少一線圈及設於定子中央且具有頂部的軸管；轉子包括凸設在轉子下表面中央位置的軸座、由軸座向下延伸設置並穿設結合於軸管的軸杆及環繞對應於定子磁極片極面的環形磁鐵；其特徵在於所述的定子軸管的頂部形成至少具有一上表面的感磁部；平衡磁鐵固定於轉子軸座上，其具有至少一對應磁吸感磁部上表面的下表面。
2.根據權利要求1所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的軸座形成藉以固定平衡磁鐵的肩部。
3.根據權利要求1或2所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的感磁部為形成於軸管頂部且上表面對應磁吸平衡磁鐵下表面的徑向凸緣。
4.根據權利要求3所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的為軸管徑向凸緣的感磁部的外緣向上延伸形成內表面對應磁吸平衡磁鐵外周面的軸向凸緣。
5.根據權利要求1或2所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的平衡磁鐵由內緣向下延伸形成外周面對應磁吸定子軸管內周面的內凸緣。
6.根據權利要求1或2所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的感磁部為套設並卡掣在軸管頂部外周面的外套環；平衡磁鐵下表面對應磁吸感磁部及軸管的上表面。
7.根據權利要求1或2所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的感磁部為蓋設並卡掣在軸管頂部外周面呈冂形的上蓋；感磁部的上表面與平衡磁鐵的下表面對應磁吸。
8.根據權利要求1或2所述的具有轉子轉動平衡結構的電動機，其特徵在於所述的感磁部為蓋設並卡掣在軸管頂部內周面呈ㄩ形的防塵蓋；感磁部設有藉以卡扣固定定子的頂凸緣；感磁部頂凸緣的上表面與平衡磁鐵的下表面對應磁吸。
全文摘要
一種具有轉子轉動平衡結構的電動機。為提供一種能維持轉子旋轉平衡、提高轉動穩定性、延長使用壽命的電動機，提出本發明，它包括定子、感磁部、轉子及平衡磁鐵；定子設有至少一磁極片、至少一線圈及設於定子中央且具有頂部的軸管；轉子包括凸設在轉子下表面中央位置的軸座、由軸座向下延伸設置並穿設結合於軸管的軸杆及環繞對應於定子磁極片極面的環形磁鐵；感磁部形成於定子軸管頂部其至少具有一上表面；平衡磁鐵固定於轉子軸座上，其具有至少一對應磁吸感磁部上表面的下表面。
文檔編號H02K15/00GK1661889SQ20041000317
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月24日 優先權日2004年2月24日
發明者洪銀樹, 洪銀農 申請人:建準電機工業股份有限公司