CN111725964A - 永磁马达组装治具及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种永磁马达组装治具及其方法，用以组装一永磁马达，永磁马达组装治具包含一固定平台、一导引管与一导引轴。固定平台开设有一贯孔，用以承载并固定永磁马达的一第一组装部件。导引管对准贯孔而固定于固定平台，并开设有一沿一组装方向延伸的导引通道。导引轴，用以在组装于永磁马达的一第二组装部件中的一转子轴后，沿组装方向依序穿过第一组装部件与导引通道，使第二托架抵靠于第一组装部件，藉以在固接第二组装部件与第一组装部件后组装成永磁马达。

Description

永磁马达组装治具及其方法

技术领域

本发明涉及一种组装治具及组装方法，尤其涉及一种永磁马达组装治具及其方法。

背景技术

马达是一种将电能转换为机械能的装置，在日常生活中不可或缺，也带给了人们非常便利的生活，其中，马达又可分为感应马达、同步马达与永磁马达。

永磁马达，是采用永磁体生成电机的磁场，不需要感应线圈，也不需要感应电流，其优点在于效率高、功因高、启动转矩大、温升低且结构简单。随着高性能的永磁材料问世和控制技术的迅速发展，永磁马达的应用日渐广泛。

请一并参阅图1至图4，其中，图1显示现有技术的永磁马达的分解剖面图；图2显示现有技术的永磁马达的组装剖面图；图3显示现有技术的永磁马达的另一组装剖面图；以及，图4显示图3中的圈A所示的局部放大图。如图所示，一种永磁马达PA1包含一马达框架PA11、一定子结构PA12、一转子结构PA13、一马达托架PA14与一轴承PA15。

马达框架PA11，围构出一容置空间S。定子结构PA12，存在于容置空间S，且连结于马达框架PA11。转子结构PA13，包含一转子轴芯PA131与一硅钢片组件PA132，硅钢片组件PA132套设于转子轴芯PA131，并具有多个磁石(图未示出)。磁石可采用钕铁硼磁石，也可采用铁氧体磁石。马达托架PA14，具有一托架通道PA141。轴承PA15，设置于托架通道PA141，并具有一轴承通道PA151，而转子结构PA13的转子轴芯PA131穿设于轴承通道PA151。因为轴承PA15的关系，转子结构PA13在永磁马达PA1运作而旋转时，转子轴芯PA131与硅钢片组件PA132会随之旋转，而马达托架PA14并不会旋转。

在永磁马达PA1的组装过程中，转子结构PA13连同轴承PA15与马达托架PA14沿一组装方向D组装于马达框架PA11。因为定子结构PA12具有一定子间距W1，而转子结构PA13具有一小于定子间距W1的转子宽度W2，又定子结构PA12会与硅钢片组件PA132上的磁石产生磁吸力，除非在组装的过程中，转子结构PA13可以维持在定子结构PA12的正中心，不然，定子结构PA12与硅钢片组件PA132上的磁石产生的磁吸力，都将导致硅钢片组件PA132受磁吸力吸引而在组装的过程中与定子结构PA12相连结，也会一并使得马达托架PA14、轴承PA15与转子轴芯PA131向定子结构PA12偏移，如图2所示。

在正常组装完成的情况下，马达托架PA14的一托架径向抵顶面PA142抵顶于马达框架PA11的一框架径向抵顶面PA111，且马达托架PA14的一托架轴向抵顶面PA143抵顶于马达框架PA11的一框架轴向抵顶面PA112，且转子结构PA13与定子结构PA12之间形成一气隙宽度。然而，当硅钢片组件PA132的磁石受磁吸力而与定子结构PA12相连结，并连带马达托架PA14、轴承PA15与转子轴芯PA131向定子结构PA12偏移时，若继续组装，会使得马达托架PA14的一托架前端面PA144抵顶于框架轴向抵顶面PA112，导致无法组装完成，如图3与图4所示。

而永磁马达PA1的组装过程，通常会采用机械组装，例如油压机，若托架前端面PA144抵顶于框架轴向抵顶面PA112，操作人员又未发现，而持续利用机械硬将转子结构PA13往马达框架PA11推动的话，极有可能造成马达托架PA14、马达框架PA11甚至是转子结构PA13或定子结构PA12的损坏。

现有技术中的解决办法有利用人为控制调整使得马达托架PA14能精准地组装于马达框架PA11，或是先在定子结构PA12与转子结构PA13塞入一气隙片阻隔定子结构PA12与转子结构PA13，待组装完成后再将气隙片移除，但是，永磁马达普遍重达数百公斤，不管上述哪种方法，都极度耗费人力也不具便利性。

发明内容

有鉴于在现有技术在永磁马达组装的过程中，定子结构与转子结构会因为磁吸力相互吸引而连结，导致组装过程受到阻碍、无法完成及其所衍生出的种种问题。本发明的一主要目的提供一种永磁马达组装治具，用以避免定子组件与转子组件在组装过程中因为磁吸力相互吸引而连结。

本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为提供一种永磁马达组装治具，用以组装一永磁马达，一定子组件与一开设有一第一轴孔的第一托架分别预先组装于一马达框架的一内周壁与一第一端部而形成一第一组装部件，一转子组件与一第二托架组装于一转子轴而形成一第二组装部件，永磁马达组装治具包含一固定平台、一导引管与一导引轴。

固定平台，开设有一贯孔，用以承载并固定第一组装部件，以使第一轴孔沿一组装方向对准贯孔。导引管，对准贯孔而固定于固定平台，并开设有一沿组装方向延伸的导引通道。导引轴，用以在组装于第二组装部件中的转子轴后，沿组装方向依序穿过第一组装部件与导引通道，使转子组件伸入定子组件内，并使第二托架抵靠于马达框架的一与第一端部相对的第二端部，藉以在固接第二托架与马达框架后组装成永磁马达。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装治具中的永磁马达的马达框架，具有一框架长度，导引轴具有一轴长度，且轴长度大于框架长度。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装治具中的固定平台，包含一承载组件与一固定组件。承载组件开设有贯孔，用以承载第一组装部件。固定组件，连结承载组件，用以固定第一组装部件。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装治具中的固定组件，包含多个弧形固定座与多个抵顶元件。弧形固定座，等分地排列，用以固定第一组装部件。抵顶元件，对应地穿设弧形固定座，用以抵顶固定第一组装部件。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装治具中的承载组件，包含一承载板与一支撑件。承载板开设有贯孔，并具有一承载面，且承载面用以承载第一组装部件。支撑件连结于承载板相对于承载面的一侧，用以支撑承载板。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装治具中的导引管，穿设贯孔而固定于固定平台。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装治具中的导引轴，具有一螺纹结构，且螺纹结构用以组装于第二组装部件中的转子轴。

本发明为解决现有技术的问题，所采用的必要技术手段为另外提供一种永磁马达组装方法，利用前述的永磁马达组装治具加以实施，并包含以下步骤(a)至步骤(g)。

步骤(a)：将该定子组件与该第一托架组装于该马达框架而形成该第一组装部件。

步骤(b)：将该转子组件与该第二托架组装于该转子轴而形成该第二组装部件。

步骤(c)：利用该导引管，对准该贯孔而固定于该固定平台。

步骤(d)：利用该固定平台，承载并固定该第一组装部件。

步骤(e)：利用该导引轴，组装于该第二组装部件中的该转子轴。

步骤(f)：利用该导引轴，沿该组装方向依序穿越该第一组装部件与该导引通道，使该转子组件伸入该定子组件内，并使该第二托架抵靠于该第二端部。

步骤(g)：使该第二托架固接于该马达框架，以组装成该永磁马达。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装方法，更包含步骤(h)：使该永磁马达与该导引轴分别脱离该固定平台与该导引管。

在上述必要技术手段的基础下，本发明所衍生的一附属技术手段为使永磁马达组装方法，更包含步骤(i)：使该导引轴脱离该转子轴。

承上所述，本发明所提供的永磁马达组装治具及其方法，利用固定平台、导引管与导引轴将第二组装部件组装于第一组装部件以形成永磁马达，且可以避免第一组装部件的定子组件与第二组装部件的转子组件因为磁吸力相互吸引而连结。

附图说明

图1是显示现有技术的永磁马达的分解剖面图；

图2是显示现有技术的永磁马达的组装剖面图；

图3是显示现有技术的永磁马达的另一组装剖面图；

图4是显示图3中的圈A所示的局部放大图；

图5是显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达组装治具的立体图；

图6是显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达组装治具的导引管与固定平台的立体组合图；

图7是显示图6的A─A剖面图；

图8是显示本发明所提供的永磁马达组装治具的固定平台承载并固定第一组装部件的剖面示意图；

图9是显示本发明所提供的永磁马达组装治具的导引轴组装于第二组装部件的剖面示意图；

图10是显示本发明所提供的永磁马达组装治具将第二组装部件组装至第一组装部件的剖面示意图；

图11是显示永磁马达脱离本发明所提供的永磁马达组装治具的固定平台的剖面示意图；以及

图12是显示本发明所提供的永磁马达组装治具的导引轴脱离永磁马达而完成组装永磁马达的剖面示意图。

附图标号说明：

PA1 永磁马达

PA11 马达框架

PA111 框架径向抵顶面

PA112 框架轴向抵顶面

PA12 定子结构

PA13 转子结构

PA131 转子轴芯

PA132 硅钢片组件

PA14 马达托架

PA141 托架通道

PA142 托架径向抵顶面

PA143 托架轴向抵顶面

PA144 托架前端面

PA15 轴承

PA151 轴承通道

S 容置空间

D 组装方向

W1 定子间距

W2 转子宽度

1 永磁马达组装治具

11 固定平台

111 承载组件

1111 承载板

1112 支撑件

112 固定组件

1121 弧形固定座

1122 抵顶元件

12 导引管

13 导引轴

2 永磁马达

21 第一组装部件

211 定子组件

212 第一托架

213 马达框架

22 第二组装部件

221 转子组件

222 第二托架

223 转子轴

D 组装方向

D2 拆卸方向

H 贯孔

H1 第一轴孔

H2 锁固孔

L1 框架长度

L2 轴长度

PI 内周壁

PO 外周壁

S1 第一端部

S2 第二端部

SS 螺纹结构

SU 承载面

T 导引通道

具体实施方式

请参阅图5至图7，其中，图5显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达组装治具的立体图；图6显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达组装治具的导引管与固定平台的立体组合图；以及，图7显示图6的A─A剖面图。如图所示，一种永磁马达组装治具1，用以组装一永磁马达2(标示于图12)，包含一固定平台11、一导引管12与一导引轴13。

固定平台11包含一承载组件111与一固定组件112，并开设有一贯孔H。承载组件111与固定组件112，并包含一承载板1111与一支撑件1112。承载板1111开设有前述贯孔H，并具有一承载面SU。支撑件1112连结承载板1111，用以支撑承载板1111。以本实施例来说，承载板1111就是桌板，而支撑件1112就是桌脚。

固定组件112包含三个弧形固定座1121(附图仅标示其中一者示意)与六个对应弧形固定座1121的抵顶元件1122(附图仅示出其中一者示意)。弧形固定座1121等分地排列于承载面SU，并开设有多个锁固孔H2(附图仅标示其中一者示意)，而抵顶元件1122用以对应地穿设上述三个弧形固定座1121的锁固孔H2。在本实施例中，弧形固定座1121与抵顶元件1122的数量分别为三个与六个，但不以此为限。在本发明其他实施例中，弧形固定座与抵顶元件也可为两个、四个或其他多个数量。

导引管12对准贯孔H而固定于固定平台11，并开设有一导引通道T，在本实施例中，导引管12穿设贯孔H而固定于固定平台11。导引轴13与导引管12相对应，更详细地说明，导引轴13与导引通道T，并且可以穿设于导引通道T。在本实施例中，导引通道T开设圆柱状，导引轴13亦呈相对应的圆柱状，若导引通道T开设角柱状，导引轴13也会呈相对应的角柱状。

接着，请一并参阅图5至图10，其中，图8显示本发明所提供的永磁马达组装治具的固定平台承载并固定第一组装部件的剖面示意图；图9显示本发明所提供的永磁马达组装治具的导引轴组装于第二组装部件的剖面示意图；以及，图10显示本发明所提供的永磁马达组装治具将第二组装部件组装至第一组装部件的剖面示意图。如图所示，一定子组件211与一第一托架212分别组装于一马达框架213而形成一第一组装部件21，一转子组件221与一第二托架222组装于一转子轴223而形成一第二组装部件22。

马达框架213具有一框架长度L1、一内周壁PI、一外周壁PO、一第一端部S1与一第二端部S2。定子组件211组装于马达框架213的内周壁PI，而第一托架212组装于第一端部S1，并开设有一第一轴孔H1。第一组装部件21沿一组装方向D组装于固定平台11的承载组件111的承载板1111，使得第一托架212的第一轴孔H1沿组装方向D对准贯孔H。又导引管12的导引通道T也沿组装方向D延伸，并对准贯孔H，故第一轴孔H1也会对准导引通道T。

承载板1111的承载面SU用以承载第一组装部件21。固定组件112中的弧形固定座1121用以固定限位第一组装部件21，而抵顶元件1122在弧形固定座1121固定限位第一组装部件21后，穿设弧形固定座1121的锁固孔H2以抵顶固定第一组装部件21。在本实施例中，一个弧形固定座1121会受两个抵顶元件1122穿设。需说明的是，图8中因抵顶元件1122的比例过小而无法明确表达，故未示出于附图中，而实际上就是图6中的抵顶元件1122穿设过图8中的锁固孔H2，以抵顶固定第一组装部件21的外周壁PO。弧形固定座1121主要是用来固定限位用，第一组装部件21主要仍是通过抵顶元件1122抵顶而固定于承载板1111上。

转子组件221与第二托架222组装于转子轴223以形成第二组装部件22，而导引轴13组装于第二组装部件22的转子轴223。更详细地说明，导引轴13组装于转子轴223相对于第二托架222的一端，在转子轴223上沿着组装方向D依序为第二托架222、转子组件221与导引轴13。在本实施例中，导引轴13具有一螺纹结构SS与一轴长度L2，螺纹结构SS用以组装于转子轴223，而轴长度L2大于框架长度L1。在本发明其他实施例中，导引轴具有一卡合结构、一插销元件或是其他可以使导引轴组装于转子轴的结构器件。在实务上，转子轴223也会特别开设相对应的螺纹结构，用来供导引轴13的螺纹结构SS组装。

在固定平台11承载并固定第一组装部件21以及导引轴13组装于第二组装部件22中的该转子轴223后，导引轴13与第二组装部件22受操作地沿组装方向D伸入马达框架213，可利用一悬吊系统、一吊挂装置或是其他可以将导引轴13与第二组装部件22受操作地沿组装方向D伸入马达框架213的方式或设备。

导引轴13遂进入马达框架213，因导引轴13不会与定子组件211产生磁吸力，故不会受到定子组件211的吸引而偏向定子组件211。又导引轴13的轴长度L2大于马达框架213的框架长度L1，故在转子组件221进入马达框架213与定子组件211产生磁吸力之前，导引轴13会先穿过第一轴孔H1并且进入导引管12的导引通道T。会与定子组件211产生磁吸力的主要材料是磁石，因此，导引轴13的材质只要不包含磁石便不会影响本发明的实施，而导引轴13的材质以刚性材质较佳。

导引轴13与导引通道T相符合，当导引轴13进入导引通道T后，便会受到导引通道T导引而沿组装方向D移动。此时，即便转子组件221已进入马达框架213且与定子组件211产生磁吸力相互吸引，也受限于导引轴13与导引通道T相符合的关系，故转子组件221并不会偏向定子组件211。只要转子组件221不偏向定子组件211，就不会与定子组件211有所接触甚至是紧密连结，也就不会产生现有技术中无法组装完成永磁马达以及组装过程中所衍生出的种种问题。

需说明的是，图9中因附图的格式与空间有限，故无法将导引轴13与第二组装部件22直接示出于固定平台11与第一组装部件21的上方。但是在实际上，导引轴13与第二组装部件22一定会先被移动至固定平台11与第一组装部件21的上方，并沿着组装方向D依序进入第一组装部件21与导引通道T。

当第二组装部件22沿着组装方向D移动，直到第二托架222接触到马达框架213的第二端部S2时，第二组装部件22与第一组装部件21已大致完成一永磁马达2的组装，如图10所示。

最后，请一并参阅图10至图12，其中，图11显示永磁马达脱离本发明所提供的永磁马达组装治具的固定平台的剖面示意图；以及，图12显示本发明所提供的永磁马达组装治具的导引轴脱离永磁马达而完成组装永磁马达的剖面示意图。如图所示，第二组装部件22已组装于第一组装部件21。

当第二托架222接触到马达框架213的第二端部S2后，固接第二托架222与马达框架213，可利用至少一锁固元件、一卡合结构或是其他可以将第二托架222固接于马达框架213的器件或方式。当第二托架222固接于马达框架213后，已大致完成永磁马达2的组装。随后会将第一组装部件21脱离固定平台11，并沿着一与组装方向D相反的拆卸方向D2，将导引轴13退出导引管12。因第一组装部件21已脱离固定平台11，又第二组装部件22连结于导引轴13，故导引轴13沿拆卸方向D2退出导引管12，会连带使得永磁马达2也沿拆卸方向D2移动，如图11所示。

图11与图9相同，碍于附图的格式与空间关系，无法将沿拆卸方向D2移动的永磁马达2与导引轴13直接示出于固定平台11的上方。但是实际上，永磁马达2与导引轴13沿拆卸方向D2脱离固定平台11的时候，必会位于固定平台11的上方。

最后，再将导引轴13自永磁马达2脱离，便可完成永磁马达2的组装，如图12所示。同样碍于附图的格式与空间关系，导引轴13并不一定要如附图所示的方向自永磁马达2脱离，也可沿如图9所示的组装方向D直接自永磁马达2脱离。

而本发明较佳实施例另外提供一种永磁马达组装方法，利用如图5至图7所示的永磁马达组装治具加以实施，并包含以下步骤(a)至(i)。

步骤(a)：将定子组件211与第一托架212组装于马达框架213而形成第一组装部件21。

步骤(b)：将转子组件221与第二托架222组装于转子轴223而形成第二组装部件22。

步骤(c)：利用导引管12，对准贯孔H而固定于固定平台11。

步骤(d)：利用固定平台11，承载并固定第一组装部件21。

步骤(e)：利用导引轴13，组装于第二组装部件22中的转子轴223。

步骤(f)：利用导引轴13，沿组装方向D依序穿越第一组装部件21与导引通道T，使转子组件221伸入定子组件211内，并使第二托架222抵靠于第二端部S2。

步骤(g)：使第二托架222固接于马达框架213，以组装成永磁马达2。

步骤(h)：使永磁马达2与导引轴13脱离固定平台11与导引管12。

步骤(i)：使导引轴13脱离转子轴223。

步骤(a)与步骤(c)如图8所示。步骤(b)与步骤(e)如图9所示。步骤(d)如图6与图7所示。其中，步骤(a)、步骤(c)、步骤(b)、步骤(e)与步骤(d)的顺序可以有条件的交换，但是步骤(a)必在步骤(c)之前，且步骤(b)必在步骤(e)之前。

步骤(f)如图9所示。步骤(g)如图10所示。步骤(h)与步骤(i)则分别由图11与图12所示。而上述各个步骤皆由各个附图所表示，故不多加赘述。

综上所述，本发明所提供的永磁马达组装治具利用固定平台承载与固定第一组装部件，并利用导引管供导引轴穿设，藉以使第二组装部件组装于第一组装部件而形成永磁马达，相较于现有技术，本发明所提供的永磁马达组装治具可以避免第一组装部件中的定子组件与第二组装部件中的转子组件因磁吸力吸引而接触，进而解决无法组装完成及其所衍生出的种种问题。本发明所另外提供的永磁马达组装方法，亦可以避免永磁马达的组装过程中定子组件与转子组件接触，进而解决现有技术中的种种问题。

通过以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭示的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的权利要求的范畴内。

Claims (10)

1.一种永磁马达组装治具，用以组装永磁马达，定子组件与开设有第一轴孔的第一托架分别预先组装于马达框架的内周壁与第一端部而形成第一组装部件，转子组件与第二托架组装于转子轴而形成第二组装部件，所述永磁马达组装治具包含：

固定平台，开设有贯孔，用以承载并固定所述第一组装部件，以使所述第一轴孔沿组装方向对准所述贯孔；

导引管，对准所述贯孔而固定于所述固定平台，并开设有沿所述组装方向延伸的导引通道；以及

导引轴，用以在组装于所述第二组装部件中的所述转子轴后，沿所述组装方向依序穿过所述第一组装部件与所述导引通道，使所述转子组件伸入所述定子组件内，并使所述第二托架抵靠于所述马达框架的与所述第一端部相对的第二端部，藉以在固接所述第二托架与所述马达框架后组装成所述永磁马达。

2.根据权利要求1所述的永磁马达组装治具，其中，所述永磁马达的所述马达框架具有框架长度，所述导引轴具有轴长度，且所述轴长度大于所述框架长度。

3.根据权利要求1所述的永磁马达组装治具，其中，所述固定平台包含：

承载组件，开设有所述贯孔，用以承载所述第一组装部件；以及

固定组件，连结所述承载组件，用以固定所述第一组装部件。

4.根据权利要求3所述的永磁马达组装治具，其中，所述固定组件包含：

多个弧形固定座，等分地排列，用以固定所述第一组装部件；以及

多个抵顶元件，对应地穿设所述多个弧形固定座，用以抵顶固定所述第一组装部件。

5.根据权利要求3所述的永磁马达组装治具，其中，所述承载组件包含：

承载板，开设有所述贯孔，并具有承载面，且所述承载面用以承载所述第一组装部件；以及

支撑件，连结于所述承载板相对于所述承载面的一侧，用以支撑所述承载板。

6.根据权利要求1所述的永磁马达组装治具，其中，所述导引管穿设所述贯孔而固定于所述固定平台。

7.根据权利要求1所述的永磁马达组装治具，其中，所述导引轴具有螺纹结构，且所述螺纹结构用以组装于所述第二组装部件中的所述转子轴。

8.一种永磁马达组装方法，利用如权利要求1所述的永磁马达组装治具加以实施，并包含以下步骤：

(a)将所述定子组件与所述第一托架组装于所述马达框架而形成所述第一组装部件；

(b)将所述转子组件与所述第二托架组装于所述转子轴而形成所述第二组装部件；

(c)利用所述导引管对准所述贯孔而固定于所述固定平台；

(d)利用所述固定平台承载并固定所述第一组装部件；

(e)利用所述导引轴，组装于所述第二组装部件中的所述转子轴；

(f)利用所述导引轴沿所述组装方向依序穿越所述第一组装部件与所述导引通道，使所述转子组件伸入所述定子组件内，并使所述第二托架抵靠于所述第二端部；以及

(g)使所述第二托架固接于所述马达框架，以组装成所述永磁马达。

9.根据权利要求8所述的永磁马达组装方法，还包含以下步骤：

(h)使所述永磁马达与所述导引轴分别脱离所述固定平台与所述导引管。

10.根据权利要求9所述的永磁马达组装方法，还包含以下步骤：

(i)使所述导引轴脱离所述转子轴。

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