CN113258697A - 永磁马达的转子组件及其转子端板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种永磁马达的转子组件包含一转子本体、一转轴及二转子端板。转轴穿过转子本体的二转子端部。二转子端板分别于压合于二转子端部，且每一转子端板包含一内侧环体结构及一外侧环体结构。内侧环体结构由一铁材料所组成，具有一第一环体外周面与一第一厚度，用于套接于转轴。外侧环体结构由一铝材料所组成，包含一第一段环体结构及一第二段环体结构。第一段环体结构包覆于第一环体外周面，并具有一第二环体外周面与一大于第一厚度的第二厚度。第二段环体结构一体成型地包覆于第二环体外周面，并具有一大于第二厚度的第三厚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁马达的转子组件及其转子端板，尤其涉及一种利用铁的材料与铝的材料制成转子端板的永磁马达的转子组件及其转子端板。
背景技术
请参阅图1与图2，图1是显示先前技术的马达转子的立体示意图；图2为图1的A-A剖面示意图。如图所示，一种马达转子PA100包含一转子本体PA1、一马达转轴PA2以及二转子端板PA3与PA4。转子本体PA1例如是由多个硅钢片堆叠所形成，而马达转轴PA2是固定地穿设于转子本体PA1，而二转子端板PA3与PA4是分别穿设马达转轴PA2而设置于转子本体PA1的两端。
承上所述，一般常见的转子端板PA3与PA4主要是用来将设置于转子本体PA1内的磁石固定住，且转子端板PA3与PA4还可通过加重与减重等方式平衡整个马达转子PA100在转动时的动平衡。此外，在制造过程中，若是采用热套压板型式(转子端板PA3与PA4不采用螺栓互锁方式)，可以因为减少螺栓与压板钻孔费用而有利于减少制造成本，但由于马达转子PA100运转时会产生高温，因此若转子端板PA3与PA4使用铝材质时，转子端板PA3与PA4很容易会因为受热膨胀变形而与马达转轴PA2分离，因此转子端板PA3与PA4通常会使用到铸铁，藉以通过铸铁的低热膨胀系数来避免转子端板PA3与PA4因热膨胀变形而与马达转轴PA2分离。
此外，由于铸铁的硬度相较于铝材质的硬度高，因此若转子端板PA3与PA4使用铸铁材质制成，转子端板PA3与PA4在与马达转轴PA2结合之前的加工步骤阶段，往往会因为高硬度不易加工而需要花费较多的时间，且当使用者因调整马达转子PA100的转动平衡而需要在转子端板PA3与PA4上钻孔减轻重量时，也会因为铸铁材质的高度硬度而不易加工。
综上所述，在现有技术中，由于铝材质制成的转子端板PA3与PA4会有受热膨胀而与马达转轴PA2分离的问题，而铸铁材质制成的转子端板PA3与PA4则会有不易加工的问题。
发明内容
有鉴于在先前技术中，铝制转子端板会有受热膨胀而自马达转轴脱离的问题，而铁制转子端板则会有加工不易的问题；缘此，本发明的主要目的在于提供一种永磁马达的转子组件及一种转子端板，可以有效解决现有转子端板的热膨胀与加工问题。
本发明为解决先前技术的问题，所采用的必要技术手段是提供一种永磁马达的转子组件，包含一转子本体、一转轴以及二转子端板。转子本体具有二转子端部。转轴穿过转子本体的二转子端部。二转子端板分别于压合于二转子端部，且每一转子端板包含一内侧环体结构以及一外侧环体结构。
内侧环体结构是由一铁材料所组成，具有一第一环体外周面与一第一厚度，并用于套接于转轴。外侧环体结构由一铝材料所组成，并且包含一第一段环体结构以及一第二段环体结构。第一段环体结构包覆于第一环体外周面，并且具有一第二环体外周面与一大于第一厚度的第二厚度。第二段环体结构一体成型地包覆于第二环体外周面，并且具有一大于第二厚度的第三厚度。
在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，转子本体开设有多个磁石设置孔，磁石设置孔分别贯通二转子端部。较佳者，永磁马达的转子组件还包含多个磁石，磁石穿设于磁石设置孔中。此外，外侧环体结构具有多个磁石固定凸块，磁石固定凸块在二转子端板分别压合于二转子端部时，分别卡设于磁石设置孔，用以卡抵固定磁石。
在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，转子本体开设有一转轴连接孔，内侧环体结构开设有一对应于转轴连接孔的转轴穿设孔，转轴穿设于转轴连接孔与转轴穿设孔。
本发明为解决先前技术的问题，所采用的另一必要技术手段是提供一种转子端板，用于压合于一转子本体的一转子端部，转子端板包含一内侧环体结构以及一外侧环体结构。内侧环体结构由一铁材料所组成，具有一第一环体外周面与一第一厚度，并用于套接于转子本体的一转轴。外侧环体结构由一铝材料所组成，并且包含一第一段环体结构以及一第二段环体结构。
第一段环体结构包覆于第一环体外周面，并且具有一第二环体外周面与一大于第一厚度的第二厚度。第二段环体结构一体成型地包覆于第二环体外周面，并且具有一大于第二厚度的第三厚度。
在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，转子本体开设有多个磁石设置孔，磁石设置孔内设有多个磁石，且外侧环体结构具有多个磁石固定凸块，磁石固定凸块在转子端板压合于转子端部时，分别卡设于磁石设置孔，用以卡抵固定磁石。
在上述必要技术手段所衍生的一附属技术手段中，转子本体开设有一转轴连接孔，内侧环体结构开设有一对应于转轴连接孔的转轴穿设孔，且转轴穿设于转轴连接孔与转轴穿设孔。
如上所述，由于本发明的转子端板的内侧环体结构是由铁材料所组成，因此可通过铁材料的低热膨胀系数来有效的避免内侧环体结构因热胀冷缩所造成的脱落问题，而由于外侧环体结构是由铝材料所组成，因此当转子端板固定于转子本体的二转子端部时，可利于使用者对外侧环体结构进行挖孔加工，进而便于使用者调整永磁马达的转子组件的动平衡状态。此外，由于本发明的转子端板更设有磁石固定凸块，因此还可通过磁石固定凸块卡设于磁石设置孔，进而有效的固定设置于磁石设置孔内的磁石。
本发明所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附图作进一步的说明。
附图说明
图1是显示先前技术的马达转子的立体示意图；
图2为图1的A-A剖面示意图；
图3是显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达的转子组件的立体分解示意图；
图4是显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达的转子组件的立体示意图；
图5为图4的B-B剖面示意图；
图6是显示通过对本发明的转子端板通过挖孔来调整永磁马达的转子组件动平衡的立体示意图；以及
图7为图6的C-C剖面示意图。
附图标记说明
PA100:马达转子
PA1:转子本体
PA2:马达转轴
PA3,PA4:转子端板
100:永磁马达的转子组件
100a:经过加工的永磁马达的转子组件
1:转子本体
11,12:转子端部
13:磁石设置孔
14:转轴连接孔
2:转轴
3:转子端板
31:内侧环体结构
311:转轴穿设孔
312:第一环体外周面
32:外侧环体结构
321:第一段环体结构
3211:第二环体外周面
322:第二段环体结构
322a:孔槽
323:磁石固定凸块
4:转子端板
41:内侧环体结构
411:转轴穿设孔
412:第一环体外周面
42:外侧环体结构
423:磁石固定凸块
5:磁石
t1:第一厚度
t2:第二厚度
t3:第三厚度
h:深度
具体实施方式
请参阅图3至图5，图3是显示本发明较佳实施例所提供是永磁马达的转子组件的立体分解示意图；图4是显示本发明较佳实施例所提供是永磁马达的转子组件的立体示意图；图5为图4的B-B剖面示意图。
如图3至图5所示，一种永磁马达是转子组件100包含一转子本体1、一转轴2、二转子端板3与4以及多个磁石5(图中仅标示一个)。
转子本体1具有相对设置的二转子端部11与12，且转子本体1开设有十二个磁石设置孔13与一转轴连接孔14，磁石设置孔13分别贯通二转子端部11与12。在实务上，转子本体1是由多个硅钢片(图未标示)堆叠而成，而磁石设置孔13与转轴连接孔14也是由多个硅钢片所开设的磁石孔(图未标示)与轴孔(图未标示)互相连通所形成。
转轴2固定地穿设转子本体1的二转子端部11与12。在实务上，转轴2例如是以键槽与键块的配合来固接转轴2与转子本体1。
转子端板3与4是分别于压合于二转子端部11与12；其中，由于转子端板3与4的构造相同，故仅以转子端板3为例进行说明。转子端板3包含一内侧环体结构31以及一外侧环体结构32。
内侧环体结构31由一铁材料所组成，具有一转轴穿设孔311、一第一环体外周面312与一第一厚度t1，且内侧环体结构31是利用转轴穿设孔311固定地套接于转轴2。外侧环体结构32由一铝材料所组成，并且包含一第一段环体结构321、一第二段环体结构322以及十二个磁石固定凸块323(图中仅标示一个)。其中，铁材料是指含有铁元素的金属或合金，而铝材料则是指含有铝元素的金属或合金。
第一段环体结构321包覆于第一环体外周面312，并且具有一第二环体外周面3211与一大于第一厚度t1的第二厚度t2。第二段环体结构322一体成型地包覆于第二环体外周面3211，并且具有一大于第二厚度t2的第三厚度t3。在本实施例中，内侧环体结构31的铁材料是以铸造的方式所形成的铸铁，而外侧环体结构32则是以铸造的方式所形成的铸铝。此外，由于在实务上，转子端板3的制造是先形成内侧环体结构31，然后于内侧环体结构31外浇铸形成外侧环体结构32，因此第一段环体结构321会熔接地包覆于第一环体外周面312，使得内侧环体结构31与外侧环体结构32结为一体。
十二个磁石固定凸块323是以星形排列的形式凸设于外侧环体结构32面对转子本体1的内侧面上，且十二个磁石固定凸块323是分别对应于十二个磁石设置孔13，藉以在转子端板3压合于转子本体1的转子端部11时，使每个磁石固定凸块323分别对应地卡设于磁石设置孔13。其中，虽然本实施例的十二个磁石固定凸块323是以星形进行排列，但在其他实施例中，亦可为其他排列形状，而其排列形状主要是取决于磁石设置孔13的排列形状。
另一方面，转子端板4同样包含一内侧环体结构41以及一外侧环体结构42，内侧环体结构41同样具有一转轴穿设孔411、一第一环体外周面412与一第一厚度(图未标示)，而外侧环体结构42同样包含一第一段环体结构(图未标示)、一第二段环体结构(图未标示)以及十二个磁石固定凸块423(图中仅标示一个)，但由于转子端板4的构造与转子端板3的构造相同，故在此不多加赘述。
磁石5穿设于磁石设置孔13中，并在二转子端板3与4压合于转子本体1的转子端部11与12时，受到磁石固定凸块323与423的推抵而稳固的设置于磁石设置孔13中。其中，磁石5在本实施例中为永久磁石。
请继续参阅图6与图7，图6是显示本发明较佳实施例所提供的永磁马达的转子组件依据实际需求在转子端板上钻孔槽的立体示意图；图7为图6的C-C剖面示意图。
如图3至图7所示，在实际运用上，当使用者在对永磁马达的转子组件100进行动平衡测试时，若永磁马达的转子组件100因为两端重量分配不均匀而需要调整重量时，使用者可以在转子端板3的外侧环体结构32或转子端板4的外侧环体结构42钻孔来调整永磁马达的转子组件100的两端重量分配；以转子端板3为例，在本实施例中，使用者通过在外侧环体结构32的第二段环体结构322上钻了多个孔槽322a(图中仅标示一个)来减轻转子端板3的重量，藉以形成一经过加工的永磁马达的转子组件100a，并使其在转动时的平衡更加趋于稳定。
由以上叙述可知，由于本发明所提供的转子端板3的内侧环体结构31是由铁材料所组成，因此当永磁马达的转子组件100运作而使转子本体1发热时，即使转子本体1的热量通过转轴2传递至内侧环体结构31，也会因内侧环体结构31的材质为低热膨胀系数的铁材料而不易受热膨胀变形而与转轴2分离。
另一方面，由于外侧环体结构32是由铝材料所组成，因此使用者在对外侧环体结构32进行减料加工时，因为铝材料的硬度相较于铁材料低，因此使用者可以更加便利的进行加工；其中，由于第二段环体结构322的第三厚度t3大于第二厚度t2与第一厚度t1，因此可以有效的增加孔槽322a在第二段环体结构322所能加工的深度h，而在本实施例中，虽然深度h小于第三厚度t3并大于第二厚度t2，但在实务运用上，孔槽322a的深度h甚至可以通过磁石固定凸块323来增加，意即孔槽322a可以挖深至磁石固定凸块323内侧而使深度h大于第三厚度t3。
此外，由于内侧环体结构31的第一厚度t1小于第二厚度t2与第三厚度t3，因此即使内侧环体结构31是由硬度较高的铁材料所组成，也因为其厚度较小而可以有效的减少需要加工的面积(接触转轴2的内侧周面)，意即通过减少厚度来降低加工面积，藉以使转轴2可以紧密配合地穿过转轴穿设孔311。
综上所述，相较于先前技术的铝制转子端板会有受热膨胀而自马达转轴脱离的问题，而铁制转子端板则会有加工不易的问题，本发明主要是利用由铁材料所组成的内侧环体结构以及由铝材料所组成的外侧环体结构来构成转子端板，因此通过内侧环体结构组接转轴可以有效的防止热膨胀变形的问题，而外侧环体结构则有利于用来调整重量，且由于本发明的外侧环体结构的第二厚度与第三厚度皆大于内侧环体结构的第一厚度，因此还可以有效的增加外侧环体结构的可加工范围与深度，便通过厚度相对小的内侧环体结构来有效的减少需加工的面积，藉此，本发明所提供的永磁马达的转子组件及其转子端板确实可以有效地减少加工的成本，并有效地增加永磁马达的转子组件运转时的稳定性。
此外，本发明还可通过转子端板所设的磁石固定凸块来卡设于磁石设置孔，进而有效的固定设置于磁石设置孔内的磁石。而虽然在本发明实施例中，转子端板是以成对的设置于转子本体的两端部，但不限于此，转子端板亦可为单边设置于转子本体的一端。
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权利要求的范畴内。
Claims (8)
1.一种永磁马达的转子组件，包含：
转子本体，具有二转子端部；
转轴，穿过所述转子本体的所述二转子端部；以及
二转子端板，分别于压合于所述二转子端部，且每一转子端板包含：
内侧环体结构，是由铁材料所组成，具有第一环体外周面与第一厚度，并用于套接于所述转轴；以及
外侧环体结构，由铝材料所组成，并且包含：
第一段环体结构，包覆于所述第一环体外周面，并且具有第二环体外周面与大于所述第一厚度的第二厚度；以及
第二段环体结构，是一体成型地包覆于所述第二环体外周面，并且具有大于所述第二厚度的第三厚度。
2.根据权利要求1所述的永磁马达的转子组件，其中，所述转子本体开设有多个磁石设置孔，所述多个磁石设置孔分别贯通所述二转子端部。
3.根据权利要求2所述的永磁马达的转子组件，还包含多个磁石，所述多个磁石穿设于所述多个磁石设置孔中。
4.根据权利要求3所述的永磁马达的转子组件，其中，所述外侧环体结构具有多个磁石固定凸块，所述多个磁石固定凸块在所述二转子端板分别压合于所述二转子端部时，分别卡设于所述多个磁石设置孔，用以卡抵固定所述多个磁石。
5.根据权利要求1所述的永磁马达的转子组件，其中，所述转子本体开设有一转轴连接孔，所述内侧环体结构开设有一对应于所述转轴连接孔的转轴穿设孔，所述转轴穿设于所述转轴连接孔与所述转轴穿设孔。
6.一种转子端板，用于压合于转子本体的转子端部，所述转子端板包含：
内侧环体结构，由铁材料所组成，具有第一环体外周面与第一厚度，并用于套接于所述转子本体的转轴；以及
外侧环体结构，由铝材料所组成，并且包含：
第一段环体结构，包覆于所述第一环体外周面，并且具有第二环体外周面与大于所述第一厚度的第二厚度；以及
第二段环体结构，一体成型地包覆于所述第二环体外周面，并且具有大于所述第二厚度的第三厚度。
7.根据权利要求6所述的转子端板，其中，所述转子本体开设有多个磁石设置孔，所述多个磁石设置孔内设有多个磁石，且所述外侧环体结构具有多个磁石固定凸块，所述多个磁石固定凸块在所述转子端板压合于所述转子端部时，分别卡设于所述多个磁石设置孔，用以卡抵固定所述多个磁石。
8.根据权利要求6所述的转子端板，其中，所述转子本体开设有转轴连接孔，所述内侧环体结构开设有一对应于所述转轴连接孔的转轴穿设孔，且所述转轴穿设于所述转轴连接孔与所述转轴穿设孔。
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| PB01 | Publication | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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