CN1268797A - 高效率、高扭力、高支撑的外转子马达 - Google Patents

Abstract

一种高效率、高扭力、高支撑的外转子马达,包括内定子、外转子、外转子基座支撑轴承、马达转轴、马达罩壳、转轴支撑轴承及内定子基座基本构件,其主要在外转子马达外转子基座与内定子基座间装置外转子基座支撑轴承,使外转子基座原来悬空旋转开口端可提供平稳牢固的轴承支撑,消除因外转子导磁体与内定子激磁线圈间彼此电枢反应的交互作用及高速旋转时离心力等因素,使外转子产生晃动及不平稳现象,而使外转子型马达可获得平稳牢固的支撑,且能够作平稳的旋转。

Description

高效率、高扭力、高支撑的外转子马达

本发明涉及一种电学领域电动机中的外转子型马达，特别是涉及一种高效率、高扭力、高支撑的外转子马达。

请参阅图11所示，现有的外转子型无刷马达，其结构是把设有永久磁铁70的圆筒形外转子71，包罩在设有激磁线圈72及内定子轭铁73的圆柱形的内定子74的外缘，另外在圆筒型外转子71的其中一端的中心固设转轴75，该转轴75再穿入内定子74的内定子中心孔76，使外转子71得以相对于内转子74旋转。当通电激磁后，外转子71就围绕着内定子74旋转而向外输出所需的扭矩。由于外转子71必须围绕在内定子74的外缘旋转，所以外转子71的两端之中，只有其中的一端通常是形成筒端面71a受到支撑而已，而另外一端则必须设计形成开口71b，而且是悬空的结构。

由于内定子74的激磁线圈72通电激磁时，其所产生的电磁场与外转子71的永久磁铁70所存在的永久磁场之间会产生相吸与排斥的交互作用，使得外转子71受到此两种相吸与排斥的交互作用而造成晃动的现象，并进而因为此种晃动现象而诱生振动的问题。当转速越高时，离心力越大，或是上述磁场强度越强大时，前述晃动现象与振动问题，也都会越严重。也因为此问题，导致从一开始有外转子型马达以来，就始终无法制造出能够输出高马力、高扭力的外转子型马达。更因为这一项无法突破的瓶颈制约，而导致外转子型马达迄今为止仍然只停留在低马力及低扭力的使用场合，例如：散热风扇的马达、电唱机的唱片驱动马达、软碟机的碟片驱动马达、硬碟机的碟片驱动马达、影碟机的马达等等。其外转子71在支撑结构上所遇到的技术瓶颈的制约，至今仍然无法突破。由于现有的外转子型马达的外转子基座呈现为悬空旋转的开口端与主基座之间，且由于外转子导磁体与内定子激磁线圈之间彼此电枢反应的交互作用，加上高速旋转时所产生的离心力，故致使整个外转子产生晃动及不稳定的问题。由此可见，上述现有的外转子型无刷马达仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。

有鉴于上述现有的外转子型无刷马达存在的缺陷，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，克服现有的外转子型无刷马达存在的缺陷，而提供一种高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，使其在外转子型马达的外转子基座开口端与内定子基座之间装置外转子基座支撑轴承，使整个外转子能够平稳地相对于内定子旋转而不会晃动，可彻底消除因外转子导磁体与内定子激磁线圈之间因为彼此相吸及相斥的交互作用，及高速旋转时所产生的离心力所导致的外转子产生晃动及不稳定现象，从而使外转子型马达获得平稳牢固的支撑且能够平稳旋转，而成为具有高支撑的外转子型马达，进而可提高马达的运转效率、速度及扭力的输出。

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、高支撑的外转子马达，其特征在于其包括内定子、外转子、外转子基座支撑轴承、马达转轴、马达罩壳、转轴支撑轴承及内定子基座等基本主要构件，其中：该内定子，其包括内定子轭铁及绕设于内定子轭铁的激磁线圈，并设有对应于内定子中心的内定子定位端；该内定子基座，其设有对应于马达中心的内定子基座定位端，以与上述内定子定位端为同心相接结合，该内定子基座并设有一与马达轴心(内定子中心)同心的轴承定位端，该内定子基座进一步设有一导线穿孔，并使马达外部能经由导线穿孔而与内定子的激磁线圈或控制系统的电气连结贯通；该外转子，包罩于内定子外缘，并相对于内定子旋转，该外转子包括外转子基座，该外转子基座至少一端为呈开口状，外转子基座的内缘是设置电枢反应的导磁体固定载动之用，该导磁体相对于内定子而电枢反应地导磁旋转；该外转子基座支撑轴承，固定于上述内定子基座的轴承定位端，并同心套接设置于外转子基座的开口端，使外转子基座可非常稳固旋转地被支撑于内定子基座的支撑轴承定位端，彻底解决外转子因旋转离心力和电枢效应所引起的旋转晃动；该马达转轴，至少同心圆穿套设置于外转子基座的外部，其穿套于外转子基座的内部部分为内部转轴端，而穿套于外转子基座的外部部分则为外部转轴端；该马达罩壳，套罩于外转子的外缘，并套接于内定子基座的其中一端；该转轴支撑轴承，是支撑于上述马达转轴，并同心装设于马达罩壳的底端，而为前述外部转轴端支撑旋转，外部转轴端并穿套出支撑轴承以作为马达扭力的输出，该转轴支撑轴承并与上述外转子基座支撑轴承共同将外转子坚固地支撑着，使外转子能不晃动地对应于内定子的电枢反应，并稳定地导磁旋转支撑。

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、高支撑的外转子马达，其中所述的外转子基座支撑轴承其构造包括至少三只转设在内定子基座上的滚子，且该等滚子定位在与马达外转子基座及马达转轴同心的旋转圆周位置上，该等滚子可为滚珠或滚柱轴承，亦可为滚轮，该等滚子是滚接在外转子基座悬空开口端的内缘，使整个外转子在该等滚子的稳定支撑下能够平稳牢固地高速旋转，而不会晃动。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其中所述的外转子基座支撑轴承其构造包括一圈固设在前述内定子基座的轴承定位端的自润轴承圈，该自润轴承圈是转接设置在外转子基座开口端的内缘或外缘，使整个外转子在该自润轴承圈的稳定支撑下能够平稳地旋转，而不会晃动。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其中所述的内定子可在内定子顶端的中心装置一辅助支撑轴承或自润轴承，其内穿设前述马达转轴的内部转轴端，以作为内部转轴端辅助支撑。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其中所述的马达转轴其马达内部转轴端可设计为穿套过外转子基座的内部，并从内定子轭铁的内定子的中心孔穿过，并由固设于内定子基座的端部的辅助定位轴承为同心支撑，其更进一步亦可穿套出内定子基座的底端，以为编码器传动之用。

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、高支撑的外转子马达，其是在外转子马达的外转子基座的开口端与内定子基座之间，装置外转子基座支撑轴承，使外转子基座的开口端是同心套接于该外转子基座支撑轴承，该轴承并进一步设置于内定子基座上，以使外转子可旋转地被支撑在内定子基座，从而使整个外转子能够平稳地相对于内定子旋转而不会晃动。因此本发明具有下列结构特点及功效：

1、彻底消除因外转子导磁体与内定子激磁线圈之间因为彼此相吸及相斥的交互作用和外转子马达旋转时所产生的离心力，所导致的外转子产生晃动及不平稳现象，从而使外转子型马达从此获得平稳牢固的支撑而能够平稳地旋转。

2、彻底消除外转子因高速旋转时所产生的离心力而导致外转子产生晃动及振动现象。

3、众所周知，马达要有高效率、高扭力、高马力、高转速的运转及输出，则必须马达转轴要有牢固平稳地支撑，经由本发明的实施，其可提供外转子部高强度的支撑，因此外转子马达即可不受限制地设计及使用于高效率、高扭力、高马力、高转速的马达领域中，且能大幅度提高外转子马达的运转效率、速度及扭力的输出。

综上所述，本发明是针对外转子型马达因外转子支撑力不足，致使无法应用于高效率、高马力、高扭力、高转速的马达领域中的困扰，而主要是针对在外转子型马达的外转子部悬空的开口端与内定子之间因外转子导磁体与内定子激磁线圈之间因为彼此电枢反应的交互作用，以及因高速旋转时所产生的离心力等因素，而使外转子产生晃动及不平稳现象的问题，而提出的新型结构的外转子马达。本发明高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其主要是在外转子型马达的外转子基座与内定子基座之间装置外转子基座支撑轴承，使外转子基座原来悬空旋转的开口端提供平稳牢固的轴承支撑，可彻底消除因外转子导磁体与内定子激磁线圈之间因为彼此电枢反应即相吸及相斥的交互作用，以及因高速旋转时所产生的离心力等因素，而使外转子产生晃动及不平稳现象，使得外转子型马达可获得平稳牢固的支撑，且能够作平稳的旋转运作。其不论在结构上或功能上皆有较大改进，并产生了好用及实用的优良效果，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的分解立体图。

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A-A剖线的剖面图。

图4是图3中B-B剖线的剖面图。

图5是图3中C-C剖线的剖面图。

图6是图3的结构放大图。

图7是本发明第二实施例的结构剖面图。

图8是本发明第三实施例的结构剖面图。

图9是本发明第四实施例的结构剖面图。

图10是本发明第五实施例的结构剖面图。

图11是现有的外转子无刷马达的结构剖面示意图。

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、高支撑的外转子马达其具体结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1至图6所示，是本发明的第一实施例，本发明高效率、高扭力、高支撑的外转子马达20，其包括内定子21、外转子22、外转子基座支撑轴承23、马达转轴24、转轴支撑轴承25以及内定子基座26等基本主要构件，其中：

该内定子21，其包括内定子轭铁27及绕设于内定子轭铁27的激磁线圈28，并应设有对应内定子21中心的内定子定位端26a及内定子基座定位端36。

该内定子基座26，其设有对应于马达中心的内定子基座定位端(即串柱)36，以提供上述内定子定位端26a为同心相接结合，内定子基座26并设有一与马达轴心(内定子中心)同心的轴承定位端48。内定子基座26进一步设有一导线穿孔33，并使马达外部能经由导线穿孔33而与内定子21的激磁线圈28或控制系统的电气连结贯通，例如电线34即经由导线穿孔33进入马达内部。

该外转子22，其包罩于内定子21外缘，并相对于内定子21旋转，该外转子22包括外转子基座29，该外转子基座29至少一端为呈开口端31，外转子基座29的内缘是提供设置电枢反应的电枢导磁体30固定载动之用，该电枢导磁体30相对于内定子21而电枢反应地导磁旋转。

该外转子基座支撑轴承23，固定于上述内定子基座26的轴承定位端48，并同心套接设置于外转子基座29的开口端31，使外转子基座29可非常稳固旋转地被支撑于内定子基座26的支撑轴承定位端48，可彻底解决外转子22因旋转离心力和电枢效应所引起的旋转晃动。

该马达转轴24，至少应同心圆穿套设置于外转子基座29的外部，其穿套于外转子基座29的内部部分为内部转轴端24a(如图7、图8所示)，而穿套于外转子基座29的外部部分则为外部转轴端24b。

该转轴支撑轴承25，请参阅图6、图7、图8所示，其中图7是本发明第二实施例，图8是本发明第三实施例，该转轴支撑轴承25是支撑于上述马达转轴24，并与上述外转子基座支撑轴承23共同将外转子22坚固地支撑着，使外转子22能不晃动地对应于内定子21的电枢反应，并稳定地导磁旋转支撑。

请参阅图9所示，是本发明第四实施例，当在马达为大外径时，前述外转子基座支撑轴承23，其包括至少三只转设在内定子基座26上的滚子45，且该等滚子45定位在与外转子基座29及马达转轴24同心的旋转圆周位置上，该等滚子45可为滚珠或滚柱轴承，亦可为滚轮，该等滚子45是滚接在外转子基座29开口端31的内缘，使整个外转子22在该等滚子45的稳定支撑下能够平稳牢固地高速旋转，而不会晃动。

请参阅图10所示，是本发明第五实施例，当马达为非高扭力运转条件时，其中前述外转子基座支撑轴承23，其包括一圈固设在前述内定子基座26的轴承定位端48的自润轴承圈40，该自润轴承圈40是转接设置在外转子基座29开口端31的内缘或外缘，使整个外转子22在该自润轴承圈40的稳定支撑下能够平稳地旋转，而不会晃动。

请参阅图1至图8、图9及图10所示，外转子马达设有马达罩壳32，并套罩于外转子22的外缘，则转轴支撑轴承25可对应于马达转轴24并同心圆装设于马达罩壳32的底端，其内穿设前述外部转轴端24b，而作为外部转轴端24b支撑旋转。

请参阅图7所示，其中可在内定子21的中心装置一辅助支撑轴承25a或自润轴承，其内穿设前述马达转轴24的内部转轴端24a，以作为内部转轴端24a辅助支撑。

请参阅图8所示，马达转轴24可设计为穿套过外转子基座29内部，并从内定子轭铁27的内定子中心孔35穿过，其再由固设于内定子基座26的端部的辅助定位轴承25b为同心支撑，其更进一步亦可穿套出内定子基座26的底端，以为编码器传动之用。

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 (5)

1、一种高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于其包括内定子、外转子、外转子基座支撑轴承、马达转轴、马达罩壳、转轴支撑轴承及内定子基座等基本主要构件，其中：

该内定子，其包括内定子轭铁及绕设于内定子轭铁的激磁线圈，并设有对应于内定子中心的内定子定位端；

该内定子基座，其设有对应于马达中心的内定子基座定位端，以与上述内定子定位端为同心相接结合，该内定子基座并设有一与马达轴心(内定子中心)同心的轴承定位端，该内定子基座进一步设有一导线穿孔，并使马达外部能经由导线穿孔而与内定子的激磁线圈或控制系统的电气连结贯通；

该外转子，包罩于内定子外缘，并相对于内定子旋转，该外转子包括外转子基座，该外转子基座至少一端为呈开口状，外转子基座的内缘是设置电枢反应的导磁体固定载动之用，该导磁体相对于内定子而电枢反应地导磁旋转；

该外转子基座支撑轴承，固定于上述内定子基座的轴承定位端，并同心套接设置于外转子基座的开口端，使外转子基座可非常稳固旋转地被支撑于内定子基座的支撑轴承定位端，彻底解决外转子因旋转离心力和电枢效应所引起的旋转晃动；

该马达转轴，至少同心圆穿套设置于外转子基座的外部，其穿套于外转子基座的内部部分为内部转轴端，而穿套于外转子基座的外部部分则为外部转轴端；

该马达罩壳，套罩于外转子的外缘，并套接于内定子基座的其中一端；

该转轴支撑轴承，是支撑于上述马达转轴，并同心装设于马达罩壳的底端，而为前述外部转轴端支撑旋转，外部转轴端并穿套出支撑轴承以作为马达扭力的输出，该转轴支撑轴承并与上述外转子基座支撑轴承共同将外转子坚固地支撑着，使外转子能不晃动地对应于内定子的电枢反应，并稳定地导磁旋转支撑。

2、根据权利要求1所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于所述的外转子基座支撑轴承其构造包括至少三只转设在内定子基座上的滚子，且该等滚子定位在与马达外转子基座及马达转轴同心的旋转圆周位置上，该等滚子可为滚珠或滚柱轴承，亦可为滚轮，该等滚子是滚接在外转子基座悬空开口端的内缘，使整个外转子在该等滚子的稳定支撑下能够平稳牢固地高速旋转，而不会晃动。

3、根据权利要求1所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于所述的外转子基座支撑轴承其构造包括一圈固设在前述内定子基座的轴承定位端的自润轴承圈，该自润轴承圈是转接设置在外转子基座开口端的内缘或外缘，使整个外转子在该自润轴承圈的稳定支撑下能够平稳地旋转，而不会晃动。

4、根据权利要求1、2或3所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于所述的内定子可在内定子顶端的中心装置一辅助支撑轴承或自润轴承，其内穿设前述马达转轴的内部转轴端，以作为内部转轴端辅助支撑。

5、根据权利要求1、2或3所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于所述的马达转轴其马达内部转轴端可设计为穿套过外转子基座的内部，并从内定子轭铁的内定子中心孔穿过，并由固设于内定子基座的端部的辅助定位轴承为同心支撑，其更进一步亦可穿套出内定子基座的底端，以为编码器传动之用。

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