CN1274981A - 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、其在内定子基座定位端顶端中心设有前支撑杆及后支撑杆,外转子闭口端支撑轴承的外圆周外套于外转子在座闭合端的中心圆内,且外转子闭口端支撑轴承的内孔壁穿套于内定子基座串柱定位端的顶端所延伸的前支撑杆,并和外转子基座开口端的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稳固地导磁旋转支撑,并进一步借由支撑杆的支撑作用而更牢固、更稳定地支撑外转子马达的剧烈运转操作。

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马达，特别是涉及一种高效率、高扭力、高支撑的外转子马达(第八案)，其是针对本申请人于1999年4月20日向中国专利局申请的申请号为99105821.6，名称为“高效率、高扭力、高支撑的外转子马达”(第四案)进一步改良的申请。

请参阅图9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，包罩于设有激磁线圈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得以相对于内定子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(Torgue)。由于该外转子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(Vibration)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，其离心力越大，或是上述磁场强度越强大时，前述的晃动现象与振动问题也都会越严重。也正是因为此种问题，而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，例如使用于散热风扇的马达、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及影碟机的马达等等，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。

为了解决前述问题，本发明人于1999年4月20日向中国专利局申请了申请号为99105821.6，名称为“高效率、高扭力、高支撑的外转子马达”(第四案)，该第四案是针对外转子型马达因外转子支撑力不足，致使外转子型马达无法应用于高效率、高马力、高扭力、高转速的马达领域中的问题，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，提供了极为优越的外转子开口端支撑轴承，为运转不平稳现象的问题，提供了极为优越的外转子支撑结构。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开口端支撑轴承，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，可以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的交互作用及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，而能够作平稳的旋转。上述外转子马达(第四案)虽然为运转不平稳现象的问题提供了极为优越的外转子支撑结构，但是当外转子马达在剧烈运转操作时需要更强的支撑力，则上述外转子马达(第四案)则仍显不足。

有鉴于上述现有的外转子型无刷马达存在的问题，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，应对外转子马达在剧烈运转操作时所需的支撑力，而提供一种高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，使其可应对并满足外转子马达在剧烈运转操作时所需的支撑力，进一步在内定子基座定位端的顶端中心至少延伸设有一前支撑杆以及后支撑杆，并将外转子基座闭口端支撑轴承的外圆周外套于外转子基座闭合端的中心圆内，且该外转子基座闭口端支撑轴承的内孔壁则穿套于内定子基座串柱定位端的顶端所延伸的前支撑杆，并和上述外转子基座开口端的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，并稳固地导磁旋转支撑，且借由前述支撑杆的支撑作用而更牢固、更稳定地支撑外转子马达的剧烈运转操作。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的。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、内定子基座、外转子基座开口端支撑轴承及外转子基座闭口端支撑轴承主要构件，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，并设有对应于马达中心的内定子定位端；该外转子，其包罩于内定子外缘，并相对于内定子旋转，该外转子包括外转子基座，该外转子基座的其中一端为呈开口状，以供穿套入内定子的外缘，另外一端则为呈闭口状，外转子基座的内缘为提供设置电枢反应的电枢导磁体固定载动之用，该电枢导磁体相对于内定子而电枢反应地导磁旋转，前述的外转子基座除了开口端之外的外缘(外壳)皆可直接套接负载机构，并由外转子输出转矩，直接驱动该负载机构运转；该内定子基座，其内定子基座的其中一端设有对应于马达中心的内定子基座串柱定位端，以提供上述内定子定位端为同心紧迫穿套，进一步更因由内定子定位端外缘的螺孔借由螺丝穿套锁定于内定子基座以相接结合，该内定子基座串柱定位端的底部外围设有一与马达中心(内定子中心)同心的外转子开口轴承定位端，该外转子开口轴承定位端与内定子基座之间进一步设有至少一个的导线穿孔，使马达外部控制信号能经由导线穿孔而与内定子激磁线圈或控制回路的电气连接贯通，该内定子基座串柱定位端的顶端中心至少延伸设有一前支撑杆以及后支撑杆，以作为马达运转时稳固固定的支撑用；该外转子基座开口端支撑轴承，固定于上述内定子基座的外转子开口轴承定位端，并同心套接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外转子基座开口轴承定位端，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；该外转子基座闭口端支撑轴承，其外转子基座闭口端支撑轴承的外圆周为外套于外转子基座闭口端的中心圆内，且该外转子基座闭口端支撑轴承的内孔壁则穿套于内定子基座串柱定位端的顶端所延伸的前支撑杆，并和上述的外转子基座开口端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，并稳固地导磁旋转支撑。

本发明的目的还可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，其中所述的前支撑杆及后支撑杆设置为在内定子基座的中心进一步设有一中心穿孔，而前支撑杆、后支撑杆则为紧迫地穿入结合。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其中所述的前支撑杆及后支撑杆设置为仅保留前支撑杆，而后支撑杆则删除，并借内定子基座底端所提供设置的螺栓或螺孔，并协同前支撑杆共同提供马达固定之用。

前述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其中所述的前支撑杆及后支撑杆设置为将该前支撑杆及后支撑杆均删除，并借内定子基座底端所提供设置的螺栓或螺孔，提供马达固定之用。

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闭口端支撑轴承的定位位置为离开内定子线槽绕线部而设置，以使内定子的线槽断面积可以最有效的加大，以提高激磁线圈的电流密度，并达成提高外转子马达的有效输出扭力。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上的技术方案可知，本发明高效率、高扭力、高支撑的外转子马达(第八案)，除了在外转子型马达的外转子基座的开口端与内定子基座之间，装置外转子基座开口端支撑轴承，使外转子基座的开口端为同心套接于该外转子基座开口端支撑轴承，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于内定子基座，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之外，本发明还进一步在该内定子基座串柱定位端的顶端中心至少延伸设有一前支撑杆以及后支撑杆，并将外转子基座闭口端支撑轴承的外圆周外套于外转子基座闭合端的中心圆内，且该外转子基座闭口端支撑轴承的内孔壁则穿套于内定子基座串柱定位端的顶端所延伸的前支撑杆，并和上述外转子基座开口端的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，并稳固地导磁旋转支撑，并借由前述支撑杆的支撑作用而更牢固、更稳定地支撑外转子马达的剧烈运转操作。因此，本发明具有下列结构特点及其功效：

1、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、可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，马达要具有高效率、高扭力、高马力的运转及输出，则必须马达转轴要有牢固平稳的支撑，而本发明可提供外转子部高强度的支撑，从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、高马力的马达领域中。

4、本发明利用固设于内定子基座的前支撑杆及后支撑杆，使整个外转子马达能更稳定地固定于预定的装置位置上，进一步并能应对马达剧烈运转操作所需的支撑力。

5、因为前支撑杆的设置，使外转子基座的闭口端与内定子基座之间得以装设外转子基座闭口端支撑轴承，并使该外转子基座闭口端支撑轴承得以离开内定子线槽绕线部而设置，以使内定子的线槽断面积可以最有效的加大，以提高激磁线圈的电流密度，并达成提高外转子马达的有效输出扭力以及运转效率。

综上所述，本发明可应对并满足外转子马达在剧烈运转操作时所需的支撑力，可更牢固、更稳定地支撑外转子马达，使外转子能不晃动地对应于内定子的电枢反应，并稳固地导磁旋转支撑。其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，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是现有的外转子型无刷马达的剖面图。

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(第八案)20，其包括内定子21、外转子22、内定子基座26、外转子基座开口端支撑轴承23、外转子基座闭口端支撑轴承25、前支撑杆81及后支撑杆82等基本主要构件，其中：

上述的内定子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，并应设有对应于马达中心的内定子定位端26a。

上述的外转子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的其中一端为呈开口状，以供穿套入内定子21的外缘，另外一端则为呈闭口状，外转子基座29的内缘为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应相对于内定子21而电枢反应地导磁旋转，前述的外转子基座29除了开口端之外的外缘(外壳)可直接套接负载机构，并由外转子22输出转矩，直接驱动负载机构运转。

上述的内定子基座26，其中一端设有对应于马达中心的内定子基座串柱定位端36，以提供上述内定子定位端26a为同心穿套紧迫相接结合，该内定子基座串柱定位端36的底部外围设有一与马达中心(内定子中心)同心的外转子开口轴承定位端48，该外转子开口轴承定位端48与内定子基座26之间进一步设有至少一个的穿设电线34的导线穿孔33，使马达外部控制信号能经由导线穿孔33而与内定子21的激磁线圈28或控制回路的电气连接贯通，该内定子基座串柱定位端36的顶端中心至少延伸设有一前支撑杆81以及后支撑杆82，以作为马达运转时稳固固定的支撑用。

上述的前支撑杆81、后支撑杆82，其设置前支撑杆81以及后支撑杆82的实施例可追加有下列数种：

1、如图6所示，在内定子基座26的中心进一步设有一中心穿孔83，而前支撑杆81、后支撑杆82则为紧迫地穿入结合。

2、如图7所示，是本发明第二实施例，仅保留前支撑杆81，而后支撑杆82则删除，并借由内定子基座26底端所提供设置的螺栓或螺孔84，并协同前支撑杆81共同提供马达固定之用。

3、如图8所示，是本发明第三实施例，其中前支撑杆81及后支撑杆82均删除，并借内定子基座26底端所提供的螺栓或螺孔84，提供马达固定之用。

由于前述外转子基座闭口端支撑轴承25的定位位置可离开内定子线槽绕线部而设置，以使内定子的线槽断面积可以最有效的加大，而可提高激磁线圈28的电流密度，并达成提高外转子马达的有效输出扭力。

上述的外转子基座开口端支撑轴承23，固定于上述内定子基座26的外转子开口轴承定位端48，并同心套接于外转子基座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的外转子开口轴承定位端48，而可彻底解决外转子22因旋转离心力和电枢效应所引起的旋转晃动问题。

上述的外转子基座闭口端支撑轴承25，其外圆周外套于外转子基座29闭合端的中心圆内，且该外转子基座闭口端支撑轴承25的内孔壁则穿套于内定子基座串柱定位端36的顶端所延伸的前支撑杆81，并和上述外转子基座开口端支撑轴承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，并稳固地导磁旋转支撑，以彻底解决外转子22因旋转离心力和电枢效应所引起的旋转晃动。

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、内定子基座、外转子基座开口端支撑轴承及外转子基座闭口端支撑轴承主要构件，其中：

a、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，并设有对应于马达中心的内定子定位端；

b、该外转子，其包罩于内定子外缘，并相对于内定子旋转，该外转子包括外转子基座，该外转子基座的其中一端为呈开口状，以供穿套入内定子的外缘，另外一端则为呈闭口状，外转子基座的内缘为提供设置电枢反应的电枢导磁体固定载动之用，该电枢导磁体相对于内定子而电枢反应地导磁旋转，前述的外转子基座除了开口端之外的外缘(外壳)皆可直接套接负载机构，并由外转子输出转矩，直接驱动该负载机构运转；

c、该内定子基座，其内定子基座的其中一端设有对应于马达中心的内定子基座串柱定位端，以提供上述内定子定位端为同心紧迫穿套，进一步更因由内定子定位端外缘的螺孔借由螺丝穿套锁定于内定子基座以相接结合，该内定子基座串柱定位端的底部外围设有一与马达中心(内定子中心)同心的外转子开口轴承定位端，该外转子开口轴承定位端与内定子基座之间进一步设有至少一个的导线穿孔，使马达外部控制信号能经由导线穿孔而与内定子激磁线圈或控制回路的电气连接贯通，该内定子基座串柱定位端的顶端中心至少延伸设有一前支撑杆以及后支撑杆，以作为马达运转时稳固固定的支撑用；

d、该外转子基座开口端支撑轴承，固定于上述内定子基座的外转子开口轴承定位端，并同心套接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外转子基座开口轴承定位端，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；

e、该外转子基座闭口端支撑轴承，其外转子基座闭口端支撑轴承的外圆周为外套于外转子基座闭口端的中心圆内，且该外转子基座闭口端支撑轴承的内孔壁则穿套于内定子基座串柱定位端的顶端所延伸的前支撑杆，并和上述外转子基座开口端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，并稳固地导磁旋转支撑。

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，其特征在于其中所述的前支撑杆及后支撑杆设置为在内定子基座的中心进一步设有一中心穿孔，而前支撑杆、后支撑杆则为紧迫地穿入结合。

3、根据权利要求1或2所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于其中所述的前支撑杆及后支撑杆设置为仅保留前支撑杆，而后支撑杆则删除，并借内定子基座底端所提供设置的螺栓或螺孔，并协同前支撑杆共同提供马达固定之用。

4、根据权利要求1或2所述的高效率、高扭力、高支撑的外转子马达，其特征在于其中所述的前支撑杆及后支撑杆设置为将该前支撑杆及后支撑杆均删除，并借内定子基座底端所提供设置的螺栓或螺孔，提供马达固定之用。

5、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，其特征在于其中所述的外转子基座闭口端支撑轴承的定位位置为离开内定子线槽绕线部而设置，以使内定子的线槽断面积可以最有效的加大，以提高激磁线圈的电流密度，并达成提高外转子马达的有效输出扭力。

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