CN1284778A - 磁性轴承马达 - Google Patents

Abstract

一种轴承磁性马达,包括有:一设有轴承座的基座:一定子固定于该基座;一转子,设有一转轴,可藉激磁产生之磁力而相对于该定子转动;一轴承,固定设于该轴承座,以承接该转子之转轴;及一磁力元件组,设有第一元件,套合固定于该转轴,及第二元件,固定于该轴承座,令该转轴穿过,该第一、二元件相互形成磁力;本发明令转轴在轴向定位,可避免转动时的接触摩擦。

Description

磁性轴承马达

本发明有关于一种马达，特别是指一种避免转动摩擦的磁性轴承马达。

现今使用之马达构造，大都以耐热垫片或是金属之C形扣环来做为转轴之定位，请参阅图1，系为习知之自润轴承风扇马达构造，其系包括有、一基座11、一定子12、一转子13、一轴承14、一弹性垫圈15、及一C形扣环16；其中：

该基座11位于一风扇框架10中心，两者结合成一体，该基座11中心设有一轴承座111；该定子12系套合于该轴承111外而与其基座11固定，其系设有线圈121及矽钢片122；该轴承14系为一自润轴承套设固定于该基座11之轴承座111；该转子13系设有一端开放之中空圆柱形体130，其外周壁结合一风扇叶片134，其内周壁设有磁性体131，其内中心设有一转轴132，该转轴132之近下端设有一凹槽133，该转轴132系为该轴承14所承接；该弹性垫圈15系套于转轴132之上段，藉以提供一弹性缓冲；该C形扣环16系结合于该转轴132之近下端之凹槽133，使该转轴132不会脱离该基座11。

由上述之构造可知习知构造系利用该C形扣环16，来做为转子13之转轴132在轴向之定位，如此当线圈121通电激磁使转子13转动，当风力F1向基座下吹时，会使转子13因反作用力F2而向基座11外脱离，可利用该C形扣环16挡于轴承14而不致脱离。

习知之转轴定位方式有以下缺点：

1．在风扇转动时，会使得C形扣环16与轴承14之磨损及摩擦产生高热，造成使用寿命减短。

2．C形扣环16与轴承14之摩擦产生噪音，或者因摩擦程度不同而有转速不稳定之情况。

3．转子13与定子12间设计有磁偏，转子13转动时即会产生磁浮现象，使两者在一固定位置产生磁平衡，然而转子13运转过程中，因受到外力作用而致使转轴132偏移，如此转子13与定子12不在原先转动时之平衡位置，而是根据受外力之大小产生另一新的平衡位置，此情形在设计上会造成相当大的问题。

本发明的主要目的在于提供一种磁性轴承马达，利用磁力作用来调整转轴位置，成为一种非接触性的轴向定位方式，可避免转动时产生的接触摩擦。

本发明之一另一主要目的在于提供一种磁性轴承马达，利用磁力作用来平衡转轴在径向位置，成为一种非接触性的径向定位方式，可避免转动时产生的接触摩擦。

本发明之再一主要目的在于提供一种磁性轴承马达，利用磁力作用来补足原先之磁偏不足，使转子在转动过程能位于固定之平衡位置。

为达上述目的，本发明的技术方案是：

一种磁性轴承马达，包括有：

一基座，设有轴承座；

一定子，固定于该基座上；

一转子，设有一转轴，藉激磁产生之磁力而相对于该定子转动；

一轴承，固定设于该基座的轴承座内，以承接转子之转轴；其特征在于：还包括

一磁力元件组，设有第一元件，套合固定于该转轴，及第二元件，固定于该轴承座，令该转轴穿过，该第一、二元件相互形成磁力。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组的第一、二元件为同极相斥之磁性体，该第一元件固定于转轴下端；该第二元件固定于轴承下端之轴承座，位于该第一元件之上方。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组之第一、二元件产生相吸之磁力，该第一元件固定于转轴上端；该第二元件固定于轴承上端之轴承座，位于第一元件之下方。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该第一元件为一磁性体，该第二元件为一铁材。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组之第一、二元件为同极相斥之磁性体，该第一元件固定于转轴上端；该第二元件固定于轴承上端之轴承座，位于第一元件之下方。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组的第一、二元件产生相吸的磁力，该第一元件固定于转轴下端；该第二元件固定于轴承下端之轴承座，位于第一元件之上方。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该第一、二元件为不同极相吸的磁性体。

一种磁性轴承马达，包括有：

一基座，设有轴承座；

一定子，固定于该基座上；

一转子，设有一转轴，藉激磁产生之磁力而相对于该定子转动；及

一磁性轴承，设于该轴承座，包括至少一组磁力元件，该每组磁力元件包括有一第一元件，套合固定于该转轴，及一第二元件，固定于该轴承座，令该转轴穿过，该第一、二元件设有呈锥状相互贴合之接触面，且形成磁力。

所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁性轴承设有二组呈相斥磁力的磁力元件，该第一组的第一元件固定于该转轴下段，第一组的第二元件固定于该第一元件上方的轴承座，第二组的第一元件固定于该转轴上段，第二组的第二元件固定于该第一元件下方之轴承座。

藉由以上构造，当该转子转动时产生向一方向移动力时，可藉由该磁力元件组形成相反方向之磁力来抵消，达到转轴在轴向之定位，避免转动时之接触摩擦，同时藉以弥补转子和定子间之磁偏不足，使转子在转动过程能位于固定之平衡位置。

另外，本发明可进一步设计成以磁性轴承取代原有之轴承，作为转轴在径向之定位，该磁性轴承，系设于该轴承座，包括至少一组磁力元件，该每组磁力元件系包括有一第一元件，套合固定于该转轴，及一第二元件，系固定于该轴承座，令该转轴穿过，该第一、二元件系设有呈锥状相互贴合之接触面，且形成磁力；藉以除了可达到轴向之定位外，更可藉第一、二元件之锥状接合而形成径向之平衡力，达到径向之定位效果。

综上所述，本发明的优点是：

1．利用磁力效果达到转轴的轴向之定位，使转动时没有接触摩擦。

2．利用磁力效果达到转轴的径向之平衡定位，取代传统轴承，完全不会有轴承之摩擦损耗。

3．可由外加磁力藉以弥补转子4与定子3之间转动过程不受外力影响，皆能位于同一平衡位置，以实现良好的转动稳定性。

本发明将结合一较佳实施例并参考附图详细说明如下：

附图的图面说明：

图1为习知风扇马达示意图。

图2为本发明第一较佳实施例之立体分解图。

图3为本发明第一较佳实施例之剖面组合图。

图4为本发明第二较佳实施例之剖面组合图。

图5为本发明第三较佳实施例之剖面组合图。

图6为本发明第四较佳实施例之剖面组合图。

图7为本发明第五较佳实施例之剖面组合图。

请参阅图2、3为本发明第一较佳实施例，本发明的磁性轴承马达，包括有：一基座2，一字子3、一转子4、一轴承5、一磁力元件组、及一弹性垫圈7，其中：

该基座2位于一风扇框架201中心，两者结合成一体，该基座2中心设有一轴承座21。

该定子3中心设有一套接部31，该套接部31周边设有线圈32及矽钢片33，下方设有一电路板34，该线圈32、矽钢片33，及电路板34为电气连接，该套接部31套合固定于该基座2之轴承座21外。

该转子4，设有一端开放之中空圆柱形体44，其外周壁结合一风扇叶片43，其内周壁设有环状之磁性体41，其内中心设有一转轴42，为该轴承5所承接，当该定子3之线圈32通电激磁，可因磁力作用而使该转子4相对于该定子3转动。

该轴承5，为一自润轴承，固定设于该基座2之轴承座21，藉以承接该转子4之转轴42。

该磁力元件组设有第一元件61及第二元件62，该第一、二元件是同为S极相排斥之磁性体，该第一元件61成环形体，其中心孔611紧配迫紧套合固定于该转轴42下端附近；该第二元件62固定于轴承5下端之轴承座21，位于该第一元件61之上方，其中心孔621较大，该转轴42可穿过，不与其接触。

该弹性垫圈7系套设于该转轴42上段，藉以使该转子4与轴承5间有弹性缓冲。

藉由以上构造，当转子4转动，风力F1向基座2下吹时，因反作用力F2使转轴42向基座2外移动时，由于该第一、二元件61、62具有相斥磁力F3，该第二元件62系固定于轴承座21且位于第一元件61上方，故会使转轴42产生向下移动力，即是向基座2移动，可藉以抵消该反作用力F2，如此即不会因反作用力F2而向基座2外脱离。

由于该第一、二元件61、62愈接近时之相斥磁力F3愈大(斥力正比于1/距离平方)，故两者不会有接触摩擦之情况，藉此达到转动时无摩擦之定位效果，同时藉该相斥磁力F抵抗外力(反作用力F2)可弥补转子4和定子3之磁偏不足，使在转动过程中还会因外力而偏离原先转动之磁力平衡点。

请参阅图4，为本发明第二实施例，该磁力元件组之第一、二元件61、62可产生相吸磁力F4，该第一元件61为环状磁性体，紧配套合固定于转轴42上端附近；该第二元件62系为环状铁片固定于该轴承5上端之轴承座21，位于第一元件61之下方，该转轴42近下端设有一C形扣环202。

当转子4转动，风力F1向基座下吹时，因反作用力F2使转轴42向基座2外移动，由于该第一、二元件61、62具有相吸磁力F4，该第二元件62系固定于轴承座21且位于第一元件61下方，故会使转轴42产生向下移动力，即向基座2移动以抵消该反作用力F2，如此即可减轻转轴42向基座2外脱离时该C形扣环202与轴承5之摩擦。本实施例采取一磁性体和一铁片之搭配主要系为节省成本，若两者采用不同极相吸之磁性体则相吸之磁力更大。

请参阅图5，为本发明第三实施例，该转子4系设计反向转动，产生向基座2上方吹之风力F6，此时产生向基座靠之反作用力F7，为避免转子4贴靠轴承5产生摩擦，本实施例磁力元件组之第一、二元件61、62系为不同极相吸之磁性体，该第一元件61系紧配套合固定于该转轴42下端附近；该第二元件62系固定于轴承5下端之轴承座21，位于该第一元件61之上方，其中心孔较大，该转轴42可穿过，不与其接触；如此可藉该第一、二元件61、62之相吸磁力F8来抵消该反作用力F7，避免转子4贴靠轴承5产生摩擦。

请参阅图6，为本发明第四实施例，该转子4系设为反向转动，产生向基座2上方吹之风力F6，此时产生向基座靠之反作用力F7，本实施例磁力元件组之第一、二元件61、62系为同极相斥之磁性体，该第一元件61系紧配套合固定于该转轴42上端附近；该第二元件62系固定于轴承5上端之轴承座21，位于该第一元件61下方，其中心孔较大，该转轴42可穿过，不与其接触；如此可藉该第一、二元件61、62之相斥磁力F9来抵消反作用力F7，避免转子4贴靠轴承5产生摩擦。

请参阅图7，为本发明第五实施例，本实施例系特别设计有一磁性轴承8取代传统(如自润轴承)，该磁性轴承8系包括有二组磁性元件组，其中第一组磁性元件包括第一、二元件81、82，该第一、二元件81、82系为同极相斥之磁性体，形成相斥磁力F10，该第一元件81系紧配套合固定于该转轴42下段，该第二元件82系位于该第一元件81之上方，与轴承座21固定，其中心孔较大使该转轴42穿过而不与其接触，该第一、二元件81、82系设有呈锥状可相互贴合之接触面811、821；该第二组磁性元件包括第一、二元件83、84，该第一、二元件83、84亦为同极相斥磁性体，形成相斥磁力F11，该第一元件83系紧配套合固定于该转轴42上段，该第二元件84系位于该第一元件83之下方，与轴承座21固定，其中心孔较大，令该转轴42穿过而不与其接触，该第一、二元件83、84系设有呈锥状可相互贴合之接触面831、841。

藉由以上构造，由于该第一、二元件81、82及该第一、二元件83、84皆系设有呈锥状相互贴合之接触面，即，该第一元件81(83)之周围呈锥状倾斜之接触面811(831)因与第二元件82(84)之接触面821(841)分别形成相斥磁力F10、F11，故可令该转轴42获得一平衡效果位于该第二元件82、84之中心，不会向任一侧偏移，达到径向之定位效果。

由于，该相斥磁力F10系令转轴42向基座2吸附，而F11系令转轴42向其座2分离，如此可因F10与F11之磁力效果令转轴42获得一轴向定位效果，即该转轴42若因外力向外脱离时，由于该接触面831、841距离愈接近时，该相斥磁力F10愈大，故可抵抗转轴42向外脱离，另一情况，若因外力使转轴向基座2移动时，由于该接触面811、821距离愈接近时，该相斥磁力F10愈大，故可抵抗转轴42向基座2移动。

在较佳实施例之详细说明中所提出之具体的实施例仅为了易于说明本发明之技术内容，而并非将本发明狭义地限制于该实施例，本发明可作种种变化实施，例如在第一实施例中，再于转轴近上端设置吸力令转轴吸向基座或是设置斥力令转轴离开基座，可根据设计需要搭配组合。

Claims (9)

1．一种磁性轴承马达，包括有：

一基座，设有轴承座；

一定子，固定于该基座上；

一转子，设有一转轴，藉激磁产生之磁力而相对于该定子转动；

一轴承，固定设于该基座的轴承座内，以承接转子之转轴；其特征在于：还包括

一磁力元件组，设有第一元件，套合固定于该转轴，及第二元件，固定于该轴承座，令该转轴穿过，该第一、二元件相互形成磁力。

2．如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组的第一、二元件为同极相斥之磁性体，该第一元件固定于转轴下端；该第二元件固定于轴承下端之轴承座，位于该第一元件之上方。

3．如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组之第一、二元件产生相吸之磁力，该第一元件固定于转轴上端；该第二元件固定于轴承上端之轴承座，位于第一元件之下方。

4．如权利要求3所述的磁性轴承马达，其特征在于：该第一元件为一磁性体，该第二元件为一铁材。

5．如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组之第一、二元件为同极相斥之磁性体，该第一元件固定于转轴上端；该第二元件固定于轴承上端之轴承座，位于第一元件之下方。

6．如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁力元件组的第一、二元件产生相吸的磁力，该第一元件固定于转轴下端；该第二元件固定于轴承下端之轴承座，位于第一元件之上方。

7．如权利要求6所述的磁性轴承马达，其特征在于：该第一、二元件为不同极相吸的磁性体。

8．一种磁性轴承马达，包括有：

一基座，设有轴承座；

一定子，固定于该基座上；

一转子，设有一转轴，藉激磁产生之磁力而相对于该定子转动；及

一磁性轴承，设于该轴承座，包括至少一组磁力元件，该每组磁力元件包括有一第一元件，套合固定于该转轴，及一第二元件，固定于该轴承座，令该转轴穿过，该第一、二元件设有呈锥状相互贴合之接触面，且形成磁力。

9．如权利要求8所述的磁性轴承马达，其特征在于：该磁性轴承设有二组呈相斥磁力的磁力元件，该第一组的第一元件固定于该转轴下段，第一组的第二元件固定于该第一元件上方的轴承座，第二组的第一元件固定于该转轴上段，第二组的第二元件固定于该第一元件下方之轴承座。

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