TW201640786A - 無刷直流電動馬達 - Google Patents

Abstract

一種無刷直流電動馬達具有一轉子與一單一軸承，一多極向磁鐵，一輸出連接器和一轉子殼。該轉子殼由一電子絕緣材料所形成並且可以包覆成型在該磁鐵、該軸承和該輸出連接器上。

Description

無刷直流電動馬達

本發明有關一種無刷直流電動馬達。

本節提供有關於本發明的背景資訊，該背景資訊不一定是先前技術。

無刷直流馬達通常用於汽車車輛的各種泵和致動器。相較於現行的無刷直流電動馬達，許多該無刷直流電動馬達來說相對是昂貴的，且被設計成一具有相對較小的質量和更少的構件的無刷直流馬達。

本節為提供本發明的一大略概述，並不是所有範圍或所有特徵的全面公開。

在一形式中，本發明提供一種形成一無刷直流電動馬達的方法。該方法包括：提供具有一多極配置的一中空磁鐵；包覆成型一塑膠材料在該中空磁鐵的一內表面上；連接一輸出構件到該中空磁鐵；以及將一轉子插入至一定子中，該轉子包括該中空磁鐵，該輸出構件和被包覆成型在該中空磁鐵的該內表面上的該塑膠材料。

在另一形式中，本發明提供一種無刷直流電動馬達包括一定子，其具有複數個線圈，且一轉子容納該定子和可繞著一旋轉軸相對於該定子旋轉。該轉子具有一輸出構件，一中空磁鐵和一塑膠材料設置在該中空磁鐵的一內表面和該輸出構件之間。該中空磁鐵具有一多極配置。該塑膠材料包覆成型於該內表面上。該中空磁鐵的一外表面繞著該轉子的該旋轉軸同心設置。該內表面中心未對齊該轉子的該旋轉軸，使該中空磁鐵的一質量中心從該轉子的該旋轉軸徑向位移。

在另一形式中，本發明提供一種用於形成一轉子的方法。該方法包括：提供具有一筒夾和一第一與第二模具構件的一注射模，該筒夾容納在該第一和該第二模具構件之間，每個該第一和該第二模具構件界定在一模腔的一部分；安裝一馬達輸出構件到該模腔的部份之一者中；安裝一中空圓柱磁鐵到該筒夾；該第一與第二模具構件定位至一關閉位置，用以定位該中空圓柱磁鐵的一外表面相對於該馬達輸出構件的一旋轉軸，並施加一壓縮力至該中空圓柱磁鐵的該外表面上；在壓力下注入熔融塑料於該中空圓柱磁鐵和馬達輸出構件之間；以及冷卻該注入的熔融塑料，以固定該馬達輸出構件到該中空圓柱磁鐵上。

在另一形式中，本發明提供一種用於形成一轉子的方法。該方法包括：提供具有一第一與第二模具構件的一 射出模具，每個該第一與第二模具構件界定一模具腔的一部分；安裝一馬達輸出構件到該模具腔的部分之其中一者中；連接一中空圓柱磁鐵到該第一與第二模具構件的其中一個上；定位該第一與第二模具構件在一關閉位置，以來對準該馬達輸出構件的一縱向軸與由該第一和該第二模具構件所界定之一轉子的一旋轉軸一致，並用以定位該中空圓柱磁鐵的該外表面同心繞著該轉子軸，和施加一壓縮力於該中空圓柱磁鐵的該外表面上；在壓力下注入熔融塑料於該中空圓柱磁鐵和馬達輸出構件之間；以及冷卻該注入熔融塑料，以固定該馬達輸出構件到該中空圓柱磁鐵上。

進一步的應用領域藉由在此所提供的揭示而變得清楚。在本發明內容中的描述和具體實施例僅旨在出於例示的目的，並不是用來限制本發明的範圍。

10‧‧‧馬達

10'‧‧‧馬達

12‧‧‧馬達殼

12'‧‧‧馬達殼

14‧‧‧定子

14'‧‧‧定子

16‧‧‧轉子

16'‧‧‧轉子

18‧‧‧腔

30‧‧‧磁鐵

32‧‧‧轉子殼

34‧‧‧輸出連接器

36‧‧‧軸承

38‧‧‧軸構件

40‧‧‧北極

42‧‧‧南極

44‧‧‧磁通線

46‧‧‧中央孔

48‧‧‧外磁鐵面

50‧‧‧內表面

60‧‧‧凹槽

62‧‧‧凸塊

70‧‧‧輸出構件

72‧‧‧平面

74‧‧‧旋轉軸

80‧‧‧短軸

100‧‧‧第一動力傳送部

102‧‧‧第二動力傳送部

110‧‧‧平面

114‧‧‧筒夾指扣

118‧‧‧平面

120‧‧‧輸入構件

122‧‧‧輸入構件

150‧‧‧套筒

218‧‧‧腔

220‧‧‧轉子輸出構件

222‧‧‧磁鐵

224‧‧‧連接器構件

226‧‧‧主體部

228‧‧‧末端部

230‧‧‧對中心構造

232‧‧‧旋轉軸

234‧‧‧截頭圓錐面

240‧‧‧北極

242‧‧‧南極

244‧‧‧磁通線

246‧‧‧中央孔

248‧‧‧外磁鐵面

250‧‧‧內磁鐵面

252‧‧‧外表面

260‧‧‧軸承

262‧‧‧軸承座

1000‧‧‧射出模具

1102‧‧‧第一模具構件

1104‧‧‧第二模具構件

1106‧‧‧筒夾

1110‧‧‧模具腔

1116‧‧‧筒夾孔

1117‧‧‧長槽

1118‧‧‧環形肩部

1120‧‧‧模具軸

1124‧‧‧第一軸腔

1126‧‧‧第一對中心構件

1150‧‧‧筒夾接合構造

1154‧‧‧第二對中心構件

1158‧‧‧第二軸腔

1160‧‧‧彈簧

D‧‧‧被驅動裝置

在這裡所描述的圖式僅用於說明所選擇的實施方式，並不是用於說明所有可能的實施方式，也不是用來限制本發明的範圍。

第1圖係根據本發明所教示的例示性一無刷直流電動馬達構造之立體圖。

第2圖係第1圖之該無刷直流電動馬達之一縱向剖視圖，其顯示和一被驅動裝置的相關操作。

第3圖係第1圖之該無刷直流電動馬達之部分立體圖，其更 詳細地圖解該轉子。

第4圖係第3圖之該轉子之縱向側視圖。

第5圖係第3圖之該轉子之部分立體圖，其更詳細地圖解一磁鐵。

第6圖係該磁鐵之一示意圖，描繪延伸介於該磁鐵上南北極之間之磁通線。

第7圖係一現行無刷直流電動馬達的一磁鐵之示意圖，其描繪磁通線延伸至一轉子的內部。

第8圖係第3圖之該轉子之部分立體圖，更詳細地說明一輸出連接器。

第9圖係第1圖之該無刷直流電動馬達的部分立體圖，更詳細地說明一軸構件。

第10圖係根據本發明所教示的一例示性無刷直流電動馬達構造之立體圖。

第11圖係第10圖之該無刷直流電動馬達之分解縱向剖視圖。

第12圖係第10圖之該無刷直流電動馬達的部分縱向剖視圖，更詳細地說明的一轉子。

第13圖係第12圖之放大部分，圖解一形成於該轉子的一馬達輸出構件之端部上的對中心構造。

第14圖係該轉子之部分立體圖，其更詳細地圖解一中空磁鐵。

第15圖係該磁鐵的一軸端之示意圖，其圖解該磁極的多極向。

第16圖係一例示性注射模的部分視圖，其配置用於形成第10圖的該無刷直流電動馬達的該轉子。

第17~23圖係類似第16圖，用於描繪在形成該轉子的過程中各個階段的注射模。

在所附圖式的數個視圖中，對應的參考標號指示對應的構件。

請參照第1和2圖，依本發明教示所建造的一例示性無刷直流電動馬達由參考標號10表示。該馬達10可包括一馬達殼12、一定子14和一轉子16。該馬達殼12用來界定一腔18，該腔18用來接納該定子14和該轉子16。該定子14可以用現行的方式建造，因此不需要在本文中詳細描述。

在第2、3和4圖中，該轉子16包括一磁鐵30，一轉子殼32，一輸出連接器34，一軸承36和一可選擇的軸構件38。

在第5圖中，該磁鐵30可以為一中空圓柱結構，例如由模壓成型的鐵氧體來構成。該磁鐵30具有一多極向配置，其具有複數個北極40和南極42，交替圍繞在該磁鐵30周圍。如第6圖所示，磁通線44能連接該北極40和該南極42，因此該磁鐵30的內部不需要填充一磁力敏感材料，而傳統無刷 直流電動馬達需要填充一磁力敏感材料。在這方面，因為在傳統無刷直流電動馬達採用具有一徑向異向性配置的磁鐵(如第7圖所示)，該磁鐵內部需要一磁力敏感材料來完成該磁力迴路。與傳統的無刷直流電動馬達比較，該磁鐵30的多極向配置消除了該轉子16(第4圖)須具有一磁力敏感芯，其允許該轉子16的中心(第4圖)可為中空，因此減少了該轉子16(第4圖)的質量和慣性力矩。回到第5圖，該磁鐵30能界定一中央孔46和一外磁鐵面48。該中央孔46具有一非圓截面狀，例如一八邊形形狀。可理解地，藉由該非圓截面狀的選擇可決定該北極40和南極42的數量。在此所提供的特例中，由該八邊形形狀所產生的八個內角決定該磁鐵30具有八個極，其中四個為北極40和另外四個為南極42。該外磁鐵表面48能由一個所須的方法來形成，例如無心研磨。

在第2和4圖中，該轉子殼32能安裝於該磁鐵30並且可以由一電子絕緣材料所形成，例如一合適塑膠材料。在特別範例中，該轉子殼32包覆成型於(即，黏合於)該磁鐵30上，以便將該磁鐵的該外磁鐵面48和該內表面50包覆在該轉子殼32的塑膠中。將材料包覆成型在該磁鐵30的該外磁鐵面48和該內表面50，有助於平衡當形成包覆時施加到該磁鐵30的力，使得響應暴露於上升的塑膠注射壓力時，該磁鐵30不會變形。此外，包覆成型塑膠設置於該磁鐵30的內表面50上可以幫助旋轉地平衡該轉子16。在這方面，如果在該磁鐵30 的該中央孔46稍微偏離中心，該中央孔46能部分填充形成該包覆成型的塑膠材料在需要附加質量的區域上，以旋轉地平衡該磁鐵30。假設在該磁鐵30之該中央孔46(第5圖)和該外磁鐵面48的中心不完全對齊，可以理解地，可採用一相對重的(即，高密度的)材料，以形成該轉子殼32，該相對較重的材料(即，具有相似於該磁鐵30密度的材料)將有助於旋轉地平衡該轉子16。任選地，該輸出連接器34和/或該軸承36，也可以透過形成該轉子殼32的該塑料來固定在該磁鐵30上(例如，該轉子殼32也可包覆成型在該輸出連接器34和/或該軸承36上)。

參照第4和8圖，該輸出連接器34是可選的且可以採用在例如以下的情況下，其中，可能不須要來只通過該轉子殼32來輸出該馬達10(第2圖)的旋轉動力。在提供的範例中，該輸出連接器34由已壓實與燒結的粉末金屬材料所形成，且該轉子殼32包覆成型在該輸出連接器34上，以將該輸出連接器34固定連接到該磁鐵30。另外，該轉子殼32可為鑿孔或拉削，且該輸出連接器34是以一所須的方式來固定到該轉子殼32上，例如過盈匹配、一黏接材料黏結、鉚固、該輸出連接器34變形、鉚接和/或螺紋緊固件連接。為了便於該轉子殼32連接到該輸出連接器34，該輸出連接器34可採用允許該輸出連接器34與該轉子殼32互鎖各種結構。例如，複數個凹槽60能配置構成該輸出連接器34，以限定複數個凸塊62。 該凹槽60能配置容納形成該轉子殼32的該材料。在該凹槽60中固化該包覆成型材料，界定出複數個鎖定結構(未具體示出)，該鎖定結構協同該凸塊62來抑制該輸出連接器34相對於該轉子殼32的旋轉。

該輸出連接器34可被構建有一輸出構件70，用來傳送旋轉動力。該輸出構件70可被構建為一軸狀結構，但在特定範例中，包括非圓形孔。在提供的範例中，該非圓孔界定兩個平面72，其設置在垂直於該轉子16的一旋轉軸74的平面上。以此方式來構建係允許該輸出連接器34以一個滑動配合方式中連接到另一個結構來在其間傳輸旋轉動力，在該力矩傳送面之間提供一少量彈性(換句話說，允許在該平面72和從該輸出連接器34接收旋轉動力的結構接合面之間有一些未對準)，並在軸向長度中提供相對低敏感差異的一連接。

在第2圖中，該軸承36可連接到該磁鐵30且可配構建來在該轉子16的一軸端上支撐該轉子16，其相對於輸出連接器34。該轉子殼32可以包覆成型在該軸承36上以固定該軸承36至該轉子殼32。另外，一孔可以鑄造或加工形成在該轉子殼32中，且該軸承36可組裝在該孔中。該軸承36可被構建來容納一短軸80，其形成在該馬達殼12上。

在第2、4和9圖中，該軸構件38可以是一軸狀結構且可以界定一第一動力傳送部100和一第二動力傳送部102。該第一動力傳送部100是被構建來接合該輸出連接器34 來接收旋轉動力。在提供的範例中，該第一動力傳送部100界定一對平面110，其可和在該輸出連接器34的該輸出構件70中非圓孔的該平面72(圖8)相嚙合。該第二動力傳送部102可以被構建來傳遞旋轉動力到一被驅動裝置D，例如一傳輸機構或一泵。在提供的範例中，該第二動力傳送部102具有一對平面118，而該被驅動裝置D具有一輸入構件120，其界定一孔122具有一對平面(未具體示出)。該孔122可以接收該第二動力傳送部102，使該第二動力傳送部102上的該平面118驅動地接合該輸入構件122上的平坦表面。

從前述內容，可以理解該馬達10不包括一軸承在該轉子16的一側，其為相對該軸承36。相反地，該馬達10可以依靠該被驅動裝置D的結構來支撐該轉子16相對該軸承36的一側。例如，該被驅動裝置D可以包括一軸承或一套筒150，其可支撐/定位該軸構件38。另外，該被驅動裝置D的該輸入構件122可充分地支撐/定位該軸構件38。

與傳統的無刷直流電動馬達相比，以此方式建造的馬達10相對地便宜，允許該轉子的軸向長度縮短，降低該轉子的慣性力矩，降低該轉子的徑向跳動，與減少了支撐該轉子旋轉的一軸承。此外，該轉子16的低質量和慣性力矩允許該轉子16實現更快的加速和減速。

參考第10和11圖，根據本發明的教示建造的另一無刷直流電動馬達10'可包括一個馬達殼12'、一定子14'和一轉 子16'。該馬達殼12'可以界定一腔218'其能容納該定子14和該轉子16'。該定子14'可以通常包括複數個繞組。該定子14'以現行的方式建造，因此不需要在本文中詳細描述。

在第11和12圖，該轉子16'可以包括一轉子輸出構件220，一磁鐵222和一連接器構件224。該轉子輸出構件220可以是具有一主體部226和一對末端部228的一軸狀結構，該末端部228設置在該主體部226的相對軸端。每個該末端部228可以包括一對中心構造230；該對中心構造230被構建來以一預定方式對準該轉子輸出構件220的一旋轉軸232。在提供的範例中，每個該對中心構造230包括形成一截頭圓錐形面234(第13圖)，其可用一例為中心鑽(未示出)來形成。然而，可理解為，一個或兩個該對中心構造230能以不同方式形成且可以包括在該馬達輸出構件220上的一個或多個外表面。

參考第11、14和15圖，該磁鐵222為一中空圓柱結構，其可由一例為模壓成型的鐵氧體所形成。該磁鐵222可以具有一多極向構造，具有複數個北極240和南極242，其交替圍繞在該磁鐵30周圍。如第15圖所示，磁通線244連接該北極240和該南極242，因此，該磁鐵222的內部不需要填充一磁力敏感材料，而在傳統無刷直流電動馬達需要填充一磁力敏感材料。在這方面，在現行的無刷直流電動馬達中採用具有一徑向異向性配置的磁鐵，需要該磁鐵內部有一磁力敏感材料來完成該磁力迴路。相較於現行的無刷直流電動馬達中， 該磁鐵222的多極向配置讓該轉子16'可省去具有一磁力敏感芯的須要。

在第11和14圖，該磁鐵222可界定一中央孔246和一外磁鐵面248。該中央孔246具有一非圓橫截面狀，例如一八邊形形狀，其中可容納該轉子輸出構件220。可理解為，所選擇的該非圓橫截面狀可以決定北極240和南極242的數量。在提供的特定範例中，藉由八邊形形狀產生的八個內角來決定該磁鐵222具有八個磁極，其中四個是北極240與另外四個是南極242。可理解為，該中央孔246可以在垂直該旋轉軸232的一橫截面中形成一多邊形，例如一在五邊和十邊之間的多邊形。以一所須的方法，例如一無心研磨操作，以形成該外磁鐵面248。該轉子輸出構件220可以對準該磁鐵222，使得該外磁鐵面248同心設置繞著該轉子輸出構件220的該旋轉軸232。

該連接器構件224可以安裝於該磁鐵222上，且可以由一電子絕緣材料所形成，例如一合適塑膠材料。在特別範例中，該連接器構件224包覆成型於(即，黏合於)一內磁鐵表面250和一外表面252等兩者上，該內磁鐵表面250由該中央孔246所界定，該外表部面252為形成在該轉子輸出構件220的該主體部226上，藉此以固定連接該磁鐵222與該轉子輸出構件220在一起。包覆成型塑膠設置於該中央孔246可以幫助旋轉地平衡該轉子16'。在這方面，如果在該磁鐵222的該中央孔 246稍微偏離中心(相對於該磁鐵222的該外表面248和/或該轉子16'的該旋轉軸232)，在該中央孔246的塑膠材料能在一區域上提供額外的重量，以幫助來旋轉地平衡該磁鐵222。假設在該磁鐵222之該中央孔246(第5圖)和該外磁鐵面248的中心不完全對齊，可以理解地，可採用一相對重的(即，高密度的)材料，以形成該連接器構件224，該相對較重的材料(即，具有相似於該磁鐵222密度的材料)將有助於旋轉地平衡該轉子16'。在這方面，形成該連接器構件224該塑料材料的具有一密度，該材料的密度在預定的溫度下，例如華氏70度，為形成該磁鐵222之材料之密度的10%或5%以內。合適的塑料材料包括聚丙烯，尼龍6，聚對苯二甲酸丁酯或任何其他的高比重的熱塑性化合物。

該轉子16'可以旋轉地收納在該定子14'中。一個或多個軸承可採用來支撐相對該馬達殼12'旋轉的該轉子16'。在所提供的特定範例中，一軸承260被安裝在每個該末端部228和藉由該馬達殼12形成的一相關聯軸承座262之間。

參考第19圖，圖解用於形成該轉子16'(第2圖)的一射出模具1000。該射出模具1000分別具有一第一模具構件1102和一第二模具構件1104與一筒夾1106。該第一模具構件1102和該第二模具構件1104能在部分限定一腔1110的關閉位置(如第21圖所示)和允許容納構件或從該模具腔1110移除的開啟位置(如第17圖所出)之間移動。該第一模具構件 1102和該第二模具構件1104之每一者可以界定該模具腔1110的一部分。該筒夾1106為一套筒狀結構並具有複數個筒夾指扣114，其為沿圓周方向互相間隔設置。該筒夾1106可以界定一筒夾孔1116，其尺寸可容納該磁鐵222(第5圖)。該筒夾1106容納在該第一模具構件1102和該第二模具構件1104之間，且能被安裝到該第二模具構件1104的預定位置中，以一方法對齊該磁鐵222(第5圖)的該外磁鐵面248(第5圖)，使其和由該模具腔1110所界定之一模具軸1120同圓心。在所提供的範例中，該筒夾1106安裝在該第二模具構件1104，其允許該筒夾1106相關該第二模具構件1102能有有限移動。例如，該筒夾1106界制一長槽1117以容納一相對較窄的環形肩部1118。該環形肩部1118可為一分離構件，例如一卡環，其被組裝到該第二模具構件1102上或與該第二模具構件1102一體形成。

在第18圖中，該馬達輸出構件220可以被裝載到該模腔1110的一個部分中，該模腔1110係由該第一模具構件1102或該第二模具構件1104任一個來界定。為了清楚的目的，以下的討論將參考該馬達輸出構件220被裝載到由該第一模具構件1102來界定的該模具腔1110的部分中，但本領域的技術人員將理解，該馬達輸出構件220可替代地被裝載到由該第二模具構件1104界定的該模具腔1110部分中。在所提供的特別範例中，該第一模具構件1102限定一第一軸腔1124，其同心地繞著該模具軸1120和被構建來容納該馬達輸出構件 220的一末端部228。該第一模具構件1102包括一第一對中心構件1126，其設置在該第一軸腔1124中並被構建來當該馬達輸出構件220容納在該第一軸腔1124時，接合形成在該馬達輸出構件220的軸末端之該對中心構造230中之其中對應一者。

在第19圖中，該磁鐵222插入到由該第一模具構件1102所界定的該模具腔1110的部分，使該轉子輸出構件220容納在該磁鐵222中。另外，該磁鐵222可以被直接裝載到該筒夾1106中。

在第20圖中，該第一模具構件1102和該第二模具構件1104彼此能相對移動，使得該磁鐵222容納到該筒夾孔1116中(第19圖)，並在如圖21所示之該關閉位置定位該第一模具構件1102和該第二模具構件1104。在該關閉位置該第一模具構件1102和該第二模具構件1104的移動，導致接合該筒夾指扣114(第16圖)以一預定的負載來和該磁鐵222的該外磁鐵面248(第5圖)相嚙合，也使該磁鐵222和該馬達輸出構件220兩者對準該模具軸1120。

回到第16圖，該第一模具構件1102和該第二模具構件1104具有筒夾接合構造1150，其導致該筒夾1106以徑向方向收縮並夾住筒夾指扣114於該磁鐵222(第14圖)的該外磁鐵面248(第14圖)上。在提供的範例中，該筒夾1106的相對軸末端是截頭圓錐形，使得每個該截頭圓錐形隨著至該夾頭1106相對的軸末端的距離減少而發散，且該筒夾接合構造 1150具有一相應的截頭圓錐形。以這個方式的構造係有助於該筒夾1106相對於該模具軸1120中心的對中心，和當該第一模具構件1102和該第二模具構件1104在一軸方向朝向彼此移動，允許應用一內部徑向指向力到該筒夾1106上。

參考第16和21圖，定位該第一模具構件1102和該第二模具構件1104在關閉位置亦可接合一第二對中心構件1154至該對中心構造230之一者中，其中，該第二定心構件1154係被安裝到該第二模具構件1104上，而該對中心構造230的其中一個是被容納在藉由該第二模具構件1104界定的該模具腔1110的部分中。該第一對中心構件1126和該第二定心構件1154可以協同將該轉子輸出構件220的該旋轉軸232對準到該模具軸1120(換句話說，使得該轉子輸出構件220的該旋轉232和該模具軸1120重合)。在提供的特定範例中，該第二對中心構件1154可滑動地容納在由該第二模具構件1104所形成之一第二軸腔1158中，且一彈簧1160可被用來在一個朝向該第一模具構件1102的方向偏壓該第二定心構件1154。以這種方式配置，儘管在該轉子輸出構件220的總長度有差異，但還是允許該第二定心構件1154在該轉子輸出構件220的該相關軸末端228上始終接合該對中心構造230。

在第22圖中，透過該第一模具構件1102和該第二模具構件1104可將熔融塑料注射到該模具腔1110中。可以理解，在該熔融塑料注入該模具腔1110中的壓力相對較高(例 如，大於或等於至1000psig(磅/平方英吋)，或大於或等於2000psig，或者大於或等於3000psig)，並建立一徑向向外的力，其被施加至該磁鐵222的該內磁鐵面250。通常地，徑向向外的力大到足以使該磁鐵222斷裂。然而，藉由該筒夾1106應用於該磁鐵222之該徑向內的力，其可抵消該徑向向外的力，該徑向向外的力是藉由注入該塑膠材料到該磁鐵222的該中央孔246(第14圖)所產生。

在第23圖中，該熔融塑料冷卻後形成一固體包覆成型構件，換句話說，該連接器構件224，以及固定該磁鐵222至該轉子輸出構件220。此後，該第一模具構件1102和該第二模具構件1104被定位在該開啟位置，以允許從射出模具中1000移除該轉子16'。若必要，該轉子16'能在一平衡操作中來被加工使該轉子16'繞著該旋轉軸線232旋轉平衡。

當該馬達輸出構件220已被描述為從連接器構件224分開形成，使該兩個元件為分離元件，應當理解，該輸出構件220可以與連接器構件224共同形成(換句話說，該輸出構件220和該連接器構件224可以同時形成，例如，由塑膠材料在模具中射出成型)。本領域的技術人員將進一步理解，藉由關閉該第一模具構件1102和該第二模具構件1104之其它方法，亦可使該磁鐵222被固定在該筒夾1106中。例如，該筒夾1106可以旋入該第二模具構件1104中，使該第二模具構件1104和該筒夾1106上的表面協同作用以收縮在該筒夾1106上 的該筒夾指扣114(第16圖)，當該筒夾1106旋入該第二模具構件1104時，該收縮的筒夾指扣113係頂住該磁鐵222的該外表面248。

以上關於提供的實施例的描述，其是為了說明和描述。其意旨不在為耗盡的或限制本發明。一特定實施例的單獨元件或特徵通常並不限於該特定實施例，而是當適合時，其是可以互換的，並且可以在所選擇的實施例中使用，即使沒有具體示出或描述。這些元件和特徵也可以在許多方面上有變化。這樣的變化不應被視為脫離本發明，並且所有這種修改皆被包括在本發明的範圍之內。

10’‧‧‧馬達

12’‧‧‧馬達殼

14’‧‧‧定子

16’‧‧‧轉子

218‧‧‧腔

220‧‧‧轉子輸出構件

222‧‧‧磁鐵

224‧‧‧連接器構件

226‧‧‧主體部

228‧‧‧末端部

230‧‧‧對中心構造

232‧‧‧旋轉軸

248‧‧‧外磁鐵面

252‧‧‧外表面

260‧‧‧軸承

262‧‧‧軸承座

Claims (41)

1. 一種形成一無刷直流電動馬達的方法，包括：提供具有一多極配置的一中空磁鐵；包覆成型一塑膠材料在該中空磁鐵的一內表面上；連接一輸出構件到該中空磁鐵；以及將一轉子插入至一定子，該轉子包括該中空磁鐵，該輸出構件和被包覆成型在該中空磁鐵的該內表面上的該塑膠材料。
2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中在一垂直該轉子相對該定子旋轉之一軸的截面上，由該中空磁鐵的內表面來界定之一內腔，其有一非圓形截面形狀。
3. 根據申請專利範圍第2項之方法，其中該非圓形截面形狀為一多邊形。
4. 根據申請專利範圍第3項之方法，其中該多邊形在五邊到十邊之間。
5. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該中空磁鐵具有一質量中心，且其中該質量中心從一軸位移，該轉子相對該定子繞著該軸旋轉。
6. 根據申請專利範圍第5項之方法，更進一步包括在包覆成型該塑膠材料在該中空磁鐵的內表面上之前，切削該中空磁鐵的一外表面。
7. 根據申請專利範圍第6項之方法，其中該中空磁鐵的該外表面是以一無心研磨操作來被研磨。
8. 根據申請專利範圍第6項之方法，更進一步包括在該塑膠材料已包覆成型於該中空磁鐵之後，切削該中空磁鐵和該包覆成型之其中至少一者。
9. 根據申請專利範圍第5項之方法，其中該塑膠材料是被包覆成型在該中空磁鐵的該內表面，具有一密度，該密度在當該轉子在一預定的溫度下時，其為形成該中空磁鐵的該材料的密度之+/-10%之內。
10. 根據申請專利範圍第9項之方法，其中該塑膠材料密度是形成該中空磁鐵的該材料之密度之+/-5%之內。
11. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該中空磁鐵是由一粉末金屬材料所構成的。
12. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該輸出構件是一套筒，該套筒容納在該轉子的一個端部中，使該塑膠材料被徑向設置在該套筒和該中空磁鐵的該內表面之間。
13. 根據申請專利範圍第12項之方法，其中該套筒界定複數個凸出部嵌入在該塑膠材料中。
14. 根據申請專利範圍第13項之方法，其中該凸出部為凸塊。
15. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該輸出構件被設置在該轉子的一第一端部，及一軸承被設置在該轉子的一另一端部，使該塑膠材料被徑向設置在該軸承和該中空磁鐵 的該內表面之間。
16. 根據申請專利範圍第15項之方法，其中該定子包括一馬達殼，且其中該馬達殼包括一轂，該轂容納該軸承，該軸承用於支撐該轉子在該轂上的旋轉。
17. 根據申請專利範圍第1項之方法，更進一步包括：將該中空磁鐵插入至一筒夾中；將該輸出構件插入一模具之一腔中；使該輸出構件同心定向於該中空磁鐵的一外表面；以及關閉該模具。
18. 根據申請專利範圍第17項之方法，其中該筒夾係固定在該模具的一部分以和該模具一起移動。
19. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該輸出構件包括一軸。
20. 一種無刷直流馬達，包括：一定子，具有複數個線圈；以及一轉子，其容納於該定子和可繞著一旋轉軸相對於該定子旋轉，該轉子具有一輸出構件，一中空磁鐵和一塑膠材料設置在該中空磁鐵的一內表面和該輸出構件之間，該中空磁鐵具有一多極配置，該塑膠材料包覆成型於該內表面上，其中該中空磁鐵的一外表面被同心地設置繞著該轉子的該旋轉軸，且其中該內表面中心未對齊該轉子的該旋 轉軸，使該中空磁鐵的一質量中心從該轉子的該旋轉軸徑向位移。
21. 一種形成一轉子的方法，該方法包括：提供一射出模具具有一筒夾和一第一與第二模具構件，該筒夾容納在該第一與第二模具構件之間，每個該第一與第二模具構件界定一模具腔的一部份；安裝一馬達輸出構件到該模具腔的部份之一者中；安裝一中空圓柱磁鐵到該筒夾；將該第一與第二模具構件定位至一關閉位置，用以定位該中空圓柱磁鐵的一外表面相對於該馬達輸出構件的一旋轉軸，並施加一壓縮力至該中空圓柱磁鐵的該外表面上；在壓力下注入熔融塑料於該中空圓柱磁鐵和馬達輸出構件之間；以及冷卻該注入的熔融塑料，以固定該馬達輸出構件到該中空圓柱磁鐵上。
22. 根據申請專利範圍第21項之方法，其中該中空圓柱磁鐵界定為一非圓中央孔。
23. 根據申請專利範圍第21項之方法，其中安裝該中空圓柱磁鐵至該筒夾之前，該方法包括研磨該中空圓柱磁鐵的該外表面。
24. 根據申請專利範圍第23項之方法，其中該中空磁鐵的該 外表面是以一無心研磨操作來被研磨。
25. 根據申請專利範圍第21項之方法，其中定位該第一與第二模具構件在一關閉位置，其係使一對對中心構件接合到該馬達輸出構件，該對中心構件被配置用於對準該馬達輸出構件的該旋轉軸和一轉子軸一致，該轉子軸是由該第一和該第二模具構件界定。
26. 根據申請專利範圍第25項之方法，其中該對中心構件其中一個可沿著該轉子軸移動。
27. 根據申請專利範圍第25項之方法，其中每個該第一與第二模具構件具有一截頭圓錐狀筒夾接合面，其是被構建來和由該筒夾所界定之一對截頭圓錐狀模具接合面相關的其中一個相接合。
28. 根據申請專利範圍第27項之方法，其中該筒夾安裝在該第一與第二模具構件的其中一個以和其一起移動。
29. 根據申請專利範圍第28項之方法，其中該筒夾安裝至該第一與第二模具構件的其中一個上，並允許該筒夾相對於該第一與第二模具構件的其中一個來有限地移動。
30. 根據申請專利範圍第21項之方法，其中冷卻該注入熔融塑料以形成一固體包覆成型構件，且在華氏70度的溫度下，該固體包覆成型構件具有一密度，該密度為該中空圓柱磁鐵之密度之10%之內。
31. 根據申請專利範圍第30項之方法，其中該固體包覆成型 構件的密度是為該中空圓柱磁鐵密度之5%之內。
32. 一種用於形成一轉子的方法，該方法包括：提供具有一第一與第二模具構件的一射出模具，每個該第一與第二模具構件界定一模具腔的一部分；安裝一馬達輸出構件到該模具腔的部分之其中一者中；連接一中空圓柱磁鐵到該第一與第二模具構件的其中一個上；定位該第一與第二模具構件在一關閉位置，以來對準該馬達輸出構件的一縱向軸與由該第一和該第二模具構件所界定之一轉子的一旋轉軸一致，並用以定位該中空圓柱磁鐵的該外表面同心繞著該轉子軸，和施加一壓縮力於該中空圓柱磁鐵的該外表面上；在壓力下注入熔融塑料於該中空圓柱磁鐵和馬達輸出構件之間；以及冷卻該注入熔融塑料，以固定該馬達輸出構件到該中空圓柱磁鐵上。
33. 根據申請專利範圍第32項之方法，其中在該中空圓柱磁鐵和該馬達輸出構件之間，注射該熔融塑料的一最大壓力大於或等於1000p.s.i.g.(磅/平方英吋)。
34. 根據申請專利範圍第33項之方法，其中該最大壓力大於或等於2000p.s.i.g.。
35. 根據申請專利範圍第34項之方法，其中該最大壓力大於或等於3000p.s.i.g.。
36. 根據申請專利範圍第32項之方法，其中在該中空圓柱磁鐵連接到該第一與第二模具構件的其中一個之前，該方法包括研磨該中空圓柱磁鐵的該外表面。
37. 根據申請專利範圍第36項之方法，其中該中空磁鐵的該外表面是以一無心研磨操作來被研磨。
38. 根據申請專利範圍第32項之方法，其中冷卻該注入熔融塑料以形成一固體包覆成型構件，且在華氏70度的溫度下，該固體包覆成型構件具有一密度，該密度為該中空圓柱磁鐵之密度之10%之內。
39. 根據申請專利範圍第38項之方法，其中該固體包覆成型構件的密度是為該中空圓柱磁鐵的密度的5%之內。
40. 根據申請專利範圍第32項之方法，其中定位該第一與第二模具構件在一關閉位置，其係使一對對中心構件接合到該馬達輸出構件，該對中心構件被配置用於對準該馬達輸出構件的該旋轉軸和一轉子軸一致，該轉子軸是由該第一和該第二模具構件界定。
41. 根據申請專利範圍第40項之方法，其中該對中心構件的其中一個是可沿著該轉子軸移動。