TW202224314A

TW202224314A - 馬達及轉子

Info

Publication number: TW202224314A
Application number: TW109141993A
Authority: TW
Inventors: 陳善南
Original assignee: 綠達光電股份有限公司
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-16

Abstract

本發明公開一種馬達及轉子。轉子包含一載座、多個鐵芯、多個永磁件、兩個蓋板。載座由非導磁材料所構成。載座具有兩個設置面。多個鐵芯設置於載座上。相鄰的任兩個鐵芯之間共同形成一容置空間。每個鐵芯的兩側分別朝容置空間凸出有一隆起部。每個鐵芯具有兩個端面。每個鐵芯於至少一個端面一體形成有一第一配合部。多個永磁件各別設置於容置空間內，並且每個永磁件能被一隆起部擋止而限制移動。兩個蓋板分別設置於兩個設置面。兩個蓋板具有多個第二配合部。多個第二配合部能配合多個第一配合部以固定多個鐵芯。據此，轉子能有效降低的製作成本。

Description

馬達及轉子

本發明涉及一種馬達及轉子，尤其涉及一種能降低製造成本的馬達及轉子。

現有轉子包含設置於一轉軸的一設置座、由多個矽鋼片組成的多個鐵芯、及多個限位桿。每個所述鐵芯會貫穿有一固定孔，多個所述限位桿分別穿經多個所述鐵芯的所述穿孔，使每個所述限位桿的兩端能與所述設置座緊配合，從而固定多個所述鐵芯。

然而，每個所述鐵芯於製造（穿鑿）所述固定孔時，多個所述矽鋼片容易發生坍陷變形，導致其固定孔非圓孔，進而導致所述限位桿裝設於所述固定孔內時存在間隙，而此種間隙會進一步地影響磁通量。

再者，假設每個所述鐵芯的所述固定孔都為圓孔時，也必須搭配經由精密加工的限位桿，從而確保所述固定孔與所述限位桿之間不具有間隙，但也進一步地大幅提升製造成本。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種馬達及轉子，能有效地改善現有轉子所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種馬達，其包括：一轉軸，具有一軸向方向及一徑向方向；一轉子，套設於所述轉軸上，所述轉子包含：一載座，由非導磁材料所構成，所述載座沿著所述軸向方向的兩端分別具有一設置面；多個鐵芯，為一體成形且環設於所述載座上，多個所述鐵芯彼此間隔配置，且相鄰的任兩個所述鐵芯之間共同形成一容置空間，每個所述鐵芯的兩側各別朝相鄰的兩個所述容置空間凸出有一隆起部，每個所述鐵芯沿著所述軸向方向具有兩個端面，每個所述鐵芯於至少一個所述端面具有一第一配合部；多個永磁件，各別設置於所述容置空間內，並且每個所述永磁件能被其對應的兩個所述隆起部擋止而限制其徑向方向的移動；及兩個蓋板，分別設置於兩個所述設置面，兩個所述蓋板具有多個第二配合部，多個所述第二配合部能配合多個所述第一配合部以固定多個所述鐵芯；以及一定子，設置於所述轉子的外圍。

本發明實施例另外公開一種轉子，用以設置於一轉軸，所述轉軸具有一軸向方向及一徑向方向，所述轉子包括：一載座，由非導磁材料所構成，所述載座沿著所述軸向方向的兩端分別具有一設置面；多個鐵芯，為一體成形且環設於所述載座上，多個所述鐵芯彼此間隔配置，且相鄰的任兩個所述鐵芯之間共同形成一容置空間，每個所述鐵芯的兩側各別朝相鄰的兩個所述容置空間凸出有一隆起部，每個所述鐵芯沿著所述軸向方向具有兩個端面，每個所述鐵芯於至少一個所述端面具有一第一配合部；多個永磁件，各別設置於所述容置空間內，並且每個所述永磁件能被其對應的兩個所述隆起部擋止而限制其徑向方向的移動；以及兩個蓋板，分別設置於兩個所述設置面，兩個所述蓋板具有多個第二配合部，多個所述第二配合部能配合多個所述第一配合部以固定多個所述鐵芯。

綜上所述，本發明實施例所公開的馬達及轉子，能通過「多個鐵芯為一體成形」及「兩個所述蓋板的多個所述第二配合部能配合多個所述鐵芯的所述第一配合部以固定多個所述鐵芯」的設計，從而使本發明的馬達及轉子不僅能確保其鐵芯不會產生非預期的間隙，也能有效降低製作成本。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“馬達及轉子”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

參閱圖1至圖8所示，本實施例提供一種馬達100。首先參閱圖1及圖4所示，所述馬達100包含一轉軸1、一轉子2、以及一定子3。所述轉子2設置於所述轉軸1上，所述轉子2能與所述轉軸1同步轉動，所述定子3設置於所述轉子2的外圍，所述轉子2能相對於所述定子3轉動。

需先說明的是，上述轉軸1、轉子2及所述定子3於本實施例中雖共同被定義為所述馬達100但本發明不受限於此。舉例來說，所述轉子2也可以是單獨地被運用（如：販賣）或搭配其他構件使用。以下將分別介紹所述馬達100的各個元件構造，並適時說明所述馬達100的各個元件彼此之間的連接關係。

配合圖2所示，所述轉軸1為圓柱狀結構且是由不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成，所述轉軸1具有一軸向方向D1及垂直所述軸向方向D1的一徑向方向D2。換個角度說，所述軸向方向D1為所述轉軸1沿著長度延伸的方向，所述徑向方向D2為由所述轉軸1的圓心朝外延伸且垂直所述軸向方向D1的方向。

如圖1及圖4所示，所述轉子2於本實施例中為套設於所述轉軸1上，使所述轉子2能與所述轉軸1同步轉動。所述轉子2套設於所述轉軸1的方式於實務上具許多方式，舉例來說，所述轉軸1與所述轉子2之間可以是通過一限位塊固定，或者，以焊接或黏膠方式固定，但所述轉子2套設於所述轉軸1的方式非本案重點，因此於此不再詳述。

參閱圖2、圖4至圖5所示，所述轉子2包含一載座21、設置於所述載座21的多個鐵芯22、設置於多個所述鐵芯22之間的多個永磁件23、設置於所述載座21上的兩個蓋板24、及用來固定兩個所述蓋板24的多個固定件25。以下將詳細介紹所述轉子2的各細部構件及其連接關係。

所述載座21於本實施例中為環狀結構且由非導磁材料所構成。所述載座21的外緣具有沿著所述軸向方向D1配置的多個長槽211，多個所述長槽211彼此間隔配置。此外，所述載座21沿著所述軸向方向D1的兩端分別具有一設置面212，且兩個所述設置面212分別呈圓環狀。此外，所述載座21於沿著所述軸向方向D1的兩側（也就是兩個所述設置面212）分別具有多個第一固定孔213。

接著配合圖5至圖7所示，多個所述鐵芯22於本實施例中採用粉末冶金（Powder metallurgy）的工藝所製成，也就是每個所述鐵芯22為一體成形的單一構件。換個角度說，任何非一體成形的鐵芯（例如：由多個矽鋼片組成的鐵芯），非本發明所指的鐵芯22。

多個所述鐵芯22環設於所述載座21上並且彼此間隔配置，且相鄰的任兩個所述鐵芯22之間共同形成一容置空間SP。每個所述鐵芯22具有相反的一設置端221及一限位端222，每個所述鐵芯22於所述設置端221具有配合所述長槽211的一凸肋223，且當每個所述鐵芯22的所述凸肋223設置於所述載座21上的多個所述長槽211內時，多個所述鐵芯22呈輻射配置且相鄰的任兩個所述鐵芯22彼此不接觸（如圖3及圖7所示）。

另外，每個所述鐵芯22於所述限位端222的端面呈弧狀，使多個所述限位端222的一假想連接線L呈圓形（如圖7所示），且所述假想連接線L與所述轉軸1具有共同的圓心。每個所述鐵芯22於其限位端222的兩側（也就是朝向相鄰的兩個所述限位端222的兩側）各別朝相鄰的兩個所述容置空間SP凸出有一隆起部226，每個所述隆起部226於本實施例中沿著所述假想連接線L配置，且相鄰的任兩個所述隆起部226彼此間隔而不接觸。

再者，復參圖6及圖8所示，每個所述鐵芯22沿著所述軸向方向D1具有兩個端面224，每個所述鐵芯22於兩個所述端面224上分別具有一第一配合部225，且多個所述第一配合部225於本實施例中為由其對應的鐵芯22一體成形的圓形凸狀結構，但本發明不受限於本實施例所載。舉例來說，多個所述第一配合部225也可以是方形凸狀結構。此外，於每個所述鐵芯22中，兩個所述端面224之間的距離（也就是沿著所述軸向方向D1的長度）於本實施例中大致與所述載座21沿著所述軸向方向D1的長度相同，但本發明不受限於本實施例所載。

值得一提的是，多個所述鐵芯22（包含所述第一配合部225）是通過粉末冶金的工藝而一體成形的設計，能使每個所述鐵芯22具有下述優點：每個所述鐵芯22的所述第一配合部225為直接一體成形，因此每個所述第一配合部225具有較低的誤差。且當每個所述鐵芯22直接具有所述第一配合部時，可以省去以往轉子需要“鐵芯鑿孔”及“限位桿穿經鐵芯的穿孔”等製作步驟，自然能進一步地避免鑿孔產生的公差及選用經過精密加工的限位桿，從而使每個所述鐵芯22不僅避免產生非預期的間隙以確保磁通量之外，也能提升多個所述鐵芯22的製造效率及降低製作成本。

復參圖2、圖5及圖7所示，多個所述永磁件23是永久磁鐵，並分別設置於多個所述容置空間SP內。具體來說，每個所述永磁件23於本實施例中為矩形柱體，且每個所述永磁件23沿著所述軸向方向D1的長度大致與任一個所述鐵芯22沿著所述軸向方向D1的長度相同。也就是說，於每個所述容置空間SP中，僅設置有一個所述永磁件23，且所述永磁件23被相鄰的兩個所述鐵芯22的所述隆起部226擋止而限制其徑向方向D2的移動，但本發明不受限於本實施例所載。舉例來說，於每個所述容置空間SP中，也可以是設置有兩個所述永磁件23，也就是任兩個所述永磁件23沿著所述軸向方向D1的長度總和大致等於所述容置空間SP（或任一個所述鐵芯22）的長度。

配合圖2及圖5所示，兩個所述蓋板24於本實施例中分別是由不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成的單一構件，並且設置於所述載座21的兩個所述設置面212上。兩個所述蓋板24於本實施例中覆蓋所述載座12、多個所述永磁件23、及多個所述鐵芯22，兩個所述蓋板24能限制多個所述鐵芯22及多個所述永磁件23沿著所述軸向方向D1移動。

進一步地說，如圖2及圖8所示，兩個所述蓋板24各別具有多個第二配合部241，且多個所述第二配合部241於本實施例中分別為穿孔，多個所述第二配合部241（穿孔）能配合多個所述第一配合部225（凸狀結構）以固定多個所述鐵芯22，也就是兩者以緊配合方式固定。

此外，兩個所述蓋板24各別具有對應多個所述第一固定孔213的多個第二固定孔242。每個所述固定件25能通過所述第二固定孔242及所述第一固定孔213，使兩個所述蓋板24固定於所述載座21上。

值得一提的是，兩個所述蓋板24分別為單一構件，因此當兩個所述蓋板24於製作（鑿孔）多個所述第二配合部241時，不易產生坍陷變形的情況，從而大幅降低每個所述第二配合部241的誤差，其中前述坍陷變形為孔洞呈現非預期的形狀。

需說明的是，每個所述鐵芯22於本實施例中具有兩個所述第一配合部225，且兩個所述第一配合部225與兩個所述蓋板24的多個所述第二配合部241相互組接。但本發明於其他未繪示的實施例中，每個所述鐵芯也可以是僅其中一端面224具有所述第一配合部225，而不具有所述第一配合部225的所述端面224則通過焊接或黏膠等方式與所述端蓋24固定。

[第二實施例]

如圖9所示，其為本發明的另一實施例，本實施例類似於上述實施例的馬達100，兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例相較於上述馬達100的第一實施例的差異主要在於：

於本實施例的每個所述鐵芯22中，兩個所述端面進一步地定義為一第一端面224A及一第二端面224B，所述第一端面224A具有所述第一配合部225，所述第二端面224B則不具有所述第一配合部225，也就是每個所述鐵芯22的至少其中一個所述端面具有所述第一配合部225。任兩個所述鐵芯22以其第二端面224B彼此以導磁膠相互連接，從而形成一個類似於第一實施例的所述鐵芯22。換句話說，於所述載座21的任一個所述長槽211上設置有兩個所述鐵芯22，且兩個所述鐵芯22於遠離彼此的一側各具有所述第一配合部225，從而與兩個所述蓋板24的多個所述第二配合部241組接。

[第三實施例]

如圖10所示，其為本發明的另一實施例，本實施例類似於上述實施例的馬達100，兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例相較於上述馬達100的第一實施例的差異主要在於：

於本實施例的兩個所述蓋板24中，兩個所述蓋板24各別定義為一第一蓋板24A及一第二蓋板24B，所述第一蓋板24A的多個所述第二配合部241為穿孔，所述第二蓋板24B的多個所述第二配合部241為朝多個所述鐵芯22隆起的凸狀結構。

於本實施例的每個所述鐵芯22中，位於其中一個所述端面224上的所述第一配合部225為凸狀結構，並且能配合所述第一蓋板24A的多個所述第二配合部241組接，位於另一個所述端面224上的所述第一配合部225為凹狀結構，並且能配合所述第二蓋板24B的多個所述第二配合部241組接。

需說明的是，多個所述鐵芯22於其他未繪示的實施例中，當於同一側的所述端面224觀之時，其多個所述第一配合部225也可以是依序以凸狀結構、凹狀結構、凸狀結構、…、凹狀結構等方式交錯配置，而兩個所述蓋板24的多個所述第二配合部241依據其對應的所述第一配合部225的結構調整為穿孔或凸狀結構。

[第四實施例]

如圖11所示，其為本發明的另一實施例，本實施例類似於上述實施例的馬達100，兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例相較於上述馬達100的第一實施例的差異主要在於：

每個所述鐵芯22的兩個所述第一配合部225於本實施例中為凹狀結構，兩個所述蓋板24的多個所述第二配合部241於本實施例中為朝所述鐵芯22隆起的凸狀結構，且多個所述第二配合部241能與多個所述第一配合部225相互組接。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的馬達100及轉子2，能通過「多個鐵芯22為一體成形」及「兩個所述蓋板24的多個所述第二配合部241能配合多個所述鐵芯22的所述第一配合部225以固定多個所述鐵芯22」的設計，從而使本發明的馬達100及轉子2不僅能確保其鐵芯不會產生非預期的間隙，也能有效降低製作成本。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

100:馬達 1:轉軸 2:轉子 21:載座 211:長槽 212:設置面 213:第一固定孔 22:鐵芯 221:設置端 222:限位端 223:凸肋 224:端面 224A:第一端面 224B:第二端面 225:第一配合部 226:隆起部 23:永磁件 24:蓋板 24A:第一蓋板 24B:第二蓋板 241:第二配合部 242:第二固定孔 25:固定件 3:定子 D1:軸向方向 D2:徑向方向 SP:容置空間 L:假想連接線

圖1為本發明的第一實施例的馬達的立體示意圖。

圖2為圖1的II-II剖線的剖面示意圖。

圖3為圖1的III-III剖線的剖面示意圖。

圖4為本發明的第一實施例的馬達的分解示意圖。

圖5為本發明的第一實施例的轉子的分解示意圖。

圖6為本發明的第一實施例的鐵芯的立體示意圖。

圖7為圖3的VII區域的放大示意圖。

圖8為圖2的VIII區域的放大示意圖。

圖9為本發明的第二實施例的馬達的局部剖面示意圖。

圖10為本發明的第三實施例的馬達的局部剖面示意圖。

圖11為本發明的第四實施例的馬達的局部剖面示意圖。

2:轉子

21:載座

211:長槽

212:設置面

213:第一固定孔

22:鐵芯

224:端面

225:第一配合部

23:永磁件

24:蓋板

241:第二配合部

242:第二固定孔

25:固定件

D1:軸向方向

Claims

一種馬達，其包括：一轉軸，具有一軸向方向及一徑向方向；一轉子，套設於所述轉軸上，所述轉子包含：一載座，由非導磁材料所構成，所述載座沿著所述軸向方向的兩端分別具有一設置面；多個鐵芯，為一體成形且環設於所述載座上，多個所述鐵芯彼此間隔配置，且相鄰的任兩個所述鐵芯之間共同形成一容置空間，每個所述鐵芯的兩側各別朝相鄰的兩個所述容置空間凸出有一隆起部，每個所述鐵芯沿著所述軸向方向具有兩個端面，每個所述鐵芯於至少一個所述端面具有一第一配合部；多個永磁件，各別設置於所述容置空間內，並且每個所述永磁件能被其對應的兩個所述隆起部擋止而限制其徑向方向的移動；及兩個蓋板，分別設置於兩個所述設置面，兩個所述蓋板具有多個第二配合部，多個所述第二配合部能配合多個所述第一配合部以固定多個所述鐵芯；以及一定子，設置於所述轉子的外圍。
如請求項1所述的馬達，其中，每個所述鐵芯於其兩個所述端面上各別具有一個所述第一配合部。
如請求項2所述的馬達，其中，每個所述鐵芯的兩個所述第一配合部為凸狀結構，兩個所述蓋板的多個所述第二配合部為配合任一個所述第一配合部的穿孔。
如請求項2所述的馬達，其中，兩個所述蓋板定義為一第一蓋板及一第二蓋板，所述第一蓋板的多個所述第二配合部為穿孔，所述第二蓋板的多個所述第二配合部為朝多個所述鐵芯隆起的凸狀結構；於每個所述鐵芯中，位於其中一個所述端面上的所述第一配合部為凸狀結構，並且能配合所述第一蓋板的多個所述第二配合部，位於另一個所述端面上的所述第一配合部為凹狀結構，並且能配合所述第二蓋板的多個所述第二配合部。
如請求項2所述的馬達，其中，每個所述鐵芯的兩個所述第一配合部為凹狀結構，兩個所述蓋板的多個所述第二配合部為配合任一個所述第一配合部的凸狀結構。
如請求項1所述的馬達，其中，所述載座沿著所述軸向方向的兩側分別具有多個第一固定孔，兩個所述蓋板各別具有對應多個所述第一固定孔的多個第二固定孔，所述轉子更包含有多個固定件，每個所述固定件能通過所述第二固定孔及所述第一固定孔，使兩個所述蓋板固定於所述載座上。
一種轉子，用以設置於一轉軸，所述轉軸具有一軸向方向及一徑向方向，所述轉子包括：一載座，由非導磁材料所構成，所述載座沿著所述軸向方向的兩端分別具有一設置面；多個鐵芯，為一體成形且環設於所述載座上，多個所述鐵芯彼此間隔配置，且相鄰的任兩個所述鐵芯之間共同形成一容置空間，每個所述鐵芯的兩側各別朝相鄰的兩個所述容置空間凸出有一隆起部，每個所述鐵芯沿著所述軸向方向具有兩個端面，每個所述鐵芯於至少一個所述端面具有一第一配合部；多個永磁件，各別設置於所述容置空間內，並且每個所述永磁件能被其對應的兩個所述隆起部擋止而限制其徑向方向的移動；以及兩個蓋板，分別設置於兩個所述設置面，兩個所述蓋板具有多個第二配合部，多個所述第二配合部能配合多個所述第一配合部以固定多個所述鐵芯。
如請求項7所述的轉子，其中，每個所述鐵芯於其兩個所述端面上各別具有一個所述第一配合部；每個所述鐵芯的兩個所述第一配合部為凸狀結構，兩個所述蓋板的多個所述第二配合部為配合任一個所述第一配合部的穿孔。
如請求項7所述的轉子，其中，每個所述鐵芯於其兩個所述端面上各別具有一個所述第一配合部；兩個所述蓋板定義為一第一蓋板及一第二蓋板，所述第一蓋板的多個所述第二配合部為穿孔，所述第二蓋板的多個所述第二配合部為朝多個所述鐵芯隆起的凸狀結構；於每個所述鐵芯中，位於其中一個所述端面上的所述第一配合部為凸狀結構，並且能配合所述第一蓋板的多個所述第二配合部，位於另一個所述端面上的所述第一配合部為凹狀結構，並且能配合所述第二蓋板的多個所述第二配合部。
如請求項7所述的轉子，其中，所述載座沿著所述軸向方向的兩側分別具有多個第一固定孔，兩個所述蓋板各別具有對應多個所述第一固定孔的多個第二固定孔，所述轉子更包含有多個固定件，每個所述固定件能通過所述第二固定孔及所述第一固定孔，使兩個所述蓋板固定於所述載座上。