TWI251647B - Low-abrasion rotating structure - Google Patents

Description

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【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種轉動纟士 耗效果的低磨耗轉動結構。 、其關於一種具有低磨 【先前技術】 馬達在曰常生活中之應

中之散熱風扇或是空調系；例如應用於電脂 動結構則是影響馬達在運轉時口^荨。而其中馬達的賴 因此良好的轉動結構之設計對：：子：的重要關鍵之-。 噪音等有著舉；！輕重的地位。、馬達的運轉壽命、降低 —種習知之轉動結構1如第-11，其開設-圓孔或一凹槽;弟」=’其包含-軸承座 並緊密配置於軸承座u之轴承12，其開設一軸孔 設於轴孔121中並可=圓=凹槽…轉軸13插 轉軸1 3之一她 由轉動，以及—轉軸扣件1 4卡扣於 12 n 以避免轉軸13由軸承12令脫出。豆中軸承 1 2可為油銅材質，gp钿茸供甘 _ Τ脱出具干轴承 後燒妹固化而銅鐵基之粉末冶金浸油 陶瓷材質，包衽气n k供軚佳之潤滑性，或是 之耐磨性。m軋化錯、氣切等，以提供較佳

u間之ί;:ί結構1在高速轉動時，轴承12兩端與轉 雖然ΐί::;易自r耗。若採用油鋼材質之軸承1 粉末而I= U，但其财磨性較差，因此易』 使用壽體混合並發生潤滑液體變質的情形，】 a。若採用陶瓷材質之軸承1 2，雖然可提j

第6頁 1251647 五 、發明說明（2) 佳之耐磨性，但其潤滑性較 此外，上述之轉動結構φώ此有噪音較大的問題。 間隙極小，因此無法保留幹旦由於軸承12與轉軸13間之 孔121内壁以極淺溝槽的方里的/閏滑液體’而僅能在軸 綜上所述，如如 ’夜體-漏的情形發生。 用壽命’㈣=耗以延長轉動結構的使 的潤滑液體於軸承中=f轉動％的噪音以及保留較大量 需努力的目標。 會有溢漏的情形發生便是目前亟 【發明内容】 1對士述問題’本發明之目的在於提供一種低磨耗轉 動結才，，、可改善軸承的磨耗以延長轉動結構的使用壽 命。 本發明之另一目的在於提供一種低磨耗轉動結構，其 可降低轉動結構轉動時之噪音。 本發明之又一目的在於提供一種低磨耗轉動結構，其 可在定子組件與轉子組件間保留較大量的潤滑液體而不會 有溢漏的情形發生。 為達上述目的，本發明之低磨耗轉動結構包含一定子 組件、一轉子組件以及一轉轴。該定子組件之中心設有一 定子軸孔；該轉子組件之中心設有一轉子軸孔；該轉轴插 設於該定子軸孔以及該轉子軸孔中’以連接該定子組件及 該轉子組件，且該轉軸相對於該定子組件以及該轉子組件

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五、 皆 圈 方 發明說明（3) ，其套接於該轉子組件以及動結構1 向與該轉軸之旋轉方向相同^疋子組件4 自甶轉 包含一螺旋線 間，且其螺旋 依據本發明之低磨耗轉動結，^ 間至少有二個以上轉動配置 _ 疋子組件與轉子組件 動配置關係，因此可大幅降低轉 ^ 成，而非單一的轉 所造成的磨損。同時，由於轉轴疋子套筒、轉子套筒 相對速度降低，因此本發明 ^ 子、、且件及轉子組件之 轉動時之噪音。此外，由於蟫於:耗轉動結構可有效降低 件之旋轉方向相同，因此轉子組件轉f=向與轉子組 著螺旋線圈之螺旋方向向定早知从 寸閏滑液體將延 &卞組件之凹槽内立 免潤滑液體溢漏的情形發生。 9 1 ^動’而避 【實施方式】 心二：，說明依本發明較佳實施例之低 磨耗轉動結構，其中相同的元件將以如π μ点 U W 7L 1干时以相同的參照符號加以 說明。 凊參照第2圖，本發明實施例之低磨耗轉動結構2包含 一定子組件21、一轉子組件22以及一轉軸23。定子組件21 係由一定子座211以及一定子套筒212組成，定子座211設 有一凹槽，可容納定子套筒212且緊密配置，定子套筒212 之中心另開設一定子軸孔2 1 2 1。轉子組件2 2係由一轉子座 221以及一轉子套筒222組成，轉子座221亦設有一凹槽， 可容納轉子套筒222且緊密配置，轉子套筒222之中心另開

⑷ 設—轉子軸孔222 1。轉軸23則插設於定子軸 子軸孔222 1中，以連接定子組件21及轉子組 23相對於定子組件21以及轉子組件22皆可自 轉子組件22可相對於定子組件21自由轉動。

1251647 五、發明說明 孔2 1 2 1以及轉 件2 2，且轉軸 由轉動，因此 本發明之低磨耗轉動結構2更包含二個轉軸扣件24， 其卡扣於轉軸23之兩端，可避免轉軸23自定子軸孔2i2i或 轉子軸孔222 1中脫出；轉軸扣件24更分別固定於定子座〆 2 11之凹槽底部以及轉子座2 2 !之凹槽底部，可避免轉軸扣 件24晃動，以增加轉動穩定性。此外，轉軸23之兩端呈圓 弧狀’減少接觸疋子組件2 1或轉子組件2 2之凹槽底部的面 積’以降低轉軸2 3與定子組件2 1或轉子組件2 2間之磨擦。 同時’亦可於定子組件21或轉子組件22之凹槽底部設一耐 磨片2 5 ’用以抵罪轉軸2 3之兩端以增加耐磨性，可減少磨 耗所產生的間隙而導致的震動。 本發明之低磨耗轉動結構2另包含一組磁性元件2 6， 例如一永久磁鐵，其呈環狀，分別設於定子組件2丨及轉子 組件2 2之相對面，且兩相對面之磁性元件2 6互為相反之極 性。由於磁極異性相吸，定子組件2 1與轉子組件2 2將相互 吸引而靠近，但由於轉軸23之兩端分別抵靠耐磨片25而獲 得支撐，因此轉子組件22仍能與定子組件21保持適當的間 隙而可相對地自由轉動，同時確保轉軸2 3之端點抵靠於耐 磨片2 5上，以增加轉動之穩定性，亦可以將主要的磨耗集 中於耐磨片2 5上，而使轉軸2 3、定子組件2 1及轉子組件2 2 可以延長其哥命；此外，更由於轉轴2 3相對於定子組件2 1 1251647 五、發明說明（5) ' --— 以及轉子組件2 2皆可自由轉動，故轉子組件2 2相對於定子 組件2 1之相對速度若與習知相同的狀況之下，根據本發明 的結構，其轉軸23相對於定子組件21之相對速度或是^轴 23相對於轉子組件22 1之相對速度將會隨之降低，對於轉 軸23相對於定子組件21之間以及轉軸23相對於轉子組件 22 1之間的磨耗自然會降低，進而延長其壽命。 如第2圖所示，本發明之低磨耗轉動結構2藉由定子軸 孔2 1 2 1與轉軸2 3之適當設計，已可提供足夠的轉動穩定 性，因此定子組件21與轉子組件22間可有一相對較大的間 隙d ’因而能保留較大量的潤滑液體於間隙d中。本發明之 低磨耗轉動結構2即可設置一螺旋線圈2 7於該間隙d中，螺 旋線圈27套接於定子組件21及轉子組件22之間，請參照第 3圖’其螺旋方向R2與轉子組件22之旋轉方向R1相同。 請參照第4圖，其顯示本發明另一實施例之低磨耗轉 動結構3。本發明之低磨耗轉動結構3包含一第一定子組件 31、一第二定子組件32、一轉子組件33以及一轉軸23。第 一定子組件31係由一第一定子座311以及一第一定子套筒 312組成，第一定子座311設有一凹槽，可容納第一定子套 筒312且緊密配置。第二定子組件32係由一第二定子座321 以及一第二定子套筒32 2組成，第二定子座Ml設有一凹 槽’可容納第二定子套筒322且緊密配置。第一定子套筒 312及第二定子套筒322之中心各開設一定子軸孔3121、 3221。需注意者，上述第一定子組件31以及第二定子組件 3 2可合稱為一定子組件。轉子組件3 3係由一轉子座3 3 1以

第10頁 1251647 五、發明說明（6) 及一轉子套筒332組成，轉子座mi設有一凹槽，可容納轉 子套筒332且緊密配置，轉子套筒332之中心開設一轉子軸 孔3 3 2 1。轉軸2 3則插設於定子軸孔3 1 2 1、3 2 2 1以及轉子軸 孔332 1中，使轉子組件33連接於第一定子組件31及第二定 子組件3 2之間，且轉軸2 3相對於第一定子組件3 1、第二定 子組件3 2以及轉子組件3 3皆可自由轉動，因此轉子組件3 3 可相對於第一定子組件31以第二定子組件32自由轉動。另 外，第4圖中所示轉軸扣件24、耐磨片25、螺旋線圈27之 功能與第2圖所示之實施例之功能相同，在此不再贅述。 需注意者，前述之定子套筒212、第一定子套筒312、 第二定子套筒322以及轉子套筒222、332可為油銅材質， 即銅基、鐵基、銅鐵基之粉末冶金浸油後燒結固化而成， 或為陶瓷材質，包括氧化鋁、氧化锆、氮化矽等。採用何 種材質端看設計者之考量，並未脫離本發明之精神。 依據本發明之低磨耗轉動結構，定子組件與轉子組件 間至少有二個以上轉動配置之元件所組成，而非單一的轉 動配置關係，因此可大幅降低轉軸對定子套筒、轉子套筒 所造成的磨耗。以第2圖所示本發明之低磨耗轉動結構2作 說明，定子組件21與轉軸23間為轉動配置，轉子組件22與 轉軸23間亦為轉動配置而非緊密配置。因此轉軸23與定子 組件21、轉子組件2 2之關係有下列三種狀況：（1)若定子 組件21與轉軸23間之磨擦力與轉子組件22與轉軸23間之磨 擦力相等，則定子組件2 1與轉軸23間之相對速度約略等於 轉子組件22與轉軸23間之相對速度。（2)定子組件21與轉

1251647 五、發明說明（7) 軸23間之磨擦力小於轉子組件22與轉軸23間之磨擦力時， 定子組件21與轉軸23間之相對速度則大於轉子組件22與轉 軸23間之相對速度。（3)定子組件21與轉軸23間之磨擦力 大於轉子組件22與轉軸23間之磨擦力時，定子組件21與轉 軸2 3間之相對速度則小於轉子組件2 2與轉軸2 3間之相對速 度。無論上述何種狀況，轉軸23相對於定子組件21之相對 速度以及轉軸23相對於轉子組件22之相對速度必定小於轉 子組件2 2相對於定子組件2 1之相對速度。 再以第1圖所示之習知軸承1與第2圖所示本發明之低 磨耗轉動結構2舉例說明。假設定子與轉子間之相對速度 為每秒1 0，0 0 0轉，習知軸承1中定子套筒丨2將承受來自轉 車由1 3每秒1 〇，〇 〇 〇轉所導致的磨耗。而本發明之低磨耗轉動 結構2 ’若定子組件21與轉軸23間之磨擦力與轉子組件22 與轉轴23間之磨擦力相等時，定子組件21與轉子組件22之 相對速度雖仍為每秒丨〇，〇 〇 q轉，但轉子組件2 2相對於轉軸 ^ 3之相對速度僅為每秒5，〇⑽轉，定子組件2 1相對於轉軸 3之相對速度亦為每秒5，〇 〇 〇轉，因此定子套筒2 1 2及 $筒222僅承受來自轉軸23每秒5, 〇〇〇轉所導致的磨耗，故 ί Ϊ ί降低定子套筒212及轉子套筒222的磨耗而延長低磨 Ϊ = 二壽命。同時，由於轉軸與定子組件及 可有效降低轉動因此本發明之低磨耗轉動結構 子組月之低磨耗轉動結構，定子組件與轉 車又大之間隙d，因此可保留較大量的潤滑

1251647 五、發明說明（8) 液體於間隙d中增加潤滑的效果。且由於 方向R2與轉子組件之旋轉方向Ri相同，因此轉子圈二螺二 Ϊ内Π;體將延著螺旋線圈之螺旋方向向定子：：= 曰σ卩抓動，而避免潤滑液體溢漏的情形發生。 於—C明：之R ΐ發明之低磨耗轉動結構若是應用 達基座，#UrUi:，其定子組件21係連接於-馬 轉子組件22則係連接於一馬達輪Ψ # h ^ 伸端：=f葉i :子組件21之外壁與轉子組件22之延 鐵的組合等彳# ffi U I β ~衷置例如矽鋼片以及電磁 的相對i亲谇·分访L丄 义于、、且件2 1與轉子組件22之間 時更為安靜，赂俏τ庙& β Γ更了以使该馬達於運轉中 邊馬達可以獲得產業上更廣泛的應用5達的”更長，使 以上所述僅為舉例性，而非 ^ 項技術者均可依據上述本發 實 :任何熟悉該 ?不脫離其精神與範•。故任何4效之修改， 臀，”其進行之等效修改或變與範 請專利範圍中。 更均應包含於後附之申

1251647 圖式簡單說明 【圖示之簡單說明】 第1圖為一習知之轴承架構。 第2圖為本發明較佳實施例之低磨耗轉動結構。 第3圖為轉子組件與螺旋線圈之相對位置示意圖。 第4圖為本發明另一較佳實施例之低磨耗轉動結構。 元件符號說明： 1 習知之轉動結構 11 軸承座 12 轴承 121 軸孔 13 轉轴 14 轉軸扣件 2 本發明之低磨耗轉動結構 21 定子組件 211 定子座 212 定子套筒 2121 定子軸孔 22 > 33 轉子組件 221 > 331 轉子座 222 、 332 轉子套筒 2221 ^ 3321 轉子軸孔 23 轉軸 24 轉軸扣件

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圖式簡單說明 25 耐磨片 26 磁性元件 27 螺旋線圈 3 本發明之另一低磨耗轉動結構 31 第一定子組件 311 第一定子座 312 第一定子套筒 3121 > 3221 定子軸孔 32 第二定子組件 321 第二定子座 322 第二定子套筒 R1 轉子組件之旋轉方向 R2 螺旋線圈之螺旋方向

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Claims (1)

1251647 六、申請專利範圍 1. 一種低磨耗轉動結構，其包含： 一轉子組件，其中心設有一轉子軸孔； 一定子組件，其中心設有一定子軸孔；以及 一轉轴，其可自由轉動地插設於該轉子軸孔以及該定 子軸孔中，使該轉子組件相對於該定子組件可自由轉動。 2. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，其中該 轉子組件包含： 一轉子座，設有一凹槽；以及

一轉子套筒，設於該轉子座凹槽呈緊密配置，該轉子 套筒中心設有該轉子軸孔。 3. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，其中該 定子組件包含： 一定子座，設有一凹槽；以及 一定子套筒，設於該定子座凹槽呈緊密配置，該定子 套筒中心設有該定子軸孔。

4. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，其中該 定子組件包含： 一第一定子組件，其包括： 一第一定子座’設有一凹槽； 一第一定子套筒，設於該第一定子座凹槽呈緊密 配置，該第一定子套筒中心設有該定子軸孔；以及

第16頁 1251647 六、申請專利範圍 一第二定子組件，其包括： 一第二定子座，設有一凹槽；以及 一第二定子套筒，設於該第二定子座凹槽呈緊密 配置，該第二定子套筒中心設有該定子軸孔； 其中，該轉子組件設於該第一定子組件以及該第二定 子組件之間。 5. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，更包 含：

至少一轉軸扣件，其卡扣於該轉軸兩端，以避免該轉 轴自該轉子軸孔或該定子軸孔中脫出。 6. 如申請專利範圍第5項所述之低磨耗轉動結構，其中該 轉軸扣件係固定於該定子座之凹槽底部。 7. 如申請專利範圍第5項所述之低磨耗轉動結構，其中該 轉軸扣件係固定於該轉子座之凹槽底部。

8. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，其中該 轉軸兩端呈圓弧狀。 9. 如申請專利範圍第8項所述之低磨耗轉動結構，更包 含： 至少一耐磨片，設於該轉子組件或該定子組件之凹槽

第17頁 1251647 六、申請專利範圍 内，並抵靠該轉轴之兩端。 10. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，更包 含： 一組磁性元件，呈環狀，以相互吸引之極性分別設於 該轉子組件以及該定子組件之相對面。 11. 如申請專利範圍第1 0項所述之低磨耗轉動結構，其中 該磁性元件為一永久磁鐵。 12. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，更包 含： 一螺旋線圈，套接於該轉子組件以及該定子組件之 間，且其螺旋方向與該轉軸之旋轉方向相同。 13. 如申請專利範圍第2項所述之低磨耗轉動結構，其中 該轉子套筒為一油銅材質。 14. 如申請專利範圍第2項所述之低磨耗轉動結構，其中 該轉子套筒為一陶瓷材質。 15. 如申請專利範圍第3項所述之低磨耗轉動結構，其中 該定子套筒為一油銅材質。

第18頁 1251647 六、申請專利範圍 16. 如申請專利範圍第3項所述之低磨耗轉動結構，其中 該定子套筒為一陶瓷材質。 17. 如申請專利範圍第4項所述之低磨耗轉動結構，其中 該第一定子套筒為一油銅材質。 18. 如申請專利範圍第4項所述之低磨耗轉動結構，其中 該第一定子套筒為一陶瓷材質。 19. 如申請專利範圍第4項所述之低磨耗轉動結構，其中 該第二定子套筒為一油銅材質。 2 0.如申請專利範圍第4項所述之低磨耗轉動結構，其中 該第二定子套筒為一陶瓷材質。 21. 如申請專利範圍第1項所述之低磨耗轉動結構，其中 該低磨耗轉動結構係運用於一馬達上。 22. 如申請專利範圍第2 1項所述之低磨耗轉動結構，其中 該馬達更包含一動力產生裝置，該動力產生裝置包含一組 矽鋼片以及一電磁鐵。

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