TWI389425B - 內轉子式馬達 - Google Patents

Description

內轉子式馬達

本發明係關於一種內轉子式馬達，尤其是一種在一轉子之一轉動軸上徑向形成有至少一止擋環唇的內轉子式馬達。

習知內轉子式馬達8，請參照第1圖所示，其大致包含一殼座81、一定子82、一轉子83及一永久磁鐵84。該殼座81具有一容置空間810，該定子82係設置於該容置空間810內。該定子82具有一穿孔821，該穿孔821軸向貫穿該定子82之頂、底端面。該轉子83設有一轉動軸831及一承載座832，該轉動軸831利用二軸承85可轉動的穿設定位於該穿孔821內，該承載座832則套設於該轉動軸831之外周面。該永久磁鐵84套設於該轉動軸831之外周面，且容置於該穿孔821內，該永久磁鐵84恰位於該二軸承85之間。

當該習知內轉子式馬達8進行作動時，係輸入一電流進入該定子82，以驅動該永久磁鐵84帶動該轉子83旋轉作動。又，該永久磁鐵84與該定子82之間留有一間隙，以避免該轉子83轉動時該永久磁鐵84與該定子82相碰撞，而導致毀損。

一般而言，習知馬達構件大多為複雜形狀之元件，其可能利用粉末冶金方式一體成型製作該些構件(例如：定子82之鐵芯或永久磁鐵84等)；惟，馬達運轉時往往長時間處於持續震動及旋轉的惡劣環境下，如此該些構件係容易因為上述惡劣環境條件而產生粉末狀雜質的掉落，進而導致該雜質可能隨著重力及震動落入且堆積在該軸承85與該轉動軸831之間的結合縫隙或軸承85內部，阻礙該轉動軸831與軸承85間的旋轉作動，更可能因此影響該轉子83之旋轉順暢度，甚至縮短馬達之使用壽命。

為了克服前述習知內轉子式馬達8的缺點，請參照第2圖所示，另一習知內轉子式馬達9所包含之一殼座91、一定子92、一轉子93、一永久磁鐵94及二軸承95等主要構件相較於前述習知內轉子式馬達8所揭示之結構特徵大致相同，故不再贅述。該另一習知內轉子式馬達9主要係藉由在該永久磁鐵94及下方軸承95之間設有一阻隔片96，其中該阻隔片96被套設於該轉子93之轉動軸931外周面，且該阻隔片96能夠覆蓋於該軸承95之頂面，藉此防止長期使用下該永久磁鐵94掉落的粉末雜質進入該軸承95與該轉動軸931之間的結合縫隙或該軸承95內部，進一步延長馬達的使用壽命。

然而，由於該阻隔片96係為一獨立構件，其需要在該轉動軸931組裝於該軸承95之前，先行利用緊配合或其他結合方式定位於該轉動軸931外周面，導致該習知內轉子式馬達9的組裝構件及步驟過於繁雜；再者，為了確保該阻隔片96必須貼接於該永久磁鐵94底面或該軸承95之頂面，達到防止該永久磁鐵94掉落的粉末雜質進入該軸承95內部的目的，更增加了該阻隔片96組裝於該轉動軸931上的定位困難度，進而影響馬達的整體組裝效率。基於上述原因，習知內轉子式馬達確實有加以改善之必要。

本發明係提供一種內轉子式馬達及其轉子結構，係防止雜質落入軸承與轉動軸之間的結合縫隙或軸承內部，以延長使用壽命並維持作動順暢度，為本發明之目的。

本發明係提供一種內轉子式馬達及其轉子結構，係簡化組裝構件，並提升組裝便利性，為本發明之次要目的。

本發明係提供一種內轉子式馬達及其轉子結構，係提升轉子構件之間的結合可靠度，為本發明之另一目的。

為達到前述發明目的，本發明所運用之技術手段及藉由該技術手段所能達到之功效包含有：一種內轉子式馬達，包含一殼件、一定子、一轉子、一承載座及一永久磁鐵，該殼件具有一容置空間；該定子設於該容置空間內，且該定子具有一通孔。該轉子設有一轉動軸，該轉子利用軸承使該轉動軸可轉動的容置於該定子之通孔內。該承載座具有一座體及一止擋環唇，該座體設置於該轉動軸之外周面，該止擋環唇徑向延伸形成於該座體之一端部，且該永久磁鐵設置於該座體之外周面。

藉由該承載座在該永久磁鐵及軸承之間徑向延伸形成該止擋環唇，以確保該永久磁鐵掉落的粉末雜質不會直接落入且堆積於該軸承與該轉動軸之間的結合縫隙或該軸承內，進一步維持該轉動軸旋轉之順暢度，並延長內轉子式馬達的使用壽命。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第3及4圖所示，本發明第一實施例之內轉子式馬達包含一殼件1、一定子2、一轉子3、一承載座4、一永久磁鐵5及二軸承6。

本實施例之殼件1係由一本體11及一底座12所構成，該本體11具有一容置空間111、一第一穿孔112及一組裝口113，該容置空間111形成於該本體11內部，該定子2、承載座4、永久磁鐵5及二軸承6均容置於該容置空間111內。該第一穿孔112及組裝口113分別設置於該本體11之頂、底部，且分別與該容置空間111相連通。該底座12係可拆卸的設置於該本體11底部之組裝口113，該底座12設有一第二穿孔121，該第二穿孔121貫穿該底座12，且與該本體11之容置空間111相連通。該定子2之軸心位置具有一通孔21，該通孔21貫穿連通該定子2之頂、底端面。該轉子3設有一輪轂31及一轉動軸32，該轉動軸32設置於該輪轂31之軸心位置。

該承載座4設有一座體41、一第一止擋環唇42及一第一抵撐凸緣43，本實施例之座體41係選擇為一圓形管狀座體，但亦可依需求選擇為其他幾何形狀之座體。該座體41之中心位置設有一軸孔411，以供該轉動軸32穿設固定於該軸孔411內。該第一止擋環唇42徑向延伸形成於該座體41之一端部，本實施例之第一止擋環唇42靠近該底座12之第二穿孔121；另外，該座體41形成有該第一止擋環唇42的端部亦軸向延伸形成該第一抵撐凸緣43。該永久磁鐵5套設於該座體41之外周面，且該永久磁鐵5之底部端面抵靠於該第一止擋環唇42之一側面。另外，該承載座4可選擇以緊配合、黏合等各種固定方式結合於該轉動軸32之外周面，或者亦可直接以射出成型方式形成於該轉動軸32之外周面；又，該永久磁鐵5亦可用同樣方式結合於該座體41之外周面，或者以射出成型方式直接包覆形成於該座體41之外周面。

該二軸承6分別設置於該第一穿孔112及第二穿孔121內，且該二軸承6主要係由一內環61、一外環62及數個滾珠63所構成。該內環61用以結合該轉動軸32，並隨著該轉動軸32旋轉而轉動；該內環61與該外環62之間形成有一內部空間S，該數個滾珠63位於該內部空間S內，且同時受到該內環61及外環62夾持定位。

請參照第4及5圖所示，當該定子2結合於該容置空間111內時，該定子2之通孔21恰與該殼件1之第一穿孔112及第二穿孔121相對位連通，接著該轉動軸32對位穿過該第一穿孔112、第二穿孔121及通孔21，並利用該二軸承6可轉動的結合於該殼件1上。此時，設置於該轉動軸32外周面的承載座4及永久磁鐵5對應容置於該通孔21內，且位於該二軸承6之間，該永久磁鐵5與該定子2之間留有一間隙。

本發明之主要設計特點係為：在該承載座4外周面徑向設置該第一止擋環唇42，且該第一止擋環唇42位於該永久磁鐵5與該軸承6之間，該永久磁鐵5直接抵靠於該第一止擋環唇42的側面，其中該第一止擋環唇42的徑向長度L1係大於該內部空間S的最大徑向長度W，以確保該永久磁鐵5掉落的雜質不會直接落入且堆積於該軸承6與該轉動軸32之間的結合縫隙或該軸承6的內部空間S，進一步維持該轉動軸32旋轉之順暢度，並延長內轉子式馬達的使用壽命。

又，本發明之承載座4藉由在該座體41形成有該第一止擋環唇42的端部另軸向形成有該第一抵撐凸緣43，在組裝時該承載座4僅需將該第一抵撐凸緣43抵頂於該軸承6之內環61端面，即可使該第一止擋環唇42與該軸承6之間保持一間隔距離，藉此避免在馬達運轉時該第一止擋環唇42與該軸承6之外環62相接觸，使得本發明能夠維持馬達運轉的順暢度。

請參照第6及7圖所示，其揭示本發明第二實施例之內轉子式馬達。相較於第一實施例，第二實施例之承載座4另設有一卡掣部44，該卡掣部44徑向環設於該座體41靠近該第一穿孔112的端部(該端部未設有該第一止擋環唇42)，其中本實施例之卡掣部44係選擇為一環凸部作為實施樣態說明，但並不以此為限，該卡掣部44仍可依使用需求選擇為其他型態的卡掣構造(例如：環凹槽或數個卡掣凸塊等)。

本發明第二實施例藉由該卡掣部44的設置，使得該永久磁鐵5經由射出成型方式包覆形成於該座體41外周面時，該永久磁鐵5的二端能夠分別受到該第一止擋環唇42及卡掣部44的夾持，而穩固的定位於該座體41之外周面，藉此提升該承載座4與該永久磁鐵5之間的結合可靠度，以延長馬達之使用壽命。

請參照第8圖所示，其揭示本發明第三實施例之內轉子式馬達。相較於第一實施例，第三實施例之承載座4另設有一第二止擋環唇45及一第二抵撐凸緣46，該第一止擋環唇42及第二止擋環唇45分別徑向延伸形成於該座體41之相對二端部，且該第一抵撐凸緣43及第二抵撐凸緣46亦分別軸向延伸形成於該座體41之相對二端部，其中該第一止擋環唇42及第一抵撐凸緣43位於該座體41靠近該第二穿孔121的端部，而該第二止擋環唇45及第二抵撐凸緣46位於該座體41靠近該第一穿孔112的端部。另外，該第二止擋環唇45的徑向長度L2亦對應該第一止擋環唇42的徑向長度L1大於該內部空間S的最大徑向長度W。

本發明第三實施例之承載座4藉由在該座體41之相對二端部分別形成該第一止擋環唇42及第二止擋環唇45，並使該第一止擋環唇42及第二止擋環唇45分別抵靠於該永久磁鐵5之底、頂面，以確保該永久磁鐵5掉落的雜質不會直接落入且堆積於該二軸承6與該轉動軸32之間的結合縫隙或該二軸承6的內部空間S，進一步維持該轉動軸32旋轉之順暢度，並延長內轉子式馬達的使用壽命。又，由於該永久磁鐵5被夾持於該第一止擋環唇42及第二止擋環唇45之間，故本實施例更可進一步提升該承載座4與該永久磁鐵5之間的結合可靠度。

再者，藉由在該座體41的相對二端部分別軸向形成有該第一抵撐凸緣43及第二抵撐凸緣46，在組裝時該承載座4僅需將該第一抵撐凸緣43及第二抵撐凸緣46分別抵頂於該二軸承6之內環61端面，即完成該轉動軸32及承載座4與該二軸承6之間的定位組裝關係，有效簡化組裝步驟，並提升整體組裝效率。又，該第一抵撐凸緣43及第二抵撐凸緣46可使該第一止擋環唇42及第二止擋環唇45與該二軸承6之間保持一間隔距離，藉此避免在馬達運轉時該二止擋環唇42、45與該二軸承6之外環62相接觸，使得本發明能夠維持馬達運轉的順暢度。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．殼件

11．．．本體

111．．．容置空間

112．．．第一穿孔

113．．．組裝口

12．．．底座

121．．．第二穿孔

2．．．定子

21．．．通孔

3．．．轉子

31．．．輪轂

32．．．轉動軸

4．．．承載座

41．．．座體

411．．．軸孔

42．．．第一止擋環唇

43．．．第一抵撐凸緣

44．．．卡掣部

45．．．第二止擋環唇

46．．．第二抵撐凸緣

5．．．永久磁鐵

6．．．軸承

61．．．內環

62．．．外環

63．．．滾珠

L1．．．徑向長度

L2．．．徑向長度

S．．．內部空間

W．．．最大徑向長度

[習知]

8．．．習知內轉子式馬達

81．．．殼座

810．．．容置空間

82．．．定子

821．．．穿孔

83．．．轉子

831．．．轉動軸

832．．．承載座

84．．．永久磁鐵

85．．．軸承

9．．．習知內轉子式馬達

91．．．殼座

910．．．容置空間

92．．．定子

921．．．穿孔

93．．．轉子

931．．．轉動軸

932．．．承載座

94．．．永久磁鐵

95．．．軸承

96．．．阻隔片

第1圖：習知內轉子式馬達之組合剖視圖。

第2圖：另一習知內轉子式馬達之組合剖視圖。

第3圖：本發明內轉子式馬達之第一實施例之立體分解及局部剖視圖。

第4圖：本發明內轉子式馬達之第一實施例之組合剖視圖。

第5圖：本發明內轉子式馬達之第一實施例之局部放大及剖視示意圖。

第6圖：本發明內轉子式馬達第二實施例之承載座及永久磁鐵結合於轉子之局部剖視圖。

第7圖：本發明內轉子式馬達第二實施例之局部放大及剖視示意圖。

第8圖：本發明內轉子式馬達第三實施例之局部放大及剖視示意圖。

1．．．殼件

11．．．本體

111．．．容置空間

112．．．第一穿孔

113．．．組裝口

12．．．底座

121．．．第二穿孔

2．．．定子

21．．．通孔

3．．．轉子

31．．．輪轂

32．．．轉動軸

4．．．承載座

41．．．座體

411．．．軸孔

42．．．第一止擋環唇

43．．．第一抵撐凸緣

5．．．永久磁鐵

6．．．軸承

61．．．內環

62．．．外環

Claims (19)

1. 一種內轉子式馬達，包含：一殼件，具有一容置空間；一定子，設於該容置空間內，該定子設有一通孔；一轉子，設有一轉動軸，該轉子利用軸承使該轉動軸可轉動的容置於該定子之通孔內；一承載座，具有一座體及一第一止擋環唇，該座體設置於該轉動軸之外周面，該第一止擋環唇徑向延伸形成於該座體之一端部；及一永久磁鐵，設置於該座體之外周面，且該第一止擋環唇位於該永久磁鐵及軸承之間。
2. 依申請專利範圍第1項所述之內轉子式馬達，其中該軸承係由一內環、一外環及數個滾珠所構成，該內環結合該轉動軸，且該外環與該內環之間形成有一內部空間，該數個滾珠容置於該內部空間內。
3. 依申請專利範圍第2項所述之內轉子式馬達，其中該第一止擋環唇的徑向長度大於該內部空間的最大徑向長度。
4. 依申請專利範圍第3項所述之內轉子式馬達，其中該永久磁鐵之一端面抵靠於該第一止擋環唇之側面。
5. 依申請專利範圍第1、2或3項所述之內轉子式馬達，其中該軸承的數量為二個，該承載座及永久磁鐵容置於該定子之通孔內，且位於該二軸承之間。
6. 依申請專利範圍第4項所述之內轉子式馬達，其中該軸承的數量為二個，該承載座及永久磁鐵容置於該定子之通孔內，且位於該二軸承之間。
7. 依申請專利範圍第2、3或4項所述之內轉子式馬達，其中該座體設有一第一抵撐凸緣，該第一抵撐凸緣軸向延伸形成於該座體形成有該第一止擋環唇之一端部。
8. 依申請專利範圍第6項所述之內轉子式馬達，其中該座體設有一第一抵撐凸緣，該第一抵撐凸緣軸向延伸形成於該座體形成有該第一止擋環唇之一端部。
9. 依申請專利範圍第8項所述之內轉子式馬達，其中該第一抵撐凸緣抵頂於該軸承之內環端面，且該第一止擋環唇與該軸承之間留有一間隔距離。
10. 依申請專利範圍第1、2、3或4項所述之內轉子式馬達，其中該承載座設有一卡掣部，該卡掣部相對該第一止擋環唇徑向環設於該座體之另一端部，該永久磁鐵被夾持於該第一止擋環唇及卡掣部之間。
11. 依申請專利範圍第7項所述之內轉子式馬達，其中該承載座設有一卡掣部，該卡掣部相對該第一止擋環唇徑向環設於該座體之另一端部，該永久磁鐵被夾持於該第一止擋環唇及卡掣部之間。
12. 依申請專利範圍第9項所述之內轉子式馬達，其中該承載座設有一卡掣部，該卡掣部相對該第一止擋環唇徑向環設於該座體之另一端部，該永久磁鐵被夾持於該第一止擋環唇及卡掣部之間。
13. 依申請專利範圍第2、3或4項所述之內轉子式馬達，其中該承載座設有一第二止擋環唇，該第二止擋環唇相 對該第一止擋環唇徑向環設於該座體之另一端部，該第二止擋環唇的徑向長度大於該內部空間的最大徑向長度。
14. 依申請專利範圍第7項所述之內轉子式馬達，其中該承載座設有一第二止擋環唇，該第二止擋環唇相對該第一止擋環唇徑向環設於該座體之另一端部，該第二止擋環唇的徑向長度大於該內部空間的最大徑向長度。
15. 依申請專利範圍第9項所述之內轉子式馬達，其中該承載座設有一第二止擋環唇，該第二止擋環唇相對該第一止擋環唇徑向環設於該座體之另一端部，該第二止擋環唇的徑向長度大於該內部空間的最大徑向長度。
16. 依申請專利範圍第13項所述之內轉子式馬達，其中該座體設有一第二抵撐凸緣，該第二抵撐凸緣軸向延伸形成於該座體形成有該第二止擋環唇之一端部。
17. 依申請專利範圍第14項所述之內轉子式馬達，其中該座體設有一第二抵撐凸緣，該第二抵撐凸緣軸向延伸形成於該座體形成有該第二止擋環唇之一端部。
18. 依申請專利範圍第15項所述之內轉子式馬達，其中該座體設有一第二抵撐凸緣，該第二抵撐凸緣軸向延伸形成於該座體形成有該第二止擋環唇之一端部。
19. 依申請專利範圍第18項所述之內轉子式馬達，其中該第二抵撐凸緣抵頂於該軸承之內環端面，且該第二止擋環唇與該軸承之間留有一間隔距離。