TWI408869B - 軸向繞線馬達 - Google Patents

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Yen Ming Chen
Chung Ken Cheng
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Sunonwealth Electr Mach Ind Co
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    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
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Description

軸向繞線馬達
本發明係有關於一種軸向繞線馬達，特別是一種具有低軸向振動量之軸向繞線馬達。
請參照第1至3圖所示，其係為習知之軸向繞線馬達，該軸向繞線馬達包含一定子8及一轉子9，該定子8係供接收電流產生磁力，該轉子9係可轉動的對應該定子8設置，且可感應該定子8所產生的磁力進行轉動。
詳言之，該定子8具有一繞線組件81、一第一導磁片82及一第二導磁片83，該繞線組件81係具有一繞線811沿該定子8之軸向延伸；該第一導磁片82設置於該繞線組件81在軸向上的一端，且該第一導磁片82具有二極靴821及二激磁面822，各該極靴821係位於該第一導磁片82之外周，該二激磁面822分別位於該二極靴821且形成於該定子8之徑向外表面；該第二導磁片83設置於該繞線組件81在軸向上的另一端，且該第二導磁片83亦具有二極靴831及二激磁面832，各該極靴831係位於該第二導磁片83之外周，該二激磁面832分別位於該二極靴831且形成於該定子8之徑向外表面。其中，在該定子8之軸向上，該第一導磁片82的任一極靴821均不與該第二導磁片83的任一極靴831重疊。此外，該轉子9係具有一環形磁鐵91沿該定子8之外周面延伸環繞該定子8，該環形磁鐵91具有數個磁極面911朝向該定子8，且該數個磁極面911係如第3圖所示，為交錯設置的數個N磁極面及S磁極面。藉此，當電流輸入該繞線811時，該二導磁片82、83之二激磁面822、832即分別激磁產生二N磁極及二S磁極[即該二激磁面822為二N磁極，而該二激磁面832為二S磁極；或者，該二激磁面822為二S磁極，而該二激磁面832為二N磁極]，進而與該轉子9的該數個磁極面911互斥而推動該轉子9進行轉動。
然而，由於該二導磁片82、83係分別位於該繞線組件81的軸向二端，且在該定子8之圓周上，該激磁面822、832係交錯設置，因此在激磁形成該N磁極及S磁極而推動該環形磁鐵91時，該N磁極及S磁極係分別錯位推斥該環形磁鐵91在軸向上的二端，導致該轉子9易於在轉動時產生較大的軸向振動，且亦具有較大的頓轉轉矩[Cogging Torque]。因此，有必要進一步改良上述之習知軸向繞線馬達。
本發明之目的乃提供一種軸向繞線馬達，其係可於驅動馬達之轉子進行運轉時，達成降低轉子軸向振動及頓轉轉矩之功效。
本發明之另一目的乃提供一種軸向繞線馬達，其係可於轉子運轉並產生軸向振動時，提供較大的軸向恢復力。
本發明之技術手段為：一種軸向繞線馬達，其包含一定子及一轉子。該定子具有一第一導磁片及一第二導磁片，該第一及第二導磁片分別結合於一繞線組件在軸向上的二端，該第一導磁片具有數個第一極靴，各該第一極靴位於該第一導磁片之外周，該第二導磁片具有數個第二極靴，各該第二極靴位於該第二導磁片之外周。該轉子係可轉動的對應該定子設置，且該轉子具有數個磁極面朝向該定子。其中，任一第一極靴在該定子之軸向上與相鄰的第二極靴至少部分重疊。
本發明之技術手段另包含：該轉子之數個磁極面係沿該轉子的圓周形成數個異磁區域，各該異磁區域平行該轉子之軸向延伸，且各該異磁區域均具有至少一S磁極面及一N磁極面。
為讓本發明上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明的較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第4圖所示，其係為本發明較佳實施例之軸向繞線馬達的分解立體圖，其中該較佳實施例之軸向繞線馬達包含一定子1及一轉子2，該定子1係供接收電流產生磁力，該轉子2係可轉動的對應該定子1設置，且可受該定子1所產生之磁力驅使進行旋轉。
詳言之，請參照第4及5圖所示，本發明較佳實施例之軸向繞線馬達之定子1包含一繞線組件11、一第一導磁片12及一第二導磁片13。該繞線組件11係沿該定子1之軸向延伸且具有一第一軸向端面111、一第二軸向端面112、一繞線113及一軸孔114，該二軸向端面111、112係形成該繞線組件11在軸向上的二端，該繞線113係環繞該繞線組件11之軸向延伸於該二軸向端面111、112之間，而該軸孔114則沿該繞線組件11之軸向連通該二軸向端面111、112。該第一導磁片12結合於該繞線組件11之第一軸向端面111，且該第一導磁片12具有一透孔121、數個第一極靴122及數個第一激磁面123，該透孔121係穿過該第一導磁片12之中心位置並對齊該軸孔114，各該第一極靴122係位於該第一導磁片12之外周，該數個第一激磁面123係分別位於該數個第一極靴122且形成於該定子1之徑向外表面。該第二導磁片13結合於該繞線組件11之第二軸向端面112，且該第二導磁片13亦具有一透孔131、數個第二極靴132及數個第二激磁面133，該透孔131係穿過該第二導磁片13之中心位置並對齊該軸孔114，各該第二極靴132係位於該第二導磁片13之外周，該數個第二激磁面133係分別位於該數個第二極靴132且形成於該定子1之徑向外表面。
請參照第4至6圖所示，本發明較佳實施例之軸向繞線馬達之轉子2包含一轉軸21及一磁鐵22。該轉軸21係位於該轉子2之中心位置，且該轉軸21延伸通過該透孔121、軸孔114及透孔131。該磁鐵22係環繞該轉軸21設置，且該磁鐵22之內周面具有數個磁極面221朝向該定子1。
本發明之軸向繞線馬達的特徵在於：在該定子1之軸向上，任一第一極靴122係與相鄰的第二極靴132至少部分重疊。換言之，以第5圖所示之定子1為例，任一第一極靴122係在該定子1之軸向上與相鄰的第二極靴132完全重疊，即該第一導磁片12與第二導磁面13沿相同方向平行延伸；或者，如第6圖所示，亦可設置任一第一極靴122在該定子1之軸向上與相鄰的第二極靴132部分重疊。另，以第7圖所示之定子1的另一種實施方式為例，即使該第一導磁片12之第一極靴122及該第二導磁面13之第二極靴132之數量各為四個，仍可設置任一第一極靴122在該定子1之軸向上與相鄰的第二極靴132部分重疊。
此外，如第8及9圖所示，對應於該定子1之設置方式，該轉子2之數個磁極面221係沿該轉子2的圓周形成數個異磁區域222，各該異磁區域222係由該磁鐵22之內表面平行於該轉子2之軸向延伸，且各該異磁區域222均具有至少一S磁極面及一N磁極面。詳言之，該異磁區域222係可透過多種設置方式實現，例如：如第8圖所示，該磁鐵22之數個磁極面221係可形成一第一環磁面221a及一第二環磁面221b，其中各該環磁面221a、221b均具有至少一N磁極面及至少一S磁極面，且該第一環磁面221a及第二環磁面22b係沿該轉子2之軸向排列，使該第一環磁面221a係朝向該第一導磁片12之第一激磁面122，而該第二環磁面221b則朝向該第二導磁片13之第二激磁面132；然而，亦可僅規劃該數個磁極面221的延伸方向，使該延伸方向與該轉子2之軸向之間形成一傾斜角φ，進而形成該數個異磁區域222。
藉此，由於該第一極靴122與該第二極靴132係在該定子1之軸向上至少部分重疊，故在該定子1之徑向上，該第一導磁片12的延伸方向與該第二導磁片13的延伸方向之間的夾角較小，因此當輸入電流至本發明較佳實施例之軸向繞線馬達的繞線113時，可以使該第一激磁面123及第二激磁面133對該磁鐵22的推斥力在軸向上之分量相互抵銷，達成降低轉子2之軸向振動之目的，且可同時降低頓轉轉矩，並在產生軸向移動時具有較高的軸向恢復力。
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的精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護的技術範疇，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
 [本發明]
1．．．定子
11．．．繞線組件
111．．．第一軸向端面
112．．．第二軸向端面
113．．．繞線
114．．．軸孔
12‧‧‧第一導磁片
121‧‧‧透孔
122‧‧‧第一極靴
123‧‧‧第一激磁面
13‧‧‧第二導磁片
131‧‧‧透孔
132‧‧‧第二極靴
133‧‧‧第二激磁面
2‧‧‧轉子
21‧‧‧轉軸
22‧‧‧磁鐵
221‧‧‧磁極面
221a‧‧‧第一環磁面
221b‧‧‧第二環磁面
222‧‧‧異磁區域
φ‧‧‧傾斜角
〔習知〕
8‧‧‧定子
81‧‧‧繞線組件
811‧‧‧繞線
82‧‧‧第一導磁片
821‧‧‧極靴
822‧‧‧激磁面
83‧‧‧第二導磁片
831‧‧‧極靴
832‧‧‧激磁面
9‧‧‧轉子
91‧‧‧環形磁鐵
911‧‧‧磁極面
第1圖：習知之軸向繞線馬達的分解立體圖。
第2圖：習知之軸向繞線馬達的組合上視圖。
第3圖：習知之軸向繞線馬達的轉子之磁極面的展開圖。
第4圖：本發明較佳實施例之軸向繞線馬達的分解立體圖。
第5圖：本發明較佳實施例之軸向繞線馬達的組合上視圖。
第6圖：本發明較佳實施例之軸向繞線馬達另一實施方式的組合上視圖。
第7圖：本發明較佳實施例之軸向繞線馬達又一實施方式的組合上視圖。
第8圖：本發明較佳實施例之軸向繞線馬達的轉子之磁極面的展開圖。
第9圖：本發明較佳實施例之軸向繞線馬達的轉子之另一實施方式之磁極面的展開圖。
1‧‧‧定子
11‧‧‧繞線組件
111‧‧‧第一軸向端面
112‧‧‧第二軸向端面
113‧‧‧繞線
114‧‧‧軸孔
12‧‧‧第一導磁片
121‧‧‧透孔
122‧‧‧第一極靴
123‧‧‧第一激磁面
13‧‧‧第二導磁片
131‧‧‧透孔
132‧‧‧第二極靴
133‧‧‧第二激磁面
2‧‧‧轉子
21‧‧‧轉軸
22‧‧‧磁鐵
221‧‧‧磁極面
221a‧‧‧第一環磁面
221b‧‧‧第二環磁面

Claims (2)

  1. 一種軸向繞線馬達，其包含：一定子，係具有一第一導磁片及一第二導磁片，該第一及第二導磁片分別結合於一繞線組件在軸向上的二端，該第一導磁片具有數個第一極靴，各該第一極靴位於該第一導磁片之外周，該第二導磁片具有數個第二極靴，各該第二極靴位於該第二導磁片之外周；一轉子，係可轉動的對應該定子設置，且該轉子具有數個磁極面朝向該定子，該轉子之數個磁極面係沿該轉子的圓周形成數個異磁區域，各該異磁區域平行該轉子之軸向延伸，且各該異磁區域均具有至少一S磁極面及一N磁極面；其中，任一第一極靴在該定子之軸向上與相鄰的第二極靴至少部分重疊，該數個磁極面的延伸方向與該轉子之軸向之間形成一傾斜角，以形成該數個異磁區域。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之軸向繞線馬達，其中任一第一極靴在該定子之軸向上與相鄰的第二極靴完全重疊。
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