TWI467892B - 具有漏磁抑制結構之轉子 - Google Patents

Description

具有漏磁抑制結構之轉子

本發明係關於一種具有漏磁抑制結構之轉子，尤指一種將漏磁抑制結構設置於轉軸以及磁石間，且轉子鐵芯間之內徑與外徑為一體連結之轉子。

一般而言，不論是工業應用、交通運輸或家電設備等，往往都會使用到旋轉電機作為動能的產生源，將電能轉換機械能，然後再將所產生的機械能做進一步的應用。在永磁無刷馬達問世之後，其高效率及高功率密度特點，已逐漸普遍應用於各式場合中，進而取代傳統有刷馬達或感應馬達，例如變頻壓縮機、船舶推進、電動車輛等。由於永磁無刷馬達是利用電子換相取代傳統有刷馬達的碳刷結構，因此具有高效率、高功率密度、耐用度較高、體積小、操控性佳及維修容易等優點。通常馬達的構造主要是由轉子與定子所構成，並藉由永久磁石與線圈的搭配組合，使線圈通電後所產生的磁場可與永久磁石的磁場產生作用，以帶動轉子轉動，藉以將電能轉換為動能。

其中，現有永磁無刷馬達之轉子通常係可使用磁通集中型轉子，其主要係可在一個轉子極距中收集到二磁石的磁通而增強磁力，而上述磁石的使用中，以可提高功率密度之稀土類磁石之效果為佳。然而，現有之技術中，若使用磁通集中型轉子的話，其部份磁場會洩漏於空氣中而有 漏磁之現象，而為了解決上述漏磁現象，許多馬達之改良機構因而被提出。

請參閱第一圖，第一圖係顯示先前技術之轉子示意圖。如第一圖所示，轉子PA1包含一轉軸PA11、複數個轉子鐵芯PA12(圖中僅標示一個)以及複數個磁石PA13(圖中僅標示一個)，該些轉子鐵芯PA12係連結於轉軸PA11，而該些磁石PA13係設置於轉子鐵芯PA12上。其中，由圖中可明顯看出，習知技術中，該些轉子鐵芯PA12係為分離式的片狀而非一體，雖然其可有效地增加阻擋漏磁之效果，但由於該些轉子鐵芯PA12並非一體成型，因此其機械強度不佳使其使用壽命仍不佳。另外，在其他提出的轉子結構中，亦有提出一體成型之結構，但其內徑並未連接而仍然有機械強度不佳之問題。

此外，上述之磁石PA13若使用稀土類磁石的話，由於現今開採的稀土金屬大多由中國所出口，而近年來隨著稀土金屬的應用愈漸廣泛，進而採取了相應的管制措施，使得稀土金屬的價格逐年升高，因此現有稀土磁石的價格相對增加且取得亦相當的困難。

有鑒於在習知技術中，現有為了增加阻擋漏磁效果而設置之轉子結構，仍具有機械強度不佳之問題，且由於現有之磁石大多使用可提高功率密度的稀土金屬，但其取之 不易的特性使得現有之轉子仍具有改善空間。

緣此，本發明之主要目的係提供一種具有漏磁抑制結構之轉子，其係將漏磁抑制結構設置於轉軸以及磁石間，且轉子鐵芯之外徑以及內徑均為一體式地連結。

本發明為解決習知技術之問題，所採用之必要技術手段係提供一種具有漏磁抑制結構之轉子，係用以設置於一馬達之定子內，並且包含一轉軸、複數個轉子鐵芯、複數個磁石以及複數個漏磁抑制結構。該些轉子鐵芯間係藉由一內連接部以及一外連接部而彼此一體成形地連結，並且鄰近設置於轉軸，該些磁石係設置於該些轉子鐵芯之間。該些漏磁抑制結構係設置於轉軸以及該些磁石之間，用以抑制該些磁石所產生之漏磁。

本發明所提供之具有漏磁抑制結構之轉子的較佳實施例中，每一該些漏磁抑制結構係設置於該轉軸以及每二該些磁石之間，而每一該些漏磁抑制結構係包含有一凸出部，凸出部係設置於每二該些磁石之間。另外，該些轉子鐵芯係為矽鋼片，且該些磁石係為鐵氧體磁石，而該些漏磁抑制結構係鄰近設置於內連接部。此外，該些漏磁抑制結構係由一防漏磁材料以及填滿一空氣中之一者所組成，防漏磁材料係為不鏽鋼與熱固性塑膠中之一者。

相較於習知技術，藉由本發明所提供之具有漏磁抑制結構之轉子，由於漏磁抑制結構設置於轉軸以及磁石間，且轉子鐵芯之外徑以及內徑均為一體式地連結，因此本案所提供之轉子不僅具有阻擋漏磁之效果，且內外徑的一體連結會使得機械強度較佳，進而增加使用壽命。另外，本發明之另一功效在於，本發明之磁石僅需使用傳統之鐵氧體磁石即可達到稀土磁石之效果，因而可降低製造轉子之成本。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

由於本發明所提供之具有漏磁抑制結構之轉子中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一個較佳實施例來加以具體說明。

請一併參閱第二圖以及第三圖，第二圖係顯示本發明較佳實施例之具有漏磁抑制結構之轉子之剖面示意圖，第三圖係顯示本發明較佳實施例之具有漏磁抑制結構之轉子之局部放大圖。如圖所示，本發明所提供之具有漏磁抑制結構之轉子1係設置於一馬達100之定子2內，馬達100係為磁通集中型馬達，具有漏磁抑制結構之轉子1包含一轉軸11、複數個轉子鐵芯12(圖中僅標示一個)、複數個磁石13(圖中僅標示一個)以及複數個漏磁抑制結構14(圖中僅標示一個)。轉軸11係可於定子2中轉動，且其 係以非導磁材料製成，而非導磁材料係定義為相對導磁係數不大於1，其例如是銅與鉛之金屬，但不限於上述，而其餘係屬於本領域技術人員都了解之習知技術，因此不再贅述。

每一該些轉子鐵芯12係鄰近設置於轉軸11，並且包含有一內連接部121以及一外連接部122，且轉子鐵芯12係藉由內連接部121以及外連接部122而彼此一體成形地連結。具體而言，內連接部121係為轉子鐵芯12之內徑，外連接部122係轉子鐵芯12之外徑，每一轉子鐵芯12都是彼此連結而一體成形，並且套設於轉軸11，進而在轉軸11轉動時，帶動轉子鐵芯12一併轉動，而該些轉子鐵芯12係為矽鋼片。

該些磁石13係設置於該些轉子鐵芯12之間，且在本發明較佳實施例中，磁石13係為鐵氧體磁石。進一步來說，每二轉子鐵芯12之間開設有一容置槽(圖未示)，而磁石13即容置於容置槽中，在此值得一提的是，圖中係以剖面線表示轉子鐵芯12以及磁石13都是實物，並且係以輻射狀排列。

漏磁抑制結構14係設置於轉軸11以及該些磁石13之間，用以抑制該些磁石13所產生之漏磁，其中，每一該些漏磁抑制結構14係設置於轉軸11以及每二該些磁石13之間，具體而言，每一該些漏磁抑制結構14係包含有一凸出部141，凸出部141係設置於每二該些磁石13之間，用以進一步縮小(necking)通道而阻擋漏磁，亦即如第三圖 所示，凸出部141與二磁石13間之通道係經由凸出部141的設置而縮小。

此外，該些漏磁抑制結構14係鄰近設置於內連接部121，而該些漏磁抑制結構14係由一防漏磁材料以及填滿一空氣中之一者所組成，防漏磁材料係為不鏽鋼與熱固性塑膠中之一者。具體而言，在本發明較佳實施例中，係在轉軸11與磁石13之間設置複數個漏磁抑制槽(圖未示)，並且在該些漏磁抑制槽填充空氣，進而形成上述之漏磁抑制結構14。而在其他實施例中，係可藉由直接在製造過程中設置以防漏磁材料所組成之漏磁抑制結構14，但不限於上述。

綜合以上所述，藉由本發明所提供之具有漏磁抑制結構之轉子1，由於漏磁抑制結構14設置於轉軸11以及磁石13間，且轉子鐵芯12之外徑以及內徑分別藉由外連接部122以及內連接部121一體式地連結，因此本案所提供之具有漏磁抑制結構之轉子1不僅具有阻擋漏磁之效果，且內外徑的一體連結會使得機械強度較佳，因而可適用於如空調壓縮機馬達之高轉速用途，並且可增加使用壽命以及簡化製程。

另外，本發明之另一功效在於，本發明之磁石13僅需使用傳統之鐵氧體磁石即可達到稀土磁石之效果，因而可降低製造之成本，並且可簡化製程。此外，由於本發明之具有漏磁抑制結構之轉子1係為磁通集中型，其相較於相同出力的鐵氧體等級電機，體積可縮小且製造成本可降 低，因此本發明實具有產業利用性。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

PA1‧‧‧轉子

PA11‧‧‧轉軸

PA12‧‧‧轉子鐵芯

PA13‧‧‧磁石

100‧‧‧馬達

1‧‧‧具有漏磁抑制結構之轉子

11‧‧‧轉軸

12‧‧‧轉子鐵芯

121‧‧‧內連接部

122‧‧‧外連接部

13‧‧‧磁石

14‧‧‧漏磁抑制結構

141‧‧‧凸出部

2‧‧‧定子

第一圖係顯示先前技術之轉子示意圖；第二圖係顯示本發明較佳實施例之具有漏磁抑制結構之轉子之剖面示意圖；以及第三圖係顯示本發明較佳實施例之具有漏磁抑制結構之轉子之局部放大圖。

100‧‧‧馬達

1‧‧‧具有漏磁抑制結構之轉子

11‧‧‧轉軸

12‧‧‧轉子鐵芯

122‧‧‧外連接部

13‧‧‧磁石

14‧‧‧漏磁抑制結構

141‧‧‧凸出部

2‧‧‧定子

Claims (4)

1. 一種具有漏磁抑制結構之轉子，係用以設置於一馬達之定子內，並且包含：一轉軸；複數個轉子鐵芯，係鄰近設置於該轉軸，並且藉由一內連接部以及一外連接部而彼此一體成型地連結；複數個磁石，係設置於該些轉子鐵芯之間；以及複數個漏磁抑制結構，係設置於該轉軸以及該些磁石之間，並鄰近設置於該內連接部，用以抑制該些磁石所產生之漏磁，且每一該些漏磁抑制結構係包含有一凸出部，該凸出部係設置於每二該些磁石之間，並位於該內連接部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有漏磁抑制結構之轉子，其中，每一該些漏磁抑制結構係設置於該轉軸以及每二該些磁石之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有漏磁抑制結構之轉子，其中，該些轉子鐵芯係為矽鋼片，且該些磁石係為鐵氧體磁石。
4. 如申請專利範圍第1項所述之具有漏磁抑制結構之轉子，其中，該些漏磁抑制結構係由一防漏磁材料以及填滿一空氣中之一者所組成，該防漏磁材料係為不鏽鋼與熱固性塑膠中之一者。