TWI539726B

TWI539726B - 馬達及其軸承組件

Info

Publication number: TWI539726B
Application number: TW103142827A
Authority: TW
Inventors: 洪銀樹
Original assignee: 建準電機工業股份有限公司
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2016-06-21
Also published as: CN204497934U; CN105790536A; TW201622310A

Description

馬達及其軸承組件

本發明係關於一種馬達及其軸承組件，尤其是一種可藉由軸承組件提升組裝便利性的馬達結構。

請參照第1圖所示，習知馬達9大致包含一殼座91、一定子92、一轉子93及一永久磁鐵94。該殼座91具有一容置空間911，該容置空間911固定有上下相對的一第一軸承912及一第二軸承913；該定子92係設置於該容置空間911內，且位於該第一軸承912及第二軸承913之間，該定子92具有一通孔921，該通孔921軸向貫穿該定子92之頂端面及底端面；該轉子93設有一轉軸931，該轉軸931結合於該第一軸承912及第二軸承913之一軸孔，使該轉軸931可轉動地設置於該定子92之通孔921中；該永久磁鐵94套設於該轉軸931之外周面，且該永久磁鐵94與該定子92之間具有一氣隙；藉此，當該馬達9作動時，可輸入電流至該定子92，使該定子92可通過該氣隙驅動該轉子93旋轉作動。

上述習知馬達9於組裝過程中，組裝人員必須事先調整該第一軸承912及第二軸承913之相對位置，詳言之，使該第一軸承912之軸孔及該第二軸承913之軸孔上下相互對位，令該第一軸承912之軸孔的中心軸線及該第二軸承913之軸孔的中心軸線位於同一直線上，藉此，在安裝該轉子93之轉軸931時，該轉軸931方可依序穿伸通過該第一軸承912之軸孔及該第二軸承913之軸孔，並確保該轉軸931之中心軸線亦可與該第一軸承912及該第二軸承913之軸孔的中心軸線位於同一直線上，以完成「同心校正作業」，進而提升該轉子93的旋轉穩定性；然而，組裝人員在調整該第一軸承912及第二軸承913之相對位置時，亦容易浪費過多組裝時間，造成組裝上之諸多不便。

本發明係提供一種馬達及其軸承組件，以供安裝轉軸時，可確保轉軸更容易穿伸通過軸承組件，並兼可快速完成同心校正作業。

本發明馬達可包括一馬達殼、一軸承組件、一定子及一轉子。該馬達殼內部設有一容置空間，且該馬達殼設有一第一樞接部，該第一樞接部設有一容置槽；該軸承組件可活動地結合於上述第一樞接部之容置槽，該軸承組件包含一軸承座及一第一軸承，該軸承座設有一定位槽及連通該定位槽的一開口，該第一軸承經由該開口結合於該定位槽，該軸承組件之軸承座的外側周壁設有一導引部，該導引部用以使該軸承組件能夠於該容置槽內活動；該定子設置於上述馬達殼之容置空間；該轉子包含一轉軸及一永久磁鐵，該轉軸可旋轉地穿伸結合於該第一軸承，該永久磁鐵結合於該轉軸並與上述定子之間具有一氣隙。較佳地，該馬達殼的相對二端可分別設有該第一樞接部及一第二樞接部，該第二樞接部亦設有一容置槽，該第二樞接部之容置槽另設置一第二軸承，該轉軸可旋轉地同時穿伸結合於該第一軸承及該第二軸承。

基於相同技術概念下，本發明馬達亦可包括一馬達殼、二軸承組件、一定子及一轉子。該馬達殼內部設有一容置空間，且該馬達殼的相對二端分別設有一第一樞接部及一第二樞接部，該第一樞接部及該第二樞接部分別設有一容置槽；該二軸承組件分別可活動地結合於上述第一樞接部及第二樞接部之容置槽，該二軸承組件各包含一軸承座及一第一軸承，該軸承座設有一定位槽及連通該定位槽的一開口，該第一軸承經由該開口結合於該定位槽，該二軸承組件之軸承座的外側周壁設有一導引部，該導引部用以使該軸承組件能夠於該容置槽內活動；該定子設置於上述馬達殼之容置空間；該轉子包含一轉軸及一永久磁鐵，該轉軸可旋轉地穿伸結合於該二軸承組件之第一軸承，該永久磁鐵結合於該轉軸並與上述定子之間具有一氣隙。

其中，上述第一樞接部之容置槽內側周壁形成一圓弧面，結合上述第一樞接部的該軸承座之導引部與該圓弧面貼接。

其中，上述第一樞接部設有數個擋塊，結合上述第一樞接部的該軸承組件之軸承座的開口周緣設有數個凸塊，該數個凸塊分別位於該第一樞接部之任二相鄰的數個擋塊之間。

其中，上述第二樞接部之容置槽內側周壁形成一圓弧面，結合上述第二樞接部的該軸承座之導引部與該圓弧面貼接。

其中，上述軸承座之導引部為導弧面，該導弧面之曲率與上述第二樞接部之容置槽之圓弧面的曲率相同。

其中，上述第二樞接部設有數個擋塊，結合上述第二樞接部的該軸承組件之軸承座的開口周緣設有數個凸塊，該數個凸塊分別位於該第二樞接部之任二相鄰的數個擋塊之間。

其中，上述二軸承組件之軸承座各設有一承載部，該承載部周緣設有一側壁部，該承載部及該側壁部共同構成上述定位槽。

其中，上述二軸承組件之軸承座之定位槽的內側槽壁各形成數個固定肋，該數個固定肋環繞並緊抵於該第一軸承的外側周壁。

其中，上述馬達殼包含一殼體及一封蓋，該殼體及該封蓋相互結合構成該馬達殼，上述第一樞接部設置於該封蓋位於該容置空間之一內側面，上述第二樞接部設置於該殼體朝向於該封蓋之一內側面。

其中，上述第一樞接部自該封蓋之內側面形成上述容置槽。

其中，上述第二樞接部自該殼體之內側面形成上述容置槽。

其中，上述轉子之轉軸的一端穿伸至該馬達殼之外部；或者，上述轉子之轉軸的相對二端均穿伸至該馬達殼之外部。

其中，上述至少一軸承組件與上述轉子之間可設置一彈性元件。

其中，上述至少一軸承組件的軸承座與上述容置槽之間形成一活動間隙。

其中，上述軸承座之導引部或承載部形成一環凸緣，該軸承座與上述容置槽之間藉由該環凸緣形成接觸。

其中，上述軸承座之導引部或承載部形成至少一凸點，該軸承座與上述容置槽之間藉由該至少一凸點形成接觸。

藉由上述軸承組件之設計，在安裝上述轉軸的過程中，可無須浪費過多組裝時間調整該軸承組件之第一軸承的相對位置，以達到提升組裝便利性之功效。

〔本發明〕

1‧‧‧馬達殼

1a‧‧‧殼體

1b‧‧‧封蓋

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧第一樞接部

121‧‧‧容置槽

122‧‧‧圓弧面

123‧‧‧擋塊

124‧‧‧穿孔

13‧‧‧第二樞接部

131‧‧‧容置槽

132‧‧‧圓弧面

133‧‧‧擋塊

134‧‧‧穿孔

2‧‧‧軸承組件

21‧‧‧軸承座

211‧‧‧承載部

212‧‧‧側壁部

213‧‧‧定位槽

214‧‧‧開口

215‧‧‧固定肋

216‧‧‧導引部

217‧‧‧凸塊

218‧‧‧環凸緣

219‧‧‧凸點

22‧‧‧第一軸承

221‧‧‧軸孔

3‧‧‧定子

4‧‧‧轉子

41‧‧‧轉軸

42‧‧‧永久磁鐵

5‧‧‧彈性元件

6‧‧‧第二軸承

d‧‧‧活動間隙

〔習知〕

9‧‧‧馬達

91‧‧‧殼座

911‧‧‧容置空間

912‧‧‧第一軸承

913‧‧‧第二軸承

92‧‧‧定子

921‧‧‧通孔

93‧‧‧轉子

931‧‧‧轉軸

94‧‧‧永久磁鐵

第1圖：係習知馬達的組合剖視圖。

第2圖：係本發明馬達的組合剖視圖。

第3圖：係本發明馬達之軸承組件的立體分解圖。

第4圖：係本發明馬達的局部俯視示意圖。

第5圖：係本發明馬達之轉軸於旋轉時的局部俯視示意圖。

第6圖：係本發明馬達於安裝轉軸時的使用狀態參考圖(一)。

第7圖：係本發明馬達於安裝轉軸時的使用狀態參考圖(二)。

第8圖：係本發明馬達之軸承組件裝設有彈性元件時的立體分解圖。

第9圖：係本發明馬達之轉軸二端穿伸出馬達殼外部的組合剖視圖。

第10圖：係本發明馬達僅裝設單一組軸承組件時的組合剖視圖。

第11圖：係本發明馬達之軸承座的導引部設有環凸緣時的立體外觀圖。

第12圖：係本發明馬達之軸承座的承載部設有環凸緣時的立體外觀圖。

第13圖：係本發明馬達之軸承座的導引部設有凸點時的立體外觀圖。

第14圖：係本發明馬達之軸承座的承載部設有凸點時的立體外觀圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之實施例，並配合所附圖式，詳細說明如下。

請參照第2及3圖所示，本發明馬達可包含一馬達殼1、二軸承組件2、一定子3及一轉子4。該二軸承組件2及該定子3可結合於該馬達殼1內部，該轉子4可旋轉地結合於該二軸承組件2，該定子3用以驅動該轉子4旋轉作動。

上述馬達殼1內部設有一容置空間11，且該馬達殼1的相對二端可分別設有一第一樞接部12及一第二樞接部13，其中該馬達殼1可為各種能夠供上述軸承組件2、上述定子3及上述轉子4容置組裝的中空殼體結構，本發明不加以限制。本實施例中，該馬達殼1可包含一殼體1a及一封蓋1b，該殼體1a及該封蓋1b可相互結合構成該馬達殼1；該第一樞接部12可設置於該封蓋1b位於該容置空間11之一內側面，該第二樞接部13可設置於該殼體1a朝向於該封蓋1b之一內側面，該第一樞接部12及第二樞接部13彼此之間具有一間距，以供該軸承組件2及該轉子4進行組裝(詳參後續說明)。

上述第一樞接部12及第二樞接部13的結構空間型態係以可分別供上述二軸承組件2組裝為原則，因此，該第一樞接部12及該第二樞接部13的形狀本發明不加以限制。請參照第3圖所示，以該第一樞接部 12為例，係揭示該第一樞接部12自該封蓋1b之內側面形成一容置槽121，以供上述軸承組件2可活動地結合於該容置槽121中，該容置槽121的形成方式可以自該封蓋1b之外側面朝向該容置空間11方向利用沖壓方式形成一環凸緣，使該環凸緣圍繞形成該容置槽121。又，該容置槽121之內側周壁較佳形成一圓弧面122，使該軸承組件2可藉由該圓弧面122設計，更容易且順暢地於該容置槽121中活動；另外，該封蓋1b之內側面可設有數個擋塊123，用以限制該軸承組件2於該容置槽121中的活動裕度(詳參後續說明)。

又，上述第一樞接部12及第二樞接部13的結構空間型態原則上可以完全相同或略有不同。如第2圖所示之實施例中，係揭示該第二樞接部13同樣包含一容置槽131、一圓弧面132及一擋塊133，相較於該第一樞接部12，該第二樞接部13之容置槽131的形狀與該第一樞接部12之容置槽121的形狀及成型方式略有不同，但亦可用以供上述另一軸承組件2可活動地結合，且上述馬達殼1之殼體1a於該容置槽131中設有一穿孔134，該穿孔134可供上述轉子4之一端穿伸至該馬達殼1外部。同樣地，上述封蓋1b於該容置槽121中亦可設有一穿孔(詳參後續第9圖之說明)，使該轉子4之另一端亦可穿伸至該馬達殼1外部。

上述二軸承組件2均包含一軸承座21及一第一軸承22，該軸承座21及該第一軸承22彼此之間可為一體設計或能夠拆裝地結合，本發明不加以限制。請配合參照第3圖所示，該軸承座21設有一承載部211，該承載部211周緣設有一側壁部212，該承載部211及該側壁部212共同構成一定位槽213，且該側壁部212設有連通該定位槽213的一開口214，以供該第一軸承22可經由該開口214結合於該軸承座21之定位槽213。另外，該第一軸承22與該軸承座21之定位槽213的固定方式可為緊配合、鎖固、焊接或卡固等，本發明不加以限制；本實施例中，該定位槽213之內側槽壁可形成數個固定肋215，該數個固定肋215用以環繞並緊抵於該第一軸承22的外側周壁，使該第一軸承22可利用緊配合方式穩固結合於該定位槽213中，並提升組裝便利性。該第一軸承22可為具有一軸孔221之各種不同型式的軸承結構，本發明不加以限制，本實施例中，係該第一軸承22為具有內、外環結構的滾珠軸承。

又，上述軸承組件2之軸承座21的外側周壁設有一導引部216，該導引部216可以為導弧面或導斜面等可於上述容置槽121、131之內側周壁滑移的結構設計，本實施例中，係揭示該導引部216為導弧面；藉此，該軸承組件2結合於上述容置槽121、131時，可以於上述容置槽121、131的空間內有限度地微調位置；特別是，當該容置槽121、131之內側周壁較佳形成上述圓弧面122、132時，該導引部216可與該圓弧面122、132貼接，且該導引部216之導弧面的曲率與該圓弧面122、132的曲率可以相同，使該軸承座21更容易於該容置槽121、131的空間內活動；藉此，確保該二軸承組件2之第一軸承22的軸孔221可上下相互對位(詳參後續有關第6圖的相關說明)。另外，請配合參照第4及5圖所示，該軸承組件2之軸承座21的開口214周緣可以設有數個凸塊217，當該軸承組件2可活動地結合於該容置槽121時，該數個凸塊217可以分別位於上述馬達殼1之任二相鄰的數個擋塊123之間；藉此，上述轉子4藉由該二軸承組件2旋轉作動，且當該第一軸承22為具有內、外環結構的滾珠軸承時，確保僅該第一軸承22之內環隨著該轉子4旋轉作動，再利用該數個凸塊217與該數個擋塊123的擋止配合，而可同時避免該第一軸承22之外環隨著該轉子4旋轉作動，以提升該轉子4的旋轉穩定性。

上述定子3結合於上述馬達殼1之容置空間11，該定子3可利用如緊配結合或鎖固等方式固定於該容置空間11內，本發明不加以限制。

上述轉子4包含一轉軸41及一永久磁鐵42，該轉軸41可旋轉地與上述二軸承組件2之第一軸承22的軸孔221結合，且該轉軸41的至少一端可穿伸上述穿孔134，該永久磁鐵42可結合於該轉軸41上，且該永久磁鐵42與上述定子3之間具有一氣隙，該定子3通電後可透過該氣隙產生交變磁場，以驅動該轉子4旋轉作動；又，該轉子4與該定子3所構成的馬達結構，可為內轉子馬達或外轉子馬達，本發明不加以限制。

當定義上述轉軸41、上述二軸承組件2之第一軸承22的軸孔221及上述馬達殼1之穿孔134各具有一中心軸線時，該轉軸41於安裝的過程中，即使先前上下相對的該二第一軸承22之軸孔221的中心軸線略有偏離而未位於同一直線上，藉由該軸承組件2之軸承座21的導引部216設計，該軸承組件2依然可以於上述容置槽121、131的空間微調位置，使各該中心軸線在軸向上相互對位。詳言之，請參照第6圖所示，當該轉軸41欲自上述馬達殼1之穿孔134穿伸通過一軸承組件2之第一軸承22的軸孔221時，假設該第一軸承22的軸孔221的中心軸線與該穿孔134的中心軸線略為偏離，但仍可利用該軸承座21之導引部216設計，使該轉軸41之一端在穿伸通過該第一軸承22的軸孔221的過程中，該軸承座21可於該容置槽121、131中微調位置並同時帶動該第一軸承22，令該第一軸承22之軸孔221的中心軸線與該穿孔134的中心軸線位於同一直線上；同樣地，請參照第7圖所示，當該轉軸41欲穿伸通過另一軸承組件2之第一軸承22的軸孔221時，亦可利用該另一軸承組件2之軸承座21的導引部216設計，使該二軸承組件2之第一軸承22的軸孔221中心軸線均位於同一直線上，以完成「同心校正作業」，進而提升該轉子4的旋轉穩定性。

又，請參照第8及9圖所示，上述馬達殼1之殼體1a及封蓋1b可於該容置槽121、131中各設有一穿孔124、134，該穿孔124、134可供上述轉子4之相對二端均穿伸至該馬達殼1外部，且本實施例中，係揭示該導引部216為導斜面。另外，上述其中至少一軸承組件2與上述轉子4之間可設置一彈性元件5(如圖所示係揭示該彈性元件5位於該軸承組件2及該轉子4的永久磁鐵42之間)，藉此，該轉子4旋轉作動時可利用該彈性元件5吸收震動，以穩定旋轉作動。

又，上述第2、6及7圖所揭示之實施例中，雖均揭示該二軸承組件2均由軸承座21及第一軸承22所構成，然而，請參照第10圖所示，本發明二軸承組件2之其中一軸承組件2亦可以常見之一第二軸承6(如滾珠軸承或含油軸承等習用軸承)替代，而上述第一樞接部12及第二樞接部13之其中一樞接部亦僅須配合設置可供該第二軸承6結合的結構(即無須設置如上述圓弧面122、132等結構)。本實施例中，係揭示本發明之軸承組件2數量為一組，該軸承組件2設置於該第一樞接部12，該二樞接部13之容置槽131則設置該第二軸承6(亦可於第一樞接部12之容置槽121設置該第二軸承6，該軸承組件2則設置於該第二樞接部13)；藉此，本發明即使僅利用單一組軸承組件2搭配合該第二軸承6，甚至亦可僅使用單一組軸承組件2，而省略該第二軸承6，同樣具有使該軸承座21可於該容置槽121、131中微調位置之功能，其微調方式同上述說明，為本領域技術人員可以理解，容不贅述；另外，該軸承組件2的軸承座21及上述容置槽121、131之間亦可以形成一活動間隙d，該活動間隙d未涵蓋該導引部216與該容置槽121、131的內側周壁的相接觸部位，較佳係如圖所示位於該軸承座21底部及該容置槽121、131的內側周壁之間，使該軸承組件2更容易於上述容置槽121、131的空間微調位置。

又，請參照第11圖所示，上述軸承座21之導引部216可以形成一環凸緣218；藉此，該軸承座21的導引部216與上述容置槽121、131之間可藉由該環凸緣218形成線接觸；或者，請參照第12圖所示，上述軸承座21之承載部211可以形成一環凸緣218；藉此，該軸承座21的承載部211與上述容置槽121、131之間同樣可藉由該環凸緣218形成線接觸，相較於面接觸之設計，該軸承組件2可於上述容置槽121、131的空間更容易微調位置。另外，請參照第13圖所示，上述軸承座21之導引部216可以形成至少一凸點219；藉此，該軸承座21的導引部216與上述容置槽121、131的內側周壁之間可藉由該至少一凸點219形成點接觸；或者，請參照第14圖所示，上述軸承座21之承載部211可以形成至少一凸點219；藉此，該軸承座21的承載部211與上述容置槽121、131之間同樣可藉由該至少一凸點219形成點接觸，相較於面接觸或線接觸之設計，該軸承組件2可更靈活地於上述容置槽121、131的空間微調位置。

綜上所述，本發明馬達藉由上述軸承組件2之設計，在安裝上述轉軸41的過程中，可無須浪費過多組裝時間調整該軸承組件2之第一軸承22的相對位置，以達到提升組裝便利性之功效。

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創作，任何熟習此技藝者在不脫離本創作之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本創作所保護之技術範疇，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。