TWI545873B - 適用於馬達的轉子結構 - Google Patents

Description

適用於馬達的轉子結構

本發明關於一種適用於馬達的轉子結構，尤指一種可提升輸出扭力並有利於生產組裝的馬達的轉子結構。

一般來說，馬達包含有轉子和定子，轉子可轉動地設置於定子內，轉子內可設有磁鐵，而定子可提供時變的磁場，用以與轉子內的磁鐵所產生的磁力作用，以驅動轉子轉動而對外產生一輸出扭力，從而提供傳動系統(例如齒輪組)動力。然而，習知的磁鐵是設置並包覆於轉子內，其所產生的磁力會被轉子的壁體所遮擋而無法直接暴露於定子所提供的時變磁場，因而降低轉子所產生的輸出扭力，此外將磁鐵設置並包覆於轉子內，其製造及組裝程序較繁複，不利於生產組裝的進行。

因此，本發明提供一種可提升輸出扭力並有利於生產組裝的馬達的轉子結構，以解決上述問題。

為了達成上述目的，本發明揭露一種適用於馬達的轉子結構，其包含有一轉子本體以及一第一瓦型磁鐵，該轉子本體上形成有連通於該轉子本體外部的一第一卡槽，該第一卡槽具有一第一卡槽底壁及一第一卡槽斜壁，該第一卡槽底壁連接於該第一卡槽斜壁，且該第一卡槽底壁不垂直於該第一卡槽斜壁，該第一瓦型磁鐵安裝於該第一卡槽內，該第一瓦型磁鐵具有對應該第一卡槽底壁的一第一磁鐵底壁及對應該第一卡槽斜壁的一第一磁鐵斜壁，該第一磁鐵底壁不垂直於該第一磁鐵斜壁，且該第一磁鐵底壁與該第一磁鐵斜壁間的夾角實質上等於該第一卡槽底壁及該第一卡槽斜壁間的夾角。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一卡槽另具有一第一卡槽直壁，其連接於該第一卡槽底壁且相對於該第一卡槽斜壁，該第一卡槽直壁實質上垂直於該第一卡槽底壁，該第一瓦型磁鐵另具有對應該第一卡槽直壁的一第一磁鐵直壁，該第一磁鐵直壁實質上垂直於該第一磁鐵底壁。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一卡槽底壁與該第一卡槽斜壁間的夾角為一銳角。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一卡槽另具有一第一卡槽側壁，其連接於該第一卡槽底壁且相對於該第一卡槽斜壁，該第一卡槽側壁不垂直於該第一卡槽底壁，該第一瓦型磁鐵另具有對應該第一卡槽側壁的一第一磁鐵側壁，該第一磁鐵側壁不垂直於該第一磁鐵底壁，且該第一磁鐵底壁與該第一磁鐵側壁間的夾角實質上等於該第一卡槽底壁及該第一卡槽側壁間的夾角。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一卡槽底壁與該第一卡槽斜壁間的夾角以及該第一卡槽底壁及該第一卡槽側壁間的夾角分別為一銳角。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一卡槽另具有一第一卡槽直壁，其連接於該第一卡槽底壁且相對於該第一卡槽斜壁，該第一卡槽直壁實質上垂直於該第一卡槽底壁，該轉子本體上另形成有一第二卡槽，其連通於該轉子本體外部且與該第一卡槽相鄰，該第二卡槽具有一第二卡槽底壁、一第二卡槽斜壁及一第二卡槽直壁，該第二卡槽底壁連接於該第二卡槽斜壁與該第二卡槽直壁，該第二卡槽直壁實質上垂直於該第二卡槽底壁，該第二卡槽斜壁與該第一卡槽斜壁相鄰，且該第二卡槽斜壁不垂直於該第二卡槽底壁。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該轉子結構另包含有一第二瓦型磁鐵，其安裝於該第二卡槽內，該第二瓦型磁鐵具有對應該第二卡槽底壁的一第二磁鐵底壁、對應該第二卡槽斜壁的一第二磁鐵斜壁及對應該第二卡槽直壁的一第二磁鐵直壁，該第二磁鐵直壁實質上垂直於該第二磁鐵底壁，該第二磁鐵底壁不垂直於該第二磁鐵斜壁，且該第二磁鐵底壁與該第二磁鐵斜壁間的夾角實質上等於該第二卡槽底壁及該第二卡槽斜壁間的夾角。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一瓦型磁鐵另具有一第一磁鐵直壁及一第一磁鐵弧壁，該第一磁鐵直壁對應該第一卡槽直壁且實質上垂直於該第一磁鐵底壁，該第一磁鐵弧壁連接該第一磁鐵斜壁與該第一磁鐵直壁，該第一磁鐵弧壁與該第一磁鐵底壁相對且露出於該轉子本體，該第二瓦型磁鐵另具有一第二磁鐵弧壁，其連接該第二磁鐵斜壁與該第二磁鐵直壁，該第二磁鐵弧壁與該第二磁鐵底壁相對且露出於該轉子本體。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一卡槽底壁與該第一卡槽斜壁間的夾角為一銳角，且該第二卡槽底壁與該第二卡槽斜壁間的夾角為一鈍角。

根據本發明之其中之一實施方式，本發明另揭露該第一瓦型磁鐵另具有一第一磁鐵弧壁，其與該第一磁鐵底壁相對且露出於該轉子本體。

綜上所述，相較於先前技術，由於轉子結構的轉子本體上的卡槽係連通於轉子本體外部，因此當瓦型磁鐵裝入卡槽內時，瓦型磁鐵的磁鐵弧壁便可露出於轉子本體，藉此磁鐵弧壁所產生的磁力不會被轉子本體所遮擋而可直接暴露於該定子所提供的時變磁場，以提升轉子結構所產生的輸出扭力。另外，由於轉子結構的轉子本體上的卡槽係連通於轉子本體外部，因此於組裝時，可將瓦型磁鐵直接沿平行於轉子本體之軸線的軸向方向設置於轉子本體的卡槽內，其製造及組裝程序較簡易，有利於生產組裝的進行。有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。請參閱第1圖，第1圖為本發明第一實施例一轉子結構3000的示意圖。如第1圖所示，轉子結構3000包含有一轉子本體1及複數個第一瓦型磁鐵2，轉子本體1上形成有連通於轉子本體1外部的複數個第一卡槽10，其中複數個第一瓦型磁鐵2係分別對應且安裝於複數個第一卡槽10內，為求簡潔，以下係僅以複數個第一卡槽10的其中之一及複數個第一瓦型磁鐵2的其中之一作結構介紹。於此實施例中，轉子結構3000可適用於一電動機單元(例如馬達)。

請參閱第1圖至第3圖，第2圖為本發明第一實施例轉子本體1的示意圖，第3圖為本發明第一實施例轉子結構3000的局部放大示意圖。如第1圖至第3圖所示，第一卡槽10具有一第一卡槽底壁101、一第一卡槽斜壁102及一第一卡槽直壁103，第一卡槽底壁101連接於第一卡槽斜壁102與第一卡槽直壁103，第一卡槽直壁103相對於第一卡槽斜壁102，第一卡槽底壁101不垂直於第一卡槽斜壁102，且第一卡槽直壁103實質上垂直於第一卡槽底壁101。另外，第一瓦型磁鐵2具有對應第一卡槽底壁101的一第一磁鐵底壁201、對應第一卡槽斜壁102的一第一磁鐵斜壁202以及對應第一卡槽直壁103的一第一磁鐵直壁203，第一磁鐵底壁201連接第一磁鐵斜壁202與第一磁鐵直壁203，第一磁鐵直壁203相對於第一磁鐵斜壁202，第一磁鐵底壁201不垂直於第一磁鐵斜壁202，且第一磁鐵直壁203實質上垂直於第一磁鐵底壁201。

於組裝第一瓦型磁鐵2與轉子本體1時，可將第一瓦型磁鐵2沿平行於第2圖所示之轉子本體1之軸線X的一軸向方向裝入轉子本體1的第一卡槽10內，使第一卡槽10的第一卡槽底壁101、第一卡槽斜壁102及第一卡槽直壁103分別抵接第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵底壁201、第一磁鐵斜壁202及第一磁鐵直壁203。於此實施例中，第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102間的夾角θ1為一銳角，因此第一磁鐵底壁201與第一磁鐵斜壁202間的夾角α1亦為該銳角，即第一磁鐵底壁201與第一磁鐵斜壁202間的夾角α1實質上等於第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102間的夾角θ1。

因此，第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102間可定義一夾槽，以夾持第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵底壁201與第一磁鐵斜壁202。如此一來，當第一瓦型磁鐵2組裝於轉子本體1的第一卡槽10內時，由第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102所定義的該夾槽便可防止第一瓦型磁鐵2沿垂直於第2圖所示之轉子本體1之軸線X的一徑向方向脫離於第一卡槽10，使得第一瓦型磁鐵2可於轉子本體1相對一定子(未繪示於圖中)旋轉時固定於第一卡槽10內。

除此之外，第一瓦型磁鐵2另具有一第一磁鐵弧壁204，其與第一磁鐵底壁201相對，亦即第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵弧壁204為一弧面，而第一磁鐵底壁201及第一卡槽10的第一卡槽底壁101為一平面，於組裝第一瓦型磁鐵2與轉子本體1時，第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵底壁201與第一磁鐵弧壁204分別為一平面與一弧面的結構設計，僅可提供第一瓦型磁鐵2以第一磁鐵底壁201面向第一卡槽10的第一卡槽底壁101的走向裝入第一卡槽10內，即第一瓦型磁鐵2無法以第一磁鐵弧壁204面向第一卡槽10的第一卡槽底壁101的走向裝入第一卡槽10內。

值得一提的是，由於第一卡槽10係連通於轉子本體1外部，因此當第一瓦型磁鐵2裝入第一卡槽10內時，第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵弧壁204便可露出於轉子本體1，藉此第一磁鐵弧壁204所產生的磁力不會被轉子本體1所遮擋而可直接暴露於該定子所提供的時變磁場，以提升轉子結構3000所產生的輸出扭力，此外將第一瓦型磁鐵2直接沿平行於第2圖所示之轉子本體1之軸線X的該軸向方向設置於轉子本體1的第一卡槽10內，其製造及組裝程序較簡易，有利於生產組裝的進行。

請參閱第4圖，第4圖為本發明第二實施例一轉子結構3000'的局部放大示意圖。如第4圖所示，轉子結構3000'與上述轉子結構3000的主要不同處在於，轉子結構3000'的一轉子本體1'的一第一卡槽10'另具有一第一卡槽側壁104，其連接於第一卡槽10'的第一卡槽底壁101且相對於第一卡槽斜壁102，第一卡槽側壁104不垂直於第一卡槽底壁101，亦即轉子結構3000'的轉子本體1'的第一卡槽10'的兩側壁(即第一卡槽斜壁102與第一卡槽側壁104)皆不垂直於卡槽底壁101。

於此實施例中，第一卡槽10'的第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102間的夾角θ1以及第一卡槽底壁101與第一卡槽側壁104間的夾角θ2可分別為一銳角。為配合第一卡槽10'的兩側壁皆不垂直於卡槽底壁101的結構設計，轉子結構3000'的一第一瓦型磁鐵2'另具有對應第一卡槽側壁104的一第一磁鐵側壁205，第一磁鐵側壁205不垂直於第一磁鐵底壁201，且第一瓦型磁鐵2'的第一磁鐵底壁201與第一磁鐵側壁205間的夾角α2實質上等於第一卡槽底壁101與第一卡槽側壁104間的夾角θ2。而此實施例與上述實施例中具有相同標號之元件，其具有相同之結構設計與作用原理，為求簡潔，於此不再贅述。

請參閱第5圖，第5圖為本發明第三實施例一轉子結構3000''的局部放大示意圖。如第5圖所示，轉子結構3000''與上述轉子結構3000的主要不同處在於，轉子結構3000''的一轉子本體1''上另形成有一第二卡槽11，其連通於轉子本體1''外部且與第一卡槽10相鄰，第二卡槽11具有一第二卡槽底壁110、一第二卡槽斜壁111及一第二卡槽直壁112，第二卡槽底壁110連接於第二卡槽斜壁111與第二卡槽直壁112，第二卡槽直壁112實質上垂直於第二卡槽底壁110，第二卡槽斜壁111與第一卡槽10的第一卡槽斜壁102相鄰，且第二卡槽斜壁111不垂直於第二卡槽底壁110。

於此實施例中，轉子本體1''的第一卡槽10的第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102間的夾角θ1為一銳角，且轉子本體1''的第二卡槽11的第二卡槽底壁110與第二卡槽斜壁111間的夾角β1為一鈍角。換句話說，轉子本體1''的第一卡槽10與第二卡槽11因底壁與斜壁間的夾角不同而為兩不同的結構。而第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵底壁201與第一磁鐵斜壁202間夾角α1係對應第一卡槽10的第一卡槽底壁101與第一卡槽斜壁102間的夾角θ1，故第一瓦型磁鐵2無法安裝於第二卡槽11內，因此轉子結構3000''另包含有一第二瓦型磁鐵3，其中第二瓦型磁鐵3具有對應第二卡槽底壁110的一第二磁鐵底壁301、對應第二卡槽斜壁111的一第二磁鐵斜壁302及對應第二卡槽直壁112的一第二磁鐵直壁303，第二磁鐵直壁303實質上垂直於第二磁鐵底壁301，第二磁鐵底壁301不垂直於第二磁鐵斜壁302，且第二磁鐵底壁301與第二磁鐵斜壁302間的夾角γ1實質上等於第二卡槽11的第二卡槽底壁110及第二卡槽斜壁111間的夾角β1(即第二卡槽底壁110及第二卡槽斜壁111間的夾角β1亦為一鈍角)，藉此第二瓦型磁鐵3便可安裝於第二卡槽11內。

相似地，第二瓦型磁鐵3另具有一第二磁鐵弧壁304，其與第一磁鐵底壁201相對，由於第二卡槽11係連通於轉子本體1外部，因此當第二瓦型磁鐵3裝入第二卡槽11內時，第二瓦型磁鐵3的第二磁鐵弧壁304便可露出於轉子本體1，藉此第二瓦型磁鐵3所產生的磁力不會被轉子本體1所遮擋而可直接暴露於該定子所提供的時變磁場，以提升轉子結構3000''所產生的輸出扭力。值得一提的是，第一瓦型磁鐵2與第二瓦型磁鐵3因底壁與斜壁間的夾角不同而為兩不同的結構，因此可根據實際需求而將第一瓦型磁鐵2與第二瓦型磁鐵3的磁性反相設置，例如可將第一瓦型磁鐵2的第一磁鐵弧壁204設置為N極，將第二瓦型磁鐵3的第二磁鐵弧壁304設置為S極，如此第一瓦型磁鐵2與第二瓦型磁鐵3便可為磁極交錯的兩磁鐵，有助於與該定子所提供的時變磁場作用而產生扭力。而此實施例與上述實施例中具有相同標號之元件，其具有相同之結構設計與作用原理，為求簡潔，於此不再贅述。   相較於先前技術，由於轉子結構的轉子本體上的卡槽係連通於轉子本體外部，因此當瓦型磁鐵裝入卡槽內時，瓦型磁鐵的磁鐵弧壁便可露出於轉子本體，藉此磁鐵弧壁所產生的磁力不會被轉子本體所遮擋而可直接暴露於該定子所提供的時變磁場，以提升轉子結構所產生的輸出扭力。另外，由於轉子結構的轉子本體上的卡槽係連通於轉子本體外部，因此於組裝時，可將瓦型磁鐵直接沿平行於轉子本體之軸線的軸向方向設置於轉子本體的卡槽內，其製造及組裝程序較簡易，有利於生產組裝的進行。以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

3000、3000'、3000''‧‧‧轉子結構
1、1'、1''‧‧‧轉子本體
10、10'‧‧‧第一卡槽
101‧‧‧第一卡槽底壁
102‧‧‧第一卡槽斜壁
103‧‧‧第一卡槽直壁
104‧‧‧第一卡槽側壁
11‧‧‧第二卡槽
110‧‧‧第二卡槽底壁
111‧‧‧第二卡槽斜壁
112‧‧‧第二卡槽直壁
2、2'‧‧‧第一瓦型磁鐵
201‧‧‧第一磁鐵底壁
202‧‧‧第一磁鐵斜壁
203‧‧‧第一磁鐵直壁
204‧‧‧第一磁鐵弧壁
205‧‧‧第一磁鐵側壁
3‧‧‧第二瓦型磁鐵
301‧‧‧第二磁鐵底壁
302‧‧‧第二磁鐵斜壁
303‧‧‧第二磁鐵直壁
304‧‧‧第二磁鐵弧壁
α1、α2、θ1、θ2、β1、γ1‧‧‧夾角
X‧‧‧軸線

第1圖為本發明第一實施例轉子結構的示意圖。 第2圖為本發明第一實施例轉子本體的示意圖。 第3圖為本發明第一實施例轉子結構的局部放大示意圖。 第4圖為本發明第二實施例轉子結構的局部放大示意圖。 第5圖為本發明第三實施例轉子結構的局部放大示意圖。

3000‧‧‧轉子結構

1‧‧‧轉子本體

10‧‧‧第一卡槽

101‧‧‧第一卡槽底壁

102‧‧‧第一卡槽斜壁

103‧‧‧第一卡槽直壁

2‧‧‧第一瓦型磁鐵

201‧‧‧第一磁鐵底壁

202‧‧‧第一磁鐵斜壁

203‧‧‧第一磁鐵直壁

204‧‧‧第一磁鐵弧壁

α 1、θ 1‧‧‧夾角

Claims (10)

1. 一種適用於馬達的轉子結構，其包含有：一轉子本體，其上形成有連通於該轉子本體外部的一第一卡槽，該第一卡槽具有一第一卡槽底壁及一第一卡槽斜壁，該第一卡槽底壁連接於該第一卡槽斜壁，且該第一卡槽底壁不垂直於該第一卡槽斜壁；以及一第一瓦型磁鐵，其安裝於該第一卡槽內，該第一瓦型磁鐵具有對應該第一卡槽底壁的一第一磁鐵底壁及對應該第一卡槽斜壁的一第一磁鐵斜壁，該第一磁鐵底壁不垂直於該第一磁鐵斜壁，且該第一磁鐵底壁與該第一磁鐵斜壁間的夾角實質上等於該第一卡槽底壁及該第一卡槽斜壁間的夾角，其中該第一磁鐵底壁及該第一卡槽底壁分別為一平面。
2. 如請求項1所述之轉子結構，其中該第一卡槽另具有一第一卡槽直壁，其連接於該第一卡槽底壁且相對於該第一卡槽斜壁，該第一卡槽直壁實質上垂直於該第一卡槽底壁，該第一瓦型磁鐵另具有對應該第一卡槽直壁的一第一磁鐵直壁，該第一磁鐵直壁實質上垂直於該第一磁鐵底壁。
3. 如請求項1所述之轉子結構，其中該第一卡槽底壁與該第一卡槽斜壁間的夾角為一銳角。
4. 如請求項1所述之轉子結構，其中該第一卡槽另具有一第一卡槽側壁，其連接於該第一卡槽底壁且相對於該第一卡槽斜壁，該第一卡槽側壁不垂直於該第一卡槽底壁，該第一瓦型磁鐵另具有對應該第一卡槽側壁的一第一磁鐵側壁，該第一磁鐵側壁不垂直於該第一磁鐵底壁，且該第一磁鐵底壁與該第一磁鐵側壁間的夾角實質上等於該第一卡槽底壁及該第一卡槽側壁 間的夾角。
5. 如請求項4所述之轉子結構，其中該第一卡槽底壁與該第一卡槽斜壁間的夾角以及該第一卡槽底壁及該第一卡槽側壁間的夾角分別為一銳角。
6. 如請求項1所述之轉子結構，其中該第一卡槽另具有一第一卡槽直壁，其連接於該第一卡槽底壁且相對於該第一卡槽斜壁，該第一卡槽直壁實質上垂直於該第一卡槽底壁，該轉子本體上另形成有一第二卡槽，其連通於該轉子本體外部且與該第一卡槽相鄰，該第二卡槽具有一第二卡槽底壁、一第二卡槽斜壁及一第二卡槽直壁，該第二卡槽底壁連接於該第二卡槽斜壁與該第二卡槽直壁，該第二卡槽直壁實質上垂直於該第二卡槽底壁，該第二卡槽斜壁與該第一卡槽斜壁相鄰，且該第二卡槽斜壁不垂直於該第二卡槽底壁。
7. 如請求項6所述之轉子結構，其另包含有：一第二瓦型磁鐵，其安裝於該第二卡槽內，該第二瓦型磁鐵具有對應該第二卡槽底壁的一第二磁鐵底壁、對應該第二卡槽斜壁的一第二磁鐵斜壁及對應該第二卡槽直壁的一第二磁鐵直壁，該第二磁鐵直壁實質上垂直於該第二磁鐵底壁，該第二磁鐵底壁不垂直於該第二磁鐵斜壁，且該第二磁鐵底壁與該第二磁鐵斜壁間的夾角實質上等於該第二卡槽底壁及該第二卡槽斜壁間的夾角。
8. 如請求項7所述之轉子結構，其中該第一瓦型磁鐵另具有一第一磁鐵直壁及一第一磁鐵弧壁，該第一磁鐵直壁對應該第一卡槽直壁且實質上垂直 於該第一磁鐵底壁，該第一磁鐵弧壁連接該第一磁鐵斜壁與該第一磁鐵直壁，該第一磁鐵弧壁與該第一磁鐵底壁相對且露出於該轉子本體，該第二瓦型磁鐵另具有一第二磁鐵弧壁，其連接該第二磁鐵斜壁與該第二磁鐵直壁，該第二磁鐵弧壁與該第二磁鐵底壁相對且露出於該轉子本體。
9. 如請求項6所述之轉子結構，其中該第一卡槽底壁與該第一卡槽斜壁間的夾角為一銳角，且該第二卡槽底壁與該第二卡槽斜壁間的夾角為一鈍角。
10. 如請求項1所述之轉子結構，其中該第一瓦型磁鐵另具有一第一磁鐵弧壁，其與該第一磁鐵底壁相對且露出於該轉子本體。