TWI691146B - 組合式轉子及其馬達 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種組合式轉子及其馬達，該轉子包含：一軸桿設有複數第一卡合部；複數卡合件分別設有一第一卡合端及一第二卡合端，該第一卡合端係軸向對應卡合於該第一卡合部，該第一卡合端設有一第一流道，該第二卡合端設有一第二流道，該第一流道及該第二流道係密閉相連通，以供一流體循環流動；複數鐵芯設有一第二卡合部，該等第二卡合端係軸向對應卡合於該等第二卡合部，相鄰的每一該鐵芯之間形成有一固定空間；複數磁性單元固定於該等固定空間。該馬達包含：一定子設一容置空間，該轉子設入於該容置空間，而相對於該定子旋轉。

Description

組合式轉子及其馬達

本發明係有關於一種具有獨立的循環冷卻路徑，以提高散熱效率之組合式轉子構造及馬達裝置。

按，目前一般馬達的轉子構造，如中華民國106年2月21日所公告之發明第I572119號「內轉子馬達及其轉子」專利案，其係揭露：內轉子馬達之轉子包含：一轉軸、一鐵芯、數個永久磁鐵及至少一限位件。該鐵芯包含一磁軛部及數個磁極部，該磁軛部結合於上述轉軸外周，所述數個磁極部沿一圓周方向排列設置於該磁軛部外周，且於該圓周方向上相鄰之二磁極部間形成一容置槽。所述永久磁鐵分別設置於上述各容置槽中。該至少一限位件於該轉軸之軸向上設置於該鐵芯之一側，且該至少一限位件包含一覆蓋面，該覆蓋面在上述轉軸的軸向上覆蓋上述各永久磁鐵。

該專利前案由於永久磁鐵必需一個一個的分別置入於容置槽中，組裝上相當麻煩且耗時，而且維修更換也非常的不方便。

如西元2017年5月31日中國大陸所公開之發明第CN106787323號「一種交流永磁伺服電機的轉子」專利案，其係揭露：包括轉軸、多個永磁體和多個獨立的鐵芯。該獨立鐵芯圍繞轉軸陣列，轉軸為圓柱體，圓柱體表面向外伸出凸起部，所述凸起部與二階導槽相互配合，使得獨立鐵芯卡接在轉軸上，獨立鐵芯與轉軸相互垂直。其中，採用卡接將獨立鐵芯和轉軸這種連接方 式，使得在生產裝配過程中更加便捷，提高生產速度，而且在後期維修過程中，拆卸方便，降低維修成本。

該專利前案係採用獨立鐵芯直接卡接在轉軸上的構造，雖然達到組裝迅速及維修容易等功效。惟，由於轉軸的表面向外伸出凸起部，於開模製造上相當不容易，而且其二階導槽的設計也會造成應力集中，而破壞整體結構。又該轉子在旋轉時，容易產生高溫，造成馬達作動時的散熱效率不佳，而會發生故障或燒毁，因此於使用上仍然不盡理想。

爰此，有鑑於目前所使用的馬達及其轉子具有上述之缺點。故本發明提供一種組合式轉子，包含有：一軸桿，係設有複數第一卡合部；複數卡合件，係結合於該軸桿，該等卡合件分別設有一第一卡合端及一第二卡合端，該等第一卡合端係軸向對應卡合於該等第一卡合部，又該第一卡合端設有一第一流道，該第二卡合端設有一第二流道，該第一流道及該第二流道係密閉相連通，以供一流體循環流動；複數鐵芯，係結合於該等卡合件，該等鐵芯係設有一第二卡合部，該等第二卡合端係軸向對應卡合於該等第二卡合部，並使相鄰的每一該鐵芯之間分別形成有一固定空間；複數磁性單元，係分別固定於該等固定空間。

上述第一卡合部及該等第二卡合部係分別設呈為蕈狀之一卡槽，該等第一卡合端及該等第二卡合端則分別設呈為蕈狀之一卡塊。

上述卡合件於該第一流道及該第二流道的兩端分別固接有一第一連通件及一第二連通件，該第一連通件係連通該第一流道及該第二流道的一端，該第二連通件則連通該第一流道及該第二流道的另一端。

上述第一連通件係設為呈ㄇ形之一連通管，並具有一第一通道，該第一通道係連通該第一流道及該第二流道的一端。

上述第二連通件係設為呈凹形之一連通蓋，並具有一第二通道，該第二通道係連通該第一流道及該第二流道的另一端。

上述第一連通件係凸出於該等卡合件以外，而與外界之空氣接觸，並進行熱交換作用。

上述卡合件係為不導磁材料所製成。

上述鐵芯係為一矽鋼片或一電磁鋼片所製成。

上述磁性單元係為一永久磁鐵。

本發明亦為一種馬達，係結合有上述之組合式轉子，該馬達包含有：一定子，該定子的內緣係設有複數線圈，該等線圈共同圍設成一容置空間，該組合式轉子則設入於該容置空間，而相對於該定子旋轉。

上述技術特徵具有下列之優點：

1.利用該等卡合件係軸向的卡合於該軸桿及該等鐵芯之間，利用卡合件具有固定效果，可有效固定軸桿及鐵芯，藉以可達到快速組裝及維修拆換容易等功效，並且大幅節省組裝時間，以縮短工時。

2.整體構造較為精簡，因此製造的模具亦對相對簡單，有助於大量的生產製程。

3.利用該等卡合件係為不導磁材料所製成，具有磁障效果，可有效的阻擋原本流經軸桿的漏磁，藉以避免該等磁性單元產生漏磁現象。

4.藉由該卡合件內部設有第一流道、第二流道、第一通道及第二通道所構成的獨立循環冷卻路徑，可以提高散熱效率，並使整體的結構空間有效利用，有助於縮小轉子的體積、不占用組裝空間及減輕馬達的重量。

5.於第一流道及第二流道內可供一流體循環流動，使卡合件具有導熱效果，並透過相變化原理，利用流體接觸到卡合件的熱能時，可以產生熱交換作用，以降低軸桿及該等鐵芯之溫度，可有效將轉子的熱帶走。

6.再利用高溫的流體與外界的空氣再次進行熱交換作用，以降低流體的溫度，而可持續不斷的流動進行熱交換作用，使馬達的工作溫度不會過高，不會因散熱效率不佳，而發生故障或燒毁。

7.利用第一卡合端、第二卡合端、第一卡合部及第二卡合部分別設為蕈狀之卡塊或卡槽，而具有圓角的構造，可以避免因應力集中而損壞，以延其使用壽命。

(1):軸桿

(11):第一卡合部

(2):卡合件

(21):第一卡合端

(211):第一流道

(22):第二卡合端

(221):第二流道

(23):第一連通件

(231):第一通道

(24):第二連通件

(241):第二通道

(3):鐵芯

(31):第二卡合部

(32):固定空間

(4):磁性單元

(5):定子

(51):線圈

(52):容置空間

[第一圖]係為本發明實施例組合式轉子之部分立體分解圖。

[第二圖]係為本發明實施例組合式轉子之組合剖視圖。

[第三圖]係為本發明實施例組合式轉子之卡合件的組合剖視圖。

[第四圖]係為本發明實施例馬達之立體外觀圖。

[第五圖]係為本發明實施例馬達之組合示意圖。

請參閱第一圖及第二圖所示，本發明實施例係為一種組合式轉子，包含有：軸桿(1)、複數卡合件(2)、複數鐵芯(3)及複數磁性單元(4)，其中：軸桿(1)，其周緣環設複數第一卡合部(11)，該等第一卡合部(11)係設呈為蕈狀之一卡槽。

複數卡合件(2)，係分別對應結合於該軸桿(1)。該等卡合件(2)分別對應設有一第一卡合端(21)及一第二卡合端(22)，該第一卡合端(21)及該第二卡合端(22)分別設呈為蕈狀之一卡塊。其中該等第一卡合端(21)係軸向對應卡合於該等第一卡合部(11)內。又該第一卡合端(21)內設有一第一流道(211)，該第二卡合端(22)內設有一第二流道(221)。又該等卡合件(2)於該第一流道(211)及該第二流道(221)的兩端分別固接有一第一連通件(23)及一第二連通件(24)〔如第三圖所示〕，該第一連通件(23)係密閉該第一流道(211)及該第二流道(221)的一 端，該第一連通件(23)係設為呈ㄇ形之一連通管，並具有一第一通道(231)，藉以利用該第一通道(231)而連通該第一流道(211)及該第二流道(221)的一端，且該第一連通件(23)係凸出於該等卡合件(2)以外，而可與外界之空氣接觸，以進行熱交換作用。又該第二連通件(24)係密閉該第一流道(211)及該第二流道(221)的另一端，又該第二連通件(24)係設為呈凹形之一連通蓋，並具有一第二通道(241)，藉以利用該第二通道(241)而連通該第一流道(211)及該第二流道(221)的另一端。利用該第一流道(211)、該第二流道(221)、該第一通道(231)及該第二通道(241)構成密閉的一循環回路，可供一流體於該第一流道(211)、該第二流道(221)、該第一通道(231)及該第二通道(241)內循環流動而不會洩漏，並且可透過脈動式熱管(Pulsating Heat Pipe)原理進行散熱。該流體係為一氣體、一液體或一氣液混合體。又該等卡合件(2)係為不導磁材料所製成，藉以可避免漏磁。

複數鐵芯(3)，係分別對應結合於該等卡合件(2)。該等鐵芯(3)係為一矽鋼片或一電磁鋼片所製成。該鐵芯(3)係對應設有一第二卡合部(31)，該等第二卡合部(31)係設呈為蕈狀之一卡槽，以供該等第二卡合端(22)軸向對應卡合於該等第二卡合部(31)內，並使相鄰的每一該鐵芯(3)之間分別形成有一固定空間(32)。

複數磁性單元(4)，係分別軸向對應固定於該等固定空間(32)。該等磁性單元(4)係可為一永久磁鐵。

利用該等卡合件(2)可以軸向的卡合於該軸桿(1)及該等鐵芯(3)之間，藉以可達到快速組裝及維修拆換容易等功效，相對的可以大幅節省組裝時間，以縮短工時。

又進一步利用該等第一卡合端(21)及該等第二卡合端(22)分別設呈為蕈狀之一卡塊。而該等第一卡合部(11)及該等第二卡合部(31)則分別設呈為蕈狀之一卡槽。透過該蕈狀係設呈為圓角的構造，可以避免該等第一卡合端 (21)、該等第二卡合端(22)、該等第一卡合部(11)及該等第二卡合部(31)因應力集中而造成損壞，故可延長其使用壽命。

請參閱第四圖及第五圖所示，本發明實施例係為一種具有組合式轉子之馬達，該組合式轉子〔如第一圖所示〕係包含有：軸桿(1)、複數卡合件(2)、複數鐵芯(3)及複數磁性單元(4)，該組合式轉子之構造請參考上述實施例之說明，茲不贅述。

該馬達進一步包含一定子(5)，該定子(5)的內緣係環設有複數線圈(51)，該等線圈(51)共同圍設成一容置空間(52)，該組合式轉子則設入於該容置空間(52)內，而相對於該定子(5)旋轉。

當該馬達使用時，該軸桿(1)及該等鐵芯(3)因相對旋轉產生熱能時，該熱能係可傳遞至該等卡合件(2)。如第三圖所示，係可再藉由該等卡合件(2)之該第一卡合端(21)內設有該第一流道(211)，以及該第二卡合端(22)內設有該第二流道(221)，該流體則可以於該第一流道(211)、該第二流道(221)、該第一通道(231)及該第二通道(241)內循環流動，利用該流體接觸到該等卡合件(2)的熱能時，可以產生熱交換作用以吸數熱能，再透過該等卡合件(2)以降低該軸桿(1)及該等鐵芯(3)之溫度。同時吸收熱能後的該流體則可以循環流動，並利用該第一連通件(23)係凸出於該等卡合件(2)以外，而可將該流體所吸收的熱能，而與外界相對低溫之空氣接觸，並進行熱交換作用以釋放熱能，藉以降低該流體的溫度。藉由該流體可以持續的流動進行熱交換作用，使該馬達的工作溫度不會過高，不致於造成該馬達因散熱效率不佳，而發生故障或燒毁。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

(1):軸桿

(11):第一卡合部

(2):卡合件

(21):第一卡合端

(211):第一流道

(22):第二卡合端

(221):第二流道

(23):第一連通件

(231):第一通道

(24):第二連通件

(241):第二通道

(3):鐵芯

(31):第二卡合部

(32):固定空間

(4):磁性單元

Claims (10)

1. 一種組合式轉子，包含有：一軸桿，係設有複數第一卡合部；複數卡合件，係結合於該軸桿，該等卡合件分別設有一第一卡合端及一第二卡合端，該等第一卡合端係軸向對應卡合於該等第一卡合部，又該第一卡合端設有一第一流道，該第二卡合端設有一第二流道，該第一流道及該第二流道係密閉相連通，以供一流體循環流動；複數鐵芯，係結合於該等卡合件，該等鐵芯係設有一第二卡合部，該等第二卡合端係軸向對應卡合於該等第二卡合部，並使相鄰的每一該鐵芯之間分別形成有一固定空間；複數磁性單元，係分別固定於該等固定空間。
2. 如申請專利範圍第1項所述組合式轉子，其中，該等第一卡合部及該等第二卡合部係分別設呈為蕈狀之一卡槽，該等第一卡合端及該等第二卡合端則分別設呈為蕈狀之一卡塊。
3. 如申請專利範圍第1項所述組合式轉子，其中，該等卡合件於該第一流道及該第二流道的兩端分別固接有一第一連通件及一第二連通件，該第一連通件係連通該第一流道及該第二流道的一端，該第二連通件則連通該第一流道及該第二流道的另一端。
4. 如申請專利範圍第3項所述組合式轉子，其中，該第一連通件係設為呈ㄇ形之一連通管，並具有一第一通道，該第一通道係連通該第一流道及該第二流道的一端。
5. 如申請專利範圍第3項所述組合式轉子，其中，該第二連通件係設為呈凹形之一連通蓋，並具有一第二通道，該第二通道係連通該第一流道及該第二流道的另一端。
6. 如申請專利範圍第3項所述組合式轉子，其中，該等第一連通件係凸出於該等卡合件以外，而與外界之空氣接觸，並進行熱交換作用。
7. 如申請專利範圍第1項所述組合式轉子，其中，該等卡合件係為不導磁材料所製成。
8. 如申請專利範圍第1項所述組合式轉子，其中，該等鐵芯係為一矽鋼片或一電磁鋼片所製成。
9. 如申請專利範圍第1項所述組合式轉子，其中，該等磁性單元係為一永久磁鐵。
10. 一種馬達，係結合有如申請專利範圍第1項至第9項任一項所述之組合式轉子，該馬達包含有：一定子，該定子的內緣係設有複數線圈，該等線圈共同圍設成一容置空間，該組合式轉子則設入於該容置空間，而相對於該定子旋轉。

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