TWI699943B - 外轉子式馬達之轉子 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種外轉子式馬達之轉子。該外轉子式馬達之轉子包括：一殼體、一永久磁鐵組及一轉軸。該殼體具有一軸接部及一結合部，該軸接部及該結合部設置於該殼體之內部。該永久磁鐵組具有數個磁鐵，該些磁鐵分別具有相對之一接合部及一感應部，該些磁鐵之該接合部結合於該殼體之該結合部，該些磁鐵之間各具有一調控部，該些調控部各具有一組裝裕度，該組裝裕度設為0～3mm，且其中至少二該調控部之組裝裕度不同，用以構成該些磁鐵之間無分隔件設計之該永久磁鐵組。該轉軸設置於該殼體之該軸接部。藉此，該些磁鐵之間的距離不會過大，確保該永久磁鐵組可提供良好之磁場效果。

Description

外轉子式馬達之轉子

本發明關於一種馬達之轉子，特別是一種外轉子式馬達之轉子。

習知馬達主要係由一定子及一轉子所構成，其中馬達之轉子大致可區分為外轉子式馬達之轉子及內轉子式馬達之轉子。習知外轉子式馬達之轉子包括一殼體及數個永久磁鐵，該殼體之內周壁設有數個定位槽，該些永久磁鐵分別結合於該些定位槽。藉此，該外轉子式馬達之轉子可配合一定子構成一馬達結構，該定子與該些永久磁鐵之間具有一氣隙，該定子通電後與該些永久磁鐵之間可產生一交變磁場，藉以驅動該外轉子式馬達之轉子旋轉作動。

然而，由於習知外轉子式馬達之轉子之該些永久磁鐵係分別結合於該些定位槽，該些定位槽各具有二相對槽壁，且該些定位槽之間亦分別具有一分隔件。當該些永久磁鐵設置於該殼體內部時，受限於該槽壁及該分隔件等設計，故該些永久磁鐵彼此之間的距離過大，容易影響該定子與該些永久磁鐵之間所產生的磁場效果，進而降低該馬達之整體運作效率。

本發明係關於一種外轉子式馬達之轉子。該外轉子式馬達之轉子包括：一殼體、一永久磁鐵組及一轉軸。該殼體具有一軸接部及一結合部，該軸接部及該結合部設置於該殼體之內部。該永久磁鐵組具有數個磁鐵，該些磁鐵分別具有相對之一接合部及一感應部，該些磁鐵之該接合部結合於該殼體之該結合部，該些磁鐵之間各具有一調控部，該些調控部各具有一組裝裕度，該組裝裕度設為0～3mm，且其中至少二該調控部之組裝裕度不同，用以構成該些磁鐵之間無分隔件設計之該永久磁鐵組。該轉軸設置於該殼體之該軸接部。

因此，利用該永久磁鐵組之該些調控部中設定至少二該組裝裕度為不同，可提升該些磁鐵之安裝便利性，由於該永久磁鐵組之該些磁鐵之間為無分隔件之設計，故可達到有效減少該些磁鐵之組裝工序、簡化轉子之整體結構複雜度、以及降低轉子相關零件製造使用成本等諸多功效；且該永久磁鐵組於組裝完成後，該些磁鐵之間的距離不會過大，確保該永久磁鐵組可提供良好之磁場效果，使該轉子可配合一定子順利旋轉作動。

圖1顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之立體外觀圖。圖2顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之立體分解圖。配合參閱圖1及圖2，在一實施例中，本發明之轉子1包括一殼體10、一永久磁鐵組20及一轉軸30。本發明之轉子1係為一種永久磁鐵間無定位槽及無分隔件設計的外轉子式馬達之轉子。

該殼體10具有一軸接部11及一結合部12，該軸接部11及該結合部12設置於該殼體10之內部。該殼體10可選用一金屬殼體，以供該永久磁鐵組20以磁吸方式或黏合方式固定於該殼體10之該結合部12，但不以上述固定方式為限。

該殼體10可具有一基部10a及一側部10b，該側部10b之一側環繞設置於該基部10a之一周緣，另一側形成一開口13，該基部10a及該側部10b可選用一體成型方式或組裝方式相互結合。另外，該軸接部11可設置於該基部10a之一內側壁，該結合部12可設置於該側部10b之一內側壁。藉此，使該永久磁鐵組20及該轉軸30可更容易經由該開口13分別安裝於該殼體10之該結合部12及該軸接部11內部。

該永久磁鐵組20具有數個磁鐵21，該些磁鐵21分別具有相對之一接合部211及一感應部212，該些磁鐵21之該接合部211結合於該殼體10之該結合部12，該些磁鐵21之間各具有一調控部22，該些調控部22各具有一組裝裕度，該組裝裕度設為0～3mm，且其中至少二該調控部之組裝裕度不同，用以構成該些磁鐵之間無分隔件設計之該永久磁鐵組20。藉此，利用該些調控部22中設定至少二該組裝裕度為不同，可提升該些磁鐵21之組裝便利性，更可確保該永久磁鐵組20完成組裝作業後，該些磁鐵21之間的距離不至於太大，以確保該永久磁鐵組20可提供良好之磁場效果。另外，該些磁鐵21可選用如鐵氧體磁鐵、塑膠磁鐵或釹鐵硼磁鐵等，且該些磁鐵21之端緣可各具有導角之設計，以利於組裝作業之進行。又，該些磁鐵21之數量可少於8個，較佳可為如2個、4個或6個等偶數，藉此，可相對減少該調控部22之數量，以避免影響該永久磁鐵組20之磁場效果。

該轉軸30設置於該殼體10之該軸接部11，且該轉軸30之一端可結合該殼體10之該軸接部11，該轉軸30之另一端穿伸於該開口13；藉此，該軸接部11及該轉軸30可設置於該基部10a之中央位置，確保該外轉式馬達之轉子1可穩定平衡旋轉。另外，該殼體10之該軸接部11可為一固接套管111，該轉軸30之一端緊配合於該固接套管111，可提升該軸接部11及該轉軸30之間的固定效果，以有效防止該轉軸30自該軸接部11鬆脫。

基於上述之結構設計，以下進一步詳細列舉數個實施例，用以說明本發明之轉子1之該永久磁鐵組20的各種不同結構型態，但不以以下所列舉之該些實施例為限。

圖3顯示本發明外轉式馬達之轉子之第一實施例轉子之俯視示意圖，在一實施例中，該轉子1實際應用於馬達時，該轉軸30係朝下，為說明該轉子1之結構，圖3至圖8係顯示該轉軸30朝上之俯視示意圖。配合參閱圖2及圖3，在該實施例中，該永久磁鐵組20之該些調控部22各具有一間隙d，該些間隙d用以設為該組裝裕度；藉此，由於該永久磁鐵組20之該些磁鐵21之間均具有該間隙d，使該些磁鐵21於組裝過程中，該些磁鐵21更容易利用該組裝裕度逐一安裝於該殼體10內部，以有效提升組裝便利性。其中該些間隙d可大於0mm且小於或等於3mm，除可保有該些磁鐵21之組裝便利性外，亦可確保該些磁鐵21之間的距離維持於一適當範圍內，即該些磁鐵21之間各自所產生的距離均被限制於3mm以內，進而有效維持該永久磁鐵組20之磁場效果。另外，該些間隙d之該組裝裕度可選擇為均不相同，當該些磁鐵21之間的距離不同時，因無須刻意維持該些磁鐵21之間的距離保持一致，故使該永久磁鐵組20之組裝作業較為簡易。

圖4顯示本發明外轉式馬達之轉子之第二實施例轉子之俯視示意圖。配合參閱圖2及圖4，在該實施例中，該永久磁鐵組20之該些調控部22之其中一調控部22具有一間隙d，該間隙d用以設為該組裝裕度，其餘該調控部22各具有一接觸部s；藉此，利用相鄰二磁鐵21之間形成唯一間隙d，作為該些磁鐵21組裝過程中之該組裝裕度；其他磁鐵21之間則可相互抵接且磁吸結合以構成該些接觸部s，以增加該些磁鐵21彼此之間的結合穩固性。其中該間隙d可大於0mm且小於或等於3mm，該些接觸部s之間距可為0mm，利用該二磁鐵21之間所維持之單一間隙d，仍可作為該些磁鐵21組裝過程中之該組裝裕度，同樣可達到簡化該些磁鐵21組裝工序之功效；其他磁鐵21之該感應部212則可利用該些接觸部s形成一連續感應面，使該些磁鐵21之間更為貼近，以進一步提升該永久磁鐵組20之磁場效果。

圖5顯示本發明外轉式馬達之轉子之第三實施例轉子之俯視示意圖。配合參閱圖2及圖5，在該實施例中，該永久磁鐵組20之該些調控部22各具有數個間隙d及數個接觸部s，該些間隙d用以設為該組裝裕度；藉此，可適當調整該些間隙d及該些接觸部s之設置數量及設置位置，以供安裝人員在如何兼具組裝便利性及提升磁場效果上取得較佳之平衡策略。其中該些間隙d可大於0mm且小於或等於3mm，該些接觸部s之間距可為0mm，利用該些磁鐵21之間所維持之數個間隙d，可作為該些磁鐵21組裝過程中之組裝裕度，其他磁鐵21之感應部212同樣可利用該些接觸部s形成一連續感應面，故兼具提升組裝便利性及提升磁場效果之功效。另外，在該殼體10之圓周方向上，該些間隙d及該些接觸部s可為交錯設置，因此，該些間隙d及該些接觸部s可呈對稱設置，使該永久磁鐵組20所產生之磁場的磁力線可均勻分佈，確保本發明外轉式馬達之轉子1於旋轉過程中可穩定旋轉作動。

圖6顯示本發明外轉式馬達之轉子之第四實施例轉子之俯視示意圖。配合參閱圖2及圖6，在該實施例中，該永久磁鐵組20之該些調控部22具有數個間隙d，該些間隙d用以設為該組裝裕度，且該些間隙d具有一第一間隙d1及一第二間隙d2，該第一間隙d1大於該第二間隙d2；藉此，該些磁鐵21同樣可利用該組裝裕度逐一安裝於該殼體10內部，以提升組裝便利性利用。其中該第一間隙d1可大於0mm且小於或等於3mm，該第二間隙d2可小於3mm，由於該些間隙d具有該第一間隙d1及該第二間隙d2，該第一間隙d1及該第二間隙d2以外之該間隙d可任意選擇為相同或不相同，故可增加安裝人員在設定該組裝裕度之範圍值時的彈性，以供安裝人員可針對不同組裝需求，適當調整該組裝裕度之範圍值。

圖7顯示本發明外轉式馬達之轉子之第五實施例轉子之俯視示意圖。圖8顯示本發明外轉式馬達之轉子之第六實施例轉子之俯視示意圖。配合參閱圖2及圖7，在該實施例中，該永久磁鐵組20之該永久磁鐵組20之該些磁鐵21之該接合部211為一弧面211a，該感應部212為一平面212a；藉此，使該些磁鐵21較不易佔據該殼體10內部太多空間。配合參閱圖2及圖8，在該實施例中，該永久磁鐵組20之該些磁鐵21之該接合部211為一弧面211a，該感應部212為一弧面212b；藉此，使該些感應部212可更為接近該殼體10之中心位置，以提升該永久磁鐵組20之磁場效果。另外，該轉軸30具有一軸向X1，且該轉軸30具有垂直於該軸向X1之一徑向X2，在該轉軸30之該徑向X2上，該些磁鐵21可選擇為中央部位之厚度大於相對二側部位之厚度（參考圖7及圖8），或者，該些磁鐵21可選擇為中央部位之厚度均等於相對二側部位之厚度（參考圖2）。

圖9顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之組合剖視圖。配合參閱圖2及圖9，在一實施例中，該永久磁鐵組20之該些磁鐵21各具有相對之一第一端面213及一第二端面214，該第一端面213朝向該基部10a，其中該第一端面213及一第二端面214之延伸方向可對應該轉軸30之該軸向X1。另外，該殼體10之該側部10b之一內側壁可設有一環肩部14，該些磁鐵21之該第一端面213設置於該環肩部14，利用該環肩部14之設計，可確保該些磁鐵21穩固結合於該殼體10之該結合部12，再者，藉由該環肩部14之設計，在該軸向X1上，該些磁鐵21於該殼體10之內側壁可被設置在一較佳之軸向高度位置。

圖10顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之定位環之立體外觀圖。配合參閱圖2、圖9及圖10，在一實施例中，該殼體10之該環肩部14可設置一定位環15，該些磁鐵21之該第一端面213間接通過該定位環15設置於該環肩部14，利用該定位環15之設計，可提升該些磁鐵21與該環肩部14之間的結合穩固性。其中該定位環15具有一外環部151及一內環部152，該外環部151及該內環部152之間具有數個連接肋153，該些連接肋153之間各具有一透空部154，利用該透空部154，可減少該定位環15之厚度，使該定位環15以射出成型方式製成後具有較佳之成品品質。又，該定位環15之該外環部151朝向該基部10a之一側緣設有一定位凸緣155，該定位凸緣155可卡接於該環肩部14，使該定位環15可緊密結合於該環肩部14。

配合參閱圖2及圖9，在一實施例中，在該轉軸30之該軸向X1上，該定位環15至該殼體10之該開口13之間具有一第一軸向距離D1，該些磁鐵21之該第一端面213至該第二端面214之間具有一第二軸向距離D2，該第一軸向距離D1大於或等於該第二軸向距離D2。藉此，確保該些磁鐵21之該第二端面214可切齊於該開口13，或可直接隱藏於該殼體10內部，以有效防止該些磁鐵21凸出於該殼體10外部。

圖11顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子設置為扇輪之正視示意圖。配合參閱圖11，在一實施例中，該殼體10之一外周可設置一扇輪16，該扇輪16可為軸流式扇輪或鼓風式扇輪等。其中該殼體10之該開口13可設有數個凸緣131，該扇輪16可結合於該殼體10之該外周且一體包覆該些凸緣131，以提升結合穩固性；或者，可直接將該扇輪16組裝固定於該殼體10之該外周，以提升製作成型之便利性。

圖12顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子設有葉片之正視示意圖。配合參閱圖12，在一實施例中，該殼體10之一外周可直接設置數個葉片17，因此，製作成型及組裝上相對更為容易，可精簡該轉子1之整體結構複雜度。

圖13顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子配合定子構成馬達之立體分解圖。配合參閱圖13，在一實施例中，本發明之外轉式馬達之轉子1可配合一定子2構成一外轉式馬達，該外轉式馬達可提供一旋轉動力，以應用於工業、民生或運輸等各種設備。另外，當該轉子1設計為如圖11或圖12之扇輪結構時，可提供一導流或散熱功能。

在上述實施例中，本發明外轉子式馬達之轉子1主要利用該永久磁鐵組20之該些調控部22中設定至少二該組裝裕度為不同，可提升該些磁鐵21之安裝便利性，且該殼體10係為一種無定位槽及無分隔件設計，故可有效減少該些磁鐵21之組裝工序、簡化該轉子1之整體結構複雜度、以及降低該轉子1相關零件製造使用成本等諸多功效。另外，該永久磁鐵組20於組裝完成後，該些磁鐵21之間的距離不至於太大，以確保該定子2與該永久磁鐵組20之間具有良好的磁場效果，使本發明外轉式馬達之子1可順利且正常地旋轉作動，進而達到提升馬達整體運作效率之功效。

上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。

1‧‧‧轉子2‧‧‧定子10‧‧‧殼體10a‧‧‧基部10b‧‧‧側部11‧‧‧軸接部12‧‧‧結合部13‧‧‧開口14‧‧‧環肩部15‧‧‧定位環16‧‧‧扇輪17‧‧‧葉片20‧‧‧永久磁鐵組21‧‧‧磁鐵22‧‧‧調控部30‧‧‧轉軸111‧‧‧固接套管131‧‧‧凸緣151‧‧‧外環部152‧‧‧內環部153‧‧‧連接肋154‧‧‧透空部155‧‧‧定位凸緣211‧‧‧接合部211a‧‧‧弧面212‧‧‧感應部212a‧‧‧平面212b‧‧‧弧面213‧‧‧第一端面214‧‧‧第二端面D1‧‧‧第一軸向距離D2‧‧‧第二軸向距離X1‧‧‧軸向X2‧‧‧徑向d‧‧‧間隙d1‧‧‧第一間隙d2‧‧‧第二間隙s‧‧‧接觸部

圖1顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之立體外觀圖；

圖2顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之立體分解圖；

圖3顯示本發明外轉式馬達之轉子之第一實施例轉子之俯視示意圖；

圖4顯示本發明外轉式馬達之轉子之第二實施例轉子之俯視示意圖；

圖5顯示本發明外轉式馬達之轉子之第三實施例轉子之俯視示意圖；

圖6顯示本發明外轉式馬達之轉子之第四實施例轉子之俯視示意圖；

圖7顯示本發明外轉式馬達之轉子之第五實施例轉子之俯視示意圖；

圖8顯示本發明外轉式馬達之轉子之第六實施例轉子之俯視示意圖；

圖9顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之組合剖視圖；

圖10顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子之定位環之立體外觀圖；

圖11顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子設置為扇輪之正視示意圖；

圖12顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子設有葉片之正視示意圖；及

圖13顯示本發明一實施例顯示之外轉式馬達之轉子配合定子構成馬達之立體分解圖。

1‧‧‧轉子

10‧‧‧殼體

10a‧‧‧基部

10b‧‧‧側部

12‧‧‧結合部

13‧‧‧開口

15‧‧‧定位環

20‧‧‧永久磁鐵組

21‧‧‧磁鐵

22‧‧‧調控部

30‧‧‧轉軸

131‧‧‧凸緣

211‧‧‧接合部

212‧‧‧感應部

213‧‧‧第一端面

214‧‧‧第二端面

Claims (28)

1. 一種外轉子式馬達之轉子，包括：一殼體，具有一軸接部及一結合部，該軸接部及該結合部設置於該殼體之內部，該殼體具有一基部及一側部，該側部之一側環繞設置於該基部之一周緣，另一側形成一開口，該軸接部設置於該基部之一內側壁，該結合部設置於該側部之一內側壁，該殼體之該側部之該內側壁設有一環肩部，該環肩部設置一定位環；一永久磁鐵組，具有數個磁鐵，該些磁鐵分別具有相對之一接合部及一感應部，該些磁鐵之該接合部結合於該殼體之該結合部，該些磁鐵之間各具有一調控部，該些調控部各具有一組裝裕度，該組裝裕度設為0~3mm，且其中至少二該調控部之組裝裕度不同，用以構成該些磁鐵之間無分隔件設計之該永久磁鐵組，該永久磁鐵組之該些磁鐵各具有相對之一第一端面及一第二端面，該第一端面朝向該基部，該些磁鐵之該第一端面設置於該環肩部，該些磁鐵之該第一端面間接通過該定位環設置於該環肩部；及一轉軸，設置於該殼體之該軸接部，該轉軸之一端結合該軸接部，該轉軸之另一端穿伸於該開口。
2. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些調控部各具有一間隙，該些間隙用以設為該組裝裕度。
3. 如請求項2之外轉子式馬達之轉子，其中該些間隙大於0mm且小於或等於3mm。
4. 如請求項2之外轉子式馬達之轉子，其中該些間隙之該組裝裕度均不相同。
5. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些調控部之其中一調控部具有一間隙，該間隙用以設為該組裝裕度，其餘該調控部各具有一接觸部。
6. 如請求項5之外轉子式馬達之轉子，其中該間隙大於0mm且小於或等於3mm，該些接觸部之間距為0mm。
7. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些調控部各具有數個間隙及數個接觸部，該些間隙用以設為該組裝裕度。
8. 如請求項7之外轉子式馬達之轉子，其中在該轉軸之圓周方向上，該些間隙及該些接觸部為交錯設置。
9. 如請求項7之外轉子式馬達之轉子，其中該些間隙大於0mm且小於或等於3mm，該些接觸部之間距為0mm。
10. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些調控部具有數個間隙，該些間隙用以設為該組裝裕度，且該些間隙具有一第一間隙及一第二間隙，該第一間隙大於該第二間隙。
11. 如請求項10之外轉子式馬達之轉子，其中該第一間隙大於0mm且小於或等於3mm，該第二間隙小於3mm。
12. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該些磁鐵之該接合部以黏合方式固定於該殼體之該結合部。
13. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該殼體為金屬殼體，該些磁鐵之該接合部以磁吸方式固定於該殼體之該結合部。
14. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中在該轉軸之一軸向上，該定位環至該殼體之該開口之間具有一第一軸向距離，該些磁鐵之該第一端面至該第二端面之間具有一第二軸向距離，該第一軸向距離大於或等於該第二軸向距離。
15. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該定位環具有一外環部及一內環部，該外環部及該內環部之間具有數個連接肋，該些連接肋之間各具有一透空部。
16. 如請求項15之外轉子式馬達之轉子，其中該定位環之該外環部朝向該基部之一側緣設有一定位凸緣，該定位凸緣卡接於該環肩部。
17. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該殼體之一外周設置一扇 輪。
18. 如請求項17之外轉子式馬達之轉子，其中該殼體之該開口設有數個凸緣，該扇輪結合於該殼體之該外周且一體包覆該些凸緣。
19. 如請求項17之外轉子式馬達之轉子，其中該扇輪組裝固定於該殼體之該外周。
20. 如請求項17之外轉子式馬達之轉子，其中該扇輪為軸流式扇輪或鼓風式扇輪。
21. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該殼體之一外周設置數個葉片。
22. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該殼體之該軸接部為一固接套管，該轉軸之一端緊配合於該固接套管。
23. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些磁鐵之該接合部為一弧面，該感應部為一平面。
24. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些磁鐵之該接合部為一弧面，該感應部為一弧面。
25. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中在該轉軸之一徑向上，該些磁鐵的中央部位之厚度大於相對二側部位之厚度。
26. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中在該轉軸之一徑向上，該些磁鐵的中央部位之厚度均等於相對二側部位之厚度。
27. 如請求項1之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些磁鐵之數量少於8個。
28. 如請求項27之外轉子式馬達之轉子，其中該永久磁鐵組之該些磁鐵之數量為偶數。

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