TWI729648B

TWI729648B - 模組化馬達轉子及模組化馬達轉子結構

Info

Publication number: TWI729648B
Application number: TW108147139A
Authority: TW
Inventors: 陳善南; 陳聖文
Original assignee: 綠達光電股份有限公司
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-06-01
Also published as: CN113098167A; TW202125949A

Abstract

本發明公開一種模組化馬達轉子及模組化馬達轉子結構。所述模組化馬達轉子包括：一載座、設置於載座的多個鐵芯、設置於多個所述鐵芯之間的多個永磁件、及組設於載座的一芯軸。載座具有一第一載件及一第二載件，第一載件於遠離第二載件的一端形成有一第一擋止部，第二載件於遠離第一載件的一端形成有一第二擋止部；多個所述鐵芯以彼此間隔方式環設於第一擋止部與第二擋止部之間；每個永磁件設置於任兩個鐵芯之間。

Description

模組化馬達轉子及模組化馬達轉子結構

本發明涉及一種用於馬達的轉子，尤其涉及一種模組化的馬達轉子及馬達轉子結構。

隨著科技的發展，永磁馬達已經廣泛應用於諸多領域，例如增氧機、電動自行車、智慧機械手臂等。現有永磁馬達的轉子設置有轉子鐵芯所述轉子鐵芯是由一層層的矽鋼片堆壘而製成，而矽鋼片於加工過程時，需要根據永磁馬達的尺寸裁切成能符合其永久磁鐵的容置空間，或者是裁切成對應其定子尺寸的圓弧形狀，導致矽鋼片於加工時需要根據永磁馬達的尺寸進行製作，進而造成製作不便；再者，當永磁馬達的尺寸較大時，矽鋼片的加工需要較大衝力的衝床，且於加工後也會產生大量裁切的矽鋼片廢料（尺寸小的永磁馬達也是如此），進而增加不必要的生產成本。

於是，本發明人認為上述缺陷可改善，乃特潛心研究並配合科學原理的運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺陷的本發明。

本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種模組化馬達轉子及模組化馬達轉子結構，能有效地改善現有馬達轉子所可能產生的缺陷。

本發明實施例公開一種模組化馬達轉子，其包括：一載座，由非導磁材料所構成，所述載座包含有：一第一載件，具有一第一主體及連接於所述第一主體的一第一擋止部，所述第一載件於所述第一主體上開設有一第一設置孔，所述第一擋止部位於所述第一主體的一端外緣上，並且開設有間隔配置的多個第一缺口，所述第一擋止部於任兩個相鄰的所述第一缺口之間形成有一第一齒部；及一第二載件，具有一第二主體及連接於所述第二主體的一第二擋止部，所述第二載件於所述第二主體上開設有一第二設置孔，並且所述第二設置孔與所述第一設置孔相通；所述第二擋止部位於所述第二主體的一端外緣上，並且遠離所述第一擋止部，所述第二擋止部開設有間隔配置的多個第二缺口，且多個所述第二缺口與多個所述第一缺口的位置彼此對應，所述第二擋止部於任兩個相鄰的所述第二缺口之間形成有一第二齒部；多個鐵芯，分別設置於任一個所述第一齒部與對應的所述第二齒部之間，且每個所述鐵芯不阻擋任一個所述第一缺口及所述第二缺口，使所述模組化馬達轉子於任兩個所述鐵芯之間形成有一容置空間，且所述容置空間與對應的所述第一缺口及所述第二缺口相通；多個永磁件，分別通過任一個所述第一缺口及對應所述第二缺口，而設置於對應的所述容置空間內；以及一芯軸，穿過所述第一設置孔及所述第二設置孔，並且與所述載座固定。

本發明實施例另外公開一種模組化馬達轉子結構，其包括：一載座，由非導磁材料所構成，所述載座包含有：一第一載件，具有一第一主體及連接於所述第一主體的一第一擋止部，所述第一載件於所述第一主體上開設有一第一設置孔，所述第一擋止部位於所述第一主體的一端外緣上，並且開設有間隔配置的多個第一缺口，所述第一擋止部於任兩個相鄰的所述第一缺口之間形成有一第一齒部；及一第二載件，具有一第二主體及連接於所述第二主體的一第二擋止部，所述第二載件於所述第二主體上開設有一第二設置孔，並且所述第二設置孔與所述第一設置孔相通；所述第二擋止部位於所述第二主體的一端外緣上，並且遠離所述第一擋止部，所述第二擋止部開設有間隔配置的多個第二缺口，且多個所述第二缺口與多個所述第一缺口的位置彼此對應，所述第二擋止部於任兩個相鄰的所述第二缺口之間形成有一第二齒部；多個鐵芯，分別設置於任一個所述第一齒部與對應的所述第二齒部之間，且每個所述鐵芯不阻擋任一個所述第一缺口及所述第二缺口，使所述模組化馬達轉子於任兩個所述鐵芯之間形成有一容置空間，且所述容置空間與對應的所述第一缺口及所述第二缺口相通；以及多個永磁件，分別通過任一個所述第一缺口及對應的所述第二缺口，而設置於對應的所述容置空間內。

綜上所述，本發明實施例所公開的模組化馬達轉子及模組化馬達轉子結構，皆能通過其多個所述永磁件是經由任一個所述第一缺口及對應的所述第二缺口而設置於對應的所述容置空間內的設計（也就是插入式的設置方式），使本發明的多個所述永磁件不需如現有的永磁馬達般必須配合轉子尺寸進行加工，而是可以統一皆採用相同地片狀結構，進而可以大幅降低多個所述永磁件的製作成本。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“模組化馬達轉子100及模組化馬達轉子結構”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。

應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

[第一實施例]

參閱圖1至圖7所示，本實施例提供一種模組化馬達轉子100，其優選地是應用於150RPM以下的馬達中，但不受限於本實施例所載。所述模組化馬達轉子100包含有一載座1、設置於所述載座1的多個鐵芯2、設置於多個所述鐵芯2之間的多個永磁件3、設置於多個所述鐵芯2外緣的一殼體4、組設於所述載座1的一芯軸5、及用以將每個所述鐵芯2固定於所述載座1的多個固定件6。

需先說明的是，上述載座1、多個所述鐵芯2、多個所述永磁件3、所述殼體4、所述芯軸5、及多個所述固定件6於本實施例中雖共同被定義為所述模組化馬達轉子100。但本發明不受限於此。舉例來說，所述載座1、多個所述鐵芯2、及多個所述永磁件3可以被共同定義為一模組化馬達轉子結構，而所述模組化馬達轉子結構也可以是單獨地被運用（如：販賣）或搭配其他構件使用。以下將分別介紹所述模組化馬達轉子100的各個元件構造，並適時說明所述模組化馬達轉子100的各個元件彼此之間的連接關係。

配合圖2及圖3所示，所述載座1可以是不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成，所述載座1具有一第一載件11及一第二載件12，所述第一載件11與所述第二載件12於本實施例中是結構相同的構件，且所述第一載件11與所述第二載件12以彼此對稱方式設置。

如圖3及圖4所示，所述第一載件11具有一第一主體111、及連接於所述第一主體111的一第一擋止部112，所述第一載件11於所述第一主體111上開設有一第一設置孔1111，且所述第一主體111於所述第一設置孔1111的內緣形成有軸向配置的一第一卡槽1112；另外，所述第一主體111的外緣上具有軸向排列的多個第一凹槽1113，也就是說，多個所述第一凹槽1113是沿著所述第一主體111的長度方向配置。所述第一擋止部112位於所述第一主體111的一端外緣上，並且開設有間隔配置的多個第一缺口1121，所述第一擋止部112於任兩個相鄰的所述第一缺口1121之間形成有一第一齒部1122。

具體來說，所述第一主體111呈圓柱狀，而所述第一擋止部112則呈圓盤狀並連接於所述第一主體111的一端外緣上，使所述第一載件11的橫斷面概呈Ｔ字狀；多個所述第一缺口1121徑向環設於所述第一擋止部112上，也就是說，每個所述第一齒部1122也是徑向環設於所述第一擋止部112上；進一步地，於每個所述第一齒部1122上更開設有一第一穿孔1123。多個所述第一齒部1122的總數量於本實施例為26個，但不受限於本實施例所載。

如圖3及圖5所示，所述第二載件12具有一第二主體121、及連接於所述第二主體121的一第二擋止部122，所述第二載件12於所述第二主體121上開設有一第二設置孔1211，並且所述第二設置孔1211與所述第一設置孔相通1111；進一步地，所述第二主體121於所述第二設置孔1211的內緣更形成有軸向配置的一第二卡槽1212，所述第二卡槽1212與所述第一卡槽1112彼此連通，並且定義為一抵頂槽M。

另外地，所述第二主體121的外緣上具有軸向排列的多個第二凹槽1213，也就是說，多個所述第二凹槽1213是沿著所述第二主體121的長度方向配置，且多個所述第二凹槽1213與多個所述第一凹槽1113彼此相通，且相互對應的所述第一凹槽1113與所述第二凹槽1213共同定義為一定位槽N。所述第二擋止部122位於所述第二主體121的一端外緣上，並且遠離所述第一擋止部112。所述第二擋止122部開設有間隔配置的多個第二缺口1221，且多個所述第二缺口1221與多個所述第一缺口1121的位置彼此對應，所述第二擋止部122於任兩個相鄰的所述第二缺口1221之間形成有一第二齒部1222。

具體來說，所述第二主體121呈圓柱狀，而所述第二擋止部122則呈圓盤狀並連接於所述第二主體121的一端上，使所述第二載件12的橫斷面呈Ｔ字狀；多個所述第二缺口1221徑向環設於所述第二擋止部122上，也就是說，每個所述第二齒部1222也是徑向環設於所述第二擋止部122上；進一步地，於每個所述第二齒部122上更開設有一第二穿孔1223。多個所述第二齒部1222的總數量於本實施例為26個，但不受限於本實施例所載。

進一步地說，所述第一擋止部112與所述第二擋止部122是分別位於其第一主體111及第二主體121彼此遠離的一端上（如圖3所示）；也就是說，所述載座1的橫斷面是呈H字狀。另外地，所述第一主體111及所述第二主體121更進一步地形成有數個溝槽1114、1214，每個所述溝槽1114、1214是環繞其第一主體111及第二主體121的外緣並呈間隔配置。

需說明的是，所述載座1於本實施例中雖是具有所述第一載件11及所述第二載件12，且所述第一載件11的所述第一主體111與所述第二載件12的所述第二主體121是相互接觸（如圖3所示），但不受限於本實施例所載。舉例來說，本發明於未繪示的其他實施例中，所述第一主體111與所述第二主體121也可以是具有間隙而相互不接觸，也就是，所述第一載件11與所述第二載件12是間隔配置。

配合圖3、圖6及圖7所示，多個所述鐵芯2分別設置於任一個所述第一齒部1122與對應的所述第二齒部1222之間，且每個所述鐵芯2不阻擋任一個所述第一缺口1121及所述第二缺口1221，使所述模組化馬達轉子100於任兩個所述鐵芯2之間形成有一容置空間SP，且所述容置空間SP連通對應的所述第一缺口1121及所述第二缺口1221。具體來說，任一個所述鐵芯2的徑向橫斷面於本實施例中與任一個所述第一齒部1122、或所述第二齒部1222的大小相同，但不受限於本實施例所載。另外地，每個所述鐵芯2開設有一開孔21，所述開孔21與其對應的所述第一穿孔1123及所述第二穿孔1223相通，並且任一個所述固定件6可以通過對應的所述第一穿孔1123、所述開孔21、及對應的所述第二穿孔1223固定前述鐵芯2。

進一步地，每個所述鐵芯2朝向所述載座1的方向形成有一凸部22，且每個所述凸部22位於對應的所述定位槽N內並相互卡抵，據此，當每個所述鐵芯2設置於所述載座1上時，每個所述鐵芯2能通過其凸部22與對應的所述定位槽N的相互卡抵，以確保每個所述鐵芯2能穩定地固定於所述載座1上。

優選地，每個所述鐵芯2的兩側分別朝外側（也就是朝向相鄰的所述鐵芯2方向）凸出有兩個隆起部23，且於任兩個相鄰的所述鐵芯2中，兩個所述鐵芯2朝向彼此一側的兩個所述隆起部23不阻擋對應的所述第一缺口1121及所述第二缺口1221，並且共同形成有所述容置空間SP。

多個所述永磁件3分別通過任一個所述第一缺口1121及對應的所述第二缺口1221，而設置於對應的所述容置空間SP內。具體來說，多個所述永磁件3是永久磁鐵，且每個所述永磁件3於本實施例中可以是長方形的片狀結構，且多個所述永磁件3的總數量相等於多個所述容置空間SP的總數量，也就是說，多個所述永磁件3是一對一地設置於多個所述容置空間SP內。

詳細地說，每個所述永磁件3於本實施例中的長度略等同於所述第一主體111及所述第二主體121的軸向長度總和，每個所述永磁件3不凸出任一個所述第一缺口1121或所述第二缺口1221而裸露於所述載座1的外部，但不受限於本實施例所載。舉例來說，本發明於未繪示的其他實施例中，設計者可以因應設計需求進行調整，使每個所述永磁件3的長度略大於所述第一主體111及所述第二主體121的軸向長度總和，讓每個所述永磁件3的至少一端凸出所述第一缺口1121或所述第二缺口1221。

配合圖1及圖6所示，所述殼體4是不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成，並且套設於多個所述鐵芯2的外緣，以防止多個所述鐵芯2及多個所述永磁件3的徑向移動，進而固定多個所述鐵芯2及多個所述永磁件3。

如圖3及圖6所示，所述芯軸5是不具有磁性的材質（例如：鋁合金、不銹鋼、或強化塑膠）所製成，所述芯軸5穿過所述第一設置孔1111及所述第二設置孔1211，並且與所述載座1固定。具體來說，所述芯軸5具有一軸體53、設置於所述軸體53上的一限位槽51、及設置於所述限位槽51內的一限位塊52，且部分的所述限位塊52凸出所述限位槽51；當所述芯軸5組設於所述第一設置孔1111及所述第二設置孔1211內時，所述限位槽51的位置對應所述抵頂槽M，且部分的所述限位塊52位於所述抵頂槽M內，所述限位塊52能抵頂所述限位槽51與所述抵頂槽M的內緣，使所述芯軸5能同步帶動所述載座1轉動。

而為了更明確地說明本發明的所述模組化馬達轉子100，以下將以所述模組化馬達轉子100的組裝方式進行說明，但說明中的組裝順序可以依據設計者自行調整，並不受限於本實施例中所載。

多個所述鐵芯2設置於所述第一主體111與所述第二主體121上，使每個所述鐵芯2的所述凸部22能設置於對應的所述定位槽N內，將多個所述固定件6依序通過彼此對應的所述第一穿孔1123、所述開孔21、所述第二穿孔1223，使多個所述鐵芯2固定於所述載座1上；接著，將多個所述永磁件3以軸向方向通過任一個所述第一缺口1121及對應的所述第二缺口1221，使每個所述永磁件3設置於對應的所述容置空間SP內，將所述殼體4套設於多個所述鐵芯2的外緣，以防止多個所述鐵芯2及多個所述永磁件3的徑向移動；最後，將所述芯軸5穿設於所述第一設置孔1111及所述第二設置孔1211內，使所述限位塊52能抵頂所述限位槽51與所述抵頂槽M的內緣，以完成組裝。

[第二實施例]

如圖8所示，其為本發明的第二實施例，本實施例類似於上述第一實施例，兩個實施例的相同處則不再加以贅述，而本實施例相較於上述第一實施例的差異主要在於：

多個所述永磁件3的總數量是多個所述容置空間SP的總數量的兩倍，且每個所述永磁件3的長度可以是等同於任一個所述第一主體111、或所述第二主體121的徑向長度，每個所述容置空間SP內設置有兩個所述永磁件3，且兩個所述永磁件3的位置對應其第一主體111及第二主體121。也就是說，每一個所述容置空間SP內設置有兩個所述永磁件3，且兩個所述永磁件3是沿著所述載座1的徑向方向配置。

[本發明實施例的技術效果]

綜上所述，本發明實施例所公開的模組化馬達轉子100與所述馬達轉子結構，皆通過其多個所述永磁件3是經由任一個所述第一缺口1121及對應的所述第二缺口1221，而設置於對應的所述容置空間SP內的設計（也就是插入式的設置方式），使本發明的多個所述永磁件3不需如現有的永磁馬達般必須配合轉子尺寸進行加工，而是可以統一皆採用相同地片狀結構，進而可以大幅降低多個所述永磁件3的製作成本。

另外，所述模組化馬達轉子100與所述馬達轉子結構，皆是通過由任兩個相鄰的所述鐵芯2所形成的容置空間SP以軸向方式固定多個所述永磁件3，因此，如欲製作長條狀的馬達轉子時，裝設其內的多個所述永磁件3可以軸向分段配置（也就是對應所述第一載件及所述第二載件分為兩段），以避免多個所述永磁件3的軸向長度過長而增加製作難度。

再者，所述模組化馬達轉子100與所述馬達轉子結構，皆能通過多個所述永磁件3以軸向方式設置於多個所述容置空間SP的設計，使維修人員能直接通過任一個所述第一缺口1121及對應的所述第二缺口1221檢修對應的所述永磁件3，進而使所述模組化馬達轉子100的後續維修更佳方便。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

100:模組化馬達轉子

1:載座

11:第一載件

111:第一主體

1111:第一設置孔

1112:第一卡槽

1113:第一凹槽

1114:溝槽

112:第一擋止部

1121:第一缺口

1122:第一齒部

1123:第一穿孔

12:第二載件

121:第二主體

1211:第二設置孔

1212:第二卡槽

1213:第二凹槽

1214:溝槽

122:第二擋止部

1221:第二缺口

1222:第二齒部

1223:第二穿孔

2:鐵芯

21:開孔

22:凸部

23:隆起部

3:永磁件

4:殼體

5:芯軸

51:限位槽

52:限位塊

53:軸體

6:固定件

SP:容置空間

N:定位槽

M:抵頂槽

圖1為本發明的第一實施例的立體示意圖。

圖2為本發明的第一實施例的分解示意圖。

圖3為圖1沿III-III剖線的剖面示意圖。

圖4為本發明的第一實施例的第一載件的立體示意圖。

圖5為本發明的第一實施例的第二載件的立體示意圖。

圖6為圖1沿VI-VI剖線的剖面示意圖。

圖7為圖6的範圍VII的局部示意圖。

圖8為本發明的第二實施例的分解示意圖。