TWI744077B - 防水馬達 - Google Patents

Abstract

一種防水馬達，包括一機殼、一定子、一防水膠層、一 轉子以及一驅動器。機殼具有一前蓋、一內環面與一後蓋。定子配置在機殼的後蓋且相鄰內環面。防水膠層包覆定子且密封於內環面與後蓋。轉子可轉動地配置在定子中且存在一間隙。驅動器配置在機殼且耦接定子。驅動器提供電流至定子，則轉子適於相對定子旋轉。

Description

防水馬達

本發明是有關於一種馬達，且特別是有關於一種具備多重防護的防水馬達。

馬達是工業中最為常見的驅動裝置，其運作原理是將電流通過纏繞的線圈，使線圈產生磁力而磁場中受力轉動，藉此帶動轉子相對於定子旋轉，其中轉子可連接扇葉而直接帶動轉向或透過齒輪組的力量傳輸以驅動特定結構。由於馬達例如是安裝在屋頂作為抽水馬達或是懸浮在水池上作為打入氧氣，在前述環境下，雨水、池水所形成的水氣容易進入馬達內部，而造成跳電、短路以及漏電等狀況。

為了防止水氣影響馬達的性能與安全性，目前的解決方案是將油脂塗抹在軸承與轉子之間以達到防水功效，然而，現有的油封方式仍無法完全隔絕水氣的影響。

本發明提供一種防水馬達，具有多重防護以防止水氣進 入而造成跳電、短路以及漏電等情形，藉此提升防水馬達的使用範圍。

本發明的防水馬達，包括一機殼、一定子、一防水膠層、一轉子以及一驅動器。機殼具有一前蓋、一內環面與一後蓋。定子配置在機殼的後蓋且相鄰內環面。防水膠層定子且密封於內環面與後蓋。轉子可轉動地配置在定子中且存在一間隙。驅動器配置在機殼且耦接定子。驅動器提供電流至定子，則轉子適於相對定子旋轉。

在本發明的一實施例中，上述的定子包括至少一線圈組，沿著內環面圍繞形成環狀結構，定子具有一轉向空間，用以容納轉子。

在本發明的一實施例中，上述的轉子包括一轉向輪、一轉軸以及多個磁性件，轉向輪配置在定子的轉向空間中，轉軸穿設且卡固於轉向輪，轉軸的兩端分別突伸在前蓋與後蓋外，多個磁性件環繞配置在轉向輪的外側面且間隔於多個線圈組。

在本發明的一實施例中，還包括兩防水套環，轉軸具有兩卡槽，兩防水套環分別卡固兩卡槽中並與轉軸連接為一體，且轉子同步帶動兩防水套環相對機殼轉向。

在本發明的一實施例中，還包括兩油封組件與兩防水套環，兩油封組件分別配置在前蓋與後蓋中且套設在轉子的兩端，兩防水套環套設於轉子的兩端。

在本發明的一實施例中，上述的各油封組件包括一油封 環、一密封環，兩油封環分別抵靠在前蓋與後蓋的內側面上，其中一密封環配置在其中一油封環的凹孔中且密合於前蓋，另一密封環配置在另一油封環的凹孔中且密合於後蓋。

在本發明的一實施例中，上述的各油封組件包括一油封件以及一潤滑層，兩油封件環設在轉子的兩端且間隔於兩油封環，兩潤滑層分別填充在兩油封環與兩油封件之間，兩密封件分別密合於前蓋與後蓋的兩內開口，兩防水套環分別密合於前蓋與後蓋的兩外開口，以將兩潤滑層與兩油封件分別限制在前蓋與後蓋中。

在本發明的一實施例中，還包括兩軸承，分別配置在機殼的兩凹槽中且套設在轉軸的外壁面上，用以防止轉軸在樞轉過程中的震動。

在本發明的一實施例中，上述的機殼具有兩支撐座，連接在機殼的外環面上且相互對稱設置。

在本發明的一實施例中，還包括一無線模組，配置在驅動器且耦接定子，用以接收無線訊號。

基於上述，本發明的防水馬達具有防水膠層與兩防水套環，防水膠層是透過特定的製程而成形在機殼內，且防水膠層完全包覆定子與電路板，兩防水套環配置在轉子位在機殼外的兩端。兩防水套環可做為第一道防護，避免環境中的水氣從轉子與機殼的縫隙中滲入，當水氣滲入機殼中時，防水膠層做為第二道防護以避免定子與電路板接觸水氣而導致跳電、短路以及漏電等 情形。

進一步而言，防水膠層包覆定子及電路板，可增加機殼內的絕緣防水功效，因此本發明的防水馬達適用在水氣含量高的工作環境中。

100:防水馬達

110:機殼

111:前蓋

112:後蓋

113:支撐座

120:定子

121:線圈組

130:電路板

140:防水膠層

150:轉子

151:轉向輪

152:轉軸

153:磁性件

160:防水套環

170:驅動器

180:油封組件

181:油封環

182:密封環

183:油封件

184:潤滑層

190:軸承

E:端

H:預留孔

AS:內部空間

AD:軸向

CG:凹槽

CH:凹孔

FG:卡槽

GP:間隙

SP:密封件

S1:內側面

IS:內環面

RS:轉向空間

OS:外側面

圖1A是本發明一實施例的防水馬達的立體示意圖。

圖1B是圖1A的防水馬達的元件分解示意圖。

圖1C是圖1A的防水馬達的除去前蓋的平面示意圖。

圖2A是圖1A的防水馬達的剖面示意圖。

圖2B是圖2A的防水馬達的部份放大示意圖。

圖1A是本發明一實施例的防水馬達的立體示意圖。圖1B是圖1A的防水馬達的元件分解示意圖。圖1C是圖1A的防水馬達的除去前蓋的平面示意圖。圖2A是圖1A的防水馬達的剖面示意圖。圖2B是圖2A的防水馬達的部份放大示意圖。

參考圖1A，本發明的防水馬達100例如是應用在養殖水池的增氧機。簡言之，增氧機的功能在於將空氣中的「氧」迅速轉移到養殖水體中，增加水體的溶氧量並促進水體的流動，藉此改善改善水質條件，可提高養殖對象的存活率與生長速度，進而 達到提高養殖產量的目的。

參考圖1A、圖1B及圖2A，本發明的防水馬達100，包括一機殼110、一定子120、一電路板130、一防水膠層140、一轉子150、兩防水套環160以及一驅動器170。

機殼110具有一前蓋111、一內環面IS與一後蓋112，前蓋111可拆卸地配置在機殼110的前端，後蓋112一體成形於機殼110的後端，且共同形成一內部空間AS。定子120配置在機殼110的後蓋112且相鄰內環面IS，詳細而言，定子120包括多個線圈組121，沿著內環面IS圍繞形成環狀結構且定子120的中央具有一轉向空間RS。在其它實施例中，定子也可由單一線圈組圍繞而成。

參考圖1C及圖2A，電路板130連接定子120且透過電線或焊接方式而相互電性耦接，在其它實施例中以電線取代電路板。防水膠層140配置在機殼110的內部空間AS中，防水膠層140包覆電路板130與定子120且密封於內環面IS與後蓋112，藉此形成電路板130與定子120的絕緣保護層。

轉子150可轉動地配置在定子120的轉向空間RS中且存在一間隙GP。兩防水套環160套設於轉子150的兩端，用於避免水氣從機殼110的前蓋111或後蓋112滲入。

參考圖1B，轉子150包括一轉向輪151、一轉軸152以及多個磁性件153。轉向輪151配置在定子120的轉向空間RS中，轉軸152穿設且卡固於轉向輪151，因此轉向輪151與轉軸152 連接為一體且適於沿一軸向AD樞轉。轉軸152的兩端E分別突伸在前蓋111與後蓋112外。進一步而言，轉軸152具有兩卡槽FG。

兩防水套環160分別卡固兩卡槽FG中並與轉軸152連接為一體。多個磁性件153環繞配置在轉向輪151的外側面OS且間隔於多個線圈組121。於本實施例中，磁性件例如是採用永久磁鐵或是電磁鐵。

配合參考圖1A及圖1C，驅動器170，配置在機殼110上方且耦接電路板130，用以提供電流，補充而言，防水膠層140具有多個預留孔H，用以容納電線，則電路板130適於透過電線而耦接於驅動器170。簡言之，當驅動器170所供應的電流經電路板130整流後流入各線圈組121時，各線圈組121產生磁場，與轉子150的多個磁性件153的磁場互相作用而產生動力，進而帶動轉子150相對定子120旋轉且轉子150的轉軸152同步帶動兩防水套環160相對機殼110轉向。

補充而言，驅動器是通過整流電路對於外接的三相電或者市電進行整流，以得到相應的直流電。經整流後的三相電或市電，再傳輸至變頻器以進行變頻，最後用來驅動定子與轉子產生相對運動。

在本發明的一實施例中，還包括兩油封組件180，分別配置在前蓋111與後蓋112中且套設在轉子150的轉軸152的兩端，其中油封組件180用以密封轉軸152與前蓋111、後蓋112之間的 縫隙，避免水氣從此縫隙進入機殼110中。

配合參考圖2A及圖2B，具體而言，各油封組件180包括一油封環181、一密封環182、一油封件183以及一潤滑層184。

兩油封環181分別抵靠在前蓋111與後蓋112的內側面S1上且間隔於轉軸152。其中一密封環182配置在其中一油封環181的凹孔CH中且密合於前蓋111，另一密封環182配置在另一油封環181的凹孔CH中且密合於後蓋112。

兩油封件183環設在轉子150的轉軸152的兩端且間隔於兩油封環181，其中油封件183用以防止外部的水氣進入機殼110以達到密閉的功效。兩潤滑層184分別填充在兩油封環181與兩油封件183之間，其中潤滑層184例如採用潤滑油以提升轉軸152、油封件183相對於油封環181的轉動流暢度。

此外，兩密封件SP分別密合於前蓋111與後蓋112的兩內開口，兩防水套環160分別密合於前蓋111與後蓋112的兩外開口，以將兩潤滑層184與兩油封件183分別限制在前蓋111與後蓋112中，亦可進一步提升密封防水的功效。

防水馬達100包括兩軸承190，分別配置在機殼110的兩凹槽CG中且套設在轉軸152的外壁面上，轉軸152適於相對兩軸承190樞轉且兩軸承190用以防止轉軸152在樞轉過程中的過度震動，以提升轉子150的運作穩定性。

進一步而言，機殼110具有兩支撐座113，連接在機殼110的外環面上且相互對稱設置，兩支撐座113可擺放或鎖固在平 面上以確保防水馬達100在運作時的穩定性。

進一步而言，防水馬達100包括一無線模組(未示於圖中)，配置在驅動器170中且耦接定子120，用以接收無線訊號。透過無線操控，可遠端控制驅動器170的輸入電流的大小或頻率，以達到變速控制，用以取代現有的內建變頻器或是有線控制，可大幅提高操控的便利性。此外，針對防水馬達的調速及定時功能，亦可達到省電的目的。

以下補充防水膠層的製作過程，預熱成型治具並擺放至機殼110中，再將熔融態的防水膠層灌入機殼中，並沿著成型治具而填滿機殼的剩餘空間以包覆電路板與定子，接著進行抽真空步驟以破壞灌膠過程中所造成的氣泡，避免固化後氣孔導致絕緣失效，接著進行高溫固化步驟，透高溫加熱以使防水膠層從熔融態轉變為固態，最終將成型治具拆下即完成防水膠層的製作。

綜上所述，本發明的防水馬達具有防水膠層與兩防水套環，防水膠層是透過特定的製程而成形在機殼內，且防水膠層完全包覆定子與電路板，兩防水套環配置在轉子位在機殼外的兩端。兩防水套環可做為第一道防護，避免環境中的水氣從轉子與機殼的縫隙中滲入，當水氣滲入機殼中時，防水膠層做為第二道防護以避免定子與電路板接觸水氣而導致跳電、短路以及漏電等情形。

進一步而言，防水膠層包覆定子及電路板，可增加機殼內的絕緣防水功效，允許防水馬達在內部進水的狀態下，持續運 作而不損壞，因此本發明的防水馬達適用在水氣含量高的工作環境中。

100:防水馬達

110:機殼

111:前蓋

113:支撐座

150:轉子

152:轉軸

160:防水套環

170:驅動器

E:端

Claims (9)

1. 一種防水馬達，包括：一機殼，具有一前蓋、一內環面與一後蓋；一定子，配置在該機殼的該後蓋且相鄰該內環面；一防水膠層，包覆該定子且密封於該內環面與該後蓋；一轉子，可轉動地配置在該定子中且存在一間隙；一驅動器，配置在該機殼且耦接該定子；以及一無線模組，配置在該驅動器且耦接該定子，用以接收無線訊號，其中，該驅動器提供電流至該定子，則該轉子適於相對該定子旋轉。
2. 如請求項1所述的防水馬達，其中該定子包括至少一線圈組且沿著該內環面圍繞形成環狀結構，該定子具有一轉向空間，用以容納該轉子。
3. 如請求項2所述的防水馬達，其中該轉子包括一轉向輪、一轉軸以及多個磁性件，該轉向輪配置在該定子的轉向空間中，該轉軸穿設且卡固於該轉向輪，該轉軸的兩端分別突伸在該前蓋與該後蓋外，多個磁性件環繞配置在該轉向輪的外側面且間隔於該至少一線圈組。
4. 如請求項3所述的防水馬達，還包括兩防水套環，該轉軸具有兩卡槽，該兩防水套環分別卡固該兩卡槽中並與該轉軸連接為一體，且該轉子同步帶動該些防水套環相對該機殼轉向。
5. 如請求項1所述的防水馬達，還包括兩油封組件與兩防水套環，該兩油封組件分別配置在該前蓋與該後蓋中且套設在該轉子的兩端，該兩防水套環套設於該轉子的兩端。
6. 如請求項5所述的防水馬達，其中各該油封組件包括一油封環以及一密封環，該兩油封環分別抵靠在該前蓋與該後蓋的內側面上，其中一該密封環配置在其中一該油封環的凹孔中且密合於該前蓋，另一該密封環配置在另一該油封環的凹孔中且密合於該後蓋。
7. 如請求項6所述的防水馬達，其中各該油封組件包括一油封件以及一潤滑層，該兩油封件環設在該轉子的兩端且間隔於該兩油封環，該兩潤滑層分別填充在該兩油封環與該該兩油封件之間，兩密封件分別密合於該前蓋與該後蓋的兩內開口，該兩防水套環分別密合於該前蓋與該後蓋的兩外開口，以將該些潤滑層與該些油封件分別限制在該前蓋與該後蓋中。
8. 如請求項3所述的防水馬達，還包括兩軸承，分別配置在該機殼的兩凹槽中且套設在該轉軸的外壁面上，用以防止該轉軸在樞轉過程中的震動。
9. 如請求項1所述的防水馬達，其中該機殼具有兩支撐座，連接在該機殼的外環面上且相互對稱設置。

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