TWM559026U - 無軸心外轉子馬達 - Google Patents

Abstract

本創作係外轉子無刷馬達，其包含一簍空定子、兩簍空軸承、複數結合柱及一簍空外轉子。簍空定子包含複數線圈部環繞間隔設置且於中心處形成一簍空空間；兩簍空軸承分別位於簍空定子的兩側，且有可轉動的一簍空軸承外框及一簍空軸承內框；複數結合柱穿設結合簍空定子及簍空軸承；簍空外轉子套設於兩簍空軸承外框。本創作以簍空定子固定於簍空軸承內框，而簍空外轉子固定於簍空軸承外框，藉此兩者可轉動且保持同軸而不需軸心桿，使軸心部位簍空可供空氣流通，且因簍空外轉子為兩端開放的管體，所以可使線圈暴露於空氣中，增加散熱效能。

Description

無軸心外轉子馬達

本創作係涉及一種無刷馬達，尤指一種外轉子的無刷馬達。

無刷馬達是一種以定子線圈通電產生磁場，藉此帶動設有永久磁鐵的轉子旋轉，進而將電能轉換為動能的驅動裝置。一般的無刷馬達大致上可分為兩類，第一類為內轉子，係將設有永久磁鐵的轉子穿設進環型排列的定子線圈的內側，並且在外側固定定子線圈而旋轉內部的轉子；第二類為外轉子，係將設有永久磁鐵的轉子環繞套設於定子線圈的外側，並且固定內部的定子線圈而旋轉外部的轉子。

現有技術中，外轉子馬達的轉子一般呈現一個圓柱形罩體的型式，並在該圓柱形罩體的內側壁面上固設有永久磁鐵，且該圓柱形罩體的一端封閉，並該封閉端的圓心設有一軸心桿。在與定子線圈結合時，圓柱形罩體套設於定子線圈，且定子線圈與圓柱形罩體的軸心桿之間設有一軸承，以使圓柱形罩體可穩定相對軸心桿轉動，並且兩者得以保持同軸。而這樣的結構有著下列兩項缺點：

第一，因外轉子在結合時係以罩體的型式覆蓋套設定子線圈，並且外轉子的一端封閉，以致於定子線圈在通電時產生的熱能不易排除，散熱效果較差導致使用壽命的縮短。

第二，外轉子的型式與結構在製造上程序較為複雜，使得整體的成本提高且降低製造效率。

有鑑於前述之現有技術的缺點及不足，本創作提供一種無軸心外轉子馬達，其結構簡單，可降低製作時的成本，並且開放式的外簍空外轉子以及無軸心的設計可以強化其散熱效能，進一步延長使用壽命。

為達到上述的創作目的，本創作所採用的技術手段為設計一種無軸心外轉子馬達，其中包含： 一簍空定子，其包含有複數線圈部，該等線圈部環繞間隔設置且於中心處形成一簍空空間； 兩簍空軸承，其分別位於該簍空定子的兩側，且各該簍空軸承具有可相對轉動的一簍空軸承外框及一簍空軸承內框，該簍空軸承外框的外徑大於該簍空定子的外徑； 複數結合柱，其穿設結合該簍空定子及其中一該簍空軸承；各該結合柱包含有一結合部及一固定部；該結合部穿設該簍空定子的其中兩相鄰的該線圈部之間，且穿設固定於相對應的該簍空軸承的該簍空軸承內框上；該固定部抵靠於該簍空定子的至少一該線圈部； 一簍空外轉子，其為一中空管，且具有兩端開口，該簍空外轉子套設固定於該兩簍空軸承的該簍空軸承外框，並且該簍空外轉子套設於該簍空定子，該簍空外轉子的內壁面設有複數永久磁鐵，該等永久磁鐵環繞設置且環繞於該簍空定子的該等線圈部的徑向外側。

本創作的優點在於，簍空外轉子本體是一個兩端開放的中空管，其製造過程簡單，可以降低成本並提升製造效率。並且，本創作中的簍空定子係固設於一環形簍空軸承的簍空軸承內框，而簍空外轉子則是套設固定於該簍空軸承的簍空軸承外框，所以本創作不需要軸心桿而是利用簍空軸承的簍空軸承內框及簍空軸承外框將簍空定子與簍空外轉子相互樞設並且保持同軸，如此一來，簍空定子的中心處，即原本用以穿設軸心桿的位置，便可以形成一簍空空間以供空氣流通，進而增加散熱效能。而且，因為簍空外轉子本體是一個兩端開放的管體而非其中一端封閉的罩體，所以在結合於簍空定子時可使簍空定子的線圈暴露於空氣中，以便更輕易的將簍空定子的線圈在通電時所產生的熱能排除，能夠大幅提升散熱效能。此外，結合柱的設計除了有將簍空定子固設於簍空軸承簍空軸承內框的功效外，還可以加以穩固簍空定子上的線圈，使整體更加堅固。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，其中各該結合柱的該結合部為一長桿，且其外壁面設有螺紋，並螺合於該第一簍空軸承的該簍空軸承內框。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，其中各該結合柱的該固定部為一圓盤形成於該結合部的一端，其面向該簍空定子的一面抵靠於該結合部兩側的該簍空定子的該線圈部。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，其中各該結合柱的表面套設有絕緣外皮，該絕緣外皮貼靠於該線圈部。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，其中該等結合柱的數量為四個或六個。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，其中各該簍空軸承的該簍空軸承內框在該簍空軸承面向該簍空定子的一側突出於該簍空軸承外框，各該簍空軸承的該簍空軸承外框在該簍空軸承背向該簍空定子的一側突出於該簍空軸承內框。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，其中該簍空外轉子的該等永久磁鐵位於該兩簍空軸承的該簍空軸承外框之間。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達進一步包含有一扇葉，其固設於其中一該簍空軸承的該簍空軸承外框或該簍空外轉子，該扇葉包含有一外環部及複數內開式葉片，該等內開式葉片環繞間隔設置於該外環的內壁面。

進一步而言，所述之無軸心外轉子馬達，該扇葉包含有四內開式葉片環繞間隔設置於該外環的內壁面。

以下配合圖式及本創作之較佳實施例，進一步闡述本創作為達成預定創作目的所採取的技術手段。

請參閱圖1及圖2所示，本創作之無軸心外轉子馬達包含有一簍空定子10、兩簍空軸承20、複數結合柱30及一簍空外轉子40。

簍空定子10包含有複數線圈部12，進一步而言，簍空定子10進一步包含有複數矽鋼片，而線圈部12係以導電線纏繞於該等矽鋼片上所組成；該等線圈部12等距環繞間隔設置且於中心處形成一簍空空間11，具體來說，在本實施例中簍空定子10包含有十二個線圈部12，且十二個線圈部12環繞間隔設置形成一放射狀結構，並於環形排列的中心處形成一圓形的簍空空間11，以供空氣流通。此為較佳實施例，線圈部12的數量以及其排列的結構形狀還有中心處簍空空間11的形狀皆不以此為限。

請參閱圖2及圖3所示，兩簍空軸承20分別位於該簍空定子10的兩側，且各該簍空軸承20具有可相對轉動的一簍空軸承外框21及一簍空軸承內框22，而簍空軸承外框21的外徑大於簍空定子10的外徑，並且簍空軸承內框22上設有複數預留孔23，具體來說，在本實施例中簍空軸承外框21及簍空軸承內框22皆為圓環，但是不以此為限，簍空軸承外框21及簍空軸承內框22可為任意形狀，只需在其結合處為圓形並可相互轉動即可。此外，簍空軸承20的簍空軸承內框22在簍空軸承20面向簍空定子10的一側突出於簍空軸承外框21，也就是說，從側視方向看來可以看到簍空軸承內框22有一部分位於簍空軸承外框21之外，而不是完全被簍空軸承外框21擋住以至於從側視方向完全看不到簍空軸承內框22，但是不以此為限；而各簍空軸承20的簍空軸承外框21在簍空軸承22背向簍空定子10的一側突出於簍空軸承內框22，也就是說，簍空軸承內框22背向簍空定子10的一側壁面在軸向上相對於簍空軸承外框21背向簍空定子10的一側壁面更加靠近簍空定子10，使得從整體看來簍空軸承內框22係凹陷於簍空軸承外框21的中央，但是也同樣不以此為限。

請參閱圖2及圖3所示，複數結合柱30穿設結合簍空定子10及其中一簍空軸承20，且具體來說是結合柱30包含有一固定部31及一結合部32，其中以結合部32穿設簍空定子10的其中兩相鄰的線圈部12之間，且穿設固定於相對應的簍空軸承20的簍空軸承內框22上的預留孔23，並且以固定部31抵靠於簍空定子10的至少一線圈部12，但是不以此為限；結合部32也可以先貫穿其中一簍空軸承20的簍空軸承內框22上的預留孔23，並接著穿設於簍空定子10的其中兩相鄰的線圈部12之間，最後則穿設固定於另一簍空軸承20的簍空軸承內框22上的預留孔23。在本實施例中結合部32為一長桿，且其外壁面設有螺紋，並螺合於相對應的簍空軸承20的簍空軸承內框22，但是結合部32的形式及其結合於簍空軸承內框22的方式皆不以此為限；而固定部31為一圓盤形成於結合部32的一端，其面向簍空定子10的一面抵靠於結合部32兩側的簍空定子10的線圈部12，但是固定部31不以圓盤為限，也可以是一長桿彎折延伸於結合部32的一端並且抵靠於結合部32其中一側的線圈部12，又或者是結合部32與固定部31形成一T字形，並且固定部31同時抵靠於結合部32兩側的簍空定子10的線圈部12，而在結合柱30穿設兩簍空軸承的實施例中，固定部31也可以位於長桿形的結合部32的中段，以抵靠並固定線圈部12。此外，在本實施例中結合柱32的表面套設有絕緣外皮33，並以絕緣外皮33貼靠於線圈部12，但是不以此為限。再者，在本實施例中結合柱32的數量為四個或者是六個，但同樣的不以此為限。

請參閱圖2及圖3所示，簍空外轉子40為一中空圓管，且套設固定於兩簍空軸承20的簍空軸承外框21，並且簍空外轉子40套設於簍空定子10，但簍空外轉子40的形狀不以圓形管為限，而因為簍空軸承外框21的外徑大於簍空定子10的外徑，故簍空外轉子40與簍空定子10係為間隔設置並無互相接觸，並且簍空外轉子40與簍空定子10之間可藉由簍空軸承20的簍空軸承外框21及簍空軸承內框22而相互轉動。此外，簍空外轉子40的內壁面設有複數永久磁鐵41，該等永久磁鐵41環繞設置且環繞於簍空定子10的該等線圈部12的徑向外側，且簍空外轉子40的該等永久磁鐵41位於兩簍空軸承20的簍空軸承外框21之間，也就是說，在本實施例中，兩簍空軸承20的簍空軸承外框21以及該等永久磁鐵41皆固設於簍空外轉子40的內壁面，且該等永久磁鐵41位於兩簍空軸承外框21之間，並且在軸向上該等永久磁鐵41與簍空定子10位於相同位置。此為較佳實施例，但是不以此為限，例如簍空外轉子40的該等永久磁鐵41在軸向上可以延伸於簍空外轉子40的內壁面，而兩簍空軸承20的簍空軸承外框21係固設於環繞設置的該等永久磁鐵41上。

此外，請參閱圖4及圖5所示，本創作之無軸心外簍空外轉子馬達進一步包含有一扇葉50，其固設於其中一簍空軸承20的簍空軸承外框21或簍空外轉子40，也就是說，扇葉50會隨著簍空軸承20的簍空軸承外框21或簍空外轉子40而相對於簍空定子10轉動，並且扇葉50包含有一外環部51及複數內開式葉片52，該等內開式葉片52環繞間隔設置於外環51的內壁面，藉此內開式葉片52即可藉由轉動來產生空氣流動，進而增加散熱效率。此外，在本實施例中，扇葉50包含有四內開式葉片52環繞間隔設置於外環51的內壁面，但是數量不以此為限，並且本創作之無軸心外簍空外轉子馬達也可以不包含扇葉50，僅需視實際散熱情況決定。

本創作在使用時，簍空定子10的線圈部12通電而產生磁場變化，進而驅使簍空外轉子40內壁面所固設的永久磁鐵41移動，並且因為簍空軸承外框40係套設固定於簍空軸承20的簍空軸承外框21，而簍空定子10係固定於簍空軸承20的簍空軸承內框22，藉此簍空外轉子40即可相對於簍空定子10轉動而不需要另外設計軸心桿。此外，本創作中的構件皆為中空環狀，因此可供空氣流通於軸心部位，藉此大幅增加散熱效能。

以上所述僅是本創作的較佳實施例而已，並非對本創作做任何形式上的限制，雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本創作，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本創作技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本創作技術方案的內容，依據本創作的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本創作技術方案的範圍內。

10‧‧‧簍空定子
11‧‧‧簍空空間
12‧‧‧線圈部
20‧‧‧簍空軸承
21‧‧‧簍空軸承外框
22‧‧‧簍空軸承內框
23‧‧‧預留孔
30‧‧‧結合柱
31‧‧‧固定部
32‧‧‧結合部
33‧‧‧絕緣外皮
40‧‧‧簍空外轉子
41‧‧‧永久磁鐵
50‧‧‧扇葉
51‧‧‧外環部
52‧‧‧內開式葉片

圖1係本創作的立體外觀圖。 圖2係本創作的立體分解圖。 圖3係本創作的側視剖面圖。 圖4係本創作包含有扇葉的立體分解圖。 圖5係本創作包含有扇葉的側視剖面圖。

Claims (9)

1. 一種無軸心外轉子馬達，其中包含： 一簍空定子，其包含有複數線圈部，該等線圈部環繞間隔設置且於中心處形成一簍空空間； 兩簍空軸承，其分別位於該簍空定子的兩側，且各該簍空軸承具有可相對轉動的一簍空軸承外框及一簍空軸承內框，該簍空軸承外框的外徑大於該簍空定子的外徑； 複數結合柱，其穿設結合該簍空定子及其中一該簍空軸承；各該結合柱包含有一結合部及一固定部；該結合部穿設該簍空定子的其中兩相鄰的該線圈部之間，且穿設固定於相對應的該簍空軸承的該簍空軸承內框上；該固定部抵靠於該簍空定子的至少一該線圈部； 一簍空外轉子，其為一中空管，且具有兩端開口，該簍空外轉子套設固定於該兩簍空軸承的該簍空軸承外框，並且該簍空外轉子套設於該簍空定子，該簍空外轉子的內壁面設有複數永久磁鐵，該等永久磁鐵環繞設置且環繞於該簍空定子的該等線圈部的徑向外側。
2. 如請求項1所述之無軸心外轉子馬達，其中各該結合柱的該結合部為一長桿，且其外壁面設有螺紋，並螺合於該第一簍空軸承的該簍空軸承內框。
3. 如請求項2所述之無軸心外轉子馬達，其中各該結合柱的該固定部為一圓盤形成於該結合部的一端，其面向該簍空定子的一面抵靠於該結合部兩側的該簍空定子的該線圈部。
4. 如請求項1所述之無軸心外轉子馬達，其中各該結合柱的表面套設有絕緣外皮，該絕緣外皮貼靠於該線圈部。
5. 如請求項1所述之無軸心外轉子馬達，其中該等結合柱的數量為四個或六個。
6. 如請求項1所述之無軸心外轉子馬達，其中各該簍空軸承的該簍空軸承內框在該簍空軸承面向該簍空定子的一側突出於該簍空軸承外框，各該簍空軸承的該簍空軸承外框在該簍空軸承背向該簍空定子的一側突出於該簍空軸承內框。
7. 如請求項1至6中任一項所述之無軸心外轉子馬達，其中該簍空外轉子的該等永久磁鐵位於該兩簍空軸承的該簍空軸承外框之間。
8. 如請求項1至6中任一項所述之無軸心外轉子馬達，進一步包含有一扇葉，其固設於其中一該簍空軸承的該簍空軸承外框或該簍空外轉子，該扇葉包含有一外環部及複數內開式葉片，該等內開式葉片環繞間隔設置於該外環的內壁面。
9. 如請求項8所述之無軸心外轉子馬達，其中該扇葉包含有四內開式葉片環繞間隔設置於該外環的內壁面。