TWM570559U - 馬達轉子 - Google Patents

Abstract

本創作揭示一種馬達轉子及方法。該馬達轉子包括：一磁體載體；一磁體，其由該磁體載體攜載；一套筒，其圍繞該磁體；及第一圓周密封件及第二圓周密封件，其等經定位以將該磁體密封於該磁體載體與該套筒之間的一空隙內。如此，藉由結合該密封件重新使用該磁體載體及該套筒而囊封該磁體，以便將該磁體與其操作所處之環境中之化學品流體隔離或保護該磁體免於該等化學品。此有助於防止由該環境中之有害化學品而造成該磁體損害。

Description

馬達轉子

本創作係關於一種馬達轉子及方法。

已知馬達。在一電動馬達中，提供相對於一非旋轉部分或定子旋轉之一轉子總成。在馬達之一個配置中，定子含有一或多個線圈，其等圍繞具有一或多個磁體之轉子總成。線圈之啟動使轉子總成在定子內旋轉。

雖然馬達係有用的，但其等之操作可具有非預期結果。因此，期望提供一改良式轉子。

根據一第一態樣，提供一種馬達轉子，其包括：一磁體載體；一磁體，其由該磁體載體攜載；一套筒，其圍繞該磁體；及第一圓周密封件及第二圓周密封件，其等經定位以將該磁體密封於該磁體載體與該套筒之間的一空隙內。該第一態樣認識到，當在一具有挑戰之環境中操作一馬達時(諸如當在一侵蝕性化學環境(其中該環境中之化學品可侵蝕或降低該轉子之效能)中操作一馬達時將發生之情況)，可期望密封該磁體脫離該環境以便維持其效能。

因此，提供一種轉子。該轉子可針對一電動馬達。該轉子可包括一磁體載體或固持器。該轉子亦可包括藉由該磁體載體攜載或固定至該磁體載體之一或多個磁體。該轉子亦可包括一套筒或外殼，其可圍繞或在其內接納該等磁體。該轉子亦可包括圓周或環形密封件之至少一者且較佳地一對圓周或環形密封件。該等密封件可經定位以將該磁體密封於該磁體載體與該套筒之間產生之一空隙或開口內。如此，藉由結合該密封件重新使用該磁體載體及該套筒而囊封該磁體，以便將該磁體與其操作所處之該環境中之化學品流體隔離或保護該磁體免於該等化學品。此有助於防止對該磁體之由該環境中之有害化學品而造成該磁體損害。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件經定位於該磁體之軸向端處。因此，該等密封件可經定位或放置於該磁體之任一端處。

在一項實施例中，該磁體在該第一圓周密封件及該第二圓周密封件之間軸向延伸。因此，該磁體可經設置於該等密封件之間。

在一項實施例中，該磁體載體及該套筒軸向延伸超越該第一圓周密封件及該第二圓周密封件。因此，該磁體載體及/或該套筒可在該軸向方向上延伸超出該等密封件以便保持該等密封件。

在一項實施例中，該磁體載體具有經放置以將該磁體定位於該磁體載體上之一軸向位置處之一環形肩部。因此，該磁體載體可具有自其外表面徑向直立之一肩部或突出部，該磁體可抵靠該肩部或突出部以將該磁體軸向定位於該磁體載體上之一選定位置處。此有助於將該磁體與該等線圈對準。

在一項實施例中，該第一圓周密封件經定位靠近該環形肩部。因此，該環形肩部可經定位鄰近於該第一密封件以幫助定位該第一密封件。

在一項實施例中，該環形肩部界定一第一圓周凹部，其經定尺寸以接納該第一圓周密封件。因此，該環形肩部可至少部分界定或提供該磁體載體之該外表面上之一圓周溝槽之一部分，該圓周密封件可位於該部分中。

在一項實施例中，該磁體載體界定一第二圓周凹部，其經定尺寸以接納該第二圓周密封件。將一進一步圓周溝槽設置於該磁體載體之該外表面上有助於將該密封件保持在適當位置中。

在一項實施例中，藉由該第一圓周密封件及該第二圓周密封件保持該套筒。因此，該套筒可經定位於該等圓周密封件上(或由該等圓周密封件固持在適當位置中)，以便將該套筒、該磁體及該等密封件固持在適當位置中。

在一項實施例中，該套筒及該磁體載體經定尺寸以壓縮該第一圓周密封件及該第二圓周密封件。因此，可在該套筒與該磁體載體之間壓縮或擠壓該等密封件以便將其等固持在適當位置中且改良該磁體之密封。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件包括一封膠化合物密封件及一O形環密封件之至少一者。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件包括一合成橡膠及氟聚合物彈性體化合物。

在一項實施例中，該磁體包括一環形磁體。

在一項實施例中，該環形磁體包括複數個C形磁體段。

在一項實施例中，該轉子包括可操作以將該磁體固定至該磁體載體之一固定裝置。

在一項實施例中，該磁體包括一稀土磁體。

在一項實施例中，該磁體包括包括鐵硼及釤鈷之一群組之一者。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件經定位以將該磁體密閉式密封於該磁體載體與該套筒之間的該空隙內。

根據一第二態樣，提供一種真空泵，其包括該第一態樣之該馬達轉子。

根據一第三態樣，提供一種方法，其包括：提供一磁體載體；提供一磁體，其由該磁體載體攜載；提供一套筒，其圍繞該磁體；及定位第一圓周密封件及第二圓周密封件以將該磁體密封於該磁體載體與該套筒之間的一空隙內。

在一項實施例中，該方法包括將該第一圓周密封件及該第二圓周密封件定位於該磁體之軸向端處。

在一項實施例中，該磁體在該第一圓周密封件及該第二圓周密封件之間軸向延伸。

在一項實施例中，該磁體載體及該套筒軸向延伸超越該第一圓周密封件及該第二圓周密封件。

在一項實施例中，該方法包括定位該磁體抵靠該磁體載體上之一環形肩部以將該磁體定位於該磁體載體上之一軸向位置處。

在一項實施例中，該方法包括靠近該環形肩部定位該第一圓周密封件。

在一項實施例中，該方法包括在由該環形肩部界定且經定尺寸以接納該第一圓周密封件之一第一圓周凹部中接納該第一圓周密封件。

在一項實施例中，該方法包括在由該磁體載體界定之一第二圓周凹部中接納該第二圓周密封件。

在一項實施例中，該方法包括使用該第一圓周密封件及該第二圓周密封件保持該套筒。

在一項實施例中，該方法包括定該套筒及該磁體載體之尺寸以壓縮該第一圓周密封件及該第二圓周密封件。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件包括一封膠化合物密封件及一O形環密封件之一者。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件包括一合成橡膠及氟聚合物彈性體化合物。

在一項實施例中，該磁體包括一環形磁體。

在一項實施例中，該環形磁體包括複數個C形磁體段。

在一項實施例中，該方法包括將該磁體固定至該磁體載體。

在一項實施例中，該磁體包括一稀土磁體。

在一項實施例中，該磁體包括包括鐵硼及釤鈷之一群組之一者。

在一項實施例中，該第一圓周密封件及該第二圓周密封件經定位以將該磁體密閉式密封於該磁體載體與該套筒之間的該空隙內。

在隨附獨立技術方案及附屬技術方案中陳述進一步特定及較佳之態樣。該等附屬技術方案之特徵可酌情與該等獨立技術方案之特徵組合，且可為除在技術方案中具體陳述外之組合。

在一裝置特徵描述為可操作以提供一功能的情況下，將瞭解此包含提供該功能或經調適或構形以提供該功能之一裝置特徵。

在更詳細討論實施例之前，將首先提供一概述。實施例提供一電動馬達轉子總成，其較不易受嚴酷化學環境中之化學品侵蝕影響。特定言之，實施例提供一配置，藉此馬達轉子之磁體及用於將磁體固定至一磁體載體之任何黏合劑經密閉式密封免於其中馬達操作之環境中存在之化學品。磁體通常包括一表面環形永久磁體，其可為單體或由C形組件形成且經接納於一磁體載體上。磁體載體形成一密閉式密封殼體之部分以保護磁體免於來自其中放置馬達轉子之環境中存在之化學品之化學侵蝕。在一些實施例中，使用一黏合劑將磁體固定至磁體載體。一圓柱形套筒經同軸定位以圍繞磁體，其保護磁體之徑向外表面免於組裝期間之機械損害，幫助在強大離心力下將磁體保持在適當位置中且提供密閉式密封殼體之部分。在磁體之任一端，提供一圓周密封件，該圓周密封件亦提供密閉式密封殼體之部分，密封磁體之各軸向端且將磁體完全圍封於由馬達載體、套筒及圓周密封件其等自身界定之一環形空隙內。此等密閉式密封保護環形永久磁體免於操作轉子馬達期間之化學品侵蝕且保護任何黏合劑(在存在時)。

轉子總成圖1A係繪示根據一項實施例之一馬達轉子(一般為10)之一側視圖。圖1B係馬達轉子10之一截面側視圖。圖1C係馬達轉子10之一透視圖。圖1D係馬達轉子10之另一透視圖。馬達轉子10包括一磁體載體20。在此實例中，磁體載體20由C45E碳鋼形成，其提供磁體之一良好磁路。磁體載體係具有一輪廓化內表面及外表面之一長形圓柱體，如現將解釋。磁體載體20界定一徑向內孔25，其經塑形以接納一轉子軸件(未展示)。磁體載體20具有經輪廓化之一徑向外表面27。外表面27之一第一部分27A係圓柱形的且自一軸向端30延伸至一第一肩部27B，第一肩部27B自第一部分27A徑向直立。一第二肩部27D自第一部分27A徑向直立，經軸向定位遠離第一肩部27B且與第一肩部27B一起界定一圓周溝槽27C。第二肩部27D徑向直立一高度，該高度大於第一肩部27B之高度。

馬達轉子10亦包括一表面環形永久磁體40，磁體40係具有一徑向內表面43、一徑向外表面47及環形端41、49之一圓柱形環形環。在此實施例中，表面環形永久磁體40由釹鐵硼或釤鈷製成。

馬達轉子10亦包括分別定位靠近軸向端30及在溝槽27C內之O形環密封件52、50。在此實施例中，O形環密封件由Viton (商標)製成。第一部分27A可視情況具備靠近軸向端30之一微小溝槽以便協助保持O形環密封件52。

馬達轉子10亦包括一套筒60，套筒60經同軸定位且沿圓周圍繞表面環形永久磁體40及O形環密封件50、52。在此實施例中，套筒60係形成為具有一內表面63及一外表面65之一圓柱體之303級不鏽鋼。

現將描述轉子馬達10之組裝。提供磁體載體20且表面環形永久磁體40沿著第一部分27A之軸向長度自軸向端30移動，直至其抵靠第一肩部27B。放置在外表面27與內表面43之間的任何黏合劑將表面環形永久磁體40黏合至磁體載體20，使得當表面環形永久磁體20由馬達之一圍繞線圈(未展示)推進時磁體載體20旋轉。

O形環50經接納在溝槽27C中且O形環52移動越過軸向端30且抵靠表面環形永久磁體40之一軸向端且由靠近軸向端30之微小溝槽(若設置)保持。

套筒60接著自軸向端30移動越過O形環52 (其由表面環形永久磁體40固持在適當位置中)、越過表面環形永久磁體40 (其由第一肩部27B保持在適當位置中)且越過O形環50 (其由第二肩部27D保持在適當位置中)。

磁體載體20、套筒60及O形環50、52之相對尺寸壓縮O形環50、52在表面環形永久磁體40之兩個軸向端處形成一密閉式圓周密封件。

因此，可見，表面環形永久磁體40經密閉式密封免於化學品入侵，化學品會使表面環形永久磁體40本身降級或會使用於將表面環形永久磁體40固定至磁體載體20上之任何黏合劑降級。

雖然上文提及之實施例使用O形環密封件，但將瞭解，亦可利用封膠化合物且可相應改變外表面27之輪廓。亦將瞭解，此等封膠化合物之應用通常將在真空條件下發生。

先前，永久磁體馬達解決方案已經傾向於係良性/輕型真空上應用。歸因於此等永久磁體馬達便宜且構造簡單，此等永久磁體馬達解決方案已經主要為表面環形永久磁體馬達設計。然而，如上文提及，此等設計中之磁體及膠兩者尤其在適度型及嚴酷型真空應用中易受化學品侵蝕影響。

實施例使用一經密閉式密封載體來改良表面環形永久磁體馬達設計之穩固性及可靠性，該載體已經設計以擴展從輕型負載鎖定應用至適度及嚴酷真空應用之表面環形永久磁體馬達之應用適應性。

在特定真空應用期間，使用稀土磁體及膠(尤其係釹鐵硼)易受長期化學品侵蝕影響(例如，高濃度氫及氟)。隨時間逝去，膠及磁體總成可變弱，從而導致欠佳之效能及最終馬達故障。由於此故障模式，通常已經在適度及嚴酷真空應用中使用感應馬達技術，尤其在半導體處理應用中，在輕型負載鎖定應用上僅使用表面環形永久磁體馬達技術。

實施例提供一種經密閉式密封磁體配置，其保護稀土磁體及膠兩者免於化學品侵蝕。此為適度及嚴酷真空應用提供更可靠之馬達配置，因此實現更多半導體處理應用中之高效率同步馬達之使用。

實施例包含下列組件： 1. C45E碳鋼磁體載體 – 此提供磁體之一良好磁路； 2. 在載體上機械加工之兩個O形環溝槽 – 此提供兩個密封O形環之一可靠位置； 3. 兩個VITON (商標) O形環 – VITON (商標)係用於適度及嚴酷真空應用之一經檢定合格材料； 4. 釹鐵硼(Nd Fe B)磁體環 – 此提供具有極佳磁體強度之一成本有效磁體解決方案； 5. 303級不鏽鋼保護套筒。

使用VITON (商標) O形環來提供適用於磁體及膠的一密閉式密封。O形環壓縮亦將保護性不鏽鋼套筒固持在適當位置中，因此移除對外密封表面上之膠之需要。

實施例實現半導體真空應用中之表面環形永久磁體馬達之使用。然而，可在其他產業應用中使用該方法。

儘管本文已參考附圖詳細揭示本創作之繪示性實施例，但應理解，本創作不限於該等精確實施例，且可在不脫離隨附新型申請專利範圍及其等等效物所定義之本創作之範疇之情況下藉由熟習此項技術者影響其中之各種改變及修改。

10‧‧‧馬達轉子

20‧‧‧磁體載體

25‧‧‧內孔

27‧‧‧外表面

27A‧‧‧第一部分

27B‧‧‧第一肩部

27C‧‧‧溝槽

27D‧‧‧第一肩部

30‧‧‧軸向端

40‧‧‧永久磁體

41‧‧‧環形端

43‧‧‧內表面

47‧‧‧外表面

49‧‧‧環形端

50‧‧‧O形環密封件

52‧‧‧O形環密封件

60‧‧‧套筒

63‧‧‧內表面

65‧‧‧外表面

現將參考附圖進一步描述本創作之實施例，在圖式中： 圖1A至圖1D繪示根據一項實施例之一馬達轉子(一般為10)。

Claims (18)

1. 一種馬達轉子，其包括： 一磁體載體； 一磁體，其由該磁體載體攜載； 一套筒，其圍繞該磁體；及 第一圓周密封件及第二圓周密封件，其等經定位以將該磁體密封於該磁體載體與該套筒之間的一空隙內。
2. 如請求項1之馬達轉子，其中該第一圓周密封件及該第二圓周密封件經定位於該磁體之軸向端處。
3. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體在該第一圓周密封件及該第二圓周密封件之間軸向延伸。
4. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體載體及該套筒軸向延伸超越該第一圓周密封件及該第二圓周密封件。
5. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體載體具有經定位以將該磁體定位於該磁體載體上之一軸向位置處之一環形肩部。
6. 如請求項5之馬達轉子，其中該第一圓周密封件經定位靠近該環形肩部。
7. 如請求項5之馬達轉子，其中該環形肩部界定經定尺寸以接納該第一圓周密封件之一第一圓周凹部。
8. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體載體界定經定尺寸以接納該第二圓周密封件之一第二圓周凹部。
9. 如請求項1或2之馬達轉子，其中藉由該第一圓周密封件及該第二圓周密封件保持該套筒。
10. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該套筒及該磁體載體經定尺寸以壓縮該第一圓周密封件及該第二圓周密封件。
11. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該第一圓周密封件及該第二圓周密封件包括一封膠化合物密封件及一O形環密封件之一者。
12. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該第一圓周密封件及該第二圓周密封件包括一合成橡膠及氟聚合物彈性體化合物。
13. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體包括一環形磁體。
14. 如請求項13之馬達轉子，其中該環形磁體包括複數個C形磁體段。
15. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體包括一稀土磁體。
16. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該磁體包括包括鐵硼及釤鈷之一群組之一者。
17. 如請求項1或2之馬達轉子，其中該第一圓周密封件及該第二圓周密封件經定位以將該磁體密閉式密封於該磁體載體與該套筒之間的該空隙內。
18. 一種包括請求項1至17中任一項之馬達轉子之真空泵。