TWM585453U - 馬達 - Google Patents

Abstract

本創作揭露一種馬達，其包含內轉子、多個永久磁鐵及外定子。內轉子包含多個轉子片體，各轉子片體包含中心軸孔及多個穿孔組，各穿孔組包含兩個磁鐵容置孔。各磁鐵容置孔用以設置永久磁鐵。當永久磁鐵設置於磁鐵容置孔中時，磁鐵容置孔將被區隔形成兩個隔離孔，而兩個隔離孔對應位於永久磁鐵的兩端，鄰近於轉子片體的外緣的隔離孔的截面積大於鄰近於轉子片體的中心的隔離孔的截面積。外定子包含多個定子片體。內轉子設置於外定子中。透過隔離孔的設計，將可大幅降低馬達的磁力內耗的問題。

Description

馬達

本創作涉及一種馬達，特別是一種永磁馬達。

對於永磁馬達的設計人員而言，如何降低馬達中兩個磁鐵彼此間的內耗是最需要被改善的問題之一。

本創作公開一種馬達，主要用以改善現有的馬達所存在的內部的永久磁鐵之間容易相互干擾，而容易發生磁力內耗的問題。

本創作實施例在於提供一種馬達，其包含：一內轉子、多個永久磁鐵及一外定子。內轉子包含多個轉子片體，各個轉子片體包含一中心軸孔及多組穿孔組，各組穿孔組具有兩個磁鐵容置孔，各個磁鐵容置孔貫穿轉子片體，各個磁鐵容置孔彼此不相互連通，各組穿孔組的兩個磁鐵容置孔以一對稱軸為中心呈對稱地形成於轉子片體；多個轉子片體相互堆疊固定設置，而多個轉子片體的各個磁鐵容置孔沿一軸向方向共同形成一磁鐵容置通道，各個中心軸孔沿軸向方向共同形成一軸體容置通道。多個永久磁鐵設置於多個磁鐵容置通道中；各個永久磁鐵固定設置於其中一個磁鐵容置孔中時，磁鐵容置孔被永久磁鐵區隔出兩個隔離孔，兩個隔離孔則對應位於永久磁鐵的兩端；穿設於各組穿孔組的兩個磁鐵容置孔中的兩個永久磁鐵，其面對對稱軸的一側的磁性彼此相同。外定子包含多個定子片體，各個定子片體包含一環狀部、多個齒部及多個靴部，多個齒部由環狀部向外定子的中心的方向延伸形成，且多個齒部彼此間隔地設置，各個齒部向外定子的中心的方向延伸形成有一個靴部；各個齒部纏繞有線圈。

綜上所述，本創作的馬達透過使各個磁鐵容置孔大於磁鐵的設計，而使各個磁鐵設置於磁鐵容置孔中時，磁鐵容置孔能被區隔出兩個隔離孔。透過隔離孔的設計，將可大幅降低彼此相鄰的磁鐵發生磁力干涉的問題，從而可降低馬達中磁鐵間的內耗問題。

為能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，但是此等說明與附圖僅用來說明本創作，而非對本創作的保護範圍作任何的限制。

於以下說明中，如有指出請參閱特定圖式或是如特定圖式所示，其僅是用以強調於後續說明中，所述及的相關內容大部份出現於該特定圖式中，但不限制該後續說明中僅可參考所述特定圖式。

請一併參閱圖1至圖3，圖1及圖2顯示為本創作的馬達的立體組裝、分解示意圖，圖3顯示為本創作的馬達的內轉子及永久磁鐵的局部分解示意圖。本創作的馬達100包含一內轉子1、多個永久磁鐵2及一外定子3。以下主要是說明本創作的馬達100與現有的馬達(特別是磁阻馬達)的不同之處，而本創作的馬達100的控制方式等，與現有的馬達大致相同，以下將不再贅述。

內轉子1是由多個轉子片體10堆疊固定形成，外定子3是由多個定子片體30堆疊固定形成，外定子3的中心形成有一容置通道30A(如圖2所示)，而內轉子1是對應設置於容置通道30A中。內轉子1包含有多個磁鐵容置通道121A(如圖3所示)及一軸體容置通道11A(如圖3所示)，多個永久磁鐵2對應固定設置於多個磁鐵容置通道121A中，而馬達100的轉軸(圖未示)則是對應設置於軸體容置通道11A中。

在本實施例中，是以單一個磁鐵容置通道121A中設置有多個永久磁鐵2為例，但單一個磁鐵容置通道121A設置的永久磁鐵2的數量不以圖中所示為限，在特殊的應用中，單一個磁鐵容置通道121A也可以是僅設置有單一個永久磁鐵2。在具體的實施中，永久磁鐵2可以是透過黏膠而與多個轉子片體10相互固定，或者，永久磁鐵2也可以是直接以卡固的方式固定於磁鐵容置通道121A中。

請一併參閱圖3至圖6，圖4顯示為本創作的馬達的轉子片體的端面示意圖，圖5為圖4的局部放大圖，圖6顯示為本創作的馬達的內轉子及外定子的端面示意圖。各個轉子片體10包含一中心軸孔11、多組穿孔組12及多個固定孔13。在實際應用中，轉子片體10例如可以是矽鋼片，但不以此為限。各組穿孔組12具有兩個磁鐵容置孔121。各個磁鐵容置孔121貫穿轉子片體10，且各個磁鐵容置孔121彼此不相互連通。各組穿孔組12的兩個磁鐵容置孔121是以一對稱軸AX1(如圖5所示)為中心彼此相對稱地形成於轉子片體10。於本實施例的圖式中，是以轉子片體10具有8組穿孔組12為例，但穿孔組12的數量不以此為限，其可依據需求增減。

多個轉子片體10的各個磁鐵容置孔121沿一軸向方向(如圖3所示座標的X軸方向)共同形成一個磁鐵容置通道121A(如圖3所示)，各個中心軸孔11沿軸向方向共同形成軸體容置通道11A(如圖3所示)。中心軸孔11的外型可以是依據實際的旋轉軸的外型而決定，圖中所示僅為其中一示範態樣。在實際應用中，轉子片體10的數量、磁鐵容置通道121A於軸向方向的長度，及軸體容置通道11A於軸向方向的長度，皆可以是依據需求變化，不此加以限制。

多個固定孔13可以是用來提供多個固定件(例如鉚釘)穿設，而多個轉子片體10則可以通過多個固定件，以相互堆疊固定。各個固定孔13可以是設置於各組穿孔組12的兩個磁鐵容置孔121之間，且固定孔13可以是呈現為矩形狀，而固定孔13的中心軸可以是與對稱軸AX1重疊(或者，固定孔13的中心軸也可以是與對稱軸AX1相平行)，如此，固定孔13及設置於其中的固定件，將不會對馬達整體的磁路造成太多的干擾。

如圖5所示，各個磁鐵容置孔121可以是由一矩形孔1211、一內三角孔1212及一外三角孔1213組成。矩形孔1211用以提供永久磁鐵2穿設，而矩形孔1211於轉子片體10的寬側面的截面外型及截面尺寸是大致對應於永久磁鐵2於轉子片體10的寬側面的截面外型及截面尺寸，而永久磁鐵2能固定設置於矩形孔1211中(如圖6所示)。

換句話說，如圖6所示，當永久磁鐵2設置於磁鐵容置孔121中時，永久磁鐵2將對應設置於矩形孔1211中，而磁鐵容置孔121將被永久磁鐵2區隔出兩個隔離孔，所述兩個隔離孔即為所述內三角孔1212及所述外三角孔1213；也就是說，各個永久磁鐵2設置於磁鐵容置孔121中時，磁鐵容置孔121將不會被永久磁鐵2所填滿，而磁鐵容置孔121於永久磁鐵2的兩端還會形成有兩個未被永久磁鐵2所填滿的隔離孔。

如圖4及圖5所示，各個穿孔組12的內三角孔1212是鄰近於轉子片體10的中心C設置，而外三角孔1213則是靠近轉子片體10的外緣設置。各個外三角孔1213於轉子片體10的寬側面的截面積大於各個內三角孔1212於轉子片體10的寬側面的截面積，且各個外三角孔1213的最大寬度W1(如圖5所示)大於各個矩形孔1211的寬度W2(如圖5所示)。在實際應用中，外三角孔1213的最大寬度W1可以是矩形孔1211的寬度W2的0.5~2.0倍。

如圖5所示，更詳細來說，在具體的應用中，各個矩形孔1211彼此相對的兩個長側邊分別定義為一第一長側邊1211A及一第二長側邊1211B；內三角孔1212的的兩側邊分別定義為一第一內側邊1212A及一第二內側邊1212B；外三角孔1213的的三側邊分別定義為一底邊1213A、一第一外側邊1213B及一第二外側邊1213C。

第一長側邊1211A的一端與第一內側邊1212A的一端連接，第一長側邊1211A的另一端與第一外側邊1213B連接，第二長側邊1211B的一端與第二內側邊1212B的一端連接，第二長側邊1211B的另一端與底邊1213A連接，而第二外側邊1213C的兩端則是對應與底邊1213A的一端及第一外側邊1213B的一端連接。

換言之，各個磁鐵容置孔121的內三角孔1212的其中一個頂點V1與第一長側邊1211A連接，內三角孔1212的另一個頂點V2則與第二長側邊1211B連接；各個磁鐵容置孔121的外三角孔1213的其中一個頂點V3與第一長側邊1211A的另一端連接，外三角孔1213的底邊1213A的一端則與第二長側邊1211B連接。

依上所述，簡單來說，本實施例所指的外三角孔1213的部分是由矩形孔1211的一端向遠離轉子片體10的中心的方向及向對稱軸AX1的方向延伸形成。

在一個具體的實施例中，第一長側邊1211A的長度可以是9公釐，第二長側邊1211B的長度可以是9公釐，第一內側邊1212A的長度可以是1.5公釐，第二內側邊1212B的長度可以是2.6公釐，底邊1213A的長度可以是1.82公釐，第一外側邊1213B的長度可以是3.24公釐，而第二外側邊1213C的長度可以是3.82公釐。

在實際應用中，同一穿孔組12的兩個第一內側邊1212A可以是相互平行地設置；各個磁鐵容置孔121的第一內側邊1212A及第二內側邊1212B可以是彼此相互垂直地設置；各個磁鐵容置孔121的底邊1213A與第二長側邊1211B可以是彼此相互垂直地設置；同一穿孔組12中的各個矩形孔1211的中心軸線AX3與對稱軸AX1的夾角θ可以是介於20度至80度，而各組穿孔組12的兩個磁鐵容置孔121彼此間的距離，由鄰近於轉子片體10的中心C的位置，沿遠離轉子片體10的中心C的方向逐漸擴大。

在實際應用中，屬於不同穿孔組12的兩個彼此相鄰的磁鐵容置孔121，也可以是以另一對稱軸AX2為中心，而彼此相對稱地形成於轉子片體10上，而屬於不同穿孔組12的彼此相鄰的兩個磁鐵容置孔121彼此間的距離，則是由鄰近於轉子片體10的中心C的位置，沿遠離轉子片體10的中心C的方向逐漸縮小。其中，屬於不同穿孔組12的兩個彼此相鄰的兩個第一外側邊1213B可以是相互平行地設置。

特別說明的是，在本實施例中，是以被永久磁鐵2所區隔出的兩個隔離孔(即，內三角孔1212及外三角孔1213)的外型皆呈現為三角形為例，但各個隔離孔(即，內三角孔1212及外三角孔1213)的外型不以此為限。各個隔離孔(即，內三角孔1212及外三角孔1213)的外型也可以是依據需求變化。

請一併參閱圖1、圖6及圖7，圖7顯示為圖6的局部放大示意圖。各個定子片體30包含有一環狀部301、多個齒部302及多個靴部303。環狀部301的內緣向定子片體30的中心的方向延伸形成多個齒部302，各個齒部302向定子片體30的中心延伸形成一個靴部303。各個靴部303相反於與齒部302連接的一側可以是呈現為弧狀。內轉子1設置於外定子3中時，各個靴部303則是面對於轉子片體10的外緣。各個齒部302纏繞有線圈S。在實際應用中，外定子3內所纏繞的線圈S的數量，及各線圈S是纏繞哪幾個齒部302，皆可以是依據需求變化，於此不加以限制。

請復參圖4，在實際應用中，各個轉子片體10的一外緣101定義有多個凸出區段10A及多個平緩區段10B。多個凸出區段10A與多個平緩區段10B段彼此間隔地設置，而任一個平緩區段10B是對應位於兩個凸出區段10A之間。轉子片體10的中心C到轉子片體10於凸出區段10A的外緣的距離L1，大於轉子片體10的中心C到轉子片體10於平緩區段10B的外緣的距離L2。關於凸出區段10A及平緩區段10B的數量，可以是對應於穿孔組12的數量，但不以此為限。

在實際應用中，各個凸出區段10A是對應位於一組穿孔組12的兩個磁鐵容置孔121的中間位置的外側，而各個平緩區段10B則是對應位於兩個不同穿孔組12的外三角孔1213的位置的外側。也就是說，屬於不同組的穿孔組12的彼此相鄰的兩個磁鐵容置孔121的外三角孔1213，對應位於轉子片體10於平緩區段10B的外緣的內側。

如圖7所示，透過凸出區段10A及平緩區段10B的設計，當凸出區段10A及平緩區段10B同時面對其中一個靴部303時，靴部303與凸出區段10A之間的間隙P1將小於，靴部303與另外兩個平緩區段10B的間隙P2。透過凸出區段10A及平緩區段10B的設計，可以使同一組穿孔組12中的兩個永久磁鐵2，大致面對其中一個靴部303時，轉子片體10的外緣與靴部303之間的間隙能被縮短。

如圖3及圖7所示，設置於各組穿孔組12的兩個磁鐵容置孔121中的兩個永久磁鐵2，其面對對稱軸AX1的一側面21的磁性是彼此相同，且同一組穿孔組12中的兩個永久磁鐵2彼此相面對的一側面21的磁性，是與相鄰的另一組穿孔組12中的兩個永久磁鐵2彼此相面對的一側的磁性不同。具體來說，如圖7所示，位於圖面中央的位於同一穿孔組12中的兩個永久磁鐵2彼此相面對的一側面21的磁性假設為S極，則位於圖面右側(或左側)的同一組穿孔組12中的兩個永久磁鐵2彼此相面對的一側面21的磁性則對應為N極。

請一併參閱圖7及圖8，圖8顯示為本創作的馬達的磁路模擬示意圖。如圖所示，透過前述的凸出區段10A及平緩區段10B的設計，以及使位於同一穿孔組12中的兩個永久磁鐵2相面對的一側面21的磁性相同的設計，可以使靴部303與位於同一穿孔組12中的兩個永久磁鐵2之間的磁力線更為密集，從而可使內轉子1相對於外定子3更有效率地轉動。

透過外三角孔1213的設計，可以讓設置於不同穿孔組12中的彼此相鄰的兩個永久磁鐵2之間的磁力線比較疏鬆，而可大幅降低設置於不同穿孔組12中的永久磁鐵2彼此間的磁力消耗，也就是說，可以大幅降低內轉子1的磁力內耗的問題。另外，在實際應用中，屬於不同穿孔組12的彼此相鄰的兩個外三角孔1213彼此之間形成有一隔離部102，隔離部102的寬度不小於0.7公釐，藉此，隔離部102容易磁飽和，而還可以更進一步地加強降低不同穿孔組12中的永久磁鐵2彼此間的磁力消耗。

同理，透過內三角孔1212的設計，也同樣可以讓設置於同一組穿孔組12中的兩個永久磁鐵2之間的磁力線比較疏鬆，而可大幅降低設置於同一穿孔組12中的兩個永久磁鐵2彼此間的磁力消耗，也就是說，可以大幅降低內轉子1的磁力內耗的問題。另外，在實際應用中，各組穿孔組12的兩個內三角孔1212之間可以形成有一隔離部103，隔離部103的寬度不小於0.7公釐，藉此，隔離部103容易磁飽和，而還可以更進一步地加強降低同一穿孔組12中的兩個永久磁鐵2彼此間的磁力消耗。

綜上所述，本創作的馬達，透過隔離孔(即上載所述內三角孔及外三角孔)的設計，將可大幅降低馬達內部的永久磁鐵之間的磁力內耗的問題，從而可以提升馬達整體的運轉效率。

以上所述僅為本創作的較佳可行實施例，非因此侷限本創作的專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的保護範圍內。

100‧‧‧馬達

1‧‧‧內轉子

10‧‧‧轉子片體

10A‧‧‧凸出區段

10B‧‧‧平緩區段

101‧‧‧外緣

102‧‧‧隔離部

103‧‧‧隔離部

11‧‧‧中心軸孔

11A‧‧‧軸體容置通道

12‧‧‧穿孔組

121‧‧‧磁鐵容置孔

121A‧‧‧磁鐵容置通道

1211‧‧‧矩形孔

1211A‧‧‧第一長側邊

1211B‧‧‧第二長側邊

1212‧‧‧內三角孔

1212A‧‧‧第一內側邊

1212B‧‧‧第二內側邊

1213‧‧‧外三角孔

1213A‧‧‧底邊

1213B‧‧‧第一外側邊

1213C‧‧‧第二外側邊

13‧‧‧固定孔

2‧‧‧永久磁鐵

21‧‧‧側面

3‧‧‧外定子

30‧‧‧定子片體

30A‧‧‧容置通道

301‧‧‧環狀部

302‧‧‧齒部

303‧‧‧靴部

AX1、AX2‧‧‧對稱軸

AX3‧‧‧中心軸線

C‧‧‧中心

L1、L2‧‧‧距離

S‧‧‧線圈

P1、P2‧‧‧間隙

W1、W2‧‧‧寬度

V1、V2、V3‧‧‧頂點

圖1為本創作的馬達的立體示意圖。

圖2為本創作的馬達的分解示意圖。

圖3為本創作的馬達的內轉子及部分磁鐵的分解示意圖。

圖4為本創作的馬達的內轉子的端面示意圖。

圖5為圖4的局部放大示意圖。

圖6為本創作的馬達的內轉子及外定子的端面示意圖。

圖7為圖6的局部放大示意圖。

圖8為本創作的馬達的局部磁路示意圖。

Claims (10)

1. 一種馬達，其包含： 一內轉子，其包含多個轉子片體，各個所述轉子片體包含一中心軸孔及多組穿孔組，各組所述穿孔組具有兩個磁鐵容置孔，各個所述磁鐵容置孔貫穿所述轉子片體，各個所述磁鐵容置孔彼此不相互連通，各組所述穿孔組的兩個所述磁鐵容置孔以一對稱軸為中心呈對稱地形成於所述轉子片體；多個所述轉子片體相互堆疊固定設置，而多個所述轉子片體的彼此相對應的各個所述磁鐵容置孔沿一軸向方向共同形成一磁鐵容置通道，多個所述轉子片體的彼此相對應的各個所述中心軸孔沿所述軸向方向共同形成一軸體容置通道； 多個永久磁鐵，其設置於多個所述磁鐵容置通道中；各個所述永久磁鐵固定設置於其中一個所述磁鐵容置孔中，且所述磁鐵容置孔被所述永久磁鐵區隔出兩個隔離孔，兩個所述隔離孔對應位於所述永久磁鐵的兩端，且鄰近於所述轉子片體的外緣的所述隔離孔的截面積大於，鄰近於所述轉子片體的中心的所述隔離孔的截面積；穿設於各組所述穿孔組的兩個所述磁鐵容置孔中的兩個所述永久磁鐵，其面對所述對稱軸的一側的磁性彼此相同；以及 一外定子，其包含多個定子片體，各個所述定子片體包含一環狀部、多個齒部及多個靴部，多個所述齒部由所述環狀部向所述外定子的中心的方向延伸形成，且多個所述齒部彼此間隔地設置，各個所述齒部向所述外定子的中心的方向延伸形成有一個所述靴部；各個所述齒部纏繞有線圈。
2. 如請求項1所述的馬達，其中，各個所述磁鐵容置孔由一矩形孔、一內三角孔及一外三角孔共同組成，各個所述矩形孔用以提供所述永久磁鐵穿設，被所述永久磁鐵區隔所形成的兩個所述隔離孔分別為所述內三角孔及所述外三角孔；所述內三角孔鄰近於所述轉子片體的中心設置，所述外三角孔靠近所述轉子片體的外緣設置；各個所述外三角孔的最大寬度大於各個所述矩形孔的寬度。
3. 如請求項2所述的馬達，其中，各個所述磁鐵容置孔的所述矩形孔彼此相對的兩個長側邊分別定義為一第一長側邊及一第二長側邊，各個所述磁鐵容置孔的所述內三角孔的兩側邊分別定義為一第一內側邊及一第二內側邊，各個所述磁鐵容置孔的所述外三角孔的三側邊分別定義為一底邊、一第一外側邊及一第二外側邊，所述第一長側邊的一端與所述第一內側邊的一端連接，所述第一長側邊的另一端與所述第一外側邊連接，所述第二長側邊的一端與所述第二內側邊的一端連接，所述第二長側邊的另一端與所述底邊連接，而所述第二外側邊的兩端則是對應與所述底邊的一端及所述第一外側邊的一端連接，而各個所述外三角孔是各個所述矩形孔由向遠離所述轉子片體的中心的方向及靠近所述對稱軸的方向延伸形成。
4. 如請求項2所述的馬達，其中，各個所述轉子片體的一外緣定義有多個凸出區段及多個平緩區段，多個所述凸出區段與多個所述平緩區段彼此間隔地設置，而任一個所述平緩區段位於兩個所述凸出區段之間；所述轉子片體的中心到所述轉子片體於所述凸出區段的外緣的距離，大於所述轉子片體的中心到所述轉子片體於所述平緩區段的外緣的距離。
5. 如請求項4所述的馬達，其中，屬於不同所述穿孔組的彼此相鄰的兩個所述磁鐵容置孔的所述外三角孔，對應位於所述轉子片體於所述平緩區段的外緣的內側。
6. 如請求項5所述的馬達，其中，同一組的所述穿孔組中的各個所述矩形孔的中心軸線與所述對稱軸的夾角介於20度至80度；屬於不同所述穿孔組的彼此相鄰的兩個所述磁鐵容置孔彼此相對稱地設置。
7. 如請求項6所述的馬達，其中，各組所述穿孔組的兩個所述磁鐵容置孔彼此間的距離，由鄰近於所述轉子片體的中心的位置，沿遠離所述轉子片體的中心的方向逐漸擴大；屬於不同所述穿孔組的彼此相鄰的兩個所述磁鐵容置孔彼此間的距離，是由鄰近於所述轉子片體的中心的位置，沿遠離所述轉子片體的中心的方向逐漸縮小。
8. 如請求項6所述的馬達，其中，屬於不同所述穿孔組的彼此相鄰的兩個所述外三角孔彼此之間形成有一隔離部，所述隔離部的寬度不小於0.7公釐。
9. 如請求項6所述的馬達，其中，各組所述穿孔組的兩個所述內三角孔之間形成有一隔離部，所述隔離部的寬度不小於0.7公釐。
10. 如請求項2所述的馬達，其中，各組所述穿孔組的兩個所述磁鐵容置孔之間還具有一固定孔，所述固定孔呈矩形，各個所述固定孔用以提供一固定件插設，而多個所述轉子片體透過多個所述固定件相互固定；其中，所述對稱軸與所述固定孔的中心軸線重疊，或者，所述對稱軸與所述固定孔的中心軸線平行。