专利名称：内转子式的直流马达的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种马达，尤其是一种内转子式的直流马达。
背景技术：
现有内转子式直流马达大致包含一马达壳、 一定子、 一转子及一永 久磁铁。该马达壳为一中空壳体，且该马达壳内部可供置入如轴承或扣
环等构件；该定子装设于该马达壳内部；该转子具有一转动轴，该转动 轴可旋转的结合于该马达壳内部；该永久磁铁结合该转动轴且位于该马 达壳内部，且该定子与该永久磁铁之间具有一气隙。借此，该马达壳、 定子、转子及永久磁铁可相互组装以构成一马达结构，且利用该气隙的 设计，该定子与该永久磁铁之间可产生磁交链作用，以便带动该转子运 转。
一般而言，前述定子与该永久磁铁之间的气隙大小，是影响该现有 内转子式直流马达的运转效能及运转品质的主要因素之一。其中
当该气隙过大时，该定子与该永久磁铁之间所产生的磁阻也相对较 大，而磁阻愈大，即代表必须要利用较大的激磁电流，方可产生足够的 运转磁场，进而降低马达的运转效能。
当该气隙过小时，该定子与该永久磁铁之间所产生的磁阻也相对较 小，可使马达的运转效能提高；但实际上，当气隙减小到某种程度之后, 可能会产生电磁振动，并增加马达组装上的困难度，且马达于实际运转 时，也容易造成该转子与该定子之间产生机构干涉现象，进而影响该现 有内转子式直流马达的运转品质。
因此，如何选择较佳的气隙距离，是马达设计领域中十分重要的议 题，且较佳气隙距离取决于该定子与该永久磁铁之间的尺寸结构设计，但是前述现有内转子式直流马达的结构并未借助该定子与该永久磁铁之 间的结构关系选择一较佳的气隙范围值，容易导致该气隙的距离过大或 过小，进而无法确保马达的运转效能及运转品质皆符合要求，故有加以 改善的必要。
实用新型内容
本实用新型提供了一种内转子式的直流马达，主要的目的是基于定 子与永久磁铁之间的结构关系，以选择一较佳的气隙范围值。
为达到前述发明目的，本实用新型所运用的技术手段及借助该技术 手段所能达到的功效包含有
一种内转子式的直流马达，包含一马达壳、 一定子、 一转子及一永 久磁铁，该定子设置于该马达壳内部，且该定子具有一穿孔，该转子设 有一转动轴，该转动轴结合于该马达壳内部且穿伸该穿孔，该永久磁铁
的充磁高斯值介于1800 Gauss 3000 Gauss之间，且该永久磁铁结合该转 动轴，该定子与该永久磁铁之间具有一气隙(G)，该气隙(G)符合下 列公式
其中F为0.27% 1.07%， D为该定子的穿孔的孔径，C为一常数， 且该常数设定为100。借此，即可利用该定子与该永久磁铁之间的结构关 系，以决定较佳的气隙范围值，进而可达到提升马达运转效能及运转品 质等功效。
所述F为0.27% 0.67%。借助该较佳的范围值，可进一步提升该马 达运转效能及运转品质。
本实用新型的有益效果是
1、提升马达运转效能由于本实用新型所选择的气隙(G)范围值不至于过大，因此，可有效减少该定子与该永久磁铁之间所产生的磁 阻现象，故以较小的激磁电流，即可产生足够的运转磁场，以有效提升 马达的运转效能。
2、提升马达运转品质由于本实用新型所选择的气隙(G)范围 值不至于过小，因此，除可提升组装便利性外，当该转子与该定子完成 组装后，也可有效防止该定子与该永久磁铁产生机构干涉现象，故可相 对提升其运转品质。
图l:本实用新型内转子式的直流马达的组合剖视图。 主要元件符号说明
IO马达壳 20定子21穿孔30转子31转动轴 40永久磁铁
具体实施方式
为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下
文特举本实用新型的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
请参照图1所示，揭示本实用新型较佳实施例的内转子式的直流马
达，其包含一马达壳10、 一定子20、 一转子30及一永久磁铁40。该马 达壳10为一中空壳体，以供置入如轴承或扣环等构件(未标示)；该定 子20装设于该马达壳10内部，且该定子20具有一穿孔21，该穿孔21 具有一孔径(D);该转子30设有一转动轴31，该转动轴31可旋转的 结合于该马达壳10内部且穿伸该穿孔21;该永久磁铁40结合该转动轴 31，且该永久磁铁40具有一外径($)，又该定子20的绕组线圈可选用 一径向绕组线圈或一轴向绕组线圈。借此，该定子20的穿孔21的内侧 孔壁至该永久磁铁40的外周面之间具有一间隔距离，该间隔距离为一气 隙(G )。
本实用新型内转子式的直流马达的主要技术特征在于该永久磁铁40的外径($)与该定子20的孔径(D)之间形成一径差(A)，也即 可设定一第一公式为"A = D_$",且由于该径差(A)为该气隙(G) 的二倍，故也即可设定一第二公式为"A=2xG"。另外，该永久磁铁 40的充磁高斯值(Gauss)的范围值可为1800 Gauss 3000Gauss。
基于上述该永久磁铁40的充磁高斯值(Gauss)的范围值，则可进一 步设定一第三公式，该第三公式为
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中本实用新型所适用的马达壳10的最大外径较佳以不超过100mm
为原则，C为常数并设定为100，且F的一般范围为F:^WM LW^，
而较佳范围为,^027M 0'67^。借此，即可利用该第三公式决定该 定子20与该永久磁铁40之间的结构关系，以更进一步配合该第二公式 决定该气隙(G)的范围值。
举例而言，假设选择孔径(D)为40mm的定子20时，借助前述第 三公式，可直接求得该径差(A)的一般范围为0.378mm 1.498mm，以 及该径差(A)的较佳范围为0.378mm 0.938mm。当求得该径差(A) 的范围值后，也可进一步借助前述第二公式"A=2xG"，以直接求得 该气隙(G)的一般范围为0.189mm 0.749mm，以及该气隙(G )的较 佳范围为0.189mm 0.469mm，由此得知，该气隙(G)符合下列公式
又，当借助前述第三公式求得该径差(A)的范围值后，也可借助 前述第一公式"A = D—$"，以直接求得该永久磁铁40的外径($)的 一般范围为38.502mm 39.622mm，以及该外径($)的较佳范屈为 39.062mm 39.622mm。
为证明本实用新型内转子式的直流马达所选择的气隙(G)范围值择孔径(D)为10.1mm 的定子20作为测试标的，由于借助前述相关公式，可直接求出孔径(D) 为10.1mm的定子20的气隙(G) —般范围大致为0.15mm 0.59mm， 而较佳范围大致为0.15mm 0.37mm。据此，再以气隙(G)未落入前述 本实用新型的范围值的现有马达与本实用新型进行比较，其实验测试比 对结果如下表所示
，子孔 径(mm)永久磁铁 外径(mm)范围判定气隙 (mm)电流 (mA)转速 (rpm)
本实用 新型一10.18.92落入本实用新型 一般范围0.5967.519500
本实用 新型二10.19.50落入本实用新型 较佳范围0.3056.019500
本实用 新型三10.19.80落入本实用新型 较佳范围0.1550.019500
现有 马达10.18.50未落入本实用新型 一般及较佳范围0,8076.019500
如上表所示，本实用新型一的气隙(G)为0.59mm，故符合一般范 围值，而本实用新型二及三的气隙(G)分别为0.30mm及0.15mm，故 符合较佳范围值，由上表可看出本实用新型二及三相较于本实用新型一， 确实能以较小的激磁电流达到相同于本实用新型一的转速，故本实用新 型二及三的马达的运转效能略优于本实用新型一的马达的运转效能。另 外，当本实用新型一、二及三的马达与现有用马达相互比较时，则可更 为明显的看出在相同转速的条件下，本实用新型一、二及三相确实可使 用较小的激磁电流。整体而言，本实用新型借助前述技术特征，确可用 以决定出该气隙(G)的较佳范围值，故本实用新型内转子式的直流马 达确实优于现有马达。如上所述，本实用新型内转子式的直流马达主要 是借助该定子20与该永久磁铁40之间的结构关系，以决定较佳的气隙 (G)范围值，进而避免致该气隙(G)的距离过大或过小，故可达到如下所述的诸多功效
1、 提升马达运转效能由于本实用新型所选择的气隙(G)范围 值不至于过大，因此，可有效减少该定子20与该永久磁铁40之间所产 生的磁阻现象，故以较小的激磁电流，即可产生足够的运转磁场，以有 效提升马达的运转效能。
2、 提升马达运转品质由于本实用新型所选择的气隙(G)范围
值不至于过小，因此，除可提升组装便利性外，当该转子30与该定子20 完成组装后，也可有效防止该定子20与该永久磁铁40产生机构干涉现 象，故可相对提升其运转品质。
虽然本实用新型已利用上述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本 实用新型，任何熟悉此技术者在不脱离本实用新型的精神和范围之内， 相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本实用新型所保护的技术范 畴。
权利要求1、一种内转子式的直流马达，其特征在于包含一个马达壳、一个定子、一个转子及一个永久磁铁，该定子设置于该马达壳内部，且该定子具有一穿孔，该转子设有一转动轴，该转动轴结合于该马达壳内部且穿伸该穿孔，该永久磁铁的充磁高斯值介于1800Gauss～3000Gauss之间，且该永久磁铁结合该转动轴，该定子与该永久磁铁之间具有一气隙G，该气隙G符合下列公式<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>G</mi><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mn>2</mn></mfrac><mi>F</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>D</mi> <mo>+</mo> <mi>C</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math></maths>其中F为0.27％～1.07％，D为该定子的穿孔的孔径，C为一常数，且该常数设定为100。
2、 如权利要求1所述的内转子式的直流马达，其特征在于，所述 F为0.27% 0.67%。
3、 如权利要求1或2所述的内转子式的直流马达，其特征在于， 该马达壳的最大外径小于等于100mm。
专利摘要一种内转子式的直流马达，包含一马达壳、一定子、一转子及一永久磁铁，该定子设置于该马达壳内部，且该定子具有一穿孔，该转子设有一转动轴，该转动轴结合于该马达壳内部且穿伸该穿孔，该永久磁铁的充磁高斯值介于1800Gauss～3000Gauss之间，且该永久磁铁结合该转动轴，该定子与该永久磁铁之间具有一气隙G，该气隙G符合下列公式G＝1/2F(D+C)，其中F为0.27％～1.07％，D为该定子的穿孔的孔径，C为一常数，且该常数设定为100。借此，以决定较佳的气隙范围值。
文档编号H02K23/02GK201365149SQ200920000128
公开日2009年12月16日 申请日期2009年1月4日 优先权日2009年1月4日
发明者洪银树 申请人:建准电机工业股份有限公司