马达气孔转子的制作方法

本实用新型涉及一种马达转子，尤指一种用于无刷马达的永久磁石转子。

背景技术：

无刷马达是一种使用定子线圈通电产生磁场，并驱使转子因内部的永久磁石而随着磁场的改变而旋转，以达成将电能转换为动能的目的的装置。

请参阅图6所示，图6为现有技术的永久磁石转子的主视图，现有技术中的转子91沿转子91的延伸方向贯穿形成有复数磁石孔911，磁石孔911环绕间隔设置，各该磁石孔911内设有一永久磁石92，永久磁石92背向转子91轴心的面为圆弧面，而面向转子91轴心的面为平面。在设计上，理想的马达需要较低的重量且较高的效能，而上述现有技术中这样的磁石配置会有下列几项缺点：

第一，所使用的磁石量较大以致于重量较重且成本较高。

第二，影响马达效能的因素其中一项为顿转转矩，顿转转矩是马达噪音与震动的主要原因，并与转子的型式与磁石配置有关联。而现有技术中的转子的型式及磁石配置会造成较大的顿转转矩，使得马达的噪音与震动较大。

第三，具有弧面的磁石设计会导致制程上的困难并且进一步增加成本。

技术实现要素：

有鉴于前述的现有技术的缺点及不足，本实用新型提供一种马达气孔转子，使用两块磁石取代弧面磁石的设计，可降低马达转子的磁石使用量，及简化磁石的制作过程，以减低重量及成本，并且所产生的顿转转矩较小，能使马达效能提升并且减低噪音及振动。

为达到上述的实用新型目的，本实用新型所采用的技术手段为设计一种马达气孔转子，其中包含：

一本体，其为圆柱型，且包含有复数磁石孔，各所述磁石孔弯折延伸且为一体成型，各所述磁石孔与所述本体的轴心平行地贯穿所述本体，各所述磁石孔环绕间隔设置，且各所述磁石孔弯折的夹角的开口背向所述本体的轴心；

复数磁石组，其分别穿设于所述磁石孔，各所述磁石组包含有两磁石，所述两磁石夹设出一夹角，所述夹角与各所述弯折延伸的磁石孔的弯折的夹角相同，并且所述两磁石穿设于相对应的磁石孔内。

本实用新型的优点在于，通过将磁石孔设计有一夹角的结构，并使用两块磁石搭配相同夹角穿设其中的方式所组成的磁石配置，来取代现有技术中的单一块弧面磁石，本实用新型的复数磁石孔共同排列形成星形，而所使用的星形气孔转子使得磁力线能更加集中，进而使得在定子齿部所产生的磁通密度较高，因此本实用新型可使用较小的磁石仍可达到与现有技术的弧面磁石相同甚至更高的磁通密度，故可达成降低磁石的使用量进而减低马达转子的重量，以及降低制作成本的目的；此外，星形配置的磁石更具有以下优点：第一，反电动势相较于弧形磁石有所提升；第二，能够降低马达的顿转转矩并减少噪音及震动。而以上各项优点使得马达转子在减少磁石使用量的同时，效能不降低且反而有所提升，并在设计上更趋近于理想的马达。

以下为本实用新型与现有技术实际测试的数据比较：

首先是现有技术的单一弧形磁石转子，

再来是本实用新型马达气孔转子。

以上实测数据显示，现有技术在额定输出3480rpm，0.2nm的马达效率为83.4％，驱动效率为93.4％，整合效率为77.8％；而本实用新型在额定输出3480rpm、0.2nm的的马达效率为84.7％，驱动效率为92.2％，整合效率为78.1％，并且在额定输出时现有技术的噪音与震动相较之下明显较大。然而本次实验中本实用新型所使用的磁石量为现有技术的71％，综合以上，本实用新型确实可在磁石使用量减少后，整合效率也能比现有技术高。

本实用新型马达气孔转子的进一步改进在于，各所述磁石孔包含有一气槽部，所述气槽部位于相对应的所述两磁石的端部之间，且位于所述磁石孔的弯折处。

本实用新型马达气孔转子的更进一步改进在于，各所述磁石孔的内壁面突出形成有一凸点，所述凸点位于所述磁石孔的弯折处，所述凸点同时抵靠于所述两磁石，并与所述两磁石环绕包覆出所述气槽。

上述由凸点固定磁石并与之包覆出一气槽的设置，因气槽相较于本体而言具有磁通屏障的特性，可以避免在使用了两个磁石后所产生的漏磁现象，而因为无漏磁现象所以不会影响到两个磁石在定子齿部所产生的磁通密度，以确保效能。

本实用新型马达气孔转子的更进一步改进在于，各所述磁石为一矩形块体。

在本实用新型中所使用的磁石的所有面均为平面，相对于现有技术中有弧面的磁石来说，在制作上更为简单，可以降低更多的成本。

本实用新型马达气孔转子的更进一步改进在于，各所述磁石孔进一步包含有两气隙部，所述两气隙部分别位于相对应的所述磁石组的两端及所述磁石孔的内壁面之间。

本实用新型马达气孔转子的更进一步改进在于，各所述磁石孔弯折的夹角介于117度至123度之间。

本实用新型马达气孔转子的更进一步改进在于，各所述磁石孔弯折的夹角为120度。

本实用新型马达气孔转子的更进一步改进在于，所述本体进一步包含有复数通孔，各所述通孔与所述本体的轴心平行地贯穿所述本体，且各所述磁石孔环绕于所述通孔外。

附图说明

图1为本实用新型的立体图。

图2为本实用新型的主视图。

图3为本实用新型结合于定子内的磁力线示意图。

图4为本实用新型的两块磁石与现有技术的弧形磁石的反电动势比较图。

图5为本实用新型的两块磁石与现有技术的弧形磁石的顿转转矩比较图。

图6为现有技术的转子主视图。

图7为现有技术的转子结合于定子内的磁力线示意图。

具体实施方式

以下配合附图及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

请参阅图1，图2及图3所示，本实用新型马达气孔转子包含有一本体10以及复数磁石组20，而在使用时本实用新型马达气孔转子穿设于定子30中，且与定子30间隔设置。

本体10为圆柱形，此为较佳实施例但不以此为限，可以不是表面完全平滑的圆柱而是在其表面上有凹凸设计，也可以是多边形的柱体，只需不影响本体10在定子30内旋转即可。

而本体10包含有复数个磁石孔11，各个磁石孔11与本体10的轴心平行地贯穿本体10，且各个磁石孔11弯折延伸并为一体成型。也就是说，在本实用新型马达气孔转子的主视图看来，各个磁石孔11呈现一个连贯的空间，且其空间不被任何东西所阻隔，即并非复数空间所共同排列而成的结构。进一步而言，复数个磁石孔11在本体10内环绕间隔设置，且各个磁石孔11的夹角开口背向本体10的轴心。具体来说，在本实施例中有六个磁石孔11，该六个磁石孔11环绕间隔排列成一六角星形，但数量不以此为限，也可以是五个磁石孔11排列成一五角星形或是其他数量；此外，各个磁石孔11的内壁面突出形成有一凸点12，凸点12位于磁石孔11的夹角转折处，而具体来说是在磁石孔夹角的转折处较靠近轴心的一侧，但不以此为限。

此外，磁石孔11的弯折的夹角介于117度至123度之间，而在本实施例中为120度，此为较佳实施例但并不以此为限。并且，本体10进一步包含有复数通孔13，各个通孔13与本体10的轴心平行地贯穿本体10，但不以此为限，在本实施例中通孔13是用以与轴心作连结，所以不一定要平行贯穿，可以不与轴心平行亦可不贯穿本体10，仅需达成与轴心连结且固定的目的即可，而复数个磁石孔11环绕于通孔13外。

请参阅图1，图2及图3所示，复数磁石组20分别穿设于复数个磁石孔11，具体来说是各磁石组20包含有两磁石21，两磁石21夹设出一夹角，该夹角与各弯折延伸的磁石孔11的弯折的夹角相同，并且两磁石21穿设于相对应的磁石孔11内。此外，各个磁石孔11包含有一气槽部111，而气槽部111位于在各磁石组20穿设后所相对应的两磁石21的端部之间，且位于磁石孔11的弯折处。具体来说，是在各磁石组20穿设后，位于磁石孔11的弯折处的凸点12同时抵靠于两磁石21，并与两磁石21环绕包覆出气槽部111，并且，各个磁石孔11进一步包含有两气隙部112，该两气隙部112分别位于相对应的磁石组20的两端；也就是说，各磁石组20穿设于磁石孔11内但并不将其填满，各磁石组20在穿设于磁石孔11后仍在两端留有气隙部112，并且在两磁石21之间留气槽部111。

此外，在本实用新型中各磁石21为一矩形块体，但不以此为限，仅需便于穿设于磁石孔11，并且有助于降低制作成本即可。

本实用新型在使用时如图3所示，本实用新型的本体10穿设于定子30内且与定子30间隔设置。请参阅图3及图7所示，相对于现有技术中的弧形磁石92，本实用新型中转子内排列的两块磁石21会使得磁力线集中(如图3中定子齿部31以及图7中定子齿部31A所示)，而集中后的磁力线会在定子齿部产生较高的磁通密度，例如在本实施例中，转子内排列的两块磁石21在定子齿部31的磁通密度为1.55Tesla，而现有技术的单一块弧面磁石于定子齿部31A的磁通密度为1.45Tesla，并且较高的磁通密度可以带来较大的反电动势(BEMF，Back EMF)，如图4所示，本实用新型的“两块磁石”的有效值(均方根，Root Mean Square，RMS)大于现有技术的“弧形磁石”的有效值，且适当的转子结构与磁石配置可以带来较小的顿转矩(Cogging torque)，如图5所示，本实用新型的“两块磁石”的顿转转矩的最大值小于现有技术的“弧形磁石”的顿转转矩的最大值；如此一来这样配置的磁石孔11的转子结构便可以在减少磁石用量的同时也提升马达的效能，使每颗马达转子的磁石使用量，在磁石孔11弯折117度至123度的角度配置下可以减少7.4至8.1克，相当于26.9％至29.4％，取决于所选择的弯折夹角。

此外，本实用新型中的气槽部111以及气隙部112的设计皆有着磁通屏障的特性，能够防止磁力线自作回路而产生漏磁的现象，更进一步确保磁力线的集中，并且凸点12结合气槽部111的设计相较于其他结构下，在铁芯冲压的制作上更加容易，且模具较不易损坏，更进一步降低了制造成本，以达成降低成本提升效能的目的。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。