专利名称：非接触型驱动电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触型电机，特别涉及一种在启动或停止时，保持非接触状态，以具有半永久性的耐久力的电机。
一般情况下，用于驱动小型精密机器的电机，随不同用处，其结构也不同。
在这些不同结构的电机中，尤其是高速驱动电机，通常采用流体动压轴承或空气动压轴承，以最大限度抑制驱动构件和固定构件之间接连部位的摩擦。
即，当电机高速驱动时，支撑驱动部件与固定构件之接连部位发生严重摩擦，并且所产生的摩擦力还成为降低电机驱动力的阻力，同时造成严重的磨耗和噪音。
因此，为解决上述问题，在驱动部件与固定构件的接连部位加以油类等的流体或空气，从而在连接件间形成动压。由于流体动压和空气动压减低了驱动构件和固定构件间的接连部位的摩擦力，从而实现了电机的高速驱动。
图1所示为现有的一种使用空气的动压轴承电机。如图1所示，此电机包括一个其底端固定有电路板1的旋转轴4，绕旋转轴4设置、与转子外壳6一体形成的轴套5，从而构成以旋转轴4为中心同步旋转的转子装置。
在电路板1上另设托架2，用以固定有磁芯和线圈结合体的定子装置3，与定子装置3外侧相隔一定距离设有其上装有环形驱动磁铁7的转子外壳6，以上结构与一般电机相似。
在上述结构中，还设有用以转子装置3旋转时，轴向及径向支撑旋转的转子装置的部件。
换言之，在插入于轴套5内部的旋转轴4的外周面的上部及下部，相隔一定距离形成产生动压凹槽4a，由上述产生动压凹槽4a所产生的动压控制转子装置往侧方或径向的移动，即支撑其径向的负荷。
在旋转轴4的上端部和转子外壳6上面对面分别装有一双水平并列的环形磁铁8、9，如图2所示，上述磁铁8、9的上下端分别带有异性磁极，且磁铁8和9上下端具有相反的极性，由此形成引力，以免转子外壳6绕旋转轴4转动时沿垂直方向偏移。即上述磁铁8、9支撑转子外壳6的轴向负荷。
因此，由产生动压凹槽4a沿径向保持旋转轴4和轴套5之间存在一定缝隙，即使磁铁8、9在旋转轴4和转子外壳6间产生引力作用，也可避免转子装置往侧方或径向的移动，从而避免了转子外壳6的轴向移动。
然而，在上述电气结构中，只有在不受任何冲击和负荷下的高速旋转时，才保持非接触状态，在停止状态或启动状态时，由于受外部冲击、负荷或旋转速度的影响，旋转轴4与轴套5间形成磨擦接触，从而产生磨耗，给电机带来负面影响，尤其缩短了使用寿命，使产品信赖度下降。
本发明的目的在于作为轴向及径向负荷的支撑部件具有一双相对面带有相同极性的磁铁，在电机停止、启动时或低速、高速驱动时，保持非接触状态，以提高驱动特性。
本发明的另一目的在于实现非接触驱动，大幅延长设备的使用寿命，以提高产品的信赖度。
为了实现上述目的，本发明的非接触型驱动电机包括轴承座；在上述轴承座的中间以管形向上突出的轴套；包括磁芯和线圈组合体，且装在上述轴套的外周面的定子装置；插入上述轴套的内径部，且可转动的垂直旋转轴；由连接于上述旋转轴的上端中央的转子外壳以及装于上述转子外壳外周面的环形驱动磁铁组成的转子装置；装在上述轴套的内径部上端的环形第一磁铁；与设置于上述旋转轴外周面的上述第一磁铁水平并列的环形第二磁铁；固定于上述旋转轴的下端部，其直径大于上述旋转轴外径的圆板形第三磁铁；向上与上述第三磁铁垂直并列并相隔一定高度，且装于上述轴套内径部的圆板形第四磁铁；向下与上述第三磁铁垂直并列并相隔一定高度，且装在其下端部包住上述轴套内径部的轴承盖上的圆板形第五磁铁。
另外，本发明所述的非接触型驱动电机包括轴承座；在上述轴承座的中间以管形向上突出的形状形成的轴套；包括磁芯和线圈组合体，且装在上述轴套外周面的定子装置；插入于上述轴套的内径部，垂直可转动的，其下端部形成有延伸外径而成平板状的翼缘部41的旋转轴；由连接于上述旋转轴的上端中央的转子外壳以及装于上述转子外壳外周面的环形驱动磁铁组成的转子装置；装在上述轴套的内径部上端，其N、S极沿垂直方向形成的圆板形第一磁铁；装于转子外壳上与第一磁铁垂直相对，其N、S极沿垂直方向形成，且与装于轴套上的第一磁铁的相对的一面带有相同极性的圆板形第二磁铁；安装于上述旋转轴下端部形成的翼缘部的上部，沿水平方向形成N、S极的圆板形第三磁铁；安装于上述轴套的内径面，与第三磁铁垂直并列且位于其上方，沿垂直方向形成N、S极，与第三磁铁相对的一面带有相同极性的圆板形第四磁铁；安装于上述第一磁铁和第四磁铁之间的上述轴套内径面，且沿径向形成N、S极的环形第五磁铁；安装于旋转轴外周面，与第五磁铁水平并列的，且与上述第五磁铁的相对面带有相同极性的沿径向带有N、S极的环形第六磁铁。
图1显示现有采用空气动压轴承的电机的侧截面图；图2为图1的局部放大图；图3显示根据本发明的驱动电机的第一实施例的侧截面图；图4和图5显示根据本发明设置的第一磁铁和第二磁铁的结构斜视图；图6显示根据本发明置的第三磁铁、第四磁铁及第五磁铁的结构的局部放大截面图；图7显示根据本发明另一实施例放大截面图。
图3显示根据本发明提供的非接触型电机之第一实施例。本实施例所提供的电机由轴承座10；在轴承座10上形成的轴套20及结合于轴套外周面的定子装置30；插入于轴套20内径部，且可转动的旋转轴40及设置于旋转轴40上端部的转子装置50组成。此结构与现有的转轴电机，尤其与用于驱动电脑硬盘的转轴电机相似。
在此，轴套20在轴承座的中间以管形向上突出的形状形成，定子装置30由多个薄板重叠的磁芯和绕上述磁芯圈绕并形成放射状突出磁极的线圈组成。
转子装置50由转子外壳51和驱动磁铁52组成在转子外壳51的中央装有旋转轴40，转子外壳51的外周面端部装有的驱动磁铁52，且与定子装置30相面对。
在此结构中，本实施例的特征在于，对于轴套20，由多个磁铁支撑旋转轴40的径向及轴向的负荷，使得旋转轴40总是维持非接触状态。
换言之，轴套20的内径部之上端设置有环形第一磁铁60，并在上述旋转轴40外周面上、与上述第一磁铁60相同高度处设置有环形第二磁铁70。
如图4所示，环形第一磁铁60和第二磁铁70分别具有不同直径，且环形第一磁铁60绕第二磁铁70设置。第一磁铁60和第二磁铁70的N、S极沿径向形成，使互相面对的一面带有相同极性。
如图5所示，如使磁铁60、70的极性沿轴向形成，且与如图4所示，互相面对的一面仍带有相同极性，则第一磁铁60和第二磁铁70之间形成斥力。
由第一磁铁60和第二磁铁70之间所形成的斥力，支撑旋转轴径向负荷，保持轴套20和旋转轴40之间的非接触状态，从而可保持更为精确的同心度。
在此实施例中，绕旋转轴40的底端设置有圆板形第三磁铁80，其N、S极沿垂直方向形成。如图6所示，分别在第三磁铁80的上方和下方，在轴套20和形成于轴套20底端的轴承盖21上分别设置圆板形第四磁铁90和第五磁铁100。
在此，第四磁铁90和第五磁铁100上，面对第三磁铁80的一面分别带有与第三磁铁80相同的极性。
如上所述，由于第四磁铁90和第五磁铁100与第三磁铁80面对的一面极性相同，第三磁铁80与第四磁铁90之间形成的斥力及与第五磁铁100之间形成的斥力，使第三磁铁80固定住，防止其上、下移动，而保持非接触状态，从而消除装有第三磁铁80的旋转轴40的轴向移动，保持对轴向负荷稳固的支撑力。
如上所述，在本发明实施例中，由第一磁铁60和第二磁铁70之间形成的斥力，保持非接触状态，同时对径向负荷保持稳定的同心度。同样，由第三磁铁80、第四磁铁90和第五磁铁100之间形成的斥力，克服轴向负荷保持非接触状态。
图7显示根据本发明的另一实施例。图7中与图3中相同元件采用相同标号。与现有电机相似它由轴承座10、形成于上述轴承座10上的轴套20、固定于轴套20外周面的定子装置30、插入于轴套20内径部，且可转动的旋转轴40以及设置于旋转轴40上端部的转子装置50组成。
在此，轴套20在轴承座10的中间以管形向上突出的形状形成，定子装置30由多个薄板重叠的磁芯和绕上述磁芯圈绕并形成放射状突出磁极的线圈组成。
轴套20在轴承座的中间以管形向上突出的形状形成；由多个薄板重叠的磁芯和绕上述磁芯圈绕并形成放射状突出突极的线圈的组成的定子装置30；转子装置50由转子外壳51和驱动磁铁52组成。旋转轴40连于转子外壳51的中心部。转子外壳51的外周面终端装有的环形驱动磁铁52，且与定子装置30相对。此结构与图3所示的实施例的结构相同。
在图7所示的实施例中，旋转轴40下端部形成有大于旋转轴40外径，与其形成为一体且呈平板形状的翼缘部41。与图3所示上述实施例相似，对轴套20，由多个磁铁支撑旋转轴40的径向及轴向负荷，使旋转轴40保持非接触状态驱动。
为此，在本实施例中，轴套20的上端部设有上下分别带有N、S极的圆板状第一磁铁60。在第一磁铁60的垂直上方，转子外壳51上设有上下分别带有N、S极的圆板状第二磁铁70，上述第二磁铁70与设置于轴套20上的第一磁铁60相对的一面带有相同极性。
在形成于旋转轴40下端部的翼缘部41上部设有上下分别带有N、S极的圆板形第三磁铁80，与第三磁铁80上部面对的轴套20凹陷的内径面上设有上下分别带有N、S极的圆板状第四磁铁90，上述第四磁铁90与第三磁铁80相对的一面带有相同极性。
在第一磁铁60和第四磁铁90之间的轴套20内径面上设有沿径向带有N、S极的环形第五磁铁100。与第五磁铁100相同高度的旋转轴40外周面上设有沿径向带有N、S极的环形第六磁铁110，而第五磁铁100和第六磁铁110相对的一面带有相同极性。
如上所述，由于分别设置于转子外壳51和旋转轴40的翼缘41上的第二磁铁70和第三磁铁80面对分别设置于轴套20上部和下部的第一磁铁60和第四磁铁90，且使相面对的表面均带有相同极性，由此在相面对的磁铁间产生斥力，而在旋转轴40的上部和下部的斥力相平衡，从而消除了旋转轴40沿轴套20的轴向移动。
即使电机不驱动，第一磁铁60保持将第二磁铁70往上推的斥力，第四磁铁90则保持将第三磁铁80往下推的斥力，因此旋转轴40的翼缘41和转子外壳51保持与任何部份不接触的状态。
同样，由于第五磁铁100和第六磁铁110位于相同高度，径向并列，相对的一面带有相同极性，从而在第五磁铁100和第六磁铁110之间也产生斥力，也避免了旋转轴40侧向和径向的移动，保持了旋转轴40与轴套20间保持非接触状态。
如上所述，本实施例由设置于轴套20上部和下部的磁铁60、70、80、90所产生的斥力，支撑轴向负荷，而由磁铁100、110之间的斥力，支撑径向负荷，实现非接触驱动。
根据如上所述的本发明的各实施例，支撑轴向及径向负荷的多个磁铁之间的相对的一面均带有相同极性，使旋转轴40和转子外壳51与任何部位不接触，避免了接触所造成的磨损。
而且，在电机停止或驱动时，几乎完全消除驱动阻力，从而可提高驱动效率。
因此，在本发明中，在固定构件的轴套20和旋转构件的旋转轴40的对面设置有相对面带有相同极性的第一磁铁60和第二磁铁70、第三磁铁80和第四磁铁90以及第五磁铁100和第六磁铁110，从而形成非接触状态，对轴向及径向负荷稳定地保持支撑力，一方面提高电机的驱动特性，另一方面延长了使用寿命，有益于提高产品的信赖度。
权利要求
1．一种非接触型驱动电机，其特征在于它包括轴承座(10)；在上述轴承座(10)的中间以管形向上突出的轴套(20)；由磁芯和线圈构成，且装在上述轴套(20)的外周面的定子装置(30)；插入于上述轴套(20)的内径部，且可转动的垂直旋转轴(40)；由连接于上述旋转轴(40)的上端中央的转子外壳(51)以及装于上述转子外壳(51)外周面的环形驱动磁铁(52)组成的转子装置(50)；装在上述轴套(20)的内径部上端的环形第一磁铁(60)；与设置于上述旋转轴(40)外周面的与上述第一磁铁(60)水平并列的环形第二磁铁(70)；固定于上述旋转轴(40)的下端部，其直径大于上述旋转轴(40)外径的圆板形第三磁铁(80)；向上与上述第三磁铁(80)垂直并列并相隔一定高度，且装于上述轴套(20)内径部的圆板形第四磁铁(90)；向下与上述第三磁铁(80)垂直并列并相隔一定高度，且装在其下端部包住上述轴套(20)内径部的轴承盖(21)上的圆板形第五磁铁(100)。
2．根据权利要求1所述一种非接触型驱动电机，其特征在于第一磁铁(60)和第二磁铁(70)的N、S极沿径向形成，且相面对的一面带有相同极性。
3．根据权利要求1所述一种非接触型驱动电机，其特征在于第三磁铁(80)、第四磁铁(90)和第五磁铁(100)分别沿垂直方向形成N、S极，且以第三磁铁(80)为中心，上部设有第四磁铁(90)、下部设有第五磁铁(100)，第四磁铁(90)和第五磁铁(100)面对第三磁铁(80)的面分别带有与第三磁铁(80)相同的极性。
4．一种非接触型驱动电机，其特征在于它包括轴承座(10)；上述轴承座(10)的中间以管形向上突出的形状形成的轴套(20)；由磁芯和线圈构成，且装在上述轴套(20)的外周面的定子装置(30)；插入于上述轴套(20)的内径部，且可转动的，垂直其下端部形成有延伸外径而成平板形状的翼缘部(41)的棒形旋转轴(40)；由在连接于上述旋转轴(40)的上端中央的转子外壳(51)以及装于上述转子外壳(51)外周面的环形驱动磁铁(52)组成的转子装置(50)；装在上述轴套(20)的内径部上端，其N、S极沿垂直方向形成的圆板形第一磁铁(60)；装于转子外壳(51)上与第一磁铁(60)的垂直相对，其N、S极沿垂直方向形成，且与装于轴套(20)上的第一磁铁(60)的相对的一面带有相同极性的圆板形第二磁铁(70)；安装于上述旋转轴(40)下端部形成的翼缘部(41))的上部，沿水平方向形成N、S极的圆板形第三磁铁(80)；安装于上述轴套(20)的内径面，与第三磁铁(80)垂直并列且位于其上方，沿垂直方向形成N、S极，与第三磁铁(80)相对的一面带有相同极性的圆板形第四磁铁(90)；安装于上述第一磁铁(60)和第四磁铁(90)之间的上述轴套(20))内径面，且沿径向形成N、S极的环形第五磁铁(100)；安装于旋转轴(40)外周面，与第五磁铁(100)水平并列的，且与上述第五磁铁(100)的相对面带有相同极性的沿径向带有N、S极的环形第六磁铁(110)。
全文摘要
本发明涉及一种非接触型电机,在启动或停止时,保持非接触状态,从而具有半永久性的耐久力。它包括轴承座10;轴套20;由磁芯和线圈构成,定子装置30;垂直旋转轴40;转子装置50;在轴套20和旋转轴40的对面设置的相对面带有相同极性的多对磁铁60、70,80、90、100。通过上述多对磁铁间的斥力,从而形成非接触状态,对轴向及径向负荷稳定地保持支撑力,提高电机的驱动特性,延长了使用寿命。
文档编号H02K29/00GK1315774SQ0012071
公开日2001年10月3日 申请日期2000年7月13日 优先权日2000年3月29日
发明者郑大铉 申请人:三星电机株式会社