专利名称：无刷马达的组合式转子结构的制作方法
技术领域：
本发明是一种无刷马达的组合式转子结构，尤其是一种提供以嵌入式组装、加工成本低廉、且组装后极为稳固的马达转子结构。
背景技术：
常见的技术，如图1所示的台湾实用新型专利公告第327485号及如图2所示的台湾实用新型专利公告第412100号中，一般无刷直流马达转子是由永久磁铁10与硅钢片11所组成，该磁铁是包覆于该硅钢片外缘，且需配合外定子内缘的圆弧形状(内转子/外定子无刷直流马达)或内定子的外壳形状(外转子/内定子无刷直流马达)，并与其紧密结合。
一般无刷直流马达转子的硅钢片，是由同一尺寸形状的硅钢片堆栈而成；应用在小直径的无刷直流马达时，加工还不至于有问题，但应用在制造较大直径的无刷直流马达的情况下，在加工硅钢片时，需使用较大冲力的冲床且浪费很多余料，加工成本很不经济。目前永久磁铁与硅钢片的固结方式虽已有数种，但如上述台湾实用新型专利公告第327485号的常见结构还是存在有磁铁容易松动与尺寸不易控制的问题。如图1所示的台湾实用新型专利公告第327485号与如图2所示的台湾实用新型专利公告第412100号虽有提出改进方式，但所使用的永久磁铁，皆须配合外定子内缘具有呈圆弧状且两边皆有固定的沟槽，这使得永久磁铁的制造成本很高。且上述各种方式仅较适用于内转子/外定子的无刷直流马达，对应用于外转子/内定子无刷直流马达的范畴，则较难适用。
在常见的技术如图3所示的美国专利第5929120号及如图4所示的美国专利第5886441号中，虽然硅钢片12已是使用单元体组成且有永久磁铁的容置孔13，而且永久磁铁也已突破弧形的外观，采用长方形片状的磁铁，但硅钢片与转子轴心的固定方式是采用固定梢与转子前后盖固定，当应用在硅钢片叠积较长时，固定梢会有容易弯曲变形的缺点。
发明内容
针对常见的无刷直流马达转子结构的缺点，本发明提供一种无刷马达的组合式转子结构，包含具有多个凸肋的转子本体和多个可轴向拆解并具有凹槽，且其凹槽的形状与尺寸是配合转子本体的凸肋形状的嵌入式小齿，使该小齿能经由轴向嵌入转子本体而密合，提供十分稳定的固定方式。且每两个相邻的嵌入式小齿形成一永久磁铁容置孔，可将永久磁铁嵌入并加以固定。
本发明的目的之一在于提供一种无刷马达转子结构，其永久磁铁为嵌入式的设计。
本发明的另一目的在于提供一种无刷马达转子结构，可应用于外定子/内转子马达与内定子/外转子的马达。
本发明的又一目的在提供一种无刷马达转子结构，当此组合式转子结构应用于较小外径的马达时，其轴向嵌入式小齿可合并为一环状硅钢片。
为达到上述之目的，本发明提供一种无刷马达的组合式转子结构，包含具有多个凸肋的非导磁材料做成的转子本体和多个可轴向拆解的嵌入式小齿，该轴向小齿是以可以导磁的多个硅钢片加以冲压堆栈而成，而每一小齿是具有凹槽，其凹槽形状与尺寸配合转子本体的凸肋形状，使该小齿能经由轴向嵌入转子本体而密合；并使得每一小齿在垂直于轴向的平面上，都无法以切线或是径向方向移动，提供十分稳定的固定方式。且每两个相邻的嵌入式小齿，彼此相对的面形成一永久磁铁容置孔，可将永久磁铁嵌入该永久磁铁容置孔中。然后再将转子封盖分别锁固在转子本体的前后两端，以固定住永久磁铁及每一个嵌入式小齿；组合成一无刷马达的转子结构。
至于本发明的详细构造、应用原理、作用与功效，则参照下列依附图所作的说明即可得到完全的了解
图1是常见的台湾新型专利公告第327485号的外定子/内转子无刷马达定子的结构面示意图；
图2是常见的台湾新型专利公告第412100号的外定子/内转子无刷马达定子的结构示意图；图3是常见的美国专利第5929120号的外定子/内转子无刷马达定子的结构示意图；图4是常见的美国专利第5886441号的外定子/内转子无刷马达定子的结构示意图；图5为本发明内转子/外定子无刷直流马达结构的立体分解图；图6为本发明内转子/外定子无刷直流马达的组合式转子结构的立体分解图；图7为本发明内转子/外定子无刷直流马达结构的剖面示意图；图8为如图7所示的本发明内转子/外定子无刷直流马达结构的剖面F-F的示意放大图；图9为本发明内转子/外定子无刷直流马达的转子本体的剖面及正面图；图10为本发明内转子/外定子无刷直流马达的嵌入式小齿的剖面及立体图；图11为本发明外转子/内定子无刷直流马达结构的立体分解图；图12为本发明外转子/内定子无刷直流马达结构的立体分解图。
图13为本发明外转子/内定子无刷直流马达结构剖面示意图。
图14为本发明外转子/内定子无刷直流马达的转子本体的剖面图；图15为本发明外转子/内定子无刷直流马达的嵌入式小齿的剖面图。
图16为本发明的组合式转子结构应用于外径较小的无刷马达时，将轴向嵌入式小齿合并为一环状硅钢片的立体分解图及剖面图。
具体实施例方式
本发明的无刷马达的组合式转子结构能应用于外定子/内转子马达与内定子/外转子的马达。
(内转子/外定子马达的应用)如图5所示，本发明的无刷马达的组合式转子结构在应用于内转子/外定子无刷直流马达2时包含马达上盖21、转子结构20、定子22、下盖23与轴承24，而如图6所示，其转子结构包含多个转子封盖205、转子本体201、多个长方形状的永久磁铁204与多个小硅钢片203(见图10)所组成的嵌入式小齿202。又如图9所示，转子本体201为具有多个凸肋2011且由如铝合金、塑料、不锈钢等等的非导磁材料所制成。又，如图10所示，该可轴向拆解的嵌入式小齿202是以可以导磁的多个硅钢片203所冲压堆栈而成，而每一小齿具有凹槽2031，其形状与尺寸是配合转子本体的凸肋2011(图9)形状，使该小齿能直接由轴向嵌入转子本体而密合，并使得每一小齿在垂直于轴向的平面上，都无法以切线或是径向方向移动。比较美国专利第5929120号与第5886441号，硅钢片与转子轴心采用固定梢与转子前后盖的固定方式，本发明提供了更为稳定的固定方式。
又如图6、图7、图8、图9、及图10所示，每两个相邻的嵌入式小齿202彼此相对的面形成一永久磁铁容置孔2021(图10)，可将永久磁铁204(图7、图8)嵌入并固定在该永久磁铁容置孔2021中。由于该永久磁铁204是采嵌入式设计，故永久磁铁不需要如传统的无刷马达一样，必须配合马达转子外部尺寸，因此可大幅提升设计的灵活度，且其组装极其方便并十分稳固，不会产生如传统无刷马达黏贴永久磁铁时，必须另外使用夹治具作定位的缺点。此外当使用烧结制造的稀土永久磁铁时，本发明可采用四方形的片状结构，可大幅降低永久磁铁的制作成本。又，本发明的转子结构，其所使用的轴向嵌入式小齿是以可以导磁的多个硅钢片加以冲压堆栈而成，因转子可拆解成多个单一小齿再嵌入转子本体，故整体的制造程序比起传统转子的制造方式，节省了相当多的模具成本与材料成本。
再参考图6，是以本内转子/外定子无刷直流马达的转子结构其组装程序是将每个已堆栈完成的嵌入式小齿202依轴向插入转子本体201上，并与其稳固配合，再将永久磁铁204嵌入每两个相邻的嵌入式小齿彼此所形成的永久磁铁容置孔2021(见图10)中，再使用二个转子封盖205前后固定此转子结构。然后再与其它如图5的定子22、轴承24、前盖21、后盖23等零组件组装，以完成整个内转子/外定子无刷直流马达。
(内定子/外转子马达的应用)现在参考图11、图13，当本发明的组合式转子结构应用于内定子/外转子的马达3时，此马达包含转子30、定子31、前盖32、后盖33以及锁固用的螺杆34与螺帽35。又如图12、图13所示，此转子30包含转子本体301、多个嵌入式小齿302与多个永久磁铁304。如图14所示，此转子本体301亦为具有多个凸肋3011的非导磁材料，如铝合金、塑料、不锈钢等等，所制造而成。
如图15所示，此多个可轴向拆解的嵌入式小齿302是以可以导磁的多个硅钢片303加以冲压堆栈而成，而每一小齿具有凹槽3031，其凹槽形状与尺寸是配合转子本体的凸肋3011(图14)的形状，使该小齿能经由轴向嵌入转子本体而密合。并得使每一小齿302在垂直于轴向的平面上，都无法以切线或是径向方向移动，提供十分稳定的固定方式。且每两个相邻的嵌入式小齿彼此相对的面形成一永久磁铁容置孔3032(图15)，可将永久磁铁304(图12、图13)嵌入并固定该永久磁铁304于容置孔3032(图15)中。
永久磁铁是采嵌入式设计，故永久磁铁不需如传统无刷马达般，必须配合马达转子尺寸，可采用四方形的片状结构，因此可大幅降低永久磁铁的制作成本。
如图15所示，嵌入式小齿302是以可以导磁的多个硅钢片303加以冲压堆栈而成，因转子可拆解成多个单一小齿，再嵌入转子本体，故当应用于大型马达时，整体的制造程序比起传统转子的制造方式，节省了相当多的模具成本与材料成本。
如图16所示，当本发明的组合式转子结构应用于外径较小的无刷马达时，为节省硅钢片组装的工时与便利，可将其轴向嵌入式小齿合并为一环状硅钢片40以减少工序。
本发明的转子本体是使用非导磁材料制造而成，如铝合金、塑料、不锈钢等等，当使用铝合金时，对于整体马达重量的减轻、制造成本的降低有相当的效益。且此组合式转子结构，其特征之一为永久磁铁采嵌入式设计，故永久磁铁不需如传统无刷马达般，必须配合马达转子外部尺寸，因此可大幅提升设计的灵活度；且因永久磁铁是采嵌入式设计，组装极其方便且十分稳固，不会产生如传统无刷马达黏贴永久磁铁时，必须使用额外夹治具作定位的缺点。此外当使用烧结制造的稀土永久磁铁时，本发明可采用四方形的片状结构，可大幅降低永久磁铁的制作成本。
此组合式转子结构的另一特征为所使用的轴向嵌入式小齿，是以可以导磁的多个硅钢片加以冲压堆栈而成。因转子可拆解成多个单一小齿，再嵌入转子本体。故整体的制造程序比起传统转子的制造方式，节省了相当多的模具成本与材料成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请专利范围所作均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所含盖。
权利要求
1.一种无刷马达的组合式转子结构包括一转子本体，是由具有多个凸肋的非导磁材料所构成；多个嵌入式小齿，是以可以导磁的多个硅钢片加以冲压堆栈而成并可轴向拆解，而每一小齿具有凹槽，其凹槽形状与尺寸是配合该转子本体的该凸肋的形状，使得该小齿能以轴向嵌入该转子本体而密合，并使得每一小齿在垂直于轴向的平面上均无法依切线或是径向方向移动，以便提供十分稳定的固定方式；多个容置孔，是由且每两个相邻的嵌入式小齿彼此相对的面所形成，用来将永久磁铁以嵌入式的设计方式嵌入、固定而加以容置；以及，二个转子封盖，分别锁固在该转子本体的前后两端，以固定住该永久磁铁和该嵌入式小齿。
2.如权利要求1所述的马达的组合式转子结构，其特征在于可应用于外定子/内转子马达。
3.如权利要求1所述的马达的组合式转子结构，其特征在于可应用于内定子/外转子马达。
4.如权利要求1所述的马达的组合式转子结构，其特征在于所述的转子本体是使用由铝合金、塑料、和不锈钢等非导磁材料所组成的族群中的一种材料所制造而成。
5.如权利要求1所述的马达的组合式转子结构，其特征在于当此组合式转子结构应用于较小外径的马达时，其轴向嵌入式小齿可合并为一环状硅钢片，以减少工序。
全文摘要
本发明是一种无刷马达的组合式转子结构，包含具有多个凸肋的非导磁材料做成的转子本体和多个可轴向拆解的嵌入式小齿，该轴向小齿是以可以导磁的多个硅钢片加以冲压堆栈而成，而每一小齿是具有凹槽，其凹槽形状与尺寸配合转子本体的凸肋形状，使该小齿能经由轴向嵌入转子本体而密合。并使得每一小齿在垂直于轴向的平面上，都无法以切线或是径向方向移动，提供十分稳定的固定方式。且每两个相邻的嵌入式小齿，彼此相对的面形成一永久磁铁容置孔，可将永久磁铁固定嵌入该永久磁铁容置孔中，然后再将转子封盖分别锁固在转子本体的前后两端，以固定住永久磁铁及每一个嵌入式小齿；组合成一无刷马达的转子结构。且此无刷马达的组合式转子结构能应用于外定子/内转子马达与内定子/外转子的马达。
文档编号H02K1/27GK1520004SQ03102968
公开日2004年8月11日 申请日期2003年1月23日 优先权日2003年1月23日
发明者廖聪镛 申请人:稳正企业股份有限公司