专利名称：磁性轴承马达及其磁性轴承组件的制作方法
技术领域：
本发明有关一种磁性轴承马达(magnetic-bearing motor)、风扇及其轴承组件，特别是有关一种具有低磨耗、低噪音、低成本、长寿命等特性的磁性轴承马达、风扇以及其轴承组件。
背景技术：
在现今的马达中，为了使其可以顺利运转，一般是藉由轴承包覆转子的轴心部分，以使其转子可以靠着轴承的支撑而顺利运转。
已有轴承是为培林轴承、含油轴承(Sleeve Bearing)、动压轴承、陶瓷轴承等，然而，前述各轴承皆有各自的优缺点。
培林轴承又称为滚珠轴承(Ball Bearing)，此类轴承的结构体相当脆弱，因此其无法承受外力的冲击，且在高转速下会产生较大的噪音。再者，由于其组件的精密度需求较高，故其价格高昂。
含油轴承又称为粉末烧结自润轴承，此类轴承因转子是在具有润滑的情形下旋转，故耐冲击力高于滚珠轴承，且其价格也比较便宜。然而，长期运转时会因润滑油蒸发，而使轴心与轴承直接摩擦，甚至在轴承的两端形成妨碍运转的氮化物，而使其易毁损并增大其噪音量。另外，运转过程中也易将灰尘吸入马达核心，而造成运转噪音，甚至卡死不转。再者，轴承与轴心的间隙小，马达的运转启动效果较差。
动压轴承是为前述含油轴承的变形，其是于内侧壁面上形成二圈箭头型凹槽，以减少油气散失而略增使用寿命。然而，此轴承的生产成本最高，且低速时无动压效果。
为了解决摩擦及噪音的问题，目前是提出多种磁浮马达。如美国专利第6414411号是提出在定子及转子的下方加入铁环的方式，以藉由转子与铁环的吸引力达到磁吸的效果。然而，在此专利所揭示的组件中，并无径向支撑的力量，因此其运转的过程中轴心会与轴承相互碰撞，而产生使用寿命降低及噪音增大等问题。
再者，在特开昭55-36635(4)、实开64-39926、特开平5-146109、特开昭58-83552、US 6265798、US 5507629、US 5840070、US 3934950、US 3663075、US4340260、US 5894181、US 5280208、US 5019738等专利中，主要特点是分别在转子的转轴与定子座上设置极性相同的磁铁，再藉由同极相斥的磁斥力以使转轴悬浮于定子座中(转轴不与定子座相接触)。然而，由于磁斥力具有发散的特性，因此当转子受到外力时，磁场的均匀度会失衡，进而导致转轴与定子座间的碰撞或弹出。
另外，美国专利第5561335号是提及在转子的磁铁上下端形成相吸的辅助磁铁(详见该专利的图7)，以藉由磁力使转子平衡。然而，由于辅助磁铁的力臂及吸附角度不正确，将导致运转时，辅助磁铁即吸在一起而无法顺利作动。
因此上述专利所提及的磁浮马达在运转之际，轴心易与轴承相互碰撞，进而使其噪音增加、寿命缩短、甚至无法平顺的运转。而且因其磁性平衡的缘故，而发生无法顺利启动等的问题。因此，磁浮轴承目前仍在实验阶段而无法顺利进入量产阶段(实用阶段)。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明的目的是提供一种磁性轴承马达/风扇，以大幅降低马达/风扇运转噪音量、大幅提高马达/风扇运转寿命、大幅降低生产成本以及在不变更各种现行风扇/马达的组件组装的情形下实现低摩擦、高效能、长寿命、低噪音。
根据本发明的磁性轴承马达，是由定子组件、转动组件及外壳所构成，并藉由磁吸力使转动组件磁浮于定子组件上。定子组件至少包括中心具有开口的定子座、位于此开口底部的磁性定位组件及位于定子座上的定子磁极。转动组件覆盖于定子组件的一侧面上，至少包括一壳体、延伸突出壳体两侧面且深入前述开口的转轴、环绕定子磁极的转子磁铁、分别位于转轴两端部周缘的二磁性定位组件。外壳包覆定子组件及转动组件，至少具有磁性定位组件。其中位于开口底部的磁性定位组件是与位于转轴一端的磁性定位组件及转轴相互吸引，位于外壳的第四磁性定位组件是与位于转轴另一端的磁性定位组件及转轴相互吸引。
本发明再提供一种磁性轴承马达，是由具相互磁吸效果的定子组件与转动组件所构成。定子组件至少包括中心具有开口的定子座、位于此开口底部的磁性定位组件、位于开口口部周缘的磁性定位组件及位于定子座上的定子磁极。转动组件覆盖于定子组件的一侧面上，至少包括壳体、延伸突出壳体且深入开口的转轴、环绕定子磁极的转子磁铁、位置对应位于开口底部的磁性定位组件的磁性定位组件及位置对应位于开口口部周缘的磁性定位组件的磁性定位组件。其中位于开口底部的磁性定位组件是与对应的磁性定位组件及转轴相互吸引，位于开口口部周缘的磁性定位组件与对应的磁性定位组件相互吸引。
在上述磁性轴承马达中，位于开口底部的磁性定位组件至少包括中心磁铁及围设于中心磁铁周缘的环绕磁铁，且中心磁铁与环绕磁铁相互吸引。转动组件上与此磁性定位组件相对应的磁性定位组件是与环绕磁铁相互吸引，且转轴是与中心磁铁相互吸引。
在上述磁性轴承马达中，其中转轴的端部表面形状是选自平面状、圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面其中之一。而且转轴的端部与磁性定位组件的接触是选自点接触、小面积接触其中之一。
上述磁性轴承马达，也可以于磁性定位组件的接触表面形成耐磨组件，以与转轴接触。耐磨组件表面形状是选自平面状、圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面其中之一。
在上述磁性轴承马达组件中，磁性定位组件的结合方式是选自卡固、黏着、一体成型、嵌合、夹持其中之一。而且于磁性定位组件的磁性作用面的相对面上也可以形成导磁材料层。导磁材料层的轴向截面形式是选自锯齿形(内齿或外齿)、环形、圆形、椭圆形、多边形、平板状、外周缘具有缺口的形状、内周缘具有缺口的形状其中之一。导磁材料层是选自导磁铁片/板、导磁金属片/板、非金属导磁盘/板其中之一。
上述磁性轴承马达也可以于壳体周缘围设至少一扇叶而形成磁性轴承风扇。
本发明另提出一种磁性轴承组件，是由相互磁吸的上、下壳体所构成。上壳体至少具有开口、位于开口底部的磁性定位组件及位于开口口部周缘的磁性定位组件。下壳体至少具有主体、延伸突出主体且深入开口的转轴、位置对应位于开口底部的磁性定位组件的磁性定位组件及位置对应位于开口口部周缘的磁性定位组件的磁性定位组件。其中位于开口底部的磁性定位组件是与对应的磁性定位组件及转轴相互吸引，位于开口口部周缘的磁性定位组件与对应的磁性定位组件相互吸引。
本发明还提出一种磁性轴承组件，由相互磁吸的壳体与转动组件所构成。壳体至少具有中空部、位于壳体一端内表面上的磁性定位组件及位于壳体相对端内表面上的磁性定位组件。转动组件至少具有载体、位于载体顶面且延伸突出壳体的连接部、位于载体底面的支点组件、位置对应壳体的二磁性定位组件的二磁性定位组件。其中壳体的磁性定位组件是与转动组件的磁性定位组件及支点组件相互吸引。
在上述本发明的磁性轴承马达中，其转子轴心仅有一点与定子组件相接触，甚至因运转时的气体浮力而完全不接触，因此可以大幅降低马达噪音量、提高马达运转寿命。
再者，本发明的无轴承风扇马达可藉由轴心磁吸力及风扇运转时的气流浮力，而使转子轴心在不接触的情形下运转，进而可以大幅降低马达噪音量、提高马达运转寿命。
再者，由于本发明的磁性轴承马达不需使用一般已有的轴承，因此可避免此构件的制造、组装成本，进而大幅降低生产成本。
再者，由于本发明所揭示的轴承组件具有可充当已有轴承的效果，故可在不变更各种现行风扇/马达的组件组装的情形下，实现低摩擦、高效能、长寿命、低噪音。
再者，由于本发明的磁性轴承马达/风扇并无任何启动、平衡等问题，因此本发明的磁性轴承马达/风扇具有实用性及可量产性。
为进一步说明本发明的上述目的、组件特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1是绘示本发明第一较佳实施例的磁性轴承马达/风扇的示意图。
图2是绘示本发明第二较佳实施例的磁性轴承马达的示意图。
图3是绘示本发明的磁性轴承马达的另一实例局部示意图。
图4是绘示本发明的磁性轴承马达的轴承组件的一实例的示意图。
图5是绘示本发明的磁性轴承马达的轴承组件的另一实例的示意图。
图6是绘示本发明的磁性轴承马达的轴承组件的另一实例的示意图。
图7A至图7B是绘示磁性材料层的实例的示意8是绘示本发明第三较佳实施例的磁性轴承马达的局部示意图。
图9是绘示本发明第三较佳实施例的磁性轴承马达变化例的局部示意图。
具体实施例方式
图1是绘示本发明第一较佳实施例的磁性轴承马达100的示意图。请参照图1，磁性轴承马达100是由转动组件142及定子组件136所构成，其中在静止状态下，转动组件142与定子组件136之间仅单点接触，在运转状态下，转动组件142与定子组件136之间仅单点接触或不接触。
定子组件136是由定子座102、定子磁极152、磁性定位组件134、138所构成。定子座102是为中心具有开口156的凸状组件或是筒状组件，用以承载转动组件142。定子座102的材质例如是塑料、非导磁性刚性材料、金属、合金。
定子磁极152是围设于定子座102周缘，并固定于定子座102上。定子磁极152是由硅钢片104及线圈120所构成，用以驱动转动组件进行运转动作。定子磁极152例如是轴向绕线型式(如图1所示)、径向绕线型式。硅钢片104的材质也可以变更为其它具有导磁效果的刚性材料。线圈120的材质例如是金属、合金、导电材质。
另外，在硅钢片104与线圈120之间也可以形成绝缘组件106a、106b，此绝缘组件106a、106b可更进一步防止线圈120与硅钢片104间的电性接触。
磁性定位组件134是由耐磨组件114、磁铁110、磁铁112所构成，其中磁铁110的磁性与磁铁112的磁性不同，且磁铁112是围绕于磁铁110周围，磁性定位组件134是以例如是卡固、黏着、一体成型、嵌合、夹持等方式固接于开口156底部。磁性定位组件138是由磁铁118所构成，且以例如是卡固、黏着、一体成型、嵌合、夹持等方式固接于开口156的口部周缘的定子座102上。磁铁110、112、118的形式例如是柱形、环形、多边形、平板形、封闭型、块型。磁铁110、112、118的材质例如是磁性材料、充磁后的导磁材料。耐磨组件114是由耐磨材料所构成，其面向转动组件142的一侧表面形状例如是平面状、圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面。
再者，为了使磁铁110、112、118具有单一磁性，以增强磁吸的效果，也可以于磁铁110、112、118的作用面的相对面上连结导磁材料层108、116。再者，磁铁110、112、118与导磁材料层108、116的连接方式例如是黏合、镶嵌、卡固、夹持。
接着，以夹持方式为例说明磁性定位组件134(138)的固定方式。首先，先将磁铁110、112(118)固接于导磁材料层108(116)上，且导磁材料层108(116)的周缘例如是轴向弯折出一斜边，且斜边最大(最小)内径略大于开口156的内径。之后，将此导磁材料层108(116)压至开口156底部，由于此时导磁材料层108(116)边缘会产生弹性回复力，因而可以藉此弹性回复力固定于开口156底部(口部)。另外，当开口156底部具有卡扣组件或开口156与导磁材料层108(116)形成有对应的卡扣组件时，导磁材料层108(116)也可以不需使用，或导磁材料层108(116)不需形成斜边，或导磁材料层108(116)的最大(最小)内径是等于开口156内径。
另外，导磁材料层108、116的轴向截面形式例如是锯齿形(内齿或外齿)、环形、圆形、椭圆形、多边形、平板状、如图7A所示外周缘具有缺口702的形状的导磁材料层700、如图7B所示内周缘具有缺口706的形状的导磁材料层704。另外，导磁材料层108、116例如是导磁铁片/板、导磁金属片/板、非金属导磁盘/板。
再者，请参照图1，于定子组件136上也可以形成驱动电路板122，用以改变定子磁极152的磁性。另外，驱动电路板122可以直接固定于定子座102上，也可以藉由外接的方式而设置于磁性轴承马达100之外。
转动组件142是覆盖于定子组件136的一侧面，且转动组件142是由壳体128、磁性定位组件140、150、转轴144、转子磁铁132所构成。壳体128的形式例如是为筒型、山型，壳体128的材质例如是塑料、金属或其它硬度足够的材质。
转轴144是轴向延伸突出壳体128，用以作为转动组件142转动时的旋转轴。再者，转轴144深入开口156，且未与开口156的侧壁相接触，其中转轴144的材质例如是导磁金属、导磁塑料或其它导磁材料。转轴144可以与耐磨组件114接触，也可以藉由诸如圆珠等接口组件而与耐磨组件114接触。转轴144的端部表面形状例如是平面状、圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面，且转轴144的端部与耐磨组件114仅点接触或小面积接触。
转子磁铁132是围绕定子磁极152且由至少一个磁铁所构成，其中转子磁铁132具有多个磁极，每一磁极与相邻的磁极具有相异的磁性。转子磁铁132的位置及磁极数是与定子磁极152的位置及磁极数相对应。转子磁铁132例如是永久磁铁/磁带、橡胶磁铁/磁带、其它磁性组件。
再者，于壳体128与转子磁铁132之间也可以形成导磁材料层130，用以集中转子磁铁132的磁力，并防止转子磁铁132的磁力朝外扩散。导磁材料层130例如是导磁铁片/板、导磁金属片/板、非金属导磁盘/板。再者，当壳体128的材质具有导磁的效果时，也可以不需要形成导磁材料层130。
磁性定位组件140、150是位于壳体128上，分别与磁性定位组件138、134相互吸引，且磁性定位组件140、150的位置及磁性是分别与磁性定位组件138、134相对应。磁性定位组件140是由磁铁126所构成，且磁铁126是与磁铁118相互吸引(亦即，两者磁性相异)。再者，磁性定位组件140也可以于磁铁126上接磁性材料层124。另外，磁性组件150是由磁铁146及导磁材料层148所构成，磁铁146是与磁铁112相互吸引(亦即，两者磁性相异)，且藉由导磁材料层148的导磁效果，以增加转轴144与磁铁110之间的吸引力。另外，磁性组件150也可以位于转轴144端部的周围。磁铁126、146的轴向截面形状例如是环形或其它封闭性形状。磁性材料层124、148的材质、形式及连接方式是与前述相同，在此不予赘述。
另外，在转动组件142周缘也可以围绕有多个扇叶154，用以在转动组件142转动之际，于磁性轴承马达100附近产生气场的流动。扇叶154例如是离心式扇叶、平板式扇叶、轴流式扇叶。
接着，以图1所示的磁性轴承马达100为例说明转动组件142的平衡方式。假设运转时转动组件142或定子组件136受到径向作用力而产生径向偏移时，由于在转轴144底部的磁性定位组件134、150所具有的磁铁112与磁铁146相吸的作用力及磁铁110与磁铁146相斥的作用力(此二作用力方向是随着前述径向作用力的方向而变且作用方向相反)，以及靠近转动组件142顶部的磁性定位组件138、140相吸的磁吸力(磁吸力方向是朝向磁性定位组件138、140所围绕的中心)等两部位三作用力的作用，因此可以迅速将转轴144导回原位置。
再者，当转动组件142仅受到倾斜作用力时，由于磁性定位组件138、140相吸的磁吸力(磁吸力方向是朝向磁性定位组件138、140所围绕的中心)具有向中心导正的效果，因此，可以迅速消除前述倾斜作用力而使转动组件142的转轴144位于磁性定位组件138、140所围绕的中心位置。
另外，当转动组件142受到轴向作用力而产生轴向偏移时，可以藉由磁性定位组件138、140间的轴向磁吸力、磁铁112、146间的轴向磁吸力、转轴144与磁铁110间的轴向磁吸力、以及耐磨组件114对转轴144所提供的轴向支撑力，而消除前述轴向作用力，进而将转动组件142稳固于预设位置区间中。
另外，请参照图2，是绘示本发明第二较佳实施例的磁性轴承马达200的示意图。第二较佳实施例与第一较佳实施例的差异在于转轴144具有突出壳体128另一侧的突出部202，且在突出部202(或壳体128的外表面)与对应的壳体216上分别形成相互对应的磁性定位组件204、218，其中磁性定位组件204、218相互吸引(亦即磁性不同)。
壳体216是用以包覆定子组件136及转动组件142，壳体216可以由壳体212及壳体214所组装而成，也可以一体成型而成，也可以由多个壳体所组装而成。另外，壳体216上也可以具有通风开口，以供空气流动的使用。
磁性定位组件204是位于壳体128外表面或转轴144的突出部202周缘上，其中磁性定位组件204的材质例如是磁性材料、充磁后的导磁材料。磁性定位组件204的轴向截面形状例如是环状或其它封闭性形状。磁性定位组件204也可以增加导磁材料层，以使磁性定位组件204单一磁性化。再者，磁性定位组件204与壳体128外表面或突出部202的结合方式例如是卡固、黏着、一体成型、嵌合、夹持。
另外，磁性定位组件218是由耐磨组件210、磁铁206、208所构成，其中磁铁206的磁性与磁铁208的磁性不同，以及磁铁206的磁性与磁性定位组件204的磁性不同，且磁铁206是围绕于磁铁208周围。磁性定位组件218是以例如是卡固、黏着、一体成型、嵌合、夹持等方式固接于壳体216的对应于转轴144的部位上。磁铁206、208的形式例如是柱形、环形、多边形、平板形、封闭型、块型。磁铁206、208的材质例如是磁性材料、充磁后的导磁材料。耐磨组件210是由耐磨材料所构成，其面向转动组件142的一侧表面形状例如是平面状、圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面。
在此较佳实施例中，由于转轴的两端的接触面上(一端接触，另一端转动时接触)均具有耐磨组件及磁吸作用力，因此可以获得更佳的轴向定位力，而使转动组件更不易在轴向上发生震动等情形。
另外，在此较佳实施例中，也可以视实际的需要而移除相互对应的磁性定位组件138、140，或是移除相互对应的磁性定位组件204及磁铁206。
图3是绘示本发明的磁性轴承马达另一实例的局部示意图。请同时参照图1及图3，在此实例中，转轴144并不直接与磁性定位组件134的耐磨组件114相接触，而是在磁性定位组件134、150之间增加接口组件302，其中接口组件302与耐磨组件114间仅点接触或小面积接触，且在操作时，接口组件302是随着转动组件142运转。接口组件302的材质例如是导磁金属、导磁塑料、或其它导磁材料。接口组件302的形式例如是球状、椭圆状、陀螺状、头端为弧状的锥状、对应的两侧具有曲面的组件、头端为弧状的箭形、一侧具有曲面的组件。接口组件302与耐磨组件114相接触的表面形状例如是圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面等具有至少一圆心的曲面。接口组件302与磁性定位组件134接合的方式例如是夹持、卡固、黏合、焊接、嵌合。
再者，在本实例中，接口组件302可以仅固定于磁性定位组件150上，也可以仅固定于转轴144上，也可以仅固定于壳体128上，或是固定于由转轴144、磁性定位组件150、壳体128其中之一上。当壳体128的材质为导磁材料时，也可以不需形成转轴144。
请参照图8，其是绘示本发明第三较佳实施例的磁性轴承马达800的局部示意图。本较佳实施例与第一较佳实施例的差异在于定子座802的开口812侧壁上侧向突出一突出部804，再于突出部804的下侧形成磁性定位组件806或于突出部804的上侧形成磁性定位组件816(请参照图9)，固接于转轴144上的磁性定位组件808(814)是位于对应磁性定位组件806(816)的位置上，且磁性定位组件806、808(814、816)是相互吸引。再者，于开口812的底部形成耐磨组件810，用以与转轴144相互点接触、小面积接触或无接触。磁性定位组件806、808、814、816是与前述磁性定位组件相同，在此不予赘述。
再者，本实例可以视实际需求而移除转轴部分而直接以接口组件作为转动组件的旋转转轴。另外，本实例也可以应用于第二较佳实施例中，甚至可以藉由转动组件与接口组件的中段相结合而直接以接口组件取代转轴。
请参照图4，其是绘示本发明的磁性轴承马达的轴承组件400的一实例的示意图。在本实例中与第一较佳实施例相同的组件以相同的标号表示，并省略其详细说明。
在此实例中，轴承组件400是由壳体402、404、转轴406所构成，其中壳体402设有磁性定位组件138、134，且壳体404及转轴406分别设置对应磁性定位组件138、134的磁性定位组件140、150。具体而言，磁性定位组件134是固设于开口408底部，磁性定位组件138是固设于开口408的口部周缘，磁性定位组件150的磁性及位置是对应磁性定位组件134，并设于转轴406的深入开口408的端部上，磁性定位组件140的磁性及位置是对应磁性定位组件138，并设于壳体404上。转轴406可以仅突出壳体404的一侧表面，也可以同时突出壳体404的两侧表面。
另外，转轴406与壳体404可以一体成型，也可以藉由诸如镶嵌、卡固、黏合等方式相结合。转轴406的材质例如是导磁金属、导磁塑料、或其它导磁材料。转轴406可以与耐磨组件114接触，也可以藉由诸如圆珠等接口组件而与耐磨组件114接触。转轴406的端部表面形状例如是平面状、圆弧状、头端为弧状的锥状、内凹曲面、外凸曲面，且转轴406的端部与耐磨组件114仅点接触或小面积接触。壳体404、402的材质例如是塑料、导磁金属、导磁塑料、或其它导磁材料。
轴承组件400可藉由将壳体402内嵌于现有风扇/马达的定子座上，以及将壳体404结合于现有风扇/马达的转子上(此时转子不需另外形成转轴)，即可将现行风扇/马达改制为低摩擦、高效能、长寿命、低噪音的风扇/马达。
再者，本发明的轴承组件也可以变更为图5所示的轴承组件500，轴承组件500与轴承组件400的差异在于轴承组件500是直接以壳体502形成内含有开口504的中央突出部作为转轴组件，其中开口504的口部是位于远离磁性定位组件134的壳体502中央部。此时现行具有转轴的风扇/马达转子可藉由直接将转轴插入开口504的方式而使转子与壳体502相结合。
再者，本发明的轴承组件也可以变更为图6所示的轴承组件600，轴承组件600与轴承组件400的差异在于轴承组件600是为独立密闭的轴承。轴承组件600是由壳体614及转动组件608所构成，其中壳体614具有中空部618，且转动组件608是位于中空部618内，并以磁浮或单接触的方式被包覆于壳体614内。壳体614可以一体成型，也可以由壳体610、612组合而成，也可以由多个壳体组成。壳体614的上下两端内表面上分别形成磁性定位组件140、134，且具有受磁性定位组件140围绕的开口616。
转动组件608是由载体602、位于载体602顶面的连接部604、以及位于载体602底面且用以作为转动支点的支点组件606所构成，其中载体602的靠近磁性定位组件140、134的部位上分别形成磁性相异的磁性定位组件138、150。藉由磁性定位组件140、138间的磁吸力及磁性定位组件134、150间的磁吸力，转动组件608即可磁浮于壳体608内。
再者，前述壳体402与壳体404、壳体502与壳体402、转动组件608与壳体614可以点接触、小面积接触或实质上互不接触。
另外，本发明的轴承组件虽以上述实例进行说明，然而不以上述为限，也可以将上述磁性轴承马达的各实例予以适度变化而形成轴承组件。
在应用上，是将本实例的连接部固接于风扇/马达的转子上，并将壳体固定于定子座上，即可得到具低摩擦、高效能、长寿命、低噪音的风扇/马达。另外，上述轴承组件也可以增加上述的接口组件。
再者，上述定子磁极上的线圈虽以径向绕线的方式为例进行说明，然而并不以此为限，也可以变更为轴向绕线的方式。另外，本发明的磁性轴承马达虽以适用于轴流式风扇马达为例进行说明，然而并不以此为限，也可以适用于无框风扇马达、离心式风扇马达、径向绕线马达、轴向绕线马达、外转子马达、内转子马达等各种类型的马达。
再者，上述各实施例可以视实际的需要而将上述二实例以上的部分或全部构件混合装配，以在不变更本发明的基本精神下，得到符合所需架构的磁性轴承马达/风扇。
在上述本发明的磁性轴承马达中，其转子轴心仅有一点与定子组件相接触，甚至因运转时的气体浮力而完全不接触，因此可以大幅降低马达噪音量、提高马达运转寿命。
再者，本发明的无轴承风扇马达可藉由轴心磁吸力及风扇运转时的气流浮力，而使转子轴心在不接触的情形下运转，进而可以大幅降低马达噪音量、提高马达运转寿命。
再者，由于本发明的磁性轴承马达不需使用一般已有的轴承，因此可避免此构件的制造、组装成本，进而大幅降低生产成本。
再者，由于本发明所揭露的轴承组件具有可充当已有轴承的效果，故可在不变更各种现行风扇/马达的组件组装的情形下，实现低摩擦、高效能、长寿命、低噪音。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书所限定的范围内。
权利要求
1.一种磁性轴承马达，包括一定子组件，至少包括中心具有一开口的一定子座、位于该开口内的一第一磁性定位组件、位于该开口口部周缘的一第二磁性定位组件及位于该定子座上的一定子磁极；以及一转动组件，覆盖于该定子组件的一侧面上，至少包括一壳体、延伸突出该壳体且深入该开口的一转轴、环绕该定子磁极的一转子磁铁、位置对应该第一磁性定位组件的一第三磁性定位组件及位置对应该第二磁性定位组件的一第四磁性定位组件，其中该第一磁性定位组件是与该第三磁性定位组件相互吸引，该第二磁性定位组件与该第四磁性定位组件相互吸引。
2.如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于该定子组件还具有一耐磨组件，该转轴是与该耐磨组件小面积接触及/或点接触。
3.如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于该第一磁性定位组件是位于该开口底部且该第一磁性定位组件至少包括一第一磁铁及围设于该第一磁铁周缘的一第二磁铁，且该第一磁铁与该第二磁铁相互吸引，该第三磁性定位组件与该第二磁铁相互吸引，该转轴与该第一磁铁相互吸引。
4.如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于该第一磁性定位组件、该第二磁性定位组件、该第三磁性定位组件及该第四磁性定位组件其中之一的磁性作用面的相对面上还包括一导磁材料层。
5.如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于还包括一外壳，包覆该定子组件及该转动组件。
6.如权利要求5所述的磁性轴承马达，其特征在于该转轴是延伸突出该壳体的两侧面，且该第二磁性定位组件是设于该外壳的对应该转轴的位置上，该第二磁性定位组件至少包括一第三磁铁及围设于该第三磁铁周缘的一第四磁铁，且该第三磁铁与该第四磁铁相互吸引，该第四磁性定位组件是与该第四磁铁相互吸引，且该转轴是与该第三磁铁相互吸引。
7.如权利要求5所述的磁性轴承马达，其特征在于还包括一第五磁性定位组件设于该外壳的对应该转轴的位置上；以及一第六磁性定位组件设于该壳体上，且位置与该第五磁性定位组件相对应，其中该第五磁性定位组件是与该第六磁性定位组件相吸引。
8.如权利要求7所述的磁性轴承马达，其特征在于该转轴是延伸突出该壳体的两侧面，且该第五磁性定位组件至少包括一第五磁铁及围设于该第五磁铁周缘的一第六磁铁，且该第五磁铁与该第六磁铁相互吸引，该第六磁性定位组件是与该第六磁铁相互吸引，且该转轴是与该第五磁铁相互吸引。
9.如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于还包括一接口组件，位于该转子组件与该定子组件之间，该转子组件是经该接口组件与该定子组件相接触，且该接口组件的形式是选自球状、椭圆状、陀螺状、头端为弧状的锥状、对应的两侧具有曲面的组件、头端为弧状的箭形、一侧具有曲面的组件其中之一。
10.如权利要求9所述的磁性轴承马达，其特征在于该接口组件是作为该转轴。
11.如权利要求1所述的磁性轴承马达，其特征在于该定子磁极的绕线形式是选自径向绕线、轴向绕线其中之一。
12.一种磁性轴承组件，包括一第一壳体，至少具有一第一开口、位于该开口内的一第一磁性定位组件及位于该开口口部周缘的一第二磁性定位组件；以及一第二壳体，至少具有一主体、延伸突出该主体且深入该开口的一转轴、位置对应该第一磁性定位组件的一第三磁性定位组件及位置对应该第二磁性定位组件的一第四磁性定位组件，其中该第一磁性定位组件是与该第三磁性定位组件相互吸引，该第二磁性定位组件与该第四磁性定位组件相互吸引。
13.如权利要求12所述的磁性轴承组件，其特征在于该第一壳体具有一耐磨组件，该转轴是与该耐磨组件小面积接触及/或点接触。
14.如权利要求12所述的磁性轴承组件，其特征在于该第一磁性定位组件是位于该开口底部，该第一磁性定位组件至少包括一第一磁铁及围设于该第一磁铁周缘的一第二磁铁，且该第一磁铁与该第二磁铁相互吸引，该第三磁性定位组件是与该第二磁铁相互吸引，且该转轴是与该第一磁铁相互吸引。
15.如权利要求12所述的磁性轴承组件，其特征在于该第一磁性定位组件、该第二磁性定位组件、该第三磁性定位组件及该第四磁性定位组件其中之一的磁性作用面的相对面上还包括一导磁材料层。
16.如权利要求12所述的磁性轴承组件，其特征在于该转轴是延伸突出该主体的一侧面或两侧面。
17.如权利要求12所述的磁性轴承组件，其特征在于该主体的一中央突出部是延伸突出该主体并深入该开口，以作为该转轴。
18.如权利要求17所述的磁性轴承组件，其特征在于该中央突出部是具有一插入开口，该插入开口的口部是位于远离该第一磁性定位组件的该主体中央部。
19.如权利要求12所述的磁性轴承组件，其特征在于还包括一接口组件，位于该第一壳体与该第二壳体之间，该第二壳体是经该接口组件与该第一壳体相接触，且该接口组件的形式是选自球状、椭圆状、陀螺状、头端为弧状的锥状、对应的两侧具有曲面的组件、头端为弧状的箭形、一侧具有曲面的组件其中之一。
20.如权利要求19所述的磁性轴承组件，其特征在于该接口组件是作为该转轴。
21.一种磁性轴承组件，包括一壳体，至少具有一中空部、位于该壳体一端内表面上的一第一磁性定位组件及位于该壳体相对端内表面上的一第二磁性定位组件；以及一转动组件，至少具有一载体、位于该载体顶面且延伸突出该壳体的一连接部、位于该载体底面的一支点组件、位置对应该第一磁性定位组件的一第三磁性定位组件及位置对应该第二磁性定位组件的一第四磁性定位组件，其中该第一磁性定位组件是与该第三磁性定位组件及该支点组件相互吸引，该第二磁性定位组件与该第四磁性定位组件相互吸引。
22.如权利要求21所述的磁性轴承组件，其特征在于该第一磁性定位组件至少包括一第一磁铁及围设于该第一磁铁周缘的一第二磁铁，且该第一磁铁与该第二磁铁相互吸引，该第三磁性定位组件是与该第二磁铁相互吸引，且该支点组件是与该第一磁铁相互吸引。
23.如权利要求21所述的磁性轴承组件，其特征在于该第一磁性定位组件一侧表面具有一耐磨组件，该支点组件是与该耐磨组件点接触及/或小面积接触。
24.如权利要求21所述的磁性轴承组件，其特征在于该第一磁性定位组件、该第二磁性定位组件、该第三磁性定位组件及该第四磁性定位组件其中之一的磁性作用面的相对面上还包括一导磁材料层。
25.如权利要求21所述的磁性轴承组件，其特征在于还包括一接口组件，位于该转动组件与该壳体之间，该转动组件是经该接口组件与该壳体相接触，且该接口组件的形式是选自球状、椭圆状、陀螺状、头端为弧状的锥状、对应的两侧具有曲面的组件、头端为弧状的箭形、一侧具有曲面的组件其中之一。
26.如权利要求25所述的磁性轴承组件，其特征在于该接口组件是作为该支点组件。
全文摘要
一种磁性轴承马达，是由定子组件、转动组件及外壳所构成，并藉由磁吸力使转动组件磁浮于定子组件上。定子组件至少包括中心具有开口的定子座、位于此开口底部的磁性定位组件及位于定子座上的定子磁极。转动组件覆盖于定子组件的一侧面上，至少包括一壳体、延伸突出壳体两侧面且深入前述开口的转轴、环绕定子磁极的转子磁铁、分别位于转轴两端部周缘的二磁性定位组件。外壳包覆定子组件及转动组件，至少具有磁性定位组件。其中位于定子组件及外壳的磁性定位组件是与位于转轴的磁性定位组件及转轴相互吸引。
文档编号H02K1/06GK1670381SQ20041003043
公开日2005年9月21日 申请日期2004年3月19日 优先权日2004年3月19日
发明者陈李龙, 黄建雄, 黄世民, 黄文喜 申请人:台达电子工业股份有限公司