专利名称：具有磁性流体轴承结构的电机的制作方法
技术领域：
本发明关于 一种电机，特别关于 一种具有磁性流体轴承结构的电机。
背景技术：
为因应电机高转速的顺畅与稳定，传统技术以一轴承用以支持转轴。如
图1所示， 一种传统电机1包括一定子11、 一转轴12、 一轴承13以及一油 封14。该轴承13为一含油轴承，该油封14可为一扣环或一金属环。该油封 14设置在该轴承13上方且环设于该转轴12，而将润滑油封存于该轴7^ 13 内。当该电机1处于运转时，该轴承13利用润滑油本身的粘滞性提供该转 轴12润滑而得以顺畅运转。
然而，由于该油封M环设于该转轴12,无法完全密闭储存润滑油的空 间，因此容易造成润滑油随着该电机l于长时间高速运转下而慢慢泄漏，使 得该转轴12与该轴承13的润滑度减低，造成该电机1的可靠度与使用寿命 降低。
因此，如何能够有效地将润滑油保存于轴承中，降低润滑油的消耗，进 而提升电机的可靠度与使用寿命，已成为重要课题之一。
发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种具有磁性流体轴承结构的电 机借由所产生的石兹场有效地将润滑油保存于轴承中，降低润滑油的消耗。再 者，^磁场可使i兹性流体产生额外的轴径向支撑力，故可提升电机的可靠度与 使用寿命。
于是，为实现上述目的，依据本发明的一种^f兹性流体轴承结构包括至少 一轴承、至少一^f兹性组件以及一》兹性流体。该轴承套合于该转轴，该/磁性组 件邻设于该轴承，该磁性流体存在于该轴承与该转轴之间，借由其与该磁性 组件间的磁性作用，避免该轴承的润滑油泄漏，且该^磁性流体的液压力提供
额外的轴径向支撑使该转轴相对于该轴承稳定旋转。
为达上述目的，依据本发明的一种电机包括一转子、 一定子以及一磁性 流体轴承结构。该转子具有一转轴，该定子与该转子对应设置，该^磁性流体 轴承结构包括至少一轴承、至少一磁性组件及一磁性流体，该轴承套合于该 转轴，该磁性组件邻设于该轴承，该》兹性流体存在于该轴承与该转轴之间， 借由该石兹性流体与该》兹性组件间的》兹性作用，避免该轴承的润滑油泄漏，且 该磁性流体的液压力提供额外的轴径向支撑使该转轴相对于该轴承稳定旋 转。
承上所述，因依据本发明的一种具有磁性轴承结构的电机借由容置于该 轴承与该转轴之间的该磁性流体与该磁性组件间的磁性作用，避免该轴承的 润滑油泄漏，且所产生的液压力提供额外的轴径向支撑使该转轴相对于该轴 承稳定旋转。与传统技术相较，本发明利用磁性回路产生的磁场使该磁性流 体产生额外的轴向及径向支撑的液压力，其无论于该转轴处于运转状态或未 运转状态均能够提供支撑作用。此外，本发明除了能够增进该转轴旋转稳定 性外，更能够借由该磁性组件的磁吸作用将润滑油有效地保存于该轴承中， 降低润滑油的消耗，进而提升该电机的可靠度与使用寿命。
图1为一种传统电机的示意图2A为依据本发明第一优选实施例的一种电机及其磁性流体轴承结构 的示意图2B为依据本发明第二优选实施例的一种电机及其磁性流体轴承结构 的示意图3A为依据本发明第三优选实施例的一种电机及其磁性流体轴承结构 的示意图3B为依据本发明第四优选实施例的一种电机及其磁性流体轴承结构 的示意图4A为依据本发明第五优选实施例的一种电机及其磁性流体轴承结构 的示意图；以及
图4B为依据本发明第六优选实施例的一种电机及其磁性流体轴承结构 的示意图。
组件符号说明
I、 2、 2a、 3、 3a、 4、 4a电机 29 第二定位件
II、 21 定子 221 转轴 12、 22转子 222 磁铁 23、 33、 43 磁性流体轴承结构
24 轴管部
28 第一定位件
30 容置空间
231、 331、 431轴承
232、 332、 432磁性组件
233、 333、 433》兹性流体 C、 Cl、 C2、 C3磁性回路
具体实施例方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明优选实施例的一种具有磁性轴承 结构的电机，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。
请参阅图2A所示，本发明第一优选实施例的一种电机2包括一转子22、 一定子21以及一磁性流体轴承结构23。该转子22具有一转轴221及一磁铁 222，该转轴221不具有导磁性；该定子21与该转子22对应设置，并位于 该磁铁222与该转轴221之间；该磁性流体轴承结构23包括至少一轴承231 、 至少一磁性组件232及一磁性流体233。在本实施例中，该磁性流体轴承结 构23具有二个轴承231及二个^f兹性组件232,该等^f兹性组件232可为一永久 磁铁、电磁铁或磁石，但不限于此。该磁性流体233可内含铁、钴、镍或其 合金。
该电机2还包括一第一定位件28及一第二定位件29，该第一定位件28 具有导磁性或不具有导磁性，该第二定位件29为一环状。在本实施例中， 该磁性流体轴承结构23容置于该电机2的一轴管部24;其中，该等轴承231 套合于该转轴221并与该第一定位件28相互抵接而形成一容置空间30，其 可容置该等轴承231的润滑油，该等磁性组件232邻设于该等轴承231外环 并与该轴管部24抵接，而该转轴221的一端借由该第二定位件29套接于邻 近该轴管部24的底部。此外，该轴管部24可使套置其内部的各组件对位于
同一圓心上；该/磁性流体233存在于该轴管部24内的该等轴承231与该转 轴221之间。
该磁性流体轴承结构23对该电机2所提供的润滑保护原理及过程如下 所述当该电机2处于未运转状态时，各该等i兹性组件232因N、 S极配置 为轴向，故其磁性回路C与该转轴221呈轴向分布，该等轴承231亦对该转 轴221提供一支撑作用。当该电机2处于运转状态时，由于该等轴承231具 有导磁性，故该等磁性组件232所发出的该磁性回路C可透过该等轴承231 吸附该磁性流体233且以轴向分布于该等轴承231与该转轴221之间，而随 着磁通密度的增大，该磁性流体233的液压力也随之增加，进而提供该等轴 承231与该转轴221更佳的润滑与支撑效果，减少该转轴221与该等轴承231 的磨损。此外，由于该等》兹性组件232提供的i兹吸作用，对于该磁性流体轴 承结构23而言，等同形成一油封结构，故能够避免润滑油的消耗。
请参阅图2B所示，本发明第二优选实施例的一种电机2a的构成与功能 均与该电机2相同，不同之处在于各该等磁性组件232的N、 S极相较于 该转轴221的配置为径向，故其磁性回路C1与该转轴221呈径向分布。当 该电机2a处于运转状态时，由于该等轴承231具有导磁性，故该等磁性组 件232所发出的该石兹性回路Cl可通过该等轴承231吸附该-磁性流体233， 并正比于磁通量密度以径向提供润滑与支撑作用于该等轴承231与该转轴 221之间，减少该转轴221与该等轴承231的磨损，同样形成一油封结构避 免润滑油的消耗。
请参阅图3A所示，本发明第三优选实施例的一种电机3包括一转子22、 一定子21以及一磁性流体轴承结构33。该电机3的构成与功能均与上述第 一优选实施例的该电机2相同，不同之处在于该转轴221具有导磁性，该 磁性流体轴承结构33具有二个轴承331、一磁性组件332及一磁性流体333; 该磁性组件332为一永久磁铁环，邻设于该等轴承331的外环且兼具该第一 定位件28的定位功能；该^f兹性流体333系存在于该轴管部24内的该等轴承 331与该转轴221之间。
当该电机3处于运转状态时，由于该等轴承331与该转轴221具有导磁 性，且该磁性组件332的N、 S极为轴向配置，故该磁性组件332所发出的 一磁性回路C2可通过该等轴承331及该转轴221吸附该》兹性流体333且以 轴向分布于该等轴承331与该转轴221之间；需注意的是，由于该转轴221
具有导磁性，故该转轴221与该等轴承331未套合部分，也会有该磁性流体 333吸附，随着磁通密度的增大，该磁性流体333的液压力也随之增加，达 到更佳的润滑与支撑效果，亦同样形成一油封结构避免润滑油的消耗。
请参阅图3B所示，本发明第四优选实施例的一种电机3a的构成与功能 均与该电机3相同，不同之处在于该》兹性组件332的N、 S极相较于该转 轴221的配置为径向，故其磁性回路C3与该转轴221呈径向分布。由于该 等轴承331与该转轴221具有导磁性，故该磁性组件332所发出的该磁性回 路C3可吸附该》兹性流体333于该转轴221与该等轴承331的接触表面，并 正比于磁通量密度以径向提供润滑与支撑作用于该等轴承331与该转轴221 之间，进而减少该转轴221与该等轴承331的磨损，同样形成一油封结构避 免润滑油的消耗。
请参阅图4A所示，本发明第五优选实施例的 一种电机4包括一转子22、 一定子21以及一磁性流体轴承结构43。该电机4的构成与功能均与上述第 三优选实施例的该电机3相同，不同之处在于该f兹性流体轴承结构43为 一轴承431内嵌一磁性组件432构成，该磁性组件432为一永久磁铁环，该 磁性流体433存在于该轴承431与该转轴221之间。本实施例同样能够节省 第一定位件，该磁性流体轴承结构43对该电机4所提供的油封、润滑与支 撑作用如前所述，在此不再赘述。
请参阅图4B所示，本发明第六优选实施例的一种电机4a的构成与功能 均与该电机4相同，不同之处在于该^磁性流体轴承结构43为一轴承431 内嵌二个磁性组件432构成，该等磁性组件432为一永久磁铁环。
综上所述，本发明的一种具有磁性流体轴承结构的电机借由容置于该轴 承与该转轴之间的该磁性流体与该磁性组件间的磁性作用，避免该轴承的润
滑油泄漏，且所产生的液压力提供额外的轴径向支撑使该转轴相对于该轴承 稳定旋转。与传统技术相较，本发明利用磁性回路产生的磁场使该磁性流体 产生额外的轴向及径向支撑的液压力，其无论于该转轴处于运转状态或未运 转状态均能够提供支撑作用。此外，本发明除了能够增进该转轴旋转稳定性 外，更能够借由该磁性组件的磁吸作用将润滑油有效地保存在该轴承中，降 低润滑油的消耗，进而提升该电机的可靠度与使用寿命。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴， 而对其进行的等效修改或变更，均应包括在本发明中。
权利要求
1.一种电机，包括一转子，具有一转轴；一定子，与该转子对应设置；以及一磁性流体轴承结构，包括至少一轴承、至少一磁性组件及一磁性流体，该轴承套合于该转轴，该磁性组件邻设于该轴承，该磁性流体存在于该轴承与该转轴之间，借由该磁性流体与该磁性组件间的磁性作用，避免该轴承的润滑油泄漏。
2. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性流体的液压力提供额外的轴 径向支撑使该转轴相对于该轴承稳定旋转。
3. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性流体轴承结构容置在该电机 的一轴管部。
4. 根据权利要求3所述的电机，其中该定子套置在该轴管部。
5. 根据权利要求1所述的电机，还包括至少一第一定位件，其与该轴承 抵接。
6. 根据权利要求5所述的电机，其中该第一定位件具有导磁性或不具有 导磁性。
7. 根据权利要求1所述的电机，还包括至少一第二定位件，其与该转轴抵接。
8. 根据权利要求7所述的电机，其中该第二定位件设置在邻近该转轴的 一端部。
9. 根据权利要求1所述的电机，其中该转轴与该轴承之间具有一容置空 间，以容置该/磁性流体。
10. 根据权利要求1所述的电机，其中该转轴具有导磁性或不具有导磁性。
11. 根据权利要求1所述的电机，其中该轴承具有导磁性。
12. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性组件的磁力回路与转轴呈 轴向分布或径向分布。
13. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性组件为永久磁铁、电磁铁 或磁石。
14. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性流体包括铁、钴、镍或其合金。
15. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性组件的一N极及一 S极相 对于转轴为轴向配置或径向配置。
16. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性组件内嵌于该轴承中，且 该磁性组件为 一永久石兹铁环。
17. 根据权利要求1所述的电机，其中该轴承内嵌二个磁性组件。
18. 根据权利要求1所述的电机，其中该磁性组件为一永久磁铁，邻设 在该轴承的外环。
全文摘要
本发明公开一种具有磁性流体轴承结构的电机，该磁性流体轴承结构包括至少一轴承、至少一磁性组件以及一磁性流体。该轴承套合于一转轴，该磁性组件耦接于该轴承，该磁性流体存在于该轴承与该转轴之间，借由其与该磁性组件间的磁性作用，避免轴承的润滑油泄漏，且该磁性流体的液压力提供额外的轴径向支撑使该转轴相对于该轴承稳定旋转。
文档编号H02K7/08GK101192772SQ20061016278
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月23日 优先权日2006年11月23日
发明者张绍雄, 张起豪 申请人:台达电子工业股份有限公司