专利名称：一种电机装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机装置，特别是一种应用于风扇的具有缓冲震动功能的单滚珠轴承电机装置。
电机是一种利用电磁效应产生转动能量输出的电动机械装置，广泛地应用在日常生活中的电器产品以及各种工业制造设备中。一般而言，电机的组成可概括为两大部分，一是转子(Rotator)，另一个是定子(Stator)，其上皆可选择性地缠绕线圈或是设有永久磁性的物质。当电流通过缠绕的线圈时，由于电磁效应的缘故转子将相对于定子旋转。通常，转子与定子通过一组固定在定子上的轴承(Bearlng)和转子的转轴相结合。当电机启动与停止的瞬间，转子将会产生较大的摇晃，而此一摇晃运动所产生的冲击力量，常常会使支撑转子的轴承损毁而使得整个电机失效。
如
图1所示，传统上具有单一自润轴承的电机100，其中包括转子101与定子121，定子121由上绝缘架108、下绝缘架119、上矽钢片107、下矽钢片109以及导线线圈118组成。导线线圈118以环绕着旋转轴113的方向缠绕在上绝缘架108与下绝缘架119之间。转子101具有盖状的外形，其内侧周围具有磁石104。而磁石以紧配合的方式固定在磁框103中。一般而言，电机100可以应用在许多不同的领域中，如将风扇叶片115固定于转子101外侧周围之上，形成用以散热的风扇。
转子101的内侧中心固定在旋转轴113之上，旋转轴113则插入一个位于定子121中心的自润轴承117内。当导线线圈中通入电流并改变其内的电场时，由于电磁效应的作用，转子101中的磁石104将会受到磁力的吸引或排斥，绕着旋转轴113的中心转动。当转子101由静止启动时，由于上矽钢片107与磁石104之间磁力平衡的效应，将会使得转子101沿着相对于定子121的垂直方向而往上运动至磁力平衡位置。同样的，当转子101自转动状态而停止时，由于上述的磁力平衡状态消失，转子101将会因为重力的作用而相对于定子121的垂直方向向下运动直至其转动前的起始位置。因此，不论启动或是停机的瞬间，转子101都会相对于定子121上下震动。这样的震动将会造成旋转轴113与轴承117之间发生碰撞与摩擦，而使得接合面120处承受重复的磨擦冲撞应力，进而使得轴承117的使用寿命大为降低。
传统上为了克服这样的问题是在旋转轴113顶部的周边安装一条橡胶环111，以期减轻轴承117所受的冲击磨擦冲撞应力。然而，这样的设计仅能缓和轴承117直接撞击转子101内侧表面的力量，至于旋转轴113向上运动时对轴承117产生的磨擦冲撞应力将不具有任何缓冲的效果。
如图2，传统上另一种电机设汁。与前述的结构相似，电机200具有转子201与定子221。当转子201旋转时，由于磁石204的磁场必须与定子221的磁场形成磁力平衡。故，当转子201启动或停机时旋转轴213仍会相对于定子221垂直的方向做上下的震动。与前述不同的是，为了克服单一自润轴承损坏的问题，电机200中将同时使用自润轴承217与滚珠轴承222。然而这样的组合却使得电机200的制作过程变得更为复杂，尤其在组装两个轴承时，不同轴承之间的同心度将成为电机损坏的潜在因素。组装不良的自润轴承217与滚珠轴承222，甚至比单使用一个自润轴承217的电机更容易发生损坏。更有甚者，这样的设计亦无法根本解决自润轴承217与旋转轴213的接合面220，以及滚珠轴承222与旋转轴213的接合面223所承受的磨擦冲撞应力，仅能消极地以两个轴承分担损坏风险，而让另一个未损坏的轴承继续运作。因此这样的设计亦无法有效解决电机轴承的损坏问题。
综上所述，因此急需发展一种新的轴承与其相关零组件的机构设计，使得电机中的轴承可以在简单的制造过程之下即得到优良的使用寿命与效能，而进一步地增加电机本身的使用寿命与制造简单化。
本实用新型的目的是要提供一种电机装置，它通过缓冲装置可吸收电机运转时对滚珠轴承所产生的磨擦与冲撞应力，从而延长电机装置的使用寿命。
本实用新型的目的是这样实现的一种电机装置，定子中心处具有中空的零件固定轴，零件固定轴外缠绕有金属线圈；安置于零件固定轴内侧的滚珠轴承，套在旋转轴上，旋转轴可绕着定子的中心旋转；盖状转子的内侧具有磁石，盖状转子的中心固定在旋转轴上；滚珠轴承与盖状转子之间设有缓冲装置。
盖状转子外侧固定有风扇叶片。
金属线圈通过一组绝缘座固定。
绝缘座的上方与下方皆安装有金属片。
控制金属线圈电流流量的电路板与下金属片的下方相连。
盖状转子在启动与停止瞬间相对定子作上下运动。
旋转轴底部设有限制旋转轴相对于定子向上运动范围的扣环装置。
在扣环装置与滚珠轴承之间设有油封。
磁石用磁化后的橡胶材料制成。
缓冲装置是碟型弹片。
缓冲装置是弹簧装置。
一种电机装置，定子中心处具有中空的零件固定轴，零件固定轴外缠绕有金属线圈，通过一组金属片的绝缘座固定；安置于零件固定轴内侧的滚珠轴承，套在旋转轴上，旋转轴可绕着定子的中心旋转；盖状转子的内侧具有磁石，盖状转子的中心固定在旋转轴上，其特征在于滚珠轴承与盖状转子之间设有缓冲装置。
盖状转子外侧固定有风扇叶片。
控制金属线圈电流流量的电路板与下金属片的下方相连。
旋转轴底部设有限制旋转轴相对于定子向上运动范围的扣环装置。
在扣环装置与滚珠轴承之间设有油封。
磁石用磁化后的橡胶材料制成。
缓冲装置是碟型弹片。
缓冲装置是弹簧装置。
本实用新型由于设有缓冲装置，当电机启动时滚珠轴承承受的磨擦冲撞的力量，将可由该缓冲装置的变形而予以吸收，其使用寿命因而得以延长；此外，以单个滚珠轴承取代传统上同时使用两组轴承的设计，可以使得组装与制造的过程更为简单，避免了由于轴承间同心度的问题而造成电机提前失效；在电机静止的情况下，缓冲装置亦可以对滚珠轴承施加一个轻微向下的力量，使得滚珠轴承不致因为各组成零件间的间隙所造成的晃动而降低其操作性能。
以下结合附图详细说明依据本实用新型提出的一种电机装置的具体结构和工作原理。
图1是现有的具有自润轴承的电机结构剖视图；图2是现有的同时带有自润轴承和滚珠轴承的电机结构剖视图；图3是具有单滚珠轴承与缓冲装置的电机结构剖视图；图4是本实用新型的具有单滚珠轴承与缓冲装置的电机结构的局部放大图；图5是本实用新型的具有单滚珠轴承与另一种缓冲装置的电机结构的局部放大图。
一种具有缓冲装置与单滚珠轴承的电机装置，通过缓冲装置以吸收电机运转时对滚珠轴承所产生的磨擦冲撞应力，进一步提高电机装置的使用效能。
一种具有滚珠轴承与缓冲装置的电机，并进而将该电机运用在风扇装置中，此电机中包含有定子结构与转子结构。其中，定子结构主要由固定在一组上下挟持的金属片中的导线线圈组成。转子结构通过位于其中央的旋转轴，与定子中心的滚珠轴承相结合。该转子的形状概略近似于盖状，并且包裹覆盖在定子结构的上方，其周边内侧区域安置有磁石，当导线线圈的电场改变时，由于磁石与定子的磁场间的磁力作用，将使得转子结构产生旋转。
由于转子启动与停机的瞬间，磁石的磁力中心面与挟持导线线圈的上金属片的磁力中心面不相重合。故在此瞬间，转子将相对于定子的垂直方向运动。而安置于滚珠轴承与转子结构之间的缓冲装置，将可以有效的吸收由于垂直运动而对轴承产生的磨擦冲撞与冲击应力，也因此将提高此一具有缓冲装置的电机的效能。
本实用新型为一种具有单滚珠轴承的电机，配合缓冲装置的设计，以减轻电机转子启动与停机时轴承所承受的磨擦冲撞应力，以延长电机的使用寿命。以下内容将以一个应用在风扇装置中的电机来说明其实施，再以一个具有不同形状的缓冲机构的实施例，来说明依据本实用新型的精神的另一种应用。
如图3，本实用新型中具有单一滚珠轴承的电机300，其中包含转子301与定子323。定子323由上绝缘架311、下绝缘架313、上金属片310、下金属片314以及导线线圈312所组成。其中，上绝缘架311、下绝缘架313、上金属片(如矽钢片)310，以及下金属片(如矽钢片)314皆固定在位于定子323中央的零件固定轴315上，而金属线圈312环绕着零件固定轴315缠绕于上绝缘架311与下绝缘架313之间，金属线圈用以接受外界电流并转换成驱动电机旋转所需的磁场，下金属片314的下方则具有用以控制金属线圈312中电流强度的电路板316与容纳电子零件的区域317。固定框318则紧夹于零件固定轴315的外侧，并将上述组成定子323的零件予以固定。
转子301具有盖状的外型，其周边区域302的内侧部份则安置有磁石305。而磁石则沿着交界面306以紧配合的方式固定于磁框304之中。磁石305为经过充磁的物质，诸如生铁、橡胶与其他金属皆可以作为选用的材料。以本实施例而言，通过转子301周边区域302外侧区域的风扇叶片303，将可构成用以散热的风扇。转子301的内侧中心包括轴套306，并以紧配合的方式固定于旋转轴307上，而旋转轴307则插入一个位于定子323中心的滚珠轴承309中。
当转子301连同旋转轴307插入滚珠轴承309之后，扣环319将紧扣在转轴307的底部以防止脱落，而扣环319与滚珠轴承309之间具有弹性材料所构成的0型油封320以防止滚珠轴承309与旋转轴307之间的润滑油泄露。位于滚珠轴承309与转子301内侧之间的缓冲装置308，可用来缓冲电机300在启动或停机时，定子323的磁场对转子301的磁力中心面322施加的垂直方向作用力，造成转子连同旋转轴307沿着垂直方向运动而对滚珠轴承309所造成的磨擦冲撞的损坏。以下将对区域321做局部的放大，以更清楚说明缓冲装置308的动作方式。
如图4，当电机300启动时，导线线圈312将会有电流通过并产生电场的改变。此时位于上绝缘架311上方的上金属片310，将由于导线线圈312的电场变化所产生的磁场，而对转子301中的磁石305(图中未视)产生一个吸引力量。由于，电机300启动前转子301的磁力中心面322，与启动后的上金属片310的磁力中心面402并未平衡。因此，当电机启动之后由于磁力的作用将会使得转子301向上运动，直至转子磁力中心面322与上金属片磁力中心面402重合为止。当转子301向上运动时，将会造成旋转轴307与滚珠轴承309的接合面406发生磨擦冲撞，更进一步的牵动滚珠轴承309使之发生摇晃而与零件固定轴315产生撞击。然而，本实用新型在滚珠轴承309与转子301之间设置了一片类似于碗状的中空金属碟片的缓冲装置308，而其组成的材料则为具有弹性恢复能力的金属、橡胶等。当电机启动时滚珠轴承309所承受的磨擦冲撞的力量，将可由缓冲装置308的变形而予以吸收。因此，在滚珠轴承309受到的冲击力量大为减小的情况下，其使用寿命因而得以延长。此外，本实用新型中以单个滚珠轴承取代传统上同时使用两组轴承的设计，将可以使得组装与制造的过程更为简单，也避免了由于轴承间同心度的问题而造成电机提前失效。除此之外，在电机300静止的情况下，缓冲装置308亦可以对滚珠轴承309施加一个轻微向下的力量，使得滚珠轴承不致因为各组成零件间的间隙所造成的晃动而降低其操作性能。
如图5，本实用新型中具有不同设计的缓冲装置的部份电机结构剖视图。电机500的主要部份结构类似于前述机构，故在此不一一描述。当电机运转时，转子501的磁力中心面522仍需与上金属片510的磁力中心面502重合。通过弹簧形式设计的缓冲装置508亦可以吸收转子501垂直运动时所产生的滚珠轴承509的磨擦冲撞应力，而延长其使用寿命。
权利要求1.一种电机装置，定子中心处具有中空的零件固定轴，零件固定轴外缠绕有金属线圈；安置于零件固定轴内侧的滚珠轴承，套在旋转轴上，旋转轴可绕着定子的中心旋转；盖状转子的内侧具有磁石，盖状转子的中心固定在旋转轴上；其特征在于滚珠轴承与盖状转子之间设有缓冲装置。
2.如权利要求1所述的一种电机装置，其特征在于盖状转子外侧固定有风扇叶片。
3.如权利要求1所述的一种电机装置，其特征在于金属线圈通过一组绝缘座固定。
4.如权利要求3所述的一种电机装置，其特征在于绝缘座的上方与下方皆安装有金属片。
5.如权利要求4所述的一种电机装置，其特征在于控制金属线圈电流流量的电路板与下金属片的下方相连。
6.如权利要求1所述的一种电机装置，其特征在于盖状转子在启动与停止瞬间相对定子作上下运动。
7.如权利要求6所述的一种电机装置，其特征在于旋转轴底部设有限制旋转轴相对于定子向上运动范围的扣环装置。
8.如权利要求7所述的一种电机装置，其特征在于在扣环装置与滚珠轴承之间设有油封。
9.如权利要求1所述的一种电机装置，其特征在于磁石用磁化后的橡胶材料制成。
10.如权利要求1所述的一种电机装置，其特征在于缓冲装置是碟型弹片。
11.如权利要求1所述的一种电机装置，其特征在于缓冲装置是弹簧装置。
12.一种电机装置，定子中心处具有中空的零件固定轴，零件固定轴外缠绕有金属线圈，通过一组金属片的绝缘座固定；安置于零件固定轴内侧的滚珠轴承，套在旋转轴上，旋转轴可绕着定子的中心旋转；盖状转子的内侧具有磁石，盖状转子的中心固定在旋转轴上，其特征在于滚珠轴承与盖状转子之间设有缓冲装置。
13.如权利要求12所述的一种电机装置，其特征在于盖状转子外侧固定有风扇叶片。
14.如权利要求12所述的一种电机装置，其特征在于控制金属线圈电流流量的电路板与下金属片的下方相连。
15.如权利要求12所述的一种电机装置，其特征在于旋转轴底部设有限制旋转轴相对于定子向上运动范围的扣环装置。
16.如权利要求1 5所述的一种电机装置，其特征在于在扣环装置与滚珠轴承之间设有油封。
17.如权利要求12所述的一种电机装置，其特征在于磁石用磁化后的橡胶材料制成。
18.如权利要求12所述的一种电机装置，其特征在于缓冲装置是碟型弹片。
19.如权利要求12所述的一种电机装置，其特征在于缓冲装置是弹簧装置。
专利摘要本实用新型公开了一种电机装置,定子中心处具有中空的零件固定轴,零件固定轴外缠绕有金属线圈;安置于零件固定轴内侧的滚珠轴承,套在旋转轴上,旋转轴可绕着定子的中心旋转;盖状转子的内侧具有磁石,盖状转子的中心固定在旋转轴上;滚珠轴承与盖状转子之间设有缓冲装置。它通过缓冲装置可吸收电机运转时对滚珠轴承所产生的摩擦与冲撞应力,从而延长电机装置的使用寿命。
文档编号H02K5/173GK2377766SQ99210600
公开日2000年5月10日 申请日期1999年5月7日 优先权日1999年5月7日
发明者周永发 申请人:凯美电机股份有限公司