專利名稱：電動機構造的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種電動機構造，特別是指將習用電動機整圈一片的一體式轉子片及定子片再予以分割成可拼接組合的轉子片段、定子片段。本發(fā)明可大幅度縮小每一轉子片段、定子片段的制造模具的尺寸，不僅大幅度降低模具成本、沖床機器的成本，并大幅度省下制程產生的廢料，甚至可利用其它制程所剩余的材料或下腳料來制造產品，因此具有極大的成本利益。
背景技術：
轉子在外圈的無刷電動機，又稱為外轉式電動機，常見于電動車的輪轂式馬達及洗衣機馬達等應用場合，其中多極式線圈是組合于內圈的定子上，每一極線圈是各自繞線成為定子，定子不轉動，當線圈被施以電流，就成為馬達；若線圈被外加磁場切割產生電壓，就成為發(fā)電機。轉子在外圈旋轉的電動機的外圈直徑較大，轉子的內側相對于線圈每一極的位置各設有一永久磁鐵，各永久磁鐵一般形成弧形片狀，并鑲嵌組合于轉子的內側。永久磁鐵鑲嵌于轉子內側有許多方法，如何能夠以最低的成本，使永久磁鐵正確定位并且很牢靠的組合在轉子內側，是設計此類電動機結構時須考量的重要因素。
習知的外轉子結構有許多種制造方式，常見的有二種，一種是用金屬整圈車制或鑄造成圓筒形的外轉子，其內圈以拉刀加工方式制成有多1道凹槽，每一凹槽用來鑲嵌一片永久磁鐵，由于要用拉刀加工能夠自動鑲嵌的凹槽形狀比較困難，因此常使用黏膠來將永久磁鐵黏在外轉子內側壁上，如此不僅成本高，而且增加黏合的失敗率；又永久磁鐵貼靠的是金屬材料，若為整塊的，其導磁性較差。雖然轉子的導磁性良好與否，對電動機的性能影響不大，但仍有小幅度的影響。另一種是以片狀的鋼片沖壓成一整圈的轉子片，此鋼片可以用導磁性非常良好的硅鋼片，如此可以改善磁場通路，接著將許多轉子片組裝成一個轉子，轉子再壓配入外殼之中，由于以片狀的鋼片沖壓的形狀，可以很容易制造出任何形狀的凹槽，因此能夠很容易加工形成適合鑲嵌片狀永久磁鐵的形狀，而且又形成非常好的導磁環(huán)境，能使定子線圈的磁場回路更佳。但以片狀的鋼片要沖壓制造尺寸較大的外轉子，必須使用較高成本的大型模具、大的鋼片素材及大噸位沖床，并產生相對多的鋼片廢料，這點使得其制造成本極高，不利于降低電動機的總成本。
由于以上的原因，使得習用電動機外轉子結構仍存在許多缺點，因此明顯有改進的必要。本發(fā)明人有鑒于此，乃積極尋求改良的道，經由無數次的設計、實驗，致有本發(fā)明的產生。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種制造容易、減少廢棄料及可降低制造成本、材料成本的電動機構造。本發(fā)明主要是轉子片組、定子片組的每一層再分割成多段式的組合結構，多段式片體可采鈑金材料制成，由于鈑金沖壓制造能夠以高精密度制造出鈑金件，而且小尺寸鈑金片很容易以自動送料方式進行自動組裝，因此能夠很容易的制造出精確緊密鑲嵌永久磁鐵的轉子。
為此，本發(fā)明提出了一種電動機構造，其中包括一定子組件，包括一固定軸；及一定子座，固設于固定軸上；及一個或一個以上的定子片組，設于定子座上；及線圈，繞設于定子片組上；及一轉子組件，包括一外殼；及一轉子片組，設于外殼內；及一個或一個以上的永久磁鐵，設于轉子片組下方；其中轉子片組為二段以上的轉子片段層疊組合結構，可降低制造成本。
較佳的，轉子片組具有卡槽供設置永久磁鐵。
較佳的，轉子片組采用鈑金片材料制成。
較佳的，轉子片組的轉子片段左右側拼接處分別設有卡榫、卡槽。
較佳的，轉子片組的轉子片段前后側分別設有定位凸點、定位凹槽。
較佳的，轉子片組的各片段拼接處間為各種形狀的搭配組接面。
較佳的，轉子片組為直線形狀。
較佳的，轉子片段利用卡榫及卡槽在圓周方向相結合成一整圈的轉子片組。
較佳的，該卡榫及卡槽可為鋸齒面。
較佳的，該卡榫及卡槽可為凹凸面。
較佳的，該卡榫及卡槽可為波浪面。
較佳的，該卡榫及卡槽可為直線面。
本發(fā)明還提出了一種電動機構造，其中包括一定子組件，包括一固定軸；及一定子座，固設于固定軸上；及一個或一個以上的定子片組，設于定子座上；及線圈，繞設于定子片組上；及一轉子組件，包括一外殼；及一轉子片組，設于外殼內；及一個或一個以上的永久磁鐵，設于轉子片組下方；其中定子組片為二段以上的定子片段層疊組合結構，可降低制造成本。
較佳的，定子片組的每層片體由二個或二個以上的定子片段組合而成。
較佳的，定子片段左右側設有卡榫及卡槽。
較佳的，定子片段前后側面設有定位凸點及定位凹槽。
較佳的，定子片段左右側設有凹的承座容納線圈。
較佳的，定子片段另設有固定孔，可供螺栓或固定銷及固定片與定子座連結固定。
較佳的，定子片組二側端面利用固定銷或螺栓及固定片與定子座連結固定。


圖1是本發(fā)明電動機的組合正面圖。
圖2是本發(fā)明電動機的組合剖面圖。
圖3A～3B是本發(fā)明轉子片段的前后側面視圖。
圖4是本發(fā)明轉子片組的前側面圖。
圖5是自圖4中的5-5處所取的剖面圖。
圖6是本發(fā)明轉子片段與定子片段的局部剖面圖。
圖7A，7B，7C，7D，7E，7F是本發(fā)明轉子片組的各種實施例的主視圖。
圖8A～8B是本發(fā)明定子片段組的前后側視圖。
圖9是本發(fā)明定子片段的主視圖。
圖10是本發(fā)明轉子片組的另一實施例圖。
附圖標號說明1、輪轂馬達 10、定子組件11、固定軸 111、出線孔12、支架 13、定子座131、定位銷 14、定子片組141、定子片段142、卡榫143、卡槽144、定位凸點144a、定位凹槽 145、線圈承座146、線圈承座147、固定孔15、線圈 16、固定銷17、固定片 20、轉子組件21、永久磁鐵 22、轉子片組221、轉子片段221e、小段221f、大段 222、卡榫222a、223a、鋸齒面 222b、223b、凹凸面222c、223c、直線面 222d、223d、波浪面223、卡槽224、定位凸點224a、定位凹槽 225、磁鐵卡槽
23、外殼231、軸承24、剎車轂 22a、轉子片組221a、轉子片段具體實施方式
如圖1～2所示，本發(fā)明是關于轉子在定子外部的外轉子式馬達或電動機，如洗衣機馬達或輪轂馬達，在此以電動車常用的輪轂馬達來說明本發(fā)明的應用方式。本發(fā)明的馬達1主要包括一設有線圈15的定子組件10、一設置有永久磁鐵21的轉子組件20，其中轉子組件20的轉子片組及定子組件的定子片組為多層式片體層疊組合結構，其每一層再分割成多段式的組合結構，使得制造容易，減少廢料。下文將作詳細的說明定子組件10設有一固定軸11，其二端分別固定于支架12上；及一定子座13，利用定位銷131卡固于固定軸11上，其可采用散熱性較佳的材料如鋁等制成，并可以氣體或液體外加冷卻，以將定子組件10的熱量帶走；定子座13上設有定子片組14，定子片組14繞設線圈15，且其二側端面利用固定銷16或螺栓等固定件穿設于定子片組14、定子座13二側端面的固定片17，而與定子座13連結固定。線圈15的電流電壓由固定軸11中間所設的定子出線孔111導出，線圈15受電流影響產生磁力線會經由定子片組14向永久磁鐵21徑向推出，形成完整的磁通回路，在定子片組14與永久磁鐵21之間有空氣間隙，使得永久磁鐵21被線圈15的磁力線推動時，永久磁鐵21不會干涉到定子片組14。
轉子組件20包括有永久磁鐵21、轉子片組22及外殼23，其中永久磁鐵21設于轉子片組22下方；轉子片組22緊配合地裝設于外殼23之內，以結合成一體；外殼23二側至少設有一個軸承231，以使轉子組件20能在固定軸11上自由旋轉。轉子組件20二側另設有剎車轂24，剎車轂24內設有剎車制動器(圖中未示)，以用來將轉子組件20剎住。
以上述定子組件10、轉子組件20的組合，轉子組件20內側壁上的永久磁鐵21受定子組件10的線圈15產生的磁場驅動則成為馬達；反過來說若外轉子的外殼23被外力帶動，使得永久磁鐵21切割線圈15產生電動勢則成為發(fā)電機。
如圖3～6所示，轉子片組22為多層式片體層疊組合結構，每層片體由二個或二個以上的轉子片段221組合而成，各轉子片段221左右側拼接處分別設有卡榫222、卡槽223，以利用卡榫222、卡槽223在圓周方向相結合成一整圈的轉子片組22。各轉子片段221的軸向前后側面分別設有定位凸點224(定位凸點可為圓形或方形或任何形狀)、定位凹槽224a，使各轉子片段221可以軸向壓合成具有一預定厚度的轉子片段221，進而構成一具有預定完整厚度的轉子片組22。各轉子片段221另于下方設有磁鐵卡槽225，以鑲嵌定型的永久磁鐵21。轉子片段221可采用片狀鈑金材料沖制成，若以硅鋼材料制成，可以有利于永久磁鐵21磁通量的提高。
轉子片組22的各轉子片段221拼接處所設的卡榫222、卡槽223可為各種形狀的搭配組接。如圖7A～7D所示，組接面可為鋸齒面222a、223a或凹凸面222b、223b或直線面222c、223c或波浪面222d、223d。另外，如圖7E～7F所示，轉子片段可以配合每一永久磁鐵切成小段221e，或配合多片永久磁鐵切成大段221f。
如圖6及圖8～9所示，線圈15配合永久磁鐵21的數目成相同極數或相差一個極數以產生相位差，各個極數的線圈15分別環(huán)繞于定子片組14上。定子片組14可由導磁性能良好的硅鋼片沖制而成。其亦可為多層式片體層疊組合結構，每層片體由二個或二個以上的定子片段141組合成，各定子片段141左右側拼接處分別設有卡榫142、卡槽143，以利用卡榫142、卡槽143于圓周方向相結合成一整圈的定子片組14。各定子片段141在軸向前后側面設有定位凸點144(定位凸點可為圓形或方形或任何形狀)、定位凹槽144a，使各定子片段141可以在軸向壓合成具有一預定厚度的定子片段141，進而構成一具有預定完整厚度的定子片組14。
定子片段141于左右側設有成凹狀的左、右線圈承座145、146，以容納線圈15。定子片段141另設有固定孔147，供固定銷或螺栓等固定件穿設并配合二側端面的固定片，而與定子座13連結固定。
如圖10所示，本發(fā)明轉子片組22a(永久磁鐵安裝座)可為直線形狀，以可應用于非旋轉類的電動機，如直線型馬達等機器上，如此可以更廉價的使用導磁性良好的硅鋼片制造永久磁鐵安裝座；而且本發(fā)明所設的永久磁鐵安裝結構可以為電動機的運動件，也可以為電動機的固定件；若轉子片組22a為固定件可以用鎖固件如固定銷或螺栓將各轉子片段221a固定成一整體。
綜合以上所述，本發(fā)明將習用電動機整圈一片的一體式轉子片組及定子片組，再以分割成可拼接組合的轉子片段、定子片段，利用此一分段式轉子結構，不僅可以利用鈑金件快速沖壓制造電動機的永久磁鐵固定結構，使永久磁鐵的磁通回路順暢，尤其重要的是可以使用較小的模具沖壓較小面積的鈑金原材料，產生的廢料大幅度減少，甚至可以將其它鈑金工件的下腳料再利用，因此可以大幅度降低模具成本及材料成本，使得總成本隨之下降。
權利要求
1.一種電動機構造，其中包括一定子組件，包括一固定軸；及一定子座，固設于固定軸上；及一個或一個以上的定子片組，設于定子座上；及線圈，繞設于定子片組上；及一轉子組件，包括一外殼；及一轉子片組，設于外殼內；及一個或一個以上的永久磁鐵，設于轉子片組下方；其特征是轉子片組為二段以上的轉子片段層疊組合結構，可降低制造成本。
2.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片組具有卡槽供設置永久磁鐵。
3.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片組采用鈑金片材料制成。
4.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片組的轉子片段左右側拼接處分別設有卡榫、卡槽。
5.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片組的轉子片段前后側分別設有定位凸點、定位凹槽。
6.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片組的各片段拼接處間為各種形狀的搭配組接面。
7.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片組為直線形狀。
8.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，轉子片段利用卡榫及卡槽在圓周方向相結合成一整圈的轉子片組。
9.如權利要求4項所述的電動機構造，其特征是，該卡榫及卡槽可為鋸齒面。
10.如權利要求4項所述的電動機構造，其特征是，該卡榫及卡槽可為凹凸面。
11.如權利要求4項所述的電動機構造，其特征是，該卡榫及卡槽可為波浪面。
12.如權利要求4項所述的電動機構造，其特征是，該卡榫及卡槽可為直線面。
13.一種電動機構造，其中包括一定子組件，包括一固定軸；及一定子座，固設于固定軸上；及一個或一個以上的定子片組，設于定子座上；及線圈，繞設于定子片組上；及一轉子組件，包括一外殼；及一轉子片組，設于外殼內；及一個或一個以上的永久磁鐵，設于轉子片組下方；其特征是定子組片為二段以上的定子片段層疊組合結構，可降低制造成本。
14.如權利要求13所述的電動機構造，其特征是，定子片組的每層片體由二個或二個以上的定子片段組合而成。
15.如權利要求14所述的電動機構造，其特征是，定子片段左右側設有卡榫及卡槽。
16.如權利要求14所述的電動機構造，其特征是，定子片段前后側面設有定位凸點及定位凹槽。
17.如權利要求14所述的電動機構造，其特征是，定子片段左右側設有凹的承座容納線圈。
18.如權利要求14所述的電動機構造，其特征是，定子片段另設有固定孔，可供螺栓或固定銷及固定片與定子座連結固定。
19.如權利要求1所述的電動機構造，其特征是，定子片組二側端面利用固定銷或螺栓及固定片與定子座連結固定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動機構造，其中包括一定子組件，包括一固定軸；及一定子座，固設于固定軸上；及一個或一個以上的定子片組，設于定子座上；及線圈，繞設于定子片組上；及一轉子組件，包括一外殼；及一轉子片組，設于外殼內；及一個或一個以上的永久磁鐵，設于轉子片組下方；及其特征在定子片組或轉子片組兩者中至少其中之一為二段以上的片段層疊組合結構，可降低制造成本。
文檔編號H02K1/27GK1790869SQ20041009887
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月13日 優(yōu)先權日2004年12月13日
發(fā)明者呂俊賢, 古煥隆, 徐啟堂 申請人:財團法人工業(yè)技術研究院