專(zhuān)利名稱：永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)的制作方法
專(zhuān)利說(shuō)明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及馬達(dá)，尤其涉及一種針對(duì)馬達(dá)定子的板狀稀土磁石與極靴復(fù)合的導(dǎo)磁設(shè)計(jì)，通過(guò)轉(zhuǎn)子凸極作螺旋狀偏移來(lái)消除磁石接合處磁束分布漣波所造成的轉(zhuǎn)子頓轉(zhuǎn)(cogging)的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)。
二背景技術(shù)：
一般永磁式直流馬達(dá)12的磁場(chǎng)，大部分是如圖1所示，采用在外殼121內(nèi)壁設(shè)置瓦片形且表面粘著磁石122的方式，由于燒結(jié)銣鐵硼稀土磁石具有磁能積(BH)max高、保磁力(Hc)大的特點(diǎn)，故逐漸應(yīng)用在消費(fèi)性馬達(dá)產(chǎn)品上。但一般永磁式馬達(dá)12的S、N磁石122是呈弧形(瓦狀)，故，如圖2所示，采用方形塊狀磁石以線切割制成，所以該瓦狀磁石的前、后磁石122a、122b都需去除，導(dǎo)致其制造成本耗損高，磁石成品價(jià)格較為昂貴，無(wú)法廣泛使用在一般消費(fèi)性馬達(dá)產(chǎn)品上。
為此，本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，尋求解決克服的方案。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其作為定子的場(chǎng)磁鐵，采用板狀稀土磁石及極靴復(fù)合方式構(gòu)成，具有制作方便及成本低的特性。
本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，包括一外殼，是固設(shè)在一底座上，內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱且呈圓弧狀的定子；一轉(zhuǎn)軸，貫穿外殼，并由設(shè)在該外殼前、后蓋體的軸承支撐定位；一轉(zhuǎn)子，設(shè)在該轉(zhuǎn)軸上，其包括有鐵芯(core)、線圈(coil)及整流子(commutator)，以與該定子構(gòu)成一磁石式馬達(dá)；一慣性飛輪，設(shè)在該轉(zhuǎn)軸前端部，其外側(cè)面設(shè)有一皮帶輪；其特征在于所述定子包括一第一及第二極靴，以及多片的N極板狀磁石及S極板狀磁石；第一和第二極靴是由多片導(dǎo)磁片堆疊構(gòu)成的圓弧形體，并呈相向?qū)ΨQ配設(shè)，靠近內(nèi)緣面位置設(shè)有供板狀磁石插入的容置槽，供多片N極及S極板狀磁石分別嵌入，由此構(gòu)成復(fù)合型場(chǎng)磁鐵的定子結(jié)構(gòu)；
所述轉(zhuǎn)子的鐵芯表面供線圈繞設(shè)的數(shù)條凸極，是呈螺旋狀偏斜(skew)，以消除該板狀磁石相接合處的磁束分布漣波造成的轉(zhuǎn)子頓轉(zhuǎn)(cogging)現(xiàn)象。
前述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)磁片由硅鋼片構(gòu)成。
前述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其中板狀磁石是以釹(Neodymium)、鐵(Iron)、硼(Boron)組合的釹鐵硼稀土類(lèi)磁石構(gòu)成。
前述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)子的螺旋狀偏斜凸極，是呈斜向且相互平行，每一條凸極的起始端位置，與前一條凸極的末尾端位置相對(duì)。
前述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其中轉(zhuǎn)軸尾端部還設(shè)置有一第一散熱風(fēng)扇。
前述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其中慣性飛輪呈ㄈ形體，并耦合在該外殼的前端外緣面，且在該慣性飛輪的內(nèi)側(cè)面設(shè)有一第二散熱風(fēng)扇。
本實(shí)用新型永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)的有益效果是，其技術(shù)特征是定子包括一第一及第二極靴，以及多片N極板狀磁石及S極板狀磁石；該第一及第二極靴是由多片導(dǎo)磁片堆疊構(gòu)成的圓弧形體并呈相向?qū)ΨQ配設(shè)，且在靠近內(nèi)緣面位置設(shè)有供板狀磁石插入的容置槽，供多片N極及S極板狀磁石分別嵌入，從而構(gòu)成一復(fù)合型場(chǎng)磁鐵的定子結(jié)構(gòu)；該轉(zhuǎn)子的鐵芯表面供線圈繞設(shè)的數(shù)條凸極，是呈螺旋狀偏斜(skcw)，由此，殼以有效消除該板狀磁石相接合處的磁束分布漣波所造成的轉(zhuǎn)子頓轉(zhuǎn)(cogging問(wèn)題)。
四

圖1為現(xiàn)有永磁式直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖2為現(xiàn)有場(chǎng)磁鐵的制備狀態(tài)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型立體結(jié)構(gòu)分解示意圖。
圖4為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
圖5為圖4所示5-5斷面結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
圖6A為本實(shí)用新型尚未使轉(zhuǎn)子凸極呈螺旋狀時(shí)造成磁束分布漣波的示意圖。
圖6B為本實(shí)用新型使轉(zhuǎn)子凸極呈螺旋狀消除漣波的示意圖。
圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明20外殼、21底座、22軸桿、23前蓋、24后蓋、231軸承、241軸承、25第一散熱風(fēng)扇、30定子、309第一極靴、30b第二極靴、31a容置槽、31b容置槽、32a為S極板狀磁石、32b為N極板狀磁石、311導(dǎo)磁片、40慣性飛輪、41皮帶輪、42第二散熱風(fēng)扇、50轉(zhuǎn)子、51轉(zhuǎn)軸、52鐵芯、521凸極、522起始端、523末尾端、53線圈、54整流子、60漣波、70平滑狀。
五具體實(shí)施方式
參閱圖3所示，其為本實(shí)用新型的定子立體結(jié)構(gòu)分解示意圖，該定子30包括一第一極靴30a及一第二極靴30b，以及多片的S極板狀磁石32a及N極板狀磁石32b；該第一及第二極靴30a、30b是由多片導(dǎo)磁片311堆疊組成的圓弧形體，并呈相對(duì)稱設(shè)在轉(zhuǎn)子的鐵芯52的兩側(cè)。該導(dǎo)磁片311的材質(zhì)包括，但不限定于此，由硅鋼片所構(gòu)成，而其組成第一及第二極靴30a、30b前，即可預(yù)先在其表面沖壓插入孔，這樣堆疊成型時(shí)，即可形成軸向的容置槽31a、31b。該容置槽31a、31b并未限定其形狀，但其較佳實(shí)施例，是沿著并盡量平行靠近內(nèi)緣面的位置而形成，如此可形成多個(gè)連續(xù)的容置槽31a、31b，且各容置槽31a、31b分別可供S極板狀磁石32a及N極板狀磁石32b插入，本圖中僅各以一片N極及S極板狀磁石32a、32b來(lái)表示，事實(shí)上其是多片插入在該容置槽31a、31b內(nèi)，故不贅述。
接著，參閱圖4、圖5所示，其是揭示本實(shí)用新型較佳實(shí)施例剖示圖，其主要包括一外殼20，是固定設(shè)置在一底座21上，其內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱呈圓弧狀的定子30；一轉(zhuǎn)軸51，是貫穿外殼20，并通過(guò)設(shè)在外殼前、后蓋體23、24的軸承231、241支撐定位，該前、后蓋體231、241可通過(guò)一支以上的軸桿22加以固定；一轉(zhuǎn)子50，其設(shè)在該轉(zhuǎn)軸51上，其包括有鐵芯52、線圈53及整流子54，與前述的定子30構(gòu)成一永磁式直流馬達(dá)。永磁式直流馬達(dá)為現(xiàn)有技術(shù)(Prior Art)，非本實(shí)用新型的技術(shù)特征，故，其原理及實(shí)施狀態(tài)不再贅述。
此外，如為使用于諸如電動(dòng)跑步機(jī)等健身器材上，本實(shí)用新型進(jìn)一步可包括一慣性飛輪40，其設(shè)在該轉(zhuǎn)軸51的前端部，其外側(cè)面形成一皮帶輪41，以能夠通過(guò)—傳動(dòng)皮帶(圖中未示)帶動(dòng)健身器材的運(yùn)轉(zhuǎn)，但不限定于此。
除此之外，如圖4所示，本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)軸51尾端部包括設(shè)置一第一散熱風(fēng)扇25，慣性飛輪40呈ㄈ形體，并耦合在該外殼20的前緣面，且在慣性飛輪40的內(nèi)側(cè)面設(shè)有一第二散熱風(fēng)扇42，據(jù)以使得外殼20前、后端都可散熱。但是，此僅是本實(shí)用新型的一可行實(shí)施例，并不限定于此。
本實(shí)用新型的最大特征是如圖5所示，該定子30是由第一及第二極靴30a、30b在其容置槽31a、31b內(nèi)插入多片S極板狀磁石32a及N極板狀磁石32b所構(gòu)成的復(fù)合型場(chǎng)磁鐵結(jié)構(gòu)，它的優(yōu)點(diǎn)是板狀磁石形狀，極為簡(jiǎn)單，與現(xiàn)有技術(shù)的弧形磁石相比較，其容易制作且耗損低，因此，可以降低磁石的成本。
此外，該板狀磁石可由釹、鐵、硼組合的釹鐵硼稀土類(lèi)所構(gòu)成的磁石，或是釤鈷系的磁石，這些磁石為BH特性大，欲獲得相同磁力只需小型裝置即可。重要的是，現(xiàn)有的磁石具有易退磁的特性，這樣不利于跑步機(jī)使用；本實(shí)用新型是板狀磁石插入第一、第二極靴的容置槽31a、31b內(nèi)，進(jìn)而與該極靴30a、30b復(fù)合成型，該復(fù)合結(jié)構(gòu)可以增進(jìn)定子30的磁作用效能，尤其具有不易退磁的功效。
雖然，前述的板狀磁石及極靴的復(fù)合結(jié)構(gòu)，確實(shí)具有可降低制作成本等優(yōu)點(diǎn)，但是該各板狀磁石的接合處會(huì)造成如圖6A所示的磁束分布漣波60；為此，本實(shí)用新型通過(guò)轉(zhuǎn)子50的凸極521設(shè)成螺旋狀偏斜(skew)結(jié)構(gòu)進(jìn)行平滑消除之。因此，再參閱圖3和圖4所示，本實(shí)用新型進(jìn)一步在該轉(zhuǎn)子50的鐵芯52表面設(shè)有數(shù)條凸極521供線圈53繞設(shè)，這些凸極是呈斜向且相互平行設(shè)置，每一條凸極521的起始端522位置恰與前一條凸極的末尾端523位置相對(duì)為較佳，但不限定于此，所以，本實(shí)用新型通過(guò)該轉(zhuǎn)子凸極螺旋狀偏斜來(lái)消除該漣波60，使其如圖6B所示呈平滑狀70，進(jìn)一步使該板狀磁石可以發(fā)揮應(yīng)有的磁作用效能，并可降低噪音及抖動(dòng)，以提高馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)質(zhì)量。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，包括一外殼，是固設(shè)在一底座上，內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)有對(duì)稱且呈圓弧狀的定子；一轉(zhuǎn)軸，貫穿外殼，并由設(shè)在該外殼前、后蓋體的軸承支撐定位；一轉(zhuǎn)子，設(shè)在該轉(zhuǎn)軸上，其包括有鐵芯、線圈及整流子，以與該定子構(gòu)成一磁石式馬達(dá)；一慣性飛輪，設(shè)在該轉(zhuǎn)軸前端部，其外側(cè)面設(shè)有一皮帶輪；其特征在于所述定子包括一第一及第二極靴，以及多片的N極板狀磁石及S極板狀磁石；第一和第二極靴是由多片導(dǎo)磁片堆疊構(gòu)成的圓弧形體，并呈相向?qū)ΨQ配設(shè)，靠近內(nèi)緣面位置設(shè)有供板狀磁石插入的容置槽，供多片N極及S極板狀磁石分別嵌入，由此構(gòu)成復(fù)合型場(chǎng)磁鐵的定子結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)子的鐵芯表面供線圈繞設(shè)的數(shù)條凸極，是呈螺旋狀偏斜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)磁片由硅鋼片構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述板狀磁石是以釹、鐵、硼組合的釹鐵硼稀土類(lèi)磁石構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的螺旋狀偏斜凸極，是呈斜向且相互平行，每一條凸極的起始端位置，與前一條凸極的末尾端位置相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸尾端部還設(shè)置有一第一散熱風(fēng)扇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述慣性飛輪呈ㄈ形體，并耦合在該外殼的前端外緣面，且在該慣性飛輪的內(nèi)側(cè)面設(shè)有一第二散熱風(fēng)扇。
專(zhuān)利摘要一種永磁式直流馬達(dá)磁極結(jié)構(gòu)，包括外殼固設(shè)在底座上，內(nèi)壁兩側(cè)設(shè)定子；轉(zhuǎn)軸貫穿外殼，由設(shè)在外殼前后蓋體的軸承支撐定位；轉(zhuǎn)子設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，包括鐵芯、線圈及整流子，以與定子構(gòu)成磁石式馬達(dá)；慣性飛輪，設(shè)在轉(zhuǎn)軸前端部，外側(cè)面設(shè)皮帶輪；定子包括第一及第二極靴以及多片N極板狀磁石及S極板狀磁石；第一和第二極靴是由多片導(dǎo)磁片堆疊構(gòu)成的圓弧形體，呈相向?qū)ΨQ配設(shè)，靠近內(nèi)緣面位置設(shè)供板狀磁石插入的容置槽，供多片N極及S極板狀磁石分別嵌入，構(gòu)成復(fù)合型場(chǎng)磁鐵的定子結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)子鐵芯表面供線圈繞設(shè)的數(shù)條凸極，是呈螺旋狀偏斜，以有效消除板狀磁石相接合處的磁束分布漣波造成的轉(zhuǎn)子頓轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H02K9/04GK2838136SQ20052010643
公開(kāi)日2006年11月15日 申請(qǐng)日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
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