DE10310692A1

DE10310692A1 - Zusammensetzbarer Rotor eines bürstenlosen Motors

Info

Publication number: DE10310692A1
Application number: DE10310692A
Authority: DE
Inventors: Gordon Yung Kang Liao
Original assignee: Unique Product & Design Co Ltd Yung Kang; Unique Product and Design Co Ltd
Current assignee: Unique Product & Design Co Ltd Yung Kang; Unique Product and Design Co Ltd
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-07-29
Also published as: TW595072B; AU2003202445A1; JP3634853B2; JP2004215474A; GB2396971B; TW200412706A; GB0305434D0; US6734596B1; GB2396971A

Abstract

Zusammensetzbarer Rotor eines bürstenlosen Motors, der einen Rotorhauptkörper (201, 301) mit einer Vielzahl von aus magnetisch leitfähigen Stoffen hergestellten Rippen (2011, 3011) und einer Vielzahl von in Axialrichtung demontierbaren, einbettbaren Zähnchen (202, 302) aufweist, wobei die Zähnchen (202, 302) derart geformt sind, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektroblechen (203, 303) gestanzt und gestapelt sind, und wobei jedes Zähnchen (202, 302) eine Ausnehmung (2031, 3031) besitzt, die der Rippe (3011) des Rotorhauptkörpers (201, 301) in Form und Größe entspricht, damit die Zähnchen (202, 302) axial in den Rotorhauptkörper (201, 302) eingreifen, sodass die Zähnchen (202, 302) auf der Axialfläche in Tangenten- oder Radialrichtung nicht beweglich sind und somit eine stabile Befestigung erreicht wird; und wobei eine Vielzahl von Dauermagnet-Aufnahmestellen (2021, 3032) zwischen je beiden benachbarten einbettbaren Zähnchen (202) gebildet sind, während die Dauermagneten (204, 304) in den Dauermagnet-Aufnahmestellen (2021, 3032) untergebracht und befestigt sind; und wobei zwei Rotordeckel (205) jeweils vorne und hinten am Rotorhauptkörper (201) angebracht sind, um die Dauermagneten (204, 304) und die einbettbaren Zähnchen (202, 302) zu befestigen. DOLLAR A Der zusammensetzbare Rotor eines bürstenlosen Motors ist auf Motoren mit Außenständer-Innenrotor und Innenständer-Außenrotor angewendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen zusammensetzbaren Rotor eines bürstenlosen Motors, insbesondere einen, der einen einbettbaren Zusammenbau, niedrige Herstellungkosten und einen stabile Konfiguration aufweist.

Aus den TW 327485 (siehe 1) und TW 412100 (siehe 2) ist ein bürstenloser GS-Motor bekannt, der aus Dauermagneten 10 und Elektroblechen 11 besteht. Die Dauermagneten schließen die Elektroblechen 11 ein. Außerdem sind sie an die gebogene Form des Außenständers des bürstenlosen Gleichstrom-Motor (GS-Motor) mit Innrotor-Außenständer oder an die Gehäuseform des Innenständers des bürstenlosen GS-Motors mit Außenrotor-Innenständer angepasst und damit fest verbunden.

Der Rotor von herkömmlichen bürstenlosen GS-Motoren ist derart geformt, dass eine Vielzahl von Elektroblechen in derselben Größe gestapelt sind. Bei Anwendung auf den bürstenlosen GS-Motor mit kleinerem Durchmesser hat die Verarbeitung keine Probleme. Bei Anwendung auf bürstenlose GS-Motoren mit größerem Durchmesser wird eine Stanzmaschine mit größerer Stanzkraft benötigt, wobei viel Restmaterial verschwendet wird. Daher ist die Verarbeitung unwirtschaftlich. Es besteht viele Verbindungsmethoden, um die Dauermagneten und die Elektroblechen zu verbinden. Aber die Taiwanesische Pat. Nr. 327485 hat den Nachteil, dass sich die Magneten leicht löst und die Größe schwierig steuerbar ist. Bei den TW 327485 (siehe 1) und TW 412100 (siehe 2) sind zwar Verbesserungen vorgelegt, aber die angewendeten Dauermagneten muss in Anpassung an den Innenrand des Außenständers ausgebildet und an beiden Seiten mit Befestigungsschlitzen versehen sein. Dies haben dadurch sehr hohe Herstellungskosten zur Folge. Außerdem sind die oben erwähnten nur für bürstenlosen GS-Motoren mit Innenrotor-Außenständer geeignet. Sie eignen sich für ie Anwendung auf bürstenlosen GS-Motoren mit Außenrotor-Innenständer aber nicht.

Bei den US 5,929,120 (siehe 3) und US 5,886,441 (siehe 4) findet das Einzel-Elektroblech 12 zur Verwendung und weist Dauermagnet-Aufnahmen 13 auf. Außerdem sind die Dauermagneten anstelle der bogenförmigen Form innovativ rechteckig ausgebildet, aber die Elektrobleche und die Rotorwelle sind über Befestigungsstifte, Vorder- und Hinterdeckel des Rotors befestigt. Bei Anwendung darauf, dass mehrere Elektrobleche gestapelt sind, um eine längere Einheit zu bekommen, werden die Befestigungsstifte leicht verformt.

Von daher ist es Aufgabe der Erfindung, die oben erwähnten Mängel zu beseitigen und einen zusammensetzbaren Rotor eines Motors zu schaffen, dessen Dauermagneten in einbettbarer Bauweise ausgebildet sind.

Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rotor eines bürstenlosen Motors zu schaffen, der auf Motoren mit Außenständer-Innenrotor und Innenständer-Außenrotor anwendbar ist.

Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rotor eines Motors zu schaffen, bei dem die in Axialrichtung einbettbaren Zähnchen in einem ringförmigen Elektroblech kombinierbar sind, wenn die zusammensetzbare Rotoranordnung auf Motoren mit kleinerem Durchmesser anwendbar ist.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch einen Zusammensetzbaren Rotor eines Motors, der die in den Ansprüchen 1 bis 5 angegebenen Merkmale besitzt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Anwendungsbeispiele, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmen; es zeigen:
1 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors eines herkömmlichen bürstenlosen Außenständer-Innenrotor-Motors gemäß TW 327485;
2 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors eines herkömmlichen bürstenlosen Außenständer-Innenrotor-Motors gemäß TW 412100;
3 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors eines herkömmlichen bürstenlosen Außenständer-Innenrotor-Motors gemäß US 5,929,120 ;
4 eine perspektivische Explosionsansicht des Rotors eines herkömmlichen bürstenlosen Außenständer-Innenrotor-Motors gemäß US 5,886,441 ;
5 eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Innenrotor-Außenständer;
6 eine perspektivische Explosionsansicht des zusammensetzbaren Rotors des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Innenrotor-Außenständer;
6-1 eine Schnittzeichnung des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Innenrotor-Außenständer;
6–2 eine Schnittzeichnung entlang der Linie F-F des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Innenrotor-Außenständer gemäß 6–1;
7 eine Schnittansicht und eine Vorderansicht des Rotors des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Innenrotor-Außenständer;
8 eine Schnittansicht und eine perspektivische Ansicht der einbettbaren Zähnchen des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Innenrotor-Außenständer;
9 eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Außenrotor-Innenständer;
10 eine perspektivische Explosionsansicht des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Außenrotor-Innenständer;
10-1 eine Schnittzeichnung des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Außenrotor-Innenständer;
11 eine Schnittzeichnung des Rotorhauptkörpers des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Außenrotor-Innenständer;
12 eine Schnittzeichnung der einbettbaren Zähnchen des erfindungsgemäßen bürstenlosen GS-Motors mit Außenrotor-Innenständer; und
13 eine perspektivische Ansicht und eine Schnittzeichnung der axial einbettbaren Zähnchen, die in einem ringförmigen Elektroblech kombiniert sind, wobei der erfindungsgemäße zusammensetzbare Rotoranordnung auf einen bürstenlosen Motor mit kleinerem Durchmesser.
Die erfindungsgemäße zusammensetzbare Rotoranordnung ist auf Außenständer/Innenrotor-Motoren bzw. Innenständer/Außenrotor-Motoren anwendbar.
[Anwendung auf Innenrotor/Außenständer-Motoren]
Bezugnehmend auf 5 weist der erfindungsgemäße zusammensetzbare Rotor des bürstenlosen Motors einen Oberdeckel 21, einen Rotorbausatz 20, einen Ständer 22, einen Unterdeckel 23 und ein Lager 24 auf. Anhand 6 umfasst der Rotorbausatz 20 eine Vielzahl von Rotordeckeln 205, einen Rotorhauptkörper 201, eine Vielzahl von rechteckigen Dauermagneten 204 und eine Vielzahl von aus einer Vielzahl von Elektroblechen bestehenden, einbettbaren Zähnchen 202. Wie aus 7 ersichtlich, umfasst der Rotorhauptkörper 201 eine Vielzahl von Rippen 2011 und ist aus magnetisch nicht-leitenden Stoffen, wie z.B. Aluminiumlegierung, Kunststoff, Edelstahl, hergestellt. Anhand 8 sind die in Axialrichtung demontierbaren, einbettbaren Zähnchen 202 derart geformt, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektroblechen 203 gestanzt und gestapelt sind. Jedes Zähnchen 202 weist eine Ausnehmung 2031 auf, die der in 7 gezeigten Rippe 2011 des Rotorhauptkörpers 201 in Form und Größe entspricht, damit die Zähnchen 202 axial in den Rotorhauptkörper 201 eingreifen, sodass die Zähnchen 202 auf der Axialfläche in Tangenten- oder Radialrichtung nicht beweglich sind. Im Vergleich zu US 5,929,120 und 5,886,441 sind die Elektrobleche und der Rotorwelle der vorliegenden Erfindung mittels der Fixierstifte mit dem Vorder- und Hinterdeckel des Rotors stabiler verbunden.
Bezugnehmend auf 8 ist eine Dauermagnet-Aufnahmestelle 2021 zwischen je beiden benachbarten einbettbaren Zähnchen 202 gebildet, wobei die Dauermagneten 204, wie in den 6–1 und 6–2 gezeigt, in den Dauermagnet-Aufnahmestellen 2021 untergebracht und befestigt sind. Die Dauermagneten 204 in eingebetteter Bauweise ist von Vorteil, da sie im Gegensatz zum herkömmlichen bürstenlosen Motor an das Außenmaß des Rotors nicht angepasst sein müssen. Daher wird die Flexibilität der Gestaltung erhöht. Außerdem ist der Zusammenbau sehr praktisch und stabil. Darüber hinaus wird der Nachteil des herkömmlichen bürstenlosen Motors beseitigt, dass eine Haltevorrichtung zur Positionierung benötigt ist, wenn die Dauermagneten des bürstenlosen Motors geklebt sind. Bei Sintern des Seltene-Erden-Dauermagneten können viereckige Leisten Verwendung finden, sodass die Herstellungskosten der Dauermagneten erheblich reduziert werden. Die axial eingebetteten Zähnchen des Rotorbausatzes 20 sind derart geformt, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektromagneten gestanzt und gestapelt sind. Der Rotor kann in mehrere Einzelzähnchen demontiert werden, die dann in den Rotorhauptkörper eingebettet sind. Dadurch kann die vorliegende Erfindung bei Herstellung im Gegensatz zum herkömmlichen Rotor viele Formkosten und Materialkosten ersparen.
Die Zusammenbauschritte des Rotorbausatzes 20 des bürstenlosen Innenständer-Außenrotor-Motors, wie in 6 gezeigt, sind wie folgt dargestellt:

1. Einstecken der einbettbaren Zähnchen 202 nach dem Stapeln von Elektroblechen in Axialrichtung in den Rotorhauptkörper 201, wobei die einbettbaren Zähnchen 202 und der Rotorhauptkörper 201 miteinander stabil verbunden sind;
2. Einbetten der Dauermagneten 204 in die Dauermagnet-Aufnahmestelle 2021 zwischen allen beiden benachbarten einbettbaren Zähnchen 202;
3. Befestigen des Rotorbausatzes 20 mit beiden Rotordeckeln 205;
4. Zusammenbauen des Ständers 22, des Lagers 24, des vorderen Deckels 21 und des hinteren Deckels 23.

Dadurch ist der ganze bürstenlose Innenständer-Außenrotor Motor gebildet.
[Anwendung auf Innenständer-Außenrotor-Motoren]
Bezugnehmend auf die 9 und 10-1 ist der erfindungsgemäße zusammensetzbare Rotor auf einen Innenständer-Außenrotor-Motor 3 angewendet, der einen Rotorbausatz 30, einen Ständer 31, einen Vorderdeckel 32, einen Hinterdeckel 33, eine Vielzahl von Schrauben 34 und Schraubenmuttern 35 aufweist. Anhand von den 10 und 10-1 umfasst der Rotorbausatz 30 einen Rotorhauptkörper 301, eine Vielzahl von eingebetteten Zähnchen 302 und Dauermagneten 304. Wie aus 11 ersichtlich weist der Rotorhauptkörper 301 eine Vielzahl von Rippen 3011 auf und ist aus magnetisch nicht-leitendem Stoff, wie z.B. Aluminiumlegierung, Kunststoff, Edelstahl, usw., hergestellt.
Anhand 12 sind die in Axialrichtung demontierbaren, einbettbaren Zähnchen 302 derart geformt, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektroblechen 303 gestanzt und gestapelt sind. Jedes Zähnchen 302 weist eine Ausnehmung 3031 auf, die der in 11 gezeigten Rippe 3011 des Rotorhauptkörpers 301 in Form und Größe entspricht, damit die Zähnchen 302 axial in den Rotorhauptkörper 301 eingreifen, sodass die Zähnchen 302 auf der Axialfläche in Tangenten- oder Radialrichtung nicht beweglich sind und somit eine stabile Befestigung erreicht wird. Bezugnehmend auf 12 ist eine Dauermagnet-Aufnahmestelle 3032 zwischen je beiden benachbarten einbettbaren Zähnchen 202 gebildet, wobei die Dauermagneten 304, wie in den 10–1 und 10–2 gezeigt, in den Dauermagnet-Aufnahmestellen 3032 untergebracht und befestigt sind. Die Dauermagneten in eingebetteter Bauweise ist von Vorteil, da sie im Gegensatz zum herkömmlichen bürstenlosen Motor an das Außenmaß des Rotors nicht angepasst sein muss. Außerdem kann die viereckigen Leisten Verwendung finden, sodass die Herstellungskosten der Dauermagneten erheblich reduziert werden.
Wie in 12 gezeigt sind die einbettbaren Zähnchen 302 derart geformt, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektromagneten gestanzt und gestapelt sind. Der Rotor kann in mehrere Einzelzähnchen demontiert werden, die dann in den Rotorhauptkörper eingebettet sind. Dadurch kann die vorliegende Erfindung bei Anwendung auf Motoren in großer Bauweise im Gegensatz zum herkömmlichen Rotor Formkosten und Materialkosten viel ersparen.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen zusammensetzbaren Rotorbausatzes auf den bürstenlosen Motor mit kleinerem Durchmesser, wie in 13 gezeigt, können die in Axialrichtung einbettbaren Zähnchen in einem ringförmigen Elektroblech kombiniert sein, um die Montagedauer zu verkürzen und die Montage zu erleichtern.
Der Rotorhauptkörper ist aus magnetisch nicht-leitenden Stoffen, wie z.B. Aluminiumlegierung, Kunststoff, Edelstahl, hergestellt. Die Anwendung der Aluminiumlegierung ist von Vorteil, da das Gewicht des gesamten Motors reduziert wird und die Herstellungskosten erniedrigt werden. Außerdem zeichnet sich der zusammensetzbare Rotorbausatz dadurch aus, dass die Dauermagneten in eingebetteter Bauweise ausgebildet sind. Daher müssen die Dauermagneten im Gegensatz zum herkömmlichen bürstenlosen Motor an das Außenmaß des Rotors nicht angepasst sein muss, sodass die Flexibilität der Gestaltung erhöht wird. Außerdem ist der Zusammenbau der Dauermagneten sehr praktisch und stabil. Darüber hinaus wird der Nachteil des herkömmlichen bürstenlosen Motors beseitigt, dass eine Haltevorrichtung beim Kleben der Dauermagneten zur Positionierung extra benötigt ist. Bei Sintern des Seltene-Erden-Dauermagneten kann viereckige Leisten Verwendung finden, sodass die Herstellungskosten der Dauermagneten erheblich reduziert werden.
Die in Axialrichtung einbettbaren Zähnchen des Rotorbausatzes sind derart geformt, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektromagneten gestanzt und gestapelt sind. Der Rotor kann in mehrere Einzelzähnchen demontiert werden, die dann in den Rotorhauptkörper eingebettet sind. Dadurch kann die vorliegende Erfindung bei Herstellung im Gegensatz zum herkömmlichen Rotor Formkosten und Materialkosten viel ersparen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Insbesondere wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.

2: bürstenloser GS-Motor mit Innenrotor-Außenständer
3: bürstenloser GS-Motor mit Außenrotor-Innenständer
10: Dauermagnet
11: Elektroblech
12: Elektroblech
13: Dauermagnet-Aufnahmestelle
20: Rotorbausatz
21: Motor-Oberdeckel
22: Ständer
23: Unterdeckel
24: Lager
30: Rotorbausatz
31: Ständer
32: Vorderdeckel
33: Hinterdeckel
34: Schraube
35: Mutter
201: Rotorhauptkörper
202: einbettbaren Zähnchen
203: Elektroblech
204: Dauermagnet
205: Rotordeckel
301: Rotorhauptkörper
302: einbettbaren Zähnchen
303: Elektroblech
304: Dauermagnet
2011: Rippen
2021: Dauermagnet-Aufnahmestelle
2031: Ausnehmung
3011: Rippen
3031: Ausnehmung
3032: Dauermagnet-Aufnahmestelle

Claims

Zusammensetzbarer Rotor eines Motors, der aufweist: einen Rotorhauptkörper (201, 301), der eine Vielzahl von Rippen (2011, 3011) aufweist und aus magnetisch leitfähigen Stoffen hergestellt ist; eine Vielzahl von in Axialrichtung demontierbaren, einbettbaren Zähnchen (202, 302), die derart geformt sind, dass eine Vielzahl von magnetisch leitfähigen Elektroblechen (203, 303) gestanzt und gestapelt sind, wobei jedes Zähnchen (202, 302) eine Ausnehmung (2031, 3031) aufweist, die der Rippe (3011) des Rotorhauptkörpers (201, 301) in Form und Größe entspricht, damit die Zähnchen (202, 302) axial in den Rotorhauptkörper (201, 302) eingreifen, sodass die Zähnchen (202, 302) auf der Axialfläche in Tangenten- oder Radialrichtung nicht beweglich sind und somit eine stabile Befestigung erreicht wird; eine Vielzahl von Dauermagnet-Aufnahmestellen (2021, 3032), die zwischen je beiden benachbarten einbettbaren Zähnchen (202) gebildet sind, wobei die Dauermagneten (204, 304) in den Dauermagnet-Aufnahmestellen (2021, 3032) untergebracht und befestigt sind; und zwei Rotordeckel (205), die jeweils vorne und hinten am Rotorhauptkörper (201) angebracht sind, um die Dauermagneten (204, 304) und die einbettbaren Zähnchen (202, 302) zu befestigen.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor auf Motoren mit Außenständer-Innenrotor anwendbar ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor auf Motoren mit Innenständer-Außenrotor anwendbar ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorhauptkörper (201, 301) aus magnetisch nichtleitenden Stoffen, wie z.B. Aluminiumlegierung, Kunststoff oder Edelstahl, hergestellt ist.
Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung des zusammensetzbaren Rotorbausatzes (201, 301) auf den bürstenlosen Motor mit kleinerem Durchmesser die in Axialrichtung einbettbaren Zähnchen in einem ringförmigen Elektroblech kombiniert sein können, um die Montagedauer zu verkürzen und die Montage zu erleichtern.