TWI279061B - Rotor balance structure for motor - Google Patents

Description

案號 94112319

本發明係關於一種馬逵播诰，姓ατ e日日 ^ ^适稱仏特別是關於一固定部設置 數個感磁面對位於一定子组之數彳 1279061 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 卞、、丑I數個磁極面，且各二相鄰感 磁面所形成之間隙對位於該定子έ ^ 1β疋千組之極隙位置，以利該極 隙保有組裝之裕度，供έ且奘一咸座-从 仏、、且在跃應兀件，進而提升組裝便 利性之平衡構造。 ^ ^ 【先前技術】 習用馬達轉子之旋轉平衡構造，如中華民國公告第 ^8381 8號「具磁性定位之散熱器風扇組結構」、第422365 |虎「具磁性定位風扇組之散熱器結構」、第428838號「馬 達轉子之定位構造」等新型專利，及美國專利第 6,097，120號「無刷直流馬達構造〔Brushiess DC.

Motor Assembly〕」、第6, 727,62 6號「馬達平衡片構造 〔B^r#ncing Plate for a Motor〕」、第 6,483,20 9 號 「烏‘之平衡環構造〔Balance Rings for Motors〕」 第6, 70 0, 241號「主軸馬達預力磁鐵之定位構造 〔Positioning device for Prestressing Magnet of Spindle Motor〕」及公開第20 05/ 000 69 62號「馬達之旋 _轉平衡構造〔Rotational Balance Structure for 春otor〕」等發明專利，其大致包含一固定部、一轉子、 一磁吸部及一感磁部。該固定部設有一基座、一軸管、 軸承、一定子組及一電路板。該軸管固定在一基座上，且 •該軸管可容設該軸承。該定子組選擇使用轴向繞線型或徑 向繞線型之線圈及磁極片〔鐵芯〕。該轉子設有一軸桿及

C:M〇g〇-5\Five Continents\PK9769a. ptc 第7頁 5· 12 修正

1279061 一案號 9411231Q 五、發明說明（2) —環形磁鐵。該軸桿插設在該軸承内， =對應該定子組之磁極片所形成的磁極=鐵 ，擇設於該轉子之底緣、該定子組之轴管c係 =部亦可選自該轉子之環形磁鐵本 ；磁 =極片所產生之交變磁場。該感磁部係由；子； k j込自·具一弧形緣之圓盤、該轉子之 - 片、數個曲片或主軸馬達之轉子兮 ·载奴、環形 上，該感磁部係選擇固設於該基座上、J電：位置 任該Γ之底緣，並對應於該=轉 圈通電造成該磁極片〔或鐵芯 轉;二：組之線 ，轉動平#，避免嗲棘：二 輔助維持該轉子之 •軸徵轉動磨損r進而ic定子㉟，其相對降低該 付斯Μ損進而延長馬達使用壽命。 雖然如此，但是上述轉動平衡構造 問題，例如：該感磁部之金屬片尺通^ ;遍存在下述 ^應該磁吸部之磁鐵〔如環形磁鐵〕：:：；以極大：

公感磁部及磁吸部提供過量 1可能造J 定部的架鐵Γ感磁部選擇設於該固 之間所形成的極隙範圍，或者不S稱二子組之磁極面 及極隙。如此，可# i 4 h i 、同時涵蓋該磁極面 無法在該極+内隙内之組裝空間不足，進而 隙内”又置至少-霍爾感應元件；同時，亦可能 第8頁 C:\Logo-5\Five Continents\PK9769a.ptc 94. 5. 12 年 J 曰 修正 1279061 案號 94112319 五、發明說明（3) |:=成該磁極面產生不均等的交變磁場，進而降低該轉 轉動效率。另—方面，該感磁部可能選擇設置至少一 之複雜:Γ共=霍，元件，但此舉卻相對增加製程 維持轉動平^的枯=提供均等之平衡效果。基於上述各種 各種W鑪不夕# J 4 有必要進一步改良上述 分裡馬達轉子之紅轉平衡構造。 置ΐϊίΐ ’本發明改良上述之缺點，其係在一固定部設 ίί:ϊ :早:亥感磁面係面對-轉子之-環形磁鐵，同 f所形成之Η ::，、且之數個磁極面位置’且各二相鄰感磁面 署如^可/^姓姐位於各二相鄰磁極面所形成之極隙位置， ，炻：ί:持提供適量的均等磁吸平衡效果下，進-步於 空間，以供組裝-感應元件。因 -裝身勢丨1。 /此、准持轉子旋轉平衡，並同時相對提升組 【發明内容】 晉ίΐΓΪ要目的係提供一種馬達構造’其中一固定部設 ^ 面對位於一定子組之數個磁極面位置，且各二 目：：：面所形成之間隙對位於該定子組之極隙位置，以 公t極隙内保留足夠組裝空間，供組裝-感應元件，使得 ΐ =具ί維持轉子旋轉平衡及提升組裝便利性之功效。 ®：一人要目的係提供一種馬達構造，其中-固定部設 、固1磁面對位於一定子組之數個磁極面位置，但該感 磁面之間距係等於或小於該極隙之長度。以在該極隙内保 €足夠組政工間’供組裝一感應元件，使得本發明具有維

1279061 案號 五、發明說明（4) 持轉子旋轉平 根據本發明 感磁平衡片。 一線圈及數個 轉子設有一環 平衡片設於該 對位於該定子 之間隙對位於 /裕度。同時 子轉動時， 場，並對應磁 【實施方式】 5. 12 94112319

組裝便利性之功 造，其包含一固 設有一定子組， 該各磁極面之間 其對應該定子組 ，並設有至少二 面位置，且各二 之極隙位置，以 面另面對該轉子 環形磁鐵感應該 面，因而有效維 效。 定部、一轉 該定子組具 各形成一極 之磁極面。 感磁面，$ 相鄰感礙面 便該極隙保 之環形磁鐵 磁極面之交 持轉子旋轉 衡及提升 之馬達構 該固定部 磁極面， 形磁鐵， 固定部上 組之磁極 該定子組 ’該感磁 5亥轉子之 吸該感磁 子及一 有至少 隙。該 該感磁 感磁面 所形成 有組裝 。在該 變磁 平衡。 確被了ί 的、特徵、和優點能更明 確被了解，下文將特舉本發明較 ：更月 式，作/詳細說明如下。 I配合所附圖 A :參第1圖所示，本發明第一實施例之馬達構 勺 :固疋部10、-轉子20及一感磁平衡片3〇 ’用。 =風扇或光碟機主軸馬達等高科技馬 ，、：= 1^1無刷直流馬達領域。 符別疋小 〇月參照第1及2圖所示’本發明签每 有-基座11、-轴Μ ί第貝施例之固定部10設 :=;用單獨製造或直接-體成=該以：Ξ 轴官12之内部用以容設至少一該抽承13，及其外獲用以穿亥

_i4.5·月12 曰 修正

1279061 皇號 94112319 五、發明說明（5) 設結合該定子組14及電路板15。該軸承13可選自含油軸 承、滾珠軸承、液態軸承或磁浮軸承等習知軸承構造。該 疋子組1 4可選擇為徑向繞線型之定子構造，其設有數個磁 極片141及繞有數個線圈142。該線圈142徑向繞匝在該磁 極片1 41上’且該磁極片1 41徑向延伸形成數個磁極面 1 4 0 ’各二相鄰磁極面1 4 〇之端部之間分別形成一極隙g。 該電路板15適當設有至少一感應元件15ι。該感應元件ι51 對位設於該極隙G之範圍内，其用以感應該轉子2 〇之轉動 f態’並同時交互控制該線圈丨4 2之電流導通方向，進而 f吏該磁極片1 41之磁極面1 4 〇產生交變磁場。 顿 請再參照第1及2圖所示，本發明第一實施例之轉子2 〇包 含一軸桿21、一輪轂22及一環形磁鐵23。該軸桿21之一端 固定在該輪轂22之内表面中央位置，及該轴桿21之另一端 •向下延伸，以供可轉動的插設於該固定部1 〇之軸承丨3中。 磁鐵23環設於該輪轂22之内周面。該環形磁鐵23之 1¾具有相異之N、S極區〔未繪示〕，且對應於該定子 組14之磁極片141的磁極面140。該環形磁鐵23可感應該磁 極面140之交變激磁而產生轉動動量，以驅動該轉子2〇轉 •動。 _請再參照第1及2圖所示，本發明第一實施例之感磁平衡 片30係呈圓盤狀，其係由鐵金屬等導磁性材質製成，該感 磁平衡片30之中央設有一軸孔31，及該感磁平衡片30之外 周緣軸向向上〔或向下〕延伸形成至少二感磁面32。該感 磁平衡片30利用該軸孔3 1套設在該固定部1 0之軸管1 2外

^ 1279061 94· 5· 12 _ 案號94112319 _年月日 佟;τ： -五、發明說明（6) 徑，且該感磁平衡片30可選擇貼設於該電路板1 5之下表面 或上表面。在組裝時’遠感磁面3 2較佳對位於該定子組1 4 之各磁極面1 40位置，各二相鄰感磁面32所形成之間隙對 位於各二相鄰該磁極面1 4 0所形成之極隙G位置，且該感磁 面3 2較佳具有至少一端部對位於該磁極面1 4 〇之至少一端 -部。同時，該感磁面32面對該轉子20之環形磁鐵23的内周 面。更具體而言，該感磁面32之間距較佳係等於或小於該 極隙G的長度，且該感磁面32較佳不過度涵蓋或延彳φ $哕 極隙G之範圍内。 以 t請再參照第2圖所示，在馬達組裝後，本發明之感磁平 衡片30之感磁面32係固定在該固定部1〇上，且對位於該定 子組14之各磁極面140，該感磁面32之間隙對位於該極隙G 位置。同時，該感磁面32面對該轉子2〇之環形磁鐵23的内 藉此，本發明可有效避免該感磁面32之組裝佔用過 ，以便在該極隙G之範圍内保有足夠之組裝空間裕 度，以利於該電路板15設置該感應元件151等電子元件。 再者，由於該感磁面32直接對位於該磁極面丨4〇，且該感 磁面32及磁極面1 40之排列具有對稱性，因此不但方便精 f控制該感磁平衡片30之組裝精確度，且亦有利於提供均 •的交變激磁及對稱的磁吸平衡效果，進而有效避免該環 形磁鐵23之各N、S極區在轉動行經該磁極面14〇時所產生 的抖動、震動或晃動，進而適當維持該轉子2〇之旋轉平 •及轉動穩定性。 ' 晴參照第3及4圖所示，其揭示本發明第二實施例之馬達

1279061 94· 5· 12 _案號94112319_年月日 修正 _ •五、發明說明（7) 構造。相較於第一實施例，第二實施例之感磁平衡片3 〇係 對應該定子組1 4之磁極面1 4 0形成數個延伸部3 3，同時對 應該定子組1 4之極隙G則形成數個缺口 3 4。該延伸部3 3係 由端部上表面直接形成數個感磁面3 2 ’ 。該感磁面3 2，亦維 •持對位於該磁極面1 4 0位置，各二相鄰感磁面3 2，所形成之 •間隙對位於各二相鄰該磁極面1 4 0所形成之極隙G位置。該 感磁平衡片30同樣可選擇貼設於該電路板15之下表面或上 表面。再者，在組裝時，該感磁面32，可面對該轉子2〇之 ^裒形磁鐵2 3的底表面。該延伸部3 3之感磁面3 2，的間距較 |圭係等於或小於該極隙G的長度，且該感磁面3 2，較佳不過 度涵蓋或延伸至該極隙G之範圍内。藉此，各感磁面32,之 間將由該缺口 3 4提供足夠之組裝空間，以供該電路板1 &將 該感應元件1 5 1設置於該極隙〇内。再者，由於該感磁面 接對位於該磁極面140，使該感磁面32,及磁極面140 彳具有對稱性，因此不但方便精確控制該感磁平衡片 3 0相對該定子組1 4之組裝精確度，且更有利於提供均等的 交變激磁及對稱的磁吸平衡效果，以供有效避免該轉子2 〇 產生的抖動、震動或晃動，進而適當維持該轉子2〇之旋轉 _平衡及轉動穩定性。 _請參照第5及6圖所示，其揭示本發明第三實施例之馬達 構造。相較於第一實施例，第三實施例係設置至少二感磁 平衡片4 0，該感磁平衡片4 0係短弧形之金屬片，該感磁平 衡片40由上表面形成一感磁面41。同時，該固定部係選 用轴向繞線型之一定子組1 4，，其設有數個磁極片丨4 1，及

C:\Logo-5\Five Continents\PK9769a. ptc -1279061 94. 5. 12 _案號94112319 生·月 日 修正__ I五、發明說明（8) 一線圈1 4 2 ’ 。該線圈1 4 2 ’軸向繞匝在該磁極片1 4 1，之間， 且該磁極片1 4 1 ’徑向延伸形成數個磁極面丨4 〇，，各磁極面 140’之間則分別形成一極隙(；，。在組裝時，該感磁平衡片 40固^又於δ亥固疋部1〇之基座I〗或電路板is上，並分別對位 •於該定子組14,之各磁極面14〇,位置，各二相鄰感磁面41 •所形成之間隙對位於各二相鄰該磁極面1 4 0，所形成之極隙 G’位置，且該感磁面41較佳具有至少一端部對位於該磁極 面1 4 0之至少一端部。同時，該感磁面4 1係面對該轉子2 〇 ^環形磁鐵23的底表面。再者，該感磁面41的間距較佳係 於或小於该極隙G的長度，且該感磁面4 1較佳不過度涵 蓋或延伸至該極隙G，之範圍内。藉此，各感磁面41之間將 可提供一適當組裝空間，以供該電路板丨5將該感應元件 151設置於該極隙G’内。再者，由於該感磁面41直接對位 • •於該磁極面140’ ，使該感磁面41及磁極面14〇，之排列具有 ，因此不但方便精確控制該感磁平衡片4〇相對該定 ^^4’之組裝精確度，且更有利於提供均等的交變激磁 及對稱的磁吸平衡效果，以供有效避免該轉子2〇產生的抖 動、震動或晃動，進而適當維持該轉子2〇之旋轉平衡及 動穩定性。 _如上所述，相較於各種習用馬達構造由感磁部及磁吸部 所提，的對應磁吸作用力常過度影響定子組之磁極面激磁 效率等缺點，第2圖之本發明藉由在該固定部丨〇設置該感 磁面32，該感磁面32對位於該定子組14之各磁極面14〇位 置，且各二相鄰感磁面32所形成之間隙對位於各二相鄰該 94· 5·月12 日 1279061 mil 94112319 五、發明說明（9) 磁極面140所形成之極隙G位置，以便該極隙G保 組裝空間，以供組裝該感應元件丨5 i。因此，本，夠之 可在不影響該定子組1 4之交變激磁效率下進一步》明確曰實 該感應元件151及感磁平衡片30之組裝便利 乂、，目對提升 供適量的對稱磁吸平衡效果。 亚同時提 ^ ^ 在不脫離本發明之 改因此本發明之 定者為準。 雖然本發明已利用前述較佳實施例詳 用以限定本發明，任何熟習此技藝者， 精神和範圍内，當可作各種之更動與修 ^呆護範圍當視後附之申請專利範圍所界

Z

C:\Logo-5\Five Continents\PK9769a. ptc 第15頁 1279061 案號 94112319 94. 5· 12 年月曰 修正 圖式簡單說明 【圖式簡單說明 第1圖 第2圖 第3圖 第4圖 第5圖 第6圖 本發明第一實施例之馬達構造之分解立體圖 本發明第一實施例之馬達構造之組合剖視圖 本發明第二實施例之馬達構造之分解立體圖 本發明第二實施例之馬達構造之組合剖視圖 本發明第三實施例之馬達構造之分解立體圖 本發明第三實施例之馬達構造之組合剖視圖 主要元件符號說明 10 13 141 15

30 32, 40 G， 固定部 11 基座 12 軸管 軸承 14 定子組 140 磁極面 磁極片 142 線圈 14’ 定子組 磁極面 141， 磁極片 142, 線圈 電路板 151 感應元件 20 轉子 軸桿 22 輪毅 23 環形磁鐵 感磁平衡片 31 軸孔 32 感磁面. 感磁面 33 延伸部 34 缺口 感磁平衡片 極隙 41 感磁面 G 極隙

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Claims (1)

1279061: 案號 94112319_ 94. 5. 1 2 修正 六、 申請專利範圍 1、一種馬達構造，其包含： 一固定部，其設有一定子組，該定子組具有至少— 圈及數個磁極片’該磁極片延伸形成數個磁極面，… 各二相鄰磁極面之間各形成一極隙，該線圈則可$ ^ 使該磁極面產生交變磁場； ^電 一轉子，其設有一軸桿及一環形磁鐵，該軸桿可 的結合於該固定部，該環形磁鐵環設於該轉子之勒 面，並對應該定子組之磁極面；及 ^ 至少一感磁平衡片，其設於該固定部上，該感磁 片共设有至少一感磁面’該感磁面對位於該定子組之 磁極面位置，且各二相鄰感磁面所形成之間隙對位 該定子組之極隙位置，使各極隙具有組裝之裕度，同 時该感磁面亦面對該轉子之環形磁鐵之至少一表 · 其中在該轉子轉動時，該轉子之環形磁鐵感應該定 組之交變磁場，並對應磁吸該感磁面，因而 子之旋轉平衡。 寸"轉 2 依申請專利範圍第丨項之馬達構造，其中該固定部另 設有至少一感應元件，該感應元件係對位 組之極隙内。 疋于 請專利範圍第2項之馬達構造，其中該固定部另 设有一電路板，該感應元件係設於該電路板上。 圍第3項之馬達構造’其中該感磁平衡 片係k擇貼接於該電路板之下表面。 依申請專利範圍第3 J苜夕g m ^ 囷弟d項之馬達構造，其中該感磁平衡

94. 5. 12 年月曰 -¾¾¾ 94ΐΐ9^η 1279061 六、 申請專利範圍 片係2接於該電路板之上表面。 6、 依申請專利範圍第1項之馬達構造，其中各二相鄰該 感磁面所形成之間距係等於該極隙之長度。 7、 依申請專利範圍第1項之馬達構造，其中各二相鄰該 感磁t所形成之間距係小於該極隙之長度。 8、 依申，專利範圍第1項之馬達構造，其中該感磁面具 有至少一端部對位於該磁極面之至少一端部。 9、 依申請專利範圍第丨項之馬達構造，其中該感磁平衡 片係呈圓盤狀，其中央設有一軸孔，以供套設 定部之一軸管外徑。 ίο 依申請專利範圍第9項之馬達構造，其中該感磁面係 由該感磁平衡片之外周緣軸向延伸形成，且該感磁面 係面對该轉子之環形磁鐵的内周面。 依申請專利範圍第9項之馬達構造，丨中該感磁平衡 片對應該定子組之磁極面之極隙形成數個缺口，同時 該感磁平衡片對應該定子組之磁極面形成數個延伸部 12 13 依申請專利範圍第U項之馬達構造，#中該感磁面係 形成在该感磁平衡片之延伸部的端部上表面，且該感 磁面係面對該轉子之環形磁鐵的底表面。 /心 依申睛專利範圍第1項之馬達構造，盆Φ兮a ^ 咬僻坆具宁该感磁平衡 片係呈短弧形，該感磁面係形成在該感磁平衡片的上 表面，且該感磁面係面對該轉子之環形磁鐵的底表面 〇 I C:\Logo-5\Five Continents\PK9769a. ptc 第18頁 .1279061 94. 5. 12

C:\Logo-5\Five Continents\PK9769a. ptc 第19頁 1279061 94. 5. 12 案號94112319 年月日 修正 六、指定代表圖 ( 本案代表圖為：第 2 圖 本案代表圖之元件符號簡單說明 10 固定苦P 12 軸管 14 定子組 141 磁極片 15 電路板 20 轉子 22 輪轂 30 感磁平衡片 32 感磁面

11 基座 13 軸承 1 4 0 磁極面 1 4 2線圈 1 5 1感應元件 21 軸桿 23 環形磁鐵 31 軸孔 G極隙 七、本案若有化學式，請揭示最能顯示發明特徵的化學式：

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