马达.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103973043 A (43)申请公布日 2014.08.06 CN 103973043 A (21)申请号 201310038402.6 (22)申请日 2013.01.31 H02K 11/00(2006.01) (71)申请人 台达电子工业股份有限公司 地址 中国台湾桃园县 (72)发明人 李坤洲 陈厚助 徐家鸿 黄世民 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003 代理人 刘春生 于宝庆 (54) 发明名称 马达 (57) 摘要 本发明揭露一种马达， 包括一定子结构、 一轴 心、 一第一轴承、 一第二轴承、 及一转子结构。 转子 结构包括

2、一延伸部及一本体部。第一轴承与第二 轴承至少其中之一通过延伸部连接于轴心， 且延 伸部连接第一轴承与第二轴承至少其中之的一与 轴心的部分包括一绝缘材料。本体部相对于定子 结构形成于延伸部的外侧面。本发明的马达通过 非导电性的转子结构设置于轴心与轴承间， 达到 阻隔轴电流的功效。 因此， 轴承不会受轴电流所影 响， 轴承使用寿命得以延长。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 (10)申请公布号 CN 103973043 A CN 103973043 A 1/2

3、页 2 1. 一种马达， 其特征在于， 包括 ： 一定子结构 ； 一轴心 ； 一第一轴承 ； 一第二轴承 ； 以及 一转子结构， 包括 ： 一延伸部， 其中该第一轴承与该第二轴承至少其中之一通过该延伸部连接于该轴心， 且该延伸部连接该第一轴承与该第二轴承至少其中之一与该轴心的部分包括一绝缘材料 ； 以及 一本体部， 相对于该定子结构形成于该延伸部的外侧面。 2. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部以平行于该轴心的轴向的方式延 伸， 并穿设该第一轴承与该第二轴承至少其中之一。 3. 如权利要求 2 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部穿设该第一轴承与该第二轴承， 使 该第一轴承

4、与该第二轴承通过该延伸部连接于该轴心。 4. 如权利要求 3 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部具有与该第一轴承及该第二轴承 的内径相互配合的外径。 5. 如权利要求 2 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部穿设该第一轴承， 使该第一轴承通 过该延伸部连接于该轴心， 且该第二轴承直接连接于该轴心。 6. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部与该本体部皆以塑胶磁铁所制成。 7. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该本体部包括一垂直于该延伸部的阻挡面， 该阻挡面卡固于该第一轴承与该第二轴承上。 8. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该轴心固定于该延伸部当中。

5、 9. 如权利要求 8 所述的马达， 其特征在于， 该轴心具有一第一段及一连接于该第一段 的第二段， 该第一段朝该马达外延伸， 该第二段固定于该延伸部当中。 10. 如权利要求 9 所述的马达， 其特征在于， 该轴心还具有一第三段， 该第二段连接于 该第一段与该第三段之间， 其中该第一轴承通过该延伸部连接该第二段， 且该第二轴承直 接连接于该第三段。 11. 如权利要求 9 所述的马达， 其特征在于， 该第一段的外径大于该第二段的外径。 12. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部及该本体部是射出成型为一体后 再与该轴心结合。 13. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于，

6、 该转子结构是以射包成型于该轴心的外侧 面。 14. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该延伸部包括一第一部分及一以绝缘材料 所制成的第二部分， 该第一部分连接于该本体部， 该第二部分连接于该第一部分， 其中该第 一轴承与该第二轴承至少其中之一通过该第二部分连接于该轴心。 15. 如权利要求 14 所述的马达， 其特征在于， 该第一轴承与该第二轴承皆通过该第二 部分连接于该轴心。 16. 如权利要求 14 所述的马达， 其特征在于， 该第一部分与该第二部分是以不同材料 所制成。 权 利 要 求 书 CN 103973043 A 2 2/2 页 3 17. 如权利要求 1 所述的马达，

7、 其特征在于， 该第一轴承与该第二轴承至少其中之一为 滚珠轴承。 18. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该轴心的材质为金属。 19. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 该定子结构包括一导磁元件。 20. 如权利要求 19 所述的马达， 其特征在于， 该导磁元件包括至少一硅钢片以及至少 一线圈， 且该线圈缠绕于该硅钢片上。 21. 如权利要求 19 所述的马达， 其特征在于， 该定子结构还包括一与该导磁元件电性 连接的电路板， 用以驱动该导磁元件。 22. 如权利要求 1 所述的马达， 其特征在于， 还包括一壳体， 包括一开口， 其中该定子结 构、 该第一轴承、 该第二轴

8、承、 及该转子结构设置于该壳体当中， 并且该轴心经由该开口朝 该马达外部延伸。 23. 如权利要求 22 所述的马达， 其特征在于， 该壳体为一金属材质。 24. 如权利要求 22 所述的马达， 其特征在于， 该壳体为一热塑性塑胶材质。 25. 如权利要求 22 所述的马达， 其特征在于， 该壳体为一热固性塑胶材质。 权 利 要 求 书 CN 103973043 A 3 1/5 页 4 马达 技术领域 0001 本发明关于一种马达， 特别关于一种防止轴电流流通轴承的马达。 背景技术 0002 在传统马达中， 当马达的驱动电压高于一额度 （例如 ： 100 伏特或是更高） 时， 因磁 场变化所产

9、生的电压将在其中产生轴电流。 虽然用于支撑轴心的轴承因为内部具有润滑油 脂设置于其中而具有绝缘性， 但当电压差过高时， 轴电流仍会自轴心流过轴承而造成轴承 元件损坏。 0003 已有部分专利针对此问题提出解决方法。美国第 2005/0253480A1 号专利申请中 揭露一种马达模组， 其利用锁附于马达壳体的导电结构将轴心中的轴电流导通接地。 又， 美 国第 7,365,458 号专利中揭露一种直流马达及其壳体， 其利用一接地电极将定子结构中的 电流导通接地。 0004 另外， 美国第 2005/0253480A1 号专利申请中揭露一种降低轴电流的装置， 其中一 绝缘层设置于轴心与转子铁心之间，

10、 由此减弱受磁场效应所产生的轴电流。以及， 美国第 2007/0290570A1 号专利申请中揭露一种马达， 其中通过在二个轴心之间设置一绝缘材， 以 切断在轴心上流通的轴电流。但， 上述文献皆未在轴心与轴承间进行绝缘。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明提供一种马达， 通过设置于轴心与轴承之间的绝缘材料， 阻挡轴 电流流经轴承以防止轴承损坏。 0006 为达上述目的， 本发明的一实施例的马达包括一定子结构、 一轴心、 一第一轴承、 一第二轴承、 及一转子结构。转子结构包括一延伸部及一本体部。第一轴承与第二轴承至 少其中之一通过延伸部连接于轴心， 且延伸部连接第一轴承与第二轴承至少其中之一

11、与轴 心的部分包括一绝缘材料。本体部相对于定子结构形成于延伸部的外侧面。 0007 在一实施例中， 延伸部以平行于轴心的轴向的方式延伸， 并穿设第一轴承与第二 轴承至少其中之一， 其中延伸部与本体部皆以塑胶磁铁所制成。 0008 在上述较佳实施例中， 延伸部穿设第一轴承与第二轴承， 使第一轴承与第二轴承 通过延伸部连接于轴心， 其中延伸部具有与第一轴承及第二轴承的内径相互配合的外径。 0009 在上述较佳实施例中， 延伸部穿设第一轴承， 使第一轴承通过延伸部连接于轴心， 且第二轴承直接连接于轴心。 0010 在上述较佳实施例中， 本体部包括一垂直于延伸部的阻挡面， 阻挡面卡固于第一 轴承与第二

12、轴承上。 0011 在上述较佳实施例中， 轴心固定于延伸部当中， 其中轴心具有一第一段、 及一第二 段， 第一段朝马达外延伸， 第二段固定于延伸部当中， 其中第一轴承与第二轴承通过延伸部 连接第二段。或者， 轴心具有一第一段、 一第二段、 及一第三段， 第一段朝马达外延伸， 第二 段固定于延伸部当中并连接于第一段与第三段之间， 其中第一轴承通过延伸部连接第二 说 明 书 CN 103973043 A 4 2/5 页 5 段， 且第二轴承直接连接于第三段。 0012 在上述较佳实施例中， 轴心固定于延伸部当中， 其中轴心具有一第一段、 及一第二 段， 第一段朝马达外延伸， 第二段固定于延伸部当中

13、， 其中第一轴承与第二轴承通过延伸部 连接第二段。或者， 轴心具有一第一段、 一第二段、 及一第三段， 第一段朝马达外延伸， 第二 段固定于延伸部当中并连接于第一段与第三段之间， 其中第一轴承通过延伸部连接第二 段， 且第二轴承直接连接于第三段。 0013 在上述较佳实施例中， 轴心固定于延伸部当中， 其中轴心具有一第一段、 及一第二 段， 第一段朝马达外延伸， 第二段固定于延伸部当中， 其中第一轴承与第二轴承通过延伸部 连接第二段。或者， 轴心具有一第一段、 一第二段、 及一第三段， 第一段朝马达外延伸， 第二 段固定于延伸部当中并连接于第一段与第三段之间， 其中第一轴承通过延伸部连接第二

14、段， 且第二轴承直接连接于第三段。 0014 在上述较佳实施例中， 第一轴承与第二轴承皆通过第二部分连接于轴心。 0015 在上述较佳实施例中， 第一轴承与第二轴承至少其中之一为滚珠轴承。 0016 在上述较佳实施例中， 轴心的材质为金属。 0017 在上述较佳实施例中定子结构包括一导磁元件以及一驱动装置， 其中导磁元件包 括至少一硅钢片以及至少一线圈， 且线圈缠绕于硅钢片上， 驱动装置一电路板。 0018 在上述较佳实施例中， 马达还包括一壳体， 包括一开口， 其中定子结构、 第一轴承、 第二轴承、 及转子结构设置于壳体当中， 并且轴心经由开口朝马达外部延伸， 其中壳体为一 铁壳。 0019

15、 本发明的马达通过非导电性的转子结构设置于轴心与轴承间， 达到阻隔轴电流的 功效。因此， 轴承不会受轴电流所影响， 轴承使用寿命得以延长。 附图说明 0020 图 1 显示本发明的一实施例的马达的剖面示意图。 0021 图 2 显示本发明另一实施例的马达的剖面示意图。 0022 图 3 显示本发明另一实施例的马达的剖面示意图。 0023 图 4 显示本发明另一实施例的马达的剖面示意图。 0024 图 5 显示本发明另一实施例的马达的剖面示意图。 0025 其中， 附图标记说明如下 ： 0026 1、 1a、 1b、 1c、 1d 马达 ； 0027 10 壳体 ； 0028 11 前盖体 ；

16、0029 11a 凸缘 ； 0030 13 后盖体 ； 0031 13a 凸缘 ； 0032 15 侧壁 ； 0033 20 第一轴承 ； 0034 25 第二轴承 ； 0035 30、 30d 定子结构 ； 说 明 书 CN 103973043 A 5 3/5 页 6 0036 31 导磁元件 ； 0037 33 驱动装置 ； 0038 40 轴心 ； 0039 41 第一段 ； 0040 43、 43a 第二段 ； 0041 45 第三段 ； 0042 50、 50a、 50b、 50c 转子结构 ； 0043 51、 51a、 51c 延伸部 ； 0044 511 第一部分 ； 0045

17、 513 第二部分 ； 0046 53、 53b 本体部 ； 0047 531、 531b 第一部分 ； 0048 533 第二部分 ； 0049 535 第三部分 ； 0050 P 阻挡面 具体实施方式 0051 为了让本发明的目的、 特征、 及优点能更明显易懂， 下文特举较佳实施例， 并配合 附图1至4， 做详细的说明。 本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的 技术特征。其中， 实施例中的各元件的配置是为说明之用， 并非用以限制本发明。且实施例 中图示标号部分重复， 为了简化说明， 并非意指不同实施例之间的关联性。 0052 请参阅图 1， 本发明的一实施例的马达 1 包括

18、一壳体 10、 一第一轴承 20、 一第二轴 承 25、 一定子结构 30、 一轴心 40、 及一转子结构 50。 0053 壳体10包括一前盖体11、 一后盖体13、 及一侧壁15。 前盖体11相对于后盖体13， 且侧壁 15 连接于前盖体 11 与后盖体 13 之间。一开口 17 形成于前盖体 11 的实质中心， 并 且一凸缘 11a 相对于该开口 17 形成于前盖体 11 的内侧面。另外， 一凸缘 13a 相对于凸缘 11a 形成于后盖体 13 的内侧面。在此实施例中， 壳体 10 为一铁壳， 但并不限定于此。在另 一实施例中， 马达 1 是以热塑性塑胶或热固性塑胶进行封装。 0054

19、第一轴承 20 相对于开口 17 设置于凸缘 11a 所围绕的空间中， 并且第二轴承 25 设 置于凸缘 13a 所围绕的空间中。在此实施例中， 第一轴承 20 与第二轴承 25 具有相同的规 格， 并且第一轴承 20 与第二轴承 25 皆为滚珠轴承， 但并不限制于此。在另一实施例中， 第 一轴承 20 或第二轴承 25 其中之一为滚珠轴承并且另一为套筒轴承， 或者其它配置。 0055 定子结构 30 包括一导磁元件 31 及一驱动装置 33。导磁元件 31 可包括至少一硅 钢片与至少一线圈， 线圈缠绕于硅钢片上 ( 图未显示 )。驱动装置 33 与导磁元件 31 电性连 接， 用以控制导磁元

20、件 31， 以驱使转子结构 50 转动。在本实施例中， 驱动装置 33 为一电路 板。 0056 轴心 40 具有一第一段 41 以及一连接于第一段 41 的第二段 43， 其中第一段 41 的 外径大于第二段 43 的外径， 但并不限制于此。轴心 40 的第一段 41 经由开口 17 朝马达 1 的外部延伸。轴心 40 的第二段 43 朝壳体 10 内部延伸并穿过第一轴承 20 与第二轴承 25。 说 明 书 CN 103973043 A 6 4/5 页 7 轴心 40 的材质可为任何适当的金属， 例如 ： 不锈钢。 0057 转子结构 50 包括一延伸部 51 及一本体部 53。在轴心 4

21、0 的第二段 43 的外侧， 延 伸部 51 自本体部 53 以平行于轴心 40 的轴向的方式朝二相反方向延伸， 并分别穿设第一轴 承 20 与第二轴承 25。延伸部 51 具有与轴心 40 的第二段 43 的外径相互配合的内径， 且延 伸部 51 具有与第一、 二轴承 20、 25 的内径相互配合的外径， 因此转子结构 50 的延伸部 51 位于轴心 40 的第二段 43 与第一轴承 20 与第二轴承 25 之间。整体观之， 轴心 40 通过转子 结构 50 的延伸部 51 连接第一轴承 20 与第二轴承 25。换言之， 轴心 40 未与第一轴承 20 与 第二轴承 25 直接接触。 005

22、8 相对于定子结构30的导磁元件31， 本体部53形成于延伸部51的外侧。 本体部53 包括一第一部分 531、 一第二部分 533、 及一第三部分 535。第一部分 531 连接于延伸部 51 的外侧， 第二部分 533 连接于第一部分 531 与第三部分 535 之间。如图 1 所示， 本体部 53 的第二部分 533 的宽度较第一部分 531 与第三部分 535 小， 由此减轻转子结构 50 的重量。 0059 在此实施例中， 延伸部 51 与本体部 53 一体成型， 且延伸部 51 与本体部 53 皆由塑 胶磁铁 （一种绝缘材料） 所制成。在一实施例中， 转子结构 50 是以射包成型的

23、方式形成于轴 心 40 的第二部分 43 的外侧面。在另一实施例中， 轴心 40 是以射出成型并通过后组装的方 式装置于转子结构 50 的延伸部 51 当中。 0060 本实施例的马达 1 的优点将进一步说明如下。由于制造转子结构 50 的塑胶磁铁 是用磁性粉末、 树脂及添加物混合而成的复合材料， 其中磁性粉末被树脂及添加物包覆， 且 磁性粉末间也通过树脂结合， 所以射出成型后的转子结构 50 具有相当良好的绝缘性。在此 实施例中， 轴心 40 与第一、 二轴承 20、 25 间通过转子结构 50 相连接， 经过第一、 二轴承 20、 25的轴电流因转子结构50的特性而大幅度消减或被完全阻隔。

24、 因此， 传统马达中轴承受电 蚀而损坏的问题可获得解决。 0061 应当明白的是， 虽然图 1 的马达 1 当中转子结构 50 的延伸部 51 位于轴心 40 与第 一轴承20与第二轴承25之间， 但不应限制于此， 当第一轴承与第二轴承至少其中之一通过 由绝缘材料所制成的延伸部连接于轴心时， 本发明的目的即可达成。 0062 举例而言， 请参照图2， 图2显示本发明另一实施例的马达1a的剖面示意图。 马达 1a 与图 1 的马达 1 相同或相似的结构将以相同或相似的标号标示， 且其特征将不再说明。 马达 1a 与马达 1 相异之处在于， 轴心 40a 包括一第一段 41、 一第二段 43a、

25、及一第三段 45， 其中第二段 43a 连接于第一段 41 与第三段 45 之间， 且第二段 43a 的外径较第一段 41 与第 三段 45 的外径小。转子结构 50a 的延伸部 51a 位于轴心 40a 的第一段 41 与第三段 45 之 间， 并形成于第二段 43a 的外侧面。第一轴承 20 通过转子结构 50a 的延伸部 51a 连接轴心 40a 的第二段 43a， 但第二轴承 25 直接连接于轴心 40a 的第三段 45。由于轴电流受到位于 第一轴承 20 与轴心 40a 之间的转子结构 50a 的延伸部 51a 所阻断， 因此传统马达中轴承受 电蚀而损坏的问题可获得解决。 0063

26、请参照图 3， 图 3 显示本发明另一实施例的马达 1b 的剖面示意图。马达 1b 与图 1 的马达 1 相同或相似的结构将以相同或相似的标号标示， 且其特征将不再说明。马达 1b 与 马达 1 相异之处在于， 转子结构 50b 包括一延伸部 51 及本体部 53b。本体部 53b 包括一第 一部分 531b、 一第二部分 533、 及一第三部分 535。第一部分 531b 连接于延伸部 51 的外侧， 第二部分 533 连接于第一部分 531 与第三部分 535 之间。如图 3 所示， 第一部分 531b 在轴 说 明 书 CN 103973043 A 7 5/5 页 8 向上具有厚度的变化

27、， 并且第一部分 531b 延伸于延伸部 51 的外侧面并终结于阻挡面 P， 其 中阻挡面 P 垂直于延伸部 51 的外侧面并卡固于第一轴承 20 与第二轴承 25 上。又， 由于第 一部分 531b 连接第二部分 533 的部分具有较厚的厚度， 转子结构 50b 的结构强度可获得强 化。另外， 在此实施例中， 延伸部 51 及本体部 53b 是一体成型且皆由塑胶磁铁所制成， 但并 不限制于此。 0064 请参照图 4， 图 4 显示本发明另一实施例的马达 1c 的剖面示意图。马达 1c 与图 1 的马达 1 相同或相似的结构将以相同或相似的标号标示， 且其特征将不再说明。马达 1c 与 马达

28、 1 相异之处在于， 转子结构 50c 包括一延伸部 51c 及一本体部 53。延伸部 51c 自本体 部 53 以平行于轴心 40 的轴向的方式朝二相反方向延伸， 并且包括一第一部分 511 与一第 二部分 513。延伸部 51c 的第一部分 511 连接于本体部 53， 延伸部 51c 的第二部分 513 连 接于第一部分 511 的末端并位于轴心 40 与第一、 二轴承 20、 25 之间， 其中第一部分 511 与 第二部分 513 是由不同的材料所制成。在此实施例中， 延伸部 51c 的第二部分 513 是由塑 胶磁铁或由其它绝缘材料所制成， 由此阻隔轴电流穿越。延伸部 51c 的第

29、一部分 511 与本 体部 53 可包括任何适当材料， 也即第一部分 511 与第二部分 513 可以相同或不同的材料所 制成。在另一实施例中， 第一轴承与第二轴承至少其中之一通过第二部分 513 连接于轴心， 以阻断轴电流。 0065 请参照图 5， 图 5 显示本发明另一实施例的马达 1d 的剖面示意图。马达 1d 与图 1 的马达 1 相同或相似的结构将以相同或相似的标号标示， 且其特征将不再说明。马达 1d 与 马达 1 相异之处在于， 定子结构 30d 省略驱动驱动装置， 也可达到本发明的目的。在一不限 定的实施例中， 马达 1d 为直流马达， 施加电压后即可运作。 0066 通过本

30、发明的上述实施例的马达， 原本流通于轴承与轴心之间的轴电流将受转子 结构所阻挡， 由此解决马达轴承因轴电流所造成电腐蚀的问题。 另外， 通过本发明的转子结 构， 转子结构、 轴心、 及轴承之间的结合将更为稳固， 并且转子结构本身的结构强度也获得 强化。 0067 虽然本发明已以较佳实施例揭露于上， 然其并非用以限定本发明， 任何熟习此技 艺者， 在不脱离本发明的精神和范围内， 当可作些许的更动与润饰， 因此本发明的保护范围 当视后附的权利要求范围所界定者为准。 说 明 书 CN 103973043 A 8 1/5 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103973043 A 9 2/5 页 10 图 2 说 明 书 附 图 CN 103973043 A 10 3/5 页 11 图 3 说 明 书 附 图 CN 103973043 A 11 4/5 页 12 图 4 说 明 书 附 图 CN 103973043 A 12 5/5 页 13 图 5 说 明 书 附 图 CN 103973043 A 13