專利名稱：非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸型電機(jī)，特別涉及一種在啟動(dòng)或停止時(shí)，保持非接觸狀態(tài)，以具有半永久性的耐久力的電機(jī)。
一般情況下，用于驅(qū)動(dòng)小型精密機(jī)器的電機(jī)，隨不同用處，其結(jié)構(gòu)也不同。
在這些不同結(jié)構(gòu)的電機(jī)中，尤其是高速驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通常采用流體動(dòng)壓軸承或空氣動(dòng)壓軸承，以最大限度抑制驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和固定構(gòu)件之間接連部位的摩擦。
即，當(dāng)電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)時(shí)，支撐驅(qū)動(dòng)部件與固定構(gòu)件之接連部位發(fā)生嚴(yán)重摩擦，并且所產(chǎn)生的摩擦力還成為降低電機(jī)驅(qū)動(dòng)力的阻力，同時(shí)造成嚴(yán)重的磨耗和噪音。
因此，為解決上述問題，在驅(qū)動(dòng)部件與固定構(gòu)件的接連部位加以油類等的流體或空氣，從而在連接件間形成動(dòng)壓。由于流體動(dòng)壓和空氣動(dòng)壓減低了驅(qū)動(dòng)構(gòu)件和固定構(gòu)件間的接連部位的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的高速驅(qū)動(dòng)。


圖1所示為現(xiàn)有的一種使用空氣的動(dòng)壓軸承電機(jī)。如圖1所示，此電機(jī)包括一個(gè)其底端固定有電路板1的旋轉(zhuǎn)軸4，繞旋轉(zhuǎn)軸4設(shè)置、與轉(zhuǎn)子外殼6一體形成的軸套5，從而構(gòu)成以旋轉(zhuǎn)軸4為中心同步旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子裝置。
在電路板1上另設(shè)托架2，用以固定有磁芯和線圈結(jié)合體的定子裝置3，與定子裝置3外側(cè)相隔一定距離設(shè)有其上裝有環(huán)形驅(qū)動(dòng)磁鐵7的轉(zhuǎn)子外殼6，以上結(jié)構(gòu)與一般電機(jī)相似。
在上述結(jié)構(gòu)中，還設(shè)有用以轉(zhuǎn)子裝置3旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸向及徑向支撐旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子裝置的部件。
換言之，在插入于軸套5內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸4的外周面的上部及下部，相隔一定距離形成產(chǎn)生動(dòng)壓凹槽4a，由上述產(chǎn)生動(dòng)壓凹槽4a所產(chǎn)生的動(dòng)壓控制轉(zhuǎn)子裝置往側(cè)方或徑向的移動(dòng)，即支撐其徑向的負(fù)荷。
在旋轉(zhuǎn)軸4的上端部和轉(zhuǎn)子外殼6上面對(duì)面分別裝有一雙水平并列的環(huán)形磁鐵8、9，如圖2所示，上述磁鐵8、9的上下端分別帶有異性磁極，且磁鐵8和9上下端具有相反的極性，由此形成引力，以免轉(zhuǎn)子外殼6繞旋轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沿垂直方向偏移。即上述磁鐵8、9支撐轉(zhuǎn)子外殼6的軸向負(fù)荷。
因此，由產(chǎn)生動(dòng)壓凹槽4a沿徑向保持旋轉(zhuǎn)軸4和軸套5之間存在一定縫隙，即使磁鐵8、9在旋轉(zhuǎn)軸4和轉(zhuǎn)子外殼6間產(chǎn)生引力作用，也可避免轉(zhuǎn)子裝置往側(cè)方或徑向的移動(dòng)，從而避免了轉(zhuǎn)子外殼6的軸向移動(dòng)。
然而，在上述電氣結(jié)構(gòu)中，只有在不受任何沖擊和負(fù)荷下的高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，才保持非接觸狀態(tài)，在停止?fàn)顟B(tài)或啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，由于受外部沖擊、負(fù)荷或旋轉(zhuǎn)速度的影響，旋轉(zhuǎn)軸4與軸套5間形成磨擦接觸，從而產(chǎn)生磨耗，給電機(jī)帶來負(fù)面影響，尤其縮短了使用壽命，使產(chǎn)品信賴度下降。
本發(fā)明的目的在于作為軸向及徑向負(fù)荷的支撐部件具有一雙相對(duì)面帶有相同極性的磁鐵，在電機(jī)停止、啟動(dòng)時(shí)或低速、高速驅(qū)動(dòng)時(shí)，保持非接觸狀態(tài)，以提高驅(qū)動(dòng)特性。
本發(fā)明的另一目的在于實(shí)現(xiàn)非接觸驅(qū)動(dòng)，大幅延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，以提高產(chǎn)品的信賴度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括軸承座；在上述軸承座的中間以管形向上突出的軸套；包括磁芯和線圈組合體，且裝在上述軸套的外周面的定子裝置；插入上述軸套的內(nèi)徑部，且可轉(zhuǎn)動(dòng)的垂直旋轉(zhuǎn)軸；由連接于上述旋轉(zhuǎn)軸的上端中央的轉(zhuǎn)子外殼以及裝于上述轉(zhuǎn)子外殼外周面的環(huán)形驅(qū)動(dòng)磁鐵組成的轉(zhuǎn)子裝置；裝在上述軸套的內(nèi)徑部上端的環(huán)形第一磁鐵；與設(shè)置于上述旋轉(zhuǎn)軸外周面的上述第一磁鐵水平并列的環(huán)形第二磁鐵；固定于上述旋轉(zhuǎn)軸的下端部，其直徑大于上述旋轉(zhuǎn)軸外徑的圓板形第三磁鐵；向上與上述第三磁鐵垂直并列并相隔一定高度，且裝于上述軸套內(nèi)徑部的圓板形第四磁鐵；向下與上述第三磁鐵垂直并列并相隔一定高度，且裝在其下端部包住上述軸套內(nèi)徑部的軸承蓋上的圓板形第五磁鐵。
另外，本發(fā)明所述的非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括軸承座；在上述軸承座的中間以管形向上突出的形狀形成的軸套；包括磁芯和線圈組合體，且裝在上述軸套外周面的定子裝置；插入于上述軸套的內(nèi)徑部，垂直可轉(zhuǎn)動(dòng)的，其下端部形成有延伸外徑而成平板狀的翼緣部41的旋轉(zhuǎn)軸；由連接于上述旋轉(zhuǎn)軸的上端中央的轉(zhuǎn)子外殼以及裝于上述轉(zhuǎn)子外殼外周面的環(huán)形驅(qū)動(dòng)磁鐵組成的轉(zhuǎn)子裝置；裝在上述軸套的內(nèi)徑部上端，其N、S極沿垂直方向形成的圓板形第一磁鐵；裝于轉(zhuǎn)子外殼上與第一磁鐵垂直相對(duì)，其N、S極沿垂直方向形成，且與裝于軸套上的第一磁鐵的相對(duì)的一面帶有相同極性的圓板形第二磁鐵；安裝于上述旋轉(zhuǎn)軸下端部形成的翼緣部的上部，沿水平方向形成N、S極的圓板形第三磁鐵；安裝于上述軸套的內(nèi)徑面，與第三磁鐵垂直并列且位于其上方，沿垂直方向形成N、S極，與第三磁鐵相對(duì)的一面帶有相同極性的圓板形第四磁鐵；安裝于上述第一磁鐵和第四磁鐵之間的上述軸套內(nèi)徑面，且沿徑向形成N、S極的環(huán)形第五磁鐵；安裝于旋轉(zhuǎn)軸外周面，與第五磁鐵水平并列的，且與上述第五磁鐵的相對(duì)面帶有相同極性的沿徑向帶有N、S極的環(huán)形第六磁鐵。
圖1顯示現(xiàn)有采用空氣動(dòng)壓軸承的電機(jī)的側(cè)截面圖；圖2為圖1的局部放大圖；圖3顯示根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的第一實(shí)施例的側(cè)截面圖；圖4和圖5顯示根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的第一磁鐵和第二磁鐵的結(jié)構(gòu)斜視圖；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明置的第三磁鐵、第四磁鐵及第五磁鐵的結(jié)構(gòu)的局部放大截面圖；圖7顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例放大截面圖。
圖3顯示根據(jù)本發(fā)明提供的非接觸型電機(jī)之第一實(shí)施例。本實(shí)施例所提供的電機(jī)由軸承座10；在軸承座10上形成的軸套20及結(jié)合于軸套外周面的定子裝置30；插入于軸套20內(nèi)徑部，且可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸40及設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸40上端部的轉(zhuǎn)子裝置50組成。此結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)軸電機(jī)，尤其與用于驅(qū)動(dòng)電腦硬盤的轉(zhuǎn)軸電機(jī)相似。
在此，軸套20在軸承座的中間以管形向上突出的形狀形成，定子裝置30由多個(gè)薄板重疊的磁芯和繞上述磁芯圈繞并形成放射狀突出磁極的線圈組成。
轉(zhuǎn)子裝置50由轉(zhuǎn)子外殼51和驅(qū)動(dòng)磁鐵52組成在轉(zhuǎn)子外殼51的中央裝有旋轉(zhuǎn)軸40，轉(zhuǎn)子外殼51的外周面端部裝有的驅(qū)動(dòng)磁鐵52，且與定子裝置30相面對(duì)。
在此結(jié)構(gòu)中，本實(shí)施例的特征在于，對(duì)于軸套20，由多個(gè)磁鐵支撐旋轉(zhuǎn)軸40的徑向及軸向的負(fù)荷，使得旋轉(zhuǎn)軸40總是維持非接觸狀態(tài)。
換言之，軸套20的內(nèi)徑部之上端設(shè)置有環(huán)形第一磁鐵60，并在上述旋轉(zhuǎn)軸40外周面上、與上述第一磁鐵60相同高度處設(shè)置有環(huán)形第二磁鐵70。
如圖4所示，環(huán)形第一磁鐵60和第二磁鐵70分別具有不同直徑，且環(huán)形第一磁鐵60繞第二磁鐵70設(shè)置。第一磁鐵60和第二磁鐵70的N、S極沿徑向形成，使互相面對(duì)的一面帶有相同極性。
如圖5所示，如使磁鐵60、70的極性沿軸向形成，且與如圖4所示，互相面對(duì)的一面仍帶有相同極性，則第一磁鐵60和第二磁鐵70之間形成斥力。
由第一磁鐵60和第二磁鐵70之間所形成的斥力，支撐旋轉(zhuǎn)軸徑向負(fù)荷，保持軸套20和旋轉(zhuǎn)軸40之間的非接觸狀態(tài)，從而可保持更為精確的同心度。
在此實(shí)施例中，繞旋轉(zhuǎn)軸40的底端設(shè)置有圓板形第三磁鐵80，其N、S極沿垂直方向形成。如圖6所示，分別在第三磁鐵80的上方和下方，在軸套20和形成于軸套20底端的軸承蓋21上分別設(shè)置圓板形第四磁鐵90和第五磁鐵100。
在此，第四磁鐵90和第五磁鐵100上，面對(duì)第三磁鐵80的一面分別帶有與第三磁鐵80相同的極性。
如上所述，由于第四磁鐵90和第五磁鐵100與第三磁鐵80面對(duì)的一面極性相同，第三磁鐵80與第四磁鐵90之間形成的斥力及與第五磁鐵100之間形成的斥力，使第三磁鐵80固定住，防止其上、下移動(dòng)，而保持非接觸狀態(tài)，從而消除裝有第三磁鐵80的旋轉(zhuǎn)軸40的軸向移動(dòng)，保持對(duì)軸向負(fù)荷穩(wěn)固的支撐力。
如上所述，在本發(fā)明實(shí)施例中，由第一磁鐵60和第二磁鐵70之間形成的斥力，保持非接觸狀態(tài)，同時(shí)對(duì)徑向負(fù)荷保持穩(wěn)定的同心度。同樣，由第三磁鐵80、第四磁鐵90和第五磁鐵100之間形成的斥力，克服軸向負(fù)荷保持非接觸狀態(tài)。
圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例。圖7中與圖3中相同元件采用相同標(biāo)號(hào)。與現(xiàn)有電機(jī)相似它由軸承座10、形成于上述軸承座10上的軸套20、固定于軸套20外周面的定子裝置30、插入于軸套20內(nèi)徑部，且可轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸40以及設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸40上端部的轉(zhuǎn)子裝置50組成。
在此，軸套20在軸承座10的中間以管形向上突出的形狀形成，定子裝置30由多個(gè)薄板重疊的磁芯和繞上述磁芯圈繞并形成放射狀突出磁極的線圈組成。
軸套20在軸承座的中間以管形向上突出的形狀形成；由多個(gè)薄板重疊的磁芯和繞上述磁芯圈繞并形成放射狀突出突極的線圈的組成的定子裝置30；轉(zhuǎn)子裝置50由轉(zhuǎn)子外殼51和驅(qū)動(dòng)磁鐵52組成。旋轉(zhuǎn)軸40連于轉(zhuǎn)子外殼51的中心部。轉(zhuǎn)子外殼51的外周面終端裝有的環(huán)形驅(qū)動(dòng)磁鐵52，且與定子裝置30相對(duì)。此結(jié)構(gòu)與圖3所示的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。
在圖7所示的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)軸40下端部形成有大于旋轉(zhuǎn)軸40外徑，與其形成為一體且呈平板形狀的翼緣部41。與圖3所示上述實(shí)施例相似，對(duì)軸套20，由多個(gè)磁鐵支撐旋轉(zhuǎn)軸40的徑向及軸向負(fù)荷，使旋轉(zhuǎn)軸40保持非接觸狀態(tài)驅(qū)動(dòng)。
為此，在本實(shí)施例中，軸套20的上端部設(shè)有上下分別帶有N、S極的圓板狀第一磁鐵60。在第一磁鐵60的垂直上方，轉(zhuǎn)子外殼51上設(shè)有上下分別帶有N、S極的圓板狀第二磁鐵70，上述第二磁鐵70與設(shè)置于軸套20上的第一磁鐵60相對(duì)的一面帶有相同極性。
在形成于旋轉(zhuǎn)軸40下端部的翼緣部41上部設(shè)有上下分別帶有N、S極的圓板形第三磁鐵80，與第三磁鐵80上部面對(duì)的軸套20凹陷的內(nèi)徑面上設(shè)有上下分別帶有N、S極的圓板狀第四磁鐵90，上述第四磁鐵90與第三磁鐵80相對(duì)的一面帶有相同極性。
在第一磁鐵60和第四磁鐵90之間的軸套20內(nèi)徑面上設(shè)有沿徑向帶有N、S極的環(huán)形第五磁鐵100。與第五磁鐵100相同高度的旋轉(zhuǎn)軸40外周面上設(shè)有沿徑向帶有N、S極的環(huán)形第六磁鐵110，而第五磁鐵100和第六磁鐵110相對(duì)的一面帶有相同極性。
如上所述，由于分別設(shè)置于轉(zhuǎn)子外殼51和旋轉(zhuǎn)軸40的翼緣41上的第二磁鐵70和第三磁鐵80面對(duì)分別設(shè)置于軸套20上部和下部的第一磁鐵60和第四磁鐵90，且使相面對(duì)的表面均帶有相同極性，由此在相面對(duì)的磁鐵間產(chǎn)生斥力，而在旋轉(zhuǎn)軸40的上部和下部的斥力相平衡，從而消除了旋轉(zhuǎn)軸40沿軸套20的軸向移動(dòng)。
即使電機(jī)不驅(qū)動(dòng)，第一磁鐵60保持將第二磁鐵70往上推的斥力，第四磁鐵90則保持將第三磁鐵80往下推的斥力，因此旋轉(zhuǎn)軸40的翼緣41和轉(zhuǎn)子外殼51保持與任何部份不接觸的狀態(tài)。
同樣，由于第五磁鐵100和第六磁鐵110位于相同高度，徑向并列，相對(duì)的一面帶有相同極性，從而在第五磁鐵100和第六磁鐵110之間也產(chǎn)生斥力，也避免了旋轉(zhuǎn)軸40側(cè)向和徑向的移動(dòng)，保持了旋轉(zhuǎn)軸40與軸套20間保持非接觸狀態(tài)。
如上所述，本實(shí)施例由設(shè)置于軸套20上部和下部的磁鐵60、70、80、90所產(chǎn)生的斥力，支撐軸向負(fù)荷，而由磁鐵100、110之間的斥力，支撐徑向負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)非接觸驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)如上所述的本發(fā)明的各實(shí)施例，支撐軸向及徑向負(fù)荷的多個(gè)磁鐵之間的相對(duì)的一面均帶有相同極性，使旋轉(zhuǎn)軸40和轉(zhuǎn)子外殼51與任何部位不接觸，避免了接觸所造成的磨損。
而且，在電機(jī)停止或驅(qū)動(dòng)時(shí)，幾乎完全消除驅(qū)動(dòng)阻力，從而可提高驅(qū)動(dòng)效率。
因此，在本發(fā)明中，在固定構(gòu)件的軸套20和旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)軸40的對(duì)面設(shè)置有相對(duì)面帶有相同極性的第一磁鐵60和第二磁鐵70、第三磁鐵80和第四磁鐵90以及第五磁鐵100和第六磁鐵110，從而形成非接觸狀態(tài)，對(duì)軸向及徑向負(fù)荷穩(wěn)定地保持支撐力，一方面提高電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性，另一方面延長(zhǎng)了使用壽命，有益于提高產(chǎn)品的信賴度。
權(quán)利要求
1．一種非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于它包括軸承座(10)；在上述軸承座(10)的中間以管形向上突出的軸套(20)；由磁芯和線圈構(gòu)成，且裝在上述軸套(20)的外周面的定子裝置(30)；插入于上述軸套(20)的內(nèi)徑部，且可轉(zhuǎn)動(dòng)的垂直旋轉(zhuǎn)軸(40)；由連接于上述旋轉(zhuǎn)軸(40)的上端中央的轉(zhuǎn)子外殼(51)以及裝于上述轉(zhuǎn)子外殼(51)外周面的環(huán)形驅(qū)動(dòng)磁鐵(52)組成的轉(zhuǎn)子裝置(50)；裝在上述軸套(20)的內(nèi)徑部上端的環(huán)形第一磁鐵(60)；與設(shè)置于上述旋轉(zhuǎn)軸(40)外周面的與上述第一磁鐵(60)水平并列的環(huán)形第二磁鐵(70)；固定于上述旋轉(zhuǎn)軸(40)的下端部，其直徑大于上述旋轉(zhuǎn)軸(40)外徑的圓板形第三磁鐵(80)；向上與上述第三磁鐵(80)垂直并列并相隔一定高度，且裝于上述軸套(20)內(nèi)徑部的圓板形第四磁鐵(90)；向下與上述第三磁鐵(80)垂直并列并相隔一定高度，且裝在其下端部包住上述軸套(20)內(nèi)徑部的軸承蓋(21)上的圓板形第五磁鐵(100)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于第一磁鐵(60)和第二磁鐵(70)的N、S極沿徑向形成，且相面對(duì)的一面帶有相同極性。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于第三磁鐵(80)、第四磁鐵(90)和第五磁鐵(100)分別沿垂直方向形成N、S極，且以第三磁鐵(80)為中心，上部設(shè)有第四磁鐵(90)、下部設(shè)有第五磁鐵(100)，第四磁鐵(90)和第五磁鐵(100)面對(duì)第三磁鐵(80)的面分別帶有與第三磁鐵(80)相同的極性。
4．一種非接觸型驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于它包括軸承座(10)；上述軸承座(10)的中間以管形向上突出的形狀形成的軸套(20)；由磁芯和線圈構(gòu)成，且裝在上述軸套(20)的外周面的定子裝置(30)；插入于上述軸套(20)的內(nèi)徑部，且可轉(zhuǎn)動(dòng)的，垂直其下端部形成有延伸外徑而成平板形狀的翼緣部(41)的棒形旋轉(zhuǎn)軸(40)；由在連接于上述旋轉(zhuǎn)軸(40)的上端中央的轉(zhuǎn)子外殼(51)以及裝于上述轉(zhuǎn)子外殼(51)外周面的環(huán)形驅(qū)動(dòng)磁鐵(52)組成的轉(zhuǎn)子裝置(50)；裝在上述軸套(20)的內(nèi)徑部上端，其N、S極沿垂直方向形成的圓板形第一磁鐵(60)；裝于轉(zhuǎn)子外殼(51)上與第一磁鐵(60)的垂直相對(duì)，其N、S極沿垂直方向形成，且與裝于軸套(20)上的第一磁鐵(60)的相對(duì)的一面帶有相同極性的圓板形第二磁鐵(70)；安裝于上述旋轉(zhuǎn)軸(40)下端部形成的翼緣部(41))的上部，沿水平方向形成N、S極的圓板形第三磁鐵(80)；安裝于上述軸套(20)的內(nèi)徑面，與第三磁鐵(80)垂直并列且位于其上方，沿垂直方向形成N、S極，與第三磁鐵(80)相對(duì)的一面帶有相同極性的圓板形第四磁鐵(90)；安裝于上述第一磁鐵(60)和第四磁鐵(90)之間的上述軸套(20))內(nèi)徑面，且沿徑向形成N、S極的環(huán)形第五磁鐵(100)；安裝于旋轉(zhuǎn)軸(40)外周面，與第五磁鐵(100)水平并列的，且與上述第五磁鐵(100)的相對(duì)面帶有相同極性的沿徑向帶有N、S極的環(huán)形第六磁鐵(110)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非接觸型電機(jī),在啟動(dòng)或停止時(shí),保持非接觸狀態(tài),從而具有半永久性的耐久力。它包括軸承座10;軸套20;由磁芯和線圈構(gòu)成,定子裝置30;垂直旋轉(zhuǎn)軸40;轉(zhuǎn)子裝置50;在軸套20和旋轉(zhuǎn)軸40的對(duì)面設(shè)置的相對(duì)面帶有相同極性的多對(duì)磁鐵60、70,80、90、100。通過上述多對(duì)磁鐵間的斥力,從而形成非接觸狀態(tài),對(duì)軸向及徑向負(fù)荷穩(wěn)定地保持支撐力,提高電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性,延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)H02K29/00GK1315774SQ0012071
公開日2001年10月3日 申請(qǐng)日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月29日
發(fā)明者鄭大鉉 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社