專利名稱：跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式有刷dc馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種跑步機(jī)用的直流馬達(dá)，尤指一種將線圈設(shè)置于外轉(zhuǎn)子的有刷直流馬達(dá)(Brush DC motor)，使馬達(dá)外殼即同時(shí)成為轉(zhuǎn)子(rotor)及慣性飛輪，且運(yùn)用有刷DC馬達(dá)的構(gòu)成，而避免無刷情況下所需的換向及控制電路，使其整體結(jié)構(gòu)簡單和小型化，而特別適用于跑步機(jī)等健身器材上。
背景技術(shù)：
按，如圖6、圖7所示，跑步機(jī)10的傳統(tǒng)式馬達(dá)20均為內(nèi)轉(zhuǎn)式的設(shè)計(jì)，其與內(nèi)轉(zhuǎn)子21連動(dòng)的輸出軸心22，必須加裝一粗重的慣性飛輪23，然后再通過主動(dòng)皮帶輪24以及傳動(dòng)皮帶25，帶動(dòng)裝設(shè)于跑步機(jī)10循環(huán)跑步帶11的滾筒12上的從動(dòng)皮帶輪13，而使跑步帶11原地繞轉(zhuǎn)，讓使用者進(jìn)行跑步的運(yùn)動(dòng)；但是，由于傳統(tǒng)的內(nèi)轉(zhuǎn)式馬達(dá)20需加裝慣性飛輪23，不但增加加工及材料費(fèi)用，且其動(dòng)力平衡必須與馬達(dá)20主體分開處理，不易達(dá)到要求的精度，而有待改進(jìn)。
其次，公告第535603號專利案(美國為U.S 6,661,136號)，為設(shè)計(jì)人針對上述缺陷，為了節(jié)省加工及材料費(fèi)用所設(shè)計(jì)的外轉(zhuǎn)式馬達(dá)；但由于該案將線圈設(shè)計(jì)為定子，使得線圈所產(chǎn)生的熱量只能向外慢慢擴(kuò)散，造成散熱性較差，連帶降低其工作效率，且此種無刷馬達(dá)，由于控制器的成本較高，中低單價(jià)的電動(dòng)跑步機(jī)上無法使用，為其另一缺陷。
于是，考慮到以外轉(zhuǎn)式有刷DC馬達(dá)作為電動(dòng)跑步機(jī)的驅(qū)動(dòng)源，且進(jìn)一步克服外轉(zhuǎn)式存在的問題，使其可達(dá)小型化、高效率及較低價(jià)位的要求，為本實(shí)用新型的主要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的主要目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的散熱性差且工作效率低的問題，而具有提升散熱性及工作效率的功效。
本實(shí)用新型的再一目的，在于提供一種跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式有刷DC馬達(dá)，其具有使用壽命長且成本低的功效。
并且，本實(shí)用新型采用將馬達(dá)設(shè)計(jì)成外轉(zhuǎn)式，而可增加外轉(zhuǎn)子的慣性，讓外轉(zhuǎn)子本身即為慣性飛輪，不但可節(jié)省加工及材料費(fèi)用，且易于達(dá)到動(dòng)力平衡所要求的精度。
再者，運(yùn)用有刷DC設(shè)計(jì)，而避免無刷DC馬達(dá)須要一組換向及控制電路的要求，使其結(jié)構(gòu)簡單而可達(dá)小型化，而特別適用于跑步機(jī)等健身器材上使用。
為了達(dá)到上述目的和功效，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征包含有一支撐軸，其固定于一組支架上；一永久磁鐵(permanent magnet)，其裝設(shè)在該支撐軸的中段，而成為一內(nèi)部定子(stator)；一組前、后轉(zhuǎn)座，其內(nèi)緣套軸承而設(shè)于該永久磁鐵的兩側(cè)，而該前轉(zhuǎn)座的凸端外緣形成一皮帶輪的形狀；一整流子(commutator)，其設(shè)于該后轉(zhuǎn)座的凸端外緣，并隨其轉(zhuǎn)動(dòng)；一外殼，其固設(shè)在前、后轉(zhuǎn)座之間而隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，且于內(nèi)緣設(shè)置有鐵芯(core)及線圈(coil)，而構(gòu)成一轉(zhuǎn)子(rotor)且該線圈的引線穿伸出該后轉(zhuǎn)座壁面所設(shè)的穿孔，而連接在該整流子上；一罩蓋，其呈開口狀并朝向后轉(zhuǎn)座的罩體，其固定在該支撐軸上；以及一組左、右電刷(brush)，其固定在該罩蓋內(nèi)，并與前述整流子形成抵靠接觸。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及目的作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型與跑步機(jī)的跑步帶的組裝示意圖；圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3為本實(shí)用新型圖2中顯示整流子及電刷結(jié)構(gòu)的3-3斷面剖視圖；圖4為本實(shí)用新型的主視圖；圖5為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
圖6為現(xiàn)有技術(shù)中的跑步機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)式馬達(dá)的組裝示意圖；圖7為享有技術(shù)中的內(nèi)轉(zhuǎn)式馬達(dá)的剖視圖。
圖中30 馬達(dá)31 支撐軸32 永久磁鐵33 前轉(zhuǎn)座331 軸承332 皮帶輪333 扇葉34 后轉(zhuǎn)座341 軸承342 凸端外緣343 穿孔35 整流子35a 整流片 35b 絕緣體351 電刷352 電刷固定器353 螺旋彈簧36 外殼37 鐵芯38 線圈39 罩蓋40 機(jī)體41 支架42 皮帶43 從動(dòng)皮帶輪 44 滾筒45 跑步帶具體實(shí)施方式
首先，請參閱圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的馬達(dá)30利用一組支架41固定在跑步機(jī)的機(jī)體40上，而以皮帶42帶動(dòng)從動(dòng)皮帶輪43，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)滾筒44及跑步帶45運(yùn)轉(zhuǎn)。
接著，請?jiān)賲㈤唸D2、圖3所示，該馬達(dá)30乃是將一支撐軸31跨設(shè)固定于該組支架41上，而于該支撐軸31的中段安裝一永久磁鐵32，該永久磁鐵32兩側(cè)則通過軸承331、341安裝有前、后轉(zhuǎn)座33、34，而該前轉(zhuǎn)座33的凸端外緣形成皮帶輪332的形狀，用以與該皮帶42動(dòng)力連接，該后轉(zhuǎn)座34的凸端外緣342則安裝有整流子35，又于前、后轉(zhuǎn)座33、34間安裝一外殼36，且于該外殼36內(nèi)緣設(shè)置有鐵芯37及線圈38，且該線圈38的引線381穿伸出后轉(zhuǎn)座34的穿孔343而連接在整流子35上，另于整流子35的外部通過該支撐軸31安裝一罩蓋39，并將整流子35的電刷351設(shè)置于該罩蓋39內(nèi)，而電源線391穿過罩蓋39而供給左、右電刷351所需電源。
再者，該電刷351由電刷固定器352及其螺旋彈簧353予以安裝。由于其安裝方式為現(xiàn)有技術(shù)，此處不予贅述。
借助于上面揭示的技術(shù)方案，本實(shí)用新型在使用時(shí)，是由電源線391與市電的交流電連接而經(jīng)固定的電刷351供給電力，而整流子35是由外層的整流片35a及內(nèi)緣的絕緣體35b所構(gòu)成，并固設(shè)在后轉(zhuǎn)座34的凸端外緣342上，當(dāng)整流子35整流后由引線381將直流電送至線圈38，進(jìn)而使鐵芯37與永久磁鐵32間產(chǎn)生磁力效應(yīng)，借以使外殼36轉(zhuǎn)動(dòng)，而成為一種外轉(zhuǎn)式的形態(tài)。而這當(dāng)中，前、后轉(zhuǎn)座33、34及整流子35也同步轉(zhuǎn)動(dòng)，形成圖4中的旋轉(zhuǎn)部A，此時(shí)，支架41、支撐軸31，以及罩蓋39、電刷391為不旋轉(zhuǎn)的固定部B；所以，如圖5所示，電源線391不受旋轉(zhuǎn)部A的旋轉(zhuǎn)影響，仍然可對罩蓋39內(nèi)的電刷391持續(xù)供電，而旋轉(zhuǎn)部A轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)本身即為一慣性飛輪，而不需要另外安裝慣性輪。
所以，本實(shí)用新型的有刷DC馬達(dá)，巧妙克服技術(shù)組合的困難，得以成為跑步機(jī)的驅(qū)動(dòng)源，且有簡易的控制電路得以降低成本。
更重要的是，本實(shí)用新型的馬達(dá)30是采用外轉(zhuǎn)式的設(shè)計(jì)，且將線圈38設(shè)置于成為外轉(zhuǎn)子外殼36的內(nèi)緣；于是，當(dāng)馬達(dá)30運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線圈38隨著外殼36轉(zhuǎn)動(dòng)，則可將運(yùn)轉(zhuǎn)過程所產(chǎn)生的熱量，因其轉(zhuǎn)動(dòng)而自然散發(fā)，可提高散熱性，也就同步提高了工作效率，當(dāng)然，如果進(jìn)一步在前轉(zhuǎn)座33側(cè)邊加設(shè)一扇葉333而隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，則散熱效果更佳；所以，本實(shí)用新型具有提高散熱性及工作效率的功效。
綜上所述，本實(shí)用新型所揭示的結(jié)構(gòu)，是過去所沒有的，且的確能達(dá)到預(yù)期的功效，并具有可供產(chǎn)業(yè)利用性，完全符合實(shí)用新型專利的要件，請貴審查員核準(zhǔn)并授予專利，以鼓勵(lì)創(chuàng)新，不勝感激。
然而，上述所揭示的附圖、說明，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，凡是熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員，在本案的設(shè)計(jì)精神范圍內(nèi)所作的修飾或等效變化，仍應(yīng)包括在本案申請的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式有刷DC馬達(dá)，其特征在于，該馬達(dá)包含一支撐軸，其固定于一組支架上；一永久磁鐵，其裝設(shè)在該支撐軸的中段，而成為一內(nèi)部定子；一組前、后轉(zhuǎn)座，其分別通過內(nèi)緣設(shè)置的軸承而設(shè)于該永久磁鐵的兩側(cè)，而該前轉(zhuǎn)座的凸端外緣形成為一皮帶輪的形狀；一整流子，其設(shè)于該后轉(zhuǎn)座的凸端外緣，并隨其轉(zhuǎn)動(dòng)；一外殼，其固設(shè)在前、后轉(zhuǎn)座之間而隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，且于內(nèi)緣設(shè)置有鐵芯及線圈，而構(gòu)成一轉(zhuǎn)子形態(tài)且該線圈的引線穿伸出該轉(zhuǎn)座壁面所設(shè)的穿孔，而連接在該整流子上；一罩蓋，其呈開口狀并朝向后轉(zhuǎn)座的罩體，其固定在該支撐軸上；以及一組左、右電刷，其固定在該罩蓋內(nèi)，并與前述整流子形成抵靠接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式有刷DC馬達(dá)，其特征在于，該電刷通過電刷固定器及其旋轉(zhuǎn)彈簧予以安裝。
3.如權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式電刷DC馬達(dá)，其特征在于，該電刷由一穿過罩蓋的電源線供給電源。
4.如權(quán)利要求1所述的跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式有刷DC馬達(dá)，其特征在于，該前轉(zhuǎn)動(dòng)座側(cè)邊設(shè)有一扇葉。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種跑步機(jī)用外轉(zhuǎn)式有刷DC馬達(dá)，其于一支撐軸的中段安裝一永久磁鐵，而形成為一內(nèi)部定子，該永久磁鐵兩側(cè)則以軸承安裝有前、后轉(zhuǎn)座，而該前轉(zhuǎn)座的凸端外緣形成為皮帶輪的形狀，用以與該皮帶動(dòng)力連接，該后轉(zhuǎn)座的凸端外緣則安裝有整流子，又于前、后轉(zhuǎn)座間安裝一外殼，且于該外殼內(nèi)緣設(shè)置有鐵芯及線圈，而構(gòu)成一外部轉(zhuǎn)子，另于整流子外部通過該支撐軸安裝一罩蓋，并將整流子的電刷設(shè)置于該罩蓋內(nèi)。這樣，轉(zhuǎn)動(dòng)的外殼體本身即為慣性飛輪，易于達(dá)到準(zhǔn)確動(dòng)力平衡的精度，且具有提高散熱性及工作效率的功效。
文檔編號H02K1/17GK2699571SQ200420005909
公開日2005年5月11日 申請日期2004年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月9日
發(fā)明者李穎哲 申請人:祺驊股份有限公司