專利名稱：一種電機裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機裝置，特別是一種應(yīng)用于風扇的具有緩沖震動功能的單滾珠軸承電機裝置。
電機是一種利用電磁效應(yīng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動能量輸出的電動機械裝置，廣泛地應(yīng)用在日常生活中的電器產(chǎn)品以及各種工業(yè)制造設(shè)備中。一般而言，電機的組成可概括為兩大部分，一是轉(zhuǎn)子(Rotator)，另一個是定子(Stator)，其上皆可選擇性地纏繞線圈或是設(shè)有永久磁性的物質(zhì)。當電流通過纏繞的線圈時，由于電磁效應(yīng)的緣故轉(zhuǎn)子將相對于定子旋轉(zhuǎn)。通常，轉(zhuǎn)子與定子通過一組固定在定子上的軸承(Bearlng)和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸相結(jié)合。當電機啟動與停止的瞬間，轉(zhuǎn)子將會產(chǎn)生較大的搖晃，而此一搖晃運動所產(chǎn)生的沖擊力量，常常會使支撐轉(zhuǎn)子的軸承損毀而使得整個電機失效。
如

圖1所示，傳統(tǒng)上具有單一自潤軸承的電機100，其中包括轉(zhuǎn)子101與定子121，定子121由上絕緣架108、下絕緣架119、上矽鋼片107、下矽鋼片109以及導(dǎo)線線圈118組成。導(dǎo)線線圈118以環(huán)繞著旋轉(zhuǎn)軸113的方向纏繞在上絕緣架108與下絕緣架119之間。轉(zhuǎn)子101具有蓋狀的外形，其內(nèi)側(cè)周圍具有磁石104。而磁石以緊配合的方式固定在磁框103中。一般而言，電機100可以應(yīng)用在許多不同的領(lǐng)域中，如將風扇葉片115固定于轉(zhuǎn)子101外側(cè)周圍之上，形成用以散熱的風扇。
轉(zhuǎn)子101的內(nèi)側(cè)中心固定在旋轉(zhuǎn)軸113之上，旋轉(zhuǎn)軸113則插入一個位于定子121中心的自潤軸承117內(nèi)。當導(dǎo)線線圈中通入電流并改變其內(nèi)的電場時，由于電磁效應(yīng)的作用，轉(zhuǎn)子101中的磁石104將會受到磁力的吸引或排斥，繞著旋轉(zhuǎn)軸113的中心轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子101由靜止啟動時，由于上矽鋼片107與磁石104之間磁力平衡的效應(yīng)，將會使得轉(zhuǎn)子101沿著相對于定子121的垂直方向而往上運動至磁力平衡位置。同樣的，當轉(zhuǎn)子101自轉(zhuǎn)動狀態(tài)而停止時，由于上述的磁力平衡狀態(tài)消失，轉(zhuǎn)子101將會因為重力的作用而相對于定子121的垂直方向向下運動直至其轉(zhuǎn)動前的起始位置。因此，不論啟動或是停機的瞬間，轉(zhuǎn)子101都會相對于定子121上下震動。這樣的震動將會造成旋轉(zhuǎn)軸113與軸承117之間發(fā)生碰撞與摩擦，而使得接合面120處承受重復(fù)的磨擦沖撞應(yīng)力，進而使得軸承117的使用壽命大為降低。
傳統(tǒng)上為了克服這樣的問題是在旋轉(zhuǎn)軸113頂部的周邊安裝一條橡膠環(huán)111，以期減輕軸承117所受的沖擊磨擦沖撞應(yīng)力。然而，這樣的設(shè)計僅能緩和軸承117直接撞擊轉(zhuǎn)子101內(nèi)側(cè)表面的力量，至于旋轉(zhuǎn)軸113向上運動時對軸承117產(chǎn)生的磨擦沖撞應(yīng)力將不具有任何緩沖的效果。
如圖2，傳統(tǒng)上另一種電機設(shè)汁。與前述的結(jié)構(gòu)相似，電機200具有轉(zhuǎn)子201與定子221。當轉(zhuǎn)子201旋轉(zhuǎn)時，由于磁石204的磁場必須與定子221的磁場形成磁力平衡。故，當轉(zhuǎn)子201啟動或停機時旋轉(zhuǎn)軸213仍會相對于定子221垂直的方向做上下的震動。與前述不同的是，為了克服單一自潤軸承損壞的問題，電機200中將同時使用自潤軸承217與滾珠軸承222。然而這樣的組合卻使得電機200的制作過程變得更為復(fù)雜，尤其在組裝兩個軸承時，不同軸承之間的同心度將成為電機損壞的潛在因素。組裝不良的自潤軸承217與滾珠軸承222，甚至比單使用一個自潤軸承217的電機更容易發(fā)生損壞。更有甚者，這樣的設(shè)計亦無法根本解決自潤軸承217與旋轉(zhuǎn)軸213的接合面220，以及滾珠軸承222與旋轉(zhuǎn)軸213的接合面223所承受的磨擦沖撞應(yīng)力，僅能消極地以兩個軸承分擔損壞風險，而讓另一個未損壞的軸承繼續(xù)運作。因此這樣的設(shè)計亦無法有效解決電機軸承的損壞問題。
綜上所述，因此急需發(fā)展一種新的軸承與其相關(guān)零組件的機構(gòu)設(shè)計，使得電機中的軸承可以在簡單的制造過程之下即得到優(yōu)良的使用壽命與效能，而進一步地增加電機本身的使用壽命與制造簡單化。
本實用新型的目的是要提供一種電機裝置，它通過緩沖裝置可吸收電機運轉(zhuǎn)時對滾珠軸承所產(chǎn)生的磨擦與沖撞應(yīng)力，從而延長電機裝置的使用壽命。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種電機裝置，定子中心處具有中空的零件固定軸，零件固定軸外纏繞有金屬線圈；安置于零件固定軸內(nèi)側(cè)的滾珠軸承，套在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸可繞著定子的中心旋轉(zhuǎn)；蓋狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)具有磁石，蓋狀轉(zhuǎn)子的中心固定在旋轉(zhuǎn)軸上；滾珠軸承與蓋狀轉(zhuǎn)子之間設(shè)有緩沖裝置。
蓋狀轉(zhuǎn)子外側(cè)固定有風扇葉片。
金屬線圈通過一組絕緣座固定。
絕緣座的上方與下方皆安裝有金屬片。
控制金屬線圈電流流量的電路板與下金屬片的下方相連。
蓋狀轉(zhuǎn)子在啟動與停止瞬間相對定子作上下運動。
旋轉(zhuǎn)軸底部設(shè)有限制旋轉(zhuǎn)軸相對于定子向上運動范圍的扣環(huán)裝置。
在扣環(huán)裝置與滾珠軸承之間設(shè)有油封。
磁石用磁化后的橡膠材料制成。
緩沖裝置是碟型彈片。
緩沖裝置是彈簧裝置。
一種電機裝置，定子中心處具有中空的零件固定軸，零件固定軸外纏繞有金屬線圈，通過一組金屬片的絕緣座固定；安置于零件固定軸內(nèi)側(cè)的滾珠軸承，套在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸可繞著定子的中心旋轉(zhuǎn)；蓋狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)具有磁石，蓋狀轉(zhuǎn)子的中心固定在旋轉(zhuǎn)軸上，其特征在于滾珠軸承與蓋狀轉(zhuǎn)子之間設(shè)有緩沖裝置。
蓋狀轉(zhuǎn)子外側(cè)固定有風扇葉片。
控制金屬線圈電流流量的電路板與下金屬片的下方相連。
旋轉(zhuǎn)軸底部設(shè)有限制旋轉(zhuǎn)軸相對于定子向上運動范圍的扣環(huán)裝置。
在扣環(huán)裝置與滾珠軸承之間設(shè)有油封。
磁石用磁化后的橡膠材料制成。
緩沖裝置是碟型彈片。
緩沖裝置是彈簧裝置。
本實用新型由于設(shè)有緩沖裝置，當電機啟動時滾珠軸承承受的磨擦沖撞的力量，將可由該緩沖裝置的變形而予以吸收，其使用壽命因而得以延長；此外，以單個滾珠軸承取代傳統(tǒng)上同時使用兩組軸承的設(shè)計，可以使得組裝與制造的過程更為簡單，避免了由于軸承間同心度的問題而造成電機提前失效；在電機靜止的情況下，緩沖裝置亦可以對滾珠軸承施加一個輕微向下的力量，使得滾珠軸承不致因為各組成零件間的間隙所造成的晃動而降低其操作性能。
以下結(jié)合附圖詳細說明依據(jù)本實用新型提出的一種電機裝置的具體結(jié)構(gòu)和工作原理。
圖1是現(xiàn)有的具有自潤軸承的電機結(jié)構(gòu)剖視圖；圖2是現(xiàn)有的同時帶有自潤軸承和滾珠軸承的電機結(jié)構(gòu)剖視圖；圖3是具有單滾珠軸承與緩沖裝置的電機結(jié)構(gòu)剖視圖；圖4是本實用新型的具有單滾珠軸承與緩沖裝置的電機結(jié)構(gòu)的局部放大圖；圖5是本實用新型的具有單滾珠軸承與另一種緩沖裝置的電機結(jié)構(gòu)的局部放大圖。
一種具有緩沖裝置與單滾珠軸承的電機裝置，通過緩沖裝置以吸收電機運轉(zhuǎn)時對滾珠軸承所產(chǎn)生的磨擦沖撞應(yīng)力，進一步提高電機裝置的使用效能。
一種具有滾珠軸承與緩沖裝置的電機，并進而將該電機運用在風扇裝置中，此電機中包含有定子結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。其中，定子結(jié)構(gòu)主要由固定在一組上下挾持的金屬片中的導(dǎo)線線圈組成。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)通過位于其中央的旋轉(zhuǎn)軸，與定子中心的滾珠軸承相結(jié)合。該轉(zhuǎn)子的形狀概略近似于蓋狀，并且包裹覆蓋在定子結(jié)構(gòu)的上方，其周邊內(nèi)側(cè)區(qū)域安置有磁石，當導(dǎo)線線圈的電場改變時，由于磁石與定子的磁場間的磁力作用，將使得轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。
由于轉(zhuǎn)子啟動與停機的瞬間，磁石的磁力中心面與挾持導(dǎo)線線圈的上金屬片的磁力中心面不相重合。故在此瞬間，轉(zhuǎn)子將相對于定子的垂直方向運動。而安置于滾珠軸承與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)之間的緩沖裝置，將可以有效的吸收由于垂直運動而對軸承產(chǎn)生的磨擦沖撞與沖擊應(yīng)力，也因此將提高此一具有緩沖裝置的電機的效能。
本實用新型為一種具有單滾珠軸承的電機，配合緩沖裝置的設(shè)計，以減輕電機轉(zhuǎn)子啟動與停機時軸承所承受的磨擦沖撞應(yīng)力，以延長電機的使用壽命。以下內(nèi)容將以一個應(yīng)用在風扇裝置中的電機來說明其實施，再以一個具有不同形狀的緩沖機構(gòu)的實施例，來說明依據(jù)本實用新型的精神的另一種應(yīng)用。
如圖3，本實用新型中具有單一滾珠軸承的電機300，其中包含轉(zhuǎn)子301與定子323。定子323由上絕緣架311、下絕緣架313、上金屬片310、下金屬片314以及導(dǎo)線線圈312所組成。其中，上絕緣架311、下絕緣架313、上金屬片(如矽鋼片)310，以及下金屬片(如矽鋼片)314皆固定在位于定子323中央的零件固定軸315上，而金屬線圈312環(huán)繞著零件固定軸315纏繞于上絕緣架311與下絕緣架313之間，金屬線圈用以接受外界電流并轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)所需的磁場，下金屬片314的下方則具有用以控制金屬線圈312中電流強度的電路板316與容納電子零件的區(qū)域317。固定框318則緊夾于零件固定軸315的外側(cè)，并將上述組成定子323的零件予以固定。
轉(zhuǎn)子301具有蓋狀的外型，其周邊區(qū)域302的內(nèi)側(cè)部份則安置有磁石305。而磁石則沿著交界面306以緊配合的方式固定于磁框304之中。磁石305為經(jīng)過充磁的物質(zhì)，諸如生鐵、橡膠與其他金屬皆可以作為選用的材料。以本實施例而言，通過轉(zhuǎn)子301周邊區(qū)域302外側(cè)區(qū)域的風扇葉片303，將可構(gòu)成用以散熱的風扇。轉(zhuǎn)子301的內(nèi)側(cè)中心包括軸套306，并以緊配合的方式固定于旋轉(zhuǎn)軸307上，而旋轉(zhuǎn)軸307則插入一個位于定子323中心的滾珠軸承309中。
當轉(zhuǎn)子301連同旋轉(zhuǎn)軸307插入滾珠軸承309之后，扣環(huán)319將緊扣在轉(zhuǎn)軸307的底部以防止脫落，而扣環(huán)319與滾珠軸承309之間具有彈性材料所構(gòu)成的0型油封320以防止?jié)L珠軸承309與旋轉(zhuǎn)軸307之間的潤滑油泄露。位于滾珠軸承309與轉(zhuǎn)子301內(nèi)側(cè)之間的緩沖裝置308，可用來緩沖電機300在啟動或停機時，定子323的磁場對轉(zhuǎn)子301的磁力中心面322施加的垂直方向作用力，造成轉(zhuǎn)子連同旋轉(zhuǎn)軸307沿著垂直方向運動而對滾珠軸承309所造成的磨擦沖撞的損壞。以下將對區(qū)域321做局部的放大，以更清楚說明緩沖裝置308的動作方式。
如圖4，當電機300啟動時，導(dǎo)線線圈312將會有電流通過并產(chǎn)生電場的改變。此時位于上絕緣架311上方的上金屬片310，將由于導(dǎo)線線圈312的電場變化所產(chǎn)生的磁場，而對轉(zhuǎn)子301中的磁石305(圖中未視)產(chǎn)生一個吸引力量。由于，電機300啟動前轉(zhuǎn)子301的磁力中心面322，與啟動后的上金屬片310的磁力中心面402并未平衡。因此，當電機啟動之后由于磁力的作用將會使得轉(zhuǎn)子301向上運動，直至轉(zhuǎn)子磁力中心面322與上金屬片磁力中心面402重合為止。當轉(zhuǎn)子301向上運動時，將會造成旋轉(zhuǎn)軸307與滾珠軸承309的接合面406發(fā)生磨擦沖撞，更進一步的牽動滾珠軸承309使之發(fā)生搖晃而與零件固定軸315產(chǎn)生撞擊。然而，本實用新型在滾珠軸承309與轉(zhuǎn)子301之間設(shè)置了一片類似于碗狀的中空金屬碟片的緩沖裝置308，而其組成的材料則為具有彈性恢復(fù)能力的金屬、橡膠等。當電機啟動時滾珠軸承309所承受的磨擦沖撞的力量，將可由緩沖裝置308的變形而予以吸收。因此，在滾珠軸承309受到的沖擊力量大為減小的情況下，其使用壽命因而得以延長。此外，本實用新型中以單個滾珠軸承取代傳統(tǒng)上同時使用兩組軸承的設(shè)計，將可以使得組裝與制造的過程更為簡單，也避免了由于軸承間同心度的問題而造成電機提前失效。除此之外，在電機300靜止的情況下，緩沖裝置308亦可以對滾珠軸承309施加一個輕微向下的力量，使得滾珠軸承不致因為各組成零件間的間隙所造成的晃動而降低其操作性能。
如圖5，本實用新型中具有不同設(shè)計的緩沖裝置的部份電機結(jié)構(gòu)剖視圖。電機500的主要部份結(jié)構(gòu)類似于前述機構(gòu)，故在此不一一描述。當電機運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子501的磁力中心面522仍需與上金屬片510的磁力中心面502重合。通過彈簧形式設(shè)計的緩沖裝置508亦可以吸收轉(zhuǎn)子501垂直運動時所產(chǎn)生的滾珠軸承509的磨擦沖撞應(yīng)力，而延長其使用壽命。
權(quán)利要求1.一種電機裝置，定子中心處具有中空的零件固定軸，零件固定軸外纏繞有金屬線圈；安置于零件固定軸內(nèi)側(cè)的滾珠軸承，套在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸可繞著定子的中心旋轉(zhuǎn)；蓋狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)具有磁石，蓋狀轉(zhuǎn)子的中心固定在旋轉(zhuǎn)軸上；其特征在于滾珠軸承與蓋狀轉(zhuǎn)子之間設(shè)有緩沖裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電機裝置，其特征在于蓋狀轉(zhuǎn)子外側(cè)固定有風扇葉片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電機裝置，其特征在于金屬線圈通過一組絕緣座固定。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電機裝置，其特征在于絕緣座的上方與下方皆安裝有金屬片。
5.如權(quán)利要求4所述的一種電機裝置，其特征在于控制金屬線圈電流流量的電路板與下金屬片的下方相連。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電機裝置，其特征在于蓋狀轉(zhuǎn)子在啟動與停止瞬間相對定子作上下運動。
7.如權(quán)利要求6所述的一種電機裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)軸底部設(shè)有限制旋轉(zhuǎn)軸相對于定子向上運動范圍的扣環(huán)裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的一種電機裝置，其特征在于在扣環(huán)裝置與滾珠軸承之間設(shè)有油封。
9.如權(quán)利要求1所述的一種電機裝置，其特征在于磁石用磁化后的橡膠材料制成。
10.如權(quán)利要求1所述的一種電機裝置，其特征在于緩沖裝置是碟型彈片。
11.如權(quán)利要求1所述的一種電機裝置，其特征在于緩沖裝置是彈簧裝置。
12.一種電機裝置，定子中心處具有中空的零件固定軸，零件固定軸外纏繞有金屬線圈，通過一組金屬片的絕緣座固定；安置于零件固定軸內(nèi)側(cè)的滾珠軸承，套在旋轉(zhuǎn)軸上，旋轉(zhuǎn)軸可繞著定子的中心旋轉(zhuǎn)；蓋狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)具有磁石，蓋狀轉(zhuǎn)子的中心固定在旋轉(zhuǎn)軸上，其特征在于滾珠軸承與蓋狀轉(zhuǎn)子之間設(shè)有緩沖裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的一種電機裝置，其特征在于蓋狀轉(zhuǎn)子外側(cè)固定有風扇葉片。
14.如權(quán)利要求12所述的一種電機裝置，其特征在于控制金屬線圈電流流量的電路板與下金屬片的下方相連。
15.如權(quán)利要求12所述的一種電機裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)軸底部設(shè)有限制旋轉(zhuǎn)軸相對于定子向上運動范圍的扣環(huán)裝置。
16.如權(quán)利要求1 5所述的一種電機裝置，其特征在于在扣環(huán)裝置與滾珠軸承之間設(shè)有油封。
17.如權(quán)利要求12所述的一種電機裝置，其特征在于磁石用磁化后的橡膠材料制成。
18.如權(quán)利要求12所述的一種電機裝置，其特征在于緩沖裝置是碟型彈片。
19.如權(quán)利要求12所述的一種電機裝置，其特征在于緩沖裝置是彈簧裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種電機裝置,定子中心處具有中空的零件固定軸,零件固定軸外纏繞有金屬線圈;安置于零件固定軸內(nèi)側(cè)的滾珠軸承,套在旋轉(zhuǎn)軸上,旋轉(zhuǎn)軸可繞著定子的中心旋轉(zhuǎn);蓋狀轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)具有磁石,蓋狀轉(zhuǎn)子的中心固定在旋轉(zhuǎn)軸上;滾珠軸承與蓋狀轉(zhuǎn)子之間設(shè)有緩沖裝置。它通過緩沖裝置可吸收電機運轉(zhuǎn)時對滾珠軸承所產(chǎn)生的摩擦與沖撞應(yīng)力,從而延長電機裝置的使用壽命。
文檔編號H02K5/173GK2377766SQ99210600
公開日2000年5月10日 申請日期1999年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月7日
發(fā)明者周永發(fā) 申請人:凱美電機股份有限公司