专利名称：永磁式直流马达磁极结构的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及马达，尤其涉及一种针对马达定子的板状稀土磁石与极靴复合的导磁设计，通过转子凸极作螺旋状偏移来消除磁石接合处磁束分布涟波所造成的转子顿转(cogging)的永磁式直流马达磁极结构。
二背景技术：
一般永磁式直流马达12的磁场，大部分是如图1所示，采用在外壳121内壁设置瓦片形且表面粘着磁石122的方式，由于烧结铷铁硼稀土磁石具有磁能积(BH)max高、保磁力(Hc)大的特点，故逐渐应用在消费性马达产品上。但一般永磁式马达12的S、N磁石122是呈弧形(瓦状)，故，如图2所示，采用方形块状磁石以线切割制成，所以该瓦状磁石的前、后磁石122a、122b都需去除，导致其制造成本耗损高，磁石成品价格较为昂贵，无法广泛使用在一般消费性马达产品上。
为此，本实用新型针对上述问题，寻求解决克服的方案。
三、实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种永磁式直流马达磁极结构，其作为定子的场磁铁，采用板状稀土磁石及极靴复合方式构成，具有制作方便及成本低的特性。
本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。
本实用新型永磁式直流马达磁极结构，包括一外壳，是固设在一底座上，内壁两侧设有对称且呈圆弧状的定子；一转轴，贯穿外壳，并由设在该外壳前、后盖体的轴承支撑定位；一转子，设在该转轴上，其包括有铁芯(core)、线圈(coil)及整流子(commutator)，以与该定子构成一磁石式马达；一惯性飞轮，设在该转轴前端部，其外侧面设有一皮带轮；其特征在于所述定子包括一第一及第二极靴，以及多片的N极板状磁石及S极板状磁石；第一和第二极靴是由多片导磁片堆叠构成的圆弧形体，并呈相向对称配设，靠近内缘面位置设有供板状磁石插入的容置槽，供多片N极及S极板状磁石分别嵌入，由此构成复合型场磁铁的定子结构；
所述转子的铁芯表面供线圈绕设的数条凸极，是呈螺旋状偏斜(skew)，以消除该板状磁石相接合处的磁束分布涟波造成的转子顿转(cogging)现象。
前述的永磁式直流马达磁极结构，其中导磁片由硅钢片构成。
前述的永磁式直流马达磁极结构，其中板状磁石是以钕(Neodymium)、铁(Iron)、硼(Boron)组合的钕铁硼稀土类磁石构成。
前述的永磁式直流马达磁极结构，其中转子的螺旋状偏斜凸极，是呈斜向且相互平行，每一条凸极的起始端位置，与前一条凸极的末尾端位置相对。
前述的永磁式直流马达磁极结构，其中转轴尾端部还设置有一第一散热风扇。
前述的永磁式直流马达磁极结构，其中惯性飞轮呈ㄈ形体，并耦合在该外壳的前端外缘面，且在该惯性飞轮的内侧面设有一第二散热风扇。
本实用新型永磁式直流马达磁极结构的有益效果是，其技术特征是定子包括一第一及第二极靴，以及多片N极板状磁石及S极板状磁石；该第一及第二极靴是由多片导磁片堆叠构成的圆弧形体并呈相向对称配设，且在靠近内缘面位置设有供板状磁石插入的容置槽，供多片N极及S极板状磁石分别嵌入，从而构成一复合型场磁铁的定子结构；该转子的铁芯表面供线圈绕设的数条凸极，是呈螺旋状偏斜(skcw)，由此，壳以有效消除该板状磁石相接合处的磁束分布涟波所造成的转子顿转(cogging问题)。
四
图1为现有永磁式直流马达结构剖视图。
图2为现有场磁铁的制备状态示意图。
图3为本实用新型立体结构分解示意图。
图4为本实用新型较佳实施例结构剖视示意图。
图5为图4所示5-5断面结构剖视示意图。
图6A为本实用新型尚未使转子凸极呈螺旋状时造成磁束分布涟波的示意图。
图6B为本实用新型使转子凸极呈螺旋状消除涟波的示意图。
图中主要标号说明20外壳、21底座、22轴杆、23前盖、24后盖、231轴承、241轴承、25第一散热风扇、30定子、309第一极靴、30b第二极靴、31a容置槽、31b容置槽、32a为S极板状磁石、32b为N极板状磁石、311导磁片、40惯性飞轮、41皮带轮、42第二散热风扇、50转子、51转轴、52铁芯、521凸极、522起始端、523末尾端、53线圈、54整流子、60涟波、70平滑状。
五具体实施方式
参阅图3所示，其为本实用新型的定子立体结构分解示意图，该定子30包括一第一极靴30a及一第二极靴30b，以及多片的S极板状磁石32a及N极板状磁石32b；该第一及第二极靴30a、30b是由多片导磁片311堆叠组成的圆弧形体，并呈相对称设在转子的铁芯52的两侧。该导磁片311的材质包括，但不限定于此，由硅钢片所构成，而其组成第一及第二极靴30a、30b前，即可预先在其表面冲压插入孔，这样堆叠成型时，即可形成轴向的容置槽31a、31b。该容置槽31a、31b并未限定其形状，但其较佳实施例，是沿着并尽量平行靠近内缘面的位置而形成，如此可形成多个连续的容置槽31a、31b，且各容置槽31a、31b分别可供S极板状磁石32a及N极板状磁石32b插入，本图中仅各以一片N极及S极板状磁石32a、32b来表示，事实上其是多片插入在该容置槽31a、31b内，故不赘述。
接着，参阅图4、图5所示，其是揭示本实用新型较佳实施例剖示图，其主要包括一外壳20，是固定设置在一底座21上，其内壁两侧设有对称呈圆弧状的定子30；一转轴51，是贯穿外壳20，并通过设在外壳前、后盖体23、24的轴承231、241支撑定位，该前、后盖体231、241可通过一支以上的轴杆22加以固定；一转子50，其设在该转轴51上，其包括有铁芯52、线圈53及整流子54，与前述的定子30构成一永磁式直流马达。永磁式直流马达为现有技术(Prior Art)，非本实用新型的技术特征，故，其原理及实施状态不再赘述。
此外，如为使用于诸如电动跑步机等健身器材上，本实用新型进一步可包括一惯性飞轮40，其设在该转轴51的前端部，其外侧面形成一皮带轮41，以能够通过—传动皮带(图中未示)带动健身器材的运转，但不限定于此。
除此之外，如图4所示，本实用新型的转轴51尾端部包括设置一第一散热风扇25，惯性飞轮40呈ㄈ形体，并耦合在该外壳20的前缘面，且在惯性飞轮40的内侧面设有一第二散热风扇42，据以使得外壳20前、后端都可散热。但是，此仅是本实用新型的一可行实施例，并不限定于此。
本实用新型的最大特征是如图5所示，该定子30是由第一及第二极靴30a、30b在其容置槽31a、31b内插入多片S极板状磁石32a及N极板状磁石32b所构成的复合型场磁铁结构，它的优点是板状磁石形状，极为简单，与现有技术的弧形磁石相比较，其容易制作且耗损低，因此，可以降低磁石的成本。
此外，该板状磁石可由钕、铁、硼组合的钕铁硼稀土类所构成的磁石，或是钐钴系的磁石，这些磁石为BH特性大，欲获得相同磁力只需小型装置即可。重要的是，现有的磁石具有易退磁的特性，这样不利于跑步机使用；本实用新型是板状磁石插入第一、第二极靴的容置槽31a、31b内，进而与该极靴30a、30b复合成型，该复合结构可以增进定子30的磁作用效能，尤其具有不易退磁的功效。
虽然，前述的板状磁石及极靴的复合结构，确实具有可降低制作成本等优点，但是该各板状磁石的接合处会造成如图6A所示的磁束分布涟波60；为此，本实用新型通过转子50的凸极521设成螺旋状偏斜(skew)结构进行平滑消除之。因此，再参阅图3和图4所示，本实用新型进一步在该转子50的铁芯52表面设有数条凸极521供线圈53绕设，这些凸极是呈斜向且相互平行设置，每一条凸极521的起始端522位置恰与前一条凸极的末尾端523位置相对为较佳，但不限定于此，所以，本实用新型通过该转子凸极螺旋状偏斜来消除该涟波60，使其如图6B所示呈平滑状70，进一步使该板状磁石可以发挥应有的磁作用效能，并可降低噪音及抖动，以提高马达运转质量。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1.一种永磁式直流马达磁极结构，包括一外壳，是固设在一底座上，内壁两侧设有对称且呈圆弧状的定子；一转轴，贯穿外壳，并由设在该外壳前、后盖体的轴承支撑定位；一转子，设在该转轴上，其包括有铁芯、线圈及整流子，以与该定子构成一磁石式马达；一惯性飞轮，设在该转轴前端部，其外侧面设有一皮带轮；其特征在于所述定子包括一第一及第二极靴，以及多片的N极板状磁石及S极板状磁石；第一和第二极靴是由多片导磁片堆叠构成的圆弧形体，并呈相向对称配设，靠近内缘面位置设有供板状磁石插入的容置槽，供多片N极及S极板状磁石分别嵌入，由此构成复合型场磁铁的定子结构；所述转子的铁芯表面供线圈绕设的数条凸极，是呈螺旋状偏斜。
2.根据权利要求1所述的永磁式直流马达磁极结构，其特征在于，所述导磁片由硅钢片构成。
3.根据权利要求1所述的永磁式直流马达磁极结构，其特征在于，所述板状磁石是以钕、铁、硼组合的钕铁硼稀土类磁石构成。
4.根据权利要求1所述的永磁式直流马达磁极结构，其特征在于，所述转子的螺旋状偏斜凸极，是呈斜向且相互平行，每一条凸极的起始端位置，与前一条凸极的末尾端位置相对。
5.根据权利要求1所述的永磁式直流马达磁极结构，其特征在于，所述转轴尾端部还设置有一第一散热风扇。
6.根据权利要求1所述的永磁式直流马达磁极结构，其特征在于，所述惯性飞轮呈ㄈ形体，并耦合在该外壳的前端外缘面，且在该惯性飞轮的内侧面设有一第二散热风扇。
专利摘要一种永磁式直流马达磁极结构，包括外壳固设在底座上，内壁两侧设定子；转轴贯穿外壳，由设在外壳前后盖体的轴承支撑定位；转子设在转轴上，包括铁芯、线圈及整流子，以与定子构成磁石式马达；惯性飞轮，设在转轴前端部，外侧面设皮带轮；定子包括第一及第二极靴以及多片N极板状磁石及S极板状磁石；第一和第二极靴是由多片导磁片堆叠构成的圆弧形体，呈相向对称配设，靠近内缘面位置设供板状磁石插入的容置槽，供多片N极及S极板状磁石分别嵌入，构成复合型场磁铁的定子结构；转子铁芯表面供线圈绕设的数条凸极，是呈螺旋状偏斜，以有效消除板状磁石相接合处的磁束分布涟波造成的转子顿转现象。
文档编号H02K9/04GK2838136SQ20052010643
公开日2006年11月15日 申请日期2005年8月26日 优先权日2005年8月26日
发明者谢丰民 申请人:祺骅股份有限公司