[发明专利]转轴及具有该转轴的马达转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种马达转子，特别是涉及一种嵌组式设计的马达转子及其转轴。

背景技术

马达(电动机)是用来将电能转换为机械能，以提供输出旋转运动，当然除了直接提供旋转运动之外，所输出的旋转机械能可搭配不同的机构而转换成线性运动或震动运动。

用来提供旋转运动的马达是由转子和定子所构成，其中定子为固定不动的部份用来提供周围的磁场，而转子则根据磁场而为可旋转的部份。常见的转子是由转轴与多个永久磁铁所组成，其中的转轴通常是由多个硅钢片堆叠而成，而多个永久磁铁则是相互间隔黏贴于转轴的外圆表面。由于永久磁铁采用黏贴方式固定于转轴的外圆表面，因此容易因为外在使用环境的影响而造成脱落，一但永久磁铁脱落，必然造成马达转子无法正常运转，甚至造成卡固于定子内的窘境。

前述造成永久磁铁脱落的外在环境因素，常见的通常为温度与湿度两种(当然非仅只于此)。马达使用环境的温度若大幅变异(例如使用在零度以下的寒带地区时)，因为永久磁铁与硅钢片的热膨胀系数不同之故，必然根据尺寸变异的差距而导致脱层现象。而马达使用环境的湿度若大幅变异(例如使用在潮湿地区或水里时)，因为硅钢片渐渐生锈之故，所生成的铁锈将一步步推挤胶着层(固化的黏胶)而造成脱层现象。虽然前述外在环境因素的影响不能直接归咎于马达的质量不良，但是也直接造成马达使用寿命的缩短，因此改善此种外在环境因素造成的使用寿命缩短问题也俨然成为马达产业必须克服的重要问题。

为了改善前述通过黏贴技术造成影响产品使用寿命的问题，遂有业者采取组装式的设计组装转轴与永久磁铁，最常见的组装式设计是于转轴的外圆表面形成若干等距间隔设置的扣槽，以通过各该扣槽嵌组相对的永久磁铁，从而通过组装所可能产生的部份间隙提供吸收环境因素造成的脱层问题。然而，因为硅钢片与永久磁铁的制程技术不同，相对的加工精度也不相同，造成其组装配合的变异较大，这些变异经常造成质脆的永久磁铁在嵌组于扣槽的组装过程产生碎裂的现象，严重影响组装作业的不良率。

如图1所示，中国台湾公告第412100号专利提出一种马达转子1的结构设计，是由多个硅钢片11、多个永久磁铁13、多个固定插销15、及二端盖板17所组成。多个硅钢片11堆叠构成一转轴，且各硅钢片11的外圆表面具有等间隔配置的多个固定槽111，用来对应插置固定插销15，通过各该固定插销15的设置以嵌组配设于转轴(多个硅钢片11)外圆表面的多个永久磁铁13，即利用任二相邻的固定插销15嵌组一位于其间的永久磁铁13。设于转轴两端的端盖板17则用来固定永久磁铁13、固定插销15于转轴，防止由转轴的两端脱落。

为了达成永久磁铁13的嵌组，前述专利增设了外加的固定插销15，为了防止加工精度造成的配合误差，复增加了两个端盖板17，如此不仅造成元件成本的增加、组装成本的增加、备料仓储成本的增加，更导致组装良率的大幅降低。因为于硅钢片11上形成固定槽111的冲压精度与永久磁铁13的加工精度相差至少一倍，造成组装精度的控制非常不容易，表现于组装关系上经常呈现余隙配合或干涉配合两种结果，一但呈现的是干涉配合时，直接造成的便是在插入固定插销15的当时即因为挤压冲击永久磁铁13而导致其碎裂破损的结果，严重影响制程良率，造成制造成本居高不下。

如图2所示，中国台湾公告第595072号专利提出一种马达转子2的结构设计，是由转轴21、多个永久磁铁23、及嵌入式小齿25所组成。该转轴21是以硅钢一体制作成型而取代现有以若干硅钢片堆叠而成的结构设计，其外圆表面并形成相互间隔的多个嵌合凸块211，各该永久磁铁23是设置于转轴21外圆表面对应相邻的两个嵌合凸块211之间，并对应各该嵌合凸块211插入具有对应嵌合凹槽的嵌入式小齿25，通过相邻二嵌入式小齿25而夹持固定永久磁铁23。

前述各该嵌入式小齿25必须配合永久磁铁23的形状与大小制作，其嵌合凹槽更必须配合各该嵌合凸块211的形状与大小制作，在制作技术与精度要求上显然更加困难，况且嵌入式小齿25的用量相当多，如此不仅造成元件成本的增加、组装成本的增加、备料仓储成本的增加，更导致固定效果不良的缺点。因为各嵌入式小齿25与永久磁铁23相互之间必须紧密贴靠才能确保固定效果，然而加工精度的误差在其间将形成连续的累计误差，十分容易产生永久磁铁23的震动与松动现象。另外，当前述使用环境的外在因素产生时，松动的现象将更为明显。