專利名稱：具有磁性流體軸承結構的電機的制作方法
技術領域：
本發明關于 一種電機，特別關于 一種具有磁性流體軸承結構的電機。
背景技術：
為因應電機高轉速的順暢與穩定，傳統技術以一軸承用以支持轉軸。如
圖1所示， 一種傳統電機1包括一定子11、 一轉軸12、 一軸承13以及一油 封14。該軸承13為一含油軸承，該油封14可為一扣環或一金屬環。該油封 14設置在該軸承13上方且環設于該轉軸12，而將潤滑油封存于該軸7^ 13 內。當該電機1處于運轉時，該軸承13利用潤滑油本身的粘滯性提供該轉 軸12潤滑而得以順暢運轉。
然而，由于該油封M環設于該轉軸12,無法完全密閉儲存潤滑油的空 間，因此容易造成潤滑油隨著該電機l于長時間高速運轉下而慢慢泄漏，使 得該轉軸12與該軸承13的潤滑度減低，造成該電機1的可靠度與使用壽命 降低。
因此，如何能夠有效地將潤滑油保存于軸承中，降低潤滑油的消耗，進 而提升電機的可靠度與使用壽命，已成為重要課題之一。
發明內容
有鑒于上述課題，本發明的目的為提供一種具有磁性流體軸承結構的電 機借由所產生的石茲場有效地將潤滑油保存于軸承中，降低潤滑油的消耗。再 者，^磁場可使i茲性流體產生額外的軸徑向支撐力，故可提升電機的可靠度與 使用壽命。
于是，為實現上述目的，依據本發明的一種^f茲性流體軸承結構包括至少 一軸承、至少一^f茲性組件以及一》茲性流體。該軸承套合于該轉軸，該/磁性組 件鄰設于該軸承，該磁性流體存在于該軸承與該轉軸之間，借由其與該磁性 組件間的磁性作用，避免該軸承的潤滑油泄漏，且該^磁性流體的液壓力提供
額外的軸徑向支撐使該轉軸相對于該軸承穩定旋轉。
為達上述目的，依據本發明的一種電機包括一轉子、 一定子以及一磁性 流體軸承結構。該轉子具有一轉軸，該定子與該轉子對應設置，該^磁性流體 軸承結構包括至少一軸承、至少一磁性組件及一磁性流體，該軸承套合于該 轉軸，該磁性組件鄰設于該軸承，該》茲性流體存在于該軸承與該轉軸之間， 借由該石茲性流體與該》茲性組件間的》茲性作用，避免該軸承的潤滑油泄漏，且 該磁性流體的液壓力提供額外的軸徑向支撐使該轉軸相對于該軸承穩定旋 轉。
承上所述，因依據本發明的一種具有磁性軸承結構的電機借由容置于該 軸承與該轉軸之間的該磁性流體與該磁性組件間的磁性作用，避免該軸承的 潤滑油泄漏，且所產生的液壓力提供額外的軸徑向支撐使該轉軸相對于該軸 承穩定旋轉。與傳統技術相較，本發明利用磁性回路產生的磁場使該磁性流 體產生額外的軸向及徑向支撐的液壓力，其無論于該轉軸處于運轉狀態或未 運轉狀態均能夠提供支撐作用。此外，本發明除了能夠增進該轉軸旋轉穩定 性外，更能夠借由該磁性組件的磁吸作用將潤滑油有效地保存于該軸承中， 降低潤滑油的消耗，進而提升該電機的可靠度與使用壽命。
圖1為一種傳統電機的示意圖2A為依據本發明第一優選實施例的一種電機及其磁性流體軸承結構 的示意圖2B為依據本發明第二優選實施例的一種電機及其磁性流體軸承結構 的示意圖3A為依據本發明第三優選實施例的一種電機及其磁性流體軸承結構 的示意圖3B為依據本發明第四優選實施例的一種電機及其磁性流體軸承結構 的示意圖4A為依據本發明第五優選實施例的一種電機及其磁性流體軸承結構 的示意圖；以及
圖4B為依據本發明第六優選實施例的一種電機及其磁性流體軸承結構 的示意圖。
組件符號說明
I、 2、 2a、 3、 3a、 4、 4a電機 29 第二定位件
II、 21 定子 221 轉軸 12、 22轉子 222 磁鐵 23、 33、 43 磁性流體軸承結構
24 軸管部
28 第一定位件
30 容置空間
231、 331、 431軸承
232、 332、 432磁性組件
233、 333、 433》茲性流體 C、 Cl、 C2、 C3磁性回路
具體實施例方式
以下將參照相關附圖，說明依據本發明優選實施例的一種具有磁性軸承 結構的電機，其中相同的組件將以相同的參照符號加以說明。
請參閱圖2A所示，本發明第一優選實施例的一種電機2包括一轉子22、 一定子21以及一磁性流體軸承結構23。該轉子22具有一轉軸221及一磁鐵 222，該轉軸221不具有導磁性；該定子21與該轉子22對應設置，并位于 該磁鐵222與該轉軸221之間；該磁性流體軸承結構23包括至少一軸承231 、 至少一磁性組件232及一磁性流體233。在本實施例中，該磁性流體軸承結 構23具有二個軸承231及二個^f茲性組件232,該等^f茲性組件232可為一永久 磁鐵、電磁鐵或磁石，但不限于此。該磁性流體233可內含鐵、鈷、鎳或其 合金。
該電機2還包括一第一定位件28及一第二定位件29，該第一定位件28 具有導磁性或不具有導磁性，該第二定位件29為一環狀。在本實施例中， 該磁性流體軸承結構23容置于該電機2的一軸管部24;其中，該等軸承231 套合于該轉軸221并與該第一定位件28相互抵接而形成一容置空間30，其 可容置該等軸承231的潤滑油，該等磁性組件232鄰設于該等軸承231外環 并與該軸管部24抵接，而該轉軸221的一端借由該第二定位件29套接于鄰 近該軸管部24的底部。此外，該軸管部24可使套置其內部的各組件對位于
同一圓心上；該/磁性流體233存在于該軸管部24內的該等軸承231與該轉 軸221之間。
該磁性流體軸承結構23對該電機2所提供的潤滑保護原理及過程如下 所述當該電機2處于未運轉狀態時，各該等i茲性組件232因N、 S極配置 為軸向，故其磁性回路C與該轉軸221呈軸向分布，該等軸承231亦對該轉 軸221提供一支撐作用。當該電機2處于運轉狀態時，由于該等軸承231具 有導磁性，故該等磁性組件232所發出的該磁性回路C可透過該等軸承231 吸附該磁性流體233且以軸向分布于該等軸承231與該轉軸221之間，而隨 著磁通密度的增大，該磁性流體233的液壓力也隨之增加，進而提供該等軸 承231與該轉軸221更佳的潤滑與支撐效果，減少該轉軸221與該等軸承231 的磨損。此外，由于該等》茲性組件232提供的i茲吸作用，對于該磁性流體軸 承結構23而言，等同形成一油封結構，故能夠避免潤滑油的消耗。
請參閱圖2B所示，本發明第二優選實施例的一種電機2a的構成與功能 均與該電機2相同，不同之處在于各該等磁性組件232的N、 S極相較于 該轉軸221的配置為徑向，故其磁性回路C1與該轉軸221呈徑向分布。當 該電機2a處于運轉狀態時，由于該等軸承231具有導磁性，故該等磁性組 件232所發出的該石茲性回路Cl可通過該等軸承231吸附該-磁性流體233， 并正比于磁通量密度以徑向提供潤滑與支撐作用于該等軸承231與該轉軸 221之間，減少該轉軸221與該等軸承231的磨損，同樣形成一油封結構避 免潤滑油的消耗。
請參閱圖3A所示，本發明第三優選實施例的一種電機3包括一轉子22、 一定子21以及一磁性流體軸承結構33。該電機3的構成與功能均與上述第 一優選實施例的該電機2相同，不同之處在于該轉軸221具有導磁性，該 磁性流體軸承結構33具有二個軸承331、一磁性組件332及一磁性流體333; 該磁性組件332為一永久磁鐵環，鄰設于該等軸承331的外環且兼具該第一 定位件28的定位功能；該^f茲性流體333系存在于該軸管部24內的該等軸承 331與該轉軸221之間。
當該電機3處于運轉狀態時，由于該等軸承331與該轉軸221具有導磁 性，且該磁性組件332的N、 S極為軸向配置，故該磁性組件332所發出的 一磁性回路C2可通過該等軸承331及該轉軸221吸附該》茲性流體333且以 軸向分布于該等軸承331與該轉軸221之間；需注意的是，由于該轉軸221
具有導磁性，故該轉軸221與該等軸承331未套合部分，也會有該磁性流體 333吸附，隨著磁通密度的增大，該磁性流體333的液壓力也隨之增加，達 到更佳的潤滑與支撐效果，亦同樣形成一油封結構避免潤滑油的消耗。
請參閱圖3B所示，本發明第四優選實施例的一種電機3a的構成與功能 均與該電機3相同，不同之處在于該》茲性組件332的N、 S極相較于該轉 軸221的配置為徑向，故其磁性回路C3與該轉軸221呈徑向分布。由于該 等軸承331與該轉軸221具有導磁性，故該磁性組件332所發出的該磁性回 路C3可吸附該》茲性流體333于該轉軸221與該等軸承331的接觸表面，并 正比于磁通量密度以徑向提供潤滑與支撐作用于該等軸承331與該轉軸221 之間，進而減少該轉軸221與該等軸承331的磨損，同樣形成一油封結構避 免潤滑油的消耗。
請參閱圖4A所示，本發明第五優選實施例的 一種電機4包括一轉子22、 一定子21以及一磁性流體軸承結構43。該電機4的構成與功能均與上述第 三優選實施例的該電機3相同，不同之處在于該f茲性流體軸承結構43為 一軸承431內嵌一磁性組件432構成，該磁性組件432為一永久磁鐵環，該 磁性流體433存在于該軸承431與該轉軸221之間。本實施例同樣能夠節省 第一定位件，該磁性流體軸承結構43對該電機4所提供的油封、潤滑與支 撐作用如前所述，在此不再贅述。
請參閱圖4B所示，本發明第六優選實施例的一種電機4a的構成與功能 均與該電機4相同，不同之處在于該^磁性流體軸承結構43為一軸承431 內嵌二個磁性組件432構成，該等磁性組件432為一永久磁鐵環。
綜上所述，本發明的一種具有磁性流體軸承結構的電機借由容置于該軸 承與該轉軸之間的該磁性流體與該磁性組件間的磁性作用，避免該軸承的潤
滑油泄漏，且所產生的液壓力提供額外的軸徑向支撐使該轉軸相對于該軸承 穩定旋轉。與傳統技術相較，本發明利用磁性回路產生的磁場使該磁性流體 產生額外的軸向及徑向支撐的液壓力，其無論于該轉軸處于運轉狀態或未運 轉狀態均能夠提供支撐作用。此外，本發明除了能夠增進該轉軸旋轉穩定性 外，更能夠借由該磁性組件的磁吸作用將潤滑油有效地保存在該軸承中，降 低潤滑油的消耗，進而提升該電機的可靠度與使用壽命。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發明的精神與范疇， 而對其進行的等效修改或變更，均應包括在本發明中。
權利要求
1.一種電機，包括一轉子，具有一轉軸；一定子，與該轉子對應設置；以及一磁性流體軸承結構，包括至少一軸承、至少一磁性組件及一磁性流體，該軸承套合于該轉軸，該磁性組件鄰設于該軸承，該磁性流體存在于該軸承與該轉軸之間，借由該磁性流體與該磁性組件間的磁性作用，避免該軸承的潤滑油泄漏。
2. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性流體的液壓力提供額外的軸 徑向支撐使該轉軸相對于該軸承穩定旋轉。
3. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性流體軸承結構容置在該電機 的一軸管部。
4. 根據權利要求3所述的電機，其中該定子套置在該軸管部。
5. 根據權利要求1所述的電機，還包括至少一第一定位件，其與該軸承 抵接。
6. 根據權利要求5所述的電機，其中該第一定位件具有導磁性或不具有 導磁性。
7. 根據權利要求1所述的電機，還包括至少一第二定位件，其與該轉軸抵接。
8. 根據權利要求7所述的電機，其中該第二定位件設置在鄰近該轉軸的 一端部。
9. 根據權利要求1所述的電機，其中該轉軸與該軸承之間具有一容置空 間，以容置該/磁性流體。
10. 根據權利要求1所述的電機，其中該轉軸具有導磁性或不具有導磁性。
11. 根據權利要求1所述的電機，其中該軸承具有導磁性。
12. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性組件的磁力回路與轉軸呈 軸向分布或徑向分布。
13. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性組件為永久磁鐵、電磁鐵 或磁石。
14. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性流體包括鐵、鈷、鎳或其合金。
15. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性組件的一N極及一 S極相 對于轉軸為軸向配置或徑向配置。
16. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性組件內嵌于該軸承中，且 該磁性組件為 一永久石茲鐵環。
17. 根據權利要求1所述的電機，其中該軸承內嵌二個磁性組件。
18. 根據權利要求1所述的電機，其中該磁性組件為一永久磁鐵，鄰設 在該軸承的外環。
全文摘要
本發明公開一種具有磁性流體軸承結構的電機，該磁性流體軸承結構包括至少一軸承、至少一磁性組件以及一磁性流體。該軸承套合于一轉軸，該磁性組件耦接于該軸承，該磁性流體存在于該軸承與該轉軸之間，借由其與該磁性組件間的磁性作用，避免軸承的潤滑油泄漏，且該磁性流體的液壓力提供額外的軸徑向支撐使該轉軸相對于該軸承穩定旋轉。
文檔編號H02K7/08GK101192772SQ20061016278
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月23日 優先權日2006年11月23日
發明者張紹雄, 張起豪 申請人:臺達電子工業股份有限公司