CN101425723A - 马达结构以及风扇 - Google Patents

Abstract

一种马达结构以及风扇，该马达结构主要包括：轴心、马达控制板、定子、转子以及马达壳体，其中，该马达控制板具有第一固定部，且套设于该轴心上，该定子具有第二固定部，该第二固定部用以与该第一固定部结合，以使该马达控制板组设于该定子上，该转子与该定子对应并枢设于该轴心上，该马达壳体枢接于该轴心上，且罩设于该轴心、该马达控制板、该定子以及该转子外，而该风扇是由该马达结构以及扇叶件所组成的，通过该第二固定部与套设于该轴心的马达控制板的第一固定部结合，可使该马达控制板定位于该定子上，以缩小整体体积及节省线材以及线材加工的成本。

Description

马达结构以及风扇

技术领域

本发明涉及一种马达结构以及风扇，特别是涉及一种外转式无刷直流的马达结构以及应用该马达结构的风扇。

背景技术

马达是用来将电能转换为机械能，其主要是由转子和定子所构成，以利用电能使定子与转子之间产生电磁场，进而通过电磁场之间的互吸/互斥的作用产生机械能，从而使转子产生旋转运动，当然除了直接提供旋转运动外，所输出的机械能也可搭载不同的机构而转换成不同形式的机械能运动(例如：为线性运动或震动运动等)。常见的马达大致依电源总类分为直流马达、交流马达、及无刷直流(brushless DC；BLDC)马达。

一般传统的直流马达的定子是由永久磁铁所构成，并在转子上绕设有激磁线圈及装设有电流变换器(commutator)，以由不同相邻极性的碳质电刷分别经该电流变换器将直流电源导入激磁线圈上产生电磁力。此电磁力与定子上的永久磁铁的互斥/互吸作用而使转子旋转，且电磁力的方向是通过该电流变换器随着转子旋转改变接触的电刷，由此可改变电流的方向，但是此属于机械换相(Mechanical Commutation)的方式，除了会因为机械摩擦消耗不必要的动能外，电流变换器与电刷的接触面将易产生火花与噪音，且电刷的清理与更换也会增加维护保养的困扰。

而交流马达的转子是由永久磁铁构成，并在定子上绕设有激磁线圈，以利用交流电本身变换极性的特性，将交流电导入定子的激磁线圈，产生交替变动的磁场方向，而无上述直流马达需使用电流变换器和电刷所产生的问题，但是交流马达欲改变速度除了调变交流电压，也需相对调变交流电频率，使在速度控制上较困难，且只能运用于非直流的场合。

相比于上述的直流及交流马达控制技术，无刷直流(BLDC)马达是采用电子换相(Electronic Commutation)的控制方式，即转子是由极性不会改变的永久磁铁所构成，定子则如同交流马达绕设有激磁线圈，故可通过改变激磁线圈的电流输入方向所产生不同的电磁力方向带动转子旋转，无需如传统直流马达因使用电刷传导电流所造成磨耗与噪音的缺点，且在控制操作上相比于交流马达更为简便，而逐渐广为业界所采用。

承上述，通过电子换相的控制方式需确实知道转子的转动位置所对应的极性，才能精准对应控制电磁力的方向，因此对于无刷直流(BLDC)马达而言，控制器是不可或缺的主要元件，如美国专利第US7,157,872号提出了一种运用外转式BLDC马达的吊扇，该无刷直流(BLDC)马达是由控制器、定子、及转子所组成。该控制器连接有一组磁力的感测器，且对应于转子外周缘面的感应磁铁，并通过感应磁铁间接感测转子永久磁铁的磁极特性，以驱使转子依同一方向持续转动；但是，该控制器设置于马达壳体的上方(马达壳体外)，且需在马达壳体上额外增设感应磁铁，以供感测器感测磁场的变化，此举无疑地易使整体组装结构更加繁杂(需额外将导电线材自马达壳体内拉出以与马达壳体外的控制器电性连接)且增加了无刷直流(BLDC)马达整体的体积以及导电线材的成本。

为了改善前述组装上的技术问题，如中国台湾专利公告第M315782号新型专利、中国台湾专利公告第M320603号新型专利等皆提出了有关吊扇马达感测装置的固定技术，是由包含马达轴心及硅钢片构成的定子、转子、感测元件及电路板组成，其主要是通过硅钢片设有预定的承置槽，从而供该感测元件相对嵌合组装定位。但是，此种利用承置槽固定的专利技术，电路板及其感测元件是定位于定子的外周缘面上，因此，为了避免脱落，需在承置槽上加点粘胶程序以增加胶合程度，如此无疑将造成在制造上的繁杂度。

综合上述现有技术所存在的缺陷，如何提出一种结构简单、制造容易、减少使用元件以缩小整体体积、且可减少线材的成本以及线材加工成本的马达结构以及风扇，实为本领域技术中急待解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺点，本发明的一目的是提供一种结构简单、制造容易的马达结构以及风扇。

本发明的次一目的是提供一种减少使用元件以缩小整体体积的马达结构以及风扇。

本发明的另一目的是提供一种可减少线材的成本以及线材加工成本的马达结构以及风扇。

为达到上述目的及其他目的，本发明提供一种马达结构，包括：轴心；马达控制板，具有第一固定部，且套设于该轴心上；定子，具有对应该第一固定部的第二固定部，该第二固定部用以与该第一固定部结合，以使该马达控制板组设于该定子上；转子，与该定子对应并枢设于该轴心上；以及马达壳体，枢接于该轴心上，且罩设于该轴心、该马达控制板、该定子以及该转子外。

为达到相同目的，本发明还提供另一种风扇，包括：扇叶件，设有多个叶片；以及马达结构，其包括：轴心；马达控制板，具有第一固定部，用以供接置电源；定子，套设于该轴心上，且具有：定子本体，套设于该轴心上，并设有多个激磁单元；固定座，设于该定子本体对应该马达控制板的一面，其具有与该第一固定部对应的第二固定部，该第二固定部用以与该第一固定部结合，以使该马达控制板组设于该定子上；转子，与该定子对应并枢设于该轴心上，且与该扇叶件连接，并具有对应该预定数目的激磁单元的预定数目的磁力单元；以马达壳体，枢接于该轴心上，且罩设于该轴心、该马达控制板、该定子以及该转子外；其中，该马达控制板在接置电源后，将电源分配至各该激磁单元上，使各该激磁单元产生与各该磁力单元互吸/互斥的感应磁场，以驱使该转子带动该扇叶件转动。

相比于现有技术，本发明所提供的马达结构主要是在马达控制板设有第一固定部，且在定子具有对应该第一固定部的第二固定部，而在将该定子与该马达控制板的第一固定部套设于轴心后，该第二固定部即与该第一固定部结合，以使该马达控制板定位于该定子上，由此，不仅可将该马达控制板设置于马达结构内，更无需如现有技术在硅钢片设置预定的承置槽以及需在承置槽上加点粘胶的程序，故而，本发明的马达结构以及使用该马达结构的风扇结构简单、制造容易，此外，由于无需如现有技术在马达壳体外增设感应磁铁以及额外将线材自马达壳体内拉出以与马达壳体外的控制器电性连接，相应地，则可缩小整体体积及节省线材成本以及线材加工成本，从而达上述所有目的。

附图说明

图1为一分解示意图，其显示本发明装置的分解示意图；

图2为一组合示意图，其显示本发明的组合示意图；

图3为一剖面示意图，其显示本发明在组合后的剖面示意图；

图4为一应用示意图，其显示本发明的组合应用示意图；

图5为一分解示意图，其显示本发明在另一角度的分解示意图。

主要元件符号说明：

100    马达结构

10    马达控制板

11    第一固定部

12    轴孔

20    定子

21    固定座

22    轴心

23    第二固定部

24    外周缘面

25    激磁单元

26    轴承

30    转子

33    固定部

331   内缘

332   外缘

333   间隔槽

34    磁力单元

40    风扇

41    扇叶件

42    叶片

50    感测元件

60    遮蔽板

70    马达壳体

71    第一壳体

711   卡合槽

72    第二壳体

200   定子本体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

请参阅图1、图2、图3、图4及图5，是用以说明本发明马达结构的分解示意图、组合示意图、组合剖面示意图以及应用示意图。如图所示，本发明所提供的该马达结构100包括了马达控制板10、定子20、转子30、轴心22、轴承26、隔离板60、以及马达壳体70，而马达结构100为外转式无刷直流(BLDC)马达，即该转子30是以定子20为中心而环绕于该定子外围转动，从而驱使该转子30带动风扇40绕着定子20转动(如图4所示)，具体而言，该风扇40可例如为吊扇或其它风扇装置，以下即对上述各构件进行详细的说明。

该马达控制板10具有第一固定部11及轴孔12，该轴孔12用以供马达控制板10套设该轴心22；该定子20套设于该轴心22上，该定子20包括：一定子本体200、一设于该本体其对应于该控制板50一面的固定座21(显示于图5)以及多个激磁单元25。其中，该定子本体200是由多个金属片所堆叠串接而成，常用的金属片是以硅钢片居多，但非以此为限。该固定座21是为一金属座体，且组设于该定子本体200对应该控制板50的该面上。该固定座21上并具有与该第一固定部11对应的第二固定部23，以使该定子本体200可通过该第二固定部23与该马达控制板10的第一固定部11结合，从而将该马达控制板10稳固地定位于该定子本体200上；该转子30与该定子20对应并枢设于该轴心22上。具体而言，该第一固定部11可为孔洞，该第二固定部23可为螺柱(也可实施为块体等结构)，从而使该马达控制板10与定子20之间通过孔洞(该第一固定部11)与柱体(该第二固定部23)的螺合而相互结合且定位，且孔洞与柱体的设置数量、位置及大小并非局限于本实施例。在本发明的其他实施例中，该第一固定部11也可为螺柱，相应地，该第二固定部23则为孔洞，但并非以此为限，也可通过其他的接合结构的设置来达成该第一固定部11与该第二固定部23相互定位的效果。

承上所述，该定子本体200之上绕设有与该马达控制板10电性连接的预定数目的激磁单元25，而该转子30具有对应该预定数目的激磁单元25的预定数目的磁力单元34。

该马达壳体70由第一壳体71与第二壳体72所构成，该第一壳体71与该第二壳体72为对应枢接于该轴心22上，以罩设于该轴心22、该马达控制板10、该定子20以及该转子30外。具体而言，该转子30还包括固定架33，该定子20则通过两个分别设置于该轴心22两端的轴承26枢接于该轴心22上，该两轴承26并分别固设于该第一壳体31以及第二壳体32的轴孔中。其中，该第一壳体71还具有用以供容设该磁力单元34的一端的卡合槽711，而固定架33则枢设于该第一壳体31与第二壳体32内，且该固定架33具有内壁331及外壁332，内壁331环绕于该定子20本体200的外周缘面，该外壁332用以供设置该磁力单元34均匀环设于其上，使磁力单元34与定子20外侧的激磁单元25形成环状围绕的间隔，并在控制电路板10上接置电源，将电源分配至各该激磁单元25上，使各该激磁单元25产生与各该磁力单元25互吸/互斥的感应磁场，以驱使该转子30转动。

在上述实施例中；激磁单元25例如可为激磁线圈，且该激磁线圈是缠绕的环设于该定子本体200的环状槽(图中未予以标示)中；磁力单元34则可例如为永久磁铁所构成，而磁力单元34的数量、位置、及尺寸也无特别限定，但原则上是异极相邻的方式环状排列于间隔槽333内延伸至可与激磁单元25感应处，此外，由于激磁线圈、永久磁铁以及采取例如硅钢片堆叠串接成为定子本体200的技术为本发明所属技术领域中的技术人员所能理解并据以实施的，因此未搭配详细附图予以说明其详细技术内容(如结构或原理等)。

如图4所显示为使用本发明的马达结构的风扇的结构实施例。如图所示，本发明所提供的风扇40包括：设有多个叶片42的扇叶件41以及马达结构100，该马达结构100由图3所示的马达控制板10、定子20、转子30、轴心22、轴承26、隔离板60、马达壳体70所构成，其中，该扇叶件41固设于马达壳体70的第一外壳71上。该扇叶件41的轴心再对应该定子20而枢设于该轴心22上，由前述定子20上绕设有与该马达控制板10电性连接的预定数目的激磁单元25，转子30具有对应该预定数目的激磁单元25的预定数目的磁力单元34；因此，该马达控制板10在接置电源后，是将电源分配至各该激磁单元25上，使各该激磁单元25产生与各该磁力单元34互吸/互斥的感应磁场，以驱使该转子30转动该第一外壳70并连动设于第一外壳70上的扇叶件41转动。但是，在本实施例中的马达结构的主要特征与前述实施例类似，故在此不予赘述。

如图5，是显示上述本发明马达结构另一角度的分解示意图，如图所示，该马达控制板10上还设置有感测元件50，该感测元件50可例如为霍尔元件，用以侦测磁场方向以供判断转子30的极性及对应的位置，需说明的是，该感测元件50设置于马达控制板10上的位置并无限制，但至少需设置于磁力单元34可感应到的非隔离的区域内，也就是说，转子30中固定架33的外壁332的间隔槽333上的磁力单元34的尺寸、形状或位置的设置至少为该感测元件可感应的，也就是说，由于本发明的感测元件50设置于控制电路板10上，而非固定座21(硅钢片)上，因此，相比于现有技术，无需进行加点粘胶程序，故而除了可以简化结构、减少使用元件外，同时无需进行加点粘胶程序，使组装更为容易。此外，该马达结构100还包括遮蔽板60，该遮蔽板60设置于该马达控制板10与该定子20之间，用以屏蔽该激磁单元25所产生的磁场以及绝缘高压，以维持较佳的电气特性。

综上所述，本发明所提供的马达结构主要是在马达控制板设有第一固定部，且定子具有对应该第一固定部的第二固定部，而在该马达控制板的第一固定部套设于轴心后，该第二固定部即与该第一固定部结合，以使该马达控制板定位于该定子上，由此，不仅可将该马达控制板设置于马达结构内，更无需如现有技术在硅钢片设置预定的承置槽以及需在承置槽上加点粘胶的程序，故而，本发明的马达结构以及使用该马达结构的风扇结构简单、制造容易，此外，由于无需如现有技术在马达壳体外增设感应磁铁以及额外将线材自马达壳体内拉出以与马达壳体外的控制器电性连接，相应地，则可缩小整体体积及节省线材成本以及线材加工成本；再者，本发明的马达结构还在该马达控制板与该定子之间设置屏蔽板，用以屏蔽该激磁单元所产生的磁场以及绝缘高压，以维持较佳的电气特性；此外，通过将感测元件设置于控制电路板上，而非定子本体(硅钢片)上，同时也可简化结构、减少额外元件或结构的增加、且使组装更为容易。由上可知，本发明的马达结构以及风扇可充分改善现有技术中的缺点，实具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应以权利要求书的范围为依据。

Claims (25)

1、一种马达结构，其特征在于，包括：

轴心；

马达控制板，具有第一固定部，且套设于该轴心上；

定子，具有对应该第一固定部的第二固定部，该第二固定部用以与该第一固定部结合，以使该马达控制板组设于该定子上；

转子，与该定子对应并枢设于该轴心上；以及

马达壳体，枢接于该轴心上，且罩设于该轴心、该马达控制板、该定子以及该转子外。

2、根据权利要求1所述的马达结构，其特征在于，该定子包括：

定子本体，套设于该轴心上；以及

固定座，该固定座设于该定子本体对应该马达控制板的一面，其具有该第二固定部。

3、根据权利要求2所述的马达结构，其特征在于：该固定座为一金属座体。

4、根据权利要求2所述的马达结构，其特征在于：该定子本体上绕设有与该马达控制板电性连接的预定数目的激磁单元，该转子具有对应该预定数目的激磁单元的预定数目的磁力单元。

5、根据权利要求4所述的马达结构，其特征在于：该激磁单元设置于该本体上的环状槽中。

6、根据权利要求4所述的马达结构，其特征在于：该激磁单元为激磁线圈。

7、根据权利要求4所述的马达结构，其特征在于：该马达壳体还具有用以供容设该磁力单元的一端的卡合槽。

8、根据权利要求4所述的马达结构，其特征在于：该转子还包括固定架，枢设于该马达壳体内，且该固定架具有内壁及外壁，该内壁环绕于该定子的外周缘面，该外壁用以供设置该磁力单元。

9、根据权利要求8所述的马达结构，其特征在于：该马达控制板上还设置有感测元件，且设置于该固定架的外壁的磁力单元的尺寸、形状或位置的设置至少为该感测元件可感应的。

10、根据权利要求9所述的马达结构，其特征在于：该感测元件为霍尔元件。

11、根据权利要求4所述的马达结构，其特征在于：该磁力单元为永久磁铁。

12、根据权利要求1所述的马达结构，其特征在于：该马达结构还包括遮蔽板，该遮蔽板设置于该马达控制板与该定子之间，用以屏蔽该激磁单元所产生的磁场以及绝缘高压。

13、根据权利要求1所述的马达结构，其特征在于：该第一固定部为孔洞，该第二固定部为螺柱。

14、根据权利要求1所述的马达结构，其特征在于：该第一固定部为螺柱，该第二固定部为孔洞。

15、一种风扇，其特征在于，包括：

扇叶件，设有多个叶片；以及

马达结构，其包括：

轴心；

马达控制板，具有第一固定部，用以供接置电源；

定子，套设于该轴心上，且具有：

定子本体，套设于该轴心上，并设有多个激磁单元；

固定座，设于该定子本体对应该马达控制板的一面，其具有与该第一固定部对应的第二固定部，该第二固定部用以与该第一固定部结合，以使该马达控制板组设于该定子上；

转子，与该定子对应并枢设于该轴心上，且与该扇叶件连接，并具有对应该预定数目的激磁单元的预定数目的磁力单元；以及

马达壳体，枢接于该轴心上，且罩设于该轴心、该马达控制板、该定子以及该转子外；

其中，该马达控制板在接置电源后，将电源分配至各该激磁单元上，使各该激磁单元产生与各该磁力单元互吸/互斥的感应磁场，以驱使该转子带动该扇叶件转动。

16、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该定子本体是由多个金属片所堆叠串接而成。

17、根据权利要求16所述的风扇，其特征在于：该金属片为硅钢片。

18、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该激磁单元为激磁线圈。

19、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该转子还包括固定架，枢设于该马达壳体内，且该固定架具有内壁及外壁，该内壁环绕于该定子的外周缘面，该外壁用以供设置该磁力单元。

20、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该马达控制板上还设置有感测元件，且设置于该固定架的外壁的磁力单元的尺寸、形状或位置的设置至少为该感测元件可感应的。

21、根据权利要求20所述的风扇，其特征在于：该感测元件为霍尔元件。

22、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该磁力单元为永久磁铁。

23、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该马达结构还包括遮蔽板，该遮蔽板设置于该马达控制板与该定子之间，用以屏蔽该激磁单元所产生的磁场以及绝缘高压。

24、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该第一固定部为孔洞，该第二固定部为螺柱。

25、根据权利要求15所述的风扇，其特征在于：该第一固定部为螺柱，该第二固定部为孔洞。

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