CN101499684B - 马达与风扇及其定子结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种马达与风扇及其定子结构，其中定子结构与马达与风扇的转子结构搭配使用，且转子结构具有一磁环，而定子结构包括一硅钢片组以及多个绕线组。定子结构的绕线组数量少于磁极数量，因此可提供更多的空间以设置被动元件及/或感测元件，而可更适合应用在轻薄短小的电子产品中。

Description

马达与风扇及其定子结构

技术领域

本发明涉及一种马达与风扇及其定子结构，其特别是涉及适用于小型化及薄型化的马达与风扇及其定子结构。

背景技术

请参照图1，其为现行气隙型马达设计中转子结构的磁环111与定子结构1的配置示意图。该磁环111具有两个N磁极111a、和两个S磁极111b，且N磁极111a与S磁极111b彼此交错配置。该定子结构13主要由硅钢片组131以及绕线组133所构成，其中硅钢片组131由多片硅钢片堆叠而形成，而硅钢片组131具有多个槽齿132，且在每一槽齿132上均绕设有绕线组133。

当电流流经定子结构13以产生磁场后，使得转子结构的磁场在切割定子结构13的磁力线的情况下，会对应地产生旋转扭矩以驱动转子结构进行转动。

现有技术将绕线组133分别绕设于硅钢片组131的所有槽齿132，然而，面对产品逐渐趋向轻薄短小的设计需求，由于马达结构中硅钢片组131的槽齿132及绕线组133占用空间过大，使得电子元件的容纳空间不足，而不利于微型化。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种马达与风扇及其定子结构，能够在不扩大马达体积的前提下，通过减少硅钢片组的槽齿及绕线组所占据的空间，以提供足够的空间容纳电子元件，以满足马达小型化及薄型化的设计要求。

为达上述目的，依据本发明的一种定子结构与一转子结构搭配使用，该转子结构具有一磁环，该定子结构包括一硅钢片组，该硅钢片组具有多个槽齿；以及多个绕线组，绕设于该槽齿，其中该磁环具有多个磁极，且该绕线组的数量少于该磁极的数量。

为达上述目的，本发明的一种马达包括一转子结构，该转子结构具有一磁环；以及一定子结构，包括一硅钢片组，该硅钢片组具有多个槽齿；以及多个绕线组，绕设于该槽齿，其中该磁环具有多个磁极，且该绕线组的数量少于该磁极的数量。该马达为微型马达或薄型马达。其中该槽齿的数量不多于该磁极的数量，该绕线组的数量不多于该槽齿的数量。

较佳地，该相邻两槽齿之间的夹角为30度、45度、60度、90度、135度或180度。

该多个磁极包括N磁极及S磁极，且彼此交错配置。该磁环为一永久磁铁或电磁铁。此外，该转子结构具有一导磁壳，且该磁环设置在该导磁壳内。

该马达更包括一电路板，其中该电路板具有至少一电子元件，其设置在该两相邻的槽齿之间，该电子元件可为一被动元件、一感测元件或一霍尔元件。

该电子元件的中心线与该其中之一槽齿的中心线的夹角为22.5(2n+1)度，n为0～7的整数。

或者，该电子元件的中心线与该其中之一槽齿的中心线的夹角为45(2n+1)度，n为0～3的整数。

又或者，该电子元件的中心线与该相邻的槽齿中心线的夹角为30，45或90度。

为达上述目的，本发明的一种风扇包括一扇框；一马达，设置在该扇框内，该马达包括一转子结构，该转子结构具有一磁环；以及一定子结构，包括一硅钢片组，该硅钢片组具有多个槽齿；以及多个绕线组，绕设于该槽齿，其中该磁环具有多个磁极，且该绕线组的数量少于该磁极的数量。

该转子结构具有一叶轮，该叶轮更具有一轮毂与多个扇叶，且该些扇叶环设于该轮毂。

承上所述，本发明的马达与风扇由于定子结构的绕线组数量少于磁环的磁极数量，因此能够减少硅钢片组的槽齿及绕线组所占据的空间，以提供足够的空间容纳电子元件，以满足马达小型化及薄型化的设计要求。

附图说明

图1为现有马达的定子结构与磁环的配置示意图；

图2为本发明较佳实施例的一种风扇的示意图；

图3则为对应图2中所示的定子结构的示意图；以及

图4至图9为本发明的定子结构具有不同变化态样的示意图。

主要元件符号说明

2：风扇21：转子结构

211：磁环111a、211a：N磁极

111b、211b：S磁极213：导磁壳

215：叶轮215a：扇叶

215b：轮毂215c：转轴

13、23：定子结构131、231：硅钢片组

231a：硅钢片132、232a、232b：槽齿

133、233：绕线组25：电路板

251：电子元件27：扇框

271：框体272：肋条

29：轴管部

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明较佳实施例的一种定子结构及其应用的马达与风扇，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。

图2为本发明较佳实施例的一种风扇的立体分解图，而该风扇2包括一马达、扇框27及轴管部29，扇框27包括一框体271与多根肋条272，马达设置在扇框27的框体271内，轴管部29设置在扇框27基座上。

马达包括一转子结构21、一定子结构23与一电路板25，且电路板25具有多个电子元件251。

其中转子结构21包括一磁环211、一导磁壳213与一叶轮215。磁环211设置在导磁壳213内，且磁环211由多个N磁极211a与S磁极211b所构成，以本实施态样为例，磁环211具有两组N磁极211a及S磁极211b，且N磁极211a与S磁极211b互为交错配置，亦即N磁极211a与S磁极211b彼此相邻排列。另外，叶轮215具有多个扇叶215a、一轮毂215b与一转轴215c，扇叶215a环设于轮毂215b，且容置有磁环211的导磁壳213则是设置在叶轮215的轮毂215b内，而转轴215c则是穿设在轴管部29内。

而定子结构23包括一硅钢片组231及多个绕线组233，硅钢片组231由多个硅钢片231a堆叠构成，且硅钢片组231具有二个槽齿232a及二个槽齿232b，其分别与N磁极211a及S磁极211b对应设置，且槽齿232a、232b的尺寸与磁极211a、211b的尺寸彼此对应配置。在本实施例中，相邻的槽齿232a、232b之间夹设90度的夹角，形成四槽四极的结构，如图3所示。本发明的定子结构四个槽齿232a、232b中只有两个槽齿232a上绕设有绕线组233，而另外两个槽齿232b则无，使得定子结构23的绕线组233的数量少于转子结构21的磁极211a、211b的数量。如此一来，电子元件251即可设置于绕线组233未占用的空间。在此实施例中该电子元件251可为一霍尔元件，其中心线与槽齿232b中心线的夹角为45度。

基于定子结构的绕线组数量少于磁环的磁极数量的设计，本发明具有不同的变化态样。请参照图4所示，本实施例揭露二槽四极的定子结构23a，其与前述图3的实施例不同之处在于定子结构23a仅具有二个槽齿232a，槽齿232a的尺寸与磁极211a、211b的尺寸彼此对应配置。其中相邻两槽齿232a彼此夹设180度的夹角，且所有槽齿232a均绕设有绕线组233。

或者，如图5所示，定子结构23b的二个槽齿232a彼此夹设90度的夹角，且所有槽齿232a也均绕设有绕线组233。该电子元件251的中心线与槽齿232a中心线的夹角为135度。

请参照图6所示，本实施例揭露二槽六极的定子结构23c，其与图5所述的实施例不同之处在于转子结构21的磁环211具有三组交错配置的N磁极211a及S磁极211b所构成。而定子结构23c仅具有二个槽齿232a，且所有槽齿232a均绕设有绕线组233。槽齿232a的尺寸与磁极211a、211b的尺寸彼此对应配置。其中相邻两槽齿232a彼此夹设180度的夹角，而该电子元件251的中心线与槽齿232a中心线的夹角为90度。

请参照图7所示，本实施例揭露六槽六极的定子结构23d，其与前述实施例不同之处在于定子结构23d具有三个槽齿232a及三个槽齿232b，且所有槽齿232a均绕设有绕线组233，而所有槽齿232b则均无，槽齿232a、232b的尺寸与磁极211a、211b的尺寸彼此对应配置。其中槽齿232a与槽齿232b彼此夹设60度的夹角，而该电子元件251的中心线与槽齿232a中心线的夹角为30度。

请参照图8所示，本实施例揭露三槽六极的定子结构23e，其与前述图7的实施例不同之处在于定子结构23e仅具有三个槽齿232a，且所有槽齿232a均绕设有绕线组233，槽齿232a的尺寸与磁极211a、211b的尺寸彼此对应配置。其中相邻两槽齿232a彼此夹设120度的夹角。

请参照图9所示，本实施例揭露四槽八极的定子结构23f，其与前述实施例不同之处在于定子结构23f仅具有四个槽齿232a，且所有槽齿232a均绕设有绕线组233，槽齿232a的尺寸与磁极211a、211b的尺寸彼此对应配置。其中相邻两槽齿232a彼此夹设45度或135度的夹角，而该电子元件251的中心线与槽齿232a中心线的夹角为22.5度。

为符合微型化的设计需求，上述所有的实施态样通过减少定子结构中槽齿及绕线组所占据的空间，让定子结构的槽齿之间均相对提供足够的空间，容纳所需的电子元件251(如图3中所示)来控制或驱动马达20的作动。举例来说，为了能够精准地控制马达的作动，可利用这些空间以沿着转子结构的N磁极、S磁极转动路径来设置被动元件或感测元件(例如霍尔元件)。故转子结构在转动时可通过侦测N磁极和S磁极转动而产生的磁场变化以确认转子结构是否正常作动。

本发明的定子结构23可应用于微型马达或薄型马达，转子结构的磁环除了可由永久磁铁所构成，也可由电磁铁所构成。

另外，上述虽提出具有各种不同夹角的槽齿设计，然非用以限制本发明，槽齿之间的夹角可依据不同的产品规格以制作出对应的角度。且根据以上的实施态样可知，本发明所揭露的定子结构的槽齿数量可小于或等于转子结构的磁极数量。无论如何变化，绕设在槽齿上的绕线组数量必定少于转子结构的磁极数量。如此，可提供足以容置电子元件的空间。

综上所述，本发明的一种马达与风扇及其定子结构通过定子结构的绕线组数量少于磁环的磁极数量，因此能够减少硅钢片组的槽齿及绕线组所占据的空间，以提供足够的空间容纳电子元件，以满足马达小型化及薄型化的设计要求。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含在所附的权利要求中。

Claims (12)

1.一种定子结构，其与一转子结构搭配使用，该转子结构具有一磁环，该定子结构包括：

硅钢片组，该硅钢片组具有多个槽齿；以及

多个绕线组，绕设于该槽齿，其中该磁环具有多个磁极，且该绕线组的数量少于该磁极的数量，

其中，该槽齿的数量不多于该磁极的数量，该绕线组的数量不多于该槽齿的数量，使得减少槽齿及绕线组所占据的空间，以提供空间容纳电子元件，并且

该定子结构还包括一电路板，其中该电路板具有至少一电子元件，其设置在该两相邻的槽齿之间，并且该电子元件的中心线与其中一个槽齿的中心线的夹角为22.5n度，n为从1-3，5-7，9-11和13-15中选取的整数，

其中所述槽齿与所述磁极对应设置，且所述槽齿的尺寸与所述磁极的尺寸彼此对应配置。

2.如权利要求1所述的定子结构，其中该相邻两槽齿之间的夹角为30度、45度、60度、90度、135度或180度。

3.一种马达，包括：

转子结构，该转子结构具有一磁环；以及

定子结构，包括：

硅钢片组，该硅钢片组具有多个槽齿；以及

多个绕线组，绕设于该槽齿，其中该磁环具有多个磁极，且该绕线组的数量少于该磁极的数量，

其中，该槽齿的数量不多于该磁极的数量，该绕线组的数量不多于该槽齿的数量，使得减少槽齿及绕线组所占据的空间，以提供空间容纳电子元件，并且

该马达还包括一电路板，其中该电路板具有至少一电子元件，其设置在该两相邻的槽齿之间，并且该电子元件的中心线与其中一个槽齿的中心线的夹角为22.5n度，n为从1-3，5-7，9-11和13-15中选取的整数，

其中所述槽齿与所述磁极对应设置，且所述槽齿的尺寸与所述磁极的尺寸彼此对应配置。

4.如权利要求3所述的马达，其中该相邻两槽齿之间的夹角为30度、45度、60度、90度、135度或180度。

5.如权利要求3所述的马达，其中该多个磁极包括N磁极及S磁极，且彼此交错配置。

6.如权利要求3所述的马达，其中该磁环为永久磁铁或电磁铁，该转子结构具有一导磁壳，且该磁环设置在该导磁壳内。

7.如权利要求3所述的马达，其中该电子元件为一被动元件、一感测元件或一霍尔元件。

8.如权利要求3或7所述的马达，其中该电子元件的中心线与该相邻的槽齿中心线的夹角为30，45或90度。

9.如权利要求3所述的马达，其为一微型马达或薄型马达。

10.如权利要求3所述的马达，其中该多个绕线组分别绕设于全部或部分的该多个槽齿。

11.如权利要求3所述的马达，其中该多个绕线组绕设于奇数或偶数的该多个槽齿。

12.如权利要求3所述的马达，其应用于一风扇。