CN102111043B - 无铁芯绕组装置 - Google Patents

Abstract

一种无铁芯绕组装置，包含多数并排且由导电材质所制成的第一绕组及第二绕组。每一第一绕组是自一第一点延伸而出，并以该第一点为中心地螺旋围绕出一平面的多边形态样，每一第二绕组自一第二点延伸而出，并以该第二点为中心地螺旋围绕出一平面的概呈菱形或三角形的态样。本发明利用相互并列嵌合配置的第一、二绕组，以对既有的布线空间进行有效的利用，并能够借由此种集中绕线的方式来避免线路转折交叠所产生的无效区，进而在相同的布线面积下提供较佳的电磁效应。

Description

无铁芯绕组装置

技术领域

本发明涉及一种绕组装置，特别是指一种无铁芯绕组装置。

背景技术

在传统的电动马达的领域中，通常是采用漆包线缠绕于铁磁性材料的铁芯(硅钢片)上的方式来制造马达的绕组，但是也因该铁芯的存在，使其受限于铁耗及铁芯齿槽带来的铁磁饱和效应，进而影响整体马达的响应性。

而为了提高马达的响应性，业界中另有一种“无铁芯”的绕组设计方式，其顾名思义就是在马达的绕组中舍弃传统的铁芯，并只以导体部份来产生电磁感应，以借此减少了铁耗及铁芯齿槽带来的铁磁饱和效应，也能够缩小马达的整体体积并将转动惯量降到最低，使其相当适合被应用于高效率的小型或微型马达上。而由于此种无铁芯马达的绕组少了铁心齿槽作为线圈缠绕的固定结构，因此其制作需依靠特定的机器或治具来完成。因此业界也有将用于制造软性印刷电路板的技术应用在无铁芯马达绕组的制造。

参阅图1～4，为现今的各种软板绕组的铺设方式，其大致上能够分作为集中绕及分布绕的方式，其中，分布绕的方式如图1、2所示。图1与图2分别为波(斜)绕与叠绕法，其共同缺点为在其转折处产生电流行进方向相反的交叠无效区。至于集中绕的方式多是借由同心绕法来实施，其中的长方状的布线方式(图4)同样有端部绕组较长，实施上较占空间的问题，而椭圆状或六角形状的布线方式(图3)虽能够降低端部绕组的长度，也会在形状区块的交界处形成多个无导线区，但是在较为细长的空间设计下其为中间导通孔所预留的区域也将造成无导线区，并造成空间上的浪费，显然有需要再进一步改善的地方。

发明内容

本发明的目的，是在提供一种能够提高空间利用率，并能够有效避免线路转折交叠产生无效区，进而提升整体电磁效应的无铁芯绕组装置。

本发明无铁芯绕组装置的制造方法，包含多个并排的第一绕组，及多个并排的第二绕组。

所述并排的第一绕组是由导电材质所制成，每一第一绕组是自一第一点延伸而出，并以该第一点为中心地螺旋围绕出一平面的概呈多边形的态样。

所述并排并与所述第一绕组相间隔设置的第二绕组是由导电材质所制成，每一第二绕组自一第二点延伸而出，并以该第二点为中心地螺旋围绕出一平面的概呈菱形或三角形择一的态样，进而形成每一第二绕组是嵌置于两相邻的第一绕组之间的排列配置型态。

本发明的有益效果在于，利用相互并列嵌合配置的第一绕组及第二绕组，以减少无导线区的面积，进而对既有的布线空间进行有效的利用，并能够借由此种集中绕线的方式来避免线路转折交叠所产生的无效区，也能够降低所需的穿孔数量，进而在相同的基板面积下提供较佳的电磁效应。

附图说明

图1是一正视图，说明一般无铁芯马达绕组的绕线方式；

图2是一正视图，说明一种类似于图1的无铁芯马达绕组的绕线方式；

图3是一立体图，说明另一种无铁芯马达绕组的绕线方式；

图4是一立体图，说明又一种无铁芯马达绕组的绕线方式；

图5是一上视图，说明本发明无铁芯绕组装置的第一较佳实施例的上层布线态样；

图6是一底视图，说明该第一较佳实施例的下层布线态样；

图7是一上视图，说明该第一较佳实施例的变化态样；

图8是一上视图，说明该第一较佳实施例的变化态样；及

图9是一局部上视图，说明本发明无铁芯绕组装置的第二较佳实施例的局部布线态样。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

在本发明被详细描述之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图5、6，本发明无铁芯绕组装置的第一较佳实施例，是适用于一径向磁通式的无铁芯马达上，该无铁芯绕组装置包含一软性基板3、多个并排的第一绕组1，以及多个并排的第二绕组2。

该软性基板3具有相反的一第一面34(只绘示于图5)及一第二面35(只绘示于图6)、多个间隔的第一贯穿孔31及第二贯穿孔33，以及多个分别伸置于所述第一、二贯穿孔31、33内的连接件32。每一第一贯穿孔31的两开口端则分别界定出两个第一点100(分别显示于图5的第一面34上与图6的第二面35上)，每一第二贯穿孔33的两开口端则分别界定出两个第二点200(分别显示于图5的第一面34上与图6的第二面35上)，两对应的第一点100之间是借由对应的连接件32而相互电连接，而两对应的第二点200之间是借由对应的连接件32而相互电连接。在本实施例中，该软性基板3为一种能够挠曲的软性印刷电路板，而所述第一贯穿孔31、第二贯穿孔33及连接件32的形成方式，就能够利用一般印刷电路板的贯孔、导通制程来据以实施，而此方面的制程细节应为对印刷电路板制程具有通常知识者所熟知的技术，在此就不加以赘述。

所述多个并排的第一绕组1是由导电材质所制成，且是分别设置于该软性基板3的第一、二面34、35上且相互对称，每一第一绕组1是自对应的第一点100延伸而出，并以其为中心地螺旋围绕出一平面的菱形态样。

所述多个并排的第二绕组2是由导电材质所制成，且是与所述第一绕组1相间隔地分别设置于该软性基板3的第一面34、第二面35上且相互对称，每一第二绕组2自对应的第二点200延伸而出，并以该第二点200为中心地螺旋围绕出一平面的概呈菱形的态样，进而形成每一第二绕组2是嵌置于两相邻的第一绕组1之间的排列配置型态，较佳地，每一第二绕组2的一边是分别平行于对应的第一绕组1的一边，但是本发明的应用并不以此为限。在本实施例中，每一第二绕组2所围绕出的菱形态样具有二长边22，且每一第二绕组2的两长边22是分别与相邻的第一绕组1的一边呈平行相对。

在此要注意的是，在本实施例中，所述第一绕组1及第二绕组2就是以布设于印刷电路板上的导电路径来据以实施，而分别位于该软性基板3的第一面34、第二面35上的两对应的第一绕组1(以及第二绕组2)则是借由对应的连接件32来形成电导通。

本实施例揭示一种三相绕组的态样，请参考图5、6，位于软性基板3第一面34左侧的第一绕组1是依序与位于软性基板3第二面35左侧的第一绕组1、第二面35中间上侧的一第二绕组2、第一面34中间上侧的一第二绕组2、第一面34中间下侧的一第二绕组2以及第二面35中间下侧的第二绕组2相互电连接而形成第一相绕组，也就是说，该第一相绕组至少由一对设置于该软性基板3的第一面34、第二面35上且相互对称的第一绕组1及二对设置于该软性基板3的第一面34、第二面35上且相互对称的第二绕组2相互电连接而形成，其余两相绕组连接方式相同，不再赘述。该第一绕组1与第二绕组2连接的数目与连接方式并不以上揭为限。

值得一提的是，除了利用制造印刷电路板的手段来实施外，也能够直接利用漆包线来缠绕出上述第一绕组1、第二绕组2的布线型态，并在完成后以黏着方式设置于基板3上，但是不以此为限，至于该基板3则能够为软性基板或为卷曲的硬性基板。而若是采用此种以漆包线直接缠绕出布线形态并黏设于基板上的实施方式，则能够不需用到前述的连接件32，而是直接将漆包线穿过对应的第一贯穿孔31、第二贯穿孔31、33的方式来实施。

另外要注意的是，本实施例也能够变化为如图7、8所示般将主要绕线集中在同一面上，或是延伸应用在极端细长比例的直流马达设计上。当然，本实施例的第一绕组1、第二绕组2也能够布设于基板3的单一面上，或是直接布设于一目标物的表面上，端视实际实施时的需要而定，在此并不加以设限。

参阅图9，本发明无铁芯绕组装置的第二较佳实施例，大致上与该第一较佳实施例相同，相同的地方不再赘言，其中不相同的地方在于，本实施例的软性基板3是呈圆形，而每一第一绕组1是围绕出概为六边形的多边形态样，并与所述第二绕组2相配合地围绕配置于该软性基板3上，进而使本发明的无铁芯绕组装置可借此设计而被应用至轴向磁通式的无铁芯马达上。所述第二绕组2概呈三角形态样，每一第二绕组2具有二长边，该二长边是分别与相邻的第一绕组1的一边相对。当然，本实施例也可采用以漆包线来缠绕出上述第一绕组1、第二绕组2的布线型态，并在缠绕完成后将第一绕组1、第二绕组2黏设于基板3上的方式来实施，端视实际应用上的需求而定。

借由上述设计，本发明无铁芯绕组装置，确实具有下列优点：

1.空间利用率佳：

借由将所述第一绕组1及第二绕组2设计为相互嵌合配置的几何型态，使本发明在相同的基板面积下可配置较多的导电线路，以提高整体装置的有效导体区域，使本发明在实施上比较不占空间，除了有助于进一步缩小整体装置体积外，在相同的布线面积下，也可相较于一般的绕线方式而产生比较高的电磁力。

2.降低无效作用区

本发明采用集中绕线的方式，可有效避免线路转折交叠而产生无效作用区，也能够减少所需的穿孔数量，在制造上也较为简易。

3.电磁性能的提升

整体而言，本发明利用能够在相同基板面积下形成较高的有效导体区域，再配合相对较少的无效绕组线段(无效作用区)所产生的损耗，使本发明能够产生较佳的电磁表现，进而有效提升马达的出力与电流比。

归纳上述，本发明的无铁芯绕组装置，借由设计为多边形且相互嵌合配置的第一绕组1及第二绕组2，以对有限的布线面积进行有效的利用而提升整体的有效导体区域，也可大幅避免线路转折交叠所产生的无效作用区，以降低无效线段所产生的损耗，所以确实能达到本发明的目的。

Claims (7)

1.一种无铁芯绕组装置，其特征在于：该无铁芯绕组装置包含多个并排的第一绕组，及多个并排并与所述第一绕组相间隔设置的第二绕组，所述第一绕组是由导电材质所制成，每一个第一绕组是自一个第一点延伸而出，并以该第一点为中心地螺旋围绕出一平面的概呈多边形的态样，所述第二绕组是由导电材质所制成，每一个第二绕组自一个第二点延伸而出，并以该第二点为中心地螺旋围绕出一个平面概呈菱形或三角形择一的态样，进而形成每一个第二绕组是嵌置于两相邻的第一绕组之间的排列配置型态，每一个第二绕组具有二条长边，且每一个第二绕组的二条长边是分别与相邻的第一绕组的一边相对。

2.如权利要求1所述的无铁芯绕组装置，其特征在于：每一个第一绕组所围绕出的多边形态是选自菱形或六边形择一的态样。

3.如权利要求2所述的无铁芯绕组装置，其特征在于：该无铁芯绕组装置还包含一片基板，以供所述第一绕组及第二绕组设置。

4.如权利要求2所述的无铁芯绕组装置，其特征在于：该无铁芯绕组装置还包含一片基板，该基板具有相反的一个第一面，及一个第二面，该第一面及第二面上皆设有所述第一绕组及第二绕组。

5.如权利要求4所述的无铁芯绕组装置，其特征在于：该第一绕组及第二绕组所构成的形态，是相互对称地设置于该基板的第一面及第二面上，且该基板还具有多个间隔的贯穿孔，而所述贯穿孔是分别位于两两对应的第一点之间，以及两两对应的第二点之间。

6.如权利要求5所述的无铁芯绕组装置，其特征在于：该基板为一片软性基板，该软性基板还具有多个伸置于所述贯穿孔内的连接件，以使两两对应的第一点形成电连接，以及使两两对应的第二点形成电连接。

7.如权利要求4所述的无铁芯绕组装置，其特征在于：该无铁芯绕组装置包含一个第一相绕组，该第一相绕组至少由一对设置于该基板的第一、二面上且相互对称的第一绕组，及二对设置于该基板的第一、二面上且相互对称的第二绕组相互电连接而形成。

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