CN103516063B - 马达组装结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种马达组装结构，包括两盖体、一马达定子、一马达转子以及一固定结构。每一盖体皆包括有一轴承座及自轴承座径向向外延伸的多个定位部，轴承座内收容一轴承。马达转子中央穿设有一转轴，转轴两端分别套设于两轴承。马达定子包括沿环向排列于马达转子外周的多个定子单元。本发明利用两盖体的定位部将定子单元轴向夹设于其间，再以固定结构使马达定子及两盖体紧固。本发明有利于马达定子绕线，可大幅降低绕线机的投资成本，并节省定子铁芯用料及马达制造成本。

Description

马达组装结构

技术领域

本发明涉及磁阻马达或直流无刷马达的创新组装结构。

背景技术

现有电动机(马达)的定子结构依需求容量大小及转速等相关马达特性来设计出所需的槽极数，并依该所需的槽极数来制作。传统是以一片一片厚度约为1mm～0.1mm导磁材料(或硅钢片)相互堆栈后铆合而成。铁芯片为具多个齿部，多个槽孔及一中空槽环，此种现有定子在制造时所产生的残废料很多(槽孔的部分)，而且绕线复杂故需要高成本且繁复手续的线圈绕线机，整型机，绑线机械等，其投资设备复杂昂贵，另外在设计上弹性空间不大，譬如极数（N极及S极）增多时，则线圈绕线更加困难且所绕的圈数减少。故改善上述的缺点是有必要的。

此外，现有技术仅将马达的定子以一外罩壳收容，就马达定子在整体结构中的稳固性而言并非理想，尤其马达运转时，至少在使用一段时间后，容易产生因定子固定不确实而震动所导致异音。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种马达组装结构，使其能让定子绕线作业变得更简单、快速，也可简化马达整体组装步骤，提供更低成本的马达成品。

为达成上述目的，本发明提供一种马达组装结构，包括一第一盖体、一第二盖体、一马达转子、一马达定子以及一固定结构。上述第一盖体包括有一第一轴承座及自第一轴承座径向向外延伸的多个第一定位部。第一轴承座收容一第一轴承。

上述第二盖体包括有一第二轴承座及自第二轴承座径向向外延伸的多个第二定位部。第二轴承座收容一第二轴承。

上述马达转子于中央穿设有一转轴，且转轴两端分别套设于第一轴承与第二轴承内。马达定子包括沿环向排列于马达转子外周的多个定子单元以及分别对应缠绕于多个定子单元上的多个线圈。上述每一定子单元呈U形，包括二脚部及连接于二脚部之间的一连接部，并设有至少一定子穿孔。多个定子单元分别轴向夹设于多个第一定位部与多个第二定位部之间。

上述固定结构将第一盖体、马达定子与第二盖体轴向紧固。

借由上述结构设计，定子线圈的绕线步骤变得相当简化且方便。此外，马达组装步骤也变得很方便、组装完成后内部零件有极佳稳固性。

上述每一第一定位部及每一第二定位部可更轴向突伸有一挡块，而每一定子单元受拘束于二相邻挡块之间，借此再提升马达运转时定子部的稳固特性。当然，也可以是只有第一定位部或只有第二定位部轴向突伸有挡块，同样可发挥对马达定子的定位效果。

马达组装结构可更包括一电路板轴向夹设于马达定子与第一盖体之间，且电路板与多个线圈电性连接。电路板包括有径向向外延伸的多个突出部，皆露出于第一盖体的多个第一定位部之间，借此可方便外接电源。

第一盖体与第二盖体可更分别轴向延设有一圈外墙而呈圆盆状，且二圈外墙彼此以端部相结合而盖合该马达定子，达到将马达定子盖合的目的。

第一盖体与第二盖体可呈菱形或十字形或其它各种形状。定子单元可由多个硅钢片沿轴向相叠而成，或者是一体成型。

定子单元可以是二脚部与连接部整体为单一成型构件，或者也可以是由两个或两个以上分离构件组装而成，例如：分离的二脚部与连接部可通过相互嵌卡的方式而组合固定。换言之，每一定子单元的该二脚部与该连接部为相互嵌卡固定，每一定子单元的该二脚部与该连接部也可为一体成型。

上述固定结构可为多个固定件例如螺栓，对应穿过第二定位部与定子单元，最后锁入第一定位部(在第一定位部设有内螺纹槽的时候)、或是穿出第一定位部(在第一定位部开设有穿孔的时候)而与对应的螺帽锁合，借此将第一盖体、马达定子与第二盖体轴向紧固。当然，固定件也可以是铆钉等其它常见机械构件。

其中，该马达组装结构指一开关磁阻马达组装结构或一直流无刷马达组装结构。

本发明提供一种马达组装结构，包括：

一盖体，包括有一第一轴承座，该第一轴承座收容一第一轴承；

一马达转子，中央穿设有一转轴；

一本体，一体地包覆有一第二轴承与一马达定子，该马达定子包括沿环向排列于该马达转子外周的多个定子单元以及分别对应缠绕于该多个定子单元上的多个线圈，每一定子单元呈U形，包括二脚部及连接于该二脚部之间的一连接部；以及

一固定结构，将该盖体固定于该本体；

其中，该马达转子的该转轴两端分别套设于该第一轴承与该第二轴承内。

本发明的马达组装结构可以应用在开关磁阻马达或者直流无刷马达，其能让定子绕线作业变得更简单、快速，也可简化马达整体组装步骤，提供更低成本的马达成品。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的马达组装结构分解图。

图2为本发明第一较佳实施例的马达组装结构立体图。

图3为本发明第一较佳实施例的马达组装结构剖视图。

图4为本发明第一较佳实施例的马达组装结构顶视图。

图5为本发明第二较佳实施例的马达组装结构分解图。

图6为本发明第二较佳实施例的马达组装结构立体图。

图7为本发明第三较佳实施例的马达组装结构分解图。

图8为本发明第三较佳实施例的马达组装结构立体图。

图9为本发明第四较佳实施例的马达组装结构顶视图。

图10为本发明第五较佳实施例的马达组装结构顶视图。

图11为本发明第一较佳实施例的马达组装结构定子单元放大图。

图12为对应图11所示结构态样，但以硅钢片叠层而成型的定子单元放大图。

图13a至图13f为本发明的马达组装结构的定子单元各种结构态样的示意图。

图14a至图14f为对应图13a至图13f所示结构态样，但以硅钢片叠层而成型的定子单元示意图。

图15为本发明的三相开关磁阻马达结构示意图。

图16为本发明的四相开关磁阻马达结构示意图。

图17a至图17c为本发明的马达组装结构不同定子单元形状示意图。

图18为第六实施例的变形例的马达组装结构分解图。

图19为第六实施例的变形例的马达组装结构立体图。

图20为本发明的第一种三相直流无刷马达结构示意图。

图21为本发明的第二种三相直流无刷马达结构示意图。

其中，附图标记：

第一盖体11,30,36,40,46

第一定位部112

收容槽114

第二轴承座121,371

盖体穿孔124

第一轴承座111,701

挡块113,123,375

第二盖体12,31,37,42,47

第二定位部122,372

转轴131,77

马达转子13,68,69,73,84,86

第一轴承14,74

第二轴承15,75

突出部160

固定结构19,33,76

马达定子20,32

电路板16

E形扣片17,18

连接部211,411,501

定子单元21,41,50～55,60～67,72,80～83,85

脚部212,213,412,502

定子穿孔23

线圈22

圈外墙364,374

组装体511,512,521,522,531,532,541,542,543,551,552,553

底连接部373

本体71

中心轴线X

盖体70

开口711

具体实施方式

参考图1～图4，分别为本发明第一实施例的马达组装结构分解图、立体图、剖视图以及顶视图。本范例的马达组装结构特别指一种开关磁阻马达(Switched-ReluctanceMotor；SRM)的组装结构，其主要包括有一第一盖体11、一第二盖体12、一马达转子13、一电路板16、一马达定子20以及一固定结构19。第一盖体11与第二盖体12具有相同结构，借此可节省设计与模具制作成本。本例中固定结构19为多个螺栓。

第一盖体11包括有一第一轴承座111及多个第一定位部112(本例为四个相分离的第一定位部112)，其中多个第一定位部112是自第一轴承座111径向向外延伸，且因每一定位部呈扇形，因此第一盖体11整体构成为十字形外廓，特别是具有四个圆弧终端的十字形状。第一轴承座111收容有一第一轴承14，每一第一定位部112则凹设有至少一收容槽114，本例中每一第一定位部112的收容槽114数量为二，且特别是一种内螺纹槽。

类似地，第二盖体12亦包括有一第二轴承座121及自第二轴承座121径向向外延伸的多个第二定位部122(本例同样为四个相分离的第二定位部122)。第二轴承座121收容一第二轴承15，每一第二定位部122贯设有至少一盖体穿孔124，本例中每一第二定位部122贯设的盖体穿孔124数量为二，与第一定位部112的收容槽114数量相对应。

制作相分离的多个第一定位部与多个第二定位部具有节省用料的好处。

此外，每一第一定位部112及每一第二定位部122更轴向突伸有一挡块113,123，使得每一定子单元21受拘束于二相邻的挡块之间，借此让马达定子20在装置不论运转或不运转时皆更为稳固定位。

马达转子13中央穿设有一转轴131，并使转轴131两端分别套设于第一轴承14与第二轴承15。

马达定子20包括沿环向排列于马达转子13外周的多个定子单元21以及分别对应缠绕于多个定子单元21上的多个线圈22。特别地，每一定子单元21包括二脚部212,213及连接于二脚部212,213之间的一连接部211，整体大致构成U形外廓。于此，每一脚部皆构成一马达定子20的一凸极。

于本例中，线圈22是对应缠绕在定子单元21的连接部211；此外，连接部211呈圆弧状，使得马达定子20整体观之略成圆形。各定子单元21皆轴向夹设于第一定位部112与第二定位部122之间，且特别是以二脚部212,213直接压抵接触于第一定位部112与第二定位部122，连接部211则悬空。

每一定子单元21皆贯设有至少一定子穿孔23，于本例中每一定子单元21的定子穿孔23数量为二，对应于收容槽114数量(以及盖体穿孔124数量)。

电路板16用于以特定方式控制马达装置的通电状态，其轴向夹设于马达定子20与第一盖体11之间，但在其它实施例中也可以轴向夹设于马达定子20与第二盖体12之间。本例中电路板16设计成具圆弧外缘的十字形状，组装完成之后每一突出部160至少一部份会露出于第一盖体11的多个第一定位部112之间，如图4所示。

电路板16与各线圈22电性连接，不同相线圈22规律地受控改变通电状态因而产生磁阻扭力，使马达转子13运动。

为了避免轴承14,15不必要的轴向滑动，更使用二E形扣片17,18分别抵住上述二轴承14,15使其受限于各自的轴承座111,121中。

当前述各部件定位后，最后以固定结构19将第一盖体11、马达定子20与第二盖体12轴向紧固。本例中固定结构19为螺栓，因此依序穿过盖体穿孔124、定子穿孔23，然后锁入收容槽114，使得第一定位部112、定子单元21以及第二定位部122能够紧压稳固。当然，也可以将第一盖体11的收容槽114设计为一穿孔，使螺栓穿出后再配合一螺帽自外部进行固定；或者，使用铆钉来进行固定。

由上述可知，本发明特点在于：设计定子时，设计弹性加大以配合不同需求；绕线作业变得更简单、快速；马达整体组装方便；内部零件组装后具有较佳稳固特性；节省制作成本。

两相磁阻马达驱动可以图4为例，U相定子单元21上的线圈22激磁后产生一吸引磁力（磁阻力），马达转子13旋转（顺时或逆时钟方向）一特定角度，当马达转子13旋转特定角度后改换V相定子单元21上的线圈22激磁，此时马达转子13会再转动特定角度，每当旋转特定角度后，利用电子换相控制，U相&V相轮流换相激磁，使转子13受定子单元21吸引磁力不断的做旋转运动。其它三相、四相及多相等的运转原理相同，例如请参考实施例图15为三相开关磁阻马达结构，其定子单元66与马达转子68的协同运作原理与图4者雷同。又如实施例图16为四相开关磁阻马达结构，其定子单元67与马达转子69的协同运作原理与图4者雷同，不再赘述。

参考图5～6，为第二实施例的马达组装结构分解图与立体图。本实施例结构上大致与第一例相同，唯其差异处在于：第一盖体30与第二盖体31不具有挡块。在此种范例中，只要加强固定结构33对第一盖体30、第二盖体31以及马达定子32的锁附紧度，同样可确保马达结构整体稳固特性。

参考图7～8，为第三实施例的马达组装结构分解图与立体图。本实施例与第一例的差异处在于第一盖体36与第二盖体37的结构。因第一盖体36与第二盖体37结构相同，以第二盖体37为例说明，其主要包括一第二轴承座371、多个第二定位部372，第二定位部372轴向突伸有挡块375。特别地，相邻第二定位部372之间借由一底连接部373而连接，且第二盖体37更轴向延设有一圈外墙374裹住所有第二定位部372，因此使得第二盖体37整体呈圆盆状。当以第一盖体36与第二盖体37夹压马达定子38时，二盖体36,37的圈外墙364,374彼此相结合而将马达定子38盖住。在此种范例中，因为将马达定子38包覆在二盖体36,37内，形成了基本的防水防尘保护作用。若额外再进行加强密封步骤，例如焊接或覆以一密封层例如涂布橡胶，在防水防尘方面就更加优异。

参考图9与图10，为第四、第五实施例的马达组装结构顶视图。此二实施例主要强调第一盖体与第二盖体、定子单元的外型可以有各种变化，例如图9示出菱形第一盖体40与第二盖体42，且定子单元41具有直条状连接部411，其与二脚部412共同构成方正的U型外廓；图10则示出十字剑突形状的第一盖体46与第二盖体47。

图11所示为前述第一实施例的定子单元放大图。第一例的定子单元21是直接一体成型出的块体构件，即便是连接部211与二脚部212,213也同样一体成型。图12所示的定子单元50则为图11的一种变形：连接部501与二脚部502一体成型出一硅钢薄片，将多个此种硅钢薄片轴向叠置而成为单一定子单元50。

参考图13a至图13f与图14a至图14f，定子单元结构的其它实施型态再举例如下。图13a至图13f更清楚示出前述第四实施例中的定子单元41，其为类似图11定子单元的一体成型构件。定子单元51是由两原先分离的组装体511(相当于一体成型的一脚部与一连接部)与组装体512(相当于另一脚部)相互嵌卡固定而成。定子单元52同样由二组装体521,522，定子单元53同样由二组装体531,532相互嵌卡固定而成，唯嵌卡型态部位略有不同。定子单元54由三组装体541,542,543相互嵌卡固定而成，定子单元55由三组装体551,552,553相互嵌卡固定而成，唯嵌卡型态部位略有不同。

图14a至图14f显示出对应于图13a至图13f的各种定子单元60～65，主要说明在图13a至图13f中的定子单元也可以是由多个硅钢片沿轴向相叠而成。本领域技术人员在参酌本说明书的图式之后当能轻易理解并实施所载的定子单元各种态样。在图17a至图17c中还显示出其它形状的定子单元80,81,82范例。

参考图18与图19，为第六实施例的变形例的马达组装结构分解图与立体图。本实施例的马达组装结构包括有一盖体70、一本体71、一马达定子72、一马达转子73(穿设有一转轴77)、二轴承74,75及固定结构76，本体71为特殊成型结构：利用塑料或树脂一次成形方式形成本体71，其将马达定子72及第二轴承75包覆其中。

本体71并包括有位于轴向表面的一开口711，使马达转子73可由此开口711置入。第一轴承74安装于盖体70的第一轴承座701。马达定子与马达转子构造与第一例雷同，于此不再赘述。四个定子单元环向排列围绕界定出一中心轴线X，马达转子72以及二轴承74,75皆与此中心轴线X为同轴设置。

只要将已安装第一轴承74的盖体70对准开口711压入，并以固定结构76如螺栓将盖体70与本体71轴向紧固，即可完成组装作业。

此外，本发明的组装结构除了适用在开关磁阻马达，也可以应用于直流无刷马达结构。以上述开关磁阻马达的定子结构，置入有永久磁石的转子则可组装成直流无刷马达。如图20与图21皆为三相直流无刷马达，V相及U相定子单元83上的线圈激磁后定子与马达转子84磁石产生一吸引磁力及一排斥磁力（永磁力及磁阻力），马达转子84旋转（顺时或逆时钟方向）一特定角度，当马达转子84旋转特定角度后改换W相及U相定子单元83上的线圈激磁，当马达转子84旋转特定角度后改换W相及V相定子单元83上的线圈激磁，当马达转子84旋转特定角度后改换U相及V相定子单元83上的线圈激磁，当马达转子84旋转特定角度后改换U相及W相定子单元83上的线圈激磁，当马达转子84旋转特定角度后改换V相及W相定子单元83上的线圈激磁，此时马达转子84会再转动特定角度，每当旋转特定角度后，利用电子换相控制，U相、V及W相定子单元83两两轮流换相激磁，使马达转子84受定子单元83的吸引磁力及排斥磁力不断的做旋转运动。其它单相、两相及多相等的运转原理相同，在图中仅表示出定子83,85与转子84,86，且此二例具有不同转子型态。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (15)

1.一种马达组装结构，其特征在于，包括：

一第一盖体，包括有一第一轴承座及自该第一轴承座径向向外延伸的多个第一定位部，每一第一定位部更轴向突伸有一挡块，该第一轴承座收容一第一轴承；

一第二盖体，包括有一第二轴承座及自该第二轴承座径向向外延伸的多个第二定位部，该第二轴承座收容一第二轴承；

一马达转子，中央穿设有一转轴，该转轴两端分别套设于该第一轴承与该第二轴承内；

一马达定子，包括沿环向排列于该马达转子外周的多个定子单元以及分别对应缠绕于该多个定子单元上的多个线圈，每一定子单元呈U形，包括二脚部及连接于该二脚部之间的一连接部，其中该多个定子单元分别轴向夹设于该多个第一定位部与该多个第二定位部之间，且每一定子单元受拘束于二相邻的挡块之间；以及

一固定结构，将该第一盖体、该马达定子与该第二盖体轴向紧固。

2.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，每一第二定位部更轴向突伸有另一挡块，每一定子单元受拘束于二相邻的另一挡块之间。

3.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，更包括一电路板轴向夹设于该马达定子与该第一盖体之间，该电路板与该多个线圈电性连接，且该电路板包括有径向向外延伸的多个突出部分别露出于该第一盖体的多个第一定位部之间。

4.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，该第一盖体与该第二盖体更分别轴向延设有一圈外墙而呈圆盆状，且该二圈外墙彼此相结合而盖合该马达定子。

5.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，每一定子单元的该二脚部与该连接部相互嵌卡固定。

6.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，每一定子单元的该二脚部与该连接部一体成型。

7.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，该固定结构包括多个螺栓，对应穿过该多个第二定位部、该多个定子单元以及该多个第一定位部而将该第一盖体、该马达定子与该第二盖体轴向紧固。

8.根据权利要求1所述的马达组装结构，其特征在于，该马达组装结构指一开关磁阻马达组装结构或一直流无刷马达组装结构。

9.一种马达组装结构，其特征在于，包括：

一第一盖体，包括有一第一轴承座及自该第一轴承座径向向外延伸的多个第一定位部，该第一轴承座收容一第一轴承；

一第二盖体，包括有一第二轴承座及自该第二轴承座径向向外延伸的多个第二定位部，该第二轴承座收容一第二轴承；

一马达转子，中央穿设有一转轴，该转轴两端分别套设于该第一轴承与该第二轴承内；

一马达定子，包括沿环向排列于该马达转子外周的多个定子单元以及分别对应缠绕于该多个定子单元上的多个线圈，每一定子单元呈U形，包括二脚部及连接于该二脚部之间的一连接部，其中该多个定子单元分别轴向夹设于该多个第一定位部与该多个第二定位部之间；以及

一固定结构，包括多个固定件，对应穿过该多个第二定位部、该多个定子单元以及该多个第一定位部而将该第一盖体、该马达定子与该第二盖体轴向紧固。

10.根据权利要求9所述的马达组装结构，其特征在于，更包括一电路板轴向夹设于该马达定子与该第一盖体之间，该电路板与该多个线圈电性连接，且该电路板包括有径向向外延伸的多个突出部分别露出于该第一盖体的多个第一定位部之间。

11.根据权利要求9所述的马达组装结构，其特征在于，该第一盖体与该第二盖体更分别轴向延设有一圈外墙而呈圆盆状，且该二圈外墙彼此相结合而盖合该马达定子。

12.根据权利要求9所述的马达组装结构，其特征在于，每一定子单元的该二脚部与该连接部相互嵌卡固定。

13.根据权利要求9所述的马达组装结构，其特征在于，每一定子单元的该二脚部与该连接部一体成型。

14.根据权利要求9所述的马达组装结构，其特征在于，该马达组装结构指一开关磁阻马达组装结构或一直流无刷马达组装结构。

15.根据权利要求9所述的马达组装结构，其特征在于，该固定件为螺栓。