CN103825388A - 切换磁阻马达定子与绕线导线架结构 - Google Patents

Abstract

本发明为关于一种切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其包含多个齿部、一导线架以及一轭部，导线架包括一环体及多个绕线单元，绕线单元以环体的心轴方向为中心环绕设置于环体外周缘，相邻二绕线单元相对于连接环体的一端相互分离，每一绕线单元具有一插槽，每一插槽具有一长度方向，每一插槽的长度方向以环体的心轴方向为中心径向延伸，且插槽贯穿该环体以及绕线单元，每一插槽用于容纳与设置一齿部，每一绕线单元用于缠绕线圈，轭部由多个轭部单元构成，轭部与导线架同轴围设于多个绕线单元外围，且轭部的位置对应于齿部。

Description

切换磁阻马达定子与绕线导线架结构

技术领域

本发明为关于一种切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，尤指一种具有组合式结构，且可采用外绕方式缠绕线圈以提高绕线速度与增加占槽率(或称槽满率)的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构。

背景技术

由于高效永磁电机开始广泛应用于电动车辆、变频家电及自动化传动器所用的稀土磁石材料呈现严重供需失衡与价格狂飙的状况，使得使用永磁电机技术呈现必须变革的趋势。

然而传统切换磁阻马达(或称开关磁阻马达)的齿部，绝大多数需要靴状结构设计，并配合槽楔或档板的使用，以固定马达绕线。针对集中绕(或称集中卷)的马达，传统以直绕式(或称内绕式)的绕线方式进行绕线。但因内绕式的绕线方式，必须保留足够空间容许绕线针头移动，以进行排线及绕线的动作。如此，将使定子线槽的槽满率遭受限制，且其绕线动作的进行，需由三个伺服马达进行三轴向的组合动作，使得绕线速度无法快速。此外，传统切换磁阻马达(或称开关磁阻马达)为开口槽设计，且以直绕式绕线及以图示直齿槽口的结构，搭配档板的设计为其基本架构。槽满率无法提高、档板设计不易及绕线速度缓慢，始终是其应用及制造上，所经常会遭遇到的难题。

发明内容

于一实施例中，本发明提出一种切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其包含多个齿部、一导线架以及一轭部，每一齿部由多个第一硅钢片堆叠构成；导线架包括一环体以及多个绕线单元，环体具有一心轴方向，多个绕线单元以环体的心轴方向为中心，环绕设置于环体的外周缘，相邻二绕线单元相对于连接环体的一端呈相互分离，每一绕线单元具有一插槽，每一插槽具有一长度方向，每一插槽的长度方向以环体的心轴方向为中心径向延伸，且插槽贯穿该环体以及绕线单元，每一插槽用于容纳与设置一齿部，每一绕线单元用于缠绕线圈；轭部由多个轭部单元构成的环状结构，轭部具有一心轴方向，每一轭部单元由多个第二硅钢片堆叠构成，轭部与导线架同轴围设于多个绕线单元外围，且轭部的位置对应于该多个齿部。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，每一该齿部朝向该轭部的一端设有一第一凸部，该轭部相对应于每一该第一凸部的位置分别设有一第一凹部，每一该第一凸部嵌合于相对应的该第一凹部内。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，每一该第一凸部具有相对的一第一侧边以及一第二侧边，该第一侧边与该第二侧边的长度不同，使该第一凸部具有一不对称形状，每一该第一凹部的形状与对应嵌合的该第一凸部相对应。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，每一该绕线单元相对于连接该环体的一端的外周缘设有一第一凸缘，该线圈缠绕于该绕线单元及该第一凸缘与该环体间的部位。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，该导线架包含：

一第一导线架单元，其包括一第一副环体以及多个第一副绕线单元，该多个第一副绕线单元环绕设置于该第一副环体的外周缘，每一该第一副绕线单元具有一第一凹槽；以及

一第二导线架单元，其包括一第二副环体以及多个第二副绕线单元，该多个第二副绕线单元环绕设置于该第二副环体的外周缘，每一该第二副绕线单元具有一第二凹槽，该第一导线架单元与该第二导线架单元同轴设置，该第一副环体与该第二副环体构成该环体，每一该第一凹槽对应于一该第二凹槽，由相对应位置的该第一凹槽与该第二凹槽构成可容纳与设置一对应该齿部的该插槽。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，该环体的外周缘设有多个滑槽组，每一该滑槽组由对称的二滑槽构成，每一该滑槽具有一插入方向，该插入方向平行于该环体的该心轴方向，于每一该滑槽内设有一该绕线单元，每一该绕线单元沿着该插槽的该长度方向具有相对的二端，于其中一端的外周缘设有一第二凸缘，该第二凸缘的相对二侧分别对应一该滑槽，每一该绕线单元藉由该第二凸缘嵌合于一该滑槽组中。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，该多个轭部单元相互嵌合串联构成的环状结构，相邻二该轭部单元之间设有嵌合结构，该嵌合结构由可相互卡合的至少一第二凸部以及至少一第二凹部构成，该至少一第二凸部以及该至少一第二凹部分别设置于相邻二该轭部单元相邻的面上。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，每一该绕线单元沿着该插槽的该长度方向具有相对的二端，于其中一端的外周缘设有一第三凸缘，该多个绕线单元的该第三凸缘相互嵌合串联构成该环体。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，相邻二该第三凸缘之间设有嵌合结构，该嵌合结构由可相互嵌合的至少一第三凸部以及至少一第三凹部构成，该至少一第三凸部以及该至少一第三凹部分别设置于相邻二该第三凸缘相邻的接触面上。

所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其中，该轭部单元朝向该导线架及该齿部的一面设有多个绝缘片，每一该绝缘片的位置位于二该第一凹部之间，该绝缘片用以将该轭部单元与所缠绕的该线圈隔离，使该轭部单元与该线圈具备隔离与产生电气绝缘的效果。

附图说明

图1是本发明一实施例的组合结构示意图；

图2是图1实施例的分解结构示意图；

图3是图1导线架实施例的外观结构示意图；

图4是图1齿部及轭部实施例的配置成型示意图；

图5是图1齿部及轭部实施例的搭配结构示意图；

图6是本发明导线架另一实施例的分解结构示意图；

图7是图6导线架实施例的组合结构示意图；

图8是本发明导线架又一实施例组合结构示意图；

图9是图8实施例分解结构示意图；

图10是本发明导线架另一实施例组合结构示意图；

图11是图10实施例分解结构示意图。

其中，附图标记：

10、100、300、400-导线架

11、310-环体

12、320、420-绕线单元

13、321、421-插槽

14-第一凸缘

15-线圈

20-齿部

21-第一硅钢片

22-第一凸部

30-轭部

31-轭部单元

32-第二硅钢片

33-第一凹部

34-第二凸部

35-第二凹部

36-绝缘片

40-硅钢片素材

110-第一导线架单元

111-第一副环体

112-第一副绕线单元

113-第一凹槽

120-第二导线架单元

121-第二副环体

122-第二副绕线单元

123-第二凹槽

322-第二凸缘

330-滑槽组

331-滑槽

422-第三凸缘

423-第三凸部

424-第三凹部

C-心轴方向

F1-插入方向

具体实施方式

以下将参照随附的图式来描述本发明为达成目的所使用的技术手段与功效，而以下图式所列举的实施例仅为辅助说明，以利贵审查委员了解，但本发明的技术手段并不限于所列举图式。

请参阅图1至图3所示一种切换磁阻马达定子与绕线导线架结构实施例，其包含一导线架10、多个齿部20以及一轭部30。

导线架10包括一环体11以及多个绕线单元12，环体11具有一心轴方向C，该多个绕线单元12以环体11的心轴方向C为中心，呈放射状环绕设置于环体11的外周缘，该多个绕线单元12的一端部藉由环体11形成连接状态，而相邻二绕线单元12相对于连接环体11的一端则呈现相互分离的状态。每一绕线单元12具有一插槽13，每一插槽13具有一长度方向，长度方向垂直于心轴方向C，每一插槽13的长度方向以环体11的心轴方向C为中心径向延伸，且插槽13贯穿环体11以及绕线单元12。于每一绕线单元12相对于连接环体11的一端的外周缘设有一第一凸缘14，该绕线单元12介于第一凸缘14与环体11间的部位用于缠绕线圈15，可以避免线圈15脱离导线架10。每一插槽13用于容纳与设置一齿部20。轭部30由多个呈长弧形的轭部单元31构成的环状结构，轭部30具有一心轴方向，轭部30与导线架10同轴围设于多个绕线单元12外围，且轭部30的位置对应于该多个齿部20。导线架10采用绝缘材质，于本实施例中，环体11及多个绕线单元12一体成型构成该导线架10。

请参阅图4及图5所示，每一齿部20由多个第一硅钢片21堆叠构成，每一轭部单元31由多个第二硅钢片32堆叠构成，依第一硅钢片21与第二硅钢片32的形状安排于硅钢片素材40，以决定硅钢片素材40冲制的尺寸，使可由较小尺寸所组合的冲压排列，提高硅钢片素材40的使用率。于第一硅钢片21的一端具有一第一凸部22，该第一凸部22呈鸠尾形，每一第一凸部22具有相对的一第一侧边221以及一第二侧边222，第一侧边221与第二侧边222的长度不同，使第一凸部22呈现一不对称形状的鸠尾形。于第二硅钢片32设有第一凹部33，第一凹部33的形状与第一凸部22相对应。上述不对称的第一凸部22设计，其作用之一在于可使每一第一硅钢片21以相同的冲压方向的面堆叠，可避免随意堆叠时，导致冲压可能形成的毛边造成第一硅钢片21无法紧密贴合，将冲压成型的片状第一硅钢片21相互堆叠加工之后，即可形成图2所示呈块状的齿部20。同理，第二硅钢片32也可藉由不对称的第一凹部33设计而紧密堆叠。此外，于第二硅钢片32的相对二端分别设有一第二凸部34以及第二凹部35，该第二凸部34与第二凹部35的形状相互对应，将冲压成型的片状第二硅钢片32相互堆叠加工之后，即可形成图2所示呈长弧形块状的轭部单元31。

本发明的定子硅钢片结构，藉由轭部与齿部改为组合结构的同时，而改变其定子硅钢片素材冲制的尺寸，使可由较小尺寸所组合的冲压排列，提高硅钢片素材的使用率。

如图2所示，齿部20朝向轭部单元31的一端具有由多个第一凸部22堆叠所形成的一长形鸠尾座，轭部单元31相对应于第一凸部22的位置具有一由多个第一凹部33堆叠所形成的一长形鸠尾槽，此外，于相邻二轭部单元31相邻的面上，分别具有由多个第二凸部34堆叠所形成的一长形鸠尾座，以及由多个第二凹部35堆叠所形成的一长形鸠尾槽。藉由上述构造，可将轭部单元31一一与齿部20嵌合，且该多个轭部单元31串联形成一环状结构，如图1所示。

本发明对传统切换磁阻马达定部结构设计，进行定子绕组导线架(bobbin)的结构变化设计，并配合定子硅钢片，采用组合式的结构，将轭部与齿部，设计为凸、凹的结构组合。藉此改善传统切换磁阻马达的绕线、与定子硅钢片的组装模式。

于图2所显示的轭部单元31朝向导线架10及齿部20的一面设有多个呈U型的绝缘片36，该绝缘片36的位置位于二第一凹部33之间，绝缘片36的作用在于使轭部单元31与缠绕线圈15保持隔离，以得到绝缘的效果。此外，组装者可依所需决定缠绕线圈15与安装齿部20的顺序，可先缠绕线圈15，再安装齿部20，或可先安装齿部20后，再缠绕线圈15。

本发明将传统定子绕线方式，由内绕式改变为可以用外绕式设备进行绕线的模式。藉此，使其整体绕线作业较为容易，且可提高其槽满率与增加绕线速度，以改善传统切换磁阻马达的运转效能。

请参阅图6及图7所示实施例，该导线架100包含对称设置的一第一导线架单元110以及一第二导线架单元120，第一导线架单元110包括一第一副环体111以及多个第一副绕线单元112，该多个第一副绕线单元112环绕设置于第一副环体111的外周缘，每一第一副绕线单元112具有一第一凹槽113。第二导线架单元120包括一第二副环体121以及多个第二副绕线单元122，该多个第二副绕线单元122环绕设置于第二副环体121的外周缘，每一第二副绕线单元122具有一第二凹槽123。该第一导线架单元110与第二导线架单元120同轴设置，每一第一凹槽112对应于一第二凹槽122。将图7与图3相互比对，本实施例由第一副环体111与第二副环体121构成图3导线架10的环体11，以及，本实施例由相对应位置的第一凹槽112与第二凹槽122构成图3导线架10的插槽13。本实施例导线架100所形成的外型与图3导线架10的外型相同，本实施例导线架100由结构对称的第一导线架单元110及第二导线架单元120组合而成，可简化成型导线架的模具结构及成本。

请参阅图8及图9所示实施例，该导线架300包括一环体310以及多个绕线单元320，于环体310的外周缘设有多个滑槽组330，每一滑槽组330由对称的二滑槽331构成，每一滑槽331具有一插入方向F1，该插入方向F1平行于环体310的心轴方向C，于每一滑槽331内设有一绕线单元320，每一绕线单元320具有一插槽321，每一绕线单元320沿着插槽321的长度方向具有相对的二端，于其中一端的外周缘设有一第二凸缘322，第二凸缘322的相对二侧分别对应一滑槽331，每一绕线单元320藉由第二凸缘322嵌合于一滑槽组330中。将图8与图3相互比对，本实施例将环体310与绕线单元320分别成型后再组装成一完整的导线架300。本实施例可先将绕线单元320一一缠绕线圈15之后再组装于环体310外周缘，增加其绕线组装简便与制程编排的弹性。

请参阅图10及图11所示实施例，该导线架400包括多个绕线单元420，每一绕线单元420具有一插槽421，每一绕线单元420沿着插槽421的长度方向具有相对的二端，于其中一端的外周缘设有一第三凸缘422，相邻二绕线单元420的第三凸缘422之间设有嵌合结构，该嵌合结构由可相互嵌合的第三凸部423以及第三凹部424构成，第三凸部423及第三凹部424分别设置于相邻二第三凸缘422相邻的面上。该多个绕线单元420的第三凸缘422相互嵌合串联构成一环体。将图10与图3相互比对，本实施例由多个第三凸缘422构成图3导线架10的环体11，本实施例可先将绕线单元420一一完成绕线之后再串联组装增加其绕线组装简便与制程编排的弹性。

上述图6至图11所示导线架结构，再搭配图2所示的齿部20及轭部30，即可构成一定子结构。

惟以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以的限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内，谨请贵审查委员明鉴，并祈惠准，是所至祷。

Claims (10)

1.一种切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，包含：

多个齿部，每一该齿部由多个第一硅钢片堆叠构成；

一导线架，其包括一环体以及多个绕线单元，该环体具有一心轴方向，该多个绕线单元以该环体的该心轴方向为中心，环绕设置于该环体的外周缘，相邻二该绕线单元相对于连接该环体的一端相互分离，每一该绕线单元具有一插槽，每一该插槽具有一长度方向，每一该插槽的该长度方向以该环体的心轴方向为中心径向延伸，且该插槽贯穿该环体以及绕线单元，每一该插槽用于容纳与设置一该齿部，每一该绕线单元用于缠绕线圈；以及

一轭部，其由多个轭部单元构成的环状结构，该轭部具有一心轴方向，每一该轭部单元由多个第二硅钢片堆叠构成，该轭部与该导线架同轴围设于该多个绕线单元外围，且该轭部的位置对应于该多个齿部。

2.根据权利要求1所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，每一该齿部朝向该轭部的一端设有一第一凸部，该轭部相对应于每一该第一凸部的位置分别设有一第一凹部，每一该第一凸部嵌合于相对应的该第一凹部内。

3.根据权利要求2所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，每一该第一凸部具有相对的一第一侧边以及一第二侧边，该第一侧边与该第二侧边的长度不同，使该第一凸部具有一不对称形状，每一该第一凹部的形状与对应嵌合的该第一凸部相对应。

4.根据权利要求1所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，每一该绕线单元相对于连接该环体的一端的外周缘设有一第一凸缘，该线圈缠绕于该绕线单元及该第一凸缘与该环体间的部位。

5.根据权利要求1所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，该导线架包含：

一第一导线架单元，其包括一第一副环体以及多个第一副绕线单元，该多个第一副绕线单元环绕设置于该第一副环体的外周缘，每一该第一副绕线单元具有一第一凹槽；以及

一第二导线架单元，其包括一第二副环体以及多个第二副绕线单元，该多个第二副绕线单元环绕设置于该第二副环体的外周缘，每一该第二副绕线单元具有一第二凹槽，该第一导线架单元与该第二导线架单元同轴设置，该第一副环体与该第二副环体构成该环体，每一该第一凹槽对应于一该第二凹槽，由相对应位置的该第一凹槽与该第二凹槽构成可容纳与设置一对应该齿部的该插槽。

6.根据权利要求1所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，该环体的外周缘设有多个滑槽组，每一该滑槽组由对称的二滑槽构成，每一该滑槽具有一插入方向，该插入方向平行于该环体的该心轴方向，于每一该滑槽内设有一该绕线单元，每一该绕线单元沿着该插槽的该长度方向具有相对的二端，于其中一端的外周缘设有一第二凸缘，该第二凸缘的相对二侧分别对应一该滑槽，每一该绕线单元藉由该第二凸缘嵌合于一该滑槽组中。

7.根据权利要求1所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，该多个轭部单元相互嵌合串联构成的环状结构，相邻二该轭部单元之间设有嵌合结构，该嵌合结构由可相互卡合的至少一第二凸部以及至少一第二凹部构成，该至少一第二凸部以及该至少一第二凹部分别设置于相邻二该轭部单元相邻的面上。

8.根据权利要求1所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，每一该绕线单元沿着该插槽的该长度方向具有相对的二端，于其中一端的外周缘设有一第三凸缘，该多个绕线单元的该第三凸缘相互嵌合串联构成该环体。

9.根据权利要求8所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，相邻二该第三凸缘之间设有嵌合结构，该嵌合结构由可相互嵌合的至少一第三凸部以及至少一第三凹部构成，该至少一第三凸部以及该至少一第三凹部分别设置于相邻二该第三凸缘相邻的接触面上。

10.根据权利要求2所述的切换磁阻马达定子与绕线导线架结构，其特征在于，该轭部单元朝向该导线架及该齿部的一面设有多个绝缘片，每一该绝缘片的位置位于二该第一凹部之间，该绝缘片用以将该轭部单元与所缠绕的该线圈隔离，使该轭部单元与该线圈具备隔离与产生电气绝缘的效果。

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