CN103986254A - 薄形定子及其构成的马达 - Google Patents

Abstract

一种具有薄形定子的马达，是用以解决现有技术无法兼顾高输出功率及低运转噪震的问题，包含：一定子，具有一第一激磁单元及一第二激磁单元，该第一激磁单元具有至少一线圈及一基板承载该线圈，该第二激磁单元亦具有至少一线圈及一基板承载该线圈，且该第一及第二激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置，其中该第一及第二激磁单元沿一堆叠方向排列，该第一激磁单元的一线圈及该第二激磁单元的一线圈在该堆叠方向上重叠设置，且重叠设置的线圈的卷绕中心在该定子的圆周方向上错位设置；一转子，具有一磁极部与所述定子的第一激磁单元及第二激磁单元的线圈在该堆叠方向上相对位。

Description

薄形定子及其构成的马达

技术领域

   本发明关于一种薄形定子及其构成的马达，尤其是一种可借助产生渐进式磁场，以便在提高输出功率的同时有效降低转子的运转噪震的薄形定子。

背景技术

现有马达大致是由一定子及一转子所组成，其中该定子是由线圈、电路板或其他相关构件所组成；一般而言，现有马达的线圈是凸出设置于该电路板的表面，因此，造成现有马达难以再进一步缩减整体轴向高度，倘若该现有马达应用于如散热风扇等领域时，将会相对限缩现有散热风扇设计成更轻薄短小化的可行性。

有鉴于此，风扇业界遂逐渐研发生产适用于微型风扇的薄型定子，以期能符合电子产品日益轻薄短小的趋势。请参照图1所示，其绘示一种以印刷线圈方式构成定子线圈组的微型风扇。详言之，该微型风扇具有一基座91、一盖板92、一定子93及一转子94，该基座91及盖板92共同形成一容置空间以容设该定子93及转子94，该定子93固设于该基座91的内表面，且该转子94可转动地对应该定子93设置，以便在该定子93接收电力时致动该转子94进行旋转而驱风。由于该微型风扇的定子93的数个线圈931是以印刷线圈方式构成，因此各该线圈931均仅具有一条导线的厚度，显然能够大幅降低风扇厚度以符合当前电子产品的微型化趋势。

然而，由于各该线圈931的布线面积有限，因此当需要以该定子93驱动较大负载时(例如：需要驱动较重的转子94或在逆风环境中驱动转子94)，仅能以增大各线圈931的导线的线径或提高流通于各线圈931内的电流的方式提高输出功率，使该定子93激磁产生的磁力达到需求。只是，在此情况下，将导致运转过程中该定子93及转子94之间的磁阻瞬间变化量过大，进而造成该转子94的运转震动及噪音大幅增加。

据此，仍有必要改良上述现有微型风扇的定子93结构，以求能同时兼具微型化体积、大输出功率及低运作噪震量的功效。

发明内容

本发明的目的提供一种薄形定子及其构成的马达，以降低运转时在定子及转子之间的磁阻瞬间变化量，因此具有体积微型化、提高输出功率及降低运作噪震量等功效。

本发明的薄形定子，包含一第一激磁单元及一第二激磁单元。该第一激磁单元具有一基板及至少一线圈，该基板承载该线圈，且各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置；该第二激磁单元也具有一基板及至少一线圈，该第二激磁单元的基板是承载该第二激磁单元的线圈，且该第二激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置。该第一激磁单元及第二激磁单元是沿一堆叠方向排列，该第一激磁单元的一线圈及该第二激磁单元的一线圈在该堆叠方向上重叠设置，且重叠设置的线圈的卷绕中心成错位设置。

本发明的薄形定子，其中是定义重叠设置且供同一相电流通过的线圈为一相线圈组，该第一激磁单元的线圈及第二激磁单元的线圈形成数个相线圈组，且任一相线圈组的任一个卷绕中心是位于另一相线圈组的任一个线圈的轴向范围外。

本发明的具有薄形定子的马达，包含一定子及一转子。该定子具有一第一激磁单元及一第二激磁单元，该第一激磁单元具有一基板及至少一线圈，该基板承载该线圈，该第二激磁单元也具有一基板及至少一线圈，该第二激磁单元的基板是承载该第二激磁单元的线圈，且该第一及第二激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置，其中该第一激磁单元及第二激磁单元是沿一堆叠方向排列，该第一激磁单元的一线圈及该第二激磁单元的一线圈在该堆叠方向上重叠设置，且重叠设置的线圈的卷绕中心在该定子的圆周方向上错位设置。该转子具有一磁极部与所述定子的第一激磁单元及第二激磁单元的线圈在该堆叠方向上相对位。

本发明的具有薄形定子的马达，其中是定义重叠设置且供同一相电流通过的线圈为一相线圈组，所述第一激磁单元的线圈及第二激磁单元的线圈形成数个相线圈组，且任一相线圈组的任一个卷绕中心是位于另一相线圈组的任一个线圈的轴向范围外。

本发明的具有薄形定子的马达，其中该定子另包含一第三激磁单元，该第三激磁单元具有一基板及至少一线圈，该第三激磁单元的基板是承载该第三激磁单元的线圈，该第三激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置，该第三激磁单元沿该堆叠方向相对于该第一激磁单元排列于该第二激磁单元的另一侧，该第三激磁单元的一线圈、该第一激磁单元的一线圈及该第二激磁单元的一线圈在该堆叠方向上重叠设置，重叠设置的线圈的卷绕中心是错位设置，且在同一相线圈组中，该第一激磁单元的线圈、该第二激磁单元的线圈及该第三激磁单元的线圈沿该定子的圆周方向排列。

本发明的具有薄形定子的马达，其中另具有一基座，所述定子固设于该基座，且所述转子可转动地结合于该基座。

借助上述结构，本发明确实具有在提高输出功率的同时有效降低转子的运转噪震的功效。

附图说明

图1：一种现有具薄型定子的风扇的立体分解图。

图2：本发明具有薄形定子的马达较佳实施例的立体分解图。

图3：本发明薄形定子较佳实施例的立体分解图。

图4：本发明具有薄形定子的马达的运作示意图(一)。

图5：本发明薄形定子较佳实施例的另一种实施方式的组合侧剖示意图。

图6：本发明具有薄形定子的马达的运作示意图(二)。

其中：

﹝本发明﹞

1 基座   11  轴管

2 定子   20  激磁单元

20a    第一激磁单元    21a     基板

22a    线圈   23a     卷绕中心

20b   第二激磁单元    21b     基板

22b   线圈   23b     卷绕中心

20c    第三激磁单元    21c      基板

22c    线圈   23c      卷绕中心

21     基板   22  线圈

3 转子   31  转轴

32     磁极部

C 相线圈组

R1    激磁区段 R2 激磁区段

R3    激磁区段

﹝现有技术﹞

91     基座   92  盖板

93     定子   931     线圈

94     转子。

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

请参照图2所示，其是本发明的马达的较佳实施例的立体分解图，其中该马达包含一基座1、一定子2及一转子3。该基座1供承载该定子2及转子3；该定子2固设于该基座1的一侧；该转子3可转动地结合于该基座1且与该定子2对位设置。该基座1具有一轴管11；该定子2具有数个激磁单元20沿一堆叠方向层叠设置，各该激磁单元20包含一基板21及至少一个线圈22，且该线圈22较佳是以印刷线圈方式或电铸制程方式形成于该基板21上，以使该定子2为一薄型定子；该转子3具有一转轴31及一磁极部32，该转轴31可转动地穿伸结合于该轴管11，且该磁极部32与该至少一个线圈22在该堆叠方向上相对位。在本实施例中，以该基座1维持该定子2及转子3的对位关系；然而，亦可省略该基座1，直接于该定子2形成可供旋转地结合该转轴31的轴管。

详言之，本发明的定子2借助各该激磁单元20之间的结构关系而能够在电流输入时产生渐进式磁场。请参照图3所示，为便于阐述该数个激磁单元20之间的结构关系，以下说明是以具有三个激磁单元20(一第一激磁单元20a、一第二激磁单元20b及一第三激磁单元20c)的定子2为例，只是本发明的激磁单元20的数量并不以此为限。该第一激磁单元20a、第二激磁单元20b及第三激磁单元20c沿该堆叠方向排列(亦即，在该堆叠方向上，该第三激磁单元20c是相对于该第一激磁单元20a排列于该第二激磁单元20b的另一侧)，且在本较佳实施例的轴向气隙马达中，该堆叠方向即为该定子2的轴向。该第一激磁单元20a的基板21a承载该第一激磁单元20a的线圈22a，且各该线圈22a各自沿一个卷绕中心23a环绕设置。同理，该第二激磁单元20b的基板21b承载该第二激磁单元20b的线圈22b，且各该线圈22b各自沿一个卷绕中心23b环绕设置；而该第三激磁单元20c的基板21c承载该第三激磁单元20c的线圈22c，且各该线圈22c各自沿一个卷绕中心23c环绕设置。其中，至少一个线圈22a、至少一个线圈22b及至少一个线圈22c在该堆叠方向上重叠设置，且重叠设置的线圈22a、22b、22c的卷绕中心23a、23b、23c在该定子2的圆周方向上错位设置。此外，请一并参照图4所示，进一步定义重叠设置且供同一相电流通过的线圈22a、22b、22c为一相线圈组C，且一相线圈组C的任一个卷绕中心23a、23b、23c较佳位于另一相线圈组C的任一个线圈22a、22b、22c的轴向范围外，以避免异相电流所产生的磁场互相干扰。另，如图3及图4所示，在同一相线圈组C中，该数个线圈22a、22b、22c之中的任二个仅有部分重叠，且该线圈22a、线圈22b及线圈22c沿该定子2的圆周方向排列；然而，如图5所示，该数个线圈22a、22b、22c的中的任一个亦可与其中的另一个(或其中的多个)完全重叠，且在该定子2的圆周方向上，该线圈22c亦可位于该线圈22a及线圈22b之间。另，如图4所示，该定子2朝向该转子3的一侧较佳具有一绝缘层覆盖该基板21a及线圈22a，以避免因尘垢及潮湿而导致短路。

请参照图4及图6所示，其是绘示本发明的马达的运作示意图。其中，为便于阐述该定子2的运作方式，是以该定子2运用于一双相马达的情况(即相邻的二相线圈组C中的电流相差为180度)举例说明，只是本发明的定子2可适用于各种单相或多相马达，不仅以双相马达为限。如图4所示，当该转子3的磁极部32以一N极朝向该定子2，且该转子3由该图的右侧向左侧移动时，该图中右侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c激磁并朝上形成一S极，而左侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c则激磁并朝上形成一N极。此时，在该右侧的相线圈组C的最右端至其卷绕中心23b的激磁区段R1中，由于该右侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c由右而左渐次叠加，因此该磁极部32在该激磁区段R1的移动过程中所受到的磁吸力逐渐增强。随后，如图6所示，在该转子3的磁极部32接近该左侧的相线圈组C时，输入该右侧及左侧的相线圈组C的电流即进行换相，使右侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c激磁并朝上形成一N极，而左侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c则激磁并朝上形成一S极。此时，在该右侧的相线圈组C的该卷绕中心23b至最左端的激磁区段R2中，由于该右侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c是由右而左渐次递减，因此该磁极部32在此一激磁区段R2的移动过程中所受到的磁斥力逐渐减弱；反之，在该左侧的相线圈组C的最右端至其卷绕中心23b的激磁区段R3中，由于该左侧的相线圈组C的线圈22a、22b、22c是由右而左渐次叠加，因此该磁极部32在此一激磁区段R3的移动过程中所受到的磁吸力亦逐渐增强。换言之，在该磁极部32的移动过程中，该定子2对该磁极部32所产生的磁吸力是随着该磁极部32的移动而逐渐增强，且该定子2对该磁极部32所产生的磁斥力则随着该磁极部32的移动而逐渐减弱。

综上所述，借助具有上述结构特征的定子2，本实施例的马达不仅仍可借助数个激磁单元20层叠构成的相线圈组C提供足够的功率需求，且更由于在该转子3的旋转过程中是以渐进方式增加磁吸力及减少磁斥力，因此可有效降低旋转过程中的磁阻瞬间变化量，进而减少该转子3在运转时的噪音及震动量。据此，本发明确实具有在提高输出功率的同时有效降低转子的运转噪震的功效。

只是以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；因此，凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (13)

1.一种薄形定子，其特征在于，包含：

一个第一激磁单元，具有一个基板及至少一个线圈，该基板承载该线圈，且各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置；及

一个第二激磁单元，也具有一个基板及至少一个线圈，该第二激磁单元的基板是承载该第二激磁单元的线圈，且该第二激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置；

其中，所述第一激磁单元及第二激磁单元是沿一个堆叠方向排列，所述第一激磁单元的一个线圈及所述第二激磁单元的一个线圈在该堆叠方向上重叠设置，且重叠设置的线圈的卷绕中心成错位设置。

2.如权利要求1所述的薄形定子，其特征在于，定义重叠设置且供同一个相电流通过的线圈为一个相线圈组，所述第一激磁单元的线圈及第二激磁单元的线圈形成数个相线圈组，且任一个相线圈组的任一个卷绕中心是位于另一个相线圈组的任一个线圈的轴向范围外。

3.如权利要求1所述的薄形定子，其特征在于，所述第一激磁单元及第二激磁单元在该堆叠方向上重叠设置的线圈是部分重叠。

4.如权利要求1所述的薄形定子，其特征在于，所述第一激磁单元及第二激磁单元在该堆叠方向上重叠设置的线圈是完全重叠。

5.一种具有薄形定子的马达，其特征在于，包括：

一个定子，具有一个第一激磁单元及一个第二激磁单元，该第一激磁单元具有一个基板及至少一个线圈，该基板承载该线圈，该第二激磁单元也具有一个基板及至少一个线圈，该第二激磁单元的基板是承载该第二激磁单元的线圈，且该第一激磁单元及第二激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置，其中该第一激磁单元及第二激磁单元是沿一个堆叠方向排列，该第一激磁单元的一个线圈及该第二激磁单元的一个线圈在该堆叠方向上重叠设置，且重叠设置的线圈的卷绕中心是在该定子的圆周方向上错位设置；及

一个转子，具有一个磁极部与所述定子的第一激磁单元及第二激磁单元的线圈在该堆叠方向上相对位。

6.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，定义重叠设置且供同一个相电流通过的线圈为一个相线圈组，所述第一激磁单元的线圈及第二激磁单元的线圈形成数个相线圈组，且任一个相线圈组的任一个卷绕中心是位于另一个相线圈组的任一个线圈的轴向范围外。

7.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，该定子另包含一个第三激磁单元，该第三激磁单元也具有一个基板及至少一个线圈，该第三激磁单元的基板承载该第三激磁单元的线圈，该第三激磁单元的各该线圈各自沿一个卷绕中心环绕设置，该第三激磁单元沿所述堆叠方向相对于所述第一激磁单元排列于所述第二激磁单元的另一侧，该第三激磁单元的一个线圈、所述第一激磁单元的一个线圈及所述第二激磁单元的一个线圈在所述堆叠方向上重叠设置，重叠设置的线圈的卷绕中心错位设置，且在同一个相线圈组中，所述第一激磁单元的线圈、所述第二激磁单元的线圈及该第三激磁单元的线圈是沿所述定子的圆周方向排列。

8.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，所述第一激磁单元及第二激磁单元在该堆叠方向上重叠设置的线圈是部分重叠。

9.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，所述第一激磁单元及第二激磁单元在该堆叠方向上重叠设置的线圈是完全重叠。

10.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，另具有一个基座，所述定子固设于该基座，且所述转子可转动地结合于该基座。

11.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，所述定子为用于接收单相电流的单相定子。

12.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，所述定子为用于接收双相电流的双相定子。

13.如权利要求5所述的具有薄形定子的马达，其特征在于，所述定子为用于接收三相电流的三相定子。