CN1089960C - 电动机定子结构及其形成的方法 - Google Patents

Abstract

一种电动机定子结构，由一导磁材料所形成，其包含：一圆环；N个上凸齿，间隔连接于该圆环外边，位在一第一平面；N个下凸齿，依该圆环间隔排列，与该N个上凸齿上视的位置互补，位在一第二平面，以及N个腰柱，位在这二平面之间，一端连接于该N个上凸齿与圆环相接的间隔处，另一端连接该N个下凸齿内侧，用以形成一导磁路径；其中N为一大于1的整数。

Description

电动机定子结构及其形成的方法

本发明涉及一种电动机定子结构及其形成的方法，尤指无刷直流电动机的定子结构及其成型方法。

早期的无刷直流定子结构，如台湾专利公告第九九一00号“直流电动机及其起动装置”，请参见图1，该定子是以复数个矽钢片101堆叠而成，其极臂呈T字形，用以绕四组线圈102于其上，其定子结构与绕线成本耗费却颇高。

为了克服上述缺陷，有人提出了以一对线圈形成所有磁极的作法，请参见图2，因为绕线一次即可，且定子结构简单，因而降低了制作成本。但是，其定子结构并不甚完美。其包含二磁极层201，一导磁环柱203及一对线圈202，作法是用该导磁环柱203的二端与该二磁极层201的中空部紧密接合，其两端间的柱面并有一绝缘层，而该线圈202绕在该绝缘层上。接合时，二极片必须互补对齐以使各磁极以一机械角均匀分布在一1圆上。因为是以接合方式产生该定子结构，难免有缝隙204，故磁路的通畅性是值得商确；且虽然对二极片的对齐有人提出种种改进的方法，但基本上脱不出接合的槽臼，在制作上确实产生许多困扰，这无疑影响了产品的性能。

倘若能省去接合的动作，则无所谓的缝隙产生，磁路将更为通畅，进而提升电动机的效率；再者，若能省去上下磁极层对齐的困扰则使制造更加简单稳定

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种电动机定子结构及其形成方法，使电动机定子结构性能得以改善，制造简单，产品率提高。

本发明提供的一种电动机定子结构，包括一圆环；相互有间隔地连接于所述圆环外周并位于第一平面的N个上凸极，在所述圆环正下方沿所述圆环间隔排列、与所述N个上凸极的俯视位置互补并位于第二平面的N个下凸极，以及连接所述上下凸极的导磁柱，所述N为一大于1的整数，其特征在于，所述导磁柱为位于所述两个平面之间的N个腰柱，所述各腰柱一端连接于所述N个上凸极与所述圆环相接的间隔处，另一端与所述N个下凸极的内侧相连接，用以形成一导磁路径；所述电动机定子结构由一导磁材料所形成。

理想的是，所述电动机定子结构的形成是以一矽钢片一体冲压成型，而上述导磁材料即为该矽钢片。

本发明提供的一种电动机定子，包括一圆环，间隔连接于所述圆环外周并位于第一平面的N个上凸极，以及在所述圆环正下方沿所述圆环间隔排列、与所述N个上凸极的俯视位置互补并位于第二平面的N个下凸极，连接所述上下凸极的导磁柱，形成于所述N个上下凸极与所述导磁柱之间的一绝缘层，绕于所述绝缘层上的一对线圈，置于所述N个下凸极下方的一中空线路板，以及套接于所述导磁座内的一定子座，所述N为一大于1的整数，其特征在于，所述导磁柱为位于所述两个平面之间的N个腰柱，所述各腰柱一端连接于所述N个上凸极与所述圆环相接的间隔处，另一端与所述N个下凸极的内侧相连接，用以形成一导磁路径；所述电动机定子结构由一导磁材料所形成。

理想的是，所述电动机定子的绝缘层材料是以塑料成型于所述N个上下凸极与腰柱之间；所述中空线路板之上有一电路，用以检测及控制所述电动机定子的磁场。

根据上述构思，所述电动机定子的定子座包含，一底座；以及一圆柱，该圆柱凸出于所述底座中央，用以穿过上述线路板的中空部，套接于所述圆环内。

理想的是，所述电动机定子的定子座为一绝缘体。

当然，所述底座的绝缘体材料可为塑料。

理想的是，所述定子座的圆柱为一非导磁材料。

当然，所述圆柱的非导磁材料可为铜与塑料中的一种。

本发明提供的一种电动机定子结构形成的方法，其步骤包括：

a、制作一空心齿轮形定子结构片，该空心齿轮形定子结构片由N个长齿、N个短齿、及一第一圆环所构成，所述长短齿两者间隔交互连接于所述第一圆环；b、弯折所述N个长齿，以形成一具有N个腰柱、N个上凸极及N个下凸极的电动机定子结构；所述N为一大于1的整数。

如上所述，所述空心齿轮形定子结构片的材质可为一导磁材料。

当然，该可导磁材料可为矽钢。

进一步，所述空心齿轮形定子结构片的每一长齿与短齿的长度差为在所述步骤b弯折后所述每一腰柱的长度。

另外，所述电动机定子结构形成的方法，为了增加导磁面积，还包含有如下步骤：c、重复所述步骤a、b，制作另一电动机定子结构；以及d、将该两个电动机定子结构交错放置。

再有，所述电动机定子结构形成的方法，为了增加导磁面积，还包含有如下步骤：e、制作复数个矽钢片，所述每一矽钢片具有N个凸极及一形状同于上述第一圆环的第二圆环，所述N个凸极如同于上述N个短凸极那样间隔连接于所述第二圆柱环边；以及f、将所述复数个矽钢片以凸极对齐各半数重叠于所述电动机定子结构的上下。

上述电动机定子的动作原理、线路板上的电路、冲压的技术等皆为现有技术，可由熟悉本技术领域的人员据以实施，故此不多加赘述。

以下参照附图对优选实施例进行详细说明，使得对本发明有更深人的了解。

图1为现有技术中层叠式定子的结构示意图。

图2为现有技术中一对线圈多极的接合式定子的结构示意图。

图3所示为根据本发明的一较佳实施例的电动机定于结构形成的方法。

图4为根据本发明的一较佳实施例的一电动机定子。

图5为根据本发明的另一较佳实施例的一电动机定子。

图6为根据本发明的再一较佳实施例的电动机定于。

请参见图3，其示出了一电动机定子结构形成的方法。该电动机定子结构是以一矽钢材质的空心齿轮形结构片经冲压一体成型而得之，该齿轮形结构片含四个短齿42及四个长齿41，长短齿二者间隔交互地连接于第一圆环43。弯折该四个长齿41，以形成一具有四个腰柱12、四个上凸极11、四个下凸极14及一圆环13的电动机定于结构。因为电动机定子结构是以冲压而成，所以上凸极11与下凸极14可在制模时精确设计在磁极互补对齐的位置，免去现有技术因接合须上下磁极互补对齐的困扰，磁极位置精确，则电动机的稳定度的提升明显。而且其为一体成型，在制作上，可简化许多。

请参见图4，该图为组成一无刷直流电动机的构件分解图，其包含一电动机定于结构1、一绝缘层2、一对线圈3、一线路板4、一定子座5、一转子6。该电动机定子结构是由四个上凸极11、四个下凸极14，四个腰柱12以及一圆环13构成；并且以一矽钢片经冲压一体成型。在绕上该对线圈3之前须要先以绝缘层2覆盖在腰柱12与上凸极11和下凸极14之间。该绝缘层2可以塑料挤压成型与该电动机定子结构1结合一体。绕线之后再于下凸极14之下叠上该线路板4。该线路板含有霍尔元件及控制电路，分别用来检测及控制该定子的磁场。接下来套上定子座5，定子座5是由一圆柱52与一底座51构成。该圆柱52穿过该线路板4的中空部及该电动机定子结构1的圆环13固定在该底座51上。最后将该转子6的轴7置人该定子座5的圆柱52内，即形成该无刷直流电动机的雏型。由于上凸极11、下凸极14及腰柱12相连成一体，导磁路径并无现有技术因接合所产生的漏磁现象，因此可提升电动机的性能。利用电动机转子6内的磁铁8与电动机定子的磁场变化即可达到旋转的功波

同理，请参见图5，该图不同处是以二电动机定子结构21、22结合为一定子结构，从而因为导磁面积的增加，达到增加马力的功效。须注意的是，该二定于21、22的配置是相反再交错重叠。以该图为例，交错的角度为45度机械角。

同理，请参见图6，该图不同处是以二矽钢片30，各重叠在一电动机定子结构1上，以因应导磁面积的增加，达到增加马力的功效。该矽钢片是由四凸极31、一第二圆环32构成。当然，亦可用复数个矽钢片30，各半数重叠于该电动机定子结构1上下，即凸极31对齐于电动机定子结构1的上凸极11(或下凸极14)，第二圆环32对齐于该电动机定子结构1的圆环13。且此法亦适用在图4反相交错重叠后的定子结构上。

由上述附图及说明，可看出本发明具有以下优点：一、本发明的电动机定子结构，因为是以冲压技术一体成型，同时克服了现有技术中“接合”式定子结构须套接环柱及上下磁极互补对齐等缺陷。二、可以上下重叠复数个矽钢片或将二电动机转子结构相互倒置交错重叠以获得更大马力。三、使定子制作更容易，电动机效率提升、及增加了产品率。

虽然已参照优选实施例对本发明进行了叙述，但不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围，仍可做出其它的修改和变化。

Claims (10)

1.一种电动机定子结构，包括一圆环；相互有间隔地连接于所述圆环外周并位于第一平面的N个上凸极，在所述圆环正下方沿所述圆环间隔排列、与所述N个上凸极的俯视位置互补并位于第二平面的N个下凸极，以及连接所述上下凸极的导磁柱，所述N为一大于1的整数，其特征在于，

所述导磁柱为位于所述两个平面之间的N个腰柱，所述各腰柱一端连接于所述N个上凸极与所述圆环相接的间隔处，另一端与所述N个下凸极的内侧相连接，用以形成一导磁路径；

所述电动机定子结构由一导磁材料所形成。

2、根据权利要求1所述的电动机定子结构，其特征在于，该电动机定子结构的形成是以一矽钢片一体冲压成型，而上述导磁材料即为该矽钢片。

3.一种电动机定子，包括一圆环，间隔连接于所述圆环外周并位于第一平面的N个上凸极，以及在所述圆环正下方沿所述圆环间隔排列、与所述N个上凸极的俯视位置互补并位于第二平面的N个下凸极，连接所述上下凸极的导磁柱，形成于所述N个上下凸极与所述导磁柱之间的一绝缘层，绕于所述绝缘层上的一对线圈，置于所述N个下凸极下方的一中空线路板，以及套接于所述导磁座内的一定子座，所述N为一大于1的整数，其特征在于，

所述导磁柱为位于所述两个平面之间的N个腰柱，所述各腰柱一端连接于所述N个上凸极与所述圆环相接的间隔处，另一端与所述N个下凸极的内侧相连接，用以形成一导磁路径；

所述电动机定子结构由一导磁材料所形成。

4、根据权利要求3所述的电动机定子，其特征在于，所述绝缘层的材料是以塑料成型于所述N个上下凸极与腰柱之间；所述中空线路板之上有一电路，用以检测及控制所述电动机定子的磁场。

5、根据权利要求3所述的电动机定子，其特征在于，该定子座包含，

一底座；以及

一圆柱，凸出于该底座中央，用以穿过上述线路板的中空部，套接于该圆环内；

所述底座的材料为塑料；所述圆柱的材料为铜与塑料中的一种。

6、一种电动机定子结构形成的方法，其特征在于，其步骤包括：

a、制作一空心齿轮形定子结构片，该空心齿轮形定子结构片由N个长齿、N个短齿、及一第一圆环所构成，所述长短齿两者间隔交互连接于所述第一圆环；

b、弯折所述N个长齿，以形成一具有N个腰柱、N个上凸极及N个下凸极的电动机定子结构；

所述一大于1的整数。

7、根据权利要求6所述的电动机定子结构形成的方法，其特征在于，所述空心齿轮形定子结构片的材质为矽钢。

8、根据权利要求6所述的电动机定子结构形成的方法，其特征在于，所述空心齿轮形定子结构片的每一长齿与短齿的长度差为在所述步骤b弯折后所述每一腰柱的长度。

9、根据权利要求6所述的电动机定子结构形成的方法，其特征在于，还包含有如下步骤：

c、重复所述步骤a、b，制作另一电动机定子结构；以及

d、将该两个电动机定子结构交错放置。

10、根据权利要求9所述的电动机定子结构形成的方法，其特征在于，还包含有如下步骤：

e、制作复数个矽钢片，所述每一矽钢片具有N个凸极及一形状同于上述第一圆环的第二圆环，所述N个凸极如同于上述N个短凸极那样间隔连接于所述第二圆柱环边；以及

f、将所述复数个矽钢片以凸极对齐各半数重叠于所述电动机定子结构的上下。

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