CN115708292A - 车用马达的定子结构 - Google Patents

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黄信义
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Abstract

本发明提供一种车用马达的定子结构，包含一铁芯组件以及多个由扁平导线组成的线圈组件。铁芯组件包含一环状部以及多个齿部，该些个齿部自环状部沿径向朝铁芯组件的环心内延伸。每一个线圈组件配置于对应的一齿部上，每一个线圈组件包含一第一扁平导线以及多个电性并连的第二扁平导线。第一扁平导线径向地堆叠绕线于齿部。该些个第二扁平导线配置于径向相邻第一扁平导线且电性串连至第一扁平导线，该些个第二扁平导线径向交替地堆叠绕线于齿部。

Description

车用马达的定子结构
技术领域
本发明涉及一种定子结构，尤其涉及一种车用马达的定子结构。
背景技术
现有车用马达若使用圆形截面导线堆叠绕线于铁芯的齿部上时，若欲尽可能占满相邻齿部间的绕线槽空间，常需较长的加工时间，且多圈堆叠绕线后的导线占槽率仍不尽理想。有鉴于此，马达制造厂商积极找寻方案能增加绕线后的导线占槽率，更有效的提高马达的性能。
发明内容
根据本发明的一实施例，一种车用马达的定子结构包含一铁芯组件以及多个由扁平导线组成的线圈组件。铁芯组件包含一环状部以及多个齿部，该些个齿部自环状部沿径向朝铁芯组件的环心内延伸。每一个线圈组件配置于对应的一齿部上，每一个线圈组件包含一第一扁平导线以及多个电性并连的第二扁平导线。第一扁平导线径向地堆叠绕线于齿部。该些个第二扁平导线配置于径向相邻第一扁平导线且电性串连至第一扁平导线，该些个第二扁平导线径向交替地堆叠绕线于齿部。
根据本发明的另一实施例，一种车用马达的定子结构包含一铁芯组件以及多个由扁平导线组成的线圈组件。铁芯组件包含一环状部以及多个齿部，该些个齿部自环状部沿径向朝铁芯组件的环心内延伸。每一个线圈组件配置于对应的一齿部上，每一个线圈组件包含一第一扁平导线以及多个电性并连的第二扁平导线。第一扁平导线径向地堆叠绕线于齿部。该些个第二扁平导线径向地堆叠绕线于齿部且径向相邻第一扁平导线且电性串连至第一扁平导线。每一该些个第二扁平导线的截面径向厚度相互加总大于第一扁平导线的截面径向厚度，其中所有堆叠绕线于齿部的该些个第二扁平导线的截面径向厚度的加总小于所有堆叠绕线于齿部的第一扁平导线的截面径向厚度的加总。
附图说明
图1示出一本发明实施例的车用马达定子结构的立体图；
图2示出一本发明实施例的定子结构的一齿部配置线圈组件的立体图；
图3示出一本发明实施例的定子结构的一齿部配置线圈组件的剖面图；
图4示出一本发明实施例的车用马达定子结构的侧视图；
图5示出图1的定子结构附加绝缘环状盖后的立体图；以及
图6示出图5的定子结构附加环形结线结构后的立体图。
附图标号说明
100:定子结构
110:铁芯组件
110a:第一侧
110b:第二侧
110c:环心
112:铁芯环状部
112a:内环面
114:铁芯齿部
114a:侧表面
114b:齿部头部
114c:齿部根部
115a:齿部第一边
115b:齿部第二边
116:绕线架
120:线圈组件
122:第一扁平导线
122a:第一扁平导线第一端
122b:第一扁平导线第二端
124:第二扁平导线
1241:第二扁平导线
1242:第二扁平导线
124a:第二扁平导线第一端
124b:第二扁平导线第二端
124c:第二扁平导线延伸部
130:弧形弯部
140:绝缘环状盖
140a:通孔
140b:凹槽区
140c:缺口
150:环形结线结构
150a:接脚
150b:连接板
T1:截面径向厚度
T2a:截面径向厚度
T2b:截面径向厚度
T1sum:加总
T2sum:加总
W1:截面宽度
W2:截面宽度
W3:截面宽度
R:径向
具体实施方式
为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。于实施方式与权利要求中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与”该”可泛指单一个或多个。
请参照图1，定子结构100包含一铁芯组件110。铁芯组件110包含一环状部112以及多个齿部114，该些个齿部114自环状部112沿径向朝铁芯组件110的环心110c内延伸。每一个齿部114的周围套设绝缘的绕线架116，使线圈导线绕线时能更佳绝缘于铁芯组件110。定子结构100包含多个由扁平导线组成的线圈组件120，每一个线圈组件120配置于对应的一齿部114上。制程上，使用扁平导线组成的线圈组件120将其套上齿部114能较快速径向地堆叠绕线于每一齿部114上，减少绕线耗费的工时。扁平导线组成的线圈组件120亦有助于提升车用马达定子的运转功率。
请参照图2，每一个线圈组件包含一第一扁平导线122以及多个电性并连的第二扁平导线124。第一扁平导线122由齿部114的根部114c径向地堆叠绕线于齿部114上。该些个第二扁平导线124径向相邻于第一扁平导线122且电性串连至第一扁平导线122。在本发明的一实施例中，每一个线圈组件包含一第一扁平导线122以及两个电性并连的第二扁平导线124，且两个电性并连的第二扁平导线(1241、1242)径向交替地堆叠绕线于齿部114(请同时参照图3，两个第二扁平导线1241、1242以不同灰阶填色区分)。在本发明的其他实例中，每一个线圈组件可包含三个或更多电性并连的第二扁平导线。该些个第二扁平导线124的堆叠绕线相较第一扁平导线122的堆叠绕线远离环状部112。上述第一、二扁平导线122、124的电性配置有助于减低定子结构运作时功率耗损。由于第一、二扁平导线122、124具有相等的导体截面积，而利用不同的导线截面尺寸可以进一步增加导体的槽满率，能有效降低直流的铜线损耗。另外，第一扁平导线122串联第二扁平导线124，再将第二扁平导线124分割成1241、1242可以减少靠近齿部的头部114b的铜线每一个单一导体的截面积，藉以在磁场密度高的地方降低单一导体截面积，可以有效降低交流的铜线损耗。
第一扁平导线122包括第一端122a与第二端122b，该些个第二扁平导线124包括电性并连连接的第一端124a与第二端124b。在本发明的一实施例中，第一扁平导线的第一端122a与该些个第二扁平导线的第一端124a突出铁芯组件110的位置均接近环状部112，有利于空出更多的空间供环形结线结构(例如图6的环形结线结构150)的配置。此外，扁平导线突出于接近环状部112亦是远离设置马达转子的铁芯中间，能减少制程上的不便和马达旋转运作时的阻碍。在本发明的实施例中，该些个第二扁平导线124包含一延伸部124c由接近齿部114的头部114b延伸至该些个第二扁平导线的第一端124a，用以引导延伸第二扁平导线124绕线至接近环状部112突出。延伸部124c配置于轴向邻近堆叠层的导线，能避免占用齿部之间的槽空间。图2中实施例延伸部124c配置于邻近堆叠层导线的弧形弯部130，使用此空间有利于降低或避免配置延伸部124c对铁芯组件110可能会需增加的轴向长度。在本发明的实施例中，第一扁平导线122的第一端122a突出于齿部114的第一边115a，而该些个第二扁平导线124的第一端124a突出于齿部114的第二边115b，第二边115b与第一边115a彼此相对，此配置有利于第一扁平导线122的第一端122a与该些个第二扁平导线124的第一端124a之间具有间隔以各自连接电相端或中性端而减少相互干扰。在本发明的实施例中，第一扁平导线122的第二端122b与该些个第二扁平导线124的第二端124b彼此连接形成一接合部(例如使用焊接方式形成一接合部)，使第一扁平导线122与该些并联的第二扁平导线124串联连接。
请参照图3，在本发明的一实施例中，每一个线圈组件包含一第一扁平导线122以及两个电性并连的第二扁平导线(1241、1242)，第一和第二扁平导线122,124这二种扁平导线具有不同截面厚度、宽度，沿径向R相邻形成一阶梯状的轮廓，藉以增加导线占槽的比率，提升定子结构运转功率。在本发明的实施例中，两个电性并连的第二扁平导线124(即图中二不同灰阶填色的扁平导线(1241、1242)单根的截面积相互加总等于或接近等于第一扁平导线122单根的截面积，藉以减低交流电耗损。在本发明的一实施例中，第一扁平导线122单根的截面宽度W1大于每一第二扁平导线124单根的截面宽度W2，因而能形成阶梯状的轮廓。前述截面宽度W1/W2是垂直径向R方向上的宽度。
在本发明的一实施例中，每一该些个第二扁平导线124单根的截面径向厚度相互加总(即导线1241截面径向厚度T2a+导线1242截面径向厚度T2b)大于第一扁平导线122单根的截面径向厚度(T1)，且所有堆叠绕线于齿部114的该些个第二扁平导线124的截面径向厚度的加总(沿径向R的T2sum)小于所有堆叠绕线于齿部114的第一扁平导线122的截面径向厚度的加总(沿径向R的T1sum)，藉以将导线占槽的比率增加。
在本发明的一实施例中，一齿部114的截面宽度W3(垂直径向R的厚度)从其根部114c至头部114b是均匀相等的。在本发明的一实施例中，齿部114包含一侧表面114a于齿部的根部114c垂直连接或接近垂直连接环状部112的内环面112a，藉以配置近似矩形截面的第一扁平导线122与第二扁平导线124。在本发明的一实施例中，该些个第二扁平导线124单根截面积是相互相等或接近相等的(例如第二扁平导线1241、1242单根截面积相互相等或接近相等的)，藉以维持每个第二扁平导线124电流密度大致相等。在本发明的其他实施例中，该些个第二扁平导线单根截面积是相互不相等的，例如第二扁平导线1241、1242单根截面积之间相互有整数或接近整数的比例关系。
请参照图4，铁芯组件110具有彼此相对的第一侧110a与第二侧110b。第一扁平导线122的第一端122a与该些个第二扁平导线124的第一端124a分别突出于铁芯组件110的第一侧110a。第一扁平导线122的第二端122b与该些个第二扁平导线124的第二端124b彼此连接形成的接合部位于铁芯组件110的第二侧110b，利于第一扁平导线122的第二端122b与该些个第二扁平导线124的第二端124b彼此连接(例如藉焊接方式形成接合部)。上述扁平导线的第一端(122a、124a)与第二端(122b、124b)分别配置于铁芯组件110的二相对侧，亦有助于定子结构的绕组电极的配置。例如，第一扁平导线的第一端122a用以连接电相端，第二扁平导线的第一端124a用以连接电性中性端；或者第一扁平导线的第一端122a用以连接电性中性端，第二扁平导线的第一端124a用以连接电相端。
请同时参照图5和图6，定子结构100还包含一绝缘环状盖140与多个环形结线结构150。绝缘环状盖140覆盖于邻近铁芯组件110的环状部112与该些个线圈组件120上，藉以绝缘隔离该些个环形结线结构150与该些个线圈组件120。在本发明的实施例中，绝缘环状盖140具有多个通孔140a，每一个通孔140a可供第一扁平导线122的第一端122a与该些个第二扁平导线124的第一端124a穿越突出。在本发明的实施例中，绝缘环状盖140具有凹槽区140b，藉以供该些个环形结线结构150同轴地配置于凹槽区140b内。在本发明的实施例中，环形结线结构150具有多个接脚150a，藉以分别连接至扁平导线的该些第一端(122a、124a)。该些接脚150a和环形结线结构150协作并由连接板150b连接电性中性端或电相端。在本发明的一实施例中，绝缘环状盖140具有多个缺口140c，藉以分别容置环形结线结构150的多个连接板150b，进而连接电性中性端或电相端。
本发明的车用马达的定子结构，通过二种扁平导线具有不同截面厚度、宽度，沿径向相邻形成一阶梯状的轮廓，藉以增加导线占槽的比率。二种扁平导线包含第一扁平导线电性串连至多个电性并连的第二扁平导线。该些第二扁平导线径向相邻的堆叠于第一扁平导线，且径向交替地堆叠绕线于齿部上。每一该些个第二扁平导线的截面径向厚度相互加总大于第一扁平导线的截面径向厚度，且所有堆叠绕线于齿部的该些个第二扁平导线的截面径向厚度的加总小于所有堆叠绕线于齿部的第一扁平导线的截面径向厚度的加总。通过上述二种扁平导线的配置，更佳的提高导线占槽的比率，减少定子运作耗损，进而提升车用马达定子结构的运作效能。
虽然本发明已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，于不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更改与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。

Claims (20)

1.一种车用马达的定子结构，包含：
铁芯组件，包含环状部以及多个齿部，所述多个齿部自所述环状部沿径向朝所述铁芯组件的环心内延伸；以及
多个由扁平导线组成的线圈组件，每一个所述线圈组件配置于对应的所述齿部上，每一个所述线圈组件包含：
第一扁平导线，径向地堆叠绕线于所述齿部；以及
多个电性并连的第二扁平导线，配置于径向相邻所述第一扁平导线且电性串连至所述第一扁平导线，所述多个第二扁平导线径向交替地堆叠绕线于所述齿部。
2.根据权利要求1所述的定子结构，其中每一所述多个第二扁平导线的截面积相互加总等于或接近等于所述第一扁平导线的截面积。
3.根据权利要求1所述的定子结构，其中每一所述多个第二扁平导线的截面积：
相互相等或接近相等；或
相互不相等；或
相互有整数或接近整数的比例关系。
4.根据权利要求1所述的定子结构，其中所述多个第二扁平导线的堆叠绕线相较所述第一扁平导线的堆叠绕线远离所述环状部。
5.根据权利要求1所述的定子结构，其中所述第一扁平导线的截面宽度大于每一所述第二扁平导线的截面宽度。
6.根据权利要求1所述的定子结构，其中每一所述多个第二扁平导线的截面径向厚度相互加总大于所述第一扁平导线的截面径向厚度，其中所有堆叠绕线于所述齿部的所述多个第二扁平导线的截面径向厚度的加总小于所有堆叠绕线于所述齿部的所述第一扁平导线的截面径向厚度的加总。
7.根据权利要求1所述的定子结构，其中所述齿部包含一侧表面于所述齿部的根部垂直连接或接近垂直连接所述环状部的内环面。
8.根据权利要求1所述的定子结构，其中所述第一扁平导线包括第一端与第二端，其中所述多个第二扁平导线包括电性并连连接的第一端与第二端，其中所述第一扁平导线的第一端与所述多个第二扁平导线的第一端突出所述铁芯组件的位置皆是接近所述环状部。
9.根据权利要求8所述的定子结构，其中所述多个第二扁平导线包含延伸部由接近所述齿部的头部延伸至所述多个第二扁平导线的第一端。
10.根据权利要求8或9所述的定子结构，其中所述第一扁平导线的第一端与所述多个第二扁平导线的第一端分别突出于所述铁芯组件的第一侧，所述铁芯组件包含第二侧与所述第一侧彼此相对。
11.根据权利要求10所述的定子结构，其中所述第一扁平导线的第二端与所述多个第二扁平导线的第二端彼此连接形成一接合部，所述接合部位于接近所述铁芯组件的所述第二侧。
12.根据权利要求8所述的定子结构，其中所述第一扁平导线的第一端突出于所述齿部的第一边，其中所述多个第二扁平导线的第一端突出于所述齿部的第二边，所述第二边与所述第一边彼此相对。
13.一种车用马达的定子结构，包含：
铁芯组件，包含环状部以及多个齿部，所述多个齿部自所述环状部沿径向朝所述铁芯组件的环心内延伸；以及
多个由扁平导线组成的线圈组件，每一个所述线圈组件配置于对应的所述齿部上，每一个所述线圈组件包含：
第一扁平导线，径向地堆叠绕线于所述齿部；以及
多个电性并连的第二扁平导线，径向地堆叠绕线于所述齿部，所述多个第二扁平导线配置于径向相邻所述第一扁平导线且电性串连至所述第一扁平导线，
其中每一所述多个第二扁平导线的截面径向厚度相互加总大于所述第一扁平导线的截面径向厚度，其中所有堆叠绕线于所述齿部的所述多个第二扁平导线的截面径向厚度的加总小于所有堆叠绕线于所述齿部的所述第一扁平导线的截面径向厚度的加总。
14.根据权利要求13所述的定子结构，其中所述第一扁平导线与所述第二扁平导线径向相邻形成阶梯状的轮廓，其中每一所述多个第二扁平导线的截面积相互加总等于或接近等于所述第一扁平导线的截面积。
15.根据权利要求13所述的定子结构，其中每一所述多个第二扁平导线的截面积：
相互相等或接近相等；或
相互不相等；或
相互有整数或接近整数的比例关系。
16.根据权利要求13所述的定子结构，其中所述第一扁平导线包括第一端与第二端，其中所述多个第二扁平导线包括电性并连连接的第一端与第二端，其中所述第一扁平导线的第一端与所述多个第二扁平导线的第一端突出所述铁芯组件的位置皆是接近所述环状部。
17.根据权利要求16所述的定子结构，其中所述多个第二扁平导线包含延伸部由接近所述齿部的头部延伸至所述多个第二扁平导线的第一端。
18.根据权利要求13所述的定子结构，其中所述第一扁平导线的第一端与所述多个第二扁平导线的第一端分别突出于所述铁芯组件的第一侧，所述铁芯组件包含第二侧与所述第一侧彼此相对，所述第一扁平导线的第二端与所述多个第二扁平导线的第二端彼此连接形成接合部，所述接合部位于接近所述铁芯组件的所述第二侧。
19.根据权利要求3所述的定子结构，还包含绝缘环状盖，覆盖于邻近所述铁芯组件的所述环状部，所述绝缘环状盖具有多个通孔供所述第一扁平导线的第一端与所述多个第二扁平导线的第一端穿越突出。
20.根据权利要求19所述的定子结构，还包含多个环形结线结构，同轴地配置于所述绝缘环状盖上，每一个所述环形结线结构用以连接至少一所述线圈组件的所述第一扁平导线的第一端或所述多个第二扁平导线的第一端。
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