CN203722347U - 薄型化轴向气隙式马达 - Google Patents

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Abstract

一种薄型化轴向气隙式马达，包括一基座；一电路单元设于该基座上；一定子组包括至少一扁平状导磁框架及至少一绕线组，该导磁框架具有至少一支臂、以及一连接于该至少一支臂的感应磁部，该绕线组绕设于该支臂；一转子组包括一扁平状永久磁铁置于该些感应磁部的上方；该永久磁铁的正投影范围对应于该感应磁部的面积，其中该至少一绕线组位于该永久磁铁的外侧；及一轴枢组件设于该基座与该转子组之间，该轴枢组件包括一轴承套及一插设于该轴承套内的轴心，以供该转子组相对于该基座旋转。

Description

薄型化轴向气隙式马达
技术领域
本实用新型有关于一种马达，特别是指一种薄型化马达，其具有轴向气隙式的结构设计。
背景技术
电动机（Electric motor），又称为马达或电动马达，是一种将电能转化成机械能，并可再使用机械能产生动能，用来驱动其他装置的电气设备。大部分的电动马达通过磁场和绕组电流，在电机内产生能量。电动马达已普遍用于各种领域以提供动力。
由于电子产品愈来愈朝向薄型化计设趋势，马达的厚度也被要求愈来愈薄型化。例如应用于散热用的风扇马达，已普遍装设于桌上型电脑、笔记本电脑、平板电脑等电子产品，用以散发电子元件的热能。又例如，小型泵被应用于驱动热管散热结构中的冷却液体。
为着使马达薄型化，现有技术有中国台湾公开号TW201103234的「马达定子及其线圈组」是关于一种软性电路板线圈(FPCoil)的马达结构，针对现有马达定子由相互堆叠的数个硅钢片所构成，不易降低整体轴向高度的问题。然而此种结构需要结合电路板的制作过程，其制作过程及结构非常复杂而导致价格昂贵等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种薄型化轴向气隙式马达，其在于变更定子组的安排以减低整体的高度，以利于马达的薄型化。
为达上面所描述的，本实用新型提供一种薄型化轴向气隙式马达，其包括：
一基座；
一电路单元，设于该基座上；
一定子组，包括至少一扁平状导磁框架及至少一绕线组，该导磁框架具有至少一支臂、以及一连接于该至少一支臂的感应磁部，该绕线组绕设于该支臂；
一转子组，包括一扁平状永久磁铁，置于该多个感应磁部的上方；该永久磁铁的正投影范围对应于该感应磁部的面积，其中该至少一绕线组位于该永久磁铁的外侧；及
一轴枢组件，设于该基座与该转子组之间，该轴枢组件包括一轴承套及一插设于该轴承套内的轴心，以供该转子组相对于该基座旋转。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，每一该导磁框架的该支臂包括一外侧臂部及一连接臂部，该连接臂部连接该外侧臂部与该感应磁部。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，该支臂呈U字形，具有一个外侧臂部、以及一对连接臂部，每一该连接臂部的其中一端连接于该外侧臂部的两端，每一该连接臂部的另一端连接一个该感应磁部。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，每一该外侧臂部各绕设有一个该绕线组，其中该多个感应磁部排列形成一圆环状，其中该永久磁铁为圆环状。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，每一该连接臂部各绕设有一个该绕线组，其中该多个感应磁部排列形成一圆环状，其中该永久磁铁为圆环状。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，该轴承套固定于该永久磁铁的中心处，其中该基座形成一轴心孔，该轴心的底端焊接固定于该轴心孔，并且该轴承套倒立地套设于该轴心。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，所述电路单元包括一电路板、及至少一设于该电路板上的电子元件；其中该定子组置于该电路单元的该电路板上，该电路板形成一绕线容置孔以收容部分的该绕线组。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，该基座形成一对应于上述绕线容置孔的开孔，该绕线组局部置放于该开孔内。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，所述定子组具有多个呈圆环状排列的感应磁部，每两个相邻的该感应磁部之间形成一隔槽，该多个隔槽与该轴心的直径方向呈一夹角。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，所述定子组具有多个呈圆环状排列的感应磁部，每一该感应磁部的上表面形成一磁场变化部。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，所述磁场变化部是由该感应磁部的边缘向上弯折而形成。
所述的薄型化轴向气隙式马达，其中，所述磁场变化部是由该感应磁部的顶面向上突起而形成。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型实施例的定子组与转子组平行地沿轴心方向设置，而形成轴向气隙式结构；此外，绕线组移至永久磁铁的外侧，减少了绕线组占用的高度，甚至可以减少电路板占用的高度，易于将马达薄型化。
为使能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图；
图2为本实用新型第一实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体组合图；
图3为本实用新型第一实施例沿图2的3-3线的立体剖视图；
图4为图3的平面图；
图5为本实用新型第一实施例定子组的俯视图；
图6为本实用新型第二实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图；
图7为本实用新型第二实施例定子组的俯视图；
图8为本实用新型第二实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体组合图；
图9为本实用新型第二实施例沿图8的9-9线的立体剖视图；
图10为图9的平面图；
图11为本实用新型第三实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图；
图12为本实用新型第三实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体组合图；
图13为本实用新型第四实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图；
图14为本实用新型第四实施例的平面剖视图；
图15为本实用新型第五实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图；
图16为本实用新型第五实施例的平面剖视图；
图17为本实用新型第六实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图；
图18为本实用新型第六实施例的平面剖视图。
附图标记说明：基座10；开孔101、101b；轴心孔102；电路单元20；电路板21；绕线容置孔210、210b；电子元件22；轴承套30；轴管31；垫片32；轴承33；轴心40；定子组50、50a、50b、50c、50d、50e；导磁框架52、52a、52b、52c、52d、52e；连接臂部521；外侧臂部523；感应磁部525、527、529；磁场变化部5251、5253、5255；绕线组54、54a、54b、54c、54d、54e；永久磁铁60；隔槽g。
具体实施方式
[第一实施例]
请参考图1及图2，为本实用新型的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图及组合图。本实施例的薄型化轴向气隙式马达，以下简称为轴向气隙式马达。轴向气隙式马达包括一基座10、一电路单元20、一轴承套30、一轴心40、一定子组50及一转子组。本实用新型的设计可应用于马达、水泵、风扇…等，特别是可应用于需要降低厚度以达到薄型化的电子元件。
基座10在本实施例中仅以一圆板状示意，主要是作为马达的壳体的一部份，基座10可以是金属板、或塑胶材质的板体。
电路单元20设于该基座10上。电路单元20包括一电路板21、及至少一设于该电路板21上的电子元件22。
本实施例的轴心40竖立地固定于基座10上，轴心40的底端固定地设于该基座10上的一轴心孔102（图3）。关于轴心40的固定方式较佳可以是以焊接的方式固定于轴心孔102，由此配合轴承套30倒立地套设于轴心40，可以降低马达整体的高度。本实施例的转子组至少包括上述轴承套30、及一固定于该轴承套30顶面的永久磁铁60。此外，再依据马达的需求，再加上其他元件，例如在永久磁铁60可以再加上轮毂，轮毂的外围可以再加上扇叶，即可形成风扇或泵。上述轴承套30套设于轴心40。
然而，本实用新型的轴心40固定方式并不限制于上述的实施例，例如可以将轴心40先固定于一杯状的套筒座(图略)的中央，轴心40的底端可以是以焊接的方式固定于套筒座的中央孔洞。然后再将套筒座固定于该基座10的一套筒开孔(图略)。
此外，补充说明的是，本实用新型也不限于上述实施例轴心倒置式的马达，也就是将轴承套30倒立地套设于轴心40。上述轴承套30以及轴心40可视为一轴枢组件，以供该转子组相对于该基座10旋转。轴枢组件可以倒向或正向设于该基座10与该转子组之间。例如，轴心40也可以是正向设置，其中轴心40的顶端固定于永久磁铁60或轮毂(图略)的中心，轴承套30相反地设置于底座11上，轴心40的底端插设于轴承套30内，如此可以使转子组相对于基座10旋转。在此种实施方式，永久磁铁60以及轴心40可视为转子组。换言之，本实用新型可以正向或反向设置一轴枢组件于上述转子组与基座10之间，以供转子组相对于基座10旋转。
本实用新型的特点之一在于改变定子组50的结构，定子组50为扁平状结构，并且将绕线组54向外移动到该永久磁铁60的外侧，由此可以减少整体占用的高度。此外，永久磁铁60也呈扁平状(此实施例为圆盘状)而沿着轴心40的轴向置于定子组50的上方，形成轴向气隙式的结构。换言之，定子组50与转子组之间供转子组自由转动的空气间隙(气隙)，是沿着轴心40的方向。
以本实施例为例，所述定子组50具有一对扁平状的导磁框架52以及一对绕线组54。每一导磁框架52包括一呈U字形的支臂及位于支臂末端的感应磁部525，该绕线组54绕设于该支臂。本实施例呈U字形的支臂具有一外侧臂部521、以及一对连接臂部523，该对连接臂部523连接于该外侧臂部521的两端，每一连接臂部523的另一端连接一个感应磁部525。该永久磁铁60的正投影范围对应于该感应磁部525的面积。本实用新型的该导磁框架52的支臂不限制于上述的形状，其可以有多种形状，例如I字形、T字形，U字形…等，不在此限，只要是可供绕线并位于永久磁铁60的外侧。支臂可以包括一外侧臂部及一连接臂部，该连接臂部连接该外侧臂部与该感应磁部。
上述外侧臂部521与连接臂部523在本实施例均呈直线状的，每一导磁框架52设置一个绕线组54绕设于该外侧臂部521，该对连接臂部523连接于外侧臂部521的两端，每一该连接臂部523的另一端连接一感应磁部525。该多个感应磁部523的形状较佳的是对应于永久磁铁60，本实施例是排列形成一圆环状而对应于圆环状的永久磁铁60。其中导磁框架52可以是堆叠的硅钢片或一体成型的感磁金属粉末。
绕线组54主要由一绝缘承载座及线圈(图略)组合而成，其数量可以是至少一个。本实施例中的绕线组54位于该永久磁铁60的外侧，由此可以使永久磁铁60更靠近基板10，而使得马达的整体高度更为降低。
本实用新型的定子组是两组导磁框架52以及绕线组54相对地设置，为四槽四极。然而并不受限于上述的实施例。例如可以是仅有一个U形的导磁框架52及至少一绕线组，导磁框架52具有两个大体各呈半圆形而彼此相对的感应磁部，而成为单相的二槽二极。或者也可以是三相的安排，以三槽对二极、或三槽对四极；或六槽对四极，或六槽对八极。简言之，定子组可以包括至少一支臂、多个连接于该至少一支臂的感应磁部、及至少一绕线组对应地绕设于该至少一支臂上，该些感应磁部围绕于该轴心的外围。
转子组的永久磁铁60呈圆环状排列且对应地置于该多个感应磁部523的上方，产生一轴向气隙，其中该绕线组54位于该永久磁铁60的外侧。凭借通电于绕线组54产生激磁后，磁场分布于弧形的感应磁部523，而与轴向的永久磁铁60产生吸力或斥力，使转子组得以转动。其中本实施例的感应磁部523还可以屏蔽永久磁铁60的磁场，以免影响电子装置的其它元件，相较于传统的马达，本实施例不需要配置背铁。
本实用新型组合后的立体图，如图2所示，并请参阅图3及图4，为本实施例依图2的3-3线的剖视图。上述轴承套30包括一轴管31、一设于该轴管31内部顶面的垫片32、以及一轴承33。轴心40的一端(底端)焊接于该基座10，另一端(顶端)抵接于垫片32。此种的结构安排可称的为轴心倒置式。马达的整体高度等于轴心40的高度、垫片32的厚度、以及轴管31的顶壁的总合。本实施例可将马达薄型化。
本实施例的该定子组50置于该电路单元20的该电路板21上，为着更降低马达的高度，所述电路单元20的电路板21形成一绕线容置孔210以收容部分的该绕线组54。此外，基座10还可以形成一对应于上述绕线容置孔210的开孔101，该绕线组54局部置放于该开孔101内。
请参阅图5，为依图2移除永久磁铁的示意图。本实施例的定子组可视为四槽四极，电路单元20的电子元件22可以设置于感应磁部525之间的一个隔槽内，电子元件22可以包括控制感应磁部525磁性变化的控制元件，以及感应上述永久磁铁60的感应元件，例如霍尔元件(hall element)。本实施例通过将绕线组54移至永久磁铁60的外侧，相较于传统的米字形硅钢片加上绕线组，本实施例减少了绕线组占用的高度，剩下感应磁部、永久磁铁及二者之间的空隙的高度，因此本实用新型可以将马达薄型化。
为着固定定子组50的上述导磁框架52及绕线组54于基座10上，当基座10为金属材质时，可以通过铆接、嵌合、焊接、或锁附…等固定方式；当基座10为塑胶材质时，可以通过热熔、埋入射出…等固定方式。
以下将再分别举例说明本实用新型的不同实施例的定子组。
[第二实施例]
请参阅图6，为本实用新型第二实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图。本实施例定子组50a也是由相对称的两组导磁框架52a及两个绕线组54a所组成，形成四槽四极的排列方式。每一导磁框架52a具有两个相对地设置且呈直线状的外侧臂部521，每一外侧臂部521各绕设有一个绕线组54a，每一外侧臂部521的两端各连接一连接臂部523，每一连接臂部523连接一个感应磁部527、529，该些感应磁部527、529排列形成一圆环状。
请参阅图7，为依图6移除永久磁铁的示意图。本实施例的定子组50a的该些呈圆环状排列的感应磁部527、529，每两个相邻的该感应磁部527、529之间形成一隔槽g，该多个隔槽g与该轴心40的直径方向呈一夹角。凭借上述斜向的隔槽g，本实施例可以避免转子组造成起动死角。
请参阅图8为本实用新型第二实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体组合图。图9及图10为本实用新型第二实施例沿图8的9-9线的剖视图。轴承套30包括一轴管31、一设于该轴管31内部顶面的垫片32、以及一轴承33。轴心40的一端(底端)焊接于该基座10，另一端(顶端)抵接于垫片32。
[第三实施例]
请参阅图11及图12为本实用新型第三实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图、立体组合图。与第二实施例的差异在于，定子组50b的每一导磁框架52b具有两个相对地设置且呈直线状的外侧臂部521，每一外侧臂部521的两端各连接一连接臂部523，每一连接臂部523各绕设有一个绕线组54b，每一连接臂部523连接一个感应磁部527、529，该多个感应磁部527、529排列形成一圆环状。
为着更降低马达的高度，所述电路单元20的电路板21形成一绕线容置孔210b以收容部分的该绕线组54b。此外，基座10形成一对应于上述绕线容置孔210b的开孔101b，该绕线组54b局部置放于该开孔101b内。
类似于上述实施例。本实施例的定子组50b的该些呈圆环状排列的感应磁部527、529，每两个相邻的该感应磁部527、529之间形成一隔槽g，该多个隔槽g与该轴心40的直径方向呈一夹角。凭借上述斜向的隔槽g，造成不平均的气隙，而可以避免转子组造成起动死角(dead point)。当马达位于死点上时，所产生的转矩恰好等于零，此时马达如果承载具有摩擦力的负载，则可能停在死点上，甚至无法再度启动。
[第四实施例]
请参阅图13及图14，为本实用新型第三实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图、平面剖视图。与第二实施例的差异在于，定子组50c的每一导磁框架52c具有两个相对地设置且呈直线状的外侧臂部521，每一外侧臂部521的两端各连接一连接臂部523，每一外侧臂部521各绕设有一个绕线组54c，每一连接臂部523连接一个感应磁部525，该多个感应磁部525排列形成一圆环状。其中每一感应磁部525的上表面形成一磁场变化部5251。磁场变化部5251在此实施例是从感应磁部525的顶面向上突出而形成为凸块状，其功能也可避免转子组造成起动死角。
[第五实施例]
请参阅图15及图16，为本实用新型第五实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图、平面剖视图。在本实施例，定子组50d的每一导磁框架52d具有两个相对地设置且呈直线状的外侧臂部521，每一外侧臂部521的两端各连接一连接臂部523，每一外侧臂部521各绕设有一个绕线组54d，每一连接臂部523连接一个感应磁部525，该多个感应磁部525排列形成一圆环状。其中每一感应磁部525的一边缘沿着轴向向上弯折而形成一磁场变化部5253。由此造成局部减少导磁框架52d与永久磁铁60的气隙，使转子组偏转角度，其功能可避免转子组造成起动死角。
[第六实施例]
请参阅图17及图18，为本实用新型第六实施例的薄型化轴向气隙式马达的立体分解图、平面剖视图。在本实施例，定子组50e的每一导磁框架52e具有两个相对地设置且呈直线状的外侧臂部521，每一外侧臂部521的两端各连接一连接臂部523，每一外侧臂部521各绕设有一个绕线组54e，每一连接臂部523连接一个感应磁部525，该多个感应磁部525排列形成一圆环状。其中每一感应磁部525的一边缘沿着轴向向上弯折并水平延伸而形成一磁场变化部5255。由此造成局部减少导磁框架52e与永久磁铁60的气隙，使转子组偏转角度，其功能可避免转子组造成起动死角。
上述实施例的磁场变化部可以由感应磁部局部以冲压方式弯折而成，然而本实用新型并不限制于此，例如可以是由感应磁部的顶面局部向上突起，只要使导磁框架与永久磁铁之间的轴向气隙不均等，让转子组偏转角度，即可达成避免起动死点(dead point)的问题。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本实用新型的有益效果可以在于，本实用新型实施例所提供的结构设计，相较于传统的米字形硅钢片加上绕线组，本实用新型减少了绕线组占用的高度，甚至可以减少电路板占用的高度，易于将马达薄型化。感应磁部可以屏蔽永久磁铁的磁场，相较于传统的马达，本实施例不需要配置背铁。此外，凭借本实用新型的扁平状的导磁框架可以容易形成磁场变化部，其可避免转子组造成起动死角。
以上所述仅为本实用新型的较佳可行实施例，非因此局限本实用新型的专利范围，故举凡运用本实用新型说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.一种薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，包括：
一基座；
一电路单元，设于该基座上；
一定子组，包括至少一扁平状导磁框架及至少一绕线组，该导磁框架具有至少一支臂、以及一连接于该至少一支臂的感应磁部，该绕线组绕设于该支臂；
一转子组，包括一扁平状永久磁铁，置于该多个感应磁部的上方；该永久磁铁的正投影范围对应于该感应磁部的面积，其中该至少一绕线组位于该永久磁铁的外侧；及
一轴枢组件，设于该基座与该转子组之间，该轴枢组件包括一轴承套及一插设于该轴承套内的轴心，以供该转子组相对于该基座旋转。
2.如权利要求1所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，每一该导磁框架的该支臂包括一外侧臂部及一连接臂部，该连接臂部连接该外侧臂部与该感应磁部。
3.如权利要求1所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，该支臂呈U字形，具有一个外侧臂部、以及一对连接臂部，每一该连接臂部的其中一端连接于该外侧臂部的两端，每一该连接臂部的另一端连接一个该感应磁部。
4.如权利要求3所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，每一该外侧臂部各绕设有一个该绕线组，其中该多个感应磁部排列形成一圆环状，其中该永久磁铁为圆环状。
5.如权利要求3所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，每一该连接臂部各绕设有一个该绕线组，其中该多个感应磁部排列形成一圆环状，其中该永久磁铁为圆环状。
6.如权利要求1所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，该轴承套固定于该永久磁铁的中心处，其中该基座形成一轴心孔，该轴心的底端焊接固定于该轴心孔，并且该轴承套倒立地套设于该轴心。
7.如权利要求1所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，所述电路单元包括一电路板、及至少一设于该电路板上的电子元件；其中该定子组置于该电路单元的该电路板上，该电路板形成一绕线容置孔以收容部分的该绕线组。
8.如权利要求7所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，该基座形成一对应于上述绕线容置孔的开孔，该绕线组局部置放于该开孔内。
9.如权利要求1所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，所述定子组具有多个呈圆环状排列的感应磁部，每两个相邻的该感应磁部之间形成一隔槽，该多个隔槽与该轴心的直径方向呈一夹角。
10.如权利要求1所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，所述定子组具有多个呈圆环状排列的感应磁部，每一该感应磁部的上表面形成一磁场变化部。
11.如权利要求10所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，所述磁场变化部是由该感应磁部的边缘向上弯折而形成。
12.如权利要求10所述的薄型化轴向气隙式马达，其特征在于，所述磁场变化部是由该感应磁部的顶面向上突起而形成。
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