CN214506711U - 马达线圈绕线结构及马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种马达线圈绕线结构及马达，其中，马达包含有一马达线圈绕线结构，且马达线圈绕线结构包括呈圆柱状的一绕线组，该绕线包含多个绕线单元，各该绕线单元分别具有依续连接的一第一横线段、一第一纵线段、一第二横线段及一第二纵线段，而通过一绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接另一绕线单元的第一横线段的一自由端，该绕线组能够于线圈结构的无效区中创造出多个不须绕线的空白区，以节省该马达线圈绕线结构的绕线成本。

Description

马达线圈绕线结构及马达

技术领域

一种线圈绕线结构及马达，尤指一种马达线圈绕线结构及马达。

背景技术

现今社会的马达千变万化，其中一种公知的马达为一无槽的空心杯马达。该无槽的空心杯马达是一种电磁马达，会利用通电的环状线圈产生磁力，并应用该磁力转动一永磁磁铁，使马达转动。这种电磁马达的构造核心就是它通电的一绕线组，因为该绕线组的绕线结构决定了该线圈通电后磁力的分布，也就决定了该马达的运作。

现有的空心杯马达的线圈绕线结构主要是将一线圈如一弹簧般缠绕一圆柱体后，移除该圆柱体并以任一平面的对角方向辗压该线圈，使该线圈呈一平扁错位堆叠的螺旋线圈。该平扁堆叠的螺旋线圈头尾相连，形成一个环状的线圈卷，即现有的马达线圈绕线结构。然而，在空心杯马达的杯口端多个永磁磁铁磁力较弱的无效区，也就是说，在杯口端的绕线的效能较差，较无法提供高效的转动推力，但该环状的线圈卷侧面还是会绵密的相叠，导致现有的马达线圈在无效区仍会有过多的线圈缠绕。因此，该环状的线圈卷会花费较多的线圈成本。

实用新型内容

有鉴于上述现有马达线圈成本的浪费，本实用新型提供一种马达线圈绕线结构及马达，能节省绕线结构的成本花费，提高该马达线圈绕线结构的经济效益。

该马达线圈绕线结构包括至少一绕线组，该绕线组呈一圆柱状，且具有一第一绕线单元、至少一第二绕线单元及一第三绕线单元，而该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元分别具有依续连接的一第一横线段、一第一纵线段、一第二横线段及一第二纵线段，其中该第一绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接该第二绕线单元的该第一横线段的一自由端，而其中该第二绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的一自由端。如此绕线下来，该第一纵线段和该第二纵线段间会形成多个的空白区在该圆柱状上，而所述空白区即帮本实用新型节省绕线材料的区域。

如上所述的马达线圈绕线结构，其中，该第二绕线单元的数量为3N+1个，且N为一自然数；

其中当该第二绕线单元的数量为多个时，多个该第二绕线单元互相依序连接，并连接在该第一绕线单元和该第三绕线单元之间，以缠绕成该圆柱状；

其中第一个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端连接该第一绕线单元的该第二纵线段的该自由端，且第一个该第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端连接第二个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端；

其中第二个至倒数第二个所述第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端分别连接下一个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端；

其中最后一个该第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的该自由端。

如上所述的马达线圈绕线结构，其中，该第一绕线单元的该第一横线段的一自由端连接一开始线段以延伸至该绕线组外；

其中该第三绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接一结束线段以延伸至该绕线组外。

如上所述的马达线圈绕线结构，其中，该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元的所述第一横线段和所述第二横线段长度相等，且该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元的所述第一纵线段和所述第二纵线段长度相等。

如上所述的马达线圈绕线结构，其中，该线圈材料为金属或是半导体或是半金属材料。

而该马达包含有上述的马达线圈绕线结构以及一外壳及一输出轴，该外壳套设在该马达线圈绕线结构外，且该输出轴设置于该马达线圈绕线结构的绕线组内，并该输出轴包含有一永磁磁铁。将较于现有的马达线圈，本实用新型的该马达及该马达线圈绕线结构减少了线圈的用料花费，也减轻了一马达结构的重量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为本实用新型的马达线圈绕线结构一较佳实施例的立体示意图。

图2为本实用新型的马达线圈绕线结构该较佳实施例的俯视图。

图3为本实用新型的马达线圈绕线结构该较佳实施例的平面线圈示意图。

图4为本实用新型的马达一实施例的立体示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型为一马达线圈绕线结构，该马达线圈绕线结构包括有至少一绕线组L，而该至少一绕线组L为一电磁马达中至少一线圈的绕线结构。本实用新型一较佳实施例中有一绕线组L，为一线圈的绕线结构，该绕线组L具有一第一绕线单元100、至少一第二绕线单元200及一第三绕线单元300等多个绕线单元。该第一绕线单元100连接该第二绕线单元200，且该第二绕线单元200连接该第三绕线单元300，并呈一圆柱状的环绕着一个假想的圆柱体F绕线。详细来说，该第一绕线单元100、该第二绕线单元200及该第三绕线单元300分别具有依续连接的一第一横线段H1、一第一纵线段V1、一第二横线段H2及一第二纵线段V2。

请参阅图1所示，举例来说，该绕线组L呈一圆柱状的缠绕该假想的圆柱体F共5圈，并留下了多个的空白区W，且该些空白区W分布在线圈结构的无效区中，故不会大幅影响马达的效能。因此，相对于现有的马达线圈缠绕方法，本实用新型显而易见的在该些空白区W省下了线圈的材料，同时不会大幅影响到马达的效能。

该第一绕线单元100和该第三绕线单元300跟该第二绕线单元200在结构上不太一样。该第一绕线单元100的该第一横线段H1的一自由端10连接了一开始线段S以延伸至该绕线组L外，而该第三绕线单元300的该第二纵线段V2的一自由端60连接了一结束线段E以延伸至该绕线组L外。该开始线段S和该结束线段E朝同一方向延伸并远离该马达线圈绕线结构，以便电性连接一外部电源，导入电力到该绕线组L以启动该电动马达的电磁铁。

请参阅图1至图3所示，该第一绕线单元100的该第二纵线段V2的一自由端11连接该第二绕线单元200的该第一横线段H1的一自由端20，而该第二绕线单元200缠绕了该假想的圆柱体多圈后，该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的一自由端50连接该第三绕线单元300的该第一横线段H1的一自由端52。

请参阅图2所示，图2为该较佳实施例的俯视图。详细来说，首先定义A、B和C点为位该些第一横线段H1的中心点，而D点为该假想圆柱体F的一中心点。将A、B和C点连接到D点，即可等分360度角成3个120度角，等分了该假想圆柱体F。这代表了A点到B点、B点到C点、C点到A点的距离等距，也就代表了该第一绕线单元100、该第二绕线单元200及该第三绕线单元300的该些第一横线段H1和该些第二横线段H2长度互相相等，也即，该第一绕线单元100的第一横线段H1和第二横线段H2、该第二绕线单元200的第一横线段H1和第二横线段H2以及该第三绕线单元300的第一横线段H1和第二横线段H2的长度互相相等。而事实上如图1所示，该第一绕线单元100、该第二绕线单元200及该第三绕线单元300的该些第一纵线段V1和该些第二纵线段V2长度也是互相相等的，也即，该第一绕线单元100的第一纵线段V1和第二纵线段V2、该第二绕线单元200的第一纵线段V1和第二纵线段V2以及该第三绕线单元300的第一纵线段V1和第二纵线段V2的长度互相相等，这样才能维持缠绕每一圈时的高度一致性。虽然说缠绕的每一圈看起来是有一点错位，但是该每一圈错位的移动距离是相等的。这是因为随着缠绕圈数的增加，该假想圆柱体F的该些绕线单元数量也会增加，而每一圈新的绕线单元会因为需要越过既有的绕线单元而必须缠绕更多的距离。在该些第一横线段H1和该些第二横线段H2长度固定与该些第一纵线段V1和该些第二纵线段V2长度固定的情况下，缠绕每一圈的长度会是固定的，而每一圈新的绕线单元需要越过既有的绕线单元的距离也就会是固定的，所以每一圈错位的移动距离是相等的。

因为缠绕每一圈的长度是固定的，而该实施例中每一圈内有3个绕线单元，所以该实施例中所有绕线单元的总数必须要是3的倍数以完整环绕该假想圆柱体F。该实施例中该第二绕线单元200的详细数量为3N+1个第二绕线单元200，且N为一自然数。3N+1个第二绕线单元200加上一第一绕线单元100和一第三绕线单元300会使绕线单元的总数为3的倍数。例如，当N等于0时，该绕线组L就只会有一个第一绕线单元100、一个第三绕线单元300和一个第二绕线单元200，并缠绕该假想圆柱体F一圈。而当N大于0时，该些第二绕线单元200会互相依序连接，并连接在该第一绕线单元100和该第三绕线单元300之间，以缠绕成该假想圆柱体F。该些第二绕线单元200互相相连的方式为，使第一个该第二绕线单元200的该第一横线段H1的该自由端连接该第一绕线单元100的该第二纵线段V2的该自由端11，且第一个该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的该自由端连接第二个该第二绕线单元200的该第一横线段H1的该自由端。而第二个至倒数第二个所述第二绕线单元200的该第二纵线段V2的该自由端分别连接下一个该第二绕线单元200的该第一横线段H1的该自由端。且最后一个该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的该自由端连接该第三绕线单元300的该第一横线段H1的该自由端52。也就是说，如果有3N+1个第二绕线单元200，该些第二绕线单元200会有3N个自由端是用来互相连接的，并有前后各一个自由端用来连接一第一绕线单元100和一第三绕线单元300。

如果该绕线组L环绕该假想圆柱体F的一圈含有的多个绕线单元要等分360度角的话，则所有绕线单元的总数要是360的因子或倍数，其中如果所有绕线单元的总数是360的因子的话，360度角/所有绕线单元的总数会是一整数，而如果所有绕线单元的总数是360的倍数的话，360度角/所有绕线单元的总数会小于1但是不会是无限小数，所以不管如何两种情况都将等分该假想圆柱体F的360度角。举例来说，如果所有绕线单元的总数是36，则360度角/36个绕线单元＝10度角/绕线单元，可以被等分。如果所有绕线单元的总数是720，则360度角/720个绕线单元＝0.5度角/绕线单元，也可以被等分。举例来说，如果所有绕线单元的总数是37，则

则不能被等分，因为

虽然是有理数却不是一个有限小数，所以小数点的内容会无限延伸而无法被等分。

请参阅图3所示，该较佳实施例平面的线圈示意图可以较清楚的呈现出该绕线组L的环绕结构。首先，该开始线段连接该第一绕线单元的该第一横线段的该自由端10，接着该第一绕线单元100的该第一横线段H1连接该第一绕线单元100的该第一纵线段V1，该第一绕线单元100的该第一纵线段V1连接该第一绕线单元100的该第二横线段H2，而该第一绕线单元100的该第二横线段H2连接该第一绕线单元100的该第二纵线段V2。接着该第一绕线单元的该第二纵线段的一自由端11连接该第二绕线单元的该第一横线段的一自由端，而该第二绕线单元200互相相连另该第二绕线单元200，以延长该第二绕线单元200去缠绕该假想圆柱体F。该些第二绕线单元200互相相连的方式为使该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的一自由端连接另一第二绕线单元200的该第一横线段H1的一自由端，并重复连接该些第二绕线单元200。当该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的一自由端出现在图3右边时，图3的左边将会延续该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的该自由端继续绕线，并视该自由端为新一圈的开始点。例如图3中，第二圈开始点20、第三圈开始点30、第四圈开始点40和第五圈开始点50都各为第二绕线单元的一自由端。最后，该第二绕线单元200的该第二纵线段V2的一自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的一自由端52，并该第三绕线单元的该第二纵线段的该自由端60连接该结束线段。该些第一横线段H1、该些第一纵线段V1、该些第二横线段H2及该些第二纵线段V2依续连接转弯时是以圆滑的转弯以减少对该绕线组L的伤害，不一定要呈直角的转弯。

这里也可以看出在二维的视角下，该绕线组L缠绕每一圈的方法类似于将之前一圈的线段做些许的下移和左移，并因为各圈的长度一样，所以在平面图中产生出了类似于立体图的感觉。相较于图1，图3中更可以清楚表示该些空白区W的位置。该较佳实施例中有3个绕线单元，对应了6个空白区W，其中3个空白区W位于3个第一横线段H1的下方，而另外3个空白区W位于3个第二横线段H2的上方，并6个空白区W都介于3个第一纵线段V1和3个第二纵线段V2之间。因此，本实用新型的该马达线圈绕线结构，能通过在绕线时制造出该些空白区W以节省线圈的材料费用，增加该马达线圈绕线结构的经济效益。

在本实施例中，该马达线圈绕线结构应该至少要有3个绕线单元，也就是说该绕线组L一圈至少要有3个相等的磁力施力点。因为一个施力点无法将该永磁磁铁固定住，两个施力点可以将该永磁磁铁固定住在一维的空间，但是只要受到外力的扰动，该永磁磁铁就会出现偏离。举例来说，假设该永磁磁铁在该假想圆柱体的中心点D，若从0度角有一推力，则该永磁磁铁会飞往180度角，这时如果有另一施力点给予从180度给予该永磁磁铁一推力，则原则上该永磁磁铁会留在该假想圆柱体的中心点D。但是若该永磁磁铁受到了任何非0度角或180度角的扰动，则该永磁磁铁会飞往90度角或是270度角的方向。若有3个相等的磁力施力点，分别从0度角、120度角、和240度角向该永磁磁铁施力，则不管任何平面角度出现了干扰，该永磁磁铁都会有一净力维持该永磁磁铁的位置，这是因为当该永磁磁铁因为干扰而偏离了该假想圆柱体的中心点D，离该永磁磁铁特别近的一或两个施力点将对该永磁磁铁造成更大的磁力输出，使该永磁磁铁移动到磁力梯度最小的点上，也就是该假想圆柱体的中心点D上。这就是为什么该马达线圈绕线结构应该至少要有3个绕线单元，才好固定该永磁磁铁的平面位置。

此外，本实用新型的该绕线组L并不会局限于金属的该绕线组L，因为本实用新型的重点是一种马达线圈绕线结构，所以该绕线组L的线圈材料也可以是金属或是半导体或是半金属材料的绕线组L结构，因为该些材质的该些线圈都有可能被电性连接到一马达中做使用。另外，本实用新型也不会限制逆时针或顺时针的缠绕该假想圆柱体F，或是限制一定将该线圈由上往下的缠绕，这里所提及该绕线组L的绕线方法纯粹是该一实施例中的设定。

进一步而言，本实用新型也提供一种马达结构。请参阅图4所示，该马达结构的一实施例，包括：上述的马达线圈绕线结构、一外壳H及一输出轴R。该外壳H套设在该马达线圈绕线结构的该绕线组L外以固定该绕线组L的形状及位置和保护该绕线组L的该第一绕线单元100、至少一该第二绕线单元200及该第三绕线单元300。该输出轴R设置于该外壳H和该马达线圈绕线结构的该绕线组L内，且包含有一永磁磁铁M，并于线圈通电时因电磁铁的磁力而转动。该马达因为该马达线圈绕线结构的该绕线组L的该些空白区W，能够减少该马达的成本花费并减轻该马达的重量。

综合上述，本说明书仅记载本实用新型的该较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围。也就是说，任何与本实用新型保护范围文义一致，或是依本实用新型所做的马达线圈绕线结构改变，皆为本实用新型保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种马达线圈绕线结构，其特征在于，该马达线圈绕线结构包括：

至少一绕线组，该绕线组呈一圆柱状，且具有一第一绕线单元、至少一第二绕线单元及一第三绕线单元；

其中该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元分别具有依续连接的一第一横线段、一第一纵线段、一第二横线段及一第二纵线段；

其中该第一绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接该第二绕线单元的该第一横线段的一自由端；

其中该第二绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的一自由端。

2.如权利要求1所述的马达线圈绕线结构，其特征在于，该第二绕线单元的数量为3N+1个，且N为一自然数；

其中当该第二绕线单元的数量为多个时，多个该第二绕线单元互相依序连接，并连接在该第一绕线单元和该第三绕线单元之间，以缠绕成该圆柱状；

其中第一个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端连接该第一绕线单元的该第二纵线段的该自由端，且第一个该第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端连接第二个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端；

其中第二个至倒数第二个所述第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端分别连接下一个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端；

其中最后一个该第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的该自由端。

3.如权利要求1所述的马达线圈绕线结构，其特征在于，该第一绕线单元的该第一横线段的一自由端连接一开始线段以延伸至该绕线组外；

其中该第三绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接一结束线段以延伸至该绕线组外。

4.如权利要求1所述的马达线圈绕线结构，其特征在于，该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元的所述第一横线段和所述第二横线段长度相等，且该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元的所述第一纵线段和所述第二纵线段长度相等。

5.如权利要求1所述的马达线圈绕线结构，其特征在于，该线圈材料为金属或是半导体或是半金属材料。

6.一种马达，其特征在于，该马达包括：

一马达线圈绕线结构，包含有：

至少一绕线组，该绕线组呈一圆柱状，且具有一第一绕线单元、至少一第二绕线单元及一第三绕线单元；

其中该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元分别具有依续连接的一第一横线段、一第一纵线段、一第二横线段及一第二纵线段；

其中该第一绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接该第二绕线单元的该第一横线段的一自由端；

其中该第二绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的一自由端；

一外壳，套设在该马达线圈绕线结构外；

一输出轴，设置于该马达线圈绕线结构的绕线组内，且该输出轴包含有一永磁磁铁。

7.如权利要求6所述的马达，其特征在于，该第二绕线单元的数量为3N+1个，且N为一自然数；

其中当该第二绕线单元的数量为多个时，多个该第二绕线单元依序连接，并连接在该第一绕线单元和该第三绕线单元之间，以缠绕成该圆柱状；

其中第一个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端连接该第一绕线单元的该第二纵线段的该自由端，且第一个该第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端连接第二个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端；

其中第二个至倒数第二个所述第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端分别连接下一个该第二绕线单元的该第一横线段的该自由端；

其中最后一个该第二绕线单元的该第二纵线段的该自由端连接该第三绕线单元的该第一横线段的该自由端。

8.如权利要求6所述的马达，其特征在于，该第一绕线单元的该第一横线段的一自由端连接一长线段以延伸至该绕线组外；

其中该第三绕线单元的该第二纵线段的一自由端连接另一长线段以延伸至该绕线组外。

9.如权利要求6所述的马达，其特征在于，该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元的所述第一横线段和所述第二横线段长度相等，且该第一绕线单元、该第二绕线单元及该第三绕线单元的所述第一纵线段和所述第二纵线段长度相等。

10.如权利要求6所述的马达，其特征在于，该线圈材料为金属或是半导体或是半金属材料。

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