TW200838096A - Gap winding motor - Google Patents

Description

200838096 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於作爲FA或OA等產業領域之驅動馬達 、或是電動車的驅動馬達來使用之無刷DC電動機；特別 是關於：在未設置磁性突極（無槽）之圓環狀定子鐵心裝 設旋轉磁場形成用的電樞繞組而構成之平滑電樞繞組型電 動機、亦即所謂間隙繞組型電動機。 【先前技術】 以往，作爲F A或Ο A等產業領域之驅動馬達、或是 最近受注目的電動車的驅動馬達來使用之無刷DC電動機 ’亦即具備電樞繞組（在未設置磁性突極（無槽）之圓環 狀定子鐵心捲繞用來形成旋轉磁場之複數個空芯形狀線圈 而構成）之平滑電樞繞組型電動機、即所謂間隙繞組型電 動機，係如第5圖及第6圖所示。第5圖係習知的間隙繞 組型電動機之側截面圖，第6圖係前截面圖，第7圖係將 第5圖的間隙繞組型電動機的電磁部放大之側截面圖。 圖中’ 1代表定子鐵心，2代表α繞線空芯線圈，5代 表接線用的印刷基板，7代表永久磁鐵，1 3代表框架。 圓筒狀之框架1 3的一端固設有負載側托架9，另一端 固設有反負載側托架1 〇。電動機之定子固定於該框架1 3 的內周，在該內周隔著一定間隙設置轉子。 上述定子係具備：將矽鋼板之積層物施以圓筒狀成形 而構成之定子鐵心1、以及電樞繞組（在該定子鐵心1的 -4 - 200838096 內周面隔著用來確保必要的絕緣耐壓之薄絕緣層，將用來 形成旋轉磁場之1 5個α繞線空芯形狀線圈2以等間隔的 方式捲繞）。該電樞繞組，係用樹脂模塑或含浸樹脂，而 和定子鐵心1固接成一體。 上述轉子，係具備：軸8、例如稀土類之永久磁鐵7 (和前述定子隔著磁性空隙配置成同心圓狀，設於軸8的 外周面，具有極性交互改變之複數個磁極，且分割成圓弧 狀）。轉子，在定子之間，透過負載側及反負載側軸承1 1 、1 2被支承成可旋轉自如。負載側軸承1 1及反負載側軸 承1 2，分別被負載側托架9及反負載側托架1 〇所保持。 前述定子之α繞線空芯線圈2之接線，如第7圖所示 以線圏末端4 a、4 b配置於反負載側的方式形成α繞線空 芯線圏2 ’且藉由第5圖所示之配置於反負載側之接線用 印刷基板5來進行。印刷基板5是隔著絕緣板6而被固定 住。 當空芯線圈是採用集中繞線空芯線圈3的情形，由於 線圏末端4a、4b之任一方是配置於線圈的空芯側，故在 接線時是將配置於空芯側之線圏末端朝反負載側引出（如 第8圖所示）。 【發明內容】 習知之間隙繞組型電動機，爲了提高空芯線圏之占積 率係採用α繞線，一般而言，α繞線之製造時間比集中繞 線更長，因此有生產性差、成本高等的問題產生。 -5- 200838096 再者，當電動機的外徑變大時，所需之磁極數變多， 因此永久磁鐵、線圏數都會增加，隨著線圈數之增加，對 印刷基板5之接線部位也會增加，該接線部位一般是藉由 焊接固定，因此導致作業時間變長，生產性變差。又也會 發生接線不良等與可靠性有關的問題。 本發明係有鑑於這些問題點而構成者，其目的係提供 :即使採用集中繞線線圈仍能提高占積率，可減少上述接 線不良等的問題，不須使用印刷基板之間隙繞組型電動機 。亦即，提供一種具有作業性、可靠性、成本性優異的電 磁部構造之間隙繞組型電動機。 爲了解決上述問題，本發明採用以下的構造。 請求項1記載之發明，係關於一種間隙繞組型電動機 ’係具備定子和轉子之間隙繞組型電動機；該定子係由定 子鐵心、以及配設於該定子鐵心的內周面或外周面的任一 方之用來形成旋轉磁場之複數個空芯形狀線圏.而成之電樞 繞組所構成；該轉子，係隔著磁空隙和前述定子相對向， 藉由前述旋轉磁場的作用來進行旋轉；其特徵在於： 將前述定子鐵心，在前述空芯形狀線圏的空芯部長度 範圍內沿軸方向進行分割，在分割後之前述定子鐵心之間 的空隙部，配置前述複數個空芯形狀線圏之末端處理部分 〇 請求項2記載之發明，係在請求項1記載之間隙繞組 型電動機中，前述複數個空芯形狀線圏各個之末端，係將 各相互相藉由橋接線連接，藉此使前述電樞繞組在各相形 -6 - 200838096 成一筆連續捲繞的繞線’且前述橋接線配置於前述空隙部 〇 請求項3記載之發明，係在請求項2記載之間隙繞組 型電動機中，在前述空隙部，進一步配置前述電樞繞組之 中性點。 請求項4記載之發明，係在請求項1記載之間隙繞組 型電動機中’在前述空隙部設置間隔件，以使前述分割後 之定子鐵心間之距離保持一定。 請求項5記載之發明，係在請求項1記載之間隙繞組 型電動機中，前述複數個空芯形狀線圈各個都是由集中繞 線線圈所形成。 請求項6記載之發明’係在請求項2記載之間隙繞組 型電動機中，在前述橋接線套設絕緣性管，以保持前述各 相間之絕緣。 請求項7記載之發明，係在請求項3記載之間隙繞組 型電動機中，在前述中性點套設絕緣性管，以保持前述中 性點之絕緣。 請求項8記載之發明，係在請求項1記載之間隙繞組 型電動機中，至少在前述空隙部及前述複數個空芯形狀線 圈，實施絕緣性的樹脂模塑或含浸，以將前述分割後之定 子鐵心和前述複數個空芯形狀線圈固接成一體。 依據請求項1記載之發明，藉由將定子鐵心沿電動機 軸方向分割爲2，並設置圓筒狀的空隙部，可抑制鑲齒效 應（cogging )之發生，且能獲得用來進行線圈末端的接 -7 - 200838096 線之空間。 依據請求項2及請求項3記載之發明，藉由將線圏之 接線、中性點配置於前述空隙部，接線用的印刷基板變得 不須使用，而能降低成本。 依據請求項4記載之發明，由於形成分割後之鐵心和 線圈之間不會發生位置偏移之電磁部構造，故能抑制製品 之線圏和鐵心彼此的位置偏差，而能提昇可靠性。 依據請求項5記載之發明，即使像集中繞線線圈那樣 使線圏末端的一端延伸到空芯側，該一端並不會繞到轉子 側，而能確保該末端處理的空間。 依據請求項6及7記載之發明，各個線圈可單獨獲得 線圏間的絕緣，因此能提昇可靠性。 依據請求項8記載之發明，可增強分割後之鐵心的固 定強度，能提昇線圈絕緣性，且能抑制電流所造成之線圈 的振動，因此能提昇可靠性。 【實施方式】 以下，參照圖式說明本發明之實施形態。 第1圖係顯示本發明的第1實施例之間隙繞組型電動 機的側截面圖，第2圖係前截面圖，第3圖係將第1圖的 間隙繞組型電動機的電磁部放大之側截面圖，第4圖係一 筆連續繞線線圏之側視圖之展開圖。在本實施例，係顯示 20極、1 5線圏的內轉子形的間隙繞組型電動機之一例。 本發明之構成要素，關於和習知技術之相同點係省略其說 -8 - 200838096 明，而僅針對不同點作說明。 本發明和習知技術之不同點如下所述。 亦即，在本發明，係將定子鐵心1沿電動機軸方向分 割爲2。定子鐵心1，係在線圈空芯部之範圍內沿軸方向 進行方割。在定子鐵心1之兩分割鐵心1 a、1 b之間配置 間隔件1 6，藉此設置單一的定子鐵心間空隙1 5。間隔件 1 6，係在兩分割鐵心1 a、1 b之間配置於定子鐵心1之外 周面側。亦即，定子鐵心間空隙1 5係形成於定子鐵心1 的內周面之槽部。 在本發明，電樞繞組係由一筆連續繞線的空芯線圈1 4 構成。一筆連續繞線的空芯線圈1 4的構造如第4圖所示 。第4圖之一筆連續繞線的空芯線圈1 4，係將複數個集中 繞線線圈連續連接而構成。如圖所示，在（1 ) χ3線圈〜 (5 ) χ3線圈之計1 5個線圈中，例如以各數字之最右端的 線圈（1 )〜（5 )連續連接的方式，將各相之各線圈的繞 線起點和繞線終端用一筆連續繞線的空芯線圈之橋接線！ 8 的部分予以連接。只要如此般形成一筆連續繞線，電樞繞 組也能採用α繞線型。 依據以上的構造，在上述定子鐵心間空隙1 5，係配置 線圈末端4a及一筆連續繞線空芯線圈之橋接線1 8，同時 進行中性點接線。中性點係用來將線圈末端4a用焊接等 進f了接線者。％ 4圖係其接線例。在此，係進行3相線圈 之接線。這時’是在前述橋接線1 8及中性點接線部插入 絕緣性管1 7，以獲得各線圈間的絕緣。 -9 - 200838096 又以塡入前述定子鐵心間空隙1 5的方式實施樹脂模 塑，以提昇兩分割鐵心1 a、1 b之固定強度，提昇線圈絕 緣並抑制電流造成之線圈振動。 如上述般，將定子鐵心1在線圏空芯部的範圍內沿軸 方向分割爲二，在分割鐵心1 a、1 b之間配置間隔件1 6， 藉此設置單一的定子鐵心間空隙1 5，並在前述空隙1 5配 置一筆連續空芯線圈1 4之橋接線1 8和中性點1 9，如此可 達成線圈之集中繞線，並能提高占積率而謀求電動機之小 型化。 此外，只要形成一筆連續繞線線圈且將橋接線及中性 點配設於空隙，則不須使用線圏接線用之印刷基板5，而 能提供具有作業性、可靠性、成本性優異的電磁部構造之 間隙繞組型電動機。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明的第1實施例之電動機的側截面 圖。 第2圖係顯示本發明的第1實施例之電動機的前截面 圖。 第3圖係將第1圖的間隙繞組型電動機的電磁部放大 之側截面圖。 第4圖係顯示本發明的第i實施例之一筆連續繞線線 圈之側視展開圖。 第5圖係顯示習知第！例的電動機之側截面圖。 -10- 200838096 第6圖係顯示習知第1例的電動機之前截面圖。 第7圖係將第5圖的間隙繞組型電動機的電磁部放大 之側視圖。 第8圖係顯示習知第2例之間隙繞組型電動機的電磁 部之放大側視圖。 【主要元件符號說明】 1 :定子鐵心 1 a :分割鐵心 1 b :分割鐵心 2 : α繞線空芯線圈 3 :集中繞線空芯線圈 4a :線圏末端 4b :線圏末端 5 :印刷基板 6 :絕緣板 7 :永久磁鐵 8 ·軸 9 =負載側托架 1 〇 :反負載側托架 1 1 :負載側軸承 1 2 :反負載側軸承 13 :框架 1 4 : 一筆連續繞線空芯線圈 -11 - 200838096 1 5 :定子鐵心間空隙 1 6 :間隔件 1 7 :絕緣性管 1 8 : —筆連續繞線空芯線圏之橋接線 1 9 :線圈中性點 -12-

Claims (1)

1. 200838096 十、申請專利範圍 1 · 一種間隙繞組型電動機 隙繞組型電動機；該定子係由定 子鐵心的內周面或外周面的任一 複數個空芯形狀線圈而成之電樞 隔著磁空隙和前述定子相對向， 來進行旋轉；其特徵在於： 將HU述定子鐵心，在即述空 範圍內沿軸方向進行分割，在分 的空隙部，配置前述複數個空芯 〇 2. 如申請專利範圍第1項 ，其中，前述複數個空芯形狀線 互相藉由橋接線連接，藉此使前 筆連續捲繞的繞線，且前述橋接 3. 如申請專利範圍第2項 ，其中，在前述空隙部，進一步 點。 4. 如申請專利範圍第1項 ，其中，在前述空隙部設置間隔 子鐵心間之距離保持一定。 5. 如申請專利範圍第1項 ，其中，前述複數個空芯形狀線 圈所形成。 ，係具備定子和轉子之間 子鐵心、以及配設於該定 方之用來形成旋轉磁場之 繞組所構成；該轉子，係 藉由前述旋轉磁場的作用 芯形狀線圈的空芯部長度 割後之前述定子鐵心之間 形狀線圈之末端處理部分 記載之間隙繞組型電動機 圏各個之末端’係將各相 述電樞繞組在各相形成一* 緣配置於前述空隙部。 記載之間隙繞組型電動機 配置前述電樞繞組之中性 記載之間隙繞組型電動機 件，以使前述分割後之定 記載之間隙繞組型電動機 圈各個都是由集中繞線線 13- 200838096 6. 如申請專利範圍第2項記載之間隙繞組型電動機 ，其中，在前述橋接線套設絕緣性管，以保持前述各相間 之絕緣。 7. 如申請專利範圍第3項記載之間隙繞組型電動機 ，其中，在前述中性點套設絕緣性管，以保持前述中性點 之絕緣。 8 .如申請專利範圍第1項記載之間隙繞組型電動機 ，其中，至少在前述空隙部及前述複數個空芯形狀線圈， 實施絕緣性的樹脂模塑或含浸，以將前述分割後之定子鐵 心和前述複數個空芯形狀線圈固接成一體。 -14-