TW201312904A - 馬達及其定子線圈組與散熱風扇 - Google Patents

Abstract

一種馬達及其定子線圈組與散熱風扇，該定子線圈組係結合一座體，該座體係結合一轉動件，以構成馬達結構，且該馬達結構可進一步構成散熱風扇。其中該定子線圈組包含數個佈線層，各該佈線層各定義一佈線輪廓，該佈線輪廓外側及內側係分別劃分為一定位區及一佈線區，各該佈線層之佈線區分別形成線圈，各該佈線層之定位區分別形成用以電性導通不同佈線層之線圈的至少一導接部。藉此，使該定子線圈組之二相鄰線圈之間無須預留空間以供容設該導接部，以增加該線圈之繞線匝數或線徑。

Description

馬達及其定子線圈組與散熱風扇

本發明係關於一種馬達及其定子線圈組與散熱風扇，尤其是一種以佈線方式形成線圈結構的定子線圈組，以及具有該定子線圈組的馬達及散熱風扇。

請參照第1圖所示，係揭示目前較常見之習知馬達定子8，該馬達定子8大致包含數個矽鋼片81、二絕緣套82及一線圈組83。該數個矽鋼片81係藉由堆疊方式相互結合；該二絕緣套82可分別結合於堆疊後之各該矽鋼片81的上、下二端；該線圈組83係由數個線圈分別纏繞於該絕緣套82之預定部位。

然而，目前市面上常見之習知馬達已逐漸朝向微型化方向研發設計，惟該習知馬達定子8主要係由相互堆疊之數個矽鋼片81所構成，因此，並不易降低整體軸向高度；再者，習知馬達定子8仍必須藉由該絕緣套82之設計，用以保護該線圈組83及使該矽鋼片81與該線圈組83之間具有絕緣效果，故該二絕緣套82亦會造成該馬達定子8之體積及軸向高度增加；因此，當該馬達定子8應用於如第2圖所示之習知馬達時，將使該習知馬達之整體體積及軸向高度無法有效縮減，導致該馬達無法達到微型化之目的。

為此，如第3圖所示之中華民國專利號201103234號「馬達定子及其線圈組」發明專利申請案係揭示一種可以用以取代前述馬達定子8的習知定子線圈組9，該定子線圈組9包含一基板91及一線圈組92。該線圈組92係形成於該基板91之表面，且該線圈組92包含有數個佈線層921，該數個佈線層921表面分別形成數個線圈922及一導接部923，各該線圈922電性連接該導接部923，其中相鄰二佈線層921之導接部923係相互電性導通。藉此，該定子線圈組9應用於馬達結構時，可有效降低軸向高度及縮減體積。

然而，該定子線圈組9之各佈線層921必須利用該導接部923予以電性導通，惟各該佈線層921之導接部923係設置於二相鄰線圈922之間；因此，造成該二相鄰線圈922之間必須預留空間，以供容設該導接部923，導致該線圈922之繞線匝數或線徑不易增加，當該定子線圈組9應用於馬達結構時，將影響該馬達之運作效能。

本發明目的乃改良上述缺點，以提供一種定子線圈組，使該定子線圈組之二相鄰線圈之間無須預留空間以供容設導接部，用以相對增加各線圈之匝數及數量者。

本發明次一目的係提供一種馬達及散熱風扇，該馬達係能夠藉由其定子線圈組之結構設計，以有效縮減體積及降低軸向高度者。

本發明再一目的係提供一種馬達及散熱風扇，該馬達係利用具有增加線圈匝數及數量之特性的定子線圈組，以有效提升整體運作效能者。

根據本發明馬達，係包含一座體、一定子線圈組及一轉動件。該座體係設有一樞接部；該定子線圈組係結合該座體，該定子線圈組包含數個佈線層，各該佈線層各定義一佈線輪廓，該佈線輪廓外側及內側係分別劃分為一定位區及一佈線區，各該佈線層之佈線區分別形成線圈，各該佈線層之定位區分別形成與該線圈電性導通的至少一導接部，該導接部用以電性導通不同佈線層之線圈；該轉動件係能夠旋轉的結合於該座體之樞接部，該轉動件設有一永久磁鐵，該永久磁鐵與該定子線圈組之間具有氣隙。

藉由前揭相同技術概念之定子線圈組除應用於馬達結構外，更可進一步應用於散熱風扇，以提供一種具有定位線圈組之散熱風扇，其係包含一座體、一定子線圈組及一轉動件。該座體係設有一樞接部，且該座體連接具有進風口及出風口的框體，以構成扇框結構；該定子線圈組係結合該座體，該定子線圈組包含數個佈線層，各該佈線層各定義一佈線輪廓，該佈線輪廓外側及內側係分別劃分為一定位區及一佈線區，各該佈線層之佈線區分別形成線圈，各該佈線層之定位區分別形成與該線圈電性導通的至少一導接部，該導接部用以電性導通不同佈線層之線圈；該轉動件係能夠旋轉的結合於該座體之樞接部，該轉動件設有一永久磁鐵，該永久磁鐵與該定子線圈組之間具有氣隙，且該轉動件之外周壁可形成數個葉片，以構成一扇輪結構。

所述定子線圈組具有一基板，具有相對之一第一表面及一第二表面，該基板之第一表面及第二表面各以佈線方式形成該佈線層。

所述各該佈線層以佈線方式分別形成於數個基板之一側表面，以區分出數組具有佈線層的基板。

所述每一組具有佈線層的基板之間設置一絕緣層。

所述該絕緣層係設有一鏤空部，該鏤空部與該佈線層之導接部相對，以供相鄰二佈線層之導接部通過該鏤空部呈電性導通。

所述該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凸耳部，該凸耳部即為該定位區，該導接部設置於該凸耳部。

所述該基板設置一組裝孔，該基板結合於該座體，且該樞接部穿伸通過該組裝孔。

所述凸耳部係對應結合於該連接件。

所述座體設置一環牆，該定子線圈組嵌合於該環牆內側。

所述環牆係對應該連接件位置設有數個缺口，該凸耳部對應卡接於該缺口。

所述座體係以數個連接件連接該框體。

所述定子線圈組之基板外周緣形成至少一凹陷部，用以形成至少一外凸緣，該外凸緣即為該定位區，該導接部設置於該外凸緣。

所述凹陷部係對位該連接件，該連接件設有用以卡合該凹陷部的定位部。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明以下所定義之「導接部」係指位於每一個線圈中心位置以外的電性接點，該導接部係用以電性導接不同佈線層之線圈。

請參照第4及5圖所示，本發明第一實施例之馬達至少包含一座體1一定子線圈組2及一轉動件3。該座體1可供該定子線圈組2結合，該定子線圈組2可用以外接電源或驅動電路，該轉動件3可旋轉地結合該座體1，以利用該定子線圈組2驅動該轉動件3旋轉作動。

該座體1係具有一結合面11，該結合面11係設有一樞接部12，該樞接部12可為各種能夠供該轉動件3樞接結合的結構設計；本實施例中，該樞接部12係為一軸管，該軸管遠離該結合面11之一端係形成一開口121，且該軸管內較佳係設置一軸承13。

請配合參照第4圖所示，該定子線圈組2係包含數個佈線層21，各該佈線層21各定義一佈線輪廓(C)，以圖式方向為主，該佈線輪廓(C)外側係為一定位區(R1)，該佈線輪廓(C)內側係為一佈線區(R2)；又，各該佈線層21之佈線區(R2)分別形成數個線圈211，且各該佈線層21之定位區(R1)分別形成與該線圈211電性導通的至少一導接部212，該導接部212用以電性導通不同佈線層21之線圈211。

本實施例中，該定子線圈組2具有一基板22，該基板22較佳係為一印刷電路板，且該基板22具有相對之一第一表面221及一第二表面222。其中該佈線層21可利用印刷電路板佈線(PCB layout)或電鑄方式，分別於該基板22之第一表面221及第二表面222佈線或電鑄形成該線圈211，進而使該基板22之第一表面221及第二表面222分別設有該佈線層21，使該定子線圈組2之軸向高度可有效降低。又，該基板22可設置一組裝孔223，該組裝孔223係自該基板22之第一表面221貫穿至第二表面222，以便該基板22結合於該座體1之結合面11時，該組裝孔223可供該樞接部12穿伸通過，進而提升組裝便利性。

該轉動件3係可旋轉的結合於該座體1之樞接部12；本實施例中，該轉動件3係以一中心軸32通過該開口121與該軸承13相互樞接。又，該轉動件3設有一永久磁鐵31，該永久磁鐵31與該定子線圈組2之間具有氣隙；藉此，當該定子線圈組2外接電源或驅動電路並通電產生磁場時，該磁場可通過氣隙與永久磁鐵31產生作用，以驅動該轉動件3旋轉作動。

本發明馬達之主要技術特徵在於：該定子線圈組2之佈線層21的線圈211係佈設於佈線區(R2)，而該導接部212則設置於該定位區(R1)，進而使任二相鄰線圈211之間皆末存在有導接部212結構；因此，該定子線圈組2之二相鄰線圈211之間無須預留空間以供容設該導接部212，而可有效增加該線圈211之繞線匝數或線徑，進而提升本發明馬達之運作效能。再者，由於該定子線圈組2的主要結構組成僅包含有數個佈線層21，因此，結構亦相對精簡，並兼可降低該馬達之軸向高度。

請參照第6及7圖所示，本發明第二實施例之馬達係揭示另一實施方式的定子線圈組4，該定子線圈組4與前述第一實施例所揭示之座體1及轉子3的結合關係大致相同，因此，相同之結構特徵容不贅述。

第二實施例之定子線圈組4係包含數個佈線層41，各該佈線層41以佈線方式分別形成於數個基板42之一側表面，亦即一基板42之表面僅形成單一佈線層41，藉以區分出數組具有佈線層的基板，各該佈線層41同樣定義一佈線輪廓(C)，以劃分出一定位區(R1)及一佈線區(R2)，該佈線區(R2)形成數個線圈411，該定位區(R1)形成與該線圈411電性導通的至少一導接部412，該導接部412用以電性導通不同佈線層41之線圈411。

又，每一組具有佈線層的基板之間設置一絕緣層43，該絕緣層43較佳係設有一鏤空部431，該鏤空部431係與該佈線層41之導接部412相對，且該鏤空部431可為透孔或缺口等設計；藉此，以方便相鄰二佈線層41之導接部412可通過該絕緣層43之鏤空部431而呈電性導通狀態，並兼可利用該絕緣層43提供各該佈線層41之間更佳的絕緣效果。

藉由上述本發明馬達之結構設計概念，該定子線圈組2、4亦可進一步包含如下所述之結構特徵，使本發明馬達定子之功能更趨近於完善。

如第8圖所示，係以第一實施例之定子線圈組2為例提出說明；其中該定子線圈組2之基板22外周緣形成數個凸耳部224(亦可依需求僅形成一個凸耳部224)，各該凸耳部224即為該定位區(R1)，以相對增加該佈線區(R2)之面積；藉此，當該導接部212形成於該凸耳部224時，可使該佈線層21之各線圈211的佈線範圍相對擴大，以進一步提升本發明馬達之運作效能。

又，如第9圖所示，再以第一實施例之定子線圈組2為例提出說明；其中該定子線圈組2之基板22外周緣形成數個凹陷部225(亦可依需求僅形成一個凹陷部225)，各該凹陷部225之間係形成一外凸緣226，該外凸緣226即為該定位區(R1)，以相對增加該佈線區(R2)之面積；藉此，當該導接部212形成於該外凸緣226時，可使該佈線層21之各線圈211的佈線範圍相對擴大，以進一步提升本發明馬達之運作效能。

本發明馬達應用於散熱風扇時，該具有定位線圈組之散熱風扇的座體1係連接一框體5，本實施例中，該座體1較佳係可利用數個連接件51(如肋條或靜葉等)連接該框體5，該框體5設有一進風口52及一出風口53，且該框體5亦可結合一上蓋54，該上蓋54設有一穿孔541，該穿孔541係對位該進風口52，以構成一扇框結構；而該轉動件3之外周壁可形成數個葉片33，以構成一扇輪結構；藉此，該轉動件3旋轉作動時，即可提供預定之散熱效果。

又，前揭具有凸耳部224之定子線圈組2在應用於散熱風扇時，該凸耳部224係可對應結合於該連接件51表面，以增加結合穩固性，並兼可提升整體空間利用性；再者，該座體1之結合面11亦可設置一環牆14，該環牆14係對應該連接件51位置而設有數個缺口141；藉此，如第10圖所示，當該定子線圈組2結合於該座體1時，該定子線圈組2可嵌合於該環牆14內側，且該凸耳部224係能夠對應卡接於該缺口141，以提供更佳的定位效果。或者，如第11圖所示，前揭具有凹陷部225之定子線圈組2在應用於散熱風扇時，該凹陷部225係可對位該連接件51，該連接件51可設置定位部(P)，以供卡合該凹陷部225，進而增加結合穩固性，以提供更佳的定位效果

本發明係可使該定子線圈組2、4之二相鄰線圈211、411之間無須預留空間以供容設該導接部212、412，故可達到方便增加該線圈211、411如繞線匝數或線徑等功效。

本發明係可利用該定子線圈組2、4以佈線方式形成該佈線層21、41的結構設計，使具有該定子線圈組2、4之馬達的整體軸向高度可有效降低，且結構亦相對精簡，令具有該定子線圈組2、4之馬達可達到微型化之功效。

本發明係將具有能夠增加線圈匝數及數量之特性的定子線圈組2、4應用於馬達結構，以達到提升馬達運作效能之功效。

本發明較佳更可利用如凸耳部224及外凸緣226作為該定位區(R1)，使該定子線圈組2應用於散熱風扇時，該定子線圈組2可配合卡接於散熱風扇之座體1，以達到提升定位效果之功效。

如上所述，本發明馬達及其定子線圈組確實具有可提升馬達運作效能、降低整體軸向高度及縮減體積等特點，因此，適合應用於馬達結構，使該馬達易於達到微型化之目的，並兼可提升該馬達之運轉品質。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．座體

11．．．結合面

12．．．樞接部

121．．．開口

13．．．軸承

14．．．環牆

141．．．缺口

2．．．定子線圈組

21．．．佈線層

211．．．線圈

212．．．導接部

22．．．基板

221．．．第一表面

222．．．第二表面

223．．．組裝孔

224．．．凸耳部

225．．．凹陷部

226．．．外凸緣

3．．．轉動件

31．．．永久磁鐵

32．．．中心軸

33．．．葉片

4．．．定子線圈組

41．．．佈線層

411．．．線圈

412．．．導接部

42．．．基板

43．．．絕緣層

431．．．鏤空部

5．．．框體

51．．．連接件

52．．．進風口

53．．．出風口

54．．．上蓋

541．．．穿孔

R1．．．定位區

R2．．．佈線區

C．．．佈線輪廓

P．．．定位部

[習知]

8．．．馬達定子

81．．．矽鋼片

82．．．絕緣套

83．．．線圈組

9．．．定子線圈組

91．．．基板

92．．．線圈組

921．．．佈線層

922．．．線圈

923．．．導接部

第1圖：習知第一種馬達定子的立體外觀圖。

第2圖：習知第一種馬達定子應用於馬達時之組合剖視圖。

第3圖：習知第二種馬達定子的立體分解圖。

第4圖：本發明第一實施例之馬達的立體分解圖。

第5圖：本發明第一實施例之馬達的組合剖視圖。

第6圖：本發明第二實施例之定子線圈組的立體分解圖。

第7圖：本發明第二實施例之定子線圈組的組合剖視圖。

第8圖：本發明具有定子線圈組之散熱風扇的立體分解圖(具有凸耳部設計)。

第9圖：本發明具有定子線圈組之散熱風扇的立體分解圖(具有外凸緣設計)。

第10圖：本發明具有定子線圈組之散熱風扇的俯視示意圖(具有凸耳部設計且未繪示轉動件及上蓋)。

第11圖：本發明具有定子線圈組之散熱風扇的俯視示意圖(具有外凸緣設計且未繪示轉動件及上蓋)。

1．．．座體

11．．．結合面

12．．．樞接部

121．．．開口

13．．．軸承

2．．．定子線圈組

21．．．佈線層

211．．．線圈

212．．．導接部

22．．．基板

221．．．第一表面

222．．．第二表面

223．．．組裝孔

3．．．轉動件

31．．．永久磁鐵

32．．．中心軸

R1．．．定位區

R2．．．佈線區

C．．．佈線輪廓

Claims (31)

1. 一種馬達，包含：一座體，係設有一樞接部；及一定子線圈組，係結合該座體，該定子線圈組包含數個佈線層，各該佈線層各定義一佈線輪廓，該佈線輪廓外側及內側係分別劃分為一定位區及一佈線區，各該佈線層之佈線區分別形成線圈，各該佈線層之定位區分別形成與該線圈電性導通的至少一導接部，該導接部用以電性導通不同佈線層之線圈；及一轉動件，係能夠旋轉的結合於該座體之樞接部，該轉動件設有一永久磁鐵，該永久磁鐵與該定子線圈組之間具有氣隙。
2. 依申請專利範圍第1項所述之馬達，其中該定子線圈組具有一基板，具有相對之一第一表面及一第二表面，該基板之第一表面及第二表面各以佈線方式形成該佈線層。
3. 依申請專利範圍第1項所述之馬達，其中各該佈線層以佈線方式分別形成於數個基板之一側表面，以區分出數組具有佈線層的基板。
4. 依申請專利範圍第3項所述之馬達，其中每一組具有佈線層的基板之間設置一絕緣層。
5. 依申請專利範圍第4項所述之馬達，其中該絕緣層係設有一鏤空部，該鏤空部與該佈線層之導接部相對，以供相鄰二佈線層之導接部通過該鏤空部呈電性導通。
6. 依申請專利範圍第2、3、4或5項所述之馬達，其中該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凸耳部，該凸耳部即為該定位區，該導接部設置於該凸耳部。
7. 依申請專利範圍第2、3、4或5項所述之馬達，其中該基板設置一組裝孔，該基板結合於該座體，且該樞接部穿伸通過該組裝孔。
8. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之馬達，其中該座體設置一環牆，該定子線圈組嵌合於該環牆內側。
9. 依申請專利範圍第6項所述之馬達，其中該座體設置一環牆，該定子線圈組嵌合於該環牆內側。
10. 依申請專利範圍第9項所述之馬達，其中該環牆設有數個缺口，該凸耳部對應卡接於該缺口。
11. 依申請專利範圍第1、2、3、4或5項所述之馬達，其中該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凹陷部，用以形成至少一外凸緣，該外凸緣即為該定位區，該導接部設置於該外凸緣。
12. 一種馬達之定子線圈組，係包含數個佈線層，各該佈線層分別設有一定位區及一佈線區，各該佈線層之佈線區分別形成線圈，各該佈線層之定位區分別形成與該線圈電性導通的至少一導接部，該導接部用以電性導通不同佈線層之線圈。
13. 依申請專利範圍第12項所述之馬達之定子線圈組，其中該定子線圈組具有一基板，具有相對之一第一表面及一第二表面，該基板之第一表面及第二表面各以佈線方式形成該佈線層。
14. 依申請專利範圍第12項所述之馬達之定子線圈組，其中各該佈線層以佈線方式分別形成於數個基板之一側表面，以區分出數組具有佈線層的基板。
15. 依申請專利範圍第14項所述之馬達之定子線圈組，其中每一組具有佈線層的基板之間設置一絕緣層。
16. 依申請專利範圍第15項所述之馬達之定子線圈組，其中該絕緣層係設有一鏤空部，該鏤空部與該佈線層之導接部相對，以供相鄰二佈線層之導接部通過該鏤空部呈電性導通。
17. 依申請專利範圍第13、14、15或16項所述之馬達之定子線圈組，其中該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凸耳部，該凸耳部即為該定位區，該導接部設置於該凸耳部。
18. 依申請專利範圍第13、14、15或16項所述之馬達之定子線圈組，其中該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凹陷部，用以形成至少一外凸緣，該外凸緣即為該定位區，該導接部設置於該外凸緣。
19. 一種散熱風扇，包含：一座體，係設有一樞接部，該座體連接具有進風口及出風口的框體，以構成扇框結構；及一定子線圈組，係結合該座體，該定子線圈組包含數個佈線層，各該佈線層各定義一佈線輪廓，該佈線輪廓外側及內側係分別劃分為一定位區及一佈線區，各該佈線層之佈線區分別形成線圈，各該佈線層之定位區分別形成與該線圈電性導通的至少一導接部，該導接部用以電性導通不同佈線層之線圈；及一轉動件，係能夠旋轉的結合於該座體之樞接部，該轉動件設有一永久磁鐵，該永久磁鐵與該定子線圈組之間具有氣隙，且該轉動件之外周壁可形成數個葉片，以構成一扇輪結構。
20. 依申請專利範圍第19項所述之散熱風扇，其中該定子線圈組具有一基板，具有相對之一第一表面及一第二表面，該基板之第一表面及第二表面各以佈線方式形成該佈線層。
21. 依申請專利範圍第19項所述之散熱風扇，其中各該佈線層以佈線方式分別形成於數個基板之一側表面，以區分出數組具有佈線層的基板。
22. 依申請專利範圍第21項所述之散熱風扇，其中每一組具有佈線層的基板之間設置一絕緣層。
23. 依申請專利範圍第22項所述之散熱風扇，其中該絕緣層係設有一鏤空部，該鏤空部與該佈線層之導接部相對，以供相鄰二佈線層之導接部通過該鏤空部呈電性導通。
24. 依申請專利範圍第20、21、22或23項所述之散熱風扇，其中該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凸耳部，該凸耳部即為該定位區，該導接部設置於該凸耳部。
25. 依申請專利範圍第24項所述之散熱風扇，其中該座體係以數個連接件連接該框體。
26. 依申請專利範圍第25項所述之散熱風扇，其中該凸耳部係對應結合於該連接件。
27. 依申請專利範圍第26項所述之散熱風扇，其中該座體設置一環牆，該定子線圈組嵌合於該環牆內側。
28. 依申請專利範圍第27項所述之散熱風扇，其中該環牆係對應該連接件位置設有數個缺口，該凸耳部對應卡接於該缺口。
29. 依申請專利範圍第19、20、21、22或23項所述之散熱風扇，其中該框體結合一上蓋，該上蓋設有一穿孔，該穿孔係對位該進風口。
30. 依申請專利範圍第20、21、22或23項所述之散熱風扇，其中該定子線圈組之基板外周緣形成至少一凹陷部，用以形成至少一外凸緣，該外凸緣即為該定位區，該導接部設置於該外凸緣。
31. 依申請專利範圍第30項所述之散熱風扇，其中該座體係以數個連接件連接該框體，該凹陷部係對位該連接件，該連接件設有用以卡合該凹陷部的定位部。