TW201919325A - 易於啟動之薄型馬達 - Google Patents

Abstract

一種易於啟動之薄型馬達，用以解決習知易於啟動之薄型馬達通用性不佳等問題。本發明易於啟動之薄型馬達包含：一基座，該基座設有一軸管；一定子，該定子結合於該基座；一轉子，該轉子可旋轉地組接於該軸管，該轉子具有一磁性元件；及一磁吸環，該磁吸環具有一環形本體及二定位部，該二定位部呈徑向相對地連接於該環形本體，該環形本體套設在該軸管的外周，該環形本體與該磁性元件呈軸向錯置，該二定位部分別與該磁性元件軸向相對。

Description

易於啟動之薄型馬達

本發明係關於一種馬達，尤其是一種易於啟動之薄型馬達。

一般而言，習知馬達大致都包含有一基座、一轉子及一定子；該基座設有一軸管供該轉子可旋轉地結合，該定子結合於該基座。藉此，該定子通電產生磁場後，可用以驅動該轉子旋轉作動。然而，習知馬達於實際使用時，仍存在有啟動困難或啟動死點等問題，為此，目前常見的馬達皆設有〝易於啟動〞的相關結構設計。

請參照第1圖，係其中一種習知的易於啟動之馬達9，該易於啟動之馬達9具有一基座91、一轉子92及一定子93。該基座91具有相對的一內表面911及一外表面912，且該基座91在該內表面911設有一軸管913。該轉子92具有一輪轂921可旋轉地設於該軸管913，且該轉子92另具有一磁鐵環922結合於該輪轂921並朝向該基座91的內表面911。該定子93包含一電路基板931、數個感應線圈932及一定位件933，該電路基板931組裝於該基座91的內表面911與該輪轂921之間，該數個感應線圈932設於該電路基板931並與該磁鐵環922相對，該定位件933則設於該基座91的外表面912，以於該轉子92快要停止轉動時，由該定位件933磁吸該磁鐵環922，確保該轉子92能停止在易於啟動的位置。類似於該習知的易於啟動之馬達9的一實施例已揭露於中華民國公告第I483515號「薄型馬達」專利案當中。

然而，由於該習知的易於啟動之馬達9的定位件933呈長條狀，且需使該定位件933通過該輪轂921的旋轉軸心，故只能將該定位件933設於該基座91的外表面912，否則該定位件933將與該軸管913產生結構上的干涉。然而，將該定位件933設於該基座91的外表面912，會使該定位件933距離該磁鐵環922較遠，以致該磁鐵環922與該定位件933之間的磁吸效果較弱。

此外，有一種習知的馬達，其定子的感應線圈係呈軸向繞線形態地設於基座的軸管外周，故此類型的習知馬達需選用金屬材質的軸管來導磁，並使該軸管由其環周面結合於貫穿該基座的一貫孔中。如此一來，無論呈長條狀的定位件設於該基座的何處，只要讓該定位件通過輪轂的旋轉軸心，該定位件就會接觸到金屬材質的軸管，從而發生漏磁現象，且會與該軸管產生結構上的干涉，故此類型的習知馬達並無法適用上述易於啟動之馬達9的技術。

有鑑於此，習知的易於啟動之馬達確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明提供一種易於啟動之薄型馬達，其用以與磁性元件相磁吸的磁吸環具有良好的通用性，無論設置在基座的外表面、內表面或外表面與內表面之間等處，都不會與軸管產生結構上的干涉或導致漏磁，故可適用於不同類型的薄型馬達。

本發明提供一種易於啟動之薄型馬達，其磁吸環可被快速安裝於鄰近磁性元件處，以提升該磁性元件與該磁吸環之間的磁吸效果。

本發明以下所述方向性或其近似用語，例如「上(頂)」、「下(底)」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發 明。

本發明易於啟動之薄型馬達，包含：一基座，該基座設有一軸管；一定子，該定子結合於該基座；一轉子，該轉子可旋轉地組接於該軸管，該轉子具有一磁性元件；及一磁吸環，該磁吸環具有一環形本體及二定位部，該二定位部呈徑向相對地連接於該環形本體，該環形本體套設在該軸管的外周，該環形本體與該磁性元件呈軸向錯置，該二定位部分別與該磁性元件軸向相對。

據此，本發明易於啟動之薄型馬達，其用以與磁性元件相磁吸的磁吸環具有良好的通用性，無論設置在基座的外表面、內表面或外表面與內表面之間等處，都不會與軸管產生結構上的干涉或導致漏磁，故可適用於不同類型的薄型馬達，實用性佳。特別是，該磁吸環可被快速安裝於鄰近磁性元件處，以提升該磁性元件與該磁吸環之間的磁吸效果。

其中，該基座具有相對的一內表面及一外表面，該磁吸環設於該內表面。如此，該磁吸環能與該磁性元件相鄰近，具有提升磁吸效果等功效。

其中，該基座具有相對的一內表面及一外表面，該磁吸環設於該外表面。如此，如該磁吸環不慎脫落，也能避免該磁吸環撞擊到該轉子，具有避免轉子毀損等功效。

其中，該基座設有一凹槽，該磁吸環設於該凹槽中。如此，該磁吸環能快速對位以組裝入該凹槽中，並有助降低整體薄型馬達的軸向高度。

其中，該基座具有相對的一內表面及一外表面，該磁吸環不裸露於該內表面及該外表面。如此，具有避免該磁吸環自該基座中脫落等功效。

其中，該基座以塑料射出成型法包覆該磁吸環。如此，可使 該磁吸環被穩固定位在該基座中的預定位置，且組裝該薄型馬達時亦可省略組裝及固定該磁吸環的步驟，具有提升組裝便利性及效率等功效。

其中，該基座設有一防轉部，該二定位部中的至少一者受該防轉部限位。如此，可使該磁吸環被快速地安裝定位，且安裝定位後即無法在該基座上轉動，具有提升對該磁吸環的定位效果等功效。

其中，該環形本體的最大外徑小於該磁性元件的內徑，該二定位部由該環形本體的外周緣向外延伸。如此，可提升組裝該磁吸環的操作便利性。

其中，該環形本體的最小內徑大於該磁性元件的外徑，該二定位部由該環形本體的內周緣向內延伸。如此，可提升組裝該磁吸環的操作便利性。

其中，該磁吸環與該磁性元件相距0.2~1mm。如此，可確保該磁性元件與該磁吸環之間能具有良好的磁吸效果。

其中，該定子具有一感測元件，該感測元件與該二定位部呈軸向錯置。如此，可由該感測元件偵測該磁性元件的極性。

其中，該轉子由一轉軸可旋轉地組接於該軸管，該磁性元件的磁極交界處與該轉軸具有一交界連線，該感測元件偏離該交界連線。如此，可確保該轉子不會停止在啟動死角處。

其中，該二定位部偏離該交界連線。如此，可確保該轉子不會停止在啟動死角處。

其中，該二定位部較佳設於任二相鄰的交界連線之間的中間位置。如此，可使該二定位部分別對位於磁極的強磁區。

其中，在該轉軸的徑向平面上，該磁性元件的各磁極分別具有一磁極面積，該磁吸環的各定位部的面積為該磁極面積的1/8~3/4。如此，可確保該磁性元件與該磁吸環之間能具有良好的磁吸效果，又不至於 影響該轉子的旋轉順暢度。

〔本發明〕

1‧‧‧基座

1a‧‧‧內表面

1b‧‧‧外表面

11‧‧‧軸管

12‧‧‧防轉部

13‧‧‧凹槽

2‧‧‧定子

21‧‧‧電路板

22‧‧‧矽鋼片組

23‧‧‧線圈組

24‧‧‧感測元件

3‧‧‧轉子

31‧‧‧輪轂

32‧‧‧轉軸

33‧‧‧磁性元件

4、4’‧‧‧磁吸環

41、41’‧‧‧環形本體

42、42’‧‧‧定位部

5‧‧‧定子

51‧‧‧電路板

52‧‧‧線圈組

53‧‧‧感測元件

6‧‧‧基座

6a‧‧‧內表面

6b‧‧‧外表面

61‧‧‧貫孔

62‧‧‧軸管

63‧‧‧凹槽

7‧‧‧定子

71‧‧‧電路板

72‧‧‧絕緣套

73‧‧‧線圈組

A1‧‧‧總面積

A2‧‧‧磁極面積

A3‧‧‧面積

D1‧‧‧最大外徑

D2‧‧‧內徑

D3‧‧‧最小內徑

D4‧‧‧外徑

L‧‧‧交界連線

θ‧‧‧夾角

〔習用〕

9‧‧‧馬達

91‧‧‧基座

911‧‧‧內表面

912‧‧‧外表面

913‧‧‧軸管

92‧‧‧轉子

921‧‧‧輪轂

922‧‧‧磁鐵環

93‧‧‧定子

931‧‧‧電路基板

932‧‧‧感應線圈

933‧‧‧定位件

第1圖：一種習知易於啟動之馬達的結構示意圖。

第2圖：本發明第一實施例的立體分解結構示意圖。

第3圖：本發明第一實施例的組合剖視結構示意圖。

第4圖：本發明第一實施例的磁吸環與磁性元件的配置關係示意圖。

第5圖；本發明第一實施例的磁極與定位部的面積關係示意圖。

第6圖：本發明另一實施例的磁吸環與磁性元件的配置關係示意圖。

第7圖：本發明第二實施例的立體分解結構示意圖。

第8圖：本發明第二實施例的組合剖視結構示意圖。

第9圖：本發明第三實施例的組合剖視結構示意圖。

第10圖：本發明第四實施例的組合剖視結構示意圖。

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：請參照第2圖，其係本發明易於啟動之薄型馬達的第一實施例，該易於啟動之薄型馬達大致上包含一基座1，以及設於該基座1的一定子2、一轉子3及一磁吸環4。

請參照第2、3圖，該基座1具有相對的一內表面1a及一外表面1b，該基座1的內表面1a凸設有一軸管11；在本實施例中，該軸管11與該內表面1a一體相連，故可選用塑膠材質一體射出成型該基座1，以提升該基座1的製造便利性。此外，該基座1還可設有一防轉部12，用以防止該磁吸環4在該基座1上轉動，以提升對該磁吸環4的定位效果；該防轉部12可例如為設於該內表面1a的二凸點，或其他等效結構，本發明 不加以限制。

該定子2具有一電路板21，該電路板21可例如為一環形印刷電路板，使該電路板21可組裝於該軸管11的外周。本實施例的定子2還可包含一矽鋼片組22及一線圈組23，該矽鋼片組22套設在該軸管11的外周，該線圈組23則呈徑向繞線地捲繞在該矽鋼片組22的極柱部上，並與該電路板21電連接。此外，該定子2可另於該電路板21上設一感測元件24，該感測元件24係用以偵測磁極的極性；舉例而言，該感測元件24可以為一霍爾效應感測器(Hall Sensor)。

該轉子3包含一輪轂31、一轉軸32及一磁性元件33，該轉軸32連接該輪轂31，並由該轉軸32可旋轉地設於該基座1的軸管11，該磁性元件33則設於該輪轂32的內表面並朝向該定子2的線圈組23，使該磁性元件33與該線圈組23徑向相對。其中，請配合參照第4圖，該磁性元件33可利用充磁手段形成數個N磁極及數個S磁極，且該數個N、S磁極在該磁性元件33上形成交錯排列狀。

請參照第3、4圖，該磁吸環4係由具有導磁功能的材質製成，該磁吸環4具有一環形本體41及二定位部42，該二定位部42呈徑向相對地連接於該環形本體41，該環形本體41可套設在該基座1的軸管11外周，並使該環形本體41與該磁性元件33呈軸向錯置而不相對，以及使該二定位部42分別與該磁性元件33軸向相對。

更詳言之，例如但不限制地，本實施例可選擇使該環形本體41的最大外徑D1小於該磁性元件33的內徑D2，以確保該環形本體41與該磁性元件33呈軸向錯置而不相對；該二定位部42則可以由該環形本體41的外周緣向外延伸，使該二定位部42能分別與該磁性元件33軸向相對。其中，該環形本體41可接觸或不接觸該軸管11的外周面，本發明不加以限制。

此外，本實施例可選擇將該磁吸環4設於該基座1的內表面1a，使該磁吸環4能與該磁性元件33相鄰近(較佳約相距0.2~1mm)，以提升該磁性元件33與該磁吸環4之間的磁吸效果。同時，該二定位部42中的至少一者還可受該防轉部12限位，使該磁吸環4可被快速地安裝定位，且安裝定位後即無法在該基座1上轉動。

又，該磁吸環4被快速地安裝定位後，該定子2的感測元件24可與該二定位部42呈軸向錯置。在該轉軸32的徑向平面上，該磁性元件33的任二相鄰的N、S磁極交界處與該轉軸32具有一交界連線L，使該交界連線L位於任二相鄰的N、S磁極的弱磁區(泛指磁力較弱之區域)，並使該感測元件24設置於偏離該交界連線L的位置。該磁吸環4的該二定位部42亦設置於偏離該交界連線L的位置，較佳設置於任二相鄰的交界連線L之間的中間位置，即令該二定位部42分別對位於磁極的強磁區(泛指磁力較強之區域)。

此外，請參照第3、5圖，在該轉軸32的徑向平面上，該磁性元件33最鄰近該磁吸環4處具有一總面積A1，各該磁極具有一磁極面積A2(該磁性元件33的磁極數為X，則A2=A1/X；例如本實施例揭示該磁性元件33的磁極數為4個，則各該磁極面積A2為該總面積A1的1/4)，該磁吸環4的各該定位部42的面積A3較佳為該磁極面積A2的1/8~3/4，以確保該磁性元件33與該磁吸環4之間能具有良好的磁吸效果，又不至於影響該轉子3的旋轉順暢度。

據由前述結構，本發明易於啟動之薄型馬達使用時，該電路板21可控制該線圈組23產生交變磁場，以便與該磁性元件33的N磁極及S磁極產生作用，進而帶動該轉子3以該轉軸32為中心轉動。當該轉子3快要停止轉動時，該磁性元件33可與該磁吸環4的二定位部42相互磁吸，確保該轉子3可停定於一較佳啟動位置。藉此，當該線圈組23欲再次 驅動該轉子3轉動時，該感測元件24即可快速偵測該磁性元件33的極性，使本發明的薄型馬達更易於啟動且不會產生啟動死角等問題。

需特別說明的是，由於本發明中的磁吸環4可由其環形本體41套設在該基座1的軸管11外周，故無論將該磁吸環4設置在該基座1的內表面1a、外表面1b或內表面1a與外表面1b之間等處，該磁吸環4都不會與該軸管11產生結構上的干涉，不但有助提升組裝便利性，更可依設計需求自由改變該磁吸環4結合在該基座1上的位置，提升該磁吸環4的通用性及實用性。

值得一提的是，請參照第6圖，在其他實施例中，磁吸環4’也可以使其環形本體41’的最小內徑D3大於該磁性元件33的外徑D4，以確保該環形本體41’與該磁性元件33呈軸向錯置而不相對；該磁吸環4’的二定位部42’則可以由該環形本體41’的內周緣向內延伸，使該二定位部42’能分別與該磁性元件33軸向相對。據此，該磁吸環4’同樣可達到上述功效。

請參照第7、8圖，其係本發明易於啟動之薄型馬達的第二實施例，本發明的第二實施例大致上同於上述的第一實施例，其主要差異在於定子5的型態，及揭示磁吸環4設於基座1外表面1b的型態。

詳言之，本實施例的定子5具有一電路板51，以及設於該電路板51的一線圈組52及一感測元件53。該電路板51可組裝於基座1的軸管11外周，該線圈組52則可選擇以蝕刻或電鑄製程形成於該電路板51，以降低該定子5的最大軸向高度。本實施例的薄型馬達完成組裝後，轉子3的磁性元件33可與定子5的線圈組52軸向相對。

另，本實施例可將該磁吸環4設於該基座1的外表面1b，使得該磁吸環4若不慎脫落，也不會撞擊到該轉子3，具有避免轉子3毀損等功效。較佳地，可更進一步地在該基座1上設置一凹槽13，使該磁吸環4能快速對位以組裝入該凹槽13中，並有助降低整體薄型馬達的軸向高 度。

請參照第9圖，其係本發明易於啟動之薄型馬達的第三實施例，本發明的第三實施例大致上同於上述的第二實施例，其主要差異在於，第三實施例揭示使磁吸環4不裸露於基座1的內表面1a及外表面1b的型態；舉例而言，可選擇將該基座1以塑料射出成型法包覆該磁吸環4，使該磁吸環4能更加穩固地被定位在該基座1中的預定位置，且組裝該薄型馬達時亦可省略組裝及固定該磁吸環4的步驟，以提升組裝便利性及效率。

請參照第10圖，其係本發明易於啟動之薄型馬達的第四實施例，本實施例的薄型馬達大致上包含一基座6，以及設於該基座6的一定子7、一轉子3及一磁吸環4；其中該轉子3及該磁吸環4的結構大致上同於前述實施例，於此不再詳述。

本實施例的基座6具有相對的一內表面6a及一外表面6b，該基座6設有一貫孔61，該貫孔61貫穿該內表面6a及該外表面6b，該基座6另設有一軸管62，該軸管62係由可導磁的金屬材質製成，該軸管62由其環周面結合於該貫孔61中。

該定子7具有一電路板71，該電路板71可組裝於該軸管62的外周。本實施例的定子7還可包含一絕緣套72及一線圈組73，該絕緣套72套接於該軸管62外周，該線圈組73則呈軸向繞線形態地纏繞定位於該絕緣套72，並與該電路板71電連接；如此，該線圈組73可利用金屬材質的軸管62來導磁。

據此，由於本發明中的磁吸環4可由其環形本體41套設在該基座6的軸管62外周，故即便本實施例的軸管62底部裸露在該基座6的外表面6b，仍可將該磁吸環4依設計需求設在該基座6的內表面6a、外表面6b或內表面6a與外表面6b之間等處，該磁吸環4都不會與該軸管62產生結構上的干涉，且該磁吸環4不會接觸到金屬材質的軸管62，故不 會發生漏磁現象。

綜上所述，本發明易於啟動之薄型馬達，其用以與磁性元件相磁吸的磁吸環具有良好的通用性，無論設置在基座的外表面、內表面或外表面與內表面之間等處，都不會與軸管產生結構上的干涉或導致漏磁，故可適用於不同類型的薄型馬達，實用性佳。

本發明易於啟動之薄型馬達，其磁吸環可被快速安裝於鄰近磁性元件處，以提升該磁性元件與該磁吸環之間的磁吸效果。

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。

Claims (15)

1. 一種易於啟動之薄型馬達，包含：一基座，該基座設有一軸管；一定子，該定子結合於該基座；一轉子，該轉子可旋轉地組接於該軸管，該轉子具有一磁性元件；及一磁吸環，該磁吸環具有一環形本體及二定位部，該二定位部呈徑向相對地連接於該環形本體，該環形本體套設在該軸管的外周，該環形本體與該磁性元件呈軸向錯置，該二定位部分別與該磁性元件軸向相對。
2. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該基座具有相對的一內表面及一外表面，該磁吸環設於該內表面。
3. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該基座具有相對的一內表面及一外表面，該磁吸環設於該外表面。
4. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該基座設有一凹槽，該磁吸環設於該凹槽中。
5. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該基座具有相對的一內表面及一外表面，該磁吸環不裸露於該內表面及該外表面。
6. 如申請專利範圍第5項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該基座以塑料射出成型法包覆該磁吸環。
7. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該基座設有一防轉部，該二定位部中的至少一者受該防轉部限位。
8. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該環形本體的最大外徑小於該磁性元件的內徑，該二定位部由該環形本體的外周緣向外延伸。
9. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該環形本體的最小內徑大於該磁性元件的外徑，該二定位部由該環形本體的內周緣 向內延伸。
10. 如申請專利範圍第1項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該磁吸環與該磁性元件相距0.2~1mm。
11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該定子具有一感測元件，該感測元件與該二定位部呈軸向錯置。
12. 如申請專利範圍第11項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該轉子由一轉軸可旋轉地組接於該軸管，該磁性元件的磁極交界處與該轉軸具有一交界連線，該感測元件偏離該交界連線。
13. 如申請專利範圍第12項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該二定位部偏離該交界連線。
14. 如申請專利範圍第13項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，該二定位部設於任二相鄰的交界連線之間的中間位置。
15. 如申請專利範圍第12項所述之易於啟動之薄型馬達，其中，在該轉軸的徑向平面上，該磁性元件的各磁極分別具有一磁極面積，該磁吸環的各定位部的面積為該磁極面積的1/8~3/4。