TW202037037A - 定子及電動機 - Google Patents

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日商三菱電機股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種定子(10),該定子(10)係具備有:絕緣體(2)、繞線(4)、電源拉出線、跨接線(53)、接線端子(3)以及樹脂模型部(6)。繞線(4)之中被保持於第一切縫(31)內的部位的芯線(41)與接線端子(3)導通。電源拉出線之中被保持於第二切縫(32)內的部位的絞線的導線(51)與接線端子(3)導通。電源拉出線之中被保持於第二切縫(32)內的部位以外存留有絕緣被覆(52)。樹脂模型部(6)係將接線端子(3)密封。

Description

定子及電動機
本發明係關於具備接線端子的定子及電動機。
以往,於電動機的定子設有使繞線與引線導通的導電性的接線端子。例如專利文獻1揭示有形成有保持繞線的繞線溝槽及保持引線的引線溝槽的接線端子。
繞線溝槽的寬度比繞線的外徑更小,引線溝槽的寬度比引線的外徑更小。因此,當繞線溝槽內被插入繞線時,藉由繞線溝槽的內壁,繞線的絕緣被覆會被削去而露出芯線。再者,當引線溝槽內被插入引線時,藉由引線溝槽的內壁,引線的絕緣被覆會被削去而露出導線。藉此,繞線的芯線及引線的導線會與接線端子接觸,繞線及引線會與接線端子導通。
再者,專利文獻2揭示有形成有可剝離繞線之端部的絕緣被覆的切口的端子。專利文獻2係使用複數條細的芯線一併地被絕緣被覆包覆的繞線。 [先前技術文獻] [專利文獻]
(專利文獻1) 日本特開2001-197699號公報 (專利文獻2) 日本特開2002-142416號公報
(發明所欲解決的課題)
使用「以絕緣被覆一併地包覆具有複數條導線之絞線而成的引線」的情形,當引線的絕緣被覆因引線溝槽的內壁而被削去而露出絞線時,在引線溝槽內就容許絞線之各導線的移動。因此,由於電動機的驅動時產生的振動等,會有在引線溝槽內各導線的位置改變的情形。然而,上述專利文獻1所揭示的技術中,由於未採取任何限制各導線在引線溝槽內移動的手段,所以因電動機驅動時產生的振動等而使導線與接線端子分離,而存在著會發生引線與接線端子接觸不良的問題。
上述專利文獻2中,對於將以絕緣被覆一併地包覆具有複數條導線之絞線而成的引線的絕緣被覆予以剝離則未有任何的揭示。再者,上述專利文獻2中,對於限制各芯線在切口內的活動的手段亦未有任何的揭示。
本發明係鑒於上述問題而完成者,目的在於獲得不易發生引線與接線端子之接觸不良的定子。 (用以解決課題的手段)
為了解決上述的問題而達成目的,本發明的定子係具有鐵心後背部與從鐵心後背部突出的複數個齒部。定子係具備有:絕緣體,係包覆齒部;繞線,係以絕緣被覆包覆導電性的芯線而成的絕緣導體;電源拉出線,係以絕緣被覆一併地包覆導電性的絞線而成的絕緣導體;跨接線,係以絕緣被覆一併地包覆導電性的絞線而成的絕緣導體;接線端子,係具導電性而被固定於絕緣體,且使繞線與電源拉出線導通;以及樹脂模型部,係密封絕緣體。於接線端子形成有保持繞線的第一切縫及保持電源拉出線的第二切縫。第一切縫的寬度形成為比繞線之中被絕緣被覆包覆之部位的外徑更小。第二切縫的寬度形成為比電源拉出線之中被絕緣被覆包覆之部位的外徑更小。繞線之中被保持於第一切縫內的部位的絕緣被覆被剝離而芯線與接線端子導通。電源拉出線之中被保持於第二切縫內的部位的絕緣被覆被剝離而絞線與接線端子導通。電源拉出線之中被保持於第二切縫內的部位以外存留有絕緣被覆。樹脂模型部係將接線端子密封。 (發明的效果)
依據本發明,可達成不易發生引線與接線端子之接觸不良的效果。
以下根據圖式來詳細說明本發明之實施型態之定子及電動機。此外,並非藉由此實施型態來限定本發明。
實施型態1 第1圖係沿著軸向所見的具有本發明之實施型態1之定子10之電動機100的圖。此外,為方便說明,在第1圖中以點影來顯示轉子20,以虛線來顯示繞線4。再者,第1圖係省略了第2圖所示樹脂模型部6而沿著軸向所見的沿著定子10之軸向的一端10a的圖。電動機100具備定子10、轉子20及機殼30。在本實施型態中,電動機100係三相交流的旋轉式電動機。定子10係形成具有中心軸C的圓筒形狀。轉子20配置於定子10的內側。轉子20與定子10之間設有間隙。轉子20連結於未圖示的軸,能夠以中心軸C為中心進行旋轉。機殼30係構成電動機100的外殼並且收容定子10及轉子20的金屬製構件。在以下的說明中,針對電動機100的各構成要素來說明方向時,以定子10的軸向、徑向、圓周方向為基準。
第2圖係顯示具有本發明之實施型態1之定子10之電動機100的立體圖。如第1圖及第2圖所示,定子10具備有定子鐵心1、絕緣體2、接線端子3、繞線4、引線5及樹脂模型部6。
第1圖所示的定子鐵心1係疊層有複數片金屬製的薄板而形成。定子鐵心1具有圓筒形狀的鐵心後背部11以及從鐵心後背部11的內周面朝向徑向內側突出的複數個齒部12。齒部12係被絕緣體2包覆著。
絕緣體2安裝於定子鐵心1,且係將定子鐵心1與繞線4予以電性絕緣的樹脂製構件。絕緣體2的材料只要是具有絕緣性的樹脂就不被特別地限定。絕緣體2係被分割成複數個。複數個絕緣體2係沿著圓周方向配置成環狀。
第3圖係顯示定子10具備的一個絕緣體2及接線端子3的立體圖。絕緣體2具有外周壁21、配置於比外周壁21更靠徑向內側的內周壁22,以及連結外周壁21與內周壁22的連結部23。
外周壁21係沿著圓周方向延伸的部位。於外周壁21形成有供接線端子3插入的第一空腔24、繞線4通過的第二空腔25以及引線5通過的第三空腔26。第一空腔24係大致沿著圓周方向延伸。第二空腔25及第三空腔26係沿著徑向延伸而與第一空腔24的一部分交叉著。第二空腔25及第三空腔26係於圓周方向以隔著間隔的方式配置。
內周壁22係沿著圓周方向延伸的部位。內周壁22的高度形成為比外周壁21的高度更低。
連結部23係沿著圓周方向延伸且供繞線4捲繞的部位。連結部23係在不與第二空腔25及第三空腔26干涉的位置將外周壁21與內周壁22予以連結。
第4圖係顯示繞線4與接線端子3導通的狀態的剖面圖,且係第3圖所示的絕緣體2及接線端子3的IV–IV線剖面圖。第5圖係顯示繞線4與引線5和接線端子3導通的狀態的剖面圖,且係第3圖所示的絕緣體2及接線端子3的V–V線剖面圖。如第4圖及第5圖所示,接線端子3係被固定於絕緣體2且使繞線4與引線5導通之導電性的金屬製構件。如第3圖所示,接線端子3係藉由對一片金屬板施予開孔加工及折彎加工而形成。接線端子3係被折彎成U字形狀,具有將相對向的兩個側壁34與側壁34彼此連結的底壁35。藉由將接線端子3插入第一空腔24內,接線端子3被固定於絕緣體2。
如第3圖及第5圖所示,於接線端子3形成有保持繞線4的第一切縫31以及保持引線5的第二切縫32。第一切縫31及第二切縫32從一方的側壁34經由底壁35而延伸至另一方的側壁34。在接線端子3插入第一空腔24的狀態下,第一切縫31與第二空腔25連通,第二切縫32與第三空腔26連通。於各側壁34之沿著圓周方向的兩端形成有朝向第一空腔24之內面突出的突起33。突起33接觸第一空腔24的內面,發揮了抑制接線端子3從第一空腔24脫離的作用。
如第5圖所示,繞線4係以絕緣被覆42包覆導電性的芯線41而成的絕緣導體。此外,在第5圖中,為方便說明,乃以虛線來圖示絕緣被覆42。芯線41例如為銅線等。電力從未圖示的反向器(inverter,也稱為「逆變器」)藉由引線5而供給至繞線4。藉由電流通於繞線4而產生的磁通與從轉子20之未圖示的永久磁鐵產生的磁通之間的吸引及排斥,於電動機100產生轉矩。如第1圖所示,於絕緣體2的連結部23捲繞有繞線4而形成有複數個線圈43。線圈43係依U相、V相、W相而連結著。各線圈43成為U相線圈、V相線圈或W相線圈。
如第5圖所示,引線5係以絕緣被覆52一併地包覆具有複數條導線51之導電性的絞線而成的絕緣導體。此外,在第5圖中,為方便說明,乃以虛線來圖示絕緣被覆52。導線51係例如為銅線等。導線51係使用於未圖示的反向器與電動機100之間的連接,或線圈43之間的連接。亦即,引線5係作為電源拉出線、跨接線及中性線來使用。電源拉出線係用以將電力從未圖示的反向器供給至各線圈43的電線。配置於接線端子3的第二切縫32內的引線5係電源拉出線。
第6圖係顯示跨接線53的立體圖。於一個線圈43與另一個線圈43之間配線有引線5而形成有跨接線53。跨接線53係用以將同相的線圈43之間電性連接的電線。此外,在第6圖中僅描繪跨接線53連接於一個線圈43,而省略了連接其他線圈43的狀態。兩個線圈43藉由引線5而連續連結著。中性線係用以連接不同相的線圈43的終點之間的電線。雖於圖示中省略,惟在複數條引線5之中連接不同相的線圈43的終點之間的引線5係配置於絕緣體2之內周壁22的附近。
第一切縫31的寬度係形成比繞線4之中被絕緣被覆42包覆的部位之外徑還小。因此,將接線端子3插入第一空腔24時,因第一切縫31的內壁使繞線4的絕緣被覆42被削去而露出芯線41。藉此,繞線4的芯線41與接線端子3接觸,繞線4與接線端子3導通。繞線4之中僅被保持在第一切縫31內的部位的絕緣被覆42被削去而使芯線41與接線端子3導通。以繞線4之中僅被保持在第一切縫31內的部位的絕緣被覆42被削去的狀態,芯線41被壓接於第一切縫31的內壁。繞線4之中被保持在第一切縫31內的部位以外殘留有絕緣被覆42。
第二切縫32的寬度係形成比引線5之中被絕緣被覆52包覆的部位之外徑還小。因此,將接線端子3插入第一空腔24時,因第二切縫32的內壁使引線5的絕緣被覆52被削去而露出導線51。藉此,引線5的導線51與接線端子3接觸,引線5與接線端子3導通。引線5之中僅被保持在第二切縫32內的部位的絕緣被覆52被削去而使導線51與接線端子3導通。以引線5之中僅被保持在第二切縫32內的部位的絕緣被覆52被削去的狀態,具有複數條導線51的絞線被壓接於第二切縫32的內壁。引線5之中被保持在第二切縫32內的部位以外殘留有絕緣被覆52。此外,也可複數條引線5被保持在一個第二切縫32內。再者,也可繞線4與引線5被保持在相同的切縫內。
如第1圖及第2圖所示,樹脂模型部6係密封定子鐵心1及絕緣體2的部位。樹脂模型部6密封接線端子3。如第5圖所示,樹脂模型部6將接線端子3的第一切縫31及第二切縫32內予以密封,限制繞線4及引線5相對於接線端子3的移動。此外,在第5圖中,為方便說明,乃以點影來圖示樹脂模型部6的區域。樹脂模型部6係以不具接著性的樹脂且具有絕緣性的樹脂所形成。樹脂模型部6的線膨脹係數較佳為設定成接線端子3的線膨脹係數×0.8<樹脂模型部6的線膨脹係數<接線端子3的線膨脹係數×1.2的關係。再者,樹脂模型部6的線膨脹係數較佳為設定成絕緣體2的線膨脹係數×0.8<樹脂模型部6的線膨脹係數<絕緣體2的線膨脹係數×1.2的關係。
參照第1圖、第2圖及第6圖來說明接線端子3、引線5、跨接線53及樹脂模型部6的配置。如第2圖所示,定子10具有沿著軸向的一端10a與另一端10b。於沿著軸向的一端10a,樹脂模型部6的一部分鼓出成圓筒狀。如第1圖所示,定子10之沿著軸向的一端10a配置有接線端子3、引線5等。接線端子3、引線5等係被第2圖所示的樹脂模型部6包覆著。第6圖係顯示定子10之沿著軸向的另一端10b的圖。定子10之沿著軸向的另一端10b配置有跨接線53。跨接線53沿著定子10 的軸向而配置於與接線端子3相反之側。將繞線4與引線5以接線端子3接線的定子10之沿著軸向的一端10a設為接線側40,將繞線4與引線5未以接線端子3接線的定子10之沿著軸向的另一端10b設為逆接線側50時,跨接線53係配置於逆接線側50。
接著,針對定子10的作用效果進行說明。
本實施型態中,藉由樹脂模型部6密封接線端子3,繞線4及引線5相對於接線端子3固定成不能移動,繞線4及引線5的壓接狀態呈穩定。因此,使用「以絕緣被覆52一併地包覆具有複數條導線51之導電性的絞線而成的引線5」的情形,亦能藉由樹脂模型部6而限制第二切縫32內之各導線51的移動,而不易因電動機100的驅動時產生的振動等而使引線5的導線51與接線端子3分離。再者,藉由樹脂模型部6密封接線端子3,能夠提升接線端子3的散熱性。
本實施型態中,藉由樹脂模型部6密封接線端子3,能夠確實地保持已配置在接線端子3之第一切縫31內的繞線4。再者,藉由樹脂模型部6密封接線端子3,由於繞線4的發熱會傳導至樹脂模型部6,所以能夠使繞線4的溫度降低。
上述的專利文獻2中,以絕緣被覆一次性地包覆複數條芯線而成的絕緣導體為繞線。另一方面,本實施型態中,以絕緣被覆52一次性地包覆具有複數條導線51之絞線而成的絕緣導體為引線5。專利文獻2的繞線係用以產生磁通的電線,與屬於電源拉出線、跨接線53或中性線之本實施型態的引線5不同。
本實施型態中,藉由在接線端子3形成有保持繞線4的第一切縫31、及保持引線5的第二切縫32,能夠以一個接線端子3一併保持繞線4及引線5。藉此,由於不需要引線端子,所以能夠刪減零件數量而謀求成本降低。
本實施型態中,以絕緣被覆52一併地包覆具有複數條導線51之絞線而成的引線5,由於藉由使用該引線5而能夠將構成引線5之複數條電線一併配線,所以引線5的運用變得容易。
本實施型態中,將接線端子3插入第一空腔24時,因第二切縫32的內壁使引線5的絕緣被覆52被削去,引線5之中僅被保持在第二切縫32內的部位的絕緣被覆52被削去而使導線51與接線端子3導通。藉此,由於以引線5之中被保持在第二切縫32內的部位以外被絕緣被覆52包覆,所以能夠保持引線5的成束狀態。
本實施型態中,由於跨接線53配置於逆接線側50,所以能夠刪減接線側40的空間而謀求電動機100的小型化。再者,由於跨接線53配置於逆接線側50,所以能夠刪減在接線側40連接於線圈43之間的引線5的根數。
本實施型態中,藉由將樹脂模型部6的線膨脹係數設定成接線端子3的線膨脹係數×0.8<樹脂模型部6的線膨脹係數<接線端子3的線膨脹係數×1.2的關係,能夠減少樹脂模型部6與接線端子3之間的線膨脹係數的差。再者,藉由將樹脂模型部6的線膨脹係數設定成絕緣體2的線膨脹係數×0.8<樹脂模型部6的線膨脹係數<絕緣體2的線膨脹係數×1.2的關係,能夠減少樹脂模型部6與絕緣體2之間的線膨脹係數的差。因此,即使於產生溫度變化時,也能夠抑制樹脂模型部6與接線端子3之間及樹脂模型部6與絕緣體2之間發生熱膨脹差,而能夠使繞線4及引線5的壓接狀態穩定。
實施型態2 第7圖係沿著軸向所見的本發明之實施型態2之定子10之絕緣體2的圖。此外,在實施型態2中,對於與前述的實施型態1重複的部分則賦予相同符號而省略說明。
將通過絕緣體2之圓周方向的中心之沿著徑向的線設為中心線L。實施型態2的絕緣體2係相對於中心線L線對稱地形成。第一空腔24配置在絕緣體2之中沿著圓周方向的中央部。本實施型態中,藉由將第一空腔24配置於絕緣體2的中央部,包圍第一空腔24之壁的厚度隔著中心線L而大致成為相等,因此,能夠使施加於接線端子3的壓力大致均等。藉此,能夠防止將繞線4及引線5壓接於接線端子3時的斷線。此外,本實施型態中,於紙面左側配置繞線4,於第7圖的紙面右側配置引線5,惟也可將繞線4與引線5左右相反地配置。再者,絕緣體2係亦可相對於中心線L完全地形成為線對稱。
實施型態3 第8圖係顯示本發明之實施型態3之定子10之絕緣體2的側視圖。此外,在實施型態3中,對於與前述的實施型態1重複的部分則賦予相同符號而省略說明。
絕緣體2之內周壁22之沿著軸向的高度與外周壁21之沿著軸向的高度相等。內周壁22之沿著軸向的一端面22a與外周壁21之沿著軸向的一端面21a係位於與軸向正交的同一平面上。本實施型態中,藉由內周壁22之沿著軸向的一端面22a與外周壁21之沿著軸向的一端面21a於軸向中位於同一平面上,能夠將引線5穩定配置在內周壁22與外周壁21之間。因此,能夠使引線5相對於接線端子3的壓接狀態穩定。
實施型態4 第9圖係顯示本發明之實施型態4之定子10之絕緣體2的立體圖。此外,在實施型態4中,對於與前述的實施型態1重複的部分則賦予相同符號而省略說明。
外周壁21之中包圍第一空腔24之壁的一部分,於接線端子3的插入方向形成有比其他部分更低的低壁部27。低壁部27係於比第一空腔24更靠徑向外側中位於第二空腔25與第三空腔26之間的壁。藉由將包圍第一空腔24之壁的一部分的高度設成比其他部分的高度更低,能夠降低從包圍第一空腔24之壁施加於未圖示之接線端子的應力,而抑制過大的應力施加於未圖示的繞線及引線。再者,也能夠降低因高溫時絕緣體2與接線端子3之熱膨脹係數的差所產生的熱應力。此外,低壁部27的位置若是包圍第一空腔24之壁的一部分,就不限定於第9圖所示的位置。
實施型態5 第10圖係顯示本發明之實施型態5之定子10之接線端子3的前視圖。此外,實施型態中,對於與前述的實施型態1重複的部分則賦予相同符號而省略說明。第10圖中,為方便說明,乃以虛線來圖示絕緣被覆42、52。
於實施型態5的接線端子3形成有一個第一切縫31及兩個第二切縫32。如此一來,能夠一併與一條繞線4及兩條引線5導通,因此,能夠刪減接線端子3的數量而謀求成本降低。
以上的實施型態所示的構成為本發明之內容的一例者,也可與其他公知的技術組合,在不脫離本發明的主旨的範圍內也可省略、變更構成的一部分。
在實施型態中,例示了將本發明應用於旋轉式電動機的情形,惟亦可應用於例如線性馬達(linear motor)。
1:定子鐵心 2:絕緣體 3:接線端子 4:繞線 5:引線 6:樹脂模型部 10:定子 10a:一端 10b:另一端 11:鐵心後背部 12:齒部 20:轉子 21:外周壁 21a:一端面 22:內周壁 22a:一端面 23:連結部 24:第一空腔 25:第二空腔 26:第三空腔 27:低壁部 30:機殼 31:第一切縫 32:第二切縫 33:突起 34:側壁 35:底壁 40:接線側 41:芯線 42:絕緣被覆 43:線圈 50:逆接線側 51:導線 52:絕緣被覆 53:跨接線 100:電動機 C:中心軸 L:中心線
第1圖係沿著軸向所見的具有本發明之實施型態1之定子之電動機的圖。 第2圖係顯示具有本發明之實施型態1之定子之電動機的立體圖。 第3圖係顯示定子具備的一個絕緣體及接線端子的立體圖。 第4圖係顯示繞線與接線端子導通的狀態的剖面圖,且係第3圖所示的絕緣體及接線端子的IV–IV線剖面圖。 第5圖係顯示繞線與引線和接線端子導通的狀態的剖面圖,且係第3圖所示的絕緣體及接線端子的V–V線剖面圖。 第6圖係顯示跨接線的立體圖。 第7圖係沿著軸向所見的本發明之實施型態2之定子之絕緣體的圖。 第8圖係顯示本發明之實施型態3之定子之絕緣體的側視圖。 第9圖係顯示本發明之實施型態4之定子之絕緣體的立體圖。 第10圖係顯示本發明之實施型態5之定子之接線端子的前視圖。
2:絕緣體
3:接線端子
4:繞線
5:引線
6:樹脂模型部
10:定子
21:外周壁
24:第一空腔
31:第一切縫
32:第二切縫
33:突起
34:側壁
35:底壁
41:芯線
42:絕緣被覆
51:導線
52:絕緣被覆

Claims (9)

  1. 一種定子,係具有鐵心後背部與從鐵心後背部突出的複數個齒部,該定子係具備: 絕緣體,係包覆前述齒部; 繞線,係以絕緣被覆包覆導電性的芯線而成的絕緣導體; 電源拉出線,係以絕緣被覆一併地包覆導電性的絞線而成的絕緣導體; 跨接線,係以絕緣被覆一併地包覆導電性的絞線而成的絕緣導體; 接線端子,係具導電性而被固定於前述絕緣體,且使前述繞線與前述電源拉出線導通;以及 樹脂模型部,係密封前述絕緣體; 於前述接線端子形成有保持前述繞線的第一切縫及保持前述電源拉出線的第二切縫, 前述第一切縫的寬度形成為比前述繞線之中被前述絕緣被覆包覆之部位的外徑更小, 前述第二切縫的寬度形成為比前述電源拉出線之中被前述絕緣被覆包覆之部位的外徑更小, 前述繞線之中被保持於前述第一切縫內的部位的前述絕緣被覆被剝離而前述芯線與前述接線端子導通, 前述電源拉出線之中被保持於前述第二切縫內的部位的前述絕緣被覆被剝離而前述絞線與前述接線端子導通, 前述電源拉出線之中被保持於前述第二切縫內的部位以外係存留有前述絕緣被覆, 前述樹脂模型部係將前述接線端子密封。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之定子,其中, 前述絕緣體係沿著前述定子的圓周方向配置有複數個, 於前述絕緣體捲繞有前述繞線而形成有複數個線圈, 前述跨接線係將一個前述線圈與另一個前述線圈連接, 前述接線端子係配置於沿著前述定子之軸向的一端, 前述跨接線係沿著前述定子的軸向而配置於與前述接線端子相反之側。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之定子,其中, 於前述絕緣體形成有供前述接線端子插入的空腔, 前述空腔係配置在前述絕緣體之中沿著前述定子之圓周方向的中央部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之定子,其中, 前述絕緣體係具有:供形成前述空腔的外周壁、配置於比前述外周壁更靠徑向內側的內周壁,以及連結前述外周壁與前述內周壁且供前述繞線捲繞的連結部, 前述內周壁的高度與前述外周壁的高度相等。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之定子,其中, 前述外周壁之中包圍前述空腔的一部分的高度比另一部分的高度更低。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之定子,其中, 前述樹脂模型部的線膨脹係數係設定成前述接線端子的線膨脹係數×0.8<前述樹脂模型部的線膨脹係數<前述接線端子的線膨脹係數×1.2的關係。
  7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之定子,其中, 前述樹脂模型部的線膨脹係數係設定成前述絕緣體的線膨脹係數×0.8<前述樹脂模型部的線膨脹係數<前述絕緣體的線膨脹係數×1.2的關係。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之定子,其中, 前述樹脂模型部的線膨脹係數係設定成前述絕緣體的線膨脹係數×0.8<前述樹脂模型部的線膨脹係數<前述絕緣體的線膨脹係數×1.2的關係。
  9. 一種電動機,係具備: 申請專利範圍第1至8項中任一項所述之定子;以及 轉子,係隔著空隙而配置於前述定子。
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