TWI429167B - 定子結構及其鐵芯軛部 - Google Patents

Description

定子結構及其鐵芯軛部

本發明係一種電動機結構，特別是一種定子結構及其鐵芯軛部。

傳統電動機均是採用矽鋼片作為導磁鐵芯，其係藉由將個別的矽鋼片予以沖壓堆疊而成。以馬達為例，無論是有刷馬達或無刷馬達，大部分為採用徑向磁通結構，徑向磁通馬達依轉子部位置分成外轉式及內轉式馬達。此結構因馬達同時存在磁鐵與大量導磁材料，在馬達磁路設計上受限矽鋼片的結構限制，無法實現三維磁路結構來減少漏磁，致使馬達轉矩密度受限。

觀諸傳統電動機，由於其採用矽鋼片作為導磁鐵芯，因而普遍具有以下四個問題：

1.增加材料的用量及繞線(導電線)的長度。

2.受限於矽鋼片的結構限制，無法實現三維磁路結構。

3.沖壓模具成本高，且每副模具僅可適合一電機外框設計，應用範圍狹窄。

4.所製作出之鐵芯僅具有單一尺寸。

有鑑於此，本發明提出一種鐵芯軛部，可用以與第一鐵芯齒部及第二鐵芯齒部結合，鐵芯軛部包含基板、第一表面、第二表面、第一結合部、及第二結合部。第一表面設於基板之一側，包含第一斜面與第二斜面，第一斜面與基板夾第一角度，第二斜面與基板夾第二角度，第一斜面與第二斜面夾角度係不大於一百八十度。第二表面設於基板之另一側，包含第三斜面與第四斜面，第三斜面與基板夾第一角度，第四斜面與基板夾第二角度，第三斜面與第四斜面夾角度係不大於一百八十度。第一結合部，用以與第一鐵芯齒部結合，形成於第一斜面與第三斜面之間，第二結合部，用以與該第二鐵芯齒部結合，形成於第二斜面與第四斜面之間，並且位於基板相對於第一結合部的另一側。

本發明亦提出另一種鐵芯軛部，包含基板、第一表面、第二表面與第一結合部。第一表面設於基板之一側，包含第一斜面與第二斜面，第一斜面與基板夾第一角度，第二斜面與基板夾第二角度，第一斜面與第二斜面夾角度係不大於一百八十度。第二表面，設置於基板之另一側，包含第三斜面與第四斜面，第三斜面與基板夾第一角度，第四斜面與基板夾第二角度，第三斜面與第四斜面所夾角度係不大於一百八十度。第一結合部，形成於該第一斜面與該第三斜面之間；其中，第一角度與第二角度係小於九十度，並且第一角度不同於第二角度。

此外，本發明亦提出一種定子結構，包含：複數個鐵芯軛部、環形絕緣架、複數個第一鐵芯齒部、以及導線。環形絕緣架包含一周緣以及設置於所述周緣之複數個容置部。每一第一鐵芯齒部個別地包含第一繞線區、第三結合部與第四結合部。第三結合部與第四結合部係個別設於該第一繞線區之二端，每一第一鐵芯齒部之第一繞線區係個別地設置於所述容置部中，每一第一第三結合部係相鄰排列，導線係纏繞至少一個第一鐵芯齒部的第一繞線區。其中，每一第一鐵芯軛部的第一結合部套接對應之第一鐵芯齒部的第四結合部，每一第一鐵芯軛部係以第二斜面連接於相鄰之第一鐵芯軛部之第四斜面。

綜上所述，本發明所提出之鐵芯軛部以及定子結構改良了習知導磁鐵芯因採用矽鋼片沖壓堆疊成型方法所具有的種種問題。此外，本發明所提出之鐵芯軛部具有兩結合部，因此可以形成內外繞線。並且本發明所提出之鐵芯軛部，其第一斜面與基板夾第一角度相較於第二斜面與基板夾一第二角度相異，因此使用同一鐵芯軛部即可形成兩種不同大小的定子結構，可有效減少備料成本。

請參照第1圖至第3圖，為本發明第一實施例之示意圖(一)，揭露一種鐵芯軛部10。鐵芯軛部10包含基板11、第一表面12、第二表面13、第一溝槽14及第二溝槽15。其中，第一溝槽14及第二溝槽15可以是溝槽以外的結合部，可用以結合其他結構，例如為凸齒，本圖示以溝槽為例，並非用以限制本發明。第一表面12設於基板11之一側，包含第一斜面121與第二斜面122，第一斜面121與第二斜面122所夾角度係不大於一百八十度。第二表面13設於基板11之另一側，包含第三斜面131與第四斜面132，第三斜面131與第四斜面132所夾角度係不大於一百八十度。第一溝槽14形成於第一斜面121與第三斜面131之間，第二溝槽15形成於第二斜面122與第四斜面132之間，換言之，第一溝槽14形成於第一表面12與第二表面13之間，第二溝槽15形成於第一表面12與第二表面之間13，並且位於該基板11相對於該第一溝槽14的另一側。

此外，鐵芯軛部10更包含第一止擋部18以及第二止擋部19，分別設置於第一溝槽14以及第二溝槽15之一端。第一鐵芯齒部22之第二凸齒223套接第一溝槽14而抵掣於第一止擋部18，第二鐵芯齒部23之第一凸齒232套接第二溝槽15而抵掣於第二止擋部19。此外，第一鐵芯齒部22與第二鐵芯齒部23的凸齒係對應於本實施例第一溝槽14與第二溝槽15所設計的結合部，根據本發明實施例，技術人員可以設計其他的結合部，例如以凸齒取代第一溝槽14，而搭配溝槽取代第二凸齒223。

再者，第一斜面121與基板11係夾第一角度θ，同樣地，第三斜面131與基板11亦夾第一角度θ。而第二斜面122係與基板11夾第二角度ω，同樣地，第四斜面132與基板亦夾第二角度ω，且第一角度θ與第二角度ω可依需求設計。

在一實施例中，第一斜面121與基板11係夾第一角度θ，同樣地，第三斜面131與基板11亦夾第一角度θ。而第二斜面122係與基板11夾第二角度ω，同樣地，第四斜面132與基板亦夾第二角度ω，且第一角度θ係不同於第二角度ω，並且鐵芯軛部係僅具有第一溝槽14而不具有第二溝槽15。

在一實施例中，第一斜面121與基板11係夾第一角度θ，同樣地，第三斜面131與基板11亦夾第一角度θ。而第二斜面122係與基板11夾第二角度ω，同樣地，第四斜面132與基板亦夾第二角度ω，且第一角度θ係不同於第二角度ω。

請參照第2圖與第3圖，分別為本發明第一實施例之示意圖(二)與示意圖(三)。由於鐵芯軛部10之第一斜面121與基板11的所夾的第一角度係不同於第二斜面122與基板11所夾的第二角度，因此，當複數個鐵芯軛部10彼此以第一斜面121相連接時(如第2圖所示)所構成的圓的半徑，會不同於以第二斜面122相連接時(如第3圖所示)所構成的圓的半徑。亦即，相同的鐵芯軛部10可製作出二種尺寸之電動機的定子結構，可有效減少備料成本。

請參照第4圖與第5圖，分別為本發明第二實施例之示意圖(一)與示意圖(二)，揭露一種定子結構20。定子結構20包含：複數個鐵芯軛部10、環形絕緣架21、複數個第一鐵芯齒部22、以及導線24。環形絕緣架21包含周緣以及設置於所述周緣之複數個容置部212。每一第一鐵芯齒部22個別地包含第一繞線區221、第一凸齒222與第二凸齒223，第一凸齒222與第二凸齒223可用以結合對應的結構，例如在本實施例中第二凸齒223係用以套接對應的鐵芯軛部10的第一溝槽14，技術人員根據本發明，應可以使用其他結合部，例如若鐵芯軛部10的結合部為凸齒，則第一鐵芯齒部22的結合部則為溝槽與之對應，上述實施例並非用以限制本發明。第一凸齒222與第二凸齒223係個別設於第一繞線區221之二端，每一第一鐵芯齒部22之第一繞線區221係個別地設置於所述容置部212中，每一第一凸齒222係相鄰排列，導線24係纏繞複數個第一鐵芯齒部22的第一繞線區221。其中，每一鐵芯軛部10以第一溝槽14套接第二凸齒223，每一鐵芯軛部10係以第二斜面122連接於相鄰之鐵芯軛部10之第四斜面132。

請參照第6圖與第7圖，分別為本發明第三實施例之示意圖(一)與示意圖(二)。相較於第二實施例，本實施例之定子結構30進一步包含環形絕緣架21’、複數個第二鐵芯齒部23以及導線24。第二鐵芯齒部23的設計與第一鐵芯齒部22相同，每一第二鐵芯齒部23係設置於環形絕緣架21’中，且每一第二鐵芯齒部23包含第三凸齒232與第四凸齒233，其中第四凸齒233較第三凸齒232靠近環形絕緣架21’之中心，並且第三凸齒232與第四凸齒233亦為結合部之目的，技術人員可以根據本發明揭露進行適當修飾。

如同第一鐵芯齒部22，每一第二鐵芯齒部23包含第二繞線區、第三凸齒232與第四凸齒233。第三凸齒232與第四凸齒233係個別設於第二繞線區231之二端，第三凸齒232卡接於第二溝槽15中。

如第7圖所示，第三實施例之第四凸齒233彼此相鄰而構成的環面可供放置內轉子，而第一凸齒222彼此相鄰而構成的環面可供裝設外轉子(圖中未示)，是以本實施例之定子結構可同時適用於內外轉子之電動機。

請參照第8圖，為本發明之第四實施例之示意圖，揭露一種鐵芯軛部60。相較於第一實施例，本實施例係包含基板61、第一表面62、第二表面63、第一凸齒64及第二凸齒65。第一表面62設於基板61之一側，包含第一斜面621與第二斜面622，第一斜面621與基板61夾第一角度θ，第二斜面622與基板61夾第二ω。第二表面63係設於基板61之另一側，包含第三斜面631與第四斜面632，第三斜面631與基板61夾第一角度θ，第四斜面632與基板61夾第二角度ω。第一角度θ與第二角度ω係小於九十度，且第一角度θ不同於第二角度ω。

此外，第一凸齒64係設置於第一斜面621與第三斜面631之間；第二凸齒65係設置於第二斜面622與第四斜面632之間。鐵芯軛部60更包含第一止擋部68與第二止擋部69，其係分別設置於第一凸齒64與第二凸齒65之一端。

第三鐵芯齒部42之第一溝槽423係套接第一凸齒64而抵掣於第一止擋部68，第四鐵芯齒部43之第二溝槽433係套接第二凸齒65而抵掣於第二止擋部69。

第8圖中本發明之第四實施例與第1圖中實施例的差異在於，第8圖的實施例中，鐵芯軛部60的結合部係為第一凸齒64及第二凸齒65，因此鐵芯軛部60接合的第三鐵芯齒部42與第四鐵芯齒部43，其結合部係分別為第一溝槽423與第二溝槽433，其他與環型絕緣架組合的方式，如上述各實施例所揭露，技術人員自可據以實施。

雖然本發明已以前述較佳實施例揭示，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內，當可作各種之更動與修改。如上述的解釋，都可以作各型式的修正與變化，而不會破壞此發明的精神。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。

10．．．鐵芯軛部

11．．．基板

12．．．第一表面

121．．．第一斜面

122．．．第二斜面

13．．．第二表面

131．．．第三斜面

132．．．第四斜面

14．．．第一溝槽

15．．．第二溝槽

18．．．第一止擋部

19．．．第二止擋部

20．．．定子結構

21、21’．．．環形絕緣架

212．．．容置部

22．．．第一鐵芯齒部

221．．．第一繞線區

222．．．第一凸齒

223．．．第二凸齒

23．．．第二鐵芯齒部

231．．．第二繞線區

232．．．第三凸齒

233．．．第四凸齒

24．．．導線

30．．．定子結構

42．．．第三鐵芯齒部

421．．．第一繞線區

422．．．第三凸齒

423．．．第一溝槽

43．．．第四鐵芯齒部

431．．．第二繞線區

432．．．第四凸齒

433．．．第二溝槽

60．．．鐵芯軛部

61．．．基板

62．．．第一表面

621．．．第一斜面

622．．．第二斜面

631．．．第三斜面

632．．．第四斜面

63．．．第二表面

64．．．第一凸齒

65．．．第二凸齒

68．．．第一止擋部

69．．．第二止擋部

88．．．中心軸件

θ．．．第一角度

ω．．．第二角度

第1圖為本發明第一實施例之示意圖(一)。

第2圖為本發明第一實施例之示意圖(二)。

第3圖為本發明第一實施例之示意圖(三)。

第4圖為本發明第二實施例之示意圖(一)。

第5圖為本發明第二實施例之示意圖(二)。

第6圖為本發明第三實施例之示意圖(一)。

第7圖為本發明第三實施例之示意圖(二)。

第8圖為本發明第四實施例之示意圖。

10．．．鐵芯軛部

11．．．基板

12．．．第一表面

121．．．第一斜面

122．．．第二斜面

13．．．第二表面

131．．．第三斜面

132．．．第四斜面

14．．．第一溝槽

15．．．第二溝槽

18．．．第一止擋部

19．．．第二止擋部

22．．．第一鐵芯齒部

221．．．第一繞線區

222．．．第一凸齒

223．．．第二凸齒

23．．．第二鐵芯齒部

231．．．第二繞線區

232．．．第三凸齒

233．．．第四凸齒

θ、ω．．．角度

Claims (10)

1. 一種定子結構，包含：複數鐵芯軛部，每一鐵芯軛部包含：一基板；一第一表面，設於該基板之一側，包含一第一斜面與一第二斜面，該第一斜面與該基板夾一第一角度，該第二斜面與該基板夾一第二角度，該第一斜面與該第二斜面所夾角度係不大於一百八十度；一第二表面，設置於該基板之另一側，包含一第三斜面與一第四斜面，該第三斜面與該基板夾該第一角度，該第四斜面與該基板夾該第二角度，該第三斜面與該第四斜面所夾角度係不大於一百八十度；一第一結合部，形成於該第一斜面與該第三斜面之間；及一第二結合部，形成於該第二斜面與該第四斜面之間，並且位於該基板相對於該第一結合部的另一側；一環型絕緣架，包含一周緣與複數個容置部，該些容置部設置於該周緣；複數個第一鐵芯齒部，個別地包含：一第一繞線區；及一第三結合部與一第四結合部，個別設於該第一繞線區之二端，每一該第一鐵芯齒部之該第一繞線區係個別地設置於該些容置部中；及一導線，纏繞至少一該些第一鐵芯齒部的第一繞線區；其中，每一該第一鐵芯軛部的第一結合部套接對應之第一鐵芯齒部的第四結合部，每一該第一鐵芯軛部係以該第二斜面連接於相鄰之該第一鐵芯軛部之該第四斜面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之定子結構，其中該第一角度與該第二角度係小於九十度，並且該第一角度不同於該第二角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之定子結構，該定子結構更包含：複數個第二鐵芯齒部，個別地包含：一第二繞線區；及一第五結合部與一第六結合部，個別設於該第二繞線區之二端，每一該第二鐵芯齒部的第六結合部卡接於對應之該鐵芯軛部的第二結合部中；及一導線，纏繞至少一該些第二繞線區。
4. 一種定子結構，包含：複數鐵芯軛部，每一鐵芯軛部包含：一基板；一第一表面，設於該基板之一側，包含一第一斜面與一第二斜面，該第一斜面與該基板夾一第一角度，該第二斜面與該基板夾一第二角度，該第一斜面與該第二斜面所夾角度係不大於一百八十度；一第二表面，設置於該基板之另一側，包含一第三斜面與一第四斜面，該第三斜面與該基板夾該第一角度，該第四斜面與該基板夾該第二角度，該第三斜面與該第四斜面所夾角度係不大於一百八十度；及一第一結合部，形成於該第一斜面與該第三斜面之間；其中該第一角度與該第二角度係小於九十度，並且該第一角度不同於該第二角度；一環型絕緣架，包含一周緣與複數個容置部，該些容置部設置於該周緣；複數個第一鐵芯齒部，個別地包含：一第一繞線區；及一第三結合部與一第四結合部，個別設於該第一繞線區之二端，每一該第一鐵芯齒部之該第一繞線區係個別地設置於該些容置部中；及一導線，纏繞至少一該些第一鐵芯齒部的第一繞線區；其中，每一該第一鐵芯軛部的第一結合部套接對應之第一鐵芯齒部的第四結合部，每一該第一鐵芯軛部係以該第二斜面連接於相鄰之該第一鐵芯軛部之該第四斜面。
5. 一種鐵芯軛部，可用以與一第一鐵芯齒部及一第二鐵芯齒部結合，該鐵芯軛部包含：一基板；一第一表面，設於該基板之一側，包含一第一斜面與一第二斜面，該第一斜面與該基板夾一第一角度，該第二斜面與該基板夾一第二角度，該第一斜面與該第二斜面所夾角度係不大於一百八十度；一第二表面，設置於該基板之另一側，包含一第三斜面與一第四斜面，該第三斜面與該基板夾該第一角度，該第四斜面與該基板夾該第二角度，該第三斜面與該第四斜面所夾角度係不大於一百八十度；一第一結合部，用以與該第一鐵芯齒部結合，形成於該第一斜面與該第三斜面之間；及一第二結合部，用以與該第二鐵芯齒部結合，形成於該第二斜面與該第四斜面之間，並且位於該基板相對於該第一結合部的另一側。
6. 如申請專利範圍第5項所述之鐵芯軛部，其中該第一結合部係為一第一凸齒；該第二結合部係為一第二凸齒或一第一溝槽。
7. 如申請專利範圍第5項所述之鐵芯軛部，更包含一第一止擋部，設置於該第一結合部之一端；以及一第二止擋部，設置於該第二結合部之一端。
8. 如申請專利範圍第5項所述之鐵芯軛部，其中該第一角度與該第二角度係小於九十度，並且該第一角度不同於該第二角度。
9. 一種鐵芯軛部，包含：一基板；一第一表面，設於該基板之一側，包含一第一斜面與一第二斜面，該第一斜面與該基板夾一第一角度，該第二斜面與該基板夾一第二角度，該第一斜面與該第二斜面夾角度係不大於一百八十度；一第二表面，設置於該基板之另一側，包含一第三斜面與一第四斜面，該第三斜面與該基板夾該第一角度，該第四斜面與該基板夾該第二角度，該第三斜面與該第四斜面所夾角度係不大於一百八十度；及一第一結合部，形成於該第一斜面與該第三斜面之間；其中，該第一角度與該第二角度係小於九十度，並且該第一角度不同於該第二角度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之鐵芯軛部，其中該第一結合部係為一第一凸齒或一第一溝槽。