TWI497878B - Brushless motor - Google Patents

Description

無刷馬達

本發明係與馬達有關；特別是指一種無刷馬達。

按，目前許多電動機所使用之動力馬達，大多係以永磁式無刷直流馬達(Brushless DC motor，BLDCM)為主，而選用永磁式無刷直流馬達的原因在於永磁式無刷直流馬達具有較高之轉矩對轉動慣量比、且無永磁直流馬達之缺點(例如：電刷磨耗、換向火花及熱散路徑過長等)。

而習用之無刷馬達常見之結構如中華民國公告第M333005號與M423397號專利所示。其中之M333005號專利所揭露之結構雖可達到增加散熱效果之目的，但由於其電路基板裸露在外，馬達作動時的高速轉動與震動，容易造成電路基板與其他裝置碰撞而損壞。另外，除上述缺點外，為使其電路基板穩固，通常會利用十數根螺栓來鎖固該等電路基板，而使得維修拆解或組裝較為麻煩與耗時。而M423397號專利雖設計有殼體來保護電路基板，避免與其他裝置碰撞而損壞，但其殼體係使用長筒形的設計，雖完整包覆了其內部構件，但同樣因此而造成馬達在拆解與組裝上較為複雜與困難，而無法提升拆解與組裝時之效率。

有鑑於此，本發明之目的用於提供一種無刷馬達，具有散熱效果佳、使用較少螺栓即可進行組裝、以及拆解及組裝快速的優點。

緣以達成上述目的，本發明所提供無刷馬達包含一定子鐵心、一轉子、一護蓋、一第一電路基板以及一第二電路基板。其中，該定子鐵心呈環狀；該轉子具有一轉軸及一線圈組，且該線圈組位於該定子鐵心中；該護蓋具有一蓋板及一圍繞該蓋板之壁，且該蓋板和該壁間圍成一容納空間；至少一定位柱，係自該蓋板上凸伸出並位於該容納空間中；另外，該護蓋之壁結合於該定子鐵心之一側邊；該第一電路基板設於該護蓋中，並固定於該定位柱之末端上；該第一電路基板上設有一第一電路以及一第一導接元件連接該第一電路；該第二電路基板設於該護蓋中，且具有一第二定位孔，並以該第二定位孔套設於該定位柱上；該第二電路基板上設有一第二電路以及一第二導接元件連接該第二電路；該第二導接元件連接該第一導接元件，使該第二電路基板與該第一電路基板間呈剛性連接。

藉此，透過上述之結構設計，便可使無刷馬達具有散熱效果佳、使用較少螺栓即可進行組裝、以及拆解及組裝快速的優點。

10‧‧‧第一護蓋

10a‧‧‧蓋板

10b‧‧‧壁

11‧‧‧通風開口

12‧‧‧定位柱

121‧‧‧螺孔

13‧‧‧孔

14‧‧‧螺孔

15‧‧‧第一凸塊

20‧‧‧第一電路基板

21‧‧‧插針

22‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體

23‧‧‧散熱銅片

24‧‧‧貫孔

25‧‧‧通風孔

26‧‧‧第一定位孔

27‧‧‧孔

30‧‧‧第二電路基板

31‧‧‧針座

32‧‧‧第二定位孔

33‧‧‧孔

40‧‧‧定子鐵心

41‧‧‧第一穿孔

42‧‧‧凹槽

50‧‧‧線圈組

60‧‧‧轉軸

70‧‧‧風扇

80‧‧‧第二護蓋

81‧‧‧通風開口

82‧‧‧第二穿孔

83‧‧‧第二凸塊

84‧‧‧孔

100‧‧‧螺栓

110‧‧‧螺栓

圖1為本發明一較佳實施例之立體圖；圖2為本發明一較佳實施例之爆炸圖；圖3為較佳實施例之第一護蓋的立體圖；圖4為一剖視圖，揭示第一電路基板之散熱結構；圖5為第一護蓋與各電路基板分開時之立體圖；圖6為第一護蓋與各電路基板組合時之立體圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖示詳細說明如後，請參圖1與圖2所示，為本發明一較佳實施例之無刷馬達包含一第一護蓋10、一第一電路基板20、一第二電路基板30、一定子鐵心40、一線圈組50、一轉軸60、一風扇70、以及一第二護蓋80。其中：請參閱圖3，該第一護蓋10具有一蓋板10a以及一環繞該蓋板10a設置之壁10b，且該蓋板10a和該壁間10b圍成一容納空間。另外，該壁10b上複數個通風開口11，且該第一護蓋10之蓋板10a內側面上凸伸有三個定位柱12，該等定位柱12之末端分別具有一螺孔121。另外，該第一護蓋10具有一孔13位於該蓋板10a上該等定位柱12所環繞之區域中，且該第一護蓋10更具有四個環繞該壁10b外週緣設置之螺孔14。再者，該第一護蓋10之壁10b上具有二個第一凸塊15。

該第一電路基板20上設有一第一電路，係為一驅動電路，且該第一電路基板20上具有複數排第一導接元件與該驅動電路電性連接，於本實施例中為插針21。請參閱圖4，該驅動電路具有複數個金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)22平貼銲設於該第一電路基板20之其中一面上，而該第一電路基板20另外一面相對之位置處則分別設有一散熱銅片23，且該第一電路基板20於該金屬氧化物半導體場效電晶體22與該散熱銅片23之間設有複數個貫孔24，且該等貫孔24中填有銲錫，且銲錫連接該金屬氧化物半導體場效電晶體22與該散熱銅片23。而該第一電路基板20於各該金屬氧化物半導體場效電晶體22與各該散熱銅片23附近則具有一通風孔25，且該通風孔25之孔徑大於各該貫孔24之孔徑。另外，該第一電路基板20上具有三個第一定位孔26，且各該第一定位孔26之孔徑略大於各該螺 孔121之孔徑，並小於各該定位柱12之外徑。當然，在其它實施態樣中，第一定位孔之孔徑亦可等於貫孔之孔徑。再者，該第一電路基板20上更具有一孔27位於該等第一定位孔26所環繞之區域中。

該第二電路基板30上設有一第二電路，係為一控制電路，且該第二電路基板上具有複數排第二導接元件與該控制電路電性連接，於本實施例中為針座31。另外，該第二電路基板30上具有三個第二定位孔32，且各該第二定位孔32之孔徑略大於各該定位柱12之外徑。當然，在其它實施態樣中，第二定位孔之孔徑亦可等於定位柱之外徑。再者，該第二電路基板30上更具有一孔33位於該等第二定位孔32所環繞之區域中。

藉此，請參閱圖5與圖6，使用者在組裝時，便可先將該第一電路基板20之插針21分別插入該第二電路基板30對應之針座31上，使該第一電路基板20與該第二電路基板30之間呈剛性連接，並使該驅動電路與該控制電路電性連接。而後，將連接後之該第一電路基板20與該第二電路基板30置入該第一護蓋10的容納空間中，使該等定位柱12分別穿設於該等第二定位孔32中，且將該第一電路基板20輕貼於該等定位柱12之末端，使得各該定位柱12上之螺孔121對準各該第一定位孔26。此時，使用者再利用三根螺栓100分別穿過該等第一定位孔26後，與對應之該螺孔121結合，便可將該第一電路基板20緊貼於該等定位柱12上。藉此，透過該第一電路基板20與該第二電路基板30之間呈剛性連接之設計，而使得該第一電路基板20鎖設於該等定位柱12後，該第二電路基板30便可穩固地設置於該第一護蓋10中(如圖6)。另外，組裝人員亦可直接透過該第一護蓋上之等該等通風孔11，直接銲接或組裝該等 電路基板20、30上之電子元件。

該定子鐵心40係為一環型金屬件，且具有四個環繞其外環面設置之第一穿孔41。另外，該定子鐵心40上設計有一凹槽42。

使用者組裝時，便可將已裝設有該二電路基板20、30之第一護蓋10的壁10b與該定子鐵心40之一側連接，使該等第一凸塊15分別設置於該等凹槽42中。

該線圈組50組設於該轉軸60上，於組裝時則設置於該定子鐵心40所環繞之區域中，此時，該定位柱12之末端朝向該線圈組50，而該轉軸60之一端將穿過該等孔33、27、13而伸出至該第一護蓋10外。該線圈組50與該驅動電路耦合連接，而可受該驅動電路驅動而相對該定子鐵心50轉動並同時帶動該轉軸60轉動。

該風扇70則裝設於該轉軸60上，並可受該轉軸60帶動而轉動。

該第二護蓋80具有複數個通風開口81，且該第二護蓋80具有四個環繞其外週緣設置之第二穿孔82。另外，該第二護蓋80上具有二個第二凸塊83。再者，該第二護蓋80底部之中央位置處具有一孔84。

此時，使用者便可將該第二護蓋80與該定子鐵心40之另外一側連接，使該等第二凸塊83分別設置於該等凹槽42中。此時，該等第二穿孔82將分別正對各該第一穿孔41與各該螺孔14，如此一來，使用者便可使用四根螺桿110分別穿過該等第二穿孔82與該等第一穿孔41後，與對應之該螺孔14螺合，藉以將該第一護蓋10與該第二護蓋80穩固地固定於該定子鐵心40上，並使該轉軸60之另一端穿過該第二護蓋80之孔84與一待轉動件(如齒輪、輪圈等，圖未示)連接，而將該線圈組50穩固地設置於該定子 鐵心40內，以達到組裝之目的。

如此一來，由上述說明可得知，本發明之該無刷馬達除具有快速組裝之優點外，前述之凹槽42與凸塊15、83的設計，更能在組裝時達到快速對位與防呆之效果。另外，該無刷馬達於運轉時，亦能藉由該等通風開口11、81達到快速散熱之目的，且由圖4可看出，該無刷馬達運轉而帶動該風扇70轉動時，透過該等散熱銅片23與該等通風孔25之設計，更可利用熱傳導與熱對流之方式快速地利用將各該金屬氧化物半導體場效電晶體22上之廢熱帶離，而可防止各該金屬氧化物半導體場效電晶體22因過熱而燒毀之情形發生。再者，透過該第一護蓋10之保護，更能避免該等電路基板20、30與其它裝置碰撞而受損毀壞之情形發生。

必須說明的是，以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，並不以此為限。舉例而言，亦可於第二護蓋上設置複數螺孔，而於第一護蓋上設置穿孔，而使得螺栓110以與前述實施例反向之方式來達到固定該等護蓋與該定子鐵心40之目的。另外，本發明之驅動電路與控制電路之位置亦可相反設置，意即，控制電路設於第一電路基板上，而驅動電路設於第二電路基板上亦可達到前述控制及驅動之目的。此外，除上述結構外，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

10‧‧‧第一護蓋

11‧‧‧通風開口

12‧‧‧定位柱

14‧‧‧螺孔

15‧‧‧第一凸塊

20‧‧‧第一電路基板

21‧‧‧插針

22‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體

26‧‧‧第一定位孔

27‧‧‧孔

30‧‧‧第二電路基板

31‧‧‧針座

32‧‧‧第二定位孔

33‧‧‧孔

40‧‧‧定子鐵心

41‧‧‧第一穿孔

42‧‧‧凹槽

50‧‧‧線圈組

60‧‧‧轉軸

70‧‧‧風扇

80‧‧‧第二護蓋

81‧‧‧通風開口

82‧‧‧第二穿孔

83‧‧‧第二凸塊

84‧‧‧孔

110‧‧‧螺栓

Claims (13)

1. 一種無刷馬達，包含有：一定子鐵心，呈環狀；一護蓋，具有一蓋板及一圍繞該蓋板之壁，且該蓋板和該壁間圍成一容納空間；至少一定位柱，係自該蓋板上凸伸出並位於該容納空間中；另外，該護蓋之壁結合於該定子鐵心之一側邊；一轉子，具有一轉軸及設於該轉軸上的一線圈組，且該線圈組位於該定子鐵心中；一第一電路基板，設於該護蓋中，並固定於該定位柱之末端上；該第一電路基板上設有一第一電路以及一第一導接元件連接該第一電路；以及一第二電路基板，設於該護蓋中，且具有一第二定位孔，並以該第二定位孔套設於該定位柱上；該第二電路基板上設有一第二電路以及一第二導接元件連接該第二電路；該第二導接元件連接該第一導接元件，使該第二電路基板與該第一電路基板間呈剛性連接。
2. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該定位柱之末端具有一螺孔，且該第一電路基板具有一第一定位孔；該第一電路基板藉由一螺栓穿過該第一定位孔後與該螺孔結合，而固定於該定位柱之末端。
3. 如請求項2所述無刷馬達，其中，該第二定位孔之孔徑大於或等於該定位柱之外徑；該第一定位孔之孔徑大於或等於該螺孔之孔徑，且小於該定位柱之外徑。
4. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該第一電路為一驅動電路，用以驅動該線圈組相對該定子鐵心轉動者；該第二電路為一控制電路，用以控制該驅動電路作動者。
5. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該第二電路為一驅動電路，用以驅動該線圈組相對該定子鐵心轉動者；該第一電路為一控制電路，用以控制該驅動電路作動者。
6. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該護蓋具有一孔，且該轉軸的一端自該孔突伸出。
7. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該定子鐵心具有一凹槽；該護蓋之壁具有一凸塊與該凹槽結合。
8. 如請求項1所述無刷馬達，更具有另一護蓋結合於該定子鐵心的另一側邊，且該另一護蓋具有一孔，而該轉軸的一端自該孔突伸出。
9. 如請求項8所述無刷馬達，更包含有一風扇，設於該二護蓋其中之一者中，且與該轉軸連接，並可受該轉軸帶動而轉動。
10. 如請求項8所述無刷馬達，其中，該定子鐵心具有一第一穿孔；該二護蓋分別具有一第二穿孔以及一螺孔；一螺桿穿過該第二穿孔與該第一穿孔後與該螺孔螺合。
11. 如請求項8所述無刷馬達，其中，該定子鐵心具有一凹槽；該二護蓋分別具有一凸塊與該凹槽結合。
12. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該壁上具有複數通風開口。
13. 如請求項1所述無刷馬達，其中，該第一導接元件為插針；該第二導接元件為針座；該插針係插入至該針座中，使該第二電路基板與該第一電路基板間呈剛性連接。