TWI568147B - Brushless motor assembly structure - Google Patents

Description

無刷馬達組配結構

本發明係與無刷馬達有關；特別是指一種無刷馬達組配結構。

目前許多電動機械、電動工具所使用之動力馬達，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)。

有鑑於目前的無刷馬達體積大，使得其所應用的裝置的整體之體積無法有效縮減，除了有占用電動工具過多體積的問題外，更使得電動工具過於笨重而不便於使用者操作，進而限制了無刷馬達的用途。

是以，為了使無刷馬達的整體體積縮小，以朝向輕薄短小化的設計發展，以及提供一種便於生產組裝與拆卸維修的模組化設計，藉以使得無刷馬達獲得更廣泛的應用，各業者無不費盡苦心、仔細鑽研如何設計出更小型化、薄型化的無刷馬達組配結構。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種無刷馬達組配結構，可有效地縮減無刷馬達的整體長度與整體體積，以及具有放便生產組裝與拆卸維修的效果。

緣以達成上述目的，本發明提供的一種無刷馬達組配結構，用以設置於一馬達本體上，該馬達本體包含有一定子以及一轉軸，該轉軸穿設於該定子中；該無刷馬達組配結構包含有一定位座、一第一電路板以及第二電路板。該定位座設置於該定子上，該定位座上具有一穿孔供該轉軸穿過，且該定位座具有相背對的一前側部與一後側部；該第一電路板結合於該定位座之該前側部，該第一電路板上具有一第一孔供該轉軸穿過，且該第一電路板位於該定位座與該定子之間；該第二電路板結合於該定位座之該後側部，該第二電路板上具有一第二孔供該轉軸穿過；其中，該定位座位於該第二電路板與該第一電路板之間。

本發明之效果在於，透過該定位座之第一定位凸柱與第二定位凸柱的設計，可將第一電路板與第二電路板裝配結合於該定位座相背的兩個凸柱上，藉以達到縮減馬達整體體積以及方便生產組裝與拆卸維修的效果。

100‧‧‧馬達本體

110‧‧‧定子

120‧‧‧轉子

130‧‧‧轉軸

132‧‧‧軸套

140‧‧‧絕緣端板

150‧‧‧風扇

160‧‧‧軸承

200‧‧‧螺栓

300‧‧‧電動工具

400‧‧‧工具頭

〔本發明〕

1‧‧‧無刷馬達組配結構

10‧‧‧定位座

12‧‧‧本體

12a‧‧‧穿孔

12b‧‧‧前表面

12c‧‧‧後表面

13‧‧‧結合柱

14‧‧‧第一定位凸柱

14a‧‧‧第一結合孔

16‧‧‧第二定位凸柱

16a‧‧‧第二結合孔

18‧‧‧凹槽

19‧‧‧凹槽

20‧‧‧第一電路板

20a‧‧‧第一孔

22‧‧‧驅動電路

24‧‧‧第一定位孔

30‧‧‧第二電路板

30a‧‧‧第二孔

32‧‧‧控制電路

34‧‧‧第二定位孔

圖1為本發明一較佳實施例之無刷馬達組配結構與馬達本體的立體圖。

圖2為上述較佳實施例的局部分解圖。

圖3為上述較佳實施例之無刷馬達組配結構之另一視角的分解圖。

圖4為上述較佳實施例之無刷馬達組配結構裝設於馬達本體的局部側視圖。

圖5為裝設有上述較佳實施例無刷馬達組配結構的馬達本體設置於一電動工具內的示意圖。

為能更清楚地說明本發明，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖3所示，為本發明一較佳實施例之無刷馬達組配結構1，用以設置於一馬達本體100上。

該馬達本體100係設置於一殼體(圖未示)內，該馬達本體100包含有一定子110、一轉子(電樞鐵心)120、一轉軸130、分別夾設於該定子110兩端的二絕緣端板140、一風扇150以及一軸承160。該定子110係固定於該殼體內，且該轉軸130係穿設於該定子110中；該轉子120係設置於該定子110內，且係固定於該轉軸130上，並與該轉軸130同軸轉動，另為使轉子120穩固地固定於該轉軸130上，於該轉子120的前後兩側，亦可在轉軸130上套設有軸套132，藉以固定該轉子120避免軸向的偏移；該二絕緣端板140係以絕緣的材料製成，用以絕緣、屏蔽外部對於定子110、轉子120的電氣干擾；該風扇150裝設於該轉軸130上，並可受該轉軸的帶動而轉動，藉以引起用以散熱、降溫的氣流。該軸承160係設置於該轉軸130的一端，並固定於該殼體內，用以保持該轉軸130的中心位置。

該無刷馬達組配結構1包含有一定位座10、一第一電路板20以及一第二電路板30，其中： 該定位座10包含有一本體12、複數個第一定位凸柱14以及複數個第二定位凸柱16。該本體12上設有一以圓孔為例的穿孔12a，該穿孔12a用以供該轉軸130穿過，該本體12具有相對的一前表面12b與一後表面12c，該前表面12b定義為朝向馬達本體100的表面，而該後表面12c則定義為背對該馬達本體100的表面，該本體12設有複數個結合柱13，該些結合柱13係用以對應結合、固定在該定子110上。另外，該本體12設有複數個第一定位凸柱14以及複數個第二定位凸柱16；該些第一定位凸柱14係結合於該前表面12b，該些第二定位凸柱16係結合於該後表面12c，且該些第一定位凸柱14與該些第二定位凸柱16分別朝相反方向延伸且與該轉軸130的軸向平行。於本實施例當中，該些第一定位凸柱14與該些第一定位凸柱16係與該本體12呈一體成形的設計，亦即，該些第一定位凸柱14係自該本體12朝第一電路板20的方向凸伸形成而構成前側部，該些第二定位凸柱16係自該本體12朝第二電路板30的方向凸伸形成而構成後側部，而於其他實施上，該些定位凸柱亦可採用分離式的設計，即採用另外組裝、組合在本體上的設計，而不以此為限。

於本實施例當中，該些第一定位凸柱14分別具有一第一結合孔14a，該些第二定位凸柱16分別具有一第二結合孔16a，該些第一結合孔14a分別與該些第二結合孔16a位於一同軸線上，用以供如螺絲或螺栓等結合件穿入固定。於本實施例中，該些第一結合孔14a係分別與該些第二結合孔16a相通。

該第一電路板20具有一第一孔20a供該轉軸130穿過，且該第一電路板20設有驅動電路22，用以驅動該轉軸130相對於該定子110轉動，且該第一電路板20具有複數個第一定位孔24，與該些第一定位凸柱14相對應。

該第二電路板30具有一第二孔30a供該轉軸130穿過，且該第二電路板30設有控制電路32，用以控制該驅動電路22作動，且該第二電路板30具有複數個第二定位孔34，與該些第二定位凸柱16相對應。

組裝時，係透過多個螺栓200分別穿過該第二電路板30的第二定位孔34，再穿過該定位座10的第二結合孔16a與第一結合孔14a，再穿過該第一電路板20的第一定位孔24後，以對應的螺帽(圖未示)分別螺設於該些螺栓200的末端，透過該螺栓200的頭部與該螺帽的夾持力，藉以使該第一電路板20與該第二電路板30固定於該定位座10上。於組裝後，該第一電路板20係位於該定位座10與該定子110之間。該定位座10係為於該第一電路板20與該第二電路板30之間。

另外，於其他實際實施上，該些第一結合孔14a與該些第二結合孔16a並不以相通的結合孔為限，亦可以是不在同一軸線上且不相通的結合孔，且在結合孔內亦可設置有螺紋段，而可供不同的螺絲或螺栓穿入鎖附固定，以分別將第一、第二電路板20、30鎖附固定於該定位座10上，而不以上述實施例為限。

請配合圖4所示，透過該些第一定位凸柱14與該些第二定位凸柱16的設計，除可分別將第一電路板20與第二電路板30穩固地設置固定於該定位座10上之外，更可使得該第一電路板20與該本體12的前表面12b之間相隔有部分的空間與空隙，可供散熱的氣流通過；而在第二電路板30與該本體12的後表面12c之間形成有間隙，亦可供散熱的氣流通過，藉以達到良好的散熱效果。

值得一提的是，該些第二定位凸柱16的長度(或稱高度)係小於該些第一定位凸柱的長度(或稱高度)，藉此，可有效地降低該 無刷馬達組配結構1在軸向上的整體長度，藉以縮減整體馬達結構的長度，而達到馬達小型化、薄型化的效果。

再一提的是，除上述馬達小型化、薄型化與輕量化的設計優勢外，透過先將第一電路板20與第二電路板30分別設置於定位座10的兩個相背定位凸柱上，再將定位座10裝配至馬達本體100的設計，更可達到便利生產組裝以及方便裝配與維修的優點。

請參圖5所示，為裝配有本發明之無刷馬達組配結構1的馬達本體設置於一電動工具300之殼體內的示意圖，該轉軸130係可供與一工具頭400連接，其中該工具頭400可以是電鑽頭、起子頭、線鋸頭等具有特定功能的工具頭，或是其他種類型的工具頭。或者該轉軸130可先與一快速接頭連接，再由該快速接頭與其他的工具頭連接，而可與可換工具頭的電動工具相配合，而不以上述說明為限。值得一提的是，由於該無刷馬達組配結構1的設計，可有效地縮減馬達在軸向方向A上的長度，進而使得電動工具300的空間設計可最佳化，換言之，可進一步縮減必須保留給無刷馬達的空間，藉以使得電動工具的結構設計上，可作更小型、更輕巧的設計。

值得一提的是，於本體12的周緣凹入形成有複數個凹槽18，各該凹槽18的位置係與各該第一定位凸柱14相對應，且各該凹槽18與各該定位凸柱14位於該穿孔10a之同一徑向延伸線上。藉此，透過上述設計，除了可在不影響該本體12的結構強度上產生輕量化的效果之外，更可提供多個通道，供由風扇150轉動所引起的氣流通過，藉以帶走馬達電路所產生的多餘熱能，而具有優良的散熱效果。

另一提的是，於本體12的前表面12b係凹入形成有多個凹槽19，各該凹槽19係位於相鄰的二該第一定位柱14之間，且各該凹槽19 具有一開放端與該穿孔10a相通。藉此，透過上述設計，可引導氣流自該凹槽19的開放端吹入，而更均勻地吹向該無刷馬達組配結構的各個部位，以提供良好的散熱效果。

另外，於其他應用上，亦可在該第二電路板30設有驅動電路，在第一電路板20設有控制電路，而不以上述實施例為限。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，除了透過該些兩相背對的第一、第二定位凸柱將第一電路板與第二電路板分別結合於該本體的前側部與後側部的實施態樣外，亦可透過在本體的前、後側部分別設置有相背對的卡合、卡接或是連接結構，分別供第一、第二電路板結合在本體的前側部與後側部，而不以前述實施例為唯一的具體態樣。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。

110‧‧‧定子

120‧‧‧轉子

130‧‧‧轉軸

132‧‧‧軸套

140‧‧‧絕緣端板

150‧‧‧風扇

160‧‧‧軸承

200‧‧‧螺栓

10‧‧‧定位座

12‧‧‧本體

12c‧‧‧後表面

13‧‧‧結合柱

14‧‧‧第一定位凸柱

16‧‧‧第二定位凸柱

16a‧‧‧第二結合孔

20‧‧‧第一電路板

22‧‧‧驅動電路

24‧‧‧第一定位孔

30‧‧‧第二電路板

32‧‧‧控制電路

34‧‧‧第二定位孔

Claims (10)

1. 一種無刷馬達組配結構，用以設置於一馬達本體上，該馬達本體包含有一定子以及一轉軸，該轉軸穿設於該定子中；該無刷馬達組配結構包含有：一定位座，設置於該定子上，該定位座上具有一穿孔供該轉軸穿過，且該定位座具有相背對的一前側部與一後側部；一第一電路板，結合於該定位座之該前側部，該第一電路板上具有一第一孔供該轉軸穿過，且該第一電路板位於該定位座與該定子之間；以及一第二電路板，結合於該定位座之該後側部，該第二電路板上具有一第二孔供該轉軸穿過；其中，該定位座位於該第二電路板與該第一電路板之間；其中，該定位座包含有一本體、複數個第一定位凸柱以及複數個第二定位凸柱，該些第一定位凸柱自該本體凸伸形成而構成該前側部，該些第二定位凸柱自該本體凸伸形成而構成該後側部，且該些第一定位凸柱與該些第二定位凸柱分別朝相反方向延伸；該第一電路板結合於該些第一定位凸柱上；該第二電路板結合於該些第二定位凸柱上。
2. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該定位座之該本體與該第二電路板之間形成有間隙。
3. 如請求項2所述之無刷馬達組配結構，其中該定位座之該本體與該第一電路板之間形成有間隙。
4. 如請求項3所述之無刷馬達組配結構，其中該本體具有一前表面，該前表面凸出形成該些第一定位凸柱，該前表面凹入形成有複 數個凹槽，各該凹槽位於相鄰的二該第一定位凸柱之間，且各該凹槽具有一開放端與該穿孔相通。
5. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該些第二定位凸柱的長度小於該些第一定位凸柱的長度。
6. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該第一電路板具有複數個第一定位孔，該些第一定位凸柱具有一第一結合孔；該第一電路板藉由複數個結合件分別穿過該些第一定位孔後與對應的第一結合孔結合，而固定於該些第一定位凸柱上。
7. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該第二電路板具有複數個第二定位孔，該些第二定位凸柱之末端分別具有一第二結合孔；該第二電路板藉由複數個結合件分別穿過該些第二定位孔後與對應的第二結合孔結合，而固定於該些第二定位凸柱上。
8. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該定位座的穿孔為圓孔，該本體之周緣凹入形成有複數個凹槽，各該凹槽與各該第一定位凸柱相對應且位於該穿孔之同一徑向的延伸線上。
9. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該第一電路板設有一驅動電路，該驅動電路用以驅動該轉軸相對於該定子轉動；該第二電路板設有一控制電路，該控制電路用以控制該驅動電路作動。
10. 如請求項1所述之無刷馬達組配結構，其中該第二電路板設有一驅動電路，該驅動電路用以驅動該轉軸相對於該定子轉動；該第一電路板設有一控制電路，該控制電路用以控制該驅動電路作動。