TWI597922B - 貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構 - Google Patents

Description

貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構

本發明係有關於一種貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，尤其是指一種設置於馬達定子並包含有階梯結構之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構。

一直以來，如馬達之感應電動機都是旋轉電機的主流，長期以來因實用與堅固耐用而獲得人們的青睞，無論在製造工業或是民生產業都扮演著相當關鍵的角色，使得人們的生活與旋轉電機密不可分。馬達是一種能將電能有效地轉換成機械能的裝置，近幾世紀，馬達工業迅速發展，舉凡大至發電廠內之發電機，小至行動電話內的震動馬達皆是馬達工業之產物。馬達能將電能轉換成機械能的原理係根據馬克斯威爾方程組中的安培定律，導入電流的線圈會因安培定律產生對應的磁場而形成電磁鐵，電磁鐵便會在固定的磁場內連續轉動，得以將電能轉換成動能。

就結構而言，馬達內部的繞線扮演至關重要的角色，而為了有效提高功率，會設置非常多匝數的線 圈，然而，由於一個馬達內部通常會設置有多個齒部，而線圈則纏繞於各個齒部上，因此各線圈之間需要保持電性絕緣才不會有短路現象的發生，相對的限制了線圈的匝數，以避免線圈短路並造成功率降低，甚至因馬達故障而使電線走火。

請參閱第一圖與第一A圖，第一圖係顯示先前技術之馬達定子之剖面示意圖，第一A圖係顯示第一圖之局部放大圖。如圖所示，一馬達定子PA100包含複數個定子齒PA1(圖中僅標示一個)、複數個如絕緣槽紙之絕緣結構PA2(圖中僅標示一個)以及複數個繞線PA3(圖中僅標示一個)。其中，各定子齒PA1具有一齒本體PA11以及一齒靴PA12，且定子齒PA1係互相連結而使齒本體PA11與齒靴PA12之間形成一繞線空間PA200。在拼接多個定子齒PA1的同時，在兩兩相鄰之齒本體PA11與齒靴PA12之間的絕緣結構PA2中，用以避免繞線PA3直接接觸到齒本體PA11與齒靴PA12。

其中，由第一圖可知，現有之絕緣結構PA2中，受限於齒靴PA12與齒本體PA11之間所夾的角度B並非是90度，使得繞線PA3在纏繞於齒靴PA12與齒本體PA11上時，易造成沿滑動方向L1、L2滑動而使得排線不易。

請參閱第二圖，第二圖係顯示先前技術之另一馬達定子之剖面示意圖。如圖所示，為了解決上述之問題，現有技術提出了在定子齒PA1a之齒靴PA12a與齒本體PA11a連結部份，將絕緣結構PA2a設計為90度的夾角結構，但此結構會造成繞線PA3a的減少而降低馬達在運轉時 的功率密度，因此，現有技術仍具備改善之空間。

有鑒於現有之絕緣結構中，普遍會造成繞線量減少而降低功率密度之問題。緣此，本發明主要係提供一種貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，其主要係設有階梯結構，以增加繞線量而解決現有技術之問題。

基於上述目的，本發明所採用之主要技術手段係提供一種貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，係設置於一馬達定子，馬達定子具有一中心軸，並包含有複數個定子齒，各定子齒包含一齒本體以及一齒靴，齒本體具有一第一本體側與一第二本體側，齒靴係自齒本體延伸出，並具有一第一齒靴側與一第二齒靴側，定子齒之第一齒靴側、第一本體側、相鄰於定子齒之另一定子齒之第二本體側與第二齒靴側係依序圍構出一繞線空間。

貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構包含一絕緣架本體、一第一架體以及一第二架體，絕緣架本體係設置於繞線空間，並貼合於定子齒之第一本體側與上述另一定子齒之第二本體側。第一架體係設置於繞線空間，自絕緣架本體延伸出，並貼合於定子齒之第一齒靴側，第一架體包含複數個第一階梯結構，該些第一階梯結構中之至少一者係自一鄰近於齒本體之第一轉折邊延伸至一遠離於齒本體之第二轉折邊，第一轉折邊與中心軸之間之一第一距離係小於第二轉折邊與中心軸之間之一第二距離。第 二架體係設置於繞線空間，自絕緣架本體延伸出，並貼合於上述另一定子齒之第二齒靴側，第二架體包含複數個第二階梯結構，該些第二階梯結構中之至少一者係自一鄰近於上述另一定子齒之齒本體之第三轉折邊延伸至一遠離於上述另一定子齒之齒本體之第四轉折邊，第三轉折邊與中心軸之間之一第三距離係小於第四轉折邊與中心軸之間之一第四距離。其中，絕緣架本體、第一架體與第二架體係供纏繞複數個繞線，該些繞線係位於繞線空間內。

在上述必要技術手段的基礎下，上述貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構還包含以下所述的較佳附屬技術手段。第一轉折邊與第二轉折邊相距一第一延伸距離，第三轉折邊與第四轉折邊相距一第二延伸距離，第一延伸距離與第二延伸距離皆大於該些繞線之半徑。該些第一階梯結構中之至少一者係自第一轉折邊水平延伸第二轉折邊，該些第二階梯結構中之至少一者係自第三轉折邊水平延伸第四轉折邊。此外，該些第一階梯結構中之至少一者包含最遠離齒本體之第一階梯結構，該些第二階梯結構中之至少一者包含最遠離上述另一定子齒之齒本體之第二階梯結構。另外，絕緣架本體、第一架體與第二架體之材質為一紙與一塑膠中之一者。

在採用本發明所提供之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構之主要技術手段後，由於階梯結構可有效增加繞線量，因此可有效提升功率密度而解決現有技術之問題。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

PA100‧‧‧馬達定子

PA200‧‧‧繞線空間

PA1‧‧‧定子齒

PA11、PA11a‧‧‧齒本體

PA12、PA12a‧‧‧齒靴

PA2、PA2a‧‧‧絕緣結構

PA3、PA3a‧‧‧繞線

1‧‧‧貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構

11‧‧‧絕緣架本體

12‧‧‧第一架體

121‧‧‧第一階梯結構

1211‧‧‧第一轉折邊

1212‧‧‧第二轉折邊

13‧‧‧第二架體

131‧‧‧第二階梯結構

1311‧‧‧第三轉折邊

1312‧‧‧第四轉折邊

2‧‧‧馬達定子

21、21a‧‧‧定子齒

211、211a‧‧‧齒本體

2111、2111a‧‧‧第一本體側

2112、2112a‧‧‧第二本體側

212、212a‧‧‧齒靴

2121、2121a‧‧‧第一齒靴側

2122、2122a‧‧‧第二齒靴側

3‧‧‧繞線

100‧‧‧繞線空間

B‧‧‧角度

P‧‧‧中心軸

R1‧‧‧第一距離

R2‧‧‧第二距離

R3‧‧‧第三距離

R4‧‧‧第四距離

T1‧‧‧第一延伸距離

T2‧‧‧第二延伸距離

r‧‧‧半徑

L1、L2‧‧‧滑動方向

第一圖係顯示先前技術之馬達定子之剖面示意圖。

第一A圖係顯示第一圖之局部放大圖。

第二圖係顯示先前技術之另一馬達定子之剖面示意圖。

第三圖係顯示本發明較佳實施例之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構設置於馬達定子之剖面示意圖。

第四圖係顯示齒本體之結構之剖面示意圖。

第四A圖係顯示第四圖之第一階梯結構與第二階梯結構之局部放大圖。

第五圖係顯示本發明較佳實施例之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構設置於馬達定子並纏繞繞線之剖面示意圖。

第六圖係顯示齒本體纏繞繞線之示意圖。

第六A圖係顯示第六圖之第一階梯結構與第二階梯結構之局部放大圖。

由於本發明所提供之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構中，其組合實施方式不勝枚舉，故在此不再一一贅述，僅列舉一個較佳實施例加以具體說明。請一併參閱第三圖至第五A圖，第三圖係顯示本發明較佳 實施例之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構設置於馬達定子之剖面示意圖，第四圖係顯示齒本體之結構之剖面示意圖。第四A圖係顯示第四圖之第一階梯結構與第二階梯結構之局部放大圖。第五圖係顯示本發明較佳實施例之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構設置於馬達定子並纏繞繞線之剖面示意圖。第六圖係顯示齒本體纏繞繞線之示意圖。第六A圖係顯示第六圖之第一階梯結構與第二階梯結構之局部放大圖。

如圖所示，本發明較佳實施例所提供之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構1(標示於第四圖)係設置於一馬達定子2，馬達定子2具有一中心軸P，並包含有複數個定子齒21與21a(圖中僅標示二個)，各定子齒21與21a分別包含一齒本體211與211a以及一齒靴212與212a，齒本體211具有一第一本體側2111與一第二本體側2112(皆標示於第四圖與第六圖)，齒本體211a具有一第一本體側2111a與一第二本體側2112a(皆標示於第四圖與第六圖)。

齒靴212係自齒本體211延伸出，並具有一第一齒靴側2121與一第二齒靴側2122(皆標示於第三圖與第五圖)，齒靴212a係自齒本體211a延伸出，並具有一第一齒靴側2121a與一第二齒靴側2122a(皆標示於第三圖與第五圖)。定子齒21之第一齒靴側2121、第一本體側2111、相鄰於定子齒21之另一定子齒21a之第二本體側2112a與第二齒靴側2122a係依序圍構出一繞線空間100。

貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構1包 含一絕緣架本體11、一第一架體12以及一第二架體13，絕緣架本體11係設置於繞線空間100，並貼合於定子齒21之第一本體側2111與上述另一定子齒21a之第二本體側2112a。

第一架體12係設置於繞線空間100，自絕緣架本體11延伸出，並貼合於定子齒21之第一齒靴側2121，第一架體12包含複數個第一階梯結構121(第四A圖與第六A圖中僅繪示三個，僅標示一個)，該些第一階梯結構121中之至少一者係自一鄰近於齒本體211之第一轉折邊1211以一第一延伸距離T1水平延伸至一遠離於齒本體211之第二轉折邊1212，第一轉折邊1211與中心軸P之間之一第一距離R1係小於第二轉折邊1212與中心軸P之間之一第二距離R2(如第四圖與第六圖所示)。

第二架體13係設置於繞線空間100，自絕緣架本體11延伸出，並貼合於上述另一定子齒21a之第二齒靴側2122a，第二架體13包含複數個第二階梯結構131(第四A圖與第六A圖中僅繪示三個，僅標示一個)，該些第二階梯結構131中之至少一者係自一鄰近於上述另一定子齒21a之齒本體211a之第三轉折邊1311以一第二延伸距離T2水平延伸至一遠離於上述另一定子齒21a之齒本體211a之第四轉折邊1312，第三轉折邊1311與中心軸P之間之一第三距離R3係小於第四轉折邊1312與中心軸P之間之一第四距離R4(如第四圖與第六圖所示)。

絕緣架本體11、第一架體12與第二架體13之材質為一紙與一塑膠中之一者，並係供纏繞複數個繞線3 (圖中僅標示一個)，該些繞線3係位於繞線空間100內，且繞線3的半徑r小於第一延伸距離T1與第二延伸距離T2。

此外，在此需要一提的是，本發明較佳實施例中，貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構1之絕緣架本體11、第一架體12與第二架體13都設置於繞線空間100內，而不會跨過齒本體211或是另一齒本體211a。

另外，雖然本發明較佳實施例之第一轉折邊1211是以水平延伸的方式延伸至第二轉折邊1212，第三轉折邊1311是以水平延伸的方式延伸至第四轉折邊1312，但其他實施例可採用不同的延伸方式而非僅水平延伸(例如非線性的延伸)，且上述該些第一階梯結構121中之至少一者包含最遠離齒本體211之第一階梯結構121(即圖中所標號之第一階梯結構)，該些第二階梯結構131中之至少一者包含最遠離上述另一定子齒21a之齒本體211a之第二階梯結構131(即圖中所標示之第二階梯結構)。

值得一提的是，本發明較佳實施例所述之第一階梯結構121是由第一轉折邊1211、第一延伸距離T1與第二轉折邊1212所構成之階梯結構，且第二階梯結構131是由第三轉折邊1311、第二延伸距離T2與第四轉折邊1312所構成之階梯結構，特此敘明。

綜合以上所述，在採用了本發明較佳實施例所提供之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構後，由於階梯結構可有效增加繞線量，因此可有效提升功率密度而解決現有技術之問題。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

2‧‧‧馬達定子

21、21a‧‧‧定子齒

211、211a‧‧‧齒本體

212、212a‧‧‧齒靴

2121、2121a‧‧‧第一齒靴側

2122、2122a‧‧‧第二齒靴側

100‧‧‧繞線空間

P‧‧‧中心軸

Claims (5)

1. 一種貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，係設置於一馬達定子，該馬達定子具有一中心軸，並包含有複數個定子齒，各定子齒包含一齒本體以及一齒靴，該齒本體具有一第一本體側與一第二本體側，該齒靴係自該齒本體延伸出，並具有一第一齒靴側與一第二齒靴側，該定子齒之該第一齒靴側、該第一本體側、相鄰於該定子齒之另一定子齒之該第二本體側與該第二齒靴側係依序圍構出一繞線空間，該貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構包含：一絕緣架本體，係設置於該繞線空間，並貼合於該定子齒之該第一本體側與上述另一定子齒之該第二本體側；一第一架體，係設置於該繞線空間，自該絕緣架本體延伸出，並貼合於該定子齒之該第一齒靴側，該第一架體包含複數個第一階梯結構，該些第一階梯結構中之至少一者係自一鄰近於該齒本體之第一轉折邊延伸至一遠離於該齒本體之第二轉折邊，該第一轉折邊與該中心軸之間之一第一距離係小於該第二轉折邊與該中心軸之間之一第二距離；以及一第二架體，係設置於該繞線空間，自該絕緣架本體延伸出，並貼合於上述另一定子齒之該第二齒靴側，該第二架體包含複數個第二階梯結構，該些第二階梯結構中之至少一者係自一鄰近於上述另一定子齒之該齒本體之第三轉折邊延伸至一遠離於上述另一定子齒之該 齒本體之第四轉折邊，該第三轉折邊與該中心軸之間之一第三距離係小於該第四轉折邊與該中心軸之間之一第四距離；其中，該絕緣架本體、該第一架體與該第二架體係供纏繞複數個繞線，該些繞線係位於該繞線空間內。
2. 如申請專利範圍第1項所述之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，其中，該第一轉折邊與該第二轉折邊相距一第一延伸距離，該第三轉折邊與該第四轉折邊相距一第二延伸距離，該第一延伸距離與該第二延伸距離皆大於該些繞線之半徑。
3. 如申請專利範圍第1項所述之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，其中，該些第一階梯結構中之至少一者係自該第一轉折邊水平延伸該第二轉折邊，該些第二階梯結構中之至少一者係自該第三轉折邊水平延伸該第四轉折邊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，其中，該些第一階梯結構中之至少一者包含最遠離該齒本體之第一階梯結構，該些第二階梯結構中之至少一者包含最遠離上述另一定子齒之該齒本體之第二階梯結構。
5. 如申請專利範圍第1項所述之貼合於二定子齒之定子繞線絕緣結構，其中，該絕緣架本體、該第一架體與該第二架體之材質為一紙與一塑膠中之一者。