TWI748324B

TWI748324B - 馬達

Info

Publication number: TWI748324B
Application number: TW109100977A
Authority: TW
Inventors: 洪真; 金容大; 張光龍
Original assignee: 南韓商Ｌｇ電子股份有限公司
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2021-12-01
Also published as: KR102317047B1; US20210028663A1; AU2020200619A1; TW202105889A; AU2020200619B2; EP3771074A1; US11309762B2; EP3771074B1; KR20210012408A

Abstract

各種實施例涉及一種具有耦合到齒之絕緣體的改進結構的定子以及一種具有該定子的馬達。該定子包括一絕緣體。該絕緣體包含：一線圈纏繞部分，圍繞一齒的一外圓周表面；以及兩個側壁，分別從該線圈纏繞部分的兩側延伸，其中，該兩個側壁和該線圈纏繞部分界定容納線圈的空間，其中，該兩個側壁中的一個包含一耦合部分，其中，該絕緣體被分成兩部分，並且該兩個部分經由該耦合部分彼此耦合，使得該齒插入該絕緣體中並耦合到該絕緣體。

Description

馬達

本發明的各種實施例涉及一種具有耦合到齒之絕緣體的改進結構的定子以及一種具有該定子的馬達。

一般馬達通過定子與轉子之間的相互作用實現驅動力。定子和轉子的結構基本相同。

然而，由於定子與轉子之間的相互作用，基於轉子的旋轉原理來劃分馬達的類型。另外，可以基於施加到定子線圈的電源的類型或相位來劃分馬達的類型。另外，可以根據用於纏繞定子線圈的架構來劃分馬達的類型。在一示例中，可變電壓馬達是直流電型，而三相感應馬達(3-phase induction motor)是交流電型。

馬達的一般結構包含：旋轉軸、耦合至該軸的轉子、以及固定地設置在殼體內部的定子。此外，定子圍繞轉子並且與轉子以預定間隔隔開。

另外，定子具有齒(teeth)，以在其周圍纏繞線圈以產生旋轉磁場，從而在轉子與定子之間引起電性的相互作用以引起轉子的旋轉。

用於纏繞線圈的架構可以包含集中繞組架構和分佈式繞組架構。在集中繞組架構中，線圈以集中方式纏繞在一個槽中。此外，在分佈式繞組架構中，線圈以分開的方式纏繞在至少兩個槽中。

在集中繞組架構中，與分佈式繞組架構相比，可以藉由減少纏繞量來減少銅耗(copper loss)。然而，線圈過度集中在槽中，導致磁通密度的大變化並增加芯損耗(或鐵耗)，也就是，芯的功率損耗。因此，集中繞組架構通常用於小型馬達中。

近來，由於對最小化和性能改進的需求，已經開發出用於各種家用電器(例如，吹風機、清掃機等)中的馬達，以克服空間限制並提高絕緣性能。

另外，通常耦合至齒的絕緣體由兩個以上的部件組成，包含彼此耦合的上絕緣體和下絕緣體。具有這種構造的絕緣體在結合到整個齒上時應緊密地圍繞整個齒。

然而，如上所述，當根據馬達的最小化和輕量化的趨勢而使絕緣體的厚度減小時，絕緣體的耦合力弱，從而難以包圍整個齒。在這種情況下，可能無法確保足夠的絕緣，這可能會對馬達的性能產生不利影響。

專利文獻1揭露了一種由單個部分構成的絕緣體，以解決由複數個部分構成的絕緣體增加製造成本和由於增加製造和組裝程序而導致的製造時間的問題。

在專利文獻2中，為了解決當分別製造絕緣體的部分時，製造程序的數量會增加並且程序成本會增加，且上絕緣體和下絕緣體部分彼此結合的程序會變得複雜的問題，絕緣體被分成與複數個分割芯相對應的部分，並且這些部分的遠端使用耦合結構以重疊的方式彼此結合。

專利文獻3涉及一種無刷馬達，該無刷馬達被配置以當將線圈纏繞到定子絕緣體上時防止線圈圖案變形。專利文獻3揭露了一種定子絕緣體，其具有即使當線圈被多層絕緣體圍繞時也允許將線圈纏繞並保持在設計的圖案結構中的結構。

專利文獻4涉及一種防破壞馬達定子齒條組件。專利文獻4揭露了一種定子齒條，定子齒條的兩側分別設有繞線槽，且定子齒條上套有絕緣套，絕緣套能夠覆蓋定子齒條的兩端和纏繞槽，而且絕緣套包括至少兩個在定子齒條的軸向方向上依次接合的套管段，並且一個套筒部分的接頭端通過互補的對接結構與另一個相鄰設置的套筒部分的接頭端無縫連接。然而，在文獻4中描述了定子芯的組裝結構，但是沒有描述絕緣體的結構。

專利文獻5涉及一種旋轉電機機械的定子。專利文獻5揭露了第一凸部和第二凸部，該第一凸部和第二凸部形成在導線端部保持槽的相對的第一壁表面和第二壁表面中，並且在容納在具有第一凸部和第二凸部的導線端部保持槽中的保持線圈端部中，第一凸部和第二凸部形成在圓周方向上彼此偏移的位置，並且相位相同的線圈端之作為連接部的一端部從第一凸部與第二凸部之間朝向外徑側拉出。

應用於專利文獻1和專利文獻3的絕緣體係集中在其製造成本、製造時間、組裝程序等上。但是，在應用於專利文獻1和專利文獻3的絕緣體中，沒有考慮空間的限制以及所導致的絕緣性能的下降。

另外，藉由以重疊的方式將絕緣體各部件的前端彼此組合來實現應用於專利文獻2和專利文獻5中的絕緣體。但是，在應用於專利文獻2和專利文獻5的絕緣體中，沒有考慮到用於確保絕緣性能與確保絕緣體部件之間的夾持力的結構，該結構可能由於馬達的最小化而劣化。

另外，在應用於專利文獻2的絕緣體中，其藉由以重疊的方式將絕緣體每個部件的遠端彼此結合來實現，絕緣體部分之間的間隙會根據馬達的驅動而發生，因此絕緣強度會降低。

因此，需要一種新型的絕緣體結構以確保絕緣性能，並改善絕緣體部分之間可能由於馬達的最小化而劣化的耦合力。

先前技術文獻

[專利文獻]

專利文獻1：KR 10-2017-0003103(於2017年1月9日公開)；

專利文獻2：KR 10-2015-0142767(於2015年12月23日公開)；

專利文獻3：KR 10-2011-0077819(於2011年7月7日公開)；

專利文獻4：CN203554084U(於2014年4月16日公開)；

專利文獻5：US9887601(於2016年3月10日公開)。

本發明的一個目的是提供一種具有改進的絕緣體結構的定子，以確保絕緣體圍繞齒的絕緣性能，該絕緣性能可能由於馬達的最小化而劣化，並且提供了一種包含該定子的馬達。

此外，本發明的另一個目的是提供一種圍繞齒的定子，具有能夠確保至少兩個絕緣體部分之間的耦合力的構造，並且提供了一種包含該定子的馬達。

此外，本發明的一個目的是提供一種具有改進的匯流條和絕緣體的結構的馬達，藉此可以克服因馬達的最小化所引起的空間限制。

此外，本發明的一個目的是提供一種具有改進的匯流條和絕緣體的結構的馬達，藉此可以達成減小馬達尺寸，且可以提高絕緣性能。

此外，本發明的另一個目的是提供一種高速三相馬達，具有分割齒芯和集中繞組，以確保性能改進和最小化。

此外，本發明的另一個目的是提供一種馬達，其中，在克服定子的外徑和後軛的徑向方向的空間限制的同時，可以實現U、V、和W相導線和中性點導線與端子的連接。

此外，本發明的另一個目的是提供一種具有改進的絕緣體結構的馬達，使得可以確保U、V、和W相導線和中性點導線中的每一條的絕緣距離，同時克服在後軛的徑向方向上的空間限制。

此外，本發明的另一個目的是提供一種馬達，其中，為了使馬達最小化，匯流條和絕緣體在定子的外徑內耦合到定子。

此外，本發明的另一個目的是提供一種馬達，其中，將分割齒芯在軸向方向上耦合至定子芯，以將導線連接至端子。

此外，本發明的另一個目的是提供一種馬達，其中，線圈的三相電源導線可以連接到端子而不使用後軛的徑向方向，並且可以將線圈的中性點導線垂直地拉出到馬達的底部並連接到端子，使得線圈的導線可以在定子的外徑內連接到端子。

本發明的目的不限於上述目的。從以下的描述中可以理解本發明的未提及的其他目的和優點，並且從本發明的實施例可以更清楚地理解本發明的其他目的和優點。此外，將容易地意識到，可以通過如請求項中所揭露的性能及其組合來實現本發明的目的和優點。

為了實現本發明的各種目的，絕緣體可以分為上絕緣體和下絕緣體，上絕緣體和下絕緣體經由耦合部分彼此耦合以提高耦合力，並且絕緣體可以具有直的截面，以對準線圈的纏繞。

在本發明的示例性實施例中，考慮到纏繞操作，可以在具有最大絕緣體厚度的區域中確保上絕緣體與下絕緣體之間的耦合力。

在本發明一示例性實施例中，絕緣體可以分為經由耦合部分彼此耦合的上絕緣體和下絕緣體，其中，該耦合部分可以包含分別形成在上絕緣體和下絕緣體上彼此接合的突起和凹槽。

在第一種態樣中，本發明提供一種用於馬達的定子，該定子包括：一定子芯；複數個齒，耦合到該定子芯；以及一中空絕緣體，耦合到每個齒，其中，每個齒包含：一主體，在該定子芯的一徑向方向上延伸，其中，一線圈纏繞在該主體上；以及一極屐，從該主體的一端分支，其中，該極屐的一外表面是彎曲的，並且一間隙界定在該極屐與一轉子之間，其中，該絕緣體包含：一線圈纏繞部分，圍繞該齒的一外圓周表面；以及兩個側壁，分別從該線圈纏繞部分的兩側延伸，其中，該兩個側壁和該線圈纏繞部分界定容納該線圈的一空間，其中，該兩個側壁中的一個包含一耦合部分，其中，該絕緣體分成兩個部分，並且這兩個部分經由該耦合部分彼此耦合，使得該齒插入該絕緣體中並耦合到該絕緣體。

在第一種態樣的一個實施方式中，該兩個部分包含：一上絕緣體，圍繞該齒的一外圓周表面的一上部；以及一下絕緣體，與該上部絕緣體連接，並圍繞該齒的一外圓周表面的一下部。

在第一種態樣的一個實施方式中，一個側壁具有一預定厚度，並且該耦合部分形成在該厚度的區域內。

在第一種態樣的一個實施方式中，該厚度界定在該定子芯的一徑向方向上。

在第一種態樣的一個實施方式中，該兩個側壁包含：一內側壁，用於使該轉子與該線圈之間絕緣；以及一外側壁，用於在該線圈與該定子芯之間絕緣。

在第一種態樣的一個實施方式中，該耦合部分形成在該外側壁的截面中。

在第一種態樣的一個實施方式中，該下絕緣體具有從該下絕緣體的一頂部向上延伸的一延伸壁，其中，該上絕緣體具有從該上絕緣體的一底部向下延伸的一階梯部分，其中，該延伸壁與該階梯部分配合。

在第一種態樣的一個實施方式中，該延伸壁界定該絕緣體的一內表面。

在第一種態樣的一個實施方式中，該絕緣體具有在其靠近該定子芯的一內圓周表面的部分中界定的一彎曲凹槽，其中，該線圈容納在該凹槽中並被拉出。

在第一種態樣的一個實施方式中，該線圈的一端從該齒拉出以界定複數條三相電源導線中的一條，同時該線圈的另一端從該齒拉出以界定一條中性點導線，其中，該線圈的兩端的拉出方向彼此不同。

在第一種態樣的一個實施方式中，該些三相電源導線中的每一條朝向該定子芯的一內圓周表面被拉出。

在第一種態樣的一個實施方式中，該些三相電源導線中的每一條連接到該定子芯上方的一端子，同時每條中性點導線連接到該定子芯下方的一端子。

在第一種態樣中，本發明提供一種馬達，包括：一定子；以及一轉子，相對於該定子可旋轉的，其中，該定子包含：一定子芯，界定一後軛；複數個齒，從該定子芯徑向內側延伸；複數個線圈，每個線圈纏繞每個齒；以及一中空絕緣體，耦合到每個齒並圍繞每個齒，其中，該絕緣體被分成兩個部分，並且這兩個部分經由形成在每個部分上的一耦合部分彼此耦合，使得該齒插入該絕緣體中並耦合到該絕緣體。

在第二種態樣的一個實施方式中，該兩個部分包含：一上絕緣體，圍繞該齒的一外圓周表面的一上部；以及一下絕緣體，與該上部絕緣體連接，並圍繞該齒的該外圓周表面的一下部。

在第二種態樣的一個實施方式中，該上絕緣體和該下絕緣體中的每一個具有兩個側壁，其中，該兩個側壁包含：一內側壁，用於使該轉子與該線圈之間絕緣；以及一外側壁，用於在該線圈與該定子芯之間絕緣。

在第二種態樣的一個實施方式中，該外側壁具有一預定厚度，並且該耦合部分形成在該外側壁的截面中。

在第二種態樣的一個實施方式中，該下絕緣體具有從該下絕緣體的一頂部向上延伸的一延伸壁，其中，該上絕緣體具有從該上絕緣體的一底部向下延伸的一階梯部分，其中，該延伸壁與該階梯部分配合。

在第二種態樣的一個實施方式中，該延伸壁界定該絕緣體的一內表面。

在第二種態樣的一個實施方式中，該絕緣體具有在其靠近該定子芯的一內圓周表面的部分中界定的一彎曲凹槽，其中，該線圈容納在該凹槽中並被拉出。

在第二種態樣的一個實施方式中，該線圈的一端從該齒拉出以界定複數條三相電源導線中的一條，其中，該些三相電源導線中的每一條朝向該定子芯的一內圓周表面拉出並且容納在該凹槽中。

上述實施例的性能可以在其他實施例中以組合方式實現，只要其與其他實施例不矛盾即可。

本發明的效果如下，但不限於此。

根據本發明，絕緣體不僅可以包圍小型三相馬達的所有齒以確保絕緣強度，而且可以提高絕緣體之間的耦合力。

另外，形成一種能夠在絕緣體的最大厚度範圍內確保耦合力用於穩定地固定和纏繞線圈的結構可以使絕緣體的整體厚度更小。

另外，即使在馬達驅動中兩個絕緣體之間出現間隙，在上絕緣體和下絕緣體上形成彼此匹配的階梯結構和延伸結構可以確保絕緣強度。

根據本發明，可以減小定子的外徑並可以減小後軛的徑向厚度，從而實現馬達的最小化和輕量化。

另外，可以實現三相電源(U、V、和W)和中性點導線到端子的連接，而不受基於後軛的徑向厚度的限制。

另外，絕緣體模組在軸向方向上耦合至定子芯。如此可以使定子芯的徑向厚度最小化，從而可以使馬達最小化。

此外，確保了定子芯與匯流條(U、V、和W相導線)和中性點導線連接環之間的絕緣距離，以確保提高絕緣性。

另外，為了加速和最小化馬達，可以應用圍繞分割齒芯的集中繞組架構。分割齒芯可軸向地耦合至定子芯，以促進導線與端子的連接。

1:清掃機主體

2:集塵容器

3:手柄

4:電池容納部

5:延長管

6:吸嘴

10:馬達殼體

11:馬達安裝部

12:軸承支架

14:連接臂

15:主體耦合部分

20:馬達

21:定子

22:轉子

23:軸

24:軸承

30:氣流產生器

31:葉輪

33:葉輪蓋

40:擴散器

42:葉片

43:冷卻流動路徑出口

44:孔

50:支架

51:支撐件

52:緊固部

53:連接部分

54:中央部分

60:彈性網

70:軸承座

82:定子芯

83:齒、第一齒

84:絕緣體

85u:u相線圈

85v:v相線圈

85w:w相線圈

86u:線圈連接線

86v:連接線

86w:連接線

87:中性點導線

100:絕緣體模組

100L:下絕緣體

100U:上絕緣體

110:電源端子單元

111:連接端子

112:電源連接構件

112u:頂面

112s:側面

113:電源端子

130:中性端子單元

131:中性端子

132:中性連接構件

150:上絕緣體主體

150a:平面

155:下絕緣體主體、第二下絕緣體主體

155a:平面

157:下絕緣體主體、第一下絕緣體主體

230:中性端子單元

231:中性端子

232:中性連接構件

255:下絕緣體主體

255a:平面

300:定子芯

310:外圓周表面

310a:平面

311:轂

312:軸孔

313:徑向葉片

330:內圓周表面

330a:平面

331:進氣口(圖3)

331:凹槽(圖4)

332:蓋耦合部

412:圓筒部

500:分割芯

510:線圈

511:三相電源導線

513:中性點導線

520:齒

521:突起

523:主體

525:極屐

530:絕緣體

531:第一絕緣體

532:第二絕緣體

533:側壁、內側壁

533u:側壁、內側壁

533L:側壁、內側壁

534:線圈纏繞部分

534L:線圈纏繞部分

534u:線圈纏繞部分

535:側壁、外側壁

535u:側壁、外側壁

535L:側壁、外側壁

536:耦合部分

1131:引導凹槽

1132:電源端子主體

1571:引導孔

2311:延伸部

2313:鉤

5301:內表面

5311:階梯部分

5313:凹槽

5321:延伸壁

5361:突起

5363:凹槽

D₁:第一方向

D₂:第二方向

H₁:第一高度

H₂:第二高度

H₃:第三高度

T:厚度

所附圖式被包含在內以提供對本發明的進一步理解並且併入本發明並構成本發明的一部分，所附圖式示出了本發明的實施例，並且與說明書一起用於解釋本發明的原理。在圖式中：

圖1是傳統清掃機的立體圖。

圖2是示出傳統線圈的繞組的平面圖。

圖3是示出根據本發明一實施例之馬達的整體構造。

圖4是根據本發明一實施例之馬達的分解立體圖。

圖5A和圖5B是示出下絕緣體之示例的立體圖。

圖6是圖4之下絕緣體的分解圖。

圖7是示出分割芯的剖面圖。

為了圖示的簡單和清楚起見，圖中的元件不一定按比例繪製。不同圖式中的相同元件編號表示相同或相似的元件，並且因此執行相似的功能。此外，為了描述的簡單，省略了眾所周知的步驟和元件的描述和細節。此外，在本發明的以下詳細描述中，闡述了許多具體細節以便提供對本發明的透徹理解。然而，將理解的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實踐本發明。在其他情況下，未詳細描述公知的方法、過程、組件、和電路，以免不必要地使本發明的各方面不清楚。

各種實施例的示例在下面被示出和描述。將理解的是，本文的描述並非旨在將請求項為限制為所描述的特定實施例。相反地，其意圖是覆蓋可以包括在由所附請求項界定的本發明的精神和範疇內的替代、修改、和等同物。

將理解的是，儘管「第一」、「第二」、「第三」等術語在本文中可用於描述各種元件、組件、區域、層、和/或部分，但是元件、組件、區域、層、和/或部分不應受到這些術語的限制。這些術語用於將一個元件、組件、區域、層、或部分與另一個元件、組件、區域、層、或部分區分開。因此，在不脫離本發明的精神和範疇的情況下，以下描述的第一元件、第一組件、第一區域、第一層、或第一部分可以稱為第二元件、第二組件、第二區域、第二層、或第二部分。

本文中使用的術語僅出於描述特定實施例的目的，並且不旨在限制本發明。如本文所使用的，單數形式「一個」和「一種」也意圖包括複數形式，除非上下文另外明確指出。將進一步理解的是，當在本說明書中使用時，「包括」、「包含」、「包括有」、和「包含有」的術語指定存在所述性能，整數，運算，元件、及/或組件，但是不排除存在或增加一個以上的其他性能，整數，運算，元件、組件、及/或其部分。如本文所使用的，「及/或」的術語包括一個以上的相關聯的所列項目的任何和所有組合。當在元件列表之前時，諸如「至少一個」的表達可以修改元件的整個列表，並且可以不修改列表的各個元件。

除非另有定義，否則本文所使用的包含技術和科學術語在內的所有術語具有與本發明所屬技術領域中具有通常知識者通常所理解的相同含義。還將理解的是，諸如在常用詞典中定義的含義，應解釋為具有與相關技術上下文中的含義一致的含義，並且除非在本文中明確定義，否則將不會以理想化或過於正式的意義來解釋。

此處，定子芯形成為中空圓筒狀。因此，定子芯界定後軛的弧。如本文中所使用的，徑向內側方向是指定子芯的內表面的弧的徑向內側的方向，或者是指後軛的徑向內側的方向。

另外，後面描述的三相電源導線的連接是指電性連接。但是，三相電源導線的連接也可以是指物理連接。三相電源導線的物理連接可能會導致三相電源導線的電性連接。在下文中，「連接」和「耦合」可以以彼此可互換的方式使用。

圖1是傳統清掃機的立體圖。

參照圖1，真空清掃機可以包含：清掃機主體1，具有用於產生吸力的馬達；吸嘴6，用於抽吸包含灰塵的空氣；以及延長管5，用於將清掃機主體1與吸嘴6彼此連接。

儘管圖中未顯示，但是吸嘴6可以直接與清掃機主體1連接，而無需延伸管5。

清掃機主體1可以包含集塵容器2，與空氣分離的灰塵儲存在該集塵容器2中。因此，透過吸嘴6引入的灰塵可以透過延伸管5儲存在集塵容器2中。

清掃機主體1可以設置有供使用者抓握的手柄3。使用者可以在握住手柄3的同時進行清潔。清掃機主體1可以包括電池(圖中未顯示)，並且清掃機主體1可以包括電池容納部4，電池(圖中未顯示)容納在該電池容納部中。電池容納部4可以設置在手柄3的下方。電池(圖中未顯示)可以連接至吸嘴6以向吸嘴6供電。

圖2是示出傳統線圈的繞組的平面圖。

參照圖2，將描述傳統的內轉子型馬達的結構及其線圈繞組。在傳統的內轉子型馬達中，齒83從定子芯82在定子芯82的徑向內側延伸。傳統的內轉子型馬達可以包含用於使定子芯82與線圈絕緣的絕緣體84。

在傳統的線圈繞組中，將u相(u-phase)線圈85u順時針(沿箭頭方向)纏繞在第一齒83上。線圈不一定必須順時針纏繞。在任何一種情況下，各個相的線圈必須沿相同方向纏繞。

當完成圍繞齒83的線圈繞組時，將u相線圈85u從絕緣體84拉出，然後在與將線圈纏繞在第一齒上的方向相同的方向上依次纏繞在第四齒和第七齒上。因此，可以在絕緣體84的外部形成兩條線圈連接線86u。類似地，以與u相線圈的纏繞方式相同的方式，將v相(v-phase)線圈85v依次纏繞在第二齒、第五齒、和第八齒上。因此，可以形成兩條連接線86v。此外，w相(w-phase)線圈85w依次纏繞在第三齒、第六齒、和第九齒上。因此，可以形成兩條連接線86w。三相功率線圈分別纏繞在第九齒、第八齒、和第七齒上，然後從絕緣體84中拉出並相互接合，以在絕緣體84的外部形成中性點導線87。

連接線86沿著絕緣體的外圓周表面延伸。此外，藉由利用界定定子芯82的後軛(yoke)的徑向厚度來進行連接線86的佈置和絕緣。

也就是說，在傳統的馬達中，使用後軛的徑向厚度執行線圈的導線的佈置和絕緣。這導致難以最小化和減小馬達的整體尺寸。另外，儘管圖中未顯示，但是應當將連接到每條三相電源導線和中性點導線的端子設置在後軛的徑向厚度內，以確保絕緣距離。

如上所述的圖1和圖2已經描述了在清掃機中使用的小型馬達和內轉子型馬達的示意性構造。將在本發明的以下實施例中描述的馬達也是在清掃機等中使用的小型馬達。馬達包含絕緣體結構，該絕緣體結構允許在減小馬達的尺寸和重量的同時確保馬達的絕緣性能。

在下文中，將參照圖3至圖7描述根據本發明一實施例的馬達。

圖3示出根據本發明一實施例之馬達的整體構造。

圖3示出本發明實施例的整體馬達結構。在圖3中將省略線圈的連接和絕緣結構以及絕緣體的結構。下面將在圖4至圖7中描述在本發明圖中省略的那些。將理解的是，圖4至圖7的特徵被應用於圖3的整體配置。

根據本實施例的馬達組件包含：馬達20；殼體，用於將馬達20容納在其中並界定馬達的整體框架；氣流產生器30，安裝在殼體的頂部以產生氣流；以及擴散器40，用於擴散由氣流產生器30產生的氣流。

馬達20包含：環狀的定子21、貫穿定子21的中心的軸23、以及安裝有軸23的轉子22。轉子22通過與定子21的相互作用而產生旋轉力。此外，軸23由軸承24可旋轉地支撐。

本實施例的馬達20示出為無刷直流電馬達(brushless direct current motor,BLDC馬達)。在關於BLDC馬達的本發明圖式中，示出了其中定子21設置在轉子22的外部的結構。然而，本發明不限於此。不排除具有其中定子21設置在轉子22內部的結構的馬達。

在圖式中，馬達殼體10顯示在馬達20下方，並且在其中界定有用於將馬達20容納在其中的空間。馬達殼體10包含：圓筒形馬達安裝部11，具有開放的頂部；連接臂14，從馬達安裝部11的上端徑向外側延伸；以及環形的主體耦合部分15，設置在連接臂14的一端，並且具有比馬達安裝部11的直徑大的直徑。馬達安裝部11的底部中央部分可以包含軸承支架12，該軸承支架12用於將軸承24固定和支撐在馬達20的下部。

軸承24可以以軸承組件的形式安裝，其中，軸承座70和彈性網60依序地纏繞在軸承24的外圓周表面上。

支架50、擴散器40、和氣流產生器30可以設置在馬達20上方，並且氣流產生器30可以包含葉輪31和葉輪蓋33。

支架50可以包含：中央部分54，與界定在擴散器的中央部分中的孔44對準；以及支撐件51，形成為環形，並且具有比中央部分54的半徑大的半徑。此外，可以形成用於將中央部分54和支撐件51彼此連接的連接部分53。

另外，支撐件51可以包含在徑向方向上突出以緊固到馬達殼體10的緊固部52，從而支撐馬達20的上部。

擴散器40在其中央部分具有孔44。

此外，沿著孔44的外圓周表面設置有複數個冷卻流動路徑出口43，以界定通過其將由馬達20產生的熱量排出的流動路徑。

在一個示例中，形成圓筒部412，用於沿著擴散器40的徑向方向形成與馬達安裝部11的側壁的外徑相對應的外徑，並且沿著圓筒部412的外圓周表面形成有複數個葉片42，從而引導由葉輪31加壓的空氣流。

葉輪31安裝在擴散器40上方，在葉輪31的中央設有供軸23插入的軸孔312。葉輪31可以是對流式葉輪(diagonal flow type impeller)，其中，軸孔312界定在支撐葉輪31以確保其整體剛度的轂(hub)311中，轂311具有從旋轉中心沿徑向向下傾斜的一面，並且包含徑向葉片313。

葉輪蓋33包含界定在其上部中央部分的進氣口331，該進氣口331是空氣移動通過的通道，並且以相對於進氣口331向下傾斜的形式設置。在葉輪蓋33的下端設有蓋耦合部332。蓋耦合部332可以設置成階梯狀，並且主體耦合部15可以裝配到階梯狀的蓋耦合部332中。

圖4是根據本發明一實施例之馬達的分解立體圖。

參照圖4，本實施例的馬達包括定子和配置以相對於定子旋轉的轉子。定子可以包含：定子芯300，界定後軛；齒520，從後軛在徑向方向上延伸；線圈510；絕緣體模組100，耦合到定子芯300的上部和下部；以及分割芯500，在軸向方向上插入定子芯300中。

在本實施方式中，齒520從後軛徑向內側(內部類型)延伸。然而，本發明不必限於此。齒520可以從後軛徑向外側(外部類型)延伸。

另外，在本實施例中，描述了以下配置：採用圍繞齒520的集中繞組架構以及齒分割芯在定子芯300的軸向方向(長度方向)上插入定子芯300中。之所以採用這種結構，是因為由於馬達的最小化而使定子芯300的尺寸變小，產生空間限制，因此，難以在馬達的徑向方向上將帶齒的芯與定子的後軛耦合。

絕緣體模組100可以包含上絕緣體100U，耦合到定子芯300的頂面；以及下絕緣體100L，耦合到定子芯300的底面。

上絕緣體100U可以包含：電源端子單元110，連接到構成線圈510的複數條三相電源線中的每一條；以及上絕緣體主體150，用於將電源端子單元110與定子芯300絕緣。

根據本實施例的每個電源端子單元110包含：電源端子113，在後軛的徑向區域內從上絕緣體主體150的頂部突出，並連接至線圈510的三相電源導線511中的一條；連接端子111，連接至電源端子113並連接至三相電源導線511中的一條；以及電源連接構件112，具有連接到電源端子113的一端以及連接到連接端子111的另一端。

電源端子113可以包含：電源端子主體1132，從上絕緣體主體150向上突出；以及引導凹槽1131，界定在電源端子主體1132中，以容納和引導線圈510的三相電源導線511中的一條。

每條三相電源導線511可以裝配到引導凹槽1131中。較佳地，引導凹槽1131的寬度可以小於三相電源導線511的直徑。因此，可以將三相電源導線511壓入配合到引導凹槽1131中。

在一個示例中，引導凹槽1131的底面可具有一預定傾斜角度，以引導每條三相電源導線511。

連接端子111可以連接到該些三相電源導線中的每一條。儘管圖中未顯示，但是連接端子111連接至印刷電路板(PCB)。連接端子111可以經由電源連接構件112連接到電源端子113。

電源連接構件112將電源端子113和連接端子111彼此電性和物理地連接。電源連接構件112的頂面112u可以界定上絕緣體100U的頂面的一部分。電源連接構件112的側面112s可以界定上絕緣體100L的內圓周表面的一部分。

也就是說，電源連接構件112的頂面112u可以位於上絕緣體100L的上絕緣體主體150的頂面上。連接端子111可以從頂面112u向上延伸。電源連接構件112的側面112s可以彎曲以對應上絕緣體100U的上絕緣體主體150的圓形形狀，以界定上絕緣體100U的內圓周表面的一部分。因此，電源連接構件112可以界定上絕緣體100U的頂部。

然而，電源連接構件112的頂面112u不必界定上絕緣體100U的頂面。上絕緣體主體150可以形成在電源連接構件112的頂面112u上，使得上絕緣體主體150可以界定上絕緣體100U的頂面。在這種情況下，電源連接構件112的頂面112u可以被上絕緣體主體150圍繞。

本實施例中的上絕緣體主體150可以耦合到定子芯300的頂面，具有用於確保距定子芯300的絕緣距離的第一高度H₁，並且在徑向方向上具有一預定厚度。另外，上絕緣體主體150可以形成為與定子芯300的形狀相對應的中空圓柱形狀。

電源端子單元110可以位於上絕緣體100U中的第一高度H₁內。也就是，可以透過第一高度H₁確保電源端子單元110與定子芯300之間的絕緣距離。

定子芯300可以形成為中空的圓柱形狀，並且具有在其中界定的空間，分割芯500插入該空間中。定子芯300的內圓周表面330和外圓周表面310中的每一個可以部分地變平。

也就是說，平面310a和330a可以分別形成在定子芯300的內圓周表面330和外圓周表面310上。

由於平面310a和330a，定子芯300的徑向厚度可以減小以減小馬達的整體尺寸。此外，由於平面310a和330a，可以減小可用作抵抗流過定子芯300的磁通量的部分，以改進馬達的性能。

在一個示例中，絕緣體模組100的每一個主體的形狀可以是中空圓柱形，其對應於定子芯300的形狀。平面150a可以形成在上絕緣體主體150的外圓周表面和內圓周表面分別與平面310a和330a接觸的部分處。

在一個示例中，上絕緣體100U和下絕緣體100L的每個絕緣體主體150和155的形狀可以是中空圓柱形狀，其對應於定子芯300的形狀。平面150a可以形成在上絕緣體主體150的外圓周表面和內圓周表面分別與平面310a和330a接觸的部分處。平面155a可以形成在下絕緣體主體155的外圓周表面和內圓周表面分別與平面310a和330a接觸的部分處。

另外，至少一個凹槽331可以沿著內圓周表面330的圓周界定在定子芯300的內圓周表面330的一部分中。分割芯500的齒520可以在軸向方向(定子芯的縱向方向)上與凹槽331接合。

在一個示例中，上絕緣體主體150可以包含突起153。在本實施例中，突起153可以從絕緣體徑向內側突出。

上絕緣體主體150形成為中空圓筒狀。因此，該徑向內側方向是指上絕緣體主體150的內表面的弧的徑向內側的方向。如本文所使用的，該徑向內側方向可以指後軛的徑向內側方向。

在一個示例中，下絕緣體100L耦合至定子芯300的底面。下絕緣體100L可以包含連接至線圈510的中性電源線的中性端子單元130，並且可以包含圍繞中性端子單元130的外圓周表面的至少一部分的下絕緣體主體155和157。

中性端子單元130可以包含：中性端子，連接至線圈510的中性點導線；以及中性連接構件132，用於將中性端子131彼此連接。

下絕緣體主體可以包含：圍繞中性端子131並具有中空形狀的第一下絕緣主體157；以及圍繞中性連接構件132的外圓周表面的第二下絕緣主體155。

中性連接構件132可以彎曲成與第二下絕緣體主體155的形狀相對應的形狀，從而形成下絕緣體100L的內部。

中性端子131的每一個可以從中性連接構件132在後軛的徑向內側延伸。中性端子131可以從中性連接構件132在軸向方向上部分地延伸，然後彎曲以從後軛徑向內側延伸。出於以下原因可以提出該配置。在本實施例中，下絕緣體主體155和157僅圍繞中性端子單元130的外圓周表面的一部分，因此，中性端子131暴露於外部。因此，該構造是為了確保中性端子131與分割芯500和定子芯300之間的絕緣距離。

也就是說，從結構上確保絕緣距離可以減少用於絕緣的構件的數量。在經由埋入射出成型製造第一下絕緣體主體157和中性端子單元131之後，可以將第一下絕緣體主體157和中性端子單元131的組合安裝並固定到第二下絕緣體主體155。

在一個示例中，第一下絕緣體主體157可以具有在其中界定的引導孔1571，用於引導中性點導線513的插入。可以在中性端子單元130中之與引導孔1571相對應的位置處形成孔，使得中性點導線513可以穿過引導孔1571，然後連接至中性端子單元130。

圖5A和圖5B是下絕緣體的示例的立體圖。

圖5A是示出具有上述環形的第一下絕緣體主體157和第二下絕緣體主體155的視圖。省略與以上描述相同的內容。

第二下絕緣體主體155可以具有第二高度H₂，而第一下絕緣體主體157可以具有第三高度H₃。

每個高度的尺寸可以設定為確保中性端子單元130的絕緣距離。第二高度H₂可以包含中性連接構件132的高度，並且第三高度H₃的尺寸可以設定為使得第一下絕緣體主體157圍繞中性端子131的連接到中性點導線513的一部分。

圖5B是根據本發明另一實施例之下絕緣體的立體圖。

參照圖5B，在另一實施例中，下絕緣體100L可以與定子芯300的底面連接，且具有確保與定子芯300的絕緣距離的高度H₂，並具有在徑向方向上的一預定厚度。

另外，下絕緣體100L可以形成為與定子芯300的形狀相對應的中空圓柱形狀。平面255a可以形成在下絕緣體主體255的外表面上。

每個中性端子231可以形成為鉤形，並且可以包含：延伸部2311，從中性連接構件232向下絕緣體100L的內部突出；以及鉤2313，從延伸部2311的一端朝向下絕緣體主體255的內圓周表面彎曲。

然而，中性端子231的形狀不限於僅包含有延伸部2311和鉤2313的結構。這裡可以包含其各種形狀，使得中性端子231形成在下絕緣體主體255的內部並連接到每條中性點導線513。

因此，下絕緣體100L可以形成為中性端子單元230和下絕緣體主體255的組合。下絕緣體主體255界定了下絕緣體100L的最下層和最上層。中性端子單元230可以界定下絕緣體100L的中間層。在一個示例中，由於在中間層中界定了安置中性端子單元230的容納槽，所以中間層中除中性端子單元230之外的其餘部分可以由下絕緣體主體255界定。

下絕緣體100L可以以埋入射出成型的方式生產，或者可以藉由堆疊分別形成下絕緣體100L的層的構件來生產。

圖6是圖4之下絕緣體的分解圖。圖7是示出分割芯的剖面圖。

在圖7中，分割芯500可以包含絕緣體530，圍繞齒520並使線圈510與齒520絕緣。絕緣體530圍繞齒520的主體523和極屐(pole shoe)525的外表面，並界定纏繞線圈510的部分。

參照圖6和圖7，本實施例中的絕緣體530可以包含：線圈纏繞部分534，圍繞齒520的外圓周表面；以及兩個側壁533和535，從線圈纏繞部分534的兩端延伸以形成其中容納線圈510的空間。兩個側壁533和535中的每一個可以包含耦合部分536。

絕緣體530可以包含：第一絕緣體531，圍繞齒520的外圓周表面的上部；以及第二絕緣體532，連接到第一絕緣體531，並圍繞齒520的下部。

換句話說，在該實施例中，絕緣體是分割型絕緣體。上絕緣體圍繞齒的上部，同時下絕緣體圍繞齒的下部。然而，本發明不必限於此實施例。可以採用用於使用耦合部分耦合分開的絕緣體的各種實施例，其中根據馬達的最小化，絕緣體的總厚度可以更小，並且耦合部分設置在絕緣體的最大厚度部分，以防止在線圈纏繞期間絕緣體的形狀變化。例如，絕緣體可以在齒的水平方向上分割。

在本實施例中，絕緣體的最大厚度可以形成在兩個側壁的外側壁535上。也就是，兩個側壁中的每一個可以具有一預定厚度T。耦合部分536設置在厚度T內。厚度T可以沿著定子芯300的徑向方向延伸。

詳細地說，兩個側壁可以包含：內側壁533，用於使線圈510與轉子之間絕緣；以及外側壁535，設置在線圈與定子芯300的內圓周表面330之間，以使定子芯300與線圈510之間絕緣。耦合部分536可以形成在外側壁535的截面中。

齒520可以包含：突起521，與定子芯300的凹槽331耦合；主體523，從突起521在後軛的徑向方向上延伸；以及極屐525，從主體523分支以形成磁路。

極屐525從主體523分支，並且沿著定子芯300內部的虛擬圓周表面具有彎曲的內表面。此外，中性點導線513中的每一條可以在定子芯300的內圓周表面330與虛擬圓周表面之間的位置處連接至端子，以確保絕緣性能。

絕緣體530被配置以圍繞齒520的外圓周表面，齒520的外圓周表面設置在定子芯300的內圓周表面與由極屐525形成的假想圓周表面之間。

因此，線圈纏繞部分534可以圍繞齒520的外圓周表面。內側壁533從線圈纏繞部分534延伸並且位於轉子與線圈之間。外側壁535從線圈纏繞部分534延伸並且位於定子芯300的內圓周表面330與線圈之間。

絕緣體530可以具有外側壁535的厚度T作為絕緣體530的最大厚度。這是因為纏繞線圈510的線圈纏繞部分534應當具有最小的厚度，以增加線圈的匝數。

考慮到極屐525與轉子和線圈的纏繞部分之間的間隙，內側壁533可以最佳地具有最小的厚度。

詳細地說，內側壁535的厚度可以界定在定子芯300的徑向方向上。但是，由於必須確保轉子與極屐之間的間隙，因此，在減小線圈的纏繞面積的同時，應當減小內側壁535的厚度。也就是，內側壁533可以位於轉子與線圈之間，並且可以形成為最小厚度，以防止在線圈纏繞期間絕緣體的形狀改變。

因此，絕緣體530的最大厚度界定在外側壁535處。當突起521裝配到定子芯的凹槽331中時，外側壁535可以與定子芯300的內圓周表面330接觸。因此，外側壁535可以接收並克服當驅動馬達時可以沿圓周方向施加到齒520的外力。另外，外側壁535可以確保絕緣體530的剛性，以防止在線圈510的纏繞期間絕緣體530的形狀改變。

耦合部分536可以形成在外側壁535的厚度T內，以確保分開的上絕緣體與下絕緣體之間的耦合力。

第一絕緣體531可以包含線圈纏繞部分534u和從線圈纏繞部分534u的兩側延伸的兩個側壁533u和535u。兩個側壁可以包含內側壁533u和外側壁535u。

兩個側壁533u和535u可以用作上述絕緣體530的兩個側壁的一部分，以覆蓋齒的外圓周表面的一部分。

外側壁535U可以具有彎曲的凹槽5313。線圈510的三相電源導線511的每一條可以容納在凹槽5313中並且可以被拉出。

外側壁535U位於齒520的上部與定子芯300之間。如上所述，凹槽5313可以界定在外側壁535U的頂部中，使得三相電源導線511的每一條可以連接至上絕緣體100U。

也就是說，三相電源導線511的每一條可以在定子芯300的徑向方向上拉出並容納在凹槽5313中，然後可以連接到上絕緣體100U中的電源端子113。

中性點導線513可以向下延伸，也就是，在與三相電源導線511的拉出方向不同的方向上拉出，然後可以連接到中性端子131。在本實施例中，線513可以從齒520向下拉出。

三相電源導線511可以從齒水平地拉出，即，在定子芯的徑向方向上拉出。因此，可以將三相電源導線511從齒水平地拉出，即，在定子芯的徑向方向上拉出，然後向上拉出，然後連接到上絕緣體100U中的端子。該徑向方向可以是垂直於馬達的旋轉軸的延伸方向。

中性點導線513可以從齒520向下拉出。相反地，可以將三相電源導線511從齒向上拉出。

也就是說，三相電源導線511可以連接到定子芯300上方的端子，同時中性點導線513可以連接到定子芯300下方的端子。

在一個示例中，第一絕緣體531可以包含階梯部分5311。階梯部分5311可以形成為第一絕緣體531的底部，並可以與第二絕緣體532接觸。

下文將描述的延伸壁5321可以安置在階梯部分5311上。當延伸壁5321與階梯部分5311配合時，延伸壁5321可以形成絕緣體530的內表面5301。

第二絕緣體532可以包含線圈纏繞部分534L以及從線圈纏繞部分534L的兩側延伸的兩個側壁533L和535L。兩個側壁可以包含內側壁533L和外側壁535L。

第二絕緣體的兩個側壁533L和535L可以連接到兩個側壁533u和535u，以形成絕緣體530的兩個側壁。

第二絕緣體532包含作為第二絕緣體532的頂部的延伸壁5321。延伸壁5321可以形成絕緣體530的內表面。

延伸壁5321可以與階梯部分5311重疊。線圈纏繞部分534L的厚度可以等於彼此配合的延伸壁5321和階梯部分5311的厚度的總和。

也就是說，當延伸壁5321與階梯部分5311彼此重疊時，延伸壁5321界定絕緣體530的內表面，同時階梯部分5311可以界定絕緣體530的外表面。

當延伸壁5321與階梯部分5311彼此配合時，可以實現以下效果。當由於馬達的驅動使耦合部分536的耦合力減弱，從而在第一絕緣體與第二絕緣體之間形成間隙時，延伸壁5321與階梯部分5311的組合可阻止齒與線圈之間的電性連通。這可以確保齒與線圈之間的絕緣距離或強度。

在一個示例中，耦合部分536可以設置在第一絕緣體531和第二絕緣體532中的每一個的外側壁的厚度T中。第一絕緣體531可以具有作為耦合部分的突起5361。第二絕緣體532可以具有凹槽5363，突起5361裝配到該凹槽5363中。在另一個示例中，耦合部分536可以界定在厚度T內，並且耦合部分536應當形成在階梯部分5311與延伸壁5321彼此裝配的區域的外部。

在本實施例中，耦合部可以包括凹槽5363和突起5361。然而，本發明不必限於此。耦合部分536可以形成為厚度T，並且包含用於將分開的兩個以上的絕緣體531和532彼此結合的各種形狀的結構。

因此，當設置耦合部分536時，兩個以上的絕緣體部分可以更牢固地耦合到齒520，從而提高耦合力。形成在形成絕緣體530的最大厚度的外壁中的耦合部分536可以藉由減小絕緣體530的整體厚度來實現馬達的最小化和輕量化。

圖7是示出分割芯的剖面圖。

參照圖7，本實施例中的分割芯500是齒分割芯。此外，分割芯500可以沿著垂直於定子芯300的徑向方向的軸向方向插入到定子芯300中。

芯500可以包含絕緣體530，該絕緣體530圍繞齒520並且使線圈510與齒520絕緣。絕緣體530圍繞齒520的主體523和極屐(pole shoe)525的外表面，並界定纏繞線圈510的部分。

如上所述，線圈510可以以集中繞組的方式纏繞在齒520上。此外，三相電源導線511可以從分割芯500向上拉出。此外，中性點導線513可以從分割芯500向下拉出。

本實施方式的馬達具有以下結構：分割芯500從定子芯300下方的位置沿著軸向方向插入定子芯300中，並且上絕緣體100U在軸向方向上與定子芯300的頂面接觸，下絕緣體100L沿著軸向方向與定子芯300的底面接觸。因此，三相電源導線511應該連接到上絕緣體100U的頂面上的端子，同時中性點導線513應該連接到下絕緣體100L的端子。因此，來自線圈510的導線可以較佳地在不同方向上，即，從分割芯500向上和向下拉出。

此外，導線可以在後軛的徑向距離內分別連接到絕緣體模組100上的端子。

在一個示例中，當線圈510沿著第一方向D₁纏繞時，線圈510從齒520徑向內側纏繞。纏繞可以從齒520向下沿順時針或逆時針方向開始。然後，線圈510可以從齒520向上纏繞，然後連接到端子。

當線圈510在第二方向D₂上纏繞時，線圈510從齒520徑向外側纏繞。纏繞可以從齒520向下沿順時針或逆時針方向開始。然後，線圈510可以從齒520向上纏繞，然後連接到端子。

齒520的頂部可以指的是靠近上絕緣體100U的部分，並且齒520的底部可以指的是與頂部相對的部分。

因此，即使當線圈510沿著第一方向D1和第二方向D₂中的一個方向纏繞時，三相電源導線511也可以在後軛的徑向區域中從齒520向上拉出，同時中性點導線513可以在後軛的徑向區域中從齒520向下拉出。

另外，較佳地，從靠近極屐525的位置拉出三相電源導線511中的每一條。因此，因為電源端子113設置在上絕緣體100U的突起153的頂面上，藉由將三相電源導線511中的每一條直接插入到引導孔中而無需彎曲三相電源導線511中的每一條，可以容易地將三相電源導線511中的每一條連接到電源端子113。

中性端子131可以設置在下絕緣體主體155的內表面上，使得中性點導線513可以在後軛的徑向區域中，即，在定子芯300的徑向區域中。

儘管已經參考本發明的較佳實施例描述本發明，但是所屬技術領域中具有通常知識者可以理解的是，在不脫離如以下請求項中所描述的本發明的精神和範疇的情況下，可以對本發明進行各種修改和改變。

本申請主張於2019年7月25日提交的韓國專利申請第10-2019-0090073號的權益，其通過引用合併於此，如同在此完全闡述一樣。