TWM519350U - 定子模組 - Google Patents

Description

定子模組

本創作是有關一種定子模組，且特別是有關於一種使用單齒式金屬芯體的定子模組。

習用的馬達包含有定子模組及相互搭配的轉子模組，上述定子模組的鐵芯構造又涵蓋兩種類型，其中之一為數個圓形片體所堆疊而成的鐵芯構造，其中另一為數個單齒式鐵芯所環接組裝形成的鐵芯構造。由於上述圓形片體所堆疊而成的鐵芯構造之繞線佔積率較低，因而許多廠商改採用繞線佔積率較高的單齒式鐵芯所組裝形成之鐵芯構造。

然而，所述習用單齒式之鐵芯構造因其外型鬆散，故需使用金屬外框來框住各個單齒式鐵芯。但透過金屬外框來固定各個單齒式鐵芯時，鐵芯構造將產生一定的厚度需求且長度會增加，而金屬外框的內徑加工則需較為精密，進而導致費用提高。因此，如何在無金屬外框的情況下，讓各個單齒式鐵芯快速結合，且不致於影響鐵芯構造的功能及特性，此為本領域技術人員所欲克服的目標之一。

於是，本創作人有感上述缺失之可改善，乃特潛心研究並配合學理之運用，終於提出一種設計合理且有效改善上述缺失之本創作。

本創作實施例在於提供一種定子模組，其能有效地改善習用單齒式之鐵芯構造所產生之缺失。

本創作實施例提供一種定子模組，包括：數個定子單元，其各包含有一長型的金屬芯體及包覆於該金屬芯體的一絕緣體，而每個絕緣體形成有一環狀的繞線槽；該些定子單元沿一中心線排列成圓環狀，並且每個金屬芯體的長度方向大致平行於該中心線；數個線圈單元，其分別對應地設置於該些定子單元上，每個線圈單元具有一金屬導線及包覆於該金屬導線外的一自融線管；於每個線圈單元中，該自融線管及其內的金屬導線設於相對應之該定子單元的繞線槽，並且每個線圈單元的自融線管融接為一體，而使該自融線管一體完整地包覆該金屬導線；一電路板，其設置於該些定子單元的一側，並且該些線圈單元的金屬導線皆電性連接於該電路板；以及一塑膠框體，其包覆該些定子單元、該些線圈單元、及該電路板，以使該些定子單元、該些線圈單元、及該電路板的相對位置被固定。

較佳地，每個金屬芯體之垂直該中心線的截面大致呈工字型，並且每個金屬芯體具有一外端部、一內端部、及相連於該外端部與該內端部的一連接部；於每個定子單元中，該絕緣體包覆於該連接部及其相鄰接的部分外端部與部分內端部，以形成該繞線槽。該定子模組進一步包括有一金屬環，並且該金屬環套設且抵接於該些定子單元的金屬芯體外端部，以使該些定子單元的金.屬芯體相互電性導通且保持彼此該些定子單元的相對位置。其中，該金屬環進一步限定為一定力彈簧，並且該金屬環以一預設彈性力向內壓迫抵接於該些定子單元的金屬芯體外端部。

綜上所述，本創作實施例所提供的定子模組，其在維持既定之功能與特性的前提下，透過採用塑膠框體以解決習用金屬外框所可能帶來的缺失。亦即，採用塑膠框體的定子模組之厚度與長度較小，並能有效降低生產費用。再者，所述定子模組的每個線圈單元透過將其自融線管融接為一體而完整地包覆金屬導線，藉以克服上述因塑膠框體之注塑成形過程中所可能導致的金屬導線 易脫離或斷裂之問題。

為能更進一步瞭解本創作之特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作的權利範圍作任何的限制。

100‧‧‧定子模組

1‧‧‧定子單元

11‧‧‧金屬芯體(如：鐵芯)

111‧‧‧外端部

1111‧‧‧凸條

1112‧‧‧溝槽

112‧‧‧內端部

113‧‧‧連接部

12‧‧‧絕緣體

121‧‧‧繞線槽

122‧‧‧凸塊

123‧‧‧擋止塊

2‧‧‧線圈單元

21‧‧‧金屬導線

22‧‧‧自融線管

3‧‧‧電路板

31‧‧‧凹槽

4‧‧‧電連接器

41‧‧‧插接口

5‧‧‧塑膠框體

51‧‧‧貫孔

52‧‧‧穿孔

53‧‧‧缺角

6‧‧‧金屬環(如：定力彈簧)

7‧‧‧焊點

C‧‧‧中心線

L‧‧‧長度方向

圖1為本創作定子模組的立體示意圖。

圖2A為本創作定子模組省略塑膠框體後的立體示意圖。

圖2B為本創作定子模組省略塑膠框體後的另一實施態樣之立體示意圖。

圖2C為本創作定子模組省略塑膠框體後的又一實施態樣之立體示意圖(三)。

圖3A為本創作定子模組之定子單元的立體示意圖。

圖3B為圖3A另一視角的立體示意圖。

圖4A為本創作定子單元與相對應之線圈單元的立體示意圖。

圖4B為圖4A另一視角的立體示意圖。

圖5A為圖1沿X-X剖線的剖視示意圖。

圖5B為圖5A的局部放大示意圖。

圖5C為圖1沿X-X剖線的另一實施態樣之剖視示意圖。

請參閱圖1至圖5C，其為本創作的一實施例，需先說明的是，本實施例對應圖式所提及之相關元件之數量與外型，僅用以具體地說明本創作的實施方式，以便於了解其內容，而非用以侷限本創作的權利範圍。

如圖1和圖2A所示，本實施例為一種定子模組100，包括數個定子單元1、分別對應地設置於上述定子單元1上的數個線圈單元2、設置於上述定子單元1一側(如圖2A中的定子單元1頂側) 的一電路板3、電性連接於上述電路板3的一電連接器4、及包覆所述定子單元1、線圈單元2、電路板3、及電連接器4的一塑膠框體5。以下將分別就定子模組100的各個部件作一說明，而後再適時介紹各個部件之間的連接關係。

所述定子單元1沿一中心線C排列成圓環狀，並且該些定子單元1大致對稱於上述中心線C。各個定子單元1各包含有一長型的金屬芯體11(如：單齒鐵芯)及包覆於上述金屬芯體11的一絕緣體12。其中，由於各個定子單元1的構造大致相同，因而為便於說明定子單元1的構造，以下僅就單個定子單元1的構造來作介紹。

請參閱圖3A、圖3B、及圖5A所示，金屬芯體11的長度方向L大致平行於中心線C，並且金屬芯體11之垂直中心線C的截面大致呈工字型(如圖5A)。其中，所述金屬芯體11具有一長型的外端部111、一長型的內端部112、及相連於外端部111中央部位與內端部112中央部位的一長型連接部113。上述外端部111、內端部112、及連接部113各自對應於中心線C的長度大致相同，並且外端部111的寬度大於內端部112的寬度，而內端部112的寬度大於連接部113的寬度。

再者，所述金屬芯體11外端部111與內端部112彼此遠離的表面(如圖3A中的外端部111左側表面及圖3B中的內端部112右側表面)大致呈圓弧面，並且外端部111的相反兩側緣處分別形成有一凸條1111與幾何上能嵌合於上述凸條1111的一溝槽1112。其中，任兩相鄰的金屬芯體11之外端部111透過其中一外端部111的凸條1111嵌合於其中另一外端部111的溝槽1112，以使該些金屬芯體11的外端部111彼此相接且其外表面共同呈現圓環狀(如圖5A)。

所述絕緣體12包覆於金屬芯體11之連接部113及其相鄰接 的部分外端部111與部分內端部112，以形成有一環狀的繞線槽121。其中，上述絕緣體12的繞線槽121外型大致對應於金屬芯體11的連接部113，進一步說，包覆於連接部113的絕緣體12部位構成上述繞線槽121之槽底，而包覆於外端部111與內端部112的絕緣體12部位即構成上述繞線槽121之側壁。

再者，所述絕緣體12對應於上述長度方向L的兩端處(如圖3A中的絕緣體12頂端部位與底端部位)各設有一凸塊122及一擋止塊123，並且上述凸塊122與擋止塊123位於繞線槽121沿長度方向L所延伸的區塊之外，藉以避免線圈單元2於繞線槽121上進行繞線作業時產生不必要的干擾。

此外，所述絕緣體12與金屬芯體11的結合方式於本實施例中是透過射包方式將絕緣體12包覆於金屬芯體11的外表面，但於實際應用時，並不以此為限。舉例來說，絕緣體也可以是預先成型為具有固定尺寸的數個構件(圖略)，以利於預先成型的絕緣體透過組裝方式套設在金屬芯體。

需先說明的是，由於各個線圈單元2的構造大致相同，因而為便於說明線圈單元2的構造，以下僅就單個線圈單元2及其所對應的定子單元1構造來作介紹。

請參閱圖4A至圖5B所示，每個線圈單元2具有金屬導線21(如：銅線)及包覆於金屬導線21外的一自融線管22。上述自融線管22及其內的金屬導線21設於相對應之定子單元1的繞線槽121，並且所述自融線管22融接為一體，而使其一體完整地包覆金屬導線21。進一步地說，初始的金屬導線21及自融線管(圖略)呈長條線狀，且上述初始之金屬導線21及自融線管捲繞於相對應之繞線槽121，其後，上述已捲繞於繞線槽121的自融線管經融溶(如：加入酒精以與自融線管產生融溶作用)而融接為一體。亦即，本實施例的自融線管22是指已融接為一體而未有線狀構造呈現的 態樣。

因此，本實施例所指之自融線管22大致無間隙地貼附於其所容置的繞線槽121之槽底，此與習知繞線後的導線之絕緣管體會與繞線槽槽底產生間隙(圖略)有所不同。據此，本創作實施例的線圈單元2透過自融線管22融接為一體而完整地包覆金屬導線21，以使金屬導線21更為穩固地設置於繞線槽121內，並且更能有效地保護金屬導線21，而使金屬導線21不易斷裂。

如圖2A，所述電路板3呈圓環狀且其周緣沿其徑向方向凹設有數個間隔排列的凹槽31，上述各個凹槽31大致為能與凸塊相互嵌合之構造。其中，所述電路板3設置於該些定子單元1的一側，並且該些定子單元1的絕緣體12凸塊122分別穿設固定於電路板3的該些凹槽31中，而電路板3的底面則抵接於該些定子單元1的絕緣體12擋止塊123。再者，該些線圈單元2的金屬導線21皆電性連接於電路板3。所述電連接器4電性連接於電路板3，以經由電路板3電性連接於該些線圈單元2的金屬導線21。

如圖1、圖5A、及圖5B，所述塑膠框體5的材質較佳為具備導熱特性的熱塑性或熱固性塑膠，但不受限於此。所述塑膠框體5包覆所述定子單元1、線圈單元2、電路板3、及部分的電連接器4，以使所述定子單元1、線圈單元2、電路板3、及電連接器4的相對位置被固定。其中，所述塑膠框體5於本實施例中大致呈長方柱體，並且塑膠框體5沿中心線C形成有一貫孔51，以供一轉子模組(圖略)可轉動地設置於其內。所述塑膠框體5在位於對角的兩角落處(如圖5A中的塑膠框體5左下角落與右上角落)各沿平行中心線C之方向形成有一穿孔52，而塑膠框體5在位於對角的另外兩角落處(如圖5A中的塑膠框體5左上角落與右下角落)各沿平行中心線C之方向凹設形成有1/4圓弧狀的一缺角53。

進一步地說，所述定子單元1、線圈單元2、及電路板埋置於塑膠框體5內，並且塑膠框體5與該些線圈單元2的自融線管22彼此無間隙地連接，而塑膠框體5僅於貫孔51暴露出該些定子單元1的金屬芯體11內端部112之內表面。再者，所述電連接器4部分埋置於塑膠框體內，而電連接器4的一插接口41裸露於塑膠框體5之外。

需注意的是，本創作實施例是透過注塑形成的塑膠框體5改善習知採用金屬外框之技術手段，以解決習用金屬外框所可能帶來的缺失。但，以塑膠框體5改善習知所採用的金屬外框時，還須克服因塑膠框體5之注塑成形過程中所可能導致的金屬導線21易脫離或斷裂之問題。因此，本創作實施例是以每個線圈單元2的自融線管22融接為一體，並一體完整地包覆金屬導線21，藉以克服上述因塑膠框體5之注塑成形過程中所可能導致的金屬導線21易脫離或斷裂之問題。

更進一步地說，為使該些定子單元1在注塑成形塑膠框體5的過程中更為穩固，本創作實施例的定子模組100可進一步包括有一金屬環6(如圖2B和圖5C所示)，並且所述金屬環6於本實施例中是以一定力彈簧6為例進行說明，但不以此為限。其中，所述金屬環6套設且抵接於該些定子單元1的金屬芯體11外端部111，並且金屬環6於本實施例中是以一預設彈性力向內壓迫抵接於該些定子單元1的金屬芯體11外端部111。因此，該些定子單元1的金屬芯體11在注塑成形塑膠框體5的過程中，金屬環6一同被包覆於塑膠框體5內，藉以透過金屬環6而保持該些金屬芯體11的相互電性導通及保持該些定子單元1的相對位置。

此外，為使該些定子單元1在注塑成形塑膠框體5的過程中更為穩固，本創作實施例的定子模組100亦可進一步包括有數個焊點7(如圖2C所示)。其中，所述焊點7分別設於任兩相鄰的金 屬芯體11之外端部111之間，以令任兩相鄰的金屬芯體11彼此焊接固定。因此，該些定子單元1的金屬芯體11在注塑成形塑膠框體5的過程中，所述焊點7一同被包覆於塑膠框體5內，藉以透過焊點7而保持該些金屬芯體11的相互電性導通及保持該些定子單元1的相對位置。

[本創作實施例的可能效果]

綜上所述，本創作實施例所提供的定子模組，其在維持既定之功能與特性的前提下，透過採用塑膠框體以解決習用金屬外框所可能帶來的缺失。亦即，採用塑膠框體的定子模組之厚度與長度較小，並能有效降低生產費用。再者，所述定子模組的每個線圈單元透過將其自融線管融接為一體而完整地包覆金屬導線，藉以克服上述因塑膠框體之注塑成形過程中所可能導致的金屬導線易脫離或斷裂之問題。

另，本創作實施例所提供的定子模組，其能透過金屬環(如：定力彈簧)或是焊點連接之構造，以固定該些定子單元的金屬芯體，進而保持該些金屬芯體的相互電性導通及保持該些定子單元的相對位置。

此外，所述定子模組的塑膠框體材質可採用具備導熱特性的熱塑性或熱固性塑膠，藉以透過塑膠框體無間隙地接觸於所有定子單元與線圈單元之構造，達到經由塑膠框體協助進行散熱之效果，進而改善定子模組的溫昇問題。

以上所述僅為本創作之較佳可行實施例，其並非用以侷限本創作之專利範圍，凡依本創作申請專利範圍所做之均等變化與修 飾，皆應屬本創作之涵蓋範圍。

11‧‧‧金屬芯體(如：鐵芯)

111‧‧‧外端部

112‧‧‧內端部

113‧‧‧連接部

12‧‧‧絕緣體

121‧‧‧繞線槽

2‧‧‧線圈單元

21‧‧‧金屬導線

22‧‧‧自融線管

5‧‧‧塑膠框體

51‧‧‧貫孔

Claims (10)

1. 一種定子模組，包括：數個定子單元，其各包含有一長型的金屬芯體及包覆於該金屬芯體的一絕緣體，而每個絕緣體形成有一環狀的繞線槽；該些定子單元沿一中心線排列成圓環狀，並且每個金屬芯體的長度方向大致平行於該中心線；數個線圈單元，其分別對應地設置於該些定子單元上，每個線圈單元具有一金屬導線及包覆於該金屬導線外的一自融線管；於每個線圈單元中，該自融線管及其內的金屬導線設於相對應之該定子單元的繞線槽，並且每個線圈單元的自融線管融接為一體，而使該自融線管一體完整地包覆該金屬導線；一電路板，其設置於該些定子單元的一側，並且該些線圈單元的金屬導線皆電性連接於該電路板；以及一塑膠框體，其包覆該些定子單元、該些線圈單元、及該電路板，以使該些定子單元、該些線圈單元、及該電路板的相對位置被固定。
2. 如請求項1所述之定子模組，其中，每個金屬芯體之垂直該中心線的截面大致呈工字型，並且每個金屬芯體具有一外端部、一內端部、及相連於該外端部與該內端部的一連接部；於每個定子單元中，該絕緣體包覆於該連接部及其相鄰接的部分外端部與部分內端部，以形成該繞線槽。
3. 如請求項2所述之定子模組，其進一步包括有一金屬環，並且該金屬環套設且抵接於該些定子單元的金屬芯體外端部，以使該些定子單元的金屬芯體相互電性導通且保持彼此該些定子單元的相對位置。
4. 如請求項3所述之定子模組，其中，該金屬環進一步限定為一定力彈簧，並且該金屬環以一預設彈性力向內壓迫抵接於該些 定子單元的金屬芯體外端部。
5. 如請求項2所述之定子模組，其進一步包括有數個焊點，並且該些焊點分別設於任兩相鄰的金屬芯體之外端部之間，以使任兩相鄰的金屬芯體彼此焊接固定，並使該些定子單元的金屬芯體相互電性導通且保持彼此該些定子單元的相對位置。
6. 如請求項1所述之定子模組，其中，每個線圈單元的的自融管線大致無間隙地貼附於其所容置的該繞線槽之槽底，並且該塑膠框體與該些線圈單元的自融管線彼此無間隙地連接。
7. 如請求項1所述之定子模組，其中，該塑膠框體沿該中心線形成有一貫孔，以供一轉子模組可轉動地設置於其內；該些定子單元、該些線圈單元、及該電路板埋置於該塑膠框體內，並且該塑膠框體僅於該貫孔暴露出該些定子單元的金屬芯體內端部之內表面。
8. 如請求項1所述之定子模組，其中，任兩相鄰的金屬芯體之外端部彼此相嵌，以使該些金屬芯體的外端部之外表面共同呈現圓環狀；於每個定子單元中，該絕緣體對應於該金屬芯體之長度方向的一端處設有一凸塊；該電路板呈圓環狀且其周緣凹設有數個間隔排列的凹槽，並且該些定子單元的絕緣體凸塊分別穿設固定於該電路板的該些凹槽中。
9. 如請求項1所述之定子模組，其進一步包括一電連接器，該電連接器電性連接於該電路板，以經由該電路板電性連接於該些線圈單元，並且該電連接器部分埋置於該塑膠框體內，而該電連接器的一插接口裸露於該塑膠框體之外。
10. 如請求項1所述之定子模組，其中，該塑膠框體具備導熱功能且大致呈長方柱體，並且該塑膠框體在位於對角的兩角落處各沿平行該中心線之方向形成有一穿孔，而該塑膠框體在位於對角的另外兩角落處各沿平行該中心線之方向凹設形成有一缺角。