TWM582718U - Single wire wrapped brushless motor stator - Google Patents

Abstract

一種單線環繞之無刷馬達定子，包含：一鐵芯本體；一線圈架，設置於該鐵芯本體的其中一開口端上，且該線圈架包含一基板及複數凸塊，該複數凸塊設置於該基板的一上表面；複數磁極柱，設置於該鐵芯本體的一內環面上；一電磁線圈，能一線纏繞於該基板、該複數凸塊及該複數磁極柱上，其中該電磁線圈於凸塊之間的三個空槽中分別形成一第一線段、一第二線段及一第三線段，分別對應接觸馬達之U端、V端、W端，以減少焊接於一接線板的點焊次數。

Description

單線環繞之無刷馬達定子

一種無刷馬達定子，尤其是指一種單線環繞之無刷馬達定子。

一般的無刷馬達定子包含一定子鐵芯及複數電磁線圈，該定子鐵芯的內環面設有六組電磁柱，該定子鐵芯的其中一開口上設有一線圈架。該複數電磁線圈朝纏繞於該六組電磁柱及該線圈架上。

在製作一般的無刷馬達定子的過程中，皆是將該複數電磁線圈依序纏繞於該六組電磁柱及該線圈架上的複數凸塊上，並使該複數電磁線圈於各凸塊之間分別形成U相、V相、W相等三個電源線端。

在進行上述製程時，為了使U相、V相、W相等三個電源線端與對應的外接端子碰觸短路，以及讓各電磁線圈通電，必須將各電磁線圈分別纏繞在對應的該電磁柱上，且由於各電磁線圈係由一電磁金屬線纏繞而成，每條電磁金屬線具有兩端點，須將每條電磁金屬線的兩端點分別點焊於一接線板上，再由外接電源對接線板上的線路通電，使馬達定子通電後驅動轉子轉動。

但由於每條電磁金屬線的兩端點皆需要通電，使各電磁線圈的兩端點必須點焊於該接線板上，透過該接線板傳遞電力，將各端點一一與該接線板焊接相當地費工費時，也容易產生焊接上的錯誤。

為減少製作無刷馬達定子的工時及工序，本新型提出一種單線環繞之無刷馬達定子，將單一條電磁線圈纏繞於定子鐵芯上，並將形成三端電源線之三段電磁線圈線段分別一線拉出，減少與該接線板點焊的次數。

為達成上述目的，本新型所提供單線環繞之無刷馬達定子包含： 一定子鐵芯，包含： 一鐵芯本體，具有相對的兩開口端及相對的一外環面及一內環面； 一線圈架，設置於該鐵芯本體的其中一開口端上，且該線圈架包含一基板及複數凸塊，該複數凸塊設置於該基板的一上表面，各凸塊之間形成複數空槽； 複數磁極柱，設置於該鐵芯本體的該內環面上； 一電磁線圈，一線纏繞於該基板、該複數凸塊及該複數磁極柱上，且由其中三空槽分別向該外環面方向延伸形成三條線段，該三條線段分別為U端、V端、W端的馬達輸出線。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，其中更包含一共點焊片，該共點焊片設置於其中一空槽中，其中該電磁線圈一線纏繞於該基板、該複數凸塊、該複數磁極柱並繞經且接觸該共點焊片。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，該複數凸塊包含一第一凸塊、一第二凸塊、一第三凸塊、一第四凸塊、一第五凸塊、一第六凸塊、一第七凸塊及一第八凸塊；該第一凸塊、該第二凸塊、該第三凸塊、該第四凸塊、該第五凸塊、該第六凸塊、該第七凸塊及該第八凸塊以逆時針的方式依序間隔設置於該基板上，使該第一凸塊與該第二凸塊之間形成一第一空槽，該第二凸塊與該第三凸塊之間形成一第二空槽，該第三凸塊與該第四凸塊之間形成一第三空槽。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，其中該第一凸塊與該第二凸塊之間形成一第一空槽，該第二凸塊與該第三凸塊之間形成一第二空槽，該第三凸塊與該第四凸塊之間形成一第三空槽，該第六凸塊與該第七凸塊之間形成一第四空槽，該第七凸塊與該第八凸塊之間形成一第五空槽。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，該複數磁極柱包含一第一磁極柱、一第二磁極柱、一第三磁極柱、一第四磁極柱、一第五磁極柱及一第六磁極柱，該第一磁極柱、該第二磁極柱、該第三磁極柱、該第四磁極柱、該第五磁極柱及該第六磁極柱平均間隔設置於該鐵芯本體的該內環面。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，該共點焊片設置於該第四空槽中。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，該電磁線圈先繞經且接觸該共點焊片，並由該第五空槽進入該鐵心本體的該內環面，依序纏繞該第一磁極柱、由該第一空槽向該外環面延伸形成一第一線段、纏繞該第四磁極柱、繞經且接觸該共點焊片、纏繞該第二磁極柱、由該第二空槽向該外環面延伸形成一第二線段、纏繞該第五磁極柱、繞經且接觸該共點焊片、纏繞該第三磁極柱、由該第三空槽向該外環面延伸形成一第三線段、纏繞該第六磁極柱、繞經且接觸該共點焊片，最後再將該電磁線圈與該共點焊片接觸位置與該共點焊片焊接。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，該第一線段、該第二線段及該第三線段分別為馬達之U端、V端、W端之馬達輸出線。

如所述單線環繞之無刷馬達定子，各凸塊具有相對的一內表面及一外表面，其中各凸塊的內表面朝向該鐵芯本體的內環面，各凸塊的外表面朝向該鐵芯本體的外環面；在各凸塊的該外表面上設有一個以上的階梯塊，該一個以上的階梯塊為長條塊體，且平行設置於該電磁線圈的繞線方向，用以分層區隔纏繞於各凸塊的該電磁線圈。

本新型之該電磁線圈使用一線纏繞的技術手段，將該電磁線圈一線纏繞在該複數磁極柱、該複數空槽與該複數凸塊之間，無須分開纏繞該電磁線圈以形成U端、V端、W端輸出線，製作上較為便利。

更進一步，本新型的該電磁線圈直接延伸出對應馬達之U端、V端、W端輸出線的該第一線段、該第二線段及該第三線段，讓該第一線段、該第二線段及該第三線段可直接與馬達之三端接觸通電，在進行點焊作業時僅需將經過該共電焊片的該電磁線圈部分線段利用該共點焊片共同焊接，大幅減少點焊數量。而該第一線段、該第二線段及該第三線段由於直接接觸通電，不需要與接線板焊接後才能通電，亦能減少使用接線板的成本；同時，製程中無須裁切該電磁線圈，僅需將原有的該電磁線圈於特定之該空槽向外延伸拉線，即能形成U端、V端、W端之輸出線，製作上較為簡便。

請參見圖1，本新型單線環繞之無刷馬達定子包含：一定子鐵芯10及一電磁線圈20。

該定子鐵芯10包含一鐵芯本體11、一線圈架13及複數磁極柱15。該鐵芯本體11為一中空筒體，且具有相對的兩開口端及相對的一外環面及一內環面。

請進一步參見圖2，該線圈架13為一環狀架體，且設置於該鐵芯本體11的其中一開口端上。該線圈架13包含一基板139及複數凸塊，該基板139呈中空環狀，且包含相對的一上表面及一下表面，該下表面可嵌合於該鐵芯本體11的其中一開口端上。該複數凸塊可由該基板139的該上表面一體延伸形成，各凸塊之間形成複數空槽。在本新型之較佳實施例中，該複數凸塊可包含一第一凸塊131、一第二凸塊132、一第三凸塊133、一第四凸塊134、一第五凸塊135、一第六凸塊136、一第七凸塊137及一第八凸塊138。該第一凸塊131、該第二凸塊132、該第三凸塊133、該第四凸塊134及該第五凸塊135、該第六凸塊136、該第七凸塊137及該第八凸塊138以逆時針的方式依序間隔設置於該基板139上，使該第一凸塊131與該第二凸塊132之間形成一第一空槽13A，該第二凸塊132與該第三凸塊133之間形成一第二空槽13B，該第三凸塊133與該第四凸塊134之間形成一第三空槽13C，該第六凸塊136與該第七凸塊137之間形成一第四空槽13D，該第七凸塊137與該第八凸塊138之間形成一第五空槽13E。

如圖2及圖3所示，該複數磁極柱15平均間隔設置於該鐵芯本體11的該內環面，其中各磁極柱15包含一齒部151及一靴部153。該齒部151可由該鐵芯本體11的該內環面一體延伸形成；該靴部153設置於該齒部151上，以供該電磁線圈20環繞固定。在本新型的較佳實施例中，包含六個磁極柱15，以圖3的方向為例，由逆時針方向起為一第一磁極柱15A、一第二磁極柱15B、一第三磁極柱15C、一第四磁極柱15D、一第五磁極柱15E及一第六磁極柱15F。

如圖2、圖3及圖4所示，該電磁線圈20一線纏繞於該基板139、該複數凸塊及該複數磁極柱15的該齒部151上。其中在該第四空槽13D可設有一共點焊片30；該共點焊片30的設置不以該第四空槽13D為限，亦可設置於可其他空槽中。在本新型的較佳實施例中，詳細的繞線順序如下所述：該電磁線圈20由圖3的右方經過該第四空槽13D的該共點焊片30起始纏繞，並與該共點焊片30接觸。接著該電磁線圈20由該第五空槽13E進入該鐵心本體11的該內環面，依序纏繞該第一磁極柱15A、由該第一空槽13A向該鐵心本體11的該外環面延伸形成一第一線段21、纏繞該第四磁極柱15D、繞經且接觸該共點焊片30、纏繞該第二磁極柱15B、由該第二空槽13B向該鐵心本體11的該外環面延伸形成一第二線段22、纏繞該第五磁極柱15E、繞經且接觸該共點焊片30、纏繞該第三磁極柱15C、由該第三空槽13C向該鐵心本體11的該外環面延伸形成一第三線段23、纏繞該第六磁極柱15F、繞經且接觸該共點焊片30，並由圖3的左方出線，完成繞線，最後再將該電磁線圈20與該共點焊片30接觸位置與該共點焊片30焊接。由上述繞線步驟可知，該電磁線圈20在纏繞的過程中多次繞經該共點焊片30，在本新型的較佳實施例中，該電磁線圈20在纏繞的過程中有四次經過該共點焊片30，亦即該共點焊片30有四段的該電磁線圈20經過焊接以形成電連接。

請參見圖4，在本新型的較佳實施例中，該電磁線圈20於纏繞經過該第一空槽13A、該第二空槽13B及該第三空槽13C時，該電磁線圈20向外分別延伸出該第一線段21、該第二線段22、及該第三線段23。該第一線段21、該第二線段22及該第三線段23可分別代表馬達之U端、V端、W端的馬達輸出線，不需要另外的接線板將該第一線段21、該第二線段22及該第三線段23焊接固定。

更進一步，各凸塊分別具有相對的一內表面及一外表面，各凸塊的該內表面朝向該鐵芯本體11的內環面，各凸塊的該外表面朝向該鐵芯本體11的外環面。在各凸塊的外表面上可形成一個以上的階梯塊14，該一個以上的階梯塊14可為長條塊體，且平行設置於該電磁線圈20的繞線方向，用以使該電磁線圈20分層纏繞於該複數凸塊，避免該電磁線圈20相互纏繞而打結。各凸塊上的該一個以上的階梯塊14數量可不相同，例如該第一凸塊131上設有一個階梯塊14，該第三凸塊上133設有兩階梯塊14，且該兩階梯塊14間隔設置。

請參見圖5，為一馬達的立體外觀示意圖，該馬達可由一保護殼40及本新型之定子所構成，其中該保護殼40包含一載體41及一上蓋42。該載體41中央形成一容置空間，用以放置本新型；該上蓋42可以螺絲鎖固於該載體41上，並覆蓋該定子。該上蓋42的側面可形成多個穿孔425，其中一穿孔425用以使該共點焊片30露於該上蓋42。該上蓋42的上表面設置複數導電片，在本新型的較佳實施例中，該上蓋42的上表面設有一第一導電片421、一第二導電片422及一第三導電片423，該第一導電片421、該第二導電片422及該第三導電片423可利用螺絲鎖固於該上蓋42的上表面，其中該第一線段21、該第二線段22及該第三線段23分別與第一導電片421、該第二導電片422及該第三導電片423電性連接，以讓外接的電源透過該第一導電片421、該第二導電片422及該第三導電片423對該第一線段21、該第二線段22及該第三線段23供電。圖5所揭露之馬達在應用上與一般的馬達相同，可安裝於電動機車的車架上，或是應用於各式電動、氣動手工具。

以上所述僅是本新型的較佳實施例而已，並非對本新型做任何形式上的限制，雖然本新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本新型技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本新型技術方案的內容，依據本新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本新型技術方案的範圍內。

10‧‧‧定子鐵芯

11‧‧‧鐵芯本體 13‧‧‧線圈架

131‧‧‧第一凸塊 132‧‧‧第二凸塊

133‧‧‧第三凸塊 134‧‧‧第四凸塊

135‧‧‧第五凸塊 136‧‧‧第六凸塊

137‧‧‧第七凸塊 138‧‧‧第八凸塊

139‧‧‧基板 13A‧‧‧第一空槽

13B‧‧‧第二空槽 13C‧‧‧第三空槽

13D‧‧‧第四空槽 13E‧‧‧第五空槽

14‧‧‧階梯塊 15‧‧‧磁極柱

151‧‧‧齒部 153‧‧‧靴部

15A‧‧‧第一磁極柱 15B‧‧‧第二磁極柱

15C‧‧‧第三磁極柱 15D‧‧‧第四磁極柱

15E‧‧‧第五磁極柱 15F‧‧‧第六磁極柱

20‧‧‧電磁線圈 21‧‧‧第一線段

22‧‧‧第二線段 23‧‧‧第三線段

30‧‧‧共點焊片 40‧‧‧保護殼

41‧‧‧載體 42‧‧‧上蓋

421‧‧‧第一導電片 422‧‧‧第二導電片

423‧‧‧第三導電片 425‧‧‧穿孔

圖1：本新型之較佳實施例第一立體外觀圖。 圖2：本新型較佳實施例之線圈架立體外觀圖。 圖3：本新型較佳實施例之俯視圖。 圖4：本新型較佳實施例之第二立體外觀圖。 圖5：應用本新型之馬達立體外觀示意圖。

Claims (9)

1. 一種單線環繞之無刷馬達定子，包含： 一定子鐵芯，包含： 一鐵芯本體，具有相對的兩開口端及相對的一外環面及一內環面； 一線圈架，設置於該鐵芯本體的其中一開口端上，且該線圈架包含一基板及複數凸塊，該複數凸塊設置於該基板的一上表面，各凸塊之間形成複數空槽； 複數磁極柱，設置於該鐵芯本體的該內環面上； 一電磁線圈，一線纏繞於該基板、該複數凸塊及該複數磁極柱上，且由其中三空槽分別向該外環面方向延伸形成三條線段，該三條線段分別為U端、V端、W端的馬達輸出線。
2. 如請求項1所述單線環繞之無刷馬達定子，其中更包含一共點焊片，該共點焊片設置於其中一空槽中，其中該電磁線圈一線纏繞於該基板、該複數凸塊、該複數磁極柱並繞經且接觸該共點焊片。
3. 如請求項2所述單線環繞之無刷馬達定子，該複數凸塊包含一第一凸塊、一第二凸塊、一第三凸塊、一第四凸塊、一第五凸塊、一第六凸塊、一第七凸塊及一第八凸塊；該第一凸塊、該第二凸塊、該第三凸塊、該第四凸塊、該第五凸塊、該第六凸塊、該第七凸塊及該第八凸塊以逆時針的方式依序間隔設置於該基板上。
4. 如請求項3所述單線環繞之無刷馬達定子，其中該第一凸塊與該第二凸塊之間形成一第一空槽，該第二凸塊與該第三凸塊之間形成一第二空槽，該第三凸塊與該第四凸塊之間形成一第三空槽，該第六凸塊與該第七凸塊之間形成一第四空槽，該第七凸塊與該第八凸塊之間形成一第五空槽。
5. 如請求項4所述單線環繞之無刷馬達定子，該複數磁極柱包含一第一磁極柱、一第二磁極柱、一第三磁極柱、一第四磁極柱、一第五磁極柱及一第六磁極柱，該第一磁極柱、該第二磁極柱、該第三磁極柱、該第四磁極柱、該第五磁極柱及該第六磁極柱平均間隔設置於該鐵芯本體的該內環面。
6. 如請求項5所述單線環繞之無刷馬達定子，該共點焊片設置於該第四空槽中。
7. 如請求項6所述單線環繞之無刷馬達定子，該電磁線圈先繞經且接觸該共點焊片，並由該第五空槽進入該鐵心本體的該內環面，依序纏繞該第一磁極柱、由該第一空槽向該外環面延伸形成一第一線段、纏繞該第四磁極柱、繞經且接觸該共點焊片、纏繞該第二磁極柱、由該第二空槽向該外環面延伸形成一第二線段、纏繞該第五磁極柱、繞經且接觸該共點焊片、纏繞該第三磁極柱、由該第三空槽向該外環面延伸形成一第三線段、纏繞該第六磁極柱、繞經且接觸與該共點焊片焊接，最後再將該電磁線圈與該共點焊片接觸位置與該共點焊片焊接。
8. 如請求項7所述單線環繞之無刷馬達定子，該第一線段、該第二線段及該第三線段分別為馬達之U端、V端、W端之馬達輸出線。
9. 如請求項8所述單線環繞之無刷馬達定子，各凸塊具有相對的一內表面及一外表面，其中各凸塊的內表面朝向該鐵芯本體的內環面，各凸塊的外表面朝向該鐵芯本體的外環面；在各凸塊的該外表面上設有一個以上的階梯塊，該一個以上的階梯塊為長條塊體，且平行設置於該電磁線圈的繞線方向，用以分層區隔纏繞於各凸塊的該電磁線圈。