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CN107026543B - 具有交错绕线结构的马达及其制造方法 - Google Patents

具有交错绕线结构的马达及其制造方法 Download PDF

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CN107026543B CN201610641198.0A CN201610641198A CN107026543B CN 107026543 B CN107026543 B CN 107026543B CN 201610641198 A CN201610641198 A CN 201610641198A CN 107026543 B CN107026543 B CN 107026543B
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Abstract

一种具有交错绕线结构的马达包含一个转子单元,及一个定子单元。该转子单元包括一个能沿一个轴向枢转的转体。该定子单元包括环绕设置于该转体周缘的多个第一定子,及多个第二定子。所述第一定子分别包括一个第一导磁体,及一个第一线圈匝。所述第二定子分别包括一个设置于两相邻第一导磁体之间的第二导磁体,及一个第二线圈匝。其中,由两相邻第一线圈匝中心相对于该转体中心定义出一条假想圆弧线,而在所述相邻第一线圈匝之间的第二线圈匝的中心不在该假想圆弧线上,使得所述第一线圈匝及所述第二线圈匝彼此错开,而能增加各自的绕线空间。

Description

具有交错绕线结构的马达及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种马达结构及其制造方法,特别是涉及一种具有交错绕线结构的马达及其制造方法。
背景技术
图1为一个现有马达,其结构主要是由一个转子单元400,及多个通以激磁电流的定子500所组成,且该转子单元400包括一个转体410,及多个磁性件420。借由所述磁性件420与所述定子500之间的磁场交互作用,以驱使该转体410转动。
并且,由于马达的输出功率是正比于定子的线圈匝数。所以,对于环形设置于该转体410周缘,且呈辐射状排列的所述定子500而言,最大的绕线空间是在远离该转体410中心的外侧缘上。不过,所述线圈若是排列在一个平面上,且环绕成一个圆,则会受到所述定子500外侧缘之间的距离囿限,从而限制了线圈的匝数。
发明内容
本发明的其中一个目的在于提供一种有效地增加线圈匝数,而具有交错绕线结构的马达。
本发明具有交错绕线结构的马达包含一个转子单元,及一个定子单元。
该转子单元包括一个能沿一个轴向枢转的转体。
该定子单元包括环绕设置于该转体周缘的多个第一定子及多个第二定子。所述第一定子分别包括一个第一导磁体,及一个绕设于该第一导磁体的第一线圈匝。所述第二定子分别包括一个设置于两相邻第一导磁体之间的第二导磁体,及一个绕设于该第二导磁体的第二线圈匝。其中,由两相邻第一线圈匝中心相对于该转体中心定义出一条假想圆弧线,而在所述相邻第一线圈匝之间的第二线圈匝的中心不在该假想圆弧线上。
较佳地,每一个第一定子的第一导磁体具有一个供该第一线圈匝绕设的第一绕线部。每一个第二定子的第二导磁体具有一个供该第二线圈匝绕设的第二绕线部。并且,定义一个第一假想平面,及一个第二假想平面,使得每一个第一绕线部的中心均在该第一假想平面上,每一个第二绕线部的中心均在该第二假想平面上。
较佳地,该第一假想平面与该第二假想平面平行,且沿该轴向间隔一个错位距离。
较佳地,每一个第一定子的第一绕线部中心至该转体中心的距离,等于每一个第二定子的第二绕线部中心至该转体中心的距离。
较佳地,每一个第一定子的第一绕线部中心至该转体中心的距离,大于每一个第二定子的第二绕线部中心至该转体中心的距离,且该第一假想平面实质上重叠于该第二假想平面。
较佳地,每一个第一定子的第一导磁体还具有两个分别由该第一绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第一悬臂部,及一个由该第一绕线部与所述第一悬臂部围绕形成的第一槽道。每一个第二定子的第二导磁体还具有两个分别由该第二绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第二悬臂部,及一个由该第二绕线部与所述第二悬臂部围绕形成的第二槽道。该转体能旋转通过所述第一槽道及所述第二槽道。
较佳地,该转体具有一个外环部,该转子单元还包括多个环形设置于该外环部的磁性件。
此外,本发明的另一个目的,即在提供一种具有交错绕线结构的马达制造方法。
本发明具有交错绕线结构的马达制造方法包含下列步骤:
步骤A:以两种模具冲压多个硅钢片,而分别制成两种态样,且概呈U字形的多个导磁盘。
步骤B:将一定个数且相同态样的导磁盘堆栈接合,而组成多个第一导磁体及多个第二导磁体。
步骤C:在每一个第一导磁体上缠绕线圈,以形成一个第一线圈匝,并组合成一个第一定子;在每一个第二导磁体上缠绕线圈,以形成一个第二线圈匝,并组合成一个第二定子。
步骤D:将所述第一定子及所述第二定子交错排列,并环绕设置于一个能沿一个轴向枢转的转体周缘。
较佳地,所述第一导磁体具有一个供该第一线圈匝绕设的第一绕线部、二个分别由该第一绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第一悬臂部,及一个由该第一绕线部与所述第一悬臂部围绕形成的第一槽道。所述第二导磁体具有一个供该第二线圈匝绕设的第二绕线部、二个分别由该第二绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第二悬臂部,及一个由该第二绕线部与所述第二悬臂部围绕形成的第二槽道。所述第一绕线部及所述第二绕线部彼此交错,使得缠绕其上的所述第一线圈匝及所述第二线圈匝也彼此错开。该转体能旋转通过所述第一槽道及所述第二槽道。
较佳地,所述第一绕线部及所述第二绕线部的交错方式有二种。其中一种为所述第一绕线部中心及所述第二绕线部中心分别位在两个互相平行的假想平面上,且所述假想平面沿该轴向间隔一错位距离。另外一种为所述第一绕线部中心及所述第二绕线部中心均位在另一假想平面上,但分别至该转体中心的距离有所不同。
本发明的有益效果在于:借由所述第一线圈匝及第二线圈匝彼此错开,而能增加各自的绕线空间,并且有效地增加其线圈匝数。
附图说明
本发明的其他特征及功效,将于参照图式的实施方式中清楚地呈现,其中:
图1是一个立体分解图,说明现有一个马达,其中该马达中的多个定子是排列在一个平面上,且环绕成一个圆;
图2是一个立体分解图,说明本发明具有交错绕线结构的马达的一个第一实施例;其中,该第一实施例中的多个第一线圈匝中心及多个第二线圈匝中心是分别排列在两个相平行的平面上;
图3是一个上视图,说明该第一实施例中,所述第一线圈匝及所述第二线圈匝彼此的交错关系;
图4是一个沿图3中IV-IV剖切线的剖面图,说明该第一实施例中的多个第一定子及多个第二定子的结构,以及所述平面之间的关系;
图5是一个立体分解图,说明本发明具有交错绕线结构的马达的一个第二实施例;其中,该第二实施例中的多个第一线圈匝中心及多个第二线圈匝中心是分别排列在同一个平面,但不同半径的圆周上;
图6是一个上视图,说明该第二实施例中,所述第一线圈匝及所述第二线圈匝彼此的交错关系;
图7是一个沿图6中VII-VII剖切线的剖面图,说明该第二实施例中的多个第一定子及多个第二定子的结构,以及彼此的交错关系;
图8是一个流程图,说明本发明具有交错绕线结构的马达的制造方法。
具体实施方式
在本发明被详细描述之前,应当注意在以下的说明内容中,类似的组件是以相同的编号来表示。
参阅图2,本发明具有交错绕线结构的马达的一个第一实施例包含一个转子单元100,及一个定子单元200。
参阅图2,该转子单元100包括一个能沿一个轴向LX枢转,且具有一个外环部111的转体110,及多个环形设置于该外环部111的磁性件120。
配合参阅图3与图4,该定子单元200包括环绕设置于该外环部111的多个第一定子210及多个第二定子220。所述第一定子210分别包括一个第一导磁体211及一个第一线圈匝212;所述第二定子220分别包括一个设置于两相邻第一导磁体211之间的第二导磁体221,及一个第二线圈匝222。其中,每一个第一定子210的第一导磁体211具有一个供该第一线圈匝212绕设的第一绕线部213、两个分别由该第一绕线部213两端垂直该轴向LX,且朝该转体110中心延伸的第一悬臂部214,及一个由该第一绕线部213与所述第一悬臂部214围绕形成的第一槽道215。另外,每一个第二定子220的第二导磁体221具有一个供该第二线圈匝222绕设的第二绕线部223、两个分别由该第二绕线部223两端垂直该轴向LX,且朝该转体110中心延伸的第二悬臂部224,及一个由该第二绕线部223与所述第二悬臂部224围绕形成的第二槽道225。该转体110能旋转通过所述第一、二槽道215、225。
参阅图4,定义一个第一假想平面E1,及一个第二假想平面E2,使得每一个第一绕线部213的中心均在该第一假想平面E1上,每一个第二绕线部223的中心均在该第二假想平面E2上。并且,若是以该转体110中心为圆心,所述第一线圈匝212的中心至该转体110中心的距离为半径,便能在该第一假想平面E1上定义出一条假想圆弧线LC(见图3),而每一个第二线圈匝222的中心不在该假想圆弧线LC上。因此,该第一假想平面E1与该第二假想平面E2平行,且沿该轴向LX间隔一个错位距离D,使得所述第一、二线圈匝212、222互相交错。
借此,每一个第一线圈匝212的绕线空间能扩增至与该第一线圈匝212相邻的第二定子220外侧缘;每一个第二线圈匝222的绕线空间能扩增至与该第二线圈匝222相邻的第一定子210外侧缘。因此,相较于现有同样定子数目的马达,本实施例确实可以增加所述第一、二定子210、220的绕线空间。此外,通过所述磁性件120与该定子单元200之间的磁场交互作用,便能驱使该转体110转动。
此外,对于所述第一、二线圈匝212、222的交错方式还有另外一种实施态样。
因此,如图5所示,本发明具有交错绕线结构的马达的一个第二实施例包含一个转子单元100,及一个定子单元300。
由于该转子单元100与该第一实施例相同。所以,有关该转子单元100的相关结构将不再赘述。
参阅图5与图7,该定子单元300包括环绕设置于该外环部111的多个第一定子310及多个第二定子320。所述第一定子310分别包括一个第一导磁体311及一个第一线圈匝312;所述第二定子320分别包括一个设置于两相邻第一导磁体311间的第二导磁体321,及一个第二线圈匝322。其中,每一个第一定子310的第一导磁体311具有一个供该第一线圈匝312绕设的第一绕线部313、两个分别由该第一绕线部313两端垂直该轴向LX,且朝该转体110中心延伸的第一悬臂部314,及一个由该第一绕线部313与所述第一悬臂部314围绕形成的第一槽道315。另外,每一个第二定子320的第二导磁体321具有一个供该第二线圈匝322绕设的第二绕线部323、两个分别由该第二绕线部323两端垂直该轴向LX,且朝该转体110中心延伸的第二悬臂部324,及一个由该第二绕线部323与所述第二悬臂部324围绕形成的第二槽道325。该转体110能旋转通过所述第一、二槽道315、325。
参阅图7,定义一个假想平面E,则每一个第一绕线部313与每一个第二绕线部323的中心均在该假想平面E上。并且,若是以该转体110中心为圆心,所述第一线圈匝312的中心至该转体110中心的距离为半径,便能在该假想平面E上定义出一条假想圆弧线LC(见图6),而每一个第二线圈匝322的中心不在该假想圆弧线LC上。同时,每一个第一定子310的第一绕线部313中心至该转体110中心的距离,大于每一个第二定子320的第二绕线部323中心至该转体110中心的距离,使得所述第一、二线圈匝312、322互相交错。
借此,每一个第一线圈匝312的绕线空间能扩增至与其相邻的第一定子310外侧缘;而每一个第二线圈匝322的绕线空间虽然会受到相邻第一线圈匝312与该转体110的框限,但还是可以将其绕线空间延伸扩展至与其相邻的第一槽道315内。因此,相较于现有同样定子数目的马达,本实施例同样可以增加所述第一、二定子310、320的绕线空间。同样地,通过所述磁性件120与该定子单元300之间的磁场交互作用,以驱使该转体110转动。
另外,对应上述结构,可以整理出制造具有交错绕线结构的马达的制造方法,其流程如图8所示,并包括下列步骤:
步骤S81:以两种模具冲压多个硅钢片,而分别制成两种态样,且概呈U字形的多个导磁盘。
步骤S82:将一定个数且相同态样的导磁盘堆栈接合,而组成多个第一导磁体及多个第二导磁体。要说明的是,所述第一、二导磁体已在该第一、二实施例中阐述清楚;所以,有关所述第一、二导磁体的相关结构将不再赘述。不过,对应于所述实施例,让每一个第一、二绕线部的中心彼此交错的方式有两种态样:其中一种如该第一实施例所述,为所述第一、二绕线部213、223中心分别位于两个互相平行的第一、二假想平面E1、E2上,且该第一、二假想平面E1、E2沿该轴向LX间隔该错位距离D;另外一种如该第二实施例所述,为所述第一、二绕线部313、323中心均位于该假想平面E上,但分别至该转体110中心的距离有所不同。
步骤S83:在每一个第一导磁体上缠绕线圈,以形成一个第一线圈匝,并组合成一个第一定子;在每一个第二导磁体上缠绕线圈,以形成一个第二线圈匝,并组合成一个第二定子。
步骤S84:将所述第一、二定子交错排列,并环绕设置于一个能沿一个轴向枢转的转体周缘。
综上所述,本发明借由两相邻第一线圈匝212(312)中心相对于该转体110中心定义出该假想圆弧线LC,而在所述相邻第一线圈匝212(312)之间的第二线圈匝222(322)的中心不在该假想圆弧线LC上,使得所述第一、二线圈匝212(312)、222(322)彼此错开,而能增加各自的绕线空间,所以确实能达成本发明的目的。
以上所述者,仅为本发明的实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆仍属本发明的范围。

Claims (7)

1.一种具有交错绕线结构的马达,包含一个转子单元,及一个定子单元;其特征在于:
该转子单元包括一个能沿一个轴向枢转的转体;及
该定子单元包括环绕设置于该转体周缘的多个第一定子及多个第二定子,所述第一定子分别包括一个第一导磁体,及一个绕设于该第一导磁体的第一线圈匝,所述第二定子分别包括一个设置于两相邻第一导磁体之间的第二导磁体,及一个绕设于该第二导磁体的第二线圈匝;其中,由两相邻第一线圈匝中心相对于该转体中心定义出一条假想圆弧线,而在所述相邻第一线圈匝之间的第二线圈匝的中心不在该假想圆弧线上,使得所述第一线圈匝及所述第二线圈匝彼此错开,而能增加各自的绕线空间,每一个第一定子的第一导磁体具有一个供该第一线圈匝绕设的第一绕线部,每一个第二定子的第二导磁体具有一个供该第二线圈匝绕设的第二绕线部;并且,定义一个第一假想平面,及一个第二假想平面,使得每一个第一绕线部的中心均在该第一假想平面上,每一个第二绕线部的中心均在该第二假想平面上,每一个第一定子的第一导磁体还具有两个分别由该第一绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第一悬臂部,及一个由该第一绕线部与所述第一悬臂部围绕形成的第一槽道;每一个第二定子的第二导磁体还具有两个分别由该第二绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第二悬臂部,及一个由该第二绕线部与所述第二悬臂部围绕形成的第二槽道;该转体能旋转通过所述第一槽道及所述第二槽道。
2.根据权利要求1所述的具有交错绕线结构的马达,其特征在于:该第一假想平面与该第二假想平面平行,且沿该轴向间隔一个错位距离。
3.根据权利要求2所述的具有交错绕线结构的马达,其特征在于:每一个第一定子的第一绕线部中心至该转体中心的距离,等于每一个第二定子的第二绕线部中心至该转体中心的距离。
4.根据权利要求1所述的具有交错绕线结构的马达,其特征在于:每一个第一定子的第一绕线部中心至该转体中心的距离,大于每一个第二定子的第二绕线部中心至该转体中心的距离,且该第一假想平面实质上重叠于该第二假想平面。
5.根据权利要求1所述的具有交错绕线结构的马达,其特征在于:该转体具有一个外环部,该转子单元还包括多个环形设置于该外环部的磁性件。
6.一种具有交错绕线结构的马达制造方法,其特征在于:该制造方法包含下列步骤:
步骤A:以两种模具冲压多个硅钢片,而分别制成两种态样,且概呈U字形的多个导磁盘;
步骤B:将一定个数且相同态样的导磁盘堆栈接合,而组成多个第一导磁体及多个第二导磁体;
步骤C:在每一个第一导磁体上缠绕线圈,以形成一个第一线圈匝,并组合成一个第一定子;在每一个第二导磁体上缠绕线圈,以形成一个第二线圈匝,并组合成一个第二定子;及
步骤D:将所述第一定子及所述第二定子交错排列,并环绕设置于一个能沿一个轴向枢转的转体周缘;
每一个第一导磁体具有一个供该第一线圈匝绕设的第一绕线部、二个分别由该第一绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第一悬臂部,及一个由该第一绕线部与所述第一悬臂部围绕形成的第一槽道;每一个第二导磁体具有一个供该第二线圈匝绕设的第二绕线部、二个分别由该第二绕线部两端垂直该轴向,且朝该转体中心延伸的第二悬臂部,及一个由该第二绕线部与所述第二悬臂部围绕形成的第二槽道;所述第一绕线部及所述第二绕线部彼此交错,使得缠绕其上的所述第一线圈匝及所述第二线圈匝也彼此错开;该转体能旋转通过所述第一槽道及所述第二槽道。
7.根据权利要求6所述的具有交错绕线结构的马达制造方法,其特征在于:所述第一绕线部及所述第二绕线部的交错方式有二种,其中一种为所述第一绕线部中心及所述第二绕线部中心分别位在两个互相平行的假想平面上,且所述假想平面沿该轴向间隔一错位距离;另外一种为所述第一绕线部中心及所述第二绕线部中心均位在另一假想平面上,但分别至该转体中心的距离有所不同。
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