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CN110829666B - 马达定子结构及定子组件 - Google Patents

马达定子结构及定子组件 Download PDF

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CN110829666B CN201810994206.9A CN201810994206A CN110829666B CN 110829666 B CN110829666 B CN 110829666B CN 201810994206 A CN201810994206 A CN 201810994206A CN 110829666 B CN110829666 B CN 110829666B
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Abstract

一种定子组件,包括定子铁芯、绝缘线架、线圈以及环状绝缘结构。定子铁芯包括磁轭部与径向齿部,径向齿部延伸自磁轭部。绝缘线架设置于定子铁芯的径向齿部外,绝缘线架具有一绕线槽。线圈环状绕设于绝缘线架的绕线槽中。环状绝缘结构以射出成型的方式形成并包覆于线圈露出绝缘线架的区域,使线圈封装于绝缘线架与环状绝缘结构之间。

Description

马达定子结构及定子组件
技术领域
本发明涉及一种马达零组件,特别涉及一种马达定子结构及定子组件。
背景技术
一般来说,电动机(又称马达)主要的结构是由一定子结构与一转子结构所组成,定子结构是设置在电动机内部且静止不动,转子则可绕轴转动,以与定子结构产生的磁场互相作用而产生动力。
目前已知的定子结构大多是在环形铁芯上绕设多组线圈而形成定子结构,并将定子结构装设于马达框架内部,再通过灌胶工序(Potting)或真空压力浸渍工艺(VacuumPressure Impregnation)使定子结构与马达框架之间的空隙填满绝缘胶(漆),使定子结构与外部机构绝缘。然而,无论是上述灌胶工序或真空压力浸渍工艺都必须等待绝缘胶(漆)固化,导致在工序上耗费大量时间(至少2小时以上)而降低制造效率。
发明内容
有鉴于此,在一实施例中,提供一种定子组件,包括定子铁芯、绝缘线架、线圈以及环状绝缘结构。定子铁芯包括磁轭部与径向齿部,径向齿部延伸自磁轭部。绝缘线架设置于定子铁芯的径向齿部外,绝缘线架具有一绕线槽。线圈环状绕设于绝缘线架的绕线槽中。环状绝缘结构以射出成型的方式形成并包覆于线圈露出绝缘线架的区域,使线圈封装于绝缘线架与环状绝缘结构之间。
在一实施例中,提供一种马达定子结构,包括多个上述定子组件,这些定子组件环绕组接成环形结构。
综上,本发明实施例的定子组件通过射出成型的方式形成环状绝缘结构以包覆线圈,可使线圈快速封装于绝缘线架与环状绝缘结构之间而达到与外部绝缘的作用,相较于过去采用灌胶工序(Potting)或真空压力浸渍工艺(Vacuum Pressure Impregnation)的方式来说,可大幅节省时间成本。此外,由于各定子组件均已分别完成线圈绝缘工序,因此,仅需将定子组件环绕组接成环形结构即可形成马达定子结构,并可直接将马达定子结构组配于马达外框内而不需再进行绝缘工序,达到简化马达工序并提高生产合格率。
附图说明
图1是本发明定子组件一实施例的立体图。
图2是本发明定子组件一实施例的定子铁芯立体图。
图3是本发明定子组件一实施例的绝缘线架组装图。
图4是本发明定子组件一实施例的绝缘线架立体图。
图5是本发明定子组件一实施例的线圈绕设图。
图6是图5的6-6剖视图。
图7是本发明定子组件一实施例的剖视图。
图8是本发明定子组件另一实施例的绝缘线架立体图。
图9是本发明定子组件又一实施例的绝缘线架立体图。
图10是本发明马达定子结构一实施例的立体图。
图11是本发明马达定子结构一实施例的俯视图。
附图标记说明
1:马达定子结构
2:定子组件
10:定子铁芯
11:磁轭部
111:第一组接部
112:第二组接部
12:靴部
15:径向齿部
16:第一端
17:第二端
18:侧壁
20、20’:绝缘线架
21、21’:第一U型架
211:第一横板
212:第一侧板
213:第一注料口
214:第一进料槽
215:导槽
216:镂空槽
217:第一端口
218:第二端口
219:隔板
22:第二U型架
221:第二横板
222:第二侧板
223:第二注料口
224:第二进料槽
25:绕线槽
26:绕线固定部
30:线圈
40:环状绝缘结构
41:外层环框
42:内层填隙片
G:间隙
L1、L2:箭头
具体实施方式
图1至图5为本发明定子组件一实施例的立体图、定子铁芯立体图、绝缘线架组装图、绝缘线架立体图以及线圈绕设图。如图1至图5所示,定子组件2包括定子铁芯10、绝缘线架20、线圈30以及环状绝缘结构40。其中绝缘线架20设置在定子铁芯10外,线圈30绕设在绝缘线架20上,环状绝缘结构40则是以射出成型(Injection moulding)的方式形成并包覆于线圈30露出绝缘线架20的区域,使线圈30封装于绝缘线架20与环状绝缘结构40之间而达到与外部绝缘的作用。以下即配合附图详细说明定子组件2的结构与制造流程。
如图2所示,首先提供一定子铁芯10,其中定子铁芯10为一体制造成型(例如射出成型或铸造成型)的长条模块,例如在本实施例中,定子铁芯10为朝Z轴方向延伸的长条模块,其中定子铁芯10可由铁、钴、镍或硅钢等软磁材料所一体制成而具有导磁性,但并不局限于此。在其他实施例中,定子铁芯10也可由多个软磁盘(例如铁、钴、镍或硅钢片体)所叠合而成,例如多个软磁盘之间可借由黏胶黏合或相互铆合而形成长条模块。
如图2所示,在本实施例中,定子铁芯10包括磁轭部11与径向齿部15,磁轭部11的横断面呈长条状,径向齿部15是由磁轭部11的中间区段沿伸而出,径向齿部15的末端可具有朝Y轴方向凸出的靴部12,构成定子铁芯10整体横断面呈T字形。在其他实施例中,定子铁芯10的横断面也可呈其他形状,例如径向齿部15可从磁轭部11的一端沿伸而出,构成定子铁芯10整体横断面呈L字形,或者定子铁芯10也可根据实际需求而设计成其他形状,本实施例并不限制。
接着,再配合图2与图3所示,将绝缘线架20设置于定子铁芯10外。在本实施例中,绝缘线架20包括第一U型架21与第二U型架22,第一U型架21套设于径向齿部15的第一端16,第二U型架22套设于径向齿部15的第二端17。在一些实施例中,第一U型架21与第二U型架22可为绝缘材料所制成,例如第一U型架21与第二U型架22可通过塑料射出成型(Injectionmoulding)而具有绝缘效果。
如图2与图3所示,定子铁芯10的径向齿部15包括相对的两个侧壁18,第一U型架21包括一第一横板211与分别连接于第一横板211两侧的两个第一侧板212,当第一U型架21套设于径向齿部15的第一端16后,第一横板211抵靠于径向齿部15的第一端16,两个第一侧板212分别抵靠于两个侧壁18。第二U型架22的结构可与第一U型架21相同或相似而包括一第二横板221与分别连接于第二横板221两侧的两个第二侧板222,当第二U型架22套设于径向齿部15的第二端17后,第二横板221抵靠于径向齿部15的第二端17,两个第二侧板222则分别抵靠于两个侧壁18。其中,通过第一U型架21与第二U型架22的结构相同或相似并分别套设于径向齿部15的相对两端的方式,可使绝缘线架20适用于各种不同长度的定子铁芯10。
如图3与图4所示,在本实施例中,第一U型架21具有两个隔板219,其中第一横板211与两个第一侧板212连接于两个隔板219之间,使第一横板211、两个第一侧板212及两个隔板219之间可形成一绕线槽25。第二U型架22的结构可与第一U型架21相同或相似而同样可形成绕线槽25,在此则不多加赘述。
请对照图3与图5所示,在将第一U型架21与第二U型架22分别套设于径向齿部15的相对两端后,接着将线圈30环状绕设于绝缘线架20的绕线槽25中,以避免线圈30与定子铁芯10直接接触而达到绝缘的作用。在一实施例中,绝缘线架20可具有绕线固定部26以供线圈30固定。例如在图5的实施例中,绕线固定部26为一倒勾部并设于第一U型架21的隔板219上,在线圈30的绕设过程中,可先将线圈30的一端勾设固定于绕线固定部26,以方便后续施力将线圈30缠绕于绝缘线架20的绕线槽25中。在其他实施例中,绕线固定部26也可为其他固定结构(例如凹槽或孔洞),本实施例并不局限。
再对照图5与图6所示,其中图6为图5的6-6剖视图,由于第一U型架21与第二U型架22仅套设于径向齿部15的相对两端,故当线圈30环状绕设于绝缘线架20的绕线槽25后,第一U型架21、第二U型架22、线圈30及定子铁芯10的径向齿部15之间会形成两个间隙G。因此在线圈30环状绕设于绝缘线架20的绕线槽25后,接着即以射出成型的方式形成环状绝缘结构40,以对应包覆于线圈30露出绝缘线架20的区域(如线圈30外周与两个间隙G),使线圈30封装于绝缘线架20与环状绝缘结构40之间而与外界绝缘,此详述如下。
请对照图3、图4与图5所示,第一U型架21包括第一注料口213与第一进料槽214,第一进料槽214连通于第一注料口213与两个间隙G之间。在本实施例中,第一注料口213开设于第一横板211的一侧(在此是开设于隔板219),第一进料槽214包括一导槽215与两个镂空槽216,导槽215设于第一横板211内表面且连通于第一注料口213,两个镂空槽216分别开设于两个第一侧板212且分别连通于导槽215与两个间隙G之间。在另一实施例中,如图8所示,绝缘线架20的第一U型架21’也可具有多个导槽215以分别连通于两个镂空槽216,本实施例并不限制。第二U型架22的结构可与第一U型架21相同或相似而包括第二注料口223与第二进料槽224,第二进料槽224连通于第二注料口223与两个间隙G之间。
请对照图5与图6所示,在环状绝缘结构40的射出成型工序中,可将绕设完线圈30的定子组件2置入治具中(此图面省略绘示)并露出第一注料口213与第二注料口223,再借由射出成型机将熔融塑料(例如热塑性塑料或热固性塑料)从第一U型架21的第一注料口213与第二U型架22的第二注料口223注入(如图5的箭头L1所示),如图6所示,熔融塑料即可经由第一进料槽214与第二进料槽224流入(如图6的箭头L2所示)并逐渐填满两个间隙G,此外,熔融塑料也会经由绝缘线架20与定子铁芯10之间的缝隙以及线圈30之间的缝隙向外流出,而使熔融塑料更包覆于线圈30的外周。接着,如图1与图7所示,经过一段时间冷却(约1~2分钟)后,熔融塑料即可固化而形成硬质的环状绝缘结构40而完成定子组件2的工序,例如在本实施例中,环状绝缘结构40具有包覆在线圈30外周的外层环框41以及填满两个间隙G的内层填隙片42,其中外层环框41可使线圈30与定子组件2的外部机构绝缘,而内层填隙片42则可使线圈30与内部的径向齿部15绝缘。
综上所述,本发明实施例的定子组件2通过射出成型的方式形成环状绝缘结构40以填满两个间隙G与包覆于线圈30外周,可使线圈30快速封装于绝缘线架20与环状绝缘结构40之间而达到与外界绝缘的作用,除了不需要另外使用绝缘纸包覆于两个间隙G中,且相较于过去采用灌胶工序(Potting)或真空压力浸渍工艺(Vacuum Pressure Impregnation)的方式来说,可大幅节省时间成本。具体来说,本发明实施例的定子组件2通过塑料射出成型工序(从注入熔融塑料到冷却形成环状绝缘结构40)的时间可控制在大约2分钟内,过去灌胶工序或真空压力浸渍工艺的工序都需要耗费至少2小时以上。
请对照图4与图6所示,在一实施例中,第一U型架21的各镂空槽216可包括第一端口217与第二端口218,第一端口217连通于导槽215,第二端口218则分别连通于两个间隙G,且各镂空槽216的第二端口218大于第一端口217,也就是说,第一U型架21的各镂空槽216是朝间隙G逐渐扩大,以减少熔融塑料流至各镂空槽216时发生堵塞的问题,并能加速熔融塑料的流速而进一步减少射出成型工序的时间。在一实施例中,第二U型架22的结构可与第一U型架21相同或相似,在此则不多加赘述。
如图9所示,为本发明定子组件的另一实施例的绝缘线架立体图。本实施例的绝缘线架20’与图3的绝缘线架20的差异在于,本实施例的绝缘线架20’是以嵌入成型(InsertMolding)的方式环绕形成于定子铁芯10的径向齿部15外,从而省去组装绝缘线架20’的工序。此外,当线圈30环状绕设于绝缘线架20’后,仅需借由射出成型机由线圈30外部注入熔融塑料,而直接在线圈30外周形成环状绝缘结构40(也就是环状绝缘结构40仅具有外层环框41以包覆于线圈30外周),可省去在绝缘线架20’开设注料口与进料槽的工序。
如图10与图11所示,为本发明马达定子结构一实施例的立体图与俯视图。马达定子结构2可由多个上述各实施例的定子组件2组接成环形结构而形成,例如在本实施例中,马达定子结构2是由12个定子组件2组接而成。由于各定子组件2均已分别完成线圈30绝缘工序,也就是说,每个定子组件2的线圈30外都独立包覆有环状绝缘结构40,因此,将多个定子组件2环绕组接形成马达定子结构2后,可将马达定子结构2直接组配于马达外框内,而不需再进行马达外框与马达定子结构2之间的绝缘工序(如灌胶工序或真空压力浸渍工艺),达到简化马达工序并提高生产合格率的优点。
再如图10与图11所示,每个定子组件2的定子铁芯10的磁轭部11可具有相对的第一组接部111与第二组接部112,其中相邻的两个定子组件2间的相邻的第一组接部111与第二组接部112相互接合而形成马达定子结构2。如图11所示,在本实施例中,每个定子组件2的第一组接部111为位于磁轭部11一端的凸块,第二组接部112为位于磁轭部11另一端的凹槽,其中相邻的两个定子组件2的相对的第一组接部111与第二组接部112可通过相互紧配嵌合定位(例如可借由第一组接部111强制压入第二组接部112中而形成紧配嵌合定位)以形成环形结构,藉此,达到能够不须组接外来治具或框架来防止各定子组件2脱离而进一步降低成本。在其他实施例中,每个定子组件2之间也可通过焊接或黏合等方式达成接合定位,本实施例并不局限。
综上,本发明实施例的定子组件通过射出成型的方式形成环状绝缘结构以包覆线圈,可使线圈快速封装于绝缘线架与环状绝缘结构之间而达到与外部绝缘的作用,相较于过去采用灌胶工序(Potting)或真空压力浸渍工艺(Vacuum Pressure Impregnation)的方式来说,可大幅节省时间成本。此外,由于各定子组件均已分别完成线圈绝缘工序,因此,仅需将定子组件环绕组接成环形结构即可形成马达定子结构,并可直接将马达定子结构组配于马达外框内而不需再进行绝缘工序,达到简化马达工序并提高生产合格率。
虽然本发明的技术内容已经如上述那样以较佳实施例揭露,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神所作出的些许之变更与润饰,皆应涵盖于本发明的范畴内,因此本发明的保护范围应当以权利要求书所限定为准。

Claims (9)

1.一种定子组件,其特征在于,包括:
一定子铁芯,包括一磁轭部与一径向齿部,该径向齿部延伸自该磁轭部,该径向齿部包括轴向的一第一端与一第二端,绝缘线架包括一第一U型架,该第一U型架套设于该径向齿部的该第一端;
一绝缘线架,设置于该定子铁芯的该径向齿部外,该绝缘线架具有一绕线槽;
一线圈,环状绕设于该绝缘线架的该绕线槽中;以及
一环状绝缘结构,以射出成型的方式形成并包覆于该线圈露出该绝缘线架的区域,使该线圈封装于该绝缘线架与该环状绝缘结构之间;
其中,该第一U型架、该线圈以及该径向齿部之间形成两个间隙,该第一U型架包括一第一注料口与一第一进料槽,该第一进料槽连通于该第一注料口与该两个间隙之间,该径向齿部包括相对的两个侧壁,该第一U型架包括一第一横板与分别连接于该第一横板两侧的两个第一侧板,该第一横板抵靠于该径向齿部的该第一端,该两个第一侧板抵靠于该两个侧壁,该第一注料口开设于该第一横板的一侧,该第一进料槽包括至少一导槽与两个镂空槽,该至少一导槽设于该第一横板内表面且连通于该第一注料口,该两个镂空槽分别开设于该两个第一侧板且分别连通于该至少一导槽与该两个间隙之间。
2.如权利要求1所述的定子组件,其特征在于,该绝缘线架包括一第二U型架,该第二U型架套设于该径向齿部的该第二端。
3.如权利要求2所述的定子组件,其特征在于,该第一U型架、该第二U型架、该线圈以及该径向齿部之间形成该两个间隙,该环状绝缘结构包括一外层环框与两个内层填隙片,该外层环框包覆于该线圈外部,该两个内层填隙片分别容设于该两个间隙中。
4.如权利要求1所述的定子组件,其特征在于,该两个镂空槽的各镂空槽包括一第一端口与一第二端口,该第一端口连通于该至少一导槽,该第二端口连通于该两个间隙的其中一者,且该第二端口大于该第一端口。
5.如权利要求1所述的定子组件,其特征在于,该射出成型的方式为由该第一注料口注入塑料而形成该环状绝缘结构。
6.如权利要求3所述的定子组件,其特征在于,该第二U型架包括一第二注料口与一第二进料槽,该第二进料槽连通于该第二注料口与该两个间隙之间。
7.如权利要求1所述的定子组件,其特征在于,该绝缘线架进一步具有一绕线固定部。
8.一种马达定子结构,其特征在于,包括:
多个如权利要求1至7中任一项所述的定子组件,该些定子组件环绕组接成一环形结构。
9.如权利要求8所述的马达定子结构,其特征在于,各该定子组件的该定子铁芯的该磁轭部包括相对的一第一组接部与一第二组接部,其中相邻的两个定子组件间的相邻的该第一组接部与该第二组接部相互接合。
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