TWI384722B - 微型馬達 - Google Patents

Description

微型馬達

本發明係關於一種馬達，尤其是一種可降低整體軸向高度及縮減體積的微型馬達。

目前市面上常見之習知馬達，大致係由一定子及一轉子所組成，其中該定子係由線圈、電路板或其他相關構件所組成；一般而言，習知馬達之線圈係凸出設置於該電路板之表面，因此，造成習知馬達難以再進一步縮減整體軸向高度，倘若該習知馬達應用於如散熱風扇等領域時，將會相對限縮習知散熱風扇設計成更輕薄短小化的可行性。以下係說明習知馬達應用於各式散熱風扇所可能衍生的諸多問題：

習知散熱風扇，如中國公開第200610072272.8號「薄型散熱機構」發明專利。請參照第1及2圖所示，該習知散熱風扇8係包含一框體81，該框體81上方設有一蓋板82，且該框體81具有一容置空間811，該容置空間811內具有一基座812，該基座812可供設置一電路板83及一線圈84；另外，該基座812設有至少二個以上的定位元件85，且該基座812中央突設一軸管813，該軸管813可供一轉子86結合於該框體81之容置空間811，其中該轉子86內側具有一磁鐵861，使該線圈84與該磁鐵861之間可產生磁交鏈作用，以便帶動該轉子86旋轉作動。藉此，該習知散熱風扇8可裝設於各式電子裝置或電子儀器，以提供一預定散熱作用。

一般而言，現今電子產品普遍已朝向微型化趨勢等方向研發設計，然而，由於該習知散熱風扇8之線圈84係凸出設置於該電路板83之表面，導致該線圈84及該電路板83兩者仍共同形成一定之軸向高度，造成具有該線圈84及該電路板83的散熱風扇8難以再進一步縮減整體軸向高度；因此，亦相對限縮習知散熱風扇8設計成更輕薄短小化的可行性，而難以安裝於微小型之電子裝置或電子儀器。

另一種習知散熱風扇，如中華民國公告第I293106號「薄型風扇」發明專利。請參照第3及4圖所示，該習知散熱風扇9包含一基座91、一扇輪92、一片形磁鐵93及一軸桿94。該基座91設有一軸孔911及一線圈組912；該扇輪92具有數個彎折轉子921；該片形磁鐵93結合於該扇輪92底部；該軸桿94之一端插設於該基座91之軸孔911，另一端結合該扇輪92。藉此，該習知散熱風扇9同樣可裝設於各式電子裝置或電子儀器，以提供一預定散熱作用。

然而，上述習知散熱風扇9之基座91及線圈組912兩者仍共同形成一定之軸向高度，造成該習知散熱風扇9同樣難以再進一步縮減整體軸向高度，且亦相對限縮可設計成更輕薄短小化的可行性，而不適用於微小型之電子裝置或電子儀器，故仍有加以改善之必要。

本發明係提供一種微型馬達，用以解決習知馬達不易朝向微型化方向設計之問題，為主要之發明目的。

一種微型馬達，包含一基板、一軸座及一轉子。該基板包含一佈線層及一表層，該佈線層形成一線圈組，該表層結合該佈線層；該軸座位於該基板上；該轉子包含一中心軸及一永久磁鐵，該中心軸結合該軸座，該永久磁鐵與該線圈組相對，該永久磁鐵與該基板的表層之間具有一氣隙。藉此，該線圈組可被整合於該基板內部，使該線圈組可位於該氣隙之外，以達到減少軸向高度及精簡結構複雜度等諸多功效。

所述線圈組電性連接一驅動電路。藉此，該驅動電路可用以致動該線圈組，以便驅動該轉子旋轉作動。

所述基板之佈線層由數個電路層相互疊合所構成，該線圈組包含相互電性連接的數個線圈，各該線圈分別形成於各該電路層之表面。藉此，即可繞設更多線圈，進而達到提高轉速及扭矩之功效。

所述基板之其中一電路層的任二相鄰線圈之間形成一電路舖設區，該驅動電路設置於該電路舖設區。藉此，以達到降低結構及組裝複雜度之功效。

所述基板另包含一底層，該底層與該表層相對且結合該佈線層，該佈線層位於該底層與該表層之間；該表層及底層可為一絕緣層；另外，該數個電路層之間亦可各設有一絕緣層。藉此，可提供一絕緣功效，以確保該微型馬達可正常運作。

所述基板設有一通孔，該軸座結合於該通孔內。藉此，可達到提升組裝便利性之功效。

所述軸座一體成型於該基板上。藉此，可達到精簡結構之功效。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第5及6圖所示，本發明第一實施例之微型馬達包含一基板10、一軸座20及一轉子30。其中：

該基板10包含一佈線層11及一表層12，且該基板10較佳選自一印刷電路板。該佈線層11可一體形成一線圈組13，例如：該佈線層11較佳可利用佈線方式(layout)形成該線圈組13，該線圈組13包含有相互電性連接的數個線圈131；該表層12係結合該佈線層11，該表層12可為形成於該佈線層11表面的一絕緣層(未標示)。另外，該基板10較佳另包含一底層14，該底層14與該表層12相對且結合該佈線層11，使該佈線層11可位於該底層14與該表層12之間，而該底層14亦可為形成於該佈線層11表面的一絕緣層(未標示)，藉此，可提供該基板10更佳的絕緣功能。

又，該線圈組13另電性連接一驅動電路(未繪示)，該驅動電路可直接設置於該基板10上；或者，該驅動電路與該基板10實質上亦可不相互接觸，再以外接方式與該線圈組13呈電性連接。另外，如第5圖所示，該基板10較佳設有一通孔15，該通孔15可經由該表層12軸向貫穿該佈線層11及底層14，藉此，該通孔15可結合該軸座20；或者，該基板10亦可省略該通孔15之設計，並將該軸座20直接一體成型於該基板10上，而該線圈組13之各線圈131較佳則環繞於該軸座20周邊。

該轉子30包含一中心軸31及一永久磁鐵32。該中心軸31結合該軸座20，以便該轉子30可於該基板10上旋轉作動；該永久磁鐵32與該線圈組13相對，且該永久磁鐵32與該基板10的表層12之間具有一氣隙(未標示)

本發明微型馬達於實際使用時，該基板10及該軸座20可結合一扇框(未繪示)，而該轉子30之外周面亦可形成數個葉片(未繪示)，以便構成一散熱風扇。藉此，該驅動電路可致動該線圈組13，使該線圈組13與該永久磁鐵32之間產生磁交鏈作用，進而帶動該轉子30旋轉作動，以利用該轉子30驅動氣流進行散熱作用。另外，本發明微型馬達之應用層面不僅限於散熱風扇之領域，亦可應用於其他必須藉助馬達進行驅動的相關領域。

藉由前揭之結構特徵，本發明微型馬達的主要特點主要包含有：利用該線圈組13位於該表層12之一側面，以及該線圈組13一體結合該佈線層11的結構設計，使該線圈組13可被整合於該基板10內部，進而確保該線圈組13不至於凸出該基板10的表層12；更重要的是，該線圈組13可位於該永久磁鐵32與該基板10的表層12之間所形成的氣隙之外，藉此可使該轉子30之永久磁鐵32與該基板10的表層12之間無任何線圈結構設計；另當該線圈組13以佈線方式而被整合於該基板10內部的條件下，仍不至於過度增加該基板10的軸向高度，亦即相對可減少本發明微型馬達之整體軸向高度，並兼具有精簡結構複雜度之優點；因此，當該基板10配合該軸座20及該轉子30構成本發明微型馬達時，更可相對縮減本發明微型馬達之整體軸向高度，使本發明微型馬達可朝向更輕薄短小化的方向研發設計。

請參照第7圖所示，本發明第二實施例之微型馬達同樣包含一基板40、一軸座20及一轉子30，其中本實施例揭示該軸座20與該基板40一體成型，而該軸座20及該轉子30之整體結構與前述第一實施例相同不再贅述。

請參照第7及8圖所示，本發明第二實施例之基板40具有一佈線層41，該佈線層41主要係由數個電路層相互疊合所構成；如圖所示之實施例中，係揭示該佈線層41由一第一電路層41a、一第二電路層41b、一第三電路層41c及一第四電路層41d所構成。該數個電路層41a、41b、41c、41d所構成之該佈線層41同樣可結合一表層42及一底層44，該表層42及該底層44較佳為形成於該佈線層41表面的一絕緣層(未標示)，使該佈線層41可位於該表層42及該底層44之間，且亦可在該數個電路層41a、41b、41c、41d之間各設有一絕緣層(未繪示)。再者，該基板40同樣可利用佈線方式(layout)於該佈線層41形成一線圈組43，該線圈組43包含有相互電性連接的數個線圈431。

藉由該數個電路層41a、41b、41c、41d構成該基板40之結構設計，該數個電路層41a、41b、41c、41d之表面皆可分別利用佈線方式(layout)形成該數個線圈431，用以增加各該線圈431之繞線圈數，藉此，在該基板40之整體軸向高度不至於過度增加，以及該基板40之徑向寬度尺寸不變的條件下，本發明微型馬達即可繞設更多線圈431，進而提高轉速及扭矩，並同樣可朝向更輕薄短小化的方向研發設計。

又，請參照第8圖所示，該線圈組43亦可將一驅動電路45直接形成於任一個電路層；如圖所示之實施例中，係於該第一電路層41a表面設置該驅動電路45，該第一電路層41a可於任二相鄰線圈431之間形成一電路舖設區(未標示)，以便該驅動電路45具有足夠的空間可設置於該第一電路層41a表面之電路舖設區；藉此，當該驅動電路45亦整合於該基板40上時，更可達到降低結構及組裝複雜度之優點。

如上所述，本發明微型馬達確實可藉由該基板10、40之線圈組13、43位於該表層12、42之一側面，以及該線圈組13、43一體結合該佈線層11、41的結構設計，以有效減少本發明微型馬達之軸向高度，且相對亦可縮減該微型馬達之整體體積，進而達到便於朝向微型化方向研發設計的功能。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

10．．．基板

11．．．佈線層

12．．．表層

13．．．線圈組

131．．．線圈

14．．．底層

15．．．通孔

20．．．軸座

30．．．轉子

31．．．中心軸

32．．．永久磁鐵

40．．．基板

41．．．佈線層

41a、41b、41c、41d．．．電路層

42．．．表層

43．．．線圈組

431．．．線圈

44．．．底層

45．．．驅動電路

[習知]

8．．．散熱風扇

81．．．框體

811．．．容置空間

812．．．基座

813．．．軸管

82．．．蓋板

83．．．電路板

84．．．線圈

85．．．定位元件

86．．．轉子

861．．．磁鐵

9．．．散熱風扇

91．．．基座

911．．．軸孔

912．．．線圈組

92．．．扇輪

921．．．轉子

93．．．片形磁鐵

94．．．軸桿

第1圖：習知第一種散熱風扇之立體分解圖。

第2圖：習知第一種散熱風扇之組合剖視圖。

第3圖：習知第二種散熱風扇之立體分解圖。

第4圖：習知第二種散熱風扇之組合剖視圖。

第5圖：本發明第一實施例微型馬達的立體分解圖。

第6圖：本發明第一實施例微型馬達的組合剖視圖。

第7圖：本發明第二實施例微型馬達的立體分解圖。

第8圖：本發明第二實施例微型馬達之基板的立體分解圖。

10．．．基板

11．．．佈線層

12．．．表層

13．．．線圈組

131．．．線圈

14．．．底層

15．．．通孔

20．．．軸座

30．．．轉子

31．．．中心軸

32．．．永久磁鐵

Claims (7)

1. 一種微型馬達，包含：一基板，包含一佈線層及一表層，該表層結合該佈線層，該基板之佈線層由數個電路層相互疊合所構成，該佈線層形成一線圈組，該線圈組包含相互電性連接的數個線圈，各該線圈分別形成於各該電路層之表面，該線圈組電性連接一驅動電路，該基板之其中一電路層的任二相鄰線圈之間形成一電路舖設區，該驅動電路設置於該電路舖設區；一軸座，位於該基板上；及一轉子，包含一中心軸及一永久磁鐵，該中心軸結合該軸座，該永久磁鐵與該線圈組相對，該永久磁鐵與該基板的表層之間具有一氣隙；其中該線圈組位於該氣隙外。
2. 依申請專利範圍第1項所述之微型馬達，其中該數個電路層之間各設有一絕緣層。
3. 依申請專利範圍第1或2項所述之微型馬達，其中該基板之表層係為一絕緣層。
4. 依申請專利範圍第1或2項所述之微型馬達，其中該基板另包含一底層，該底層與該表層相對且結合該佈線層，該佈線層位於該底層與該表層之間。
5. 依申請專利範圍第4項所述之微型馬達，其中該基板之底層係為一絕緣層。
6. 依申請專利範圍第1或2項所述之微型馬達，其中該 基板設有一通孔，該軸座結合於該通孔內。
7. 依申請專利範圍第1或2項所述之微型馬達，其中該軸座一體成型於該基板上。