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TW201813251A - 外轉子馬達定子用之矽鋼片 - Google Patents

外轉子馬達定子用之矽鋼片 Download PDF

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Abstract

一種外轉子馬達定子用之矽鋼片，用以解決習知矽鋼片之軸孔與極柱尺寸配置關係不佳所衍生出的問題。本發明的外轉子馬達定子用之矽鋼片包含：一磁軛環，具有一內環緣及一外環緣，該內環緣圈圍形成一軸孔；數個極柱，環設在該磁軛環的外周，且各該極柱的一端連接在該磁軛環的外環緣；及數個極靴，分別連接在該數個極柱的另一端；其中，該矽鋼片具有一最大寬度W，該軸孔具有一孔徑D，該孔徑D與該最大寬度W符合關係式：0.12≦D/W≦0.4。

Description

外轉子馬達定子用之矽鋼片
本發明係關於一種馬達零件，尤其是一種外轉子馬達定子用之矽鋼片。
請參照第1圖，其係使用在外轉子馬達定子中的一種習知的矽鋼片9，該矽鋼片9的中心處設有一軸孔91以便套合至馬達基座的一軸管(圖未繪示)，該軸孔91外周則具有等角分布的六個極柱92以供數個線圈C捲繞，並於各該極柱92的外端連接一極靴93以擴大該矽鋼片9的導磁面積。類似於該習知矽鋼片9的一實施例已揭露於中華民國公告第534529號「冷卻風扇之六極式馬達」專利案當中。
對外轉子馬達定子而言，該數個線圈C的捲繞圈數可直接影響馬達運作時的驅動扭力，而該矽鋼片9的極柱92長度又會對該線圈C的捲繞圈數形成限制；即，該矽鋼片9的極柱92越長，繞線空間越多，線圈C的捲繞圈數也越多。因此，想增加線圈C的捲繞圈數以提升扭力，最直接的方式就是加長矽鋼片9的極柱92長度。
惟，在不改變矽鋼片9的軸孔91尺寸的情況下，加長矽鋼片9各極柱92的長度通常會導致矽鋼片9變大、變重，對於有輕量化兼提高驅動扭力需求的馬達而言，例如使用在空拍機中的馬達，前述會加大矽鋼片9尺寸的方式勢必無法適用；特別是，空拍機上能設置馬達的空間又 相當有限，因此如何能在不增大外轉子馬達定子體積的前提下，減輕定子重量並提升馬達驅動扭力，遂成為業者近年來努力研發的方向。
其中，在不改變矽鋼片9最大寬度W的前提下，可縮小矽鋼片9的軸孔91使各極柱92的長度得以加長，但過小的軸孔91又會影響該矽鋼片9與馬達基座的軸管的結合穩固性；尤其是將馬達基座組裝在運作時會晃動的裝置(例如：空拍機)中時，該矽鋼片9與軸管的結合穩固性更是無法妥協的必要限制，造成業者在設計軸孔91與極柱92尺寸時的兩難，故確實仍有加以改善之必要。
為解決上述問題，本發明提供一種外轉子馬達定子用之矽鋼片，在能夠與軸管穩固結合的前提下，提供最大的繞線空間以提升馬達驅動扭力。
本發明的外轉子馬達定子用之矽鋼片，包含：一磁軛環，該磁軛環具有一內環緣及一外環緣，該內環緣圈圍形成一軸孔；數個極柱，該數個極柱呈等角分布地環設在該磁軛環的外周，且各該極柱的一端連接在該磁軛環的外環緣；及數個極靴，該數個極靴分別連接在該數個極柱的另一端；其中，該矽鋼片具有一最大寬度W，該軸孔具有一孔徑D，該孔徑D與該最大寬度W符合關係式：0.12≦D/W≦0.4。
據此，本發明外轉子馬達定子用之矽鋼片，可以不改變矽鋼片的最大寬度而增大其繞線空間以提升馬達驅動扭力，同時確保軸孔的尺寸適當而可與軸管穩固結合，即使將馬達組裝在運作時會晃動的裝置中，仍可確保馬達順暢運作；此外，根據該關係式，設計者可快速且正確地依據矽鋼片的最大寬度決定出能穩固結合軸管的最小軸孔，有助縮減開發時程與勞力。
其中，該最大寬度W約為15~65mm。
其中，該磁軛環在該內環緣處設至少一鍵槽；該結構具有提升組裝效率及正確性等功效。
其中，該極柱的數量為三或三的倍數；該極柱的數量較佳為十二個。
其中，該磁軛環的內環緣與外環緣之間的寬度大於或等於該極柱的寬度的一半；該結構具有提升矽鋼片結構強度等功效。
〔本發明〕
1‧‧‧磁軛環
1a‧‧‧內環緣
1b‧‧‧外環緣
11‧‧‧軸孔
12‧‧‧鍵槽
2‧‧‧極柱
3‧‧‧極靴
4‧‧‧馬達基座
41‧‧‧軸管
411‧‧‧對位凸部
5‧‧‧轉子
51‧‧‧轉軸
52‧‧‧輪轂
53‧‧‧永久磁鐵
A1、A2、A3‧‧‧寬度
C‧‧‧線圈
D‧‧‧孔徑
W‧‧‧最大寬度
〔習用〕
9‧‧‧矽鋼片
91‧‧‧軸孔
92‧‧‧極柱
93‧‧‧極靴
C‧‧‧線圈
第1圖：外轉子馬達定子用之一種習知矽鋼片的結構示意圖。
第2圖：本發明一實施例矽鋼片的平面結構示意圖。
第3圖：包含本發明一實施例矽鋼片的外轉子馬達定子與一馬達基座的立體分解結構示意圖。
第4圖：包含本發明一實施例矽鋼片的外轉子馬達的側剖結構示意圖。
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2圖，其係本發明外轉子馬達定子用之矽鋼片的一實施例，該外轉子馬達定子用之矽鋼片大致上包含一磁軛環1、數個極柱2及數個極靴3，該數個極柱2連接在該磁軛環1的外周，該數個極靴3分別連接在該數個極柱2的最外端。
請參照第2、3圖，該磁軛環1具有一內環緣1a及一外環緣1b，該內環緣1a圈圍形成一軸孔11，該軸孔11具有一孔徑D。本發明的矽鋼片可以由該磁軛環1的軸孔11套合至一馬達基座4的一軸管41，該磁軛環1可以在該內環緣1a處設至少一鍵槽12，以便與該軸管41的至少 一對位凸部411快速對位，提升組裝效率及正確性；該磁軛環1設有該鍵槽12時，該孔徑D為該軸孔11不包含該鍵槽12的最大徑向寬度。
該極柱2的數量可以為三或三的倍數，較佳為十二個，該數個極柱2呈等角分布地環設在該磁軛環1的外周，且各該極柱2的一端連接在該磁軛環1的外環緣1b。將數個本發明的矽鋼片軸向堆疊時，可使各該矽鋼片的極柱2相對齊以便捲繞線圈C，構成三相無刷直流式的外轉子馬達定子。
該極靴3的數量同於該極柱2的數量，該數個極靴3分別連接在該數個極柱2的另一端，使各該極柱2可以由所連接的極靴3外緣擴大導磁面積，並兼可限制線圈C的繞線範圍不超出該極柱2連接該極靴3處。
其中，該矽鋼片的磁軛環1、極柱2及極靴3可以一體成型相連接，或是由任意方式或結構組裝連接，本發明均不加以限制。
又，該矽鋼片具有一最大寬度W，該孔徑D與該最大寬度W符合關係式：0.12≦D/W≦0.4。其中，該最大寬度W較佳為15~65mm。
據此，只要得知所欲組裝之裝置上的馬達設置空間尺寸，即可先確定出本發明外轉子馬達定子用之矽鋼片所能設置的最大寬度W，並藉由上述關係式快速算出該矽鋼片的軸孔11孔徑D，確保該矽鋼片能夠與軸管41穩固結合，且同時可擴大該矽鋼片上的繞線空間，使本發明的矽鋼片可成為最大寬度值相同的矽鋼片中具有較大馬達驅動扭力者。
此外，本實施例還可將該磁軛環1的內環緣1a與外環緣1b之間的寬度A1設成大於或等於各該極柱2寬度A2的一半，藉以確保該磁軛環1具有足夠的結構強度來穩固支撐該數個極柱2及該線圈C而不易變形，使矽鋼片的品質更為提升。又，該極靴3在該軸孔11的徑向上具有一寬度A3，當該極柱2與該極靴3之交接處為直角型態時，該寬度A3即為 直角處至該極靴3外緣在徑向上的距離；而該極柱2與該極靴3之交接處為弧角型態時，該寬度A3則為較鄰近該極靴3自由端的弧角末端處至該極靴3外緣在徑向上的距離。其中，該寬度A3約為該極柱2寬度A2的0.1~0.7倍，以擴大該矽鋼片上的繞線空間。
請參照第3、4圖，據由前述結構，包含本發明矽鋼片的外轉子馬達定子可以套合組裝至前述馬達基座4的軸管41，另將一轉子5的一轉軸51可旋轉地組裝至該軸管41中，該轉軸51連接一輪轂52，該輪轂52的內面設有一永久磁鐵53與各該矽鋼片的極靴3相對；如此一來，當該外轉子馬達定子的線圈C被通予電源後，該數個矽鋼片的極靴3即可產生磁力與該轉子5的永久磁鐵53相推斥，從而帶動該轉子5的轉軸51及輪轂52轉動。
綜上所述，本發明外轉子馬達定子用之矽鋼片，可以由不改變矽鋼片最大寬度而縮小其軸孔的方式擴大繞線空間以提升馬達驅動扭力，同時確保軸孔的尺寸適當而可與軸管穩固結合，即使將馬達組裝在運作時會晃動的裝置中，仍可確保馬達順暢運作。又，根據該關係式，設計者可快速且正確地依據矽鋼片的最大寬度決定出能穩固結合軸管的最小軸孔，並確保該矽鋼片具有該尺寸下最大的繞線空間，有助縮減開發時程與勞力。
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。

Claims (6)

  1. 一種外轉子馬達定子用之矽鋼片，包含：一磁軛環，該磁軛環具有一內環緣及一外環緣，該內環緣圈圍形成一軸孔；數個極柱，該數個極柱呈等角分布地環設在該磁軛環的外周，且各該極柱的一端連接在該磁軛環的外環緣；及數個極靴，該數個極靴分別連接在該數個極柱的另一端；其中，該矽鋼片具有一最大寬度W，該軸孔具有一孔徑D，該孔徑D與該最大寬度W符合關係式：0.12≦D/W≦0.4。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達定子用之矽鋼片，其中，該最大寬度W為15~65mm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達定子用之矽鋼片，其中，該磁軛環在該內環緣處設至少一鍵槽。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之外轉子馬達定子用之矽鋼片，其中，該極柱的數量為三或三的倍數。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之外轉子馬達定子用之矽鋼片，其中，該極柱的數量為十二個。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之外轉子馬達定子用之矽鋼片，其中，該磁軛環的內環緣與外環緣之間的寬度大於或等於該極柱的寬度的一半。
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