TW201822440A - 馬達定子用之矽鋼片 - Google Patents

Abstract

一種馬達定子用之矽鋼片，用以解決習知矽鋼片之內、外徑尺寸配置關係不佳所衍生出的問題。本發明的馬達定子用之矽鋼片包含數個磁極單元，各該磁極單元具有一磁軛部、一極柱部及一極靴部，該數個磁極單元的磁軛部相連成一磁軛環，該數個磁極單元的極靴部的內側面圈圍形成一容置孔；其中，該容置孔具有一最大孔徑(D)，該矽鋼片具有一最大徑寬(W)，兩者的比值(D/W)為0.54~0.84。

Description

馬達定子用之矽鋼片

本發明係關於一種馬達零件，尤其是一種馬達定子用之矽鋼片。

請參照第1圖，其係使用在馬達定子中的一種習知的矽鋼片9，該矽鋼片9具有一磁軛環91，該磁軛環91的外環緣可組裝至一馬達基座(圖未繪示)，該磁軛環91的內環緣則設有數個等角分布的極柱92，以供分別捲繞一線圈C；各該極柱92朝中心延伸的端部連接有一極靴93以擴大該矽鋼片9的導磁面積，並由該數個極靴93的內側面圈圍形成一容置孔94，以供容置一轉子(圖未繪示)。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M490163號「定子線架」及第M343331號「馬達線圈之繞線結構」等專利案當中。

對馬達定子而言，各該線圈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，向外加長各極柱92的長度將使矽鋼片9的磁軛環91的最大徑寬W需對應擴大，並導致整體矽鋼片9的尺寸變大，對於需要提高馬達驅動扭力但馬達設置空間又相當有限的需求狀況而言，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。相對地，若向內加長各極柱92的長度，將導致矽鋼片9的容置孔94的孔徑d縮小，連轉子的尺寸都必須要予以減縮，反而會衍生出更多設計上需要綜合考量的問題；此外，任二相鄰的極靴93之間的空隙會變小，易造成捲繞線圈C的操作困難度提升等問題。

另一種加長各極柱92長度的方式，是在不改變該磁軛環91的最大徑寬W及容置孔94的孔徑d之前提下，縮減該磁軛環91的內環緣至外環緣的寬度a；然而，該磁軛環91的內環緣至外環緣的寬度a過小時，又會使整體矽鋼片9的結構強度不足，使該矽鋼片9容易變形，連帶影響該矽鋼片9與馬達基座的組裝便利性及結合穩固性，故確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明提供一種馬達定子用之矽鋼片，在確保整體矽鋼片具有足夠結構強度的前提下，提供最大的繞線空間以提升馬達驅動扭力。

本發明的馬達定子用之矽鋼片，包含數個磁極單元，各該磁極單元具有一磁軛部、一極柱部及一極靴部，該數個磁極單元的磁軛部相連成一磁軛環，該數個磁極單元的極靴部的內側面圈圍形成一容置孔；其中，該容置孔具有一最大孔徑(D)，該矽鋼片具有一最大徑寬(W)，兩者的比值(D/W)為0.54~0.84。

本發明的另一種馬達定子用之矽鋼片，包含數個磁極單元，各該磁極單元具有一磁軛部、一極柱部及一極靴部，該數個磁極單元的磁軛部相連成一磁軛環，該磁軛環的內環緣圈圍形成一容置孔；其中，該容置孔具有一最大孔徑(D)，該矽鋼片具有一最大徑寬(W)，兩者的比值(D/W)為0.54~0.84。

據此，本發明馬達定子用之矽鋼片，可以不改變矽鋼片的最大徑寬而增大其繞線空間以提升馬達驅動扭力，同時確保整體矽鋼片具有足夠結構強度而可與馬達基座穩固結合；此外，根據該比值，設計者可快速且正確地依據矽鋼片的最大徑寬找出可搭配的轉子規格，並確保該矽鋼片具有該尺寸下最大且合理的繞線空間，不必擔心各部位的不適當尺寸所衍生出的問題，有助縮減開發時程與勞力。

其中，該比值(D/W)較佳為0.6~0.7。

其中，該最大徑寬約為50~150mm。

其中，該矽鋼片的極柱部的數量可以為三的倍數；該極柱部的數量較佳至少為十二個。

其中，該磁軛環的內環緣與外環緣之間的最大寬度大於或等於各該極柱部的寬度的一半；該結構具有提升矽鋼片結構強度等功效。

其中，各該極靴部在該容置孔的徑向上具有一寬度，該寬度為該極柱部寬度的0.1~0.7倍；該結構具有擴大繞線空間等功效。

其中，各該磁極單元的磁軛部的外側面設有呈凹陷狀的一定位凹槽；該結構具有提升與馬達基座之結合穩固性等功效。

〔本發明〕

1‧‧‧磁極單元

11‧‧‧磁軛部

111‧‧‧定位凹槽

12‧‧‧極柱部

13‧‧‧極靴部

131‧‧‧內側面

14‧‧‧容置孔

2‧‧‧轉子

21‧‧‧磁鐵部

22‧‧‧轉軸

3‧‧‧絕緣套

4‧‧‧馬達基座

41‧‧‧定位凸塊

5‧‧‧磁極單元

51‧‧‧磁軛部

52‧‧‧極柱部

53‧‧‧極靴部

54‧‧‧容置孔

A1‧‧‧最大寬度

A2、A3‧‧‧寬度

C‧‧‧線圈

D‧‧‧最大孔徑

N‧‧‧定位缺槽

P、P’‧‧‧矽鋼片

R‧‧‧磁軛環

R1‧‧‧內環緣

R2‧‧‧外環緣

S‧‧‧內轉子馬達定子

W‧‧‧最大徑寬

〔習用〕

9‧‧‧矽鋼片

91‧‧‧磁軛環

92‧‧‧極柱

93‧‧‧極靴

94‧‧‧容置孔

C‧‧‧線圈

d‧‧‧孔徑

w‧‧‧最大徑寬

a‧‧‧寬度

第1圖：馬達定子用之一種習知矽鋼片的結構示意圖。

第2圖：本發明第一實施例矽鋼片的平面結構示意圖。

第3圖：包含本發明第一實施例矽鋼片的內轉子馬達定子與一轉子的立體分解結構示意圖。

第4圖：包含本發明第一實施例矽鋼片的內轉子馬達的縱向側剖結構示意圖。

第5圖：包含本發明第一實施例矽鋼片的內轉子馬達的橫向側剖結構 示意圖。

第6圖：本發明搭配另一種型態轉子的橫向剖視結構示意圖。

第7圖：本發明第二實施例矽鋼片的平面結構示意圖。

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、3圖，其係本發明馬達定子用之矽鋼片P的第一實施例，該馬達定子用之矽鋼片P包含數個相連接的磁極單元1，各該磁極單元1具有一磁軛部11、一極柱部12及一極靴部13；各該磁極單元1的磁軛部11、極柱部12及極靴部13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。

詳言之，該數個磁極單元1由磁軛部11相連成一磁軛環R；該矽鋼片P的極柱部12的數量可以為三的倍數，較佳至少為十二個；各該磁極單元1的極柱部12可以由所連接的極靴部13的內側面131擴大導磁面積，並由該數個磁極單元1的極靴部13的內側面131圈圍形成一容置孔14，以供一轉子2的一磁鐵部21可旋轉地容設於該容置孔14中。例如但不限制地，本實施例選擇使該數個磁極單元1原先由磁軛部11相連成一串的直條狀，並將數個本發明的矽鋼片P軸向堆疊，使相疊的任二磁極單元1的極柱部12相對齊，經設置一絕緣套3及對位相疊的數個磁極單元1的極柱部12捲繞一線圈C後，再將該數個矽鋼片P彎捲固定成環狀以形成一內轉子馬達定子S，以提升捲繞線圈C的操作便利性。在其他實施例中，該數個磁極單元1的磁軛部11也可類似於第1圖所示的型態而直接一體相連成環狀，不是經過捲繞才形成環狀。

又，請參照第2、4、5圖，各該磁極單元1的磁軛部11的外側面設有呈凹陷狀的一定位凹槽111，以由該數個磁極單元1的定位凹 槽111供一馬達基座4內環面的數個定位凸塊41對位穿入，令組裝後的該內轉子馬達定子S不易再相對於該馬達基座4旋轉，有助提升該內轉子馬達定子S與該馬達基座4之間的結合穩固性。需特別說明的是，本發明並不限制轉子2的型態，即包含本發明矽鋼片P的內轉子馬達定子S也可以搭配如第6圖所示的轉子2使用。

請再參照第2圖，該矽鋼片P的容置孔14具有一最大孔徑D，該矽鋼片P則具有一最大徑寬W，兩者的比值(D/W)較佳符合0.54~0.84，更佳為0.6~0.7。其中，該矽鋼片P的最大徑寬W較佳為50~150mm。

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馬達定子用之矽鋼片P所能設置的最大徑寬W，並藉由上述比值快速算出該矽鋼片P的容置孔14最大孔徑D範圍，在不加大整體矽鋼片P尺寸的前提下，找出可搭配的轉子2(標示於第3圖中)規格，同時還可擴大該矽鋼片P上的繞線空間，使本發明的矽鋼片P可成為最大徑寬值相同的矽鋼片中具有較大馬達驅動扭力者。

特別是，本實施例還可更進一步地將該矽鋼片P的磁軛環R的內環緣R1與外環緣R2之間的最大寬度A1設成大於或等於各該極柱部12寬度A2的一半，藉以確保該矽鋼片P的磁軛環R具有足夠的結構強度來穩固支撐各該極柱部12及該線圈C而不易變形，使矽鋼片P的品質更為提升。

此外，各該極靴部13在該容置孔14的徑向上具有一寬度A3，當該極柱部12與該極靴部13之交接處為直角型態時，該寬度A3即為直角處至該極靴部13的內側面131在徑向上的距離；而該極柱部12與該極靴部13之交接處為弧角型態時，該寬度A3則為較鄰近該極靴部13自由端的弧角末端處至該極靴部13的內側面131在徑向上的距離。其中， 該寬度A3約為該極柱部12寬度A2的0.1~0.7倍，以擴大該矽鋼片P上的繞線空間。

請參照第4圖，據由前述結構，包含本發明矽鋼片P的內轉子馬達定子S可以組裝結合於前述馬達基座4的內環面，另將前述轉子2的磁鐵部21對位容置在該內轉子馬達定子S的容置孔14中，並與各該磁極單元1的極靴部13的內側面131相對，及由一轉軸22連接該磁鐵部21；如此一來，當該內轉子馬達定子S的其中一或數個線圈C被通予電源時，對應的磁極單元1的極靴部13即可產生磁力與該轉子2的磁鐵部21相推斥，從而帶動該轉子2的轉軸22轉動。

請參照第7圖，其係本發明馬達定子用之矽鋼片P’的第二實施例，該矽鋼片P’係用於一外轉子馬達定子，該矽鋼片P’包含數個磁極單元5，各該磁極單元5具有一磁軛部51、一極柱部52及一極靴部53，該極柱部52連接該磁軛部51與該極靴部53，且該數個磁極單元5的磁軛部51相連成一磁軛環R；在本實施例中，該數個磁極單元5的磁軛部51可以直接一體相連成環狀，不是經過捲繞才形成環狀，圖中以二點鏈線將各該磁極單元5的磁軛部51分隔出來僅係便於說明；在其他實施例中，該數個磁極單元5的磁軛部51也可如第一實施例所述之預設為直條狀，經過捲繞才形成環狀。

其中，該磁軛環R的內環緣R1圈圍形成一容置孔54，該容置孔54具有一最大孔徑D，該矽鋼片5具有一最大徑寬W，兩者的比值(D/W)較佳符合0.54~0.84，更佳為0.6~0.7。又，該矽鋼片5的最大徑寬W較佳為50~150mm。據此，本實施例的矽鋼片5亦可達到前述第一實施例的各項功效。需特別說明的是，若該磁軛環R在該容置孔54周緣設有定位缺槽N，計算該容置孔54的最大孔徑D時並不包含該定位缺槽N。

綜上所述，本發明馬達定子用之矽鋼片，可以由不改變矽鋼 片最大徑寬的方式擴大繞線空間以提升馬達驅動扭力，同時確保整體矽鋼片具有足夠結構強度而可與馬達基座穩固結合。又，根據該比值，設計者可快速且正確地依據矽鋼片的最大徑寬找出可搭配的轉子規格，並確保該矽鋼片具有該尺寸下最大且合理的繞線空間，不必擔心各部位的不適當尺寸所衍生出的問題，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 (9)

1. 一種馬達定子用之矽鋼片，包含數個磁極單元，各該磁極單元具有一磁軛部、一極柱部及一極靴部，該數個磁極單元的磁軛部相連成一磁軛環，該數個磁極單元的極靴部的內側面圈圍形成一容置孔；其中，該容置孔具有一最大孔徑(D)，該矽鋼片具有一最大徑寬(W)，兩者的比值(D/W)為0.54~0.84。
2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達定子用之矽鋼片，其中，各該磁極單元的磁軛部的外側面設有呈凹陷狀的一定位凹槽。
3. 一種馬達定子用之矽鋼片，包含數個磁極單元，各該磁極單元具有一磁軛部、一極柱部及一極靴部，該數個磁極單元的磁軛部相連成一磁軛環，該磁軛環的內環緣圈圍形成一容置孔；其中，該容置孔具有一最大孔徑(D)，該矽鋼片具有一最大徑寬(W)，兩者的比值(D/W)為0.54~0.84。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之馬達定子用之矽鋼片，其中，該比值(D/W)為0.6~0.7。
5. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之馬達定子用之矽鋼片，其中，該最大徑寬為50~150mm。
6. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之馬達定子用之矽鋼片，其中，該矽鋼片的極柱部的數量為三的倍數。
7. 如申請專利範圍第6項所述之馬達定子用之矽鋼片，其中，該極柱部的數量至少為十二個。
8. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之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最大寬度大於或等於各該極柱部的寬度的一半。
9. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之馬達定子用之矽鋼片，其中，各 該極靴部在該容置孔的徑向上具有一寬度，該寬度為該極柱部寬度的0.1~0.7倍。