TWI221696B - Motor stator, main-body structure of motor stator, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
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發明所屬之技術領域 本發明係有關於一種馬達定子，特別後 v $〜丁 付別係有關於一鍤益 刷直流馬達之定子本體結構的製造方法。 、 先前技術 習知的一種散熱風扇如第1圖所示，主要由轉子組1、 =子組2以及外框3所構成，其中轉子組丨係包括一扇葉結 構11，具有一輪轂111且在其外環面設有複數個葉片ιΐ2， 而在内側周面依序固設鐵殼12以及磁帶13 ,又在於^η1 内側中央設置有中心軸113，一墊片14套設於中心 上；而定子組2係由套筒21、線圈22、上絕緣片23、上磁 極片24、下絕緣片25、下磁極片26、以及電路基板27所缒 成，套筒21為一中空筒體，其内部設有軸承系統，又在線 圈22的上側依序疊置上絕緣片23以及上磁極片24，再強壓 迫穿套於套筒2 1的外側，而後再將下絕緣片2 5、下磁極片 26、以及電路基板27依序穿套入套筒21的外側，並使下絕 緣片2 5的上側貼靠者線圈2 2的下方，再將轉子組1之中心 轴113穿過套筒21並以扣環116固定，以連接轉子組1與定 子組2。另外，電路基板27上設置有感測器，用以感;則轉 子組1的位置以及控制定子組2的磁場，最後再由定子組2 的底面套設以外框3，以組合成散熱風扇。由上述可知， 定子組2的組裝相當繁雜。 另一種習知之定子結構如第2圖所示，定子結構包括 磁極層28、導磁柱29以及線圈22，導磁柱29的兩端與磁極
0678-10136TWF(Nl);ll〇〇3-CP；Cat.ptd 第5頁 1221696 五、發明說明（2) ' 層28之中空部緊密接合，導磁柱29上覆蓋一絕 未顯示），而線圈22繞在絕緣層上。在接合磁極層28時， 上、下兩個磁極層28的極片281必須互補對齊以使各磁極 層28以一機械角均勻分佈在一圓上。 綜上所述，習知的定子組或定子結構其結構都相當複 雜，在組裝時不僅費時且容易產生組合公差；又磁極間相 =的位置也易產生組裝位偏，磁極與感測器的相對位置亦 谷易產生組裝:偏差，進而影響馬達的效率；另外，整 隙不易確保，$易產生磁路的磁阻而造成效率降 低的問通。 發明内容 因此，本發明之目 說，本發明提供一種馬 層、一線圈、一電路基 為了解決 中空套筒 齒係以間 延伸；複 面，並在 中空套筒 落在二個 第二凸齒 層，線圈 下方，以 具有一第一端 隔開之方式連 二凸齒 第二平面上 而投影 齒之間 體成型 緣層上 座係套 上述問題。 本體結構、 。本體結構 數個第 的轴向 第二凸 係為一 繞於絕 及定子 達定子，包括一 板以及一定子座 面以及一第二端面；複數個 結於第一端面，並在一第一 係以間隔開之方式連結於第 延伸，當上述複數個第一凸 在第二平面上時，每一第一 ’同時，中空套筒、第一凸 °緣層係形成 ’電路基板設置 接於中空套筒 於中空套筒 於複數個第 也就是 一絕緣 包括一 第一凸 平面上 二端 齒沿著 凸齒係 齒以及 的表 二凸齒
1221696 五、發明說明（3) 同時，根據本發明 塑膠。 又根據上述目的， 又根據上述目的， 氧樹脂内的鐵心粉末。 又根據上述目的， 製成。 又根據上，述目的， pressing)而製成。 又根據上述目的， (compacting by centr 又根據上述目的， (injection molding) 又根據上述目的， 轉子位置及控制馬達定 又根據上述目的， 柱’圓形轴承柱凸出於 套接於該中空套筒内。 又根據上述目的， 又根據上述目的， 本發明之另一目的 構，包括一 1空套筒、 齒。中空套筒具有一第 之上述目的， 絕緣層之材料可以為 本體結構的材質為鐵心粉末。 本艘結構的材質為包覆於絕緣之環 本體結構係以模壓法（pr e s s i ng)而 本體結構係以熱壓法（hot 本體結構係以離心力加壓法 ifuging)而製成。 本體結構係以射出成形法 而製成。 電路基板上具有一電路係用以感測 子的磁場。 疋子座包括一底座以及一圓形轴承 底座的中央，用以穿過電路基板且 定子座之該底座係可以為一絕緣 絕緣體的材質可以為塑膠。 是要提供一種馬達定子的本體結 複數個第一凸齒及複數個第二凸 一端面以及一第二端面；複數個第
0678- 10136TWF(N1) ； 11003-CP;Cat. ptd 第7頁 1221696 五、發明說明（4) ~--- 一凸齒係以間隔開之方式連結於第〆端面，並在一第一平 =上延伸；複數個第二凸齒係以間隔開之方式連結於第二 ，面’並在一第二平面上延伸，當前述複數個第一凸齒^ f中空套筒的軸向而投影在第二平面上時，每一第一凸= 落在二個第二凸齒之間，同時，該中空套筒、該等第一 齒以及該等第二凸齒係為一體成型。 同時’根據本發明之上述目的，第一平面與第二平面 互相平行。 又根據上述目的，第一、二平面與該中空套筒的軸向 垂直。 又根據上述目的，中空套筒、第一凸齒以及第二凸齒 是由鐵心粉末所製成。 又根據上述目的，中空套筒、第一凸齒以及第二凸齒 是由包覆於絕緣之環氧樹脂内的鐵心粉末所製成。 又根據上述目的，中空套筒、第一凸齒以及第二凸齒 係以模壓法（pressing)而製成。 又根據上述目的，中空套筒、第一凸齒以及第二凸齒 係以熱壓法（hot pressing)而製成。 又根據上述目的，中空套筒、第一凸齒以及第二凸齒 係以離心力加壓法（compacting by centrifuging)而製 成。 又根據上述目的，中空套筒、第一凸齒以及第二凸齒 係以射出成形法（i n j ec t i on mo 1 d i ng)而製成。 本發明之又一目的是要提供一種馬達定子本體結構的
0678-10136TWF(Nl);11003-CP;Cat.ptd 第8頁 1221696 五、發明說明（5) 製造方法’ 金屬粉末而 第一凸齒以 以及一第二 於第一端面 以間隔開之 伸，而當上 在第二平面 同時， 而成為一燒 包括下列步驟：提供金屬粉 成為一胚料，此胚料包括一 及複數個第二凸齒，中空套 端面，複數個第一凸齒係以 ’並在一第一平面上延伸， 方式連結於第二端面，並在 述複數個第一凸齒沿著中空 上.時，每一第一凸齒落在二 根據本發明之上述目的，更 結件。 末；以 中空套 筒具有 間隔開 複數個 一第二 套筒的 個第二 包括燒 及造形上述 筒、複數個 第一端面 之方式連結 第二凸齒係 平面上延 軸向而投影 凸齒之間。 結上述胚料 又根據上述目的 又根據上述目的 又根據上述目的 内的鐵心粉末。 又根據上述目的 來造形。 又根據上述目的 pressing)來造形。 又根據上述目的 更包括修正上述燒結件的尺寸。 金屬粉末係可以為鐵心粉末。 金屬粉末為包覆於絕緣之環氧樹脂 金屬粉末可以由模壓法（pressing) 金屬粉末亦可以由熱壓法（hot 金屬粉末也可以由離心力加壓法 (compacting by centri fuging)來造形 〇 又根據上述目的，金属粉末也可以由射出成形法 (injection molding)來造形。 由上述·可知’本發明之馬達定子的本體結構優點在 於：省去了接合的動作’便無縫隙產生，可使得磁路更為
0678- lonemm); 11003-CP;Cat .ptd 第 9 頁 、發明說明（6) 通杨，進而提異民、去 而一體成型，因此無組=率；再者，本體結構係經由模具 块了上下磁極需設^於^ ^組合公差或偏位之問題，也解 感測器需對準的問題^月牷位置的困擾，更解決了磁極與 易悛為Ϊ ί Ϊ J ί ί述：其，目^、特徵和優點能更明顯 細說明。 牛一之較佳實施例，並配合所附圖式做詳 實施方式 以下 以祥細說 請參 t要係由 二凸齒33 〜第二端 於第一端 齒33以間 兩上延伸 達定子的 31的軸向 個第二凸 :具體之只施例’對本發明揭示之各形態内容 明。 見^3a和3b圖，本發明之馬達定子的本體結構3〇 一中空套筒31、複數個第一凸齒32以及複數個第 所構成。中空套筒31具有一第一端面311、以及 面312。複數個第一凸齒32以間隔開之方式連結 面311 ,並在一第一平面上延伸；複數個第二凸 隔開之方式連結於第二端面312，並在一第二平 。由第3b圖中可知，從上視方向觀看本發明之馬 本體結構30時，複數個第一凸齒32沿著中空套筒 而投影在第二平面上時，每一第一凸齒32落在二 齒33之間。 — 本發明之馬達定子的本體結構3 〇其中空套筒31、複數 個第凸齒Μ以及複數個第二凸齒33係為一體成型，在製 作上可以簡化許多。另外，在本實施例中，第一平面與第
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五、發明說明（7) 二平面互相平行，第一、直。 二平面與中空套筒31的輛向垂 體 凸齒 請參見第4圖，說明本發明之馬達定子，包括—本 結構30、一絕緣層41、一線圈42、一電路基板43以及 子座44。本體結構30包括一中空套筒31、複數個第 32以及複數個第二凸齒33。中空套筒31具有一第一端β 及一第二端面；複數個第一凸齒32係以間隔開之方式連2 於第一端面，，並在一第一平面上延伸；以及複數個第_、、、° 齒33以間隔開之方式連結於第二端面，並在一第二平面仏 延伸，其中，將複數個第一凸齒32沿著中空套筒3丨的車由上 而投影在第二平面上時’每一第一凸齒落在二個第二凸^ 之間。絕緣層4 1係包覆於中空套筒3 1的外表面上，例如以 塑膠射出成型的方式與中空套筒31結合成一體，再在、絕、緣 層41上繞上線圈42，之後再將電路基板43疊置於複數個第 二凸齒3 3下方。電路基板4 3上具有一電路係用以感測轉子 組1的位置及控制該馬達定子的磁場。接下來再將定子座 44套接於中空套筒31，定子座44係由一圓形軸承柱441與 一底座442所構成且圓形軸承柱441係凸出於底座442的中 央，圓形軸承柱441依序穿過電路基板43的中空部以及中 空套筒3 1，至此便形成一馬達定子。之後可將轉子組1之 中心轴11 4穿入定子座4 4之圓形轴承柱4 41内，另與一外框 3組裝，以形成一無刷馬達。在本實施例中，如第4圖上所 示，定子座·44已與外框3固接。 又在本實施例中，絕緣層4 1之材料為塑膠；定子座4 4
0678-10136TW(N1); 11003-CF;Cat. ptd 第 11 頁 1221696 五、發明說明（8) 之底座442係為一絕緩科，v, 形轴承；^u哲&體例如為塑膠；而定子座44之圓 心神承柱441材質為非導磁铋 接τ ^ ΒΗ + ,磁材枓，例如為銅或塑膠。 法。 +赞明之馬達定子本體結構的製造方 清參見第5圖’本發明夕 ^ 9 έ] ^ ^ ^ ^ m . ± 之馬達疋子本體結構的製造方 泛，a括下列步驟：接供厶m丨、丄/ 必古士达n 士丨/止 1，、金屬粉末（步驟si)以及造形金屬 粉末成為胚料（步驟S2)，以）e r丨丄* 結構。 以侍到本發明之馬達定子的本體 在步驟S1中，金屬粉古 、 m ^ ^ ^ m ^ ^ u, 可以為鐵心粉末，或是包覆於 絕、’承之ί衣氧樹J5曰内的鐵心粉末 在步驟S2中，胚料即太欲〇口 + 击#二一 L n M P本發明之馬達定子的本體結構。 更洋而s之，此胚料包括—+ ...^ Λ |栝中空套筒、複數個第一凸齒以 及複數個第二凸齒。中空卷社 山二 —Γ 峨 工套疴具有一第一端面以及一第二 端面；複數個第一凸齒係以„ γ 0a f , 二从各咕τ 你u間隔開之方式連結於第一端 面，並在一第一平面上延柚·… ^ ^ 乂1申，稷數個第二凸齒係以間隔開 之方式連結於第二端面，拍少 ^ τ , 加略 ^ ^ ^ ^ ^ 並在一第二平面上延伸。當複數 ^ ▲ n的軸向而投影在第二平面上時， 母一第一凸齒落在二個第二凸齒之間。 另外’上述的金屬粉末可以利、模壓ress 造形。 P S个 又，上述的金屬粉虫π 了以利用熱壓法（hot pressing) 來造形。 又，上·述的金屬粉太 禾可以利用離心力加壓法 (compacting by CentrifUging)來造形。
0678- 10136TWF(N1); 11003-CP；Cat.ptd Η 第12頁 1221696
發明說明（9) m〇Ui:g，) ί =金屬粉末可以利用射出成形法“ — Ηθη 也可以蔣/ ί加強所彳于到的馬達定子之本體結構的強度， 的強度。驟S2中所得之胚料進行步驟S3，以增強胚料 通常ϊ ί : 1胚料經過熱處理而成為燒結件，其尺寸 艰㊉無法非常精準的掌控， 八八丁 燒結件的尺寸.更為精確。因此，也可以増加步驟S4以使 綜上所述，本發明 筒、複數個第一凸齒蛊、〃二疋子的本體結構其中空套 磁路徑並無習用因接合：：第-凸齒係為-體成型，導 提昇馬達的特性。所產生的漏磁現象，因此讀實可： 雖然本發明已以數個▲ 用以限定本發明，任何熟露：上，然其並非 之精神和範圍Α，仍可作的：二$不脫離本發明 之保護範圍當視後附之申过 ^動/、潤飾，因此本發明 甲"月專利範圍所界定者為準。月
1221696 圖式簡單說明 第1圖係顯示習知無刷馬達風扇之示意圖； 第2圖係顯示習知接合式定子之示意圖； 第3a圖係顯示本發明之馬達定子的本體結構之示意 tSEl · 圃， 第3b圖係顯示本體結構的另一視角示意圖； 第4圖係顯示本發明之馬達定子之示意圖； 第5圖係顯示本發明之馬達定子本體結構的製造方法 流程圖。 符號說明 1〜扇葉組， 1卜扇葉結構 1Π〜輪轂； 112〜葉片； 11 3〜中心軸； 1 2〜鐵殼； 1 3〜磁帶； 1 4〜墊片； 1 5〜扣環； 2〜定子組； 21〜套筒； 2 2〜線圈； 2 3〜上絕緣片； 2 4〜上磁極片 2 5〜下絕緣片； 2 6〜下磁極片 27〜電路基板； 2 8〜磁極層； 2 8 1〜極片； 2 9〜導磁柱， 3〜外框； 30〜本體結構 31〜中空套筒； 311〜第一端面 312〜第二端面； 32〜第一凸齒 3 3〜第二凸齒； 4卜絕緣層；
0678-10136TW(Nl);11003-CP;Cat.ptd 第14頁 1221696 圖式簡單說明 42〜線圈； 43〜電路基板； 44〜定子座； 441〜圓形轴承柱； 442〜底座。
0678-10136TW(Nl);11003-CP;Cat.ptd 第15頁
Claims (1)
- 六、申請專利範圍 1 一種馬達 一本體結構 一中空套筒 複數個第一 面’並在一第一 複數個第二 面，並在一第二 套筒的軸向而投 二個第二凸齒之 及該等第二凸齒 一絕緣層， 一線圈，繞 一電路基板 一定子座， 2 ·如申請專 絕緣層之材料為 3·如申請專 本體結構的材質 4·如申請專 本體結構的材質 5·如申請專 本體結構係以模 6·如申·請專 本體結構係以孰0678.10136TW(Nl)；ii〇〇3.Cp;Cat ptd 定子，包括： ，包括： ，具有一第一端面以及一第二端面； 凸齒，以間隔開之方式連結於該第一端 平面上延伸；以及 凸齒’以間隔開之方式連結於該第二端 平面上延伸，當該等第一凸齒沿著該中空 影在該第二平面上時，每一第一凸齒落在 間，同時，該中空套筒、該等第一凸齒以 係為一體成型； 形成於该中空套筒的外表面上； 於該絕緣層上； ’設置於該等第二凸齒下方；以及 套設於該中空套筒内。 利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 塑膠。 利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 為鐵心粉末。 利範圍第1項所述之馬達定子，其中’該 為包覆於絕緣之環氧樹脂内的鐵心粉末。 利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 壓法（pressing)而製成。 利範圍第1項所述之馬達定子，其中’該 壓法（hot pressing)而製成。 第16頁 1221696 六、申請專利範圍 7 ·如申請專利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 本體結構係以離心力加壓法（c 〇 m P a c t i π g b y centrifuging)而製成。 8·如申請專利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 本體結構係以射出成形法（丨n j e c t i ο n m ο 1 d i n g)而製成。 9 ·如申請專利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 電路基板上具有一電路，用以感測一轉子組的位置及控制 該馬達定子的,磁場。 I 〇 ·如申請專利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該 定子座包括一底座以及一圓形轴承柱，該圓形軸承柱凸出 於該底座的中央，用以穿過該電路基板且套接於該中办 筒。 二 II ·如申請專利範圍第i Q項所述之馬達定子，其中， 該定子座之該底座係為一絕緣體。 12 ·如申請專利範圍第11項所述之馬達定子，豆中， 該絕緣體的材質為塑膠。 八 1 3 · —種馬達定子的本體結構，包括·· 了中空套筒，具有一第一端面以及一第二端面； 複數個第一凸齒，以間隔開之方式連結於該第一端 面，並在一第一平面上延伸；以及 複數個第二凸齒，以間隔開之方式連結於該第二端 面，並在一第二平面上延伸，當該等第一凸齒^著該中空 套筒的轴向而投影在該第二平面上時，每一第一凸齒落在 二個第二凸齒之間，同時，該中空套筒、該等第一凸齒以1221696 六、申請專利範圍 汉級导第二凸齒係為一體成型。 14. 如申請專利範圍第13項所述之馬達定子的本體結 構’其中’肖第—平面與該第η面互相平，。 15. 如申請專利範圍第14項所述之馬達疋子的本體結 構，其中，該第―、二平面盥該中空套筒的軸向垂直。 16. 如申請專利範圍第13項所述之馬達定子的本體結 構’其中，該中空套筒、該等第，凸齒以及遠荨第二凸齒 是由鐵心粉末，所製成。 1 7 ·如申請專利範圍第丨3項所述之馬達定子的本體結 構，其中，該中空套筒、該等第〆凸齒以及該等第二凸齒 是由包覆於絕緣之環氧樹脂内的鐵心粉末所製成。 1 8 ·如申請專利範圍第1 3項所述之馬達疋子的本體結 構，其中，該中空套筒、該等第一凸齒以及$亥專第一凸齒 係以模壓法（p r e s s i n g )而製成。 1 9 ·如申請專利範圍第丨3項所述之馬達定子的本體結 構，其中，該中空套筒、該等第/凸齒以及該等第二凸齒 係以熱壓法（hot pressing)而製成。 2 0 ·如申請專利範圍第1 3項所述之馬達定子的本體結 構，其中，該中空套筒、該等第一凸齒以及該等第二凸齒 係以離心力加壓法（compacting by centrifuging) 而製 成0 2 1 ·如申請專利範圍第丨3項所述之馬達定子的本體結 構，其中，·該中空套筒、該等第一凸齒以及該等第二凸齒 係以射出成形法（injection molding)而製成。0678- 10136TW(N1); 11003-CP;Ca t. ptd 第18頁 122169622· —種馬達定子本體結構的製造方法，包括下列步 驟： 提供金屬粉末；以及 造形該金屬粉末而成為 筒、複數個第一凸齒以及複 有 第一知面以及一第二端 之方式連結於該第一端面， 第二凸齒係以:間隔開之方式 二平面上延伸，當該等第一 投影在該第二平面上時，每 之間。 一胚料，該胚料包括一中空套 數個第二凸齒，該中空套筒具 面，該等第一凸齒係以間隔開 並在一第一平面上延伸，該等 連結於該第二端面，並在一第 凸齒沿著該中空套筒的軸向而 一第一凸齒落在二個第二凸齒 的制2ί·如申請專利範圍第22項所述之馬達定子本體結構 、造方法’其更包括燒結該胚料而成為一燒結件。 的制2ί 士如:請專利範圍第22項所述之馬達定子本體結構 製U方法’其更包括修正該燒結件的尺寸。 I 方法其中，該金屬粉末為鐵心粉末。 26·如申請專利範圍第22項所述之 的製造方法，其中，咳合屬爱逐疋于枣體〜構 内的鐵心粉末。-金屬私末為包覆於絕緣之環氧樹脂 的製2』.方V，清Α利範圍第22項所述之馬達定子本體結構 造ί 其中，該金屬粉末係以模壓法（pressing)來 28·如申請專利範圍第22項所述之 馬達定子本體結構1221696以熱壓法（hot 六、申請專利範圍 的製造方法，其中，該金屬粉末係 pressing)來造形 〇 2 9 ·如申請專利範圍第2 2項所述之馬達定子本體社 的製造方法’其中’該金屬粉末係以離心力加壓法 (compacting by centrifuging)來造形。 3 0 ·如申請專利範圍第2 2項所述之馬達定子本體結構 的製造方法，其中，該金屬粉末係以射出成形法 (injection molding)來造形 〇0678-10136TWF(N1);11003-CP;Cat.ptd 第20頁
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