TWI312605B - Fan, motor ane stator structure thereof - Google Patents

Description

1312605 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種馬達，特 馬逹及其定子結構。 、_—種軸向繞線徑向感應之風扇、 【先前技術】 隨著資訊時代的來臨，電子 或缺的生_品，財，馬柄歧^桃今人們絲或是辦公室不可 轉換為她犧部件。，4於電子設射，且能械將電能 馬達之種類繁多，如圖丨所示， ^ 1n . I知之無刷馬達結構1係包含一轉子. ?ηΐφ . 轉子、.，口構10係套置於定子結構20之中心轴承 中」精由將電枢繞組奴子結構2Q，而與貼附永久磁續之轉子結 才10父互侧’以產生交變之旋轉磁場而促使轉子結構職轉。 無刷馬達i依據線圈繞線以及感應方式之方法不同，可分為抽向繞線 軸向感應與徑向繞線徑域應，如圖丨所示，軸向繞線軸向感應無刷馬達工 係將線圈捲繞達成所需的線_2Q2，之後再與其他定子構件例如導磁 基座203、料板等組合成定子結構2G，而與轉子結構1Q内表面之永 久磁鐵而所形·磁場_感應；而如圖2所示，徑向繞線徑向感應無 刷馬達1之線圈係於定子結構之各極臂2Q5上捲繞，且與轉子結構㈣周 内壁之永久磁鐵101所形成的磁場徑向感應。 然而，就軸向繞線無刷馬達1而言，如圖1所示，由於我卩卩於馬達 空間，線圈組202之線圈匝數與磁性面積A不能相對同時增加，即在—〜 空間下，線圈阻數愈多相對地造成中心磁通量可通過的面積變小，進而影 ^12605 7力之絲，糾，由_域應，是以轉子結構1G内表蚊永久磁鐵 101與定子結構20之導磁基座2〇3構件形成相吸之作用力，因此造成馬達 輪承201之文力過大’進而容易造成導磁基座咖的結構變形 2圖2所7F ’纽向繞線無刷馬達丨而言，由於需將線圈分職繞於極臂 势上纟於極| 205間空間有限，因此造成捲繞工作不便而使捲繞速度受 到限制，且所形成之磁場分佈較不易均勻，另外，極臂挪懸空之力臂造 成馬達中心支撐之負擔。 「爰因於此，發明人本著積極發明之精神，提供—種能夠解決上述問題 風扇馬達及其疋子結構」，幾經研究實驗終至完成此項發明。 【發明内容】 、有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種製程簡單、磁力效果佳、 以及結構咖之觸、馬軌狀子結構。 、緣疋树上述目的，依據本發明之—種馬達之定子結構包含一第一 磁ί生基板一第一磁性基板、以及複數個線圈單元。其中，第一磁性基板 卜周緣，、有魏個第^部，·第二磁性基板外周緣具有複數個第二突出 Ρ ’、中第雜基板係與第二磁性基板相對而設；線圈單元係分別夹設 於第-磁性基板與第二磁性基板之間，、軸單元係分別具有—線圈以及至 少-導磁元件’線_以、_單元之中心雜捲繞，導磁元件似置於線 圈中。 為達上述目的，依據本發明之一,

知3之種馬達包含一定子結構、一轉子結;I 以及一驅動電路。其中，定士播>=3入咕 千、，構包3 一第一磁性基板、一第二磁性基名

以及複數個線圈單元，第—磁ΜM 囵早7G帛樹生基板外周緣係具有複數第_突出部，第： 1312605 磁性基板外麟係具有複數第二突出部，其中第—磁性基板與第二磁性基 '、刀別具有巾。轴孔，第—磁性基板係、與第二磁性基板相對而設，線 圏早兀係分別夾設於第-磁性基板與第二磁性基板之間，線圈單元係分別 有線圈以及至少-導磁元件’線圈係以線圈單元之中心為轴捲繞，導 磁元件係、設置於線财；轉子結構包含—軸心、輪殼、以及-磁鐵，軸心 係貫穿謝心軸孔，磁鐵係環設於輪殼内，且磁鐵係具有複數第一極區 與複數第二極區，其中第-突出部與第二突出部係相對應第一極區與第二 極區設置，·驅動電路係連接、_單元之、_，啸制線圈之電流方向。 為逹上述目的，依據本發明之—種風扇包含一定子結構、一轉子結構 以及-驅動電路。其中，奸結構包含_第—磁縣板、—第二磁性基板、 以及複數義單元，射第—雜餘與第二雜基㈣分财有一中心 轴孔’第-磁性基板係與第二磁性基板相對岐賴單元係分別夾設於第 —磁性基板與第二磁性基板之間，線圈單元係分別具有—線圈以及至少一 導磁元件，線圈係以線圈單元之中心為軸捲繞，導磁元件係設置於線圈中· 轉子結構包含-轴心、輪殼、—磁鐵、以及複數扇葉片，軸心係貫穿該等 中心軸孔，磁鐵係環設於輪殼内，扇葉片係環設於輪殼外璧之周緣。 承上所述，因依據本剌之風扇、馬達及其定子結構，其巾定子社構 係妙複數個軸向繞線之線圈單元於第1性基板與第二磁性基板之間， 由於轴向繞線方式克服了胸向繞線造成捲㈣以及磁場分佈不均句 ⑼題’因而簡化了製程以及提高了磁力效果，另外，也由此降低了習知 控向繞線之極臂懸空所造成馬達中心支 員擔，且第一磁性基板外周緣 1312605 之複數u部與第二磁性基板外周緣之複數第二突出部交錯設置，利 用-驅動電路驅使線圈單元之線圈通過電流，喊第—雜基板與第二磁 性基板具料目異之紐，將此定子結構與環設有磁鐵之轉子結構配合，藉 由第-突出部與第二突出部交變之磁場與轉子結構中磁鐵的第—極區與第 -極區侧’祕使轉子結輸徑域應碰轉，由於祕城應克服了 習知軸向繞線產生的導磁基座變形之問題，進而穩固了整體之結構。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯雜，下文特 舉-較佳實補，並配合所關式，作詳細說明如下： 【實施方式】 以下將參照相麵式，說據本發雜佳實_之風扇、馬達及其 定子結構，其中相件將以相同的參照符號加以說明。 請參即細麻，依據 示意圖，該馬達定子結構3G包含—第—磁性基板31、—第二磁性基板犯 以及複數個線圈單元33。 如圖3所示，該第-磁性基板31與該第二磁性基板犯係相對而設 且分別具有-中心軸孔301，在本實施例中，該定子結構％更包含—轴 套35 ’其係套接於該第一磁性基板31與該第二磁性基板犯之該等中心 孔3〇1中，俾使該第-磁性基板31與該第二磁性基板犯分別固定_' 承套％之《，糾，該定子轉3G更可包含至少—麻38，該輛= 係容置於姉承套35巾m雜餘3】_二磁性爲 係包合複數雜#’且在本實補巾，該第—雜基板&吨第随 板32係可為石夕鋼片，該軸承套35之材質係可為銅所構成。-性)· 1312605 該等線圈單元33係分別夾設於該第一磁性基板31與該第二磁性基板 32之間，該等線圈單元33分別具有一線圈331以及至少一導磁元件332， '其中該線圈331係以該線圈單元33之中心為轴捲繞，且該導磁元件332係 —設置於該線圈331中。其中，該導磁元件332亦可由矽鋼片構成。 承上所述，本實施例之該定子結構3〇更包含至少一散熱元件祁，其係 設置於該第一磁性基板31與該第二磁性基板32之間，用以趨散熱源所產 生之熱氣。 ► 料’如圖3所示，本實施例之該定子結構3〇更可包含一第一絕緣層 37與帛一絕緣層37，，其中該第一絕緣層設置於該第一磁性基板31 ”〇等線圈單元33之間，該第二絕緣層37，係設置於該第二磁性基板犯 與該等線圈單元33之間。 —承上所述，請參照圖4所示，該第一磁性基板Μ外周緣係具有複數個 第大出311;該第二磁^^生基板32外周緣係具有複數個第二突出部321。 /、中轉第~突出部311係與該等第二突出部321分別交錯設置。 > 又’该磁性基板31係具有複數個第一穿孔312，該第二磁性基板 .32係具有複數個第二穿孔微，該等導磁元件微之一端係穿設於該等第 ^孔312 ’另一端係穿設於該等第二穿孔322。其中，該等導磁元件332 予^'或疋由兩個馬蹄型之該導磁元件332相互抵接形成Η字型。 勺人。述依據本發明之定子結構30的一實施例，該定子結構3〇更 驅動電路34，其係連接該等線圈單元33之該線圈331，藉調整該線 圈331之雷 ’ ° 以控制該第一磁性基板31及該第二磁性基板32之 13.12605 極性變化。龙中 ,,_ '、，在本實施例中，該驅動電路34係可設置於該第一磁性基 板31或是該第二磁性基板32之該中心轴孔謝周圍。 另卜如圖4所示，本實施例之定子結構3〇更包含複數連接件祁，其 ' X於該第―磁性基板31中以抵接於該第二磁性基板32,此時該第二磁 土板32上相對於該連接件邪係具有—通孔，且該連接件邪之内壁可具 、x供使用者將-設備以—鎖合元件例如螺絲將該設備連結於該定 子結構30上。

依據本發明之馬達3的一實施例的示意圖， '—轉子結構40以及一驅動電路34。 驅動電路34之結構特徵、功能、以及配置 再請參照圖3與圖5所示， 該馬達3係包含-定子結構30 其中，該定子結構3〇與該 係如上所述，故不再贅述。 唯，該轉子結構4G係包含_轴心41、—輪殼42、以及—磁鐵43。 雜〜41係貫穿該等中心軸孔301，且套置於該韩7豕38巾，該磁鐵 43係％没於該輪^42之内壁’且具有複數個第一極區與複數個第二極 區432(如圖5所示）’於此，該定子結構3〇之該等第一突出部311與該等 第一犬出部321係分別相對應該等第一極區431與該等第二極區432設置。 又，明參照圖6所示，依據本發明之風扇4的一實施例的示意圖，係 包含-定子結構30、-轉子結構4Q以及—驅動電路34。 其中’该定子結構30與該驅動電路34之結構特徵、功能、以及配置 係如上所述，故亦不再贅述。 唯，該轉子結構40係包含—軸心、一輪殼42、一磁鐵43、以及複 1312605 數扇葉片44。 其令，該輛心41'該輪殼42與 設置方式係如 上所述，故不在此贅〜 之結構特徵、 牡此負迷。需說明者， 璧之周緣。 °羽” 44係環設於該輪殼42外 為使本發^内錢料雜，以 依據本發明之馬達3之實施方式。 實例並請參照圖7以說明 如圖7所示，該等線圈單元 基板=細第—磁性 磁性基板32與該驅動電路34包 ;撕几33係位於該第二 性沿 < 該第—雜基板31與該第二磁 且W 麻套35套_磁性板31、32之該等細軸孔謝， "結構40係以該軸心㈣置於該軸承套35中。並且，該第一磁性 基板31係設置於該第二磁性基板⑽與該轉子結構4〇之間。 其中’該第-磁性基板31之該等第一突出部311係與該第二磁性基板 32之。亥等第—大出部321交錯設置，且該等第一突出部犯與該等第二突 出部321係相對該轉子結構4〇之該等第-極區431與該等第二極區432設 置’當該驅動電路34控制該線圈331產生電流時，該第—磁性基板31具 有苐極性，該第二磁性基板32具有一第二極性，之後藉由該駆動電路 34控制該線圈331之電流方向，可產生交變磁場，是以該轉子結構4〇之該 等第一磁區431或該等第二磁區432與此交變磁場產生互斥磁力，而使該 轉子結構40轉動。 綜上所述’因依據本發明之風扇、馬達及其定子結構，其中定子結構 11 1312605 係設置複_向齡之線圈單元料—雖練鄕二雜基板之間，由 於轴向繞線方式克服了習知徑向繞線造成捲線不易以及磁場分佈不均句之 問題，因而簡化了製程以及提高了磁力效果，另外，也由此降低了習知徑 向繞線之極«靖造成馬射处叙請，衫—雜基板外周敎 複數第-突出部與第二磁性基板外周緣之複數第二突出部交錯設置，利用 -驅動電路驅使線圈單元之線圈通過電流，而使第一磁性基板與第二磁性 基板具有減之雜，將此定子職與環設有磁狀轉子結構配合，藉由 第-突出部與第二突出部交變之磁場與轉子結構中磁鐵的第—極區與第二（: 極區作用’而促使轉子結構依徑向感應而旋轉，由於此徑向感應克服了習 知轴向繞線產生的導磁基座變形之問題，進而穩固了整體之結構。 々雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限 疋本發明’任何熟習此技藝者’在不脫離本發明之精神和範圍 内，當可作各種之更動與潤飾，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。 X上所述僅為本發明之較佳實施例而已，上述實施例僅係 用來說明而非用以限定本發明之申請專利範圍，本發明之範疇( 係由以下之申明專利範圍所界定。凡依本發明申請專利範圍所 作之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。 【圖式簡單說明】 圖1為一顯示習知之轴向繞線軸向感應馬達的示意圖； 圖2為一顯示習知之徑向繞線徑向感應馬達的示意圖； 圖3為-顯示依據本發明之定子結構與轉子結構的—實施例的側視剖 面示意圖； 12 13:12605 圖4為1示依據本發明之定子結構的—實施例的上視示意圖·’ 圖5為1示依據本發明之馬達的—實施例的上視示意圖； 圖6為-顯示依據本發明之風扇的一實施例的示意圖;以及 無刷馬達 10 轉子結構 20 定子結構 202 線圈組 204 電路板 3 馬達 301 中心軸孔 311 第一突出部 32 第二磁性基板 322 第二穿孔 331 線圈 34 驅動電路 36 連接件 37， 弟二絕緣層 4 風扇 41 轴心 43 磁鐵

A 磁性面積 101 永久i兹鐵 201 中心軸承 203 基座 205 極臂 30 定子結構 31 第—礤性基板 312 第一穿孔 321 第二突出部 33 線圈單元 332 導石兹元件 35 轴承套 37 第一絕緣層 38 車由承 40 轉子結構 42 輪殼 431 第一拖區 13 1312605 432 第二極區 44 扇葉片

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Claims (1)

1312605 .十、申請專利範圍： [^歲替g 1、 一種馬達之定子結構，其包括： . 一第一磁性基板； 磁性基板’該第—雜基板倾該第二磁性基板相制設；以及 .複數個線圈軍元’其係分別夾設於該第-磁性基板與該第二磁性基板之 . Μ ’該等線圈早兀係分別具有—線圈以及至少一導磁元件，該賴係 以該顧單元之中心為軸捲繞，該導磁元件係設置於該線圈中； • 其中該第一禅基板之外周緣具有複數個第-突出部，該第二磁性基板 之外周緣具有複數個第二突出部，且該等第一突出部係與該等第二突 出部分別交錯設置。 2、 如申咖麵丨顿叙㈣構，其爾1縣板或該第二 磁性基板係包含複數磁性片。 3、 如申請專利範圍第i項所述之定子結構，其中該第—雜基板與該第二 磁性基板係分別具有一中心軸孔。 # 4、如申請專利範圍第3項所述之定子結構，更包括一轴承套，其係套接於 該第-磁性基板與該第二磁性基板之該中心轴孔。 5、如_利細3項所述之㈣構，更包括—驅動電路，其係連接 該等線圈單元之線圈，以控制該等線圈之電流方向。 .6、如嫩利瓣5項所述之細構，其中該驅動電路係設置於該第 - 一磁性基板或該第二磁性基板之中心軸孔周圍。 7、如申請專利範圍第5項所述之定子結構，其中該驅動電路係控制該第一 磁性基板及該第二磁性基板之極性變化。 〜 m 15 13,12605 .正替換頁 8、如申請專利範圍第1項所述之定子結構，其中該第-磁性基板係具有複 數個第-穿孔，該等導磁元件之1係穿設該等第一穿孔。 9如申請細哪1項所述之定子結構，其中該第二磁性基板係具有複 數個第二穿孔，該等導磁元件之一端係穿設該等第二穿孔。 1〇、如帽專利制第1項所述之定子結構，更包括至少-連接件，其係 敗a又於該第一磁性基板或該第二磁性基板。 η、如申雜咖㈣項所述之定子結構，其巾該連接狀嶋具有 螺紋。 ^申物__項_ w轉，其雜基板或該第 -磁性基缺包含—通孔，該軌係與魏接件姆設置，且該通孔 係連結於該連接件。 13、 如申請專利範圍第丨項所述之 宙 疋于…構，更包括至少一散熱元件，其 係設置於該第-磁性基板與該第二磁性、

14、 如申請專糊第丨顧叙定蝴，更包括_第—絕緣層，其係 設置於該第一磁性基板與該等線圈單元之間。 ，其係 丄5、如由晴專利範圍第1項所述之定 構，更包括-第二絕緣層 設置於該第二磁性基板與該等線圈單元之間。 16、一種馬達’其包括： ㈣構，其包括+雛基板、—第；性基板以及複數個線 圈早几’其中該第-磁性基板相緣係具有複數個第—突出部，該 第二磁性基板外周緣係具有複數個第二突出部，其中該第—磁隨 i S3 16 1312605 ^ 正獅! μ該第二磁性基板係分別具有一中心轴孔，該第一磁士基板係與 該第二磁性基板姆而設’鱗雜單元齡別纽於該第一磁性 基板與該第二磁性基板之間，該等線圏單元係分別具有-線圈以及 至少-導磁元件’該線圈係以該線圈單元之中心為軸捲繞，該導磁 元件係設置於該線圈中； -轉子結構’其係包含—軸心、—輪殼以及—磁鐵，該軸心係貫穿該等 中心軸孔，該磁鐵係環設於該輪殼内，且該磁鐵係具有複數個第一極 區與複數個帛二極區’其中該等第一突出部與該等第二突出部係分別 相對應該等第一極區與該等第二極區設置；以及 驅動電路，其係連接該等線圈單元之線圈，以控制該等線圈之電流方 向。 Π、如申請專利範圍第16項所述之馬達，其中該等第一極區係與該等第二 極區交互排列設置。 18、 如申請專利細第16項所述之馬達，其中該驅動電路係設置於該第一 磁性基板或該第二磁性基板之令心轴孔周圍。 19、 如申請專利範㈣16項所述之馬達，其中該驅動電路係控繼第_磁 性基板及該第二磁性基板之極性變化。 2〇、如申請專利範圍第16項所述之馬達，其中該第一磁性基板或該第二磁 性基板係具有複數磁極片。 2卜如中請糊娜16項所述之馬達，更包括—軸承套，其係套接於該 第一磁性基板與該第二磁性基板之該中心軸孔。

17 I3J2605 ^ V2.，替換頁 其係容置於 如申請專利範圍第21項所述之馬達，更包括至少„轴承， 謗軸承套’且該轉子結構之轴心係套置於該軸承中。 如申請專利伽第16項所述之定子結構，財該轉—突㈣係與該 等第二突出部分別交錯設置。 、如Μ專利細第16猶述之騎，射該第—雜基㈣具有複數 個第-穿孔’該科磁元件之-端係穿設該等第一穿孔。

25、 如中請專纖Μ 16項所述之馬達，其找第二磁性基板係具有複數 個第二穿孔，該等導磁元件之—端係穿設該等第二穿孔。 26、 如申請專利細第16項所述之馬達，更包括至少—連接件，其係嵌設 於該第一磁性基板或該第二磁性基板。 27、 如申請專利範圍第26項所述之馬達，其中該連接件之内壁係具有螺紋。 找、如申請專利範圍第26項所述之馬達，其找第—磁性基板或該第二磁 性基板更包含-通孔’該通孔係與該連接件相對設置，且該通孔係連 結於該連接件。 约、如中請專利細第16項所述之騎，更包括至少-散熱元件，其係設 置於該第一磁性基板與該第二磁性基板之間。 3〇、如申請專利範圍第16項所述之馬達，更包括一第一絕緣層，其係設置 於該第一磁性基板與該等線圈單元之間。 如申π專利範圍第16項所述之馬達，更包括_第二絕緣層，其係設置 於該第二磁性基板與該等線圈單元之間。 於、一種風扇，其包括：

18 1312605 -定子結構，其包括一第一磁性基板、_第二磁性基板以及複數個線 圈單元，其中該第一磁性基板與該第二磁性基板係分別具有一中心 軸孔，該第一磁性基板係與該第二磁性基板相對而設，該等線圈單 π係分別夾設於該第一磁性基板與該第二磁性基板之間，該等線圈 單元係分別具有一線圈以及至少一導磁元件，該線圈係以該線圈單 70之中心為軸捲繞，該導磁元件係設置於該線圈中； 轉子結構，其係包含—軸心、一輪殼、—磁鐵以及複數扇葉片，該 軸心係貫穿該等中心轴孔，該磁鐵係環設於該輪殼内，該扇葉片係 被5又於該輪殼外；以及 驅動電路’其係連接該細料之軸，雖繼線Η之電流方向。 33、如申請專利範圍第32項所述之風扇’其中該第-磁性基板外周緣係具 有複數第一突出部。 " 34

、如申請專概_3項所述之風扇，其中該第二磁性基板外周緣係具 有複數第二突出部。 35、如1請專利範圍第34項所述之風扇，其中該等第—突出部係與該等第 〜大出部分別交錯設置。 其中該磁鐵係具有複數第一極區 如申請專利範圍第32項所述之風扇 與複數第二極區。 #申叫專利_第36項所述之風扇’其中該等第-突出部與該等第二 抑犬出部係分別相對應該等第-極區與該等第二極區設置。 申明專利範®第36項職之風扇，其中轉第—倾倾該等第二 19 1312605 4 極區交互排列設置。 39、如申請專利範圍第32項所述之風扇，其中該驅動電路係設置於該第一 磁性基板或該第二磁性基板之中心軸孔周圍。 40 '如申請專利範圍第32項所述之風扇’其中該驅動電路係控繼第一磁 性基板及該第二磁性基板之極性變化。 4卜如申請專利範圍第32項所述之風扇，其中該第一磁性基板或該第二磁 性基板係具有複數磁極片。 φ 42、如申請專利範圍第32項所述之風扇，更包括一軸承套，其係套接於該 第一磁性基板與該第二磁性基板之中心軸孔。 43、 如申請專利範圍第42項所述之風扇，更包括至少一轴承，其係容置於 該軸承套，且該轉子結構之軸心係套置於該軸承中。 44、 如申請專利範圍第32項所述之風扇，其中該第一磁性基板係具有複數 第一穿孔，該等導磁元件之一端係穿設該等第一穿孔。 45、 如申請專利範圍第32項所述之風扇，其中該第二雜基板係具有複數 φ 帛二穿孔，該等導磁元件之—端係穿設該等第二穿孔。 46、 如申請專利範圍第32項所述之風扇’更包括至少一連接件，其係嵌設 • 於該第—磁性基板或該第二磁性基板。 •仏如申請專利範圍第46項所述之風扇，其中該連接件之内壁係具有螺紋。 -48、如申請專利範圍第46項所述之風扇，其中該第一磁性基板或該第4 ‘I·生基板更包含-通孔，該通孔係與該連接件相對設置，且該通孔係連 結於該連接件。 20 OLU^.'- ----ΐ---·;Γ-------- 丨年^ _.王替換黃i 1312605 49、如申請專利範圍第32項所述之風扇，更包括至少一散熱元件，其係設 置於該第一磁性基板與該第二磁性基板之間。 '50、如申請專利範圍第32項所述之風扇，更包括一第一絕緣層，其係設置 於該第一磁性基板與該等線圈單元之間。 • 51、如申請專利範圍第32項所述之風扇，更包括一第二絕緣層，其係設置 - 於該第二磁性基板與該等線圈單元之間。

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