TWI413341B - Motor stator and assembly method thereof - Google Patents

Description

馬達定子及其組裝方法

本發明是有關於一種驅動裝置及其組裝方法，特別是指一種馬達定子及其組裝方法。

參閱圖1，現有散熱風扇1包括一外殼11、一設置於該外殼11上的定子12，及一樞設於該外殼11上的轉子13。

該外殼11具有一軸管111，該定子12包括一套設於該軸管111的定子架121、多數片堆疊設置於該定子架121上的矽鋼片122，及多數纏繞於該定子架121上的感應線圈123。

該轉子13具有一樞設於該軸管111上且罩覆該定子12的輪轂131、多數片自該輪轂131外周面向外延伸的葉片132，及一環設於該輪轂131內周面且間隔環繞該定子12的磁鐵環133。

所述感應線圈123通電激磁後，會使所述矽鋼片122所產生與該磁鐵環133互斥的磁力，而使該磁鐵環133相對該定子12轉動，進而帶動該轉子13轉動。

由於所述矽鋼片122是堆疊設置於該定子架121上，而所述感應線圈123也是纏繞於該定子架121上，造成現有散熱風扇1之定子12的高度過高，進而影響了現有散熱風扇1的適用性。

為了改善現有散熱風扇1適用性不佳的缺點，相關業者研發出如圖2所示之中華民國公告第I332058號「薄型風扇構造」發明專利，其改善處在於：將軸承21、扇輪22、含鐵金屬片23與磁鐵24整合成一轉動件20，並以內埋多數線圈繞組251的線圈電路板25驅動該扇輪22轉動，進而降低整體高度以擴大適用範圍。

眾所周知，線圈繞組251的圈數愈多，通電激磁後所產生的磁場強度愈大，亦即推動該扇輪22轉動的磁力也就愈大，但是，由於該線圈電路板25的面積小，連帶使得內埋於線圈電路板25之線圈繞組251的圈數受限，因此，所述線圈繞組251通電後所能產生磁場強度較小，導致扇輪22之轉速無法有效提昇，而且亦容易造成推動該扇輪22啟動的驅動力不足，使得該扇輪22啟動不易。

因此，本發明之目的，即在提供一種能有效增加線圈匝數或磁極槽數的馬達定子。

本發明的另一目的，是提供一種能有效增加線圈匝數或磁極槽數之馬達定子的組裝方法。

於是，本發明之馬達定子，包含一定子單元，及一設置於該定子單元上的輔助感應單元。該定子單元包括一電路基板，及多數間隔埋設於該電路基板上的感應線圈。

該輔助感應單元包括一設置於該電路基板上的絕緣件、一設置於該絕緣件上的導磁件，及至少一穿置該導磁件、絕緣件與該電路基板的線圈繞組，其中，該線圈繞組具有一穿置結合該導磁件、絕緣件與該電路基板的凸柱，及一環繞該凸柱上的輔助線圈，該凸柱具有一穿置結合該導磁件、絕緣件與該電路基板的穿置段，及一相反於該穿置段以供該輔助線圈環繞的纏繞段。

本發明馬達定子的組裝方法，該馬達定子包括一定子單元，及一輔助感應單元，該定子單元包括一電路基板，及多數間隔埋設於該電路基板上的感應線圈，該輔助感應單元包括一絕緣件、一導磁件，及至少一線圈繞組，該線圈繞組具有一凸柱，及一輔助線圈，該組裝方法包含：將該線圈繞組的凸柱穿置於該導磁件中，並將該輔助線圈環繞該凸柱的周緣而成為一半成品，該導磁件將該凸柱區隔成相反的一穿置段與一纏繞段，該輔助線圈環繞該纏繞段；接下來，將該絕緣件疊置於該電路基板上，並遮蔽所述感應線圈；然後將該凸柱的穿置段穿置結合該絕緣件與該電路基板。

本發明的有益效果在於將該輔助線圈環繞於該凸柱之纏繞段上，而能不受該電路基板之面積與厚度的限制，使該輔助線圈可以向上突出該電路基板以增加線圈匝數，或是增加通電激磁後所產生的磁極槽數，進而改善該馬達定子所能產生的驅動力，提升馬達性能。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖3、4，本發明馬達定子3之第一較佳實施例包含一定子單元31，及一設置於該定子單元31上的輔助感應單元32。該定子單元31包括一電路基板311，及多數間隔埋設於該電路基板311上的感應線圈312。

於本較佳實施例中，該電路基板311上等角度相間隔的埋設有8個以漆包線連續捲曲環繞而成的感應線圈312，當然，在實際的應用上，埋設於該電路基板311上之感應線圈312的數量可視需求增減，並不以本實施例的揭露為限。

該輔助感應單元32包括一設置於該電路基板311上的絕緣件321、一設置於該絕緣件321上的導磁件322，及多數穿置該導磁件322、絕緣件321與該電路基板311的線圈繞組323。該絕緣件321可以防止該導磁件322接觸所述感應線圈312而發生短路現象。

於本較佳實施例中，該輔助感應單元32包括8個與所述感應線圈312呈對稱設置，並以圖4中的假想線與所述感應線圈312電連接的線圈繞組323，而該導磁件322是矽鋼片。

每一線圈繞組323具有一穿置結合該導磁件322、絕緣件321與該電路基板311的凸柱324，及一環繞該凸柱324上的輔助線圈327；而每一凸柱324具有一穿置結合該導磁件322、絕緣件321與該電路基板311的穿置段325，及一相反於該穿置段325以供該輔助線圈327環繞的纏繞段326。於本較佳實施例中，所述輔助線圈327是環繞於相對應之凸柱324的纏繞段326上的漆包線

參閱圖5，該馬達定子3是應用於一散熱風扇4上，該散熱風扇4包含一底座41、一轉子單元42，及一供電單元43。

該底座41包括一本體411，及一自該本體411中心處向上延伸的軸管412。該轉子單元42包括一可轉動地樞設於該軸管412中的輪轂421、一環設於該輪轂421內的磁鐵環422，及多數片相間隔且自該輪轂421外周面向外延伸的扇葉423。

該馬達定子3之定子單元31的電路基板311是設置於該軸管412上，而所述感應線圈312以及所述線圈繞組323則是位於該磁鐵環422下方。該供電單元43包括一電連接所述感應線圈312與線圈繞組323之輔助線圈327的驅動電源431。

當該驅動電源431啟動後，即對所述感應線圈312與輔助線圈327通電，使所述感應線圈312與輔助線圈327因流通有電流而同時產生與該磁鐵環422磁力互斥的磁場，進而驅動該輪轂421帶動該等扇葉423轉動。

由於所述輔助線圈327是環繞該凸柱324之纏繞段326上而凸出於該電路基板311，因此可以不受該電路基板311面積與厚度的限制而能有較多的線圈匝數，有效提高通電時所產生的磁場強度，進而提升驅動該轉子單元42的驅動力，以便於驅動該轉子單元42轉動；配合平面捲曲環繞埋設於該電路基板311上的所述感應線圈312，更能增加通電激磁後的磁極槽數，進而能增加該輪轂421的轉動速度以提升扇葉423之散熱效果。

參閱圖6、7，當然，所述線圈繞組323的輔助線圈327也可以不與所述感應線圈312電連接，而該散熱風扇4的供電單元43則更具有一電連接所述輔助線圈327的啟動電源432，而該驅動電源431則電連接所述感應線圈312。

如此，啟動時可以利用該啟動電源432供應所述輔助線圈327所需電力，由於所述輔助線圈327是環繞該凸柱324之纏繞段326上而凸出於該電路基板311，因此可以不受該電路基板311的面積與厚度限制而有較多的線圈匝數，因此，通電激磁後能形成較強的磁場強度，以順利推動該轉子單元42啟動；接著，再啟動該驅動電源431，使所述感應線圈312通電激磁形成推動該轉子單元42持續運轉的磁場。

參閱圖8，本發明馬達定子3之第二較佳實施例大致是與該第一較佳實施例相同，不相同的地方在於：該輔助感應單元32的所述線圈繞組323與所述感應線圈312是呈非對稱設置，並且不與所述感應線圈312電連接。

參閱圖8、9，由於該輔助感應單元32的所述線圈繞組323與所述感應線圈312是呈非對稱設置，因此，實際應用上，該散熱風扇4之供電單元43的啟動電源432是與所述輔助線圈327電連接，而該驅動電源431則電連接所述感應線圈312。

如此，啟動時可以利用該啟動電源432供應所述輔助線圈327所需電力，由於所述輔助線圈327是環繞該凸柱324之纏繞段326上而凸出於該電路基板311，因此可以不受該電路基板311的面積與厚度限制而有較多的線圈匝數，因此，通電激磁後能形成較強的磁場強度，以順利推動該轉子單元42啟動；由於所述輔助線圈327與所述感應線圈312是呈非對稱設置，因此，必須先關閉該啟動電源432，再啟動該驅動電源431使所述感應線圈312通電激磁，形成推動該轉子單元42持續運轉的磁場而推動該轉子單元42持續運轉，避免所述輔助線圈327與感應線圈312所產生的磁場不平均，確保該轉子單元42的運轉平順。

在此要特別說明的是，只要該線圈繞組323的輔助線圈327匝數足夠產生順利推動該轉子單元42啟動的磁場強度，該輔助感應單元32也可以如圖10所示，僅包括一穿置該導磁件322、絕緣件321與該電路基板311的線圈繞組323，依然可以達成相同的功效，不應為本實施例的揭露所限。

參閱圖11，本發明馬達定子的組裝方法的較佳實施例，是用以組裝上述之馬達定子3，因此，本實施例中所述及的結構，即是上述馬達定子3的較佳實施例，所以不在此加以贅述。

首先，步驟51是將所述線圈繞組323的每一凸柱324穿置於該導磁件322中，並將所述輔助線圈327環繞於每一凸柱324的周緣而成為一半成品，而該導磁件322將每一凸柱324區隔成相反的一穿置段325與一纏繞段326，所述輔助線圈327是環繞於每一纏繞段326上；接下來，步驟52是將該絕緣件321疊置於該電路基板311上，並遮蔽所述感應線圈312；然後，步驟53是將所述凸柱324的穿 置段325穿置結合該絕緣件321與該電路基板311，即可獲得該馬達定子3。

在此要特別說明的是，以上是以有多數線圈繞組323的馬達定子3作說明，實際應用上，該組裝方法也可以應用僅有一線圈繞組323的馬達定子3做說明，不應以本實施例的揭露所限。

綜上所述，本發明馬達定子3及其組裝方法因為將該輔助線圈327環繞該凸柱324之纏繞段326上，而能不受該電路基板311之面積與厚度的限制，使該輔助線圈327可以向上突出該電路基板311以增加線圈匝數，或是增加通電激磁後所產生的磁極槽數，進而改善該馬達定子3所能產生的驅動力，以提升馬達性能，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

3．．．馬達定子

31．．．定子單元

311．．．電路基板

312．．．感應線圈

32．．．輔助感應單元

321．．．絕緣件

322．．．導磁件

323．．．線圈繞組

324．．．凸柱

325．．．穿置段

326．．．纏繞段

327．．．輔助線圈

4．．．散熱風扇

41．．．底座

411．．．本體

412．．．軸管

42．．．轉子單元

421．．．輪轂

422．．．磁鐵環

423．．．扇葉

43．．．供電單元

431．．．驅動電源

432．．．啟動電源

51．．．步驟

52．．．步驟

53．．．步驟

圖1是一剖視圖，說明一現有散熱風扇；圖2是一剖視圖，說明中華民國公告第I332058號「薄型風扇構造」發明專利；圖3是一立體分解圖，說明本發明馬達定子的第一較佳實施例；圖4是一俯視圖，輔助說明圖3； 圖5是一剖視圖，說明該第一較佳實施例應用於一散熱風扇上的態樣； 圖6是一俯視圖，說明該第一較佳實施例的另一種態樣； 圖7是一剖視圖，說明該第一較佳實施例的另一種態樣應用於一散熱風扇上的型態； 圖8是一立體分解圖，說明本發明馬達定子的第二較佳實施例； 圖9是一剖視圖，說明該第二較佳實施例應用於一散熱風扇上的態樣； 圖10是一立體分解圖，說明該第二較佳實施例的另一種態樣；及 圖11是一流程圖，說明本發明馬達定子的組裝方法之較佳實施例。

3．．．馬達定子

31．．．定子單元

311．．．電路基板

312．．．感應線圈

32．．．輔助感應單元

321．．．絕緣件

322．．．導磁件

323．．．線圈繞組

324．．．凸柱

325．．．穿置段

326．．．纏繞段

327．．．輔助線圈

Claims (9)

1. 一種馬達定子，包含：一定子單元，包括一電路基板，及多數間隔埋設於該電路基板上的感應線圈；以及一輔助感應單元，包括一設置於該電路基板上的絕緣件、一設置於該絕緣件上的導磁件，及至少一穿置該導磁件、絕緣件與該電路基板的線圈繞組，其中，該線圈繞組具有一穿置結合該導磁件、絕緣件與該電路基板的凸柱，及一環繞於該凸柱上的輔助線圈，該凸柱具有一穿置結合該導磁件、絕緣件與該電路基板的穿置段，及一相反於該穿置段以供該輔助線圈環繞的纏繞段。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之馬達定子，其中，該定子單元的感應線圈不與該線圈繞組的輔助線圈電連接。
3. 根據申請專利範圍第1所述之馬達定子，其中，該輔助感應單元包括多數穿置該導磁件、絕緣件與該電路基板的線圈繞組。
4. 根據申請專利範圍第3項所述之馬達定子，其中，所述線圈繞組是與所述感應線圈呈對稱設置。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之馬達定子，其中，所述線圈繞組的輔助線圈是不與所述感應線圈電連接。
6. 根據申請專利範圍第4項所述之馬達定子，其中，所述線圈繞組的輔助線圈是與所述感應線圈電連接。
7. 根據申請專利範圍第3項所述之馬達定子，其中，所述線圈繞組是與所述感應線圈呈非對稱設置，且所述線圈繞組的輔助線圈不與所述感應線圈電連接。
8. 一種馬達定子的組裝方法，該馬達定子包括一定子單元，及一輔助感應單元，該定子單元包括一電路基板，及多數間隔埋設於該電路基板上的感應線圈，該輔助感應單元包括一絕緣件、一導磁件，及至少一線圈繞組，該線圈繞組具有一凸柱，及一輔助線圈，該組裝方法包含：(a)將該線圈繞組的凸柱穿置於該導磁件中，並將該輔助線圈環繞該凸柱的周緣而成為一半成品，該導磁件將該凸柱區隔成相反的一穿置段與一纏繞段，該輔助線圈環繞該纏繞段；(b)將該絕緣件疊置於該電路基板上，並遮蔽所述感應線圈；及(c)將該凸柱的穿置段穿置結合該絕緣件與該電路基板。
9. 根據申請專利範圍第8項所述之馬達定子的組裝方法，其中，該馬達定子包括多數線圈繞組，該(a)步驟是將每一線圈繞組的凸柱穿置於該導磁件中，並將所述輔助線圈環繞每一凸柱的周緣而成為一半成品，該導磁件將每一凸柱區隔成相反的一穿置段與一纏繞段，所述輔助線圈是環繞每一凸柱的纏繞段上。