TW202007049A - 內轉子馬達 - Google Patents

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洪銀樹
邱柏偉
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建準電機工業股份有限公司
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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Abstract

一種內轉子馬達，用以解決習知內轉子馬達之運轉品質不佳的問題。係包含：一定子，該定子具有由一長條形的磁極組件彎捲成圓形狀的一環座，該環座具有數個磁極，任二相鄰磁極的一外端相連接，任二相鄰磁極的一內端具有一最小距離，該定子具有一線圈組捲繞於該數個磁極；及一轉子，可旋轉地設於該環座圍成的空間內，該轉子與該定子之間形成一最小氣隙，且該最小距離大於該最小氣隙。

Description

內轉子馬達
本發明係關於一種馬達，尤其是一種內轉子馬達。
習知的內轉子馬達具有一定子及一轉子。該定子具有數個鐵芯及一線圈組，該線圈組繞設於該數個鐵芯；各該鐵芯具有一磁軛部及極靴部，任二相鄰的磁軛部相連接，任二相鄰的極靴部具有一間距。該轉子可旋轉地設於各該極靴部圍成的空間內，該轉子的外周與該定子的極靴部之間形成一氣隙，以期該轉子可以順利地相對該定子轉動。
製造上述習知的內轉子馬達的定子時，各該鐵芯多是以沖壓方式一體成形而形成環狀體後，再將該線圈組繞設於各該鐵芯。然而，此製造方法若使用於多極式(例如：十二極以上)的內轉子馬達，則二相鄰的鐵芯會靠得更近，使二相鄰鐵芯之間的距離變得更小，因此，二相鄰極靴部無法維持足夠的間隙，使得該繞線組的繞線作業不易進行，不僅繞線工時長，在繞線過程中也時常發生繞線機不慎刮傷該線圈組的情況；此外，也使得各極線圈之間的磁力線相互干擾，因此，容易導致嚴重的漏磁現象，進而影響該內轉子馬達之運轉效能及運轉品質。
有鑑於此，習知的內轉子馬達確實仍有加以改善之必要。
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種內轉子馬達，其任二相鄰的磁極之間係具有一最小距離，且該最小距離大於定子與轉子之間的一最小氣隙，藉以避免各極線圈之間的磁力線相互干擾，使該內轉子馬達之運作可以更為穩定。
本發明以下所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。
本發明的內轉子馬達，包含：一定子，該定子具有由一長條形的磁極組件彎捲成圓形狀的一環座，該環座具有數個磁極，任二相鄰磁極的一外端相連接，任二相鄰磁極的一內端具有一最小距離，該定子具有一線圈組捲繞於該數個磁極；及一轉子，可旋轉地設於該環座圍成的空間內，該轉子與該定子之間形成一最小氣隙，且該最小距離大於該最小氣隙。
據此，本發明的內轉子馬達，利用任二相鄰的磁極之間形成該最小距離，且該最小距離大於該最小氣隙，使任二相鄰的磁極之間不會靠得太近；如此，係可以提升捲繞該線圈組的操作便利性，並避免各極線圈之間的磁力線相互干擾而導致漏磁的現象產生，使該內轉子馬達之運作可以更為穩定，係具有提升該內轉子馬達之運轉效能及運轉品質的功效。
其中，該環座具有一絕緣套組及設於該絕緣套組的數個鐵芯單元，各該鐵芯單元與該絕緣套組共同形成各該磁極。如此，該結構簡易而便於製造及組裝，係具有降低製造成本及提升組裝便利性的功效。
其中，各該鐵芯單元鄰近該轉子的一端具有一極靴部，任二相鄰鐵芯單元的極靴部之間形成該最小距離。如此，該最小距離係具有避免各極線圈之間的磁力線相互干擾的功效。
其中，該轉子具有一磁鐵部設於一轉軸的外周，各該極靴部具有一磁極面朝向該磁鐵部，該磁極面與該磁鐵部之間形成該最小氣隙。如此，該極靴部與該磁鐵部之間可產生磁交鏈作用，係具有可以使該轉子運轉的功效。
其中，各該鐵芯單元遠離該轉子的一端具有一磁軛部，該環座係由任二相鄰的該磁軛部相連接。如此，係具有提升該環座之製造便利性的功效。
其中，該磁極的數量為至少十二個，且為三的倍數。如此，可形成三相繞線，係具有得到較單相繞線更大功率的功效。
其中，該最小距離小於或等於該最小氣隙的八倍。如此，該最小距離不會過大，係具有避免影響該內轉子馬達之運轉品質的功效。
其中，該環座係以雷射銲接結合該磁極組件的二端以形成環狀。如此，係具有提升該磁極組件的二端之結合穩固性的功效。
其中，該最小距離大於該最小氣隙的四倍。如此，任二相鄰的極靴部之間具有較佳的間距，係具有確保磁力線不會相互干擾的功效。
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1圖所示，其係本發明內轉子馬達的一較佳實施例，係包含一定子1及一轉子2，該轉子2可旋轉地設於該定子1內。
請參照第1、2圖所示，該定子1具有一環座11，該環座11係由如第2圖所示的一長條形的磁極組件C彎捲而形成圓形狀，且該環座11較佳係以雷射銲接的方式接合該磁極組件C的二端，以提升該磁極組件C之二端的接合穩固性，同時還可以精準又快速地完成接合作業。該環座11具有數個磁極12，且該定子1具有一線圈組15捲繞於該數個磁極12。其中，該磁極12的數量較佳為至少十二個，且為三的倍數；如此，可形成三相繞線，係具有得到較單相繞線更大功率的功效。在本實施例中，該磁極12的數量是以十二個來做說明。
詳言之，該數個磁極12分別具有一外端12a及一內端12b，各該外端12a係遠離該轉子2的一端，各該內端12b係鄰近該轉子2的一端。該環座11可以具有一絕緣套組13及數個鐵芯單元14，本實施例的絕緣套組13可例如為一上絕緣套13a及一下絕緣套13b，藉以上、下包覆該數個鐵芯單元14；各該鐵芯單元14較佳由數個矽鋼片軸向堆疊成預定厚度，各該鐵芯單元14與該絕緣套組13則共同形成各該磁極12。另外說明的是，亦可以直接使該各該鐵芯單元14鍍有絕緣層(圖未繪示)，以由該絕緣層取代該絕緣套組13提供絕緣效果，本發明不加以限制。
請參照第3圖所示，其中，各該鐵芯單元14可以具有一極靴部141、一極柱部142及一磁軛部143，該極靴部141及該磁軛部143分別連接在該極柱部142二端，該極靴部141、該極柱部142及該磁軛部143可以一體成型相連接，本發明不加以限制。
請一併參照第4、5圖所示，各該極靴部141位於該內端12b，任二相鄰的極靴部141之間具有一最小距離D，且各該極靴部141可以具有一磁極面141a，各該磁極面141a朝向該轉子2；該磁軛部143位於該外端12a，該環座11係由任二相鄰的磁軛部143相連接，且二相鄰的磁軛部143較佳係為一體相連，以確保各該鐵芯單元14具有足夠的結構強度來穩固支撐各該極柱部142，使各該鐵芯單元14的品質更為提升；該極柱部142連接於該極靴部141與該磁軛部143之間，該線圈組15則係捲繞對應於該數個極柱部142的部位。
該線圈組15繞設於包覆該數個鐵芯單元14的該絕緣套組13上，使該絕緣套組13可以設置於該數個鐵芯單元14與該線圈組15之間，以進一步確保該線圈組15與各該鐵芯單元14之間的絕緣性良好。其中，該線圈組15係捲繞對應於該數個磁極12之極柱部142的部位後，再將該磁極組件C彎捲固定成圓形狀以形成該環座11，以提升捲繞該線圈組15的操作便利性。
請參照第1、4、5圖所示，該轉子2可旋轉地設於該環座11之各該極靴部141所共同圍成的空間內。該轉子2可以具有一轉軸21及一磁鐵部22，該磁鐵部22設於該轉軸21的外周，該磁鐵部22可例如由一座體結合該轉軸21，另於該座體設置呈環狀排列的數個磁鐵；或其他等效結構，本發明不加以限制。各該極靴部141的磁極面141a係朝向該轉軸21的磁鐵部22，該磁鐵部22的外周與該磁極面141a之間形成一最小氣隙G。
上述任二相鄰的極靴部141之間形成有該最小距離D，該最小距離D係大於該最小氣隙G，且該最小距離D可以大於該最小氣隙G的四倍，以確保磁力線不會相互干擾。較佳地，該最小距離D小於或等於該最小氣隙G的八倍；如此，可以確保該最小距離D不會過大，係具有避免影響該內轉子馬達之運轉品質的功效。
請參照第4、5圖所示，據由前述結構，該轉子2容置在該環座11之各該極靴部141所共同圍成的空間內，該轉子2的磁鐵部22並與各該鐵芯單元14之極靴部141的磁極面141a相對；且任二相鄰的極靴部141之間形成的最小距離D大於該磁鐵部22與該磁極面141a之間形成的最小氣隙G；使任二相鄰的極靴部141之間可以相距一個預定的間距範圍內，同時使二相鄰的極柱部142之間可以維持足夠的間隙，以提升捲繞該線圈組15的操作便利性，並避免各極線圈之間的磁力線相互干擾而導致漏磁現象。如此，當該定子1的線圈組15被通予電源時，對應的該磁極12的極靴部141即可產生磁力與該轉子2的磁鐵部22相推斥，從而可以順利地帶動該轉子2的轉軸21轉動，使該內轉子馬達之運作更為穩定。
綜上所述，本發明的內轉子馬達，利用任二相鄰的磁極之間形成該最小距離，且該最小距離大於該最小氣隙，使任二相鄰的磁極之間不會靠得太近；如此，係可以提升捲繞該線圈組的操作便利性，並避免各極線圈之間的磁力線相互干擾而導致漏磁的現象產生，使該內轉子馬達之運作可以更為穩定，係具有提升該內轉子馬達之運轉效能及運轉品質的功效。
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。
﹝本發明﹞1‧‧‧定子11‧‧‧環座12‧‧‧磁極12a‧‧‧外端12b‧‧‧內端13‧‧‧絕緣套組13a‧‧‧上絕緣套13b‧‧‧下絕緣套14‧‧‧鐵芯單元141‧‧‧極靴部141a‧‧‧磁極面142‧‧‧極柱部143‧‧‧磁軛部15‧‧‧線圈組2‧‧‧轉子21‧‧‧轉軸22‧‧‧磁鐵部C‧‧‧磁極組件D‧‧‧最小距離G‧‧‧最小氣隙
［第1圖］ 本發明一較佳實施例的分解立體圖。 ［第2圖］ 本發明一較佳實施例之定子未彎捲成環狀的立體圖。 ［第3圖］ 本發明一較佳實施例之鐵芯單元的立體圖。 ［第4圖］ 本發明一較佳實施例定子與轉子的組合示意圖。 ［第5圖］ 如第4圖A所示的局部放大圖。
1‧‧‧定子
11‧‧‧環座
12‧‧‧磁極
12a‧‧‧外端
12b‧‧‧內端
13‧‧‧絕緣套組
13a‧‧‧上絕緣套
13b‧‧‧下絕緣套
14‧‧‧鐵芯單元
141‧‧‧極靴部
141a‧‧‧磁極面
143‧‧‧磁軛部
15‧‧‧線圈組
2‧‧‧轉子
21‧‧‧轉軸
22‧‧‧磁鐵部

Claims (9)

  1. 一種內轉子馬達，包含： 一定子，該定子具有由一長條形的磁極組件彎捲成圓形狀的一環座，該環座具有數個磁極，任二相鄰磁極的一外端相連接，任二相鄰磁極的一內端具有一最小距離，該定子具有一線圈組捲繞於該數個磁極；及 一轉子，可旋轉地設於該環座圍成的空間內，該轉子與該定子之間形成一最小氣隙，且該最小距離大於該最小氣隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之內轉子馬達，其中，該環座具有一絕緣套組及設於該絕緣套組的數個鐵芯單元，各該鐵芯單元與該絕緣套組共同形成各該磁極。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之內轉子馬達，其中，各該鐵芯單元鄰近該轉子的一端具有一極靴部，任二相鄰鐵芯單元的極靴部之間形成該最小距離。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之內轉子馬達，其中，該轉子具有一磁鐵部設於一轉軸的外周，各該極靴部具有一磁極面朝向該磁鐵部，該磁極面與該磁鐵部之間形成該最小氣隙。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之內轉子馬達，其中，各該鐵芯單元遠離該轉子的一端具有一磁軛部，該環座係由任二相鄰的該磁軛部相連接。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之內轉子馬達，其中，該磁極的數量為至少十二個，且為三的倍數。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之內轉子馬達，其中，該最小距離小於或等於該最小氣隙的八倍。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之內轉子馬達，其中，該環座係以雷射銲接結合該磁極組件的二端以形成環狀。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之內轉子馬達，其中，該最小距離大於該最小氣隙的四倍。
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