電動(dòng)的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的題目為一種電動(dòng)機(jī)，包括一轉(zhuǎn)子及一定子。定子鄰設(shè)于該轉(zhuǎn)子，且定子包括有相鄰的至少一第一定子單元及至少一第二定子單元。第一定子單元具有一第一凸齒及一第二凸齒，且第二定子單元具有一第三凸齒及一第四凸齒。轉(zhuǎn)子相對(duì)定子有一旋轉(zhuǎn)方向或一移動(dòng)方向，第一定子單元的第一凸齒及第二定子單元的第三凸齒分別沿著旋轉(zhuǎn)方向或一移動(dòng)方向相鄰設(shè)置。且第一凸齒及第三凸齒的突出方向分別與轉(zhuǎn)子的徑向具有不相同的一第一夾角及一第三夾角。本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)可減少頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩并具有低磁損，而且制造容易、便于組裝且經(jīng)濟(jì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于一種電動(dòng)機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今業(yè)界，電動(dòng)機(jī)為最普遍應(yīng)用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，且依據(jù)電動(dòng)機(jī)功能的不同，又可分成馬達(dá)及發(fā)電機(jī)，其中，馬達(dá)還可以將電能或磁能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能的特性，被大量且廣泛地應(yīng)用于各機(jī)械領(lǐng)域中。
[0003]一般而言，馬達(dá)包括一轉(zhuǎn)子以及一定子，借由轉(zhuǎn)子及定子間的磁通分布，促使轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(或移動(dòng))，并轉(zhuǎn)換成所需的機(jī)械能。然而為了提供磁通路徑，熟悉馬達(dá)配置復(fù)數(shù)的定子凸齒，并于定子凸齒間的定子槽內(nèi)纏繞線(xiàn)圈，而與一內(nèi)轉(zhuǎn)子搭配使用。然而，此種電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)在于，定子槽內(nèi)的線(xiàn)圈無(wú)法預(yù)先纏繞，使得整體生產(chǎn)速度無(wú)法提升以及成本提高；再者，為了生產(chǎn)制造時(shí)纏繞線(xiàn)圈的需要，此種配置的定子槽于各齒部間留有一間隙(換言之，各定子凸齒間有一定子槽開(kāi)口)，該些間隙會(huì)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩(Cogging Torque),使得轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)不平順。
[0004]詳細(xì)而言，頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩主要由轉(zhuǎn)子與定子齒部之間定子槽開(kāi)口導(dǎo)致的磁吸引力變化所引起，當(dāng)定子槽上的線(xiàn)圈通以電流時(shí)，各定子齒部會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的磁極，進(jìn)而產(chǎn)生磁吸引力。轉(zhuǎn)子磁通面正對(duì)定子的齒部時(shí)，產(chǎn)生最大磁吸力；而當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)使磁力線(xiàn)通過(guò)定子槽開(kāi)口時(shí)(換言之，轉(zhuǎn)子由正對(duì)轉(zhuǎn)至偏向定子的齒部時(shí))，則遭受前述磁吸力抵抗，此即為頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。此種抵抗力，會(huì)使得馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)不順暢、引起反電動(dòng)勢(shì)、凸齒震動(dòng)引起噪音、扭力輸出較差等缺點(diǎn)。且應(yīng)用在發(fā)電機(jī)時(shí)，頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩則會(huì)使發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)有一阻力并影響發(fā)電效率。因此，如何最小化電動(dòng)機(jī)的頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩及其效果，為一積極追求改進(jìn)的項(xiàng)目。
[0005]承前，熟悉改良頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的方式不外乎，借由改良電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)，例如采用軸向馬達(dá)并利用鑄造的方式生產(chǎn)定子凸齒后再加以組合，使各定子凸齒間的間隙得以最小化。然而此種方式雖可最小化頓轉(zhuǎn)的影響，但由于是采用鑄造的方式生產(chǎn)，成本高昂?；蛘?，采用徑向馬達(dá)并將一組線(xiàn)圈交錯(cuò)纏繞在復(fù)數(shù)的定子凸齒上，此種方式不僅使線(xiàn)圈的纏繞變得復(fù)雜，不利于生產(chǎn)制作，且線(xiàn)圈長(zhǎng)度變長(zhǎng)，一次需驅(qū)動(dòng)多個(gè)凸齒，因此需要更高的驅(qū)動(dòng)電壓，而且仍然會(huì)有一定程度的頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩?；蛘?，亦可將電動(dòng)機(jī)改為無(wú)槽式電動(dòng)機(jī)，雖此種方式雖不須鑄造定子，但此種電動(dòng)機(jī)的定子須采用線(xiàn)圈交錯(cuò)纏繞的方式制成，工法繁復(fù)，故成本亦不可估量。
[0006]因此，如何提供一種可預(yù)先纏繞線(xiàn)圈、最小化頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、效率較高的電動(dòng)機(jī)，已成為本領(lǐng)域欲達(dá)成的目標(biāo)以及重要課題之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種可減少頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的又一目的為提供一種低磁損的電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明的再一目的為提供一種制造容易、便于組裝且經(jīng)濟(jì)的電動(dòng)機(jī)。
[0008]為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)包括一轉(zhuǎn)子及一定子。定子鄰設(shè)于該轉(zhuǎn)子，且定子包括有相鄰的至少一第一定子單元及至少一第二定子單元。其中，第一定子單元具有一第一凸齒及一第二凸齒，且第二定子單元具有一第三凸齒及一第四凸齒。轉(zhuǎn)子相對(duì)定子有一旋轉(zhuǎn)方向或一移動(dòng)方向，第一定子單元的第一凸齒及第二定子單元的第三凸齒分別沿著旋轉(zhuǎn)方向或移動(dòng)方向相鄰、交錯(cuò)設(shè)置。且第一凸齒及第三凸齒的突出方向分別與轉(zhuǎn)子的徑向具有不相同的一第一夾角及一第三夾角。
[0009]為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明還可提供一電動(dòng)機(jī)，其包括一轉(zhuǎn)子以及一定子。定子鄰設(shè)于該轉(zhuǎn)子，且定子包括有相鄰的至少一第一定子單元以及至少一第二定子單元。其中，第一定子單元具有一第一凸齒及一第二凸齒，且第二定子單元具有一第三凸齒及一第四凸齒。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子相對(duì)定子有一旋轉(zhuǎn)方向或一移動(dòng)方向，且第一定子單兀的第一凸齒及第二定子單元的第三凸齒沿著旋轉(zhuǎn)方向或移動(dòng)方向相鄰、交錯(cuò)設(shè)置，且該第一凸齒的一突出長(zhǎng)度與該第三凸齒的突出長(zhǎng)度不同。
[0010]為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明又可提供一電動(dòng)機(jī)，其包括一轉(zhuǎn)子以及一定子。定子鄰設(shè)于轉(zhuǎn)子，且定子包括有相鄰的至少一第一定子單元以及至少一第二定子單元。其中，第一定子單元與第二定子單元沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向或移動(dòng)方向相鄰、交錯(cuò)排列，且二者沿著該方向錯(cuò)位設(shè)置。
[0011]承上所述，本發(fā)明借由電動(dòng)機(jī)的定子單元設(shè)計(jì)或排列，以減少頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、達(dá)成低磁損、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、降低成本以及效率較高的電動(dòng)機(jī)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1A為本發(fā)明的第一實(shí)施例定子的立體示意圖。
[0013]圖1B為圖1A的定子的前視圖。
[0014]圖1C為圖1A的定子的側(cè)視圖。
[0015]圖1D為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)的側(cè)視圖。
[0016]圖2A為本發(fā)明的第二實(shí)施例的定子的立體示意圖。
[0017]圖2B為圖2A的定子搭配一轉(zhuǎn)子的前視圖。
[0018]圖3A為本發(fā)明的第三實(shí)施例定子的立體示意圖。
[0019]圖3B為圖3A的定子的前視圖。
[0020]圖4A為本發(fā)明的第四實(shí)施例的應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)的立體示意圖。
[0021]圖4B為圖4A的定子單元的立體示意圖。
[0022]圖4C為本發(fā)明的定子單元應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)另一實(shí)施態(tài)樣的立體示意圖。
[0023]圖4D為本發(fā)明的定子單元應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)的再一實(shí)施態(tài)樣的定子的前視圖。
[0024]圖4E為本發(fā)明的定子單元應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)的再一實(shí)施態(tài)樣的定子的前視圖。
[0025]圖4F、4G為傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子分段移動(dòng)時(shí)磁通面變化的不意圖。
[0026]圖4H、4I為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子分段移動(dòng)時(shí)磁通面變化的示意圖。
[0027]圖5為本發(fā)明的第五實(shí)施例的定子的立體示意圖。
[0028]圖6A為本發(fā)明的第六實(shí)施例的定子的立體示意圖。
[0029]圖6B為本發(fā)明的第六實(shí)施例另一實(shí)施態(tài)樣的定子的前視圖。
[0030]圖7為本發(fā)明的第七實(shí)施例的定子的立體示意圖。
[0031]圖8A為本發(fā)明的第八實(shí)施例的二圓環(huán)形定子單元的上視圖。
[0032]圖8B為圖8A的二圓環(huán)形定子單元的側(cè)視圖。
[0033]圖8C為圖8A的二圓環(huán)形定子單元的半圓剖面示意圖。
[0034]圖8D則為圖8C的二圓環(huán)形定子單元組裝后的半圓剖面示意圖。
[0035]圖9A為本發(fā)明的定子搭配內(nèi)轉(zhuǎn)子的配置示意圖。
[0036]圖9B為本發(fā)明的定子搭配外轉(zhuǎn)子的配置示意圖。
[0037]圖9C為本發(fā)明的定子搭配側(cè)轉(zhuǎn)子的配置示意圖。
[0038]圖9D為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)為一線(xiàn)性馬達(dá)的配置示意圖。
[0039]圖9E為本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)為一線(xiàn)性馬達(dá)的又一配置不意圖。
[0040]【本代表圖的符號(hào)簡(jiǎn)單說(shuō)明】:
[0041]14:定子
[0042]141:第一定子單元
[0043]1412、1422:線(xiàn)圈
[0044]141A:第一凸齒
[0045]141B:第二凸齒
[0046]14IC:第一本體
[0047]142:第二定子單元
[0048]142A:第三凸齒
[0049]142B:第四凸齒
[0050]142C:第二本體

【具體實(shí)施方式】
[0051]以下將參照相關(guān)附圖，說(shuō)明依本發(fā)明多個(gè)實(shí)施例的一種電動(dòng)機(jī)，其中相同的組件將以相同的參照符號(hào)加以說(shuō)明。
[0052]請(qǐng)一并參照?qǐng)D1A至圖1C，其分別為本發(fā)明的第一實(shí)施例的定子立體圖、前視圖及側(cè)視圖。
[0053]本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)I的第一實(shí)施例包括一轉(zhuǎn)子12及一定子14。定子14鄰設(shè)于轉(zhuǎn)子12，且定子14包括有相鄰的至少一第一定子單元141及至少一第二定子單元142，為了容易說(shuō)明，于此僅畫(huà)出二第一定子單元141及二第二定子單元142，且轉(zhuǎn)子12內(nèi)部的磁鐵省略不繪出。第一及第二定子單元141、142交錯(cuò)排列、或錯(cuò)位排列。此外，本實(shí)施例的定子單元141與相鄰的一第二定子單元142，實(shí)質(zhì)上是無(wú)縫隙地緊接排列。
[0054]需說(shuō)明的是，此處所稱(chēng)[鄰設(shè)」指定子單元141、142沿著轉(zhuǎn)子12外周緣的轉(zhuǎn)動(dòng)方向路徑排列，且「鄰設(shè)」可為接觸或不接觸的排列。而本說(shuō)明書(shū)所稱(chēng)的「錯(cuò)位排列」或「錯(cuò)位設(shè)置」，指相鄰的定子單元141、142的幾何中心相對(duì)于轉(zhuǎn)子徑向或軸向或移動(dòng)方向的錯(cuò)位(misalign),換言之,任一定子單元其幾何中心與轉(zhuǎn)子徑向或軸向或移動(dòng)方向的相對(duì)位置，與相鄰定子單元幾何中心的相對(duì)位置不相同。且本說(shuō)明書(shū)所指的「交錯(cuò)排列」或「交錯(cuò)設(shè)置」，指第一定子單元141夾置于二第二定子單元142的穿插排列方式。另外，本發(fā)明定子14所包括的定子單元數(shù)量不限定，雖本實(shí)施例例示二第一定子單元141及二第二定子單元142，但不以此為限。亦可有一實(shí)施態(tài)樣為多個(gè)第一定子單元141搭配多個(gè)第二定子單元142，且可以形成一封閉路徑(例如圖1D)。
[0055]本實(shí)施例的第一定子單元141及第二定子單元142分別包括兩個(gè)L型本體的磁軛，并由本體的二端分別延伸出二個(gè)凸齒。其中，第一定子單元141包括一 L形第一本體141C，且第一本體141C的兩端延伸出第一凸齒141A及第二凸齒141B，以構(gòu)成類(lèi)C形的磁軛。且第二定子單元142包括一 L形第二本體142C，且第二本體142C的兩端延伸出第三凸齒142A及第四凸齒142B，以構(gòu)成類(lèi)C形的磁軛。
[0056]此外，第一定子單元141還包括至少一線(xiàn)圈1412 ;而第二定子單元142包括至少一線(xiàn)圈1422。其中，該些第一定子單元141的第一凸齒141A與相鄰的第二定子單元142的第三凸齒142A相鄰且交錯(cuò)設(shè)置，也就是間隔排列交錯(cuò)的設(shè)置。
[0057]此外，各該線(xiàn)圈1412、1422設(shè)置的位置與轉(zhuǎn)子12的徑向的相對(duì)位置不相同，線(xiàn)圈1412繞置于第一凸齒141A、第二凸齒141B或第一本體141C至少其一之上，以及線(xiàn)圈1422則繞置于第三凸齒142A、第四凸齒142B或第二本體142C至少其一之上。且本實(shí)施例的類(lèi)C形磁軛可較佳地應(yīng)用于一軸向磁通與徑向磁通混用的馬達(dá)上。
[0058]本實(shí)施例以二線(xiàn)圈1412分別纏繞在第一凸齒141A及第二凸齒141B上，以及二線(xiàn)圈1422分別纏繞到第三凸齒142A及第四凸齒142B上為例，且纏繞在第一凸齒141A與第三凸齒142A的線(xiàn)圈1412、1422的相對(duì)位置(相對(duì)于轉(zhuǎn)子12的徑向)不相同，但線(xiàn)圈1412、1422纏繞的位置以及數(shù)量不應(yīng)此為限，亦可具有一實(shí)施態(tài)樣的定子單元為一定子單元搭配一線(xiàn)圈的形式。
[0059]由前述可知，本發(fā)明的第一定子單元141及第二定子單元142各自獨(dú)立的單元，因此可為單獨(dú)制作(可為沖壓成型的金屬片組合而成)，且不需搭配定子槽及預(yù)留定子槽開(kāi)口，生產(chǎn)制造時(shí)并可采用先將線(xiàn)圈分別纏繞于第一定子單元141及第二定子單元142后再組裝的方式，或事先纏繞線(xiàn)圈成形后再套入凸齒的方式，以提升生產(chǎn)速度。
[0060]所述轉(zhuǎn)子12相對(duì)所述定子14有一旋轉(zhuǎn)(或移動(dòng))方向(也就是轉(zhuǎn)子12的外周緣相對(duì)于定子14的移動(dòng)方向)，第一定子單元141的第一凸齒141A及第二定子單元142的第三凸齒142A分別沿著旋轉(zhuǎn)(或移動(dòng))方向相鄰設(shè)置。請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1B，第一凸齒141A及第三凸齒142A的突出方向(分別以中心線(xiàn)表示)分別與轉(zhuǎn)子12的徑向方向具有不相同的一第一夾角Θ I及一第三夾角Θ3(本實(shí)施例的Θ3為零度，亦即第三凸齒142Α的突出方向與轉(zhuǎn)子12的徑向平行)。且與轉(zhuǎn)子12的徑向具有相同夾角的該些凸齒可形成一非連續(xù)平面的磁通面，以本實(shí)施例而言，第一凸齒141Α與第三凸齒142Α面對(duì)、朝向轉(zhuǎn)子12并分別形成一磁通面，當(dāng)?shù)谝患暗诙ㄗ訂卧?41、142上的線(xiàn)圈通以電流，則可對(duì)轉(zhuǎn)子12產(chǎn)生一吸力或一推力。
[0061]補(bǔ)充說(shuō)明的是，此處定義凸齒「突出方向」為凸齒由磁軛延伸而出的方向，轉(zhuǎn)子12的徑向與任一凸齒的突出方向皆可定義出一夾角。
[0062]其中，相鄰的第一凸齒141Α及第三凸齒142Α實(shí)質(zhì)上相連接或在沿著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(或移動(dòng))的方向上兩者之間實(shí)質(zhì)上無(wú)間隙；第二凸齒141Β及第四凸齒142Β相鄰設(shè)置，兩者實(shí)質(zhì)上相連接或在沿著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)(或移動(dòng))的方向上兩者之間實(shí)質(zhì)上無(wú)間隙。以本實(shí)施例為例，第一凸齒141Α與第三凸齒142Α可形成一非連續(xù)但是無(wú)間隙的磁通面，而第二凸齒141B與第四凸齒142B則可形成另一個(gè)非連續(xù)但是無(wú)間隙的磁通面。
[0063]請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D1A及圖1C，第一定子單元141與第二定子單元142交錯(cuò)排列時(shí)具有一平面，于平面上還可搭配一散熱板16 (圖1C)，可借由直接接觸散熱板16的方式以提升電動(dòng)機(jī)的整體散熱效率。
[0064]此外，借由上述配置，當(dāng)轉(zhuǎn)子12沿定子14旋轉(zhuǎn)(或移動(dòng))，轉(zhuǎn)子12與定子14的第一定子單元141及第二定子單元142之間的垂直磁通面面積，實(shí)質(zhì)上維持不變或是變化的程度低于傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)(例如變動(dòng)量的峰值低于平均磁通面積的10% )。換言之，即可有效地減少頓轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，以提高電動(dòng)機(jī)的整體效率并降低能量耗損。
[0065]接著，請(qǐng)參考圖1D，為本發(fā)明的第一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)I的側(cè)視圖，且圖1D沿著線(xiàn)段AA的剖面亦類(lèi)似圖1B的形態(tài)，此外，從圖1D可清楚看出本案的各定子單元相對(duì)于轉(zhuǎn)子12具有不同的徑向(以鎖鏈線(xiàn)表不)。且各該徑向方向可與任一凸齒的突出方向定義出一夾角。第一定子單元與第二定子單元的相對(duì)位置以及關(guān)系將不在此贅述。為了方便示意，電動(dòng)機(jī)I中的轉(zhuǎn)子12及其它組件皆被省略，但本領(lǐng)域的通常技術(shù)人員應(yīng)可理解并應(yīng)用。
[0066]本實(shí)施例應(yīng)用于一電動(dòng)機(jī)(例如馬達(dá))時(shí)，可將第一定子單元141與第二定子單元142依序排列成一封閉的圓，此外，由圖1A及圖1D中可得知，第一定子單元141及第二定子單元142的截面厚度為不均勻(外周緣較厚)，亦即越靠近轉(zhuǎn)子12軸心(圖未繪出)定子單元141、142的厚度越薄。當(dāng)然，本發(fā)明亦可具有定子單元排列成一直線(xiàn)、一曲線(xiàn)或一封閉路徑的實(shí)施態(tài)樣。簡(jiǎn)言之，本發(fā)明的定子單元141、142可依據(jù)不同需求以及不同排列方式，調(diào)整其厚度，以達(dá)成相似的效果。
[0067]請(qǐng)一并參考圖2A及圖2B，其分別為第二實(shí)施例的定子24的立體示意圖及圖2A的定子24搭配一轉(zhuǎn)子22的前視圖。為了方便理解及示意，圖2A的第一定子單元241與第二定子單元242的線(xiàn)圈2412、2422已被省略，但其纏繞方式可參考圖2B。圖2B中還繪示將一磁鐵(圖未標(biāo)出)埋設(shè)于轉(zhuǎn)子22中，使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下磁鐵不會(huì)脫離轉(zhuǎn)子22并提供一均勻的磁力以供作動(dòng)的實(shí)施方式。
[0068]與第一實(shí)施例相異處在于本實(shí)施例的定子24的第一定子單元241及第二定子單元242的該些凸齒前緣為一斜面。換言之，相鄰的第一定子單元241的第一凸齒241A與第二定子單元242的第三凸齒(圖未標(biāo)出)兩者的磁通面實(shí)質(zhì)上共平面，并形成一實(shí)質(zhì)上連續(xù)的磁通面。相似地，第二凸齒241B與第四凸齒242B兩者的磁通面實(shí)質(zhì)上共平面，并形成一連續(xù)的磁通面。
[0069]請(qǐng)?zhí)貏e參考圖2B，本實(shí)施例的轉(zhuǎn)子22接近定子24的一端為一楔型，更進(jìn)一步而言，為了得到最大的磁通量，轉(zhuǎn)子22接近定子24可配置具有與第一定子單元241與第二定子單元242的磁通面平行的截面，且不以楔型為限。
[0070]本實(shí)施例其余的組件以及組件間的關(guān)系與第一實(shí)施例相似，將不再贅述。
[0071]請(qǐng)參考圖3A及圖3B，其分別為第三實(shí)施例的定子34的立體示意圖及側(cè)視圖。須說(shuō)明的是，為了方便標(biāo)示第三夾角Θ 3，圖3B將第二定子單元342顯示于前方，但其與第一定子單元341的關(guān)系不變。
[0072]與第二實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例的第一定子單元341的第一凸齒341A與第二定子單元342的第三凸齒342A前端的突出方向相同，而本實(shí)施例的第一定子單元341的第一凸齒341A的一突出長(zhǎng)度LI與第二定子單元342的第三凸齒342A的突出長(zhǎng)度L2不同。換言之，第一凸齒341A與第三凸齒342A前端分別與轉(zhuǎn)子(圖未繪出)的徑向的夾角相同(皆為90度)，且第一凸齒341A與第三凸齒342A前端的突出長(zhǎng)度不相等。
[0073]另外，本實(shí)施例的第一定子單元341的第一凸齒341A平行第二定子單元342的第三凸齒342A。詳言之，第一凸齒341A與第二凸齒341B相對(duì)，且第三凸齒342A與第四凸齒342B相對(duì)，此種配置可用于制作軸向磁通馬達(dá)，亦可達(dá)到與前述實(shí)施例相似的效果。
[0074]本實(shí)施例其余的組件以及組件間的關(guān)系與前述實(shí)施例相似，將不再贅述。
[0075]接下來(lái)請(qǐng)參考圖4A至圖4D，分別為本發(fā)明應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)的不同實(shí)施態(tài)樣，圖4A則為定子搭配轉(zhuǎn)子并應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)的立體示意圖，圖4B為圖4A的定子單元的立體示意圖。圖4C至圖4D則為本發(fā)明的第四實(shí)施例應(yīng)用于徑向磁通馬達(dá)的另外兩種實(shí)施態(tài)樣。
[0076]請(qǐng)先參考圖4A，本實(shí)施例的第一定子單元441與第二定子單元442沿著轉(zhuǎn)子42的一旋轉(zhuǎn)(或移動(dòng))方向(如圖中箭頭所示)相鄰且第一定子單元441與第二定子單元442的凸齒交錯(cuò)設(shè)置。本實(shí)施例例示的第一定子單元441與第二定子單元442為一π形，或稱(chēng)倒U型(亦可有一實(shí)施態(tài)樣為U型，適用于外轉(zhuǎn)子馬達(dá))，且本實(shí)施例可應(yīng)用于一徑向馬達(dá)，但不以此為限。
[0077]與第二實(shí)施例相同的是第一凸齒與相鄰的第三凸齒的突出方向不同，而與第二與第三實(shí)施例相異處則為:本實(shí)施例的第一定子單元441與第二定子單元442的本體與轉(zhuǎn)子42的徑向的夾角不同，且兩定子單元的凸齒間夾一角度Θ4，角度Θ 4介于O度至180度之間。此外，第一定子單兀441的第一凸齒(圖未標(biāo)出)與第二凸齒(圖未標(biāo)出)的突出方向相同(與轉(zhuǎn)子42的徑向夾角相同)；且第二定子單元442的第三凸齒(圖未標(biāo)出)與第四凸齒(圖未標(biāo)出)的突出方向相同。且實(shí)質(zhì)上第一定子單元441與第二定子單元442僅有靠近該些凸齒處實(shí)質(zhì)上相互鄰設(shè)、甚至是相接觸。
[0078]請(qǐng)接續(xù)參考圖4B至圖4D，其例示本發(fā)明的第四實(shí)施例的定子單元搭配不同的線(xiàn)圈纏繞方式。圖4B的第一定子單元441與第二定子單元442分別纏繞二線(xiàn)圈4412、4422于兩個(gè)凸齒上，而圖4C的實(shí)施態(tài)樣則為第一定子單元441與第二定子單元442分別搭配一線(xiàn)圈4412、4422的實(shí)施態(tài)樣。而圖4D則為另一種線(xiàn)圈纏繞方式，可將線(xiàn)圈4412、4422以漸進(jìn)的方式纏繞成一錐狀線(xiàn)圈，在同樣的定子單元上，設(shè)置錐狀線(xiàn)圈可以增加定子單元整體磁通量、更有效的利用空間以外，可以較小的定子達(dá)成與熟悉定子的相同效果，以達(dá)到電動(dòng)機(jī)微型化的目的。
[0079]請(qǐng)參考圖4E，其例示本發(fā)明的第四實(shí)施例的不同實(shí)施態(tài)樣，圖4E的第一定子單元441與第二定子單元442具有相同的形狀，并相鄰且交錯(cuò)配置。
[0080]須說(shuō)明的是，與前述實(shí)施例略有差異的部分為，本實(shí)施例的凸齒實(shí)質(zhì)突出方向定義為各定子單元磁軛本體441m與由磁軛本體441m延伸而出的凸齒441a的兩個(gè)方向的各自延伸方向的突出方向的向量總合。
[0081]詳細(xì)而言，第一定子單元441的磁軛本體441m具有一突出方向al，凸齒441a則具有一突出方向b，且突出方向al與突出方向b具有一突出方向的向量總和Cl ;相似地，第二定子單元442的磁軛本體442m具有一突出方向a2，凸齒(圖未標(biāo)出)的具有一突出方向b，且突出方向a2與突出方向b具有一突出方向的向量總和c2。所以，在本實(shí)施例第一定子單元441與第二定子單元442兩者凸齒的實(shí)質(zhì)突出方向向量總和Cl與c2，且cl、c2相異。換言之，第一定子單元441及二定子單元442的凸齒實(shí)質(zhì)突出方向亦分別與轉(zhuǎn)子42的徑向方向具有不相同的一第一夾角及一第三夾角。
[0082]請(qǐng)參考圖4F及圖4G，圖中顯示了傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子42’與凸齒441A’、441B’、441C’、441D’間的位置關(guān)系，且為了方便示意，圖面的傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子42’僅以一矩形磁鐵表示，并非實(shí)際轉(zhuǎn)子的形狀，但本領(lǐng)域的通常技術(shù)人員應(yīng)可理解。在圖4F中傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子42’會(huì)與凸齒441A’、441B’、441C’間具有非連續(xù)的有效垂直磁通面。當(dāng)傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子42’繼續(xù)沿箭頭方向移動(dòng)一個(gè)凸齒的寬度后，如圖4G所示，傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子42’的有效垂直磁通面則于其與二凸齒441B’、441C’間具有有效垂直磁通面。簡(jiǎn)言之，有效垂直磁通面積的大小會(huì)隨著傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子42’的移動(dòng)而改變。
[0083]請(qǐng)?jiān)賲⒖紙D4H及圖41，圖中顯示了本發(fā)明的一實(shí)施例，圖中的多個(gè)凸齒緊密排列的側(cè)視圖，為了清楚說(shuō)明，定子單元的其它部分則省略。其中，轉(zhuǎn)子42的磁鐵在圖4H的位置時(shí)，有效垂直磁通面實(shí)質(zhì)上為五個(gè)凸齒的寬度(橫跨三個(gè)第一凸齒441A以及二第三凸齒442A);當(dāng)轉(zhuǎn)子42繼續(xù)沿橫向箭頭移動(dòng)后，如圖41所示，其有效垂直磁通面仍然保持為實(shí)質(zhì)上五個(gè)凸齒的寬度(此時(shí)為橫跨二個(gè)第一凸齒441A以及三第三凸齒442A)，故本實(shí)施例的有效垂直磁通面積將不會(huì)隨著轉(zhuǎn)子42的移動(dòng)而改變。
[0084]本實(shí)施例其余的組件以及組件間的關(guān)系與前述實(shí)施例相似，將不再贅述。
[0085]請(qǐng)參考圖5，為本發(fā)明第五實(shí)施例的定子54的立體示意圖。與第二實(shí)施例相同處在于，本實(shí)施例的第一定子單元541的第一凸齒541A的實(shí)質(zhì)突出方向與第二定子單元542的第三凸齒(圖未標(biāo)出)的實(shí)質(zhì)突出方向不同。此外，本實(shí)施例的第一定子單兀541與第二定子單元542不但其凸齒突出方向不同，其定子單元的形狀及大小亦不相同(前述第一至第四實(shí)施例的第一定子單元與第二定子單元的形狀及大小皆為相似或相同。)在此種配置下，亦可達(dá)到與前述實(shí)施例相似的效果。
[0086]但本實(shí)施例其余的組件、組件間的關(guān)系及效果與前述實(shí)施例相似，將不再贅述。
[0087]請(qǐng)繼續(xù)參考圖6A及圖6B，分別為本發(fā)明的第六實(shí)施例兩種不同態(tài)樣的定子的立體示意圖及側(cè)視圖。
[0088]與前述實(shí)施例不同處在于，本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)6包括一第一定子單元641及二第二定子單元642、643，且第一定子單元641與第二定子單元642、643的任一沿著轉(zhuǎn)子62的移動(dòng)(或旋轉(zhuǎn))方向相鄰排列且錯(cuò)位設(shè)置。簡(jiǎn)言之，本實(shí)施例的定子由三個(gè)定子單元所構(gòu)成，且兩兩相鄰的定子單元夾一角度Θ5。如圖所示，第一定子單元641與第二定子單元643、第一定子單元641與第二定子單元642所夾置的角度雖相同，但應(yīng)不以為限，而本實(shí)施例具有三個(gè)不同方向設(shè)置的定子單元，但應(yīng)不以為限，也可以有四種不同方向或更多種方向來(lái)設(shè)置定子單元。
[0089]與第四實(shí)施例相似地，本實(shí)施例的第一定子單元641的第一凸齒與第二凸齒的突出方向皆相同(與轉(zhuǎn)子62的徑向有相同的夾角)且凸齒前端皆共面，且第二定子單元642、643的第三凸齒與第四凸齒的突出方向皆相同(與轉(zhuǎn)子62的徑向有相同的夾角)且凸齒前端皆共面。雖本實(shí)施例例示為三線(xiàn)圈6412、6422、6432分別纏繞在第一定子單元641以及二第二定子單元642、643的中段，但亦可如圖4B般，二線(xiàn)圈搭配一定子單元的形式。且線(xiàn)圈6412、6422、6432亦可纏繞成錐狀線(xiàn)圈(圖6B)。
[0090]本實(shí)施例其余的組件以及組件間的關(guān)系與前述實(shí)施例相似，將不再贅述。
[0091]請(qǐng)參考圖7，其為本發(fā)明的第七實(shí)施例的定子的立體示意圖。與第六實(shí)施例相似地，定子74由三個(gè)定子單元所構(gòu)成(第一定子單元741以及二第二定子單元742、743)。而與第六實(shí)施例相異處在于，本實(shí)施例的磁軛為E型磁軛非U型磁軛，然而其它組件、組件間的關(guān)系及產(chǎn)生的效果與前述實(shí)施例相似，因此將不再贅述。
[0092]請(qǐng)參考圖8A至圖8C，圖8A及圖8B為本發(fā)明的第八實(shí)施例的二圓環(huán)形定子單元83,84的上視圖與側(cè)視圖，圖8C為第一定子單元83及第二定子單元84的半圓形剖面示意圖，圖8D則為圖8B的第一定子單元83 (僅顯示半圓)與第二定子單元84 (僅顯示半圓)組裝后的不意圖。
[0093]本實(shí)施例的第一定子單元83與第二定子單元84為兩個(gè)獨(dú)立的圓環(huán)形磁軛，且兩定子單元的磁軛本體具有多個(gè)朝圓心并沿著軸向往外延伸且具有一傾斜角度的凸齒。且第一定子單元83與第二定子單元84對(duì)向錯(cuò)位交叉設(shè)置后，使兩者的凸齒末端交錯(cuò)并且相鄰接，并利用該些凸齒末端截面形成一個(gè)圓形封閉狀的連續(xù)磁通面。圖8C是圖8A的圓環(huán)形磁軛切成半圓后轉(zhuǎn)90度的剖面圖，圖8D則是圖8C的兩個(gè)半圓形磁軛的凸齒末端交叉設(shè)置后形成一半圓形連續(xù)磁通面的示意圖。
[0094]此外，為了便于理解，本實(shí)施例的線(xiàn)圈皆被省略不繪出，實(shí)際操作時(shí)可在各凸齒上套設(shè)線(xiàn)圈或預(yù)先纏繞線(xiàn)圈再套入凸齒的方式，以達(dá)到與前述實(shí)施例相似的效果。然而其它組件、組件間的關(guān)系及產(chǎn)生的效果與前述實(shí)施例相似，因此將不再贅述。
[0095]最后，請(qǐng)一并參考圖9A至圖9E，圖9A至圖9C，其分別為本發(fā)明的定子94搭配一內(nèi)轉(zhuǎn)子92 (可參考圖9A)、一外轉(zhuǎn)子92 (可參考圖9B)及一側(cè)轉(zhuǎn)子92 (可參考圖9C)的可能實(shí)施態(tài)樣。圖9D是本發(fā)明定子94搭配外轉(zhuǎn)子92應(yīng)用于線(xiàn)性馬達(dá)，此時(shí)轉(zhuǎn)子92可為一長(zhǎng)條型，而圖9E則是本發(fā)明定子94搭配外轉(zhuǎn)子92應(yīng)用于線(xiàn)性馬達(dá)的示意圖，此時(shí)轉(zhuǎn)子92可為一長(zhǎng)條型。且雖圖面未繪出，本發(fā)明皆可應(yīng)用于永磁馬達(dá)、磁阻馬達(dá)以及感應(yīng)馬達(dá)中。
[0096]需補(bǔ)充說(shuō)明的是，為了使圖面便于理解，本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的其余構(gòu)件皆省略未繪出，但本領(lǐng)域的通常技術(shù)人員應(yīng)可理解并應(yīng)用。且定子94的第一定子單元941及第二定子單元942可為前述任一實(shí)施例，不應(yīng)以圖面繪制的實(shí)施態(tài)樣為限。此外，雖本說(shuō)明書(shū)多以馬達(dá)作為例示，但本領(lǐng)域的通常技術(shù)人員應(yīng)可理解并應(yīng)用于一發(fā)電機(jī)中。
[0097]綜上所述，本發(fā)明的定子為獨(dú)立的定子單元所組成，該些定子單元可分別制作且纏繞線(xiàn)圈后再組裝，此種配置可使整體的組裝成本降低、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、增快生產(chǎn)速度。再借由將該些定子單元相鄰、交錯(cuò)且凸齒間無(wú)縫隙的排列，無(wú)需定子槽開(kāi)口，使轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的頓轉(zhuǎn)效應(yīng)影響降到最小、磁損最小化，進(jìn)而提升電動(dòng)機(jī)的效率。
[0098]以上所述僅為舉例性，而非為限制性。任何未脫離本發(fā)明的精神與范圍，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括于權(quán)利要求中。
[0099]【符號(hào)說(shuō)明】
[0100]1、2、3、4、6、9:電動(dòng)機(jī)
[0101]12、22、42、62、92:轉(zhuǎn)子
[0102]14、24、34、44、54、64、74、94:定子
[0103]141、241、341、441、541、641、741、83、941:第一定子單元
[0104]141A、241A、341A、441A、541A:第一凸齒
[0105]141B、241B、341B:第二凸齒
[0106]141C:第一本體
[0107]1412、1422、2412、2422、4412、4422、5412、5422、6412、6422、6432:線(xiàn)圈
[0108]142、242、342、442、542、642、643、742、743、84、942:第二定子單元
[0109]142A、342A、442A:第三凸齒
[0110]142B、242B、342B:第四凸齒
[0111]142C:第二本體
[0112]Θ 1:第一夾角
[0113]Θ 3:第三夾角
[0114]Θ4、Θ5:角度
[0115]16:散熱板
[0116]42’:傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子
[0117]441A’、441B’、441C’、441D’:凸齒
[0118]441m、442m:磁軛本體
[0119]441a:凸齒
[0120]al、a2、b:突出方向
[0121]cl、c2:突出方向的向量總和
[0122]AA:線(xiàn)段
[0123]L1、L2:突出長(zhǎng)度
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī),包括: 一轉(zhuǎn)子；以及 一定子，鄰設(shè)于所述轉(zhuǎn)子，所述定子包括有相鄰的至少一第一定子單元及至少一第二定子單元，所述第一定子單元具有一第一本體、至少一第一線(xiàn)圈、一第一凸齒及一第二凸齒，所述第一凸齒及所述第二凸齒突出于所述第一本體，所述第一線(xiàn)圈繞置于所述第一凸齒、所述第二凸齒或所述第一本體至少其一之上，且所述第二定子單元具有一第二本體、至少一第二線(xiàn)圈、一第三凸齒及一第四凸齒，所述第三凸齒及所述第四凸齒突出于所述第二本體，所述第二線(xiàn)圈繞置于所述第三凸齒、所述第四凸齒或所述第二本體至少其一之上； 其中，所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子有一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或一移動(dòng)方向，所述第一凸齒及所述第三凸齒沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向相鄰設(shè)置，且所述第一凸齒及所述第三凸齒的突出方向分別與所述轉(zhuǎn)子的徑向具有不相同的一第一夾角及一第二夾角。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述第一線(xiàn)圈與所述第二線(xiàn)圈各與所述轉(zhuǎn)子的徑向的相對(duì)設(shè)置位置不相同。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中相鄰的所述第一凸齒及所述第三凸齒相連接或沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向上沒(méi)有間隙。
4.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中相鄰的所述第一凸齒及所述第三凸齒的前端形成一連續(xù)磁通面。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子的一分段與所述第一定子單元及所述第二定子單元之間的有效垂直磁通面的面積，維持不變。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述第二凸齒與所述第四凸齒相鄰設(shè)置，且相連接或沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向上沒(méi)有間隙。
7.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)具有多個(gè)第一定子單元或多個(gè)第二定子單元時(shí)，所述第一凸齒及所述第三凸齒相鄰且交錯(cuò)設(shè)置。
8.—種電動(dòng)機(jī),包括: 一轉(zhuǎn)子；以及 一定子，鄰設(shè)于所述轉(zhuǎn)子，所述定子包括有相鄰的至少一第一定子單元以及至少一第二定子單元，所述第一定子單元具有一第一本體、至少一第一線(xiàn)圈、一第一凸齒及一第二凸齒，所述第一凸齒及所述第二凸齒突出于所述第一本體，所述第一線(xiàn)圈繞置于所述第一凸齒、所述第二凸齒或所述第一本體至少其一之上，且所述第二定子單元具有一第二本體、至少一第二線(xiàn)圈、一第三凸齒及一第四凸齒，所述第三凸齒及所述第四凸齒突出于所述第二本體，所述第二線(xiàn)圈繞置于所述第三凸齒、所述第四凸齒或所述第二本體至少其一之上； 其中，所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子有一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或一移動(dòng)方向，且所述第一凸齒及所述第三凸齒沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向相鄰設(shè)置，且所述第一定子單元的形狀與所述第二定子單元的形狀不同或所述第一凸齒的突出長(zhǎng)度與所述第三凸齒的突出長(zhǎng)度不同。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述第一線(xiàn)圈與所述第二線(xiàn)圈各與所述轉(zhuǎn)子的徑向的相對(duì)設(shè)置位置不相同。
10.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)，其中相鄰的所述第一凸齒及所述第三凸齒相連接或在所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向上沒(méi)有間隙。
11.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)，其中相鄰的所述第一凸齒及所述第三凸齒的前端形成一連續(xù)磁通面。
12.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)時(shí)，所述轉(zhuǎn)子的一分段與所述第一定子單元及所述第二定子單元之間的有效垂直磁通面的面積，維持不變。
13.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述第二凸齒與所述第四凸齒相鄰設(shè)置且相連接并在所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向上沒(méi)有間隙。
14.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)具有多個(gè)第一定子單元或多個(gè)第二定子單元時(shí)，所述第一凸齒及所述第三凸齒相鄰且交錯(cuò)設(shè)置。
15.—種電動(dòng)機(jī),包括: 一轉(zhuǎn)子；以及 一定子，鄰設(shè)于所述轉(zhuǎn)子，所述定子包括有相鄰的至少一第一定子單元以及至少一第二定子單元； 其中，所述轉(zhuǎn)子相對(duì)于所述定子有一轉(zhuǎn)動(dòng)方向或一移動(dòng)方向，且所述第一定子單元與所述第二定子單元沿著所述轉(zhuǎn)動(dòng)或所述移動(dòng)方向相鄰排列且錯(cuò)位設(shè)置。
16.如權(quán)利要求15所述的電動(dòng)機(jī)，其中各所述定子單元具有至少二凸齒，其中任二相鄰設(shè)置的所述定子單元的凸齒相連接或在所述轉(zhuǎn)動(dòng)方向或所述移動(dòng)方向上沒(méi)有間隙。
17.如權(quán)利要求15所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述第一定子單元包括至少一第一線(xiàn)圈，所述第二定子單元包括至少一第二線(xiàn)圈，其中所述第一線(xiàn)圈與所述第二線(xiàn)圈各與所述轉(zhuǎn)子的徑向的相對(duì)設(shè)置位置不相同。
18.如權(quán)利要求15所述的電動(dòng)機(jī)，其中當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)具有多個(gè)第一定子單元或多個(gè)第二定子單元時(shí)，其中所述第一定子單元與至少一所述第二定子單元交錯(cuò)設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H02K16/00GK104135130SQ201410143921
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月30日
【發(fā)明者】丁景信 申請(qǐng)人:丁景信