切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構的制作方法
【專利摘要】本發明為關于一種切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其包含多個齒部、一導線架以及一軛部，導線架包括一環體及多個繞線單元，繞線單元以環體的心軸方向為中心環繞設置于環體外周緣，相鄰二繞線單元相對于連接環體的一端相互分離，每一繞線單元具有一插槽，每一插槽具有一長度方向，每一插槽的長度方向以環體的心軸方向為中心徑向延伸，且插槽貫穿該環體以及繞線單元，每一插槽用于容納與設置一齒部，每一繞線單元用于纏繞線圈，軛部由多個軛部單元構成，軛部與導線架同軸圍設于多個繞線單元外圍，且軛部的位置對應于齒部。
【專利說明】切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構
【技術領域】
[0001]本發明為關于一種切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，尤指一種具有組合式結構，且可采用外繞方式纏繞線圈以提高繞線速度與增加占槽率(或稱槽滿率)的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構。
【背景技術】
[0002]由于高效永磁電機開始廣泛應用于電動車輛、變頻家電及自動化傳動器所用的稀土磁石材料呈現嚴重供需失衡與價格狂飆的狀況，使得使用永磁電機技術呈現必須變革的趨勢。
[0003]然而傳統切換磁阻馬達(或稱開關磁阻馬達)的齒部，絕大多數需要靴狀結構設計，并配合槽楔或檔板的使用，以固定馬達繞線。針對集中繞(或稱集中卷)的馬達，傳統以直繞式(或稱內繞式)的繞線方式進行繞線。但因內繞式的繞線方式，必須保留足夠空間容許繞線針頭移動，以進行排線及繞線的動作。如此，將使定子線槽的槽滿率遭受限制，且其繞線動作的進行，需由三個伺服馬達進行三軸向的組合動作，使得繞線速度無法快速。此外，傳統切換磁阻馬達(或稱開關磁阻馬達)為開口槽設計，且以直繞式繞線及以圖示直齒槽口的結構，搭配檔板的設計為其基本架構。槽滿率無法提高、檔板設計不易及繞線速度緩慢，始終是其應用及制造上，所經常會遭遇到的難題。
【發明內容】
[0004]于一實施例中，本發明提出一種切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其包含多個齒部、一導線架以及一軛部，每一齒部由多個第一硅鋼片堆疊構成；導線架包括一環體以及多個繞線單元，環體具有一心軸方向，多個繞線單元以環體的心軸方向為中心，環繞設置于環體的外周緣，相鄰二繞線單元相對于連接環體的一端呈相互分離，每一繞線單元具有一插槽，每一插槽具有一長度方向，每一插槽的長度方向以環體的心軸方向為中心徑向延伸，且插槽貫穿該環體以及繞線單元，每一插槽用于容納與設置一齒部，每一繞線單元用于纏繞線圈；軛部由多個軛部單元構成的環狀結構，軛部具有一心軸方向，每一軛部單元由多個第二硅鋼片堆疊構成，軛部與導線架同軸圍設于多個繞線單元外圍，且軛部的位置對應于該多個齒部。
[0005]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，每一該齒部朝向該軛部的一端設有一第一凸部，該軛部相對應于每一該第一凸部的位置分別設有一第一凹部，每一該第一凸部嵌合于相對應的該第一凹部內。
[0006]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，每一該第一凸部具有相對的一第一側邊以及一第二側邊，該第一側邊與該第二側邊的長度不同，使該第一凸部具有一不對稱形狀，每一該第一凹部的形狀與對應嵌合的該第一凸部相對應。
[0007]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，每一該繞線單元相對于連接該環體的一端的外周緣設有一第一凸緣，該線圈纏繞于該繞線單元及該第一凸緣與該環體間的部位。
[0008]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，該導線架包含:
[0009]一第一導線架單元，其包括一第一副環體以及多個第一副繞線單元，該多個第一副繞線單元環繞設置于該第一副環體的外周緣，每一該第一副繞線單元具有一第一凹槽；以及
[0010]一第二導線架單元，其包括一第二副環體以及多個第二副繞線單元，該多個第二副繞線單元環繞設置于該第二副環體的外周緣，每一該第二副繞線單元具有一第二凹槽，該第一導線架單元與該第二導線架單元同軸設置，該第一副環體與該第二副環體構成該環體，每一該第一凹槽對應于一該第二凹槽，由相對應位置的該第一凹槽與該第二凹槽構成可容納與設置一對應該齒部的該插槽。
[0011]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，該環體的外周緣設有多個滑槽組，每一該滑槽組由對稱的二滑槽構成，每一該滑槽具有一插入方向，該插入方向平行于該環體的該心軸方向，于每一該滑槽內設有一該繞線單元，每一該繞線單元沿著該插槽的該長度方向具有相對的二端，于其中一端的外周緣設有一第二凸緣，該第二凸緣的相對二側分別對應一該滑槽，每一該繞線單元藉由該第二凸緣嵌合于一該滑槽組中。
[0012]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，該多個軛部單元相互嵌合串聯構成的環狀結構，相鄰二該軛部單元之間設有嵌合結構，該嵌合結構由可相互卡合的至少一第二凸部以及至少一第二凹部構成，該至少一第二凸部以及該至少一第二凹部分別設置于相鄰二該軛部單元相鄰的面上。
[0013]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，每一該繞線單元沿著該插槽的該長度方向具有相對的二端，于其中一端的外周緣設有一第三凸緣，該多個繞線單元的該第三凸緣相互嵌合串聯構成該環體。
[0014]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，相鄰二該第三凸緣之間設有嵌合結構，該嵌合結構由可相互嵌合的至少一第三凸部以及至少一第三凹部構成，該至少一第三凸部以及該至少一第三凹部分別設置于相鄰二該第三凸緣相鄰的接觸面上。
[0015]所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其中，該軛部單元朝向該導線架及該齒部的一面設有多個絕緣片，每一該絕緣片的位置位于二該第一凹部之間，該絕緣片用以將該軛部單元與所纏繞的該線圈隔離，使該軛部單元與該線圈具備隔離與產生電氣絕緣的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一實施例的組合結構示意圖；
[0017]圖2是圖1實施例的分解結構示意圖；
[0018]圖3是圖1導線架實施例的外觀結構示意圖；
[0019]圖4是圖1齒部及軛部實施例的配置成型示意圖；
[0020]圖5是圖1齒部及軛部實施例的搭配結構示意圖；
[0021]圖6是本發明導線架另一實施例的分解結構示意圖；
[0022]圖7是圖6導線架實施例的組合結構示意圖；
[0023]圖8是本發明導線架又一實施例組合結構示意圖；[0024]圖9是圖8實施例分解結構示意圖；
[0025]圖10是本發明導線架另一實施例組合結構示意圖；
[0026]圖11是圖10實施例分解結構示意圖。
[0027]其中，附圖標記:
[0028]10、100、300、400-導線架
[0029]11、310-環體
[0030]12、320、420_ 繞線單元
[0031]13、321、421-插槽
[0032]14-第一凸緣
[0033]15-線圈
[0034]20-齒部
[0035]21-第一硅鋼片
[0036]22-第一凸部
[0037]30-軛部
[0038]31-軛部單元
[0039]32-第二硅鋼片
[0040]33-第一凹部
[0041]34-第二凸部
[0042]35-第二凹部
[0043]36-絕緣片
[0044]40-硅鋼片素材
[0045]110-第一導線架單元
[0046]111-第一副環體
[0047]112-第一副繞線單元
[0048]113-第一凹槽
[0049]120-第二導線架單元
[0050]121-第二副環體
[0051]122-第二副繞線單元
[0052]123-第二凹槽
[0053]322-第二凸緣
[0054]330-滑槽組
[0055]331-滑槽
[0056]422-第三凸緣
[0057]423-第三凸部
[0058]424-第三凹部
[0059]C-心軸方向
[0060]Fl-插入方向
【具體實施方式】[0061]以下將參照隨附的圖式來描述本發明為達成目的所使用的技術手段與功效，而以下圖式所列舉的實施例僅為輔助說明，以利貴審查委員了解，但本發明的技術手段并不限于所列舉圖式。
[0062]請參閱圖1至圖3所示一種切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構實施例，其包含一導線架10、多個齒部20以及一軛部30。
[0063]導線架10包括一環體11以及多個繞線單元12，環體11具有一心軸方向C，該多個繞線單元12以環體11的心軸方向C為中心，呈放射狀環繞設置于環體11的外周緣，該多個繞線單元12的一端部藉由環體11形成連接狀態，而相鄰二繞線單元12相對于連接環體11的一端則呈現相互分離的狀態。每一繞線單元12具有一插槽13，每一插槽13具有一長度方向，長度方向垂直于心軸方向C,每一插槽13的長度方向以環體11的心軸方向C為中心徑向延伸，且插槽13貫穿環體11以及繞線單元12。于每一繞線單元12相對于連接環體11的一端的外周緣設有一第一凸緣14，該繞線單元12介于第一凸緣14與環體11間的部位用于纏繞線圈15，可以避免線圈15脫離導線架10。每一插槽13用于容納與設置一齒部20。軛部30由多個呈長弧形的軛部單元31構成的環狀結構，軛部30具有一心軸方向，軛部30與導線架10同軸圍設于多個繞線單元12外圍，且軛部30的位置對應于該多個齒部20。導線架10采用絕緣材質,于本實施例中,環體11及多個繞線單元12 —體成型構成該導線架10。
[0064]請參閱圖4及圖5所示，每一齒部20由多個第一硅鋼片21堆疊構成，每一軛部單元31由多個第二硅鋼片32堆疊構成，依第一硅鋼片21與第二硅鋼片32的形狀安排于硅鋼片素材40，以決定硅鋼片素材40沖制的尺寸，使可由較小尺寸所組合的沖壓排列，提高娃鋼片素材40的使用率。于第一娃鋼片21的一端具有一第一凸部22,該第一凸部22呈鳩尾形，每一第一凸部22具有相對的一第一側邊221以及一第二側邊222，第一側邊221與第二側邊222的長度不同，使第一凸部22呈現一不對稱形狀的鳩尾形。于第二硅鋼片32設有第一凹部33，第一凹部33的形狀與第一凸部22相對應。上述不對稱的第一凸部22設計，其作用之一在于可使每一第一硅鋼片21以相同的沖壓方向的面堆疊，可避免隨意堆疊時，導致沖壓可能形成的毛邊造成第一硅鋼片21無法緊密貼合，將沖壓成型的片狀第一硅鋼片21相互堆疊加工之后，即可形成圖2所示呈塊狀的齒部20。同理，第二硅鋼片32也可藉由不對稱的第一凹部33設計而緊密堆疊。此外，于第二硅鋼片32的相對二端分別設有一第二凸部34以及第二凹部35，該第二凸部34與第二凹部35的形狀相互對應，將沖壓成型的片狀第二硅鋼片32相互堆疊加工之后，即可形成圖2所示呈長弧形塊狀的軛部單元31。
[0065]本發明的定子硅鋼片結構，藉由軛部與齒部改為組合結構的同時，而改變其定子硅鋼片素材沖制的尺寸，使可由較小尺寸所組合的沖壓排列，提高硅鋼片素材的使用率。
[0066]如圖2所示，齒部20朝向軛部單元31的一端具有由多個第一凸部22堆疊所形成的一長形鳩尾座，軛部單元31相對應于第一凸部22的位置具有一由多個第一凹部33堆疊所形成的一長形鳩尾槽，此外，于相鄰二軛部單元31相鄰的面上，分別具有由多個第二凸部34堆疊所形成的一長形鳩尾座，以及由多個第二凹部35堆疊所形成的一長形鳩尾槽。藉由上述構造，可將軛部單元31 —一與齒部20嵌合，且該多個軛部單元31串聯形成一環狀結構，如圖1所示。[0067]本發明對傳統切換磁阻馬達定部結構設計，進行定子繞組導線架(bobbin)的結構變化設計，并配合定子硅鋼片，采用組合式的結構，將軛部與齒部，設計為凸、凹的結構組合。藉此改善傳統切換磁阻馬達的繞線、與定子硅鋼片的組裝模式。
[0068]于圖2所顯示的軛部單元31朝向導線架10及齒部20的一面設有多個呈U型的絕緣片36，該絕緣片36的位置位于二第一凹部33之間，絕緣片36的作用在于使軛部單元31與纏繞線圈15保持隔離，以得到絕緣的效果。此外，組裝者可依所需決定纏繞線圈15與安裝齒部20的順序，可先纏繞線圈15，再安裝齒部20，或可先安裝齒部20后，再纏繞線圈15。
[0069]本發明將傳統定子繞線方式，由內繞式改變為可以用外繞式設備進行繞線的模式。藉此，使其整體繞線作業較為容易，且可提高其槽滿率與增加繞線速度，以改善傳統切換磁阻馬達的運轉效能。
[0070]請參閱圖6及圖7所示實施例，該導線架100包含對稱設置的一第一導線架單元110以及一第二導線架單元120，第一導線架單元110包括一第一副環體111以及多個第一副繞線單元112，該多個第一副繞線單元112環繞設置于第一副環體111的外周緣，每一第一副繞線單元112具有一第一凹槽113。第二導線架單元120包括一第二副環體121以及多個第二副繞線單元122，該多個第二副繞線單元122環繞設置于第二副環體121的外周緣，每一第二副繞線單元122具有一第二凹槽123。該第一導線架單元110與第二導線架單元120同軸設置，每一第一凹槽112對應于一第二凹槽122。將圖7與圖3相互比對，本實施例由第一副環體111與第二副環體121構成圖3導線架10的環體11，以及，本實施例由相對應位置的第一凹槽112與第二凹槽122構成圖3導線架10的插槽13。本實施例導線架100所形成的外型與圖3導線架10的外型相同，本實施例導線架100由結構對稱的第一導線架單元110及第二導線架單元120組合而成，可簡化成型導線架的模具結構及成本。
[0071]請參閱圖8及圖9所示實施例,該導線架300包括一環體310以及多個繞線單元320，于環體310的外周緣設有多個滑槽組330，每一滑槽組330由對稱的二滑槽331構成，每一滑槽331具有一插入方向Fl，該插入方向Fl平行于環體310的心軸方向C，于每一滑槽331內設有一繞線單元320，每一繞線單元320具有一插槽321，每一繞線單元320沿著插槽321的長度方向具有相對的二端，于其中一端的外周緣設有一第二凸緣322，第二凸緣322的相對二側分別對應一滑槽331，每一繞線單元320藉由第二凸緣322嵌合于一滑槽組330中。將圖8與圖3相互比對，本實施例將環體310與繞線單元320分別成型后再組裝成一完整的導線架300。本實施例可先將繞線單元320 —一纏繞線圈15之后再組裝于環體310外周緣，增加其繞線組裝簡便與制程編排的彈性。
[0072]請參閱圖10及圖11所示實施例，該導線架400包括多個繞線單元420，每一繞線單元420具有一插槽421，每一繞線單元420沿著插槽421的長度方向具有相對的二端，于其中一端的外周緣設有一第三凸緣422，相鄰二繞線單元420的第三凸緣422之間設有嵌合結構，該嵌合結構由可相互嵌合的第三凸部423以及第三凹部424構成，第三凸部423及第三凹部424分別設置于相鄰二第三凸緣422相鄰的面上。該多個繞線單元420的第三凸緣422相互嵌合串聯構成一環體。將圖10與圖3相互比對，本實施例由多個第三凸緣422構成圖3導線架10的環體11，本實施例可先將繞線單元420 —一完成繞線之后再串聯組裝增加其繞線組裝簡便與制程編排的彈性。[0073]上述圖6至圖11所示導線架結構，再搭配圖2所示的齒部20及軛部30，即可構成
一定子結構。
[0074]惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以的限定本發明所實施的范圍。即大凡依本發明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應仍屬于本發明專利涵蓋的范圍內，謹請貴審查委員明鑒，并祈惠準，是所至禱。
【權利要求】
1.一種切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，包含: 多個齒部，每一該齒部由多個第一娃鋼片堆疊構成； 一導線架，其包括一環體以及多個繞線單元，該環體具有一心軸方向，該多個繞線單元以該環體的該心軸方向為中心，環繞設置于該環體的外周緣，相鄰二該繞線單元相對于連接該環體的一端相互分離，每一該繞線單元具有一插槽，每一該插槽具有一長度方向，每一該插槽的該長度方向以該環體的心軸方向為中心徑向延伸，且該插槽貫穿該環體以及繞線單元，每一該插槽用于容納與設置一該齒部，每一該繞線單元用于纏繞線圈；以及 一軛部，其由多個軛部單元構成的環狀結構，該軛部具有一心軸方向，每一該軛部單元由多個第二硅鋼片堆疊構成，該軛部與該導線架同軸圍設于該多個繞線單元外圍，且該軛部的位置對應于該多個齒部。
2.根據權利要求1所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，每一該齒部朝向該軛部的一端設有一第一凸部，該軛部相對應于每一該第一凸部的位置分別設有一第一凹部，每一該第一凸部嵌合于相對應的該第一凹部內。
3.根據權利要求2所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，每一該第一凸部具有相對的一第一側邊以及一第二側邊，該第一側邊與該第二側邊的長度不同，使該第一凸部具有一不對稱形狀，每一該第一凹部的形狀與對應嵌合的該第一凸部相對應。
4.根據權利要求1所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，每一該繞線單元相對于連接該環體的一端的外周緣設有一第一凸緣，該線圈纏繞于該繞線單元及該第一凸緣與該環體間的部位。
5.根據權利要求1所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，該導線架包含:· 一第一導線架單元，其包括一第一副環體以及多個第一副繞線單元，該多個第一副繞線單元環繞設置于該第一副環體的外周緣，每一該第一副繞線單元具有一第一凹槽；以及 一第二導線架單元，其包括一第二副環體以及多個第二副繞線單元，該多個第二副繞線單元環繞設置于該第二副環體的外周緣，每一該第二副繞線單元具有一第二凹槽，該第一導線架單元與該第二導線架單元同軸設置，該第一副環體與該第二副環體構成該環體，每一該第一凹槽對應于一該第二凹槽，由相對應位置的該第一凹槽與該第二凹槽構成可容納與設置一對應該齒部的該插槽。
6.根據權利要求1所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，該環體的外周緣設有多個滑槽組，每一該滑槽組由對稱的二滑槽構成，每一該滑槽具有一插入方向，該插入方向平行于該環體的該心軸方向，于每一該滑槽內設有一該繞線單元，每一該繞線單元沿著該插槽的該長度方向具有相對的二端，于其中一端的外周緣設有一第二凸緣，該第二凸緣的相對二側分別對應一該滑槽，每一該繞線單元藉由該第二凸緣嵌合于一該滑槽組中。
7.根據權利要求1所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，該多個軛部單元相互嵌合串聯構成的環狀結構，相鄰二該軛部單元之間設有嵌合結構，該嵌合結構由可相互卡合的至少一第二凸部以及至少一第二凹部構成，該至少一第二凸部以及該至少一第二凹部分別設置于相鄰二該軛部單元相鄰的面上。
8.根據權利要求1所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，每一該繞線單元沿著該插槽的該長度方向具有相對的二端，于其中一端的外周緣設有一第三凸緣，該多個繞線單元的該第三凸緣相互嵌合串聯構成該環體。
9.根據權利要求8所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，相鄰二該第三凸緣之間設有嵌合結構，該嵌合結構由可相互嵌合的至少一第三凸部以及至少一第三凹部構成，該至少一第三凸部以及該至少一第三凹部分別設置于相鄰二該第三凸緣相鄰的接觸面上。
10.根據權利要求2所述的切換磁阻馬達定子與繞線導線架結構，其特征在于，該軛部單元朝向該導線架及該齒部的一面設有多個絕緣片，每一該絕緣片的位置位于二該第一凹部之間，該絕緣片用以將該軛部單元與所纏繞的該線圈隔離，使該軛部單元與該線圈具備隔離與產生電 氣絕緣的效果。
【文檔編號】H02K1/14GK103825388SQ201210533404
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年12月11日 優先權日:2012年11月16日
【發明者】楊錞忠, 陳淇星 申請人:財團法人工業技術研究院