直流馬達及其線圈繞線方法
2023-09-10 00:53:00
專利名稱：直流馬達及其線圈繞線方法
技術領域：
本發明是關於一種直流馬達及其線圈繞線方法，該馬達的定子線圈可以方便被纏繞，以構成一直流馬達的定子。
請參閱圖8所示，為第二種公知的直流馬達定子的繞線方法，是以導線911在對定子91繞線前，將導線911一端形成第一接點V1，而當導線911對定子卷繞完所有定子極臂91a、91b、91c、91d時，該導線911另一端形成第二接點V2。因此，定子91可利用該單組線圈馬達驅動電路，且在單組線圈上以正反向的電流導通，以產生交變的旋轉磁場供驅動具N、S磁極的轉子。該第二種公知的徑向繞線方法，以單一導線進行繞線，其必須依所需的線圈匝數在定子的各極臂91a、91b、91c、91d繞上相等於匝數的圈數。因此，在繞線速度有一定極限的情況下，實際上並無法減少定子的繞線時間。
請參閱圖9所示，為本申請人所申請的臺灣專利「具徑向繞線徑向氣隙的直流無刷馬達及其繞線方法」，專利號為89108974，其主要是由定子92的極臂92a、92b、92c、92d由第一導線921、第二導線922同時卷繞形成，該繞線方法只需要卷繞1/2所需線圈匝數的繞線，即可以達到所需線圈匝數的定子線圈，且該定子92可以在繞線形成定子後，再決定拉出二個或三個接點，以連接於控制驅動電路。
上述各種公知的徑向繞線徑向氣隙的無刷馬達，其導線均在定子的各極臂上卷繞形成，由於該極臂間空間有限，因此，其卷繞工作不便，且卷繞速度受到極大限制，而且，該導線本身浸鍍有絕緣層，該導線在卷繞過程與極臂的不當刮損，該絕緣層就會受到破壞，形成線圈的短路。
請參閱圖10所示，為美國專利「圓盤式單相無刷馬達」，專利號為4,922,162，其揭示了一種公知的軸向氣隙無刷馬達的定子，其二組線圈931、932先被卷繞成所需線圈匝數，再以適當的裝置如黏著膠帶或結合劑等結合於電路板93上的定子軛(Stator Yoke)93a、93b之上，二組線圈931、932各有末梢931a、931b，932a、932b穿過電路板(Circuit board)93的V形缺口。該末梢931a、931b，932a、932b並焊接至印刷電路板93背面的印刷導線模，藉此建立一電路連接。此種公知的軸向氣隙無刷馬達的線圈雖有易於卷繞優點，但，該線圈具有多處末梢，需要經過審慎焊接，以防止接線錯誤。
本發明次一目的在於提供一種直流馬達，該定子的線圈可以很方便的被固定，從而可方便地加工、組裝。
本發明提出的一種直流馬達及其線圈繞線方法，該方法以一單一導線在成型柱杆依預定匝數依序卷繞，以形成一具偶數個線圈組的定子線圈，該定子線圈具有一第一端及一第二端，該定子線圈的相鄰二線圈組的卷繞方向反相，該具偶數個線圈組的定子線圈可以被安裝在直流馬達的殼體上，與轉子的永久磁鐵相對應，籍由定子線圈通以電流產生的磁力，推斥具永久磁鐵的轉子轉動。
本發明的技術方案是，一種直流馬達的線圈繞線方法，包括提供一單一導線，將該導線在成型柱杆上以預定匝數依序卷繞，以形成偶數個線圈組的定子線圈，且該定子線圈具有一第一端及一第二端，該定子線圈的相鄰二線圈組的線圈卷繞方向反相。
以一單一導線在卷繞偶數個線圈組的定子線圈時，其在成型柱杆上以相同的方向卷繞相同的匝數，卷繞完成後將該具偶數個線圈組的定子線圈取離成型柱杆，再將定子線圈第偶數組翻轉180°，使具偶數線圈組的定子線圈的第偶數組線圈與第奇數組線圈的線圈卷繞方向相反。
以一單一導線在卷繞偶數個線圈組的定子線圈時，其在成型柱杆上以相同的方向卷繞相同的匝數，卷繞完成後將該具偶數個線圈組的定子線圈取離成型柱杆，再將定子線圈第奇數組翻轉180°，使具偶數線圈組的定子線圈的第偶數組線圈與第奇數組線圈的線圈卷繞方向相反。
一種直流馬達，包括殼體，設一容室及該容室底部具一支持部，該殼體具一IC控制件，且殼體具有一偶數線圈組的定子線圈，該電子線圈由一單一導線連續卷繞形成，且該相鄰的二線圈組的線圈卷繞方向反相；轉子，設一轉動軸在殼體的支持部旋轉，該轉子具N.S磁極的永久磁鐵，該轉子可被殼體上定子線圈的各線圈組產生的磁場推斥轉動。
所述殼體容室的壁設偶數個固定件，該各固定件可供各線圈組固定。
本發明的特點及優點是，克服了公知技術存在的缺陷，加工、製造方便，在卷繞時可以避免因碰觸磁極片而刮傷造成線圈短路，且定子線圈在作接線工作或組設時亦會非常方便容易，且不會有誤接問題。
圖1本發明的線圈卷制步驟一；圖2本發明的線圈卷制步驟二；圖3本發明的線圈卷制步驟三；圖4本發明使用在徑向氣隙無刷馬達分解立體圖；圖5本發明使用在徑向氣隙無刷馬達俯視剖面圖；圖6本發明使用在軸向氣隙無刷馬達分解立體圖；圖7第一種公知徑向氣隙無刷馬達俯視剖面圖；圖8第二種公知徑向氣隙無刷馬達俯剖面圖；圖9第三種公知徑向氣隙無刷馬達俯視剖面圖；圖10公知軸向氣隙無刷馬達分解立體圖。
附圖標號說明1、導線 11、第一端 12、第二端 10、定子線圈 10a、線圈組10b、線圈組 10c、線圈組 10d、線圈組 2、柱杆 3、殼體31、容室32、支持部 33、固定件 34、IC控制件 35、定子軛36、電路板 4、轉子 41、轉動軸 42、永久磁鐵 43、永久磁鐵請參閱圖1、2所示，為本發明的定子線圈10卷繞製造方式。
本發明的定子線圈10由一單一導線1在預定形狀的柱杆2上依序以相同的方向卷繞(依圖面而言為順時針方向)，該定子線圈10的線圈組數依形成馬達極數的需要而卷繞，且被卷繞為偶數個線圈組10a、10b、10c、10d，該各線圈組的匝數依需要形成相同的預定匝數，該具偶數個線圈組的定子線圈10由一單一導線連續卷繞形成，且具有一第一端11及一第二端12。
請參閱圖3所示，當該一次連續卷繞且具偶數個線圈組10a、10b、10c、10d的定子線圈10被卷制完成後，由該定子線圈10中的第奇數的線圈組10a、10c或第偶數的線圈組10b、10d作180°的翻轉。在優選實施例當中，將排列在第偶數的線圈組10b、10d(依圖面而言，由左側算起)翻轉，因此，該第偶數的線圈組10b、10d其卷繞方向即形成與第奇數的線圈組10a、10c為相反方向。在本優選實施例當中，該第偶數的線圈組10b、10d的卷繞方向為逆時針方向，因此，藉由該線圈組10b、10d的卷繞方向的改變，可以達到改變線圈組10b、10d的電流方向及其產生的磁場方向。
請參閱圖4、5所示，為本發明使用在徑向氣隙馬達的一優選實施例，由一殼體3設有一容室31，該容室31底部具一支持部32，該支持部32可以支持轉子4的轉動軸41旋轉，轉子4本身具有永久磁鐵環42，永久磁鐵環42具有N、S磁極。殼體3由形成容室31的內壁或外壁設數個固定件33，該固定件33可以為沉孔或柱，使該由偶數個線圈組10a、10b、10c、10d所構成的定子線圈10可以分別被固定在該各固定件33位置，由該各線圈組10a、10b、10c、10d與轉子4的永久磁鐵環42相對應設置，且由於該定子線圈10的相鄰二線圈組10a、10b或10b、10c的電流方向及磁場方向不同。因此，該定子線圈10被通以電流後各線圈組10a、10b、10c、10d可產生不同的交變磁場，該磁場所形成的磁力可推斥轉子4的永久磁鐵環42轉動，且由殼體3所設霍爾感應元件及驅動電路構成的IC控制件34可監測轉子4的永久磁鐵環42的N、S極變化，因此該IC控制件34可發出訊號使定子線圈10的各線圈組10a、10b、10c、10d交替改變電流方向，以使轉子4可持續轉動。
請參閱圖6所示，為本發明使用在軸向氣隙馬達的實施例，該殼體3具一容室31，可支持轉子4的轉動軸41旋轉，轉子4的頂盤設有永久磁鐵43，該永久磁鐵43具有N、S極；殼體3的容室31底部具有一定子軛35、電路板36，電路板36上設有公知的霍爾感應元件及驅動迴路等IC控制件34，且該定子軛35結合有本發明由一單一導線圈繞而成的二線圈組10a、10b，該二線圈組10a、10b具有不同的卷繞方向，因此二線圈組10a、10b的電流方向及磁場方向亦不相同，籍由該二線圈組10a、10b產生的磁力推斥轉子4的永久磁鐵43轉動，因此，該轉子4可以被驅動旋轉。
本發明的直流馬達定子及其繞線方法，加工、製造方便，且在卷繞時可以避免因碰觸磁極片而刮傷所造成線圈短路問題，而且，該偶數個線圈組的定子線圈由一單一導線一次連續依序卷繞而成，因此，該定子線圈僅具有一第一端及一第二端，使該定子線圈在作接線工作或組設時亦會非常方便容易，且不會有誤接問題。
本發明可在不偏離主要的構思及特徵下，以其它不同的形式實施。因此，上述的優選實施例只是以舉例的方式被舉出，且不應將其視為對本發明的限制。本發明的範圍是由權利要求界定，而非由說明書的內容定義，對本領域普通專業技術人員，所做的各種變化，惟此等變化例，都應包括在本發明的構思及保護範圍之內。
權利要求
1.一種直流馬達的線圈繞線方法，其特徵在於提供一單一導線，將該導線在成型柱杆上以預定匝數依序卷繞，以形成偶數個線圈組的定子線圈，且該定子線圈具有一第一端及一第二端，該定子線圈的相鄰二線圈組的線圈卷繞方向反相。
2.如權利要求1所述的直流馬達的線圈繞線方法，其特徵在於以一單一導線在卷繞偶數個線圈組的定子線圈時，其在成型柱杆上以相同的方向卷繞相同的匝數，卷繞完成後將該具偶數個線圈組的定子線圈取離成型柱杆，再將定子線圈第偶數組翻轉180°，使具偶數線圈組的定子線圈的第偶數組線圈與第奇數組線圈的線圈卷繞方向相反。
3.如權利要求1所述的直流馬達的線圈繞線方法，其特徵在於以一單一導線在卷繞偶數個線圈組的定子線圈時，其在成型柱杆上以相同的方向卷繞相同的匝數，卷繞完成後將該具偶數個線圈組的定子線圈取離成型柱杆，再將定子線圈第奇數組翻轉180°，使具偶數線圈組的定子線圈的第偶數組線圈與第奇數組線圈的線圈卷繞方向相反。
4.一種直流馬達，其特徵在於包括殼體，設一容室及該容室底部具一支持部，該殼體具一IC控制件，且殼體具有一偶數線圈組的定子線圈，該電子線圈由一單一導線連續卷繞形成，且該相鄰的二線圈組的線圈卷繞方向反相；轉子，設一轉動軸在殼體的支持部旋轉，該轉子具N.S磁極的永久磁鐵，該轉子可被殼體上定子線圈的各線圈組產生的磁場推斥轉動。
5.如權利要求4所述的直流馬達，其特徵在於所述殼體容室的壁設偶數個固定件，該各固定件可供各線圈組固定。
全文摘要
本發明是關於一種直流馬達及其線圈繞線方法，該方法以一單一導線在成型柱杆依預定匝數依序卷繞，形成一具偶數個線圈組的定子線圈，該定子線圈具有一第一端及一第二端，定子線圈的相鄰二線圈組的卷繞方向成反相，該具偶數個線圈組的定子線圈可以被安裝在直流馬達的殼體，與轉子的永久磁鐵相對應，籍由定子線圈通以電流產生的磁力推斥具永久磁鐵的轉子轉動。本發明克服了公知技術存在的缺陷，加工、製造方便，在卷繞時可以避免因碰觸磁極片而刮傷造成線圈短路，且定子線圈在作接線工作或組設時亦會非常方便容易，且不會有誤接問題。
文檔編號H02K15/04GK1407689SQ0113104
公開日2003年4月2日 申請日期2001年9月6日 優先權日2001年9月6日
發明者洪銀樹, 洪慶升, 尹佐國 申請人:建準電機工業股份有限公司