專利名稱：馬達結構以及風扇的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種馬達結構以及風扇，特別是涉及一種外轉式無刷 直流的馬達結構以及應用該馬達結構的風扇。
背景技術：
馬達是用來將電能轉換為機械能，其主要是由轉子和定子所構成， 以利用電能使定子與轉子之間產生電磁場，進而通過電磁場之間的互 吸/互斥的作用產生機械能，從而使轉子產生旋轉運動，當然除了直接 提供旋轉運動外，所輸出的機械能也可搭載不同的機構而轉換成不同 形式的機械能運動(例如為線性運動或震動運動等)。常見的馬達大致
依電源總類分為直流馬達、交流馬達、及無刷直流(bmshless DC; BLDC)馬達。
一般傳統的直流馬達的定子是由永久磁鐵所構成，并在轉子上繞 設有激磁線圈及裝設有電流變換器(commutator)，以由不同相鄰極性的 碳質電刷分別經該電流變換器將直流電源導入激磁線圈上產生電磁 力。此電磁力與定子上的永久磁鐵的互斥/互吸作用而使轉子旋轉，且 電磁力的方向是通過該電流變換器隨著轉子旋轉改變接觸的電刷，由 此可改變電流的方向，但是此屬于機械換相(Mechanical Commutation) 的方式，除了會因為機械摩擦消耗不必要的動能外，電流變換器與電 刷的接觸面將易產生火花與噪音，且電刷的清理與更換也會增加維護 保養的困擾。
而交流馬達的轉子是由永久磁鐵構成，并在定子上繞設有激磁線 圈，以利用交流電本身變換極性的特性，將交流電導入定子的激磁線 圈，產生交替變動的磁場方向，而無上述直流馬達需使用電流變換器 和電刷所產生的問題，但是交流馬達欲改變速度除了調變交流電壓， 也需相對調變交流電頻率，使在速度控制上較困難，且只能運用于非 直流的場合。相比于上述的直流及交流馬達控制技術，無刷直流(BLDC)馬達是 采用電子換相(Electronic Commutation)的控制方式，即轉子是由極性不 會改變的永久磁鐵所構成，定子則如同交流馬達繞設有激磁線圈，故 可通過改變激磁線圈的電流輸入方向所產生不同的電磁力方向帶動轉 子旋轉，無需如傳統直流馬達因使用電刷傳導電流所造成磨耗與噪音 的缺點，且在控制操作上相比于交流馬達更為簡便，而逐漸廣為業界 所采用。
承上述，通過電子換相的控制方式需確實知道轉子的轉動位置所 對應的極性，才能精準對應控制電磁力的方向，因此對于無刷直流 (BLDC)馬達而言，控制器是不可或缺的主要元件，如美國專利第 US7,157,872號提出了一種運用外轉式BLDC馬達的吊扇，該無刷直流 (BLDC)馬達是由控制器、定子、及轉子所組成。該控制器連接有一組 磁力的感測器，且對應于轉子外周緣面的感應磁鐵，并通過感應磁鐵 間接感測轉子永久磁鐵的磁極特性，以驅使轉子依同一方向持續轉動； 但是，該控制器設置于馬達殼體的上方(馬達殼體外)，且需在馬達殼體 上額外增設感應磁鐵，以供感測器感測磁場的變化，此舉無疑地易使 整體組裝結構更加繁雜(需額外將導電線材自馬達殼體內拉出以與馬達 殼體外的控制器電性連接)且增加了無刷直流(BLDC)馬達整體的體積 以及導電線材的成本。
為了改善前述組裝上的技術問題，如中國臺灣專利公告第 M315782號新型專利、中國臺灣專利公告第M320603號新型專利等皆 提出了有關吊扇馬達感測裝置的固定技術，是由包含馬達軸心及硅鋼 片構成的定子、轉子、感測元件及電路板組成，其主要是通過硅鋼片 設有預定的承置槽，從而供該感測元件相對嵌合組裝定位。但是，此 種利用承置槽固定的專利技術，電路板及其感測元件是定位于定子的 外周緣面上，因此，為了避免脫落，需在承置槽上加點粘膠程序以增 加膠合程度，如此無疑將造成在制造上的繁雜度。
綜合上述現有技術所存在的缺陷，如何提出一種結構簡單、制造 容易、減少使用元件以縮小整體體積、且可減少線材的成本以及線材 加工成本的馬達結構以及風扇，實為本領域技術中急待解決的問題。
發明內容
鑒于上述現有技術的缺點，本發明的一目的是提供一種結構簡單、 制造容易的馬達結構以及風扇。
本發明的次一目的是提供一種減少使用元件以縮小整體體積的馬 達結構以及風扇。
本發明的另一目的是提供一種可減少線材的成本以及線材加工成 本的馬達結構以及風扇。
為達到上述目的及其他目的，本發明提供一種馬達結構，包括 軸心；馬達控制板，具有第一固定部，且套設于該軸心上；定子，具 有對應該第一固定部的第二固定部，該第二固定部用以與該第一固定 部結合，以使該馬達控制板組設于該定子上；轉子，與該定子對應并 樞設于該軸心上；以及馬達殼體，樞接于該軸心上，且罩設于該軸心、 該馬達控制板、該定子以及該轉子外。
為達到相同目的，本發明還提供另一種風扇，包括扇葉件，設 有多個葉片；以及馬達結構，其包括軸心；馬達控制板，具有第一 固定部，用以供接置電源；定子，套設于該軸心上，且具有定子本 體，套設于該軸心上，并設有多個激磁單元；固定座，設于該定子本 體對應該馬達控制板的一面，其具有與該第一固定部對應的第二固定 部，該第二固定部用以與該第一固定部結合，以使該馬達控制板組設 于該定子上；轉子，與該定子對應并樞設于該軸心上，且與該扇葉件 連接，并具有對應該預定數目的激磁單元的預定數目的磁力單元；以 馬達殼體，樞接于該軸心上，且罩設于該軸心、該馬達控制板、該定 子以及該轉子外；其中，該馬達控制板在接置電源后，將電源分配至 各該激磁單元上，使各該激磁單元產生與各該磁力單元互吸/互斥的感 應磁場，以驅使該轉子帶動該扇葉件轉動。
相比于現有技術，本發明所提供的馬達結構主要是在馬達控制板 設有第一固定部，且在定子具有對應該第一固定部的第二固定部，而 在將該定子與該馬達控制板的第一固定部套設于軸心后，該第二固定 部即與該第一固定部結合，以使該馬達控制板定位于該定子上，由此， 不僅可將該馬達控制板設置于馬達結構內，更無需如現有技術在硅鋼 片設置預定的承置槽以及需在承置槽上加點粘膠的程序，故而，本發明的馬達結構以及使用該馬達結構的風扇結構簡單、制造容易，此外， 由于無需如現有技術在馬達殼體外增設感應磁鐵以及額外將線材自馬 達殼體內拉出以與馬達殼體外的控制器電性連接，相應地，則可縮小 整體體積及節省線材成本以及線材加工成本，從而達上述所有目的。
圖1為一分解示意圖，其顯示本發明裝置的分解示意圖； 圖2為一組合示意圖，其顯示本發明的組合示意圖； 圖3為一剖面示意圖，其顯示本發明在組合后的剖面示意圖； 圖4為一應用示意圖，其顯示本發明的組合應用示意圖； 圖5為一分解示意圖，其顯示本發明在另一角度的分解示意圖。 主要元件符號說明
100馬達結構
10馬達控制板
11第一固定部
12軸孔
20定子
21固定座
22軸心
23第二固定部
24外周緣面
25激磁單元
26軸承
30轉子
33固定部
331內緣
332外緣
333間隔槽
34磁力單元
40風扇
41扇葉件42 葉片
50 感測元件
60 遮蔽板
70 馬達殼體
71 第一殼體 711 卡合槽
72 第二殼體 200 定子本體
具體實施例方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人 員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。 本發明也可通過其他不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的 各項細節也可基于不同觀點與應用，在不背離本發明的精神下進行各 種修飾與變更。
請參閱圖l、圖2、圖3、圖4及圖5，是用以說明本發明馬達結 構的分解示意圖、組合示意圖、組合剖面示意圖以及應用示意圖。如 圖所示，本發明所提供的該馬達結構ioo包括了馬達控制板io、定子 20、轉子30、軸心22、軸承26、隔離板60、以及馬達殼體70，而馬 達結構100為外轉式無刷直流(BLDC)馬達，即該轉子30是以定子20 為中心而環繞于該定子外圍轉動，從而驅使該轉子30帶動風扇40繞 著定子20轉動(如圖4所示)，具體而言，該風扇40可例如為吊扇或其 它風扇裝置，以下即對上述各構件進行詳細的說明。
該馬達控制板10具有第一固定部11及軸孔12，該軸孔12用以供 馬達控制板10套設該軸心22;該定子20套設于該軸心22上，該定子 20包括 一定子本體200、 一設于該本體其對應于該控制板50—面的 固定座21(顯示于圖5)以及多個激磁單元25。其中，該定子本體200 是由多個金屬片所堆疊串接而成，常用的金屬片是以硅鋼片居多，但 非以此為限。該固定座21是為一金屬座體，且組設于該定子本體200 對應該控制板50的該面上。該固定座21上并具有與該第一固定部11 對應的第二固定部23，以使該定子本體200可通過該第二固定部23與該馬達控制板10的第一固定部11結合，從而將該馬達控制板10穩
固地定位于該定子本體200上；該轉子30與該定子20對應并樞設于 該軸心22上。具體而言，該第一固定部11可為孔洞，該第二固定部 23可為螺柱(也可實施為塊體等結構)，從而使該馬達控制板10與定 子20之間通過孔洞(該第一固定部ll)與柱體(該第二固定部23)的螺合 而相互結合且定位，且孔洞與柱體的設置數量、位置及大小并非局限 于本實施例。在本發明的其他實施例中，該第一固定部11也可為螺柱， 相應地，該第二固定部23則為孔洞，但并非以此為限，也可通過其他 的接合結構的設置來達成該第一固定部11與該第二固定部23相互定 位的效果。
承上所述，該定子本體200之上繞設有與該馬達控制板10電性連 接的預定數目的激磁單元25，而該轉子30具有對應該預定數目的激磁 單元25的預定數目的磁力單元34。
該馬達殼體70由第一殼體71與第二殼體72所構成，該第一殼體 71與該第二殼體72為對應樞接于該軸心22上，以罩設于該軸心22、 該馬達控制板IO、該定子20以及該轉子30外。具體而言，該轉子30 還包括固定架33，該定子20則通過兩個分別設置于該軸心22兩端的 軸承26樞接于該軸心22上，該兩軸承26并分別固設于該第一殼體31 以及第二殼體32的軸孔中。其中，該第一殼體71還具有用以供容設 該磁力單元34的一端的卡合槽711 ，而固定架33則樞設于該第一殼體 31與第二殼體32內，且該固定架33具有內壁331及外壁332，內壁 331環繞于該定子20本體200的外周緣面，該外壁332用以供設置該 磁力單元34均勻環設于其上，使磁力單元34與定子20外側的激磁單 元25形成環狀圍繞的間隔，并在控制電路板10上接置電源，將電源 分配至各該激磁單元25上，使各該激磁單元25產生與各該磁力單元 25互吸/互斥的感應磁場，以驅使該轉子30轉動。
在上述實施例中；激磁單元25例如可為激磁線圈，且該激磁線圈 是纏繞的環設于該定子本體200的環狀槽(圖中未予以標示)中；磁力單 元34則可例如為永久磁鐵所構成，而磁力單元34的數量、位置、及 尺寸也無特別限定，但原則上是異極相鄰的方式環狀排列于間隔槽333 內延伸至可與激磁單元25感應處，此外，由于激磁線圈、永久磁鐵以及采取例如硅鋼片堆疊串接成為定子本體200的技術為本發明所屬技 術領域中的技術人員所能理解并據以實施的，因此未搭配詳細附圖予 以說明其詳細技術內容(如結構或原理等)。
如圖4所顯示為使用本發明的馬達結構的風扇的結構實施例。如 圖所示，本發明所提供的風扇40包括設有多個葉片42的扇葉件41 以及馬達結構100，該馬達結構100由圖3所示的馬達控制板10、定 子20、轉子30、軸心22、軸承26、隔離板60、馬達殼體70所構成， 其中，該扇葉件41固設于馬達殼體70的第一外殼71上。該扇葉件41 的軸心再對應該定子20而樞設于該軸心22上，由前述定子20上繞設 有與該馬達控制板10電性連接的預定數目的激磁單元25，轉子30具 有對應該預定數目的激磁單元25的預定數目的磁力單元34;因此，該 馬達控制板10在接置電源后，是將電源分配至各該激磁單元25上， 使各該激磁單元25產生與各該磁力單元34互吸/互斥的感應磁場，以 驅使該轉子30轉動該第一外殼70并連動設于第一外殼70上的扇葉件 41轉動。但是，在本實施例中的馬達結構的主要特征與前述實施例類 似，故在此不予贅述。
如圖5，是顯示上述本發明馬達結構另一角度的分解示意圖，如圖 所示，該馬達控制板10上還設置有感測元件50，該感測元件50可例 如為霍爾元件，用以偵測磁場方向以供判斷轉子30的極性及對應的位 置，需說明的是，該感測元件50設置于馬達控制板10上的位置并無 限制，但至少需設置于磁力單元34可感應到的非隔離的區域內，也就 是說，轉子30中固定架33的外壁332的間隔槽333上的磁力單元34 的尺寸、形狀或位置的設置至少為該感測元件可感應的，也就是說， 由于本發明的感測元件50設置于控制電路板10上，而非固定座21(硅 鋼片)上，因此，相比于現有技術，無需進行加點粘膠程序，故而除了 可以簡化結構、減少使用元件外，同時無需進行加點粘膠程序，使組 裝更為容易。此外，該馬達結構100還包括遮蔽板60，該遮蔽板60 設置于該馬達控制板10與該定子20之間，用以屏蔽該激磁單元25所 產生的磁場以及絕緣高壓，以維持較佳的電氣特性。
綜上所述，本發明所提供的馬達結構主要是在馬達控制板設有第 一固定部，且定子具有對應該第一固定部的第二固定部，而在該馬達控制板的第一固定部套設于軸心后，該第二固定部即與該第一固定部 結合，以使該馬達控制板定位于該定子上，由此，不僅可將該馬達控 制板設置于馬達結構內，更無需如現有技術在硅鋼片設置預定的承置 槽以及需在承置槽上加點粘膠的程序，故而，本發明的馬達結構以及 使用該馬達結構的風扇結構簡單、制造容易，此外，由于無需如現有 技術在馬達殼體外增設感應磁鐵以及額外將線材自馬達殼體內拉出以 與馬達殼體外的控制器電性連接，相應地，則可縮小整體體積及節省 線材成本以及線材加工成本；再者，本發明的馬達結構還在該馬達控 制板與該定子之間設置屏蔽板，用以屏蔽該激磁單元所產生的磁場以
及絕緣高壓，以維持較佳的電氣特性；此外，通過將感測元件設置于
控制電路板上，而非定子本體(硅鋼片)上，同時也可簡化結構、減少額 外元件或結構的增加、且使組裝更為容易。由上可知，本發明的馬達 結構以及風扇可充分改善現有技術中的缺點，實具有高度產業利用價 值。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制 本發明。任何本領域技術人員均可在不違背本發明的精神及范疇下， 對上述實施例進行修飾與改變。因此，本發明的權利保護范圍，應以 權利要求書的范圍為依據。
權利要求
1、一種馬達結構，其特征在于，包括軸心；馬達控制板，具有第一固定部，且套設于該軸心上；定子，具有對應該第一固定部的第二固定部，該第二固定部用以與該第一固定部結合，以使該馬達控制板組設于該定子上；轉子，與該定子對應并樞設于該軸心上；以及馬達殼體，樞接于該軸心上，且罩設于該軸心、該馬達控制板、該定子以及該轉子外。
2、 根據權利要求l所述的馬達結構，其特征在于，該定子包括 定子本體，套設于該軸心上；以及固定座，該固定座設于該定子本體對應該馬達控制板的一面，其 具有該第二固定部。
3、 根據權利要求2所述的馬達結構，其特征在于該固定座為一 金屬座體。
4、 根據權利要求2所述的馬達結構，其特征在于該定子本體上 繞設有與該馬達控制板電性連接的預定數目的激磁單元，該轉子具有 對應該預定數目的激磁單元的預定數目的磁力單元。
5、 根據權利要求4所述的馬達結構，其特征在于該激磁單元設 置于該本體上的環狀槽中。
6、 根據權利要求4所述的馬達結構，其特征在于該激磁單元為激磁線圈。
7、 根據權利要求4所述的馬達結構，其特征在于該馬達殼體還具有用以供容設該磁力單元的一端的卡合槽。
8、 根據權利要求4所述的馬達結構，其特征在于該轉子還包括 固定架，樞設于該馬達殼體內，且該固定架具有內壁及外壁，該內壁 環繞于該定子的外周緣面，該外壁用以供設置該磁力單元。
9、 根據權利要求8所述的馬達結構，其特征在于該馬達控制板上還設置有感測元件，且設置于該固定架的外壁的磁力單元的尺寸、 形狀或位置的設置至少為該感測元件可感應的。
10、 根據權利要求9所述的馬達結構，其特征在于該感測元件為霍爾元件。
11、 根據權利要求4所述的馬達結構，其特征在于該磁力單元 為永久磁鐵。
12、 根據權利要求1所述的馬達結構，其特征在于該馬達結構 還包括遮蔽板，該遮蔽板設置于該馬達控制板與該定子之間，用以屏 蔽該激磁單元所產生的磁場以及絕緣高壓。
13、 根據權利要求1所述的馬達結構，其特征在于該第一固定 部為孔洞，該第二固定部為螺柱。
14、 根據權利要求1所述的馬達結構，其特征在于該第一固定 部為螺柱，該第二固定部為孔洞。
15、 一種風扇，其特征在于，包括 扇葉件，設有多個葉片；以及 馬達結構，其包括軸心；馬達控制板，具有第一固定部，用以供接置電源； 定子，套設于該軸心上，且具有定子本體，套設于該軸心上，并設有多個激磁單元；固定座，設于該定子本體對應該馬達控制板的一面，其具有與該第一固定部對應的第二固定部，該第二固定部用以與該第一固定部結 合，以使該馬達控制板組設于該定子上；轉子，與該定子對應并樞設于該軸心上，且與該扇葉件連接，并具有對應該預定數目的激磁單元的預定數目的磁力單元；以及馬達殼體，樞接于該軸心上，且罩設于該軸心、該馬達控制板、該定子以及該轉子外；其中，該馬達控制板在接置電源后，將電源分配至各該激磁單元上，使各該激磁單元產生與各該磁力單元互吸/互斥的感應磁場，以驅使該轉子帶動該扇葉件轉動。
16、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該定子本體是由 多個金屬片所堆疊串接而成。
17、 根據權利要求16所述的風扇，其特征在于該金屬片為硅鋼片。
18、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該激磁單元為激磁線圈。
19、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該轉子還包括固定架，樞設于該馬達殼體內，且該固定架具有內壁及外壁，該內壁環 繞于該定子的外周緣面，該外壁用以供設置該磁力單元。
20、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該馬達控制板上還設置有感測元件，且設置于該固定架的外壁的磁力單元的尺寸、形 狀或位置的設置至少為該感測元件可感應的。
21、 根據權利要求20所述的風扇，其特征在于該感測元件為霍爾元件。
22、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該磁力單元為永久磁鐵。
23、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該馬達結構還包括遮蔽板，該遮蔽板設置于該馬達控制板與該定子之間，用以屏蔽該 激磁單元所產生的磁場以及絕緣高壓。
24、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該第一固定部為孔洞，該第二固定部為螺柱。
25、 根據權利要求15所述的風扇，其特征在于該第一固定部為螺柱，該第二固定部為孔洞。
全文摘要
一種馬達結構以及風扇，該馬達結構主要包括軸心、馬達控制板、定子、轉子以及馬達殼體，其中，該馬達控制板具有第一固定部，且套設于該軸心上，該定子具有第二固定部，該第二固定部用以與該第一固定部結合，以使該馬達控制板組設于該定子上，該轉子與該定子對應并樞設于該軸心上，該馬達殼體樞接于該軸心上，且罩設于該軸心、該馬達控制板、該定子以及該轉子外，而該風扇是由該馬達結構以及扇葉件所組成的，通過該第二固定部與套設于該軸心的馬達控制板的第一固定部結合，可使該馬達控制板定位于該定子上，以縮小整體體積及節省線材以及線材加工的成本。
文檔編號F04D25/08GK101425723SQ20081017849
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者吳永盛, 楊世仁, 楊鎮嘉, 涂弘森, 陳益興 申請人:崇貿科技股份有限公司