專利名稱：家用風扇的二極馬達定子改良結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種家用風扇的二極馬達定子改良結構，特別是指一種可降低馬達定子鐵損、溫升，增進馬達整體扭力輸出及運轉效率的結構。
背景技術：
目前一般家用風扇(如電風扇、排風機或冷風機等)主要是采鼠籠式轉子馬達做為其動力來源，該鼠籠式轉子馬達的定子依其轉速、扭力等需求不同，而有二極、四極等相異結構，在理論上，一般馬達轉子的輸出扭力是與其轉子的外徑成正比，然而，轉子外徑的增加，代表定子的中央孔(容置轉子的部位)徑亦必須隨之增加，如此，在不改變定子面積大小的前題下，勢必造成定子的軛部(各線槽的最外徑至定子邊緣有效直徑的區域)高度縮減，致使定子的軛磁密度增加(無法與定子的齒磁密度匹配)、定子的鐵損增加、溫度升高而運轉效率降低，因此，傳統馬達定子的設計上，為求損耗、效率與輸出扭力、特性間的平衡，多無法避免必須放棄部份輸出扭力，而求取效率上的提升，故而，如何能在預定的定子面積限制條件以及不降低運轉效率(不增加各種損耗)的前題下，有效增進轉子的輸出特性(扭力)，是為相關業者所極待努力的一課題。
如圖1所示，其是一傳統二極馬達的定子結構，該馬達定子40是由多個定子硅鋼片4連續疊合壓結而成，于定子硅鋼片4中央設有一容置馬達轉子6的中央孔41，于該中央孔41的周圍并均布凹設有若干線槽42，以供線圈5纏繞其上，而此種常見的馬達定子40在與馬達轉子6組合后的平面狀態是如圖2所示，其線槽42的形狀僅是由一與中央孔41銜接的槽口421外側擴張設有二與中央孔41中心呈放射狀方向延伸的側緣422，并于二側緣422延伸的末端分別經一弧角423而以一平直緣424銜接，馬達轉子6是穿置于定子硅鋼片4的中央孔41內，并與該中央孔41內壁間保持一適當間隙，藉上述設計，使線圈5通電后產生磁場而令馬達轉子6轉動并帶動相關裝置(如風扇葉片)；上揭定子的形狀、結構，一直是相關業者所長期普遍通用的二極馬達規格，至今仍為一般家用風扇馬達的主流設計；然而，在實際生產時，為便于組裝，必須使各線槽42保持于一定的槽滿率(線圈5充滿線槽42的程度，槽滿率愈大，表示線圈5纏繞于線槽42內愈擁擠，不利于組裝作業，反之槽滿率愈小，表示線圈5于線槽42內愈松，則易于組裝作業)之下，如此一來，在各定子硅鋼片4的齒部寬度(亦即各線槽42的間距)固定的條件下，要增加線槽42面積(降低槽滿率)，只有增加各側緣422的高度，而增加側緣422高度則會造成定子硅鋼片4的前述軛部(各線槽的最外徑至定子邊緣有效直徑的區域)高度縮減，使定子的鐵損增加、影響其運轉效率，因此，較常見的設計上，其定子的中央孔41孔徑與定子硅鋼片4有效外徑(圖標中的a)的比值約為0.52～0.55之間(例如定子硅鋼片4的有效外徑a為60mm，而使其中央孔41的孔徑約為31.5mm，使其上述比值落于0.525左右)，此時，各線槽42的有效外緣徑b約為50mm，而其軛部高度等于(a-b)/2＝(60-50)/2＝5，此是為保持適當運轉效率(鐵損、溫升)而犧牲運轉特性(扭力輸出)的妥協結果。
有鑒于常見的家用風扇的二極馬達定子結構尚有上述的缺點，發明人針對該些缺點研究改進，終于有本實用新型的產生。
發明內容
本實用新型旨在提供一種家用風扇的二極馬達定子改良結構，其主要是將定子硅鋼片的中央孔適當加大，使該中央孔的孔徑與定子硅鋼片有效外徑之比值落于0.55至0.60之間，以增加該中央孔周緣的線槽寬度，縮減各線槽的高度，藉以在不減少各線槽的面積(影響組裝效率)的情形下，經由加大中央孔容置較大外徑的轉子而達到增加扭力輸出，同時利用增加軛部高度的設計，而可降低鐵損、溫升并提升運轉效率，此為本實用新型的主要目的。
本實用新型的此種家用風扇的二極馬達定子改良結構，其是將定子的各線槽設計成由二側緣頂端斜向延伸，并于頂側中央相交而呈一弧角狀，藉此可有效減小線槽二旁的側緣所需高度，以利于增加定子軛部高度的設計，此為本實用新型的另一目的。
至于本實用新型的詳細構造、應用原理、作用與功效，則參照下列依附圖所作的說明即可得到完全的了解。
圖1是常見的二極馬達定子的分解結構圖。
圖2是常見的二極馬達定子與轉子的組合平面圖。
圖3是本實用新型的構造分解圖。
圖4是本實用新型與馬達轉子的整體組合平面示意圖。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，其是常見的二極馬達定子的分解結構圖以及該馬達定子與轉子的組合平面圖，其主要構成以及其缺點，已如前所述，此處不再重復敘述。
圖3是本實用新型的構造分解圖，由其參照圖4與馬達轉子的整體組合平面示意圖，可以很明顯地看出，本實用新型馬達定子10是由多個定子硅鋼片1疊置壓合而成，各定子硅鋼片1的中央設有一中央孔11，且于中央孔11周緣等距均勻設有多個線槽12，以供容置多組線圈2。
由于前述影響馬達設計的因素如下馬達輸出的轉矩(扭力)與轉子的外徑(約略小于定子硅鋼片1的中央孔11)平方成正比。
馬達定子的軛部(各線槽12的最外徑至定子硅鋼片1邊緣有效直徑的區域)高度影響其鐵損、溫升及運轉效率。
馬達定子硅鋼片1的線槽12面積大小(槽滿率)與形狀影響其線圈組裝的便利性。
因此，本實用新型也是以增加定子硅鋼片1的中央孔11內徑(以容置較大外徑的馬達轉子3)設計而達到增加輸出扭力的目的，同時利用加大該中央孔11時相對增加的圓周長而可增加各線槽12的寬度，使其在不減少該線槽12面積大小的前題下，可使其線槽12的深度相對減小，以避免造成定子硅鋼片1的軛部(各線槽12的最外徑至定子硅鋼片1邊緣有效直徑的區域)高度縮減的情形。
又，本實用新型各線槽12的形狀是分別以一槽口121與中央孔11連通，中央孔11外側呈二斜向擴張后分別銜接一與中央孔11中心呈放射狀方向延伸的側緣122，并于二側緣122延伸的末端分別經一側弧角123而各以一側弧角124相互交錯而以一頂弧角125銜接，藉此，更可有效縮減線槽12的深度；以圖4為例，定子硅鋼片1有效外徑(圖標中的A)，而各線槽12的有效外緣徑為B，于該A與B的比值落于0.55至0.6之間，可使該中央孔11的直徑適當加大(以容置大外徑的轉子，提升扭力輸出)，并增加周緣各線槽12的寬度，在不減少各線槽12面積的情形下，縮減線槽12的高度，配合增加軛部高度的設計，可增加扭力輸出、降低鐵損、溫升并提升運轉效率；舉一實際設計上的實施例，定子硅鋼片1的有效外徑A為60mm，各線槽12的有效外緣徑B為48.8mm，中央孔11的孔徑約為35mm，則該中央孔11孔徑與定子硅鋼片1的有效外徑的比值約為0.583，與上述圖1、圖2的常用結構設計相較，在定子硅鋼片1的有效外徑相同的客觀條件下，除可有效容置較大外徑的馬達轉子3而提升其輸出扭力外，其軛部高度等于(A-B)/2＝(60-48.8)/2＝5.6mm，亦大于該常用結構設計的軛部高度5mm，可使馬達定子10的軛磁密度降低(與定子的齒磁密度匹配)、鐵損降低、溫度降低且增進運轉效率，再者，經由增加線槽12的槽寬，配合線槽12的中間尖凸的形狀設計，在本實施例中，線槽12的整體面積與該常用結構設計相較，并無太大的差異，不但不會使其槽滿率增加，甚至于利用其寬扁的形狀設計，更有助于線圈2的組裝。
由上所述可知，本實用新型的此種家用風扇的二極馬達定子改良結構確實具有便于組裝、同時增進馬達整體輸出扭力及效率的功效，確已具有產業上的利用性、新穎性及進步性。
以上所述，僅為本實用新型的一較佳實施例而已，并非用來限定本實用新型的實施范圍，凡依本實用新型所作的均等變化與修飾，皆為本實用新型專利范圍所含蓋。
權利要求1.一種家用風扇的二極馬達定子改良結構，其特征在于該中央孔的孔徑與定子硅鋼片有效外徑之比值為0.55至0.60之間，藉由將定子硅鋼片的中央孔適當加大，使其周緣的線槽寬度增加、線槽高度縮減，并增加軛部的高度，可在不減少各線槽面積的情形下，增加扭力輸出并可降低鐵損、溫升并提升運轉效率。
2.如權利要求1所述的家用風扇的二極馬達定子改良結構，其特征在于所述的比值以0.583為最佳。
3.如權利要求1所述的家用風扇的二極馬達定子改良結構，其特征在于所述的線槽是分別以一槽口與所述的中央孔連通，且于中央孔外側呈二斜向擴張后分別銜接一與中央孔中心呈放射狀方向延伸的側緣，并于二側緣延伸的末端分別經一側弧角而各以一側弧角相互交錯而以一頂弧角相銜接。
專利摘要本實用新型涉及一種家用風扇的二極馬達定子改良結構，其主要是利用將定子的各線槽設計成頂側中央呈弧角狀，使其可配合定子的中央孔加大(容置外徑較大的馬達轉子)的設計適當加寬各線槽的寬度，以在不影響定子的軛部高度為前提下，達到不減少各線槽的容積(面積)的目的，其不但可藉由加大馬達轉子而增加輸出扭力、增加軛部高度而降低鐵損、溫升并提升運轉效率，更可避免各線槽的槽滿率過高而影響組裝效率。
文檔編號H02K1/16GK2652017SQ03227960
公開日2004年10月27日 申請日期2003年1月3日 優先權日2003年1月3日
發明者張芳溥 申請人:張芳溥