马达定子结构及其定子单元与制造方法与流程

本发明涉及一种马达零组件，特别是指一种马达定子结构及其定子单元与制造方法。

背景技术：

随着科技的进步，对于电动机(又称马达)的使用需求也与日俱增，其主要功能在于将电能转化为机械能，并可再使用机械能产生动能，用以驱动其它装置。大多数的电动机是通过磁场和电流，在电动机内产生能量，其主要的结构是由一定子结构与一转子结构所组成，定子结构是设置在电动机内部且静止不动，转子则可绕轴转动，以与产生的磁场互相作用而产生动力。

对于现有定子结构1来说，如图1所示，其主要包括一环形铁芯10与多个齿部11，所述齿部11间隔设置于环形铁芯10的内周且朝环形铁芯10的中心延伸，构成上述齿部11与环形铁芯10之间形成多个绕线槽12，以供绕组线圈。然而此种结构在实际制造经验中仍存在下述问题与缺点，由于绕线槽12是位于封闭的环形铁芯10内部且形状复杂，因此，必须使用特殊的绕线设备才能够顺利达成，造成制造上的困难、工序与工时长以及设备成本的增加等问题与缺点。

技术实现要素：

有鉴于上述问题，本发明提供一种马达定子结构，包括多个定子单元与多个衬套。上述定子单元环绕形成环形结构，各定子单元包括有径向槽齿与延伸臂，其中径向槽齿包括靴部及位于其相对端的外周侧，其中靴部与外周侧之间以相对的第一侧及第二侧相互连接，第一侧设有第一接合部且第一接合部邻近于外周侧，延伸臂延伸自第二侧并且邻近于外周侧，延伸臂末端设有第二接合部，其中相邻的二定子单元间的相邻的第一接合部与第二接合部相互接合。所述衬套是分别套接于各延伸臂的外部，且各衬套上绕设有线圈。

其中，各该定子单元由多个软磁件叠合而成。

其中，衬套的长度是小于延伸臂的长度，使延伸臂末端的第二接合部能够凸伸出衬套外部而能够方便与相邻的定子单元的第一接合部嵌合。

其中，上述第一侧与第二侧可为平坦表面，而该第一接合部为一凹槽，该第二接合部为对应该凹槽形状的一凸块，其中，第一接合部为直接凹设于第一侧表面的凹槽，第二接合部则为对应凹槽形状的凸块。

其中，相邻的二定子单元间的相邻的该第一接合部与该第二接合部为相互紧配嵌合。其中，上述第一接合部与第二接合部可以是相互紧配嵌合，但亦可通过焊接或黏接组合定位。

其中，各定子单元的径向槽齿可包括有定位孔，所述定位孔可以是轴向延伸态样，而靴部则可为弧形态样而包括有弧面，所述弧面可以是朝向马达定子结构的中心，使各定子单元在相互组接的过程中，可借由定位孔与弧面穿套于对应的治具，使各定子单元能够获得定位，避免在组接各定子单元的过程中产生晃动或移位的情形。

其中，该径向槽齿更包括一防护凸部，该防护凸部连接该外周侧并向外延伸。

另外，本发明亦提出一种定子单元，包括径向槽齿与延伸臂。其中径向槽齿包括靴部及位于其相对端的外周侧，靴部与外周侧之间以第一侧及第二侧相互连接，第一侧设有第一接合部，第一接合部是邻近于外周侧。延伸臂延伸自第二侧并且邻近于外周侧，延伸臂末端设有第二接合部，第二接合部具有与第一接合部能够相互接合的对应形状。

其中，该定子单元由多个软磁件叠合而成。

其中，该第一接合部为一凹槽，该第二接合部为对应该凹槽形状的一凸块。

其中，该径向槽齿更包括有至少一定位孔。

其中，该靴部为弧形而包括有一弧面。

其中，该径向槽齿更包括一防护凸部，该防护凸部连接该外周侧并向外延伸。

本发明更提出一种马达定子结构的制造方法，包括备料步骤：提供多个上述定子单元(各该定子单元包括一径向槽齿与一延伸臂，其中该径向槽齿包括一靴部及位于其相对端的一外周侧，该靴部与该外周侧之间以相对的一第一侧及一第二侧相互连接，该第一侧设有一第一接合部，该第一接合部邻近于该外周侧，该延伸臂延伸自该第二侧并且邻近于该外周侧，该延伸臂末端设有一第二接合部，该第二接合部具有与该第一接合部能够相互接合的对应形状)。穿套步骤：分别穿套多个衬套于定子单元的延伸臂的外部，其中各衬套上绕设有线圈。组接步骤：将相邻二定子单元间相邻的第一接合部与第二接合部相互接合，以组接上述定子单元形成环形结构。

其中，该备料步骤包括：叠合多个软磁件并冲压结合成各该定子单元。

其中，该组接步骤更包括：

排列该定子单元的一部份于一上治具中，并排列该定子单元的其它部分于一下治具中，其中该上治具与该下治具中的该定子单元为彼此错位排列；及

压合该上治具与该下治具。

借此，由于本发明是通过衬套单独预先缠绕线圈再穿套于延伸臂外部，因此相较于现有技术来说，不须采用专属的绕线设备，达到节省成本与简化工艺的功效。此外，由于衬套是穿套于延伸臂外部，因而能够保留靴部的结构(靴部可增加马达定子结构整体的导磁率、改善马达运转特性及增加运作的顺畅性)。

另外，本发明相邻定子单元相邻的第一接合部与第二接合部可相互紧配嵌合定位，达到能够不须组接外来治具或框架来防止各定子单元脱离而进一步降低成本。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为现有定子结构的立体图。

图2为本发明马达定子结构的立体图。

图3为本发明定子单元与衬套的分解立体图。

图4为本发明多个定子单元的分解立体图。

图5为本发明多个定子单元的另一分解立体图。

图6为本发明马达定子结构的平面图。

图7为本发明定子单元另一实施例的立体图。

图8为本发明马达定子结构另一实施例的平面图。

图9为本发明马达定子结构的制造方法步骤图。

其中，附图标记：

1 定子结构

10 环形铁芯

11 齿部

12 绕线槽

2 马达定子结构

20 定子单元

201 软磁件

21 径向槽齿

211 定位孔

212 防护凸部

22 靴部

221 弧面

23 外周侧

24 第一侧

241 第一接合部

25 第二侧

26 延伸臂

261 第二接合部

30 衬套

31 绕线凹槽

32 穿槽

40 线圈

50 上治具

51 环槽

52 圆柱

53 凸柱

60 下治具

61 环槽

62 圆柱

63 凸柱

S1 备料步骤

S2 穿套步骤

S3 组接步骤

具体实施方式

请参图2、图3所示，本发明马达定子结构2包括有多个定子单元20与多个衬套30。上述定子单元20相互组接形成环形结构，于此实施例中，各定子单元20为一体制造成型的模块。或者，如图7所示，于另一实施例中，各定子单元20也可以是由多个软磁件201叠合而成的模块，其中软磁件201为片体型态且可由铁、钴、镍或硅钢等软磁材质所制成，各软磁件201之间可借由黏胶黏合或相互铆合。又或者，于另一态样中，各定子单元20也可以是指单一个软磁盘，并将多个定子单元20叠合成为一个模块，接着再将各模块组接形成环形结构，此部分并不局限。

其中，各定子单元20包括径向槽齿21与延伸臂26，其中径向槽齿21包括靴部22及位于其相对端的外周侧23。于此实施例中，靴部22是相对外周侧23靠近环形结构的中心，也就是说，各靴部22是位于马达定子结构2的内周，而各外周侧23则位于马达定子结构2的外周，且靴部22与外周侧23于其二侧分别以第一侧24及第二侧25相互连接，于此，相邻的两个定子单元20的第一侧24与第二侧25是相互面对。

其中，第一侧24与第二侧25为平直面(也就是平坦的表面)且第一侧24与第二侧25相对朝靴部22中间区域倾斜，所述第一侧24设有第一接合部241(于此第一接合部241为直接凹设于第一侧24的鸠尾状的凹槽，且凹槽是沿轴向延伸)，且第一接合部241邻近于外周侧23。

上述延伸臂26则延伸自第二侧25并且邻近于外周侧23，构成各定子单元20整体呈现7字形状，延伸臂26是概呈长条柱状，且延伸臂26的外侧与外周侧23相互衔接，于本实施例中，延伸臂26的二侧面实质上是垂直于第二侧25的表面，也就是说，延伸臂26概呈一长方形块体。此外，延伸臂26末端(也就是延伸臂26相对于第二侧25的一端)设有第二接合部261(于此第二接合部261为可对应上述凹槽形状的鸠尾状凸块，且凸块同凹槽沿轴向延伸)。但不以此限定本发明，于另一态样中，第一接合部241亦可为凸块，而第二接合部261则为对应凸块形状的凹槽。另外，由于上述第一接合部241与第二接合部261可对应嵌合的形状非常多，在此无法逐一举例，但第一接合部241与第二接合部261的简易构件形状变化，均应在本发明技术特征的范畴涵盖范围内，特此申明。

如图5所示，其中相邻的二定子单元20的相对的第一接合部241与第二接合部261是相互紧配嵌合定位(于此是借由第一接合部241强制压入第二接合部261中而形成紧配嵌合定位)而形成上述环形结构，借此，达到能够不须组接外来治具或框架来防止各定子单元20脱离而进一步降低成本。于另一态样中，相邻的二定子单元20的相对的第一接合部241与第二接合部261也可以是相互接合再通过组接外部治具或框架以防止脱离。再者，于又一态样中，相邻的二定子单元20的相邻的第一接合部241与第二接合部261也可以通过焊接或黏合等方式达成接合定位，此部分并不局限。

此外，如图7所示，若各定子单元20是由多个软磁件201叠合而成的态样时，除了可以达到减少铁损及涡流损、模具制造简单以及相对于一体成型的模块来说能够减少废料之外，且相邻的二定子单元20的相邻的第一接合部241与第二接合部261于相互嵌合时，能够增加摩擦力而强化紧配定位的效果。

上述衬套30是分别套接于各定子单元20的延伸臂26外部且各衬套30外部缠绕有线圈40，于此实施例中，衬套30具有一绕线凹槽31，线圈40是缠绕于绕线凹槽31中而防止轻易脱离衬套30。其中各衬套30的长度是小于各延伸臂26的长度，使延伸臂26末端的第二接合部261能够凸伸出衬套30外部而能够方便与相邻的定子单元20的第一接合部241接合。

借此，由于本发明衬套30可单独预先缠绕线圈40再穿套于延伸臂26外部，因此相较于现有定子结构来说，不须采用专属的绕线设备，达到有效节省制造成本、简化工艺及缩短工时的功效。此外，由于衬套30是穿套于延伸臂26外部，因而达到能够保留靴部22结构的优点(靴部22可增加马达定子结构2整体的导磁率、改善马达运转特性及增加运作的顺畅性)。此外，借由衬套30是穿套于延伸臂26外部的技术特点，使定子单元20整体可以是一体成型的结构，达到使定子单元20具有较佳的结构强度且减少马达定子结构2的组件而增加制造效率。

其中，各定子单元20的径向槽齿21更穿设有定位孔211，于此实施例中，所述定位孔211为圆形贯穿孔且与第一接合部241及第二接合部261的延伸方向相同，上述靴部22则为弧形态样而包括有一弧面221，其中弧面221是朝向马达定子结构2的中心，且弧面221可对应于马达转子的表面弧度，使弧面221与马达转子之间的感应面积能够更加均匀，避免产生漏磁现象而增加导磁率。此外，于另一些态样中，上述定位孔211也可以是开设于径向槽齿21外周侧23或靴部22弧面221的半孔型态，此并不局限。

另外，在组装的过程中，各定子单元20更可借由定位孔211与弧面221穿套于对应的治具，使各定子单元20在组接过程中能获得定位，避免产生晃动或移位的情形。此可参图4所示，各定子单元20在组接过程中可通过上治具50与下治具60来达成，其中上治具50包括有一环槽51与一圆柱52，且环槽51中设置有多个凸柱53。下治具60同样包括有一环槽61与一圆柱62，环槽61中设置有多个凸柱63，将一部分的定子单元20(于此为三个定子单元20)间隔排列置入上治具50的环槽51中，且各定子单元20的弧面221抵靠于圆柱52周侧，定位孔211则穿套于凸柱53外部，使各定子单元20获得定位，再将另一部分的定子单元20(于此为另外三个定子单元20)间隔排列置入下治具60的环槽61中，且各定子单元20的弧面221抵靠于圆柱62周侧，定位孔211穿套于凸柱63外部，使各定子单元20获得定位，并令上治具50与下治具60中的定子单元20彼此错位排列，即可压合上治具50与下治具60使各定子单元20相互组接形成环形结构。此外，由于各定子单元20为一体成型的结构，使马达定子结构2仅需一组治具(即上述上治具50与下治具60)即可完成组装，因此在制造上更加快速、方便。

请参阅图8所示，于本实施例中，各定子单元20的径向槽齿21更包括有防护凸部212，防护凸部212连接该外周侧23并向外延伸。换言之，防护凸部212是朝相对靴部22的方向延伸，构成各定子单元20呈现T字形态样。借此，当线圈40绕组的厚度超出衬套30的宽度时，能够通过防护凸部212的设置，防止马达定子结构2在安装于马达壳体的过程中，线圈40或衬套30碰触到其它组件而产生磨损的情形。也就是说，防护凸部212的延伸长度在设计上须超过线圈40绕组的厚度及衬套30的厚度，以达到保护线圈40与衬套30的功能，令马达定子结构2在组装完毕后能够直接装入马达壳体内部而不会有线圈40与衬套30磨损之虞，使制造过程能够更加快速与便利。

再如图9所示，本发明马达定子结构2的制造方法步骤包括有：

备料步骤S1：提供多个上述定子单元20，此可配合图3所示，各定子单元20可以是一体制造成型的模块或者是由多个软磁件201叠合而成的模块(如图7所示)。

接着，进入穿套步骤S2：分别穿套多个衬套30于定子单元20的延伸臂26外部，并且使延伸臂26末端的第二接合部261凸伸出衬套30的外部，所述衬套30可为绝缘材质(如塑料)所制成，且衬套30具有穿槽32与绕线凹槽31，衬套30的绕线凹槽31中缠绕有线圈40，其中由于衬套30周围为开放空间而无任何阻挡物，因此，可利用普通的绕线机即可快速地将线圈40缠绕于衬套30的绕线凹槽31中。

最后为组接步骤S3：可如图4所示，排列一部分的定子单元20(于此为三个定子单元20)于上治具50的环槽51中，且各定子单元20的弧面221抵靠于圆柱52周侧，定位孔211则穿套于凸柱53外部，使各定子单元20获得定位。再排列其它部分的定子单元20(于此为另外三个定子单元20)于下治具60的环槽61中，且各定子单元20的弧面221抵靠于圆柱62周侧，定位孔211则穿套于凸柱63外部，使各定子单元20获得定位，并令上治具50与下治具60中的定子单元20彼此错位排列，即可压合上治具50与下治具60使各定子单元20相互组接形成环形结构。换句话说，组装步骤S3也可以说是先交错排列一部分的定子单元20于上治具50中，再将其它部分的定子单元20对位排列在上治具50中各定子单元20间的缺口上，也就是将相邻二定子单元20相邻的第一接合部241与第二接合部261相互对位，最后再套入下治具60使其它部分的定子单元20排列于下治具60中，最后再压合上治具50与下治具60使各定子单元20相互组接形成环形结构。

或者，如图5所示，亦可直接将相邻二定子单元20相邻的第一接合部241与第二接合部261相互紧配嵌合，以组接这些定子单元20形成环形结构，即构成马达定子结构2(如图2、图6所示)。

综上所述，由于本发明是通过衬套单独先缠绕线圈再穿套于延伸臂外部，因此相较于现有技术来说，不须采用专属的绕线设备，达到节省成本、简化工艺及缩短工时的功效。此外，由于衬套是穿套于延伸臂外部，因而能够保留靴部的结构(靴部可增加马达定子结构整体的导磁率、改善马达运转特性及增加运作的顺畅性)。

另外，本发明各定子单元借由相对的第一接合部与第二接合部相互嵌合定位的技术特征，达到能够不须组接外来治具或框架来防止各定子单元脱离而进一步降低成本。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。