專利名稱：可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)的制作方法
技術領域：
本實用新型是涉及直接驅動輪鼓式外轉子馬達的領域，是解決傳統(tǒng)馬達和驅動控制電路采分離制造安裝的復雜性及不便性，因為驅動控制電路內藏于內定子環(huán)部的中空空間內，因此兼顧驅動控制電路的電氣特性不易受外部的干擾，其目的是在追求一高運轉效率、低制造成本、低制造設各投資，以及容易安裝及操控的輪鼓式外轉子馬達。
傳統(tǒng)輪鼓式馬達不論其制造效率或馬達有效運轉效率皆不易提高，以及制造成本皆不盡理想；要制造一個高運轉效率的馬達，其制造瓶頸大多發(fā)生在激磁線圈繞線的問題上，因為馬達要有高的運轉效率，必須要有相對的電裝載及磁裝載，其中電裝載所涉及的問題為定子激磁線圈安匝數(shù)線徑的粗細大小，較高的電裝載即代表有一較高的激磁電流。
要有較高的激磁電流也必須要有較粗線徑的激磁線圈以供較高的激磁電流流通于其中，同時如欲提高馬達的有效運轉效率，則更需要加大激磁線圈的線徑，因此必須提高線槽激磁線圈的占積率，提高激磁線圈占積率的最好辦法為采用直列排線的整齊繞線，但如采用已知技術，其定子線槽的槽口須留2m/m以上的繞線信道供CNC操控的內繞線導針的繞線機械，才能進行內繞線式的導針進出定子齒部槽口而完成直列排線的整齊繞線，線槽口因須預留2m/m以上的繞線導針通道，因而必須減少線槽的繞線空間，也就是直列排線的線槽占積率大約只能提高到50％，欲改善此現(xiàn)象因此有一新的制造工程方法，即從定子部的鐵心構造下手將各線槽的中心位置向外切割，并位切割部位存有可彎曲的連結構造，使定子部一字排開形成各線槽口門戶大開以供高占積率的直列排線，但上述的方法因線槽的齒端比齒根端還要寬，因此絕緣線槽座不可能預先在外面繞線完成后再套穿入齒根端，而是須將一字排開的線槽齒根端完成絕緣工程，其是以三根導針進行有CNC裝置的導針水平同步繞線進行激磁線圈的纏繞工程，以達成定子部組合后更高的線圈占積率大約為80％；以上所述的二種直列排線的纏繞工程有一共同的現(xiàn)象，皆必須使用有CNC裝置的機械，激磁導線并經由繞線導針內孔穿出而由CNC機械引導纏繞，總結上述的繞線工程造成了下列所述的問題1、定子部硅鋼片材料的浪費，在較大馬力的馬達其整體定子部的硅鋼片材料成本及模具制造成本的費用將很可觀。
2、輪鼓式馬達如應用于車輛時，其驅動控制電路安裝于馬達外部時，其控制及偵測電路常因和馬達之間導引線長度距離的問題而導致整體控制系統(tǒng)易受干擾的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
3、驅動控制電路的安裝位置也是一個頭痛的問題，因為必須考慮到輪鼓式馬達(如電動自行車)和其間的導引線路徑以及整體美觀的問題。
4、因是高精密度CNC操控，因此繞線治具的精度及制造成本將提高。
5、因是高精密度CNC操控困難度高，因此操作人員的素質必須提高，并因而造成不易培養(yǎng)以及薪水成本的提高。
6、繞線線徑的粗細大小將受機械限制，導致機械設備的成本大量增加。
7、機械操控繞線導針的繞線速度太慢(60-800rpm)將造成生產效率太低。
8、因是CNC精密繞線機械其設備投資成本非常高(1臺繞線機械約日幣600萬一1000萬圓)，因此間接反應到馬達的制造成本將提高。
本實用新型的目的是提供一種可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)。該內定子部可降低繞線機械成本，使生產效率提高，并能同時制造出高運轉效率及高機械結構強度的輪鼓式外轉子馬達。該結構可解決電路的安裝及電路干擾的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下設計方案這種可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)包含有內定子環(huán)部，是以導磁硅鋼片為材質并以沖壓疊積成型，內環(huán)端形成一最大的中空空間供驅動控制電路內藏其間，環(huán)部圓周應設有以供定位組合之用的復數(shù)個定位孔；復數(shù)支齒端面呈弧狀面的定子齒部，是以導磁硅鋼片為材質并以沖壓疊積成型，其弧狀齒端面是對應外轉子的圓周并保持一定的氣隙，定子齒部是和內定子環(huán)部的外環(huán)端適當結合；復數(shù)個Ⅰ型絕緣線槽座，其縱向垂直柱端提供可纏繞線圈為激磁線圈端，垂直柱端之內中空處提供一和定子齒部的齒根端互為對應契合，并可供定子齒部穿套、脫離的線槽座中空端；激磁線圈固定板，其近外緣處設置有供線槽座上、下端的復數(shù)支導引針穿套定位用的定位孔，固定板也設有供纏繞于復數(shù)個線槽座的線圈的線頭、線尾焊接導通，并以固定板的銅箔及導線串接成一完整的馬達定子激磁線圈回路的復數(shù)個銅箔貫孔；定子環(huán)部端蓋板，其近外緣處應對應內定子環(huán)部的內環(huán)端而成形一凸緣并套蓋于定子環(huán)部的上、下兩端面，凸緣的外側圓周并對應定子環(huán)部的定位貫通孔而設置復數(shù)個端蓋板定位孔，上、下端蓋板定位孔經對應定子環(huán)部的定位貫通孔并應將定子環(huán)部蓋夾于其中形成有一中空空間及可供驅動控制電路板內藏其中，凸緣的內側圓周應設置可供驅動控制電路板鎖固其上，以及提供激磁線圈固定板和驅動控制電路板兩者之間信號回路的貫穿導通的復數(shù)個端蓋板貫孔，兩端蓋板的中心端應對應馬達轉子及定子的同心成一同心孔徑供輪鼓式馬達的支撐軸緊迫接合于其中；及輪鼓式馬達的支撐軸，是緊迫接合于端蓋板的同心孔徑內，其凸出于輪鼓式馬達的外殼蓋板部分供輪鼓式馬達的固定支撐用，其軸心及軸側須設置至少一個以上可提供內定子環(huán)部內的驅動控制信號導線貫穿其中以供馬達內、外部控制信號的連通操作之用的貫通孔。
有鑒于傳統(tǒng)輪鼓式馬達的問題，因此將傳統(tǒng)內定子部的內圓部位的孔徑以最大幅度的放大，因馬達在激磁效應時磁力線流通于內圓部位的導磁空間不大，因此多余的空間不但因本實用新型內定子環(huán)部的嵌鑲接合技術而將導磁材料大幅度的節(jié)省，同時節(jié)省下來的空間也可供馬達驅動控制電路的內藏之用，進而解決該電路的安裝及電路干擾的問題，上述可謂一舉數(shù)得的證明；更進一步鑒于已知馬達的繞線工程，如采用直列排線而提高了線槽內激磁線圈的占積率，因此提高了馬達的有效運轉效率，但也因此使得整個繞線機械投資成本大幅度的增高，而且繞線生產效率變得非常之低，以致間接反應到每一馬達的生產成本單價將提高，不符合大量生產的經濟效益，本實用新型可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)將CNC機械操控繞線導針進行直列排線纏繞激磁線圈的方式完全排除掉，也降低繞線機械的昂貴成本，以及解決掉不成比例之低生產效率，有關于本實用新型可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，是將定子線槽的齒根端自內定子部外環(huán)端依線槽數(shù)而等角度脫離，脫離后的齒根尾端的寬度最大不能大于齒根端，也必須于齒根尾端和內定子部的外環(huán)端營造一對應并可互為鑲嵌結合端，因此內定子齒根端的絕緣線槽座將可預先成形于外，并以纏繞變壓器的滾筒式繞線機械設備進行低價格的成本投資還能兼具高生產效率的繞線制造工程，以期大幅度減少前述繞線機械昂貴的設備投資，更進一步也因纏繞變壓器的繞線機械能以同軸多連繞線的方式(如圖4A-H、圖5所示)進行高回轉(rpm)速度進行纏繞激磁線圈于絕緣線槽座上，此即代表繞線生產效率將可大幅度的向上提高，整體來講因本實用新型可用同軸多連繞線式的變壓器繞線制造技術進行馬達高生產效率的制造，并同時能制造出高運轉效率及高機械結構強度的輪鼓式外轉子馬達。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。


圖1A-E是已知輪鼓式外轉子馬達組合示意圖圖2A-D是本實用新型第二實施例的輪鼓式外轉子馬達組合示意圖圖3A-G是本實用新型各式內定子部的平面示意圖圖4A-H是滾筒式繞線制造工程示意圖圖5是同軸多連滾筒式繞線制造工程示意圖圖6A-G是本實用新型第二實施例的內定子部組合示意圖圖7A-C是本實用新型第二實施例內定子部和上、下電路板的組合示意圖圖8A-C是本實用新型第二實施例和內藏驅動控制電路組合示意圖圖9A-F是本實用新型各式雙向支撐軸的剖面示意圖圖10A-D是本實用新型雙向支撐軸和輪鼓外殼組合示意圖圖11A-F是本實用新型各式單向支撐軸的剖面示意圖圖12A-D是本實用新型單向支撐軸和輪鼓外殼組合示意如圖1A-E所示，已知輪鼓式外轉子馬達包含有外轉子磁鐵61、磁鐵軛鐵圈611、轉子外殼612、外殼蓋板613、軸承614、內定子71及軸芯711等。如圖2A至圖12D所示，這種可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10是將傳統(tǒng)硅鋼片沖壓疊積成型的內定子部分解為具有復數(shù)個嵌鑲槽的內定子環(huán)部211、內定子齒部31和激磁線圈線槽座41，線槽座41經個別纏繞激磁線圈412后再將定子齒部31套入其中，并對應嵌鑲于復數(shù)個內定子環(huán)部單位216嵌鑲合成的內定子環(huán)部211的外環(huán)端212，線槽座41的導引針419和上、下激磁線圈固定板51定位結合，并將個體線圈的線頭、線尾421分別焊接于上、下固定板51而串接成完整的激磁線圈部，其中內定子環(huán)部211并有一中空的內圓孔，兩片內定子環(huán)部蓋板220并封蓋于內定子環(huán)部211的兩端面，經封蓋后有中空空間的內定子環(huán)部211即可內藏驅動控制電路514、515于其中，蓋板220的中心端成形一同心孔徑230以供支撐軸221緊迫接合于其中，該軸221并提供至少一個以上的貫孔222、223供驅動控制信號導線貫穿其中以為馬達內、外部控制信號的連通操控。
如圖2A至圖12D所示，本實用新型的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10包含有內定子環(huán)部211(如圖3A、B所示)，是以導磁硅鋼片為材質并以沖壓疊積成型，其外環(huán)端212依定子齒數(shù)劃分為復數(shù)個等距圓周角度并向內環(huán)端227方向凹陷復數(shù)個嵌鑲槽213，該等嵌鑲槽213的內槽214寬度必須大于嵌鑲槽213的槽口215寬度，內環(huán)端227形成中空空間可供驅動控制電路內藏其間，環(huán)部圓周應設有復數(shù)個貫穿定位孔226以供定位組合之用；如圖3A-E、圖6A-G所示，復數(shù)支齒端面311呈弧狀面的定子齒部31，是以導磁硅鋼片為材質并以沖壓疊積成型，其弧狀齒端面311是對應外轉子的圓周并保持一定的氣隙，另齒根端312的末端向外延伸一齒根尾端313，該齒根尾端313的里端314寬度必須小于齒根尾端313的外端315寬度，并和內定子環(huán)部211的外環(huán)端212嵌鑲槽213相對應成型，兩者并互為密嵌鑲結合219，齒根尾端313的外端315最大寬度不得大于齒根端312的寬度；如圖4A-H、圖5、圖6A-G所示，復數(shù)個Ⅰ型絕緣線槽座41，其縱向垂直柱端411提供可纏繞線圈為激磁線圈端412，垂直柱端411之內中空處提供一和定子齒部31的齒根端312互為對應契合，并可供定子齒部31穿套或脫離的線槽座中空端413，另橫向前、后兩立端面414、415，其前立端面414提供定子齒部31穿套后的弧狀齒端面311的背面端316靠接合，后立端面415提供內定子環(huán)部211的外環(huán)端212面靠接合，該前立端面414的上、下端416、417設立有導引孔418并供導引針419栽植于其中并凸出；如圖7A-C所示，激磁線圈固定板51，是銅箔電路板，其近外緣處設置有定位孔511供線槽座上、下端的復數(shù)支導引針419穿套定位用，該固定板51也提供復數(shù)個銅箔貫孔512供纏繞于復數(shù)個線槽座41的線圈的線頭、線尾421焊接導通，并以固定板51的銅箔513及導線串接成一完整的馬達定子激磁線圈回路；如圖7A-C、圖8A-C、圖9A-F所示，定子環(huán)部端蓋板220，是金屬板，其近外緣處應對應內定子環(huán)部211的內環(huán)端227而成形一凸緣229并套蓋于定子環(huán)部211的上、下兩端面，凸緣229的外側圓周并對應定子環(huán)部211的定位孔226而設置復數(shù)個端蓋板定位孔228，上、下端蓋板定位孔228經對應內定子環(huán)部211的定位孔226并應將內定子環(huán)部211蓋夾于其中形成有一中空空間及可供驅動控制電路板514、515內藏其中，凸緣229的內側圓周應設置復數(shù)個端蓋板貫孔225供驅動控制電路板514、515鎖固其上，以及提供激磁線圈固定板51和驅動控制電路板514、515兩者之間信號回路的貫穿導通，兩端蓋板220的中心端應對應馬達轉子及定子的同心成一同心孔徑230供輪鼓式馬達的支撐軸221緊迫接合于其中；如圖8A-C、圖9A-F、圖10A-D所示，輪鼓式馬達的支撐軸221是緊迫接合于端蓋板220的同心孔徑230內，其凸出于輪鼓式馬達的外殼蓋板613部分供輪鼓式馬達的固定支撐用，其軸心及軸側須設置至少一個以上的貫通孔222、223、224提供內定子環(huán)部211內的驅動控制信號導線貫穿其中以供馬達內、外部控制信號的連通操作之用，如圖9A-F、圖10A-D所示，軸承614，其內徑是套接于支撐軸221的兩側，軸承614的外徑則套接外轉子部并令外轉子部經由該軸承614而對應支撐軸221運轉轉動(如圖10C所示)。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，如圖3A-G、圖6A-D所示，其中內定子環(huán)部211可分解成復數(shù)個單位等份216，每一單位等份216的左、右兩端皆和相鄰的單位等份216的左、右兩端，以凹、凸狀鑲接端217、218對應成型并可供互為嵌鑲密結合219，但以不可調整角度以及不可脫離的結合方式組合成一完整的內定子環(huán)部211。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中內定子環(huán)部211可分解成復數(shù)個單位等份216，每一單位等份216的左、右兩端皆和相鄰的單位等份216的左、右兩端，以凹、凸狀鑲接端217、218對應成型并可供互為鑲接合，但以不可調整角度以及可脫離的結合方式組合成一完整的內定子環(huán)部211。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，如圖3E所示，其中內定子環(huán)部211是和內定子齒部31一體成形，線槽空間經絕緣處理后供激磁線圈直接纏繞于其中。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中Ⅰ型齒部線槽座41可縱向從中一分為兩個左、右獨立個體420(如圖4A所示)，該兩個獨立個體420須互相對應且各自成型，左、右獨立個體420合并后可結合成一完整的Ⅰ型齒部線槽座41。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中纏繞在Ⅰ型齒部線槽座41上激磁線圈的線頭與線尾421是纏繞焊接于線槽座41上、下端的導引針419，并經由導引針419而和固定板51上銅箔線條導通焊接成一完整的馬達定子激磁線圈路。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，如圖6A-G、圖7A-C所示，其中纏繞在Ⅰ型齒部線槽座41上激磁線圈的線頭與線尾421是直接焊接于固定板51上的銅鉑孔512，并經由導電線條513導通焊接成一完整的馬達定子激磁線圈回路。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中激磁線圈412是以直列排線的方式纏繞于Ⅰ型齒部線座41。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中激磁線圈412是以非直列排線的方式纏繞于Ⅰ型齒部線槽座41。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中輪鼓式馬達的支撐軸221僅提供一端為固定支撐(如圖11A-F、圖12A-D所示)。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中驅動控制電路僅部份電路結構裝置于內定子環(huán)部211的內部中空。
本實用新型所提供的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部10，其中驅動控制電路的全部電路結構末裝置于內定子環(huán)部的內部中空。
綜上所述，本實用新型可降低繞線機械成本，使生產效率提高，并能同時制造出高運轉效率及高機械結構強度的輪鼓式外轉子馬達。該結構可解決電路的安裝及電路干擾的問題。
以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非因此拘限本實用新型的專利范圍，故凡運用本實用新型說明書及附圖內容所為的等效結構變化，均同理皆包含于本實用新型的范圍內，合予陳明。
權利要求1.一種可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于它包含有內定子環(huán)部，是以導磁硅鋼片為材質并以沖壓疊積成型，內環(huán)端形成一最大的中空空間供驅動控制電路內藏其間，環(huán)部圓周應設有以供定位組合之用的復數(shù)個定位孔；復數(shù)支齒端面呈弧狀面的定子齒部，是以導磁硅鋼片為材質并以沖壓疊積成型，其弧狀齒端面是對應外轉子的圓周并保持一定的氣隙，定子齒部是和內定子環(huán)部的外環(huán)端適當結合；復數(shù)個Ⅰ型絕緣線槽座，其縱向垂直柱端提供可纏繞線圈為激磁線圈端，垂直柱端之內中空處提供一和定子齒部的齒根端互為對應契合，并可供定子齒部穿套、脫離的線槽座中空端；激磁線圈固定板，其近外緣處設置有供線槽座上、下端的復數(shù)支導引針穿套定位用的定位孔，固定板也設有供纏繞于復數(shù)個線槽座的線圈的線頭、線尾焊接導通，并以固定板的銅箔及導線串接成一完整的馬達定子激磁線圈回路的復數(shù)個銅箔貫孔；定子環(huán)部端蓋板，其近外緣處應對應內定子環(huán)部的內環(huán)端而成形一凸緣并套蓋于定子環(huán)部的上、下兩端面，凸緣的外側圓周并對應定子環(huán)部的定位貫通孔而設置復數(shù)個端蓋板定位孔，上、下端蓋板定位孔經對應定子環(huán)部的定位貫通孔并應將定子環(huán)部蓋夾于其中形成有一中空空間及可供驅動控制電路板內藏其中，凸緣的內側圓周應設置可供驅動控制電路板鎖固其上，以及提供激磁線圈固定板和驅動控制電路板兩者之間信號回路的貫穿導通的復數(shù)個端蓋板貫孔，兩端蓋板的中心端應對應馬達轉子及定子的同心成一同心孔徑供輪鼓式馬達的支撐軸緊迫接合于其中；及輪鼓式馬達的支撐軸，是緊迫接合于端蓋板的同心孔徑內，其凸出于輪鼓式馬達的外殼蓋板部分供輪鼓式馬達的固定支撐用，其軸心及軸側須設置至少一個以上可提供內定子環(huán)部內的驅動控制信號導線貫穿其中以供馬達內、外部控制信號的連通操作之用的貫通孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于所述的內定子環(huán)部外環(huán)端依定子齒數(shù)劃分為復數(shù)個等距圓周角度并向內環(huán)端方向凹陷復數(shù)個嵌鑲槽，該等嵌鑲槽的內槽寬度必須大于嵌鑲槽的槽口寬度；定子齒部齒根端的末端向外延伸一齒根尾端，該齒根尾端的里端寬度必須小于齒根尾端的外端寬度，并和內定子環(huán)部的外環(huán)端嵌鑲槽相對應成型，兩者并互為密嵌鑲結合，齒根尾端的外端最大寬度不得大于齒根端的寬度。
3.根據(jù)權利要求1所述的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于所述的內定子環(huán)部是和內定子齒部一體成形，線槽空間經絕緣處理后供激磁線圈直接纏繞于其中。
4.根據(jù)權利要求1所述的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于所述的纏繞在Ⅰ型齒部線槽座上激磁線圈的線頭與線尾是纏繞焊接于線槽座上、下端的導引針，并經由導引針而和固定板上銅箔線條導通焊接成一完整的馬達定子激磁線圈路。
5.根據(jù)權利要求1所述的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于所述的驅動控制電路僅部份電路結構裝置于內定子環(huán)部的內部中空。
6.根據(jù)權利要求1所述的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于所述的驅動控制電路的全部電路結構末裝置于內定子環(huán)部的內部中空。
7.根據(jù)權利要求1所述的可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二)，其特征在于所述的輪鼓式馬達的支撐軸僅提供一端為固定支撐。
專利摘要一種可直接驅動輪鼓式馬達的內定子部(二),是將傳統(tǒng)硅鋼片沖壓疊積成型的內定子部分解為具有復數(shù)個嵌鑲槽的內定子環(huán)部、內定子齒部和激磁線圈線槽座,線槽座是經個別纏繞激磁線圈后再將定子齒部套入其中,并對應嵌鑲于內定子環(huán)部的外環(huán)端,線槽座的導引針和上、下激磁線圈結合板定位結合,并將個體線圈的線頭、線尾分別焊接于上、下結合板而串接成完整的激磁線圈部,內定子環(huán)部有一最大中空的內孔可內藏驅動控制電路。
文檔編號H02K15/02GK2449408SQ00253779
公開日2001年9月19日 申請日期2000年9月30日 優(yōu)先權日2000年9月30日
發(fā)明者許俊甫 申請人:許俊甫