專利名稱：外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種風(fēng)扇馬達(dá)，特別是涉及一種使用上可配合目前家用扇輪的規(guī)格而具有高度的泛用性，且能達(dá)到使啟動電壓較低、易于控制轉(zhuǎn)速，及避免啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈相互重疊等功效的外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)。
背景技術(shù)：
如圖1所示，現(xiàn)有內(nèi)轉(zhuǎn)式家電風(fēng)扇，因馬達(dá)繞線的加工繁雜且運(yùn)轉(zhuǎn)的扇葉規(guī)格由6英時至16英時之間，使得馬達(dá)扭力的區(qū)別很大，因此，利用外轉(zhuǎn)式馬達(dá)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使馬達(dá)繞線簡單化、降低成本，及擁有高扭力的外轉(zhuǎn)子已逐漸取代傳統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)式家電風(fēng)扇。
由德國ebm公司的目錄與其它市場上的產(chǎn)品中，得知外轉(zhuǎn)子硅鋼片的外徑主要有57.5mm、72mm、92mm、102mm等規(guī)格使用在扇葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)，這些外轉(zhuǎn)式的創(chuàng)始大多由德國ebm公司生產(chǎn)與研發(fā)為最早。但是在其他尺寸規(guī)格中，若外轉(zhuǎn)式馬達(dá)的轉(zhuǎn)子外徑設(shè)計為57.5mm與72mm時，會有馬達(dá)扭力不夠且溫升太高等缺失產(chǎn)生。若外轉(zhuǎn)式馬的轉(zhuǎn)子外徑設(shè)計為92mm與102mm時，則會有外徑太大且成本過高等缺失。
如圖1所示，是由瑞士當(dāng)?shù)刂圃烨彝鈴綖?2mm的轉(zhuǎn)子1，該轉(zhuǎn)子1的每一感應(yīng)槽孔10截面概呈一長條形，且每一感應(yīng)槽孔10的截面積只有16.52mm2。然而，以此種感應(yīng)槽孔10的規(guī)格而言，雖能于利用電壓控制轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速下降時較容易控制，但是該轉(zhuǎn)子1所需的啟動電壓較高，且轉(zhuǎn)速也無法在短時間內(nèi)達(dá)到高峰。
續(xù)如圖2所示，是另一由德國當(dāng)?shù)刂圃烨彝鈴酵瑯訛?2mm的轉(zhuǎn)子2，該轉(zhuǎn)子2的每一感應(yīng)槽孔20截面概呈一橢圓形，且每一感應(yīng)槽孔20的截面積為30.07mm2。然而，以此種規(guī)格而言，雖能使轉(zhuǎn)子2所需的啟動電壓較低，使轉(zhuǎn)速達(dá)到高峰，但是當(dāng)利用電壓控制轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速不易減速且易造成急速下降的窘?jīng)r。
實用新型內(nèi)容因此，本實用新型的主要目的，乃在提供一種可配合目前家用扇輪的規(guī)格而具有高度的泛用性，且能達(dá)到使啟動電壓較低、易于控制轉(zhuǎn)速，及避免啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈相互重疊等功效的外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)。
本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)包含一轉(zhuǎn)子，及一定子。該轉(zhuǎn)子的硅鋼環(huán)外徑為82mm±5％范圍內(nèi)，該硅鋼環(huán)具有復(fù)數(shù)感應(yīng)槽孔，每一感應(yīng)槽孔的截面積均為22.87mm2±5％范圍內(nèi)。該定子的外徑為62mm±5％范圍內(nèi)，其硅鋼座具有一本體、復(fù)數(shù)設(shè)于該本體周緣且呈連續(xù)深淺雙凹槽對稱的深凹槽與淺凹槽，且該定子具有一組圈繞于各深凹槽間的啟動線圈，及一組圈繞于各淺凹槽間的運(yùn)轉(zhuǎn)線圈。本實用新型在設(shè)計上，借由限定該轉(zhuǎn)子的硅鋼環(huán)外徑而可配合目前家用扇輪的規(guī)格，而具有高度的泛用性。限定該轉(zhuǎn)子的感應(yīng)槽孔截面積，能使啟動電壓較低且易于控制轉(zhuǎn)速。另使啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈分別圈繞于該定子的硅鋼座的各深、淺凹槽之間，以減少啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈的重疊情形。本實用新型借由此設(shè)計，在使用上可配合目前家用扇輪的規(guī)格，達(dá)到使啟動電壓較低、易于控制轉(zhuǎn)速，及減少啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈的重疊情形，并能減少線圈的使用量，以及減少線圈外部的損傷等功效。


下面通過較佳實施例及附圖對本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)進(jìn)行詳細(xì)說明，附圖中圖1是一俯視剖視圖，說明現(xiàn)有外轉(zhuǎn)式馬達(dá)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造；圖2是一俯視剖視圖，說明現(xiàn)有另一外轉(zhuǎn)式馬達(dá)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造；圖3是一俯視剖視圖，說明本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)第一較佳實施例的轉(zhuǎn)子構(gòu)造；圖4是一立體圖，說明該較佳實施例的定子的硅鋼座構(gòu)造；
圖5是一立體圖，說明該較佳實施例的定子的硅鋼座，于被覆絕緣層后的形態(tài)；圖6是圖5的俯視圖；圖7是一俯視圖，說明該較佳實施例的定子整體構(gòu)造；圖8是一可使用于本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)的控制電路圖；圖9是一可使用于本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)的另一控制電路圖；圖10是該較佳實施例與現(xiàn)有外轉(zhuǎn)式馬達(dá)的使用狀態(tài)比較曲線圖；圖11是一俯視圖，說明本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)第二較佳實施例的定子尚未繞設(shè)啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈的形態(tài)；及圖12是一俯視圖，說明該較佳實施例的定子整體構(gòu)造。
具體實施方式
在本實用新型被詳細(xì)描述前，要注意的是，在以下的說明中，類似的元件是以相同的編號表示。(注若僅有一個實施例或多個實施例皆采用不同的編號系統(tǒng)，則此段落刪除)如圖3、4所示，本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)第一較佳實施例包含一轉(zhuǎn)子4及一定子5。
如圖3所示，該轉(zhuǎn)子4還包含一硅鋼環(huán)41、復(fù)數(shù)設(shè)于該硅鋼環(huán)41內(nèi)部的感應(yīng)槽孔40，及復(fù)數(shù)設(shè)于該硅鋼環(huán)41的內(nèi)環(huán)面上而分別貫通每一感應(yīng)槽孔40的氣隙42。該硅鋼環(huán)41的外徑為82mm±5％范圍內(nèi)，而每一感應(yīng)槽孔40的截面積為22.87mm2±5％范圍內(nèi)。
配合圖4、5所示，該定子5是對應(yīng)置于轉(zhuǎn)子4的硅鋼環(huán)41內(nèi)，其外徑為62mm±5％范圍內(nèi)，該定子5還包含一硅鋼座51、一被覆于該硅鋼座51上的絕緣層52、一組啟動線圈53(顯示于圖7)，及一組運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54(顯示于圖7)。該硅鋼座51具有一本體511、復(fù)數(shù)設(shè)于該本體511周緣且呈連續(xù)深淺雙凹槽對稱的深凹槽512與淺凹槽513，且每一深凹槽512是較每一淺凹槽513靠近本體中心。該絕緣層52在成型上，是先將由多數(shù)硅鋼片疊設(shè)而成的硅鋼座51預(yù)先加熱至70℃以上，再放入一定子模具內(nèi)，使液態(tài)塑膠射出時不會因硅鋼座51的吸熱，而造成液態(tài)塑膠(未成型的絕緣層52)凝固情形，就可順利完成定子5的成型作業(yè)。在本實施例中，該定子5的本體511上分別排列有16個深、淺凹槽512、513，而每種槽型各有8個，再者，每兩個深凹槽512相鄰排列成為一組，共分為四組且每組對等排列。而每兩個淺凹槽513也是相鄰排列成為一組，共分為四組且每組對等排列。
配合圖6、7所示，該組啟動線圈53是圈繞設(shè)于硅鋼座51的四組深凹槽512之間。該運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54是圈繞設(shè)于該硅鋼座51的四組淺凹槽513之間。
如圖8所示，為本實施例的其中一種控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的電路，其控制元件為一個TRIAC，利用RC電路在TRIAC的閘極G，產(chǎn)生一個觸發(fā)電壓使TRIAC導(dǎo)通，由于該RC電路造成的時間延遲，使得當(dāng)電阻R的阻值越大時，電容C的充電電流就越小，該電容C的電位達(dá)到足以觸發(fā)TRIAC的時間就越慢，因此在該TRIAC的G極上的觸發(fā)角度越大，MT1、MT2間的導(dǎo)通角度就越小，進(jìn)而控制導(dǎo)通流過該風(fēng)扇的電壓。
一般傳統(tǒng)四極家電風(fēng)扇都利用二組調(diào)速線圈來控制第2、3段的轉(zhuǎn)速，而本實施例的外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)可利用圖8的回路做分段區(qū)別調(diào)速，毋需增加調(diào)速線圈，使制造及加工過程簡單化且降低成本，因此圖8此一控制回路只針對本實施例的外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)才可發(fā)揮功能，若運(yùn)用于內(nèi)轉(zhuǎn)式馬達(dá)則易造成轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定。
如圖9所示，為本實施例的另一種控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的電路，是使用電容降壓方式提供直流電源給IC晶片使用，當(dāng)觸摸板TOUCH有被接觸時，IC依據(jù)所測到的觸摸板TOUCH訊號，且根據(jù)觸發(fā)信號的連續(xù)時間長短，轉(zhuǎn)換成觸發(fā)TRIAC的觸發(fā)角度的大小，而使得風(fēng)扇FAN因此一因素而接受不同的交流電功率，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)速。
本實施例外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)5在運(yùn)轉(zhuǎn)上，可以圖8所示的控制電路或以圖9所示的另一控制電路，控制對該定子5的啟動線圈53及運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54通導(dǎo)電壓，此時該啟動線圈53及運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54便會將電力傳導(dǎo)至硅鋼座51上，使該硅鋼座51可透過該轉(zhuǎn)子4的每一氣隙42與對應(yīng)的感應(yīng)槽孔40產(chǎn)生相對動能的磁斥力，進(jìn)而驅(qū)動該轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)。
經(jīng)由以上的說明可知，本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)確實具有以下的優(yōu)點(diǎn)及功效，茲一一條列說明1.具有高度的泛用性由于本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)子4在設(shè)計上，是將其硅鋼環(huán)41的外徑限定于82mm±5％范圍內(nèi)，因此，該轉(zhuǎn)子4便能配合目前市面上所有家電風(fēng)扇葉片，而互為相容的設(shè)計，不須修改原本的風(fēng)扇葉片就可配合該轉(zhuǎn)子4進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，所以具有極高的泛用性。另外在運(yùn)轉(zhuǎn)上，不會因外徑過小而使馬達(dá)扭力不足而使溫度升高，或因外徑過大而使原料成本大為提高。
2.轉(zhuǎn)子4啟動電壓較低、轉(zhuǎn)速下降較容易控制如圖3所示，本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)的轉(zhuǎn)子4在設(shè)計上，其硅鋼環(huán)41的每一感應(yīng)槽孔40的截面皆近似一矩形，且每一感應(yīng)槽孔40的截面積皆限定在22.87mm2±5％范圍內(nèi)。因此，當(dāng)對啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54通導(dǎo)電流，使該轉(zhuǎn)子4于運(yùn)轉(zhuǎn)時，還能利用電壓控制轉(zhuǎn)速時，較容易控制轉(zhuǎn)速下降，同時可使轉(zhuǎn)子4的啟動電壓較低，使轉(zhuǎn)速可達(dá)到高峰。
續(xù)由圖10所示可知，本實用新型的轉(zhuǎn)子4與現(xiàn)有二種轉(zhuǎn)子相較下，確實能利用電壓(V)控制轉(zhuǎn)速時較容易控制轉(zhuǎn)速下降，同時可使轉(zhuǎn)子4的啟動電壓較低，使轉(zhuǎn)速(rpm)可達(dá)到高峰。
3.可減少啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54的重疊情形，且能減少漆包線(線圈材料)的使用量續(xù)如圖6、7所示，由于該定子5的硅鋼座51具有復(fù)數(shù)設(shè)于本體511周緣且呈連續(xù)深淺雙凹槽對稱的深凹槽512與淺凹槽513，而啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54是分別圈繞于該定子5的硅鋼座51的各深、淺凹槽512、513之間。因此，當(dāng)完成線圈繞設(shè)作業(yè)后，便可使每一啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54呈高低繞設(shè)狀態(tài)，而減少啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54的重疊情形。
再者，本實用新型借由深、淺凹槽512、513是呈連續(xù)深淺雙凹槽對稱的設(shè)置形態(tài)，因此在進(jìn)行線圈的繞設(shè)作業(yè)上，可利用一般使用在卷繞直流風(fēng)扇馬達(dá)的定子線圈的自動卷繞機(jī)分別以啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54進(jìn)行繞線作業(yè)，并自動將該啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54分別圈繞于各深凹槽512與各淺凹槽513之間，而使繞線作業(yè)可以一次完成，無須再額外進(jìn)行整型的動作，進(jìn)而能減少線圈材料漆包線的損傷，以減少漆包線的使用量。
4.可防止漏電的情況發(fā)生由于一般風(fēng)扇馬達(dá)所使用硅鋼材質(zhì)是屬于易導(dǎo)熱材質(zhì)之一，塑膠要包覆在一個已經(jīng)有多片硅鋼片組合好的外部，并且包覆厚度須介于0.7mm-1mm之間，在這樣條件下要進(jìn)行射出成型的過程是相當(dāng)不容易的，原因就在射出成型過程中，硅鋼吸熱速度較快，造成先接觸到硅鋼的液態(tài)塑膠會先凝固，間接影響后續(xù)液態(tài)塑膠的流動與成型的過程，最后物件會形成無法完全包覆的情況或是局部區(qū)域包覆厚度不均勻產(chǎn)生，當(dāng)纏繞漆包線通電時便會有漏電情況發(fā)生。有鑒于此，本實用新型的外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)，于制作定子的硅鋼座51時，是先將該硅鋼座加熱至70℃以上再放入模具內(nèi)，讓液態(tài)塑膠射出時不會因硅鋼座51吸熱造成液態(tài)塑膠凝固情形發(fā)生，如此，就可完全使絕緣層52包覆該硅鋼座51，同時使包覆的厚度更為均勻，進(jìn)而能防止纏繞漆包線通電時會有漏電的情況發(fā)生。
續(xù)如圖11、12所示，本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)第二較佳實施例的定子5的硅鋼座51，同樣是具有一本體511、復(fù)數(shù)設(shè)于該本體511周緣的深凹槽512與淺凹槽513，且每一凹槽是也是呈深淺雙凹槽對稱的設(shè)置形態(tài)。不同于第一實施例的地方在于該定子5的每一深凹槽512與淺凹槽513的面積是趨近于相同，然每一深凹槽512同樣是較每一淺凹槽513靠近本體511中心。由于每一深凹槽512的底部較靠近本體511中心，因此每一深凹槽512較靠近外緣的處就比較沒有被漆包線所占用，所以就比較不需要沖掉太多的硅鋼片，除了可以減少鐵損以外，還可以增加磁場強(qiáng)度，提升定子5的扭力，以及降低線圈的溫度。再者，由于深凹槽512的槽型與淺凹槽513的槽型尚未完全被漆包線填滿的面積，兩者相差不大，因而使得鐵損的比例較小，以及使磁場分布較均勻。且由于該定子5的硅鋼座51的深、淺凹槽512、513處未被漆包線填滿使用到的面積較少，所以鐵損可減少，讓定子5的整體磁場增加，借以提升轉(zhuǎn)子4的扭力以及可使漆包線溫度降低。
配合圖12所示，該啟動線圈53是圈繞設(shè)于硅鋼座51的各深凹槽512之間。該運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54是圈繞設(shè)于該硅鋼座51的各淺凹槽513之間。借由該定子5的硅鋼座51具有復(fù)數(shù)的深凹槽512與淺凹槽513，且每一凹槽是呈深淺雙凹槽對稱的設(shè)置形態(tài)，而同樣可使該啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54呈高低繞設(shè)狀態(tài)，以減少啟動線圈53與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈54的重疊情形，同時使自動繞線可以一次完成，進(jìn)而減少漆包線的損傷，以減少漆包線的使用量。
歸納上述，本實用新型外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)在使用上，可配合目前家用扇輪的規(guī)格而具有高度的泛用性，且能達(dá)到使啟動電壓較低、易于控制轉(zhuǎn)速，及減少啟動線圈與運(yùn)轉(zhuǎn)線圈重疊等功效。
權(quán)利要求1.一種外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)，包含有一轉(zhuǎn)子及一定子，其特征在于該轉(zhuǎn)子具有一硅鋼環(huán)、復(fù)數(shù)設(shè)于該硅鋼環(huán)內(nèi)部的感應(yīng)槽孔，及復(fù)數(shù)道設(shè)于該硅鋼環(huán)的內(nèi)環(huán)面上且分別與每一感應(yīng)槽孔貫通的氣隙，該硅鋼環(huán)的外徑為82mm±5％范圍內(nèi)，而每一感應(yīng)槽孔的截面積為22.87mm2±5％范圍內(nèi)，另外，該定子是對應(yīng)置于該轉(zhuǎn)子的硅鋼環(huán)內(nèi)，其外徑為62mm±5％范圍內(nèi)，該定子具有一硅鋼座、一被覆于該硅鋼座上的絕緣層、一組啟動線圈，及一組運(yùn)轉(zhuǎn)線圈，該硅鋼座還具有一本體、復(fù)數(shù)設(shè)于該本體周緣且呈連續(xù)深淺雙凹槽對稱的深凹槽與淺凹槽，且每一深凹槽較每一淺凹槽靠近本體中心，該組啟動線圈是圈繞設(shè)于該硅鋼座的各深凹槽之間，而該運(yùn)轉(zhuǎn)線圈是圈繞設(shè)于該硅鋼座的各淺凹槽之間。
2.如權(quán)利要求1所述的外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)，其特征在于該定子的每一深凹槽與淺凹槽未被啟動線圈及運(yùn)轉(zhuǎn)線圈圈繞填滿的面積趨近相同。
專利摘要一種外轉(zhuǎn)式風(fēng)扇馬達(dá)，其轉(zhuǎn)子的硅鋼環(huán)外徑為82mm±5％，該硅鋼環(huán)具有復(fù)數(shù)感應(yīng)槽孔，且每一感應(yīng)槽孔的截面積均為22.87mm
文檔編號H02K3/12GK2773978SQ20052000231
公開日2006年4月19日 申請日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者吳文勝, 吳仁捷 申請人:吳文勝, 吳仁捷