[发明专利]马达及其线圈结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种马达及其线圈结构，且特别涉及一种法宇哈巴(FaulHaber)式的马达及其线圈结构。

背景技术

马达为将电能转换为机械能的装置，且已广泛应用于日常生活的产品之中，例如风扇、或光盘机、或硬盘机、或光学装置、或车用装置等。虽然马达的种类繁多，但其主要应用的原理为电磁效应。

一般而言，马达具有转子磁铁及定子线圈等结构，根据其配置关系可略分为外转子马达及内转子马达两类。其中，外转子马达的永久磁石设置于定子线圈的外侧。

另外，现有直流马达(无刷或有刷)的空心线圈将漆包线缠绕成中空的圆环状，且线圈不会包覆也不会缠绕任何导磁性铁芯。其中，空心线圈的绕法有很多种形式，例如为六角形绕法、钟形绕法或菱形绕法等。另外一种绕线方法如图1A的线圈1所示，图1A的线圈1为法宇哈巴(FaulHaber)式绕线法，其为弯折漆包线以进行排线的一种绕法，而线圈1的外观上主要的特征为斜向走线。

若将线圈1展开，如图1B所示，其由一个正立三角形和一个倒立三角形组合而成的一三角形对(区域a、b组成一个正立三角形，而区域c为倒立三角形，以组成一个三角形对)。其中，由正立三角形的线圈提供正向的激磁，而倒立三角形的线圈提供反向的激磁，再通过电路切换驱动，如此可推动转子转动。目前业界以此生产的直流马达有一个三角形对(如图1B所示)或两个三角形对(如图1C所示，区域d、e组成一个正立三角形，而区域f、g、h分别为一个三角形，共组成两个三角形对)。另外，如图1D所示，若马达的空心线圈具有一个三角形对，仅可搭配一组磁石对(即一磁极N及一磁极S)。而两个三角形对则仅可搭配两组磁石对(即四个磁极，图未显示)。换言之，磁石数量等于三角形对的数量的二倍。

然而，若于相同体积下欲使马达提供较大的扭力或输出较大的功率时，则马达需搭配更多的磁石对，如此，法宇哈巴式绕线法所形成的三角形对相对也需更多。为了使形成的三角形对更多，则必须使漆包线的弯折次数变多，进而将造成线圈弯折时，如图1C所示，角度θ愈小。其中，角度θ愈小表示漆包线的弯折程度愈大，如此，弯折处的线圈将易产生龟裂，且可能会造成线圈的漏电流、或绝缘劣化，或耐压不足等问题。

因此，如何提供一种马达及其线圈结构，可在相同的线圈弯折角度下具有较多的磁性材料，进而使马达可输出较大的扭力及功率而提升马达的效率，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可在相同的线圈弯折角度下具有较多的磁性材料，进而使马达可输出较大的扭力及功率而提升马达的效率的马达及其线圈结构。

为达上述目的，依据本发明的一种马达包括一线圈结构以及多个磁性材料。其中，线圈结构具有三组绕线组，各绕线组具有多个绕线部，而所述多个绕线部之间具有一间距，并分别通过一导线电性连接。另外，多个磁性材料邻设于线圈结构，并与所述多个绕线组对应设置。其中，线圈结构可为一空心线圈，且线圈结构以法宇哈巴式绕线方法绕成。另外，所述多个绕线组依序绕设，并具有相同绕线顺序及结构。此外，所述多个绕线组的一端电性连接一电源，所述多个绕线组的另一端彼此电性连接。

在本发明一较佳实施例中，线圈结构具有一第一数量的三角形对，各绕线组分别具有一第二数量的所述多个绕线部，所述多个磁性材料的数量等于二倍的第一数量乘以第二数量的平方。

在本发明一较佳实施例中，马达还可包括一第一导磁材料，第一导磁材料设置于线圈结构之内，并与线圈结构连接。另外，马达还可包括一第二导磁材料，第二导磁材料设置于所述多个磁性材料的外周缘。

为达上述目的，依据本发明的一种线圈结构包括多个绕线组，各绕线组具有多个绕线部，且所述多个绕线部具有一间距，并分别通过一导线电性连接。其中，线圈结构可为一空心线圈，且线圈结构以法宇哈巴式绕线方法绕成。另外，所述多个绕线组依序绕设，并具有相同绕线顺序及结构。

承上所述，因依据本发明的马达具有一线圈结构以及多个磁性材料，线圈结构具有三组绕线组，各绕线组具有多个绕线部，所述多个绕线部之间具有一间距，并分别通过一导线电性连接。另外，磁性材料邻设于线圈结构，并与所述多个绕线组对应设置。由此，与现有技术相较，本发明的线圈结构具有与现有技术相同数量的三角形对，故绕线的弯折角度与现有技术相同。但是，本发明的马达在相同的线圈弯折角度下具有较多数量的磁性材料(永久磁石)，使得磁力线的集中度较高而使其利用率也相对较高。因此，在同一马达体积下，本发明的马达可提供较大的扭力，并可输出更大的功率而可提升马达的效率。

附图说明