专利名称：外转式风扇马达的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种风扇马达，特别是涉及一种使用上可配合目前家用扇轮的规格而具有高度的泛用性，且能达到使启动电压较低、易于控制转速，及避免启动线圈与运转线圈相互重叠等功效的外转式风扇马达。
背景技术：
如图1所示，现有内转式家电风扇，因马达绕线的加工繁杂且运转的扇叶规格由6英时至16英时之间，使得马达扭力的区别很大，因此，利用外转式马达的结构设计，使马达绕线简单化、降低成本，及拥有高扭力的外转子已逐渐取代传统内转式家电风扇。
由德国ebm公司的目录与其它市场上的产品中，得知外转子硅钢片的外径主要有57.5mm、72mm、92mm、102mm等规格使用在扇叶片的运转，这些外转式的创始大多由德国ebm公司生产与研发为最早。但是在其他尺寸规格中，若外转式马达的转子外径设计为57.5mm与72mm时，会有马达扭力不够且温升太高等缺失产生。若外转式马的转子外径设计为92mm与102mm时，则会有外径太大且成本过高等缺失。
如图1所示，是由瑞士当地制造且外径为92mm的转子1，该转子1的每一感应槽孔10截面概呈一长条形，且每一感应槽孔10的截面积只有16.52mm2。然而，以此种感应槽孔10的规格而言，虽能于利用电压控制转速，在转速下降时较容易控制，但是该转子1所需的启动电压较高，且转速也无法在短时间内达到高峰。
续如图2所示，是另一由德国当地制造且外径同样为92mm的转子2，该转子2的每一感应槽孔20截面概呈一椭圆形，且每一感应槽孔20的截面积为30.07mm2。然而，以此种规格而言，虽能使转子2所需的启动电压较低，使转速达到高峰，但是当利用电压控制转子2的转速时，转速不易减速且易造成急速下降的窘况。
实用新型内容因此，本实用新型的主要目的，乃在提供一种可配合目前家用扇轮的规格而具有高度的泛用性，且能达到使启动电压较低、易于控制转速，及避免启动线圈与运转线圈相互重叠等功效的外转式风扇马达。
本实用新型外转式风扇马达包含一转子，及一定子。该转子的硅钢环外径为82mm±5％范围内，该硅钢环具有复数感应槽孔，每一感应槽孔的截面积均为22.87mm2±5％范围内。该定子的外径为62mm±5％范围内，其硅钢座具有一本体、复数设于该本体周缘且呈连续深浅双凹槽对称的深凹槽与浅凹槽，且该定子具有一组圈绕于各深凹槽间的启动线圈，及一组圈绕于各浅凹槽间的运转线圈。本实用新型在设计上，借由限定该转子的硅钢环外径而可配合目前家用扇轮的规格，而具有高度的泛用性。限定该转子的感应槽孔截面积，能使启动电压较低且易于控制转速。另使启动线圈与运转线圈分别圈绕于该定子的硅钢座的各深、浅凹槽之间，以减少启动线圈与运转线圈的重叠情形。本实用新型借由此设计，在使用上可配合目前家用扇轮的规格，达到使启动电压较低、易于控制转速，及减少启动线圈与运转线圈的重叠情形，并能减少线圈的使用量，以及减少线圈外部的损伤等功效。
下面通过较佳实施例及附图对本实用新型外转式风扇马达进行详细说明，附图中图1是一俯视剖视图，说明现有外转式马达的转子构造；图2是一俯视剖视图，说明现有另一外转式马达的转子构造；图3是一俯视剖视图，说明本实用新型外转式风扇马达第一较佳实施例的转子构造；图4是一立体图，说明该较佳实施例的定子的硅钢座构造；
图5是一立体图，说明该较佳实施例的定子的硅钢座，于被覆绝缘层后的形态；图6是图5的俯视图；图7是一俯视图，说明该较佳实施例的定子整体构造；图8是一可使用于本实用新型外转式风扇马达的控制电路图；图9是一可使用于本实用新型外转式风扇马达的另一控制电路图；图10是该较佳实施例与现有外转式马达的使用状态比较曲线图；图11是一俯视图，说明本实用新型外转式风扇马达第二较佳实施例的定子尚未绕设启动线圈与运转线圈的形态；及图12是一俯视图，说明该较佳实施例的定子整体构造。
具体实施方式
在本实用新型被详细描述前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件是以相同的编号表示。(注若仅有一个实施例或多个实施例皆采用不同的编号系统，则此段落删除)如图3、4所示，本实用新型外转式风扇马达第一较佳实施例包含一转子4及一定子5。
如图3所示，该转子4还包含一硅钢环41、复数设于该硅钢环41内部的感应槽孔40，及复数设于该硅钢环41的内环面上而分别贯通每一感应槽孔40的气隙42。该硅钢环41的外径为82mm±5％范围内，而每一感应槽孔40的截面积为22.87mm2±5％范围内。
配合图4、5所示，该定子5是对应置于转子4的硅钢环41内，其外径为62mm±5％范围内，该定子5还包含一硅钢座51、一被覆于该硅钢座51上的绝缘层52、一组启动线圈53(显示于图7)，及一组运转线圈54(显示于图7)。该硅钢座51具有一本体511、复数设于该本体511周缘且呈连续深浅双凹槽对称的深凹槽512与浅凹槽513，且每一深凹槽512是较每一浅凹槽513靠近本体中心。该绝缘层52在成型上，是先将由多数硅钢片叠设而成的硅钢座51预先加热至70℃以上，再放入一定子模具内，使液态塑胶射出时不会因硅钢座51的吸热，而造成液态塑胶(未成型的绝缘层52)凝固情形，就可顺利完成定子5的成型作业。在本实施例中，该定子5的本体511上分别排列有16个深、浅凹槽512、513，而每种槽型各有8个，再者，每两个深凹槽512相邻排列成为一组，共分为四组且每组对等排列。而每两个浅凹槽513也是相邻排列成为一组，共分为四组且每组对等排列。
配合图6、7所示，该组启动线圈53是圈绕设于硅钢座51的四组深凹槽512之间。该运转线圈54是圈绕设于该硅钢座51的四组浅凹槽513之间。
如图8所示，为本实施例的其中一种控制风扇转速的电路，其控制元件为一个TRIAC，利用RC电路在TRIAC的闸极G，产生一个触发电压使TRIAC导通，由于该RC电路造成的时间延迟，使得当电阻R的阻值越大时，电容C的充电电流就越小，该电容C的电位达到足以触发TRIAC的时间就越慢，因此在该TRIAC的G极上的触发角度越大，MT1、MT2间的导通角度就越小，进而控制导通流过该风扇的电压。
一般传统四极家电风扇都利用二组调速线圈来控制第2、3段的转速，而本实施例的外转式风扇马达可利用图8的回路做分段区别调速，毋需增加调速线圈，使制造及加工过程简单化且降低成本，因此图8此一控制回路只针对本实施例的外转式风扇马达才可发挥功能，若运用于内转式马达则易造成转速的不稳定。
如图9所示，为本实施例的另一种控制风扇转速的电路，是使用电容降压方式提供直流电源给IC晶片使用，当触摸板TOUCH有被接触时，IC依据所测到的触摸板TOUCH讯号，且根据触发信号的连续时间长短，转换成触发TRIAC的触发角度的大小，而使得风扇FAN因此一因素而接受不同的交流电功率，进而改变转速。
本实施例外转式风扇马达5在运转上，可以图8所示的控制电路或以图9所示的另一控制电路，控制对该定子5的启动线圈53及运转线圈54通导电压，此时该启动线圈53及运转线圈54便会将电力传导至硅钢座51上，使该硅钢座51可透过该转子4的每一气隙42与对应的感应槽孔40产生相对动能的磁斥力，进而驱动该转子4旋转。
经由以上的说明可知，本实用新型外转式风扇马达确实具有以下的优点及功效，兹一一条列说明1.具有高度的泛用性由于本实用新型外转式风扇马达的转子4在设计上，是将其硅钢环41的外径限定于82mm±5％范围内，因此，该转子4便能配合目前市面上所有家电风扇叶片，而互为相容的设计，不须修改原本的风扇叶片就可配合该转子4进行运转，所以具有极高的泛用性。另外在运转上，不会因外径过小而使马达扭力不足而使温度升高，或因外径过大而使原料成本大为提高。
2.转子4启动电压较低、转速下降较容易控制如图3所示，本实用新型外转式风扇马达的转子4在设计上，其硅钢环41的每一感应槽孔40的截面皆近似一矩形，且每一感应槽孔40的截面积皆限定在22.87mm2±5％范围内。因此，当对启动线圈53与运转线圈54通导电流，使该转子4于运转时，还能利用电压控制转速时，较容易控制转速下降，同时可使转子4的启动电压较低，使转速可达到高峰。
续由图10所示可知，本实用新型的转子4与现有二种转子相较下，确实能利用电压(V)控制转速时较容易控制转速下降，同时可使转子4的启动电压较低，使转速(rpm)可达到高峰。
3.可减少启动线圈53与运转线圈54的重叠情形，且能减少漆包线(线圈材料)的使用量续如图6、7所示，由于该定子5的硅钢座51具有复数设于本体511周缘且呈连续深浅双凹槽对称的深凹槽512与浅凹槽513，而启动线圈53与运转线圈54是分别圈绕于该定子5的硅钢座51的各深、浅凹槽512、513之间。因此，当完成线圈绕设作业后，便可使每一启动线圈53与运转线圈54呈高低绕设状态，而减少启动线圈53与运转线圈54的重叠情形。
再者，本实用新型借由深、浅凹槽512、513是呈连续深浅双凹槽对称的设置形态，因此在进行线圈的绕设作业上，可利用一般使用在卷绕直流风扇马达的定子线圈的自动卷绕机分别以启动线圈53与运转线圈54进行绕线作业，并自动将该启动线圈53与运转线圈54分别圈绕于各深凹槽512与各浅凹槽513之间，而使绕线作业可以一次完成，无须再额外进行整型的动作，进而能减少线圈材料漆包线的损伤，以减少漆包线的使用量。
4.可防止漏电的情况发生由于一般风扇马达所使用硅钢材质是属于易导热材质之一，塑胶要包覆在一个已经有多片硅钢片组合好的外部，并且包覆厚度须介于0.7mm-1mm之间，在这样条件下要进行射出成型的过程是相当不容易的，原因就在射出成型过程中，硅钢吸热速度较快，造成先接触到硅钢的液态塑胶会先凝固，间接影响后续液态塑胶的流动与成型的过程，最后物件会形成无法完全包覆的情况或是局部区域包覆厚度不均匀产生，当缠绕漆包线通电时便会有漏电情况发生。有鉴于此，本实用新型的外转式风扇马达，于制作定子的硅钢座51时，是先将该硅钢座加热至70℃以上再放入模具内，让液态塑胶射出时不会因硅钢座51吸热造成液态塑胶凝固情形发生，如此，就可完全使绝缘层52包覆该硅钢座51，同时使包覆的厚度更为均匀，进而能防止缠绕漆包线通电时会有漏电的情况发生。
续如图11、12所示，本实用新型外转式风扇马达第二较佳实施例的定子5的硅钢座51，同样是具有一本体511、复数设于该本体511周缘的深凹槽512与浅凹槽513，且每一凹槽是也是呈深浅双凹槽对称的设置形态。不同于第一实施例的地方在于该定子5的每一深凹槽512与浅凹槽513的面积是趋近于相同，然每一深凹槽512同样是较每一浅凹槽513靠近本体511中心。由于每一深凹槽512的底部较靠近本体511中心，因此每一深凹槽512较靠近外缘的处就比较没有被漆包线所占用，所以就比较不需要冲掉太多的硅钢片，除了可以减少铁损以外，还可以增加磁场强度，提升定子5的扭力，以及降低线圈的温度。再者，由于深凹槽512的槽型与浅凹槽513的槽型尚未完全被漆包线填满的面积，两者相差不大，因而使得铁损的比例较小，以及使磁场分布较均匀。且由于该定子5的硅钢座51的深、浅凹槽512、513处未被漆包线填满使用到的面积较少，所以铁损可减少，让定子5的整体磁场增加，借以提升转子4的扭力以及可使漆包线温度降低。
配合图12所示，该启动线圈53是圈绕设于硅钢座51的各深凹槽512之间。该运转线圈54是圈绕设于该硅钢座51的各浅凹槽513之间。借由该定子5的硅钢座51具有复数的深凹槽512与浅凹槽513，且每一凹槽是呈深浅双凹槽对称的设置形态，而同样可使该启动线圈53与运转线圈54呈高低绕设状态，以减少启动线圈53与运转线圈54的重叠情形，同时使自动绕线可以一次完成，进而减少漆包线的损伤，以减少漆包线的使用量。
归纳上述，本实用新型外转式风扇马达在使用上，可配合目前家用扇轮的规格而具有高度的泛用性，且能达到使启动电压较低、易于控制转速，及减少启动线圈与运转线圈重叠等功效。
权利要求1.一种外转式风扇马达，包含有一转子及一定子，其特征在于该转子具有一硅钢环、复数设于该硅钢环内部的感应槽孔，及复数道设于该硅钢环的内环面上且分别与每一感应槽孔贯通的气隙，该硅钢环的外径为82mm±5％范围内，而每一感应槽孔的截面积为22.87mm2±5％范围内，另外，该定子是对应置于该转子的硅钢环内，其外径为62mm±5％范围内，该定子具有一硅钢座、一被覆于该硅钢座上的绝缘层、一组启动线圈，及一组运转线圈，该硅钢座还具有一本体、复数设于该本体周缘且呈连续深浅双凹槽对称的深凹槽与浅凹槽，且每一深凹槽较每一浅凹槽靠近本体中心，该组启动线圈是圈绕设于该硅钢座的各深凹槽之间，而该运转线圈是圈绕设于该硅钢座的各浅凹槽之间。
2.如权利要求1所述的外转式风扇马达，其特征在于该定子的每一深凹槽与浅凹槽未被启动线圈及运转线圈圈绕填满的面积趋近相同。
专利摘要一种外转式风扇马达，其转子的硅钢环外径为82mm±5％，该硅钢环具有复数感应槽孔，且每一感应槽孔的截面积均为22.87mm
文档编号H02K3/12GK2773978SQ20052000231
公开日2006年4月19日 申请日期2005年2月4日 优先权日2005年2月4日
发明者吴文胜, 吴仁捷 申请人:吴文胜, 吴仁捷