马达定子制造技术

一种马达定子，其包括一轴向绕线的线圈，该线圈于轴向上具有两侧，一上磁极板及一下磁极板分别定位于该线圈的轴向两侧，至少上磁极板及下磁极板其中之一于自身外围设多个凸鳍，至少一绝缘片将该线圈与上磁极板及下磁极板隔开，该上磁极板及下磁极板由具核－壳结构的复合性软磁性材料制成，该核－壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供键结强度的壳层，该核心主体及该壳层的材料选择应满足该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种马达定子结构，尤指主要运用粉末冶金制程制作一体成型之马达定子。
技术介绍
按，随着高速计算机的快速进步，CPU消耗的热量愈来愈高，因此散热风扇已经被广泛的采用，以往，散热风扇的基本要求是要寿命长、噪音低、低功率损耗、散热效果好。目前大部分业者均致力于风扇扇叶的设计、轴承设计及材料的改良、电路板的设计、散热鳍片(Heat Sink)设计及材料选用、高热传导系数材料的引用。受到百年来马达一定要使用硅钢片的根深蒂固思想的禁锢，在学界与业界人员均忽略最重要马达部份的改善。所以很少有人会针对产生运转的主要部件一马达作深入的研究与改良，然而若能突破马达定子材料、制程及设计方式的局限，则将能有效增加绕线圈数、风扇扇叶有效长度、提高风扇转速、降低能量损耗、降低噪音。而传统马达或风扇马达产生磁作用力的主要来源，使用经过热滚压处理后的软磁性硅钢片(Fe-Si合金)为材料，其涡流损(Eddy Current Loss)与硅钢片厚度的平方成正比，但因冲压技术有最小厚度限制及叠装变形问题，所以市面上硅钢片的规格一般为0.20mm、0.35mm、0.50mm，且其形状将严重受到限制。所以马达的设计被现有材料及制程所局限，无法有效发挥其功能。按，一般现有的散热风扇马达结构，如图10所示，主要包含扇叶组100、马达组200及风扇座300三大部份。而马达组200部份之马达定子包括以冲压不同厚度的平面硅钢片所堆栈组装而成之硅钢片组201，而硅钢片与硅钢片间堆栈时因有微间隙问题，所以其磁能积及涡流损将会降低。一般习知硅钢片为铁-硅(Fe-Si合金)软磁性金属材料其磁损是随着硅(Si)含量的增加而降低，但其脆性却随硅(Si)含量的增加而增加，非常不利于冲压制程，故传统硅钢片在量产性的考虑下，其成分即被限制在硅含量3～4wt％以下，相对的其磁特性将严重的被设限。因此，上述问题，由于材料特性及制程关系导致马达定子的形状主要为等断面的平板结构，因此马达组部份的设计将连带受到限制，为有效发挥马达的性能，实有必要重新考虑马达定子材料及制程的改良。另一种马达定子结构是运用高绝缘性的环氧树脂(Epoxy Resin)包覆铁心粉，使用各类制程成型后，以低温(150～200℃)处理使热固性高分子硬化，此技术最早应用在高频变压器，其主要制程是利用弱酸性溶剂如磷酸(H2PO4)，先将粉体表面造成带电状态，使其易与高分子的氢键或氢氧键能与铁心粉接枝，所以将高分子溶于溶剂中，再倒入磁性粉体中，经由搅拌及蒸发作用，使得磁性粉体表面均匀附着一层绝缘层。而将其引用至马达定子结构，其马达定子本体结构主要结合强度来自于环氧树脂黏结剂。在相同的容积下，产生磁特性的磁性粉体的百分比与强化本体结构强度的环氧树脂的百分比是互成倒数关系，因此在要求高磁特性时其机械强度相对降低，而要求高机械强度时其磁特性相对亦将递减。因此，以此方法无法同时兼顾两个性质要求。另外，图11为目前已知的代表图，由图中可知其将上磁极400、套管500及下磁极600经由特殊机械制程而一体成型，由粉末冶金之基本常识，不同断面积其成型密度及收缩率将不同。主要原因是各区域的断面积不同，其所承受之应力大小不同，所以容易造成收缩不均及易变形的缺点。综合上述，现有的定子组或定子结构均相当复杂，组装费时且易产生组配公差，且部分设计的磁极间相对位置易产生组装偏位，进而影响马达效率。而马达定子结构若单独使用高分子作结合剂其机械强度及磁特性将受到严重的限制。因此，要如何解决上述习用的问题与缺失，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向之所在。
技术实现思路
因此，有必要提出一种新型的马达定子，提高马达效率。根据本专利技术的一种实施型态，该马达定子包括一轴向绕线的线圈，该线圈于轴向上具有两侧，一上磁极板及一下磁极板分别定位于该线圈的轴向两侧，至少上磁极板及下磁极板其中之一于自身外围设多个凸鳍，至少一绝缘片将该线圈与上磁极板及下磁极板隔开，该上磁极板及下磁极板由具核-壳结构的复合性软磁性材料制成，该核-壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供键结强度的壳层，该核心主体及该壳层的材料选择应满足该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值。在该马达定子中，核-壳结构中的核心主体提供磁性力，核-壳结构中的壳层提供键结强度，因此在保证足够的磁力的同时，可保证上磁极板及下磁极板足够的机械强度；另外，该壳层的电阻高于核心主体的电阻，可有效降低涡流损。附图说明图1是一种核-壳结构的示意图。图2是另一种核-壳结构的示意图。图3是又一种核-壳结构的示意图。图4是马达定子第一实施例的分解图。图5是图4的组合图。图6是马达定子第二实施例的分解图。图7是马达定子第三实施例的分解图。图8是图7的组合图。图9是马达定子第四实施例的分解图。图10是一种现有风扇的示意图。图11是另一种现有风扇马达定子的部分零件立体图。具体实施方式为达成上述目的及功效，本专利技术所采用的技术手段及其构造，兹绘图以实施例方式详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解。根据本专利技术的实施例，马达定子的磁极板的磁性原料采用具核-壳结构的复合性软磁性金属材料，其与习知商用铁心粉有很大的差异，主要是利用添加低固溶量或无固溶量的非主相材料，并运用粉末烧结理论的扩散-析出机制或异质介面涂布技术，再以高(低)温处理方式，使其晶粒与晶粒间或粉团与粉团间产生核—壳结构。请参阅图1，该核-壳结构包括一核心主体1及一壳层2，该核心主体1提供磁性力，而壳层2之功能为抑制金属涡电流损产生及提供键结(Bond)强度。所以，在核心主体1的磁性材料方面选择以高初导磁率低磁损之软磁性材料为主，如软磁性金属材料、非晶质铁基磁粉(Amorphous Iron Base)、纯铁粉及其复合材料、软磁性非金属材料；而在壳层2部分以易形成高电阻值材料为主要考虑因素，如金属复合材料、中间化合物(IntermediateCompound)、氧化复合材料、压电材料(Piezoelectricity)、超导体材料，使得壳层之电阻值高于核心主体之电阻值。请参阅图2，该复合性软磁性材料亦可以具有多重核-壳结构。该种结构主要由多个磁性核心主体1’及多个壳层2’所组成。为达此目的，可经过多次喷雾造粒、干燥成形以制作多个核壳结构的磁性粉体。如图3所示，该复合性软磁性材料亦可以具有类似洋葱形结构的核-壳结构，其是由多个单一核-壳结构外还包覆一壳层2，而每一单一核壳结构包括一核心主体1”及一壳层2”。成型后胚体的烧结温度，其高温热处理温度为400℃～1250℃；而低温热处理温度为70℃～400℃。该复合性软磁性材料亦可包括表面蒸镀(Deposition)功能性薄膜的软磁性金属块材。该功能性薄膜可以物理蒸镀制程(Phyasical Vapor Deposition，PVD)、化学蒸镀制程(Chemical Vapor Deposition，CVD)而制成。该功能性薄膜可以是软磁性金属材料、铁氧磁体(Ferrite)、压电材料、铁电材料(Ferroelectricity)、陶瓷材料。习知薄膜或纳米尺度颗粒具有异于块材的特性，其在本专利技术影响最大的因素是反应时间，当晶粒尺寸越小时，其磁域(Magnet Domain)越小，反应磁特性的时间越短，因此可适合在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种马达定子，包括一轴向绕线的线圈，该线圈于轴向上具有两侧，一上磁极板及一下磁极板分别定位于该线圈的轴向两侧，至少上磁极板及下磁极板其中之一于自身外围设多个凸鳍，至少一绝缘片将该线圈与上磁极板及下磁极板隔开，其特征在于：该上磁极板及下磁极板由具核－壳结构的复合性软磁性材料制成，该核－壳结构具有提供磁性力的核心主体及提供键结强度的壳层，该壳层的电阻值高于该核心主体的电阻值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童兆年，侯春树，杨志豪，黄隆伟，
申请(专利权)人：富准精密工业深圳有限公司，鸿准精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]