CN102403840B - 马达 - Google Patents

Abstract

本发明的马达具备：利用导电性材料形成的外罩部件；轴承部；由轴承部支承的转轴；在外罩部件内与轴一起旋转的转子磁铁；在外罩部件内与转子磁铁在径向上对置的环状定子；在外罩部件内与中心轴垂直配置的电路基板；与电路基板连接的电力线及接地线，外罩部件具有与中心轴垂直延展的底部和从底部的外缘部向上方延伸的圆筒部，电路基板具有导电图案和安装在导电图案的电子部件，导电图案具有将来自电力线的电力供给至定子的驱动用电路图案、与接地线连接的接地图案、以及与圆筒部的内侧面接触、或者比驱动用电路图案以及接地图案更接近圆筒部的内侧面的外罩除电图案，电路基板具有电阻，该电阻与接地图案和外罩除电图案电连接。

Description

马达

技术领域

本发明涉及电动式马达。

背景技术

一直以来，在各种OA(Office Automation)设备中，使用内转子型的马达作为驱动源。在日本特开2005-229698号公报中公开的无刷马达具备带盖近似圆筒状的外壳、外罩板、定子、转子磁铁、转子轭、以及旋转轴。外壳具有圆筒状周壁、和设置于圆筒状周壁的一方的端部的端板部。在外壳的另一方的端部固定有外罩板。定子固定于圆筒状周壁的内周面。在定子的内侧配置有具有圆筒部以及盖部的转子轭。在转子轭的圆筒部的外周面固定有转子磁铁。转子磁铁与定子对置。在转子轭的盖部固定有转轴。转轴借助设置于端板部以及外罩板的轴承以旋转自如的方式相对于外壳被支承。

在日本特开平11-75337号公报中公开的模制马达(Molded Motor)具有定子、导电性的支架、以及导电性的橡胶衬套。支架经由树脂安装在定子的轴向端面。橡胶衬套配置在形成于定子的轴向端面的孔与设置于支架的定子侧的面的凹部之间。在模制马达中，定子经由橡胶衬套与支架接地连接。

专利文献1：日本特开2005-229698号公报

专利文献2：日本特开平11-75337号公报

然而，通常在马达中设置有覆盖旋转部以及静止部的外罩部件。在安装马达的设备的框体接地的情况下，由于马达的外罩部件被螺钉紧固于设备的框体，因此外罩部件容易接地。由此，防止外罩部件带电。但是，在框体利用树脂等非导电性材料形成的情况下或在无法将框体接地的情况下，为了防止马达的外罩部件带电，需要额外设置复杂的接地结构。特别是在输送纸张的OA设备中，马达的外罩部件容易因与纸张的摩擦而产生静电。因此，外罩部件的除电很重要。在日本特开平11-75337号公报中公开的手段中，部件数量增加。并且，马达的组装也变得繁琐。

并且，在无刷马达的情况下，设置有安装了集成电路、晶体管等电子部件的电路基板。因此，需要可靠地防止因静电导致的对电子部件、驱动用电路图案的影响。

发明内容

本发明的目的在于容易地降低或者防止外罩部件的带电。

本发明的例示的一个方面所涉及的马达具备：外罩部件，该外罩部件利用导电性材料形成；轴承部；转轴，该转轴以能够以中心轴线为中心旋转的方式由轴承部支承；转子磁铁，该转子磁铁在外罩部件内与转轴一起旋转；环状的定子，该定子在外罩部件内与转子磁铁在径向上对置；电路基板，该电路基板在外罩部件内以与中心轴线垂直的方式配置；以及电力线和接地线，该电力线和接地线与电路基板连接，外罩部件具有：底部，该底部与中心轴线垂直地延展；以及圆筒部，该圆筒部从底部的外缘部向上方延伸，电路基板具有：导电图案；以及电子部件，该电子部件安装在导电图案上，导电图案具有：驱动用电路图案，该驱动用电路图案将来自电力线的电力供给至定子；接地图案，该接地图案与接地线连接；以及外罩除电图案，该外罩除电图案与圆筒部的内侧面接触，或者比驱动用电路图案以及接地图案更接近圆筒部的内侧面，电路基板进一步具有电阻，该电阻与接地图案和外罩除电图案电连接。

根据本发明，能够容易地降低或者防止外罩部件的带电。

附图说明

图1是马达的主视图。

图2是马达的剖视图。

图3是定子的俯视图。

图4是电路基板的俯视图。

图5是其他例子所涉及的马达的剖视图。

标号说明

1：马达；13：轴承部；14：外罩部件；21：转轴；23：转子磁铁；31：定子；32：电路基板；41：导电图案；42：集成电路；45：电阻；46：霍尔元件；141：圆筒部；141a：(圆筒部的)内侧面；311：定子铁芯；321：(电路基板的)边缘；411：驱动用电路图案；412：接地图案；413：外罩除电图案；413a：(外罩除电图案的)边缘；431：电力线；432：接地线；J1：中心轴线

具体实施方式

在本说明书中，将马达在图1中的上侧简单称为“上侧”，将下侧简单称为“下侧”。另外，上下方向并不表示装入实际的设备时的位置关系、方向。并且，将以中心轴线为中心的径向简单称为“径向”。

图1是本发明的例示的一个实施方式所涉及的马达1的主视图。马达1搭载于例如打印机、时间记录器等OA(Office Automation)设备、纸币识别机等输送纸张的设备。在此类设备中，利用马达1的动力输送纸张。马达1也能够搭载于不输送纸张的设备。图2是马达1的剖视图。马达1是内转子型的马达。马达1具备旋转部11、静止部12、轴承部13、外罩部件14、以及盖部件15。旋转部11以朝向上下方向的中心轴线J1为中心而旋转。旋转部11位于静止部12的内侧。轴承部13由两个烧结含油轴承构成。

外罩部件14具有圆筒部141和底部142。外罩部件14通过对金属的冲压加工而形成。底部142与中心轴线J1垂直地延展。底部142具有中央孔部142a以及多个安装孔142b。圆筒部141从底部142的外缘部向上方延伸。圆筒部141的内径约为23mm。

盖部件15与中心轴线J1垂直地延展。盖部件15固定于外罩部件14的圆筒部141的上端。旋转部11以及静止部12配置于外罩部件14以及盖部件15的内侧。在盖部件15的中央形成有孔部151。在外罩部件14的底部142的孔部142a以及盖部件15的孔部151固定有轴承部13。通过将螺丝插入安装孔142b以及设置于设备的框体的安装孔，使得马达1被安装于框体。

旋转部11具备转轴21、转子保持器22、以及转子磁铁23。转轴21插入轴承部13，并以能够以中心轴线J1为中心旋转的方式由轴承部13支承。在图2中，转轴21的输出侧的端部朝向下方。转子保持器22具有转轴固定部221、连接部222、以及圆筒部223。转子保持器22通过对金属薄板进行冲压加工而形成。在转轴固定部221的内侧固定有转轴21。连接部222从转轴固定部221向径向外方延展。筒部223从连接部222的外缘向上方延伸。转子磁铁23固定于圆筒部223的外侧面。转子磁铁23既可以是圆筒状，也可以是多个磁铁在以中心轴线J1为中心的周向上排列的结构。

静止部12具备定子31和电路基板32。定子31是以中心轴线J1为中心的环状的部件。定子31具有定子铁芯311、绝缘体312、以及线圈313。定子铁芯311以压入外罩部件14的圆筒部141的内侧面141a的方式被固定。转子磁铁23位于定子31的径向内侧。转子磁铁23与定子31在径向上对置。定子铁芯311通过将多个磁性钢板沿上下方向层叠而形成。绝缘体312覆盖定子铁芯311。图3是定子31的俯视图。在定子铁芯311上经由绝缘体312卷绕有导线，由此，形成U、V、W的各个相的线圈313。

在对马达1进行驱动时，在图2所示的定子31和转子磁铁23之间产生扭矩。其结果是，在外罩部件14内，转子磁铁23与转轴21一起旋转。

图4是电路基板32的俯视图。在图4中也示出了外罩部件14的圆筒部141。电路基板32为圆板状，通过在作为原材料的板部件(以下称为原部件)冲裁而形成。电路基板32在外罩部件14内以与中心轴线J1垂直的方式配置。电路基板32的外周的边缘321与圆筒部141的内侧面141a接近或抵接。电路基板32具有导电图案41、集成电路42、连接器44、电阻45、以及图2所示的霍尔元件46。在电路基板32上，除了集成电路42、电阻45以及霍尔元件46以外，还安装有其他电阻、电容、晶体管、以及光编码器等各种电子部件。在连接器44上连接有配线部43。即，在电路基板32上连接有后述的电力线431、接地线432、以及两根信号线433。导电图案41具有驱动用电路图案411、接地图案412、以及外罩除电图案413。电路基板32是双面配线基板。驱动用电路图案411以及接地图案412在电路基板32的一方侧经由电子部件等连接。另外，电路基板32也可以是三层以上的多层基板。

集成电路42与驱动用电路图案411以及接地图案412电连接。在集成电路42存储有矩阵(matrix)。矩阵基于利用霍尔元件46检测到的转子磁铁23的旋转位置，显示外加于线圈313的电压的时机。配线部43具有电力线431、接地线432、以及两根信号线433。即，信号线433经由连接器44以及驱动用电路图案411与集成电路42连接。在对马达1进行驱动时，控制马达1的旋转的信号从信号线433输入集成电路42。并且，来自电力线431的电力经由驱动用电路图案411以及各种电子部件供给至图3的定子31的各个相的线圈313。即，驱动用电路图案411将来自电力线431的电力供给至定子31。来自电力线431的电力也可以直接输入集成电路42。

接地线432经由连接器44与接地图案412连接。接地图案412经由电阻45与外罩除电图案413电连接。即，电阻45将接地图案412和外罩除电图案413电连接。在本实施方式中，电阻45的电阻值为100Ω。外罩除电图案413的径向外侧的边缘413a与电路基板32的外周的边缘321重叠。在制造电路基板32时，通过将形成于电路基板32的原部件上的外罩除电图案413与原部件一起冲裁，由此，能够容易地使外罩除电图案413的边缘413a与电路基板32的边缘321一致。并且，外罩除电图案413的边缘413a与圆筒部141的内侧面141a接触，或者比驱动用电路图案411以及接地图案412更接近圆筒部141的内侧面141a。

然而，在搭载有马达1的设备中，容易产生静电。例如，在输送纸张、卡片等时产生静电。但是，在马达1中，通过设置外罩除电图案413，能够防止或者抑制外罩部件14的电位的上升。具体地说，在外罩除电图案413与外罩部件14接触的情况下，当外罩部件14带电时，电流迅速从外罩除电图案413经由电阻45、接地图案412、连接器44以及接地线432流向马达1的外部。另外，准确地说，电位的上升是指电位的绝对值的上升。

在外罩除电图案413与圆筒部141分离的情况下，在外罩部件14过量地带电之前，电流通过放电而从外罩部件14流向外罩除电图案413。并且，由于在外罩除电图案413与接地图案412之间设置有电阻45，因此能够防止在放电时，大电流流到接地图案412。其结果是，也能够暂时防止接地图案412的电位上升。由此，防止集成电路42、图2中的霍尔元件46等容易受到电气损伤的电子部件、驱动电路图案411出现损伤。在马达1的接地线432与其他马达、电子电路等其他部件的接地线一起接地的情况下，也能够防止因接地电位上升导致的对该其他部件的影响。

以上，对马达1的结构进行了说明，在马达1中，即使在框体利用树脂等非导电性材料形成的情况下或在框体无法接地的情况下，也能够通过设置外罩除电图案413而容易地降低或者防止因静电导致的外罩部件14带电。

并且，在马达1中，外罩部件14的接地比通过另外将压接端子螺丝固定于外罩部件来进行接地的情况更容易实现。此外，还能够削减马达1的部件数量。也实现了容易地进行马达1的组装这项作业。

在电路基板32的外周的边缘321与外罩部件14的圆筒部141分离的情况下，外罩除电图案413与圆筒部141的内侧面141a之间的最短距离为0.5mm以下。即，外罩除电图案413与圆筒部141的内侧面141a之间的最短距离优选为0mm以上、0.5mm以下。外罩除电图案413与圆筒部141的内侧面141a之间的最短距离进一步优选为0.25mm以下。即，外罩除电图案413与圆筒部141的内侧面141a之间的最短距离优选为0mm以上、0.25mm以下。

例如，在外罩除电图案413与圆筒部141之间的距离为0.24mm的情况下，在产生放电的电场强度约为30kV/cm的环境中，外罩部件14的带电电位的最大值为720V。以往，虽然当外加例如电位为3kV～5kV左右的静电时，电子部件就会损伤，但通过实验确认了在马达1中，即使外加电位为10kV左右的静电，也能防止电子部件的损伤。如此，通过使外罩除电图案413与圆筒部141之间的距离在上述范围内，能够防止外罩部件14的电位过度上升。在需要进一步控制外罩部件14的电位上升的情况下，将外罩除电图案413与圆筒部141之间的最短距离设置为0.1mm以下。

在马达1中，只要外罩除电图案413比驱动用电路图案411以及接地图案412更接近外罩部件14，则上述外罩除电图案413也可以与电路基板32的外周的边缘321分离。其中，不参与马达1的驱动的导电图案也可以设置在比外罩除电图案413更靠外侧的位置。在此情况下，如上所述，外罩除电图案413与圆筒部141之间的最短距离也优选为0.5mm以下，并且也进一步优选为0.25mm以下。由此，能够防止外罩部件14的电位过度上升。在需要进一步控制外罩部件14的电位上升的情况下，上述距离为0.1mm以下。

在电路基板32中，电阻45的电阻值也可以是100Ω以外的值。为了控制接地图案412上的电流的量，电阻45的电阻值设置为50Ω以上，为了防止电阻45的损伤，电阻45的电阻值设置为500Ω以下。即，电阻45的电阻值优选为50Ω以上、500Ω以下。

图5是示出其他例子所涉及的马达的图。在马达1a中，在外罩部件14a的底部142的内侧设置向上方延伸的圆筒状的轴承保持部143。两个轴承部13在轴承保持部143的内侧支承转轴21。另外，在电路基板32的上部设置检测转轴21的旋转速度的编码器17。马达1a的其他结构与马达1基本相同。当因带电而导致外罩部件14a的电位上升时，电流从图4所示的外罩除电图案413经由电阻45、接地图案412、连接器44以及接地线432流向马达1a的外部。在马达1a中，由于设置有外罩除电图案413，也能够容易地降低或者防止外罩部件14带电。

以上虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。

在上述实施方式中，在电路基板32上也可以不设置霍尔元件46。在该情况下，例如，转子磁铁23的位置基于在转子磁铁23与线圈313之间产生的反电动势而被检测出。将外罩除电图案413设置于电路基板32的方法也可以应用于转子磁铁23位于定子31的径向外侧的外转子型的马达。在电路基板32中，也可以省略连接器44，配线部43直接与驱动用电路图案411以及接地图案412连接。

在上述实施方式中，与驱动用电路图案411的接地不同，也可以设置外罩除电图案413专用的接地图案。但是，外罩除电图案413与接地图案412经由电阻而连接的结构特别适用于没有外罩除电专用的接地图案的情况。在马达1中，能够利用金属以外的导电性材料作为外罩部件14。在马达1、1a中，也可以利用球轴承、烧结含油轴承以外的滑动轴承作为轴承机构。马达1、1a也可以搭载于家电产品等其他各种设备。

上述实施方式以及各个变形例中的结构只要不相互矛盾，也可以适当地组合。

产业上的可利用性

本发明能够利用于各种用途的马达。

Claims (10)

1.一种马达，其特征在于，

所述马达具备：

外罩部件，该外罩部件利用导电性材料形成；

轴承部；

转轴，该转轴由所述轴承部支承为能够以中心轴线为中心进行旋转；

转子磁铁，该转子磁铁在所述外罩部件内与所述转轴一起旋转；

环状的定子，该定子在所述外罩部件内与所述转子磁铁在径向上对置；

电路基板，该电路基板在所述外罩部件内与所述中心轴线垂直配置；以及

电力线和接地线，该电力线和接地线与所述电路基板连接，

所述外罩部件具有：

底部，该底部与所述中心轴线垂直地延展；以及

圆筒部，该圆筒部从所述底部的外缘部向上方延伸，

所述电路基板具有：

导电图案；以及

电子部件，该电子部件安装在所述导电图案上，

所述导电图案具有：

驱动用电路图案，该驱动用电路图案将来自所述电力线的电力供给至所述定子；

接地图案，该接地图案与所述接地线连接；以及

外罩除电图案，该外罩除电图案与所述圆筒部的内侧面接触，或者比所述驱动用电路图案以及所述接地图案更接近所述圆筒部的内侧面，

所述电路基板进一步具有电阻，该电阻与所述接地图案和所述外罩除电图案电连接。

2.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述电子部件是集成电路或者晶体管。

3.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述外罩除电图案的径向外侧的边缘与所述电路基板的外周的边缘重叠。

4.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述外罩除电图案与所述圆筒部的内侧面之间的最短距离为0.5mm以下。

5.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述外罩除电图案与所述圆筒部的内侧面之间的最短距离为0.25mm以下。

6.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述外罩除电图案与所述圆筒部的内侧面之间的最短距离为0.1mm以下。

7.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述电阻的电阻值为50Ω以上、500Ω以下。

8.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述转子磁铁位于所述定子的径向内侧。

9.根据权利要求1所记载的马达，其特征在于，

所述转子磁铁位于所述定子的径向内侧，所述定子的铁芯被压入到所述外罩部件的内侧面。

10.根据权利要求1～9中任意一项所记载的马达，其特征在于，

所述马达搭载于输送纸张的设备。