CN102434466A - 马达泵及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马达泵及其制造方法，马达泵具备：泵部、马达部、引线和基板等。基板与引线的一部分一起通过模制树脂被埋入于电动泵。在基板的表面具有形成有电路的电路区域。引线与电路区域的预定的连接部连接。在基板的电路区域的一部分与模制树脂之间的界面形成有绝缘性的涂层。绝缘性的涂层与模制树脂相比粘接于基板的一侧。
Description
技术领域
本发明涉及将基板嵌入成型于树脂的马达泵。
背景技术
由于由马达和泵所构成的马达泵连续暴露于水中，因此必须确保其防水性。例如，如日本特开2010-43540号公报所公开的那样，安装于电路基板的电气部件通过嵌入成型而被树脂埋入。由此，电气部件与壳体等一体地成型。
日本特开2010-43540号公报的马达泵，电路基板与定子一起被封固于树脂。与电路基板相连接的多根引线用绝缘套管捆扎。然后，多根引线被引出至马达泵之外。对于该马达泵，通过对绝缘套管进行研究，使得电路基板的防水性得以提高。
并且，示出了下述内容：如果用防水覆膜覆盖电路基板，则能够提高电路基板的防水性。
此外，已知例如在日本特开2002-146266号公报中所公开的那样，公知有为了防止结露等的附着而涂敷在印刷基板的表面的涂层剂。
如果将基板嵌入成型于模制树脂，则能够有效地防止基板直接暴露于水中。可是，由于基板连接有用于与外部的电源等连接的引线，因此并非能够完全与外部隔离。
如果模制树脂与引线等牢牢地粘合，则不会有问题。可是，存在下述可能：例如，通过使用马达泵，由于因高温、低温的反复而产生的热收缩差、振动等物理作用而在模制树脂与引线等之间的界面产生间隙。此外，还存在下述情况：由于加工条件的偏差等而从最初就在模制树脂与引线等之间的界面产生微小的间隙。
即使微小，可如果这些产生于界面的间隙与外部连通，水就会沿着该界面而浸入内部。如果浸入的水到达基板，则存在基板被破坏的可能性。
如日本特开2010-43540号公报所记载的马达泵那样，也能够通过研究绝缘套管等来提高防水性。可是，由于依然存在产生间隙的可能性，因此问题还没有得到根本的解决。
针对该问题，如果预先将日本特开2002-146266号公报所记载的那样的涂层剂涂敷在基板上，则即使水浸入内部，也能够防止基板被破坏。
可是，经研究发现，以往的涂层剂没有设想到用于嵌入成型的基板。因此可知：仅将这些涂层剂涂敷在基板上并进行嵌入成型，无法得到适当的防水效果。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供下述这样的马达泵：该马达泵将基板埋入于树脂，即使水浸入该马达泵的内部，也能够防止基板被破坏。
本发明的马达泵具备：泵部1a、马达部1b、引线8和基板6等，基板6通过嵌入成型与引线8的一部分一起被埋入于模制树脂中。在基板6的表面具有形成有电路的电路区域61a，引线8与电路区域61a处的预定的连接部65连接。在基板6的电路区域61a的部分与模制树脂之间的界面形成有绝缘性的涂层66，该涂层66与模制树脂相比粘接于基板6侧。
附图说明
图1是将一部分通过剖面来示出的、本发明的优选实施方式的马达泵的概要侧视图。
图2是从图1的箭头I的方向观察到的马达泵的俯视图。
图3是示出本发明的优选实施方式的基板的部分的概要仰视图。
图4是在图3中由箭头II所示出的部分的概要剖视图。
图5是在图3中由箭头III所示出的部分的概要剖视图。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。但是，以下的说明只不过是本质地进行例示，本发明并没有限定其适用物及其用途。
(马达泵)
在图1和图2中示出本发明的优选实施方式的马达泵1。马达泵1由泵部1a(离心泵)和马达部1b组装而成。马达泵1具备：壳体2、叶轮组件3、转子4、定子5、基板6、引线8(配线)以及泵室9等。将水(流体)排出的泵部1a由泵室9和叶轮组件3构成。驱动泵部1a的马达部1b由转子4和定子5构成。
壳体2由泵部1a侧的第1壳体2a和马达部1b侧的第2壳体2b构成。将第1壳体2a和第2壳体2b对接而固定为一体。第1壳体2a和第2壳体2b都是合成树脂的注塑成型品。第2壳体2b安装于框架67。定子5和基板6等通过嵌入成型被埋入于框架67中。
在壳体2的内部划分形成有泵室9和转子室，该转子室与泵室9相连。具体而言，泵室9由圆盘状的下壁9a和上壁9b、以及圆筒状的周壁9c划分而成。周壁9c与下壁9a及上壁9b的周围相连。转子室由圆筒状的圆筒壁10a和底壁10b划分而成。圆筒壁10a的一端与在下壁9a的中央部较大地开口的圆形开口相连。底壁10b堵住圆筒壁10a的另一端。
在上壁9b的中央部开口有供水口11，该供水口11用于将水收纳于泵室9。以从供水口11沿着上壁9b的法线方向延伸的方式形成有供水管12。在周壁9c形成有1处排出口13。以从排出口13沿着周壁9c的切线方向延伸的方式形成有排出管14。
叶轮组件3配置于泵室9的内部。叶轮组件3具有叶轮3a、护罩3b以及多个叶片3c、3c、…。叶轮3a和护罩3b为圆环状，且互相对置。多个叶片3c、3c、…呈倾斜放射状地配置于叶轮3a和护罩3b之间。与上壁9b对置的护罩3b的中央的开口与供水口11面对。另一方面，在叶轮3a的下壁9a侧结合有转子4。
转子4收纳于第2壳体2b中央的转子室。转子4具有圆筒状的转子基部41和磁铁42。磁铁42安装于转子基部41的外周面。另外，该磁铁42一般使用塑料磁铁，但是也可以使用烧结磁铁。并且，对于磁铁42，N极和S极沿周向交替配置。
本实施方式的叶轮3a、转子4以及叶片3c一体地形成。叶轮3a和护罩3b通过超声波熔敷等进行固定。并且，圆柱状的主轴43以与旋转轴线A一致的方式配置于壳体2。主轴43插入于圆筒状的轴承44。转子基部41经由轴承44以绕主轴43旋转自如的方式被支承。轴承44的上下端面分别经由环状的推力垫圈45、45以轴承44能滑动自如的方式被支承于壳体2。
定子5是圆筒状的定子铁心51、绝缘体52以及线圈53等的复合部件，并且定子5埋入于框架67。定子铁心51配置于转子4的周围。定子5的内周面隔着微小的间隙与转子4的外周面对置。定子5具备定子铁心51、绝缘体52、多个线圈53、53、…等。
定子铁心51为将多张电磁钢板层压起来的圆筒块状的部件。定子铁心51具有呈放射状延伸的多个齿部(未图示)。通过将导电线经由绝缘性的绝缘体52缠绕在这些齿部，形成多个线圈53、53、…。为了将电流供给至线圈53、53、…，从定子5导出3根导电线的端部7、7、7。端部7、7、7经由从绝缘体52突出的三根连接销(絡げピン)54、54、54与基板6连接(参照图4)。
图3示出基板6。基板6具有板状的基部61、和组装于基部61的表面的电容器或IC(Integrated Circuit)等电子部件62。电子部件62通过电路配线63进行连接，从而形成电路(将形成该电路的区域称作电路区域61a)。电路配线63由在基部61的表面形成图案的导电性的薄膜构成。马达部1b被该电路驱动控制。
在本实施方式中，电路区域61a形成于基板6的两个面。此外，在电路区域61a中设置有第1连接部、第2连接部65、65…。第1连接部用于与连接销54、54、54连接。第2连接部65用于与引线8、8、…连接。引线8、8、…与外部的电源等连接。电流通过引线8、8、…而供给至马达部1b，从而驱动泵部1a。连接销54、54、54和引线8、8、…通过钎焊分别与第1连接部及第2连接部65、65…连接。
基板6也和定子5同样地通过嵌入成型被埋入于框架67中。连接销54、54、54和引线8、8、…的端部也被埋入于框架67中。另外，引线8、8、…在框架67的外表面部分被绝缘套管15捆扎。然后，引线8、8、…被引出至框架67之外(参照图2)。通过将基板6等埋入于构成了框架67的模制树脂(也仅称为框架67)中来防止基板6直接暴露于水中。
可是，即使对基板6进行嵌入成型，也存在在基板6或引线8与框架67之间的界面产生间隙的可能。例如，引线8等和框架67的原材料通常来说不相同。因此，引线8等和框架67受到因温度变化而产生的热收缩差的影响，或者泵的振动等外力也会产生作用。此外，也存在下述情况：因成型时的偏差而从最初就在界面产生间隙。如果在这些界面产生间隙且该间隙与外部连通，则水会从此处浸入。如果浸入的水到达基板6等，则会使马达部1破损。
对绝缘套管15等进行研究则能够提高电路基板的防水性。可是，由于依然存在产生间隙的可能性，因此问题还没有得到根本的解决。因此，马达泵1在基板6的表面形成有涂层66。由此，即使产生间隙且水浸入内部，也能够防止基板6破损。
图4、图5示意性地示出处于被埋入于框架67的状态的基板6的剖面。如这些图所示，在基板6和框架67之间形成有涂层66。涂层66形成于基板6的表面中的至少基板6的电路区域61a的部分。
涂层66具有厚度相对较小的第1区域66a、和厚度相对较大的第2区域66b(在图3中由小圆点所示)。
即，在电路区域61a存在表面的凹凸较大的区域和表面的凹凸较小的区域。表面的凹凸较大的区域是设置有引线8的连接部65和电子部件62的部分等。表面的凹凸较小的区域是设置有电路配线63的部分、露出基部61的部分等。在凹凸较大的部分，由于形成涂层66时气泡的咬入或涂层剂的蔓延不足等而易于形成间隙。其结果是，存在基板6贯穿涂层66而露出的可能。因此，通过增大涂层66的厚度来使这种间隙难以产生(第2区域66b)。
此外，基板6利用凹凸牢牢地粘接涂层66。框架67构成为遍及电路区域61a的整体地使涂层66的表面形成得光滑。由此，能够使模制树脂流动稳定而易于成型。即，从结构上来说，涂层66与框架67相比更牢固地粘接于基板6侧。
而且，通过只在必要的部分处增大涂层66的厚度，涂层66的总量得以减少。此外，材料成本得以抑制。例如，在本实施方式中，将第1区域66a的厚度设定在10～40μm的范围内，将第2区域66b的厚度设定在20～50μm的范围内(都是干燥后的厚度)。
如后述那样，涂层66能够通过将涂层剂涂敷在基板6上而形成。可是，由于在涂敷后要进行嵌入成型，仅涂敷现有的涂层剂难以确保适当的防水性。因此，需要满足预定的条件。在本实施方式的情况下，利用以聚烯烃系的树脂为主要成分并借助于溶剂的挥发而固化的合成树脂形成涂层66。
首先，本实施方式的涂层剂需要以绝缘性优异作为前提条件。例如，优选其电阻值为1.0×1012Ω以上。其次，涂层剂需要耐热性优异。这是由于在嵌入成型时涂层剂要被加热。这也取决于嵌入成型的温度和时间，但需要至少能够在成型后保持涂敷时的形态(第1区域66a和第2区域66b)的程度的耐热性。例如，以丙烯酸系的树脂为主要成分的涂层剂由于耐热性不足而无法使用。
涂层剂需要与基板6、引线8的亲和性优异。此外，涂层剂需要在嵌入成型后与框架67相比更牢固地粘接于基板6侧。当在基板6等与框架67之间的界面产生间隙时，涂层66会附着于框架67侧而从基板6剥离。因此，无法确保基板6的防水性。例如，涂层剂包括：苯乙烯-丁二烯系的橡胶、甲基苯乙烯系的树脂、脂环族饱和碳化氢系的树脂等、以及与苯乙烯进行化学反应的合成树脂。而且，如果模制树脂含有苯乙烯，则涂层剂由于在嵌入成型时与模制树脂结合而一体化，因此无法使用。
因此，涂层剂需要由与基板6、引线8的亲和性高而与框架67的亲和性低的成分构成。另外，涂层66与框架67相比粘接于基板6侧能够通过下述方式得以确认：在将基板6从框架67剥下时，涂层66实际上附着于基板6侧。
优选涂敷时的粘度能够设定在200～500mPa·s的范围内的涂层剂。
本实施方式的情况下，由于是在常温下进行涂敷，因此上述粘度为25℃时的值。如果粘度过低，则涂层剂会在基部61上扩散。那么，稳定的所希望的厚度的涂层66就不会形成。另一方面，如果粘度过高，则容易卷入气泡，使涂层剂的流动性变差。进而，可能会在涂层与电子部件62等之间形成间隙。
接下来的表1示出使用各种涂层剂(A～E)并分别对其粘度进行比较的试验结果。
(表1)
| 涂层剂 | A | B | C | D | E |
| 粘度(mPa·s) | 40 | 125 | 230 | 400 | 750 |
| 评价 | × | △ | ○ | ○ | × |
表所示的粘度示出了涂敷时的粘度。C、D涂层剂在嵌入成型后仍保持着涂敷时的形态。此外，涂层剂良好地渗透，也没有发现形成间隙。与此相对，A、B、E涂层剂在形态保持性、粘着性方面不如C、D涂层剂。因此，在涂敷涂层剂时，通过将其粘度设定在200～500mPa·s的范围内，形成了稳定的高精度的涂层66。
马达泵的制造方法
下面，对本实施方式的马达泵1的制造方法进行说明。本制造方法包括涂敷工序、干燥工序以及嵌入成型工序等。
涂敷工序
在本工序中，通过使用分配器(dispenser)将液态的涂层剂从喷嘴向基板6的电路区域61a喷出，来涂敷涂层剂。在基板6的连接部65钎焊引线8。涂敷在常温(约25℃)下进行。每单位面积的涂敷量能够通过来自喷嘴的挤压力、喷嘴的移动速度进行调整。通过在涂敷中使用分配器，使得第1区域66a和第2区域66b的精度提高。并且，提前利用溶剂将涂层剂稀释并调整到预定的粘度。优选的是，200～500mPa·s的范围内的粘度较好。
干燥工序
在本工序中，通过使溶剂挥发来使涂层剂固化。通常，如果温度约为50℃～70℃，则这种涂层剂需要0.5～1个小时进行固化。可是，在本实施方式中，在50℃～70℃条件下至少5个小时以上(例如8个小时)才能使涂层剂过度地干燥(过干燥)。被稀释的涂层剂中通常含有沸点为100℃以上的高沸点的溶剂(例如，甲基环己烷或乙基环己烷等)。如果残留有这种溶剂，则在嵌入成型时，溶剂气化而形成气泡，在涂层66中产生间隙。对此，通过进行过干燥能够除去高沸点的溶剂，因此抑制了气泡的形成，形成了没有间隙的均质的涂层66。
嵌入成型工序
在本工序中，通过嵌入成型将基板6、引线8的一部分以及定子5等埋入于由热固性树脂构成的模制树脂中，成型框架67。由于嵌入成型的基本内容与以往的方法相同，因此省略说明。但是，优选将成型温度设定为150℃以下。如果超过150℃，则存在基板6等或涂层剂发生热变性的可能。合模时间为大约3分钟。填充后的保持时间也取决于模制树脂的原材料和形状等，可是约为30～60秒。
在形成框架67后，将第2壳体2b插入框架67。然后，组装与主轴43和叶轮组件3成为一体的转子4。第1壳体2a和第2壳体2b通过螺钉进行紧固即可。
根据本实施方式的马达泵1，与框架67相比更牢固地与基板6粘接的涂层66，形成于嵌入成型的基板6与框架67之间的界面。假设即使在它们的界面产生有间隙，涂层66也会附着于基板6侧。因此，即使水浸入间隙，电路区域61a也被涂层66覆盖着。因此，确保了防水性，从而防止马达泵1破损。
并且，本发明所涉及的马达泵1等并不限定于上述的实施方式，也包含除此以外的各种结构。
在上述的实施方式中，将基板6嵌入成型于框架67。然后，将第2壳体2b插入框架67。并不仅限于此，例如，也可以在形成框架67时也将第2壳体2b一起进行嵌入成型。
此外，涂层66也可以进行多次涂敷，通过使涂敷次数不同，形成厚度不同的第1区域66a和第2区域66b。涂层66在第1区域66a和第2区域66b以外也可以具有厚度与这些区域不同的区域。
本发明能够应用于例如餐具清洗器、洗衣机等用于水环境的家电设备。也能够应用于容易产生结露等的空调等。
Claims (6)
1.一种马达泵，该马达泵具备：
泵部，其将流体排出；
马达部，其驱动所述泵部；
电路配线，其将电流供给至所述马达部；
引线；以及
基板，其与所述引线连接，并具有所述电路配线，
所述基板通过嵌入成型与所述引线的一部分一起被埋入于模制树脂，
该马达泵的特征在于，
在所述基板的表面具有安装有电子部件的电路区域，
所述引线与所述电路区域的预定的连接部连接，
在所述基板的所述电路区域的部分与所述模制树脂之间的界面形成有绝缘性的涂层，该涂层与所述模制树脂相比粘接于所述基板侧。
2.根据权利要求1所述的马达泵，其中，
所述涂层具有厚度相对较小的第1区域和厚度相对较大的第2区域，
所述连接部位于所述第2区域的范围。
3.一种权利要求1或权利要求2所述的马达泵的制造方法，其特征在于，
所述马达泵的制造方法包括以下工序：
在所述基板的所述电路区域的部分涂敷液态的涂层剂的涂敷工序；
通过使溶剂挥发至少5个小时以上来使所述涂层剂固化的干燥工序；以及
将所述基板与所述配线的一部分一起埋入于所述模制树脂的嵌入成型工序，
在所述涂敷工序中，被涂敷的所述涂层剂的粘度设定在200～500mPa·s的范围内。
4.一种权利要求1或权利要求2所述的马达泵的制造方法，其特征在于，
所述马达泵的制造方法包括以下工序：
在所述基板的所述电路区域的部分涂敷液态的涂层剂的涂敷工序；
通过使溶剂挥发至少5个小时以上来使所述涂层剂固化的干燥工序；以及
将所述基板与所述配线的一部分一起埋入于所述模制树脂的嵌入成型工序，
在所述涂敷工序中，被涂敷的所述涂层剂的粘度设定在200～500mPa·s的范围内，并使用分配器进行所述涂层剂的涂敷。
5.一种权利要求1或权利要求2所述的马达泵的制造方法，其特征在于，
所述马达泵的制造方法包括以下工序：
在所述基板的所述电路区域的部分涂敷液态的涂层剂的涂敷工序；
通过使溶剂挥发至少5个小时以上来使所述涂层剂固化的干燥工序；以及
将所述基板与所述配线的一部分一起埋入于所述模制树脂的嵌入成型工序，
在所述涂敷工序中，被涂敷的所述涂层剂的粘度设定在200～500mPa·s的范围内，
在所述嵌入成型工序中，成型温度设定为150℃以下。
6.一种权利要求1或权利要求2所述的马达泵的制造方法，其特征在于，
所述马达泵的制造方法包括以下工序：
在所述基板的所述电路区域的部分涂敷液态的涂层剂的涂敷工序；
通过使溶剂挥发至少5个小时以上来使所述涂层剂固化的干燥工序；以及
将所述基板与所述配线的一部分一起埋入于所述模制树脂的嵌入成型工序，
在所述涂敷工序中，被涂敷的所述涂层剂的粘度设定在200～500mPa·s的范围内，并使用分配器进行所述涂层剂的涂敷，
在所述嵌入成型工序中，成型温度设定为150℃以下。
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