CN102545480B - 马达、风扇以及马达的制造方法 - Google Patents

Abstract

马达、风扇以及马达的制造方法。马达具有静止部、旋转部以及轴承，静止部具有：轴承座，其供轴承插入；基部，其从轴承座的下部向径向外侧扩展；定子，其固定于轴承座的外周；电路基板，其固定于基部上，一部分在轴向上与所述定子重合；以及传感器部，定子具有：定子铁芯，其具有在周向上等间隔地配置的4个齿；以及线圈，电路基板的周向上的两侧的端部与中心轴所成的角小于180度，传感器部具有：封装部，其具有霍尔元件并在周向上离开电路基板而配置；以及多根导线，它们自封装部起与电路基板平行地延伸并连接至电路基板，封装部位于以中心轴为中心、通过电路基板的离中心轴最远的位置的圆内。

Description

马达、风扇以及马达的制造方法

技术领域

本发明涉及电动式的马达。

背景技术

以往，设有用于从各种家电产品或电子设备的机壳内部排出热量的冷却风扇。在日本特开昭58-79461号公报中公开的风扇的马达具有：转子、定子、金属壳、绝缘用圆板和传感器。金属壳具有沿轴向延伸的壁即环圈和与中心轴垂直的端部壁。定子固定于环圈的内侧面。转子配置于定子的内侧。绝缘用圆板固定于端部壁。在绝缘用圆板上设有凹陷部。传感器在被收容于凹陷部的状态下与转子的永磁铁相对。此外，传感器的端部壁侧的表面与设于端部壁的突起部抵接。传感器的端子朝向径向外侧并向远离端部壁的方向弯曲，且与连接线连接。

但是，有的马达在基部上设有搭载了控制电路的电路基板，该控制电路用于控制马达的旋转。电路基板具有用于检测旋转部的转子磁铁的磁极位置的传感器部。因此有必要在电路基板上设置用于配置传感器部的空间，这样就不能减小电路基板的面积。其结果是，不能削减马达的制造成本。此外，如果为了将传感器部配置在电路基板的外部而只是挖出用于配置传感器部的区域，则电路基板的形状会变得复杂，与电路基板外接的矩形的尺寸则不会变小。一般而言，对于马达用的电路基板，从一个母材切取出多个电路基板进行使用的情况较多。因此，当外接于电路基板的矩形的尺寸大时，能从一个母材切出的电路基板的数目不会增加。

发明内容

本发明的目的在于缩小电路基板。

本发明例示的马达具有：静止部；旋转部，其具有转子磁铁；以及轴承，其支承所述旋转部，使该旋转部能相对于所述静止部以中心轴为中心进行旋转，所述静止部具有：圆筒状的轴承座，其供所述轴承插入；基部，其从所述轴承座的下部向径向外侧扩展；定子，其在所述转子磁铁的内侧固定至所述轴承座的外周；电路基板，其固定在所述基部上，该电路基板的一部分与定子在轴向上重合；以及传感器部，其用于检测由所述转子磁铁形成的磁场，所述定子具有：定子铁芯，其具有在周向上等间隔地配置的4个齿；以及线圈，其形成在所述4个齿上，所述电路基板的周向上的两侧的端部与所述中心轴所成的角小于180度，所述传感器部具有：封装部，其具有霍尔元件并在周向上离开所述电路基板而配置；以及多根导线，其自所述封装部起与所述电路基板平行地延伸并连接至所述电路基板，所述封装部位于以所述中心轴为中心、通过所述电路基板的离所述中心轴最远的位置的圆内。

根据本发明，能够缩小电路基板。

附图说明

图1是轴流风扇的剖面图。

图2是轴流风扇的俯视图。

图3是基部以及轴承座的俯视图。

图4是基部的剖面图。

图5是基部的剖面图。

图6是电路基板的俯视图。

图7是基部、轴承座、电路基板以及传感器部的俯视图。

图8是基部、电路基板以及传感器部的剖面图。

图9是基部、电路基板以及传感器部的俯视图。

图10是基部以及电路基板的剖面图。

图11是马达部的静止部的俯视图。

图12是表示装配静止部的流程的图。

具体实施方式

在本说明书中，将轴流风扇的中心轴方向上侧简称为“上侧”，将中心轴方向下侧简称为“下侧”。另外，上下方向并不表示被装配到实际的设备时的位置关系或方向。此外，将与中心轴平行的方向称为“轴向”，将以中心轴为中心的径向简称为“径向”，将以中心轴为中心的周向简称为“周向”。

图1是示出本发明的一个示例性实施方式的轴流风扇1的剖面图。轴流风扇1例如安装于电子灶等家电产品中。

轴流风扇1具有马达部12、机壳13、多个肋14和叶轮15。在本实施方式中，马达部12是两相马达。马达部12使叶轮15绕中心轴J1旋转。机壳13大致为筒状。马达部12以及叶轮15位于机壳13的内侧。多个肋14连接马达部12和机壳13。在轴流风扇1中产生空气的流动，使得从图1中的上侧取入空气，送出到下侧。

叶轮15具有大致圆筒状的罩151、多个叶片152。如图2所示，多个叶片152在周向上等间距地配置，从罩151的外侧面向径向外侧延伸。罩151以及叶片152通过树脂的注射成型而形成为一个部件。

如图1所示，马达部12具有：外转子型的作为旋转组装体的旋转部21、作为静止组装体的静止部22、作为含油套筒的轴承23。旋转部22沿中心轴J1位于静止部22的上侧。旋转部21具有转子座211、转子磁铁212、轴213。转子座211是金属制的，是有盖的大致圆筒状。转子座211的外周被罩151覆盖。由此，叶轮15安装在旋转部21上。由树脂形成转子座211，转子座211也可以兼作为罩151。转子磁铁212固定于转子座211的圆筒部的内侧面。轴213从转子座211的中央向下方突出。

静止部22具有轴承座221、基部222、定子223、电路基板224、传感器部225。传感器部225的数目是1。基部222、轴承座221、机壳13以及肋14通过树脂注射成型而形成为1个部件。轴承座221为圆筒状。轴承23被插入轴承座221内。轴213被插入轴承23内。基部222具有圆板状的底部41、圆环状的环状部42。底部41从轴承座221的下部向径向外侧扩展。环状部42从底部41的外缘向上方延伸。环状部42的内侧面421与中心轴J1平行。

定子223形成为以中心轴J1为中心的环状。定子223在转子磁铁212的内侧被固定于轴承座221的外周。定子223还可以被间接固定于轴承座221的外周。定子223具有定子铁芯31、线圈32。定子铁芯31是通过将薄板状的硅钢板层叠起来而形成的。定子铁芯31的表面由绝缘皮膜覆盖。在定子铁芯31上设置有4个向径向外侧延伸的齿311。通过在齿311上缠绕导线来形成线圈32。电路基板224固定于基部222上，并电连接至定子223。在轴向上，电路基板224的一部分与定子223重合。传感器部225在轴向上与转子磁铁212的下端相对，检测由转子磁铁212形成的磁场。即，传感器部225检测转子磁铁212的磁极的位置。

在轴流风扇1中，轴213被轴承23支承为能够相对于基部222以中心轴J1为中心旋转。由此，旋转部21以及叶轮15能够相对于静止部22旋转。

图3是示出基部222的俯视图。基部222的底部41具有第1突出部411、传感器配置部412、2个第2突出部413a、413b、2个基板载置部414、导线支承部415。图4是图3的箭头A的位置处的基部222的剖面图。如图3以及图4所示，第1突出部411从底部41的上表面41a向上方突出。在俯视时，第1突出部411具有：直线状地延伸的第1直线部411a、从第1直线部411a的两端部相互平行并且同向延伸的2个第2直线部411b。第2直线部411b在朝向预定要载置的电路基板224的方向上延伸。在图4中没有图示第2直线部411b以外的里侧的形状。

第1突出部411的第1直线部411a的内侧的面511、以及第2直线部411b的内侧的面512与中心轴J1平行。如后面所述，面511、512是用于确定传感器部225的位置的面，以下，分别将面511、512称为“传感器定位面511”以及“传感器定位面512”。传感器配置部412设于第1突出部411的内侧，从上表面41a稍微向上方突出。在俯视时，传感器配置部412大致为矩形。

如图3所示，2个第2突出部413a、413b从上表面41a向上方突出。在俯视时，第2突出部413a、413b分别是矩形。图5是图3的箭头B的位置处的基部222的剖面图。在图5中未图示第2突出部413b以外的里侧的形状。在后述的图10中也是同样。第2突出部413a的图5中的左侧、即图3中的右下的面531a与中心轴J1平行。第2突出部413b的与图5的纸面平行的面、即图3中的右上的面531b与中心轴J1平行。此外，表面531a、531b相互垂直。在第2突出部413a、413b附近设有1个基板载置部414。如图3所示，另一个基板载置部414设于第1突出部411附近。

图6是电路基板224的俯视图。电路基板224的边缘61具有：第1直线边缘611、第2直线边缘612和曲线边缘613。第2直线边缘612自第1直线边缘611的图6中的下侧的端部起以垂直于第1直线边缘611的方式延伸。曲线边缘613将第1直线边缘611的图6中的上侧的端部和第2直线边缘612的与第1直线边缘611连接的端部的相反侧的端部连接起来。另外，曲线边缘613整体上是大致曲线状，准确地说是包含直线状的部位。曲线边缘613向离开第1直线边缘611的方向凸出。这样，电路基板224的边缘61的形状仅由直线以及向外侧凸出的曲线构成，在各顶点处，边缘61向外侧凸出。

电路基板224具有连接有线圈32的引出线321的多个焊盘。具体地说，电路基板224在上表面上具有3个引出线连接焊盘621、4个导线连接焊盘622。在引出线连接焊盘621上连接有从图1的线圈32引出的引出线321。在导线连接焊盘622上连接有来自传感器225的导线。在图6中，对引出线连接焊盘621以及导线连接焊盘622附加了平行斜线。

图7是示出安装有电路基板224以及传感器部225的基部222的图。图8是图7中的第1突出部411附近的剖面图、与图4对应。如图7以及图8所示，传感器部225具有封装部71、从封装部71延伸的4根导线72。封装部71是采用树脂封装了霍尔元件的部位。封装部71在俯视时大致为矩形，配置于第1突出部411的内侧。如图8所示，封装部71的侧部711与中心轴J1平行。导线72从封装部71向电路基板224延伸。优选导线72与基部222的底部41的上表面41a以及电路基板224平行。传感器配置部412的上表面412a在轴向上与封装部71的下表面712抵接或接近。以下，将上表面412a称为“传感器配置面412a”。

如图9所示，封装部71大致为矩形，并具有4个侧部。在从导线72向电路基板224延伸的方向以外的3个方向上具有3个侧部。封装部71的3个侧部711与第1突出部411的传感器定位面511、512抵接或接近。进而，导线支承部415与封装部71其余的1个侧部711抵接或接近，通过导线支承部415以及第1突出部411来确定封装部71在垂直于中心轴J1的方向上的位置。导线支承部415的封装部71一侧的与中心轴J1平行的面也作为传感器定位面发挥作用。优选导线72在被导线支承部415从下方支承的状态下，通过焊接连接至电路基板224上的导线连接焊盘622上。

如图7所示，电路基板224载置于图3的2个基板载置部414上。在该状态下，电路基板224的第1直线边缘611与从基部222向上方延伸的轴承座221接近。第1直线边缘611也可以与轴承座221的外侧面抵接。电路基板224具有：由第1直线边缘611和第2直线边缘612形成的角部614、以及由第1直线边缘611和曲线边缘613形成的角部615，分别是直角。当从中心轴J1向径向外侧观察电路基板224时，角部614、615是电路基板224的周向的两侧的端部，角部614、615与中心轴J1所成的角小于180度。

图10是基部222的图7中的第2突出部413a附近的剖面图，与图5对应。如图7以及图10所示，由电路基板224的第1直线边缘611和第2直线边缘612形成的角部614与2个第2突出部413a、413b的表面531a、531b抵接或接近。此外，图7所示的电路基板224的曲线边缘613的一部分与基部222的环状部42的内侧面421抵接或接近。在马达部12中，第2突出部413a、413b的表面531a、531b以及环状部42的内侧面421成为用于确定电路基板224的垂直于中心轴J1的方向上的位置的基板定位面。以下，将表面531a称为“基板定位面531a”，将表面531b称为“基板定位面531b”。

在马达部12中，传感器部225的封装部71以在周向上离开电路基板224的方式进行配置。此外，封装部71位于环状部42的内侧面421的内侧，即以中心轴J1为中心、通过电路基板224的距离中心轴J1最远的位置的圆内。

图11是静止部22的俯视图。定子223的4个齿311在周向上等间隔地配置。电路基板224跨越图11的右侧的齿311的末端与下侧的齿311的末端之间的间隙311a。如上所述，由于图7所示的电路基板224的周向上的两侧的角部614、615与中心轴J1所成的角小于180度，所以电路基板224不会跨越2个以上的间隙311a。

从线圈32引出的3根引出线321被焊接到电路基板224的3个引出线连接焊盘621上。在图11中，在引出线的焊料上附加有平行斜线。在俯视时，所有引出线连接焊盘621的各自的中心位于定子223的径向外侧。引出线连接焊盘621的中心是进行焊接时的目标位置，典型的是重心。如果中心位于定子223的径向外侧，则引出线连接焊盘621的一部分也可以在轴向上与定子223重合。在俯视时，所有导线72的与导线连接焊盘622连接的端部也位于定子223的径向外侧。但是，在径向上排列的导线中，位于径向最内侧的导线的一部分在轴向上与定子223重合。

在马达部12中，由于导线72以及引出线321直接连接于电路基板224，所以与利用绑定销（カラゲピン）的情况相比，能够减少部件数量。此外，当传感器部225被牢固地固定于第1突出部411内时，电路基板224以及传感器部225被直接固定于基部222。因此，当由于马达部12的旋转或外力使基部222振动时，电路基板224以及传感器部225跟随基部222的振动。由此，降低了导线72从导线连接焊盘622剥离、即焊盘剥落或导线72折断、即引脚折断的可能性。

接着，参照图12说明装配轴流风扇1的流程、特别是装配马达部12的静止部22的流程。当装配轴流风扇1时，首先，如图7所示，使角部614位于基板定位面531a、531b之间并且嵌入环状部42的内侧面421的内侧，将电路基板224固定到基部222上（步骤S11）。然后，如图11所示，把定子223固定于轴承座221的外周（步骤S12）。把来自定子223的线圈32的引出线321焊接至电路基板224的引出线连接焊盘621处（步骤S13）。

当引出线321被焊接至电路基板224时，传感器部225的封装部71被配置于基部222的第1突出部411的内侧。在这种状态下，导线72的端部位于导线连接焊盘622上。即，如图9所示，利用传感器定位面511、512进行封装部71的定位，由此，能容易地使导线72的端部位于导线连接焊盘622上。而且，该端部被焊接至导线连接焊盘622处（步骤S14）。在电路基板224中，导线连接焊盘622以及引出线连接焊盘621位于定子223的径向外侧，由此，能容易地进行导线72以及引出线321的焊接。

如图9所示，在传感器部225中，封装部71的3个侧部711与传感器定位面511、512抵接或接近，因此，可以在不使用夹具的情况下防止焊接作业中的传感器部225的位置偏移。其结果是，可以防止焊盘剥落或引脚折断。如图8所示，传感器部225的下表面712在通常情况下与传感器配置部412的传感器配置面412a抵接，但是，也可以在焊接作业后稍微离开传感器配置面412a。在马达部12中，设有在焊接时与封装部71的下表面712抵接的传感器配置面412a，由此，能容易地将传感器部224安装到基部222上。此外，能进行质量稳定的焊接。

随后，在图1所示的轴承座221的内侧插入轴承23。把旋转部21安装到轴承23上。最后，把叶轮固定在旋转部21上，轴流风扇1的组装结束。

以上说明了轴流风扇1的结构以及组装的流程，在马达12中，不需要在电路基板224上配置传感器部225的空间，因此，可缩小电路基板224的面积。进而，将电路基板224设计为电路基板224的周向上的两侧的端部与中心轴J1所成的角小于180度，从而可缩小电路基板224的外形。由此，可增加能够从一个母材切出的电路基板的取出数。其结果是，能廉价地制造电路基板224，可削减马达部12的制造成本。

假如在马达部12中将传感器部225的封装部71设于环状部42的内侧且在电路基板224的径向外侧，则如果不将电路基板224的形状设为避开封装部71的复杂形状，就不能确保电路基板224的面积。其结果是，减少了从母材取出电路基板的取出数。与此相对，在马达部12中，在环状部42的内侧，在周向上离开电路基板224而配置封装部71。由此，能将电路基板224设为简单的形状而减小与电路基板224外接的最小矩形的尺寸，能增加从母材取出的取出数。此外，能在抑制电路基板224的尺寸的同时设置足够尺寸的引出线连接焊盘621以及引出线连接焊盘622。

进而，在电路基板224上，边缘61的形状仅由直线以及向外侧凸出的曲线构成，并且，在各顶点处，边缘61向外侧凸出，由此，与边缘向着内侧而具有凹陷部位的电路基板相比，能够增加从电路基板224的母材取出的取出数。另外，在边缘61中，在不影响从部件取出的取出数的范围内，在第1直线边缘611、第2直线边缘612或曲线边缘613上可以包含微小的凹部。

由于定子铁芯31被绝缘皮膜覆盖，所以与利用绝缘体的马达相比，能使马达部12更便宜。降低电路基板224的制造成本的技术特别适合于这样的低价格的马达部12。

通过在基部222上设置第1突出部411，能容易地将传感器部225安装到电路基板224上。此外，与利用定位用的部件的情况相比，能抑制部件数量，能进一步抑制马达部12的制造成本。而且不需要定位用的部件的安装作业。通过设置第2突出部413a、413b以及环状部42，能容易地固定电路基板224相对于传感器部225的相对位置。由此，能更容易地将传感器部225安装到电路基板224上。

以上说明了本发明的实施方式，但是，本发明不限于上述实施方式，还可进行各种变更。例如，第1突出部411可以仅由一个第1直线部411a以及一个第2直线部411b构成。可以通过在第1突出部411中设置与封装部71的相互邻接的至少2个侧部711相对的面，来容易地进行传感器部225相对于电路基板224的定位。当然，可以如上述实施方式那样设置与4个侧部711相对的面来更容易地确定传感器部225的位置。

在上述实施方式中，在大致径向上排列的4根导线72中，位于接近中心轴J1的一端的导线在轴向上与定子223重合，但是，也可以是全部导线72位于定子的径向外侧。通过把传感器部225配置为至少最靠近中心轴J1的导线72以外的导线位于定子223的外侧，能容易地将导线72焊接至电路基板224上。

在上述实施方式中，全部的导线连接焊盘622的中心位于定子223的径向外侧，但是，即使它们中的一个在轴向上与定子223重合，通常也能在该导线连接焊盘622上进行焊接。即，通过使位于径向最内侧的导线连接焊盘622以外的导线连接焊盘位于定子223的外侧，能容易地将导线72焊接至电路基板224上。

在上述实施方式中，导线72的数目也可以是5。马达部12也可以是单相马达，此时引出线321的数目是2。

电路基板224也可以位于向内侧与基部222的环状部42间隔开的位置。此时，在基部222上另外设置与电路基板224的曲线边缘613抵接并与第2突出部413a、413b一起对电路基板224进行定位的部位。电路基板224的边缘的形状可以是三角形、矩形、梯形等各种其它形状。边缘无需仅由直线构成，也可以在各种方式中包含向外侧凸出的曲线。这样，电路基板224的边缘61的形状仅由直线以及/或者向外侧凸出的曲线构成，在各顶点处，边缘向外侧凸出，由此能增加从母材取出电路基板224的数目。基部222还可以是四角形或六角形等其它形状。

在静止部22的组装作业中，在将电路基板224固定至基部222的步骤和将定子223固定至轴承座221的步骤之间，可以进行将传感器部225配置于基部222的步骤。此外，在将定子223固定于轴承座221之后，还可以将电路基板224固定于基部222上。

除了轴流风扇之外，在周向上离开电路基板而将传感器部配置于基部上的方法也可以适用于离心风扇等其它风扇。

上述实施方式以及各变形例中的结构只要不相互矛盾，就可以进行适当组合。

本发明能够用作轴流风扇等各种风扇的马达，也可用作风扇以外的设备的马达。

Claims (14)

1.一种马达，其具有：

静止部；

旋转部，其具有转子磁铁；以及

轴承，其支承所述旋转部，使所述旋转部能相对于所述静止部以中心轴为中心进行旋转，

所述静止部具有：

圆筒状的轴承座，其供所述轴承插入；

基部，其从所述轴承座的下部起向径向外侧扩展；

定子，其在所述转子磁铁的内侧被固定于所述轴承座的外周；

电路基板，其固定于所述基部上，该电路基板的一部分在轴向上与所述定子重合；以及

传感器部，其检测由所述转子磁铁形成的磁场，

所述定子具有：

定子铁芯，其具有在周向上等间隔地配置的4个齿；以及

线圈，其形成于所述4个齿上，

所述电路基板的周向上的两侧的端部与所述中心轴所成的角小于180度，

所述传感器部具有：

封装部，其在俯视时为矩形，具有霍尔元件并在周向上离开所述电路基板而配置；以及

多根导线，它们自所述封装部起与所述电路基板平行地延伸并连接至所述电路基板，

所述封装部位于以所述中心轴为中心、通过所述电路基板的离所述中心轴最远的位置的圆内。

2.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述电路基板具有连接有所述线圈的引出线的多个焊盘，

所述多个焊盘各自的中心位于所述定子的径向外侧。

3.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述多根导线中的、至少最靠近中心轴的导线以外的导线位于所述定子的径向外侧。

4.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述基部由底部和从该底部的外缘向上方延伸的环状部构成，

所述马达具有从所述底部的上表面向上方突出的第1突出部以及第2突出部。

5.根据权利要求4所述的马达，其中，

所述第1突出部具有传感器配置面，该传感器配置面在轴向上与所述封装部的下表面抵接或接近。

6.根据权利要求4所述的马达，其中，

所述第1突出部具有传感器定位面，该传感器定位面是与所述中心轴平行的面，并且与所述封装部的相互邻接的至少2个侧部相对。

7.根据权利要求6所述的马达，其中，

所述封装部形成为具有4个侧部的矩形状，在从所述导线向所述电路基板延伸的方向以外的3个方向上具有3个侧部，

该3个侧部与所述传感器定位面抵接或接近。

8.根据权利要求4所述的马达，其中，

所述第2突出部还具有基板定位面，该基板定位面是与所述中心轴平行的面，确定所述电路基板在与所述中心轴垂直的方向上的位置。

9.根据权利要求7所述的马达，其中，

所述基部与所述封装部的其余的一个侧部抵接或接近，并且具有从下方支承所述导线的导线支承部。

10.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述电路基板的边缘的形状由直线以及/或者向外侧凸出的曲线构成，在各顶点处，所述边缘向外侧凸出。

11.根据权利要求10所述的马达，其中，

所述边缘具有：

第1直线边缘，其与所述轴承座接近或抵接；

第2直线边缘，其自所述第1直线边缘的一个端部起以垂直于所述第1直线边缘的方式延伸；以及

曲线边缘，其连接所述第1直线边缘和所述第2直线边缘，并且向离开所述第1直线边缘的方向凸出。

12.根据权利要求1所述的马达，其中，

所述定子铁芯的表面由绝缘皮膜覆盖。

13.一种风扇，其具有：

权利要求1所述的马达；以及

叶轮，其安装于所述旋转部上。

14.一种马达的制造方法，该制造方法具有以下步骤：

（a）将电路基板固定在基部上；

（b）将定子固定在从所述基部向上方延伸的圆筒状的轴承座的外周；

（c）在所述（b）步骤后，将从形成在所述定子的4个齿上的线圈引出的引出线连接到所述电路基板；以及

（d）在所述（c）步骤后，将传感器部连接到所述电路基板，

所述电路基板的周向上的两侧的端部与中心轴所成的角小于180度，

在所述（a）步骤以及（b）步骤后，所述电路基板的一部分在轴向上与所述定子重合，

所述传感器部具有：

封装部，其具有霍尔元件并在周向上离开所述电路基板而配置；以及

多根导线，它们自所述封装部起与所述电路基板平行地延伸并连接至所述电路基板，

在所述（d）步骤中，把所述封装部设置在以所述中心轴为中心并通过所述电路基板的离所述中心轴最远的位置的圆内。