CN107394932A - 柔性印刷电路板做定子绕组的超微直流无刷电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性印刷电路板(FPC)做定子绕组的超微直流无刷电机。它包括一根电机轴心，两个轴承，一个永磁转子和一个采用可挠柔性印刷电路板与导磁部件相结合的定子外壳。所述定子外壳是通过电铸技术整合柔性印刷电路板做线圈绕组，制作各种外径不同的镍电镀材料的导磁外壳，永磁转子和柔性印刷电路板绕组之间构成气隙，每层柔性印刷电路板的表面均有若干螺旋状的导线，螺旋导线在端部有两个引出点，每个螺旋导线构成多相电机其中一相的绕组。本发明具有重量轻，体积小，功率密度好等优点，而且制作方便，适合批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动机，具体地说是一种柔性印刷电路板做定子绕组的超微直流无刷电机。
背景技术
微型马达是微机电系统(MEMS)中的重要动力部件，在信息、医疗和航天航空领域中的各种超小和高精密装置中有着非常广泛的应用。微型电机种类有静电感应微电机、电晕微电机、磁阻微电机、压电陶瓷微电机和永磁微电机等，其中永磁微电机具有能量转化效率高、工作稳定，易于装配且易实用化的特点被广泛使用。采用溅射、光刻和精密电镀等方法制作定子线圈的永磁电机，属于平面堆叠加工，故只能做扁平式的永磁电机，因此这种电机的结构和性能不能满足人们对多种应用场合的需求。
检索发现，中国专利文献号CN103001426A，授权日2013-3-27，记载了一种“印刷电路板无铁芯盘式电机”，该技术采用一个电机轴和两个转子盘，两个转子盘之间设置定子盘，两个转子盘上安装永久磁铁，定子盘上至少有两层印刷电路板叠加制成，采用上述结构后，具有重量轻、体积小、功率密度好的优点。但是，这种结构的电机是盘式的，不适合很多应用场景，该电机也不适合采用微细加工方法制作超微电机。
进一步检索发现，中国专利文献号CN1728514A，授权日2006-2-1，记载了一种“超微直流无刷电机”，该技术包括机壳、定子组件、转子组件和振子，定子组件设置三绕组空心杯线圈，该发明可以替代传统圆柱形机械换向振动马达，结构简单紧凑。但是，该文献表述该技术只能实现机壳直径为4mm-3mm之间，电机直接偏大，不适合在很多微机电系统中应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可减少装配步骤，提升加工精度，电机性能好的圆柱式超微直流无刷电机。
为了解决上述技术问题，本发明的柔性印刷电路板(FPC)做定子绕组的超微直流无刷电机，包括一根电机轴和设置在电机轴上的两个轴承与永磁体转子，电机定子由导磁外壳与可挠线圈相结合组成，超微直流无刷电机的定子是由电铸技术结合可挠线圈制作各种不同外径的电镀材料的导磁外壳。所述永磁体转子与电机定子构成气隙。
所述可挠线圈由一层或多层柔性印刷电路板制成，每层柔性印刷电路板均有若干螺旋状导线，每个螺旋状导线端部都有两个引出端，连接外部线路，每个螺旋状导线构成多相电机中一相的绕组。
本发明超微直流无刷电机的特点是以柔性印刷电路板做定子绕组，同时运用电铸技术结合可挠线圈绕组制作的导磁外壳为定子，其外形为圆柱形，可制作成外径较小如1.5mm的超微直流无刷电机。此方案可减少组装步骤，提升加工精度，减少无刷电机尺寸，在各种微电机系统中提供良好可靠的动力部件。
附图说明
图1是本发明总体机构剖面示意图。
图2是本发明超微直流无刷电机三维视图。
图3是本发明超微直流无刷电机俯视图。
图4是本发明柔性印刷电路板结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1、图2和图3所示，本实施例包括：一根电机轴1和设置在电机轴1上的两个轴承4与永磁体转子5，电机定子由导磁外壳3与可挠线圈2相结合组成，所述转子包括：不锈钢电机轴1和铜轴承4，永磁体转子5为钕铁硼，并与电机定子构成气隙6；所述定子包括：由柔性印刷电路板2a构成的可挠线圈2和导磁外壳3组成，把可挠线圈2卷曲成圆筒状，通过电镀技术工艺制备得到外径为1.5mm的镍电镀材料的导磁外壳3。
如图4所示，所述的可挠线圈2由柔性印刷电路板2a卷曲制成，柔性印刷电路板2a为双面板，其主要有基板、铜箔、保护胶片和接着剂构成，本发明每层柔性印刷电路板2a表面均有若干螺旋状导线7，每个螺旋状导线7端部都有两个引出端8连接外部控制线路，每个螺旋导线7构成多相电机中一相的绕组。以三相电机为例，如图4所示，采用一层柔性印刷电路板2a制作可挠线圈2，其上设有A、B和C三个相同的螺旋状导线7作为电机的三相，每项螺旋导线7有两个引出端8，A相具有A2和A3两个引出端，A相螺旋状导线中心端A1与引出端A2在电路板背部导通，B和C相螺旋状导线与A相结构相同，本发明也不限于本实施例，比如根据实际使用需要设置两相线圈，也是在本发明的保护范围之内的。
Claims (3)
1.一种柔性印刷电路板做定子绕组的超微直流无刷电机，其特征在于：包括一根电机轴(1)和设置在电机轴(1)上的两个轴承(4)与永磁体转子(5)，电机定子由导磁外壳(3)与可挠线圈(2)相结合组成，所述永磁体转子(5)与电机定子构成气隙(6)。
2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板做定子绕组的超微直流无刷电机，其特征在于：所述可挠线圈(2)由一层或多层柔性印刷电路板(2a)制成，每层柔性印刷电路板(2a)均有若干螺旋状导线(7)，每个螺旋状导线(7)端部都有两个引出端(8)，连接外部线路，每个螺旋状导线(7)构成多相电机中一相的绕组。
3.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板做定子绕组的超微直流无刷电机，其特征在于：超微直流无刷电机的定子是由电铸技术结合可挠线圈(2)制作各种不同外径的电镀材料的导磁外壳(3)。
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