CN108233582B - 定子单元、马达、及定子单元的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供定子单元、马达、及定子单元的制造方法。该马达的定子单元具备：基底构件、电枢、电路基板、及模制树脂部。基底构件相对于上下延伸的中心轴大致垂直地扩展。电枢位于基底构件的上侧。电路基板位于基底构件的上侧，且与电枢电连接。模制树脂部覆盖电枢及电路基板。在模制树脂部的成型时，首先，利用第一金属模具支撑基底构件。然后，组合第一金属模具和第二金属模具，在第一金属模具与第二金属模具之间形成空腔。此时，将第二金属模具隔着弹性构件按压于基底构件的上表面的在俯视视野中比电路基板靠径向外侧。然后，向空腔流入熔融树脂。

Description

定子单元、马达、及定子单元的制造方法

技术领域

本发明涉及定子单元、马达、及定子单元的制造方法。

背景技术

目前，已知具备覆盖定子的模制树脂部的所谓的模制马达。模制马达的防水性、驱动时的防振性及隔音性优异。特别是模制马达通过模制树脂部，能够抑制水滴浸入定子包含的线圈等通电部位。对于现有的模制马达，例如在日本国公开公报特开H06-178484号公报中有记载。

在模制树脂部的成型时，将包含定子和支撑定子的基底构件的组件收纳于一对金属模具之间。然后，向形成于一对金属模具之间的空腔流入熔融树脂。此时，基底构件的一部分被夹在一对金属模具之间。因此，若一对金属模具的紧固压力过强，则由于来自金属模具的负载，基底构件可能破损。

发明内容

本公开的目的在于，提供一种在模制树脂部的成型时，能够防止基底构件由于来自金属模具的负载而破损的构造及制造方法。

本公开的示例性的实施方式为用于马达的定子单元，其具备：基底构件，其相对于上下延伸的中心轴大致垂直地扩展；电枢，其位于上述基底构件的上侧；电路基板，其位于上述基底构件的上侧，且与上述电枢电连接；以及模制树脂部，其覆盖上述电枢及上述电路基板，上述基底构件在俯视视野中在比上述电路基板靠径向外侧具有弹性构件，上述弹性构件的至少一部分位于比上述模制树脂部靠径向外侧。

本公开的示例性的另一实施方式为马达，其具备：上述的定子单元；以及转子单元，其能够以上述中心轴为中心旋转地被支撑，且具有在径向上与上述电枢对置的磁极面。

本公开的示例性的另一实施方式为定子单元的制造方法，该定子单元具备：基底构件，其相对于上下延伸的中心轴大致垂直地扩展；电枢及电路基板，其均位于上述基底构件的上侧；以及模制树脂部，其覆盖上述电枢及上述电路基板，上述定子单元的制造方法具备：a)利用第一金属模具支撑上述基底构件的工序；b)将上述第一金属模具和第二金属模具组合，在上述第一金属模具与上述第二金属模具之间形成空腔的工序；c)向上述空腔流入熔融树脂的工序，上述工序b)中，上述第二金属模具隔着弹性构件按压于上述基底构件的上表面的在俯视视野中比上述电路基板靠径向外侧。

根据本公开的示例性的实施方式及其它实施方式，在模制树脂部的成型时，使弹性构件介于基底构件的上表面与第二金属模具之间，通过压缩弹性构件，从而能够抑制施加于基底构件的负载。因此，能够防止基底构件由于来自金属模具的压力而破损。

有以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征，要素，步骤，特点和优点。

附图说明

图1是一实施方式的马达的纵剖视图。

图2是表示模制树脂部的成型顺序的流程图。

图3是表示模制树脂部的成型时的情形的图。

图4是表示模制树脂部的成型时的情形的图。

图5是表示模制树脂部的成型时的情形的图。

图6是基底构件、电路基板、第一金属模具、及第二金属模具的局部纵剖视图。

图7是基底构件、电路基板、第一金属模具、及第二金属模具的局部纵剖视图。

图8是马达的局部纵剖视图。

图9是基底构件的俯视图及纵剖视图。

图10是变形例的马达的局部纵剖视图。

图11是变形例的基底构件的俯视图及纵剖视图。

图12是变形例的基底构件及O型圈的局部纵剖视图。

图13是变形例的基底构件、电路基板、第一金属模具、及第二金属模具的局部纵剖视图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本公开的示例性的实施方式进行说明。此外，在本公开中，将与包含定子单元的马达的中心轴平行的方向称为“轴向”，将与马达的中心轴正交的方向称为“径向”，将沿着以马达的中心轴为中心的圆弧的方向称为“周向”。另外，本申请中，将轴向设为上下方向，相对于基底构件，将电枢侧设为上，从而说明各部分的形状及位置关系。但是，并非意在通过该上下方向的定义来限定本发明的马达的制造时及使用时的方向。

图1是包含本公开的一实施方式的马达1的轴流风机100的纵剖视图。该轴流风机100例如作为在配置有多个电子设备的通信基站供给冷却用的空气流的装置而使用。但是，本公开的定子单元及马达也可以用于家电产品或车载部件等其它用途。

如图1所示，马达1具有定子单元2及转子单元3。定子单元2固定于搭载马达1的装置的框体。转子单元3经由上轴承部26及下轴承部27被支撑为能够相对于定子单元2旋转。

定子单元2具有：基底构件21、轴承外壳22、定子23、电路基板24、及模制树脂部25。

基底构件21在比定子23靠下侧，相对于中心轴9大致垂直地扩展。基底构件21的材料使用树脂。基底构件21经由多个肋与构成轴流风机100的风洞的筒状的壳体(省略图示)连接。基底构件21、多个肋、及壳体可以为一体的构件，也可以为分体的构件。

本实施方式的基底构件21具有圆板部211、内侧壁部212、及外侧壁部213。圆板部211在轴承外壳22的周围呈环状且相对于中心轴9垂直地扩展。内侧壁部212从圆板部211的径向内侧的端部向上侧呈环状地突出。内侧壁部212固定于轴承外壳22的外周面。外侧壁部213从圆板部211的径向外侧的端部向上侧呈环状地突出。

轴承外壳22是沿着中心轴9在上下方向上延伸的圆筒状的构件。轴承外壳22位于基底构件21、定子23、及电路基板24的径向内侧且上轴承部26及下轴承部27的径向外侧。轴承外壳22的材料使用例如黄铜或铁等金属。轴承外壳22的下端部固定于基底构件21的内周部。

基底构件21通过使熔融树脂流入预先收纳有轴承外壳22的金属模具的内部并固化而得到。即，基底构件21是通过注塑成型与轴承外壳22成为一体的树脂成型品。基底构件21在成型的同时固定于轴承外壳22。但是，基底构件21也可以通过粘接剂等其它方法固定于轴承外壳22。

如以上那样，本实施方式以轴承外壳为金属制，且基底构件为树脂制为前提来进行说明，但本发明不限于此。即，轴承外壳及基底构件也可以是树脂制的一体构件。在该情况下，与轴承外壳及基底部分别为不同构件的情况相比，部件数量变少，因此，生产率提高。

定子23是根据驱动电流产生旋转磁场的电枢。定子23位于基底构件21及电路基板24的上侧且轴承外壳22的径向外侧。定子23具有定子铁芯41、绝缘子42、及多个线圈43。定子铁芯41由作为磁性体的层叠钢板构成。定子铁芯41具有圆环状的芯背411和多个齿412。芯背411的内周面固定于轴承外壳22的外周面。各齿412从芯背411向径向外侧突出。

绝缘子42装配于定子铁芯41。各齿412的上表面、下表面、及周向的两侧面被绝缘子42覆盖。绝缘子42的材料使用作为绝缘体的树脂。线圈43由隔着绝缘子42卷绕于齿412的周围的导线构成。绝缘子42介于定子铁芯41与线圈43之间，防止定子铁芯41和线圈43电短路。

电路基板24位于定子23的下侧且基底构件21的上侧。另外，电路基板24在轴承外壳22的周围呈环状且相对于中心轴9垂直地扩展。在电路基板24的上表面及下表面的至少一方安装有电路。构成线圈43的导线的端部经由省略了图示的端子销而与电路基板24的该电路电连接。当从外部电源向电路基板24供给电力时，从电路基板24的该电路向多个线圈43供给驱动电流。

模制树脂部25覆盖定子铁芯41、绝缘子42、多个线圈43、及电路基板24。模制树脂部25的材料例如使用热固性的不饱和聚酯树脂。模制树脂部25通过使熔融树脂流入收纳有基底构件21、轴承外壳22、定子23、及电路基板24的金属模具内的空腔并固化而得到。即，模制树脂部25是通过树脂成型与基底构件21、轴承外壳22、定子23、及电路基板24成为了一体的树脂成型品。

这样，通过利用模制树脂部25覆盖定子23及电路基板24，能够抑制水滴附着于定子23及电路基板24。因此，能够抑制马达1内的通电部分由于水滴的附着而产生故障。此外，定子23的表面的一部分也可以从模制树脂部25露出。例如，齿412的径向外侧的端面和绝缘子42的内周面也可以从模制树脂部25露出。在该情况下，齿412的径向外侧的端面、及绝缘子42的内周面只要被绝缘被膜覆盖即可。于是，即使从模制树脂部25露出，也能够抑制由于水滴的附着而产生故障。

上轴承部26及下轴承部27是能够旋转地支撑后述的轴31的机构。下轴承部27介于轴31的下端部与轴承外壳22之间。上轴承部26在比下轴承部27靠上侧介于轴31与轴承外壳22之间。上轴承部26及下轴承部27例如使用使内圈和外圈隔着球体相对旋转的滚珠轴承。上轴承部26的外圈及下轴承部27的外圈固定于轴承外壳22的内周面。上轴承部26的内圈及下轴承部27的内圈固定于轴31的外周面。由此，相对于轴承外壳22，轴31被支撑为能够以中心轴9为中心旋转。

但是，上轴承部26及下轴承部27也可以使用其它方式的轴承来代替滚珠轴承。

转子单元3具有轴31、转子支架32、及多个磁铁33。

轴31是沿着中心轴9延伸的柱状的构件。轴31的材料例如使用不锈钢等金属。轴31的包含下端部的一部分收纳于轴承外壳22的径向内侧。轴31的上端部向轴承外壳22及定子23的上侧突出。轴31由上轴承部26及下轴承部27能够旋转地支撑。

转子支架32是与轴31一起旋转的构件。转子支架32的材料例如使用作为磁性体的铁等金属。转子支架32具有支架顶板部321及支架圆筒部322。支架顶板部321相对于中心轴9大致垂直地扩展。支架顶板部321的中央部固定于轴31。支架圆筒部322从支架顶板部321的外周部向下侧呈圆筒状延伸。

多个磁铁33固定于支架圆筒部322的内周面。各磁铁33的径向内侧的面为N极或S极的磁极面。多个磁铁33以N极磁极面和S极磁极面交替排列的方式沿周向排列。齿412的径向外侧的端面和磁铁33的径向内侧的面在径向上对置。

在驱动马达1时，从电路基板24经由端子销向线圈43供给驱动电流。于是，在定子铁芯41的多个齿412产生旋转磁场。由此，在齿412与磁铁33之间产生周向的扭矩。其结果，转子单元3以中心轴9为中心旋转。

另外，轴流风机100具有叶轮5。叶轮5具有叶轮杯51和多个叶片52。叶轮杯51固定于转子支架32。多个叶片52从叶轮杯51的外周面向径向外侧扩展。当驱动马达1时，叶轮5也随着转子单元3而旋转。由此，在轴流风机100的周围产生从上向下的气流。

接下来，对模制树脂部25的成型更详细地进行说明。图2是表示模制树脂部25的成型顺序的流程图。图3～图5是表示模制树脂部25的成型时的情形的图。

首先，准备包含基底构件21、轴承外壳22、定子23、及电路基板24的组件20。然后，将该组件20收纳于第一金属模具61及第二金属模具62的内部。具体而言，首先，如图3所示，将基底构件21的下表面及外周面嵌入第一金属模具61。由此，利用第一金属模具61支撑基底构件21(步骤S1)。然后，如图4所示，利用第二金属模具62覆盖组件20的上部，将一对金属模具61、62闭合(步骤S2)。由此，在组合起来的第一金属模具61与第二金属模具62之间形成空腔60。组件20收纳于该空腔60。

然后，向空腔60流入熔融树脂(步骤S3)。如图4及图5中由虚线所示地，在第二金属模具62设有成为熔融树脂的供给口的浇口63。熔融树脂从第一金属模具61及第二金属模具62的外部通过浇口63而流入空腔60。不久，当如图5所示地熔融树脂遍布于整个空腔60时，然后，通过加热等进行熔融树脂的固化(步骤S4)。熔融树脂通过进行固化而成为模制树脂部25。熔融树脂通过注射成型机以预定的压力流入空腔60。通过以预定的压力流入，从而能够使熔融树脂均匀地遍布在空腔60内。此外，注入方法不限于此，熔融树脂也可以通过注射成型机以外的机构注入空腔60内。

然后，打开第一金属模具61和第二金属模具62，将形成有了模制树脂部25的组件20从第一金属模具61及第二金属模具62取出(步骤S5)。

图6及图7是基底构件21、电路基板24、第一金属模具61、及第二金属模具62的局部纵剖视图。图6表示第一金属模具61和第二金属模具62接触前的状态。图7表示第一金属模具61和第二金属模具62接触后的状态。图8是制造后的马达1的局部纵剖视图。图9是制造后的基底构件21的俯视图及纵剖视图。

如图6～图9所示，在基底构件21的外侧壁部213的上表面设有O型圈70。O型圈70是比基底构件21及第二金属模具62容易弹性变形的圈状的树脂制的构件(弹性构件)。O型圈70的材料使用例如弹性体。如图9所示，O型圈70的形状为以中心轴9为中心的环状。

本实施方式中，基底构件21在外侧壁部213的上表面具有槽部214。O型圈70的下部收纳于槽部214。这样，通过O型圈70的一部分收纳于槽部214，从而抑制O型圈70的错位。另外，在制造时，容易进行O型圈70的定位。槽部214的表面和O型圈70例如通过粘接剂固定。O型圈70的上部从外侧壁部213的上表面向上方突出。槽部214及O型圈70在俯视视野中位于比电路基板24靠径向外侧。

在组合第一金属模具61和第二金属模具62时，O型圈70介于外侧壁部213的上表面与第二金属模具62的下表面之间。由此，第二金属模具62隔着O型圈70按压于外侧壁部213的上表面。于是，如图7所示，O型圈70在轴向上被压缩。这样，通过有意地使比基底构件21容易弹性变形的O型圈70变形，能够降低施加于基底构件21的负载。因此，能够抑制基底构件21的圆板部211、内侧壁部212以及外侧壁部213由于来自第二金属模具62的负载而破损。

特别地，本实施方式中，在基底构件21的上表面设有环状的外侧壁部213。因此，与没有外侧壁部213的情况相比，基底构件21的周缘部的刚性较高。因此，能够进一步抑制基底构件21由于来自第二金属模具62的负载而破损。

另外，O型圈70设于在轴向上与电路基板24不重叠的位置。另外，支撑O型圈70的外侧壁部213和电路基板24未直接连接。因此，从第二金属模具62施加于O型圈70的负载难以传递至电路基板24。因此，能够抑制电路基板24由于来自第二金属模具62的负载而变形。

另外，上述的步骤S3中，O型圈70还发挥防止熔融树脂向径向外侧漏出的作用。模制树脂部25形成于比O型圈70的外缘靠径向内侧。如图6所示，本实施方式中，O型圈70设于在轴向上与第二金属模具62的下端面的内周部621重叠的位置。因此，成型后的模制树脂部25的外周部在俯视视野中与O型圈70的至少一部分重叠。即，O型圈70的至少一部分位于比模制树脂部25靠径向外侧。

若假设整个O型圈70位于比第二金属模具62的下端面的内周部621靠径向外侧，则在O型圈70的径向内侧，在基底构件21与第二金属模具62之间产生微小的间隙。因此，制造后的马达1中，在O型圈70的径向内侧形成树脂的薄膜。这种薄膜容易从基底构件21剥离。但是，本实施方式的构造中，在O型圈70的径向内侧不形成这种树脂的薄膜。

另外，如图6所示，本实施方式中，O型圈70与基底构件21的上表面的周缘部215隔开间隔而位于径向内侧。若假设使O型圈70设于基底构件21的上表面的最外端部，则被压缩了的O型圈70的一部分可能进入第一金属模具61与第二金属模具62之间。于是，会成为第一金属模具61和第二金属模具62不能完全面接触而使模制树脂部25的成型精度降低的主要原因。但是，本实施方式的构造中，即使O型圈70因被压缩而稍微向径向外侧扩展，被压缩了的O型圈70的一部分也难以进入第一金属模具61与第二金属模具62之间。因此，能够使第一金属模具61的上端面和第二金属模具62的下端面高精度地面接触。

如上述，本实施方式中，如图4及图5中由虚线所示地，在第二金属模具62设有浇口63。浇口63在第二金属模具62的周向的一部分，从外周面向内周面延伸。因此，如图1及图8所示，成型后的模制树脂部25在外周面的一部分具有作为浇口63的痕迹的浇口痕251。浇口痕251位于比电路基板24靠轴向下侧且比基底构件21靠轴向上侧。

通过在这种位置配置浇口63，能够以不会在安装于电路基板24的大量电子部件的附近产生气泡的方式向空腔60充填树脂。另外，浇口痕251位于比转子单元3及叶轮5靠下侧。因此，能够防止浇口痕251与转子单元3或叶轮5接触。

此外，浇口也可以设于第一金属模具61。例如，也可以在基底构件21设置在轴向上贯通的贯通孔，且在第一金属模具61中的在轴向上与该贯通孔对置的位置设置浇口。在该情况下，在模制树脂部25中的位于基底构件21的贯通孔内的部分的下表面形成浇口痕。

以上，对本公开的示例性的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。

图10是变形例的马达1A的局部纵剖视图。图11是变形例的基底构件21A的俯视图及纵剖视图。图10及图11的例子中，基底构件21A具有两个O型圈70A。两个O型圈70A均为以中心轴9A为中心的圆环状。另外，两个O型圈70A的直径互不相同。这样，若将直径不同的环状的O型圈70A在径向上配置多个，则能够进一步抑制模制树脂部25A的成型时的熔融树脂向径向外侧的漏出。

图12是另一变形例的基底构件21B及O型圈70B的局部纵剖视图。图12的例子中，基底构件21B的外侧壁部213B的上表面成为没有槽部的平坦面。然后，在该外侧壁部213B的上表面，利用粘接剂71B固定有O型圈70B。这样，基底构件21B也可以不具有保持O型圈70B的槽部。粘接剂71B介于外侧壁部213B的上表面与O型圈70B之间，从而抑制O型圈70B相对于基底构件21B的错位。

图13是另一变形例的基底构件21C、电路基板24C、第一金属模具61C、及第二金属模具62C的局部纵剖视图。图13的例子中，O型圈70C不设于基底构件21C，而设于第二金属模具62C。具体而言，在第二金属模具62C的下端面的内周部固定有作为弹性构件的O型圈70C。O型圈70C的下部向第二金属模具62C的下端面的下方突出。在这种形态下，在组合第一金属模具61C和第二金属模具62C时，也能够使O型圈70C介于基底构件21C的上表面与第二金属模具62C的下表面之间。因此，能够抑制基底构件21C由于来自第二金属模具62C的负载而破损。

另外，如图13所示，若在第二金属模具62C设置O型圈70C，则能够从制造后的定子单元去除O型圈。因此，不需要对大量制造的每个马达准备O型圈。

另外，上述的实施方式中，作为弹性构件使用了O型圈。但是，介于基底构件与第二金属模具之间的弹性构件，也可以是作为所谓的O型圈流通于市场的部件以外的具有弹性的构件。另外，弹性构件只要至少在制造时具有弹性即可。因此，弹性构件也可以由于制造马达后的经年劣化等而失去弹性。

另外，各构件的详细部位的形状也可以与本公开的各图所示的形状不同。另外，也可以将上述的实施方式及变形例中出现的各单元在不产生矛盾的范围内适当组合。

本公开例如能够用于定子单元、马达、及定子单元的制造方法。

Claims (17)

1.一种定子单元，其用于马达，

上述定子单元具备：

基底构件，其相对于上下延伸的中心轴大致垂直地扩展；

电枢，其位于上述基底构件的上侧；

电路基板，其位于上述基底构件的上侧，且与上述电枢电连接；以及

模制树脂部，其覆盖上述电枢及上述电路基板，

上述定子单元的特征在于，

上述基底构件在俯视视野中在比上述电路基板靠径向外侧具有弹性构件，

上述弹性构件的一部分位于比上述模制树脂部靠径向外侧，

上述弹性构件为以上述中心轴为中心的环状，

上述模制树脂部形成于比上述弹性构件的外缘靠径向内侧，在俯视视野中，上述模制树脂部的外周部与上述弹性构件的一部分重叠，

上述弹性构件位于比上述基底构件的上表面的周缘部靠径向内侧。

2.根据权利要求1所述的定子单元，其特征在于，

上述弹性构件的至少一部分从上述基底构件的上表面突出。

3.根据权利要求1所述的定子单元，其特征在于，

上述基底构件具有多个上述弹性构件，

多个上述弹性构件以上述中心轴为中心，且直径互不相同。

4.根据权利要求1所述的定子单元，其特征在于，

上述弹性构件为圈状的树脂制的构件。

5.根据权利要求3所述的定子单元，其特征在于，

上述弹性构件为圈状的树脂制的构件。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的定子单元，其特征在于，

上述基底构件在上表面的比上述电路基板靠径向外侧具有槽部，

上述弹性构件的一部分收纳于上述槽部。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的定子单元，其特征在于，

上述定子单元还具有粘接剂，其介于上述基底构件的上表面与上述弹性构件之间。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的定子单元，其特征在于，

上述基底构件的上表面具有环状的壁部，

上述弹性构件位于上述壁部的上表面。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的定子单元，其特征在于，

上述模制树脂部的外周面具有浇口痕。

10.根据权利要求9所述的定子单元，其特征在于，

上述浇口痕位于比上述电路基板靠轴向下侧，且比上述基底构件靠轴向上侧。

11.根据权利要求1～5中任一项所述的定子单元，其特征在于，

上述模制树脂部的下表面具有浇口痕。

12.根据权利要求11所述的定子单元，其特征在于，

上述基底构件具有在轴向上贯通的贯通孔，

上述浇口痕位于上述模制树脂部的位于上述贯通孔内的部分的下表面。

13.根据权利要求1～5、10以及12中任一项所述的定子单元，其特征在于，

上述定子单元还具备圆筒状的轴承外壳，其沿着上述中心轴延伸，

上述电枢固定于上述轴承外壳的外周面，

上述基底构件在比上述电枢靠下侧固定于上述轴承外壳的外周面。

14.根据权利要求13所述的定子单元，其特征在于，

上述轴承外壳为金属制。

15.根据权利要求13所述的定子单元，其特征在于，

上述轴承外壳为树脂制。

16.一种马达，其特征在于，具备：

权利要求1～15中任一项所述的定子单元，以及

转子单元，其能够以上述中心轴为中心旋转地被支撑，且具有在径向上与上述电枢对置的磁极面。

17.一种定子单元的制造方法，该定子单元具备：基底构件，其相对于上下延伸的中心轴大致垂直地扩展；电枢及电路基板，其均位于上述基底构件的上侧；以及模制树脂部，其覆盖上述电枢及上述电路基板，

上述定子单元的制造方法具备：

a)利用第一金属模具支撑上述基底构件的工序；

b)将上述第一金属模具和第二金属模具组合，在上述第一金属模具与上述第二金属模具之间形成空腔的工序；

c)向上述空腔流入熔融树脂的工序，

上述定子单元的制造方法的特征在于，

上述工序b)中，上述第二金属模具隔着弹性构件按压于上述基底构件的上表面的在俯视视野中比上述电路基板靠径向外侧，

上述弹性构件为以上述中心轴为中心的环状，

上述模制树脂部形成于比上述弹性构件的外缘靠径向内侧，在俯视视野中，上述模制树脂部的外周部与上述弹性构件的一部分重叠，

上述弹性构件位于比上述基底构件的上表面的周缘部靠径向内侧。

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