CN1320997A - 树脂模塑的无电刷直流电动机及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种树脂模塑的无电刷直流电动机包括一个转子组件和一个定子组件。电动机还包括一个注射成型的外壳和一个安置在外壳的外侧部分中的控制板。控制板带有一个激励电路,用以探测转子位置并将电导信号顺序施加到定子组件的多相线圈上。与定子组件的多相线圈相连的连接销从外壳一端伸出并与形成在控制板上的接头咬合。由于控制板是在外壳注射成型之后添加的,因此控制板不会被注射成型过程中的高温损坏。
Description
本发明涉及一种无电刷直流(BLDC)电动机，具体地讲，涉及一种带有树脂注射成型外壳的树脂模塑的无电刷直流电动机。本发明还涉及一种树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法。
在本领域众所周知的是，无电刷直流电动机具有一个控制板，控制板上布置着一个激励电路，其用以探测转子位置并将电导信号顺序施加到缠绕在定子上的多相线圈上。树脂模塑的无电刷直流电动机具有一个树脂注射成型的外壳。外壳以这样的方式注射成型，即能够使树脂封装定子和多相线圈。
这种树脂模塑的无电刷直流电动机的一个典型示例显示于图1和图2中，它们分别示出了透视图和剖视图。
如图1和图2所示，这种传统的树脂模塑的无电刷直流电动机包括一个转子组件1、一个定子组件2、一个控制板3和一个外壳4。
转子组件1包括一个转子11，其具有多个用于产生磁场的永磁体，以及一个转轴12，其压配在转子11的轴孔中。
定子组件2包括一个定子21，其由多层铁芯构成，以及线圈23，其通过形成在定子21上的槽缠绕在定子21上。绝缘子22置于定子21和线圈23之间。线圈23产生一个电场，它与转子11的永磁体产生的磁场相互作用，从而产生力矩。
控制板3带有一个激励电路，用以探测转子11的位置并将电导信号顺序施加到缠绕在定子21上的多相线圈23上。控制板3的一端安装并支承在从定子组件2中延伸出来的绝缘子22上。通过槽缠绕在定子21上的多相线圈23连接着控制板3。
外壳4通过将树脂充入包含定子组件2和控制板3在内的预定空间中而注射成型出来。换言之，在控制板3连接到定子组件2上后，这个临时组件被放入模具中并被树脂注射成型以形成外壳4。注射成型过程通常要在大约120℃的温度下持续300秒。
无电刷直流电动机还包括用于可旋转支承着转轴12的轴承5和6、轴承盖7和8以及轴承支承弹簧9和10。无电刷直流电动机还可以包括用于向电机供电的电源接头50。
下面参照图3详细描述这种传统树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法。
首先，在步骤S10，定子组件2被组装。绝缘子22插入定子21的相应槽中，而线圈23被缠绕。在步骤S20，定子组件2上的相应线圈23的端部被焊接在控制板3上，从而使得控制板3被定子组件2的绝缘子22支承着。
在步骤S30，在步骤S20中临时组装起来的定子组件2和控制板3被插入模具中，而外壳4通过树脂注射成型出来。接下来在步骤S40，转子组件1组装在较早通过注射成型过程形成的外壳4中。最后在步骤S50，轴承盖7和8被压配在外壳4的端部。
传统树脂模塑的无电刷直流电动机具有一些缺点。由于控制板3是与定子组件2一起注射成型的，而且注射成型过程要在高温(大约120℃)下进行，因此控制板3可能会在高温下损坏。如果控制板3带有缺陷，则整个树脂模塑组件需要被废弃。其结果是，这种制造方法会导致成本提高和浪费。此外，如果控制板3因注射成型过程中的高温而受到任何损伤，所产生的无电刷直流电动机的可靠性就会受到影响。
因此，本发明是为解决相关技术中出现的问题而研制的。本发明的一个目的是提供一种树脂模塑的无电刷直流电动机，其中外壳是在与控制板分离的状态下注射成型的，以防止控制板因注射成型过程中的高温而受到损坏，从而有缺陷控制板的数量减少。本发明的另一个目的是提供一种树脂模塑的无电刷直流电动机制造方法。
根据本发明的一个方面，一种树脂模塑的无电刷直流电动机包括一个转子组件和一个定子组件。转子组件包含一个转子和一个转轴，转子带有多个用于产生磁场的永磁体。定子组件包含多相线圈，其可以产生一个电场，以便与转子的永磁体产生的磁场相互作用而产生力矩。一个控制板中包含激励电路，用以探测转子位置并将电导信号顺序施加到定子组件的多相线圈上。电机还包括一个外壳。外壳是通过树脂的注射成型过程形成的，以使具有预定空间并插有定子组件的模具中充满树脂。
连接销从外壳的一端伸出。每个连接销分别连接着定子组件上的相应一个多相线圈。连接销与形成在控制板上的接头咬合。随后，在外壳被注射成型后，可以将连接销和接头相连，以将控制板安置在外壳的外侧部分中，从而将控制板安装到外壳上。
树脂模塑的无电刷直流电动机还包括一对轴承，它们可旋转地支承着转子组件的转轴，以及一对轴承盖，它们分别压配在外壳的一端以支承相应的轴承。这里，其中一个轴承带有从轴承盖的径向向外伸出的延伸部分，以防止安置在外壳的外侧部分中的控制板暴露出来。
根据本发明的另一个方面，提供了一种树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法。该方法包括：组装定子组件；通过使具有预定空间并包含定子组件在内的模具中充满树脂这一注射成型过程而形成外壳；以及将控制板电气连接到被外壳封装着的定子组件上。该方法还包括组装转子组件并将它插入外壳中，再将轴承盖压配到外壳的端部中。
定子组件的组装步骤包括：通过堆叠多个定子铁芯成型定子；将多个绝缘子插入形成在定子中的槽中；将多个多相线圈通过槽缠绕在定子上；以及将连接销分别连接到通过槽缠绕在定子上的多相线圈上。
通过阅读下面结合附图所作的详细描述，可以使本发明的上述目的以及其他特征和优点更加明显，附图包括：
图1是一种传统树脂模塑的无电刷直流电动机的透视图；
图2是图1所示传统树脂模塑的无电刷直流电动机的剖视图；
图3是图1和2所示传统树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法流程图；
图4是根据本发明的一个实施例的树脂模塑的无电刷直流电动机的剖视图；
图5是根据本发明的树脂模塑的无电刷直流电动机制造方法流程图。
参看图4，图中示出了根据本发明的实施例的树脂模塑的无电刷直流电动机的剖视图。为了便于参考，在描述本发明的实施例时，用相同的标号表示那些与相关技术中结构和功能相同的部件。
如图4所示，根据本发明的树脂模塑的无电刷直流电动机包括一个转子组件1、一个定子组件2、一个控制板3、一个外壳4和一个连接装置60。
转子组件1包括一个转子11，其具有多个用于产生磁场的永磁体，以及一个转轴12，其压配在转子11的轴孔中。
定子组件2包括一个定子21，其由多层铁芯构成，以及线圈23，其通过定子21上确定的槽缠绕在定子21上，其中绝缘子22置于定子21和线圈23之间。线圈23产生一个电场，其与转子11的永磁体产生的磁场相互作用，从而产生力矩。
外壳4通过将树脂充入具有预定空间的模具中而注射成型出来。定子组件2插入模具中，而外壳4环绕着定子组件2注射成型出来。与传统成型外壳的方法不同的是，外壳4被这样注射成型，即外壳4只容纳着定子组件2，而非定子组件2和控制板3。一个具有预定深度的凹座4a形成在外壳4的一端。凹座4a提供了控制板3的安装空间，如后文详细描述。
在外壳4被注射成型出来后，控制板3在随后的过程中以这样的方式安装到外壳4中，即控制板3被放入外壳4的凹座4a中。控制板3带有一个激励电路，用以探测转子11的位置并将电导信号顺序施加到缠绕在定子21上的多相线圈23上。
连接装置60将控制板3电气连接到嵌入外壳4中的定子组件2上的多相线圈23上。连接装置60包括连接销61和接头62。连接销61连接在定子组件2上的相应多相线圈23上并从外壳4的一端向外伸出。连接销61与形成在控制板3上的相应接头62相咬合。连接装置60在控制板3与定子组件2的多相线圈23之间提供了电气连接，以确保所需的控制操作。
尽管在图4中显示的连接销61是在定子组件2的径向外侧伸出，但本领域的普通技术人员可以认识到，连接销也可以在定子组件2的径向内侧伸出。
本发明的树脂模塑的无电刷直流电动机还包括一对轴承5和6，它们可旋转支承着转子组件1的转轴12，以及一对轴承盖7和8′，它们压配在外壳4的端部，以便分别支承一对轴承5和6。轴承盖8′带有延伸部分8a和8b，它们从轴承盖8′径向向外伸出，以防止放在外壳4的凹座4a中的控制板3暴露给外界。轴承盖8′可以使控制板3在外壳4中保持牢固连接在定子组件2上。
轴承支承弹簧9和10分别在轴承5和6的内端支承着轴承5和6。树脂模塑的无电刷直流电动机还可以包括用于从外界向电机供电的电源接头(未示出)。电源接头优选装于外壳4的一端。
下面详细描述根据本发明的树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法。
图5是根据本发明的树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法流程图。
从图5中可以看出，根据本发明的树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法包括以下步骤：组装定子组件2(S110)、注射成型外壳4(S120)、将控制板3连接到外壳4上(S130)、组装转子组件1(S140)以及组装轴承盖7和8′(S150)。
组装定子组件2的步骤S110又包括以下步骤：叠加多个铁芯(S111)以形成定子21、将绝缘子22分别插入形成在定子21上的槽中(S112)、通过槽将多相线圈23缠绕在定子21上(S113)以及将连接销61连接在通过槽缠绕在定子21上的多相线圈23上(S114)。
注射成型外壳4的步骤S120是这样的方式进行的，即在步骤S110中组装的定子组件2被放入模具中，并利用树脂注射成型以形成外壳4。外壳4的模具被这样设计，即能够在外壳4中形成一个用于容纳控制板3的凹座4a。
连接控制板3的步骤S130是这样进行的，即控制板3被放入外壳4的凹座4a中。通过将从外壳4一端伸出的连接销61与装于控制板3上的接头62相连，控制板3被安装在外壳4上，以使控制板3与定子组件2的线圈23电气连接在一起。
在步骤S140中，转子组件1被组装到外壳4内，在步骤S150中，轴承盖7和8′被压配在外壳4的端部，从而完成电机的组装。
树脂模塑的无电刷直流电动机及其制造方法的优点在于，由于控制板是在外壳注射成型之后组装的，因此控制板不会因注射成型过程中的高温而受到损坏。外壳的模具中具有预定空间，在注射成型过程中只有定子组件插在模具中。控制板在随后的步骤中安装在外壳上。
这样，由于可以减少在高温注射成型过程中受损的缺陷控制板的数量，因此制造成本可以降低而且所产生的的无电刷直流电动机的可靠性可以提高。
在附图和说明书中描述了本发明的一个优选实施例。尽管采用了特定的术语，但它们只是通用的和解释性的，而非用于限制的目的。在不超出权利要求书中确定的本发明精神和范围的前提下，本领域的普通技术人员可以作出多种改变和修改。
Claims (7)
1．一种树脂模塑的无电刷直流电动机，其包括：
一个转子组件，其包含一个转子和一个转轴，转子具有多个用于产生磁场的磁体；
一个定子组件，其包含多个多相线圈，上述多个多相线圈可以产生一个电场，以便与转子的磁体产生的磁场相互作用而产生力矩；
一个注射成型的外壳，其封装着定子组件；
一个控制板，其安置在外壳的外侧部分中，控制板包含一个激励电路，用以探测转子位置并将电导信号顺序施加到定子组件的多相线圈上；以及
连接装置，其用于将控制板电气连接到定子组件的多相线圈上，
其中，外壳是容纳着定子组件注射成型的。
2．如权利要求1所述的树脂模塑的无电刷直流电动机，其特征在于，外壳的外侧部分带有一个形成在其中的凹座，控制板安置在凹座中。
3．如权利要求1所述的树脂模塑的无电刷直流电动机，还包括一对轴承和一对轴承盖，轴承可旋转地支承着转子组件的转轴，每个轴承盖分别压配在外壳的一端上以支承相应的轴承，其中一个轴承盖带有径向向外伸出的延伸部分，带延伸部分的轴承盖用于防止控制板暴露出来。
4．如权利要求1所述的树脂模塑的无电刷直流电动机，其特征在于，连接装置包括：
多个连接销，它们连接着定子组件上的相应多相线圈并从外壳中伸出；以及
多个接头，它们形成在控制板上，每个接头分别与一个相应的连接销相对应并咬合。
5．一种树脂模塑的无电刷直流电动机的制造方法，其包括：
组装定子组件；
成型外壳以封装定子组件，外壳是利用树脂和模具注射成型的，其中定子组件放在模具中；
将控制板电气连接到定子组件上；
将转子组装到外壳上；以及
将多个轴承盖压配到外壳的端部中。
6．如权利要求5所述的方法，其特征在于，定子组件的组装包括：
通过堆叠多个定子铁芯成型定子，定子包括形成在其中的多个槽；
将多个绝缘子插入定子的槽中；
将多个多相线圈通过槽缠绕在定子上；以及
将连接销分别连接到通过槽缠绕在定子上的多相线圈上。
7．如权利要求5所述的方法，其特征在于，成型外壳包括在外壳的一个外侧部分中形成一个凹座，而且控制板被安置在外壳的凹座中。
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