CN213879574U - 集成有控制部的电机和水泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种集成有控制部的电机和水泵。在集成有控制部的电机和水泵中，形成与定子的线圈电连接的三相端子且该三相端子向电机外壳的外部引出，在控制部外壳的一侧向内部一体地突出形成主连接销，并且在另一侧向内部一体地突出形成虚拟销，控制基板间隙配合、固定并电连接到主连接销和虚拟销，第一连接销以突出的形状一体地形成在控制基板，并且第一连接销构造成间隙配合并电连接到所述电机部的三相端子，因此，易于将控制基板接合并电连接到控制部外壳且易于维护控制基板，由于没有多种接合部和复杂的电连接结构，从而能够确保更好的气密性和生产率。

Description

集成有控制部的电机和水泵

技术领域

本实用新型涉及一种BLDC电机和逆变器一体形成的集成有控制部的电机和包括该集成有控制部的电机的水泵。

背景技术

无刷直流(Brushless direct current，BLDC)电机是从DC电机上去除电刷和整流子并安装电子整流器具的电机，由于可以防止作为现有的直流电机缺点的摩擦和磨损，因此具有寿命长且效率较高的优点。

这样的BLDC电机通常由集成有逆变器的BLDC电机形成，该集成有逆变器的BLDC电机为了紧凑的构造，通常电机部和逆变器部一体形成。这里，电机部包括：定子，缠绕线圈并固定在外壳内；和转子，设置成靠近所述定子并安装有永久磁铁，从而可旋转地接合在外壳。此外，逆变器部设置有PCB基板，该PCB基板安装有包括用于控制电机部的开关元件的多种电子元件，安装在PCB基板的开关元件构成为电连接到构成电机部的定子的线圈。

这里，由于集成有逆变器的BLDC电机通过焊接(soldering)或熔合(fusing)将作为定子的三相的u、v、w和中性点(neutral)连接到控制部的PCB基板，从而生产率降低，且根据使用条件上的振动等，焊接部或熔合部掉落，因此发生可靠性问题。另外，由于分别形成并接合在控制部外壳的控制部盖和PCB基板通过螺栓连接固定在控制部的接合结构等，结构复杂并且存在激光焊接等的多种接合部，因此气密性和生产率降低。另外，由于在制造后难以将控制部盖和PCB基板分开，因此存在各部件的维护和再使用性降低的缺点。另外，控制部设置有中性点(neutral terminal)，因此存在控制部的温度上升的问题。

现有技术文献

专利文献

JP 2016-082735A(2016.05.16)

实用新型内容

用于解决问题的手段

本实用新型是为了解决如上所述的问题而提出的，本实用新型的目的在于，提供一种集成有控制部的电机和包括该集成有控制部的电机的水泵，构成电机部和控制部形成为一体的集成有控制部的电机，从而减少现有结构的复杂性并且去除多种接合部，因而能够确保更好的气密性和生产率等。

用于解决问题的手段

用于实现如上所述的目的的本实用新型的集成有控制部的电机，包括：电机部，包括定子、与所述定子接合的电机外壳和与所述定子间隔开设置并可旋转地接合到所述电机外壳的转子，控制部外壳，以容器形状形成并接合到所述电机外壳，和控制基板，设置并固定在所述控制部外壳的内部；在所述电机部中，与定子的线圈电连接的三相端子形成为向电机外壳的外部引出；在所述控制部外壳的一侧向内部一体地突出形成主连接销，并且在所述控制部外壳的另一侧向内部一体地突出形成虚拟销；所述控制基板的一侧接合、固定并电连接到所述主连接销，所述控制基板的另一侧接合并固定到所述虚拟销；在所述控制基板以突出的形状一体地形成有第一连接销，所述第一连接销接合并电连接到所述电机部的三相端子。

另外，所述控制基板在与主连接销和虚拟销对应的位置处形成有接合孔，所述主连接销和所述虚拟销可以插入并间隙配合到所述控制基板的接合孔。

另外，所述主连接销和所述虚拟销在上端部分别形成有贯通两面的槽，向所述槽的两侧突出形成弹性突起，所述主连接销和所述虚拟销的上端部可以插入并接合到所述控制基板的接合孔。

另外，在所述控制部外壳中，从侧壁的内周表面向内侧突出形成阶梯部，所述主连接销和所述虚拟销形成为从所述阶梯部朝向控制部外壳的开口侧向上突出，所述控制基板可以设置在所述阶梯部的上表面上且被支撑。

另外，在所述电机部的三相端子形成有凹形的安置槽，线圈插入安置槽，并且连接接头插入所述安置槽，从而线圈接合并电连接到连接接头，所述第一连接销形成为向上侧延伸，第一连接销可以插入、间隙配合并电连接到与所述三相端子接合的连接接头。

另外，在所述电机外壳中，与电机外壳一体地形成有彼此连接的第二连接销，所述电机部形成有与定子的线圈电连接的中性点端子，所述第二连接销可以接合并电连接到中性点端子。

另外，在所述电机部的中性点端子形成有凹形的安置槽，线圈插入安置槽并且连接接头插入所述安置槽，从而线圈接合并电连接到连接接头，所述第二连接销形成为向上侧延伸，第二连接销可以插入、间隙配合并电连接到与所述中性点端子接合的连接接头。

另外，本实用新型的水泵，可包括：下部壳体；上部壳体，接合在所述下部壳体的上侧，通过与所述下部壳体接合，在内部形成叶轮容纳空间，在所述上部壳体形成有与所述叶轮容纳空间连通并供流体流入的入口部和供流体排出的出口部；叶轮，设置在所述叶轮容纳空间中；和所述集成有控制部的电机，接合在所述下部壳体的下侧，并且所述集成有控制部的电机的转子与所述叶轮接合。

另外，还包括凹形的容器形状的转子容纳部，与所述下部壳体一体形成，转子可以设置在所述转子容纳部的内部。

实用新型的效果

本实用新型的集成有控制部的电机和包括该集成有控制部的电机的水泵，由于组装结构简单，从而方便将控制基板接合并电连接到控制部外壳，因此具有方便维护控制基板的优点。

另外，由于没有多种接合部和复杂的电连接结构，因此具有能够确保更好的气密性和生产率的优点。

附图说明

图1是示出现有的BLDC电机的正剖面图。

图2至图4是示出本实用新型一实施例的包括集成有控制部的电机的水泵的组装立体图、组装剖面图和分解剖面图。

图5至图8是本实用新型一实施例的包括集成有控制部的电机的水泵的局部放大剖面图。

附图标记

100：定子

110：芯部 120：齿部

130：绝缘体 140：线圈

150：三相端子 151：安置槽

160：连接接头

161：线圈接合部 162：销接合部

170：中性点端子 171：安置槽

180：第二连接销

210：下部壳体

211：下部安置槽 212：下部流路槽

220：转子容纳部

221：转子容纳空间 222：下部轴承安装部

300：电机外壳

301：侧壁 302：底壁

400：转子 410：旋转轴

411：下部轴承 412：上部轴承

B：绝缘磁管 P：支撑销

500：叶轮

510：上板 520：下板

530：叶片

600：上部壳体

601：叶轮容纳空间 602：上部轴承安装部

610：入口部 611：流入流路

612：支撑部

620：出口部 621：排出流路

630：上部安置槽 632：上部流路槽

700：控制部外壳

701：侧壁 702：底壁

703：阶梯部

710：主连接销

711：槽 712：弹性突起

720：虚拟销

730：控制基板 731：插入管

732：接合孔

740：第一连接销

741：槽 742：弹性突起

800：O形圈

具体实施方式

以下，参照附图，对本实用新型的集成有控制部的电机和包括该集成有控制部的电机的水泵进行详细说明。

图2至图4是示出本实用新型一实施例的包括集成有控制部的电机的水泵的组装立体图、组装剖面图和分解剖面图，图5至图8是本实用新型一实施例的包括集成有控制部的电机的水泵的局部放大剖面图。

参照图2至图4，根据本实用新型一实施例的集成有控制部的电机主要可包括电机部和控制部。并且，电机部可包括定子100、电机外壳300和转子400，控制部可包括控制部外壳700和控制基板730。

首先，电机部的定子100可包括芯部110、多个齿部120、绝缘体130、线圈140和多个三相端子150。另外，电机部可包括多个中性点端子170和第二连接销180。作为一例，芯部110可以形成为圆柱形，多个齿部120可以从芯部110的内周表面向半径方向内侧突出形成。另外，齿部120沿圆周方向间隔开设置，并且齿部120可以以放射状形成的状态设置在芯部110的内侧。另外，多个齿部120彼此面对的半径方向内侧端部间隔开形成，并且由齿部120围绕的内侧可以形成为上下贯穿的形状。绝缘体130由电绝缘材料形成，可以接合在芯部110和齿部120，以包裹芯部110和齿部120从而使其电绝缘。作为一例，在芯部110的上表面和下表面形成有绝缘体130，以包裹齿部120的上表面、下表面和侧表面。线圈140缠绕在包裹齿部120的绝缘体130的外侧，并且线圈140的每个绕组可以通过涂覆以绝缘状态形成。三相端子150和中性点端子170可以接合并固定在绝缘体130，并且在三相端子150和中性点端子170的端部可以分别接合线圈140。另外，三相端子150是作为定子100的三相的u、v、w的末端，中性点端子170可以是定子100的另外三相的末端。电机外壳300形成有圆柱形侧壁和阻挡侧壁301的下端的底壁302，并且可以形成为内部为空的容器形状。并且，定子100设置在电机外壳300的内部，定子100可以接合并固定在电机外壳300的内周表面。另外，在电机外壳300的下侧形成有上下贯通的孔，从而定子100的三相端子150可以通过孔向电机外壳300的外部引出，三相端子150穿过的电机外壳300的孔之间的间隙可以由密封构件等密封。另外，在电机外壳300的底壁，第二连接销180可以与电机外壳一体地形成，第二连接销180可以插入、间隙配合并电连接到中性点端子170。此时，第二连接销180的下端部可以彼此连接成为中性点(neutral)，当电机外壳300由塑料材料制造时，使金属材料的第二连接销180嵌入成型，从而第二连接销180可以形成为下端部凹入电机外壳300的底壁中，且上端部从底壁暴露到内部空间并向上侧延伸的形状。转子400沿半径方向设置在定子100的内侧，转子400的外周表面可以设置成与定子100的内周表面间隔开。另外，转子400的旋转轴410的下端部和上端部可以直接或间接地可旋转地接合到电机外壳300。

控制部的控制部外壳700由圆柱形侧壁701和阻挡侧壁的下端的底壁702构成，并且可以形成为具有上侧被开放的开口的容器形状。控制部外壳700可以形成有阶梯部703，具有从侧壁701的内周表面向内侧突出的形状。另外，阶梯部703的上表面可以位于侧壁701的上端与底壁702的上表面之间的中间高度处。另外，在控制部外壳700的一侧阶梯部703可以以向控制部外壳700的内部空间突出的形状形成有主连接销710和虚拟销720，由于主连接销710和虚拟销720由金属材料形成，当由塑料材料制造控制部外壳700时，可以通过嵌入成型一体形成。因此，主连接销710可以以上端部从阶梯部703的上表面向上侧延伸的形状形成，并且下端部可以以暴露于控制部外壳700的外部的形状形成，虚拟销720可以以从阶梯部703的内周表面突出并向上侧弯曲的形状延伸形成。另外，控制部外壳700的开放的上侧可以接合并固定到电机外壳的下侧。这里，电机外壳300的下端插入有O形圈800并且控制部外壳700的上端以夹紧于O形圈800的外侧的形状接合，接合后，电机外壳300和控制部外壳700可以通过单独的紧固工具等彼此牢固地固定。除此之外，电机外壳300和控制部外壳700的接合结构可以以各种方式形成。控制基板730可以是安装有开关元件和电容器等的电子元件的PCB基板。另外，控制基板730通过控制部外壳700的上侧开口插入控制部外壳的内部，从而控制基板730可以支撑并安装在控制部外壳700的阶梯部703上表面上。另外，控制基板730可以在与主连接销710和虚拟销720对应的位置形成有贯通上下两面的接合孔732。此时，在控制基板730以插入的形状形成有金属材料的插入管731，可以在插入管731中形成有接合孔732。另外，插入管731可以连接到控制基板730的电路。另外，当控制基板730插入控制部外壳700的内部时，主连接销710和虚拟销720插入并间隙配合到形成在控制基板730的接合孔732，从而控制基板730固定在控制部外壳700，同时，主连接销710可以电连接到控制基板730的电子元件。另外，在控制基板730一体地形成有第一连接销740，并且可以以第一连接销740在控制基板730向上侧延伸的形状形成。因此，当将控制基板730插入并组装到控制部外壳700后，将控制部外壳700接合到电机外壳300时，与此同时，形成在控制基板730的第一连接销740可以间隙配合并电连接到电机部的三相端子150。

如上所述，通过使用压入配合方法容易将控制基板组装、固定并电连接在控制部外壳，并且由于在控制基板组装到控制部外壳的状态下，通过将控制部外壳组装到电机部，从而控制基板和电机部的三相端子易于电连接，因此在制造集成有控制部的电机时可以提高可组装性和生产率。另外，在控制基板发生故障的情况下，通过从电机部拆下控制部外壳，可以轻松地将控制基板从控制部外壳分离，从而具有易于维护控制基板的优点。

图5至图8是本实用新型的一实施例的包括集成有控制部的电机的水泵的局部放大剖面图。

参照图5和图6，主连接销710和虚拟销720在上端部分别沿上下方向以长形形成有贯通两面的槽721、741，弹性突起722、742向槽721、741的两侧突出地形成，主连接销710和虚拟销720的上端部可以插入并接合到控制基板730的接合孔732。此时，形成有弹性突起722、742的外表面的宽度形成为大于接合孔732的内径，主连接销710和虚拟销720的上端部可以通过加压来插入并牢固地接合到接合孔732。

参照图7和图8，在电机部的三相端子150的下端部和中性点端子170的下端部，从下表面向上侧凹形地形成有安置槽151、171，以便线圈140插入各个安置槽151、171，并且连接接头160插入安置槽，线圈140接合并电连接到连接接头160的上侧。另外，第一连接销740和第二连接销180可插入接合并电连接到连接接头160的下侧。此时，连接接头160由金属材料等形成，线圈140、连接接头160和第一连接销740可以彼此电连接，并且线圈140、连接接头160和第二连接销180可以彼此电连接。

另外，连接接头160形成有具有从上端向下侧凹陷的槽的线圈接合部161，使得线圈140可插入线圈接合部161的槽，并且连接接头160形成有具有从下端向上侧凹陷的槽的销接合部162，使得第一连接销740和第二连接销180可以插入、间隙配合并电连接到销接合部162的槽。此时，线圈接合部161可以形成为具有朝向上侧的尖头形状的一对突起的形状，并且线圈140可以插入该一对突起之间。另外，三相端子150的安置槽151和中性点端子170的安置槽171可以支撑线圈140的上端，当将线圈140插入一对尖尖的突起之间时，被压的同时外表面的绝缘层被剥离，从而线圈140与连接接头160可以电连接。另外，连接接头160的销接合部162可以以朝着下侧凸出的一对突起的形式形成，各个突起可以在内侧沿上下形成有长形槽。因此，第一连接销740插入接合并电连接到形成销接合部162的一对突起之间，并且第一连接销740和第二连接销180分别可以由一对突起弹性支撑。

此外，根据本实用新型的一实施例，包括集成有控制部的电机的水泵可包括上述集成有控制部的电机和与其接合的泵部。

集成有控制部的电机如上所述，泵部可包括下部壳体210、转子容纳部220、叶轮500和上部壳体600。另外，泵部可以接合到集成有控制部的电机的上侧。

首先，下部壳体210形成有从上表面向下侧凹陷的下部安置槽211以能够容纳叶轮500的一部分，在半径方向的下部安置槽211的外侧可以形成有凹形的下部流路槽212，使得从叶轮500排出的流体流动。

转子容纳部220可以通过射出成型与下部壳体210一体形成，并且可以形成有在下部壳体210的中央部向下侧凹陷的容器形状的转子容纳部220。因此，在转子容纳部220的内侧形成有转子容纳空间221，转子容纳部220可以在下部壳体210的下表面以向下侧突出的形状形成。另外，转子容纳部220具有形成在转子容纳空间221的下侧底部的下部轴承安装部222，从而下部轴承411可以接合到下部轴承安装部222。这里，下部轴承411可包括能够向半径方向支撑转子400的旋转轴410下端部的绝缘磁管B和能够向轴方向支撑旋转轴410下端的支撑销P。因此，转子400插入并设置在作为转子容纳部220的内部的转子容纳空间221，转子400的外周表面可以从转子容纳部220的内周表面间隔开设置。另外，在转子400中，旋转轴410的下端部接合到下部轴承411，从而转子400可以平滑地旋转。

上部壳体600接合到下部壳体210的上侧，并且通过上部壳体600和下部壳体210的接合形成可在内部容纳叶轮500的叶轮容纳空间601。另外，在上部壳体600的下表面形成有向上侧凹陷的上部安置槽630，以能够容纳叶轮500的一部分，下部安置槽211和上部安置槽630形成叶轮容纳空间601。另外，在上部壳体600的下表面，可以在与下部壳体210的下部流路槽212对应的位置形成有凹陷的上部流路槽632，以便从叶轮500排出的流体能够流动。另外，由于上部壳体600的中央部上下贯通地形成，因此上部安置槽630和入口部610彼此连通，出口部620形成为连接到上部流路槽632和下部流路槽212。另外，在上部壳体600中，在入口部610的内侧形成有上部轴承安装部602，上部轴承412可以接合到上部轴承安装部602。此时，上部轴承安装部602设置在形成流入流路611的部分，上部轴承安装部602固定在从流入流路611的内周表面突出形成的支撑部612，从而流体可以顺利地从支撑部612之间通过并流入到叶轮500侧。这里，上部轴承412可包括能够向半径方向支撑转子400的旋转轴410上端部的绝缘磁管B和能够向轴方向支撑旋转轴410上端的支撑销P。因此，转子400的旋转轴410上端部接合到上部轴承412，从而转子400可以平滑地旋转。

叶轮500用于通过旋转将流入到上部壳体600的入口部610的流体朝向出口部620压送。叶轮500可包括上板510、下板520和叶片530，在上下间隔开设置的上板510与下板520之间，多个叶片530可以以沿圆周方向间隔开设置的形态形成。另外，上板510的中央部形成有贯通上下两面的通孔，叶轮500的内部通过该通孔与上部壳体600的入口部610连通。另外，叶轮500的外周缘设置在下部流路槽212和上部流路槽632部分的周围，从叶轮500排出的流体沿由流路槽形成的排出流路621流动后，可以通过上部壳体600的出口部620排出。另外，作为一例，在叶轮500中，下板520可以与转子400的芯部一体形成，并且上板610和叶片530一体形成，从而叶片530可以以接合到下板520的形状形成。除此之外，叶轮可以以各种形态形成。

因此，流入到上部壳体600的入口部610的流体通过流入流路611和叶轮500上部中央的通孔流入到叶轮500的内部，通过根据叶轮500的旋转的离心力而升压，流动到排出流路621后，可以沿排出流路621流动并通过出口部620向外部排出。

本实用新型不限于上述实施例，适用范围广泛，并且在不脱离权利要求所要求保护的本实用新型的主旨的情况下，本实用新型所属领域的任何普通技术人员都可以实施各种修改。

Claims (9)

1.一种集成有控制部的电机，其特征在于，包括：

电机部，包括定子、与所述定子接合的电机外壳和与所述定子间隔开设置并可旋转地接合到所述电机外壳的转子，

控制部外壳，以容器形状形成并接合到所述电机外壳，和

控制基板，设置并固定在所述控制部外壳的内部；

在所述电机部中，与定子的线圈电连接的三相端子形成为向电机外壳的外部引出；

在所述控制部外壳的一侧向内部一体地突出形成主连接销，并且在所述控制部外壳的另一侧向内部一体地突出形成虚拟销；

所述控制基板的一侧接合、固定并电连接到所述主连接销，所述控制基板的另一侧接合并固定到所述虚拟销；

在所述控制基板以突出的形状一体地形成有第一连接销，所述第一连接销接合并电连接到所述电机部的三相端子。

2.根据权利要求1所述的集成有控制部的电机，其特征在于，

所述控制基板在与主连接销和虚拟销对应的位置处形成有接合孔，所述主连接销和所述虚拟销插入并间隙配合到所述控制基板的接合孔。

3.根据权利要求2所述的集成有控制部的电机，其特征在于，

所述主连接销和所述虚拟销在上端部分别形成有贯通两面的槽，向所述槽的两侧突出形成弹性突起，

所述主连接销和所述虚拟销的上端部插入并接合到所述控制基板的接合孔。

4.根据权利要求1所述的集成有控制部的电机，其特征在于，

在所述控制部外壳中，从侧壁的内周表面向内侧突出形成阶梯部，

所述主连接销和所述虚拟销形成为从所述阶梯部朝向控制部外壳的开口侧向上突出，

所述控制基板设置在所述阶梯部的上表面上且被支撑。

5.根据权利要求1所述的集成有控制部的电机，其特征在于，

在所述电机部的三相端子形成有凹形的安置槽，线圈插入安置槽，并且连接接头插入所述安置槽，从而线圈接合并电连接到连接接头，

所述第一连接销形成为向上侧延伸，第一连接销插入、间隙配合并电连接到与所述三相端子接合的连接接头。

6.根据权利要求1所述的集成有控制部的电机，其特征在于，

在所述电机外壳中，与电机外壳一体地形成有彼此连接的第二连接销，所述电机部形成有与定子的线圈电连接的中性点端子，

所述第二连接销接合并电连接到中性点端子。

7.根据权利要求6所述的集成有控制部的电机，其特征在于，

在所述电机部的中性点端子形成有凹形的安置槽，线圈插入安置槽并且连接接头插入所述安置槽，从而线圈接合并电连接到连接接头，

所述第二连接销形成为向上侧延伸，第二连接销插入、间隙配合并电连接到与所述中性点端子接合的连接接头。

8.一种水泵，其特征在于，包括：

下部壳体；

上部壳体，接合在所述下部壳体的上侧，通过与所述下部壳体接合，在内部形成叶轮容纳空间，在所述上部壳体形成有与所述叶轮容纳空间连通并供流体流入的入口部和供流体排出的出口部；

叶轮，设置在所述叶轮容纳空间中；和

根据权利要求1至权利要求7中的任一项所述的集成有控制部的电机，接合在所述下部壳体的下侧，并且所述集成有控制部的电机的转子与所述叶轮接合。

9.根据权利要求8所述的水泵，其特征在于，

还包括凹形的容器形状的转子容纳部，与所述下部壳体一体形成，

转子设置在所述转子容纳部的内部。

Images