专利名称：电动鼓风机及用于制造该电动鼓风机的方法
技术领域：
本发明一般而言涉及电动鼓风机，特别是，涉及一种其中包括一个驱动控制电路板的电动鼓风机。
背景技术：
在包含有驱动控制电路板的电动鼓风机中，必需保持一定的空间，在组装该鼓风机时，在该空间内进行定子绕组的卷绕处理。特别是，如果绕组的直径相对较大时，绕组向电路板上的连接有可能是很麻烦的。但是，在过去，并没有考虑到这种情况。
发明内容
从而，本发明的一个目的是，实现一种电动鼓风机的结构，该结构当组装该鼓风机时，能够很容易实现定子绕组与电路板之间的连接。
为了达到上述目的，本发明的电动鼓风机，包括具有风扇的风扇部；电动机部，用于驱动所述风扇以便产生气流，该电动机部包括分别被多个绕组卷绕的定子；框架部，用于支承风扇部和电动机部，该框架部具有多个气流开口部，构成从风扇部通向电动机部的气流通路；以及，驱动控制电路板，该电路板位于风扇部与电动机部之间，并具有驱动控制电路，用于控制向多个绕组上供应的电流，该电路板进一步具有多个连接端子，所述多个连接端子的每一个都具有一个通孔；其特征在于，在多个绕组的每一个的端部部分分别通过多个连接端子的每一个的通孔伸出的状态下，多个绕组的端部部分分别与对应的连接端子电连接，并且，在多个连接端子暴露在框架部的多个气流开口部的状态下，驱动控制电路板由框架部所支承。
通过结合附图对本发明的目前的优选的示范性的实施例的详细描述，本发明的这些目的和其它目的以及优点，将会变得更加明显并且可以更容易加以理解，其中图1是一个分解透视图，表示根据本发明的第一个实施例的电动鼓风机；图2是一个侧视图，部分剖开地表示图1所示的电动鼓风机；图3a是一个平面图，表示用于第一个实施例的框架；图3b是一个侧视图，部分剖开地表示图3a中所示的框架；图4是一个平面图，表示第一个实施例中使用的驱动控制电路板；图5是一个电路图，表示第一个实施例中使用的驱动控制电路；图6a是一个平面图，表示图3a和4中所示的带有驱动控制电路板的框架；图6b是一个平面图，表示图6a所示的框架的另一侧；图7是一个透视图，表示在第一个实施例中使用的固定金属板；图8是一个侧视图，部分剖开地表示根据第二个实施例的电动鼓风机；以及图9是一个平面图，表示在第二个实施例中使用的带有驱动控制电路板的框架。
具体实施例方式
现将参照附图更详细地描述本发明。其中，在附图中类似的零部件采用相同的标号，从而不再重复其详细的描述。
下面参照图1至图6描述本发明的一个实施例。
如图1和2所示，一个实施例的电动鼓风机1包括风扇部3，电动机部5和框架部7。风扇部3包括用于产生气流的风扇311和容纳风扇311的风扇罩312。电动机部5包括电动机511和用于支承电动机511的电动机支承件512。风扇部3和电动机部5两者均组装在框架部7上。框架部7包括框架711。如图3a所示，框架711包括圆形框架部分712和延伸到圆形框架部分712的十字形肋部713，以便形成多个气流开口部714。用于驱动电动机511的驱动控制电路板9也组装到框架部7上。
在该实施例中，采用由反相电路驱动的三相无刷DC电动机，如电动机511。众所周知，设置一个位置检测单元，用于检测电动机的转子的位置。位置检测单元包括安装在转子上的传感器磁体和位置检测元件，例如霍尔元件，用于利用电磁方式检测传感器磁体。位置检测单元的详细结构将稍后进行描述。
如图2所示，固定到电动机511的旋转轴516上的定子513和转子514容纳在电动机支承件512内，使得转子514位于定子513的内部。转子514由多个相互堆叠的Si-金属片(转子铁芯)和多个永磁铁形成，所示永磁铁单独地埋在转子内。与转子514类似，定子513由多个Si-金属片形成。定子513包括围绕绕线管(未示出)卷绕的绕组515。如5所示，多个绕组515a、515b和515c以Y连接形成U相、V相和W相。各个绕组515的一个端部通常连接起来，以便形成一个中性点517，将它们的另一端(示于图1)进行处理使之在电动机支承件512的内部向上(向风扇部3)延伸。
电动机支承件512具有圆柱形壁和连接到该圆柱形壁上的底壁，使得将来自于风扇部3的空气通过支承件512的上部开口吸收到电动机511的内部。分别在框架711上设置上部轴承11在电动机支承件512上设置下部轴承13，转子514的旋转轴516的每一个端部可旋转地支承在上部和下部轴承11和13上。在底壁的中心部分，具有第一圆柱部519，它形成下部轴承座13a，用于容纳下部轴承13。
在电动机511中，以等于转子514的磁极的间隔的有规则的间隔设置多个传感器磁体520，用于指示转子514的磁极的位置。这样，在转子514的旋转轴516上，有多个埋在转子514内的永磁铁，以及多个传感器磁体520，所述传感器磁体520以等于多个永磁铁的磁极的间距的间隔设置。利用霍尔元件521检测传感器磁体520的磁极的位置。在传感器电路板支承件523上设置传感器电路板522，所述传感器电路板支承件523固定到电动机支承件512的后板部524上。
如图3a和3b所示，框架711的圆形框架部分712形成圆柱形，并具有大于电动机支承件512的外径的直径。另外，圆形框架部分712的内径稍大于电动机支承件512的外径，从而电动机支承件512的外壁表面与圆形框架部分712的内壁表面相配合。如上面所描述，框架711具有多个气流开口部714(在图3a中为4个)。圆形框架部分712具有如图3b所示后部平表面715，在该表面上沿着圆周方向以相等的距离形成三个阶梯部716。在框架711的中心，形成第二圆柱部717，它形成上部轴承座11a和孔718。上部轴承座11a容纳上部轴承11。
如图2所示，在框架711的上侧，整流板313固定到框架711的第二圆柱部分717上。风扇311也固定到旋转轴516上。风扇罩312牢固地固定到框架711的圆形框架部分712的外表面上，以便覆盖整流板313和风扇311。
风扇罩312装配有面对风扇开口315的进气口314，所述风扇开口形成在风扇311的中心部分，用于将空气吸入风扇311。在该实施例中，由于风扇罩312的外径大于电动机支承件512的外径，所以，由风扇罩312和电动机支承件512产生阶梯。该阶梯被圆形框架部分712连接，以便提供气流通路。
如图4所示，驱动控制电路板9具有多个耳部911(在图4中为三个)，每一个耳部与圆形框架部分712的阶梯部716相对应，从而耳部911被分别容纳在阶梯部716内。板9包括圆形基底部912，当耳部911被容纳到阶梯部716处时，所述基底部912位于圆形框架部分712的内部空间719内。圆形基底部912形成中心气流开口913。在圆形基底部912内沿着圆周方向形成三个螺纹孔914，并且如图2所示，驱动控制电路板9通过间隔件915由螺钉固定到框架711上，以便在框架711与板9之间形成预定的间隙。
下面，参照图5描述形成在电动鼓风机1的驱动控制电路板9上的驱动控制电路。
电动鼓风机1的无刷DC电动机被反相电路15产生的AC电流驱动。反相电路15从DC电源装置17提供的电源产生AC电流。驱动控制电路的主要部分包括控制鼓风机1的操作的电动鼓风机控制单元19，用于控制反相电路15的驱动电路21a至21f，以及构成反相电路15的功率器件23a至23f，例如，MOS FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。驱动控制电路包括高压侧驱动电路21a至21c和低压侧驱动电路21d至21f。
DC电源装置17由蓄电池构成，如镍镉(NiCd)电池，镍氢电池或者锂离子电池，并且向反相电路15提供DC电压。如图5所示，反相电路15由六个功率器件23a至23f构成，其中的每一个以三相桥接的方式相互连接。功率器件23a至23f由电动鼓风机控制单元19输出的脉冲信号操作，所述鼓风机控制单元19主要由微型计算机构成，从而，驱动电路21a至21f被脉冲信号驱动，以便向电动鼓风机1的绕组515a至515c提供AC电流。DC电源单元17可以代替蓄电池，由整流商用电源构成。
如图5所示，电动鼓风机控制单元19与操作单元25、电流检测元件27和输入电压检测元件29连接。操作者通过选择操作单元25中的一个开关，可以选择电动鼓风机1的一个所需的操作(开始、停止或者功率控制，例如强或者弱)。电流检测元件27检测出流入反相电路15中的电流，输入电压检测单元29检测出来自于DC电源装置17的输入电压。电动鼓风机控制单元19也与霍尔元件521连接，以便接受传感器磁体520的磁极位置信息。在该实施例中，也可以代替霍尔元件521，作为检测磁极位置的方法，利用光学脉冲编码器或者其它方法，借助电压相位检测装置检测出在绕组515a、515b和515c中的感应电压，其中，所述替代的方法在附图中没有示出。绕组515a、515b和515c形成U相、V相和W相，它们各自的一个端部，例如绕组515a、515b和515c的起始端共同连接作为中性点，而另一端，即终止端，连接到功率器件23a到23f上，如图5所示，它们以三相桥接的方式连接。
下面将参照图2详细描述电动鼓风机1的气流通路。
当电动机511的旋转轴516旋转时，风扇311与轴516成一整体地旋转，以便从外部通过进气口314将空气吸取到鼓风机1的内部。吸取到鼓风机1内的空气沿着离心方向流过风扇311并从风扇311的多个排气口316吹出。来自于排气口316的空气进一步流过盘状整流板313的一个开口317并达到板313的后侧。板313的后侧设有多个延伸到板313的中心的弧形叶片(未示出)。来自于开口317的空气螺旋状地沿着多个叶片向板313的中心流动，从而，从排气口316吹出的空气均匀地沿着板313流动。由板313整流的空气通过多个设置在框架部7处的气流开口部714(示于图3a)并通过如图4所示的设置在驱动控制电路板9的中心部分处的中心气流开口913达到电动机部5。被引导到电动机部5的空气将电动机511冷却然后通过多个设置在电动机支承件512下部的多个开口526吹出到鼓风机1的外部。
下面参照图1说明电动鼓风机1的组装步骤。
一个实施例的电动鼓风机1的组装方法包括四个主要组装过步骤。第一个组装步骤是电动机部5的构成，将定子513固定到电动机支承件512的内部。第二个组装步骤是旋转部525的构成，将旋转元件、例如转子514固定到旋转轴516上。第三个组装步骤是框架部7的构成，将驱动控制电路板9安装到框架711上。第四个组装步骤是风扇部3的构成，组装风扇311和整流板313。下面将更详细地描述第一到第四个组装步骤。
现将描述第一个组装步骤。如图2所示，将传感器电路板522牢固地安装到传感器电路板支承件523上，然后，利用螺钉将卷绕有绕组515a、515b和515c的转子513固定到电动机支承件512上。这时，调节图1所示的绕组515a、515b和515c的另外的端部518的每一个的长度，使得该端部的长度相对地比向上的方向所需要的更长，以便能够很容易地完成组装操作。
接着，将组装旋转部525。将转子514、传感器磁体520、一对轴承11和13组装到电动机511的旋转轴516上。将转予514和用于容纳传感器磁体520的磁轭(未示出)分别固定到旋转轴516上，然后，将传感器磁体520安装到磁轭上。进而，将轴承11和13分别插到旋转轴516上。
下面描述第三个组装步骤。如图6a所示，分别将驱动控制电路板9置于框架711的圆形框架部712的内部空间719内，将板9的耳部911容纳到阶梯部716内。然后，分别通过将螺钉穿过螺纹孔914插入到间隔件915内，经由间隔件915将驱动控制电路板9固定到框架711上。间隔件915在圆形框架部分712与驱动控制电路板9之间的内部空间719内保持一个气流通路。在功率器件23之间分别形成连接端子916a、916b和916c，其中，功率器件对以120度的角度设置的板9上。绕组515的另外的端部518分别连接到对应的连接端子916a、916b和916c上。图6b表示从风扇部3表示时的驱动控制电路板9向框架711上的固定状态。板9上的连接端子916a、916b和916c，分别从框架711的气流开口部714暴露出来。从而，组装鼓风机1的人可以通过气流开口部714看到连接端子916。
在将驱动控制电路板9固定到框架711上之后，将功率器件23组装到板9的一个表面上，如图6a所示，该表面不面对框架711的气流开口部714。
接着，组装电动机部5、旋转部分525和框架部7。首先，将旋转部分525的上部轴承11容纳到框架711的上部轴承座11a内。这时，在电动机部5中，每一个绕组515的另外的端部518穿过设置在连接端子916上的通孔(未示出)延伸，并通过框架711的气流开口714从框架711突出。然后，将下部轴承13容纳到电动机支承件512的下部轴承座13a内。然后，利用螺钉将电动机部5和框架部7牢固地固定成一个整体。
进而，分别从连接端子916a、916b和916c的通孔突出的绕组515a、515b和515c的另一端被电连接到对应的端子916a、916b和916c上。将另外的端部518(在图1中为三个)进行调节，使得在操作者从框架711的气流开口部714观察其操作的情况下，控制其长度和张力，然后分别利用焊料将另外的端部518电连接和机械连接到连接端子916a、916b和916c上。然后，将每一个端部518的突出部分切割掉，完成连接。
如上面所描述的那样，在将驱动控制电路板9固定到框架711上之后，每个绕组515的另外的端部518通过连接端子916的对应的通孔突出，并且电连接到端子916上。如果应用其中大电流流过定子513的绕组515的规格的话，则需要直径相对较大的绕组，从而上面描述的部分的组装和这种带有端子的绕组的连接会相当麻烦。但是，在上面描述的这一实施例中，很容易完成绕组515的另外的端部518和对应的连接端子916之间的连接，使得在驱动控制电路板9固定到框架711上之后，执行连接步骤，然后将另外的端部518插入到连接端子916的通孔内。另外，可以很容易完成连接步骤。这是因为板9上的连接端子916a、916b和916c分别从框架711的气流开口部714暴露出来，从而，实行连接操作的人员可以通过气流开口714观察到连接工作。
最后，如上面所描述的那样，在电动机部5、旋转部分525和框架部7被组装成一个整体之后，组装风扇部3。
利用螺钉将整流板313固定到框架部7的框架711上。将风扇311牢固地安装到电动机511的旋转轴516上。然后，将风扇罩312牢固地固定到整流板313的外侧表面上，完成电动鼓风机1的组装步骤，如图2所示，使得整流板313和风扇311被风扇罩312覆盖。
根据上面描述的组装步骤，由于绕组515的另外的端部518被分别插入的通孔设置在驱动电路板9上，所以，可以缩短在电动机511和驱动控制电路板9之间的绕组的另外的端部的连接路径。
在上面描述的实施例中，在绕组515的与电路板9的连接端子916之间的电连接利用焊料进行。但是，也可以采用其它方法。如图7所示，可以采用在其一侧具有凹口部917a的固定金属板917。固定金属板917预先设置在连接端子916上。绕组515的另外的端部518通过驱动控制电路板9上的孔918突出，然后固定到板917的凹口部917a上。
下面将描述本发明的第二个实施例。在图8和9中，在第二个实施例中与第一个实施例类似的元件采用相同的标号，从而，不再重复其详细的描述。
图8是第二个实施例的电动鼓风机的部分剖开的侧视图。图9是一个平面图，表示电动鼓风机的一部分的内部结构的例子。
在该实施例中，代替图6a中的功率器件23a、23b、23c、23d、23e和23f，采用每一个具有一个主体和三个端子的功率器件23’a、23’b、23’c、23’d、23’e和23’f。当组装这种功率器件23’时，利用螺钉将功率器件23’的主体固定到框架711的圆形框架部分712的表面上。在将驱动控制电路板9的耳部911分别容纳到圆形框架部分712的阶梯部分716内之后，将功率器件23’固定到圆形框架部分712上，以便将每一个功率器件23’的端予定位到设置在板9上的各个连接端子(未示出)处。利用焊料将功率器件的每一个端子电连接和机械连接到各个连接端子上。
在上面描述的第二个实施例中，在将功率器件23’机械地固定到框架711上之后，利用焊料将过滤器件23’的每一个端子连接到驱动控制电路板9上。从而，对功率器件23’的端子不会施加机械应力。另外，由于每一个功率器件23’被直接固定到框架711上，所以，来自于功率器件23’的热辐射会增大，并且由于功率器件23’不受到鼓风机1内的气流的不利影响，所以，可以将气流通路的损失降低到最小限度。
上面对于特定的实施例对本发明进行了描述。但是，对于熟悉本领域的人员来说，基于本发明的原理的其它实施形式将是很明显的。这种实施形式也包括在权利要求的范围内。
权利要求
1.一种电动鼓风机，包括具有风扇的风扇部；电动机部，用于驱动所述风扇以便产生气流，该电动机部包括被多个绕组分别卷绕的定子；框架部，用于支承风扇部和电动机部，该框架部具有多个气流开口部，构成从风扇部通向电动机部的气流通路；以及驱动控制电路板，该电路板位于风扇部与电动机部之间，并具有驱动控制电路，用于控制向多个绕组上供应的电流，该电路板进一步具有多个连接端子，所述多个连接端子的每一个都具有一个通孔；其特征在于，在多个绕组的每一个的端部部分分别通过多个连接端子的每一个的通孔突出的状态下，多个绕组的端部部分分别与对应的连接端子电连接，并且，在多个连接端子暴露在框架部的多个气流开口部的状态下，驱动控制电路板由框架部所支承。
2.如权利要求1所述的电动鼓风机，其特征在于，框架部具有圆形框架部分，并且驱动控制电路板的驱动控制电路包括多个功率器件，每一个所述功率器件具有主体和用于切换供应给多个绕组的电流的端子，每个功率器件的主体被固定到圆形框架部分上，而多个功率器件的端子电连接到驱动控制电路板的对应的连接端子上。
3.一种组装电动鼓风机的方法，所述电动鼓风机包括风扇部，具有被多个绕组分别卷绕的定子的电动机部，以及具有框架和驱动控制电路板的框架部，所述方法包括以下步骤在多个设置在驱动电路板上的连接端子暴露于框架部的多个气流开口部分的状态下，利用框架支承驱动控制电路板；使多个绕组的每一个端部部分通过每个通孔突出，其中，所述通孔形成在电路板的每一个连接端子上；将电动机部固定到框架部上；以及分别将多个绕组的每一个端部部分与电路板的每一个连接端子连接。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，驱动控制电路板包括多个功率器件，所述功率器件的每一个包括主体和电端子，所述方法进一步包括以下步骤将每一个功率器件的主体固定到框架部的框架上；以及在将功率器件的主体固定到框架上之后，将功率器件的每一个电端子与驱动控制电路板的连接端子电连接。
全文摘要
一种电动鼓风机，包括风扇部，该风扇部具有一个风扇；电动机部，机械地连接到风扇上，以便产生气流，该电动机包括多个绕组分别卷绕的定子；框架部，用于支承风扇部和电动机部，该框架部具有多个构成从风扇部通向电动机部的气流通路的气流开口部；以及驱动控制电路板，该电路板位于风扇部与电动机部之间，并具有驱动控制电路，所述控制电路用于控制向多个绕组提供的电流，并进一步具有多个连接端子，所述连接端子的每一个具有一个通孔。为了易于将多个绕组的端部部分分别与电路板的连接端子连接，多个绕组的每一个端部分别通过多个连接端子的每一个通孔突出，并且多个连接端子的暴露在框架部的多个气流开口部。
文档编号H02P6/14GK1783655SQ200510128778
公开日2006年6月7日 申请日期2005年12月2日 优先权日2004年12月3日
发明者荻岛拓哉, 栉田博之 申请人:东芝泰格有限公司