专利名称：外转子无刷直流电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外转子无刷直流电动机。
许多年来，外转子无刷直流电动机一直按照常规的结构制造。一种无刷直流电动机的这种常规结构的例子如图1所示。这种结构的基本根据是定子装置具有带有槽的定子装置基体。用于电动机的驱动和控制电路被在槽中连附于定子装置基体上，定子绕组位于电路装置的上方，使得电路装置被夹在定子绕组和定子装置基体之间的槽中。一般地说，定子绕组和电路装置被永久地固定在定子装置基体上。
尽管这种结构具有缺点，但是，自从这种类型的电动机第一次制成，20多年来基本上没有偏离上述常规的结构。
上述的常规电动机结构具有许多相关的缺点。这些缺点都是由于把印刷电路板设置在定子装置基体和定子绕组之间的位置而引起的。例如，因为定子绕组几乎总是永久性地固定在定子装置基体上，如果不经至少部分地破坏定子绕组或装置基体，要改变或修理印刷电路板上的电路或元件是极其困难的。通常的情况是，报废一台电动机比试图修理和维护电动机相关的电路装置还划算。
另一个缺点是，由电动机和印刷电路板上的电路产生的热量难很从电动机散发出去。
另一个缺点是，难于密封印刷电路板和其上的元件，以免灰尘和湿气的侵入。
另一个缺点是，由电动机和印刷电路板上的驱动电路产生的热量很难散发出去，这在许多情况下限制了电动机的功率输出。
本发明的目的在于，试图提供一种没有上述缺点的外转子无刷直流电动机。因而，本发明的一个方面提供一种外转子无刷直流电动机，所述电动机包括具有基体板的定子装置基体；被固定在所述定子装置基体上的绕组装置；以及和所述电动机相关的电路装置。其中所述基体板被设置在所述电路装置和所述绕组装置之间，并具有用于限定一个闭合空间的盖，所述电路装置被设置在被气密性密封的闭合空间内，位于所述基体板和所述盖之间。
电路装置最好固定于基体板上或由基体板支撑。
一般地说，所述基体板包括具有基本上为圆柱形侧壁的基本上为圆形的基体板，所述侧壁限定一个槽，所述电路装置位于所述槽内。
有利的是，定子装置基体包括用于支撑定子绕组的装置。
最好是，定子装置基体由铝或者其它具有好的导热性的材料制造。
一般地说，所述电路装置呈印刷电路板的形式，在所述电路板上安装了多个元件，在所述印刷电路板上的元件或者位于印刷电路板的任何一面，或者位于所述印刷电路板的两面上。
在印刷电路板上有至少一些(如果不是所有的话)大功率耗散元件，其最好可以悬伸出印刷电路板，并且被固定在装置基体P上，因而能够直接把热量传导到所述装置基体上，此外，所述热耗散元件可以位于印刷电路板中的一个孔的上方，使得它们能够被夹在装置基体的一个凸出的区域上，从而把热量传导到装置基体中。
本发明的另一个方面提供一种包括采用本发明的电动机的风扇。
有利的是，所述风扇具有由塑料材料或者其它廉价并容易制造的材料制成的框架。
一般地说，所述电动机具有盖板，并且所述盖板构成风扇壳体的一部分，所述风扇壳体被这样构成，使得装置基体的外边沿位于风扇的气流中，因而可以被所述气流冷却。
为了能够更好地理解本发明，下面以举例方式结合
本发明的实施例，其中图1是常规的无刷直流电动机的截面图；图2是按照本发明的外转子无刷直流电动机的第一实施例的截面图；图3是图2的无刷直流电动机的平面图；图4是按照本发明的外转子无刷直流电动机的第二实施例的截面图；图5是按照本发明的外转子无刷直流电动机的第三实施例的截面图；以及图6是实施本发明的无刷直流电动机的具有塑料框架的风扇的示意的截面图。
现在参看图1，其中示出了一种外转子无刷直流电动机1的一种常规的结构。电动机1包括定子装置和转子装置。所述定子装置具有定子装置基体，其包括基本上为圆形的基体2，所述基体2具有外部的直立圆柱形侧壁3。中心圆柱4也从圆形基体2的中心竖起，并且和圆柱形侧壁3同心，从而在圆柱形侧壁3和圆柱4之间限定一个环形空间。电动机的驱动和控制电路一般被设置在这个环形空间内，一般被设置在环形印刷电路板5上，所述环形印刷电路板5具有印刷电路板的主表面，用于承载所有的元件6，这些元件面向基体2设置。印刷电路板5一般被永久地连接和固定在一组多极定子叠层上，所述定子叠层具有围绕每个极的绕组，从而形成定子绕组装置7，所述定子绕组装置7被固定在定子装置基体上，更具体地说，被固定在基体2的正上方的圆柱4的外部，从而使印刷电路板5夹持在定子绕组装置7和基体2之间。定子绕组装置7最好通过热塑树脂或其他永久粘合剂永久地固定在圆柱2上。应当理解，用于固定印刷电路板5的环形空间朝向定子绕组装置7敞开。
转子装置包括转子罩8，所述转子罩具有被围绕其内圆周设置的极性相反的一系列永磁极9。所述转子罩8借助轴10与圆柱4可转动地接合，所述轴被固定在圆柱4内的两对轴承11之间。
和上述常规的电动机的结构相关的缺点都是由于把印刷电路板设置在壳体基体2和定子装置7之间的位置而引起的。它们一般被永久地固定在一起。因此，如果不经至少部分地破坏定子绕组或装置基体，要更换或修理印刷电路板上的电路或元件是极其困难的。
其他的缺点包括，难于密封印刷电路板和其上的元件，以防灰尘和湿气侵入，并且难于从电动机散发由电动机和印刷电路板上的元件产生的热量，并且难于使电子元件与定子绕组装置7内产生的热量隔离。
为了解决这些问题，本发明提供一种不同于外转子无刷直流电动机内采用的常规结构的方案。实施本发明的电动机的一个例子如图2所示。
现在参看图2和图3，其中与图1所示的常规的电动机装置使用相同的标号。显然，其中的转子装置是并无变化，并且，定子绕组装置7以常规的方式固定在圆柱4上。不过，实施本发明的电动机与图1所示的常规的电动机装置之间的区别在于，定子装置的基体部分不同。
实施本发明的电动机1的定子装置基体20包括与图1所示的结构倒置的结构。定子装置基体20包括从环形基体板21直立向上的常规的圆柱4。圆柱形侧壁22从基体板21沿与圆柱4相反的方向突出，从而使侧壁22离开定子绕组装置7沿与圆柱4相反的方向突出。因而，在定子绕组装置7和基体板21之间没有可以放置印刷电路板5的槽。
和常规的结构相反，与定子绕组装置7相反的侧壁22在基体板21的与定子绕组装置7相反的一侧上限定了一个空间，与电动机相关的电路可以设置在所述空间内。这样，由侧壁22和基体板21限定的槽在定子绕组装置7的反方向开口。
盖板23被设在围绕侧壁22的自由边缘而形成的内部台阶上。从而在基体板21和盖板23之间限定一个由侧壁22围成的闭合空间24。最好是，在侧壁22内还形成凸起25或隔离壁(未示出)，从而分别提供用于把盖板23固定到基体板21上的装置和用于把侧壁22的边界内的主空间24划分成不同的子空间的装置。
在图2所示的电动机的实施例中，印刷电路板5固定在基体板21上。印刷电路板5上的元件6位于印刷电路板5的与基体板21相邻表面的相反表面上。因此，在把盖板23除去时，元件6便容易接近。这样，元件6和印刷电路板上的电路可以被容易地修理和维护，而不需要破坏绕组7或定子装置的任何其他部件。合适的导线7A通过基体板21使绕组装置7与印刷电路板5相连。使导线7A通过基体板21的开口由橡胶密封材料或其他的密封材料密封。
在基体板21的定子绕组7的相对侧上提供用于安装电动机的印刷电路板的封闭空间24具有其他优点。封闭空间24可以利用O形橡胶圈33或其他类似的密封装置密封，从而保护壳体24内的线路和元件免受湿气和灰尘侵入。此外，增强了电动机的热传导性能，因为电动机产生的热量可以更容易地通过定子装置耗散，所述热量沿着基体板21向侧壁22的下方从盖板23散出。外部散热器或类似装置可以和盖板23相连，从而促进进一步散热。
最好是，所述定子装置由铝或任何其它导热材料制造。
本发明的另一个实施例使用相同的定子结构，其中使用塑料的或者非导电的基体，使得能够气密地密封电子元件。
图4表示电动机的另一个实施例，其中电路装置的一个或几个元件6A悬伸出印刷电路板5，使得印刷电路板5被直接地固定在基体板21上，因而，直接把热量传导到基体板21内。对于大功率的耗散元件，这种结构尤其有利。
图5表示电动机的另一个实施例，其中印刷电路板5具有开孔26，通过所述开孔，一个延伸部分27从基体板21伸出。大功率耗散元件6A位于印刷电路板5的与基体板21相反的表面上的孔26的上方。基体板21的延伸部分27和元件6A接触，从而提供从元件6A直接到基体板21的导热通路。
实施本发明的电动机的一种特定的应用是在风扇和通风设备领域，特别是轴流式风扇。具有大功率无刷直流电动机的风扇一般具有用铝制造的框架，这是因为由于有电动机产生的热量，而不可能利用廉价的塑料材料。
不过，当使用实施本发明的电动机时，可以生产混合结构的风扇30，其具有铝定子装置基体20，但是具有塑料框架31，如图6所示。这是因为，由风扇30产生的气流将从电动机1带走热量。由风扇30产生的气流经过定子装置基体20的侧壁22，所述侧壁构成从电动机1传导热量的热传导通路的一部分。因而，和具有常规无刷直流电动机的风扇相比，风扇30的框架31承受的热量较小。最好是，用于定子装置基体20的盖板23构成风扇壳体32的一部分，提供一种使风扇壳体与电动机1机械连接的更简便的方式。
在本说明中，“包括”指的是“具有或由...构成”，“含有”指的是“具有或由...构成”。
在上面的说明书或下面的权利要求书或者附图中披露的特征根据需要都以其特定的形式表示，或者被表示为用于完成所披露的功能的装置，或者被表示为用于获得所披露的结果的方法或步骤，这些特征可以单独出现，或者以这些特征的组合出现，用于以不同的形式实施本发明。
权利要求
1.一种外转子无刷直流电动机，包括具有基体板的定子装置基体；被固定在所述定子装置基体上的绕组装置；以及和所述电动机相关的电路装置；其中所述基体板被设置在所述电路装置和所述绕组装置之间，并具有用于限定一个闭合空间的盖，所述电路装置被设置在被气密性密封的闭合空间内，并在所述基体板和所述盖之间。
2.如权利要求1所述的电动机，其中所述电路装置被固定在所述基体板上，或者由所述基体板支撑。
3.如权利要求1所述的电动机，其中所述电路的产生热的元件被固定在所述基体板上。
4.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中所述基体板包括具有侧壁的基体板，所述侧壁限定一个槽，所述电路装置被设置在所述槽内。
5.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中所述定子装置基体包括用于支撑绕组装置的装置。
6.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中定子装置基体由铝或其它的导热材料制成。
7.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中所述电路装置呈印刷电路板的形式，在所述印刷电路板上安装有多个元件。
8.如权利要求10所述的电动机，其中在印刷电路板上的一些或所有元件位于印刷电路板的与所述基体板相邻的一侧的相反侧。
9.如权利要求10所述的电动机，其中一些或所有元件位于印刷电路板的与基体板相邻的表面上。
10.如权利要求10所述的电动机，其中所述元件位于所述印刷电路板的两个表面上。
11.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中产生大量热量的元件悬伸出印刷电路板的边沿，并被直接固定在基体板上，因而把热量从所述元件传导到所述基体板。
12.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中产生大量热量的元件被设置在印刷电路板中的一个孔附近，从基体板伸出的一个凸起通过所述的孔和至少一个元件接触，从而把热量从元件传导到基体板。
13.如前面任何一个权利要求所述的电动机，其中所述绕组装置包括多个具有绕组的多极定子层叠体。
14.一种包括如前面任何一个权利要求所述的电动机的风扇。
15.如权利要求17所述的风扇具有框架，其中所述框架由塑料材料制造。
16.如权利要求17或18所述的风扇，其中所述电动机具有盖板，并且所述盖板构成所述风扇壳体的一部分。
17.一种外转子无刷直流电动机，包括具有基体板的定子装置基体；被固定在所述定子装置基体上的绕组装置；以及和所述电动机相关的电路装置，其中所述基体板被设置在所述电路装置和所述绕组装置之间，并具有从所述绕组装置悬垂的侧壁，所述侧壁构成用于从所述电动机散热的热传导通路的一部分。
18.如权利要求17所述的电动机，其中所述电路装置被固定在所述基体板上，或者被所述基体板支撑着。
19.如权利要求17所述的电动机，其中所述电路的产生热的元件被固定在所述基体板上。
20.如权利要求17-19任何一个所述的电动机，其中所述侧壁限定一个槽，所述电路装置被设置在所述槽内。
21.如权利要求17-20任何一个所述的电动机，其中所述基体板具有一个盖，所述电路装置位于所述基体板和所述盖之间。
22.如权利要求17-21任何一个所述的电动机，其中所述电路装置被容纳在一个闭合空间内。
23.如权利要求22所述的电动机，其中所述闭合空间被气密性地密封。
24.如权利要求17-23任何一个所述的电动机，其中所述定子装置基体包括用于支撑所述绕组装置的装置。
25.如权利要求17-24任何一个所述的电动机，其中定子装置基体由铝或其它的导热材料制成。
26.如权利要求17-25任何一个所述的电动机，其中所述电路装置呈印刷电路板的形式，在所述印刷电路板上安装有多个元件。
27.如权利要求26所述的电动机，其中在印刷电路板上的一些或所有元件位于印刷电路板的与所述基体板相邻的一侧的相反侧。
28.如权利要求26所述的电动机，其中一些或所有元件位于印刷电路板的与基体板相邻的表面上。
29.如权利要求26所述的电动机，其中所述元件位于所述印刷电路板的两个表面上。
30.如权利要求17-29任何一个所述的电动机，其中产生大量热量的元件悬伸出印刷电路板的边沿，并被直接固定在基体板上，因而把热量从所述元件传导到所述基体板。
31.如权利要求17-30任何一个所述的电动机，其中产生大量热量的元件被设置在印刷电路板中的一个孔附近，从基体板伸出的一个凸起通过所述的孔和至少一个元件接触，从而把热量从元件传导到基体板。
32.如权利要求17-31任何一个所述的电动机，其中所述绕组装置包括多个具有绕组的多极定子层叠体。
33.一种包括如权利要求17-32任何一个所述的电动机的风扇。
34.如权利要求33所述的风扇具有框架，其中所述框架由塑料材料制造。
35.如权利要求33或34所述的风扇，其中所述电动机具有盖板，并且所述盖板构成所述风扇壳体的一部分。
36.如权利要求33-35任何一个所述的风扇，其中所述侧壁位于由风扇运行时产生的气流内。
37.一种用于产生气流的风扇，所述风扇具有风扇壳体和外转子无刷直流电动机，所述电动机包括具有基体板的定子装置基体；被固定在所述定子装置基体上的绕组装置；以及和所述电动机相关的电路装置；其中所述基体板被设置在所述电路装置和所述绕组装置之间，并具有从所述绕组装置悬垂的侧壁，所述侧壁构成用于从所述电动机散热的热传导通路的一部分，并位于在所述风扇运行时由所述风扇产生的气流内。
全文摘要
一种用于风扇或其他类似应用中的外转子无刷直流电动机，所述电动机包括具有基体板(21)的定子装置基体；被固定在所述定子装置基体上的多个定子绕组(7)；以及和所述电动机相关的电路装置(5，6)，其中所述基体板(21)被设置在所述电路装置和所述定子绕组之间。
文档编号H02K9/06GK1409888SQ0081693
公开日2003年4月9日 申请日期2000年10月4日 优先权日1999年10月8日
发明者H·里多克 申请人:美蓓亚株式会社