專利名稱：外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。
許多年來(lái)，外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)一直按照常規(guī)的結(jié)構(gòu)制造。一種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的這種常規(guī)結(jié)構(gòu)的例子如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)的基本根據(jù)是定子裝置具有帶有槽的定子裝置基體。用于電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制電路被在槽中連附于定子裝置基體上，定子繞組位于電路裝置的上方，使得電路裝置被夾在定子繞組和定子裝置基體之間的槽中。一般地說(shuō)，定子繞組和電路裝置被永久地固定在定子裝置基體上。
盡管這種結(jié)構(gòu)具有缺點(diǎn)，但是，自從這種類型的電動(dòng)機(jī)第一次制成，20多年來(lái)基本上沒(méi)有偏離上述常規(guī)的結(jié)構(gòu)。
上述的常規(guī)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)具有許多相關(guān)的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)都是由于把印刷電路板設(shè)置在定子裝置基體和定子繞組之間的位置而引起的。例如，因?yàn)槎ㄗ永@組幾乎總是永久性地固定在定子裝置基體上，如果不經(jīng)至少部分地破壞定子繞組或裝置基體，要改變或修理印刷電路板上的電路或元件是極其困難的。通常的情況是，報(bào)廢一臺(tái)電動(dòng)機(jī)比試圖修理和維護(hù)電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路裝置還劃算。
另一個(gè)缺點(diǎn)是，由電動(dòng)機(jī)和印刷電路板上的電路產(chǎn)生的熱量難很從電動(dòng)機(jī)散發(fā)出去。
另一個(gè)缺點(diǎn)是，難于密封印刷電路板和其上的元件，以免灰塵和濕氣的侵入。
另一個(gè)缺點(diǎn)是，由電動(dòng)機(jī)和印刷電路板上的驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)出去，這在許多情況下限制了電動(dòng)機(jī)的功率輸出。
本發(fā)明的目的在于，試圖提供一種沒(méi)有上述缺點(diǎn)的外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。因而，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)包括具有基體板的定子裝置基體；被固定在所述定子裝置基體上的繞組裝置；以及和所述電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路裝置。其中所述基體板被設(shè)置在所述電路裝置和所述繞組裝置之間，并具有用于限定一個(gè)閉合空間的蓋，所述電路裝置被設(shè)置在被氣密性密封的閉合空間內(nèi)，位于所述基體板和所述蓋之間。
電路裝置最好固定于基體板上或由基體板支撐。
一般地說(shuō)，所述基體板包括具有基本上為圓柱形側(cè)壁的基本上為圓形的基體板，所述側(cè)壁限定一個(gè)槽，所述電路裝置位于所述槽內(nèi)。
有利的是，定子裝置基體包括用于支撐定子繞組的裝置。
最好是，定子裝置基體由鋁或者其它具有好的導(dǎo)熱性的材料制造。
一般地說(shuō)，所述電路裝置呈印刷電路板的形式，在所述電路板上安裝了多個(gè)元件，在所述印刷電路板上的元件或者位于印刷電路板的任何一面，或者位于所述印刷電路板的兩面上。
在印刷電路板上有至少一些(如果不是所有的話)大功率耗散元件，其最好可以懸伸出印刷電路板，并且被固定在裝置基體P上，因而能夠直接把熱量傳導(dǎo)到所述裝置基體上，此外，所述熱耗散元件可以位于印刷電路板中的一個(gè)孔的上方，使得它們能夠被夾在裝置基體的一個(gè)凸出的區(qū)域上，從而把熱量傳導(dǎo)到裝置基體中。
本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種包括采用本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇。
有利的是，所述風(fēng)扇具有由塑料材料或者其它廉價(jià)并容易制造的材料制成的框架。
一般地說(shuō)，所述電動(dòng)機(jī)具有蓋板，并且所述蓋板構(gòu)成風(fēng)扇殼體的一部分，所述風(fēng)扇殼體被這樣構(gòu)成，使得裝置基體的外邊沿位于風(fēng)扇的氣流中，因而可以被所述氣流冷卻。
為了能夠更好地理解本發(fā)明，下面以舉例方式結(jié)合
本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是常規(guī)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的截面圖；圖2是按照本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的第一實(shí)施例的截面圖；圖3是圖2的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的平面圖；圖4是按照本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的第二實(shí)施例的截面圖；圖5是按照本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的第三實(shí)施例的截面圖；以及圖6是實(shí)施本發(fā)明的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的具有塑料框架的風(fēng)扇的示意的截面圖。
現(xiàn)在參看圖1，其中示出了一種外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)1的一種常規(guī)的結(jié)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)1包括定子裝置和轉(zhuǎn)子裝置。所述定子裝置具有定子裝置基體，其包括基本上為圓形的基體2，所述基體2具有外部的直立圓柱形側(cè)壁3。中心圓柱4也從圓形基體2的中心豎起，并且和圓柱形側(cè)壁3同心，從而在圓柱形側(cè)壁3和圓柱4之間限定一個(gè)環(huán)形空間。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制電路一般被設(shè)置在這個(gè)環(huán)形空間內(nèi)，一般被設(shè)置在環(huán)形印刷電路板5上，所述環(huán)形印刷電路板5具有印刷電路板的主表面，用于承載所有的元件6，這些元件面向基體2設(shè)置。印刷電路板5一般被永久地連接和固定在一組多極定子疊層上，所述定子疊層具有圍繞每個(gè)極的繞組，從而形成定子繞組裝置7，所述定子繞組裝置7被固定在定子裝置基體上，更具體地說(shuō)，被固定在基體2的正上方的圓柱4的外部，從而使印刷電路板5夾持在定子繞組裝置7和基體2之間。定子繞組裝置7最好通過(guò)熱塑樹(shù)脂或其他永久粘合劑永久地固定在圓柱2上。應(yīng)當(dāng)理解，用于固定印刷電路板5的環(huán)形空間朝向定子繞組裝置7敞開(kāi)。
轉(zhuǎn)子裝置包括轉(zhuǎn)子罩8，所述轉(zhuǎn)子罩具有被圍繞其內(nèi)圓周設(shè)置的極性相反的一系列永磁極9。所述轉(zhuǎn)子罩8借助軸10與圓柱4可轉(zhuǎn)動(dòng)地接合，所述軸被固定在圓柱4內(nèi)的兩對(duì)軸承11之間。
和上述常規(guī)的電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相關(guān)的缺點(diǎn)都是由于把印刷電路板設(shè)置在殼體基體2和定子裝置7之間的位置而引起的。它們一般被永久地固定在一起。因此，如果不經(jīng)至少部分地破壞定子繞組或裝置基體，要更換或修理印刷電路板上的電路或元件是極其困難的。
其他的缺點(diǎn)包括，難于密封印刷電路板和其上的元件，以防灰塵和濕氣侵入，并且難于從電動(dòng)機(jī)散發(fā)由電動(dòng)機(jī)和印刷電路板上的元件產(chǎn)生的熱量，并且難于使電子元件與定子繞組裝置7內(nèi)產(chǎn)生的熱量隔離。
為了解決這些問(wèn)題，本發(fā)明提供一種不同于外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)內(nèi)采用的常規(guī)結(jié)構(gòu)的方案。實(shí)施本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的一個(gè)例子如圖2所示。
現(xiàn)在參看圖2和圖3，其中與圖1所示的常規(guī)的電動(dòng)機(jī)裝置使用相同的標(biāo)號(hào)。顯然，其中的轉(zhuǎn)子裝置是并無(wú)變化，并且，定子繞組裝置7以常規(guī)的方式固定在圓柱4上。不過(guò)，實(shí)施本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)與圖1所示的常規(guī)的電動(dòng)機(jī)裝置之間的區(qū)別在于，定子裝置的基體部分不同。
實(shí)施本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)1的定子裝置基體20包括與圖1所示的結(jié)構(gòu)倒置的結(jié)構(gòu)。定子裝置基體20包括從環(huán)形基體板21直立向上的常規(guī)的圓柱4。圓柱形側(cè)壁22從基體板21沿與圓柱4相反的方向突出，從而使側(cè)壁22離開(kāi)定子繞組裝置7沿與圓柱4相反的方向突出。因而，在定子繞組裝置7和基體板21之間沒(méi)有可以放置印刷電路板5的槽。
和常規(guī)的結(jié)構(gòu)相反，與定子繞組裝置7相反的側(cè)壁22在基體板21的與定子繞組裝置7相反的一側(cè)上限定了一個(gè)空間，與電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路可以設(shè)置在所述空間內(nèi)。這樣，由側(cè)壁22和基體板21限定的槽在定子繞組裝置7的反方向開(kāi)口。
蓋板23被設(shè)在圍繞側(cè)壁22的自由邊緣而形成的內(nèi)部臺(tái)階上。從而在基體板21和蓋板23之間限定一個(gè)由側(cè)壁22圍成的閉合空間24。最好是，在側(cè)壁22內(nèi)還形成凸起25或隔離壁(未示出)，從而分別提供用于把蓋板23固定到基體板21上的裝置和用于把側(cè)壁22的邊界內(nèi)的主空間24劃分成不同的子空間的裝置。
在圖2所示的電動(dòng)機(jī)的實(shí)施例中，印刷電路板5固定在基體板21上。印刷電路板5上的元件6位于印刷電路板5的與基體板21相鄰表面的相反表面上。因此，在把蓋板23除去時(shí)，元件6便容易接近。這樣，元件6和印刷電路板上的電路可以被容易地修理和維護(hù)，而不需要破壞繞組7或定子裝置的任何其他部件。合適的導(dǎo)線7A通過(guò)基體板21使繞組裝置7與印刷電路板5相連。使導(dǎo)線7A通過(guò)基體板21的開(kāi)口由橡膠密封材料或其他的密封材料密封。
在基體板21的定子繞組7的相對(duì)側(cè)上提供用于安裝電動(dòng)機(jī)的印刷電路板的封閉空間24具有其他優(yōu)點(diǎn)。封閉空間24可以利用O形橡膠圈33或其他類似的密封裝置密封，從而保護(hù)殼體24內(nèi)的線路和元件免受濕氣和灰塵侵入。此外，增強(qiáng)了電動(dòng)機(jī)的熱傳導(dǎo)性能，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量可以更容易地通過(guò)定子裝置耗散，所述熱量沿著基體板21向側(cè)壁22的下方從蓋板23散出。外部散熱器或類似裝置可以和蓋板23相連，從而促進(jìn)進(jìn)一步散熱。
最好是，所述定子裝置由鋁或任何其它導(dǎo)熱材料制造。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例使用相同的定子結(jié)構(gòu)，其中使用塑料的或者非導(dǎo)電的基體，使得能夠氣密地密封電子元件。
圖4表示電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例，其中電路裝置的一個(gè)或幾個(gè)元件6A懸伸出印刷電路板5，使得印刷電路板5被直接地固定在基體板21上，因而，直接把熱量傳導(dǎo)到基體板21內(nèi)。對(duì)于大功率的耗散元件，這種結(jié)構(gòu)尤其有利。
圖5表示電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例，其中印刷電路板5具有開(kāi)孔26，通過(guò)所述開(kāi)孔，一個(gè)延伸部分27從基體板21伸出。大功率耗散元件6A位于印刷電路板5的與基體板21相反的表面上的孔26的上方?；w板21的延伸部分27和元件6A接觸，從而提供從元件6A直接到基體板21的導(dǎo)熱通路。
實(shí)施本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)的一種特定的應(yīng)用是在風(fēng)扇和通風(fēng)設(shè)備領(lǐng)域，特別是軸流式風(fēng)扇。具有大功率無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇一般具有用鋁制造的框架，這是因?yàn)橛捎谟须妱?dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量，而不可能利用廉價(jià)的塑料材料。
不過(guò)，當(dāng)使用實(shí)施本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)時(shí)，可以生產(chǎn)混合結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇30，其具有鋁定子裝置基體20，但是具有塑料框架31，如圖6所示。這是因?yàn)椋娠L(fēng)扇30產(chǎn)生的氣流將從電動(dòng)機(jī)1帶走熱量。由風(fēng)扇30產(chǎn)生的氣流經(jīng)過(guò)定子裝置基體20的側(cè)壁22，所述側(cè)壁構(gòu)成從電動(dòng)機(jī)1傳導(dǎo)熱量的熱傳導(dǎo)通路的一部分。因而，和具有常規(guī)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇相比，風(fēng)扇30的框架31承受的熱量較小。最好是，用于定子裝置基體20的蓋板23構(gòu)成風(fēng)扇殼體32的一部分，提供一種使風(fēng)扇殼體與電動(dòng)機(jī)1機(jī)械連接的更簡(jiǎn)便的方式。
在本說(shuō)明中，“包括”指的是“具有或由...構(gòu)成”，“含有”指的是“具有或由...構(gòu)成”。
在上面的說(shuō)明書(shū)或下面的權(quán)利要求書(shū)或者附圖中披露的特征根據(jù)需要都以其特定的形式表示，或者被表示為用于完成所披露的功能的裝置，或者被表示為用于獲得所披露的結(jié)果的方法或步驟，這些特征可以單獨(dú)出現(xiàn)，或者以這些特征的組合出現(xiàn)，用于以不同的形式實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，包括具有基體板的定子裝置基體；被固定在所述定子裝置基體上的繞組裝置；以及和所述電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路裝置；其中所述基體板被設(shè)置在所述電路裝置和所述繞組裝置之間，并具有用于限定一個(gè)閉合空間的蓋，所述電路裝置被設(shè)置在被氣密性密封的閉合空間內(nèi)，并在所述基體板和所述蓋之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路裝置被固定在所述基體板上，或者由所述基體板支撐。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路的產(chǎn)生熱的元件被固定在所述基體板上。
4.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述基體板包括具有側(cè)壁的基體板，所述側(cè)壁限定一個(gè)槽，所述電路裝置被設(shè)置在所述槽內(nèi)。
5.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述定子裝置基體包括用于支撐繞組裝置的裝置。
6.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中定子裝置基體由鋁或其它的導(dǎo)熱材料制成。
7.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路裝置呈印刷電路板的形式，在所述印刷電路板上安裝有多個(gè)元件。
8.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)，其中在印刷電路板上的一些或所有元件位于印刷電路板的與所述基體板相鄰的一側(cè)的相反側(cè)。
9.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)，其中一些或所有元件位于印刷電路板的與基體板相鄰的表面上。
10.如權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述元件位于所述印刷電路板的兩個(gè)表面上。
11.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中產(chǎn)生大量熱量的元件懸伸出印刷電路板的邊沿，并被直接固定在基體板上，因而把熱量從所述元件傳導(dǎo)到所述基體板。
12.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中產(chǎn)生大量熱量的元件被設(shè)置在印刷電路板中的一個(gè)孔附近，從基體板伸出的一個(gè)凸起通過(guò)所述的孔和至少一個(gè)元件接觸，從而把熱量從元件傳導(dǎo)到基體板。
13.如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述繞組裝置包括多個(gè)具有繞組的多極定子層疊體。
14.一種包括如前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇。
15.如權(quán)利要求17所述的風(fēng)扇具有框架，其中所述框架由塑料材料制造。
16.如權(quán)利要求17或18所述的風(fēng)扇，其中所述電動(dòng)機(jī)具有蓋板，并且所述蓋板構(gòu)成所述風(fēng)扇殼體的一部分。
17.一種外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，包括具有基體板的定子裝置基體；被固定在所述定子裝置基體上的繞組裝置；以及和所述電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路裝置，其中所述基體板被設(shè)置在所述電路裝置和所述繞組裝置之間，并具有從所述繞組裝置懸垂的側(cè)壁，所述側(cè)壁構(gòu)成用于從所述電動(dòng)機(jī)散熱的熱傳導(dǎo)通路的一部分。
18.如權(quán)利要求17所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路裝置被固定在所述基體板上，或者被所述基體板支撐著。
19.如權(quán)利要求17所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路的產(chǎn)生熱的元件被固定在所述基體板上。
20.如權(quán)利要求17-19任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述側(cè)壁限定一個(gè)槽，所述電路裝置被設(shè)置在所述槽內(nèi)。
21.如權(quán)利要求17-20任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述基體板具有一個(gè)蓋，所述電路裝置位于所述基體板和所述蓋之間。
22.如權(quán)利要求17-21任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路裝置被容納在一個(gè)閉合空間內(nèi)。
23.如權(quán)利要求22所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述閉合空間被氣密性地密封。
24.如權(quán)利要求17-23任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述定子裝置基體包括用于支撐所述繞組裝置的裝置。
25.如權(quán)利要求17-24任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中定子裝置基體由鋁或其它的導(dǎo)熱材料制成。
26.如權(quán)利要求17-25任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述電路裝置呈印刷電路板的形式，在所述印刷電路板上安裝有多個(gè)元件。
27.如權(quán)利要求26所述的電動(dòng)機(jī)，其中在印刷電路板上的一些或所有元件位于印刷電路板的與所述基體板相鄰的一側(cè)的相反側(cè)。
28.如權(quán)利要求26所述的電動(dòng)機(jī)，其中一些或所有元件位于印刷電路板的與基體板相鄰的表面上。
29.如權(quán)利要求26所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述元件位于所述印刷電路板的兩個(gè)表面上。
30.如權(quán)利要求17-29任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中產(chǎn)生大量熱量的元件懸伸出印刷電路板的邊沿，并被直接固定在基體板上，因而把熱量從所述元件傳導(dǎo)到所述基體板。
31.如權(quán)利要求17-30任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中產(chǎn)生大量熱量的元件被設(shè)置在印刷電路板中的一個(gè)孔附近，從基體板伸出的一個(gè)凸起通過(guò)所述的孔和至少一個(gè)元件接觸，從而把熱量從元件傳導(dǎo)到基體板。
32.如權(quán)利要求17-31任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)，其中所述繞組裝置包括多個(gè)具有繞組的多極定子層疊體。
33.一種包括如權(quán)利要求17-32任何一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇。
34.如權(quán)利要求33所述的風(fēng)扇具有框架，其中所述框架由塑料材料制造。
35.如權(quán)利要求33或34所述的風(fēng)扇，其中所述電動(dòng)機(jī)具有蓋板，并且所述蓋板構(gòu)成所述風(fēng)扇殼體的一部分。
36.如權(quán)利要求33-35任何一個(gè)所述的風(fēng)扇，其中所述側(cè)壁位于由風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的氣流內(nèi)。
37.一種用于產(chǎn)生氣流的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇具有風(fēng)扇殼體和外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)包括具有基體板的定子裝置基體；被固定在所述定子裝置基體上的繞組裝置；以及和所述電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路裝置；其中所述基體板被設(shè)置在所述電路裝置和所述繞組裝置之間，并具有從所述繞組裝置懸垂的側(cè)壁，所述側(cè)壁構(gòu)成用于從所述電動(dòng)機(jī)散熱的熱傳導(dǎo)通路的一部分，并位于在所述風(fēng)扇運(yùn)行時(shí)由所述風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流內(nèi)。
全文摘要
一種用于風(fēng)扇或其他類似應(yīng)用中的外轉(zhuǎn)子無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)包括具有基體板(21)的定子裝置基體；被固定在所述定子裝置基體上的多個(gè)定子繞組(7)；以及和所述電動(dòng)機(jī)相關(guān)的電路裝置(5，6)，其中所述基體板(21)被設(shè)置在所述電路裝置和所述定子繞組之間。
文檔編號(hào)H02K9/06GK1409888SQ0081693
公開(kāi)日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2000年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月8日
發(fā)明者H·里多克 申請(qǐng)人:美蓓亞株式會(huì)社