專利名稱：外轉(zhuǎn)子型無刷直流電動(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)子型無刷DC(BLDC)電動(dòng)機(jī)，特別是涉及一種改進(jìn)的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)，用于通過檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置來依次接通流過定子繞組的電流，并且配合傳感器外殼以及把定子極固定到檢測(cè)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的傳感器單元的位置上，由此減少裝配時(shí)間，降低成本并改善產(chǎn)品可靠性。
如

圖1所示，現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在其中心的用于發(fā)出轉(zhuǎn)矩的軸1。參照?qǐng)D2，沿著電動(dòng)機(jī)的外周設(shè)置的外轉(zhuǎn)子2以其一端部同心地聯(lián)結(jié)在軸1的一個(gè)端部上，以便于同旋轉(zhuǎn)的軸1一起旋轉(zhuǎn)。
在包括該轉(zhuǎn)子2在內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的外周中設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵心3和排列在轉(zhuǎn)子鐵心3上以依次釋放電流的永磁體4。
沿著轉(zhuǎn)子鐵心3和磁體4的一邊設(shè)有沿著電動(dòng)機(jī)的圓周伸出的位置檢測(cè)永磁體5。磁體5具有與轉(zhuǎn)子2一樣多的交替設(shè)在其中的磁極，由此產(chǎn)生磁通。
在轉(zhuǎn)子軸1和轉(zhuǎn)子2之間設(shè)有一個(gè)定子6，沿著定子6的外周設(shè)有多個(gè)被定子線圈7繞在其上的定子鐵心8。
永磁體4與定子線圈7相互面對(duì)。
如圖2、3所示的那樣，在定子6的一個(gè)端面的一部分上設(shè)有一個(gè)支柱13，以便用螺旋12將PCB 10緊固在支柱13上。
一個(gè)霍耳效應(yīng)傳感器9被裝在面對(duì)位置檢測(cè)永磁體5的端面的PCB10的下外表面上。
檢測(cè)PCB 10給霍耳效應(yīng)傳感器9提供電壓，該霍耳效應(yīng)傳感器9根據(jù)由位置檢測(cè)永磁體5產(chǎn)生的磁通的大小和方向依次發(fā)生電壓信號(hào)。
而且，在檢測(cè)PCB 10上焊接傳感器導(dǎo)線11以便把從檢測(cè)PCB 10輸出的電壓信號(hào)傳輸給定子線圈7。
標(biāo)號(hào)7a表示對(duì)著永磁體5從定子6徑向突出形成的定子極。
下面說明如此構(gòu)成的現(xiàn)有外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的工作。
首先，當(dāng)電源加到電動(dòng)機(jī)上時(shí)，由被在設(shè)在定子6上的定子線圈7環(huán)繞的定子鐵心8產(chǎn)生磁場(chǎng)。
由于該磁場(chǎng)，使面對(duì)定子鐵心8的轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動(dòng)。
同時(shí)，由在外轉(zhuǎn)子2上以交替的順序設(shè)有磁極的位置檢測(cè)永磁體5發(fā)生磁場(chǎng)。該霍耳效應(yīng)傳感器9位于磁體5上而位于PCB 10之下，檢測(cè)由位置檢測(cè)永磁體5發(fā)生的磁場(chǎng)及把所檢測(cè)的位置值傳給檢測(cè)PCB10，由此，將轉(zhuǎn)子2的所檢測(cè)的位置值傳給定子6。
霍耳效應(yīng)傳感器9沿著定子6的圓周位于一個(gè)固定位置，以使由霍耳效應(yīng)傳感器9所檢測(cè)的信號(hào)指示轉(zhuǎn)子2相對(duì)于定子6的位置。
但是，在現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)中，由于控制向定子6供給電流的霍耳效應(yīng)傳感器9設(shè)在檢測(cè)PCB 10的下表面上，該檢測(cè)PCB 10以懸臂梁的形式由支柱13固定到定子6上，因而，當(dāng)由于從固定在轉(zhuǎn)子2內(nèi)部的定子6傳遞出振動(dòng)而使電動(dòng)機(jī)的圓周與霍耳效應(yīng)傳感器9之間的角度變得偏離正常狀態(tài)時(shí)，信號(hào)噪聲被加到電動(dòng)機(jī)控制電路中，而損害電動(dòng)機(jī)的效率。
而且，由于定子6的振動(dòng)而縮短了檢測(cè)PCB 10的壽命，并且，焊接在檢測(cè)PCB 10上的傳感器導(dǎo)線11容易被損壞。
還有，由于用于發(fā)生檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置值所需磁場(chǎng)的附加位置檢測(cè)永磁體5必須同設(shè)在轉(zhuǎn)子2中的永磁體4相配合，由此而產(chǎn)生了復(fù)雜的組裝過程和不希望的成本上升。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)，配合傳感器外殼并在定子極片之間固定位置檢測(cè)傳感器單元，由此而獲得減少的組裝時(shí)間、成本降低并改善的產(chǎn)品可靠性。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明所提供的一種外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在其中部的轉(zhuǎn)軸；一個(gè)沿著電動(dòng)機(jī)的外周設(shè)置并以其一端部同心地聯(lián)結(jié)在轉(zhuǎn)軸的一個(gè)端部上以便于同轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；一個(gè)設(shè)在轉(zhuǎn)子的外周內(nèi)部并具有排列在其上的永磁體的轉(zhuǎn)子鐵心；一個(gè)固定在轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子之間的定子；多個(gè)分別繞制了設(shè)在定子外周內(nèi)的定子繞組并處于面對(duì)永磁體的位置上的定子鐵心；以及一個(gè)嵌入固定到形成在多個(gè)定子鐵心的各個(gè)端部上的定子極片之間的空間中的檢測(cè)單元。
圖1是現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的平面圖；圖2是現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的截面圖；圖3是表示現(xiàn)有的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的檢測(cè)單元的部分截面圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的平面圖；圖4B是圖4A中的部分IVb的放大示圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的截面圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的檢測(cè)單元的部分截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)單元的一個(gè)PCB的簡(jiǎn)要平面圖。
下面將參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成、工作和效果。
首先，如圖4A所示的那樣，根據(jù)本發(fā)明的外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在其中心的用于發(fā)出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)軸21。參照?qǐng)D4B和5，沿著電動(dòng)機(jī)的外周設(shè)置的外轉(zhuǎn)子22從其一端同心地聯(lián)結(jié)在轉(zhuǎn)軸21的一個(gè)端部上，以便于同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸21一起旋轉(zhuǎn)。
在轉(zhuǎn)子22的內(nèi)周中設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵心23和排列在轉(zhuǎn)子鐵心23上的永磁磁體24。
在轉(zhuǎn)軸21與轉(zhuǎn)子22之間設(shè)置定子25，沿著定子25的外周設(shè)有多個(gè)有定子線圈26繞在其上的定子鐵心27。
永磁磁體24與定子線圈26相互面對(duì)。
如圖5、6所示的那樣，一個(gè)檢測(cè)單元28被嵌入固定在形成在多個(gè)定子鐵心27的各個(gè)端部上的定子極片之間，以便于當(dāng)轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)檢測(cè)轉(zhuǎn)子22的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
下面將說明該檢測(cè)單元28的組成部件和結(jié)構(gòu)。
在具有一個(gè)開口對(duì)著與其相對(duì)的邊緣部并在其中接收了一個(gè)印刷電路板(PCB)31的邊緣部的印刷電路板插槽的傳感器外殼32的一個(gè)邊緣部上，形成一個(gè)端子外殼32A，用于在其中安裝一個(gè)在PCB 31的端部突出形成的輸出端子部31A，該P(yáng)CB 31將被固定聯(lián)結(jié)到一個(gè)外部連接器上。
具有PCB插槽32b的外殼32被彎曲以適合于定子25的曲率，以使被插入其中的PCB 31的邊緣部能夠被容易地彎曲，而PCB 31的相對(duì)邊緣部被分成多條，以使如圖7所示的那樣形成多個(gè)由開口31b隔開的伸出臂31c，以便于沿著一個(gè)確定的半徑彎曲。根據(jù)由永磁磁體24產(chǎn)生的磁場(chǎng)的大小和方向而發(fā)生的電壓信號(hào)的霍耳傳感器30被裝在面對(duì)永磁磁體24的其表面上的每個(gè)臂31c的外端部上。
在圖7中，標(biāo)號(hào)31d代表PCB 31的圓角，在圖6中，標(biāo)號(hào)32c代表用于引導(dǎo)和支撐將要沿著一個(gè)確定的半徑彎曲的PCB 31的傳感器外殼32的一個(gè)PCB支撐。
因而，通過PCB 31，一電壓被加給霍耳傳感器30，由霍耳傳感器30發(fā)生的電壓信號(hào)從形成在該P(yáng)CB中的輸出端31A輸出。
如圖4B所示的那樣，PCB 31被插入并穩(wěn)定地固定在定子極片29之間的各個(gè)空間中，從而通過各個(gè)臂31c和定子極片29的相對(duì)應(yīng)的內(nèi)凸緣29a而在繞制在定子鐵心27的外周上的定子線圈26的徑向最外部分26a之間產(chǎn)生閉合關(guān)系。
對(duì)于如此構(gòu)成本發(fā)明的工作和效果，如圖4至7所示的那樣，當(dāng)電源加到電動(dòng)機(jī)上時(shí)，由繞制在定子25的定子鐵心27上的定子線圈26產(chǎn)生磁場(chǎng)，以使具有面對(duì)定子鐵心27的轉(zhuǎn)子鐵心23和永磁磁體24的轉(zhuǎn)子22與轉(zhuǎn)軸21一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
同時(shí)，霍耳傳感器30檢測(cè)由安裝在轉(zhuǎn)子22中的永磁磁體24發(fā)生的磁場(chǎng)，由此，把檢測(cè)值傳給PCB 31，從而由霍耳傳感器30所檢測(cè)的信號(hào)被發(fā)給定子驅(qū)動(dòng)電路(未示出)，當(dāng)霍耳轉(zhuǎn)子22轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，而檢測(cè)到轉(zhuǎn)子22的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
如上述的那樣，當(dāng)具有霍耳傳感器的印刷電路板被插入具有高強(qiáng)度并固定在定子極片之間的傳感器外殼中時(shí)，其就不會(huì)受到定子的振動(dòng)的影響，從而就能改善霍耳傳感器的檢測(cè)效果，也獲得了印刷電路板的延長(zhǎng)了的壽命和加強(qiáng)了的檢測(cè)特性。
進(jìn)而，檢測(cè)PCB的輸出端部被直接插入傳感器外殼的連接器外殼中，而在轉(zhuǎn)子上不需要附加的位置檢測(cè)永磁體，由此，獲得組裝時(shí)間的縮短、成本的降低和產(chǎn)品可靠性的改善。
權(quán)利要求
1.一種外轉(zhuǎn)子型無刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)，其特征在于該電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在其中心的轉(zhuǎn)軸；一個(gè)沿著電動(dòng)機(jī)的外周設(shè)置并以其一端同心地聯(lián)結(jié)在轉(zhuǎn)軸的一個(gè)端部上以便于同轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；一個(gè)設(shè)在轉(zhuǎn)子的外周內(nèi)部并具有排列在其上的永磁體的轉(zhuǎn)子鐵心；一個(gè)固定在轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子之間的定子；多個(gè)分別繞制了設(shè)在定子的外周內(nèi)定子繞組并處于面對(duì)永磁體的位置上的定子鐵心；以及一個(gè)嵌入固定到形成在多個(gè)定子鐵心的各個(gè)端部上的定子極片之間的空間中的檢測(cè)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外轉(zhuǎn)子型無刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，檢測(cè)單元包括一個(gè)具有霍耳傳感器并裝在其上的印刷電路板(PCB)；和一個(gè)傳感器外殼，具有開向其支撐部的PCB插槽，該P(yáng)CB的邊緣部被插入該槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外轉(zhuǎn)子型無刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，具有形成在該P(yáng)CB的一個(gè)端部上的輸出端的端子外殼形成在傳感器外殼的一個(gè)端部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外轉(zhuǎn)子型無刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，印刷電路板插槽被彎曲以適合于定子，由此該P(yáng)CB可以被彎成具有預(yù)定的半徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外轉(zhuǎn)子型無刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，該P(yáng)CB的另一個(gè)邊緣部包括多個(gè)被開口隔開的臂，由此而分成多條并沿著一個(gè)確定的直徑彎曲；和一個(gè)霍耳傳感器，裝在每個(gè)臂的最外部上以便于面對(duì)永磁體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的外轉(zhuǎn)子型無刷直流(BLDC)電動(dòng)機(jī)，其特征在于，各個(gè)臂被分別插入固定到多個(gè)定子極片之間的適當(dāng)空間中，并在繞制在定子鐵心上的定子線圈的最外部分與定子極片的內(nèi)凸緣之間進(jìn)行緊配合。
全文摘要
一種外轉(zhuǎn)子型BLDC電動(dòng)機(jī)，包括一個(gè)轉(zhuǎn)軸；一個(gè)沿著電動(dòng)機(jī)的外周設(shè)置有同轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；一個(gè)設(shè)在轉(zhuǎn)子的外周內(nèi)部并具有排列在其上的永磁體的轉(zhuǎn)子鐵心；一個(gè)固定在轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子之間的定子；多個(gè)分別繞制了定子繞組并面對(duì)永磁體的定子鐵心；以及一個(gè)嵌入固定到定子極片之間的空間中的檢測(cè)單元。改善了霍耳傳感器的檢測(cè)效果，延長(zhǎng)了壽命，提高了產(chǎn)品可靠性。
文檔編號(hào)H02K29/00GK1160303SQ9710086
公開日1997年9月24日 申請(qǐng)日期1997年3月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月15日
發(fā)明者申鉉定 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社