專利名稱：外轉子型無刷直流電動機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種外轉子型無刷DC(BLDC)電動機，特別是涉及一種改進的外轉子型BLDC電動機，用于通過檢測轉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產(chǎn)生轉矩的傳感器單元的位置上，由此減少裝配時間，降低成本并改善產(chǎn)品可靠性。
如

圖1所示，現(xiàn)有的外轉子型BLDC電動機包括一個可旋轉地裝在其中心的用于發(fā)出轉矩的軸1。參照圖2，沿著電動機的外周設置的外轉子2以其一端部同心地聯(lián)結在軸1的一個端部上，以便于同旋轉的軸1一起旋轉。
在包括該轉子2在內(nèi)的電動機的外周中設有轉子鐵心3和排列在轉子鐵心3上以依次釋放電流的永磁體4。
沿著轉子鐵心3和磁體4的一邊設有沿著電動機的圓周伸出的位置檢測永磁體5。磁體5具有與轉子2一樣多的交替設在其中的磁極，由此產(chǎn)生磁通。
在轉子軸1和轉子2之間設有一個定子6，沿著定子6的外周設有多個被定子線圈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。
如圖2、3所示的那樣，在定子6的一個端面的一部分上設有一個支柱13，以便用螺旋12將PCB 10緊固在支柱13上。
一個霍耳效應傳感器9被裝在面對位置檢測永磁體5的端面的PCB10的下外表面上。
檢測PCB 10給霍耳效應傳感器9提供電壓，該霍耳效應傳感器9根據(jù)由位置檢測永磁體5產(chǎn)生的磁通的大小和方向依次發(fā)生電壓信號。
而且，在檢測PCB 10上焊接傳感器導線11以便把從檢測PCB 10輸出的電壓信號傳輸給定子線圈7。
標號7a表示對著永磁體5從定子6徑向突出形成的定子極。
下面說明如此構成的現(xiàn)有外轉子型BLDC電動機的工作。
首先，當電源加到電動機上時，由被在設在定子6上的定子線圈7環(huán)繞的定子鐵心8產(chǎn)生磁場。
由于該磁場，使面對定子鐵心8的轉子2轉動。
同時，由在外轉子2上以交替的順序設有磁極的位置檢測永磁體5發(fā)生磁場。該霍耳效應傳感器9位于磁體5上而位于PCB 10之下，檢測由位置檢測永磁體5發(fā)生的磁場及把所檢測的位置值傳給檢測PCB10，由此，將轉子2的所檢測的位置值傳給定子6。
霍耳效應傳感器9沿著定子6的圓周位于一個固定位置，以使由霍耳效應傳感器9所檢測的信號指示轉子2相對于定子6的位置。
但是，在現(xiàn)有的外轉子型BLDC電動機中，由于控制向定子6供給電流的霍耳效應傳感器9設在檢測PCB 10的下表面上，該檢測PCB 10以懸臂梁的形式由支柱13固定到定子6上，因而，當由于從固定在轉子2內(nèi)部的定子6傳遞出振動而使電動機的圓周與霍耳效應傳感器9之間的角度變得偏離正常狀態(tài)時，信號噪聲被加到電動機控制電路中，而損害電動機的效率。
而且，由于定子6的振動而縮短了檢測PCB 10的壽命，并且，焊接在檢測PCB 10上的傳感器導線11容易被損壞。
還有，由于用于發(fā)生檢測轉子的位置值所需磁場的附加位置檢測永磁體5必須同設在轉子2中的永磁體4相配合，由此而產(chǎn)生了復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子型BLDC電動機，配合傳感器外殼并在定子極片之間固定位置檢測傳感器單元，由此而獲得減少的組裝時間、成本降低并改善的產(chǎn)品可靠性。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明所提供的一種外轉子型BLDC電動機，包括一個可旋轉地裝在其中部的轉軸；一個沿著電動機的外周設置并以其一端部同心地聯(lián)結在轉軸的一個端部上以便于同轉軸一起旋轉的轉子；一個設在轉子的外周內(nèi)部并具有排列在其上的永磁體的轉子鐵心；一個固定在轉軸與轉子之間的定子；多個分別繞制了設在定子外周內(nèi)的定子繞組并處于面對永磁體的位置上的定子鐵心；以及一個嵌入固定到形成在多個定子鐵心的各個端部上的定子極片之間的空間中的檢測單元。
圖1是現(xiàn)有的外轉子型BLDC電動機的平面圖；圖2是現(xiàn)有的外轉子型BLDC電動機的截面圖；圖3是表示現(xiàn)有的外轉子型BLDC電動機的檢測單元的部分截面圖；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的外轉子型BLDC電動機的平面圖；圖4B是圖4A中的部分IVb的放大示圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的外轉子型BLDC電動機的截面圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的外轉子型BLDC電動機的檢測單元的部分截面圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的檢測單元的一個PCB的簡要平面圖。
下面將參照附圖來說明根據(jù)本發(fā)明的外轉子型BLDC電動機的構成、工作和效果。
首先，如圖4A所示的那樣，根據(jù)本發(fā)明的外轉子型BLDC電動機包括一個可旋轉地裝在其中心的用于發(fā)出轉矩的轉軸21。參照圖4B和5，沿著電動機的外周設置的外轉子22從其一端同心地聯(lián)結在轉軸21的一個端部上，以便于同旋轉的轉軸21一起旋轉。
在轉子22的內(nèi)周中設有轉子鐵心23和排列在轉子鐵心23上的永磁磁體24。
在轉軸21與轉子22之間設置定子25，沿著定子25的外周設有多個有定子線圈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。
如圖5、6所示的那樣，一個檢測單元28被嵌入固定在形成在多個定子鐵心27的各個端部上的定子極片之間，以便于當轉子22轉動時檢測轉子22的轉動位置。
下面將說明該檢測單元28的組成部件和結構。
在具有一個開口對著與其相對的邊緣部并在其中接收了一個印刷電路板(PCB)31的邊緣部的印刷電路板插槽的傳感器外殼32的一個邊緣部上，形成一個端子外殼32A，用于在其中安裝一個在PCB 31的端部突出形成的輸出端子部31A，該PCB 31將被固定聯(lián)結到一個外部連接器上。
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的相對邊緣部被分成多條，以使如圖7所示的那樣形成多個由開口31b隔開的伸出臂31c，以便于沿著一個確定的半徑彎曲。根據(jù)由永磁磁體24產(chǎn)生的磁場的大小和方向而發(fā)生的電壓信號的霍耳傳感器30被裝在面對永磁磁體24的其表面上的每個臂31c的外端部上。
在圖7中，標號31d代表PCB 31的圓角，在圖6中，標號32c代表用于引導和支撐將要沿著一個確定的半徑彎曲的PCB 31的傳感器外殼32的一個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)生的電壓信號從形成在該PCB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之間的各個空間中，從而通過各個臂31c和定子極片29的相對應的內(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)生閉合關系。
對于如此構成本發(fā)明的工作和效果，如圖4至7所示的那樣，當電源加到電動機上時，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，以使具有面對定子鐵心27的轉子鐵心23和永磁磁體24的轉子22與轉軸21一起轉動。
同時，霍耳傳感器30檢測由安裝在轉子22中的永磁磁體24發(fā)生的磁場，由此，把檢測值傳給PCB 31，從而由霍耳傳感器30所檢測的信號被發(fā)給定子驅動電路(未示出)，當霍耳轉子22轉動時，而檢測到轉子22的轉動位置。
如上述的那樣，當具有霍耳傳感器的印刷電路板被插入具有高強度并固定在定子極片之間的傳感器外殼中時，其就不會受到定子的振動的影響，從而就能改善霍耳傳感器的檢測效果，也獲得了印刷電路板的延長了的壽命和加強了的檢測特性。
進而，檢測PCB的輸出端部被直接插入傳感器外殼的連接器外殼中，而在轉子上不需要附加的位置檢測永磁體，由此，獲得組裝時間的縮短、成本的降低和產(chǎn)品可靠性的改善。
權利要求
1.一種外轉子型無刷直流(BLDC)電動機，其特征在于該電動機包括一個可旋轉地裝在其中心的轉軸；一個沿著電動機的外周設置并以其一端同心地聯(lián)結在轉軸的一個端部上以便于同轉軸一起旋轉的轉子；一個設在轉子的外周內(nèi)部并具有排列在其上的永磁體的轉子鐵心；一個固定在轉軸與轉子之間的定子；多個分別繞制了設在定子的外周內(nèi)定子繞組并處于面對永磁體的位置上的定子鐵心；以及一個嵌入固定到形成在多個定子鐵心的各個端部上的定子極片之間的空間中的檢測單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的外轉子型無刷直流(BLDC)電動機，其特征在于，檢測單元包括一個具有霍耳傳感器并裝在其上的印刷電路板(PCB)；和一個傳感器外殼，具有開向其支撐部的PCB插槽，該PCB的邊緣部被插入該槽。
3.根據(jù)權利要求2所述的外轉子型無刷直流(BLDC)電動機，其特征在于，具有形成在該PCB的一個端部上的輸出端的端子外殼形成在傳感器外殼的一個端部上。
4.根據(jù)權利要求2所述的外轉子型無刷直流(BLDC)電動機，其特征在于，印刷電路板插槽被彎曲以適合于定子，由此該PCB可以被彎成具有預定的半徑。
5.根據(jù)權利要求2所述的外轉子型無刷直流(BLDC)電動機，其特征在于，該PCB的另一個邊緣部包括多個被開口隔開的臂，由此而分成多條并沿著一個確定的直徑彎曲；和一個霍耳傳感器，裝在每個臂的最外部上以便于面對永磁體。
6.根據(jù)權利要求5所述的外轉子型無刷直流(BLDC)電動機，其特征在于，各個臂被分別插入固定到多個定子極片之間的適當空間中，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)凸緣之間進行緊配合。
全文摘要
一種外轉子型BLDC電動機，包括一個轉軸；一個沿著電動機的外周設置有同轉軸一起旋轉的轉子；一個設在轉子的外周內(nèi)部并具有排列在其上的永磁體的轉子鐵心；一個固定在轉軸與轉子之間的定子；多個分別繞制了定子繞組并面對永磁體的定子鐵心；以及一個嵌入固定到定子極片之間的空間中的檢測單元。改善了霍耳傳感器的檢測效果，延長了壽命，提高了產(chǎn)品可靠性。
文檔編號H02K29/00GK1160303SQ9710086
公開日1997年9月24日 申請日期1997年3月14日 優(yōu)先權日1996年3月15日
發(fā)明者申鉉定 申請人:Lg電子株式會社