CN201127001Y - 无刷电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的无刷电动机，具备：定子铁心，卷装有定子线圈；转子，由将与该定子铁心相对配置并在内周多处实施了驱动用磁化的由稀土类树脂磁铁材料构成的环状磁铁安装在其内周一侧的杯形转子轭铁和固定在该转子轭铁中央的轴构成；轴承，旋转自如地支撑上述轴；壳体，将该轴承保持在其内周侧并将定子铁心保持在其外周侧；以及电路基板，固定在壳体上并搭载用于旋转驱动并控制转子的驱动、控制用电路，其特征在于，在壳体上形成有向搭载电动机的机器的安装部，在电路基板的电路零件安装面中，配置成从磁铁端面泄漏的磁力所影响的区域和电路零件的引线及焊盘互不干涉，或者用绝缘材料包覆配置在磁力所影响的区域的电路零件的引线及焊盘。

Description

无刷电动机

技术领域

本实用新型涉及作为同时驱动复印机、激光打印机等的各种机构的主电动机而使用的无刷电动机，尤其涉及具有卷装定子线圈的定子铁心和安装有环状磁铁的转子以及检测转子位置的霍尔元件，将用于对转子进行旋转驱动并进行控制的驱动、控制用电路与电动机一体组装的无刷电动机。

背景技术

近年来，复印机、激光打印机等的文件产品面向高图像清晰化、高速打印化、彩色化。为此，这些产品为了同时实现上述目的而具有按每一种颜色具备感光鼓的所谓串联方式化的倾向。虽然为了将过去的具有一个鼓的结构的产品做成两个鼓、四个鼓的结构而不能否认机器的大型化，但为了抑制大型化，对驱动各种机构的主电动机要求薄型化、小径化、省空间化且高输出化。

另外，作为这种主电动机，一般使用将具备适合高输出的带定子铁心的定子的电动机部和用于对电动机进行旋转驱动并进行控制的驱动、控制用电路一体组装的无刷电动机。因此，作为含有电路部的电动机整体，要求实现薄型化、小径化、省空间化且高输出化。

为此，期望将电动机的定子部及电路部的外形尺寸做成无限接近于外接转子部的正方形尺寸，对于高度尺寸也期望同样地无限接近于转子部的高度尺寸。

为了解决该课题，现有技术中提出了一种一体组装了驱动、控制用电路的无刷电动机，例如日本专利申请特开2006-25537号公报所公开的内容。这种现有的无刷电动机，其驱动、控制用电路的构成零件中，除了来自电动机外部的电源供给用连接器、连接在电源供给的正负线路之间的电容器、检测向定子线圈供给的电流量的电流检测电阻之外，将其他的控制、驱动用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件全部通过软钎焊而表面安装在成为与转子开放端一侧的磁铁端面对置的面的相反一侧的电路基板的面上。

图3A表示现有的无刷电动机的结构，图3B表示该现有的无刷电动机的A-A’向视图。

在图3A中，无刷电动机30，具有：卷装有定子线圈31的定子铁心32；由杯形的转子轭铁33和固定在该转子轭铁33中央的轴35构成的转子36；旋转自如地支撑该轴35的轴承37；将该轴承37保持在其内周侧并将定子铁心32保持在其外周侧的壳体38；以及固定在该壳体38上的电路基板42。

另外，在壳体38上形成有成为向搭载电动机的机器的安装部的凸缘部39。转子轭铁33在其内周侧安装有与定子铁心32对置的多处实施了驱动用磁化的环状磁铁34。并且，电路基板42上搭载有用于旋转驱动并控制转子36的驱动、控制用电路。

再有，如图3B所示，驱动、控制用电路包括：来自电动机外部的电源供给用连接器48；连接在电源供给的正负线路之间的电容器49；检测向定子线圈31供给的电流量的电流检测电阻50；驱动、控制用集成电路45；功率MOS阵列46U、46V、46W；与表面安装对应的芯片型电子零件51；以及霍尔元件47U、47V、47W。这些驱动、控制用集成电路45、功率MOS阵列46U、46V、46W、芯片型电子零件51、霍尔元件47U、47V、47W全部通过软钎焊而表面安装在成为与转子36开放端一侧的磁铁端面34a对置的一面42a的相反面的电路基板42一面42b上。

现有的无刷电动机利用这种结构可提供适合小径化、省空间化、且高输出化的驱动、控制用电路一体型电动机。

但是，上述现有的结构，为了加大电动机的输出或者实现效率的提高，在作为转子的磁铁使用由具有较大的磁能的稀土类树脂磁铁材料构成的磁铁时，从转子的开放端一侧的磁铁端面泄漏的磁通增大。因此，例如由将电动机向机器上安装的螺钉部产生的磁性金属制异物被泄漏的磁力吸引，从而对于表面安装在成为与转子开放端一侧的磁铁端面对置的面的相反一侧的电路基板面上的驱动、控制用电路，有可能附着在这些电路零件的引线或者配线图案的焊盘等而导致短路。

实用新型内容

本实用新型是为了解决这些课题而提出的，其目的是提供在实现较高的可靠度的同时实现了薄形化、小径化、省空间化且高输出化的将驱动、控制用电路与电动机一体组装的无刷电动机。

本实用新型是一种无刷电动机，具备：定子铁心，卷装有定子线圈；转子，由将与该定子铁心相对配置并在内周多处实施了驱动用磁化的由稀土类树脂磁铁材料构成的环状磁铁安装在其内周一侧的杯形转子轭铁和固定在该转子轭铁中央的轴构成；轴承，旋转自如地支撑轴；壳体，将该轴承保持在其内周一侧并将定子铁心保持在其外周一侧；以及电路基板，固定在壳体上并搭载用于旋转驱动并控制转子的驱动、控制用电路，特征在于具备以下结构。

即、本无刷电动机在壳体上形成有向搭载电动机的机器的安装部，驱动、控制用电路具有：来自电动机外部的电源供给用的连接器；连接在电源供给的正负线路之间的电容器；检测向定子线圈供给的电流量的电流检测电阻；以及驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件，在电路基板的表里两个面中，在将与转子的开放端一侧的磁铁端面对置的面作为一个面，将成为其相反一侧的面作为另一个面时，驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件全部通过软钎焊而表面安装在另一个面上，在该电路基板的电路零件安装面中，以受从转子的开放端一侧的磁铁端面发生的磁通影响的区域和驱动、控制用电路的电路零件的引线及配线图案的焊盘不发生干涉的配置方式安装驱动、控制用电路。根据这种结构，即使由将电动机向机器安装的螺钉部产生的磁性金属制异物被从磁铁端面泄漏的磁力吸引，也由于在电路基板的电路零件安装面的受从转子的开放端一侧的磁铁端面发生的磁通影响的区域未配置驱动、控制用电路的电路零件的引线及配线图案的焊盘，所以磁性金属制异物不会附着在引线或焊盘上，也不会发生短路。

另外，本无刷电动机在壳体上形成有向搭载电动机的机器的安装部，驱动、控制用电路具有：来自电动机外部的电源供给用的连接器；连接在电源供给的正负线路之间的电容器；检测向定子线圈供给的电流量的电流检测电阻；以及驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件，在电路基板的表里两个面中，在将与转子的开放端一侧的磁铁端面对置的面作为一个面，将成为其相反一侧的面作为另一个面时，驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件全部通过软钎焊而表面安装在另一个面上，在该电路基板的电路零件安装面中，安装在受从上述转子的开放端一侧的磁铁端面发生的磁通影响的区域的驱动、控制用电路的电路零件的引线及配线图案的焊盘由绝缘材料所包覆。根据这种结构，即使由将电动机向机器安装的螺钉部产生的磁性金属制异物被从磁铁端面泄漏的磁通吸引而附着在引线间或配置图案的焊盘的位置上，也由于由绝缘材料所包覆，所以不会发生短路，并且由于可将驱动、控制用电路的电路零件的引线及和焊盘配置在受从磁铁端面发生的磁通影响的区域，所以不会损坏电路基板的设计自由度，可减少基板的外形尺寸。

另外，本无刷电动机在电路基板的用绝缘材料包覆的部位预先实施了丝网印刷。根据这种结构，能够以在电路基板的预先实施了丝网印刷的部位为基准涂敷绝缘材料，所以提高作业性。

这样，根据本实用新型，可提供一种可实现较高的可靠度的同时实现薄型化、小径化、省空间化、且高输出化的将驱动、控制用电路与电动机一体组装的无刷电动机。

附图说明

图1A是本实用新型实施例1的无刷电动机的结构剖视图。

图1B是实施例1的无刷电动机的A-A’向视图。

图1C是实施例1的改变了电路零件配置的无刷电动机的A-A’向视图。

图2A是本实用新型实施例2的无刷电动机的结构剖视图。

图2B是实施例2的无刷电动机的A-A’向视图。

图3A是现有的无刷电动机的剖视图。

图3B是该现有的无刷电动机的A-A’向视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施例进行说明。

对实施例1进行说明。

图1A、B、C表示本实用新型实施例1的无刷电动机。

在图1A中，定子线圈1卷装在定子铁心的各突极上。转子6由以下部件形成，即由磁性材料构成的杯形转子轭铁3；安装在该转子轭铁3的内周侧的将钕铁硼磁铁等的稀土类树脂磁铁材料成形为环状的磁铁4；以及固定在中央部的轴5。轴承7旋转自如地支撑转子6的轴5。壳体8具有圆筒部9和凸缘部10，轴承7保持在壳体8的圆筒部9的内周侧。在壳体8的圆筒部9的外周侧上固定有定子铁心2。在磁铁4的内周面上在径向上多处实施了驱动用磁化。即、在环状磁铁4的内周，在圆周方向形成有多个驱动用磁极。

并且，在本实施例中，壳体8的凸缘部10成为向搭载电动机的机器的安装面，并形成有安装用螺钉孔11。另外，在壳体8的凸缘部10中，在向搭载电动机的机器的安装面的相反一侧上固定有电路基板12。在电路基板12上搭载有用于旋转驱动并控制转子6的驱动、控制用电路。另外，这样的驱动、控制用电路包括：连接器18；电容器19；电流检测电阻20；驱动、控制用集成电路15；与表面安装对应的电子零件；以及霍尔元件等。

这里，在磁铁4中，将转子6的开放端一侧的端面作为磁铁端面4a，在电路基板12的表里的两个面中，在将与该磁铁端面4a对置的面作为一侧的面即一面12a，将成为其相反一侧的面作为另一侧的面即一面12b时，在一面12b上通过软钎焊而表面安装有作为驱动、控制用电路的电路零件的霍尔元件17U、17V、17W以及芯片型电子零件21等。驱动、控制用电路的功率部分散为驱动、控制用集成电路15和对向U相定子线圈的通电进行接通/断开的第一功率MOS阵列16U、对向V相定子线圈的通电进行接通/断开的第二功率MOS阵列16V、对向W相定子线圈的通电进行接通/断开的第三功率MOS阵列16W的多个插件而构成。这样，在本实施例中，驱动、控制用集成电路15、芯片型电子零件21和功率MOS阵列46U、46V、46W等即与表面安装对应的电子零件及霍尔元件17U、17V、17W全部通过软钎焊而表面安装在电路基板12的一面12b上。

另外，在电路基板12的一面12a上仅配置有来自电动机外部的电源供给用的连接器18、连接在电源供给的正负线路之间的电容器19以及检测向定子线圈1供给的电流量的电流检测电阻20等的具有引线或端子的零件。这些零件的引线或端子向成为电路基板12的相反一侧的一面12b一侧突出而安装。这样，用于安装引线零件和端子零件的所有软钎焊焊盘配置在成为与转子6开放端一侧的磁铁端面4a对置的一面12a的相反一侧的一面12b上。

并且，如上所述，在形成于壳体8的凸缘部10的孔部即螺钉孔11中螺纹结合磁性金属制螺钉，可向搭载电动机的机器安装电动机。

这时，难以避免从螺钉部发生磁性金属制异物。虽然通过使用磁能大的稀土类树脂磁铁材料从而可加大电动机的输出或者实现效率的提高，但另一方面从转子6开放端一侧的磁铁端面4a一侧泄漏的磁通增大。因此，上述磁性金属制异物被所泄漏的磁力吸引，容易附着在成为与转子6开放端一侧的磁铁端面4a对置的一面12a的相反一侧的电路基板12一面12b上。

在本实施例中，如图1B、C所示，在上述电路基板12的一面12a及与其相反的一侧的一面12b中，在从磁铁4a一侧泄漏的磁通所影响的区域(以符号P所示)内未配置驱动、控制用集成电路15和功率MOS阵列16U、16V、16W以及霍尔元件17U、17V、17W等的引线L和电路图案的焊盘R。因此，根据本实施例，可防止在驱动、控制用电路的电路零件的引线L或焊盘R等上附着磁性金属制异物而发生短路。

在图1B、C中以符号P所示的从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域大体上是将磁铁4的环形状投影到电路基板12上的范围。

图1B表示将驱动、控制用集成电路15和功率MOS阵列16U、16V、16W及霍尔元件17U、17V、17W等的引线L以及电路图案的焊盘R全部配置在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域P的径向内侧的例子。根据该实施例，具有可使电路基板12的外形尺寸最小的效果。

再有，在电路基板12的外形尺寸上较有余量的情况下，还可以将驱动、控制用集成电路15和功率MOS阵列16U、16V、16W及霍尔元件17U、17V、17W等的引线L以及电路图案的焊盘R分散在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域P的径向内侧和外侧而配置。

另外，图1C表示以引线横跨从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域P的径向外侧和内侧的方式配置了容纳在双列直插式插件中的驱动、控制用集成电路15的例子。容纳在双列直插式插件中的功率MOS阵列16U、16V、16W也可用同样的方式配置。这种结构的电路零件的配置自由度比图1B所示的实施例大，具有也可使电路基板12的外形尺寸较小的效果。

如上说明，本实施例的无刷电动机构成为，在电路基板12的电路零件安装面12b中，将驱动、控制用电路的电路零件的引线L及配线图案的焊盘R配置在受从转子6开放端一侧的磁铁端面4a发生的磁通影响的区域P的外侧，即构成为以受从转子6开放端一侧的磁铁端面4a发生的磁通影响的区域P和驱动、控制用电路的电路零件的引线L及配线图案的焊盘R不干涉的配置来安装了驱动、控制用电路。

根据这种构成，由于可防止因磁性金属制异物附着在电路零件的引线L或焊盘R等上而引起电路短路，所以在维持较高的可靠度的同时可加大电动机的输出或者可实现效率的提高。另外，由于无需另设安装部件，可削减电动机的构成零件，所以可进一步减少电动机的高度尺寸，因而具有可提供一种还减少了组装工时的适合优良的小径化、省空间化且高输出化的驱动、控制用电路一体型无刷电动机的作用和效果。

下面对实施例2进行说明。

图2A、B表示本实用新型的实施例2的无刷电动机。

在图2A、B中，对与实施例1相同的构成零件附注相同符号，省略说明。与实施例1不同之处在于：在与转子6的开放端一侧的磁铁端面4a对置的电路基板12的一面12a及其相反一侧的一面12b中，在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域内(图2B的假想圆C1和C2之间的区域)也配置有驱动、控制用集成电路15和功率MOS阵列16U、16V、16W以及霍尔元件17U、17V、17W等的引线L和电路图案的焊盘R；而且，绝缘材料22包覆上述引线L以及电路图案的焊盘R这点上。

图2B的假想圆C1和C2之间的区域是与图1B、C中以符号P表示的区域相同的区域。

并且，根据本实施例的结构，将配置在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域内的驱动、控制用电路的电路零件的引线L及焊盘R用绝缘材料22包覆，所以即使磁性金属制异物附着在引线L或焊盘R的位置，由于被绝缘材料22包覆，所以也具有可防止短路发生的效果。此外，由于可将驱动、控制用电路的电路零件的引线L和焊盘R配置在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域内，所以与上述实施例1的结构相比，还具有不会影响电路基板12的设计自由度，可减小电路基板12的外形尺寸的效果。

作为绝缘材料22，通过使用在一般电路基板的防湿处理上所使用的涂料，还可兼作防湿处理。

另外，如果使用添加了荧光染料的绝缘涂料，则涂料作业的确认变得容易。

另外，在电路基板12的一面12b的用绝缘材料22包覆处由于预先实施了丝网印刷，所以能够以该丝网印刷为基准涂敷绝缘材料22。由此，显著提高作业性，并可集中在所需部位进行绝缘材料22的涂敷作业，所以将绝缘材料22的涂敷量控制在所需的最低限度，从而可抑制成本提高。

此外，在本实施例2中，虽然仅对配置在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域内的驱动、控制用电路的电路零件的引线L及焊盘R用绝缘材料22进行了包覆，但由于一次就完成涂敷绝缘材料22的作业，所以即使包覆从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域全部，也可得到同样的效果。另外，在容纳在双列直插式插件中的集成电路等的电路零件中仅有一侧的引线配置在从磁铁端面4a一侧泄漏的磁通所影响的区域内的情况下，考虑到作业性，还可以用绝缘材料22包覆其集成电路整体。

涉及本实用新型的一体组装了驱动、控制用电路的无刷电动机即使做成为将驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件通过软钎焊而表面安装在成为与转子开放端一侧的磁铁端面对置的面的相反一侧的电路基板的面上的结构，也具有防止由将电动机向机器安装的螺钉部产生的磁性金属制异物被从磁铁端面泄漏的磁力所吸引而附着在引线或焊盘上从而引起短路的效果，作为用作同时驱动复印机、激光打印机等的各种机构的主电动机的无刷电动机等是有效的。

Claims (3)

1.一种无刷电动机，具备：定子铁心，卷装有定子线圈；转子，由将与该定子铁心相对配置并在内周多处实施了驱动用磁化的由稀土类树脂磁铁材料构成的环状磁铁安装在其内周一侧的杯形转子轭铁和固定在该转子轭铁中央的轴构成；轴承，旋转自如地支撑上述轴；壳体，将该轴承保持在其内周一侧并将上述定子铁心保持在其外周一侧；以及电路基板，固定在上述壳体上并搭载用于旋转驱动并控制上述转子的驱动、控制用电路，其特征在于：

在上述壳体上形成有向搭载电动机的机器的安装部，上述驱动、控制用电路具有：来自电动机外部的电源供给用的连接器；连接在电源供给的正负线路之间的电容器；检测向上述定子线圈供给的电流量的电流检测电阻；以及驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件，

在上述电路基板的表里两个面中，在将与上述转子的开放端一侧的磁铁端面对置的面作为一个面，将成为其相反一侧的面作为另一个面时，驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件全部通过软钎焊而表面安装在上述另一个面上，

在该电路基板的电路零件安装面中，以受从上述转子的开放端一侧的磁铁端面发生的磁通影响的区域和上述驱动、控制用电路的电路零件的引线及配线图案的焊盘不发生干涉的配置方式安装上述驱动、控制用电路。

2.一种无刷电动机，具备：定子铁心，卷装有定子线圈；转子，由将与该定子铁心相对设置并在内周多处实施了驱动用磁化的由稀土类树脂磁铁材料构成的环状磁铁安装在其内周一侧的杯形转子轭铁和固定在该转子轭铁中央的轴构成；轴承，旋转自如地支撑上述轴；壳体，将该轴承保持在其内周一侧并将上述定子铁心保持在其外周一侧；以及电路基板，固定在上述壳体上并搭载用于旋转驱动并控制上述转子的驱动、控制用电路，其特征在于：

在上述壳体上形成有向搭载电动机的机器的安装部，上述驱动、控制用电路具有：来自电动机外部的电源供给用的连接器；连接在电源供给的正负线路之间的电容器；检测向上述定子线圈供给的电流量的电流检测电阻；以及驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件，

在上述电路基板的表里两个面中，在将与上述转子的开放端一侧的磁铁端面对置的面作为一个面，将成为其相反一侧的面作为另一个面时，驱动、控制用集成电路及与表面安装对应的电子零件以及霍尔元件全部通过软钎焊而表面安装在上述另一个面上，

在该电路基板的电路零件安装面中，安装在受从上述转子的开放端一侧的磁铁端面发生的磁通影响的区域的驱动、控制用电路的电路零件的引线及配线图案的焊盘由绝缘材料所包覆。

3.根据权利要求2所述的无刷电动机，其特征在于，在上述电路基板的用绝缘材料包覆的部位预先实施了丝网印刷。

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