CN104218714B - 风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法。实现一种可消减直列式风扇电机的装配工序，从而可以低成本制造的直列式风扇电机。直列式风扇电机在用于连接线圈的电路基板(70)的电气配线连接用焊盘上，安装有用于抬高焊盘的高度的具有导电性的块状零件(74)。

Description

风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法

技术领域

本发明涉及在具有多个动叶的叶轮上内装有旋转电机的风扇电机、以及沿旋转电机的旋转轴方向直列配置有多个风扇电机的直列式风扇电机及其装配方法。

背景技术

风扇电机具备作为旋转驱动装置的旋转电机、安装在该旋转电机的旋转轴上的具有多个动叶的叶轮、与该叶轮一起形成轴流的圆筒体状的文丘里罩。

轴流风扇电机一般具有风量大、静压小的送风特性。为了改良轴流风扇电机的送风特性，已提出多种沿旋转电机的旋转轴方向直列配置有多个轴流风扇电机的直列式风扇电机。

作为有关直列式风扇电机的技术，公开了一种直列使用的轴流风机，该直列使用的轴流风机相对于气流方向从上游侧起，设置有：第一轴流风机、第一整流格栅、第二轴流风机、第二整流格栅(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开2012－26291号公报

但是，在风扇电机的框架内配设有电路基板。在电路基板上形成有用于控制风扇电机的配线图案。在电路基板的焊盘上，焊接有用于连接外部电源的线束的引线。

电路基板大多存在于比框架表面更靠里面的位置。因此，特别是框架内径较小的小型风扇电机的情况，在将电路基板装入框架内的状态下，向该电路基板的焊盘上焊接引线是非常困难的。

在小型的直列式风扇电机的情况下，在各风扇电机的框架外将引线焊接在电路基板的焊盘上后，再将该电路基板装入各风扇电机的框架内，进行多个风扇电机的直列装配。

另外，在线束的引线长度较短的情况下，引线的处理较困难，从连接器拆下引线并将其焊接在电路基板上后，将该电路基板装入各风扇电机的框架内，进行多个风扇电机的直列装配。

因此，目前，直列式风扇电机的装配工序增多，增大了直列式风扇电机的制造成本。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于提供可消减直列式风扇电机的装配工序，能够以低成本制造直列式风扇电机的风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法。

用于达成上述目的的本发明的风扇电机，具备卷绕有线圈的定子、具有永磁体且沿所述定子进行旋转的转子和固定在该转子上且具有多个动叶的叶轮。

在用于连接上述线圈的电路基板的电气配线连接用的焊盘上，安装有用于抬高该焊盘的高度的具有导电性的块状零件。

另外，本发明的直列式风扇电机是将上述记载的多个风扇电机在旋转电机的旋转轴的轴方向串联连接。

另外，本发明的直列式风扇电机是在旋转电机的旋转轴方向串联连接地装配有多个风扇电机。

本发明的直列式风扇电机的装配方法具有：在电路基板上安装具有导电性的块状零件的步骤、将所述电路基板和定子一体化的步骤、向框架内装入带有所述电路基板的定子的步骤、在将所述电路基板装入所述框架内的状态下，将电气配线的引线焊接在所述电路基板的所述块状零件上的步骤、将安装上所述电气配线的多个风扇电机进行串联装配的步骤。

发明效果

本发明的风扇电机在电路基板的焊盘上安装有具有导电性的块状零件。利用块状零件抬高了焊盘高度，所以能够在将电路基板装入框架的状态下，将电气配线的引线焊接在该电路基板上。

因此，根据本发明的风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法，可以消减直列式风扇电机的装配工序，从而以低成本制造直列式风扇电机。

附图说明

图1是本实施方式的风扇电机的剖视图；

图2是本实施方式的块状零件安装前的电路基板的立体图；

图3是本实施方式的块状零件的立体图；

图4是本实施方式的块状零件安装后的电路基板的立体图；

图5是本实施方式的直列式风扇电机的立体图；

图6是本实施方式的直列式风扇电机的装配工序图；

图7是在本实施方式的直列式风扇电机的装配方法中，已将电路基板和定子装配好的状态的立体图；

图8是在本实施方式的直列式风扇电机的装配方法中，已将带有电路基板的定子装入框架内的状态的剖视图；

图9是在本实施方式的直列式风扇电机的装配方法中，已将引线连接在各风扇电机的电路基板的块状零件上的状态的概略图；

图10是比较例1的电气配线的引线长较长时的装配工序图；

图11是在比较例1中，已将电路基板和定子装配好的状态的立体图；

图12是在比较例1中，在第一风扇电机的框架外将引线连接在电路基板上的状态的立体图；

图13是在比较例1中，将带有连接有引线的电路基板的定子装入框架内的状态的立体图；

图14是在比较例1中，在第二风扇电机的框架外将引线连接在电路基板上的状态的立体图；

图15是比较例2的电气配线的引线长较短时的装配工序图；

图16是在比较例2中，将压接有电气配线端子的引线焊接在电路基板上的状态的立体图；以及

图17是在比较例2中，将引线端子***连接器外壳的状态的立体图。

符号说明

1 旋转轴、

10 旋转电机、

61 框架、

70 电路基板、

73 电气配线连接用的焊盘、

74 块状零件、

80 电气配线、

81 引线、

82 连接器、

100 旋转电机、

110 转子、

120 定子、

200 风扇电机、

201 第一风扇电机、

202 第二风扇电机、

300 直列式风扇电机。

具体实施方式

下面，参照附图对本实施方式的风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法进行说明。

本实施方式的风扇电机、直列式风扇电机及其装配方法，通过改良电路基板的焊盘构造，能够在将电路基板装入框架的状态下，在该电路基板上焊接电气配线的引线。因此，根据本实施方式，与目前比能够消减直列式风扇电机的装配工序，可以实现低成本的直列式风扇电机。

〔风扇电机的结构〕

首先，参照图1及图2，对本实施方式的风扇电机的结构进行说明。图1是本实施方式的风扇电机的剖视图。图2是本实施方式中的块状零件安装前的电路基板的立体图。图3是本实施方式中的块状零件的立体图。图4是本实施方式中的块状零件安装后的电路基板的立体图。

风扇电机是通过安装在旋转电机的旋转轴上的叶轮的旋转，从旋转轴的轴向的一方进气，向轴向的另一方吐出空气的送风装置。

如图1所示，风扇电机200具有固定在旋转轴1上的叶轮10和围绕该叶轮10的径向的外周的文丘里罩(以下，简称为“罩”)2。

叶轮10在中央部具有杯状的轮毂部11。在轮毂部11的外周具有多个动叶13。轮毂部11经由承窝12固定在旋转轴1上。

在轮毂部11的内部设有作为叶轮10的旋转驱动装置的旋转电机100。本实施方式的旋转电机100例如由外转子型的无刷电机构成。该旋转电机100将具有线圈20的电枢作为内侧定子120，在该定子120的外周作为外侧转子110配设有具有永磁体30的励磁部。

多个动叶13以放射线状安装在叶轮10的轮毂部11的周围。各动叶13相对于旋转轴1的轴方向倾斜设置。

叶轮10通过该叶轮10的旋转而在转子110和罩2之间形成气流。本实施方式的叶轮10的动叶13形成为使得从该叶轮10的轮毂部11侧朝向框架凸台62侧生成气流的形状及构造。

框架凸台62呈大致杯状，作为定子120的基础部。框架凸台62和叶轮10的轮毂部11位于旋转轴1的轴方向的相反侧。

转子110具备大致杯状的转子轭(转子盖)41、利用承窝12压入该转子轭41的中心部的旋转轴1，及永磁体30等。定子120具备定子堆50及线圈20等。

转子轭41嵌入轮毂部11内。在顺着转子轭41的轴向的内周面固着有永磁体30。转子轭41具有将来自励磁部的磁力线封闭，以使永磁体30的电磁感应效果达到最大的作用。

作为转子轭41的构成材料例如使用SC材料等铁系磁性体，但不限定于例示的材料。

旋转轴1被轴承16可旋转地支承。轴承16固定在筒体状的轴承支承部60的内表面。轴承支承部60在框架凸台62的中央形成。

定子堆50固定于轴承支承部60的外表面。定子堆50是将多个薄片的大致环状的金属板在板厚方向层叠而形成。作为定子堆50的金属板的构成材料，为了兼顾性能和成本，例如优选硅钢片。定子堆50的各金属板例如被机械地压接并层叠。

在定子堆50上凸设有绝缘体52。在绝缘体52间划分形成有作为凹部的槽口53。槽口53沿着定子堆50的圆周方向均等地配设。在槽口53内容纳有卷绕在定子堆50上的线圈20。

框架凸台62和罩2用框架61连接在一起。在框架凸台62上支承有电路基板(印刷基板)70。在电路基板70上形成有用于控制风扇电机200的配线图案。

卷绕在定子堆50上的线圈20和电路基板70用连接端子71连接。连接端子71将线圈20的搭接线汇集以与电路基板70连接。

如图1～图4所示，在电路基板70的用于连接外部电源的焊盘73上安装有用于抬高该焊盘73的高度的块状零件74。块状零件74是用于赋予焊盘73厚度的导电性的部件。块状零件74按照与各焊盘73的平面形状吻合的方式，经由电气绝缘部件77并设有四个。在块状零件74上焊接有用于连接外部电源的电气配线80的引线81。

本实施方式中，块状零件74例如由与焊盘73同材质的铜或铝等导电性材料形成，但不限定于例示的材料。

在电路基板70上钻有用于使连接端子71穿通的贯通孔75，其中，连接端子71用于电连接线圈20。在连接端子71穿通贯通孔75后，焊接成突出部76(参照图1)。

再次参照图1，罩2划分形成引导气流的风洞，并且在两端划分形成有空气的进气口3及吐出口4。罩2与具有未图示的凸缘部的框架61一体成型。

〔直列式风扇电机的结构〕

接着，参照图5对本实施方式的直列式风扇电机的结构进行说明。图5是本实施方式直列式风扇电机的立体图。

如图5所示，本实施方式的直列式风扇电机300在旋转电机10的旋转轴11的轴方向至少串联连接有第一风扇电机201和第二风扇电机202。第一风扇电机201配置在进气侧，第二风扇电机202配置在吐出侧。予以说明，本实施方式中，串联连接有两台风扇电机200，但不限于此，也可以串联连接3台以上的风扇电机200。

本实施方式中，第一风扇电机201的轴向长度形成为比第二风扇电机202的轴向长度大。在配置在进气侧的第一风扇电机201的吐出口配置有未图示的静叶(整流格栅)。

即，本实施方式的直列式风扇电机300在串联连接的圆筒体状的罩2、2内，沿气流方向依次配置有第一风扇电机201的动叶13、静叶(整流格栅)及第二风扇电机202的动叶13。予以说明，在第二风扇电机202的吐出侧也配置有静叶(整流格栅)。

除第一风扇电机201具有静叶(整流格栅)，且电路基板70、70按照相对向的方式配置以外，第一风扇电机201和第二风扇电机202具有大致相同的构造。

即，详细的内部构造省略，但是对于第一风扇电机201和第二风扇电机202来说，转子110及带有电路基板70的定子120的位置是颠倒的。即使第一风扇电机201和第二风扇电机202的内部构造的位置颠倒，也是按照形成串联连接的风扇电机201、202被接连的同一方向的气流的方式设定动叶13的朝向或旋转方向。

〔风扇电机及直列式风扇电机的作用、直列式风扇电机的装配方法〕

接着，参照图1～图17说明本实施方式的风扇电机200及直列式风扇电机300的作用，同时，说明本实施方式的直列式风扇电机的装配方法。

如图1及图5所示，本实施方式的风扇电机200例如为两台串联连接，装配成直列式风扇电机300。予以说明，关于直列式风扇电机300的装配方法将在后文中叙述。

直列式风扇电机300通过将安装螺丝经由电子设备的箱体等，与框架61的进气侧凸缘部或吐出侧凸缘部螺合而安装在该箱体等上。

例如，在将直列式轴流风机300用作服务器用的冷却风机时，将进气侧凸缘部安装在服务器的箱体内面的风扇安装部。

第一风扇电机201和第二风扇电机202例如向相反方向旋转。在使第一风扇电机201及第二风扇电机202的叶轮10、10旋转时，从第一风扇电机201的进气口3吸入空气。

从第一风扇电机201的进气口3吸入的空气依次通过第一风扇电机的动叶13、第一风扇电机201的静叶及第二风扇电机202的动叶13，然后从第二风扇电机202的吐出口4吐出。

接着，参照图5～图9，与现有直列式风扇电机的装配方法进行比较，对本实施方式的直列式风扇电机300的装配方法进行说明。图6是本实施方式的直列式风扇电机的装配工序图。图7是在本实施方式的直列式风扇电机的装配方法中，将电路基板和定子装配好的状态的立体图。图8是在本实施方式的直列式风扇电机的装配方法中，在框架内装入带有电路基板的定子的状态的剖视图。图9是在本实施方式的直列式风扇电机的装配方法中，在各风扇电机的电路基板的块状零件上连接了引线的状态的概略图。

如图6所示，本实施方式的直列式风扇电机300的装配方法按顺序具有：向电路基板上安装块状零件的步骤(步骤1；以下称为“S1”)、将电路基板和定子一体化的步骤(S2)、将带有电路基板的定子装入框架内而装配各个风扇电机的步骤(S3)、向设置于框架内的电路基板焊接电气配线的引线的步骤(S4)、将安装上电气配线的多个风扇电机进行串联装配的步骤(S5)、最终装配(S6)。

即，本实施方式的直列式风扇电机300的装配方法如图2～图4所示，首先，对各风扇电机201、202的电路基板70、70安装块状零件74(S1)。块状零件74的安装使用安装装置自动进行。在块状零件74的安装工序中，还安装有其它电子零部件。

接着，如图7所示，安装了块状零件74的电路基板70与定子120一体化(S2)。此时，向电路基板70的贯通孔75***与定子120的线圈20连接好的连接端子71，焊接该连接端子71的突出部76(参照图1)。予以说明，定子120的线圈20的搭接线21被收集以与连接端子71连接(参照图8)。

接着，如图8所示，向框架61内装入带有电路基板70的定子120，装配各个风扇电机201、202(S3)。予以说明，在步骤3中，转子110未装入，但不限定于此，也可以在装入该定子120的时刻将转子110装入框架61内。

接着，如图8及图9所示，在各风扇电机201、202的框架61内装入了电路基板70的状态下，在该电路基板70的块状零件74上分别焊接电气配线80的引线81(S4)。予以说明，在图9中，82为电气配线80的连接器。

接着，在框架61内装入转子110。

最后，如图5所示，安装在第一风扇电机201和第二风扇电机202上的电气配线80，穿通形成于框架61的配合面的电气配线穿通口63。而且，第一风扇电机201和第二风扇电机202被串联连接，完成本实施方式的直列式风扇电机300的装配(S6、参照图1)。

〈比较例1〉

接着，参照图10～图14，作为比较例1对电气配线的引线长度较长时的现有直列式风扇电机的装配方法进行说明。图10是比较例1的电气配线的引线长度较长时的装配工序图。图11是在比较例1中，将电路基板和定子装配好的状态的立体图。图12是在比较例1中，在第一风扇电机的框架外将引线连接在电路基板上的状态的立体图。图13是在比较例1中，在框架内装入了带有连接了引线的电路基板的定子的状态的立体图。图14是在比较例1中，在第二风扇电机的框架外将引线连接在电路基板上的状态的立体图。予以说明，在图10～图14中，对于与本实施方式的直列式轴流风机300相同结构的部件，附带相同的符号进行说明。

首先，对电气配线的引线长度较长的情况下的现有直列式风扇电机的装配方法进行说明。

在电气配线的引线长度较长的情况下，如图10所示，现有直列式风扇电机的装配方法按顺序具有：向电路基板上安装电子零部件的步骤(S11)、将电路基板和定子一体化的步骤(S12)、使电气配线的引线通过第一风扇电机的框架窗，在框架外向电路基板焊接引线的步骤(S13)、向第一风扇电机的框架内装入带有焊接上引线的电路基板的定子的步骤(S14)。按顺序还具有：使电气配线的引线通过第二风扇电机的框架窗，在框架外向电路基板焊接引线的步骤(S15)、向第二风扇电机的框架内装入带有焊接了引线的电路基板的定子的步骤(S16)、将安装上电气配线的多个风扇电机进行串联装配的步骤(S17)、最终装配(S18)。

即，在电气配线的引线长较长的情况下，现有直列式风扇电机的装配方法，首先对各风扇电机201、202的电路基板70、70安装电子零部件(S11、和图2同样的状态)。电子零部件的安装使用安装装置自动进行。

接着，如图11所示，安装了电子零部件的电路基板70和定子120一体化(S12)。和上述同样地，向电路基板70的贯通孔75中***与定子120的线圈20连接好的连接端子71，焊接该连接端子71的突出部。

接着，如图12所示，使电气配线80的一引线81通过第一风扇电机201的框架窗64，引线81被引出到框架61外。然后，在框架61外，向电路基板70的焊盘73上焊接76引线81(S13)。

接着，如图13所示，在第一风扇电机201的框架61内，装入带有焊接76上了引线81的电路基板70的定子120(S14)。

接着，如图14所示，使电气配线80的其它引线81通过第二风扇电机202的框架窗64，引线81被引出到框架61外。然后，在框架61外，向电路基板70的焊盘73上焊接76引线81(S15)。

接着，在第二风扇电机202的框架61内，装入带有焊接76上了引线81的电路基板70的定子120(S16、和图13同样的状态)。

接着，在框架61内装入转子110(S17)。

最后，安装在第一风扇电机201和第二风扇电机202上的电气配线80，穿通形成于框架61的配合面上的电气配线穿通口63(和图5同样的状态)。而且，第一风扇电机201和第二风扇电机202被串联连接，完成本实施方式的直列式风扇电机300的装配(S18)。

〈比较例2〉

接着，参照图15～图17，作为比较例2对电气配线的引线长较短的情况的现有直列式风扇电机的装配方法进行说明。图15是比较例2的电气配线的引线长较短的情况的装配工序图。图16是在比较例2中，将压接了电气配线端子的引线焊接在电路基板上的状态的立体图。图17是在比较例2中，在连接器外壳中***引线端子的状态的立体图。予以说明，在图15～图17中，对于和本实施方式的直列式轴流风扇300相同结构的部件，附带相同的符号进行说明。

在电气配线的引线长较短的情况下，如图15所示，现有直列式风扇电机的装配方法按顺序具有：在电路基板上安装电子零部件的步骤(S21)、将电路基板和定子一体化的步骤(S22)、将压接了电气配线端子的引线进行焊接的步骤(S23)、在框架内装入带有焊接上引线的电路基板的定子的步骤(S24)。按顺序还具有：向连接器外壳***引线端子的步骤(S25)、将安装上电气配线的多个风扇电机进行串联装配的步骤(S26)、最终装配(S27)。

即，在电气配线的引线长较短的情况下，现有直列式风扇电机的装配方法，首先对各风扇电机201、202的电路基板70、70安装电子零部件(S21、和图2同样的状态)。电子零部件的安装使用安装装置自动进行。

接着，安装了电子零部件的电路基板70和定子120一体化(S22、和图11同样的状态)。和上述同样地在电路基板70的贯通孔75中***与定子120的线圈20连接好的连接端子71，焊接该连接端子71的突出部。

接着，如图16所示，在与定子120一体化的电路基板70的焊盘73上，焊接压接了电气配线端子的引线81(S23)。

接着，在各风扇电机201、202的框架61内，装入带有焊接76上引线81的电路基板70的定子120(S24、和图13同样的状态)。

接着，如图17所示，向连接器82的外壳内***引线81的端子83(S25)。

接着，向框架61内装入转子110(S26)。

最后，安装在第一风扇电机201和第二风扇电机202上的电气配线80，穿通形成于框架61的配合面上的电气配线穿通口63(和图5同样的状态)。而且，第一风扇电机201和第二风扇电机202被串联连接，完成本实施方式的直列式风扇电机300的装配(S27)。

即，本实施方式的风扇电机200及直列式风扇电机300在电路基板70的焊盘73上安装有具有导电性的块状零件74。由于利用块状零件74抬高了焊盘73的高度，因此能够在框架61内装入了电路基板70的状态下，在该电路基板70上焊接电气配线80的引线81。

因此，根据本实施方式的风扇电机200、直列式风扇电机300及其装配方法，能够消减直列式风扇电机300的装配工序，从而以低成本制造直列式风扇电机300。

以上，对本发明的最佳实施方式进行了说明，但这些实施方式是用于说明本发明的示例，并不是将本发明的范围仅限定于这些实施方式的意思。本发明在不脱离其主旨的范围，可以用与上述实施方式不同的各种形态来实施。

Claims (4)

1.一种风扇电机，包括：

定子，其卷绕有线圈；

转子，其具有永磁体且沿所述定子进行旋转；以及

叶轮，其固定在该转子上且具有多个动叶，其中

在用于连接所述线圈的电路基板的电气配线连接用的焊盘上，安装有用于抬高该焊盘的高度的具有导电性的多个块状零件，该多个块状零件按照与各焊盘的平面形状吻合的方式在该块状零件之间经由电气绝缘部件形成为一体；

其中，在将所述电路基板装入框架内的状态下，电气配线的引线被焊接在安装于该电路基板的所述块状零件上。

2.一种直列式风扇电机，其中，多个根据权利要求1所述的风扇电机在旋转电机的旋转轴的轴方向串联连接。

3.根据权利要求2所述的直列式风扇电机，其中，至少在配置于进气侧的风扇电机的吐出口具备静叶。

4.一种直列式风扇电机的装配方法，所述直列式风扇电机在旋转电机的旋转轴方向串联连接地装配有多个风扇电机，所述装配方法包括：

向电路基板上安装将具有导电性的多个块状零件之间经由电气绝缘部件形成为一体的部件的步骤；

将所述电路基板和定子一体化的步骤；

向框架内装入带有所述电路基板的定子的步骤；

在将所述电路基板装入所述框架内的状态下，将电气配线的引线焊接在所述电路基板的所述块状零件上的步骤；以及

将安装上所述电气配线的多个风扇电机进行串联装配的步骤。