TWI706623B - 無刷馬達總成 - Google Patents

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Abstract

一種無刷馬達總成，用以設置於一馬達本體上，其包括有：一電路板，具有一裝置面，於該裝置面上設置有一馬達控制元件與一功率開關元件，該馬達控制元件用以控制該功率開關元件的作動；以及一散熱板，設置於該馬達本體與該電路板之間，該散熱板具有相背對的一第一側部與一第二側部，該第一側部面對該馬達本體，該第二側部面對該電路板，並遮蔽該電路板之該裝置面。透過上述設計，可有效保護電路板之裝置面上的電子元件，並同時提供良好的散熱效果。

Description

無刷馬達總成
本發明係與無刷馬達有關；特別是指一種無刷馬達總成。
目前許多電動機械、電動工具所使用之動力馬達，大多係以永磁式直流無刷馬達(Brushless DC motor，BLDCM)為主，而選用永磁式直流無刷馬達的原因在於永磁式直流無刷馬達具有較高之轉矩對轉動慣量比、且無永磁直流有刷馬達之缺點(例如：電刷磨耗、換向火花及噪音過大等)。
然而，現有之直流無刷馬達的結構設計不良，以至於不利於進行直流無刷馬達之生產組裝與拆卸維修，而且直流無刷馬達之電路板上的電子元件通常是裸露的，容易因為與直流無刷馬達其他部件碰撞而毀損或短路，而有亟待改善的地方。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種無刷馬達總成，具有可有效保護電路板上之電子元件的功效。
緣以達成上述目的，本發明提供的一種無刷馬達總成，包括有：一馬達本體上、一電路板，具有一裝置面，於該裝置面上設置有一馬達控制元件與一功率開關元件，該馬達控制元件用以控制該功率開關元件的作動；以及一散熱板，設置於該馬達本體與該電路板之間，該 散熱板具有相背對的一第一側部與一第二側部，該第一側部面對該馬達本體，該第二側部面對該電路板，並遮蔽該電路板之該裝置面。
透過上述設計，本發明之無刷馬達總成，除了可利用散熱板來對電路板上的馬達控制元件與功率開關元件進行散熱之外，還可以散熱板作為將電路板固定於馬達本體上的固定支架，從而可有效地利用馬達之裝配空間，除此之外，藉由以散熱板遮蔽或封閉電路板之裝置面的設計，還可達到隔離保護電路板上之馬達控制元件與功率開關元件的功效。
1:馬達本體
2:定子鐵心
3:前端蓋
4:後端蓋
5:轉軸
6:風扇
7:電動工具
8:殼體
100:無刷馬達總成
10:電路板
10a:裝置面
12:馬達控制元件
14:功率開關元件
16:定位孔
20:散熱板
20a:第一側部
20b:第二側部
22:槽孔
24:側緣
26:凸塊
28:第一定位孔
29:第二定位孔
30:散熱墊
G:間隙
S:螺栓
圖1為本發明一實施例之無刷馬達總成的立體圖。
圖2為上述實施例之無刷馬達總成的分解圖。
圖3為上述實施例之散熱板的另一視角的立體圖。
圖4為圖1之4-4方向剖視圖。
圖5為圖4的局部放大圖。
圖6為裝設有上述實施例之無刷馬達總成設置於一電動工具內的示意圖。
為能更清楚地說明本發明，茲舉一實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖5所示，為本發明一實施例之無刷馬達總成100，包括一馬達本體1、一電路板10以及一散熱板20。
該馬達本體1係以直流無刷馬達為例，包括有一定子鐵心2、一前端蓋3、一後端蓋4、一轉軸5以及一風扇6，該前端蓋3與該後端蓋4分別連接於該定子鐵心2的前後兩側，該轉軸5穿設於該定子鐵心2中，且其兩端分別自該前端蓋3與該後端4穿出；該風扇6裝設於該轉軸5上，並可受該轉軸5的帶動而轉動，藉以提供用以散熱、降溫的氣流。其中，於一實際應用上，所述馬達本體1係可應用於電動工具7(圖6參照)上，並設置於電動工具7的殼體8之中，該轉軸5係可供與一工具頭連接，所述的工具頭可以是但不限於電鑽頭、起子頭、線鋸頭等的工具頭，或是其他種類型的工具頭，藉以，該馬達本體1可受驅動而控制其轉軸5轉動而帶動所連接之工具頭轉動、震動或其他型態之作動。
該電路板10具有一裝置面10a，於該裝置面10a上係供設置電子零件，例如於本實施例中，所設置的電子零件包括有馬達控制元件12以及至少一個功率開關元件14，其中，所述的馬達控制元件12可以是但不限於微控制器，所述功率開關元件14可以是但不限於金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，該馬達控制元件12可控制該功率開關元件14的作動，例如導通與斷開，據以進一步驅動馬達本體1的作動。
該散熱板20設置於該馬達本體1與該電路板10之間，該散熱板20的材質可以是但不限於石墨、陶瓷、鋁等，另外，亦可採取其他熱傳導效率高之材質。該散熱板20具有相背對的一第一側部20a與一第二側部20b，該第一側部20a面對該馬達本體1，並可供與該馬達本體1連接組裝，並且較佳者，該散熱板20的第一側部20a係分別連接在該馬達本體1的前端蓋3與後端蓋4上，並與該馬達本體1的定子鐵心2之間保有一間隙G；該第二側部20b面對該電路板10，且遮蔽、遮蓋甚至可進一步 封閉該電路板10之該裝置面10a，以使得該電路板10之該裝置面10a上的馬達控制元件12、功率開關元件14等元件不暴露於電動工具7的殼體8內。
此外，請配合圖2及圖3所示，於本實施例中，所述的散熱板20具有一槽孔22，該槽孔22連通該第一側部20a與該第二側部20b，其中，該槽孔22提供了一個可供外部線路連接至電路板10之裝置面10a上的馬達控制元件12與功率開關元件14，舉例而言，於一實施例中，三相導線的一端便可經由該槽孔22穿入該散熱板20與該電路板10所圍繞形成的空間當中，而與該電路板10之裝置面10a上的馬達控制元件12或是功率開關元件14進行電性連接，而三相導線的另一端便可連接至馬達本體1或是電動工具7的電能供應單元(例如電池)，另外，於其他應用上，所述的線路並不以三相導線為限，亦可根據所應用的馬達或電動工具的不同，選擇其他類型的線路。
此外，所述散熱板20的第二側部20b的兩相對處朝該電路板10的方向分別凸伸形成有一側緣24，該二側緣24係用以遮蔽該電路板10的裝置面10a，更進一步地，係圍繞、遮蔽靠近電路板10之裝置面10a的周緣處，從而提供電路板10之裝置面10a上之電子元件良好的保護效果。
另外，所述散熱板20與電路板10之間還設置有至少一個散熱墊30，於本實施例中，係設置有兩個散熱墊30，該些散熱墊30具有熱傳導特性，並接觸散熱板20，以及接觸電路板10之裝置面10a及/或裝置面10a上的電子元件(如馬達控制元件12、功率開關元件14或其他元件等)，透過上述設計，有助於提升對於電子元件的散熱效果。
另外，更進一步地，該散熱板20的第二側部20b係形成有至少一凸塊26，於本實施例當中，係形成有三個凸塊26，其中兩個凸塊26設置於靠近該槽孔22的兩側，另一個凸塊26設置於靠近散熱板20的另一端緣，並且，較佳者，該些凸塊26係提供封閉電路板10之裝置面10a的前後端緣處，從而提供良好的遮蔽、保護效果。其中，前述的前後端緣係以馬達本體1的前端(如前端蓋3)與後端(如後端蓋4)做為參考便於說明，另外，於其他應用上，所述的前端與後端並不以上述說明為限，亦可能為左側端或右側端。
其中，較佳者，所述電路板10是以可拆離的方式結合於該散熱板20上，而所述散熱板20是以可拆離的方式結合於該馬達本體1上，舉例而言，於本實施例中，所述電路板10具有複數個定位孔16，所述散熱板20的第二側部20b設有複數個第一定位孔28與第二定位孔29，所述電路板10與散熱板20的結合方式是透過部分螺栓S連接於定位孔16與第一定位孔28之間進行可拆離之固定結合；而散熱板20與馬達本體1之間的結合方式是透過另一部分之螺栓S穿過散熱板20之第二定位孔29之後，以可拆離的方式結合在馬達本體1之前端蓋3與後端蓋4上。透過上述設計，電路板10與散熱板20之間以及散熱板20與馬達本體1之間可靈活地組合與拆卸，從而有利於生產組裝與拆卸維修作業的進行。
請配合圖5及圖6所示，當風扇6運轉時，其所引發的氣流可通過散熱板20與定子鐵心2之間的間隙G，藉以將散熱板20、定子鐵心2的熱能帶走，起到良好的散熱效果，從而可有助於對電路板10上的馬達控制元件12與功率開關元件14進行散熱；此外，以散熱板20作為將電路板10固定於馬達本體1上的固定支架，從而可有效地利用馬達之 裝配空間；而藉由以散熱板20遮蔽或封閉電路板10之裝置面10a的設計，還可達到隔離保護電路板10上之電子元件的功效。
以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。
1‧‧‧馬達本體
2‧‧‧定子鐵心
3‧‧‧前端蓋
4‧‧‧後端蓋
5‧‧‧轉軸
6‧‧‧風扇
10‧‧‧電路板
10a‧‧‧裝置面
12‧‧‧馬達控制元件
14‧‧‧功率開關元件
16‧‧‧定位孔
20‧‧‧散熱板
20a‧‧‧第一側部
22‧‧‧槽孔
30‧‧‧散熱墊
S‧‧‧螺栓

Claims (7)

  1. 一種無刷馬達總成，包括有：一馬達本體；一電路板，具有一裝置面，於該裝置面上設置有一馬達控制元件與一功率開關元件，該馬達控制元件用以控制該功率開關元件的作動；以及一散熱板，設置於該馬達本體與該電路板之間，該散熱板具有相背對的一第一側部與一第二側部，該第一側部面對該馬達本體，該第二側部面對該電路板，並遮蔽該電路板之該裝置面；其中該馬達本體包括有一前端蓋、一後端蓋以及一定子鐵心，該前端蓋與該後端蓋分別連接於該定子鐵心的前後兩側；該散熱板的第一側部係分別連接於該前端蓋與該後端蓋，且與該定子鐵心保有一間隙。
  2. 如請求項1所述之無刷馬達總成，其中該散熱板之該第二側部的兩相對處朝該電路板的方向分別凸伸形成有一側緣，該二側緣用以遮蔽該電路板之該裝置面。
  3. 如請求項1所述之無刷馬達總成，其中該散熱板具有一槽孔連通該第一側部與該第二側部。
  4. 一種無刷馬達總成，包括有：一馬達本體；一電路板，具有一裝置面，於該裝置面上設置有一馬達控制元件與一功率開關元件，該馬達控制元件用以控制該功率開關元件的作動；以及 一散熱板，設置於該馬達本體與該電路板之間，該散熱板具有相背對的一第一側部與一第二側部，該第一側部面對該馬達本體，該第二側部面對該電路板，並遮蔽該電路板之該裝置面；至少一散熱墊，設置於該電路板與該散熱板之間。
  5. 如請求項4所述之無刷馬達總成，其中該散熱板的該第二側部形成至少一凸塊，該至少一散熱墊係接觸該至少一凸塊。
  6. 一種無刷馬達總成，包括有：一馬達本體；一電路板，具有一裝置面，於該裝置面上設置有一馬達控制元件與一功率開關元件，該馬達控制元件用以控制該功率開關元件的作動；以及一散熱板，設置於該馬達本體與該電路板之間，該散熱板具有相背對的一第一側部與一第二側部，該第一側部面對該馬達本體，該第二側部面對該電路板，並遮蔽該電路板之該裝置面；其中該電路板是以可拆離的方式結合於該散熱板上。
  7. 如請求項6所述之無刷馬達總成，其中該散熱板是以可拆離的方式結合於該馬達本體上。
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