專利名稱：馬達及包括該馬達的洗衣機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種馬達，更具體地，涉及一種馬達及包括該馬達的洗衣機。
背景技術：
馬達是一種將電能轉換為機械能的機器，通常被稱為驅動單元。馬達基于電磁感應原理工作。盡管大多數馬達以旋轉方式產生力，也有一些馬達直線地產生力。根據馬達的電源，可將馬達分為直流(DC)馬達和交流(AC)馬達。
洗衣機是一種采用上述馬達作為其主要驅動源的設備，其使用混合到水中的洗滌劑經過洗滌、漂洗以及甩干過程來洗滌衣物和除去衣物上的不潔物。洗衣機包括機械單元，利用馬達或驅動單元的能量來洗滌衣物；控制單元，控制洗滌過程；以及供水和排水裝置，為洗滌室注水或排水。目前使用的洗衣機可主要分為滾筒式、攪拌式以及波輪式洗衣機。
上述馬達根據其設計的負載使用通入電流的永磁體，基于弗來明(Fleming)左手定則形成預定的相位角，以使馬達旋轉。為了在洗滌過程中產生最大的轉矩，將電流的相位控制為與反電動勢的相位相同，而為了在甩干過程中產生高速度，將電流的相位控制為超前于反電動勢的相位。
在根據相關技術的馬達中大量使用永磁體。由于永磁體是一種按重量計算價格昂貴的材料，因此馬達的制造成本增加。
此外，由于根據相關技術的馬達使用被壓制成薄鋼板的轉子框架，因此上述框架具有較低的剛度以及減小的同心度和圓度。從而，在馬達運行過程中產生振動并發出噪聲。
發明內容
因此，本發明旨在一種電動馬達和使用該電動馬達的洗衣機，從而充分消除了由于相關技術的限制和缺點而產生的一個或多個問題。
本發明的目的是提供一種馬達以及使用該馬達的洗衣機，該馬達使用少量的永磁體，具有改善的性能和結構。
本發明的其它優點、目的及特征將在以下說明書中闡明一部分，其另一部分對于本領域普通技術人員而言可通過研究以下內容而清楚了解，或者通過實施本發明而獲知。通過在文字說明書、權利要求書以及附圖中所具體指出的結構，可以實現和獲得本發明的目的和其它優點。
為實現這些目的和其它優點，并根據本發明的目標，如在此具體實施和廣泛描述的，提供一種馬達，具有定子和相對于該定子旋轉的轉子，該馬達包括轉子框架；永磁體，安裝在該轉子框架上，并具有交替為北極和南極的突部；以及梳狀極化環，包括多個設置在該永磁體的突部之間的齒部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。
在本發明的另一方案中，提供一種洗衣機，包括殼體；桶，安裝在該殼體內部，用于容納洗滌液；滾筒，安裝該桶內部，用于容納衣物；以及馬達，包括永磁體、梳狀極化環以及連接至轉子的定子，該永磁體具有交替為北極和南極的突部，該梳狀極化環具有設置在該永磁體的突部之間的齒部并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成，其中該馬達為該滾筒提供旋轉力。
在具有上述結構的馬達和采用該馬達的洗衣機中，具有齒部的梳狀極化環安裝在轉子框架中，并且具有突部的永磁體配合于梳狀極化環。因此，在使用較少永磁體材料的同時，該馬達的性能與傳統馬達的性能相同或優于傳統馬達的性能。從而，降低馬達的制造成本。
此外，在根據本發明的馬達和使用該馬達的洗衣機中，梳狀極化環增強了轉子框架，從而提高了轉子框架的剛度。因此，該馬達具有提高的同心度和圓度，從而使運行期間具有較少的振動和噪聲。
應當理解的是，以上的概括說明和下面的詳細說明都是示意性的和解釋性的，其旨在提供對請求保護的發明的進一步說明。
附圖用于提供對本發明的進一步理解，其包含在本申請中并構成本申請的一部分。附圖示出本發明的實施例，并和說明書一起用于說明本發明的原理。在附圖中圖1為根據本發明的洗衣機的垂直截面圖；圖2為根據本發明的馬達的分解示意圖；
圖3為根據本發明的馬達的轉子的示意圖；圖4為圖3中的轉子的截面圖；以及圖5為永磁體在其安裝到根據本發明的馬達的轉子中之前的示意圖。
具體實施例方式
下面將詳細介紹本發明的優選實施例，其實例在附圖中示出。在所有附圖中，只要可能，使用相同的標號表示相同或相似的部件。
圖1為根據本發明的洗衣機的垂直截面圖。
參照圖1，根據本發明的滾筒式洗衣機包括具有機箱103的主體100，該機箱103固定在上板101和下板102上，而形成內部空間。馬達200和滾筒140安裝在上述空間中以直接洗滌衣物。馬達200被供應來自電源的電流，以使驅動軸210旋轉。驅動軸210穿過桶160并固定在滾筒140的后表面上，從而當驅動軸210在其一側旋轉滾筒140時，滾筒140的相反側可形成有與形成在機箱103中的門114并置的開口。此外，滾筒140被密閉的桶160圍繞，以防止注入滾筒140中的混合有清洗劑如洗滌劑的水(以下稱為“洗滌液”)泄漏。因此，在將馬達200安裝在桶160外部時，從馬達200延伸出來的驅動軸210在穿過桶160的同時，被固定在滾筒140上。
安裝在主體100中的桶160在其一側與通風管130連通，桶160大體為圓柱形并具有開口的前端，驅動軸210穿過其后部。此外，由于在洗滌過程中必須將洗滌液注入到桶160中，因此桶160必須為密閉的。這里，滾筒140設置在桶160中，并固定在從馬達200延伸出來的驅動軸210上，以被驅動軸210旋轉。另外，滾筒140上形成有多個通孔141，通孔141使得從洗滌液配送器125供應到桶160中的洗滌液進入滾筒140的內部，而在滾筒140中形成預定的水位。而且，在洗滌過程結束之后的甩干過程中，通孔141使得洗滌液容易從滾筒140排出。此外，在烘干過程中，通過通風管130配送到桶160中的熱空氣容易通過通孔141穿過滾筒140，而烘干滾筒140中的衣物。
桶160的一側與通風管130連通，通風管130安裝有通風扇132，以將空氣有力地吹入桶160中。為了加熱由通風扇132通過通風入口吹入桶160中的空氣，可設置加熱器131。
排氣管道170形成在桶160與通風入口相對一側。排氣管道170延伸到洗衣機的外部，以將由通風扇130供應到桶160中的熱空氣排放到外部。
此外，洗滌劑盒111沿著供水管180安裝，并位于洗衣機前部的上板101之下。洗滌劑盒111為沿著一個方向打開的可移動盒。在與洗滌劑盒120的開口方向相反的一端，洗滌劑盒120連接至供應冷/熱水的供水管180。冷水或熱水通過供水管180被供應至洗滌劑盒120以與洗滌劑或織物柔化劑混合，并通過洗滌液配送器125被供應到桶160中。
圖2為根據本發明的馬達的分解示意圖。
參照圖2，馬達200包括轉子220和定子250。轉子220具有安裝于其中的梳狀極化環230和配合于梳狀極化環230的永磁體240。
定子250具有定子框架251。定子框架251形成有定子固定孔252，以容納將要插入其中的單獨的固定部件。從而，定子框架251固定在桶160上。為了可靠地固定定子框架251，可在定子框架251上形成多個彼此等距的定子固定孔252。多個繞組部分253位于定子框架251的外緣上，在繞組部分253周圍纏繞有線圈254。在供電給馬達200時，電流經過線圈254而將繞組部分253變為電磁體。然后，在繞組部分253與永磁體240之間形成的電磁吸/斥力將旋轉力施加至轉子220。圖2中的標號255為霍爾傳感器。霍爾傳感器255檢測轉子的位置和速度。
轉子220包括轉子框架221。轉子221具有預定的直徑，并形成為在一側開口的圓柱形。在轉子框架222的中心處形成用于驅動軸210的驅動軸通孔222。當驅動軸210穿過驅動軸通孔222時，被固定在轉子框架221上。因此，轉子220能夠與驅動軸210一起旋轉，并且馬達的旋轉力被傳遞至滾筒140。在轉子框架221的整個表面上形成多個冷卻片(fin)223，在冷卻片223附近形成冷卻孔224。當轉子220旋轉時，冷卻片223產生冷卻氣流，空氣流過冷卻孔224，從而使馬達中產生的熱排至外部。
梳狀極化環230安裝在轉子框架221的內壁中。梳狀極化環230可通過壓裝或者焊接固定在轉子框架221上。梳狀極化環230包括具有預定半徑的體部231。體部231形成為一個整體，其形狀為具有預定半徑的環形。多個齒部232從體部231突出預定的距離。在齒部232之間形成間隙233。為了具有均勻的極性，齒部232和間隙233可具有相同的尺寸并均勻地分布。齒部232設置在永磁體240的磁極之間，磁性低于永磁體240。梳狀極化環230由矯頑力小于200KA/m的磁性材料形成。梳狀極化環230在馬達200的運行期間產生磁阻(reluctance)轉矩。
永磁體240配合于梳狀極化環230。永磁體240形成有交替為N極和S極的部分。永磁體240包括體部241。體部241形成為一個整體的環，并具有與梳狀極化環230的體部231相同的直徑。體部241具有多個突部242，每個突部242為一個永磁體。在突部242之間形成間隙243。永磁體240可由具有高磁力的稀土元素基磁體形成。具體地，永磁體240可由稀土元素與橡膠或塑料的混合物形成。在這樣形成永磁體240時，其在具有彈性的同時保持預定的磁力。因此，永磁體可制成為細長帶，在制成之后該帶可容易地彎成具有預定直徑的上述環形。永磁體240的突部242的數量決定了馬達200的磁極的數量，在將永磁體240附著在轉子220的內壁上之后，將永磁體240沿徑向壓向該壁。壓向該壁的永磁體240產生磁通量。即，永磁體240包括為馬達200提供旋轉力的磁性成分。圖2中的標號225為定位孔。定位孔225形成在轉子框架221的下表面上，以易于裝配梳狀極化環230和永磁體240。
這里，梳狀極化環230的截面與永磁體的截面的尺寸之比可為1/17至6/12、2/16至5/13以及3/15至4/14中的任一個。
圖3為根據本發明的馬達的轉子的示意圖，而圖4為圖3中的轉子的截面圖。
參照圖3和圖4，轉子220包括圓柱形轉子框架221。轉子框架221在其一側開口。梳狀極化環230和永磁體240安裝在轉子框架221中。齒部232和間隙233形成在梳狀極化環230上，而突部242和間隙243形成在永磁體240上。梳狀極化環230和永磁體240嚙合在一起。
在本實施例中，齒部232安裝為朝向轉子框架221的開口側突出，而突部242形成為從永磁體240向下突出以與齒部232嚙合。在這樣形成時，具有低磁性的梳狀極化環230設置在永磁體的突部242之間。因此，這種結構能夠利用磁阻轉矩，從而使該馬達的性能與傳統馬達相同或優于傳統馬達，同時減少磁性材料的數量。從而，減少馬達200的制造成本。此外，因為梳狀極化環230得到增強，所以轉子框架220變得更剛性化。因此，提高了馬達200的同心度和圓度，從而能夠減少馬達200運行期間的振動和噪聲。
齒部232可安裝為朝向轉子框架221的下表面延伸，而永磁體240的突部242可安裝為向上延伸。
圖5為永磁體在其安裝到根據本發明的馬達的轉子中之前的示意圖。
參照圖5，永磁體240包括體部241。永磁體240的突部242從體部241規則地延伸預定的距離。在這種結構中，需要使用的永磁體的數量減少，從而減少了馬達200的制造成本。
永磁體240由強磁化的稀土材料形成。從而，永磁體240可由包括橡膠或其它材料的混合物形成。因此，永磁體240在可彎曲的同時具有足夠的磁力。在本實施例中，永磁體240形成為預定長度的帶形；然而，永磁體240也可以形成為具有預定直徑的環形。永磁體240可被哈爾巴赫(halbach)磁化。
下面將提供馬達200的運行的簡要描述。
首先，永磁體發出場磁體磁通量。線圈254經受相位比該磁通量超前90°的反電動勢。安裝在定子250上的霍爾傳感器255檢測轉子220的旋轉位置和速度。
根據負載情況，通入相位相對于該磁通量的相位偏移預定量的電流，從而使轉子220根據弗來明左手定則而旋轉。從而，產生馬達200的旋轉力。
為了在洗滌過程中產生最大的轉矩，在采用馬達200的洗衣機100中，將電流的相位控制為與反電動勢的相位相同，并且為了在甩干過程中產生高速度，將電流的相位控制為超前于反電動勢的相位。
在具有上述結構的馬達和采用該馬達的洗衣機中，具有齒部的梳狀極化環安裝在轉子框架中，并且具有突部的永磁體配合于梳狀極化環。因此，在使用較少永磁體材料的同時，該馬達的性能與傳統馬達的性能相同或優于傳統馬達的性能。從而，降低馬達的制造成本。
此外，在根據本發明的馬達和使用該馬達的洗衣機中，梳狀極化環增強了轉子框架，從而提高了轉子框架的剛度。因此，該馬達具有提高的同心度和圓度，從而使運行期間具有較少的振動和噪聲。
對于本領域的技術人員來說顯而易見的是，可對本發明進行各種修改和變化。因此，本發明應覆蓋落入所附權利要求書及其等效范圍內的本發明的修改和變化。
權利要求
1.一種馬達，具有定子和相對于該定子旋轉的轉子，該馬達包括轉子框架；永磁體，安裝在該轉子框架上，并具有交替為北極和南極的多個突部；以及梳狀極化環，包括多個設置在該永磁體的突部之間的齒部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。
2.如權利要求1所述的馬達，其中該梳狀極化環的矯頑力小于200KA/m。
3.如權利要求1所述的馬達，其中該梳狀極化環的齒部與該永磁體的突部的尺寸之比在以下任一個范圍中1/17至6/12、2/16至5/13及3/15至4/14。
4.如權利要求1所述的馬達，其中該梳狀極化環形成為一個整體環形。
5.如權利要求1所述的馬達，其中，該梳狀極化環的齒部沿著朝向該轉子框架的開口側的方向突出，而該永磁體的突部沿著與該齒部的突出方向相反的方向突出，以與該齒部嚙合。
6.如權利要求1所述的馬達，其中，該梳狀極化環的齒部朝向該轉子框架的底表面突出，而該永磁體的突部沿著與該齒部的突出方向相反的方向突出，以與該齒部嚙合。
7.如權利要求1所述的馬達，其中該永磁體由鐵磁稀土材料形成，并為具有預定長度的細長帶形。
8.如權利要求7所述的馬達，其中該永磁體被哈爾巴赫磁化。
9.如權利要求1所述的馬達，其中該轉子框架包括用于將該梳狀極化環裝配在該永磁體上的定位孔。
全文摘要
本發明提供一種馬達和使用該馬達的洗衣機。該馬達具有定子、轉子、轉子框架、永磁體以及梳狀極化環。該轉子相對于該定子旋轉。該永磁體安裝在該轉子框架上，并具有交替為北極和南極的突部。該梳狀極化環包括多個設置在該永磁體的突部之間的齒部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。
文檔編號H02K1/28GK1933289SQ200610151890
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月13日 優先權日2005年9月13日
發明者田且承, 閔丙旭 申請人:Lg電子株式會社